JP3216588B2

JP3216588B2 - アンテナ装置

Info

Publication number: JP3216588B2
Application number: JP26997597A
Authority: JP
Inventors: 一也川端; 敦之湯浅
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-11-21
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 2001-10-09
Anticipated expiration: 2017-10-02
Also published as: JPH10209733A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば移動体通信
機器等に用いられるアンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のアンテナ装置に用いられるアンテ
ナとして、特開平７−２２１５３７号公報に開示された
ものを例に取り、図２３を参照して説明する。

【０００３】図２３において、１３１は表面実装型アン
テナであり、セラミック等の誘電体を成形してなる基体
１３２を備える。基体１３２には、対向する２つの側面
に開口する貫通孔１３３が設けられており、貫通孔１３
３の内周面には導体が塗布されることにより、放射電極
１３４が形成されている。また、貫通孔１３３が開口し
た一方の側面に給電電極１３５および側面電極１３６
ａ、１３６ｂが形成され、他方の側面に側面電極１３６
ｃが形成されている。ここで、側面電極１３６ａ、１３
６ｂは放射電極１３４と絶縁されるとともに、給電電極
１３５および側面電極１３６ｃは放射電極１３４と導通
されている。

【０００４】このように構成される表面実装型アンテナ
１３１においては、側面電極１３６ａ、１３６ｃ間およ
び側面電極１３６ｂ、１３６ｃ間に発生する容量成分、
放射電極１３４によって発生するインダクタンス成分、
および基体１３２の外形寸法等により、共振周波数が規
定される。

【０００５】また、従来の他のアンテナとして、特公平
５−８８００３号公報に開示されたものを例に取り、そ
の構成を図２４を用いて説明する。

【０００６】図２４において、１４１は板状のループア
ンテナであり、対向して配置される２枚の導体板１４２
ａ、１４２ｂと、これらの導体板１４２ａ、１４２ｂの
互いに対向する各辺間に配置される絶縁板１４３ａ、１
４３ｂ、１４３ｃ、１４３ｄとが、無線機ケ−スを形成
してなる。そして、導体板１４２ａ、１４２ｂの互いに
対向する１辺の任意の位置、例えば互いに対向する角部
Ｄ１、Ｄ２間に給電される。そして、互いに対向する他
の辺、例えば互いに対向する角部Ａ１、Ａ２間、および
Ｃ１、Ｃ２間をそれぞれ導体１４４ａ、１４４ｃで短絡
することにより、アンテナの偏波指向特性を変化させる
ループアンテナとして動作する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、アンテナ装置
に用いられる表面実装型アンテナに関して小型化が求め
られているが、従来の表面実装型アンテナにおいては、
電極の形状および基体の外形寸法等により共振周波数が
規定されるため、小型化に伴って基体の外形寸法が縮小
されると、周波数帯域幅が狭くなるという問題点があっ
た。また、従来のループアンテナにおいては、インピー
ダンス特性を制御する機能がなく、外部に整合回路を必
要とし、また、小型化に適さず、表面実装に不向きであ
った。さらに、偏波を切り替えることはできるが、周波
数を切り替えて周波数帯域幅を広げることはできなかっ
た。そこで、本発明においては、小型で、複数の共振周
波数に切り替えて使用することができ、表面実装が可能
なアンテナを用いたアンテナ装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明にかかるアンテナ装置においては、誘電体
または磁性体からなり、一方主面、他方主面、および複
数の側面を有する基体と、前記基体の主に一方主面に設
けられたグランド電極と、前記基体の主に他方主面に設
けられ、一端は開放端を形成し、他端は前記グランド電
極に連続して一体に形成される延在部とを備える放射電
極と、一端が前記放射電極の開放端に近接して配置され
た給電電極と、一端が前記放射電極の他端の近傍におい
て、前記放射電極と連続して一体に形成された、アンテ
ナの共振周波数を切り替えるための１つ以上の補助放射
電極と、を有する表面実装型アンテナと、前記表面実装
型アンテナの前記補助放射電極と前記グランド電極との
高周波的な接続を切り替えるための切替装置と、からな
ることを特徴とする。また、本発明のアンテナ装置にお
いては、誘電体または磁性体からなり、一方主面、他方
主面、および複数の側面を有する基体と、前記基体の少
なくともいずれか１つの面に設けられたグランド電極
と、前記基体の１つ以上の面に渡って設けられるととも
に、一端は開放端を形成し、他端に前記グランド電極に
連続して一体に形成される延在部とを備える放射電極
と、一端が前記放射電極の開放端に対応して配置された
給電電極と、一端が前記放射電極の他端の近傍におい
て、前記放射電極と連続して一体に形成された、アンテ
ナの共振周波数を切り替えるための１つ以上の補助放射
電極と、を有する表面実装型アンテナと、前記表面実装
型アンテナの前記補助放射電極と前記グランド電極との
高周波的な接続を切り替えるための切替装置と、からな
ることを特徴とする。また、本発明のアンテナ装置にお
いては、前記切替装置は、前記補助放射電極に直列に接
続されるスイッチング素子、一端が接地されるコンデン
サ、および高周波的にインピーダンスを増大させるハイ
インピーダンス素子を備え、前記コンデンサおよび前記
ハイインピーダンス素子が、それぞれ前記スイッチング
素子に並列に接続されてなること特徴とする。また、本
発明のアンテナ装置においては、前記表面実装型アンテ
ナおよび前記切替装置を、アンテナ基板の一方主面に設
けて一体としたことを特徴とする。

【０００９】本発明にかかるアンテナ装置によれば、補
助放射電極に切替装置を接続してアンテナ装置を形成
し、切替装置を動作させることにより、放射電極の接地
部分のインダクタンス成分を変化させ、複数の共振周波
数に切り替えて使用することができる。

