JP2013214961A - アンテナ部材 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナ特性の向上を図ることができると同時にサイズの小型化も可能なアンテナ部材を提供する。
【解決手段】アンテナ部材１０は、ベース体１とアンテナ導体３と外部接続端子としての端子５とを備える。ベース体１は、樹脂とセラミックス粉末とを含有する誘電性複合材料からなる。アンテナ導体３は、ベース体１に接続される。端子５は、アンテナ導体３と電気的に接続される。誘電性複合材料の比誘電率（ε_ｒ）と誘電正接（ｔａｎδ）とは、 ｔａｎδ≦０．００２４×ｅ^{（０．０３４１×εｒ）} という関係式を満たす。
【選択図】図１

Description

この発明は、アンテナ部材に関し、より特定的には、誘電体を用いたアンテナ部材に関する。

従来、誘電体の表面にアンテナ導体が設けられた誘電体アンテナが知られている（たとえば、特開２０１１−１６０３６８号公報参照）。特開２０１１−１６０３６８号公報には、誘電体セラミックスと樹脂との複合材料からなる成形体の表面に、放射電極が形成されたフレキシブル基板が接着剤などで固定された、誘電体アンテナが開示されている。上記特開２０１１−１６０３６８号公報では、所定の周波数帯域に関して、成形体を構成する複合材料の特性値（Ｑ値）を所定の範囲とすることによりアンテナの効率および反射減衰特性を改善することが開示されている。

特開２０１１−１６０３６８号公報

しかし、上記特開２０１１−１６０３６８号公報では、アンテナの小型化という観点から成形体の物性を調整することは開示されていない。ここで、上記のような誘電体アンテナは、たとえば携帯電話などの携帯機器やノートパソコンなど比較的小型の電子機器に用いられることが多く、アンテナ特性の向上に加えてサイズの小型化を図ることも強く望まれている。さらに、携帯機器などが使用者の手に保持された場合に、アンテナ特性が変化する場合があるが、そのようなアンテナ特性の変化を抑制することも望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、アンテナ特性の向上を図ることができると同時にサイズの小型化も可能なアンテナ部材を提供することである。

また、この発明の他の目的は、人体が近接した状態における特性の変化を従来よりも抑制することが可能なアンテナ部材を提供することである。

この発明に従ったアンテナ部材は、ベース体とアンテナ導体と外部接続端子とを備える。ベース体は、樹脂とセラミックス粉末とを含有する誘電性複合材料からなる。アンテナ導体は、ベース体に接続される。外部接続端子は、アンテナ導体と電気的に接続される。誘電性複合材料の比誘電率（ε_ｒ）と誘電正接（ｔａｎδ）とは、
ｔａｎδ≦０．００２４×ｅ^{（０．０３４１×εｒ）}
という関係式を満たす。

このようにすれば、従来のアンテナ部材に用いられるベース体より高い比誘電率とすることで、アンテナ部材に伝搬する信号の波長を短くできるため、アンテナ部材の小型化を図ることができる。さらに、樹脂とセラミックス粉末とを含有する誘電性複合材料を用いることにより、アンテナ部材の誘電正接を十分小さくすることができる。このため、アンテナ部材におけるエネルギー損失を小さくでき、結果的に特性の優れたアンテナ部材を実現できる。

また、この発明に従ったアンテナ部材は、ベース体とアンテナ導体と外部接続端子とを備える。ベース体は、樹脂とセラミックス粉末とを含有する誘電性複合材料からなる。アンテナ導体は、ベース体の表面上に配置される。外部接続端子は、アンテナ導体と電気的に接続される。誘電性複合材料の比誘電率は４以上５０以下である。

このようにすれば、従来のアンテナ部材に用いられるベース体より高い比誘電率とすることで、アンテナ部材に伝搬する信号の波長を短くできるため、アンテナ部材の小型化を図ることができるとともに、当該アンテナ部材を適用した携帯機器に人体が近接した状態（たとえば当該携帯機器を使用者が手に持った状態）になっても、当該携帯機器に人体が近接していない状態と比べてアンテナ部材の特性の変化を従来よりも抑制できる。

本発明によれば、小型化および高性能化されたアンテナ部材が得られる。

本発明によるアンテナ部材の実施の形態１を示す斜視模式図である。 図１の線分ＩＩ−ＩＩにおける断面模式図である。 図１および図２に示したアンテナ部材の変形例を示す断面模式図である。 図１〜図３に示したアンテナ部材の製造方法を説明するためのフローチャートである。 本発明によるアンテナ部材の実施の形態２を示す断面模式図である。 本発明によるアンテナ部材の実施の形態３を示す模式図である。 図６の線分ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面模式図である。 本発明によるアンテナ部材の実施の形態４を示す模式図である。 図８に示したアンテナ部材の製造方法を説明するためのフローチャートである。 図８に示したアンテナ部材の製造方法を説明するための模式図である。 図８に示したアンテナ部材の製造方法を説明するための模式図である。 本発明によるアンテナ部材の実施の形態４の第１の変形例を示す断面模式図である。 図１２に示したアンテナ部材の製造方法を説明するための模式図である。 本発明によるアンテナ部材の実施の形態４の第２の変形例を示す模式図である。 本発明によるアンテナ部材の実施の形態４の第３の変形例を示す模式図である。 本発明によるアンテナ部材の実施の形態４の第４の変形例を示す模式図である。 本発明によるアンテナ部材の実施の形態４の第５の変形例を示す模式図である。 図８に示したアンテナ部材を用いた携帯機器を説明するための模式図である。 図８に示したアンテナ部材を用いた携帯機器の変形例を説明するための模式図である。 図６に示したアンテナ部材を備える携帯機器を示す模式図である。 本発明の実施例のアンテナ部材を示す写真である。 比較例と本発明の実施例との測定結果を示すグラフである。 比較例と本発明の実施例との測定結果を示すグラフである。 比較例と本発明の実施例との測定結果を示すグラフである。 比較例と本発明の実施例との測定結果を示すグラフである。 比較例と本発明の実施例との測定結果を示すグラフである。 比較例と本発明の実施例との測定結果を示すグラフである。 比較例と本発明の実施例との測定結果を示すグラフである。 比較例と本発明の実施例との測定結果を示すグラフである。 アンテナ部材の等価回路図である。 比較例と本発明の実施例との計算結果を示すグラフである。 本発明の実施例の計算結果を示すグラフである。 比較例の計算結果を示すグラフである。 図１５に示したアンテナ部材の変形例を示す模式図である。 図１５に示したアンテナ部材の変形例を示す模式図である。 図１５に示したアンテナ部材の変形例を示す模式図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

