チップアンテナ、アンテナ装置および通信機器
【課題】小型化および広周波数帯域化に適したチップアンテナ、アンテナ装置および通信機器を提供する。
【解決手段】線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、前記磁性基体の前記長手方向に垂直な断面における外径Ｒと内径ｒとの比ｒ／Ｒは０.１以上であることを特徴とする。また、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、前記磁性基体はＹ型フェライトの焼結体であることを特徴とする。
【解決手段】線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、前記磁性基体の前記長手方向に垂直な断面における外径Ｒと内径ｒとの比ｒ／Ｒは０.１以上であることを特徴とする。また、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、前記磁性基体はＹ型フェライトの焼結体であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信機能を備えた電子機器、特に携帯電話、携帯端末装置などの通信機器に用いるチップアンテナに関し、さらにはチップアンテナを用いたアンテナ装置及びこれらを搭載した通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や無線ＬＡＮ等の通信機器はその使用周波数帯域は数百ＭＨｚから数ＧＨｚに及び、該帯域で広帯域かつ高効率であることが求められている。したがって、それに使用されるアンテナも当該帯域で高利得で機能することを前提としたうえで、その使用形態から特に小型かつ低背であることが要求される。さらに、近年開始された地上デジタル放送では、全チャンネルに対応する場合、使用するアンテナとして例えば日本国内のテレビ放送帯域における４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚといった広い周波数帯域をカバーする必要がある。また、デジタル放送としては例えば韓国では１８０ＭＨｚ〜２１０ＭＨｚ帯、欧州では４７０ＭＨｚ〜８９０ＭＨｚ帯を使用する。したがって、これら１８０ＭＨｚ以上の周波数帯域で使用可能で、かつ携帯端末等の通信機器に搭載可能な小型のアンテナが望まれる。
【０００３】
従来、移動体通信用に適した小型のアンテナとして、誘電体セラミックスを用いたチップアンテナが供されてきた（例えば特許文献１）。周波数を一定とすれば、より誘電率の高い誘電体を用いることにより、チップアンテナの小型化を図ることができる。特許文献１では、ミアンダ電極を設けることで波長短縮を図っている。また、比誘電率εｒの他、比透磁率μｒの大きい磁性体を用いて、１／（εｒ・μｒ）１／２倍に波長短縮することにより小型化を図ったアンテナも提案されている（特許文献２）。
【０００４】
また、テレビやラジオに使われている受信用アンテナとして、例えば小型液晶テレビなどでは金属棒を用いたホイップアンテナが一般的に用いられ、この方式はテレビ機能搭載携帯電話にも使われ始めている。さらに別の例として、携帯電話で用いられるイヤホンの一部である電線をラジオやテレビ受信用アンテナとして利用される場合もある。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１４５１２３号公報
【特許文献２】特開昭４９−４００４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記誘電体チップアンテナは、小型・低背化を図る上では有利であるが、広帯域化に対しては以下のような問題がある。例えば電極としてヘリカル型放射電極を用いる場合、巻線数が多くなると線間容量が増加し、Ｑ値が高くなる。その結果帯域幅が狭くなってしまい、広帯域幅が要求される地上デジタル放送等の用途には適用するのが困難となる。また、ヘリカル電極に限らず、ミアンダ電極等のパターン電極を形成する場合や、基体内部、外部に電極部分が多い場合などは、電極間に容量を形成してしまい、やはり帯域幅を十分にとることができないという問題があった。特許文献２のように磁性材料を利用したアンテナであっても、容量成分の形成を抑え、かつインダクタンス成分を有効に生み出す構造としなければ、アンテナの小型化や広帯域化を十分に図ることはできない。
【０００７】
さらに上記のホイップアンテナは大きいため携帯電話等の小型機器に収納するための複雑な機構を必要とし、また端末が落下した際に折れ易いといった問題があった。また、上記のイヤホン型アンテナでは、ラジオやテレビの視聴の際に着脱を繰り返すことによりアンテナの信頼性が低下する他、アンテナ部である電線が人体に接触することにより、利得や感度の著しい劣化が生じるといった問題があった。
【０００８】
そこで本発明では、小型化および広周波数帯域化に適したチップアンテナ、アンテナ装置および通信機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のチップアンテナは、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、前記磁性基体の前記長手方向に垂直な断面における外径Ｒと内径ｒとの比ｒ／Ｒが０.１以上であることを特徴とする。磁性基体の長手方向とは、直方体状、円柱状等であればその最大辺方向、円柱軸方向であり、円弧状等であればその円弧に沿う方向である。かかる方向に線状の導体が貫通していることで、容量成分が形成されにくく、また磁性体部分をインダクタンス成分として有効に機能させることができるため、アンテナの広帯域化、小型化に寄与する。また、磁性基体の前記長手方向に垂直な断面における外径Ｒと内径ｒとの比ｒ／Ｒが０.１以上であることにより、高い平均利得を発揮する。前記比ｒ／Ｒは０.５以下であることがより好ましい。ここで、外形、貫通孔形が四角形の角形の場合、外径、内径とは四角形の一辺を指し、外形、貫通孔形が円形の場合は、外径、貫通孔の直径が前記外径、内径に相当する。即ち、最小径部分を内径とする。さらに、前記チップアンテナは、直線状の導体が磁性基体を貫通していることが好ましい。かかる構成では、基体内において実質的に該導体が対向する部分が形成されないため、特に容量成分が形成されにくく、また磁性体部分をインダクタンス成分として有効に機能させることができるため、アンテナの広帯域化、小型化に寄与する。
【００１０】
本発明の他のチップアンテナは、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、前記磁性基体の前記長手方向に垂直な断面における前記磁性基体の断面積Ｓに対する前記導体の断面積ｓの比ｓ／Ｓが０.０２９以上であることを特徴とする。該構成によれば、アンテナ内部損失を低く抑えることができる。さらに、共振周端数のずれを抑制するためには前記比ｓ／Ｓは０.１２５以下であることが好ましい。
【００１１】
本発明の他のチップアンテナは、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、平均利得の全面平均がー７ｄＢｉ以上である帯域幅が２２０ＭＨｚ以上であることを特徴とする。かかる構成のチップアンテナを用いれば、一つのチップアンテナで広帯域をカバーすることができ、例えば４７０〜７７０ＭＨｚの広い周波数帯域を使用する地上デジタル放送も２個以下のチップアンテナでカバーすることができる。
【００１２】
本発明の他のチップアンテナは、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、前記磁性基体はＹ型フェライトの焼結体であることを特徴とする。Ｙ型フェライトは、高周波領域まで透磁率を維持し、かつ損失係数も低いので、Ｙ型フェライトの焼結体を用いることは高周波帯域まで機能するチップアンテナを構成するうえで有利である。なお、Ｙ型フェライトの磁性基体は、Ｙ型フェライト単相に限らず、Ｚ型やＷ型等他の相を含有するものも含む。さらに、前記Ｙ型フェライトの焼結体密度は４.８×１０３ｋｇ／ｍ３以上であることが好ましい。該構成によれば落下等大きな衝撃が加わりやすい携帯機器に好適である。さらに、前記Ｙ型フェライトの１ＧＨｚにおける初透磁率が２以上で、損失係数が０.０５以下であることが好ましい。該フェライトを用いることによって高周波帯域でのアンテナ特性の向上を図ることができる。
【００１３】
さらに、前記チップアンテナにおいて、前記磁性基体は、長さが３０ｍｍ以下、幅が１０ｍｍ以下、高さが５ｍｍ以下であることが好ましい。磁性基体を用いた本発明に係るチップアンテナは、小型化に有利であり、数百ＭＨｚの周波数帯域で使用する場合でも小さい寸法を維持できる。磁性基体の長さを３０ｍｍ以下、幅を１０ｍｍ以下、高さを５ｍｍ以下とすることによって、携帯電話等の実装空間の限られた携帯機器等に好適なチップアンテナとなる。
【００１４】
さらに、前記チップアンテナにおいて、前記磁性基体は直方体形状を有し、該直方体形状の長手方向に垂直な方向に位置する角の部分に面取りが設けられていることが好ましい。安定な実装に有利な直方体形状を採用しつつ、直方体形状の長手方向に垂直な方向に位置する角、すなわち長手方向に延びている角の部分に面取りを設けることにより、チッピングの発生を抑え、品質の高いチップアンテナを提供することができる。
【００１５】
さらに、前記チップアンテナは、ケースに収容されていることが好ましい。該構成によれば、取扱い時に他の部材が接触する危険を低減するとともに、外力にも強くなるため、信頼性が高くなる。さらに、前記ケースは、その外側面に導体部材が設けられていることが好ましい。該導体部材とチップアンテナを実装する基板等の導体部分とをハンダ等により接合して、ケースごとチップアンテナを基板等に固定することができる。該導体部材は、少なくとも前記チップアンテナの一端と電気的に接続されていることがより好ましい。基板等とチップアンテナとの電気的接合と機械的接合を兼ねることができる。
【００１６】
また、本発明のアンテナ装置は、前記チップアンテナを用い、前記導体の一端は開放端を構成し、他端は給電回路に接続されていることを特徴とする。容量成分の少ない前記チップアンテナを用いてアンテナ装置を構成することにより、広帯域なアンテナ装置を得ることが可能である。
【００１７】
さらに、前記アンテナ装置において、前記チップアンテナを実装する基板を有し、前記基板には接地電極と該接地電極に離間して固定電極が形成されており、前記導体の前記一端は前記固定電極に接続されていることが好ましい。該構成では、接地電極と固定電極との間に容量成分を形成して容量の調整を行うことができる。これは、チップアンテナ自体の容量成分を調整する方法に比べて、簡易に容量成分の調整を行うことができる。前記アンテナ装置において、平均利得の全面平均が−７ｄＢｉ以上である帯域幅が２２０ＭＨｚ以上であることが好ましい。かかる広帯域特性を有するアンテナ装置は、使用周波数帯域の広い用途、例えば地上デジタル放送に好適である。すなわち、４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域において、前記帯域幅を有するものであれば、地上デジタル放送の使用帯域を２個以下のアンテナ装置でカバーすることができる。なお、平均利得の全面平均とは、ＸＹ平面、ＹＺ平面およびＺＸ平面での平均利得の平均を取ったものをいう。
【００１８】
さらに、前記チップアンテナと前記給電回路との間に、アンテナ装置の共振周波数を調整する整合回路を備え、前記整合回路を切り換えることによって共振周波数を移動させることが好ましい。かかる構成によれば、一つのチップアンテナが持つ周波数特性では満足しきれない広い周波数帯域で機能するアンテナ装置を実現することができる。しかも、チップアンテナの数を必要以上に増やすことなく、広帯域をカバーすることができる。さらに、４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域で平均利得の全面平均で−７ｄＢｉ以上を得ることが好ましい。インピーダンスマッチングのための整合回路に共振周波数の調整機能を持たせることによって、チップアンテナの数を増やすことなく、国内の地上デジタル放送のような４７０〜７７０ＭＨｚ帯を使用する用途に、アンテナ装置を適用することが可能となる。
【００１９】
また、本発明の他のアンテナ装置は、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナと、前記チップアンテナを実装する基板とを有し、前記導体の両端が前記磁性基体から突出しており、前記導体の両端部は前記磁性基体の外で屈曲されて前記基板に形成された電極部に接続されていることを特徴とする。該構成によれば、基体に別途電極を形成したり、接続する基板側に別途処置を施す必要がないため、接続工程が簡易なものとなる。
【００２０】
また、本発明の他のアンテナ装置として、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナと、前記チップアンテナを実装する基板とを有し、前記導体の両端が前記磁性基体から突出しており、前記基板には切り欠き部または開口部を設け、前記チップアンテナの基体は前記切り欠き部または開口部に挿入され、前記導体の両端部が前記基板に形成された電極部に接続されている構成としてもよい。かかる構成では、基板の切り欠き部または開口部に基体の一部が入るため、実装後の基体の高さを低くすることができるため、アンテナ装置の低背化に寄与する。また、導体を屈曲させずに基板側の電極に接続できるため、工程が簡略化される。
【００２１】
さらに、前記アンテナ装置は地上デジタル放送用アンテナ装置であることが好ましい。本発明に係る前記のアンテナ装置は、小型化、広帯域化が図られるので、例えば４７０〜７７０ｋＨｚの帯域のように広い周波数帯域を用いる地上デジタル放送に好適である。
【００２２】
また、本発明の通信機器は、前記アンテナ装置を搭載したことを特徴とする。前記アンテナ装置は、広帯域で機能するため、それを用いた通信機器も広帯域で使用することが可能である。特に、前記アンテナ装置を搭載した地上デジタル放送用の携帯端末や携帯電話、デジタルラジオなどの通信機器を構成すると、該機器の携帯性、信頼性の向上に寄与する。
【００２３】
なお、前記チップアンテナ、前記アンテナ装置および前記通信機器の構成は適宜組み合わせることも可能である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、小型化および広周波数帯域化に適したチップアンテナを提供することができる。特に、チップアンテナの磁性基体として高透磁率、低損失係数のＹ型フェライトを用いた場合には、高周波帯域で高利得を得る点でも有利なチップアンテナを提供することができる。さらに、本発明に係るチップアンテナを用いることにより、使用可能な周波数帯域の広いアンテナ装置、通信機器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明について具体的な実施形態を示しつつ説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。なお、同一部材については同一の符号を付してある。
【００２６】
図１に、本発明に係るチップアンテナの実施形態の一例を示す。図１のチップアンテナは、基体として磁性体セラミックスを用いた磁性体チップアンテナである。該チップアンテナは基板に実装して用いることができる。図１の（ａ）は斜視図、（ｂ）は長手方向に沿って導体を含んだ断面図、（ｃ）は長手方向に垂直な方向での断面図である。線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通している。図１では、線状の導体２は直線状である。すなわち、直線状の導体は、直方体の側面や円柱の外周面など、導体を囲むように位置する基体外側の面に沿うように延設され、磁性基体の長手方向両端面間を貫通している。図１の構成では、前記導体の両端、すなわち導体の一端３と他端４が磁性基体１から突出している。前記導体の一端３は開放端を構成し、他端４は給電回路等の制御回路（図示せず）に接続されて、アンテナ装置が構成される。磁性基体１の内部には、導体部分としては直線状の中実の導体２が存在するだけなので、容量成分の低減に理想的な構造となる。放射導体として機能する直線状の導体が一本貫通している構造なので、該導体は基体内部で実質的に対向する部分を持たないので、容量成分の低減に特に有効なのである。かかる観点からは、磁性基体を貫通する導体は一本のみが好ましい。ただし、間隔を十分に取るなどして容量成分の影響が小さい場合などは、一本の貫通導体のほかにさらに別の導体が貫通した、または埋設された構成とすることも可能である。図１４に、図８に示す構成のアンテナ装置を用いてアンテナ内部損失と共振周波数の誘電率依存性を評価した結果を示す。ここでアンテナ内部損失とは、基体の材料損失と導体損失の合計値をアンテナ利得として換算した値である。磁性基体１の寸法は長さ３０ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ３ｍｍ、初透磁率は３、損失係数は０.０５とし、磁性基体１の中心を貫通する導体は０.５ｍｍ角の銅である。また、磁性基体１と接地電極９との間隔は１１ｍｍである。整合回路には図１５に示したものを用い、キャパシタＣ１は０.５ｐＦ、インダクタＬ１は５６ｎＨ、インダクタＬ３は１５ｎＨとしている。図１４に示すように、アンテナの内部損失は比誘電率に対してほとんど変化していない。これは、本発明に係る構造は容量成分を形成しにくいため、比誘電率が多少大きくなってもアンテナの内部損失の増加が抑制されるためと考えられる。損失の観点からは、比誘電率は低いことが好ましいが、本発明に係る構造ではアンテナの内部損失が比誘電率の影響を受けにくい、すなわち比誘電率に対してかなり不感である。したがって、例えば図１４に示すように共振周波数のばらつきを抑えるために、誘電率の大きい材料を用いることもできる。この場合、比誘電率は８以上が好ましく、より好ましくは１０以上である。
【００２７】
また、導体２が磁性基体１を貫通している構造なので、導体が貫通してない場合に比べて、磁性基体内で同じ導体長を確保した場合に、チップアンテナ全体の小型化を図ることができる。さらに、導体２が磁性基体１を貫通しているので、導体２の両端で、他の回路素子や電極との電気的接続が可能であり、設計自由度が高い。直線状の導体は、直方体の側面や円柱の外周面など、導体を囲むように位置する基体外側の面からの距離を一定に保ちつつ基体を貫通していることが好ましい。図１に示した構成では、導体２は磁性基体１の長手方向に、該磁性基体の中央で貫通している。すなわち、磁性基体１の長手方向に垂直な断面において、導体２は中央に位置している。また、図１２に示すように、チップアンテナの構成として、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているものであれば、直方体に限らず、円弧状（アーチ形状）としてもよい。図１２の（ａ）は斜視図、（ｂ）は導体の部分を含む断面図、（ｃ）は基板に実装した状態基板の面方向からみた正面図である。線状の導体が磁性基体の長手方向に沿っている構成では、基体の中で、導体はコイルやミアンダ電極を構成しない。長手方向に対して屈曲部を持たないことが好ましい。図１２の構成では、円弧状の基体１を円弧に沿って線状の導体２が貫通している。すなわち、線状の導体は、直方体の側面や円柱の外周面など、導体を囲むように位置する基体外側の面に沿うように延設され、基体長手方向の両端面間を貫通している。この場合導体を囲むように位置する基体外側の面からの距離を一定に保ちつつ基体を貫通していることが好ましい。図１２では、導体は円弧状基体の断面の中心に位置するようにしてある。図１２の構成では、導体の両端、すなわち導体の一端３と他端４が磁性基体１から突出している。磁性基体と導体が円弧状になっている以外の部分は図１の場合と同様にしてアンテナ装置や通信機器が構成される。図１２の（ｃ）で、導体の一端３と他端４は磁性基体１から離間した部分で屈曲して、基板８上の固定電極および給電電極（図示せず）に固定されている。導体を磁性基体から離間した部分で屈曲させることで、屈曲に伴う導体および磁性基体の損傷を防ぐとともに、容量成分の低減にも有利な構造となる。
【００２８】
広帯域化のためにはアンテナのＱ値を下げることが必要となるが、Ｑ値はインダクタンスをＬ、容量をＣとすると（Ｃ／Ｌ）１／２で表されるため、Ｌを上げる一方、Ｃを下げる必要がある。基体として誘電体を用いた場合、インダクタンスＬを上げるためには導体の巻き線数を増やす必要があるが、巻線数の増加は線間容量の増加を招くため、アンテナのＱ値を効果的に下げることができない。これに対して、本発明においては、基体として磁性基体を用いるため、巻線数の増加によらず透磁率でインダクタンスＬを上げることができる。したがって巻線数の増加による線間容量の増加を回避して、Ｑ値を下げることができ、アンテナの広帯域化を図ることができる。特に、本発明では、上述のように容量成分の低減に効果的な、直線状の導体が磁性基体を貫通する構成を採用するので、チップアンテナの広帯域化に特に顕著な効果を発揮するのである。この場合、磁路は導体２を周回するように磁性基体内に形成されるため、閉磁路を構成する。該構成で得られるインダクタンス成分Ｌは導体２を覆う磁性基体部分の長さや断面積に依存する。したがって、直線状導体が磁性基体１を貫通しない場合は、インダクタンス成分Ｌに寄与しない部分が増えてしまい、不必要にチップアンテナが大型化してしまう。これに対して、導体２が磁性基体１を貫通する構成とすることによって、効率よくＬ成分を確保し、チップアンテナの小型化を図ることができる。
【００２９】
磁性基体１の外部での導体の取り回しは、磁性基体１に印刷電極を形成することで行い、ハンダ付けによる固定も当該印刷電極で行うことも可能であるが、製造工程を簡略化し、かつ容量の増加を抑える観点からは、導体２の突出した端部を用いてハンダ付け等のための取り回しを行うことが好ましい。なお、印刷電極で磁性基体の外部での取り回しを行う場合には、該印刷電極は、その面積および対向部分を可能な限り小さくすることが望ましい。図１の構成のように導体２の両端が突出している場合は、導体２の一端（以下、第１の端部ともいう）と他端（以下、第２の端部ともいう）の２箇所でチップアンテナ１０のハンダ固定を行うことができるので、安定な実装が可能となる。かかる構成では、実装のために別途基体に電極を設ける必要がなく、アンテナ装置を構成する際の工程の簡略化が図られる。突出した端部は必ずしも直線上でなくてもよく、図２の実施形態のように屈曲していてもよい。図２に示す構成では、基板に実装しやすいように、導体２の磁性基体１の両側に突出した部分は、磁性基体１から離間した部分で屈曲してあり、その先端部分は磁性基体１の一端面である底面と平行に、より具体的には略同一面上に位置するようにしてある。磁性基体の両側に突出した導体部分を略９０°屈曲して、基板に設けられたスルーホールに挿入してハンダ付けしてもよい。なお、より強固な固定のためにチップアンテナの磁性基体に前記導体とは別にハンダ付け等による固定用の電極を設け、該電極を用いてチップアンテナを固定したアンテナ装置を構成することも可能である。
