JP3783447B2

JP3783447B2 - Antenna device and portable radio using the same

Info

Publication number: JP3783447B2
Application number: JP04188599A
Authority: JP
Inventors: 輝久鶴; 誠治神波; 敏文笈田; 治文萬代
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2019-02-19
Also published as: JPH11330830A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナ装置及びそれを用いた携帯無線機に関し、特に、放射導体を備えたアンテナ装置及びそれを用いた携帯無線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、携帯電話端末機、ページャなどの携帯無線機にはモノポールアンテナやループアンテナが用いられている。そして、携帯無線機の小型化に伴い、アンテナの小型化が要求されているが、モノポールアンテナやループアンテナにおいては、使用波長の４分の１の長さの放射導体が必要となるため、アンテナそのものが大型化してしまい、小型化という要求に対応できないという問題があった。
【０００３】
この問題点を解決するために、本出願人は、特開平８―３１６７２５号で、図１２に示すようなチップアンテナを提案している。図１２において、チップアンテナ５０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体セラミックスからなり、実装面５１１を有する直方体状の基体５１を備え、基体５１の内部には螺旋状に巻回される導体５２が形成され、基体５１の表面には導体５２に電圧を印加するための給電用電極５３が形成される。そして、導体５２の一端は基体５１の表面に引出され、給電用電極５３に接続される。また、導体５２の他端は基体５１の内部で自由端５４を形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来のチップアンテナにおいては、低い共振周波数を有する小型のチップアンテナを作製すると、電波を送信及び受信するための導体が短くなるため、利得及び帯域幅が劣化するという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたものであり、低い共振周波数において、高利得及び広帯域幅を備えるアンテナ装置及びそれを用いた携帯無線機を提供することを目的とする。
【０００６】
【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のアンテナ装置は、チップアンテナと該チップアンテナを実装する実装基板とからなり、前記チップアンテナが、基体と、該基体に形成された螺旋状の導体と、前記基体の表面に形成され、前記導体の一端が接続された給電用電極及び他端が接続された端子電極とを備え、前記実装基板が放射導体を備えるとともに、前記チップアンテナの端子電極と前記実装基板の放射導体の一端とを接続され、かつ前記放射導体の他端が開放されていることを特徴とする。
【０００７】
また、前記実装基板がグランド電極を備えるとともに、前記実装基板の前記チップアンテナが実装される側に、グランド電極を備える回路基板を、前記実装基板と前記回路基板とが略平行になるように配置し、前記実装基板のグランド電極と前記回路基板のグランド電極とを接続することを特徴とする。
【０００８】
本発明の携帯無線機は、上記のアンテナ装置と、前記アンテナ装置に接続される送信回路及び受信回路の少なくとも１つと、前記アンテナ装置、前記送信回路及び前記受信回路をカバーする筐体とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明のアンテナ装置によれば、実装基板がチップアンテナの導体に接続される放射導体を備えるため、アンテナ装置の導体の実効長を長くすることができる。したがって、低い共振周波数において、高利得及び広帯域幅が実現できる。
【００１０】
本発明の携帯無線機によれば、低い共振周波数において、高利得及び広帯域幅が実現可能なアンテナ装置を有するため、低周波数領域の送信及び受信に使用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１に、本発明に係るアンテナ装置の第１の実施例の上面図を示す。アンテナ装置１０は、基体１１と、基体１１に形成される導体１２、導体１２の一端が接続される給電用電極１３及び導体の他端が接続される端子電極１４とを備えるチップアンテナ１５と、表面上に導電材を印刷することにより形成された線状の放射導体１６、線状の導体パターン１７及び略矩形状のグランド電極１８を備える実装基板１９とからなる。
【００１２】
