JP4263972B2 - 表面実装型アンテナおよびアンテナ装置ならびに無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話等の移動体通信装置に使用される２周波対応の小型アンテナである表面実装型アンテナおよびアンテナ装置ならびにそれらを用いた無線通信装置に関するものである。

携帯電話等の移動体通信装置においては小型化が急速に進められており、その構成部品であるアンテナについても表面実装型アンテナ等により小型化への対応が行なわれている。従来の表面実装型アンテナおよびそれを用いたアンテナ装置の例について、図５の斜視図を用いて説明する。

図５において、81は表面実装型アンテナであり、これが実装基板92に実装されてアンテナ装置を構成している。図５に示す表面実装型アンテナ81において、86は直方体状の基体、85は給電端子、82および83は放射電極である。また、実装基板92において、94は給電電極、93は接地導体層である。

従来の表面実装型アンテナ81においては、放射電極82、83のピッチを変えることによって２周波対応、すなわち異なる２つの周波数に対応できるものとするために、基体86の側面に給電端子85とつながる螺旋状の放射電極83のピッチを粗くし、さらに放射電極83につながる螺旋状の放射電極82のピッチを密にした構造となっている。

そして、このような表面実装型アンテナ81が給電端子85を給電電極94に接続して実装基板92の表面に実装されることによって、２周波対応のアンテナ装置91が構成されている。

また、２周波対応のアンテナとしては、所定周波数帯用のアンテナエレメントにアンテナエレメントの接地容量を接続してこの値を変えることにより、所定周波数帯とは異なる他の周波数帯を含む複数の周波数帯で使用するようにした移動体通信端末用アンテナが開示されている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、送受信信号の伝送経路に直列にスイッチを挿入することがないので、信号伝送損失の問題を生じることなく複数周波数に対応しうるアンテナとなるというものである。

また、誘電体の基体と、この基体の表面に形成した給電電極および放射電極を有する複数の給電放射素子と、基体を固定する基板とを備え、この基板には給電放射素子に給電する共通の給電点を設けるとともに、基板の表面または基体および基板の表面に給電点から連続的に展開してスタブを設け、給電放射素子の給電電極を放射電極の実効線路長に基づいて定まるスタブの整合点に接続するアンテナ装置も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。これによれば、各給電放射素子は放射電極の実効線路長で決まる共振周波数で励振され、このとき各給電放射素子の給電電極はそれぞれ各給電放射素子毎に最適なスタブ長であるスタブの整合点に接続されているので、各給電放射素子は、それぞれの共振周波数において良好な共振特性が得られるとともに、それぞれの共振周波数の属する周波数帯域において必要な広さの帯域幅を確保することができるというものである。
特開2002−204120号公報 特開2002−314330号公報

しかしながら、図５に示したような従来の表面実装型アンテナ81では、通信システムで使用される無線信号の低い方の周波数ｆ１および高い方の周波数ｆ２のそれぞれに対して表面実装型アンテナ81の動作周波数を合わせるためには、螺旋状の放射電極82、83の長さとピッチ（間隔）とを調整する必要があり、その調整に非常に手間が掛かるという問題点があった。

また、基体86の誘電率を高くして表面実装型アンテナ81を小型化しようとしたときに、螺旋状の長い放射電極82、83と接地導体93との間で予期しない不要な共振モードが発生して安定した２周波対応のアンテナ特性が得られなくなるため、小型化しにくいという問題点もあった。

また、特許文献１に開示された移動体通信端末用アンテナにおいては、実装基板に表面実装することが困難であるという問題点があった。

さらに、特許文献２に開示されたアンテナ装置においては、放射電極が平面的なパターンであるためにアンテナのサイズが大きくなり小型化が困難であるという問題点があった。

本発明は以上のような従来の技術における問題点を解決すべく案出されたものであり、その目的は、良好なアンテナ特性を安定して得ることができ、周波数調整がし易く、かつ小型化が可能な２周波対応の表面実装型アンテナおよびこれを用いたアンテナ装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、これら２周波対応の表面実装型アンテナおよびアンテナ装置を備えた２周波対応の無線装置を提供することにある。

本発明の表面実装型アンテナは、誘電体または磁性体から成る直方体状の基体の表面に、第１放射電極と、第２放射電極と、第３放射電極と、第４放射電極とが各々設けられており、実装基板に配置された状態で、前記第４放射電極を介して、前記第１放射電極、前記第２放射電極、前記第３電極が給電されて、複数の共振を生じる表面実装型アンテナであって、前記基体の対向する一対の側面のそれぞれに、前記基体の稜線に沿って延びた幅広部を有する前記第１放射電極、および前記稜線に沿って延びた幅広部を有する前記第２放射電極を設け、前記基体の対向する他の一対の側面の一方に、対向する一対の端面のいずれかの側を通り、前記第１放射電極および第２放射電極とを接続する、前記第１電極および前記第２電極の双方に比べて幅の狭い前記第３放射電極を設け、一端が第２放射電極に接続されるとともに、前記実装基板の給電電極に接続する給電端子が他端に形成された、前記第１電極および前記第２電極の双方に比べて幅の狭い前記第４放射電極を設け、前記第２放射電極を、前記第１放射電極に比べて前記給電端子から離れた位置に設けることを特徴とする。