【００３０】
突出した端部で導体の取り回しを行う場合は、いずれの場合でも、磁性基体１の表面に電極を形成する必要がないため、容量成分の増加を抑えることができる。突出している部分が直線状である図１の構成では、直線上の導体２は磁性基体の内部および表面において対向する部分を持たないので、容量成分の低減に特に効果的である。
【００３１】
導体の材質は、特に限定するものではないが、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ等の金属の他、４２アロイ、コバール、リン青銅、黄銅、コルソン系銅合金等の合金を用いることができる。このうちＣｕ等の硬度の低い導体材料は、両端を屈曲して用いる場合に適し、４２アロイ、コバール、リン青銅、コルソン系銅合金など硬度の高い導体材料は磁性基体を強固に支持する場合や両端を屈曲せず直線状のまま使用する場合に適する。また、導体にはポリウレタンやエナメル等の絶縁被覆を設けてもよい。体積抵抗率の高い、例えば１×１０５Ω・ｍ以上の磁性基体を用いることで絶縁を確保することも可能であるが、絶縁被覆を設けることによって、特に高い絶縁性が得られる。この場合絶縁被覆の厚さは２５μｍ以下が好ましい。これが厚くなりすぎると磁性基体と導体との隙間が大きくなり、インダクタンス成分が減少する。
【００３２】
磁性基体の形状は、特に限定するものではないが直方体、円柱等をとることができる。安定な実装を実現する上では直方体の形状が好ましい。また、直方体形状の場合には、長手方向に垂直な方向に位置する角の部分に面取りを設けることが好ましい。直方体形状は安定な実装に有利であるが、角の部分にはチッピングが発生しやすい。これに対して、面取りを設けることによって、磁束が漏れにくくなるほか、チッピング等の不具合も防止できる。直方体形状の長手方向に垂直な方向に位置する角は、長手方向に延びている角の部分として４箇所存在する。面取り部分はこのうちの少なくと１箇所にあればその効果が発揮されるが、信頼性の観点からは４箇所とも面取り部分が設けられていることが好ましい。また、磁性基体の長手方向の端部の角にも面取り部分を設けてもよい。面取りの仕方は、直線状におとす方法であってもよいし、アールすなわち円弧形状を設ける方法でもよい。また、面取りは、研削等の機械加工、バレル研磨、面取り部分を設けた金型による成形等によって設けることができる。但し、磁性基体への新たな欠陥導入の防止および工程の簡略化の観点からは、面取り部分を設けた金型による成形、特に押出し成形によって面取り部分を形成することが好ましい。かかる場合、面取り部分が焼結肌で構成されるため欠陥が発生しにくい。面取りの幅ｄ（磁性基体の側面において面取り部分によって失われている長さ）は、その実質的な効果を発揮するためには０.２ｍｍ以上であることが好ましい。一方、面取りが大きくなると直方体形状であっても安定な実装が困難になるので１ｍｍ以下（磁性基体の幅または高さの１／３以下）が好ましい。磁性基体の長さ、幅、高さは、これらが大きくなると共振周波数は低下する。基体の長さは３０ｍｍ以下、幅は１０ｍｍ以下、高さは５ｍｍ以下が好ましい。基体の寸法が前記範囲を超えると表面実装型チップアンテナとしては大型化してしまう。例えば、地上デジタル放送帯域である４７０〜７７０ＭＨｚに使用できるよう、共振周波数を５５０ＭＨｚ付近にするためには、磁性基体の長さは２５〜３０ｍｍ、幅は３〜５ｍｍ、高さは３〜５ｍｍがより好ましい。また図１２に示すように、例えばアーチ形状などの曲面を持つ形状で構成される基体でも良い。この場合には、さらにデザイン性の向上のみならず、端末落下の際などにアンテナの基体に加わる衝撃にたいする耐衝撃性向上の効果も得られる。これは、一般的にアンテナは端末の端部に搭載されるため、アーチ形状の外側の曲面を端部方向に向けることによって外力に対する耐性が高くなるからである。さらに、アーチ形アンテナの他の効果として、次のような効果も発揮する。アンテナと周囲の金属部分（スピーカ、レシーバや液晶表示素子など）との間隔を大きくすることにより、アンテナから放射される電磁波の一部が金属部分に流れ難くなるため、アンテナの利得や感度が向上すると共に、金属部分からの電磁波放射が抑制されるため指向性の乱れも低減できる。
【００３３】
また、導体の断面形状も特に限定するものではないが、例えば円形、長方形、正方形等の形状のものを用いることができる。すなわち、ワイヤ状、テープ状のものを用いることができる。導体の断面形状と磁性基体の断面形状を略相似とし、導体をとりまく磁性基体の厚さを一定にすると、均一性の高い磁路が形成されるので好ましい。ここで断面とは前記磁性基体の長手方向に垂直な断面を指す。例えば、直方体、円柱の磁性基体の長手方向に直線状の導体が貫通している場合は、該長手方向に垂直な断面では、導体を磁性基体が取り囲む断面となる。また、磁性基体が円弧状（アーチ形状）等のように曲線状である場合は、円弧の周方向に垂直、すなわち円弧の径方向で切る断面である。この場合も、導体を磁性基体が取り囲む断面となる。なお、磁性基体の断面積は、導体が配置されている貫通孔の部分を除いた断面積である。ここで、磁性基体の断面における磁性基体の外径をＲ、内径をｒとしたときの、ｒ／Ｒに対するチップアンテナの平均利得の変化を図２４に示す。図２４では導体が角柱型、円柱型の電極の場合、すなわち貫通孔の断面形状が四角形、円形の場合について示してある。外形、貫通孔形が四角形の角形の場合、外径、内径とは四角形の一辺を指し、外形、貫通孔形が円形の場合は、外径、貫通孔の直径が前記外径、内径に相当する。また、磁性基体１の寸法は長さ３０ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ３ｍｍ、初透磁率は３、損失係数は０.０２としている。ｒ／Ｒが大きくなると平均利得は一定値となるが、ｒ／Ｒを０.１以上とすることで、平均利得を前記一定値から０.２ｄＢｉ以内の範囲に抑えることができる。より好ましくはｒ／Ｒを０.１５以上とすることで、平均利得を前記一定値から０.１ｄＢｉ以内の範囲に抑えることができる。さらに好ましくはｒ／Ｒは０.２以上である。また、また、導体の断面形状の大きさとアンテナ内部損失との関係を、導体が四角形である場合ｒ／Ｒを０.５以下が好ましい。ｒ／Ｒが大きくなりすぎると磁性基体の部分が相対的に薄くなり、チップアンテナの強度が低下する他、磁性基体の体積が低下するので磁性体チップアンテナの性能を充分に維持することが困難になる。例を図１６に示す。導体の断面形状を変えた以外は、図１４に示すアンテナ内部損失等の誘電率依存性を評価した場合と同様である。図１６の例では磁性基体の断面は３×３ｍｍの正方形であり、正方形の導体の幅を変えて断面積を変えている。導体の幅、断面積が大きくなって磁性基体の断面積Ｓに対する導体の断面積ｓの比ｓ／Ｓが大きくなると、アンテナ内部損失が低化し、導体の幅が０.５ｍｍ以上、断面積が０.２５ｍｍ２以上となって断面積比ｓ／Ｓが０.０２９以上となるとほぼ一定となる。したがって、磁性基体の断面積Ｓに対する導体の断面積ｓの比ｓ／Ｓが０.０２９以上（導体の幅が０.５ｍｍ以上、断面積０.２５ｍｍ２以上）であることが好ましい。この場合、磁性基体の幅Ｗに対する導体幅ｗの比ｗ／Ｗは０.１７以上である。導体の幅が０.７ｍｍ以上、断面積が０.４９ｍｍ２以上となって、断面積比ｓ／Ｓが０.０５８以上（ｗ／Ｗが０.２３以上）になるとアンテナ内部損失が０.５ｄＢ以下となるため、断面積比ｓ／Ｓ、導体の幅、断面積または幅の比ｗ／Ｗが前記条件を満たすことがさらに好ましい。一方、ｗ／Ｗは１未満であるが、導体の幅が大きくなると磁路が狭くなりインダクタンス成分が低下し、共振周波数も高くなる。導体の幅が１.０ｍｍを超え、磁性基体の厚さが１.０ｍｍ未満となり、ｗ／Ｗが０.３３を超え、断面積比ｓ／Ｓが０.１２５を超えると、共振周波数は地上デジタル放送帯域４７０〜７７０ＭＨｚの中心から１０％を超えてずれるようになる。したがって、この場合幅ｗは１.０ｍｍ以下（断面積１.０ｍｍ２以下）、すなわち断面積比は０.１２５以下（ｗ／Ｗで０.３３以下）が好ましい。ここでＷは磁性基体の長手方向に直角な方向の最小寸法であり、ｗは導体の長手方向に直角な方向の最小寸法である。すなわち断面が正方形であればその一辺の長さである。
【００３４】
図１に示す直線状の導体が磁性基体を貫通している構成についてさらに詳述する。かかる構成は、磁性基体と導体を一体で形成してもよい。例えば、特許文献１に開示されているような方法、すなわち磁性体の粉末の中に導線を配した状態で圧縮成形し、その後焼結する方法で形成することができる。焼結には、通常の加熱焼結の他、加熱方法としてマイクロ波焼結を採用すると加熱時間も短いため、導体と磁性粉末との反応を抑えることができる。また、磁性基体と導体を一体で形成する方法として、グリーンシートを積層する積層プロセスを採用することもできる。磁性体粉末と結合剤、可塑剤の混合物をドクターブレード法等でシート成形してグリーンシートを得て、該グリーンシートを積層して積層体を得る。該積層体の中心部分に位置することとなるグリーンシートにＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｐｔ等の導体ペーストを直線状に印刷しておくことによって、直線状の導体が貫通している磁性基体を得ることができる。ただし、この場合は、前記直線状の導体と導通をとり、磁性基体の外部に導体を引き回すために、印刷、焼き付け等によって磁性基体の表面に表面電極を形成する必要がある。
【００３５】
一方、磁性基体と導体を別体として形成してもよい。この場合、チップアンテナは、磁性基体に貫通孔が設けられ、該貫通孔の中に導体が設けられている構成となる。磁性基体と導体を別体として形成する場合は、磁性基体と導体との反応の影響を排除できるとともに、設計の自由度および導体部分の精度を高めることができる。この場合、磁性基体がフェライト焼結体であれば、該磁性基体は通常の粉末冶金的手法で作製すればよい。磁性基体に貫通孔を設ける方法としては、焼結体に機械加工で貫通孔を形成する方法、圧縮成形法または押出し成形法により貫通孔を有する成形体を成形し、焼結する方法、などがある。長尺のものを作製する場合は、貫通孔同士を対置させつつ短尺のものを複数積み重ねてもよい。図１２に示すような曲面で構成された基体についても、圧縮成形法あるいは押出し成形法により製作することができる。また焼結体で加工する他、成形体の状態で加工、整形してもよい。
【００３６】
貫通孔の断面形状は特に限定するものではないが、例えば、円形、四角形などとすればよい。導体の挿入を容易にし、磁性基体と導体との隙間を小さくするためには、貫通孔の断面形状は、導体の断面形状と相似の形状にするとよい。磁性基体と導体との間には隙間があってもよいが、隙間の存在はインダクタンス成分のロスにつながるので、該隙間は磁性基体の厚さに対して十分小さいことが望ましい。該隙間は片側で５０μｍ以下であることが好ましい。好ましくは、貫通孔の断面形状と導体の断面形状が、導体を挿入可能な範囲で略同一であることが好ましい。かかる点は貫通孔の形成方法によらない。貫通孔の断面形状が円形の場合、円筒度（最大径と最小径の差）は５０μｍ以下が好ましい。磁性基体の貫通孔に導体を挿入する場合、これが大きくなると、真円として設定した径に対して最小径が小さくなり導体の挿入が困難になるため、余裕を持って大きめに径を設定する必要が生じる。かかる場合は隙間が多くなってしまいインダクタンス成分のロスにつながる。より好ましくは、１０μｍ以下である。一方、直線状の導体が磁性基体を貫通する構造の場合、磁性基体の貫通孔は導体を挿入するために真直度（貫通孔長手方向における貫通孔断面のずれ幅）は貫通孔の直径以下であることが好ましい。
【００３７】
図１に示す直線状の導体が磁性基体を貫通している構成を、磁性基体と導体を別体で形成し、実現する一例を図３に示す。図３に示す例は、直方体状の磁性基体が複数の部材で構成され、貫通孔が前記複数の部材の構設によって形成されている実施形態である。図３の（ａ）では、磁性基体は、導体を挿入するために溝が設けられた磁性部材１２と、該溝を挟んで該磁性部材１２と貼り合わせるための磁性部材１１で構成されている。磁性部材１２の溝に導体２を挿入し、さらに磁性部材１１を貼り合わせて固定してチップアンテナとする（図３（ｂ））。磁性部材１２と磁性部材１１を貼り合わせた後に、形成された貫通孔に導体を挿入してもよい。いずれも、磁性部材１２と磁性部材１１を貼り合わせることによって、貫通孔が形成されることになる。溝は例えばダイシング加工を用いれば、精度よく形成することができる。図３の例では、簡単な溝加工と部材の貼り合わせで基体を組み上げるので、貫通孔を極めて簡易に形成することができる。溝の断面形状は、導体の挿入が可能になるように導体の断面形状に応じたものにする。すなわち、溝の深さは、導体が溝の上面からはみださないように設定する。図３の例では、磁性部材の一方に溝を設けてあるが、両方の磁性部材に溝を設け、その溝を対向させて貼り合わせることによって、貫通孔を形成してもよい。この場合は、挿入する導体が両方の磁性部材の位置決めする機能も発揮する。
【００３８】
図４は、磁性基体が複数の部材で構成され、貫通孔が前記複数の部材の構設によって形成されている他の実施形態である。図４は長手方向に垂直な方向の断面図である。磁性基体は直方体状をなし、磁性部材１５を磁性部材１３および１４で挟むことで構成されている。磁性部材１３、１４および１５はともに直方体である。２つの磁性部材１５が所定の間隔を持つことで貫通孔が形成され、２つの磁性部材１５の間隔および厚みで貫通孔の形状、大きさが決定される。具体的な組立手順は、例えば磁性部材１４上で導体２を挟んで磁性部材１５を配置し、さらに磁性部材１３を被せ、磁性部材１４と導体２を磁性部材１３と１４で挟んだ状態でこれらを固定すればよい。図４の構成は、溝加工を必要とせず、簡単な加工だけで磁性部材を作製し、貫通孔を形成することができるので、チップアンテナの簡易な製造に適する。
【００３９】
磁性基体と導体、磁性部材と磁性部材は、クランプ等を用いて固定することも可能であるが、確実に固定するためには固着することが好ましい。例えば、磁性基体と導体との固着であれば、磁性基体と導体隙間に接着剤を塗布して固着すればよい。磁性部材同士の固着は、貼り合わせ面に塗布して接着する。接着剤が厚くなると磁気ギャップが大きくなるため、接着剤の厚さは５０μｍ以下が好ましい。より好ましくは１０μｍ以下である。磁気的なギャップの形成を抑えるためには、貼り合わせ面以外の部分に接着剤を塗布して固着してもよい。例えば側面で、磁性部材の貼り合わせ部分を跨ぐように接着剤を塗布する。接着剤は熱硬化性、紫外線硬化性等の樹脂や無機接着剤などを用いることができる。樹脂には酸化物磁性体などの磁性体フィラーを含有させてもよい。接着剤は、チップアンテナをハンダ固定する場合を考慮して、耐熱性の高いものを用いることが好ましい。特に、チップアンテナ全体が加熱されるリフローを適用する場合は、３００℃以上の耐熱性があることが好ましい。なお、磁性基体と導体との隙間が小さく、磁性基体の貫通孔に設けられた導体の動きが磁性基体で十分に拘束される場合は、磁性基体と導体との間に必ずしも固定手段を講ずる必要はない。
【００４０】
次に、直線状の導体が磁性基体を貫通している構成を、磁性基体と導体を別体で形成して実現する他の例を図１９に示す。図１９の（ａ）は長手方向に沿って導体を含んだ断面図、（ｂ）は長手方向に垂直な方向での断面図である。図１９に示す例は、直方体状の磁性基体３３は一体の部材で構成されており、該磁性基体３３の貫通孔に断面円形の導体３４が挿入されて貫通している実施形態である。磁性基体として一体の部材を用いる場合は、接合部分を持たないため、チップアンテナの機械的強度を確保する上で有利な構成である。かかる磁性基体としては、押出し成形によって得られたものが好適である。押出し成形によれば、長尺の磁性基体、特に長手方向に貫通孔を有する磁性基体を作製することが可能である。押出し成形では、混練した原料を連続的に押出すため、造粒粉を圧縮成形する場合のように、焼結体において造粒粉同士の境界の痕跡が残らない。したがって、例えば本発明で用いる長尺の、かつ貫通孔を有する磁性基体であっても、高い機械的強度を具備することが可能である。特に、貫通孔を押出し成形時に形成してから焼結することが可能であるため、磁性基体の貫通孔の内壁面を焼結肌で構成し、欠陥の発生を抑制することができる。該構成は、落下の衝撃など大きな外力が加わる可能性の高い携帯電話などの携帯機器に用いる場合に好適である。押出し成形は、図１９（ｂ）に示す形状に対応した断面形状の成形体を連続的に押出して行われ、該成形体は所定の長さに切断して焼結される。図１９に示す例は、直方体形状の長手方向に垂直な方向に位置する角に面取り部分としてアールを設けた構成であり、面取りの幅はｄで示してある。前記構成は成形の際、金型の角にアールを設けることによって作製される。
【００４１】
次に、図２０に本発明に係るチップアンテナの他の実施形態を図に示す。図２０に示す例は、ケースに収容されているチップアンテナである。図２０の（ａ）は、樹脂製のケース３０および前記ケース３０に収容されたチップアンテナの平面図を示している。図の（ｂ）は図２０の（ａ）におけるＡの方向から見た側面図、図２０の（ｃ）は図２０の（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。ケース３０はチップアンテナを収容可能な空間を深さ方向に有し、両側面には、側面上面から略中央にかけて、断面が円形の導体３６をケース内部からケース外部へと導出可能となるようにスリットが設けられている。なお、スリットのかわりに貫通孔を設けてもよい。また、前記スリットまたは貫通孔は、必ずしも両側面に設ける必要はなく片側の側面に設けてもよい。チップアンテナはケース内側端面間に拘束される。また、各チップアンテナの長手方向の二点においてチップアンテナの長手方向に直角方向の動きを拘束する突起部３１をケース内壁に設けてある。図１９の例では、前記突起部３１は、深さ方向に柱状に形成されており、チップアンテナを線で拘束する。柱状の突起部の断面形状は特に限定するものではないが、例えば三角形状、半円状等とすればよい。突起部は点状の突起として、点で拘束しても良い。また、突起部を設けるかわりに、チップアンテナの形状と略同一の空間を設け、該空間にチップアンテナを嵌挿してチップアンテナの動きを拘束してもよい。ケースの深さは、特に限定するものではないが、磁性基体３５を保護する観点からは、磁性基体の厚さよりも大きく、磁性基体がケース上面から突出しないことが好ましい。チップアンテナは、接着剤でケースに固定しても良い。
【００４２】
図２１に、チップアンテナが、ケースに収容されている別の実施形態を示す。突起部３８の構成は図２０に示す実施形態と同様である。図２１の（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ図２１（ａ）のＣ１およびＣ２の点線部分の断面図である。図２１に示す実施形態では、ケース３７の外側面に導体部材が設けられている。具体的には、ケース３７の両側面の中央下端から底面側端部にかけて導体部材３９Ｂが設けられている。該導体部材を用いて基板等の導体部分とケースとを接合し、チップアンテナを固定することができる。図２１に示す構成では、導体部材３９Ｂはケース側面からさらにケース内部に延設され、ケース内部で導体部材３９Ａを形成している。すなわち、導体３９Ａと３９Ｂは一体であり、電気的に導通が取られている。導体部材３９Ａと３９Ｂの末端は樹脂ケースの内部に内挿されている。かかるケースは、例えばリン青銅製の導体部材を樹脂モールドすることで形成すればよい。図２１に示す例では、ケース外面に設けられた導体部材３９Ｂに導通する導体部材３９Ａを、ケース内部の底面の両端に設け、該導体部材３９Ａにチップアンテナの導体をハンダ接合（図示せず）により接続している。かかる構成では、前記導体部材３９Ｂを用いて、チップアンテナの固定と、チップアンテナと他の回路等との電気的な接続を行うことができる。なお、図２１に示す例では、導体部材３９Ｂはケース３７の外側の面に沿うように設けられているが、該導体部材は電極ピン構造としてケースから突出する形態としてもよい。
【００４３】
また、導体部材３９Ａの替わりに、上方からスリットを設けた金属板をケース底面から立設し、該金属板が前記スリットにおいて磁性基体から突出した線状の導体を挟持する構成とすることもできる。この場合該金属板は前記導体部材３９Ｂと一体のものとするか、電気的に接合しておくことが好ましい。前記スリットの幅を前記線状の導体の幅または径よりも小さくしておけば、チップアンテナの固定と電気的接続を行うことができる。スリットの幅が深さ方向に漸減するようにしてもよい。また、スリットの上端の幅を導体が挿入される中間部分の幅よりも小さくして、線状の導体を掛止する構成にしてもよい。なお、ケース内部の導体部材３９Ａは必ずしも必要とするものではなく、側面や底面などケースの外側面に導体部材が設けられていれば、基板等の導体部分と接合してケースに収容されたチップアンテナを実装することが可能である。かかる場合は、磁性基体から突出した導体部をケースの外まで延出させ、ケース外の電極等に電気的接続を行えばよい。また、ケース上部には、蓋部材を設けてもよい。蓋部材は接着剤で接着固定してもよいし、蓋部材はケースに掛止される構成を用いてもよい。蓋部材を設けることにより、チップアンテナ全体を保護することができる。また、上述の突起部の形成に加えて、または替えて前記蓋部材を用いてチップアンテナの動きを拘束しても良い。上述の例は、ケースを用いてチップアンテナを固定、保護する例であるが、ケースを用いる替わりに、チップアンテナを樹脂でモールドした構成としてもよい。
【００４４】