そして、チップアンテナ１５は実装基板１９上に実装され、チップアンテナ１５の給電用電極１３は、実装基板１９上の導体パターン１７を介してアンテナ装置１０が搭載される携帯無線機の高周波回路部ＲＦに接続される。また、チップアンテナ１５の端子電極１４は、実装基板１９上の放射導体１６の一端に接続される。
【００１３】
このように構成したアンテナ装置１０によれば、チップアンテナ１５の導体１２と実装基板１９上の放射導体１６とが直列接続されることになるため、アンテナ装置１０の導体の実効長が長くなる。
【００１４】
チップアンテナ１５は、図２に示すように、直方体状の基体１１と、基体１１の内部に、基体１１の長手方向に螺旋状に巻回される導体１２と、基体１１の表面に形成され、導体１２の一端が接続されるとともに、導体１２に電圧を印加するための給電用電極１３と、基体１１の表面に形成され、導体１２の他端が接続される端子電極１４を備えてなる。
【００１５】
図３に、図２のチップアンテナ１５の分解斜視図を示す。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体セラミックスからなる矩形状のシート層１ａ〜１ｃを積層してなる。このうち、シート層１ａ，１ｂの表面には、スクリーン印刷、蒸着、あるいはメッキによって、銅あるいは銅合金よりなり、略Ｌ字状あるいは略直線状をなす導電パターン２ａ〜２ｇが設けられる。また、シート層１ｂの所定の位置（導電パターン２ｅ〜２ｇの両端）には、厚み方向にビアホール３が設けられる。
【００１６】
そして、シート層１ａ〜１ｃを積層し、導電パターン２ａ〜２ｇをビアホール３で接続した後、焼結することにより、基体１１の内部で、基体１１の長手方向に螺旋状に巻回される導体１２が形成される。
【００１７】
この際、導体１２の一端（導電パターン２ａの一端）は、基体１１の短軸側の一方端面に引き出され、基体１１の表面に設けられた給電用電極１３に接続される。また、導体１２の他端（導電パターン２ｄの一端）は、基体１１の短軸側の他方端面に引き出され、基体１１の表面に設けられた端子電極１４に接続される。
【００１８】
図４及び図５に、図２のチップアンテナ１５の変形例の透視斜視図を示す。図４のチップアンテナ１５ａは、直方体状の基体１１ａと、基体１１ａの表面に沿って基体１１ａの長手方向に螺旋状に巻回される導体１２ａと、基体１１ａの表面に形成される給電用電極１３ａ及び端子電極１４ａとを備える。この際、基体１１ａの一方主面において、導体１２ａの一端は給電用電極１３ａに接続され、導体１２ａの他端は端子電極１４ａに接続される。このように構成したチップアンテナ１５ａによれば、導体１２ａを基体１１ａ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、チップアンテナ１５ａの製造工程が簡略化できる。
【００１９】
図５のチップアンテナ１５ｂは、直方体状の基体１１ｂと、基体１１ｂの表面にミアンダ状に形成される導体１２ｂと、基体１１ｂの表面に形成される給電用電極１３ｂ及び端子電極１４ｂとを備える。この際、導体１２ｂの一端は、基体１１ｂの一方主面において、導体１２ｂに電圧を印加するための給電用電極１３ｂに接続され、導体１２ｂの他端は、基体１１ｂの一方主面において、端子電極１４ｂに接続される。このように構成したチップアンテナ１５ｂによれば、ミアンダ状の導体１２ｂを基体１１ｂの一方主面のみに形成するため、基体１１ｂの低背化が可能となり、それにともないチップアンテナ１５ｂの低背化も可能となる。なお、ミアンダ状の導体１２ｂは、基体１１ｂの内部に形成されていても同様の効果が得られる。
【００２０】
図６に、アンテナ装置１０（図１）の通過特性（ｄＢｄ）を示す。この際、チップアンテナ１５の大きさは、５ｍｍ（横）×８ｍｍ（縦）×２．５ｍｍ（高さ）、放射導体１６の大きさは、２０ｍｍ（横）×１ｍｍ（縦）であり、チップアンテナ１５が実装され、表面に放射導体１６が印刷された実装基板１９の大きさは、３０ｍｍ（横）×６０ｍｍ（縦）である。
【００２１】
なお、図６中において、実線は、第１の実施例の放射導体１６を備えたアンテナ装置１０であり、破線は、比較のための従来のチップアンテナ５０（図１１）である。
【００２２】
図６から、共振周波数が９３０〜９４０ＭＨｚにおける従来のチップアンテナ５０の帯域幅が３７ＭＨｚ、利得が−４．０ｄＢｄであるのに比べ、第１の実施例のアンテナ装置１０の場合の帯域幅は１１３ＭＨｚ、利得が−３．０ｄＢｄであり、帯域幅が７６ＭＨｚ広くなり、利得が１．０ｄＢｄ向上していることが解る。
【００２３】
また、一般的なモノポールアンテナの大きさを比較すると、共振周波数が９３０〜９４０ＭＨｚにおけるモノポールアンテナの場合には、その長さが８０ｍｍ程度になるのに比べ、第１の実施例のアンテナ装置１０はその幅方向の長さが２２〜２３ｍｍであり、従来のモノポールアンテナよりも約４分の１の長さになっている。
【００２４】