また、本発明の表面実装型アンテナは、前記基体の対向する他の一対の側面の他方から一方に向けて、もしくは一方から他方に向けて窪みまたは貫通孔を設けたことを特徴とする。

さらにまた、本発明のアンテナ装置は、表面に給電電極と該給電電極の一方側に配置された接地導体層とが形成された実装基板に、前記表面実装型アンテナの第１放射電極を実装基板の表面側にして前記給電電極の他方側に実装するとともに、前記給電端子を給電電極に接続したことを特徴とする。

本発明のアンテナ装置は、表面に給電電極と該給電電極の一方側に配置された接地導体層とが形成された実装基板に、前記表面実装型アンテナの第４放射電極を実装基板の表面側にして前記給電電極の他方側に実装するとともに、前記給電端子を給電電極に接続したことを特徴とする。

本発明の表面実装型アンテナは、誘電体または磁性体から成る直方体状の基体に、対向する一対の側面のそれぞれに第１放射電極および第２放射電極を設け、前記基体の対向する他の一対の側面の一方に、対向する一対の端面のいずれかの側を通り、前記第１放射電極および第２放射電極とを接続する第３放射電極と、一端が第２放射電極に接続されるとともに他端に給電端子が形成される第４放射電極を設けたこと特徴とする。

さらに、本発明のアンテナ装置は、表面に給電電極と該給電電極の一方側に配置された接地導体層とが形成された実装基板に、前記表面実装型アンテナの第１放射電極を実装基板の表面側にして前記給電電極の他方側に実装するとともに、前記給電端子を給電電極に接続したことを特徴とする。

またさらに、本発明のアンテナ装置は、表面に給電電極と該給電電極の一方側に配置された接地導体層とが形成された実装基板に、前記表面実装型アンテナの第４放射電極を実装基板の表面側にして前記給電電極の他方側に実装するとともに、前記給電端子を給電電極に接続したことを特徴とする。

また、本発明の無線通信装置は、前記いずれかに記載の表面実装型アンテナと、それに接続された、異なる２つの周波数帯域の無線信号に対応した送信回路および／または受信回路を具備したことを特徴とする。

本発明の表面実装型アンテナによれば、短い複共振パターンの放射電極を基体の対向する一対の側面に形成したことから、比誘電率または比透磁率に起因する不要な共振を避けつつ、比誘電率または比透磁率の起因する波長短縮作用が得られるため、小型の２周波共用アンテナを実現することができる。

また、基板の対向する他の一対の側面の他方から一方に向け、もしくは一方から他方に向けて窪みまたは貫通孔を設けたときには、アンテナ特性を維持しつつ基体を軽量化できるため、実装後の衝撃等に対する実装強度の信頼性を高めることができる。

また、本発明のアンテナ装置によれば、対向する部分とそれをつなぐ部分とからなる第１〜第３放射電極に対して給電点から第４放射電極を介して給電するときに複数の共振を生じることができるので、第２放射電極側でもって周波数ｆ２に、第３電極を通って接続された第１電極側でもってｆ２とは異なる周波数ｆ１（通常はｆ１＜ｆ２）に対応させて、それぞれ１／４波長のアンテナとして動作させることができ、２周波対応の表面実装型アンテナとして良好に動作させることができるものとなる。

また、本発明のアンテナ装置によれば、第２放射電極側により高周波数ｆ２が、第３放射電極を通って接続された第１放射電極側により低周波数ｆ１が得られる。ここで本発明の表面型実装アンテナは、第４放射電極を設けることで、高周波数ｆ２に対応する第２放射電極側が低周波数ｆ１に対応する第１放射電極側に比べ、接地導体層から離れた位置に設置されることになる。加えて、高周波数ｆ２に対応する側の放射電極が第２放射電極および第４放射電極となり異なる複数の面にわたって形成されることになる。これにより、第２放射電極のみだけでは送受信しづらかった第２放射電極と直交する偏波をもつ電波を第４放射電極で送受信することにより、全方位の電波を送受信することが可能となる。これらのことにより、一般的に低くなる高周波数側の放射特性においても、低周波数側と同等の放射特性を得ることができるものとなる。

そして、本発明の無線通信装置によれば、本発明の表面実装型アンテナと、それに接続された、異なる２つの周波数帯域の無線信号に対応した送信回路および受信回路の少なくとも一つとを具備することから、１つの表面実装型アンテナまたはアンテナ装置でもって異なる２つの周波数に対応可能な、小型で高機能な２周波対応の無線通信装置となる。