（実施の形態１）
図１および図２を参照して、本発明によるアンテナ部材の実施の形態１を説明する。図１および図２に示すように、本発明によるアンテナ部材１０は、誘電体からなるベース体１と、このベース体１の表面上に固定されたフレキシブル基板２とを備える。フレキシブル基板２の表面にはアンテナ導体３が所定の平面形状となるように形成されている。このアンテナ導体３には導電線４が接続されている。この導電線４において、アンテナ導体３と接続された側の一方端部とは反対側の他方端部に端子５が接続されている。

ベース体１の断面形状は、図２に示すように半円状となっている。すなわち、ベース体１の底面はほぼ平坦な面となっている一方で、ベース体１の上面は曲面となっている。ベース体１の上記曲面（外側に凸形状となった曲面）上から裏面にまで延在するように、フレキシブル基板２がベース体１に固定されている。

フレキシブル基板２は、ベース体１に対して任意の方法で固定することができる。たとえば、接着剤や接着テープ部材などを用いてフレキシブル基板２をベース体１に固定してもよい。また、フレキシブル基板２は、ベース体１に対向する全面（裏面）を当該ベース体１に固定してもよいが、フレキシブル基板２の裏面について局所的に（たとえば数か所を）ベース体１に固定してもよい。

アンテナ導体３は、フレキシブル基板２の表面に所定の平面形状となるように形成されている。アンテナ導体３は、フレキシブル基板２の表面における任意の位置（つまりベース体１の表面上の任意の位置）に形成されていてもよいが、図２に示すようにベース体１の曲面状となった表面上から平坦な裏面にまで延在するように形成されていてもよい。

本発明によるアンテナ部材１０においては、ベース体１が樹脂とセラミックス粉末とを含有する誘電性複合材料から構成されている。また、ベース体１を構成する誘電性複合材料の比誘電率（ε_r）と誘電正接（ｔａｎδ）とは、
ｔａｎδ≦０．００２４×ｅ^{（０．０３４１×εｒ）}
という関係式を満足するように、ベース体１を構成する誘電性複合材料の組成が調整されている。このようにすれば、アンテナ部材を構成するベース体１について、従来のアンテナ部材における誘電体と比べて、比較的比誘電率を高く設定するとともに誘電正接の値を低く設定することになる。このようなアンテナ部材１０では、比誘電率を高くすることで小型化を図ることができるとともに、誘電正接の値を低くすることでアンテナ特性を向上させることができる。さらに携帯電話のような携帯機器にアンテナ部材１０を適用した場合に、アンテナ部材の利得の低減が抑制されるとともに、当該アンテナ部材１０をＬＣ共振回路と考えたときの静電容量（Ｃ）を従来より大きくすることができるので、人間の手によって当該携帯機器が保持された場合の影響（人間の手により携帯機器が保持された場合にアンテナ部材の上記静電容量が変動することにより、アンテナ部材１０の周波数特性が変化すること）を抑制できる効果が得られる。この結果、携帯機器の使用状況によらず安定したアンテナ特性を実現することができる。

なお、図３に示すように、アンテナ導体３はベース体１の曲面状となった表面上にのみ形成してもよい。この場合、図３に示すように、アンテナ導体３が形成されたフレキシブル基板２を、ベース体１において曲面状となった上部表面上にのみ接着するといった方法により、アンテナ導体３をベース体１の曲面状となった表面上に配置することができる。

次に、図１〜図３に示したアンテナ部材の製造方法を、図４を参照しながら説明する。
本発明によるアンテナ部材の実施の形態１の製造方法においては、図４に示すように、まず準備工程（Ｓ１０）を実施する。具体的には、アンテナ部材１０を構成するベース体１、アンテナ導体３が表面に形成されたフレキシブル基板２などの構成部材を準備する。

次に、図４に示すアンテナ導体の設置工程（Ｓ２０）を実施する。具体的には、ベース体１の表面にフレキシブル基板２を接続固定する。フレキシブル基板２のベース体１に対する固定方法としては、接着剤や接着テープなどを用いる方法、あるいはフレキシブル基板をベース体１へ固定部材（たとえば固定ピンやねじなど）を用いて接続する方法など任意の方法を用いることができる。なお、フレキシブル基板２に形成されたアンテナ導体３には、アンテナ導体の設置工程（Ｓ２０）を実施する前に端子５付きの導電線４を接続してもよいし、当該工程（Ｓ２０）の後に当該導電線４を接続してもよい。

このようにして、図１〜図３に示すアンテナ部材を得ることができる。
（実施の形態２）
図５を参照して、本発明によるアンテナ部材の実施の形態２を説明する。

図５に示したアンテナ部材１０は、基本的には図１および図２に示したアンテナ部材１０と同様の構造を備えるが、ベース体１の表面に直接アンテナ導体３が形成されている点が異なっている。すなわち、図５に示したアンテナ部材１０においては、フレキシブル基板２（図１および図２参照）を用いることなく、ベース体１の表面に直接アンテナ導体３が形成されている。なお、アンテナ導体３には、図１に示したアンテナ部材と同様に導電線４（図１参照）が接続され、導電線４の他方端部には端子５（図１参照）が設置されている。