上述の第１の実施例のアンテナ装置によれば、実装基板がチップアンテナの導体に接続される放射導体を備えるため、アンテナ装置の導体の実効長が長くなる。したがって、アンテナ装置の導体の電流分布が多くなり、アンテナ装置の放射電界が強くなるため、低い共振周波数において、高利得及び広帯域幅を得ることができる。
【００２５】
図７及び図８に、本発明に係るアンテナ装置の第２の実施例の上面図及び断面図を示す。アンテナ装置２０は、第１の実施例のアンテナ装置１０（図１）と比較して、実装基板１９のチップアンテナ１５が実装される側に、表面にグランド電極２１が形成されるとともに、アンテナ装置２０が搭載される携帯無線機の高周波回路部以外の回路部（図示せず）が配設された回路基板２２を、実装基板１９と回路基板２２とが平行になるように配置し、実装基板１９上のグランド電極１８と回路基板２２上のグランド電極２１とを短絡ピン２３で接続している点で異なる。
【００２６】
図９に、回路基板２２を備えたアンテナ装置２０（図７）の指向性と回路基板２２を備えていないアンテナ装置１０（図１）の指向性とを示す。
【００２７】
この際、グランドの影響を見るために１８０°の方向（図１及び図７における紙面の裏側）にグランド板を配置させてある。なお、図９中において、実線はアンテナ装置２０であり、破線はアンテナ装置１０である。
【００２８】
図９から、グランド板を近づけることにより、アンテナ装置１０（破線）の０°方向の利得が−７．５ｄＢ程度であるのに比べ、アンテナ装置２０（実線）の０°方向の利得は−４ｄＢ程度であり、回路基板２２を備えたアンテナ装置２０の方が１８０°の方向のグランド板の影響を受け難いことが解る。
【００２９】
これは、第２の実施例のアンテナ装置２０の場合には、アンテナ装置を流れる電流が、短絡ピン２３を介して１８０°方向に存在するグランド板から離れた回路基板２２のグランド電極２１を主に流れるため、アンテナ装置を流れる電流が、グランド板を流れる反対方向の電流に打ち消され難くなるためである。
【００３０】
上述の第２の実施例のアンテナ装置によれば、実装基板のチップアンテナが実装される側に、表面にグランド電極が形成された回路基板を、実装基板と回路基板とが平行になるように配置し、実装基板上のグランド電極上と回路基板上のグランド電極とを短絡ピンで接続しているため、アンテナ装置を流れる電流が主に短絡ピンを介して回路基板のグランド電極を流れる。
【００３１】
したがって、アンテナ装置の特性が実装基板のチップアンテナが実装されていない側に存在するグランドの影響を受け難くすることができる。
【００３２】
図１０に、一般的な携帯無線機である携帯電話器のＲＦブロック図を示す。携帯電話３０は、アンテナＡＮＴと、スイッチＳＷを介してアンテナＡＮＴに接続される受信回路Ｒｘ及び送信回路Ｔｘと、アンテナＡＮＴ、スイッチＳＷ、受信回路Ｒｘ及び送信回路Ｔｘをカバーする筐体３１とを含む。
【００３３】
なお、受信回路Ｒｘは、低雑音増幅器ＬＮＡ、低域通過フィルタＬＰＦ及びミキサＭＩＸで構成され、送信回路Ｔｘは、低域通過フィルタＬＰＦ、帯域通過フィルタＢＰＦ、高出力増幅器ＰＡ及びミキサＭＩＸで構成される。また、受信回路ＲｘのミキサＭＩＸ及び送信回路ＴｘのミキサＭＩＸの一方の入力には局部信号を発生するシンセサイザＳＹＮが接続される。
【００３４】
そして、図１及び図７に示すアンテナ装置１０，２０を、図１０に示す携帯電話器３０のアンテナＡＮＴに用いるものである。また、携帯電話器３０のスイッチＳＷ、受信回路Ｒｘ及び送信回路Ｔｘは、実装基板１９上の高周波回路部ＲＦ内に配置される。
【００３５】
図１１に、一般的な携帯無線機であるページャのＲＦブロック図を示す。ページャ４０は、アンテナＡＮＴと、アンテナＡＮＴに接続される受信回路Ｒｘと、受信回路Ｒｘをカバーする筐体４１とを含む。
【００３６】
なお、受信回路Ｒｘは、帯域通過フィルタＢＰＦ、低雑音増幅器ＬＮＡ及びミキサＭＩＸで構成される。また、受信回路ＲｘのミキサＭＩＸの一方の入力には局部信号を発生するシンセサイザＳＹＮが接続される。
【００３７】
そして、図１及び図７に示すアンテナ装置１０，２０を、図１１に示すページャ４０のアンテナＡＮＴに用いるものである。また、ページャ４０の受信回路Ｒｘは、実装基板１９上の高周波回路部ＲＦ内に配置される。
【００３８】
上述の実施例の携帯無線機によれば、低い共振周波数において、高利得及び広帯域幅を得ることができるアンテナ装置を、携帯無線機におけるアンテナに使用するため、このアンテナ装置を搭載した携帯無線機を低周波数領域の送受信に使用することができる。
【００３９】
また、実装基板のチップアンテナが実装されていない側に存在するグランドの影響が受け難くいアンテナ装置を、携帯無線機におけるアンテナに使用するため、このアンテナ装置を搭載した携帯無線機の送信及び受信のグランドによる劣化を防ぐことができる。
【００４０】
なお、第１及び第２の実施例のアンテナ装置では、実装基板の表面に放射電極が形成される場合について説明したが、実装基板の内部に形成される場合についても同様の効果が得られる。
【００４１】