【００１０】また、補助放射電極が、放射電極の延在部
が設けられる基体の同一側面または隣接する側面に設け
られる場合には、放射電極とともに補助放射電極を用い
てインダクタンス成分を形成する際、放射電極と補助放
射電極とで、電流が流れる方向は互いにほぼ等しくな
る。

【００１１】ここで、偏波指向特性は電流が流れる方向
によって規定されるため、これら二つの電極における電
流の方向に隔たりが少ないことによって偏波損失が小さ
くなる。したがって、共振周波数を切り替えて用いる際
に、良好な感度が得られる。

【００１２】また、本発明にかかるアンテナ装置におい
ては、複数のアンテナを用いることなく、複数の共振周
波数を得ることができるため、アンテナ装置の小型化を
実現できる。しかも、複数のアンテナを用いる場合に発
生するアンテナ間の相互干渉がなく、特性が安定する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例にかかるアンテ
ナ装置に用いられる表面実装型アンテナの構成を図１を
参照して説明する。

【００１４】図１において、１は表面実装型アンテナで
あり、セラミックス等を成形してなる基体２の表面に、
グランド電極３、放射電極４、補助放射電極５、給電電
極６が形成されてなる。このうち、グランド電極３は、
主に基体２の一方主面７ａに設けられ、その一部が基体
２の側面８ａに延在し、延在部３ａを形成している。

【００１５】また、放射電極４は、主に基体２の他方主
面７ｂに略帯状に形成されるものであり、その一端は基
体２の側面８ａに延在し、開放端４ａを形成している。
この開放端４ａは、グランド電極３の延在部３ａに近接
して配置されている。また、放射電極４の他端４ｂの一
部は、基体２の側面８ｂを経由して一方主面７ａに形成
されたグランド電極３に連続して一体に延在部４ｂ１を
形成している。また、補助放射電極５は、主に、基体２
の側面８ｂに設けられ、一端は基体２の他方主面７ｂに
延在し、放射電極４の他端４ｂの近傍において放射電極
４と連続して一体に形成され、他端５ａは基体２の一方
主面７ａに回り込んで、グランド電極３と絶縁されて配
置されている。また、給電電極６は、主に基体２の側面
８ａに設けられ、その一端６ａが基体２の他方主面７ｂ
に、放射電極４の一部に近接して配置され、他端６ｂが
基体２の一方主面７ａに、グランド電極３と絶縁されて
配置されている。なお、ここでいう延在および延在部と
は、１つのものが、ある部分から更に延びて存在するこ
と、およびその延びている部分を表している。

【００１６】次に、表面実装型アンテナ１を用いたアン
テナ装置の構成を図２を参照して説明する。

【００１７】図２において、１００はアンテナ装置であ
り、表面実装型アンテナ１に切替装置１０を接続してな
る。

【００１８】このうち、表面実装型アンテナ１はプリン
ト基板９の一方主面に表面実装され、グランド電極３
が、プリント基板９の一方主面に設けられたグランド電
極９ａに接合される。また、給電電極６は基板９の一方
主面に設けられた入力端子（図示せず）に接合される。

【００１９】一方、切替装置１０は、スイッチング素子
としてのダイオードＤと、高周波的にインピーダンスを
増大させるハイインピーダンス素子としてのインダクタ
Ｌと、コンデンサＣ１、Ｃ２とからなるものであり、こ
れらの素子は、それぞれチップ部品からなり、プリント
基板９の一方主面上に表面実装されている。切替装置１
０を構成するダイオードＤは、パッドＰ１を介して表面
実装型アンテナ１の補助放射電極５に接続されるととも
に、パッドＰ２を介してコンデンサＣ１およびインダク
タＬに接続されている。また、インダクタＬはパッドＰ
３を介してコンデンサＣ２に接続され、コンデンサＣ
１、Ｃ２はプリント基板９のグランド電極９ａに接続さ
れている。このように構成される切替装置１０は、セッ
ト側の電圧制御機構（図示せず）に接続されている。

【００２０】次に、アンテナ装置１００の動作を図３を
用いて説明する。図３はアンテナ装置１００の等価回路
図であり、表面実装型アンテナの信号源に相当する信号
源部Ａ、表面実装型アンテナそのものに相当するアンテ
ナ部Ｂ、および切替装置に相当する切替部Ｃから回路が
構成される。ここで、図１の表面実装型アンテナ１と図
３の各部との対応を説明すると、Ｒ２は放射電極４の開
放端４ａとグランド電極３の延在部３ａとの間における
放射抵抗であり、Ｃ１２は開放端４ａと延在部３ａとの
間に発生する容量成分である。また、１２は放射電極４
および補助放射電極５から構成される導体線路、Ｌ１１
は放射電極４によるインダクタンス成分、Ｌ１２は補助
放射電極５によるインダクタンス成分であり、Ｃ１３は
補助放射電極５の他端５ａとグランド電極３との間に発
生する容量成分である。なお、図３において、図２の切
替装置１０の各部に対応する部分には、図２と同一の符
号が付されている。また、とくに図示しないが、切替部
Ｃの入力端ＩＮはセット側の電圧制御機構（図示せず）
に接続されている。