このようなアンテナ導体３の製造方法としては、金属ペーストをアンテナ導体３の形状となるようにベース体１の表面上に塗布し、硬化処理などを行なう、といった方法を用いてもよい。また、他の任意の方法を用いてアンテナ導体３を形成してもよい。たとえば、めっきを用いたアディティブ法、蒸着法、メタルインジェクション法、レーザダイレクトストラクチャリング法（ＬＤＳ法）などを用いることができる。

このような構造のアンテナ部材１０によっても、図１〜図３に示したアンテナ部材と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
図６および図７を参照して、本発明によるアンテナ部材の実施の形態３を説明する。

図６および図７に示したアンテナ部材１０は、基本的には図１および図２に示したアンテナ部材１０と同様の構造を備えるが、ベース体１の形状およびフレキシブル基板２の形状が図１および図２に示したアンテナ部材１０とは異なっている。すなわち、図６および図７に示したアンテナ部材１０を構成するベース体１は、外周面が曲面状になっているとともに、内部が中空になっている。ことなる観点から言えば、ベース体１は厚みがほぼ一定の板状体を屈曲させたような形状となっている。また、ベース体１の表面の一部にフレキシブル基板２が配置されている。フレキシブル基板２の表面にはアンテナ導体３が配置されている。フレキシブル基板２の端部の一部は図７に示すようにベース体１の表面から離れるように屈曲している。当該フレキシブル基板２の屈曲した部分（端子接続部１１）上において、アンテナ導体３に端子５が接続されている。ベース体１を構成する材料の比誘電率は４以上５０以下となっている。このアンテナ部材１０は、図８に示すように、携帯機器２０の内部に配置される。

このようにすれば、図１などに示したアンテナ部材１０と同様に、アンテナ部材１０の小型化を図ることができるとともに、当該アンテナ部材１０を適用した携帯機器２０に人体が近接した状態（たとえば当該携帯機器２０を使用者が手に持った状態）になっても、当該携帯機器２０に人体が近接していない状態と比べてアンテナ部材１０の特性の変化を従来よりも抑制できる。

（実施の形態４）
図８を参照して、本発明によるアンテナ部材の実施の形態４を説明する。

図８に示したアンテナ部材１０は、基本的には図１および図２に示したアンテナ部材１０と同様にアンテナ導体３が表面に形成されたフレキシブル基板２と、誘電体からなるベース体１とを備えるが、フレキシブル基板２とベース体１との位置関係が図１および図２に示したアンテナ部材１０とは異なっている。すなわち、図８に示したアンテナ部材１０では、アンテナ導体３およびフレキシブル基板２がベース体１の内部に埋設された状態となっている。より具体的には、ベース体１の厚み方向でのほぼ中央を横切るようにフレキシブル基板２が配置されている。そして、当該フレキシブル基板２の表面には、ベース体１に埋設された状態となっているアンテナ導体３が配置されている。

このような構成とすることにより、図１および図２に示したアンテナ部材１０と同様の効果を得られるとともに、比誘電率の高い高誘電率の材料からなるベース体１がアンテナ導体３の周囲を取り囲んでいるため、アンテナ導体３に伝わる信号の波長を確実に短くすることができる。このため、アンテナ部材１０をより小型化することが可能になる。また、アンテナ導体３がベース体１によって被覆された状態となっているため、当該ベース体１をアンテナ導体３の絶縁被覆層として利用することができる。そのため、アンテナ導体３の表面に従来形成していた絶縁層を省略する、あるいは当該絶縁層を簡易な製造方法で形成することができる。

次に、図９〜図１１を参照して、図８に示したアンテナ部材１０の製造方法を説明する。図８に示したアンテナ部材１０は、いわゆるインモールド成型によって製造することができる。具体的には、図９を参照して、アンテナ部材１０の製造方法では、まず基板配置工程（Ｓ１１０）を実施する。この工程（Ｓ１１０）では、図１０に示すように対向する1組の金型３０の間に、フレキシブル基板２を配置する。フレキシブル基板２の表面には予めアンテナ導体３が形成されている。なお、フレキシブル基板２は、１つのアンテナ部材１０を構成する個々のフレキシブル基板２となるよう予め加工されて（たとえば所定の外形となるよう切断加工などが施されて）いてもよいが、図１０に示すように複数のアンテナ導体３が配置された１つの帯状のフレキシブル基板２を用いてもよい。当該帯状のフレキシブル基板２は、たとえばロール体２１の状態とされていてもよい。

次に、図９に示すように加工工程（Ｓ１２０）を実施する。具体的には、図１１に示すように1組の金型３０によってフレキシブル基板２を挟んだ状態とし、フレキシブル基板２が配置された金型３０の内部にベース体１となるべき材料を流入させる。その後、当該材料を固化することでフレキシブル基板２およびアンテナ導体３を内部に埋設した状態のベース体１を得る。さらに、金型３０から当該ベース体１を取り出した後、ベース体１の外形に沿ってフレキシブル基板２を切断する。このようにして、図８に示したアンテナ部材１０を得ることができる。

図１２を参照して、図８に示したアンテナ部材１０の第１の変形例を説明する。図１２に示したアンテナ部材１０は、基本的には図８に示したアンテナ部材１０と同様の構造を備えるが、ベース体１の構造が図８に示したアンテナ部材１０と異なっている。すなわち、図１２に示したアンテナ部材１０のベース体１は、フレキシブル基板２およびアンテナ導体３を挟むように配置された板状の第１ベース体３１および第２ベース体３２とからなる。

第１ベース体３１には、凸部３４が形成されている。第１ベース体３１には凸部３４が複数個形成されている。また、凸部３４は第１ベース体３１の任意の場所に形成されていてもよいが、望ましくは図１２に示すように第１ベース体３１の外周部に形成される。第２ベース体３２には、上記凸部３４と対向する位置に貫通孔３３が形成されている。貫通孔３３には上記凸部３４が挿入・固定されている。凸部３４の固定方法としては任意の方法を用いることができるが、たとえば図１２に示すように貫通孔３３から突出する凸部３４の先端部を塑性変形させて、当該先端部の幅を貫通孔３３の幅より広くすることで凸部３４を貫通孔３３に固定してもよい。このようにしても、図８に示したアンテナ部材１０と同様の効果を得ることができる。また、図１２に示したアンテナ部材１０は、図１０に示したような金型３０などを用いることなく製造できるため、図８に示したアンテナ部材１０より製造コストを低減することができる。

