JP2002050918A

JP2002050918A - チップアンテナ

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Publication number: JP2002050918A
Application number: JP2000233606A
Authority: JP
Inventors: Akio Kuramoto; 晶夫倉本
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2002-02-15
Anticipated expiration: 2020-08-01
Also published as: JP3880295B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数種類の直線偏波の電波の送受信を可能にし
て実効的なアンテナ利得を向上し，回線品質を向上させ
ることができるチップアンテナを提供する。【解決手段】チップアンテナ１は直方体の誘電体ブロッ
ク４に形成されている。直線状の第一の放射エレメント
６は誘電体ブロック４の一面（上面）に設けられ，第二
の放射エレメント５は放射エレメント６一端Ｇ，且つ誘
電体ブロック４の一面上に折り曲げ接続されている。誘
電体ブロック４の他面（底面）には地導体２設けてい
る。第３の放射エレメント８は地導体２と放射エレメン
ト６の他端Ｃとを地導体２に対してほぼ垂直方向に接続
する。地導体２に対して絶縁するように誘電体ブロック
の他面に第１の電極３を設けている。電極３及び放射エ
レメント６のＰ点との間に給電線が接続されている。エ
レメント５及び６は水平偏波，エレメント８及び給電線
のエレメント７は垂直偏波の電波を送受信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は誘電体ブロックに形
成されたチップアンテナに関し、特に複数種類の直線偏
波の電波を送受信できるチップアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話機や無線ＬＡＮ機器の普
及により、小型，軽量で、簡単に実装ができ、かつ調整
の不要なチップアンテナのニ−ズが高まっている。元
来、アンテナは、その放射効率，利得性能及び帯域に重
点を置く場合、波長相当，またはそれ以上の大きさが必
要である。かつ、携帯電話機や無線ＬＡＮ機器に実装す
る場合、大きさの制限からアンテナ独自の形状を保持す
る必要があったり、周囲環境の影響を抑えるために、カ
バ−部分のプラシチックの厚みを含めて設計する必要が
あったり、近傍に不用意に金属などの導体を配置するこ
とに制限が生じることがあった。

【０００３】しかし、最近は、ＣＤＭＡやＯＦＤＭ通信
など、種々フェ−ジングを含み，さまざまな妨害波があ
る多重伝搬路環境においても良好な通信が可能なディジ
タル通信方式が実用化されるようになってきている。こ
れに伴い、アンテナは、波長相当の大きさを維持し、上
記のような様々なアンテナの制約を受け入れて無線ＬＡ
Ｎ装置等を設計する必要がなくなり、能率や利得が多少
悪くても、小型，軽量で、簡単に実装ができるアンテナ
が要求されるようになってきた。このような動向を受け
て、誘電体ブロックに形成されたヘリカルあるいはスパ
イラル形式のチップアンテナが特開平９−３２６６２４
号公報や特開２０００−１３１３２号公報等に開示され
ている。これらチップアンテナは主にヘリカル軸の方向
に電界成分を持つ直線偏波を生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の携帯電話機や無
線ＬＡＮ機器では、例えば垂直偏波で通信することが前
提であっても、多重伝搬路環境である実際の無線通信回
線では、直交する水平偏波も生じている。これは、携帯
電話機で通話するときに電話機を傾けることでアンテナ
が斜めに配置され，実際には垂直偏波と水平偏波の混合
成分が放射されている例や、無線ＬＡＮ機器に関しても
設置場所の都合から，やや斜めに傾けて設置されたりす
る例、あるいは多重伝搬の過程で偏波が回転してしまう
などの例からも明らかである。上述の通り、単一直線偏
波のアンテナでは、実際の使用時において偏波の不一致
による回線品質の劣化が生じやすいという欠点があっ
た。

【０００５】従って本発明は、上述した従来技術のチッ
プアンテナの欠点を解消し、複数種類の直線偏波の電波
の送受信を可能にして実効的なアンテナ利得を向上し，
回線品質を向上させることができるチップアンテナを提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるチップアン
テナは、ほぼ直方体の外面を含む誘電体ブロックに形成
されたチップアンテナにおいて、前記誘電体ブロックの
一面に設けた直線状の第１の放射エレメントと、前記第
１の放射エレメントの一端，且つ前記誘電体ブロックの
一面上に折り曲げ接続された第２の放射エレメントと、
前記誘電体ブロックの他面に設けた地導体と、前記地導
体と前記第１の放射エレメントの他端とを前記地導体に
対してほぼ垂直方向に接続する第３の放射エレメント
と、前記地導体に対して絶縁するように前記誘電体ブロ
ックの他面に設けた第１の電極と、前記電極及び前記第
１の放射エレメントの所定位置との間に接続された給電
線とを備えることを特徴とする。

【０００７】前記チップアンテナの第一は、前記第２の
放射エレメントが、前記第１の放射エレメントに対して
ほぼ直角に曲げられている構成をとることができる。

【０００８】前記チップアンテナの第二は、前記第１の
放射エレメントと前記第２の放射エレメントとの合計長
さが、使用周波数におけるほぼ１／４波長である構成を
とることができる。