前記の磁性基体としては、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｌｉ系フェライトに代表されるスピネル型フェライト、プラーナと呼ばれるZ型、Ｙ型等の六方晶フェライト、これらフェライト材料を含む複合材等を用いることができるが、フェライトの焼結体であることが好ましく、特にＹ型フェライトの焼結体を用いることが好ましい。フェライトの焼結体は体積抵抗率が高く、導体との絶縁を図るうえで有利である。体積抵抗率の高いフェライト焼結体を用いれば、導体との間に絶縁被覆を必要としなくなる。Ｙ型フェライトは、１ＧＨｚ以上の高周波まで透磁率が維持される点、１ＧＨｚまでの周波数帯域で磁気損失が小さい点から、４００ＭＨｚを超える高周波数帯域の用途、例えば４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を使用する地上デジタル放送用のチップアンテナに好適である。かかる場合、Ｙ型フェライトの焼結体を磁性基体として用いればよい。Ｙ型フェライトの焼結体は、Ｙ型フェライト単相に限らず、Ｚ型やＷ型等他の相を含有するものであってもよい。焼結体は、焼結後で磁性部材として十分な寸法精度を有していれば加工を必要としないが、貼り合わせ面は、研磨加工を施し、平坦度を確保することが望ましい。
【００４５】
前記Ｙ型フェライトの１ＧＨｚにおける初透磁率を２以上で、損失係数を０.０５以下とすると、広帯域、高利得のチップアンテナを得る上で有利である。初透磁率が低くなりすぎると、広帯域化を図ることが困難となる。また、損失係数、すなわち磁気損失が大きくなるとチップアンテナの利得が低下する。図１７に、図８に示す構成のアンテナ装置を用いてアンテナ内部損失の損失係数ｔａｎδ依存性を評価した結果を示す。磁性基体１の寸法等、損失係数以外の条件は上述のアンテナ内部損失等の誘電率依存性を評価した場合と同様である。また、比較のために導体幅が０.８ｍｍで、巻き数１２のヘリカル構造の電極を有するチップアンテナを用いた場合（構造ｂ）の評価結果も併せて示してある。図１７に示すように、損失係数が小さいほどアンテナ内部損失が小さくなるが、同じ損失係数で比較すると、本発明に係る構造の場合（構造ａ）は、ヘリカル構造の電極を有する場合よりもアンテナ内部損失が大幅に抑制されている。例えば損失係数ｔａｎδが０.０５以下とすれば、アンテナ内部損失を０.５ｄＢ以下の低い水準とすることができる。アンテナ内部損失の０.５ｄＢは、送信電力の１０％程度に相当し、基体のみの損失として許容できる十分な水準である。また、初透磁率を変化させた場合のアンテナ内部損失の損失係数ｔａｎδ依存性を図１８に示す。初透磁率が大きくなるとアンテナ内部損失は大きくなる傾向を示すが、初透磁率が２〜３の範囲では、損失係数ｔａｎδを０.０５以下とすればアンテナ内部損失を０.５ｄＢ以下とすることができる。さらに、損失係数を０.０４以下とすれば初透磁率４以下までアンテナ内部損失を０.５ｄＢ以下とすることができ、損失係数を０.０３以下とすれば初透磁率５以下までアンテナ内部損失を０.５ｄＢ以下とすることも可能である。チップアンテナとして−７ｄＢｉ以上の平均利得を得るためには、損失係数は０.０５以下が好ましい。損失係数を０.０３以下と低くすることによって、特に利得の高いチップアンテナを得ることができる。損失係数は周端数が高くなるにつれて大きくなる。したがって、前記Ｙ型フェライトの１ＧＨｚにおける初透磁率を２以上で、損失係数を０.０５以下とすれば、数百ＭＨｚ、すなわち１ＧＨｚまでの周端数帯域全体にわたって平均利得に優れたチップアンテナを提供することができるが、使用される各帯域において損失係数等が前記範囲を満たしていれば高利得のチップアンテナを提供することは可能である。例えば４７０ＭＨｚ、７７０ＭＨｚおいて初透磁率が２以上で、損失係数が０.０５以下であれば、４７０〜７７０ＭＨｚ帯を使用する地上デジタル放送に適用することが可能である。さらに、１８０ＭＨｚにおいて初透磁率が２以上で、損失係数が０.０５以下であれば、１８０ＭＨｚ以上の帯域、例えば１８０〜２１０ＭＨｚ帯を使用する地上デジタル放送に適用することが可能である。
【００４６】
Ｙ型フェライトついてさらに説明する。Ｙ型フェライトとは、代表的には例えばＢａ２Ｃｏ２Ｆｅ１２Ｏ２２（いわゆるＣｏ２Ｙ）の化学式で表される六方晶系のソフトフェライトである。前記Ｙ型フェライトは、Ｍ１Ｏ（Ｍ１はＢａ、Ｓｒのうちの少なくとも一種）、ＣｏＯおよびＦｅ２Ｏ３を主成分とし、前記化学式のＢａをＳｒで置換したものも含む。ＢａとＳｒはイオン半径の大きさが比較的近いため、ＢａをＳｒで置換したものもＢａを用いた場合と同様にＹ型フェライトを構成し、また類似した特性を示し、これらはいずれも高周波帯域まで透磁率を維持する。これらの比率は、Ｙ型フェライトを主相とできるものであればよいが、例えばＢａＯは２０〜２３ｍｏｌ％、ＣｏＯは１７〜２１ｍｏｌ％、残部Ｆｅ２Ｏ３であることが好ましく、ＢａＯは２０〜２０．５ｍｏｌ％、ＣｏＯは２０〜２０．５ｍｏｌ％、残部Ｆｅ２Ｏ３であることがさらに望ましい。Ｙ型フェライトを主相とするとは、Ｘ線回折におけるピークのうち、Ｙ型フェライトのメインピ−ク強度が最大であることをいう。Ｙ型フェライトはＹ型単相であることが好ましいが、Ｚ型、Ｗ型など他の六方晶フェライトやＢａＦｅ２Ｏ４等の異相が生成する場合がある。したがって、Ｙ型フェライトは、これらの異相を含むことも許容する。ただし、透磁率を高周波まで維持すること、低損失であることを実現するためにはＹ型フェライトの比率は８５％以上であることが好ましく、より好ましくは９２％以上である。ここでＹ型フェライトの比率とは、本発明のフェライトを構成する各相のＸ線回折におけるメインピーク（最もピーク強度の高いピーク）の強度の和に対するＹ型フェライトのメインピ−ク強度の割合である。
【００４７】
前記Ｙ型フェライトは、さらにＣｕ、Ｚｎを微量に含有することが好ましい。従来から、Ｙ型フェライトとしてＣｏの代わりにＣｕやＺｎを用いたＣｕ２Ｙ、Ｚｎ２Ｙなどが知られている。このＣｕ、Ｚｎの置換は主としてＡｇとの同時焼成を目的とした低温焼結化、透磁率の向上を目的とするものであるが、Ｃｏに対するＣｕ或いはＺｎの置換量は数十％以上と多く、この場合体積抵抗率が低くなり、また損失係数、誘電率も大きくなりやすい。これに対して、本発明の場合は、Ｃｕ、Ｚｎを微量に含有させる。Ｃｕ、Ｚｎを微量に含有させることによって、損失係数を低く抑え、また体積抵抗率を高く維持しつつ、焼結体密度を向上させることができる。また、Ｃｕ、Ｚｎの微量添加によって、透磁率も向上する。Ｃｕの含有量をＣｕＯ換算で０.１〜１.５重量部、Ｚｎの含有量をＺｎＯ換算で０.１〜１.０重量部とすることで、４.８×１０３ｋｇ／ｍ３以上の焼結体密度を得ることができる。特にＣｕ、Ｚｎの含有量を前記微量の範囲とすることで、周波数１ＧＨｚにおける損失係数ｔａｎδを０.０５以下とし、さらには体積抵抗率を１×１０5Ω・ｍ以上を確保することも可能となる。Ｃｕ、Ｚｎの含有量はより好ましくは酸化物換算で０.１〜０.６重量部であり、該範囲とすることで、体積抵抗率を１×１０6Ω・ｍ以上とすることができる。高密度を有する磁性基体は、携帯電話等の通信機器に用いられるチップアンテナの強度向上に寄与する。また、チップアンテナを構成する場合、体積抵抗率が、１×１０５Ω・ｍ未満となるとアンテナ利得の低下への影響が大きくなるため、１×１０５Ω・ｍ以上であることが好ましく、特に好ましくは１×１０6Ω・ｍ以上である。なお、これらＣｕとＺｎは複合で含有してもよい。
【００４８】
また、Ｃｕ、Ｚｎの他に、Ｓｉ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｍｎ等を含有させることもできる。Ｓｉは焼結体密度・透磁率向上の効果をもたらすが、ＳｉＯ２換算で０.１重量部未満では実質的な効果が発揮されず、その含有量が多くなると損失係数が大きくなってしまうため、０.１〜０.４質量部であることが好ましい。また、Ｎａは損失係数低下の効果を示すが、Ｎａ２ＣＯ３換算で０.１重量部未満では、実質的効果が発揮されず、０.４質量部超では体積抵抗率が低下する。したがって、Ｎａ２ＣＯ３換算で０.１〜０.４質量部であることが好ましい。さらに、Ｌｉは焼結体密度向上・透磁率向上の効果を示すが、その含有量がＬｉ２ＣＯ３換算で０.１重量部未満では実質的な効果が発揮されず、０.６質量部超では、透磁率および体積抵抗率が低下する。したがって、Ｌｉ２ＣＯ３換算で０.１〜０.６質量部が好ましい。さらに、Ｍｎは、損失係数の低下に効果があるが、０.１未満では実質的な効果を発揮されず、１.０質量部超では体積抵抗率が低下する。したがって、Ｍｎ３Ｏ４換算で０.１〜１.０質量部であることが好ましい。
【００４９】
また、不可避不純物として、０.００１質量％以下のＢ、０.００５質量％以下のＮａ、０.０１質量％以下のＳｉ、０.００５質量％以下のＰ、０.０５質量％以下のＳ、０.００１質量％以下のＣａを含んでも良い。
【００５０】
磁性基体をY型フェライトの焼結体で構成する場合、該Y型フェライトは従来からソフトフェライトの製造に適用されている粉末冶金的手法で製造することができる。所望の割合となるように秤量されたＢａＣＯ３、Ｃｏ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３などの主原料およびＣｕＯ、ＺｎＯなどの微量成分を混合する。なお、ＣｕＯ、ＺｎＯなどの微量成分は、仮焼後の粉砕工程において、添加してもよい。混合方法は、特に限定するものではないが、例えばボールミル等を用いて、純水を媒体として湿式混合（例えば４〜２０時間）する。得られた混合紛を電気炉、ロータリーキルンなどを用いて所定の温度で仮焼することにより仮焼粉を得る。仮焼温度、保持時間は、それぞれ９００〜１３００℃、１〜３時間が好ましい。仮焼温度、保持時間がそれらを下回ると反応の進行が十分でなく、逆にそれらを上回ると粉砕効率が落ちる。仮焼雰囲気は、大気中または酸素中などの酸素存在下であることが好ましい。得られた仮焼粉はアトライタ、ボールミルなどを用いて湿式粉砕し、ＰＶＡなどのバインダーを添加した後、スプレイドライヤ等によって造粒することにより造粒紛を得る。粉砕粉の平均粒径は０.５〜５μｍが好ましい。得られた造粒粉をプレス機により成形してから、電気炉などを用いて例えば１２００℃の温度にて酸素雰囲気中で１〜５時間焼成を行い六方晶フェライトを得る。焼成温度は１１００〜１３００℃が好ましい。１１００℃未満であると焼結が十分に進行せず高い焼結体密度が得られず、１３００℃を超えると粗大粒が発生するなど過焼結となる。また、焼結は、これが短いと焼結が十分進行せず、逆に長いと過焼結となりやすいので１〜５時間とすることが望ましい。また、焼結は高い焼結体密度を得るためには酸素存在下で行なうことが好ましく、酸素中で行なうことがより好ましい。得られた焼結体は、必要に応じて切断、研磨、溝加工等の加工を施す。
【００５１】
次にアンテナ装置について説明する。図１のチップアンテナを用いる場合であれば、前記導体の一端３は開放端を構成し、他端４は給電回路等の制御回路（図示せず）に接続されて、アンテナ装置が構成される。開放端側となる導体の一端は必ずしも電極等に固定する必要はないが、安定な実装や共振周波数の調整のためには、開放端側も電極等に固定することが好ましい。図５は、図２のチップアンテナを基板に実装したアンテナ装置の実施形態の例を示す図であり、（ａ）は基板の面に垂直な方向から見た上面図、（ｂ）は基板の面に平行な方向から見た背面図である。図５の（ｂ）では基板上の電極の図示は省略してある。アンテナ装置は、直線状の導体が磁性基体１を貫通し、前記導体の両端、すなわち導体の一端３と導体の他端４が前記磁性基体から突出しているチップアンテナと、前記チップアンテナを実装する基板８を有する。導体の両端部は前記磁性基体の外で屈曲されて基板８に形成された電極部である固定電極５および給電電極６にハンダ接合されている。給電電極は給電回路等に接続されている。チップアンテナ１０は、導体２の長手方向が基板平面に平行になるように配置されているため、低背かつ安定な実装を可能にしている。この点は、後述する他の実施形態のアンテナ装置においても同じである。チップアンテナ１０は、導体の両端がハンダ固定されているので強固に固定されているが、さらに接着剤等を用いて固定してもよい。図５の構成では、導体の両端を屈曲させて基板側の電極との接触を図っているが、導体の両端を屈曲させずに、基板側の固定電極５と給電電極６を厚くして接触を図ってもよい。アンテナ装置は、受信アンテナ、送信アンテナ、送受信アンテナのいずれの態様でも用いることができる。
【００５２】
図６には、本発明のアンテナ装置の他の実施形態を示す。図６は、図１のチップアンテナを基板に実装したアンテナ装置の例を示す図であり、（ａ）は基板の面に垂直な方向から見た上面図、（ｂ）は基板の面に平行な方向から見た背面図である。図６の（ｂ）では基板上の電極の図示は省略してある。図６に示すアンテナ装置は、直線状の導体が磁性基体１を貫通し、前記導体の両端、すなわち導体の一端３と導体の他端４が前記磁性基体から突出しているチップアンテナと、前記チップアンテナを実装する基板８を有する。さらに、基板８には切り欠き部２１が設けられており、チップアンテナの基体は前記切り欠き部に挿入され、導体の両端（導体の一端３、導体の他端４）が前記基板に形成された電極部にハンダ接合で接続されている。導体２の両端は屈曲させて用いることも可能であるが、直線状のままとすることが好ましい。図６の例では、突出した導体２の両端は直線状のままとしてある。基板に切り欠き部を設けた図６の実施形態では、突出した導体２の両端が直線状のままでチップアンテナを実装することが可能であるので、導体２の両端を屈曲させる工程を省略し、製造工程を簡略化できる。また、背面図（ｂ）からも明らかなように、基体の厚さ方向の一部を基板の切り欠き部に納めることができるため、アンテナ装置の低背化を図ることができる。この場合は、導体２は、チップアンテナの支持に十分な強度、硬度を有するものを用いる。材質としては例えば４２アロイ、コバール、リン青銅、コルソン系銅合金などを用いればよい。なお、図６の実施形態では基体を挿入する部分を基板端部に設けて切り欠き部を構成しているが、基板に開口部、すなわち穴を設けて、該部分を基体を挿入する部分としてもよい。かかる場合も、切り欠きを設ける場合と同様の効果が得られる。
【００５３】
次に、本発明のアンテナ装置の別の実施形態について図７を用いて説明する。図７に示すアンテナ装置は、図２に示すチップアンテナと前記チップアンテナを実装する基板８を有している。基板８には接地電極９と該接地電極に離間して固定用電極５が形成されており、チップアンテナ１０の導体の一端３は前記固定電極５に接続されている。また、導体の他端４は給電電極にハンダ接合されており、給電電極は給電回路等に接続されている。固定用電極５はチップアンテナ１０の導体の長手方向に垂直な方向に延出し、その端部と接地電極９の端部とは平行線をなし、所定の間隔を隔てて対向している。図７の実施形態では、チップアンテナ１０、固定用電極５、接地電極９および給電電極６が口の字状に配置されている。チップアンテナ１０の開放端側の固定用電極５を接地電極９に離間して形成した構成とすることで、これらの間に容量成分を形成する。本発明に係るチップアンテナは容量成分を大幅に抑えた構造を有するが、所望のアンテナ特性に対して容量成分が不足する場合には、前記方法により容量成分を付加することによってアンテナ特性の調整を行う。チップアンテナ自体の容量成分を調整する方法に比べて、上記方法は簡易に容量成分の調整を行うことができる。アンテナの共振周波数を調整する具体例として、固定用電極５と接地電極９との間に少なくとも一つのコンデンサとスイッチを接続して切り換える、あるいは可変容量ダイオード（バラクタ・ダイオード）を接続し、この印加電圧によって静電容量を変えながら所定の共振周波数まで調整するなどの方法を用いることができる。
【００５４】
本発明に係るチップアンテナは磁性体を基体しているため波長短縮効果が大きく、小型化しやすく、高周波でもアンテナ帯域を広くとりやすい。したがって、前記チップアンテナは地上波デジタル放送に使用される１８０ＭＨｚ以上、さらには４００ＭＨｚ以上の周波数帯域に用いるチップアンテナとして好適である。本発明に係るチップアンテナを用いてアンテナ装置を構成することによって、アンテナ装置の動作周波数帯域の広帯域化を図ることができる。平均利得−７ｄＢｉ以上の帯域幅２２０ＭＨｚ以上を得ることも可能である。また、共振周波数を適正化するなどして、３００ＭＨｚ以上の帯域幅を得ることも可能である。４００ＭＨｚ以上の高周波帯域で、かかる広帯域特性を有するアンテナ装置は、使用周波数帯域の広い用途、例えば国内の地上デジタル放送に好適である。４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を使用する地上デジタル放送のように、アンテナ装置の帯域幅に対して使用する帯域幅が広い場合は、帯域の異なるアンテナ装置を複数用いて使用帯域全体をカバーするようにすればよい。複数のアンテナ装置を用いると実装面積、実装空間が増加してしまうが、アンテナ装置の帯域幅が広ければアンテナ装置の数を減らすことができる。アンテナ装置が３個以上になると実装面積、実装空間が大幅に増加してしまう。したがって、携帯機器など実装面積等が限られている場合にはアンテナ装置の数は２個以下、より好ましくは１個である。上述のような帯域幅を有するアンテナ装置を用いれば、２個以下のアンテナ装置で４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域をカバーすることも可能である。アンテナ装置の平均利得としては、−７ｄＢｉ以上が好ましく、より好ましくは−５ｄＢｉ以上である。
【００５５】
一方、広い周波数帯域をカバーするためには、図８に示すようにチップアンテナと給電回路の間に、アンテナ装置の共振周波数を調整する整合回路２２を設け、該整合回路２２の切り換えによってアンテナ装置の共振周波数を移動させ、動作帯域を換えてもよい。インピーダンスマッチングのための整合回路にアンテナ装置の共振周波数の調整機能を持たせる。整合回路２２は例えば、図９に示すようなものを用いる。図９の例では、一端を接地したキャパシタＣ１、インダクタＬ１の他端の間にインダクタＬ２を接続して整合回路を構成している。キャパシタＣ１の他端にチップアンテナの導体を接続し、インダクタＬ２の他端に給電回路を接続する。インダクタＬ２のインダクタンス値が異なる複数の整合回路を設け、これらを切り換えられるようにしておく。前記複数の整合回路のうち一つは、インダクタＬ２のインダクタンス値がゼロ、すなわちインダクタＬ２を備えない整合回路であってもよい。さらに、整合回路の切り換え方法としては、半導体を用いたスイッチやダイオードを使う方法が、回路の小型集積化や低損失の面で適する。図２２には整合回路の切り換えを行う回路の例を示す。制御電圧（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖｏｌｔａｇｅ）を調整することで、高周波帯域用の整合回路と低周波帯域用の整合回路とを切り換える。図２２の例では、制御電圧が０Ｖのとき低周波用整合回路、制御電圧が＋１.５Ｖのときは高周波帯域用の整合回路に切り換えられる。かかる複数の整合回路を切り換えることによって、一つのアンテナ装置で、共振周波数、すなわち帯域の異なる複数の状態を実現する。また、整合回路全体の切り換えに限らず、インダクタＬ２など特定の回路素子のみを切り換えてもよい。整合回路を切り換えることによって、少なくとも４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域で−７ｄＢｉ以上を得るようにすれば、地上デジタル放送に特に好適なアンテナ装置となる。より好ましくは−５ｄＢｉ以上である。整合回路の切り換えの数が増えれば、それだけ多くの実装面積、部品点数を必要とし、制御も複雑となるため、整合回路を用いる場合はその数は２以下とし、切り換えの数は１とすることが好ましい。平均利得の全面平均が−７ｄＢｉ以上である帯域幅が２２０ＭＨｚ以上であるアンテナ装置に、上記の整合回路による切り換え機能を付与すれば、４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を切り換えの数を１としてカバーすることができる。
【００５６】
前記チップアンテナおよびそれを用いて構成した前記アンテナ装置は、通信機器に用いられる。例えば、前記チップアンテナおよびアンテナ装置は、携帯電話、無線ＬＡＮ、パーソナルコンピュータ、地上デジタル放送関連機器等の通信機器に用いることができ、これらの機器を用いた通信における広帯域化に寄与する。地上デジタル放送は使用周波数帯域が広いため、本発明に係るアンテナ装置を用いた通信機器は、該用途に好適である。特に、本発明のアンテナ装置を用いることで、実装面積、実装空間の増加を抑えることができるので、地上デジタル放送を送受信する携帯電話、携帯端末等に好適である。図１０、図１１はそれぞれ通信機器として携帯電話を用いた例を示している。開いた状態の携帯電話の外観を示す図１０（ｂ）および図１１（ｂ）では、内蔵されたチップアンテナの位置を点線で示している。図１０（ａ）、図１１（ａ）の断面図に示すように、携帯電話２５は、チップアンテナ１０が基板２７に取付けられ、無線モジュール２６に接続されている。尚、チップアンテナ１０の配置は図１０、あるいは図１１の形態に限られるものではない。チップアンテナ１０は、操作ユニット２４の逆端部側に配置してもよいし、表示ユニット２３に配置してもよい。また、アーチ形状のチップアンテナを用いた場合の例を図１３に示す。図１３では、内蔵されていているチップアンテナ２８とレシーバ２９の位置を点線で示してある。図１３に示す構成では、アーチ形状のチップアンテナは携帯電話２５の表示ユニット２３の先端に配置されており、アーチ形状の外側の曲面は表示ユニットの先端形状に合わせて配置してある。該構成では、直方体状のチップアンテナを用いた場合に比べて、レシーバとの距離を大きく取ることができる。また、携帯電話の幅を一定とすると、直方体のチップアンテナに比べてチップアンテナの長さを大きく取ることができる。
【００５７】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
主成分であるＦｅ２Ｏ３、ＢａＯ（ＢａＣＯ３を使用）、ＣｏＯ（Ｃｏ３Ｏ４を使用）を６０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％のモル比とし、この主成分１００重量部に対して表１に示すＣｕＯまたはＺｎＯを添加し、水を媒体として湿式ボールミルにて１６時間混合した（Ｎｏ１〜１２）。また、Ｎｏ１３の材料として、主成分であるＦｅ２Ｏ３、ＢａＯ（ＢａＣＯ３を使用）、ＣｏＯ（Ｃｏ３Ｏ４を使用）を７０.６ｍｏｌ％、１７.６ｍｏｌ％、１１.８ｍｏｌ％のモル比とし、水を媒体として湿式ボールミルにて１６時間混合した。
