CN101326681A - 差动供电缝隙天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及差动供电缝隙天线，其通过差动供电线路(103c)，使按照动作时的缝隙长度为二分之一有效波长的方式设定的缝隙共振器(601、603、605、607)成对动作，使电路内出现以反相等振幅激励的缝隙共振器组，并对各缝隙共振器内的选择性放射部位(601b、601c、603b、603c、605b、607b)的配置条件进行切换。

Description

差动供电缝隙天线

技术领域

本发明涉及发送和接收微波带和毫米波带等的模拟高频信号或数字信号的差动供电缝隙天线。

背景技术

近年来，随着硅系晶体管特性的飞跃性的提高，不但在数字电路，而且在模拟高频电路部中，由化合物半导体晶体管向硅系晶体管的置换，还有将模拟高频电路部和数字基础带部作成一个芯片正加速发展。其结果是，曾作为高频电路的主流的单端电路正在向使正负符号的信号平衡动作的差动信号电路置换。这是因为差动信号电路具有以下等优点：不要的辐射急剧减少、可确保在移动体终端内不能配置无限面积的接地导体的条件下的良好的电路特性等。

在差动信号电路中，各个电路元件必须维持平衡进行动作，在硅系晶体管中特性的偏差少而能够维持信号的差动平衡。此外，为了避免硅基板本身具有的损失，优选使用差动线路这也是理由。作为结果，保持在单端电路中确立的高的高频特性，并与差动信号供电对应而对天线或滤波器等高频装置有强烈要求。

在图26(a)中表示从上面所视的透视示意图，在图26(b)中表示以图中的直线A1～A2切断的截面结构图。这是由单端线路103供电的二分之一波长缝隙天线(现有例1)。

在电介质基板101的背面形成的接地导体面105上形成有具有二分之一有效波长的缝隙长度Ls的缝隙共振器111A。为了满足输入匹配条件，从单端线路103的开放终端点113到与缝隙111A交叉的距离Lm被设定为动作频率中四分之一有效波长。缝隙共振器111A通过将接地导体面105的一部分区域的导体在厚度方向上完全切除而得到。

如图中所示，定义与供电线路的传送方向平行的方向为X轴，以电介质基板形成面为XY面的坐标系。

在图27中表示现有例1的典型的放射指向特性的一个例子。图27(a)表示YZ面，图27(b)表示XZ面的放射指向性。从图中可看出，在现有例1中，在±Z方向能够得到表示最大增益的放射指向特性。在±X方向能够得到零点特性，在±Y方向能够得到相对主波束方向10dB左右的增益降低的效果。

在专利文献1中公开了使上述缝隙结构与差动供电线路的正下的传送方向正交配置的电路结构(现有例2)。即，专利文献1的电路结构为将供电给缝隙共振器的电路从单端线路置换为差动供电线路的结构。

专利文献1中记载的结构的目的不是旨在差动信号，而是实现只选择性地使重叠的不要的同相信号反射的功能。从这个目的可看出，专利文献1中的电路结构不具有在自由空间中放射差动信号的功能。

在图28(a)、(b)中示意地比较并图示在由单端线路和差动供电线路分别供电的情况下，二分之一波长缝隙共振器内产生的电场分布的样子。

在利用单端线路供电的情况下的缝隙中，按照在两端为最小强度，中央部为最大强度的方式，在缝隙的宽度方向上定向分布有电场201。另一方面，在利用差动供电线路供电的情况下，因为由正符号的电压在缝隙内产生的电场201a和由负符号的电压在缝隙内产生的电场201b具有等强度且反向的矢量，所以总合的两电场抵消，不产生共振现象。因此，即使利用差动供电线路给二分之一波长缝隙共振器供电，原理上也不可能有电磁波的有效率的放射。因此，与利用单端线路供电的情况比较，使差动供电线路与二分之一波长缝隙共振器结合来实现天线特性并不容易。