【０００９】前記チップアンテナの第三は、前記地導体
が、前記誘電体ブロックの側面に置き換えられている構
成をとることができる。

【００１０】前記チップアンテナの第四は、前記給電線
が、前記電極に対して垂直な第１部分と，一端が前記第
１部分の先端部に接続された前記地導体に対して水平な
第２部分と、一端が前記第１の放射エレメントの所定位
置に接続され，他端が前記第２部分の他端に接続された
前記地導体に対して垂直な第３部分とを備える構成をと
ることができる。

【００１１】前記チップアンテナの第五は、前記誘電体
ブロックが、複数の誘電体板を積層して形成されてお
り、前記第１及び第２の放射エレメント，前記地導体及
び前記給電線の第２部分が、互いに異なる前記誘電体板
に設けた導体パターンで形成されており、前記第３の放
射エレメント，前記給電線の第１部分及び前記給電線の
第３部分が、通過する前記誘電体板を貫通するバイアホ
ールで形成されている構成をとることができる。

【００１２】該チップアンテナは、前記第１の放射エレ
メントが、前記誘電体ブロックの一面に代えて前記誘電
体ブロックの内側に積層した誘電体板に形成されている
構成をとることができる。

【００１３】前記チップアンテナの第六は、前記第１の
放射エレメントを始めとする放射エレメントを前記給電
線の第３部分との接続点以降を種種の形状及び角度に接
続する構成をとることができ，また、前記チップアンテ
ナの第三乃至第五の各各との複合構造をとることができ
る。

【００１４】前記チップアンテナの第七は、前記誘電体
ブロックの側面上方に向かう部分を有すると共に前記地
導体に接続されたモノポールを少なくとも一つ備える前
記チップアンテナの第三乃至第六の各各との複合構造を
とることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。

【００１６】図１は本発明によるチップアンテナの実施
の形態の第一を示す，導電体部分を透視した斜視図であ
る。図２は図１の実施の形態によるチップアンテナの導
電体部分を透視した展開図である。（ａ）は裏正面図、
（ｂ）は左側面図、（ｃ）は上面図、（ｄ）は右側面
図、（ｅ）は正面図、（ｆ）は底面図である。また、図
３は図１の実施の形態によるチップアンテナの製造工程
を説明するための分解斜視図である。

【００１７】まず、図１を参照してチップアンテナ１の
構成について説明する。チップアンテナ１は、ほぼ直方
体の外面を有する誘電体である誘電体ブロック４に形成
されている。誘電体ブロック４の上面，つまり一面に
は、放射エレメントである直線状，且つ導電体のエレメ
ント６と，エレメント６の一端Ｇに所定の角度，ここで
はほぼ直角に曲げられて接続されている直線状且つ導電
体のエレメント５とが設けられている。誘電体ブロック
４の底面，つまり他面のほぼ全面に導電体である地導体
２が形成されている。但し、誘電体ブロック４の底面の
一辺の端部近傍には、地導体２に対して電気的に隔離・
絶縁させた導電体の電極３を設けている。誘電体ブロッ
ク４の内部には、エレメント６の他端Ｃに接続され，地
導体２のＡ点にほぼ垂直におろして接続した導電体形成
の放射エレメントであるエレメント８が設けられてい
る。また、電極３のＢ点とエレメント６のＰ点との間
は、電極３から垂直に立ち上げた給電線（給電線の第１
部分）１１，給電線１１の先端Ｄから地導体２に水平に
配線した給電線（給電線の第２部分）１０のＤ点及び給
電線（給電線の第３部分）９のＥ点，及び給電線９の先
端Ｆから垂直に立ち上げてエレメント６の中間の所定位
置にあるＰ点に順次接続した高周波信号の給電線が配置
されている。

【００１８】なお、図１に記載したＸ，Ｙ，Ｚの３軸か
ら成る座標系９９は、Ｘ−Ｙ平面が誘電体ブロック４の
地導体２の面である底面又はエレメント５及び６の形成
された上面に相当する。また、図２の展開図は、図１に
示されている導電体で形成されたエレメント５乃至８，
給電線９乃至１１，地導体２及び電極３の位置及び接続
関係をより明瞭にしている。

【００１９】次に、図１のチップアンテナの電気特性に
ついて説明する。図１のチップアンテナ１において、放
射エレメントであるエレメント５，６及び７への給電
は、電極３と地導体２の間に高周波信号を加えることに
よって行う。地導体２をア−ス側電極とすると、電極３
に加えられた高周波信号は給電線１１から給電線１０及
び給電線９を経てエレメント７のＰ点に給電される。な
お、エレメント７は、一般には給電線として取り扱う
が、放射エレメントとしても動作する。

【００２０】いま、チップアンテナ１で使用する高周波
信号の自由空間波長をλｏ，誘電体ブロック４内での波
長をλｇとするとき、エレメント５及び６における高周
波信号の波長はλｏとλｇとの間になる。いま、エレメ
ント５と６との長さの和は、使用周波数の（１／４）波
長にするのが好ましく、概ねλｇ／４〜λｏ／４の範囲
で選定するのがよい。エレメント７のＰ点に給電された
高周波信号は、エレメント５，６及び８上に定在波とし
て分布し、空間に放射される。この定在波の電流分布
は、例えばエレメント５とエレメント６との長さの和が
約λｇ／４のとき、エレメント５及びエレメント６の電
流分布はそれぞれ電流分布１０１及び１０２のようにな
る。