【００５９】
次に、この混合粉を乾燥後、Ｎｏ１〜１２の材料については大気中１０００℃で２時間、Ｎｏ１３の材料については大気中１１００℃で２時間、仮焼した。この仮焼粉を、水を媒体とした湿式ボールミルにて１８時間粉砕した。得られた粉砕粉にバインダー（ＰＶＡ）を１％添加し、造粒した。造粒後リング状および直方体状に圧縮成形し、その後、Ｎｏ１〜１２の材料については酸素雰囲気中で１２００℃で３時間、Ｎｏ１３の試料については酸素雰囲気中で１３００℃で３時間焼結した。得られた外径７.０ｍｍ、内径３.５ｍｍ、高さ３.０ｍｍのリング状焼結体の焼結密度と２５℃における初透磁率μおよび損失係数ｔａｎδを測定した。
【００６０】
体積抵抗率、焼結体密度、周波数１ＧＨｚでの初透磁率μｉ、損失係数ｔａｎδの評価結果を表１に、周波数１８０ＭＨｚ、４７０ＭＨｚ、７７０ＭＨｚでの初透磁率μｉ、損失係数ｔａｎδの評価結果を表２に示す。なお、密度測定は、水中置換法により測定し、初透磁率μおよび損失係数ｔａｎδは、インピーダンス・ゲインフェイズ・アナライザー（Ｙｏｋｏｇａｗａ・Ｈｅｗｌｅｔｔ・Ｐａｃｋａｒｄ社製４２９１Ｂ）を用いて測定した。また、一部の試料については前記インピーダンス・ゲインフェイズ・アナライザーを用いて誘電率の測定も行なった。なお、誘電率とは比誘電率である。
【００６１】
【表１】
【００６２】
【表２】
【００６３】
Ｘ線回折を行なった結果Ｎｏ１〜１２の材料においては、メインピーク強度が最も大きい構成相はＹ型フェライトであり、Ｙ型フェライトが主相であった。一方、Ｎｏ１３の材料は、メインピーク強度が最も大きい構成相はＺ型フェライトであり、Ｚ相が主相であった。表１に示すように、ＣｕＯを０.１〜１.５ｗｔ％添加したものと、ＺｎＯを０.１〜１.０ｗｔ％添加したＹ型フェライトで、１ＧＨｚでの初透磁率２以上、損失係数０.０５以下、下が得られている。また、体積抵抗率も１×１０5Ω・ｍ以上、焼結体密度も４.８×１０３ｋｇ／ｍ３以上と、ともに良好な値が得られている。このうち特に、ＣｕＯを０.６〜１.０添加したものは、２.７以上の高初透磁率、０.０３以下の低損失係数、４.８４×１０３ｋｇ／ｍ３以上の高密度が得られている。一方、Ｚ相が主相であるＮｏ１３の材料では、特に損失係数が大きくなっているとともに焼結体密度も低い。なお、Ｎｏ４の試料について比誘電率を測定したところ比誘電率は１４であった。また、表2に示すようにＣｕＯ添加量が０.１〜２.０ｗｔ％の範囲に入るものは、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの周波数帯域で初透磁率２以上、損失係数０.０５以下となり、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの周波数帯域のチップアンテナに適用可能である。なお、１８０ＭＨｚでは、Ｃｕを添加した材料、Ｚｎを添加した材料いずれも初透磁率２以上、損失係数０.０５以下を示しており、１８０ＭＨｚ以上の周波数帯域のチップアンテナに適用可能である。Ｙ型フェライトの焼結体は、１ＧＨｚに限らず４７０〜７７０ＭＨｚ程度の周波数帯においてもＺ型フェライトに比べて損失係数が小さく、チップアンテナの材料として優れていることがわかる。
【００６４】
上記Ｎｏ４の材料の焼結体を用いて図３に示すチップアンテナを以下のように作製した（アンテナ１）。焼結体から機械加工により３０×３×１.２５ｍｍと３０×３×１.７５ｍｍの直方体の磁性部材を得た。３０×３×１.７５ｍｍの磁性部材には、３０×３ｍｍの面の幅方向中央に、幅０.５ｍｍ、深さ０.５ｍｍの溝を長手方向に形成した。該溝に、導体として０.５ｍｍ角、長さ４０ｍｍの銅線を挿入した後、３０×３×１.２５ｍｍの磁性部材をエポキシ系接着剤（アレムコ社製アレムコボンド５７０）で接着した。接着剤は磁性部材の貼り合わせ面に塗布した。前記の磁性部材の構設によって縦０.５、横０.５ｍｍの貫通孔が形成され、接着によって得られた基体は３０×３×３ｍｍである。突出した導体の両端は基体の外で屈曲させ、図２に示す導体形状とした。また、誘電体チップアンテナの場合と比較するため、以下のようにして誘電体チップアンテナを作製した。誘電率２１の誘電体の焼結体から機械加工により３０×３×３ｍｍの直方体の部材を得た。その表面にＡｇ−Ｐｔペーストの印刷、焼き付けにより、電極幅が０.８ｍｍで、表３に示す巻き数のヘリカル構造の電極を形成し、チップアンテナを作製した（アンテナ２）。
【００６５】
給電電極を形成した基板に前記アンテナ１および２それぞれ実装し、電極の一端を給電電極に接続してアンテナ装置を構成した（それぞれアンテナ装置１および２とする）。アンテナ装置１は、図８に示す構成のアンテナ装置とした。すなわちプリント基板に、給電電極、接地電極、該接地電極に離間して固定電極を形成した。固定電極の幅は４ｍｍ、長さは１３ｍｍとした。該固定電極の長手方向端部と接地電極とのギャップは１ｍｍである。接地電極はチップアンテナの全体に対向するように形成し、チップアンテナのとの間隔は１１ｍｍとした。整合回路として図９に示したものと同じ構成のものを設けた。Ｃ１を１ｐＦ、Ｌ１を１２ｎＨ、Ｌ２を１８ｎＨとした。上記アンテナ装置は測定用アンテナ（図８のアンテナ装置の右側に設置（図示せず））から３ｍ離し、５０Ωの同軸ケーブルを介してネットワークアナライザを用いたアンテナ利得評価装置に接続して、アンテナ特性（アンテナ利得、共振周波数（利得最大を示す周波数））を評価した。なお、図８のチップアンテナの長手方向をＸ、それに直角な方向をＹ、それらに垂直な方向すなわち基板の面に垂直な方向をＺとした。ＺＸ面（Ｈ平面）の垂直偏波での測定結果を表３に示す。平均利得帯域幅および最大利得帯域幅は、それぞれ平均利得および最大利得が所定の値以上である周波数帯域幅である。表３には−７ｄＢｉ以上の帯域幅と−５ｄＢｉ以上の帯域幅を示した。表３に示すように、誘電率が２０を超える誘電体を用いたアンテナ装置２に比べて、誘電率が２０以下で、さらに１ＧＨｚにおける初透磁率が２以上、かつ損失係数が０.０５以下のY型フェライトを用いたアンテナ装置１は、帯域幅が大幅に向上しており、かかるY型フェライトをアンテナ装置に用いる効果が確認できる。アンテナ装置１の−７ｄＢｉ以上の平均利得の帯域幅は２６０ＭＨｚ以上を示している。なお、表３では４７０〜７７０ＭＨｚでの評価結果を示してあるが、−７ｄＢｉ以上及び−５ｄＢｉ以上の領域は４７０ＭＨｚ未満の領域にも及んでおり、実際の帯域幅は表３に示す帯域幅よりも広いものである。
【００６６】
次に、上記アンテナ装置１のチップアンテナの磁性基体と、対向する接地電極との間隔を４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍ、１１ｍｍと変化させてアンテナ特性を評価した。その時の整合回路のＬ１、Ｌ２、Ｃ１は２２ｎＨ、２７ｎＨ、０.５ｐＦ（４ｍｍ）、２７ｎＨ、２７ｎＨ、０.５ｐＦ（６ｍｍ）、２７ｎＨ、２７ｎＨ、０.５ｐＦ（８ｍｍ）、２７ｎＨ、２２ｎＨ、０.５ｐＦ（１１ｍｍ）とした。チップアンテナの磁性基体と、対向する接地電極との間隔を４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍ、１１ｍｍと大きくなるにつれて平均利得の最大値は−３.７ｄＢ、−１.７ｄＢｉ、−１.８ｄＢｉ、−２.０ｄＢｉとなり、特に６ｍｍ以上とすると高い平均利得が得られることがわかった。
【００６７】
【表３】
【００６８】
（実施例２）
次に、アンテナ１を用いた別のアンテナ装置３を構成し、同じＮｏ４の材料を用いて作製したヘリカル電極構造のアンテナ装置４と比較評価した。アンテナ装置３は、アンテナ１を用いて図８に示す構成で作製した。プリント基板に、給電電極、接地電極、該接地電極に離間して固定電極を形成した。固定電極の幅は３.５ｍｍ、長さは１３ｍｍとした。該固定電極の長手方向端部と接地電極とのギャップは１ｍｍである。接地電極はチップアンテナの全体に対向するように形成し、チップアンテナのとの間隔は１１ｍｍとした。整合回路として低域用と高域用の２種類の整合回路を設けた。整合回路の構成は図９に示したものと同じで、低域用はＣ１を１ｐＦ、Ｌ１を１２ｎＨ、Ｌ２を１８ｎＨとし、高域用は、Ｃ１を１ｐＦ、Ｌ１を１２ｎＨ、Ｌ２を０ｎＨ（インダクタを接続せず）とした。インダクタＬ２の他端に相当する部分は、５０Ωの同軸ケーブルを介してネットワークアナライザを用いたアンテナ利得評価装置に接続して給電を行った。一方、アンテナ装置４は、Ｎｏ４の材料を用いて作製した。ヘリカル電極の巻き数を１２回とした以外は、アンテナ装置２の場合と同様にしてチップアンテナを作製した。アンテナ装置４の基板上の配置はアンテナ装置３の場合と同様である。チップアンテナと接地電極との間隔は１１ｍｍとした。ただし、固定電極は設けず、また整合回路を付加していない。これらアンテナ装置３、４を測定用アンテナ（図８のアンテナ装置の右側に設置（図示せず））から３ｍ離し、前記アンテナ利得評価装置を用いてアンテナ特性（平均利得、共振周波数）を評価した。整合回路を切り換えて評価した結果を表４に示す。なお、表４の中の平均利得帯域幅は、上記表３の場合と同様平均利得が−７ｄＢｉ以上の場合と−５ｄＢｉ以上の場合の周波数帯域幅である。表４にはＺＸ面（Ｈ平面）の垂直偏波の平均利得、およびＸＹ面（Ｅ２平面）、ＹＺ（Ｅ１平面）、ＺＸ面（Ｈ平面）の3全面で平均した平均利得の評価結果を示してある。
【００６９】
表４に示すように、アンテナ１を用いたアンテナ装置４の−７ｄＢｉ以上の帯域幅は、整合回路によらずＺＸ面で２５０ＭＨｚ以上、全面での平均においても２２０ＭＨｚ以上を示している。すなわち、整合回路を切り換えることによって、４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域で、全面平均の平均利得において−７ｄＢｉ以上が得られることがわかる。具体的には、表４の結果では、アンテナ１を用いたアンテナ装置４の−５ｄＢｉ以上の帯域幅は、整合回路によらず全面での平均においても１８０ＭＨｚ以上が得られている。したがって、全面平均の平均利得における目標値を−５ｄＢｉとした場合であっても、整合回路を切り換えることによって、４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を満足している。なお、表４には４７０〜７７０ＭＨｚでの評価結果を示してあるが、−７ｄＢｉ以上の領域は４７０ＭＨｚ未満の領域或いは７７０ＭＨｚ超の領域にも及んでおり、実際の帯域幅は表４に示す帯域幅よりも広いものである。例えば、アンテナ装置３において、高域用整合回路を用いたものは７７０ＭＨｚにおいても全平均の平均利得は−２.０ｄＢｉを示し、低域用整合回路を用いたものは、４７０ＭＨｚにおいても全平均の平均利得も−３.４ｄＢｉという高利得を示している。したがって、整合回路の調整によって共振周波数を制御することによって、一つのチップアンテナで整合回路の切り換え無しで４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を満たすことも可能である。
【００７０】
【表４】
【００７１】
（実施例３）
次に、アンテナ１を用いて図８に示す構成でアンテナ装置５を作製した。プリント基板に、給電電極、接地電極、該接地電極に離間して固定電極を形成した。固定電極の幅は３.５ｍｍ、長さは１３ｍｍとした。該固定電極の長手方向端部と接地電極とのギャップは１ｍｍである。ただし、接地電極はチップアンテナ全体に対向せず、固定電極に対向する部分に形成した。整合回路として低域用、高域用の２種類の整合回路を設けた。整合回路の構成は図９に示したものと同様で、低域用はＣ１を０.５ｐＦ、Ｌ１を１５ｎＨ、Ｌ２を１５ｎＨとし、高域用はＣ１を０.５ｐＦ、Ｌ１のかわりにＣ２を配置して２ｐＦ、Ｌ２を０ｎＨ（インダクタを接続せず）とした。このアンテナ装置を携帯電話に実装した。実装場所は、概略図１１に示すように、携帯電話の表示ユニットの先端とした。チップアンテナは表示ユニットの先端線に平行になるように、かつスピーカ等からなるレシーバからの１２ｍｍの間隔を確保するように配置した。アンテナ特性の評価のために、インダクタＬ２の他端に相当する部分は、５０Ωの同軸ケーブルを介してネットワークアナライザを用いたアンテナ利得評価装置に接続して給電を行った。整合回路を切り換えて、評価した結果を表５に示す。表５には全面で平均した平均利得の評価結果を示してある。携帯電話に実装した状態でも、整合回路によらず帯域幅は２２０ＭＨｚ以上を確保できた。また、整合回路を切り換えることによって、４７０〜７７０ＭＨｚの帯域において、−７ｄＢｉを満足した。なお、表５には４７０〜７７０ＭＨｚでの評価結果を示してあるが、低域側の−７ｄＢｉ以上の領域は４７０ＭＨｚ未満或いは７７０ＭＨｚ以上の帯域にも及んでいる。また、−５ｄＢｉ以上の領域も４７０ＭＨｚ未満にも及んでいる。すなわち、実際の帯域幅は表５に示す帯域幅よりも広いものである。したがって、低域用の整合回路および高域用の整合回路を微調整することによって、４７０〜７７０ＭＨｚを越える周波数帯域おいて−５ｄＢｉ以上を満たすことも可能である。また、レシーバとチップアンテナの間隔を変化させたところ、該間隔を大きくすることによって利得が向上し、帯域幅が広がる傾向を示した。該間隔が４ｍｍを下回ると帯域幅の低下が大きくなり、４ｍｍ以上が好ましいことがわかった。
【００７２】
【表５】
【００７３】
（実施例４）
表１のＮｏ４の材料と同様に、主成分であるＦｅ２Ｏ３、ＢａＯ（ＢａＣＯ３を使用）、ＣｏＯ（Ｃｏ３Ｏ４を使用）を６０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％のモル比とし、この主成分１００重量部に対してＣｕＯ０.６重量部を添加し、水を媒体として湿式ボールミルにて混合した。次に、この混合粉を乾燥後、大気中１１００℃で１.５時間仮焼した。この仮焼粉を、水を媒体とした湿式ボールミルにて１０時間粉砕した。得られた粉砕粉に水、バインダ、潤滑剤および可塑剤を添加して、押出し成形を行った。得られた成形体は乾燥後、大気中１１５０℃で３時間焼結し、３０ｍｍ×３ｍｍ×３ｍｍの直方体形状の焼結体を得た。該焼結体の中心には、直径約０.６ｍｍの円形断面の貫通孔が長手方向に形成され、該長手方向に垂直な方向に位置する４つの角の部分には、面取り幅０.５ｍｍのアールが形成された。また、複数の焼結体について貫通孔の円筒度（最大径と最小径の差）を測定したところずれも１０μｍ以下であった。また、押出し成形の条件を変えて円筒度が４８〜１４９μｍのものを作製したところ、導体を挿入することが困難であった。この場合、貫通孔は正方形断面の一辺の方に長く、それに直角な方向の一辺の方に短くなっているものが多かった。
【００７４】
得られた焼結体を磁性基体として用い、直径０.６ｍｍの銅線を挿入、貫通させチップアンテナを構成した。貫通孔の最大直径と銅線の径との差は２２〜４５μｍであった。さらに該チップアンテナを用いて図８に示す構成でアンテナ装置６を作製した。幅４０ｍｍのプリント基板に、給電電極、接地電極、該接地電極に離間して固定電極を形成した。接地電極は、プリント基板の表、裏ともチップアンテナを実装する先端側から１５ｍｍ以上離間している領域に形成した。固定電極５の幅は３.５ｍｍ、給電電極６の幅は１ｍｍ、長さは１３ｍｍとした。該固定電極の長手方向端部と接地電極とのギャップは１ｍｍである。固定電極５の幅を固定電極６の幅よりも広くした理由は、固定電極５の端部と接地電極との静電容量を大きくすることにより、アンテナ共振周波数を低くし小形化するためである。接地電極はチップアンテナの全体に対向するように形成し、チップアンテナのとの間隔は１１ｍｍとした。整合回路として低域用と高域用の２種類の整合回路を設けた。整合回路の構成は図１５に示したものと同じで、Ｃ１を０.５ｐＦ、Ｌ１を６８ｎＨ、Ｌ３を１８ｎＨとした。実施例２と同様にして、アンテナ特性を評価した。全面で平均した平均利得の評価結果を図２３に示すが、−７ｄＢ以上の帯域幅が３３０ＭＨｚ（４７５〜８００ＭＨｚ）、−５ｄＢ以上の帯域幅が２７５ＭＨｚ（５０３〜７７８ＭＨｚ）となり、広帯域のアンテナ装置が得られたことがわかる。前記３３０ＭＨｚの帯域幅は、一つのアンテナ装置で整合回路等を調整することにより、整合回路の切り換えがなくても４７０〜７７０ＭＨｚの帯域をカバーすることが可能であることを示す。
【００７５】
次に、押出し成形で作製した焼結体を加工して、三点曲げの抗折強度を測定した。また、実施例１で作製したＮｏ４の材料の焼結体についても同様に加工して併せて抗折強度を測定した。試験片は１０個とし、抗折強度はその平均をとった。実施例１で作製した焼結体の抗折強度は２００ＭＰａ、押出し成形で作製した焼結体の抗折強度は２１７ＭＰａであり、約１０％強度が向上していた。すなわち押出し成形を適用して得られた磁性基体を用いることにより、チップアンテナの機械的強度の向上が図れることがわかる。抗折強度が２１０ＭＰａ以上の磁性基体は高い衝撃が加わる携帯機器に用いる場合に有利である。また、焼結体の炭素量は実施例１で作製した焼結体、押出し成形で作製した焼結体とも０.０１質量％であり、同レベルであった。
【００７６】
前記押出し成形で作製した焼結体と実施例１で作製したＮｏ４の材料の焼結体の破面をＳＥＭで観察したところ、前者では径の大きな空孔が多く、後者では微細孔が多かった。そして、１μｍ以上の空孔は１ｍｍ２当たりそれぞれ約1800個、約9000個であった。さらに前記焼結体を鏡面研磨した後エッチングして光学顕微鏡にて組織を観察した。２００μｍに相当する線上に存在する粒子数Ｎをカウントして、２００μｍをＮで除して焼結体の平均結晶粒径を算出したところ、押出し成形で作製した焼結体の平均結晶粒径は2.5μｍ、実施例１で作製したＮｏ４の材料の焼結体の平均結晶粒径は2.0μｍであった。すなわち平均結晶粒径を2.8μｍ以下、１μｍ以上の空孔が面積１ｍｍ２当たり２％以上とすることで、上述のように機械的強度に優れるチップアンテナを得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図２】本発明の他の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図５】本発明の実施形態のアンテナ装置を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態のアンテナ装置を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態のアンテナ装置を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態のアンテナ装置を示す図である。
【図９】本発明のアンテナ装置の実施形態に用いる整合回路の例を示す図である。
【図１０】本発明の通信機器の実施形態である携帯電話を示す図である。
【図１１】本発明の通信機器の他の実施形態である携帯電話を示す図である。
【図１２】本発明の本発明の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図１３】本発明の通信機器の他の実施形態である携帯電話を示す図である。
【図１４】比誘電率とアンテナ内部損失の関係を示す図である。
【図１５】整合回路の例を示す図である。
【図１６】アンテナ内部損失と共振周波数の導体幅依存性を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る構造（構造ａ）と比較構造（構造ｂ）における、アンテナ内部損失と損失係数ｔａｎδの関係を示す図である。
【図１８】アンテナ内部損失と損失係数ｔａｎδの関係を示す図である。
【図１９】本発明の他の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図２０】本発明の他の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図２１】本発明の他の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図２２】整合回路の切り換えを行う回路の例を示す図である。
【図２３】本発明に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示した図である。
【図２４】磁性基体の内外形比と平均利得の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１、３３、３５：磁性基体 ２、３４、３６：導体 ３：導体の一端 ４：導体の他端
５：固定電極 ６：給電電極 ７：給電回路 ８：基板 ９：接地電極
１０：チップアンテナ １１、１２、１３、１４、１５：磁性部材 ２１：切り欠き部
２２：整合回路 ２３：表示ユニット ２４：操作ユニット ２５：携帯電話
２６：無線モジュール ２７：基板 ２８：チップアンテナ ２９：レシーバ
３０、３７：ケース ３１、３８：突起部 ３９Ａ、３９Ｂ：導体部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信機能を備えた電子機器、特に携帯電話、携帯端末装置などの通信機器に用いるチップアンテナに関し、さらにはチップアンテナを用いたアンテナ装置及びこれらを搭載した通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や無線ＬＡＮ等の通信機器はその使用周波数帯域は数百ＭＨｚから数ＧＨｚに及び、該帯域で広帯域かつ高効率であることが求められている。したがって、それに使用されるアンテナも当該帯域で高利得で機能することを前提としたうえで、その使用形態から特に小型かつ低背であることが要求される。さらに、近年開始された地上デジタル放送では、全チャンネルに対応する場合、使用するアンテナとして例えば日本国内のテレビ放送帯域における４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚといった広い周波数帯域をカバーする必要がある。また、デジタル放送としては例えば韓国では１８０ＭＨｚ〜２１０ＭＨｚ帯、欧州では４７０ＭＨｚ〜８９０ＭＨｚ帯を使用する。したがって、これら１８０ＭＨｚ以上の周波数帯域で使用可能で、かつ携帯端末等の通信機器に搭載可能な小型のアンテナが望まれる。
【０００３】