【００２１】そして、信号源インピーダンスＲ１を有す
る高周波信号源１１から信号が入力されると、入力され
た信号のエネルギーは、この回路内で共振し、その一部
が空中に放射され、アンテナとして機能する。ここで、
セット側の電圧制御機構によって切替装置１０に印加さ
れる電圧が調整され、切替装置１０のダイオードＤがＯ
Ｎ／ＯＦＦされることにより、共振周波数が切り替えら
れる。すなわち、ダイオードＤのＯＮ時には、表面実装
型アンテナ１におけるインダクタンス成分は、主として
インダクタンス成分Ｌ１１およびＬ１２の並列回路から
構成されることから、比較的高い共振周波数が得られ、
ダイオードＤのＯＦＦ時には、インダクタンス成分は、
主としてインダクタンス成分Ｌ１１からのみ構成される
ことから、比較的低い共振周波数が得られることとな
る。

【００２２】また、補助放射電極５は、直流的にはアー
ス電位であるため、ダイオードＤの直流のパスのために
別の回路を設けなくともよい。すなわち、比較的単純な
回路構成でばらつきの少ない切り替えが可能である。

【００２３】ここで、補助放射電極５をＯＮ／ＯＦＦす
る手段としては、図４に示すように、ダイオードＤとコ
ンデンサＣ１とを入れ替えて回路を構成することも考え
られるが、この場合、インダクタＬとコンデンサＣ１と
が直列共振するため、切り替えができないので、実用に
は向かない。図２に示す構成にすると、このような直列
共振は起きない。なお、図４においては、図３と同一も
しくは相当する部分には、同一の符号を付し、その説明
は省略する。

【００２４】このように、表面実装型アンテナ１におい
ては、補助放射電極５に切替装置１０を接続してアンテ
ナ装置１００を形成し、切替装置１０を動作させること
により、インダクタンス成分を変化させ、２つの共振周
波数に切り替えて使用することができる。しかも、補助
放射電極５が、放射電極４の延在部４ｂ１が設けられる
基体２の同一側面８ｂに設けられるため、放射電極４と
ともに補助放射電極５を用いてインダクタンス成分を形
成する場合、図５に模式的に示すように、放射電極４お
よび補助放射電極５において、それぞれ矢印Ｐ、Ｑの方
向に電流が流れることとなる。このように、これら二つ
の電極において、電流が流れる方向は互いにほぼ等しく
なる。ここで、偏波指向特性は電流が流れる方向によっ
て規定されるため、これら二つの電極における電流の方
向に隔たりが少ないことによって偏波損失が小さくな
る。したがって、共振周波数を切り替えて用いる際に、
良好な感度が得られる。

【００２５】また、アンテナ装置１００は、プリント基
板９に実装して用いる際に、プリント基板９の厚み方向
に対して垂直、もしくは垂直に近い方向に強い指向特性
を有することとなり、このため、プリント基板９の他方
主面に別の部品を搭載することが可能である。

【００２６】また、アンテナ装置１００においては、２
つのアンテナを用いることなく、２つの共振周波数を得
ることができるため、アンテナ装置の小型化を実現でき
る。しかも、２つのアンテナを用いる場合に発生するア
ンテナ間の相互干渉がなく、特性が安定する。

【００２７】また、上記の実施例においては、アンテナ
装置を構成する切替装置において、スイッチング素子と
してダイオードを用いる場合について説明したが、ダイ
オードに限らず、トランジスタ、ＦＥＴ等を用いてもよ
い。さらに、上記の実施例において、ハイインピーダン
ス素子として提示したインダクタを抵抗に置き換えても
よく、また、この場合の抵抗は、ダイオード等のスイッ
チング素子に対して直列に接続してもよい。

【００２８】上記のように、アンテナ装置１００は、２
つの共振周波数に切り替えて使用することができるが、
所望の共振周波数を実現するためには、従来のアンテナ
と同様に、共振周波数の微調整が必要な場合がある。そ
の微調整の方法を説明する。

【００２９】図１および図２に示す表面実装型アンテナ
１において、放射電極４の開放端４ａおよびその近傍部
分、または給電電極６をトリミングすることにより、共
振周波数を高くすることができる。また、放射電極４の
延在部４ｂ、または補助放射電極５をトリミングするこ
とにより、共振周波数を低くすることができる。なお、
これらのトリミングは、例えば、リュータ等で電極の一
部を削り取ったり、レーザトリミング法により電極の一
部を切断したりすることで達成できる。

【００３０】また、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、
表面実装型アンテナ１の放射電極４の開放端４ａの近傍
部分、給電電極６、および補助放射電極５のそれぞれ
に、予め複数の突起Ａを形成しておき、この突起Ａをト
リミングしてもよい。

【００３１】また、表面実装型アンテナ１に切替装置１
０を接続し、アンテナ装置１００を形成してから、この
ようなトリミングを行えば、切替装置１０を構成するダ
イオード等の素子の特性ばらつきによる共振周波数のば
らつきも調整することができる。したがって、表面実装
型アンテナ１単体で共振周波数を調整した後で、さらに
アンテナ装置１００としての共振周波数を調整する場合
に比べて、調整の手間が減る。