【００２１】この状態において地導体２の面を地球表面
と平行にすると、エレメント５と６とは水平偏波，且つ
指向性が直交する電波を送受信する。つまり、エレメン
ト５からは座標９９のＹ方向成分（指向性がＹ方向）の
直線偏波が、エレメント６からは座標９９のＸ方向成分
（指向性がＸ方向）の直線偏波が放射されることにな
る。従って、Ｘ方向成分の直線偏波の量を多くしたいと
きは、エレメント６の長さをエレメント５に比べて長く
とってやればよい。但し、エレメント５の先端Ｈはオ−
プン（開放）になっているため、この先端Ｈでの電流が
零になることに注意を要する。つまり、エレメント５と
エレメント６とを同じ長さにしても、電流分布の積分値
はエレメント６の方が大きい。電波放射量はこの積分値
に比例するため、エレメント５とエレメント６を同じ長
さにした場合は、エレメント６からの偏波の放射電力
（Ｘ成分）の方が大となる。エレメント５及びエレメン
ト６の長さを調整するときは、このことを考慮する必要
がある。ここで、地導体２の面を紙面手前の面が大地と
なる地球表面と垂直方向にすると、送受信する電波の偏
波が９０度変わり、エレメント５はＹ方向成分の垂直偏
波，エレメント６はＸ方向成分の水平偏波の互いに指向
性が直交する電波を送受信する。

【００２２】なお、放射エレメントであるエレメント８
は、地導体２の面に対して垂直方向に向いているので、
地導体２の面を地球表面と平行にすると垂直偏波の電波
を送受信する。また、一般には給電線の一部と考えられ
るエレメント７も、エレメント８と同様に、地導体２の
面を地球表面と平行にしたとき垂直偏波の電波を送受信
する。

【００２３】また、エレメント６とエレメント７の接続
点Ｐは、エレメント６上の電流分布によって、エレメン
ト６への入力インピ−ダンスが最適になる場所を選定す
る。図１に示した電流分布１０２では、エレメント７と
の接続点ＰがＧ点側になるほど、エレメント７のインピ
−ダンスを高くすると整合が良くなる。なお、Ｐ点にお
けるエレメント７のインピーダンスは５０Ω程度にする
ことが多い。

【００２４】次に、図３を参照して図１に示したチップ
アンテナ１の製造工程例について説明する。

【００２５】図１に示した誘電体ブロック４は、図３に
おいては複数枚（６枚）の誘電体板４１〜４６を積層し
て構成している。誘電体ブロック４の上面に形成されて
いるエレメント５及び６は、図３の一番上の誘電体板４
１上に配置されている。誘電体板４１へのエレメント５
及び６の成形は、例えば、銅箔を貼った誘電体板４１を
エレメント５及び６を残してエッチングして製造してよ
い。上から４番目の誘電体板４４に形成される給電線９
及び１０も同様の製造法を適用できる。地導体２及び電
極３は、一番下の誘電体板４６の他面（底面）に接着材
で貼り付けることができる。なお、誘電体ブロック４，
又は誘電体板４１〜４６には、テフロン（登録商標），
アルミナ，変成ＢＴ，ＰＰＯ，ＰＣ，酸化アルミニウ
ム，酸化バリウム，シリカ，ガラスなどの磁器，ガラス
又はプラスチックの単体材料、又はこれらの混合材料や
を用いることができる。

【００２６】エレメント７は誘電体板４１〜４３に形成
されたスル−ホ−ル穴の内部に配置した導電体である。
上記導電体と給電線９との接続は、誘電体板４１〜４３
を密着積層した後、上記導電体を誘電体板４１〜４３に
形成されたスル−ホ−ル穴に付着させることによってエ
レメント７のＰ点と誘電体板４４上の導体パタ−ンであ
る給電線９のＦ点とをバイアホール接続する。同様にエ
レメント８は、誘電体板４１〜４６のスル−ホ−ル穴の
内部に配置した導電体により構成・接続され、地導体２
のＡ点にバイアホール接続される。給電線１１のＣ点
も、誘電体板４４〜４６のスル−ホ−ル穴の内部に配置
した導電体により同様に構成・接続され、電極３のＢ点
にバイアホール接続される。給電線１０は、誘電体板４
４上の導電体パタ−ンによって構成され、エレメント７
の下端部Ｆ点と給電線１１の上端部Ｄ点とをバイアホー
ル接続している。

【００２７】なお、チップアンテナ１ついては、複数の
互いに異なるグリーンシートに誘電体ブロック４の内部
導体であるエレメント５及び６と，給電線９及び１０と
をそれぞれ形成した上、グリーンシートの積層，焼成，
バイアホール等を行って製造する方法が上記特開２００
０−１３１３２号公報等に開示されている。