従来、移動体通信用に適した小型のアンテナとして、誘電体セラミックスを用いたチップアンテナが供されてきた（例えば特許文献１）。周波数を一定とすれば、より誘電率の高い誘電体を用いることにより、チップアンテナの小型化を図ることができる。特許文献１では、ミアンダ電極を設けることで波長短縮を図っている。また、比誘電率εｒの他、比透磁率μｒの大きい磁性体を用いて、１／（εｒ・μｒ）１／２倍に波長短縮することにより小型化を図ったアンテナも提案されている（特許文献２）。
【０００４】
また、テレビやラジオに使われている受信用アンテナとして、例えば小型液晶テレビなどでは金属棒を用いたホイップアンテナが一般的に用いられ、この方式はテレビ機能搭載携帯電話にも使われ始めている。さらに別の例として、携帯電話で用いられるイヤホンの一部である電線をラジオやテレビ受信用アンテナとして利用される場合もある。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１４５１２３号公報
【特許文献２】特開昭４９−４００４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記誘電体チップアンテナは、小型・低背化を図る上では有利であるが、広帯域化に対しては以下のような問題がある。例えば電極としてヘリカル型放射電極を用いる場合、巻線数が多くなると線間容量が増加し、Ｑ値が高くなる。その結果帯域幅が狭くなってしまい、広帯域幅が要求される地上デジタル放送等の用途には適用するのが困難となる。また、ヘリカル電極に限らず、ミアンダ電極等のパターン電極を形成する場合や、基体内部、外部に電極部分が多い場合などは、電極間に容量を形成してしまい、やはり帯域幅を十分にとることができないという問題があった。特許文献２のように磁性材料を利用したアンテナであっても、容量成分の形成を抑え、かつインダクタンス成分を有効に生み出す構造としなければ、アンテナの小型化や広帯域化を十分に図ることはできない。
【０００７】
さらに上記のホイップアンテナは大きいため携帯電話等の小型機器に収納するための複雑な機構を必要とし、また端末が落下した際に折れ易いといった問題があった。また、上記のイヤホン型アンテナでは、ラジオやテレビの視聴の際に着脱を繰り返すことによりアンテナの信頼性が低下する他、アンテナ部である電線が人体に接触することにより、利得や感度の著しい劣化が生じるといった問題があった。
【０００８】
そこで本発明では、小型化および広周波数帯域化に適したチップアンテナ、アンテナ装置および通信機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のチップアンテナは、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、前記磁性基体の前記長手方向に垂直な断面における外径Ｒと内径ｒとの比ｒ／Ｒが０.１以上であることを特徴とする。磁性基体の長手方向とは、直方体状、円柱状等であればその最大辺方向、円柱軸方向であり、円弧状等であればその円弧に沿う方向である。かかる方向に線状の導体が貫通していることで、容量成分が形成されにくく、また磁性体部分をインダクタンス成分として有効に機能させることができるため、アンテナの広帯域化、小型化に寄与する。また、磁性基体の前記長手方向に垂直な断面における外径Ｒと内径ｒとの比ｒ／Ｒが０.１以上であることにより、高い平均利得を発揮する。前記比ｒ／Ｒは０.５以下であることがより好ましい。ここで、外形、貫通孔形が四角形の角形の場合、外径、内径とは四角形の一辺を指し、外形、貫通孔形が円形の場合は、外径、貫通孔の直径が前記外径、内径に相当する。即ち、最小径部分を内径とする。さらに、前記チップアンテナは、直線状の導体が磁性基体を貫通していることが好ましい。かかる構成では、基体内において実質的に該導体が対向する部分が形成されないため、特に容量成分が形成されにくく、また磁性体部分をインダクタンス成分として有効に機能させることができるため、アンテナの広帯域化、小型化に寄与する。
【００１０】
本発明の他のチップアンテナは、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、前記磁性基体の前記長手方向に垂直な断面における前記磁性基体の断面積Ｓに対する前記導体の断面積ｓの比ｓ／Ｓが０.０２９以上であることを特徴とする。該構成によれば、アンテナ内部損失を低く抑えることができる。さらに、共振周端数のずれを抑制するためには前記比ｓ／Ｓは０.１２５以下であることが好ましい。
【００１１】
本発明の他のチップアンテナは、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、平均利得の全面平均がー７ｄＢｉ以上である帯域幅が２２０ＭＨｚ以上であることを特徴とする。かかる構成のチップアンテナを用いれば、一つのチップアンテナで広帯域をカバーすることができ、例えば４７０〜７７０ＭＨｚの広い周波数帯域を使用する地上デジタル放送も２個以下のチップアンテナでカバーすることができる。
【００１２】
本発明の他のチップアンテナは、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナであって、前記磁性基体はＹ型フェライトの焼結体であることを特徴とする。Ｙ型フェライトは、高周波領域まで透磁率を維持し、かつ損失係数も低いので、Ｙ型フェライトの焼結体を用いることは高周波帯域まで機能するチップアンテナを構成するうえで有利である。なお、Ｙ型フェライトの磁性基体は、Ｙ型フェライト単相に限らず、Ｚ型やＷ型等他の相を含有するものも含む。さらに、前記Ｙ型フェライトの焼結体密度は４.８×１０３ｋｇ／ｍ３以上であることが好ましい。該構成によれば落下等大きな衝撃が加わりやすい携帯機器に好適である。さらに、前記Ｙ型フェライトの１ＧＨｚにおける初透磁率が２以上で、損失係数が０.０５以下であることが好ましい。該フェライトを用いることによって高周波帯域でのアンテナ特性の向上を図ることができる。
【００１３】
さらに、前記チップアンテナにおいて、前記磁性基体は、長さが３０ｍｍ以下、幅が１０ｍｍ以下、高さが５ｍｍ以下であることが好ましい。磁性基体を用いた本発明に係るチップアンテナは、小型化に有利であり、数百ＭＨｚの周波数帯域で使用する場合でも小さい寸法を維持できる。磁性基体の長さを３０ｍｍ以下、幅を１０ｍｍ以下、高さを５ｍｍ以下とすることによって、携帯電話等の実装空間の限られた携帯機器等に好適なチップアンテナとなる。
【００１４】
さらに、前記チップアンテナにおいて、前記磁性基体は直方体形状を有し、該直方体形状の長手方向に垂直な方向に位置する角の部分に面取りが設けられていることが好ましい。安定な実装に有利な直方体形状を採用しつつ、直方体形状の長手方向に垂直な方向に位置する角、すなわち長手方向に延びている角の部分に面取りを設けることにより、チッピングの発生を抑え、品質の高いチップアンテナを提供することができる。
【００１５】
さらに、前記チップアンテナは、ケースに収容されていることが好ましい。該構成によれば、取扱い時に他の部材が接触する危険を低減するとともに、外力にも強くなるため、信頼性が高くなる。さらに、前記ケースは、その外側面に導体部材が設けられていることが好ましい。該導体部材とチップアンテナを実装する基板等の導体部分とをハンダ等により接合して、ケースごとチップアンテナを基板等に固定することができる。該導体部材は、少なくとも前記チップアンテナの一端と電気的に接続されていることがより好ましい。基板等とチップアンテナとの電気的接合と機械的接合を兼ねることができる。
【００１６】
また、本発明のアンテナ装置は、前記チップアンテナを用い、前記導体の一端は開放端を構成し、他端は給電回路に接続されていることを特徴とする。容量成分の少ない前記チップアンテナを用いてアンテナ装置を構成することにより、広帯域なアンテナ装置を得ることが可能である。
【００１７】
さらに、前記アンテナ装置において、前記チップアンテナを実装する基板を有し、前記基板には接地電極と該接地電極に離間して固定電極が形成されており、前記導体の前記一端は前記固定電極に接続されていることが好ましい。該構成では、接地電極と固定電極との間に容量成分を形成して容量の調整を行うことができる。これは、チップアンテナ自体の容量成分を調整する方法に比べて、簡易に容量成分の調整を行うことができる。前記アンテナ装置において、平均利得の全面平均が−７ｄＢｉ以上である帯域幅が２２０ＭＨｚ以上であることが好ましい。かかる広帯域特性を有するアンテナ装置は、使用周波数帯域の広い用途、例えば地上デジタル放送に好適である。すなわち、４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域において、前記帯域幅を有するものであれば、地上デジタル放送の使用帯域を２個以下のアンテナ装置でカバーすることができる。なお、平均利得の全面平均とは、ＸＹ平面、ＹＺ平面およびＺＸ平面での平均利得の平均を取ったものをいう。
【００１８】
さらに、前記チップアンテナと前記給電回路との間に、アンテナ装置の共振周波数を調整する整合回路を備え、前記整合回路を切り換えることによって共振周波数を移動させることが好ましい。かかる構成によれば、一つのチップアンテナが持つ周波数特性では満足しきれない広い周波数帯域で機能するアンテナ装置を実現することができる。しかも、チップアンテナの数を必要以上に増やすことなく、広帯域をカバーすることができる。さらに、４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域で平均利得の全面平均で−７ｄＢｉ以上を得ることが好ましい。インピーダンスマッチングのための整合回路に共振周波数の調整機能を持たせることによって、チップアンテナの数を増やすことなく、国内の地上デジタル放送のような４７０〜７７０ＭＨｚ帯を使用する用途に、アンテナ装置を適用することが可能となる。
【００１９】
また、本発明の他のアンテナ装置は、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナと、前記チップアンテナを実装する基板とを有し、前記導体の両端が前記磁性基体から突出しており、前記導体の両端部は前記磁性基体の外で屈曲されて前記基板に形成された電極部に接続されていることを特徴とする。該構成によれば、基体に別途電極を形成したり、接続する基板側に別途処置を施す必要がないため、接続工程が簡易なものとなる。
【００２０】
また、本発明の他のアンテナ装置として、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナと、前記チップアンテナを実装する基板とを有し、前記導体の両端が前記磁性基体から突出しており、前記基板には切り欠き部または開口部を設け、前記チップアンテナの基体は前記切り欠き部または開口部に挿入され、前記導体の両端部が前記基板に形成された電極部に接続されている構成としてもよい。かかる構成では、基板の切り欠き部または開口部に基体の一部が入るため、実装後の基体の高さを低くすることができるため、アンテナ装置の低背化に寄与する。また、導体を屈曲させずに基板側の電極に接続できるため、工程が簡略化される。
【００２１】
さらに、前記アンテナ装置は地上デジタル放送用アンテナ装置であることが好ましい。本発明に係る前記のアンテナ装置は、小型化、広帯域化が図られるので、例えば４７０〜７７０ｋＨｚの帯域のように広い周波数帯域を用いる地上デジタル放送に好適である。
【００２２】
また、本発明の通信機器は、前記アンテナ装置を搭載したことを特徴とする。前記アンテナ装置は、広帯域で機能するため、それを用いた通信機器も広帯域で使用することが可能である。特に、前記アンテナ装置を搭載した地上デジタル放送用の携帯端末や携帯電話、デジタルラジオなどの通信機器を構成すると、該機器の携帯性、信頼性の向上に寄与する。
【００２３】
なお、前記チップアンテナ、前記アンテナ装置および前記通信機器の構成は適宜組み合わせることも可能である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、小型化および広周波数帯域化に適したチップアンテナを提供することができる。特に、チップアンテナの磁性基体として高透磁率、低損失係数のＹ型フェライトを用いた場合には、高周波帯域で高利得を得る点でも有利なチップアンテナを提供することができる。さらに、本発明に係るチップアンテナを用いることにより、使用可能な周波数帯域の広いアンテナ装置、通信機器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明について具体的な実施形態を示しつつ説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。なお、同一部材については同一の符号を付してある。
【００２６】
図１に、本発明に係るチップアンテナの実施形態の一例を示す。図１のチップアンテナは、基体として磁性体セラミックスを用いた磁性体チップアンテナである。該チップアンテナは基板に実装して用いることができる。図１の（ａ）は斜視図、（ｂ）は長手方向に沿って導体を含んだ断面図、（ｃ）は長手方向に垂直な方向での断面図である。線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通している。図１では、線状の導体２は直線状である。すなわち、直線状の導体は、直方体の側面や円柱の外周面など、導体を囲むように位置する基体外側の面に沿うように延設され、磁性基体の長手方向両端面間を貫通している。図１の構成では、前記導体の両端、すなわち導体の一端３と他端４が磁性基体１から突出している。前記導体の一端３は開放端を構成し、他端４は給電回路等の制御回路（図示せず）に接続されて、アンテナ装置が構成される。磁性基体１の内部には、導体部分としては直線状の中実の導体２が存在するだけなので、容量成分の低減に理想的な構造となる。放射導体として機能する直線状の導体が一本貫通している構造なので、該導体は基体内部で実質的に対向する部分を持たないので、容量成分の低減に特に有効なのである。かかる観点からは、磁性基体を貫通する導体は一本のみが好ましい。ただし、間隔を十分に取るなどして容量成分の影響が小さい場合などは、一本の貫通導体のほかにさらに別の導体が貫通した、または埋設された構成とすることも可能である。図１４に、図８に示す構成のアンテナ装置を用いてアンテナ内部損失と共振周波数の誘電率依存性を評価した結果を示す。ここでアンテナ内部損失とは、基体の材料損失と導体損失の合計値をアンテナ利得として換算した値である。磁性基体１の寸法は長さ３０ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ３ｍｍ、初透磁率は３、損失係数は０.０５とし、磁性基体１の中心を貫通する導体は０.５ｍｍ角の銅である。また、磁性基体１と接地電極９との間隔は１１ｍｍである。整合回路には図１５に示したものを用い、キャパシタＣ１は０.５ｐＦ、インダクタＬ１は５６ｎＨ、インダクタＬ３は１５ｎＨとしている。図１４に示すように、アンテナの内部損失は比誘電率に対してほとんど変化していない。これは、本発明に係る構造は容量成分を形成しにくいため、比誘電率が多少大きくなってもアンテナの内部損失の増加が抑制されるためと考えられる。損失の観点からは、比誘電率は低いことが好ましいが、本発明に係る構造ではアンテナの内部損失が比誘電率の影響を受けにくい、すなわち比誘電率に対してかなり不感である。したがって、例えば図１４に示すように共振周波数のばらつきを抑えるために、誘電率の大きい材料を用いることもできる。この場合、比誘電率は８以上が好ましく、より好ましくは１０以上である。
【００２７】
また、導体２が磁性基体１を貫通している構造なので、導体が貫通してない場合に比べて、磁性基体内で同じ導体長を確保した場合に、チップアンテナ全体の小型化を図ることができる。さらに、導体２が磁性基体１を貫通しているので、導体２の両端で、他の回路素子や電極との電気的接続が可能であり、設計自由度が高い。直線状の導体は、直方体の側面や円柱の外周面など、導体を囲むように位置する基体外側の面からの距離を一定に保ちつつ基体を貫通していることが好ましい。図１に示した構成では、導体２は磁性基体１の長手方向に、該磁性基体の中央で貫通している。すなわち、磁性基体１の長手方向に垂直な断面において、導体２は中央に位置している。また、図１２に示すように、チップアンテナの構成として、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているものであれば、直方体に限らず、円弧状（アーチ形状）としてもよい。図１２の（ａ）は斜視図、（ｂ）は導体の部分を含む断面図、（ｃ）は基板に実装した状態基板の面方向からみた正面図である。線状の導体が磁性基体の長手方向に沿っている構成では、基体の中で、導体はコイルやミアンダ電極を構成しない。長手方向に対して屈曲部を持たないことが好ましい。図１２の構成では、円弧状の基体１を円弧に沿って線状の導体２が貫通している。すなわち、線状の導体は、直方体の側面や円柱の外周面など、導体を囲むように位置する基体外側の面に沿うように延設され、基体長手方向の両端面間を貫通している。この場合導体を囲むように位置する基体外側の面からの距離を一定に保ちつつ基体を貫通していることが好ましい。図１２では、導体は円弧状基体の断面の中心に位置するようにしてある。図１２の構成では、導体の両端、すなわち導体の一端３と他端４が磁性基体１から突出している。磁性基体と導体が円弧状になっている以外の部分は図１の場合と同様にしてアンテナ装置や通信機器が構成される。図１２の（ｃ）で、導体の一端３と他端４は磁性基体１から離間した部分で屈曲して、基板８上の固定電極および給電電極（図示せず）に固定されている。導体を磁性基体から離間した部分で屈曲させることで、屈曲に伴う導体および磁性基体の損傷を防ぐとともに、容量成分の低減にも有利な構造となる。
【００２８】
広帯域化のためにはアンテナのＱ値を下げることが必要となるが、Ｑ値はインダクタンスをＬ、容量をＣとすると（Ｃ／Ｌ）１／２で表されるため、Ｌを上げる一方、Ｃを下げる必要がある。基体として誘電体を用いた場合、インダクタンスＬを上げるためには導体の巻き線数を増やす必要があるが、巻線数の増加は線間容量の増加を招くため、アンテナのＱ値を効果的に下げることができない。これに対して、本発明においては、基体として磁性基体を用いるため、巻線数の増加によらず透磁率でインダクタンスＬを上げることができる。したがって巻線数の増加による線間容量の増加を回避して、Ｑ値を下げることができ、アンテナの広帯域化を図ることができる。特に、本発明では、上述のように容量成分の低減に効果的な、直線状の導体が磁性基体を貫通する構成を採用するので、チップアンテナの広帯域化に特に顕著な効果を発揮するのである。この場合、磁路は導体２を周回するように磁性基体内に形成されるため、閉磁路を構成する。該構成で得られるインダクタンス成分Ｌは導体２を覆う磁性基体部分の長さや断面積に依存する。したがって、直線状導体が磁性基体１を貫通しない場合は、インダクタンス成分Ｌに寄与しない部分が増えてしまい、不必要にチップアンテナが大型化してしまう。これに対して、導体２が磁性基体１を貫通する構成とすることによって、効率よくＬ成分を確保し、チップアンテナの小型化を図ることができる。
【００２９】
磁性基体１の外部での導体の取り回しは、磁性基体１に印刷電極を形成することで行い、ハンダ付けによる固定も当該印刷電極で行うことも可能であるが、製造工程を簡略化し、かつ容量の増加を抑える観点からは、導体２の突出した端部を用いてハンダ付け等のための取り回しを行うことが好ましい。なお、印刷電極で磁性基体の外部での取り回しを行う場合には、該印刷電極は、その面積および対向部分を可能な限り小さくすることが望ましい。図１の構成のように導体２の両端が突出している場合は、導体２の一端（以下、第１の端部ともいう）と他端（以下、第２の端部ともいう）の２箇所でチップアンテナ１０のハンダ固定を行うことができるので、安定な実装が可能となる。かかる構成では、実装のために別途基体に電極を設ける必要がなく、アンテナ装置を構成する際の工程の簡略化が図られる。突出した端部は必ずしも直線上でなくてもよく、図２の実施形態のように屈曲していてもよい。図２に示す構成では、基板に実装しやすいように、導体２の磁性基体１の両側に突出した部分は、磁性基体１から離間した部分で屈曲してあり、その先端部分は磁性基体１の一端面である底面と平行に、より具体的には略同一面上に位置するようにしてある。磁性基体の両側に突出した導体部分を略９０°屈曲して、基板に設けられたスルーホールに挿入してハンダ付けしてもよい。なお、より強固な固定のためにチップアンテナの磁性基体に前記導体とは別にハンダ付け等による固定用の電極を設け、該電極を用いてチップアンテナを固定したアンテナ装置を構成することも可能である。
【００３０】
突出した端部で導体の取り回しを行う場合は、いずれの場合でも、磁性基体１の表面に電極を形成する必要がないため、容量成分の増加を抑えることができる。突出している部分が直線状である図１の構成では、直線上の導体２は磁性基体の内部および表面において対向する部分を持たないので、容量成分の低減に特に効果的である。
【００３１】
導体の材質は、特に限定するものではないが、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ等の金属の他、４２アロイ、コバール、リン青銅、黄銅、コルソン系銅合金等の合金を用いることができる。このうちＣｕ等の硬度の低い導体材料は、両端を屈曲して用いる場合に適し、４２アロイ、コバール、リン青銅、コルソン系銅合金など硬度の高い導体材料は磁性基体を強固に支持する場合や両端を屈曲せず直線状のまま使用する場合に適する。また、導体にはポリウレタンやエナメル等の絶縁被覆を設けてもよい。体積抵抗率の高い、例えば１×１０５Ω・ｍ以上の磁性基体を用いることで絶縁を確保することも可能であるが、絶縁被覆を設けることによって、特に高い絶縁性が得られる。この場合絶縁被覆の厚さは２５μｍ以下が好ましい。これが厚くなりすぎると磁性基体と導体との隙間が大きくなり、インダクタンス成分が減少する。
【００３２】