一般地，为了从差动传送电路有效率地放射电磁波，不使用缝隙共振器，而采用缓慢地扩大差动供电线路的二根信号线路的间隔由此作为偶极天线动作的方法(现有例3)。

图29(a)表示差动供电带状天线的立体透视示意图，图29(b)表示其上面示意图，图29(c)表示其下面示意图。在图29中也设定与图26同样的坐标轴。

在差动供电带状天线中，在电介质基板101的上表面形成的差动供电线路103c的线路间隔在终端侧呈锥状变宽。在电介质基板101的背面，在输入端子侧区域115a中形成有接地导体105，但在差动供电线路103c的终端位置的正下区域115b未设定接地导体。

在图30(a)、(b)中表示现有例3的典型的放射指向性特性的一个例子。在图30(a)中表示YZ面的、在图30(b)中表示XZ面的放射指向性特性。

从图中可看出，在现有例3中，主波束方向为+X方向，表示在XZ平面上分布广的半值宽度的放射特性。原理上，在现有例3中得不到向±Y方向的放射增益。由于通过接地导体105反射，也能够抑压向负X方向的放射。

在专利文献2中公开有利用单端线路供电的可变缝隙天线。将专利文献2的说明书的图1作为图31示出。

利用配置在电介质基板10的表面的单端线路6供电给基板背面上设定的二分之一波长的缝隙共振器5这一点是与现有例1相同的结构。但是，通过在供电的二分之一波长缝隙共振器5的前端，再选择性地连接多个二分之一波长缝隙共振器1、2、3、4，可实现自由度高的缝隙共振器配置。通过使缝隙共振器配置变化，而显现出使电磁波的主波束方向变化的功能(现有例4)。

[专利文献1]美国专利第6765450号说明书

[专利文献2]日本专利特开2004-274757号公报

[非专利文献1]Artech House Publishers“Microstrip Antenna DesignHandbook”pp.441-pp.443 2001年

发明内容

在现有的差动供电天线、缝隙天线、可变天线中存在以下所示原理性的问题。

第一，在现有例1中，主波束只向着±Z轴方向，难以使主波束向着±Y轴方向、±X轴方向。不管怎样由于未达成与差动供电对应，在供电信号变换中必需平衡-不平衡变换器(balun)电路，产生元件数目增加、妨碍集成化等问题。

第二，在现有例2中，由于二分之一波长的缝隙共振器只将单端线路的供电置换为差动供电线路，只得到非放射特性，难以进行有效率的天线动作。

第三，在现有例3中，在±Y轴方向的主波束定向困难。而且，当弯曲差动线路时，由于弯曲部分的二配线间的相位差而产生不要的同相信号的反射，因此，在现有例3中不能采用弯曲供电线路，使主波束方向弯曲的解决策略。因此，作为在室内环境中使用的移动终端上使用的天线，产生主波束方向不能定向的方向是极为不好的。

第四，现有例3的放射特性由于半值宽度广，难以避免通信品质劣化。例如，当所希望的信号从Z轴方向到来的情况下，不能抑制从+X方向到来的不要信号的接收强度。在信号反射多的室内环境中进行高速通信时产生的深刻的多通道问题的回避，或在妨碍波到达得多的状况下的通信品质的维持明显困难。

第五，在现有例4中，也与第四个问题相同，难以抑压从不同于所希望信号到达的方向到来的不要信号所带给通信品质的不利影响。即，即使能够控制主波束方向的定向，仍存在妨碍波的抑压不够充分的问题。当然，与第一个问题相同，也未达成与差动供电对应。

若归纳以上的问题，使用现有技术的任何一种，也难以同时解决三个问题。即，难以实现以下可变天线：第一，具有与差动供电电路的亲和性，第二，能够在广阔的立体角范围内切换主波束方向，第三，具有对从主波束以外的方向到来的妨碍波的除去效果。