次に、図９、図１２および図１３を参照して、図１２に示したアンテナ部材１０の製造方法を説明する。図９を参照して、アンテナ部材１０の製造方法では、まず基板配置工程（Ｓ１１０）を実施する。この工程（Ｓ１１０）では、図１３に示すように対向配置された第１ベース体３１と第２ベース体３２の間に、フレキシブル基板２を配置する。フレキシブル基板２の表面には予めアンテナ導体３が形成されている。フレキシブル基板２は、１つのアンテナ部材１０を構成する個々のフレキシブル基板２となるよう予め加工されて（たとえば所定の外形となるよう切断加工などが施されて）いる。なお、当該フレキシブル基板２としては、図１０に示すように複数のアンテナ導体３が配置された１つの帯状のフレキシブル基板２を用いてもよい。

次に、図９に示すように加工工程（Ｓ１２０）を実施する。具体的には、図１３の矢印に示す方向に第１ベース体３１を第２ベース体３２に押圧する。このとき、第１ベース体３１の凸部３４が第２ベース体３２の貫通孔３３に挿入された状態となる。また、フレキシブル基板２は図１２に示すように第１ベース体３１と第２ベース体３２の間に把持された状態となる。その後、凸部３４の先端部の幅が広がるように当該先端部を加工する。この結果、第１ベース体３１と第２ベース体３２とが接続・固定される。この結果、フレキシブル基板２およびアンテナ導体３を内部に保持した状態のベース体１が形成される。このようにして、図８に示したアンテナ部材１０を得ることができる。

なお、凸部３４は第１ベース体３１の内周部（たとえば中央部）に形成されていてもよい。この場合、フレキシブル基板２において当該凸部３４と対向する位置に孔を予め形成しておけばよい。このようにすれば、当該凸部３４はフレキシブル基板２の当該孔を介して第２ベース体３２の貫通孔３３に挿入されることになる。このようにすれば、フレキシブル基板２をベース体１に対してより確実に固定することができる。

図１４を参照して、図８に示したアンテナ部材１０の第２の変形例を説明する。図１４に示したアンテナ部材１０は、基本的には図８に示したアンテナ部材１０と同様の構造を備えるが、ベース体１の構造が図８に示したアンテナ部材１０と異なっている。すなわち、図１４に示したアンテナ部材１０のベース体１は、フレキシブル基板２およびアンテナ導体３を挟むように配置された板状の第１ベース体３１および第２ベース体３２とからなる。第１ベース体３１のサイズは第２ベース体３２のサイズより大きくなっている。このため、第１ベース体３１において第２ベース体３２が接続されている表面（主表面）では、第１ベース体３１の表面部分が露出した領域が存在する。第１ベース体３１の当該露出した表面部分には、フレキシブル基板２の一部が第１ベース体３１および第２ベース体３２の間から延在している。フレキシブル基板２の当該延在している部分には、アンテナ導体３の一部が露出するように配置されている。

第１ベース体３１および第２ベース体３２の平面形状は図１４に示すように四角形状でもよいが、他の任意の形状としてもよい。また、第１ベース体３１と第２ベース体３２との接続方法は、図１２に示したアンテナ部材１０と同様に凸部と貫通孔とを利用した固定方法でもよいが、図９〜図１１に示したようなインモールド成型方法であってもよい。このような構成のアンテナ部材１０によっても、図８に示したアンテナ部材１０と同様の効果を得ることができる。

図１５を参照して、図８に示したアンテナ部材１０の第３の変形例を説明する。図１５示したアンテナ部材１０は、基本的には図８に示したアンテナ部材１０と同様の構造を備えるが、ベース体１の構造が図８に示したアンテナ部材１０と異なっている。すなわち、図１５に示したアンテナ部材１０のベース体１は、アンテナ導体３ａ、３ｂを挟むように積層して配置された板状の第１ベース体３１と第２ベース体３２ａ、３２ｂとからなる。第１ベース体３１は平面形状が四角形状の板状の形状を有している。また、第２ベース体３２ａ、３２ｂのそれぞれは、第１ベース体３１より小さいサイズを有する。第１ベース体３１および第２ベース体３２ｂと、第２ベース体３２ａとは異なる特性の誘電体により構成されていてもよい。

第１ベース体３１と第２ベース体３２ａとの間に挟まれるように一方のアンテナ導体３ａが配置されている。また、第１ベース体３１と第２ベース体３２ｂとの間に挟まれるように、他方のアンテナ導体３ｂが配置されている。一方のアンテナ導体３ａが低域アンテナ回路を構成し、他方のアンテナ導体３ｂが高域アンテナ回路を構成してもよい。また異なる観点から言えば、第１ベース体３１の上部表面上に、複数のアンテナ導体３ａ、３ｂが並ぶように配置されている。複数のアンテナ導体３ａ、３ｂを覆うように、第２ベース体３２ａ、３２ｂが配置されている。第１ベース体３１、アンテナ導体３ａ、３ｂ、および第２ベース体３２ａ、３２ｂは積層された状態で互いに固定されている。固定方法としては、たとえば接着部材による固定方法や熱融着、あるいは図１２に示すような機械的な固定部を形成するといったように、任意の方法を用いることができる。この場合、たとえば第１ベース体３１と第２ベース体３２ｂとを構成する誘電体の比誘電率は１以上２０以下、より好ましくは１．７以上１３以下とすることができる。また、第２ベース体３２ａを構成する誘電体の比誘電率は２以上５０以下、より好ましくは１０以上４０以下とすることができる。