【００３２】次に、図２に示すアンテナ装置の変形例を
図７を参照して説明する。なお、図１および図２と同一
もしくは相当する部分には同一の符号を付し、その説明
は省略する。図７において、アンテナ装置１２は、表面
実装型アンテナ１、切替装置１０、およびアンテナ基板
１３からなる。アンテナ基板１３は、表面実装型アンテ
ナ１と切替装置１０を一体化して、アンテナ装置１２を
１つの部品として構成するためのもので、アンテナ基板
１３の他方主面１３ｂをプリント基板９の一方主面９ａ
に表面実装して用いられる。このうち、アンテナ基板１
３は、プリント基板９に比べて小型であり、表面実装型
アンテナ１および切替装置１０を搭載するだけのスペー
スを有し、一方主面１３ａにグランド電極１４および給
電端子（図示せず）が設けられている。また、表面実装
型アンテナ１は、基体２にグランド電極３、放射電極
４、補助放射電極５、および給電電極６を形成してなる
ものであり、アンテナ基板１３の一方主面１３ａに表面
実装され、グランド電極３がアンテナ基板１３のグラン
ド電極１４に接合されるとともに、給電電極６がアンテ
ナ基板１３の給電端子（図示せず）に接続される。ま
た、切替装置１０は、ダイオードＤ、チョーク用のイン
ダクタＬ、およびコンデンサＣ１、Ｃ２からなるもので
あり、これらの素子は、それぞれチップ部品からなり、
アンテナ基板１３の一方主面１３ａに表面実装される。
切替装置１０を構成するダイオードＤは、パッドＰ１を
介して表面実装型アンテナ１の補助放射電極５に接続さ
れるとともに、パッドＰ２を介してコンデンサＣ１およ
びインダクタＬに接続される。また、インダクタＬはパ
ッドＰ３を介してコンデンサＣ２に接続され、コンデン
サＣ１、Ｃ２はアンテナ基板１３のグランド電極１４に
接続される。このように構成される切替装置１０は、ア
ンテナ装置１２をプリント基板９に実装した状態におい
て、プリント基板９を介してセット側の電圧制御機構
（図示せず）に接続される。

【００３３】このように構成されるアンテナ装置１２に
おいては、第１の実施例と同様の効果が得られるととも
に、セット側で切替装置を用意する必要がなく、独立し
たアンテナ装置として、そのままプリント基板９上に実
装することができる。

【００３４】以下、図１に示す表面実装型アンテナの変
形例を図８ないし図１４を参照して説明する。これら変
形例においては、図１に示す表面実装型アンテナと同様
に、通常のプリント基板または小型のアンテナ基板に表
面実装し、切替装置を接続することによりアンテナ装置
を形成し、複数の共振周波数に切り替えて使用すること
ができるとともに、図２に示すアンテナ装置と同様の効
果が得られる。なお、図８ないし図１４において、図１
と同一もしくは相当する部分には同一の符号を付し、そ
の説明は省略する。

【００３５】図８において、２１は表面実装型アンテナ
であり、放射電極２４の一端２４ａは基体２の他方主面
７ｂにおいて開放端を形成し、他端２４ｂは基体２の他
方主面７ｂから側面８ｂに回り込んで設けられている。
放射電極２４の他端２４ｂの一部は基体２の一方主面７
ａ側に延び、グランド電極３に連続して一体に延在部２
４ｂ１を形成している。また、補助放射電極２５は、一
端が放射電極２４の他端２４ｂの近傍において、放射電
極２４と連続して一体に形成され、他端２５ａは基体２
の一方主面７ａに回り込んで、グランド電極３と絶縁さ
れて配置されている。また、グランド電極３の一部は基
体２の側面８ａに延在部３ａを形成しており、給電電極
２６の一端２６ａは、基体２の側面８ａに配置され、他
端２６ｂは、一方主面７ａにグランド電極３と絶縁され
て配置されている。

【００３６】このように構成される表面実装型アンテナ
２１を用いたアンテナ装置においては、図２に示すアン
テナ装置と同様の効果が得られるとともに、放射電極２
４の他端２４ｂが基体２の側面８ｂに回り込んで形成さ
れ、グランド電極３との距離が小さいので、接地部分の
ロスが小さくなり、アンテナ効率が向上する。

【００３７】次に、図９において、３１は表面実装型ア
ンテナであり、放射電極３４の一端３４ａは基体２の側
面８ａに延在して開放端を形成し、他端３４ｂは基体２
の側面８ｂに延在しており、他端３４ｂの一部は、基体
２の一方主面７ａに至り、グランド電極３に連続して一
体に延在部３４ｂ１を形成している。また、放射電極３
４の他端３４ｂの近傍において、補助放射電極３５の一
端が放射電極３４と連続して一体に形成され、補助放射
電極３５の他端３５ａは、基体２の一方主面７ａに回り
込んで、グランド電極３と絶縁されて配置されている。
また、グランド電極３の一部は基体２の側面８ａに延在
部３ａを形成している。また、給電電極３６の一端３６
ａは、基体２の側面８ａに配置され、他端３６ｂは、一
方主面７ａにグランド電極３と絶縁されて配置されてい
る。

【００３８】また、表面実装型アンテナ３１において
は、放射電極３４の開放端３４ａがグランド電極３に近
接して配置されるため、容量成分が大きくなる。したが
って、周波数特性を劣化させずに小型化することが可能
である。

【００３９】このように構成される表面実装型アンテナ
３１を用いたアンテナ装置においては、図２に示すアン
テナ装置と同様の効果が得られる。

【００４０】次に、図１０において、４１は表面実装型
アンテナであり、放射電極４４は略ミアンダ状をなし、
その一端４４ａは基体２の他方主面７ｂにおいて開放端
を形成している。また、放射電極４４の他端側は二股に
分かれており、二股に分かれた一方部は、基体２の側面
８ｃを経由して、一方主面７ａに形成されたグランド電
極３に連続して一体に延在部４４ｂ１を形成している。
また、補助放射電極４５は、基体２の他方主面７ｂから
側面８ｂを介して一方主面７ａに回り込んで設けられ、
一端は放射電極４４の他端４４ｂの近傍において放射電
極４４の二股に分かれた他方部と連続して一体に形成さ
れ、他端４５ａは基体２の一方主面７ａにおいて、グラ
ンド電極３と絶縁されて配置されている。また、給電電
極４６の一端４６ａは基体２の他方主面７ｂに延在し、
放射電極４４の開放端４４ａに近接しており、他端４６
ｂは一方主面７ａにグランド電極３と絶縁されて配置さ
れている。