以上により、本発明によれば、良好なアンテナ特性を安定して得ることができ、周波数調整がし易く、かつ小型化が可能な２周波対応の表面実装型アンテナおよびこれを用いたアンテナ装置を提供することができ、これら２周波対応の表面実装型アンテナおよびアンテナ装置を備えた２周波対応の無線装置を提供することができた。

以下、本発明の表面実装型アンテナおよびアンテナ装置ならびに無線通信装置の実施の形態の例について、図面を参照しつつ説明する。

図１は本発明の第１の表面実装型アンテナの実施の形態およびそれを実装基板の表面に実装して成る本発明の第１のアンテナ装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。

図１において、１は本発明の第１の表面実装型アンテナであり、７は誘電体または磁性体から成る直方体状の基体、２は基体７の対向する一対の側面の一方（図１中では基体７の下面）に、対向する端面の一方側から他方側にかけて形成された第１放射電極、４は基体７の対向する一対の側面の他方（図１中では基体７の上面）に、対向する端面の一方側から他方側にかけて形成された第２放射電極、３は基体７の対向する他の一対の側面の一方（図１中では基体７の向こう側の側面）の、対向する一対の端面の一方（図１中では基体７の奥側の端面）側を通って、第１放射電極２と第２放射電極４とを接続する第３放射電極、５は基体７の対向する他の一対の側面の他方（図１中では基体７の手前側の側面）に、その一端が基体７の対向する一対の側面の他方に形成された第２放射電極４と接続され、他端に給電端子６が形成されている第４放射電極である。

このように本発明の第１の表面実装型アンテナ１は、直方体状の基体７に、対向する一対の側面にそれぞれ対向する一対の端面の一方側から他方側にかけて形成されるとともに対向する他の一対の側面の一方の対向する端面のいずれかの側を通って接続された第１放射電極２，第２放射電極４，第３放射電極３と、対向する他の一対の側面の他方側に形成され、対向する一対の側面の他方に形成された第２放射電極４に接続された第４放射電極５と、第４放射電極５の第２放射電極４と接続されていない側の端部に形成された給電端子６とが設けられている。

また、12は実装基板であり、14は実装基板12の表面に形成された給電電極、13は実装基板12の表面の給電電極14の一方側（図１中では実装基板12の上面の左手前側）に配置されて形成された接地導体層である。

そして、この実装基板12に本発明の第１の表面実装型アンテナ１を、第１放射電極２を実装基板12の表面側にして給電電極14の他方側（図１中では実装基板12の上面の右奥側）に実装するとともに、給電端子６を給電電極14に接続することにより、本発明の第１のアンテナ装置１が構成されている。

本発明の第１の表面実装型アンテナ１によれば、第４放射電極５と第２放射電極４の部分により、通信システムで使用される２つの周波数帯域の無線信号のうちの高い方の周波数ｆ２に対応した１／４波長モノポールアンテナを形成することとなり、これにより周波数ｆ２に対応したアンテナとして動作することができる。

さらに、第４放射電極５と第２放射電極４の一部と第３放射電極３と第１放射電極２の部分により、２つの周波数帯域の無線信号のうち低い方の周波数ｆ１に対応した１／４波長モノポールアンテナを形成することとなり、これにより周波数ｆ１に対応したアンテナとしても動作することができる。従って、本発明の第１の表面実装型アンテナ１およびこれを用いた本発明の第１のアンテナ装置によれば、良好なアンテナ特性を有する２周波対応のアンテナとして機能することができるものとなる。

図６に、本発明の第１のアンテナ装置の反射損失の周波数特性を線図で示す。図６において、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は反射損失（単位：ｄＢ）を表し、特性曲線は反射損失の周波数特性を示している。この図に見られるように異なる周波数ｆ１とｆ２に対応する２周波対応アンテナとして動作している。なお、このような特性は、後述する本発明の第２〜４のアンテナ装置においても同様である。