本发明的目的在于提供可同时解决上述现有技术的三个问题的可变天线。

本发明的差动供电可变换缝隙天线，包括：电介质基板；设置在上述电介质基板的背面的接地导体面；由配置在上述电介质基板的表面的二根镜面对称的信号导体构成的差动供电线路；在上述接地导体面上形成的第一缝隙共振器；和在上述接地导体面上形成的第二缝隙共振器。上述第一缝隙共振器的一部分，与上述二根镜面对称的信号导体中的一根信号导体交叉，与另一根信号导体不交叉；上述第二缝隙共振器的一部分，与上述二根镜面对称的信号导体中的上述一根信号导体不交叉，与另一根信号导体交叉；在动作设定时，上述第一缝隙共振器的缝隙长度相当于动作频率中二分之一有效波长；在动作设定时，上述第二缝隙共振器的缝隙长度相当于动作频率中二分之一有效波长；上述二根镜面对称的信号导体分别反相供电；上述第一缝隙共振器、上述第二缝隙共振器的至少任意一个具备高频结构可变功能和动作状态切换功能的至少一个可变功能，由此实现至少两种状态的放射特性可变效果；上述第一和第二缝隙共振器由：一部分与上述信号导体交叉的供电部位和不与上述信号导体交叉的选择性放射部位串联连接而形成的串联连接结构构成；在具有上述可变功能的上述第一和第二缝隙共振器中，对上述供电部位和上述选择性放射部位间的连接进行控制的选择性导通路径插入在上述供电部位和上述选择性放射部位之间；在具有上述高频结构可变功能的上述第一和第二缝隙共振器中，多个上述选择性放射部位与上述供电部位相互串联连接，控制上述选择性导通路径，使得在上述选择性放射部位中，动作时只有一个选择性放射部位与上述供电部位连接；在具有上述动作状态切换功能的上述第一和第二缝隙共振器中，控制上述选择性导通路径，使得非动作时，上述供电部位和上述选择性放射部位间的连接被切断。

在优选实施方式中，在从上述差动供电线路开放终端的地方至供电电路的距离相当于动作频率中四分之一有效波长的地点，对上述第一缝隙共振器和上述第二缝隙共振器供电。

在优选实施方式中，上述差动供电线路的终端点分别通过相同电阻值的电阻进行终端接地。

在优选实施方式中，上述第一信号导体的终端点和上述第二信号导线的终端点通过电阻电连接。

在优选实施方式中，上述二个以上的不同的放射指向性中的一个放射指向性为通过以下方式实现的、使主波束向着具有与上述差动供电线路平行的方向的成分的方向的放射指向性：设定二对缝隙共振器对组，使上述第一缝隙共振器的上述第一选择性放射部位的第一中央部位和上述第二缝隙共振器的上述第二选择性放射部位的第二中央部位，接近在动作频率中不足四分之一有效波长的距离而配置；使上述第一缝隙共振器对的第一中央部位和上述第二缝隙共振器对的第一中央部位，相隔动作频率中二分之一有效波长的程度配置；使上述第一缝隙共振器对的第二中央部位和上述第二缝隙共振器对的第二中央部位，相隔动作频率中二分之一有效波长的程度配置。

在优选实施方式中，上述二个以上的不同的放射指向性中的一个放射指向性为：通过使上述第一缝隙共振器的上述第一选择性放射部位的第一中央部位和上述第二缝隙共振器的上述第二选择性放射部位的第二中央部位，相隔动作频率中二分之一有效波长的程度配置，由此使主波束方向向着连接上述第一中央部位和上述第二中央部位的第一方向，抑制对与上述第一方向正交的面方向的放射增益的放射指向性。

在优选实施方式中，上述第一方向具有与上述差动供电线路的供电方向正交的成分。

在优选实施方式中，上述二个以上的不同的放射指向性中的一个放射指向性为：通过使上述第一缝隙共振器的上述第一选择性放射部位的第一中央部位和上述第二缝隙共振器的上述第二选择性放射部位的第二中央部位，接近动作频率中不足四分之一有效波长的距离而配置，由此使主波束方向向着与上述电介质基板正交的方向，抑制对连接上述第一中央部位和上述第二中央部位的第二方向的指向增益的放射指向性。

采用本发明的差动供电缝隙天线，能够同时实现以下三种效果：第一，实现在现有的差动供电天线中不可能实现的方向上的有效率的放射，并且第二，使主波束方向在广阔的立体角范围内可变，并且第三，原理性地实现在不同于主波束方向的至少二个方向上的增益抑压。因此，作为在室内环境中以高速通信用途使用的移动体终端用天线极为有用。