また、実装基板の放射電極が略矩形状の場合について説明したが、チップアンテナの端子電極が接続されていれば、放射電極はどのような形状であっても同様の効果が得られる。
【００４２】
さらに、実装基板及び回路基板の表面にグランド電極が形成される場合について説明したが、グランド電極が実装基板及び回路基板の内部に形成される場合についても同様の効果が得られる。
【００４３】
また、チップアンテナの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あっても同様の効果が得られる。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１のアンテナ装置によれば、実装基板がチップアンテナの導体に接続される放射導体を備えるため、アンテナ装置の導体の実効長が長くなる。したがって、アンテナ装置の導体の電流分布が多くなり、アンテナ装置の放射電界が強くなるため、低い共振周波数において、高利得及び広帯域幅を得ることができる。
【００４５】
請求項２のアンテナ装置によれば、実装基板のチップアンテナが実装される側に、グランド電極が形成された回路基板を、実装基板と回路基板とが平行になるように配置し、実装基板上のグランド電極と回路基板のグランド電極とを接続しているため、アンテナ装置を流れる電流が回路基板のグランド電極を流れる。
【００４６】
したがって、アンテナ装置の特性が実装基板のチップアンテナが実装されていない側に存在するグランドの影響を受け難くすることができる。
【００４７】
請求項３の携帯無線機によれば、低い共振周波数において、高利得及び広帯域幅が実現可能なアンテナ装置を備えているため、低周波数領域の送信及び受信に使用することができる。
【００４８】
また、グランドの影響を受け難くいアンテナ装置を備えているため、グランドによる携帯無線機の送信及び受信の劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンテナ装置に係る第１の実施例の上面図である。
【図２】図１のアンテナ装置を構成するチップアンテナの透視斜視図である。
【図３】図２のチップアンテナの分解斜視図である。
【図４】図２のチップアンテナの変形例を示す透視斜視図である。
【図５】図２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６】図１のアンテナ装置の通過特性を示す図である。
【図７】本発明のアンテナ装置に係る第２の実施例の上面図である。
【図８】図７のアンテナ装置のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視断面図である。
【図９】図１のアンテナ装置の指向性と図７のアンテナ装置の指向性とを示す図である。
【図１０】一般的な携帯無線機のＲＦブロック図である。
【図１１】一般的な別の携帯無線機のＲＦブロック図である。
【図１２】従来のチップアンテナの透視斜視図である。
【符号の説明】
１０，２０アンテナ装置
１基体
１１導体
１２給電用電極
１３端子電極
１４チップアンテナ
１５放射導体
１８，２１グランド電極
１９実装基板
２２回路基板
３０，４０携帯無線機
３１，４１筐体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna device and a portable wireless device using the antenna device, and more particularly to an antenna device including a radiation conductor and a portable wireless device using the antenna device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, monopole antennas and loop antennas have been used in portable wireless devices such as mobile phone terminals and pagers. And with the miniaturization of portable radios, miniaturization of antennas is required. However, in monopole antennas and loop antennas, a radiation conductor having a length that is a quarter of the wavelength used is required. There has been a problem that the antenna itself becomes large and cannot meet the demand for miniaturization.