また、図９（ａ）に、本発明の第１のアンテナ装置の示す放射特性を示す。なお、比較のために図５に示す従来のアンテナを実装したアンテナ装置での放射特性を（ｂ）に示す。

図９において、線図がグラフの中心から遠ざかる程放射強度が強いことを示す。両者を比較すると本発明のアンテナ装置の示す特性（ａ）において低周波数側（外側）と高周波数側（内側）の特性の差が小さいことが分かる。これは図１のアンテナ装置において、前述の如く、第２放射電極４側により高周波数ｆ２が、第３放射電極３を通って接続された第１放射電極２側により低周波数ｆ１が得られる。（この部分は段落で区切らない方がいいです）ここで本発明の第１の表面型実装アンテナ１は、第４放射電極５を設けることで、高周波数ｆ２に対応する第２放射電極４側が低周波数ｆ１に対応する第１放射電極２側に比べ、接地導体層13から離れた位置に設置される構造になっている。加えて、高周波数ｆ２に対応する側の放射電極が第２放射電極４および第４放射電極５となり異なる複数の面にわたって形成されることになる。これにより、第２放射電極４のみだけでは送受信しづらかった第２放射電極４と直交する偏波をもつ電波を第４放射電極５で送受信することにより、全方位の電波を送受信することが可能となる。これらのことにより、高周波数側の放射電極の面積が低周波数側の放射電極の面積より小さいがゆえに、一般的に低周波数側の放射特性よりも低くなる高周波数側の放射特性においても、低周波数側と同等の放射特性を得ることができるものとなる。なお、このような特性は、後述する本発明の第２〜４のアンテナ装置においても同様である。

本発明の第１の表面実装型アンテナ１においては、対向する一対の側面間の距離が狭すぎると、それら側面にそれぞれ形成された第１放射電極２と第２放射電極４との間の電流による結合が強くなることにより、第１放射電極２および第２放射電極４それぞれに反対方向の電流が流れるようになり、アンテナとして動作しにくくなる。従って、対向している第１放射電極２と第２放射電極４との間隔はできるだけ大きくとることが望ましい。例えば、８００ＭＨｚと１９００ＭＨｚに対応するアンテナとする場合であれば、第１放射電極２と第２放射電極４との間隔は３ｍｍ以上あることが好ましい。

また、本発明の第１の表面実装型アンテナ１においては、対向する一対の側面にそれぞれ形成される第１放射電極２および第２放射電極４の幅（基体７の一対の他の側面間の方向の大きさ）が狭くなると、それぞれの帯域幅が狭くなる。さらに、第１放射電極２および第２放射電極４の長さ（基体７の一対の端面間の方向の大きさ）が短くなると、帯域幅が狭くなる傾向がある。従って、できる限り第１放射電極２、第２放射電極４は基体７の端まで幅の広い形状で延びていることが好ましい。

また、本発明の第１のアンテナ装置においては、実装基板12に本発明の第１の表面実装型アンテナ１を実装したときに、第１放射電極２および第２放射電極４と実装基板12の接地導体層13との間の距離が狭すぎるとそれぞれの帯域幅が狭くなるので、この点を考慮して第１放射電極２、第２放射電極４の幅および長さと、これらと接地導体層13との距離を最適化することが必要である。

さらに、本発明の第１のアンテナ装置においては、第４放射電極５とその端部に形成された給電端子６の接続位置について、基体７の対向する一対の端面のうち近い方からの距離を変えることにより第４放射電極５とその端部に形成された給電端子６から第２放射電極４の開放端までの長さと第１放射電極２の開放端までの長さを変える事により、周波数調整をすることが可能である。

例えば、第４放射電極５とその端部に形成された給電端子６を第２放射電極４の開放端の方向に寄せると給電端子６から第２放射電極４の開放端までの長さが短くなることにより周波数ｆ２が高くなり、一方、第１放射電極２の開放端までの距離が長くなることにより周波数ｆ１が低くなる。さらに、給電電極14に直列にリアクタンス素子、例えばチップインダクタを接続することによっても周波数調整をすることが可能である。

例えば、比誘電率が9.6、長さが35ｍｍ、対向する一対の側面間の距離が６ｍｍ、対向する他の一対の側面間の距離が４ｍｍの基体７と、長さが33ｍｍ、幅が3.5ｍｍの第１放射電極２と、長さが30ｍｍ、幅が3.5ｍｍの第２放射電極４と、対向する一対の端面の一方からの距離が0.5ｍｍの位置に設けた幅が４ｍｍの第３放射電極３と、対向する一対の端面の一方からの距離が15ｍｍの位置に設けた第４放射電極５とその端部に形成された給電端子６とからなる本発明の第１の表面実装型アンテナ１を、実装基板12の表面に第１放射電極２側を表面側にして大きさが40×80ｍｍの接地導体層13から基体７まで５ｍｍの距離を空けて実装したとき、第１放射電極２の部分でＣＤＭＡ（周波数帯域：824〜894ＭＨｚ）および第２放射電極４の部分でＰＣＳ（周波数帯域：1820〜1990ＭＨｚ）に対応する２周波対応アンテナとすることができる。

図２は、本発明の第２の表面実装型アンテナの実施の形態およびそれを実装基板の表面に実装して成る本発明の第２のアンテナ装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。