【００４１】ここで、放射電極４４の延在部４４ｂ１
は、補助放射電極４５が設けられる基体２の側面８ｂに
隣接する側面８ｃに設けられるため、延在部４４ｂ１と
補助放射電極４５とで、電流が流れる方向は互いに異な
るものとなる。しかし、放射電極４４においては、ミア
ンダ状の部分が大半を占めており、このミアンダ状の部
分の長さ寸法に対して、延在部４４ｂ１および補助放射
電極４５の長さ寸法はごく小さいものであるため、切替
装置を接続し、共振周波数を切り替えて用いる際にも、
偏波損失による感度劣化の恐れはない。

【００４２】このように構成される表面実装型アンテナ
４１を用いたアンテナ装置においては、図２に示すアン
テナ装置と同様の効果が得られる。

【００４３】次に、図１１において、５１は表面実装型
アンテナであり、放射電極５４は略ミアンダ状をなし、
その一端は基体２の他方主面７ｂにおいて開放端５４ａ
を形成し、他端は基体２の側面８ｄに回り込んで、グラ
ンド電極３に連続して一体に延在部５４ｂを形成してい
る。また、基体２の側面８ｄには、直角状に屈曲した補
助放射電極５５が設けられている。補助放射電極５５の
一端は、放射電極５４の他端の近傍において、放射電極
５４に連続して一体に形成されており、他端５５ａは、
基体２の一方主面７ａに回り込んでグランド電極３と絶
縁されて配置されている。また、給電電極５６の一端５
６ａは基体２の他方主面７ｂに、放射電極５４の開放端
５４ａに近接して配置され、他端５６ｂは、一方主面７
ａにグランド電極３と絶縁されて配置されている。ま
た、基体２の側面８ｃ、８ｄには、それぞれグランド電
極３の延在部３ａ１、３ａ２が形成される。

【００４４】このように構成される表面実装型アンテナ
５１を用いたアンテナ装置においては、図２に示すアン
テナ装置と同様の効果が得られる。

【００４５】次に、図１２において、６１は表面実装型
アンテナであり、放射電極６４は、基体２の他方主面７
ｂにおいてコ字状に屈曲しており、その一端は開放端６
４ａを形成し、他端は基体２の側面８ｂに回り込んで、
グランド電極３に連続して一体に延在部６４ｂを形成し
ている。また、基体２の側面８ｂに形成された補助放射
電極６５は直角状に屈曲しており、その一端は放射電極
６４の他端の近傍において、放射電極６４に連続して一
体に形成されており、他端６５ａは、基体２の一方主面
７ａに回り込んで、グランド電極３と絶縁されて配置さ
れている。また、同じく基体２の側面８ｂには、給電電
極６６が設けられており、その一端６６ａは、基体２の
他方主面７ｂに、放射電極６４の開放端６４ａに近接し
て配置されており、他端６６ｂは一方主面７ａに、グラ
ンド電極３と絶縁されて配置されている。

【００４６】このように構成される表面実装型アンテナ
６１を用いたアンテナ装置においては、図２に示すアン
テナ装置と同様の効果が得られる。

【００４７】次に、図１３において、７１は表面実装型
アンテナであり、放射電極７４は、基体２の他方主面７
ｂのほぼ全面に設けられており、その一部は開放端７４
ａを形成し、他部は基体２の側面８ｃに回り込んで、グ
ランド電極３に連続して一体に延在部７４ｂを形成して
いる。また、基体２の側面８ｃには、この延在部７４ｂ
に隣接して、２つの補助放射電極７５ａ、７５ｂが設け
られる。補助放射電極７５ａ、７５ｂの各一端は放射電
極７４の他端の近傍において放射電極７４に連続して一
体に形成されており、各他端は基体２の一方主面７ａに
回り込んで、グランド電極３と絶縁されて配置されてい
る。また、給電電極７６は基体２の側面８ｄに設けら
れ、その一端７６ａは、他方主面７ｂに放射電極７４の
開放端７４ａに近接して配置されており、他端７６ｂ
は、基体２の一方主面７ａに、グランド電極３と絶縁さ
れて配置されている。

【００４８】このように構成される表面実装型アンテナ
７１においては、補助放射電極７５ａ、７５ｂのそれぞ
れに切替装置を接続してアンテナ装置を形成し、切替装
置を動作させることにより、インダクタンス成分を変化
させ、複数の共振周波数に切り替えて使用することがで
きる。すなわち、放射電極７４により発生するインダク
タンス成分をＬ１、補助放射電極７５ａにより発生する
インダクタンス成分をＬ２、補助放射電極７５ｂにより
発生するインダクタンス成分をＬ３とすると、アンテナ
のインダクタンス成分が、主としてＬ１から構成される
場合、主としてＬ１およびＬ２から構成される場合、主
としてＬ１およびＬ３から構成される場合、ならびに、
主としてＬ１、Ｌ２およびＬ３から構成される場合のい
ずれかに切り替えることにより、４つの共振周波数を実
現することができる。

【００４９】次に、図１４において、８１は表面実装型
アンテナであり、基体２の一方主面７ａおよび他方主面
７ｂの各全面には、それぞれグランド電極８３、放射電
極８４が設けられる。このうち、グランド電極８３の一
部は基体２の側面８ｂに延在し、延在部８３ａ、８３ｂ
を形成している。また、放射電極８４の一端８４ａは、
基体２の側面８ｂに延在し、開放端を形成している。一
方、放射電極８４の他端８４ｂは、その一部が基体2の
側面８aに回り込んで、グランド電極83に連続して一体
に延在部８４ｂ１を形成している。また、側面８ａに設
けられた補助放射電極８５の一端は、放射電極８４の他
端の近傍において、放射電極８４に連続して一体に形成
されている。また、補助放射電極８５の他端８５ａは基
体２の一方主面７ａに回り込んで、グランド電極８３と
絶縁されて配置されている。また、給電電極８６は、そ
の一端８６ａが基体２の側面８ｂに配置され、他端８６
ｂが一方主面７ａに、他端８６ｂはグランド電極８３と
絶縁されて配置されている。ここで、基体２の側面８ｂ
において、放射電極８４の開放端８４ａと、給電電極８
６の一端８６ａ、およびグランド電極８３の２つの延在
部８３ａ、８３ｂとが近接して配置されている。

