JPH1093320A - チップアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 グランドの影響を受けずに、アンテナ特性を
ほぼ一定に保つことが可能なチップアンテナを提供す
る。 【解決手段】 チップアンテナ１０は、酸化バリウム、
酸化アルミニウム、シリカを主成分とする誘電材料（比
誘電率：約６．１）からなる直方体状の基体１１の内部
に、銅、銅合金からなり、印刷、蒸着、貼り合わせ、あ
るいはメッキによって設けられ、基体１１の長手方向に
螺旋状に巻回され、１か所に容量形成部１２を有する導
体１３を備えてなる。そして、容量形成部１２を形成す
る導体１３の開放端１３ａ、１３ｂは、互いが平行にな
るように配置された板状部１２ａ、１２ｂに、基体１１
の内部で接続される。この際、基体１１の内部に設けら
れ、互いが平行になるように配置された板状部１２ａ、
１２ｂ間で、容量が形成される。なお、導体１３の一端
は、基体１１の表面にて、導体１３に電圧を印加するた
めに基体１１の表面に設けられた給電用端子１８に接続
される。また、導体１３の他端は、基体１１の内部にお
いて自由端１９を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信用、ロ
ーカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）用などに用いられ
るチップアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の移動体通信機、例えば、携帯電話
機３０は、図８に示すように、無指向性のホイップアン
テナ３１を携帯電話機本体３２の上部に突出して取り付
け、ホイップアンテナ３１より電波を送受信している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
のホイップアンテナにおいては、携帯電話機を把持して
いる人がグランド電位であることから、使用時にグラン
ドの影響を受け、携帯電話機を把持している人の動きに
より、指向特性等のアンテナ特性が変動するという問題
があった。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、グランドの影響をあまり受け
ずに、アンテナ特性をほぼ一定に保つことが可能なチッ
プアンテナを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述する問題点を解決す
るため本発明は、誘電材料及び磁性材料の少なくとも一
方からなる基体と、該基体の内部及び表面の少なくとも
一方に形成された少なくとも１つの導体と、前記導体に
電圧を印加するために、前記基体表面に設けられた少な
くとも１つの給電用端子とを備え、前記導体に少なくと
も１つの容量形成部を設けたことを特徴とする。

【０００６】また、前記容量形成部を構成する前記導体
の各開放端に、互いに平行に配置された板状部を接続し
たことを特徴とする。

【０００７】本発明のチップアンテナによれば、導体が
少なくとも１つの容量形成部を備えているため、チップ
アンテナの導体とグランドとの間に発生する容量の変化
が、共振周波数の変化に反映されにくくなる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明によるチップアン
テナの実施例を図面を参照して説明する。

【０００９】図１及び図２に、本発明のチップアンテナ
に係る第１の実施例の透視斜視図及び分解斜視図を示
す。チップアンテナ１０は、直方体状で実装面１１１を
有する基体１１と、基体１１の内部に、巻回軸Ｃが実装
面１１１と平行になる方向、すなわち基体１１の長手方
向に螺旋状に巻回され、１か所に容量形成部１２を有す
る導体１３を備えてなる。この際、容量形成部１２を形
成する導体１３の開放端１３ａ、１３ｂは、それぞれ板
状部１２ａ、１２ｂに基体１１の内部で接続される。

【００１０】ここで、内部に導体１３が螺旋状に巻回さ
れる直方体状の基体１１は、酸化バリウム、酸化アルミ
ニウム、シリカを主成分とする誘電材料からなる矩形状
のシート層１１ａ〜１１ｃを積層してなる。

【００１１】このうち、シート層１１ｂ、１１ｃの表面
には、銅あるいは銅合金よりなり、矩形状をなす板状部
１２ａ、１２ｂ、及び、直線状あるいは略Ｌ字状をなす
導電パターン１４ａ〜１４ｈが、それぞれ印刷、蒸着、
貼り合わせ、あるいはメッキによって設けられるととも
に、シート層１１ｂには、厚み方向に形成されたビアホ
ール１５が設けられる。