附图说明

图1为本发明的差动供电缝隙天线的实施方式的从上面所视的透视示意图；

图2为图1的差动供电缝隙天线的实施方式的截面结构图，(a)为以图1的直线A1-A2为切断面的截面结构图，(b)为以图1的直线B1-B2为切断面的截面结构图，(c)为以图1的直线C1-C2为切断面的截面结构图；

图3为缝隙共振器601的周边结构的放大图；

图4为缝隙共振器601内的结构放大图；

图5为表示缝隙共振器601的结构变化例的图，(a)和(b)分别为通过高频结构可变功能显现的缝隙共振器的结构图，(c)为利用动作状态可变功能控制为非动作状态时的缝隙共振器的结构图；

图6为本发明的差动供电缝隙天线的第一动作状态下的结构图；

图7为本发明的差动供电缝隙天线的第一动作状态下的结构图；

图8为本发明的差动供电缝隙天线的第二动作状态下的结构图；

图9为本发明的差动供电缝隙天线的结构示意图；

图10为本发明的差动供电缝隙天线的第二动作状态下的结构图；

图11为本发明的差动供电缝隙天线的第二动作状态下的结构图；

图12为在第二动作状态下的本发明的差动供电缝隙天线的结构图；

图13为本发明的差动供电缝隙天线的第三动作状态下的结构图；

图14为本发明的差动供电缝隙天线的第三动作状态下的结构图；

图15为本发明的实施例的结构示意图，(a)为透视结构示意图，(b)为表示在接地导体上形成的缝隙图形的结构示意图；

图16为本发明的实施例的结构示意图，(a)为表示芯片电容器的配置位置的结构示意图，(b)为表示高频地实现的缝隙图形的结构示意图；

图17为表示在本发明的实施例中，二极管开关配置位置的结构示意图；

图18为在本发明的实施例的第一动作状态中，高频地实现的结构示意图，(a)为从上面所视的整体图，(b)为缝隙共振器的放大图；

图19为本发明的实施例的第一动作状态的5.25GHz下的放射指向特性图，(a)为YZ面的放射指向特性图，(b)为XZ面的放射指向特性图，(c)为XY面的放射指向特性图；

图20为在本发明的实施例的第一动作状态中，高频地实现的结构示意图；

图21为本发明的实施例的第一动作状态的5.25GHz下的放射指向特性图，(a)为YZ面的放射指向特性图，(b)为XZ面的放射指向特性图，(c)为XY面的放射指向特性图；

图22为在本发明的实施例的第二动作状态中，高频地实现的结构示意图，(a)为从上面所视的整体图，(b)为缝隙共振器的放大图；

图23为本发明的实施例的第二动作状态的5.25GHz下的放射指向特性图，(a)为YZ面的放射指向特性图，(b)为XZ面的放射指向特性图，(c)为XY面的放射指向特性图；

图24为在本发明的实施例的第三动作状态中，高频地实现的结构示意图；

图25为本发明的实施例的第三动作状态的5.25GHz下的放射指向特性图，(a)为YZ面的放射指向特性图，(b)为XZ面的放射指向特性图，(c)为XY面的放射指向特性图；