【００５０】次に、上記表面実装型アンテナ８１と同一
の構成を有する表面実装型アンテナの特性に関する実験
結果を示す。本実験に用いたのは、縦１５ｍｍ、横１０
ｍｍ、高さ６ｍｍの寸法で、比誘電率εｒ＝２１の基体
を備える表面実装型アンテナである。

【００５１】このような表面実装型アンテナに切替装置
（図示せず）を接続し、アンテナ装置を構成して特性を
測定したところ、切替装置のダイオードのＯＮ時には、
図１５に示す放射パターン、および図１７に示す反射損
失特性が得られ、ダイオードのＯＦＦ時には、図１６に
示す放射パターン、および図１８に示す反射損失特性が
得られた。これらのデータから明らかなように、利得を
劣化させることなく、２つの共振周波数を実現すること
ができた。

【００５２】次に、本発明の他の実施例にかかる表面実
装型アンテナの構成を図１９を参照して説明する。な
お、図１に示す表面実装型アンテナと同一もしくは相当
する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

【００５３】図１９において、９１は表面実装型アンテ
ナであり、直方体状の基体２の表面に、グランド電極９
３、放射電極９４、補助放射電極９５、給電電極９６が
形成されてなる。このうち、グランド電極９３は、主に
基体２の長手方向に平行な側面８ｃに設けられ、その一
部は基体２の一方主面７ａに延在して延在部９３ａを形
成し、他部は基体２の他方主面７ｂに延在して延在部９
３ｂを形成している。また、放射電極９４は、基体２の
側面８ｃに対向する側面８ｄに設けられ、その一端は基
体２の他方主面７ｂに延在し、グランド電極９３の延在
部９３ｂに近接する開放端９４ａを形成している。一
方、放射電極９４の他端は、基体２の他方主面７ｂに回
り込んで、基体２の側面８ｃにおいてグランド電極９３
に連続して一体に延在部９４ｂを形成している。また、
基体２の側面８ｃに設けられた補助放射電極９５は、そ
の一端が放射電極９４の他端の近傍において、放射電極
９４に連続して一体に形成されており、他端９５ａが、
基体２の一方主面７ａに回り込んで形成されている。ま
た、給電電極９６は、主に基体２の側面８ｃに設けら
れ、その一端９６ａは、放射電極９４の開放短９４ａに
対応して、基体２の一方主面７ａに延在している。ま
た、基体２の側面８ｄに、一方主面７ａに接する固定用
電極９７ａ、９７ｂが設けられる。固定用電極９７ａ、
９７ｂは、表面実装の際に半田を付着させてアンテナの
固定を補助するためのものである。

【００５４】このように構成される表面実装型アンテナ
９１においては、給電電極９６を介して高周波信号が入
力されて電波が放射される。さらに、とくに図示しない
が、通常のプリント基板もしくは小型のアンテナ基板に
表面実装し、補助放射電極９５を切替装置に接続し、補
助放射電極９５とグランド電極９３との間を高周波信号
に対してＯＮ／ＯＦＦさせることで、共振周波数を切り
替えることができる。すなわち、ＯＮ時には、放射電極
９４によるインダクタンス成分に、補助放射電極９５に
よるインダクタンス成分が付加されることにより、比較
的高い共振周波数が得られ、ＯＦＦ時には、アンテナの
インダクタンス成分は、主として放射電極９４によるイ
ンダクタンス成分からのみ構成されることから、比較的
低い共振周波数が得られることとなる。

【００５５】ここで、表面実装型アンテナ９１が表面実
装される際には、基体２の一方主面７ａが実装面とな
り、グランド電極９３および放射電極９４が実装面に対
して平行な方向に強い指向特性を有するものとなる。

【００５６】また、表面実装型アンテナ９１において
は、グランド電極９３および放射電極９４が、基体２の
互いに対向する側面８ｃ、８ｄに設けられる。したがっ
て、これらの電極の距離が大きくなり、周波数特性の広
帯域化が実現される。

【００５７】また、表面実装型アンテナ９１を用いたア
ンテナ装置においては、２つのアンテナを用いることな
く、２つの共振周波数を得ることができるため、アンテ
ナ装置の小型化を実現できる。しかも、２つのアンテナ
を用いる場合に発生するアンテナ間の相互干渉がなく、
特性が安定する。

【００５８】また、表面実装型アンテナ９１を用いたア
ンテナ装置においては、第１の実施例と同様に、各電極
をトリミングすることにより、共振周波数を調整するこ
とができる。さらに、とくに図示しないが、各電極に予
め突起を形成しておき、この突起をトリミングしてもよ
い。

【００５９】また、表面実装型アンテナ９１に切替装置
を組み合わせ、アンテナ装置を形成してから、電極のト
リミングを行えば、表面実装型アンテナ９１単体で共振
周波数を調整した後で、さらにアンテナ装置としての共
振周波数を調整する場合に比べて、調整の手間が減る。