図２において、21は本発明の第２の表面実装型アンテナであり、第１の表面実装型アンテナ１と類似パターンで基体27に放射電極22〜25が形成されており、27は誘電体または磁性体から成る直方体状の基体、22は基体27の対向する一対の側面の一方（図２中では基体27の手前側の側面）に、対向する端面の一方側から他方側にかけて形成された第１放射電極、24は基体27の対向する一対の側面の他方（図２中では基体27の向こう側の側面）に、対向する端面の一方側から他方側にかけて形成された第２放射電極、23は基体27の対向する他の一対の側面の一方（図２中では基体27の上面）の、対向する一対の端面の一方（図２中では基体27の奥側の端面）側を通って、第１放射電極22と第２放射電極24とを接続する第３放射電極、25は基体27の対向する他の一対の側面の他方（図２中では基体27の下面）に、その一端が基体27の対向する一対の側面の他方に形成された第２放射電極24と接続され、他端に給電端子26が形成されている第４放射電極である。

このように本発明の第２の表面実装型アンテナ21は、図１の第１の表面実装型アンテナ１と同様に直方体状の基体27に、対向する一対の側面にそれぞれ対向する一対の端面の一方側から他方側にかけて形成されるとともに対向する他の一対の側面の一方の対向する端面のいずれかの側を通って接続された第１放射電極22，第２放射電極24，第３放射電極23と、対向する他の一対の側面の他方側に形成され、対向する一対の側面の他方に形成された第２放射電極24に接続された第４放射電極25と、第４放射電極25の第２放射電極24と接続されていない側の端部に形成された給電端子26とが設けられている。

また、32は実装基板であり、34は実装基板32の表面に形成された給電電極、33は実装基板32の表面の給電電極34の一方側（図２中では実装基板32の上面の左手前側）に配置されて形成された接地導体層である。

そして、この実装基板32に本発明の第２の表面実装型アンテナ21を、第４放射電極25を実装基板32の表面側にして給電電極34の他方側（図２中では実装基板32の上面の右奥側）に実装するとともに、給電端子26を給電電極34に接続することにより、本発明の第２のアンテナ装置が構成されている。

本発明の第２の表面実装型アンテナ21によれば、第４放射電極25と第２放射電極24の部分により、通信システムで使用される２つの周波数帯域の無線信号のうちの高い方の周波数ｆ２に対応した１／４波長モノポールアンテナを形成することとなり、これにより周波数ｆ２に対応したアンテナとして動作することができる。

さらに、第４放射電極25と第２放射電極24の一部と第３放射電極23と第１放射電極22の部分により、２つの周波数帯域の無線信号のうち低い方の周波数ｆ１に対応した１／４波長モノポールアンテナを形成することとなり、これにより周波数ｆ１に対応したアンテナとしても動作することができる。従って、本発明の第２の表面実装型アンテナ21およびこれを用いた本発明の第２のアンテナ装置によれば、良好なアンテナ特性を有する２周波対応のアンテナとして機能することができるものとなる。

次に、図３は本発明の第３の表面実装型アンテナの実施の形態およびそれを実装基板の表面に実装して成る本発明の第３のアンテナ装置の実施の形態の一例を示す図１と同様の斜視図である。

図３において、41は本発明の第３の表面実装型アンテナであり、47は誘電体または磁性体から成る直方体状の基体、42は基体47の対向する一対の側面の一方（図３中では基体47の下面）に対向する端面の一方側から他方側にかけて形成された第１放射電極、44は基体47の対向する一対の側面の他方（図３中では基体47の上面）に、対向する端面の一方側から他方側にかけて形成された第２放射電極、43は基体47の対向する他の一対の側面の一方（図３中では基体47の手前側の側面）の、対向する一対の端面の一方（図３中では基体47の奥側の端面）側を通って、第１放射電極42と第２放射電極44とを接続する第３放射電極、45は基体47の対向する他の一対の側面の一方（図３中では基体47の手前側の側面）に、その一端が基体47の対向する一対の側面の他方に形成された第２放射電極44と接続され、他端に給電端子46が形成されている第４放射電極である。

このように本発明の第３の表面実装型アンテナ41は、直方体状の基体47に、対向する一対の側面にそれぞれ対向する一対の端面の一方側から他方側にかけて形成されるとともに対向する他の一対の側面の一方の対向する端面のいずれかの側を通って接続された第１放射電極42，第２放射電極44，第３放射電極43と、対向する他の一対の側面の一方側に形成され、対向する一対の側面の他方に形成された第２放射電極44に接続された第４放射電極45と、第４放射電極45の第２放射電極44と接続されていない側の端部に形成された給電端子46とが設けられている。

また、52は実装基板であり、54は実装基板52の表面に形成された給電電極、53は実装基板52の表面の給電電極54の一方側（図３中では実装基板52の上面の左手前側）に配置されて形成された接地導体層である。

そして、この実装基板52に本発明の第３の表面実装型アンテナ41を、第１放射電極42
を実装基板52の表面側にして給電電極54の他方側（図３中では実装基板52の上面の右奥側）に実装するとともに、給電端子46を給電電極54に接続することにより、本発明の第３のアンテナ装置が構成されている。