[0003]
In order to solve this problem, the present applicant has proposed a chip antenna as shown in FIG. 12 in JP-A-8-316725. In FIG. 12, a chip antenna 50 is made of a dielectric ceramic mainly composed of barium oxide, aluminum oxide, and silica, and includes a rectangular parallelepiped base 51 having a mounting surface 511. The base 51 is spirally wound inside. A conductor 52 to be rotated is formed, and a power feeding electrode 53 for applying a voltage to the conductor 52 is formed on the surface of the base 51. One end of the conductor 52 is drawn to the surface of the base 51 and connected to the power supply electrode 53. The other end of the conductor 52 forms a free end 54 inside the base 51.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional chip antenna, when a small chip antenna having a low resonance frequency is manufactured, a conductor for transmitting and receiving radio waves is shortened, so that there is a problem that a gain and a bandwidth are deteriorated. .
[0005]
The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide an antenna device having a high gain and a wide bandwidth at a low resonance frequency, and a portable radio using the antenna device. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an antenna device of the present invention includes a chip antenna and a mounting substrate on which the chip antenna is mounted. The chip antenna includes a base body, a spiral conductor formed on the base body, A power supply electrode connected to one end of the conductor and a terminal electrode connected to the other end, the mounting substrate including a radiating conductor, and a terminal electrode of the chip antenna; One end of the radiation conductor of the mounting substrate is connected , and the other end of the radiation conductor is open .
[0007]
The mounting board includes a ground electrode, and a circuit board including a ground electrode is disposed on the mounting board on the side where the chip antenna is mounted so that the mounting board and the circuit board are substantially parallel to each other. The ground electrode of the mounting board is connected to the ground electrode of the circuit board.
[0008]
A portable wireless device of the present invention includes the antenna device described above, at least one of a transmission circuit and a reception circuit connected to the antenna device, and a housing that covers the antenna device, the transmission circuit, and the reception circuit. It is characterized by that.
[0009]
According to the antenna device of the present invention, since the mounting substrate includes the radiation conductor connected to the conductor of the chip antenna, the effective length of the conductor of the antenna device can be increased. Therefore, a high gain and a wide bandwidth can be realized at a low resonance frequency.
[0010]
According to the portable wireless device of the present invention, since the antenna device capable of realizing a high gain and a wide bandwidth at a low resonance frequency is provided, it can be used for transmission and reception in a low frequency region.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a top view of a first embodiment of an antenna apparatus according to the present invention. The antenna device 10 includes a chip antenna 15 including a base body 11, a conductor 12 formed on the base body 11, a feeding electrode 13 to which one end of the conductor 12 is connected, and a terminal electrode 14 to which the other end of the conductor is connected; The mounting board 19 includes a linear radiation conductor 16, a linear conductor pattern 17, and a substantially rectangular ground electrode 18 formed by printing a conductive material on the surface.
[0012]
The chip antenna 15 is mounted on the mounting substrate 19, and the feeding electrode 13 of the chip antenna 15 is a high-frequency circuit unit RF of a portable radio device on which the antenna device 10 is mounted via the conductor pattern 17 on the mounting substrate 19. Connected to. The terminal electrode 14 of the chip antenna 15 is connected to one end of the radiation conductor 16 on the mounting substrate 19.
[0013]
According to the antenna device 10 configured as described above, the conductor 12 of the chip antenna 15 and the radiation conductor 16 on the mounting substrate 19 are connected in series, so that the effective length of the conductor of the antenna device 10 is increased.
[0014]
As shown in FIG. 2, the chip antenna 15 is formed on a rectangular parallelepiped base 11, a conductor 12 spirally wound in the longitudinal direction of the base 11, and a surface of the base 11. One end of the conductor 12 is connected, and a power supply electrode 13 for applying a voltage to the conductor 12 and a terminal electrode 14 formed on the surface of the base 11 and connected to the other end of the conductor 12 are provided.
[0015]
FIG. 3 is an exploded perspective view of the chip antenna 15 of FIG. The substrate 11 is formed by laminating rectangular sheet layers 1a to 1c made of dielectric ceramics mainly composed of barium oxide, aluminum oxide, and silica. Among these, on the surface of the sheet layers 1a and 1b, conductive patterns 2a to 2g made of copper or a copper alloy and having a substantially L shape or a substantially linear shape are provided by screen printing, vapor deposition, or plating. In addition, via holes 3 are provided in the thickness direction at predetermined positions of the sheet layer 1b (both ends of the conductive patterns 2e to 2g).