图26为单端线路供电二分之一波长缝隙天线(现有例1)的结构图，(a)为上面透视示意图，(b)为截面结构图；

图27为现有例1的放射指向特性图，(a)为YZ面的放射指向特性图，(b)为XZ面的放射指向特性图；

图28为二分之一波长缝隙共振器内的电场分布的示意图，(a)为利用单端供电线路供电的情况的示意图，(b)为利用差动供电线路供电的情况的示意图；

图29为差动供电带状天线(strip antenna)(现有例3)的结构图，(a)为斜视透视示意图，(b)为上面示意图，(c)为下面示意图；

图30为现有例3的差动供电带状天线的放射指向特性图，(a)为YZ面的放射指向特性图，(b)为XZ面的放射指向特性图。

图31为专利文献2(现有例4)的图1，为单端供电可变天线的示意结构图。

标号说明

101……电介质基板

103……信号导体

103a，103b……差动信号线路的成对信号导体，

105，105a，105b，141，143……接地导体，接地导体区域

111A，601，603，605，607……缝隙共振器

113……供电线路的终端点

115a……电介质基板背面的输入端子侧区域

115b……电介质基板背面的差动供电线路终端位置的正下区域

211a，211b，213，215，217a，217b，219……接地导体区域

203a～d，205，207a，207b，209a，209b……偏压分离用缝隙

601a，603a，605a，607a……供电部位

601b，601c，603b，603c，605b，605c，607b，607c……选择性放射部位

601d，601e，603d，603e，605d，607d……高频开关元件

601f，603f，605f，607f，601h，603h，605h，607h……选择性放射部位中心位置

601g，603g，605g，607g，601j，603j，605j，607j……电场矢量要素

609……芯片电容器

611……二极管开关

613……方向

Lm……从终端点至供电部位的距离

H……基板厚度

W……信号导体的配线宽度

G……信号导体间的间隙宽度

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的差动供电缝隙天线的实施方式。以下的实施方式的差动供电缝隙天线能够在现有的差动供电天线中不可能放射的方向上实现有效率的放射，此外，能够实现向各种方向的主波束方向的切换。而且还能够在不同于主波束方向的多个方向上抑制放射增益。

(实施方式)

图1为表示本发明的差动供电缝隙天线的实施方式的图，是从电介质基板背面的接地导体侧所视的透视示意图。

图2(a)～(c)分别以图1的直线A1-A2、直线B1-B2、直线C1-C2切断电路结构时的截面结构图。图中的坐标轴和标号与表示现有例的结构或放射方向的图26和图29中的坐标轴和标号对应。

参照图1，在电介质基板101的背面形成有接地导体105，在电介质基板101的表面上形成有差动供电线路103c。差动供电线路103c由镜面对称的一对信号导体103a、103b构成。在接地导体105的一部分区域中，通过在厚度方向上完全除去导体，形成缝隙电路。具体而言，在接地导体105内配置有四个缝隙共振器601、603、605、607。

图3为能够实现高频结构可变功能和动作状态切换功能这两种功能的缝隙共振器601的周边放大图。如图3所示，缝隙共振器601的供电部位601a与选择性放射部位601b、601c分别串联连接构成。多个缝隙共振器601、603、605、607内，至少一个缝隙共振器对于外部控制信号，能可变地实现高频结构可变功能和动作状态切换功能中的至少一种。

为了实现可变功能，外部控制信号控制配置在供电部位601a和选择性放射部位601b之间的高频开关元件601d，此外还控制配置在供电部位601a和选择性放射部位601c之间的高频开关元件601e。

图4为高频开关元件601d、601e附近的放大图。高频开关元件601d控制连接或不连接跨缝隙两侧的接地导体区域105a、105b。如果将高频开关元件601d控制为开放状态，则维持供电部位601a和选择性放射部位601b的连接。另一方面，如果通过将高频开关元件601d控制为导通状态而切断供电部位601a和选择性放射部位601b的连接，则能够将选择性放射部位601b从缝隙共振器结构分离。

这样，具有高频结构可变功能的缝隙共振器至少包括二个选择性放射部位。但是，动作时在缝隙共振器内被选择的选择性放射部位的数量限定为一个。成为非选择的余下的选择性放射部位从缝隙共振器高频地分离。

图5(a)～(c)表示图3的缝隙共振器601的高频结构的变化例。在图5(a)～(c)中未图示出非选择的选择性放射部位。

在图5(a)所示的例子中，高频开关元件601d开放，高频开关元件601e导通。其结果是，供电部位601a和选择性放射部位601c之间的连接被切断，缝隙共振器具有供电部位601a和选择性放射部位601b串联连接的结构。

另一方面，在图5(b)所示的例子中，高频开关元件601d导通，高频开关元件601e开放。其结果是，供电部位601a和选择性放射部位601b之间的连接被切断，缝隙共振器具有供电部位601a和选择性放射部位601c串联连接的结构。