本発明の第３の表面実装型アンテナ41によれば、第４放射電極45と第２放射電極44の部分により、通信システムで使用される２つの周波数帯域の無線信号のうちの高い方の周波数ｆ２に対応した１／４波長モノポールアンテナを形成することとなり、これにより周波数ｆ２に対応したアンテナとして動作することができる。

さらに、第４放射電極45と第２放射電極44の一部と第３放射電極43と第１放射電極42の部分により、２つの周波数帯域の無線信号のうち低い方の周波数ｆ１に対応した１／４波長モノポールアンテナを形成することとなり、これにより周波数ｆ１に対応したアンテナとしても動作することができる。従って、本発明の第３の表面実装型アンテナ41およびこれを用いた本発明の第３のアンテナ装置によれば、良好なアンテナ特性を有する２周波対応のアンテナとして機能することができるものとなる。

次に、図４は本発明の第４の表面実装型アンテナの実施の形態およびそれを実装基板の表面に実装して成る本発明の第４のアンテナ装置の実施の形態の一例を示す図１と同様の斜視図である。

図４において、61は本発明の第４の表面実装型アンテナであり、第３の表面実装型アンテナ４１と類似パターンで基体に放射電極62〜65が形成されており、67は誘電体または磁性体から成る直方体状の基体、62は基体67の対向する一対の側面の一方（図４中では基体67の手前側の側面）に、対向する端面の一方側から他方側にかけて形成された第１放射電極、64は基体67の対向する一対の側面の他方（図４中では基体67の向こう側の側面）に、対向する端面の一方側から他方側にかけて形成された第２放射電極、63は基体67の対向する他の一対の側面の一方（図４中では基体67の下面）の、対向する一対の端面の一方（図４中では基体67の奥側の端面）側を通って、第1放射電極62と第２放射電極64とを接続する第３放射電極、65は基体67の対向する他の一対の側面の一方（図４中では基体67の下面）に、その一端が基体67の対向する一対の側面の他方に形成された第２放射電極64と接続され、他端に給電端子66が形成されている第４放射電極である。

このように本発明の第４の表面実装型アンテナ61は、第３の表面実装型アンテナ41と同様に直方体状の基体67に、対向する一対の側面にそれぞれ対向する一対の端面の一方側から他方側にかけて形成されるとともに対向する他の一対の側面の一方の対向する端面のいずれかの側を通って接続された第１放射電極62，第２放射電極64，第３放射電極63と、対向する他の一対の側面の一方側に形成され、対向する一対の側面の他方に形成された第２放射電極64に接続された第４放射電極65と、第４放射電極65の第２放射電極64と接続されていない側の端部に形成された給電端子66とが設けられている。

また、72は実装基板であり、74は実装基板72の表面に形成された給電電極、73は実装基板72の表面の給電電極74の一方側（図４中では実装基板72の上面の左手前側）に配置されて形成された接地導体層である。

そして、この実装基板72に本発明の第４の表面実装型アンテナ61を、第４放射電極65を実装基板72の表面側にして給電電極74の他方側（図４中では実装基板72の上面の右奥側）に実装するとともに、給電端子66を給電電極74に接続することにより、本発明の第４のアンテナ装置が構成されている。

本発明の第４の表面実装型アンテナ61によれば、第４放射電極65と第２放射電極64の部分により、通信システムで使用される２つの周波数帯域の無線信号のうちの高い方の周波数ｆ２に対応した１／４波長モノポールアンテナを形成することとなり、これにより周波数ｆ２に対応したアンテナとして動作することができる。

さらに、第４放射電極65と第２放射電極64の一部と第３放射電極63と第１放射電極62の部分により、２つの周波数帯域の無線信号のうち低い方の周波数ｆ１に対応した１／４波長モノポールアンテナを形成することとなり、これにより周波数ｆ１に対応したアンテナとしても動作することができる。従って、本発明の第２の表面実装型アンテナ61およびこれを用いた本発明の第４のアンテナ装置によれば、良好なアンテナ特性を有する２周波対応のアンテナとして機能することができるものとなる。

上述の本発明の第１〜第４の表面実装型アンテナ１，21，41，61において、基体７，27，47，67は、誘電体または磁性体から成る直方体状の形状のものであり、例えばアルミナを主成分とする誘電体材料（比誘電率εｒ：9.6）から成る粉末を加圧成形して焼成したセラミックスを用いて作製される。また、基体７，27，47，67には、誘電体であるセラミックスと樹脂との複合材料を用いてもよく、あるいはフェライト等の磁性体を用いてもよい。