【００２８】ここで、図１及び図３に示したエレメント
５及び６は、誘電体ブロック４の上面に限らず、誘電体
ブロック４の内側，図３を用いて説明すると誘電体板４
２の平面上等に形成してもよい。エレメント５及び６を
誘電体ブロック４の内側に形成すると、同一周波数では
エレメント５及び６の長さを短縮できる効果がある。ま
た、導電体であるエレメント５及び６が外部の物体との
接触による摩耗や破損等を減少できるという効果もあ
る。

【００２９】また、図１において誘電体ブロック４の底
面に配置した地導体２は、誘電体ブロック４の側面に置
き換えられることができる。但し、地導体２を誘電体ブ
ロック４の手前側面に置き換えると、地導体２の面を地
球表面と垂直にしたとき、エレメント５及び６は指向性
が互いに直交する水平偏波電波を送受信する。一方、地
導体２の面を地球表面と水平にすると，エレメント５は
垂直偏波，エレメント６は水平偏波，且つ指向性が互い
に直交する電波を送受信する。

【００３０】図４は本発明によるチップアンテナの実施
の形態の第二を示す，導電体部分を透視した斜視図であ
る。（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。

【００３１】図４に示したチップアンテナ１Ａは、図１
に示したチップアンテナ１の給電線９及び給電線１０を
所望の幅を持つ帯状の形状の導体パタ−ンに変更してい
る。給電線９及び１０は、地導体２に対向して幅を持っ
た導電体パターンにすることにより、地導体２との間に
所望のインピ−ダンスを有するマイクロストリップ線路
として動作させている。図１を参照して一部言及したよ
うに、一般的には、給電線９，１０及び１１からなる給
電線は、Ｐ点での特性インピ−ダンスを５０Ωに構成し
てエレメント６との整合をとることが多い。図４の例で
は、給電線１１の長さは短くできるので無視し、マイク
ロストリップ線路として動作する給電線９及び１０の特
性インピーダンスが５０Ωになるように，給電線９及び
１０の幅を定める。そして、エレメント７の長さとエレ
メント６への接続点Ｐ点の位置とを調整して給電線７と
エレメント６との整合をとることが多い。また、エレメ
ント６（放射エレメント）とエレメント７（給電線）と
インピーダンス整合の別の方法として、給電線９及び１
０の幅を変えてマイクロストリップ線路の特性インピ−
ダンスを適切に選んで整合用スタブとし，エレメント７
とエレメント６との接続点Ｐ点でのインピ−ダンスを整
合させる方法も有効である。なお、図４に示したチップ
アンテナの送信及び受信電波の偏波は図１の場合と同じ
である。

【００３２】図５は本発明によるチップアンテナの実施
の形態の第三を示す，導電体部分を透視した斜視図であ
る。

【００３３】図５に示したチップアンテナ１Ｂは、図１
に示したチップアンテナ１に電極３１を付加している。
導電体で形成された電極３１は、誘電体ブロック４の底
面に配置された電極３の近傍側面に配置され，電極３に
接続されている。電極３１の下面部分と電極３の側面近
傍部分とは接触等によって接続されており、両者は電気
的に導通している。電極３１は、チップアンテナ１Ｂを
使用装置に実装する場合に、誘電体ブロック４の下面の
電極３のみでは別の装置回路との接続が難しい場合など
に、電極３１部分にもハンダ付け等による接続ができる
ように考慮したものである。なお、電極３１及び電極３
は給電線１１への入力インピ−ダンスの調整，つまりエ
レメント６のＰ点のインピーダンス整合素子（インピー
ダンススタブ）として使用するために、適切な大きさで
設けてよい。従って、電極３１の形状は、図５に示した
如き長方形だけでなく、三角形，楕円，多角形等の種種
の形状、あるいは細い線状，折れ線状等を使用できる。
なお、図５に示したチップアンテナの送信及び受信電波
の偏波は図１の場合と同じである。

【００３４】図６は本発明によるチップアンテナの実施
の形態の第四を示す，導電体部分を透視した斜視図であ
る。

【００３５】図６に示したチップアンテナ１Ｃは、図１
に示したチップアンテナ１に４本のモノポール１２（１
２Ａ〜１２Ｄ）を付加している。導電体であるモノポー
ル１２Ａ〜１２Ｄの各各は、一端が地導体２の４方の角
部にそれぞれ配置された棒状，線状又は幅のあまり広く
ない帯状の物体である。モノポ−ル１２Ａ〜１２Ｄの下
端は地導体２にそれぞれ接続されている。モノポ−ル１
２Ａ〜１２Ｄの各各の長さは、自由空間波長をλｏ、誘
電体ブロック４の内側（内部）での波長をλｇとすると
き、概ねλｇ／４〜λｏ／４の範囲で選定される。つま
り、使用周波数に対するほぼ１／４波長に選定する。モ
ノポ−ル１２は、誘電体ブロック４の側面を囲むよう
に，つまり地導体２の辺部に配置されればよく、１本で
もあるいは数１０本でもよい。