[0016]
Then, after the sheet layers 1a to 1c are laminated, the conductive patterns 2a to 2g are connected by the via holes 3, and then sintered, the conductor is spirally wound in the longitudinal direction of the base 11 inside the base 11 12 is formed.
[0017]
At this time, one end of the conductor 12 (one end of the conductive pattern 2 a) is drawn out to one end face on the short axis side of the base 11 and connected to the power supply electrode 13 provided on the surface of the base 11. The other end of the conductor 12 (one end of the conductive pattern 2 d) is drawn to the other end surface on the short axis side of the base 11 and connected to a terminal electrode 14 provided on the surface of the base 11.
[0018]
4 and 5 show perspective perspective views of modifications of the chip antenna 15 of FIG. 4 includes a rectangular parallelepiped base 11a, a conductor 12a spirally wound in the longitudinal direction of the base 11a along the surface of the base 11a, and a power feeding electrode formed on the surface of the base 11a. 13a and a terminal electrode 14a. At this time, on one main surface of the base 11a, one end of the conductor 12a is connected to the power supply electrode 13a, and the other end of the conductor 12a is connected to the terminal electrode 14a. According to the chip antenna 15a configured as described above, the conductor 12a can be easily formed on the surface of the base 11a in a spiral manner by screen printing or the like, so that the manufacturing process of the chip antenna 15a can be simplified.
[0019]
The chip antenna 15b of FIG. 5 includes a rectangular parallelepiped base 11b, a conductor 12b formed in a meander shape on the surface of the base 11b, and a power supply electrode 13b and a terminal electrode 14b formed on the surface of the base 11b. At this time, one end of the conductor 12b is connected to the power supply electrode 13b for applying a voltage to the conductor 12b on one main surface of the base body 11b, and the other end of the conductor 12b is connected to a terminal on the one main surface of the base body 11b. Connected to the electrode 14b. According to the chip antenna 15b configured as described above, the meander-like conductor 12b is formed only on one main surface of the base body 11b, so that the base body 11b can be reduced in height and accordingly the chip antenna 15b can be reduced in height. It becomes possible. Even if the meander-like conductor 12b is formed inside the base body 11b, the same effect can be obtained.
[0020]
FIG. 6 shows the pass characteristic (dBd) of the antenna device 10 (FIG. 1). At this time, the size of the chip antenna 15 is 5 mm (width) × 8 mm (length) × 2.5 mm (height), and the size of the radiation conductor 16 is 20 mm (width) × 1 mm (length). The size of the mounting substrate 19 on which the antenna 15 is mounted and the radiation conductor 16 is printed on the surface is 30 mm (width) × 60 mm (length).
[0021]
In FIG. 6, the solid line is the antenna device 10 provided with the radiation conductor 16 of the first embodiment, and the broken line is the conventional chip antenna 50 (FIG. 11) for comparison.
[0022]
From FIG. 6, compared with the conventional chip antenna 50 having a resonance frequency of 930 to 940 MHz and a bandwidth of 37 MHz and a gain of −4.0 dBd, the bandwidth of the antenna device 10 of the first embodiment is 113 MHz. It can be seen that the gain is -3.0 dBd, the bandwidth is widened by 76 MHz, and the gain is improved by 1.0 dBd.
[0023]
Further, when comparing the size of a general monopole antenna, in the case of a monopole antenna having a resonance frequency of 930 to 940 MHz, the length of the antenna device of the first embodiment is about 80 mm. 10 has a length in the width direction of 22 to 23 mm, which is about a quarter of the length of the conventional monopole antenna.
[0024]
According to the antenna device of the first embodiment described above, since the mounting substrate includes the radiation conductor connected to the conductor of the chip antenna, the effective length of the conductor of the antenna device is increased. Therefore, the current distribution of the conductor of the antenna device increases, and the radiated electric field of the antenna device increases, so that a high gain and a wide bandwidth can be obtained at a low resonance frequency.
[0025]
7 and 8 show a top view and a cross-sectional view of a second embodiment of the antenna device according to the present invention. As compared with the antenna device 10 (FIG. 1) of the first embodiment, the antenna device 20 has a ground electrode 21 formed on the surface of the mounting substrate 19 on the side where the chip antenna 15 is mounted. The circuit board 22 on which a circuit unit (not shown) other than the high-frequency circuit unit of the portable radio device 20 is mounted is disposed so that the mounting board 19 and the circuit board 22 are parallel, and the mounting board The difference is that the ground electrode 18 on 19 and the ground electrode 21 on the circuit board 22 are connected by a short-circuit pin 23.