【００１２】そして、シート層１１ａ〜１１ｃを積層
し、導電パターン１４ｂ〜１４ｈをビアホール１５で接
続することにより、巻回断面が矩形状をなし、螺旋状に
巻回されるとともに、容量形成部１２を有する導体１３
が形成される。この際、導電パターン１４ａの一端（導
体１３の一方の開放端１３ａ）は板状部１２ａに、導電
パターン１４ｅの一端（導体１３の一方の開放端１３
ｂ）は板状部１２ｂにそれぞれ接続される。また、基体
１１の内部に設けられ、互いが平行になるように配置さ
れた板状部１２ａ、１２ｂ間で、容量が形成される。

【００１３】なお、導電パターン１４ａの他端（導体１
３の一端）は、基体１１の表面に引き出され給電部１６
を形成し、導体１３に電圧を印加するために基体１１の
表面に設けられた給電用端子１７に接続される。さら
に、導電パターン１４ｈの一端（導体１３の他端）は、
基体１１の内部において自由端１８を形成する。

【００１４】図３及び図４に、図１のチップアンテナ１
０の変形例の透視斜視図を示す。図３のチップアンテナ
１０１は、直方体状の基体１１１の表面に沿って螺旋状
に巻回され、１か所に容量形成部１２１を有する導体１
３１を備えてなる。そして、容量形成部１２１を形成す
る導体１３１の開放端１３１ａ、１３１ｂは、基体１１
１の内部に設けられ、互いが平行になるように配置され
た板状部１２１ａ、１２１ｂに基体１１１の内部で接続
される。この際、基体１１１の内部に設けられ、互いが
平行になるように配置された板状部１２１ａ、１２１ｂ
間で、容量が形成される。なお、導体１３１の一端は、
基体１１１の表面にて、導体１３１に電圧を印加するた
めに基体１１１の表面に設けられた給電用端子１７１に
接続される。また、導体１３１の他端は、基体１１１の
内部において自由端１８１を形成する。この場合には、
導体を基体の表面に螺旋状にスクリーン印刷等で簡単に
形成できるため、アンテナ本体の製造工程が簡略化でき
る。

【００１５】図４のチップアンテナ１０２は、直方体状
の基体１１２の表面にて、ミアンダ状に形成され、１か
所に容量形成部１２２を有する導体１３２を備えてな
る。そして、容量形成部１２２を形成する導体１３２の
開放端１３２ａ、１３２ｂは、基体１１２の内部に設け
られ、互いが平行になるように配置された板状部１２２
ａ、１２２ｂに基体１１２の内部で接続される。この
際、基体１１２の内部に設けられ、互いが平行になるよ
うに配置された板状部１２２ａ、１２２ｂ間で、容量が
形成される。なお、導体１３２の一端は、基体１１２の
表面にて、導体１３２に電圧を印加するために基体１１
２の表面に設けられた給電用端子１７２に接続される。
また、導体１３２の他端は、基体１１２の表面において
自由端１８２を形成する。この場合には、ミアンダ状の
導体を基体の一方主面のみ形成するため、基体の薄層化
が可能となり、それにともないチップアンテナの低背化
も可能となる。なお、ミアンダ状の導体は、基体の内部
に形成されてもよい。

【００１６】次に、図５に示すように、チップアンテナ
１０を基準グランド電極１９ａ、側面グランド電極１９
ｂを表面に設けた実装基板２０上に実装し、チップアン
テナ１０と側面グランド電極１９ｂの間隔Ａ（ｍｍ）を
変化させながら、共振周波数を評価した。その結果を表
１に示す。

【００１７】なお、チップアンテナ１０と基準グランド
電極１９ａの間隔は３（ｍｍ）一定としている。また、
図６に示すように、板状部１２ａ、１２ｂの形状は、表
１に示したＸ、Ｙの値を用いて、Ｘ（ｍｍ）×Ｙ（ｍ
ｍ）とし、板状部１２ａ、１２ｂの間隔は、０．１（ｍ
ｍ）一定としている。