このように、複数の誘電体を、アンテナ導体３ａ、３ｂの伝送帯域に合わせて配置する構成を採用してもよい。このようにすれば、アンテナ導体３ａ、３ｂのそれぞれの要求性能により適合した種類の誘電体を第１および第２ベース体３１、３２ａ、３２ｂに用いることができる。この結果、アンテナ部材の特性をより向上させることができる。なお、アンテナ導体３ａ、３ｂを図１４に示したアンテナ部材１０と同様にフレキシブル基板上に配置してもよい。

図１６を参照して、図８に示したアンテナ部材１０の第４の変形例を説明する。図１６示したアンテナ部材１０は、基本的には図１５に示したアンテナ部材１０と同様の構造を備えるが、第１ベース体３１と第２ベース体３２ｃとの構成が図１５に示したアンテナ部材１０と異なっている。すなわち、図１６に示したアンテナ部材１０の第２ベース体３２ｃは、第１ベース体３１とは特性の異なる誘電体からなる。第１ベース体３１を構成する誘電体の比誘電率は１以上３０以下、より好ましくは１．７以上２０以下とすることができる。第２ベース体３２ｃを構成する誘電体の比誘電率は１以上２０以下、より好ましくは１．７以上１３以下とすることができる。このような構成のアンテナ部材１０によっても、図１５に示したアンテナ部材１０と同様の効果を得ることができるとともに、アンテナ導体３ａ、３ｂ毎に周囲を囲む誘電体（第１ベース体３１および第２ベース体３２ａ、３２ｃ）の比誘電率を個別に調整することができる。

図１７を参照して、図８に示したアンテナ部材１０の第５の変形例を説明する。図１７示したアンテナ部材１０は、基本的には図１６に示したアンテナ部材１０と同様の構造を備えるが、２つの第１ベース体３１ａ、３１ｂを備える点が図１６に示したアンテナ部材１０と異なっている。すなわち、図１７に示したアンテナ部材１０では、第２ベース体３２ａ、３２ｃと対向するように２つの第１ベース体３１ａ、３１ｂが配置されている。一方の第１ベース体３１ａは第２ベース体３２ａを構成する誘電体と同じ特性（具体的には同じ比誘電率）を有する誘電体からなる。また、他方の第１ベース体３１ｂは、対向する第２ベース体３２ｃを構成する誘電体と同じ特性を有する誘電体からなる。このような構成のアンテナ部材１０によっても、図１５に示したアンテナ部材１０と同様の効果を得ることができる。なお、図１７に示した第１ベース体３１ａ、３１ｂおよび第２ベース体３２ａ、３２ｃをそれぞれ特性の異なる（比誘電率の異なる）誘電体により構成してもよい。また、上述したアンテナ導体３ａ、３ｂは、導電体であれば任意の材料および構成を採用してもよい。たとえば、アンテナ導体３ａ、３ｂとして、銅板などの導電体板、あるいは印刷法、めっき法、転写法、蒸着法等を用いて第１ベース体３１、３１ａ、３１ｂまたは第２ベース体３２ａ〜３２ｃの表面に形成された導電体層を用いることができる。

図１８を参照して、図８に示したアンテナ部材を用いた携帯機器を説明する。図１８に示すように、携帯機器２０は携帯電話やスレート型のコンピュータといった携帯可能な電子機器であって、図８に示したアンテナ部材１０が筐体２５の内部に配置されている。このようにすれば、本発明によるアンテナ部材１０は従来のアンテナ部材より小型化が可能であるため、携帯機器２０の小型化を容易に進めることができる。また、アンテナ部材１０は従来より高い比誘電率の材料をベース体１として用いることから、人が手で当該携帯機器２０を持った場合のアンテナ特性の劣化（利得の低下）を抑制することができる。なお、図１８に示した携帯機器２０に内蔵されるアンテナ部材１０としては、図８に示したアンテナ部材１０以外の図１２、図１４〜図１７に示したアンテナ部材１０、または他の実施の形態のアンテナ部材１０を用いることができる。

また、図１９に示すように、図８に示すアンテナ部材１０を携帯機器２０の筐体２５の一部として用いてもよい。この場合、アンテナ部材１０が携帯機器２０の筐体２５の一部を構成することで、アンテナ部材１０が筐体２５の内部に配置される場合よりも、携帯機器２０のさらなる小型化を図ることができる。

（実験例１）
本発明の効果を確認するため、以下のような実験を行なった。

＜試料＞
図２１に示すような、ベース体に比誘電率が１６である材料を用いた本発明の実施例であるアンテナ部材を準備した。また、比較例として類似形状であってベース体の比誘電率が２．３である材料を用いた比較例の試料を準備した。

＜実験＞
アンテナ部材単体（ケース１）、アンテナ部材をスレート状の電子機器の筐体内部に配置した状態（ケース２）、および当該電子機器のアンテナ部材を配置した部分の外部に人体を模擬した模擬ブロックを配置した状態（ケース３）、また当該電子機器を人が手で保持した状態（ケース４）で、それぞれアンテナ特性を測定した。

また、上記ケース２およびケース３について、図２０に示したＨ面およびＥ面に関してアンテナ特性の測定も実施した。

＜結果＞
図２２〜２５は、それぞれケース１〜ケース４の場合の共振周波数の測定結果を示す。なお、図２２（Ａ）〜図２５（Ａ）が比較例の試料に関するデータであり、図２２（Ｂ）〜図２５（Ｂ）が本発明の実施例の試料に関するデータである。図２２〜図２５の縦軸は入力ポートの反射波（ｓ１１）の定在波比（ＳＷＲ）を示し、横軸は測定周波数を示す。本発明の試料の方が、比較例の試料よりケース２とケース３（またはケース４）との間で共振周波数のずれが少なく、人体による影響を受けにくいことがわかる。

図２６〜図２９は、それぞれケース２のＨ面、ケース３のＨ面、ケース２のＥ面、ケース３のＥ面に関するアンテナ特性の測定結果を示す。図２６（Ａ）〜図２９（Ａ）が比較例の試料に関するデータであり、図２６（Ｂ）〜図２９（Ｂ）が本発明の実施例の試料に関するデータである。なお、図２６〜図２９の外周の数値は測定対象の位置からの各面内での方位角を示し、グラフの中心（円の中心）から曲線グラフまでの距離は電界強度の相対値（最大値が０ｄＢとなるように規格化された値）を示す。図２６〜図２９からわかるように、本発明の実施例は比較例とほぼ同様のアンテナ特性を示している。