[0026]
FIG. 9 shows the directivity of the antenna device 20 (FIG. 7) provided with the circuit board 22 and the directivity of the antenna device 10 (FIG. 1) not provided with the circuit board 22.
[0027]
At this time, in order to see the influence of the ground, the ground plate is arranged in the direction of 180 ° (the back side of the paper surface in FIGS. 1 and 7). In FIG. 9, the solid line is the antenna device 20, and the broken line is the antenna device 10.
[0028]
From FIG. 9, the gain in the 0 ° direction of the antenna device 20 (solid line) is −4 dB as compared to the gain in the 0 ° direction of the antenna device 10 (broken line) being about −7.5 dB by bringing the ground plate closer. It can be seen that the antenna device 20 having the circuit board 22 is less susceptible to the influence of the ground plate in the direction of 180 °.
[0029]
In the antenna device 20 of the second embodiment, this is because the current flowing through the antenna device is mainly applied to the ground electrode 21 of the circuit board 22 separated from the ground plate existing in the 180 ° direction via the short-circuit pin 23. This is because the current flowing through the antenna device is hardly canceled by the current in the opposite direction flowing through the ground plate.
[0030]
According to the antenna device of the second embodiment described above, the circuit board having the ground electrode formed on the surface of the mounting board on the side where the chip antenna is mounted is arranged so that the mounting board and the circuit board are parallel to each other. Since the ground electrode on the mounting board and the ground electrode on the circuit board are connected by the short-circuit pin, the current flowing through the antenna device mainly flows through the ground electrode of the circuit board through the short-circuit pin.
[0031]
Therefore, the characteristics of the antenna device can be made less susceptible to the influence of the ground existing on the side of the mounting substrate where the chip antenna is not mounted.
[0032]
FIG. 10 shows an RF block diagram of a cellular phone which is a general portable radio. The mobile phone 30 includes an antenna ANT, a reception circuit Rx and a transmission circuit Tx connected to the antenna ANT via the switch SW, and a housing 31 that covers the antenna ANT, the switch SW, the reception circuit Rx, and the transmission circuit Tx. Including.
[0033]
The reception circuit Rx is composed of a low-noise amplifier LNA, a low-pass filter LPF, and a mixer MIX, and the transmission circuit Tx is composed of a low-pass filter LPF, a band-pass filter BPF, a high-output amplifier PA, and a mixer MIX. The A synthesizer SYN that generates a local signal is connected to one input of the mixer MIX of the receiving circuit Rx and the mixer MIX of the transmitting circuit Tx.
[0034]
The antenna devices 10 and 20 shown in FIGS. 1 and 7 are used for the antenna ANT of the cellular phone 30 shown in FIG. Further, the switch SW, the reception circuit Rx, and the transmission circuit Tx of the cellular phone 30 are disposed in the high-frequency circuit unit RF on the mounting substrate 19.
[0035]
FIG. 11 shows an RF block diagram of a pager which is a general portable radio. The pager 40 includes an antenna ANT, a receiving circuit Rx connected to the antenna ANT, and a housing 41 that covers the receiving circuit Rx.
[0036]
The reception circuit Rx includes a band pass filter BPF, a low noise amplifier LNA, and a mixer MIX. A synthesizer SYN that generates a local signal is connected to one input of the mixer MIX of the receiving circuit Rx.
[0037]
The antenna devices 10 and 20 shown in FIGS. 1 and 7 are used for the antenna ANT of the pager 40 shown in FIG. Further, the receiving circuit Rx of the pager 40 is disposed in the high frequency circuit unit RF on the mounting substrate 19.
[0038]
According to the portable wireless device of the above-described embodiment, since the antenna device capable of obtaining a high gain and a wide bandwidth at a low resonance frequency is used for the antenna in the portable wireless device, the portable wireless device equipped with the antenna device is used. Can be used for transmission and reception in the low frequency region.
[0039]
In addition, since an antenna device that is not easily affected by the ground existing on the side where the chip antenna is not mounted on the mounting substrate is used for the antenna in the portable wireless device, transmission and reception of the portable wireless device equipped with this antenna device is used. It is possible to prevent deterioration due to ground.