【００１８】

【表１】

【００１９】この結果から、板状部１２ａ、１２ｂのＸ
及びＹ（図６）を変えた本実施例の各サンプルは、容量
形成部１２を設けていないモニターと比較して、側面グ
ランド電極１９ｂの接近による共振周波数の変動が小さ
くなることが理解される。すなわち、本実施例では、側
面グランド電極１９ｂの影響をあまり受けずに、共振周
波数をほぼ一定に保つことが可能であることを示してい
る。

【００２０】この理由を以下に説明する。モニターのよ
うに容量形成部を有さないアンテナの共振は、螺旋状の
導体のインダクタンスＬと、導体とグランドとの間に発
生する容量Ｃの直列共振と考えることができ、その共振
周波数は、 ｆ１＝４π／ＳＱＲ（Ｌ・Ｃ） ・・・・・・ （１） と表される。そして、アンテナにグランドが近づくとい
うことは、導体とグランドの間に発生する浮遊容量が増
加し、上述の式（１）の容量Ｃが増加することを意味す
る。そのため、グランドの動きにより、アンテナ特性の
変動が起こる。

【００２１】これに対し、本発明の実施例であるチップ
アンテナ１０では、容量形成部１２を設けることによ
り、容量形成部１２で発生する容量Ｃ１が、導体とグラ
ンドとの間に発生する容量Ｃと直列接続になるため、チ
ップアンテナ１０の共振周波数は、 ｆ２＝４π／ＳＱＲ（Ｌ・Ｃ・Ｃ１／（Ｃ＋Ｃ１）） ・・・・・・ （２） となる。

【００２２】ここで、導体とグランドとの間に発生する
容量ＣがΔＣだけ変化したとして、上述の式（２）と式
（１）のルート（ＳＱＲ）の中のみを比較すると、ΔＣ
／Ｃ１＞０のため、 （ΔＣ・Ｃ１／（ΔＣ＋Ｃ１））−ΔＣ ＝ΔＣ（（１／（１＋ΔＣ／Ｃ１））−１）＜０ ・・・・・・ （３） となり、ｆ１の変化の方が小さくなることが理解され
る。

【００２３】これは、本発明の実施例であるチップアン
テナ１０の共振周波数ｆ２の方が、導体とグランドとの
間に発生する容量Ｃの変化ΔＣの影響を受けにくい、す
なわち、グランドの影響をあまり受けずに、アンテナ特
性（共振周波数）を一定に保つことが可能であることを
示している。

【００２４】以上のように、第１の実施例では、チップ
アンテナの導体が１つの容量形成部を備えているため、
その容量形成部で発生した容量が、導体とグランドとの
間に発生する容量と直列接続になり、グランドの影響を
あまり受けずに、アンテナ特性をほぼ一定に保つことが
可能となる。

【００２５】また、容量形成部を形成する導体の各開放
端に、互いが平行になるように配置された板状部を設け
ているため、板状部の形状を制御することにより、容量
形成部で発生する容量を制御することができる。従っ
て、アンテナ特性をより一定に保つことが可能となる。

【００２６】図７に、本発明のチップアンテナに係る第
２の実施例の透視斜視図を示す。チップアンテナ２０
は、図１のチップアンテナ１０と比較して、容量形成部
を構成する板状部が基体の表面に設けられる点で異な
る。

【００２７】すなわち、チップアンテナ２０は、酸化バ
リウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とする誘電
材料（比誘電率：約６．１）からなる直方体状の基体２
１の内部に、基体２１の長手方向に螺旋状に巻回され、
１か所に容量形成部２２を有する導体２３を備えてな
る。そして、容量形成部２２を形成する導体２３の開放
端２３ａ、２３ｂは、基体２１の表面に設けられ、互い
が平行になるように配置された板状部２２ａ、２２ｂに
接続される。この際、基体２１の内部に設けられ、互い
が平行になるように配置された板状部２２ａ、２２ｂ間
で、容量が形成される。