磁性基体の形状は、特に限定するものではないが直方体、円柱等をとることができる。安定な実装を実現する上では直方体の形状が好ましい。また、直方体形状の場合には、長手方向に垂直な方向に位置する角の部分に面取りを設けることが好ましい。直方体形状は安定な実装に有利であるが、角の部分にはチッピングが発生しやすい。これに対して、面取りを設けることによって、磁束が漏れにくくなるほか、チッピング等の不具合も防止できる。直方体形状の長手方向に垂直な方向に位置する角は、長手方向に延びている角の部分として４箇所存在する。面取り部分はこのうちの少なくと１箇所にあればその効果が発揮されるが、信頼性の観点からは４箇所とも面取り部分が設けられていることが好ましい。また、磁性基体の長手方向の端部の角にも面取り部分を設けてもよい。面取りの仕方は、直線状におとす方法であってもよいし、アールすなわち円弧形状を設ける方法でもよい。また、面取りは、研削等の機械加工、バレル研磨、面取り部分を設けた金型による成形等によって設けることができる。但し、磁性基体への新たな欠陥導入の防止および工程の簡略化の観点からは、面取り部分を設けた金型による成形、特に押出し成形によって面取り部分を形成することが好ましい。かかる場合、面取り部分が焼結肌で構成されるため欠陥が発生しにくい。面取りの幅ｄ（磁性基体の側面において面取り部分によって失われている長さ）は、その実質的な効果を発揮するためには０.２ｍｍ以上であることが好ましい。一方、面取りが大きくなると直方体形状であっても安定な実装が困難になるので１ｍｍ以下（磁性基体の幅または高さの１／３以下）が好ましい。磁性基体の長さ、幅、高さは、これらが大きくなると共振周波数は低下する。基体の長さは３０ｍｍ以下、幅は１０ｍｍ以下、高さは５ｍｍ以下が好ましい。基体の寸法が前記範囲を超えると表面実装型チップアンテナとしては大型化してしまう。例えば、地上デジタル放送帯域である４７０〜７７０ＭＨｚに使用できるよう、共振周波数を５５０ＭＨｚ付近にするためには、磁性基体の長さは２５〜３０ｍｍ、幅は３〜５ｍｍ、高さは３〜５ｍｍがより好ましい。また図１２に示すように、例えばアーチ形状などの曲面を持つ形状で構成される基体でも良い。この場合には、さらにデザイン性の向上のみならず、端末落下の際などにアンテナの基体に加わる衝撃にたいする耐衝撃性向上の効果も得られる。これは、一般的にアンテナは端末の端部に搭載されるため、アーチ形状の外側の曲面を端部方向に向けることによって外力に対する耐性が高くなるからである。さらに、アーチ形アンテナの他の効果として、次のような効果も発揮する。アンテナと周囲の金属部分（スピーカ、レシーバや液晶表示素子など）との間隔を大きくすることにより、アンテナから放射される電磁波の一部が金属部分に流れ難くなるため、アンテナの利得や感度が向上すると共に、金属部分からの電磁波放射が抑制されるため指向性の乱れも低減できる。
【００３３】
また、導体の断面形状も特に限定するものではないが、例えば円形、長方形、正方形等の形状のものを用いることができる。すなわち、ワイヤ状、テープ状のものを用いることができる。導体の断面形状と磁性基体の断面形状を略相似とし、導体をとりまく磁性基体の厚さを一定にすると、均一性の高い磁路が形成されるので好ましい。ここで断面とは前記磁性基体の長手方向に垂直な断面を指す。例えば、直方体、円柱の磁性基体の長手方向に直線状の導体が貫通している場合は、該長手方向に垂直な断面では、導体を磁性基体が取り囲む断面となる。また、磁性基体が円弧状（アーチ形状）等のように曲線状である場合は、円弧の周方向に垂直、すなわち円弧の径方向で切る断面である。この場合も、導体を磁性基体が取り囲む断面となる。なお、磁性基体の断面積は、導体が配置されている貫通孔の部分を除いた断面積である。ここで、磁性基体の断面における磁性基体の外径をＲ、内径をｒとしたときの、ｒ／Ｒに対するチップアンテナの平均利得の変化を図２４に示す。図２４では導体が角柱型、円柱型の電極の場合、すなわち貫通孔の断面形状が四角形、円形の場合について示してある。外形、貫通孔形が四角形の角形の場合、外径、内径とは四角形の一辺を指し、外形、貫通孔形が円形の場合は、外径、貫通孔の直径が前記外径、内径に相当する。また、磁性基体１の寸法は長さ３０ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ３ｍｍ、初透磁率は３、損失係数は０.０２としている。ｒ／Ｒが大きくなると平均利得は一定値となるが、ｒ／Ｒを０.１以上とすることで、平均利得を前記一定値から０.２ｄＢｉ以内の範囲に抑えることができる。より好ましくはｒ／Ｒを０.１５以上とすることで、平均利得を前記一定値から０.１ｄＢｉ以内の範囲に抑えることができる。さらに好ましくはｒ／Ｒは０.２以上である。また、また、導体の断面形状の大きさとアンテナ内部損失との関係を、導体が四角形である場合ｒ／Ｒを０.５以下が好ましい。ｒ／Ｒが大きくなりすぎると磁性基体の部分が相対的に薄くなり、チップアンテナの強度が低下する他、磁性基体の体積が低下するので磁性体チップアンテナの性能を充分に維持することが困難になる。例を図１６に示す。導体の断面形状を変えた以外は、図１４に示すアンテナ内部損失等の誘電率依存性を評価した場合と同様である。図１６の例では磁性基体の断面は３×３ｍｍの正方形であり、正方形の導体の幅を変えて断面積を変えている。導体の幅、断面積が大きくなって磁性基体の断面積Ｓに対する導体の断面積ｓの比ｓ／Ｓが大きくなると、アンテナ内部損失が低化し、導体の幅が０.５ｍｍ以上、断面積が０.２５ｍｍ２以上となって断面積比ｓ／Ｓが０.０２９以上となるとほぼ一定となる。したがって、磁性基体の断面積Ｓに対する導体の断面積ｓの比ｓ／Ｓが０.０２９以上（導体の幅が０.５ｍｍ以上、断面積０.２５ｍｍ２以上）であることが好ましい。この場合、磁性基体の幅Ｗに対する導体幅ｗの比ｗ／Ｗは０.１７以上である。導体の幅が０.７ｍｍ以上、断面積が０.４９ｍｍ２以上となって、断面積比ｓ／Ｓが０.０５８以上（ｗ／Ｗが０.２３以上）になるとアンテナ内部損失が０.５ｄＢ以下となるため、断面積比ｓ／Ｓ、導体の幅、断面積または幅の比ｗ／Ｗが前記条件を満たすことがさらに好ましい。一方、ｗ／Ｗは１未満であるが、導体の幅が大きくなると磁路が狭くなりインダクタンス成分が低下し、共振周波数も高くなる。導体の幅が１.０ｍｍを超え、磁性基体の厚さが１.０ｍｍ未満となり、ｗ／Ｗが０.３３を超え、断面積比ｓ／Ｓが０.１２５を超えると、共振周波数は地上デジタル放送帯域４７０〜７７０ＭＨｚの中心から１０％を超えてずれるようになる。したがって、この場合幅ｗは１.０ｍｍ以下（断面積１.０ｍｍ２以下）、すなわち断面積比は０.１２５以下（ｗ／Ｗで０.３３以下）が好ましい。ここでＷは磁性基体の長手方向に直角な方向の最小寸法であり、ｗは導体の長手方向に直角な方向の最小寸法である。すなわち断面が正方形であればその一辺の長さである。
【００３４】
図１に示す直線状の導体が磁性基体を貫通している構成についてさらに詳述する。かかる構成は、磁性基体と導体を一体で形成してもよい。例えば、特許文献１に開示されているような方法、すなわち磁性体の粉末の中に導線を配した状態で圧縮成形し、その後焼結する方法で形成することができる。焼結には、通常の加熱焼結の他、加熱方法としてマイクロ波焼結を採用すると加熱時間も短いため、導体と磁性粉末との反応を抑えることができる。また、磁性基体と導体を一体で形成する方法として、グリーンシートを積層する積層プロセスを採用することもできる。磁性体粉末と結合剤、可塑剤の混合物をドクターブレード法等でシート成形してグリーンシートを得て、該グリーンシートを積層して積層体を得る。該積層体の中心部分に位置することとなるグリーンシートにＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｐｔ等の導体ペーストを直線状に印刷しておくことによって、直線状の導体が貫通している磁性基体を得ることができる。ただし、この場合は、前記直線状の導体と導通をとり、磁性基体の外部に導体を引き回すために、印刷、焼き付け等によって磁性基体の表面に表面電極を形成する必要がある。
【００３５】
一方、磁性基体と導体を別体として形成してもよい。この場合、チップアンテナは、磁性基体に貫通孔が設けられ、該貫通孔の中に導体が設けられている構成となる。磁性基体と導体を別体として形成する場合は、磁性基体と導体との反応の影響を排除できるとともに、設計の自由度および導体部分の精度を高めることができる。この場合、磁性基体がフェライト焼結体であれば、該磁性基体は通常の粉末冶金的手法で作製すればよい。磁性基体に貫通孔を設ける方法としては、焼結体に機械加工で貫通孔を形成する方法、圧縮成形法または押出し成形法により貫通孔を有する成形体を成形し、焼結する方法、などがある。長尺のものを作製する場合は、貫通孔同士を対置させつつ短尺のものを複数積み重ねてもよい。図１２に示すような曲面で構成された基体についても、圧縮成形法あるいは押出し成形法により製作することができる。また焼結体で加工する他、成形体の状態で加工、整形してもよい。
【００３６】
貫通孔の断面形状は特に限定するものではないが、例えば、円形、四角形などとすればよい。導体の挿入を容易にし、磁性基体と導体との隙間を小さくするためには、貫通孔の断面形状は、導体の断面形状と相似の形状にするとよい。磁性基体と導体との間には隙間があってもよいが、隙間の存在はインダクタンス成分のロスにつながるので、該隙間は磁性基体の厚さに対して十分小さいことが望ましい。該隙間は片側で５０μｍ以下であることが好ましい。好ましくは、貫通孔の断面形状と導体の断面形状が、導体を挿入可能な範囲で略同一であることが好ましい。かかる点は貫通孔の形成方法によらない。貫通孔の断面形状が円形の場合、円筒度（最大径と最小径の差）は５０μｍ以下が好ましい。磁性基体の貫通孔に導体を挿入する場合、これが大きくなると、真円として設定した径に対して最小径が小さくなり導体の挿入が困難になるため、余裕を持って大きめに径を設定する必要が生じる。かかる場合は隙間が多くなってしまいインダクタンス成分のロスにつながる。より好ましくは、１０μｍ以下である。一方、直線状の導体が磁性基体を貫通する構造の場合、磁性基体の貫通孔は導体を挿入するために真直度（貫通孔長手方向における貫通孔断面のずれ幅）は貫通孔の直径以下であることが好ましい。
【００３７】
図１に示す直線状の導体が磁性基体を貫通している構成を、磁性基体と導体を別体で形成し、実現する一例を図３に示す。図３に示す例は、直方体状の磁性基体が複数の部材で構成され、貫通孔が前記複数の部材の構設によって形成されている実施形態である。図３の（ａ）では、磁性基体は、導体を挿入するために溝が設けられた磁性部材１２と、該溝を挟んで該磁性部材１２と貼り合わせるための磁性部材１１で構成されている。磁性部材１２の溝に導体２を挿入し、さらに磁性部材１１を貼り合わせて固定してチップアンテナとする（図３（ｂ））。磁性部材１２と磁性部材１１を貼り合わせた後に、形成された貫通孔に導体を挿入してもよい。いずれも、磁性部材１２と磁性部材１１を貼り合わせることによって、貫通孔が形成されることになる。溝は例えばダイシング加工を用いれば、精度よく形成することができる。図３の例では、簡単な溝加工と部材の貼り合わせで基体を組み上げるので、貫通孔を極めて簡易に形成することができる。溝の断面形状は、導体の挿入が可能になるように導体の断面形状に応じたものにする。すなわち、溝の深さは、導体が溝の上面からはみださないように設定する。図３の例では、磁性部材の一方に溝を設けてあるが、両方の磁性部材に溝を設け、その溝を対向させて貼り合わせることによって、貫通孔を形成してもよい。この場合は、挿入する導体が両方の磁性部材の位置決めする機能も発揮する。
【００３８】
図４は、磁性基体が複数の部材で構成され、貫通孔が前記複数の部材の構設によって形成されている他の実施形態である。図４は長手方向に垂直な方向の断面図である。磁性基体は直方体状をなし、磁性部材１５を磁性部材１３および１４で挟むことで構成されている。磁性部材１３、１４および１５はともに直方体である。２つの磁性部材１５が所定の間隔を持つことで貫通孔が形成され、２つの磁性部材１５の間隔および厚みで貫通孔の形状、大きさが決定される。具体的な組立手順は、例えば磁性部材１４上で導体２を挟んで磁性部材１５を配置し、さらに磁性部材１３を被せ、磁性部材１４と導体２を磁性部材１３と１４で挟んだ状態でこれらを固定すればよい。図４の構成は、溝加工を必要とせず、簡単な加工だけで磁性部材を作製し、貫通孔を形成することができるので、チップアンテナの簡易な製造に適する。
【００３９】
磁性基体と導体、磁性部材と磁性部材は、クランプ等を用いて固定することも可能であるが、確実に固定するためには固着することが好ましい。例えば、磁性基体と導体との固着であれば、磁性基体と導体隙間に接着剤を塗布して固着すればよい。磁性部材同士の固着は、貼り合わせ面に塗布して接着する。接着剤が厚くなると磁気ギャップが大きくなるため、接着剤の厚さは５０μｍ以下が好ましい。より好ましくは１０μｍ以下である。磁気的なギャップの形成を抑えるためには、貼り合わせ面以外の部分に接着剤を塗布して固着してもよい。例えば側面で、磁性部材の貼り合わせ部分を跨ぐように接着剤を塗布する。接着剤は熱硬化性、紫外線硬化性等の樹脂や無機接着剤などを用いることができる。樹脂には酸化物磁性体などの磁性体フィラーを含有させてもよい。接着剤は、チップアンテナをハンダ固定する場合を考慮して、耐熱性の高いものを用いることが好ましい。特に、チップアンテナ全体が加熱されるリフローを適用する場合は、３００℃以上の耐熱性があることが好ましい。なお、磁性基体と導体との隙間が小さく、磁性基体の貫通孔に設けられた導体の動きが磁性基体で十分に拘束される場合は、磁性基体と導体との間に必ずしも固定手段を講ずる必要はない。
【００４０】
次に、直線状の導体が磁性基体を貫通している構成を、磁性基体と導体を別体で形成して実現する他の例を図１９に示す。図１９の（ａ）は長手方向に沿って導体を含んだ断面図、（ｂ）は長手方向に垂直な方向での断面図である。図１９に示す例は、直方体状の磁性基体３３は一体の部材で構成されており、該磁性基体３３の貫通孔に断面円形の導体３４が挿入されて貫通している実施形態である。磁性基体として一体の部材を用いる場合は、接合部分を持たないため、チップアンテナの機械的強度を確保する上で有利な構成である。かかる磁性基体としては、押出し成形によって得られたものが好適である。押出し成形によれば、長尺の磁性基体、特に長手方向に貫通孔を有する磁性基体を作製することが可能である。押出し成形では、混練した原料を連続的に押出すため、造粒粉を圧縮成形する場合のように、焼結体において造粒粉同士の境界の痕跡が残らない。したがって、例えば本発明で用いる長尺の、かつ貫通孔を有する磁性基体であっても、高い機械的強度を具備することが可能である。特に、貫通孔を押出し成形時に形成してから焼結することが可能であるため、磁性基体の貫通孔の内壁面を焼結肌で構成し、欠陥の発生を抑制することができる。該構成は、落下の衝撃など大きな外力が加わる可能性の高い携帯電話などの携帯機器に用いる場合に好適である。押出し成形は、図１９（ｂ）に示す形状に対応した断面形状の成形体を連続的に押出して行われ、該成形体は所定の長さに切断して焼結される。図１９に示す例は、直方体形状の長手方向に垂直な方向に位置する角に面取り部分としてアールを設けた構成であり、面取りの幅はｄで示してある。前記構成は成形の際、金型の角にアールを設けることによって作製される。
【００４１】
次に、図２０に本発明に係るチップアンテナの他の実施形態を図に示す。図２０に示す例は、ケースに収容されているチップアンテナである。図２０の（ａ）は、樹脂製のケース３０および前記ケース３０に収容されたチップアンテナの平面図を示している。図の（ｂ）は図２０の（ａ）におけるＡの方向から見た側面図、図２０の（ｃ）は図２０の（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。ケース３０はチップアンテナを収容可能な空間を深さ方向に有し、両側面には、側面上面から略中央にかけて、断面が円形の導体３６をケース内部からケース外部へと導出可能となるようにスリットが設けられている。なお、スリットのかわりに貫通孔を設けてもよい。また、前記スリットまたは貫通孔は、必ずしも両側面に設ける必要はなく片側の側面に設けてもよい。チップアンテナはケース内側端面間に拘束される。また、各チップアンテナの長手方向の二点においてチップアンテナの長手方向に直角方向の動きを拘束する突起部３１をケース内壁に設けてある。図１９の例では、前記突起部３１は、深さ方向に柱状に形成されており、チップアンテナを線で拘束する。柱状の突起部の断面形状は特に限定するものではないが、例えば三角形状、半円状等とすればよい。突起部は点状の突起として、点で拘束しても良い。また、突起部を設けるかわりに、チップアンテナの形状と略同一の空間を設け、該空間にチップアンテナを嵌挿してチップアンテナの動きを拘束してもよい。ケースの深さは、特に限定するものではないが、磁性基体３５を保護する観点からは、磁性基体の厚さよりも大きく、磁性基体がケース上面から突出しないことが好ましい。チップアンテナは、接着剤でケースに固定しても良い。
【００４２】
図２１に、チップアンテナが、ケースに収容されている別の実施形態を示す。突起部３８の構成は図２０に示す実施形態と同様である。図２１の（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ図２１（ａ）のＣ１およびＣ２の点線部分の断面図である。図２１に示す実施形態では、ケース３７の外側面に導体部材が設けられている。具体的には、ケース３７の両側面の中央下端から底面側端部にかけて導体部材３９Ｂが設けられている。該導体部材を用いて基板等の導体部分とケースとを接合し、チップアンテナを固定することができる。図２１に示す構成では、導体部材３９Ｂはケース側面からさらにケース内部に延設され、ケース内部で導体部材３９Ａを形成している。すなわち、導体３９Ａと３９Ｂは一体であり、電気的に導通が取られている。導体部材３９Ａと３９Ｂの末端は樹脂ケースの内部に内挿されている。かかるケースは、例えばリン青銅製の導体部材を樹脂モールドすることで形成すればよい。図２１に示す例では、ケース外面に設けられた導体部材３９Ｂに導通する導体部材３９Ａを、ケース内部の底面の両端に設け、該導体部材３９Ａにチップアンテナの導体をハンダ接合（図示せず）により接続している。かかる構成では、前記導体部材３９Ｂを用いて、チップアンテナの固定と、チップアンテナと他の回路等との電気的な接続を行うことができる。なお、図２１に示す例では、導体部材３９Ｂはケース３７の外側の面に沿うように設けられているが、該導体部材は電極ピン構造としてケースから突出する形態としてもよい。
【００４３】
また、導体部材３９Ａの替わりに、上方からスリットを設けた金属板をケース底面から立設し、該金属板が前記スリットにおいて磁性基体から突出した線状の導体を挟持する構成とすることもできる。この場合該金属板は前記導体部材３９Ｂと一体のものとするか、電気的に接合しておくことが好ましい。前記スリットの幅を前記線状の導体の幅または径よりも小さくしておけば、チップアンテナの固定と電気的接続を行うことができる。スリットの幅が深さ方向に漸減するようにしてもよい。また、スリットの上端の幅を導体が挿入される中間部分の幅よりも小さくして、線状の導体を掛止する構成にしてもよい。なお、ケース内部の導体部材３９Ａは必ずしも必要とするものではなく、側面や底面などケースの外側面に導体部材が設けられていれば、基板等の導体部分と接合してケースに収容されたチップアンテナを実装することが可能である。かかる場合は、磁性基体から突出した導体部をケースの外まで延出させ、ケース外の電極等に電気的接続を行えばよい。また、ケース上部には、蓋部材を設けてもよい。蓋部材は接着剤で接着固定してもよいし、蓋部材はケースに掛止される構成を用いてもよい。蓋部材を設けることにより、チップアンテナ全体を保護することができる。また、上述の突起部の形成に加えて、または替えて前記蓋部材を用いてチップアンテナの動きを拘束しても良い。上述の例は、ケースを用いてチップアンテナを固定、保護する例であるが、ケースを用いる替わりに、チップアンテナを樹脂でモールドした構成としてもよい。
【００４４】
前記の磁性基体としては、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｌｉ系フェライトに代表されるスピネル型フェライト、プラーナと呼ばれるZ型、Ｙ型等の六方晶フェライト、これらフェライト材料を含む複合材等を用いることができるが、フェライトの焼結体であることが好ましく、特にＹ型フェライトの焼結体を用いることが好ましい。フェライトの焼結体は体積抵抗率が高く、導体との絶縁を図るうえで有利である。体積抵抗率の高いフェライト焼結体を用いれば、導体との間に絶縁被覆を必要としなくなる。Ｙ型フェライトは、１ＧＨｚ以上の高周波まで透磁率が維持される点、１ＧＨｚまでの周波数帯域で磁気損失が小さい点から、４００ＭＨｚを超える高周波数帯域の用途、例えば４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を使用する地上デジタル放送用のチップアンテナに好適である。かかる場合、Ｙ型フェライトの焼結体を磁性基体として用いればよい。Ｙ型フェライトの焼結体は、Ｙ型フェライト単相に限らず、Ｚ型やＷ型等他の相を含有するものであってもよい。焼結体は、焼結後で磁性部材として十分な寸法精度を有していれば加工を必要としないが、貼り合わせ面は、研磨加工を施し、平坦度を確保することが望ましい。
【００４５】
