距離無線通信技術が幅広い分野で利用されるようになってきた。無線ＬＡＮやブルートゥースなどがその代表的な通信技術だが、最近では３００―５００ＭHz帯域を使った音声通信での利用が中心だった微弱無線局や特定省電力無線局なども再び注目されている。さらに広帯域無線通信として新たにＵＷＢ（ウルトラ・ワイド・バンド）も次世代近距離無線通信技術として脚光を浴びている。こうした無線通信の技術進歩にともない、キーデバイスであるアンテナ技術の進展も目を見張るものがある。
その代表的な製品が機器組み込みを可能にしたセラミックチップアンテナである。
　三菱マテリアルは電子機器に内蔵可能なアンテナとして３００―５００ＭHzの帯域をカバーするＭシリーズと、１．５―２．４ＧHz帯をカバーするＡＨＤの２つのシリーズを供給している。Ｍシリーズは内部電極を形成した積層構造であり、小型に設計できる点が最大の特徴。
一方のＡＨＤシリーズは素体の表面に電極を形成したシンプルな構造。そのために機械的強度、耐環境性に優れ高い信頼性を有する。しかも外部マッチング素子を必要としないマッチングフリーであることも特徴である。

　Ｍヘルツ帯の無線規格の特徴はライセンスが不要であること、消費電力が小さいこと。国内では微弱無線、特定省電力無線が相当する。具体的にはキーレスエントリー、エンジンスターター、ＴＰＭＳ、カーセキュリティなど、特に自動車分野で多く用いられている。
また、９００ＭHz帯のＲＦ―ＩＤ、４３０ＭHz帯のセンサーネットワークなどでの利用が期待されている。
３００―４００ＭHz帯の無線機器に用いられるアンテナは４分の１波長の長さが１７０―２５０ミリメートルにもなるため、小型化や機器への内蔵化が困難。そのため、アンテナとしては外付けのホイップアンテナ、ヘリカルアンテナが一般的である。また、内蔵化されたものでもプリント配線板上に形成したループアンテナは低利得でアンテナの占有面積も大きくなるという問題がある。
　このような背景から高利得な内蔵アンテナの市場ニーズは高く、三菱マテリアルでは２００３年に３００ＭHz帯域対応の表面実装型セラミックアンテナＭＺＡ１６０３を量産化した。
このアンテナは、積層構造を持つセラミックアンテナで、外形寸法が１６×３×１．５ミリメートル。チップ寸法だけを考えると４分の１波長の約１０分の１にまで短縮化されている。
現在ではこの手法を高周波帯域に適用し、７５０―９５０ＭHz用にＭＸＡ０８０３、１．５―２．５ＧHz用にＭＶＡ０３０２を販売している（写真１）。両アンテナは４００ＭHz帯向けに開発したＭＺＡ１６０３の手法をそのまま高周波帯域に適用したものであり、外形寸法はＭＸＡ０８０３が８×３×１．３ミリメートル、ＭＶＡ０３０２が３．２×１．６×１ミリメートル。
ＭＺＡ１６０３は３００―５００ＭHz帯対応のアンテナだが、チップアンテナの外部のチップインダクターとチップコンデンサーを最適に選択することにより、この帯域内の任意の周波数において使用することができる。
　ＭＸＡ０８０３は、７５０―９５０ＭHzに対応したアンテナであるため、携帯電話のサブアンテナ、欧州（８６８ＭHz）および北米（９１５ＭHz）のライセンス・フリー・トランシーバーに適する。
ＭＶＡ０３０２はチップアンテナとしては世界最小クラスの超小型サイズであり、ブルートゥースや無線ＬＡＮなどで使用する２．４ＧHz帯で２５０ＭHz以上の帯域幅をカバーでき、放射パターンは等方性で最大利得―２．５ｄＢｉと高い性能を有している。
さらに入出力端子や固定用の外部電極を基板搭載面に形成しており、基板上での実装占有面積を最小限に抑えることができる。
そのため、携帯電話やＰＤＡなどの部品実装密度が高い小型モバイル機器への搭載に最適である。図１に一般的チップ部品の基板搭載方法、図２にＭＶＡ０３０２の基板搭載方法を示す。
また、共振周波数を調整することで、ＧＰＳ用途（１．５ＧHz帯）やＰＨＳ用途（１．９ＧHz帯）でも使用することが可能。
Ｍシリーズアンテナは、これまで主に４３０ＭHz帯の特定省電力無線に採用されてきたが、Ｍシリーズの特徴を最大限に引き出すべく、独自に開発した無線機器に採用している。

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		表面実装型セラミックアンテナ「MVA0302」			一般的チップ部品の基板搭載方法			MVA0302の基板搭載方法

　ブルートゥースや無線ＬＡＮなどで使用される２．４ＧHz用チップアンテナとして１９９９年に発表して以来、様々な用途に採用されてきた。２０００年６月には他社に先がけてチップアンテナでは世界初のブルートゥース製品用の推奨部品にエリクソン社から認定された。現在では１．５―５ＧHz帯をカバーする製品をラインアップしている。 １３．５×３×０．８ミリメートルサイズの主力商品であるＡＨＤ１４０３シリーズと、より小型化したＡＨＤ１１０３（１０．５×１０．５×１０．５ミリメートルサイズ）の２サイズを標準的に取り揃えて、小型機器の基板端に無駄のない実装を可能としている（写真２）。 三菱マテリアルでは引き続き、無線周波数利用の広がりに対応したチップアンテナの品揃えに注力していく考え。 　無線ＬＡＮ、ブルートゥースをはじめとする近距離無線通信は今後、普及に弾みがつくものと見られるが、新たな通信技術としてＵＷＢも注目されている。ＵＷＢは広帯域通信技術であり、速度が速いという特徴がある。 太陽誘電では、ユビキタス社会のキーデバイスである小型アンテナを商品化するにあたり、ＭＬＣＣで培った材料およびプロセス技術に加え、高周波回路の設計技術を駆使することで、数百Ｍヘルツ―数十Ｇヘルツ帯域までの幅広い小型アンテナをラインアップしている。さらに、実際の使用に際しては、高度な評価技術を駆使し、基板上での取り扱いアプリケーションを提案し、より早く、より確実にセットを市場投入できるようなサポートを行っている。 現在、世界で最も注目を集めるＵＷＢ技術においては、世界で初めてセラミックによる超小型アンテナを開発し、今後急拡大が予想されるブルートゥース用途には、世界最小のセラミックアンテナを提案している。