【００２８】なお、導体２３の一端は、基体２１の表面
に引き出され、導体２３に電圧を印加するために基体２
１の表面に設けられた給電用端子２７に接続される。ま
た、導体２３の他端は、基体２１の内部において自由端
２８を形成する。

【００２９】以上のように、第２の実施例では、互いが
平行になるように配置された板状部が基体の表面に設け
られるため、第１の実施例の効果に加え、基体を薄くす
ることができる。従って、チップアンテナの低背化が可
能となる。

【００３０】なお、第１及び第２の実施例においては、
基体が酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成
分とする誘電材料により構成される場合について説明し
たが、基体としてはこの誘電材料に限定されるものでは
なく、酸化チタン、酸化ネオジウムを主成分とする誘電
材料、ニッケル、コバルト、鉄を主成分とする磁性材
料、あるいは誘電材料と磁性材料の組み合わせでもよ
い。

【００３１】また、導体が１本の場合について説明した
が、それぞれが平行に配置された複数本の導体を有して
いてもよい。この場合には、導体の本数に応じて複数の
共振周波数を有することが可能となり、１つのアンテナ
でマルチバンドに対応することが可能となる。

【００３２】さらに、基体の内部あるいは表面に導体を
形成する場合について説明したが、基体の表面及び内部
の両方に導体パターンを巻回し、導体を形成してもよ
い。

【００３３】また、導体が１か所に容量形成部を設ける
場合について説明したが、互いが直列接続になるよう
に、導体の２か所以上に容量形成部を設けてもよい。そ
の場合には、容量形成部の増加にともない、容量形成部
全体で発生する容量Ｃ１がより小さくなるため、式
（３）中の（１−（１／（１＋ΔＣ／Ｃ１）））はより
大きくなる。従って、容量形成部の増加にともない、容
量形成部を有していない従来例と比較して、導体とグラ
ンドとの間に発生する容量Ｃの変化ΔＣの影響をより受
けにくくなる。すなわち、容量形成部の多いほうが、グ
ランドの影響をより受けず、アンテナ特性（共振周波
数）がより安定となる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１のチップアンテナによれば、導
体が少なくとも１つの容量形成部を備えているため、そ
の容量形成部で発生した容量が、導体とグランドとの間
に発生する容量と直列接続になり、グランドの影響をあ
まり受けずに、アンテナ特性をほぼ一定に保つことが可
能となる。

【００３５】請求項２のチップアンテナによれば、容量
形成部を形成する導体の各開放端に、互いが平行になる
ように配置された板状部を設けているため、板状部の形
状を制御することにより、容量形成部で発生する容量を
制御することができる。従って、アンテナ特性をより一
定に保つことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチップアンテナに係る第１の実施例を
示す透視斜視図である。

【図２】図１のチップアンテナの分解斜視図である。

【図３】図１のチップアンテナの変形例を示す透視斜視
図である。

【図４】図１のチップアンテナの別の変形例を示す透視
斜視図である。

【図５】図１のチップアンテナの共振周波数を評価する
治具を示す上面図である。

【図６】図１のチップアンテナの板状部の形状を示す斜
視図である。

【図７】本発明のチップアンテナに係る第２の実施例を
示す透視斜視図である。

【図８】従来のホイップアンテナを搭載した携帯電話機
を示す平面図である。

【符号の説明】

１０、２０ チップアンテナ １１、２１ 基体 １２、２２ 容量形成部 １２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ 板状部 １３、２３ 導体 １３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂ 開放端 １７、２７ 給電用端子

フロントページの続き (72)発明者 萬代 治文 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電材料及び磁性材料の少なくとも一方
   からなる基体と、該基体の内部及び表面の少なくとも一
   方に形成された少なくとも１つの導体と、前記導体に電
   圧を印加するために、前記基体表面に設けられた少なく
   とも１つの給電用端子とを備え、 前記導体に少なくとも１つの容量形成部を設けたことを
   特徴とするチップアンテナ。
2. 【請求項２】 前記容量形成部を構成する前記導体の各
   開放端に、互いに平行に配置された板状部を接続したこ
   とを特徴とする請求項１に記載のチップアンテナ。