【００３６】図６に示したチップアンテナ１Ｃにおい
て、モノポール１２は、図１に示した座標系９９のＺ方
向の電界成分の放射を果たす意味と，チップアンテナ１
Ｃ自体の放射効率の改善の効果がある。一般的な使用状
態では、チップアンテナ１Ｃの地導体２は、実装される
プリント基板や装置のア−ス側電極に接続される。しか
し、地導体２がまんべんなく全体的に接続されればよい
が、波長に対して細いプリントパタ−ン等で接続される
ようなケ−スでは、地導体２と実装されるプリント基板
のア−スとの間にインピ−ダンスを持ってしまい、この
部分で高周波信号が損失となったり、本来電波が放射さ
れるべきでない部分から放射がおこってしまう可能性が
ある。

【００３７】しかし、図６のようにモノポ−ル１２（１
２Ａ〜１２Ｄ）を配置しておくと、モノポ−ル１２には
電流分布２０１のような定在波がのることになる。この
ため、本来外部に流出すべき電流がモノポ−ル１２か
ら、Ｚ方向の電界成分として（つまり、地導体２が地球
平面に対して平行に配置されると垂直偏波として）有効
に放射されることになる。また、電流分布２０１からわ
かるように、モノポ−ル１２の下部の地導体２との接続
点における電流は最大になっており、これは、この部分
の電位が零またはそれに近いことを示している。従っ
て、モノポ−ル１２が配置されている根本付近の地導体
２の電位は零または小さな値となっているため、外部へ
の電流の流出が抑えられ、チップアンテナ１Ｃの能率が
改善されることになる。

【００３８】図７は本発明によるチップアンテナの実施
の形態の第五を示す，導電体部分を透視した斜視図であ
る。また、図８は本発明によるチップアンテナの実施の
形態の第六を示す，導電体部分を透視した斜視図であ
る。図７に示したチップアンテナ１Ｄ及び図８に示した
チップアンテナ１Ｅは、図６に示したチップアンテナ１
Ｃのモノポール１２（１２Ａ〜１２Ｄ）の形状をそれぞ
れ変形した例である。

【００３９】図７に示したチップアンテナ１Ｄにおい
て、誘電体ブロック４の側面（正面及び裏正面）に配置
されるモノポ−ル１３（１３Ａ〜１３Ｄ）は、地導体２
に対して垂直方向に立てた後，中間部から先端部までを
地導体２に対して水平方向にした，いわゆる逆Ｌ字状の
形状にしている。逆Ｌ字状のモノポ−ル１３の長さも、
図６のモノポール１２の場合と同様に、使用周波数の波
長に対する長さをほぼ１／４波長に選定する。モノポ−
ル１３は、図１の座標系９９におけるＺ成分とＸ成分の
電界を有し、地導体２が地球平面に対して平行に配置さ
れるときには垂直偏波及び水平偏波の互いに直交した電
波を送信及び受信する。

【００４０】図８に示したチップアンテナ１Ｅは、誘電
体ブロック４の側面（正面及び裏正面）に配置されるモ
ノポ−ル１４（１４Ａ〜１４Ｄ）が誘電体ブロック４の
上面に向かって任意の角度で傾斜している。傾斜したモ
ノポ−ル１４の長さも、図７に示したチップアンテナ１
Ｄの場合と同様に、使用周波数に対する波長のほぼ１／
４波長に選定する。モノポ−ル１４も、図１の座標系９
９におけるＺ成分とＸ成分の電界を有し、地導体２が地
球平面に対して平行に配置されるときには垂直偏波及び
水平偏波の電波を送信及び受信する。

【００４１】なお、チップアンテナ１Ｄ及び１Ｅは、モ
ノポ−ル１３及び１４を誘電体ブロック４の正面及び裏
正面の側面に配置しているが、左右の側面に配置しても
よい。この場合、電界の成分は図１の座標系９９におけ
るＺ成分とＹ成分の電界を有することになり、地導体２
を地球平面に対して平行に配置するときには，水平偏波
に対する指向方向は異なるが、垂直偏波及び水平偏波の
電波を送信及び受信する。

【００４２】また、上述した図１乃至図８において、チ
ップアンテナ１の外形形状，つまり誘電体ブロック４の
外形形状は直方体であるが、上面が立方体，多角柱体，
円柱形又は半球体の形状でも同様の偏波形成効果が得ら
れる。

【００４３】図９は本発明によるチップアンテナの実施
の形態の第七を示す，導電体部分を透視した斜視図であ
る。図１０は本発明によるチップアンテナの実施の形態
の第八を示す，導電体部分を透視した斜視図である。図
１１は本発明によるチップアンテナの実施の形態の第九
を示す，導電体部分を透視した斜視図である。図１２本
発明によるチップアンテナの実施の形態の第十を示す，
導電体部分を透視した斜視図である。図１３は本発明に
よるチップアンテナの実施の形態の第十一を示す，導電
体部分を透視した斜視図である。図１４は本発明による
チップアンテナの実施の形態の第十二を示す，導電体部
分を透視した斜視図である。図１５は本発明によるチッ
プアンテナの実施の形態の第十三を示す，導電体部分を
透視した斜視図である。図１６は本発明によるチップア
ンテナの実施の形態の第十四を示す，導電体部分を透視
した斜視図である。