【００６０】以下、図１９に示す表面実装型アンテナの
変形例を図２０ないし図２２を参照して説明する。これ
ら変形例においては、図１９に示す表面実装型アンテナ
と同様に、通常のプリント基板または小型のアンテナ基
板に表面実装し、切替装置を接続することによりアンテ
ナ装置を形成し、複数の共振周波数に切り替えて使用す
ることができるとともに、図１９に示す表面実装型アン
テナを用いたアンテナ装置と同様の効果が得られる。な
お、図２０ないし図２２において、図１９と同一もしく
は相当する部分には同一の符号を付し、その説明は省略
する。

【００６１】図２０において、１０１は表面実装型アン
テナであり、直方体状の基体２の表面に、グランド電極
１０３、放射電極１０４、補助放射電極１０５、給電電
極１０６が形成されてなる。このうち、グランド電極１
０３は、主に基体２の長手方向に平行な側面８ｃに設け
られ、その一部は基体２の一方主面７ａに延在して延在
部１０３ａを形成し、他部は基体２の他方主面７ｂに延
在して延在部１０３ｂを形成している。また、放射電極
１０４は、基体２の側面８ｃに対向する側面８ｄに略ミ
アンダ状に設けられ、その一端は基体２の他方主面７ｂ
に延在し、開放端１０４ａを形成している。一方、放射
電極１０４の他端は、基体２の他方主面７ｂに回り込
み、基体２の側面８ｃに形成されたグランド電極１０３
に連続して一体に延在部１０４ｂを形成している。ま
た、補助放射電極１０５は、その一端が放射電極１０４
の他端の近傍において、放射電極１０４に連続して一体
に形成されており、他端１０５ａは基体２の一方主面７
ａに回り込んで形成されている。また、給電電極１０６
は、基体２の側面８ｃに設けられ、その一端１０６ａ
は、放射電極１０６の開放端１０６ａに対応して、基体
２の一方主面７ａに延在している。

【００６２】このように構成される表面実装型アンテナ
１０１を用いたアンテナ装置においては、図１９に示す
表面実装型アンテナを用いたアンテナ装置と同様の効果
が得られる。

【００６３】次に、図２１において、１１１は表面実装
型アンテナであり、直方体状の基体２の表面に、グラン
ド電極１１３、放射電極１１４、補助放射電極１１５、
給電電極１１６が形成されてなる。このうち、グランド
電極１１３は、基体２の長手方向に平行な側面８ｃに設
けられ、基体２の一方主面７ａに延在部１１３ａを有す
る。また、放射電極１１４は、基体２の側面８ｃに対向
する側面８ｄに略ミアンダ状に設けられ、一端が基体２
の一方主面７ａに延在し、開放端１１４ａを形成してお
り、他端が基体２の他方主面７ｂに回り込み、基体２の
側面８ｃに形成されたグランド電極１１３に連続して一
体に延在部１１４ｂを形成している。ここで、補助放射
電極１１５は、基体２の側面８ｃに設けられ、一端は放
射電極１１４の他端の近傍において、放射電極１１４に
連続して形成されており、他端１１５ａは、基体２の一
方主面７ａに回り込んで形成されている。また、給電電
極１１６は、基体２の側面８ｃに設けられ、その一端１
１６ａは、一方主面７ａに延在し、放射電極１１４の開
放端１１４ａに対応して、近接して配置されている。

【００６４】このように構成される表面実装型アンテナ
１１１を用いたアンテナ装置においては、図１９に示す
表面実装型アンテナを用いたアンテナ装置と同様の効果
が得られる。

【００６５】次に、図２２において、１２１は表面実装
型アンテナであり、直方体状の基体２の表面に、グラン
ド電極１２３、放射電極１２４、補助放射電極１２５、
給電電極１２６が形成されてなる。このうち、グランド
電極１２３および給電電極１２６は、ともに基体２の長
手方向に平行な側面８ｃに設けられ、基体２の一方主面
７ａに、それぞれ延在部１２３ａ、一端１２６ａを有す
る。また、放射電極１２４は、基体２の側面８ｃに対向
する側面８ｄに略ミアンダ状に設けられ、一端が側面８
ｃに隣接する側面８ｂに延在し、開放端１２４ａを形成
している。また、放射電極１２４の他端は、側面８ｂに
対向する側面８ａに回り込み、側面８ｃに回り込んでグ
ランド電極１２３に連続して一体に延在部１２４ｂを形
成している。ここで、直角状に屈曲した形状の補助放射
電極１２５の一端は放射電極１２４の他端の近傍におい
て、放射電極１２４に連続して一体に形成されており、
他端１２５ａは、基体２の側面８ｃに延在して形成され
ている。また、給電電極１２６は、基体２の側面８ｃに
設けられ、その一端１２６ａは、一方主面７ａに延在
し、放射電極１２４の開放端１２４ａに対応して配置さ
れている。

【００６６】このように構成される表面実装型アンテナ
１２１を用いたアンテナ装置においては、図１９に示す
表面実装型アンテナを用いたアンテナ装置と同様の効果
が得られる。

【００６７】なお、上記各実施例においては、セラミッ
クからなる基体を用いる場合について説明したが、セラ
ミック以外の誘電体、もしくは磁性体を成形してなる基
体を備える表面実装型アンテナを用いたアンテナ装置に
も、本発明を適用することができる。

【００６８】また、上記各実施例においては、補助放射
電極が１つまたは２つ設けられる場合について説明した
が、補助放射電極を３つ以上設けることにより、より多
くの共振周波数に対応できる表面実装型アンテナを用い
たアンテナ装置も本発明に含まれる。

【００６９】

【発明の効果】本発明にかかるアンテナ装置によれば、
補助放射電極に接続された切替装置を動作させることに
より、インダクタンス成分を変化させ、アンテナ装置を
複数の共振周波数に切り替えて使用することができる。