（実験例２）
本発明の効果を確認するため、以下のようなシミュレーション実験を行なった。

＜計算対象＞
ベース体に比誘電率が１３である材料を用いた本発明の実施例であるアンテナ部材と、比較例として類似形状であってベース体の比誘電率が３である材料を用いた比較例のアンテナ部材とを計算対象とした。計算対象のアンテナ部材については、図３０に示すような等価回路を想定した。

本発明の実施例について、図３０に示す電源Ｖの電圧は１０Ｖ、インダクタＬのインダクタンスを５．８１ｎＨ、キャパシタＣのキャパシタンスを１．３５ｐＦ、抵抗Ｒの電気抵抗を５０Ωとした。また、比較例について、図３０に示す電源Ｖの電圧は１０Ｖ、インダクタＬのインダクタンスを１５．５ｎＨ、キャパシタＣのキャパシタンスを０．５０４ｐＦ、抵抗Ｒの電気抵抗を５０Ωとした。

＜計算方法＞
上述した本発明の実施例および比較例について、ＡＣ解析を行なった。具体的には、図３０に示した等価回路に交流電圧を入力して回路動作の周波数依存性をシミュレーション計算により求めた。

シミュレーション条件としては、上述した等価回路の条件をそのまま用いた条件（ケース１）、アンテナ部材を含む携帯機器を人が持った場合を想定し、キャパシタンスの値を０．５ｐＦだけ増加させた（具体的には実施例のキャパシタンスの値を１．８５ｐＦ、比較例のキャパシタンスの値を１．００４ｐＦとした）条件（ケース２）、同様に携帯機器を人が持った場合を想定し、キャパシタンスの値を１．０ｐＦだけ増加させた（具体的には実施例のキャパシタンスの値を２．３５ｐＦ、比較例のキャパシタンスの値を１．５０４ｐＦとした）条件（ケース３）の３条件を用いた。

＜結果＞
計算結果を図３１〜図３３に示す。図３１〜図３３の縦軸はゲイン（単位：ｄＢ)を示し、横軸は印加された電流の周波数（単位：Ｈｚ）を示す。図３１では、ケース１の実施例のデータ（グラフＢ１）と比較例のデータ（グラフＡ１）が示されている。いずれもゲインが最大となる共振周波数は１．８ＧＨｚである。共振周波数近傍でのゲインの変化率は実施例のデータ（グラフＢ１）の方が比較例のデータ（グラフＡ１）より小さい。

また、図３２に示すように、実施例について、ケース２、ケース３ではケース１より共振周波数が低周波数側にシフトする。そして、ケース１の共振周波数においては、ケース２の場合にはゲインが０．５３ｄＢ低下し、ケース３の場合にはゲインが１．１９ｄＢ低下した。

一方、図３３に示すように、比較例についてもケース２、ケース３ではケース１より共振周波数が低周波数側にシフトした。そして、ケース１の共振周波数においては、ケース２の場合にはゲインが６．０７ｄＢ低下し、ケース３の場合にはゲインが８．０８ｄＢ低下した。

このように、ケース２およびケース３の場合に、ケース１の場合の共振周波数におけるゲインの低下に大きな差異が発生したのは、本発明の実施例の方が比較例よりも、共振周波数の低周波数側へのシフト量が小さくなっていること、および共振周波数近傍でのゲインの変化率が小さくなっていることが１つの原因であると考えられる。そして、このように人が携帯機器を手に持った場合を想定したケース２およびケース３でのゲインの低下が小さいことは、携帯機器を人が持った場合のアンテナ特性の変化が少ない（損失が少ない）ことを意味する。これは、結果的にアンテナ部材での信号の送受信における効率の低下を抑制でき、消費電力を低減することが可能なアンテナ部材および携帯機器の実現に寄与すると考えられる。

なお、前述した図１５に示したアンテナ部材１０については、以下に説明するような構成を採用してもよい。以下、図３４〜図３６を参照して、図１５に示したアンテナ部材１０の変形例を説明する。なお、図３４〜図３６は、図１５と同様にアンテナ部材１０の構成要素を説明するための分解模式図となっている。

図３４に示したアンテナ部材１０は、基本的には図１５に示したアンテナ部材１０と同様の構成を備えるが、図１５に示したアンテナ部材１０とはベース体を構成する部品の数が異なっている。具体的には、アンテナ導体３ａを介して第１ベース体３１と対向するように、第２ベース体３２ａが配置されている。一方、アンテナ導体３ｂを介して第１ベース体３１と対向する位置には、第２ベース体は配置されていない。

異なる観点から言えば、２つのアンテナ導体３ａ、３ｂのうち、一方のアンテナ導体３ａは第１ベース体３１と第２ベース体３２ａとにより挟まれた状態になっている。そして、他方のアンテナ導体３ｂは、第１ベース体３１の表面（第２ベース体３２ａと対向する面）上に固定されるとともに、外部に露出した状態になっている。一方のアンテナ導体３ａは、他方のアンテナ導体３ｂより長い（サイズが大きい）。相対的にサイズの大きいアンテナ導体３ａはたとえばＬｏｗバンド用（約０．７ＧＨzから１．７ＧＨｚ程度までの周波数帯域用）のアンテナ導体であり、相対的にサイズの小さいアンテナ導体３ｂはたとえばＨｉｇｈバンド用(約１．７ＧＨｚから５ＧＨｚ程度までの周波数帯域用）のアンテナ導体であってもよい。