前記Ｙ型フェライトの１ＧＨｚにおける初透磁率を２以上で、損失係数を０.０５以下とすると、広帯域、高利得のチップアンテナを得る上で有利である。初透磁率が低くなりすぎると、広帯域化を図ることが困難となる。また、損失係数、すなわち磁気損失が大きくなるとチップアンテナの利得が低下する。図１７に、図８に示す構成のアンテナ装置を用いてアンテナ内部損失の損失係数ｔａｎδ依存性を評価した結果を示す。磁性基体１の寸法等、損失係数以外の条件は上述のアンテナ内部損失等の誘電率依存性を評価した場合と同様である。また、比較のために導体幅が０.８ｍｍで、巻き数１２のヘリカル構造の電極を有するチップアンテナを用いた場合（構造ｂ）の評価結果も併せて示してある。図１７に示すように、損失係数が小さいほどアンテナ内部損失が小さくなるが、同じ損失係数で比較すると、本発明に係る構造の場合（構造ａ）は、ヘリカル構造の電極を有する場合よりもアンテナ内部損失が大幅に抑制されている。例えば損失係数ｔａｎδが０.０５以下とすれば、アンテナ内部損失を０.５ｄＢ以下の低い水準とすることができる。アンテナ内部損失の０.５ｄＢは、送信電力の１０％程度に相当し、基体のみの損失として許容できる十分な水準である。また、初透磁率を変化させた場合のアンテナ内部損失の損失係数ｔａｎδ依存性を図１８に示す。初透磁率が大きくなるとアンテナ内部損失は大きくなる傾向を示すが、初透磁率が２〜３の範囲では、損失係数ｔａｎδを０.０５以下とすればアンテナ内部損失を０.５ｄＢ以下とすることができる。さらに、損失係数を０.０４以下とすれば初透磁率４以下までアンテナ内部損失を０.５ｄＢ以下とすることができ、損失係数を０.０３以下とすれば初透磁率５以下までアンテナ内部損失を０.５ｄＢ以下とすることも可能である。チップアンテナとして−７ｄＢｉ以上の平均利得を得るためには、損失係数は０.０５以下が好ましい。損失係数を０.０３以下と低くすることによって、特に利得の高いチップアンテナを得ることができる。損失係数は周端数が高くなるにつれて大きくなる。したがって、前記Ｙ型フェライトの１ＧＨｚにおける初透磁率を２以上で、損失係数を０.０５以下とすれば、数百ＭＨｚ、すなわち１ＧＨｚまでの周端数帯域全体にわたって平均利得に優れたチップアンテナを提供することができるが、使用される各帯域において損失係数等が前記範囲を満たしていれば高利得のチップアンテナを提供することは可能である。例えば４７０ＭＨｚ、７７０ＭＨｚおいて初透磁率が２以上で、損失係数が０.０５以下であれば、４７０〜７７０ＭＨｚ帯を使用する地上デジタル放送に適用することが可能である。さらに、１８０ＭＨｚにおいて初透磁率が２以上で、損失係数が０.０５以下であれば、１８０ＭＨｚ以上の帯域、例えば１８０〜２１０ＭＨｚ帯を使用する地上デジタル放送に適用することが可能である。
【００４６】
Ｙ型フェライトついてさらに説明する。Ｙ型フェライトとは、代表的には例えばＢａ２Ｃｏ２Ｆｅ１２Ｏ２２（いわゆるＣｏ２Ｙ）の化学式で表される六方晶系のソフトフェライトである。前記Ｙ型フェライトは、Ｍ１Ｏ（Ｍ１はＢａ、Ｓｒのうちの少なくとも一種）、ＣｏＯおよびＦｅ２Ｏ３を主成分とし、前記化学式のＢａをＳｒで置換したものも含む。ＢａとＳｒはイオン半径の大きさが比較的近いため、ＢａをＳｒで置換したものもＢａを用いた場合と同様にＹ型フェライトを構成し、また類似した特性を示し、これらはいずれも高周波帯域まで透磁率を維持する。これらの比率は、Ｙ型フェライトを主相とできるものであればよいが、例えばＢａＯは２０〜２３ｍｏｌ％、ＣｏＯは１７〜２１ｍｏｌ％、残部Ｆｅ２Ｏ３であることが好ましく、ＢａＯは２０〜２０．５ｍｏｌ％、ＣｏＯは２０〜２０．５ｍｏｌ％、残部Ｆｅ２Ｏ３であることがさらに望ましい。Ｙ型フェライトを主相とするとは、Ｘ線回折におけるピークのうち、Ｙ型フェライトのメインピ−ク強度が最大であることをいう。Ｙ型フェライトはＹ型単相であることが好ましいが、Ｚ型、Ｗ型など他の六方晶フェライトやＢａＦｅ２Ｏ４等の異相が生成する場合がある。したがって、Ｙ型フェライトは、これらの異相を含むことも許容する。ただし、透磁率を高周波まで維持すること、低損失であることを実現するためにはＹ型フェライトの比率は８５％以上であることが好ましく、より好ましくは９２％以上である。ここでＹ型フェライトの比率とは、本発明のフェライトを構成する各相のＸ線回折におけるメインピーク（最もピーク強度の高いピーク）の強度の和に対するＹ型フェライトのメインピ−ク強度の割合である。
【００４７】
前記Ｙ型フェライトは、さらにＣｕ、Ｚｎを微量に含有することが好ましい。従来から、Ｙ型フェライトとしてＣｏの代わりにＣｕやＺｎを用いたＣｕ２Ｙ、Ｚｎ２Ｙなどが知られている。このＣｕ、Ｚｎの置換は主としてＡｇとの同時焼成を目的とした低温焼結化、透磁率の向上を目的とするものであるが、Ｃｏに対するＣｕ或いはＺｎの置換量は数十％以上と多く、この場合体積抵抗率が低くなり、また損失係数、誘電率も大きくなりやすい。これに対して、本発明の場合は、Ｃｕ、Ｚｎを微量に含有させる。Ｃｕ、Ｚｎを微量に含有させることによって、損失係数を低く抑え、また体積抵抗率を高く維持しつつ、焼結体密度を向上させることができる。また、Ｃｕ、Ｚｎの微量添加によって、透磁率も向上する。Ｃｕの含有量をＣｕＯ換算で０.１〜１.５重量部、Ｚｎの含有量をＺｎＯ換算で０.１〜１.０重量部とすることで、４.８×１０３ｋｇ／ｍ３以上の焼結体密度を得ることができる。特にＣｕ、Ｚｎの含有量を前記微量の範囲とすることで、周波数１ＧＨｚにおける損失係数ｔａｎδを０.０５以下とし、さらには体積抵抗率を１×１０5Ω・ｍ以上を確保することも可能となる。Ｃｕ、Ｚｎの含有量はより好ましくは酸化物換算で０.１〜０.６重量部であり、該範囲とすることで、体積抵抗率を１×１０6Ω・ｍ以上とすることができる。高密度を有する磁性基体は、携帯電話等の通信機器に用いられるチップアンテナの強度向上に寄与する。また、チップアンテナを構成する場合、体積抵抗率が、１×１０５Ω・ｍ未満となるとアンテナ利得の低下への影響が大きくなるため、１×１０５Ω・ｍ以上であることが好ましく、特に好ましくは１×１０6Ω・ｍ以上である。なお、これらＣｕとＺｎは複合で含有してもよい。
【００４８】
また、Ｃｕ、Ｚｎの他に、Ｓｉ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｍｎ等を含有させることもできる。Ｓｉは焼結体密度・透磁率向上の効果をもたらすが、ＳｉＯ２換算で０.１重量部未満では実質的な効果が発揮されず、その含有量が多くなると損失係数が大きくなってしまうため、０.１〜０.４質量部であることが好ましい。また、Ｎａは損失係数低下の効果を示すが、Ｎａ２ＣＯ３換算で０.１重量部未満では、実質的効果が発揮されず、０.４質量部超では体積抵抗率が低下する。したがって、Ｎａ２ＣＯ３換算で０.１〜０.４質量部であることが好ましい。さらに、Ｌｉは焼結体密度向上・透磁率向上の効果を示すが、その含有量がＬｉ２ＣＯ３換算で０.１重量部未満では実質的な効果が発揮されず、０.６質量部超では、透磁率および体積抵抗率が低下する。したがって、Ｌｉ２ＣＯ３換算で０.１〜０.６質量部が好ましい。さらに、Ｍｎは、損失係数の低下に効果があるが、０.１未満では実質的な効果を発揮されず、１.０質量部超では体積抵抗率が低下する。したがって、Ｍｎ３Ｏ４換算で０.１〜１.０質量部であることが好ましい。
【００４９】
また、不可避不純物として、０.００１質量％以下のＢ、０.００５質量％以下のＮａ、０.０１質量％以下のＳｉ、０.００５質量％以下のＰ、０.０５質量％以下のＳ、０.００１質量％以下のＣａを含んでも良い。
【００５０】
磁性基体をY型フェライトの焼結体で構成する場合、該Y型フェライトは従来からソフトフェライトの製造に適用されている粉末冶金的手法で製造することができる。所望の割合となるように秤量されたＢａＣＯ３、Ｃｏ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３などの主原料およびＣｕＯ、ＺｎＯなどの微量成分を混合する。なお、ＣｕＯ、ＺｎＯなどの微量成分は、仮焼後の粉砕工程において、添加してもよい。混合方法は、特に限定するものではないが、例えばボールミル等を用いて、純水を媒体として湿式混合（例えば４〜２０時間）する。得られた混合紛を電気炉、ロータリーキルンなどを用いて所定の温度で仮焼することにより仮焼粉を得る。仮焼温度、保持時間は、それぞれ９００〜１３００℃、１〜３時間が好ましい。仮焼温度、保持時間がそれらを下回ると反応の進行が十分でなく、逆にそれらを上回ると粉砕効率が落ちる。仮焼雰囲気は、大気中または酸素中などの酸素存在下であることが好ましい。得られた仮焼粉はアトライタ、ボールミルなどを用いて湿式粉砕し、ＰＶＡなどのバインダーを添加した後、スプレイドライヤ等によって造粒することにより造粒紛を得る。粉砕粉の平均粒径は０.５〜５μｍが好ましい。得られた造粒粉をプレス機により成形してから、電気炉などを用いて例えば１２００℃の温度にて酸素雰囲気中で１〜５時間焼成を行い六方晶フェライトを得る。焼成温度は１１００〜１３００℃が好ましい。１１００℃未満であると焼結が十分に進行せず高い焼結体密度が得られず、１３００℃を超えると粗大粒が発生するなど過焼結となる。また、焼結は、これが短いと焼結が十分進行せず、逆に長いと過焼結となりやすいので１〜５時間とすることが望ましい。また、焼結は高い焼結体密度を得るためには酸素存在下で行なうことが好ましく、酸素中で行なうことがより好ましい。得られた焼結体は、必要に応じて切断、研磨、溝加工等の加工を施す。
【００５１】
次にアンテナ装置について説明する。図１のチップアンテナを用いる場合であれば、前記導体の一端３は開放端を構成し、他端４は給電回路等の制御回路（図示せず）に接続されて、アンテナ装置が構成される。開放端側となる導体の一端は必ずしも電極等に固定する必要はないが、安定な実装や共振周波数の調整のためには、開放端側も電極等に固定することが好ましい。図５は、図２のチップアンテナを基板に実装したアンテナ装置の実施形態の例を示す図であり、（ａ）は基板の面に垂直な方向から見た上面図、（ｂ）は基板の面に平行な方向から見た背面図である。図５の（ｂ）では基板上の電極の図示は省略してある。アンテナ装置は、直線状の導体が磁性基体１を貫通し、前記導体の両端、すなわち導体の一端３と導体の他端４が前記磁性基体から突出しているチップアンテナと、前記チップアンテナを実装する基板８を有する。導体の両端部は前記磁性基体の外で屈曲されて基板８に形成された電極部である固定電極５および給電電極６にハンダ接合されている。給電電極は給電回路等に接続されている。チップアンテナ１０は、導体２の長手方向が基板平面に平行になるように配置されているため、低背かつ安定な実装を可能にしている。この点は、後述する他の実施形態のアンテナ装置においても同じである。チップアンテナ１０は、導体の両端がハンダ固定されているので強固に固定されているが、さらに接着剤等を用いて固定してもよい。図５の構成では、導体の両端を屈曲させて基板側の電極との接触を図っているが、導体の両端を屈曲させずに、基板側の固定電極５と給電電極６を厚くして接触を図ってもよい。アンテナ装置は、受信アンテナ、送信アンテナ、送受信アンテナのいずれの態様でも用いることができる。
【００５２】
図６には、本発明のアンテナ装置の他の実施形態を示す。図６は、図１のチップアンテナを基板に実装したアンテナ装置の例を示す図であり、（ａ）は基板の面に垂直な方向から見た上面図、（ｂ）は基板の面に平行な方向から見た背面図である。図６の（ｂ）では基板上の電極の図示は省略してある。図６に示すアンテナ装置は、直線状の導体が磁性基体１を貫通し、前記導体の両端、すなわち導体の一端３と導体の他端４が前記磁性基体から突出しているチップアンテナと、前記チップアンテナを実装する基板８を有する。さらに、基板８には切り欠き部２１が設けられており、チップアンテナの基体は前記切り欠き部に挿入され、導体の両端（導体の一端３、導体の他端４）が前記基板に形成された電極部にハンダ接合で接続されている。導体２の両端は屈曲させて用いることも可能であるが、直線状のままとすることが好ましい。図６の例では、突出した導体２の両端は直線状のままとしてある。基板に切り欠き部を設けた図６の実施形態では、突出した導体２の両端が直線状のままでチップアンテナを実装することが可能であるので、導体２の両端を屈曲させる工程を省略し、製造工程を簡略化できる。また、背面図（ｂ）からも明らかなように、基体の厚さ方向の一部を基板の切り欠き部に納めることができるため、アンテナ装置の低背化を図ることができる。この場合は、導体２は、チップアンテナの支持に十分な強度、硬度を有するものを用いる。材質としては例えば４２アロイ、コバール、リン青銅、コルソン系銅合金などを用いればよい。なお、図６の実施形態では基体を挿入する部分を基板端部に設けて切り欠き部を構成しているが、基板に開口部、すなわち穴を設けて、該部分を基体を挿入する部分としてもよい。かかる場合も、切り欠きを設ける場合と同様の効果が得られる。
【００５３】
次に、本発明のアンテナ装置の別の実施形態について図７を用いて説明する。図７に示すアンテナ装置は、図２に示すチップアンテナと前記チップアンテナを実装する基板８を有している。基板８には接地電極９と該接地電極に離間して固定用電極５が形成されており、チップアンテナ１０の導体の一端３は前記固定電極５に接続されている。また、導体の他端４は給電電極にハンダ接合されており、給電電極は給電回路等に接続されている。固定用電極５はチップアンテナ１０の導体の長手方向に垂直な方向に延出し、その端部と接地電極９の端部とは平行線をなし、所定の間隔を隔てて対向している。図７の実施形態では、チップアンテナ１０、固定用電極５、接地電極９および給電電極６が口の字状に配置されている。チップアンテナ１０の開放端側の固定用電極５を接地電極９に離間して形成した構成とすることで、これらの間に容量成分を形成する。本発明に係るチップアンテナは容量成分を大幅に抑えた構造を有するが、所望のアンテナ特性に対して容量成分が不足する場合には、前記方法により容量成分を付加することによってアンテナ特性の調整を行う。チップアンテナ自体の容量成分を調整する方法に比べて、上記方法は簡易に容量成分の調整を行うことができる。アンテナの共振周波数を調整する具体例として、固定用電極５と接地電極９との間に少なくとも一つのコンデンサとスイッチを接続して切り換える、あるいは可変容量ダイオード（バラクタ・ダイオード）を接続し、この印加電圧によって静電容量を変えながら所定の共振周波数まで調整するなどの方法を用いることができる。
【００５４】
本発明に係るチップアンテナは磁性体を基体しているため波長短縮効果が大きく、小型化しやすく、高周波でもアンテナ帯域を広くとりやすい。したがって、前記チップアンテナは地上波デジタル放送に使用される１８０ＭＨｚ以上、さらには４００ＭＨｚ以上の周波数帯域に用いるチップアンテナとして好適である。本発明に係るチップアンテナを用いてアンテナ装置を構成することによって、アンテナ装置の動作周波数帯域の広帯域化を図ることができる。平均利得−７ｄＢｉ以上の帯域幅２２０ＭＨｚ以上を得ることも可能である。また、共振周波数を適正化するなどして、３００ＭＨｚ以上の帯域幅を得ることも可能である。４００ＭＨｚ以上の高周波帯域で、かかる広帯域特性を有するアンテナ装置は、使用周波数帯域の広い用途、例えば国内の地上デジタル放送に好適である。４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を使用する地上デジタル放送のように、アンテナ装置の帯域幅に対して使用する帯域幅が広い場合は、帯域の異なるアンテナ装置を複数用いて使用帯域全体をカバーするようにすればよい。複数のアンテナ装置を用いると実装面積、実装空間が増加してしまうが、アンテナ装置の帯域幅が広ければアンテナ装置の数を減らすことができる。アンテナ装置が３個以上になると実装面積、実装空間が大幅に増加してしまう。したがって、携帯機器など実装面積等が限られている場合にはアンテナ装置の数は２個以下、より好ましくは１個である。上述のような帯域幅を有するアンテナ装置を用いれば、２個以下のアンテナ装置で４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域をカバーすることも可能である。アンテナ装置の平均利得としては、−７ｄＢｉ以上が好ましく、より好ましくは−５ｄＢｉ以上である。
【００５５】
一方、広い周波数帯域をカバーするためには、図８に示すようにチップアンテナと給電回路の間に、アンテナ装置の共振周波数を調整する整合回路２２を設け、該整合回路２２の切り換えによってアンテナ装置の共振周波数を移動させ、動作帯域を換えてもよい。インピーダンスマッチングのための整合回路にアンテナ装置の共振周波数の調整機能を持たせる。整合回路２２は例えば、図９に示すようなものを用いる。図９の例では、一端を接地したキャパシタＣ１、インダクタＬ１の他端の間にインダクタＬ２を接続して整合回路を構成している。キャパシタＣ１の他端にチップアンテナの導体を接続し、インダクタＬ２の他端に給電回路を接続する。インダクタＬ２のインダクタンス値が異なる複数の整合回路を設け、これらを切り換えられるようにしておく。前記複数の整合回路のうち一つは、インダクタＬ２のインダクタンス値がゼロ、すなわちインダクタＬ２を備えない整合回路であってもよい。さらに、整合回路の切り換え方法としては、半導体を用いたスイッチやダイオードを使う方法が、回路の小型集積化や低損失の面で適する。図２２には整合回路の切り換えを行う回路の例を示す。制御電圧（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖｏｌｔａｇｅ）を調整することで、高周波帯域用の整合回路と低周波帯域用の整合回路とを切り換える。図２２の例では、制御電圧が０Ｖのとき低周波用整合回路、制御電圧が＋１.５Ｖのときは高周波帯域用の整合回路に切り換えられる。かかる複数の整合回路を切り換えることによって、一つのアンテナ装置で、共振周波数、すなわち帯域の異なる複数の状態を実現する。また、整合回路全体の切り換えに限らず、インダクタＬ２など特定の回路素子のみを切り換えてもよい。整合回路を切り換えることによって、少なくとも４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域で−７ｄＢｉ以上を得るようにすれば、地上デジタル放送に特に好適なアンテナ装置となる。より好ましくは−５ｄＢｉ以上である。整合回路の切り換えの数が増えれば、それだけ多くの実装面積、部品点数を必要とし、制御も複雑となるため、整合回路を用いる場合はその数は２以下とし、切り換えの数は１とすることが好ましい。平均利得の全面平均が−７ｄＢｉ以上である帯域幅が２２０ＭＨｚ以上であるアンテナ装置に、上記の整合回路による切り換え機能を付与すれば、４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を切り換えの数を１としてカバーすることができる。
【００５６】
前記チップアンテナおよびそれを用いて構成した前記アンテナ装置は、通信機器に用いられる。例えば、前記チップアンテナおよびアンテナ装置は、携帯電話、無線ＬＡＮ、パーソナルコンピュータ、地上デジタル放送関連機器等の通信機器に用いることができ、これらの機器を用いた通信における広帯域化に寄与する。地上デジタル放送は使用周波数帯域が広いため、本発明に係るアンテナ装置を用いた通信機器は、該用途に好適である。特に、本発明のアンテナ装置を用いることで、実装面積、実装空間の増加を抑えることができるので、地上デジタル放送を送受信する携帯電話、携帯端末等に好適である。図１０、図１１はそれぞれ通信機器として携帯電話を用いた例を示している。開いた状態の携帯電話の外観を示す図１０（ｂ）および図１１（ｂ）では、内蔵されたチップアンテナの位置を点線で示している。図１０（ａ）、図１１（ａ）の断面図に示すように、携帯電話２５は、チップアンテナ１０が基板２７に取付けられ、無線モジュール２６に接続されている。尚、チップアンテナ１０の配置は図１０、あるいは図１１の形態に限られるものではない。チップアンテナ１０は、操作ユニット２４の逆端部側に配置してもよいし、表示ユニット２３に配置してもよい。また、アーチ形状のチップアンテナを用いた場合の例を図１３に示す。図１３では、内蔵されていているチップアンテナ２８とレシーバ２９の位置を点線で示してある。図１３に示す構成では、アーチ形状のチップアンテナは携帯電話２５の表示ユニット２３の先端に配置されており、アーチ形状の外側の曲面は表示ユニットの先端形状に合わせて配置してある。該構成では、直方体状のチップアンテナを用いた場合に比べて、レシーバとの距離を大きく取ることができる。また、携帯電話の幅を一定とすると、直方体のチップアンテナに比べてチップアンテナの長さを大きく取ることができる。
【００５７】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
主成分であるＦｅ２Ｏ３、ＢａＯ（ＢａＣＯ３を使用）、ＣｏＯ（Ｃｏ３Ｏ４を使用）を６０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％のモル比とし、この主成分１００重量部に対して表１に示すＣｕＯまたはＺｎＯを添加し、水を媒体として湿式ボールミルにて１６時間混合した（Ｎｏ１〜１２）。また、Ｎｏ１３の材料として、主成分であるＦｅ２Ｏ３、ＢａＯ（ＢａＣＯ３を使用）、ＣｏＯ（Ｃｏ３Ｏ４を使用）を７０.６ｍｏｌ％、１７.６ｍｏｌ％、１１.８ｍｏｌ％のモル比とし、水を媒体として湿式ボールミルにて１６時間混合した。
【００５９】
次に、この混合粉を乾燥後、Ｎｏ１〜１２の材料については大気中１０００℃で２時間、Ｎｏ１３の材料については大気中１１００℃で２時間、仮焼した。この仮焼粉を、水を媒体とした湿式ボールミルにて１８時間粉砕した。得られた粉砕粉にバインダー（ＰＶＡ）を１％添加し、造粒した。造粒後リング状および直方体状に圧縮成形し、その後、Ｎｏ１〜１２の材料については酸素雰囲気中で１２００℃で３時間、Ｎｏ１３の試料については酸素雰囲気中で１３００℃で３時間焼結した。得られた外径７.０ｍｍ、内径３.５ｍｍ、高さ３.０ｍｍのリング状焼結体の焼結密度と２５℃における初透磁率μおよび損失係数ｔａｎδを測定した。
【００６０】
体積抵抗率、焼結体密度、周波数１ＧＨｚでの初透磁率μｉ、損失係数ｔａｎδの評価結果を表１に、周波数１８０ＭＨｚ、４７０ＭＨｚ、７７０ＭＨｚでの初透磁率μｉ、損失係数ｔａｎδの評価結果を表２に示す。なお、密度測定は、水中置換法により測定し、初透磁率μおよび損失係数ｔａｎδは、インピーダンス・ゲインフェイズ・アナライザー（Ｙｏｋｏｇａｗａ・Ｈｅｗｌｅｔｔ・Ｐａｃｋａｒｄ社製４２９１Ｂ）を用いて測定した。また、一部の試料については前記インピーダンス・ゲインフェイズ・アナライザーを用いて誘電率の測定も行なった。なお、誘電率とは比誘電率である。
【００６１】
【表１】
【００６２】
【表２】
【００６３】
Ｘ線回折を行なった結果Ｎｏ１〜１２の材料においては、メインピーク強度が最も大きい構成相はＹ型フェライトであり、Ｙ型フェライトが主相であった。一方、Ｎｏ１３の材料は、メインピーク強度が最も大きい構成相はＺ型フェライトであり、Ｚ相が主相であった。表１に示すように、ＣｕＯを０.１〜１.５ｗｔ％添加したものと、ＺｎＯを０.１〜１.０ｗｔ％添加したＹ型フェライトで、１ＧＨｚでの初透磁率２以上、損失係数０.０５以下、下が得られている。また、体積抵抗率も１×１０5Ω・ｍ以上、焼結体密度も４.８×１０３ｋｇ／ｍ３以上と、ともに良好な値が得られている。このうち特に、ＣｕＯを０.６〜１.０添加したものは、２.７以上の高初透磁率、０.０３以下の低損失係数、４.８４×１０３ｋｇ／ｍ３以上の高密度が得られている。一方、Ｚ相が主相であるＮｏ１３の材料では、特に損失係数が大きくなっているとともに焼結体密度も低い。なお、Ｎｏ４の試料について比誘電率を測定したところ比誘電率は１４であった。また、表2に示すようにＣｕＯ添加量が０.１〜２.０ｗｔ％の範囲に入るものは、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの周波数帯域で初透磁率２以上、損失係数０.０５以下となり、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚの周波数帯域のチップアンテナに適用可能である。なお、１８０ＭＨｚでは、Ｃｕを添加した材料、Ｚｎを添加した材料いずれも初透磁率２以上、損失係数０.０５以下を示しており、１８０ＭＨｚ以上の周波数帯域のチップアンテナに適用可能である。Ｙ型フェライトの焼結体は、１ＧＨｚに限らず４７０〜７７０ＭＨｚ程度の周波数帯においてもＺ型フェライトに比べて損失係数が小さく、チップアンテナの材料として優れていることがわかる。