基体７，27，47，67を誘電体で作製したときには、第１放射電極２，22，42，62、第２放射電極４，24，44，64、第３放射電極３，23，43，63、第４放射電極５，25，45，65を伝搬する高周波信号の伝搬速度が遅くなって波長の短縮が生じ、基体７，27，47，67の比誘電率をεｒとすると第1放射電極２，22，42，62、第２放射電極４，24，44，64、第３放射電極３，23，43，63、第４放射電極５，25，45，65の導体パターンの実効長はεｒ^１／２倍となり、実効長が長くなる。従って、導体パターンのパターン長を同じとした場合であれば、電流分布の領域が増えるため、放射する電波の量を多くすることができ、アンテナの利得を向上することができる。

また逆に、従来のアンテナ特性と同じ特性にした場合であれば、第1放射電極２，22，42，62、第２放射電極４，24，44，64、第３放射電極３，23，43，63、第４放射電極５，25，45，65のパターン長は１／（εｒ^１／２）とすることができ、表面実装型アンテナ１，21，41，61の小型化を図ることができる。

なお、基体７，27，47，67を誘電体で作製する場合は、εｒが３より低いと、大気中の比誘電率（εｒ＝１）に近づいてアンテナの小型化という市場の要求に応えることが困難となる傾向がある。また、εｒが30を超えると、小型化は可能なものの、アンテナの利得および帯域幅はアンテナサイズに比例するため、アンテナの利得および帯域幅が小さくなり過ぎ、アンテナとしての特性を果たさなくなる傾向がある。従って、基体７，27，47，67を誘電体で作製する場合は、その比誘電率εｒが３以上30以下の誘電体材料を用いることが望ましい。このような誘電体材料としては、例えばアルミナセラミックス，ジルコニアセラミックス等をはじめとするセラミック材料や、テトラフルオロエチレン，ガラスエポキシ等をはじめとする樹脂材料等がある。

他方、基体７，27，47，67を磁性体で作製すると、第1放射電極２，22，42，62、第２放射電極４，24，44，64、第３放射電極３，23，43，63、第４放射電極５，25，45，65のインピーダンスが大きくなるため、アンテナのＱを低くして帯域幅を広くすることができる。

基体７，27，47，67を磁性体で作製する場合は、比透磁率μｒが８を超えると、アンテナの帯域幅は広くなるものの、アンテナの利得および帯域幅はアンテナサイズに比例するため、アンテナの利得および帯域幅が小さくなり過ぎ、アンテナとしての特性を果たさなくなる傾向がある。従って、基体７，27，47，67を磁性体で作製する場合は、その比透磁率μｒが１以上８以下の磁性体材料を用いることが望ましい。このような磁性体材料としては、例えばＹＩＧ（イットリア・アイアン・ガーネット），Ｎｉ−Ｚｒ系化合物，Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系化合物等がある。

第１放射電極２，22，42，62、第２放射電極４，24，44，64、第３放射電極３，23，43，63、第４放射電極５，25，45，65ならびに給電端子６，26，46，66は、例えばアルミニウム，銅，ニッケル，銀，パラジウム，白金，金のいずれかを主成分とする金属により形成される。これらの金属により各々のパターンを形成するには、各種の印刷法や、蒸着法，スパッタリング法等の薄膜形成法や、金属箔の貼り合わせ法、あるいはメッキ法等によってそれぞれ所望のパターン形状の導体層を基体７，27，47，67の所定の側面に形成すればよい。

実装基板12，32，52，72には、ガラスエポキシやアルミナセラミックス等の通常の回路基板が使われる。

また、接地導体層13，33，53，73および給電電極14，34，54，74は、銅や銀等の通常の回路基板に使われる導体で形成される。

なお、本発明の第１〜第４の表面実装型アンテナ１，21，41，61を実装基板12，32，52，72の表面に実装して給電端子６，26，46，66を給電電極14，34，54，74に接続する方法には、リフロー炉等による半田実装が使用可能である。

なお、本発明の第１〜第４の表面実装型アンテナ１，21，41，61は、その基体７，27，47，67の対向する他の一対の側面の他方から一方に向けて、もしくは一方から他方に向けて、図７に基体７，27，47，67の斜視図を示すように、窪みＡや貫通孔Ｂを設けたものにすることにより、軽量化できるとともに実装後の衝撃に対する実装強度についての信頼性を向上させることもできる。

そして、本発明の無線通信装置（図示せず）は、以上のような本発明の第１〜第４の表面実装型アンテナ１，21，41，61または本発明の第１〜第４のいずれかのアンテナ装置と、それに接続された、異なる２つの周波数帯域の無線信号に対応した送信回路および受信回路の少なくとも一つとを具備するものである。また、所望に応じて無線通信を可能とするために無線信号処理回路が表面実装型アンテナ，アンテナ装置，送信回路または受信回路に接続されていてもよく、その他にも様々な構成を採り得る。

このような本発明の無線通信装置によれば、以上のような本発明の第１〜第４の表面実装型アンテナ１，21，41，61または本発明の第１〜第４のいずれかのアンテナ装置と、それに接続された、異なる２つの周波数帯域の無線信号に対応した送信回路および受信回路の少なくとも一つとを具備することから、１つの表面実装型アンテナまたはアンテナ装置でもって異なる２つの周波数に対応可能な、小型で高機能な２周波対応の無線通信装置となる。