このような構成によっても、図１５に示したアンテナ部材１０と同様の効果を得ることができる。つまり、相対的にサイズの大きい（相対的に低周波数帯域用の）アンテナ導体３ａについて、第１ベース体３１と第２ベース体３２ａとにより挟んだ状態とすることにより、当該アンテナ導体３ａを高誘電率材料からなる第１ベース体３１と第２ベース体３２ａとが取り囲んだ状態とすることができる。このため、アンテナ導体３ａに伝わる信号の波長を確実に短くでき、アンテナ部材１０を効果的に小型化できる。

図３５を参照して、図１５に示したアンテナ部材の他の変形例を説明する。図３５に示したアンテナ部材は、基本的には図１６に示したアンテナ部材１０と同様の構成を備えるが、図１６に示したアンテナ部材１０とはベース体を構成する部品の数が異なっている。具体的には、アンテナ導体３ｂを介して第１ベース体３１と対向するように、第２ベース体３２ｃが配置されている。一方、アンテナ導体３ａを介して第１ベース体３１と対向する位置には、第２ベース体は配置されていない。異なる観点から言えば、２つのアンテナ導体３ａ、３ｂのうち、アンテナ導体３ｂは第１ベース体３１と第２ベース体３２ｃとにより挟まれた状態になっている。そして、もう１つのアンテナ導体３ａは、第１ベース体３１の表面（第２ベース体３２ｃと対向する面）上に固定されるとともに、外部に露出した状態になっている。

このような構成によっても、図１６に示したアンテナ部材１０と同様の効果を得ることができる。図３４および図３５に示すように、複数のアンテナ導体３ａ、３ｂのいずれか１つ（あるいは複数のアンテナ導体３ａ、３ｂの少なくとも一部）を第１ベース体３１との間に挟むように、第２ベース体３２ａまたは第２ベース体３２ｃを配置することができる。

次に、図３６を参照して、図１５に示したアンテナ部材の他の変形例を説明する。図３６に示したアンテナ部材は、基本的には図１７に示したアンテナ部材１０と同様の構成を備えるが、図１７に示したアンテナ部材１０とはベース体を構成する部品の数が異なっている。具体的には、アンテナ導体３ａを介して第１ベース体３１ａと対向するように、第２ベース体３２ａが配置されている。一方、アンテナ導体３ｂを介して第１ベース体３１ｂと対向する位置には、第２ベース体は配置されていない。

異なる観点から言えば、２つのアンテナ導体３ａ、３ｂのうち、一方のアンテナ導体３ａは第１ベース体３１ａと第２ベース体３２ａとにより挟まれた状態になっている。そして、他方のアンテナ導体３ｂは、第１ベース体３１ｂの表面（第２ベース体３２ａと対向する面）上に固定されるとともに、外部に露出した状態になっている。このような構成によっても、図１７に示したアンテナ部材１０と同様の効果を得ることができる。

なお、図３６において、第２ベース体３２ａに代えて図３５に示した第２ベース体３２ｃをアンテナ導体３ｂ上に配置してもよい。また、第１ベース体３１ａ（あるいは第１ベース体３１ｂ）と対向し、アンテナ導体３ａ（あるいはアンテナ導体３ｂ）の少なくとも一部を覆うように第２ベース体３２ａ（または第２ベース体３２ｃ）が配置されていてもよい。

ここで、上述した実施の形態と一部重複する部分もあるが、本発明の特徴的な構成を列挙する。

この発明に従ったアンテナ部材１０は、ベース体１とアンテナ導体３と外部接続端子としての端子５とを備える。ベース体１は、樹脂とセラミックス粉末とを含有する誘電性複合材料からなる。アンテナ導体３は、ベース体１に接続される。端子５は、アンテナ導体３と電気的に接続される。誘電性複合材料の比誘電率（ε_ｒ）と誘電正接（ｔａｎδ）とは、
ｔａｎδ≦０．００２４×ｅ^{（０．０３４１×εｒ）}
という関係式を満たす。

このようにすれば、従来のアンテナ部材に用いられるベース体より高い比誘電率とすることで、アンテナ部材１０に伝搬する信号の波長を短くできるため、アンテナ部材１０の小型化を図ることができる。さらに、樹脂とセラミックス粉末とを含有する誘電性複合材料を用いることにより、アンテナ部材１０の誘電正接を十分小さくすることができる。このため、アンテナ部材１０におけるエネルギー損失を小さくでき、結果的に特性の優れたアンテナ部材１０を実現できる。

上記アンテナ部材１０は、アンテナ導体３が設置されたフレキシブル基板２をさらに備えていてもよい。フレキシブル基板２はベース体１の表面に固定されていてもよい。この場合、アンテナ導体３が予め形成されたフレキシブル基板２をベース体１の表面に固定することにより、本発明によるアンテナ部材１０を容易に製造することができる。また、アンテナ導体３を直接的にベース体１表面に形成しないため、当該ベース体１の表面形状について、その表面にアンテナ導体３を直接形成することが難しいような形状（たとえば曲面状や凹凸状など）を採用することができる。

上記アンテナ部材１０において、アンテナ導体３は、図５に示すようにベース体１の表面に直接固定されていてもよい。この場合、ベース体１の表面に直接アンテナ導体３を固定するので、アンテナ導体３が表面に配置されたフレキシブル基板２をベース体１に固定する場合よりアンテナ部材１０を小型化できる。

上記アンテナ部材１０において、ベース体１の表面は、図１〜図３、図５などに示すように曲面状の部分を含んでいてもよい。アンテナ導体３は、当該曲面状の部分上に配置されていてもよい。この場合、アンテナ部材１０が組み込まれる電子機器などのケースの形状に沿うようにベース体１の表面形状を曲面状とし、当該曲面状の部分をケースの内壁に沿って配置するようなときに、アンテナ導体３をケースの内壁近くに配置することができる。

上記アンテナ部材１０において、ベース体１を構成する誘電性複合材料の比誘電率は４以上５０以下であってもよい。このようにすれば、アンテナ部材１０に人体が近接した場合におけるアンテナ特性の変動を従来のアンテナより抑制できる。