【００４４】図９乃至図１６の各各は、図１のチップア
ンテナ１におけるエレメント５及び６の放射エレメント
をそれぞれ変形あるいは放射エレメントを追加・減少し
た例を示している。

【００４５】まず、図９を参照すると、チップアンテナ
１Ｆは図１に示したエレメント５の先端部Ｈにエレメン
ト５１をエレメント５と直角，且つエレメント６と平行
になるように接続している。エレメント５１，５及び６
の長さの和が概ねλｇ／４〜λｏ／４の範囲で選定され
る（使用周波数の波長に対するほぼ１／４波長に選定す
る）場合は、エレメント６とエレメント５１の電界成分
の位相は、図１の座標系９９におけるＺ方向の放射に対
して逆向きになるため、Ｚ方向のＸ成分の電界（地導体
２が地球平面に対して平行に配置される場合の水平偏
波）がやや抑圧された放射パタ−ン形状となる可能性が
高い。また、エレメント５１，５及び６の長さの和が概
ね３λｇ／４〜３λｏ／４に選定される場合は、エレメ
ント６とエレメント５１の電界成分の位相はＺ方向の放
射に対して同相となる可能性が高く、Ｚ方向のＸ成分の
電界が大きな放射パタ−ン形状となる可能性が高い。

【００４６】図１０を参照すると、チップアンテナ１Ｇ
は図１のエレメント５の先端部Ｈにエレメント５２をエ
レメント５に対して先端が９０度以内の任意の角度で閉
じる方向に接続している。しかし、エレメント５２は、
その先端がエレメント５に対して９０度以上の任意の角
度で開く方向に接続されてもよい。

【００４７】図１１を参照すると、チップアンテナ１Ｈ
は図１のエレメント６の先端部Ｇにエレメント５に代え
てをエレメント５３を接続している。エレメント５３
は、エレメント６に対して先端が９０度以内の角度で開
く任意の方向に開いている。なお、エレメント５３のエ
レメント６に対する角度は９０度を超える任意の角度で
あってもよい。

【００４８】図１２を参照すると、チップアンテナ１Ｊ
は、図１１のエレメント５３の先端部Ｈにエレメント５
４をエレメント６に対して平行になるように接続してい
る。なお、エレメント５４はエレメント５３に対して任
意の角度になるように接続してもよい。

【００４９】図１０〜図１２に示されたチップアンテナ
１Ｇ，１Ｈ及び１Ｊにおいて、チップアンテナ１Ｇのエ
レメント６，５及び５２の長さの和，チップアンテナ１
Ｈのエレメント６及び５３の長さの和，及びチップアン
テナ１Ｊのエレメント６，５３及び５４の長さの和は、
概ねλｇ／４〜λｏ／４、又は、概ね３λｇ／４〜３λ
ｏ／４，つまり使用周波数におけるほぼ１／４波長又は
３／４波長に選定されることが多い。この時の電界成分
の大小，放射パタ−ンの形状及び偏波は、図１を参照し
て説明したとおり、選定した各エレメントの長さで決ま
る電流分布によって支配される。

【００５０】図１３を参照すると、チップアンテナ１Ｋ
は、図１のエレメント６をエレメント５５に変形してい
る。つまり、エレメント５５は、図１におけるエレメン
ト６とエレメント７との接続点Ｐにおいて、エレメント
６を地導体２と平行で且つ任意の角度をもつように配置
したものである。ここで、チップアンテナ１Ｋは、エレ
メント５を持たないことに注意されたい。エレメント５
５の長さは、概ねλｇ／４〜λｏ／４，つまり使用周波
数におけるほぼ１／４波長に選定されることが多い。そ
のときのエレメント５５が図１の座標系９９のＸ軸に対
して４５度の傾斜，且つ地導体２に対して平行に配置さ
れていれば、エレメント５５からの電界成分はＸ成分と
Ｙ成分とがほぼ等しい値となり，水平偏波の電波が送信
及び受信される。

【００５１】図１４を参照すると、チップアンテナ１Ｌ
は、図１に示したエレメント６の先端部Ｇに、誘電体ブ
ロック４の上面，且つ地導体２と平行にエレメント６に
対して直角に折れ曲がった部分が短い折れ曲がり線路で
あるメアンダー線路で構成したエレメント５６をエレメ
ント５に代えて接続，配置している。

【００５２】また、図１５を参照すると、チップアンテ
ナ１Ｍは、図１に示したエレメント６の先端部Ｇに、誘
電体ブロック４の上面，且つ地導体２と平行にジクザグ
に折れ曲がった線路であるジグザグ線路状のエレメント
５７をエレメント５に代えて接続，配置している。

【００５３】さらに、図１６を参照すると、チップアン
テナ１Ｎは、図１に示したエレメント６の先端部Ｇに、
エレメント６に対して平行及び垂直の角度を持つ内巻き
の角状螺旋（スパイラル）状のエレメント５８をエレメ
ント５に代えて接続，配置している。放射エレメントで
あるエレメント５８は、他の（放射）エレメント５及び
６と同様に、誘電体ブロック４の上面，且つ地導体２と
平行になるように接続，配置している。なお、エレメン
ト５８は、円形、または楕円形の螺旋状であってよい。