なお、本発明の表面実装型アンテナおよびアンテナ装置は、以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。例えば、本発明の第１〜第４の表面実装型アンテナ１，21，41，61の第１放射電極２，22，42，62、第２放射電極４，24，44，64、第３放射電極３，23，43，63、第４放射電極５，25，45，65の形状は、図１〜図４にそれぞれ示したような長方形状のものに限られるものではなく、図８に平面図で示すようなミアンダ形状の第１放射電極２’，22’，42’，62’、第２放射電極４’，24’，44’，64’、第３放射電極３’，23’，43’，63’、第４放射電極５’，25’，45’，65’としてもよく、このようにして電気長を変えることにより、対応する周波数を低くしたり、あるいは小型のアンテナを作ったりすることもできる。

本発明の、表面実装型アンテナおよびアンテナ装置ならびに無線通信装置については、携帯端末等の移動体通信装置や無線ＬＡＮ等のネットワ−ク無線装置、車載用アンテナ等に利用できる

本発明の第１の表面実装型アンテナの実施の形態およびこれを用いた本発明の第１のアンテナ装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。 本発明の第２の表面実装型アンテナの実施の形態およびこれを用いた本発明の第２のアンテナ装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。 本発明の第３の表面実装型アンテナの実施の形態およびこれを用いた本発明の第３のアンテナ装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。 本発明の第４の表面実装型アンテナの実施の形態およびこれを用いた本発明の第４のアンテナ装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。 従来の表面実装型アンテナおよびそれを用いたアンテナ装置の例を示す斜視図である。 本発明のアンテナの反射損失の周波数特性の例を示す線図である。 本発明の第１〜第４の表面実装型アンテナに使われる基体の例を示す斜視図である。 本発明の第１〜第４の表面実装型アンテナに使われる放射電極の形状の例を示す平面図である。 （ａ）本発明のアンテナの放射特性の例を示す線図である。

（ｂ）従来のアンテナの放射特性の例を示す線図である。

符号の説明

１，21，41，61：表面実装型アンテナ
２，22，42，62：第１放射電極（基体の対向する一対の側面の一方に形成された放射電極）
３，23，43，63：第３放射電極（基体の対向する他の一対の側面の一方に形成された放射電極）
４，24，44，64：第２放射電極（基体の対向する一対の側面の他方に形成された放射電極）
５，25，45，65：第４放射電極
６，26，46，66：給電端子
12，32，52，72：実装基板
13，33，53，73：接地導体層
14，34，54，74：給電電極

Claims (5)

1. 誘電体または磁性体から成る直方体状の基体の表面に、第１放射電極と、第２放射電極と、第３放射電極と、第４放射電極とが各々設けられており、実装基板に配置された状態で、前記第４放射電極を介して、前記第１放射電極、前記第２放射電極、前記第３電極が給電されて、複数の共振を生じる表面実装型アンテナであって、
   前記基体の対向する一対の側面のそれぞれに、前記基体の稜線に沿って延びた幅広部を有する前記第１放射電極、および前記稜線に沿って延びた幅広部を有する前記第２放射電極を設け、
   前記基体の対向する他の一対の側面の一方に、対向する一対の端面のいずれかの側を通り、前記第１放射電極および第２放射電極とを接続する、前記第１電極および前記第２電極の双方に比べて幅の狭い前記第３放射電極を設け、
   一端が第２放射電極に接続されるとともに、前記実装基板の給電電極に接続する給電端子が他端に形成された、前記第１電極および前記第２電極の双方に比べて幅の狭い前記第４放射電極を設け、
   前記第２放射電極を、前記第１放射電極に比べて前記給電端子から離れた位置に設けることを特徴とする表面実装型アンテナ。
2. 前記基体の対向する他の一対の側面の他方から一方に向けて、もしくは一方から他方に向けて窪みまたは貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１記載の表面実装型アンテナ。
3. 表面に給電電極と該給電電極の一方側に配置された接地導体層とが形成された実装基板に、請求項１または２に記載の表面実装型アンテナの第１放射電極を実装基板の表面側にして前記給電電極の他方側に実装するとともに、前記給電端子を給電電極に接続したことを特徴とするアンテナ装置。
4. 表面に給電電極と該給電電極の一方側に配置された接地導体層とが形成された実装基板に、請求項１または２に記載の表面実装型アンテナの第４放射電極を実装基板の表面側にして前記給電電極の他方側に実装するとともに、前記給電端子を給電電極に接続したことを特徴とするアンテナ装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の表面実装型アンテナと、それに接続された、異なる２つの周波数帯域の無線信号に対応した送信回路および／または受信回路を具備したことを特徴とする無線通信装置。
   

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