上記アンテナ部材１０では、共振周波数において、アンテナ部材の等価回路を構成するキャパシタの静電容量を１．０ｐＦ増加させたときのゲインの低下量が４ｄＢ以下であってもよい。この場合、アンテナ部材を含む電子機器（たとえば携帯機器２０）を人が持った時に、アンテナ部材の特性の劣化（ゲインの低下）を十分抑制できる。このため、携帯機器２０を人が持った場合でのアンテナ特性を良好に維持できるとともに、アンテナ特性の劣化に起因するアンテナ部材での送受信効率の低下を抑制し、携帯機器２０の電力消費量を低減できる。

上記アンテナ部材１０では、アンテナ導体３がベース体１の内部に保持されていてもよい。この場合、比誘電率の高い高誘電率材料からなるベース体１がアンテナ導体３の周囲を取り囲んでいるため、アンテナ導体３に伝わる信号の波長を確実に短くすることができる。このため、アンテナ部材１０をより小型化することが可能になる。また、アンテナ導体３がベース体１によって被覆された状態となっているため、当該ベース体１をアンテナ導体３の絶縁被覆層として利用することができる。

上記アンテナ部材１０は、携帯機器２０に用いられてもよい。
この発明に従ったアンテナ部材１０は、ベース体１とアンテナ導体３と外部接続端子５とを備える。ベース体１は、樹脂とセラミックス粉末とを含有する誘電性複合材料からなる。アンテナ導体３は、ベース体の表面上に配置される。外部接続端子５は、アンテナ導体３と電気的に接続される。誘電性複合材料の比誘電率は４以上５０以下である。

このようにすれば、従来のアンテナ部材１０に用いられるベース体１より高い比誘電率とすることで、アンテナ部材１０に伝搬する信号の波長を短くできるため、アンテナ部材１０の小型化を図ることができるとともに、当該アンテナ部材１０を適用した携帯機器２０に人体が近接した状態（たとえば当該携帯機器２０を使用者が手に持った状態）になっても、当該携帯機器２０に人体が近接していない状態と比べてアンテナ部材１０の特性の変化を従来よりも抑制できる。

上記アンテナ部材１０において、ベース体１を構成する誘電性複合材料の比誘電率は１０超え、かつ誘電正接は０．００３以下であることが好ましい。また、当該誘電性複合材料の比誘電率は１５以上、かつ誘電正接は０．００３５以下であってもよい。さらに、当該誘電性複合材料の比誘電率は２０以上、かつ誘電正接は０．００４以下であってもよい。この場合、確実にアンテナ部材の小型化および高性能化を図ることができる。

また、ベース体１を構成する誘電性複合材料を構成するセラミックス粉末としては、たとえば、酸化チタンまたはチタン酸塩からなる粉末を用いることができる。チタン酸塩としては、例えば、チタン酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸鉛、チタン酸カルシウムマグネシウム、チタン酸ネオジウムなど、高誘電性を示すものが好ましい。

また、誘電性複合材料を構成する樹脂としては、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができるが、射出成形などの溶融成形加工が可能である点で、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン（低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン）、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂；ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、変性ポリスチレンなどのポリスチレン樹脂；ポリフェニレンオキシド樹脂；ポリフェニレンスルフィド樹脂などが好ましい。これらの他、熱可塑性樹脂としては、液晶ポリマー、ＡＢＳ樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、メチルペンテン樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱溶融性フッ素樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂などが挙げられる。これらの合成樹脂は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。

これらの合成樹脂の中でも、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂など、高周波域での誘電正接が低いものが好ましい。これらの合成樹脂の中でも、誘電特性、溶融加工性などの観点から、ポリオレフィン樹脂が好ましく、耐熱性とセラミックス充填性の観点から、ポリプロピレンが特に好ましい。

ポリプロピレンとしては、ホモポリマー、ランダムコポリマー、ブロックコポリマーなどを使用することができる。コポリマーは、プロピレンとエチレンまたはαオレフィン（１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテンなど）との共重合体である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、特に誘電体を用いたアンテナに有利に適用される。

１ ベース体、２ フレキシブル基板、３ アンテナ導体、４ 導電線、 ５ 端子、１０ アンテナ部材、１１ 端子接続部、２０ 携帯機器、２１ ロール体、２５ 筐体、３０ 金型、３１ 第１ベース体、３２ 第２ベース体、３３ 貫通孔、３４ 凸部。

Claims (9)

1. 樹脂とセラミックス粉末とを含有する誘電性複合材料からなるベース体と、
   前記ベース体に接続されたアンテナ導体と、
   前記アンテナ導体と電気的に接続された外部接続端子とを備え、
   前記誘電性複合材料の比誘電率（ε_ｒ）と誘電正接（ｔａｎδ）とが、
   ｔａｎδ≦０．００２４×ｅ^{（０．０３４１×εｒ）}
   という関係式を満たす、アンテナ部材。
2. 前記アンテナ導体が設置されたフレキシブル基板をさらに備え、
   前記フレキシブル基板は前記ベース体の表面に固定されている、請求項１に記載のアンテナ部材。
3. 前記アンテナ導体は、前記ベース体の表面に直接固定されている、請求項１または２に記載のアンテナ部材。
4. 前記ベース体の表面は、曲面状の部分を含み、
   前記アンテナ導体は、前記曲面状の部分上に配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナ部材。
5. 前記誘電性複合材料の比誘電率は４以上５０以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンテナ部材。
6. 共振周波数において、前記アンテナ部材の等価回路を構成するキャパシタの静電容量を１．０ｐＦ増加させたときのゲインの低下量が４ｄＢ以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアンテナ部材。
7. 前記アンテナ導体が前記ベース体の内部に保持されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のアンテナ部材。
8. 携帯機器に用いられる、請求項１〜７のいずれか１項に記載のアンテナ部材。
9. 樹脂とセラミックス粉末とを含有する誘電性複合材料からなるベース体と、
   前記ベース体の表面上に配置されたアンテナ導体と、
   前記アンテナ導体と電気的に接続された外部接続端子とを備え、
   前記誘電性複合材料の比誘電率が４以上５０以下である、アンテナ部材。