【００６４】
上記Ｎｏ４の材料の焼結体を用いて図３に示すチップアンテナを以下のように作製した（アンテナ１）。焼結体から機械加工により３０×３×１.２５ｍｍと３０×３×１.７５ｍｍの直方体の磁性部材を得た。３０×３×１.７５ｍｍの磁性部材には、３０×３ｍｍの面の幅方向中央に、幅０.５ｍｍ、深さ０.５ｍｍの溝を長手方向に形成した。該溝に、導体として０.５ｍｍ角、長さ４０ｍｍの銅線を挿入した後、３０×３×１.２５ｍｍの磁性部材をエポキシ系接着剤（アレムコ社製アレムコボンド５７０）で接着した。接着剤は磁性部材の貼り合わせ面に塗布した。前記の磁性部材の構設によって縦０.５、横０.５ｍｍの貫通孔が形成され、接着によって得られた基体は３０×３×３ｍｍである。突出した導体の両端は基体の外で屈曲させ、図２に示す導体形状とした。また、誘電体チップアンテナの場合と比較するため、以下のようにして誘電体チップアンテナを作製した。誘電率２１の誘電体の焼結体から機械加工により３０×３×３ｍｍの直方体の部材を得た。その表面にＡｇ−Ｐｔペーストの印刷、焼き付けにより、電極幅が０.８ｍｍで、表３に示す巻き数のヘリカル構造の電極を形成し、チップアンテナを作製した（アンテナ２）。
【００６５】
給電電極を形成した基板に前記アンテナ１および２それぞれ実装し、電極の一端を給電電極に接続してアンテナ装置を構成した（それぞれアンテナ装置１および２とする）。アンテナ装置１は、図８に示す構成のアンテナ装置とした。すなわちプリント基板に、給電電極、接地電極、該接地電極に離間して固定電極を形成した。固定電極の幅は４ｍｍ、長さは１３ｍｍとした。該固定電極の長手方向端部と接地電極とのギャップは１ｍｍである。接地電極はチップアンテナの全体に対向するように形成し、チップアンテナのとの間隔は１１ｍｍとした。整合回路として図９に示したものと同じ構成のものを設けた。Ｃ１を１ｐＦ、Ｌ１を１２ｎＨ、Ｌ２を１８ｎＨとした。上記アンテナ装置は測定用アンテナ（図８のアンテナ装置の右側に設置（図示せず））から３ｍ離し、５０Ωの同軸ケーブルを介してネットワークアナライザを用いたアンテナ利得評価装置に接続して、アンテナ特性（アンテナ利得、共振周波数（利得最大を示す周波数））を評価した。なお、図８のチップアンテナの長手方向をＸ、それに直角な方向をＹ、それらに垂直な方向すなわち基板の面に垂直な方向をＺとした。ＺＸ面（Ｈ平面）の垂直偏波での測定結果を表３に示す。平均利得帯域幅および最大利得帯域幅は、それぞれ平均利得および最大利得が所定の値以上である周波数帯域幅である。表３には−７ｄＢｉ以上の帯域幅と−５ｄＢｉ以上の帯域幅を示した。表３に示すように、誘電率が２０を超える誘電体を用いたアンテナ装置２に比べて、誘電率が２０以下で、さらに１ＧＨｚにおける初透磁率が２以上、かつ損失係数が０.０５以下のY型フェライトを用いたアンテナ装置１は、帯域幅が大幅に向上しており、かかるY型フェライトをアンテナ装置に用いる効果が確認できる。アンテナ装置１の−７ｄＢｉ以上の平均利得の帯域幅は２６０ＭＨｚ以上を示している。なお、表３では４７０〜７７０ＭＨｚでの評価結果を示してあるが、−７ｄＢｉ以上及び−５ｄＢｉ以上の領域は４７０ＭＨｚ未満の領域にも及んでおり、実際の帯域幅は表３に示す帯域幅よりも広いものである。
【００６６】
次に、上記アンテナ装置１のチップアンテナの磁性基体と、対向する接地電極との間隔を４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍ、１１ｍｍと変化させてアンテナ特性を評価した。その時の整合回路のＬ１、Ｌ２、Ｃ１は２２ｎＨ、２７ｎＨ、０.５ｐＦ（４ｍｍ）、２７ｎＨ、２７ｎＨ、０.５ｐＦ（６ｍｍ）、２７ｎＨ、２７ｎＨ、０.５ｐＦ（８ｍｍ）、２７ｎＨ、２２ｎＨ、０.５ｐＦ（１１ｍｍ）とした。チップアンテナの磁性基体と、対向する接地電極との間隔を４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍ、１１ｍｍと大きくなるにつれて平均利得の最大値は−３.７ｄＢ、−１.７ｄＢｉ、−１.８ｄＢｉ、−２.０ｄＢｉとなり、特に６ｍｍ以上とすると高い平均利得が得られることがわかった。
【００６７】
【表３】
【００６８】
（実施例２）
次に、アンテナ１を用いた別のアンテナ装置３を構成し、同じＮｏ４の材料を用いて作製したヘリカル電極構造のアンテナ装置４と比較評価した。アンテナ装置３は、アンテナ１を用いて図８に示す構成で作製した。プリント基板に、給電電極、接地電極、該接地電極に離間して固定電極を形成した。固定電極の幅は３.５ｍｍ、長さは１３ｍｍとした。該固定電極の長手方向端部と接地電極とのギャップは１ｍｍである。接地電極はチップアンテナの全体に対向するように形成し、チップアンテナのとの間隔は１１ｍｍとした。整合回路として低域用と高域用の２種類の整合回路を設けた。整合回路の構成は図９に示したものと同じで、低域用はＣ１を１ｐＦ、Ｌ１を１２ｎＨ、Ｌ２を１８ｎＨとし、高域用は、Ｃ１を１ｐＦ、Ｌ１を１２ｎＨ、Ｌ２を０ｎＨ（インダクタを接続せず）とした。インダクタＬ２の他端に相当する部分は、５０Ωの同軸ケーブルを介してネットワークアナライザを用いたアンテナ利得評価装置に接続して給電を行った。一方、アンテナ装置４は、Ｎｏ４の材料を用いて作製した。ヘリカル電極の巻き数を１２回とした以外は、アンテナ装置２の場合と同様にしてチップアンテナを作製した。アンテナ装置４の基板上の配置はアンテナ装置３の場合と同様である。チップアンテナと接地電極との間隔は１１ｍｍとした。ただし、固定電極は設けず、また整合回路を付加していない。これらアンテナ装置３、４を測定用アンテナ（図８のアンテナ装置の右側に設置（図示せず））から３ｍ離し、前記アンテナ利得評価装置を用いてアンテナ特性（平均利得、共振周波数）を評価した。整合回路を切り換えて評価した結果を表４に示す。なお、表４の中の平均利得帯域幅は、上記表３の場合と同様平均利得が−７ｄＢｉ以上の場合と−５ｄＢｉ以上の場合の周波数帯域幅である。表４にはＺＸ面（Ｈ平面）の垂直偏波の平均利得、およびＸＹ面（Ｅ２平面）、ＹＺ（Ｅ１平面）、ＺＸ面（Ｈ平面）の3全面で平均した平均利得の評価結果を示してある。
【００６９】
表４に示すように、アンテナ１を用いたアンテナ装置４の−７ｄＢｉ以上の帯域幅は、整合回路によらずＺＸ面で２５０ＭＨｚ以上、全面での平均においても２２０ＭＨｚ以上を示している。すなわち、整合回路を切り換えることによって、４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域で、全面平均の平均利得において−７ｄＢｉ以上が得られることがわかる。具体的には、表４の結果では、アンテナ１を用いたアンテナ装置４の−５ｄＢｉ以上の帯域幅は、整合回路によらず全面での平均においても１８０ＭＨｚ以上が得られている。したがって、全面平均の平均利得における目標値を−５ｄＢｉとした場合であっても、整合回路を切り換えることによって、４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を満足している。なお、表４には４７０〜７７０ＭＨｚでの評価結果を示してあるが、−７ｄＢｉ以上の領域は４７０ＭＨｚ未満の領域或いは７７０ＭＨｚ超の領域にも及んでおり、実際の帯域幅は表４に示す帯域幅よりも広いものである。例えば、アンテナ装置３において、高域用整合回路を用いたものは７７０ＭＨｚにおいても全平均の平均利得は−２.０ｄＢｉを示し、低域用整合回路を用いたものは、４７０ＭＨｚにおいても全平均の平均利得も−３.４ｄＢｉという高利得を示している。したがって、整合回路の調整によって共振周波数を制御することによって、一つのチップアンテナで整合回路の切り換え無しで４７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を満たすことも可能である。
【００７０】
【表４】
【００７１】
（実施例３）
次に、アンテナ１を用いて図８に示す構成でアンテナ装置５を作製した。プリント基板に、給電電極、接地電極、該接地電極に離間して固定電極を形成した。固定電極の幅は３.５ｍｍ、長さは１３ｍｍとした。該固定電極の長手方向端部と接地電極とのギャップは１ｍｍである。ただし、接地電極はチップアンテナ全体に対向せず、固定電極に対向する部分に形成した。整合回路として低域用、高域用の２種類の整合回路を設けた。整合回路の構成は図９に示したものと同様で、低域用はＣ１を０.５ｐＦ、Ｌ１を１５ｎＨ、Ｌ２を１５ｎＨとし、高域用はＣ１を０.５ｐＦ、Ｌ１のかわりにＣ２を配置して２ｐＦ、Ｌ２を０ｎＨ（インダクタを接続せず）とした。このアンテナ装置を携帯電話に実装した。実装場所は、概略図１１に示すように、携帯電話の表示ユニットの先端とした。チップアンテナは表示ユニットの先端線に平行になるように、かつスピーカ等からなるレシーバからの１２ｍｍの間隔を確保するように配置した。アンテナ特性の評価のために、インダクタＬ２の他端に相当する部分は、５０Ωの同軸ケーブルを介してネットワークアナライザを用いたアンテナ利得評価装置に接続して給電を行った。整合回路を切り換えて、評価した結果を表５に示す。表５には全面で平均した平均利得の評価結果を示してある。携帯電話に実装した状態でも、整合回路によらず帯域幅は２２０ＭＨｚ以上を確保できた。また、整合回路を切り換えることによって、４７０〜７７０ＭＨｚの帯域において、−７ｄＢｉを満足した。なお、表５には４７０〜７７０ＭＨｚでの評価結果を示してあるが、低域側の−７ｄＢｉ以上の領域は４７０ＭＨｚ未満或いは７７０ＭＨｚ以上の帯域にも及んでいる。また、−５ｄＢｉ以上の領域も４７０ＭＨｚ未満にも及んでいる。すなわち、実際の帯域幅は表５に示す帯域幅よりも広いものである。したがって、低域用の整合回路および高域用の整合回路を微調整することによって、４７０〜７７０ＭＨｚを越える周波数帯域おいて−５ｄＢｉ以上を満たすことも可能である。また、レシーバとチップアンテナの間隔を変化させたところ、該間隔を大きくすることによって利得が向上し、帯域幅が広がる傾向を示した。該間隔が４ｍｍを下回ると帯域幅の低下が大きくなり、４ｍｍ以上が好ましいことがわかった。
【００７２】
【表５】
【００７３】
（実施例４）
表１のＮｏ４の材料と同様に、主成分であるＦｅ２Ｏ３、ＢａＯ（ＢａＣＯ３を使用）、ＣｏＯ（Ｃｏ３Ｏ４を使用）を６０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％、２０ｍｏｌ％のモル比とし、この主成分１００重量部に対してＣｕＯ０.６重量部を添加し、水を媒体として湿式ボールミルにて混合した。次に、この混合粉を乾燥後、大気中１１００℃で１.５時間仮焼した。この仮焼粉を、水を媒体とした湿式ボールミルにて１０時間粉砕した。得られた粉砕粉に水、バインダ、潤滑剤および可塑剤を添加して、押出し成形を行った。得られた成形体は乾燥後、大気中１１５０℃で３時間焼結し、３０ｍｍ×３ｍｍ×３ｍｍの直方体形状の焼結体を得た。該焼結体の中心には、直径約０.６ｍｍの円形断面の貫通孔が長手方向に形成され、該長手方向に垂直な方向に位置する４つの角の部分には、面取り幅０.５ｍｍのアールが形成された。また、複数の焼結体について貫通孔の円筒度（最大径と最小径の差）を測定したところずれも１０μｍ以下であった。また、押出し成形の条件を変えて円筒度が４８〜１４９μｍのものを作製したところ、導体を挿入することが困難であった。この場合、貫通孔は正方形断面の一辺の方に長く、それに直角な方向の一辺の方に短くなっているものが多かった。
【００７４】
得られた焼結体を磁性基体として用い、直径０.６ｍｍの銅線を挿入、貫通させチップアンテナを構成した。貫通孔の最大直径と銅線の径との差は２２〜４５μｍであった。さらに該チップアンテナを用いて図８に示す構成でアンテナ装置６を作製した。幅４０ｍｍのプリント基板に、給電電極、接地電極、該接地電極に離間して固定電極を形成した。接地電極は、プリント基板の表、裏ともチップアンテナを実装する先端側から１５ｍｍ以上離間している領域に形成した。固定電極５の幅は３.５ｍｍ、給電電極６の幅は１ｍｍ、長さは１３ｍｍとした。該固定電極の長手方向端部と接地電極とのギャップは１ｍｍである。固定電極５の幅を固定電極６の幅よりも広くした理由は、固定電極５の端部と接地電極との静電容量を大きくすることにより、アンテナ共振周波数を低くし小形化するためである。接地電極はチップアンテナの全体に対向するように形成し、チップアンテナのとの間隔は１１ｍｍとした。整合回路として低域用と高域用の２種類の整合回路を設けた。整合回路の構成は図１５に示したものと同じで、Ｃ１を０.５ｐＦ、Ｌ１を６８ｎＨ、Ｌ３を１８ｎＨとした。実施例２と同様にして、アンテナ特性を評価した。全面で平均した平均利得の評価結果を図２３に示すが、−７ｄＢ以上の帯域幅が３３０ＭＨｚ（４７５〜８００ＭＨｚ）、−５ｄＢ以上の帯域幅が２７５ＭＨｚ（５０３〜７７８ＭＨｚ）となり、広帯域のアンテナ装置が得られたことがわかる。前記３３０ＭＨｚの帯域幅は、一つのアンテナ装置で整合回路等を調整することにより、整合回路の切り換えがなくても４７０〜７７０ＭＨｚの帯域をカバーすることが可能であることを示す。
【００７５】
次に、押出し成形で作製した焼結体を加工して、三点曲げの抗折強度を測定した。また、実施例１で作製したＮｏ４の材料の焼結体についても同様に加工して併せて抗折強度を測定した。試験片は１０個とし、抗折強度はその平均をとった。実施例１で作製した焼結体の抗折強度は２００ＭＰａ、押出し成形で作製した焼結体の抗折強度は２１７ＭＰａであり、約１０％強度が向上していた。すなわち押出し成形を適用して得られた磁性基体を用いることにより、チップアンテナの機械的強度の向上が図れることがわかる。抗折強度が２１０ＭＰａ以上の磁性基体は高い衝撃が加わる携帯機器に用いる場合に有利である。また、焼結体の炭素量は実施例１で作製した焼結体、押出し成形で作製した焼結体とも０.０１質量％であり、同レベルであった。
【００７６】
前記押出し成形で作製した焼結体と実施例１で作製したＮｏ４の材料の焼結体の破面をＳＥＭで観察したところ、前者では径の大きな空孔が多く、後者では微細孔が多かった。そして、１μｍ以上の空孔は１ｍｍ２当たりそれぞれ約1800個、約9000個であった。さらに前記焼結体を鏡面研磨した後エッチングして光学顕微鏡にて組織を観察した。２００μｍに相当する線上に存在する粒子数Ｎをカウントして、２００μｍをＮで除して焼結体の平均結晶粒径を算出したところ、押出し成形で作製した焼結体の平均結晶粒径は2.5μｍ、実施例１で作製したＮｏ４の材料の焼結体の平均結晶粒径は2.0μｍであった。すなわち平均結晶粒径を2.8μｍ以下、１μｍ以上の空孔が面積１ｍｍ２当たり２％以上とすることで、上述のように機械的強度に優れるチップアンテナを得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図２】本発明の他の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図５】本発明の実施形態のアンテナ装置を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態のアンテナ装置を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態のアンテナ装置を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態のアンテナ装置を示す図である。
【図９】本発明のアンテナ装置の実施形態に用いる整合回路の例を示す図である。
【図１０】本発明の通信機器の実施形態である携帯電話を示す図である。
【図１１】本発明の通信機器の他の実施形態である携帯電話を示す図である。
【図１２】本発明の本発明の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図１３】本発明の通信機器の他の実施形態である携帯電話を示す図である。
【図１４】比誘電率とアンテナ内部損失の関係を示す図である。
【図１５】整合回路の例を示す図である。
【図１６】アンテナ内部損失と共振周波数の導体幅依存性を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る構造（構造ａ）と比較構造（構造ｂ）における、アンテナ内部損失と損失係数ｔａｎδの関係を示す図である。
【図１８】アンテナ内部損失と損失係数ｔａｎδの関係を示す図である。
【図１９】本発明の他の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図２０】本発明の他の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図２１】本発明の他の実施形態のチップアンテナを示す図である。
【図２２】整合回路の切り換えを行う回路の例を示す図である。
【図２３】本発明に係るアンテナ装置のアンテナ特性を示した図である。
【図２４】磁性基体の内外形比と平均利得の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１、３３、３５：磁性基体 ２、３４、３６：導体 ３：導体の一端 ４：導体の他端
５：固定電極 ６：給電電極 ７：給電回路 ８：基板 ９：接地電極
１０：チップアンテナ １１、１２、１３、１４、１５：磁性部材 ２１：切り欠き部
２２：整合回路 ２３：表示ユニット ２４：操作ユニット ２５：携帯電話
２６：無線モジュール ２７：基板 ２８：チップアンテナ ２９：レシーバ
３０、３７：ケース ３１、３８：突起部 ３９Ａ、３９Ｂ：導体部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナ
と、前記チップアンテナを実装する基板とを有し、前記導体の両端が前記磁性基体から突
出しており、前記基板には切り欠き部または開口部を設け、前記チップアンテナの基体は
前記切り欠き部または開口部に挿入され、前記導体の両端部が前記基板に形成された電極
部に接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記磁性基体は、Ｙ型フェライトの焼結体であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記磁性基体は、長さが３０ｍｍ以下、幅が１０ｍｍ以下、高さが５ｍｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記磁性基体から突出した線状の導体の両端は、屈曲していないことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記導体の材質は、４２アロイ、コバール、リン青銅、コルソン系銅合金などの材料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のアンテナ装置を用いた地上デジタル放送用のアンテナ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のアンテナ装置を搭載した通信機器。
【請求項１】
線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性基体を貫通しているチップアンテナ
と、前記チップアンテナを実装する基板とを有し、前記導体の両端が前記磁性基体から突
出しており、前記基板には切り欠き部または開口部を設け、前記チップアンテナの基体は
前記切り欠き部または開口部に挿入され、前記導体の両端部が前記基板に形成された電極
部に接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記磁性基体は、Ｙ型フェライトの焼結体であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記磁性基体は、長さが３０ｍｍ以下、幅が１０ｍｍ以下、高さが５ｍｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記磁性基体から突出した線状の導体の両端は、屈曲していないことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記導体の材質は、４２アロイ、コバール、リン青銅、コルソン系銅合金などの材料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のアンテナ装置を用いた地上デジタル放送用のアンテナ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のアンテナ装置を搭載した通信機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００９−７１８７４（Ｐ２００９−７１８７４Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３２２５７（Ｐ２００８−３３２２５７）
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【分割の表示】特願２００６−１７１４２８（Ｐ２００６−１７１４２８）の分割
【原出願日】平成１８年６月２１日（２００６．６．２１）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【分割の表示】特願２００６−１７１４２８（Ｐ２００６−１７１４２８）の分割
【原出願日】平成１８年６月２１日（２００６．６．２１）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
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