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	2.4GHzチップアンテナ「AHDシリーズ」

　現在、世の中に存在する基本的な移動体通信用のアンテナとしては、モノポールアンテナ（図３）、逆Ｆアンテナ（図４）、ダイポールアンテナ（図５）が主なタイプである。しかし、これらのアンテナをＵＷＢ機器へ搭載する場合、様々な問題が考えられる。
モノポールアンテナは、グランド（ＧＮＤ）の形状に性能が大きく左右されることと、入出力インピーダンスの最適化のためにアンテナエレメントを立てる必要があることから小型化に向かない。逆Ｆアンテナは一般的に周波数帯域幅が狭いので、ＵＷＢの使用帯域とされている３．１―１０．６ＧHzという広帯域には対応ができない。そしてダイポールアンテナはトータル長がλ／２となるため、形状が大きくなってしまう。
そこで「ＵＷＢのような超広帯域アンテナを開発するにはどうすればよいのか？」という疑問につきあたる。

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		モノポールアンテナ			逆Fアンテナ			ダイポールアンテナ

　一般的にアンテナを設計する場合、アンテナの種類によって特定の定数値が存在し、その値は下記の式で表される。
アンテナ定数値＝アンテナ電気的体積／（帯域幅×利得×効率）
移動体通信用アンテナは、アンテナエレメントだけでアンテナとして機能するタイプではなく、“アンテナエレメント＋ＧＮＤ”の組み合わせで、初めてアンテナとして機能するものが主流である。ここでいう“アンテナ電気的体積”というのは“アンテナエレメント＋ＧＮＤ”において、アンテナが動作する上で必要となる電気的な体積を示す。
この式が示すことは、利得や効率を変えずにＵＷＢのように帯域幅を広げるには、アンテナ電気的体積を大きくしなければならないということであり、当然のことながらアンテナ機能の主体をなしているアンテナエレメントを大きくしなくてはならないことを意味する。
そのため、現在存在している超広帯域アンテナには、図６に示す自己補対アンテナの原理をベースとした、対数周期アンテナ、対数周期ダイポールアレーアンテナ、ディスコーンアンテナ、ダブルリッジホーンアンテナなど各種あるが、どれも非常に形状が大きいという欠点を有している。

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	自己補対アンテナの原理

　この小型化に関する技術課題に対して太陽誘電では、インピーダンスが周波数や形状に無関係に一定であるという自己補対アンテナの原理をベースとして、同社が保有する高度なセラミック材料技術、積層プロセス技術、さらには独自の高周波設計技術を融合させることでその解決を図った。具体的には低損失セラミック材料と積層構造の採用に加え、素子形状の最適化技術を確立することで３．１―４．８ＧHzという広帯域、かつ８×６×１ｍｍという小型サイズの“ＵＷＢアンテナ”を実現した（写真３）。その特性を図７、８に示した。

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		小型UWBアンテナ			VSWR特性			群遅延特性

　ＵＷＢアンテナのＶＳＷＲ特性、利得特性測定をする際には、最善の対策が必要である。アンテナから電波を放射した状態での測定となるため、影響をおよぼす金属や人体等が周囲に存在しない環境で測定を行う必要がある。こういった高周波・広帯域アンテナの場合は、従来のアンテナ測定施設（写真４）に加え、ＵＷＢのような微少電波が人体や周辺環境でどのような影響を受けるかを実際に可視化しながら評価していく必要がある（写真５）。
一方、ＵＷＢを使用した無線通信において、より良好な通信性能を確保するためには、フィルター等の高周波部品の場合と同様に、アンテナの群遅延特性が重要なパラメーターとなる。この群遅延特性はＶＳＷＲ特性測定よりもさらに顕著に周囲の様々な反射波に影響されるため、その測定を行う際には、電波暗室内における測定が必要不可欠である。
ＵＷＢ技術を民生分野で利用するための技術はまだまだ発展段階にあり、今後の規格化や半導体技術の進展に伴って具体的なアプリケーション上での議論が進むにつれ、当然アンテナに関する技術要求も変化してこよう。
　今回紹介した小型チップタイプのアンテナも、あくまでも開発段階のものであり、今後の様々な議論の進展によって、求められる指向性や利得、そして形態まで変化していくことは間違いない。しかしいずれにせよ、ＵＷＢにおいて、あくまでも無指向性に近い特性と、より高い利得を目指すとともに、群遅延特性を意識したさらなる改善を行いながら、できるだけ小型で使いやすいアンテナを開発していかなければならない。
ＵＷＢが近距離無線通信の切り札になるかどうかは、まだこれからの議論ではあるが、高周波で広帯域を実現し、かつ小型でモバイルを意識したアンテナの開発は、近い将来の“ユビキタスネットワーク”実現に向けた必要不可欠な技術であり、最も注目すべき最新技術の一つであることは間違いない。

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	6面吸収体電波暗室			stargateシステム