【００５４】図１４〜図１６に示したチップアンテナ１
Ｌ，１Ｍ及び１Ｎにおいて、誘電体ブロックの上面に形
成したエレメントの長さの和は、概ねλｇ／４〜λｏ／
４，又はその奇数倍の長さ（つまり使用周波数における
１／４波長又はその奇数倍）に選定されることが多く、
そのときの電界成分の大小，放射パタ−ンの形状及び偏
波は、選定した各エレメントの長さで決まる電流分布等
によって支配されることは、図１あるいは図４等を参照
して説明したとおりである。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ほぼ直方
体の外面を含む誘電体ブロックに形成されたチップアン
テナにおいて、前記誘電体ブロックの一面に設けた直線
状の第１の放射エレメントと、前記第１の放射エレメン
トの一端，且つ前記誘電体ブロックの一面上に折り曲げ
接続された第２の放射エレメントと、前記誘電体ブロッ
クの他面に設けた地導体と、前記地導体と前記第１の放
射エレメントの他端とを前記地導体に対してほぼ垂直方
向に接続する第３の放射エレメントと、前記地導体に対
して絶縁するように前記誘電体ブロックの他面に設けた
第１の電極と、前記電極及び前記第１の放射エレメント
の所定位置との間に接続された給電線とを備えるので、
チップアンテナ特有の特徴である小型，軽量，安価及び
装置への実装の容易さに加え、複数指向方向，及び方向
の異なる偏波の電波を同時に送信及び受信できるいう効
果がある。

【００５６】また、本発明によるチップアンテナは、前
記地導体に垂直なモノポールを前記誘電体ブロックに形
成することにより、方向の異なる偏波の電波を同時に送
信及び受信できるので、これら２種類の方式を複合させ
ることにより、３軸方向に偏波を有する直線偏波を、能
率よく送信及び受信することが可能なアンテナを構成す
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるチップアンテナの実施の形態の第
一を示す，導電体部分を透視した斜視図である。

【図２】図１の実施の形態によるチップアンテナの導電
体部分を透視した展開図である。（ａ）は裏正面図、
（ｂ）は左側面図、（ｃ）は上面図、（ｄ）は右側面
図、（ｅ）は正面図、（ｆ）は底面図である。

【図３】図１の実施の形態によるチップアンテナの製造
工程を説明するための分解斜視図である。

【図４】本発明によるチップアンテナの実施の形態の第
二を示す，導電体部分を透視した斜視図である。（ａ）
は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。

【図５】本発明によるチップアンテナの実施の形態の第
三を示す，導電体部分を透視した斜視図である。

【図６】本発明によるチップアンテナの実施の形態の第
四を示す，導電体部分を透視した斜視図である。

【図７】本発明によるチップアンテナの実施の形態の第
五を示す，導電体部分を透視した斜視図である。

【図８】本発明によるチップアンテナの実施の形態の第
六を示す，導電体部分を透視した斜視図である。

【図９】本発明によるチップアンテナの実施の形態の第
七を示す，導電体部分を透視した斜視図である。

【図１０】本発明によるチップアンテナの実施の形態の
第八を示す，導電体部分を透視した斜視図である。

【図１１】本発明によるチップアンテナの実施の形態の
第九を示す，導電体部分を透視した斜視図である。

【図１２】本発明によるチップアンテナの実施の形態の
第十を示す，導電体部分を透視した斜視図である。

【図１３】本発明によるチップアンテナの実施の形態の
第十一を示す，導電体部分を透視した斜視図である。

【図１４】本発明によるチップアンテナの実施の形態の
第十二を示す，導電体部分を透視した斜視図である。

【図１５】本発明によるチップアンテナの実施の形態の
第十三を示す，導電体部分を透視した斜視図である。

【図１６】本発明によるチップアンテナの実施の形態の
第十四を示す，導電体部分を透視した斜視図である。

【符号の説明】

１，１Ａ〜１Ｈ，１Ｊ〜１Ｎチップアンテナ２地導体３，３１電極４誘電体ブロック４１〜４６誘電体板５，６，７，８，５１，５２，５３，５４，５５，５
６，５７，５８エレメント９，１０，１１給電線１２（１２Ａ〜１２Ｄ），１３（１３Ａ〜１３Ｄ），１
４（１４Ａ〜１４Ｄ）モノポール９９座標系１０１，１０２，２０１電流分布