【００７０】また、補助放射電極が、放射電極の延在部
が設けられる基体の同一側面に設けられる場合には、放
射電極とともに補助放射電極を用いてインダクタンス成
分を形成する際、放射電極と補助放射電極とで、電流が
流れる方向は互いにほぼ等しくなる。ここで、偏波指向
特性は電流が流れる方向によって規定されるため、これ
ら二つの電極における電流の方向に隔たりが少ないこと
によって偏波損失が小さくなる。したがって、共振周波
数を切り替えて用いる際に、良好な感度が得られる。

【００７１】また、本発明にかかるアンテナ装置によれ
ば、複数のアンテナを用いることなく、複数の共振周波
数を得ることができるため、アンテナ装置の小型化を実
現できる。しかも、複数のアンテナを用いる場合に発生
するアンテナ間の相互干渉がなく、特性が安定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかるアンテナ装置に用い
られる表面実装型アンテナを示す斜視図である。

【図２】図１の表面実装型アンテナを用いたアンテナ装
置を示す斜視図である。

【図３】図２のアンテナ装置の等価回路を示す回路図で
ある。

【図４】図３の等価回路を一部変更した回路図である。

【図５】図１の表面実装型アンテナにおいて、電流が流
れる方向を模式的に示す斜視図である。

【図６】（ａ）（ｂ）とも、図１の表面実装型アンテナ
の電極形状の変形例を示す斜視図である。

【図７】本発明にかかる他のアンテナ装置を示す斜視図
である。

【図８】図１の表面実装型アンテナの変形例を示す斜視
図である。

【図９】図１の表面実装型アンテナの他の変形例を示す
斜視図である。

【図１０】図１の表面実装型アンテナのさらに他の変形
例を示す斜視図である。

【図１１】図１の表面実装型アンテナのさらに他の変形
例を示す斜視図である。

【図１２】図１の表面実装型アンテナのさらに他の変形
例を示す斜視図である。

【図１３】図１の表面実装型アンテナのさらに他の変形
例を示す斜視図である。

【図１４】図１の表面実装型アンテナのさらに他の変形
例を示す斜視図である。

【図１５】図１４の表面実装型アンテナを用いたアンテ
ナ装置のダイオードＯＮ時の指向特性である。

【図１６】図１４の表面実装型アンテナを用いたアンテ
ナ装置のダイオードＯＦＦ時の指向特性である。

【図１７】図１４の表面実装型アンテナを用いたアンテ
ナ装置のダイオードＯＮ時の反射損失特性である。

【図１８】図１４の表面実装型アンテナを用いたアンテ
ナ装置のダイオードＯＦＦ時の反射損失特性である。

【図１９】本発明の他の実施例にかかるアンテナ装置に
用いられる表面実装型アンテナを示す斜視図である。

【図２０】図１９の表面実装型アンテナの変形例を示す
斜視図である。

【図２１】図１９の表面実装型アンテナの他の変形例を
示す斜視図である。

【図２２】図１９の表面実装型アンテナのさらに他の変
形例を示す斜視図である。

【図２３】従来の表面実装型アンテナを示す斜視図であ
る。

【図２４】従来の他の表面実装型アンテナを示す斜視図
である。

【符号の説明】

１表面実装型アンテナ２基体３グランド電極３ａグランド電極の延在部４放射電極４ａ放射電極の開放端４ｂ放射電極の他端４ｂ１放射電極の延在部５補助放射電極６給電電極７ａ基体の一方主面７ｂ基体の他方主面８ａ、８ｂ基体の側面１０切替装置１００アンテナ装置Ｃ１、Ｃ２コンデンサＤダイオード（スイッチング素子）Ｌインダクタ（ハイインピーダンス素子）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 13/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体または磁性体からなり、一方主
面、他方主面、および複数の側面を有する基体と、前記基体の主に一方主面に設けられたグランド電極と、前記基体の主に他方主面に設けられ、一端は開放端を形
成し、他端は前記グランド電極に連続して一体に形成さ
れる延在部とを備える放射電極と、一端が前記放射電極の開放端に近接して配置された給電
電極と、一端が前記放射電極の他端の近傍において、前記放射電
極と連続して一体に形成された、アンテナの共振周波数
を切り替えるための１つ以上の補助放射電極と、を有す
る表面実装型アンテナと、前記表面実装型アンテナの前記補助放射電極と前記グラ
ンド電極との高周波的な接続を切り替えるための切替装
置と、からなることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】誘電体または磁性体からなり、一方主
面、他方主面、および複数の側面を有する基体と、前記基体の少なくともいずれか１つの面に設けられたグ
ランド電極と、前記基体の１つ以上の面に渡って設けられるとともに、
一端は開放端を形成し、他端に前記グランド電極に連続
して一体に形成される延在部とを備える放射電極と、一端が前記放射電極の開放端に対応して配置された給電
電極と、一端が前記放射電極の他端の近傍において、前記放射電
極と連続して一体に形成された、アンテナの共振周波数
を切り替えるための１つ以上の補助放射電極と、を有す
る表面実装型アンテナと、前記表面実装型アンテナの前記補助放射電極と前記グラ
ンド電極との高周波的な接続を切り替えるための切替装
置と、からなることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】前記切替装置は、前記補助放射電極に直
列に接続されるスイッチング素子、一端が接地されるコ
ンデンサ、および高周波的にインピーダンスを増大させ
るハイインピーダンス素子を備え、前記コンデンサおよ
び前記ハイインピーダンス素子が、それぞれ前記スイッ
チング素子に並列に接続されてなることを特徴とする、
請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】前記表面実装型アンテナおよび前記切替
装置を、アンテナ基板の一方主面に設けて一体としたこ
とを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のア
ンテナ装置。