[0040]
In the antenna devices of the first and second embodiments, the case where the radiation electrode is formed on the surface of the mounting substrate has been described. However, the same effect can be obtained when the radiation electrode is formed inside the mounting substrate.
[0041]
Further, although the case where the radiation electrode of the mounting substrate has a substantially rectangular shape has been described, the same effect can be obtained regardless of the shape of the radiation electrode as long as the terminal electrode of the chip antenna is connected.
[0042]
Furthermore, although the case where the ground electrode is formed on the surface of the mounting board and the circuit board has been described, the same effect can be obtained when the ground electrode is formed inside the mounting board and the circuit board.
[0043]
Further, the case where the base of the chip antenna is composed of a dielectric material mainly composed of barium oxide, aluminum oxide, and silica has been described. However, the base is not limited to this dielectric material, and titanium oxide, neodymium oxide The same effect can be obtained even with a dielectric material mainly composed of nickel, a magnetic material mainly composed of nickel, cobalt and iron, or a combination of a dielectric material and a magnetic material.
[0044]
【The invention's effect】
According to the antenna device of the first aspect, since the mounting board includes the radiation conductor connected to the conductor of the chip antenna, the effective length of the conductor of the antenna device becomes long. Therefore, the current distribution of the conductor of the antenna device increases, and the radiated electric field of the antenna device increases, so that a high gain and a wide bandwidth can be obtained at a low resonance frequency.
[0045]
According to the antenna device of claim 2, the circuit board on which the ground electrode is formed is arranged on the side of the mounting board on which the chip antenna is mounted so that the mounting board and the circuit board are parallel to each other. Since the ground electrode and the ground electrode of the circuit board are connected, the current flowing through the antenna device flows through the ground electrode of the circuit board.
[0046]
Therefore, the characteristics of the antenna device can be made less susceptible to the influence of the ground existing on the side of the mounting substrate where the chip antenna is not mounted.
[0047]
According to the portable wireless device of the third aspect, since the antenna device capable of realizing a high gain and a wide bandwidth at a low resonance frequency is provided, it can be used for transmission and reception in a low frequency region.
[0048]
In addition, since the antenna device that is hardly affected by the ground is provided, it is possible to prevent deterioration of transmission and reception of the portable wireless device due to the ground.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view of a first embodiment according to an antenna apparatus of the present invention.
2 is a transparent perspective view of a chip antenna constituting the antenna device of FIG. 1. FIG.
3 is an exploded perspective view of the chip antenna of FIG. 2. FIG.
4 is a perspective view showing a modification of the chip antenna of FIG. 2; FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing another modification of the chip antenna of FIG. 2;
6 is a diagram showing pass characteristics of the antenna device of FIG. 1. FIG.
FIG. 7 is a top view of a second embodiment according to the antenna apparatus of the present invention.
8 is a cross-sectional view of the antenna device of FIG. 7 taken along line VIII-VIII.
9 is a diagram showing the directivity of the antenna device of FIG. 1 and the directivity of the antenna device of FIG. 7;
FIG. 10 is an RF block diagram of a general portable wireless device.
FIG. 11 is an RF block diagram of another general portable radio.
FIG. 12 is a perspective view of a conventional chip antenna.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,20 Antenna apparatus 1 Base body 11 Conductor 12 Feeding electrode 13 Terminal electrode 14 Chip antenna 15 Radiation conductor 18, 21 Ground electrode 19 Mounting board 22 Circuit board 30, 40 Portable wireless device 31, 41 Case

Claims

A chip antenna and a mounting substrate on which the chip antenna is mounted. The chip antenna is formed on a base, a spiral conductor formed on the base, and a surface of the base, and one end of the conductor is connected to the base. A power supply electrode and a terminal electrode to which the other end is connected, the mounting substrate includes a radiation conductor, the terminal electrode of the chip antenna and one end of the radiation conductor of the mounting substrate are connected , and the radiation An antenna device , wherein the other end of the conductor is open .

The mounting substrate includes a ground electrode, and on the side of the mounting substrate on which the chip antenna is mounted, a circuit substrate including a ground electrode is disposed so that the mounting substrate and the circuit substrate are substantially parallel, The antenna device according to claim 1, wherein a ground electrode of the mounting board is connected to a ground electrode of the circuit board.

The antenna device according to claim 1, at least one of a transmission circuit and a reception circuit connected to the antenna device, and a housing that covers the antenna device, the transmission circuit, and the reception circuit. A portable wireless device characterized by that.