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼ直方体の外面を含む誘電体ブロック
に形成されたチップアンテナにおいて、前記誘電体ブロックの一面に設けた直線状の第１の放射
エレメントと、前記第１の放射エレメントの一端，且つ
前記誘電体ブロックの一面上に折り曲げ接続された第２
の放射エレメントと、前記誘電体ブロックの他面に設け
た地導体と、前記地導体と前記第１の放射エレメントの
他端とを前記地導体に対してほぼ垂直方向に接続する第
３の放射エレメントと、前記地導体に対して絶縁するよ
うに前記誘電体ブロックの他面に設けた第１の電極と、
前記電極及び前記第１の放射エレメントの所定位置との
間に接続された給電線とを備えることを特徴とするチッ
プアンテナ。
【請求項２】前記第２の放射エレメントが、前記第１
の放射エレメントに対してほぼ直角に曲げられているこ
とを特徴とする請求項１記載のチップアンテナ。
【請求項３】前記第１の放射エレメントと前記第２の
放射エレメントとの合計長さが、使用周波数におけるほ
ぼ１／４波長であることを特徴とする請求項１又は２記
載のチップアンテナ。
【請求項４】前記地導体が、前記誘電体ブロックの側
面に置き換えて配置されていることを特徴とする請求項
１又は２記載のチップアンテナ。
【請求項５】前記給電線が、前記電極に対して垂直な
第１部分と，一端が前記第１部分の先端部に接続された
前記地導体に対して水平な第２部分と、一端が前記第１
の放射エレメントの所定位置に接続され，他端が前記第
２部分の他端に接続された前記地導体に対して垂直な第
３部分とを備えることを特徴とする請求項１又は２記載
チップアンテナ。
【請求項６】前記誘電体ブロックが、複数の誘電体板
を積層して形成されており、前記第１及び第２の放射エ
レメント，前記地導体及び前記給電線の第２部分が、互
いに異なる前記誘電体板に設けた導体パターンで形成さ
れており、前記第３の放射エレメント，前記給電線の第
１部分及び前記給電線の第３部分が、通過する前記誘電
体板を貫通するバイアホールで形成されていることを特
徴とする請求項５記載のチップアンテナ。
【請求項７】前記第１の放射エレメントが、前記誘電
体ブロックの一面に代えて前記誘電体ブロックの内側に
積層した誘電体板に形成されていることを特徴とする請
求項６記載のチップアンテナ。
【請求項８】前記第２の放射エレメントの先端に前記
第１の放射エレメントに平行な第４の放射エレメントを
接続したことを特徴とする請求項２記載のチップアンテ
ナ。
【請求項９】前記第２の放射エレメントの先端が、前
記第１の放射エレメントに対して９０度以外の角度を有
して形成されていることを特徴とする請求項１記載のチ
ップアンテナ。
【請求項１０】前記第２の放射エレメントの先端に前
記第１の放射エレメント側に先端が向いた第４の放射エ
レメントを接続したことを特徴とする請求項２記載のチ
ップアンテナ。
【請求項１１】前記第２の放射エレメントの先端に前
記第１の放射エレメントに平行に折り返した第４の放射
エレメントをさらに接続したことを特徴とする請求項１
０記載のチップアンテナ。
【請求項１２】前記第１の放射エレメントが、前記給
電線との接続点において任意の角度で折り曲げられてい
ることを特徴とする請求項１記載のチップアンテナ。
【請求項１３】前記第２の放射エレメントが、前記第
１の放射エレメントに対して平行及び垂直の角度を持つ
メアンダ線路構成をなすことを特徴とする請求項１記載
のチップアンテナ。
【請求項１４】前記第２の放射エレメントが、ジグザ
グ線路構成をなすことを特徴とする請求項１記載のチッ
プアンテナ。
【請求項１５】前記第２の放射エレメントが、スパイ
ラル構造をなすことを特徴とする請求項１記載のチップ
アンテナ。
【請求項１６】前記給電線の第２部分が、前記地導体
とでマイクロストリップ線路を形成していることを特徴
とする請求項５乃至１５のいずれか記載のチップアンテ
ナ。
【請求項１７】前記誘電体ブロックの側面に前記第１
の電極に接続された第２の電極を備えることを特徴とす
る請求項１又は請求項５乃至１５のいずれか記載のチッ
プアンテナ。
【請求項１８】前記誘電体ブロックの側面上方に向か
うと共に前記地導体に接続されたモノポールを少なくと
も一つ備えることを特徴とする請求項１又は請求項５乃
至１５のいずれか記載のチップアンテナ。
【請求項１９】前記誘電体ブロックの４側面の各各
が、前記地導体に接続されると共に垂直方向に向かうモ
ノポールをそれぞれ備えていることを特徴とする請求項
１８記載のチップアンテナ。
【請求項２０】前記誘電体ブロックの４側面の各各
が、前記地導体に接続されると共に垂直方向に向かうと
共に，中間部から前記第１の放射エレメントに対して平
行方向に向かうモノポールをそれぞれ備えていることを
特徴とする請求項１又は請求項５乃至１８のいずれか記
載のチップアンテナ。
【請求項２１】前記誘電体ブロックの４側面の各各
が、前記地導体に接続されると共に，前記側面の斜め方
向且つ前記第１の放射エレメントに対して平行方向に向
かうモノポールをそれぞれ備えていることを特徴とする
請求項１又は請求項５乃至１８のいずれか記載のチップ
アンテナ。
【請求項２２】前記ほぼ直方体の外面を含む誘電体ブ
ロックが、上面が立方体，多角柱体，円柱形又は半球体
のいずれかに置き換えられていることを特徴とする請求
項１又は請求項５乃至１５のいずれか記載のチップアン
テナ。