动作状态切换功能为切换动作状态和非动作状态的功能。该功能通过切换供电部位和选择性放射部位之间的高频开关元件的状态而实现。图5(c)表示将图3的缝隙共振器601切换为非动作状态时的结构。通过将二个高频开关元件601d、601e都控制为导通状态，可高频地将连接于供电部位601a的全部选择性放射部位从缝隙共振器分离。

另一方面，如图5(a)、(b)所示，在动作状态下，可使多个选择性放射部位的仅一个与供电部位601a连接。此外，在本发明中不假定将选择的导通单元601d、601e都控制为开放状态的状态。

在表1中归纳了高频开关元件601d、601e的控制的组合和缝隙共振器601的高频电路结构变化。

表1

供电部位和选择性放射部位的有效电长度，以使得处在动作状态的全部缝隙共振器的缝隙长度常为二分之一有效波长的方式而被预先设定。供电部位的长度优选明显短于各选择性放射部位的长度。

本实施方式的缝隙共振器必须以成对结构动作。即：控制各缝隙共振器的状态，使得处在与第一信号导体103a结合的动作状态的缝隙共振器的数目N1，和处在与第二信号导体103b结合的动作状态的缝隙共振器的数目N2相互相等。具体而言，将图1的结构中，能以成对结构动作的缝隙共振器的组合和不能以成对结构动作的缝隙共振器的组合归纳在表2中。

表2

可能的成对结构	缝隙共振器601-缝隙共振器603缝隙共振器605-缝隙共振器607缝隙共振器601-缝隙共振器607缝隙共振器603-缝隙共振器605
		不能看作成对结构的	缝隙共振器601-缝隙共振器605缝隙共振器603-缝隙共振器607

从信号导体对的镜面对称面(在图1中为信号导体103a和信号导体103b之间的面)来看，本实施方式的缝隙共振器的选择性放射部位配置在供电部位结合的信号导体侧。例如，由于第一缝隙共振器601的供电部位601a与第一信号导体103a结合，所以从信号导体的镜面对称面来看，选择性放射部位601b、601c配置在第一信号导体103a方向上。

成对动作的缝隙共振器按照从二根信号导体103a、103b接受等强度的电力供电的方式设定。为了满足这个条件，可以使成对动作的缝隙共振器相对二根信号导体103a、103b物理地镜面对称配置。

即使在缝隙共振器不能物理地镜面对称配置的情况下，通过对称地设定缝隙共振器对的高频特性，也能实现同样的效果。即，只要保持成对动作的各缝隙共振器的共振频率相等，并且与结合的信号导体的结合度为等强度即可。

<关于因缝隙形状的可变性产生的主波束定向可变性>

以下，利用本实施方式说明使主波束方向在±X方向、±Y方向、±Z方向定向的三种状态的缝隙共振器组的控制方法。

使本实施方式的差动供电缝隙天线的放射特性与配置有多个天线元件要素的阵列天线的放射特性近似。在这种情况下的天线元件要素以在被选择的选择性放射部位的中心部位产生的电场矢量要素为放射源。

在沿规定坐标轴的方向上的阵列天线的放射特性由以下三个因素决定。

第一个因素为沿规定坐标轴定义的天线元件要素间的有效距离。第二个因素为由各天线元件要素激励的电场矢量要素间的相位差。第三个因素为来自各天线元件要素的放射强度。

以二个天线元件要素为例，从两要素放射的电磁波成分到达规定坐标轴无限远的点时，由第一因素产生的相位差为θ1度，由第二因素产生的相位差为θ2度。由第一因素和第二因素，在成为问题的坐标轴的无限远的点，从两天线元件要素放射的电磁波成分由θ1和θ2的和所决定的相位差θs度而合成。

如果使θs的绝对值为0度以上且不足90度的值，优选0度的条件成立，则从两要素放射的电磁波成分在无限远的点叠加，引起在规定坐标轴方向的放射增益的增大。此外，如果使θs的绝对值为90度以上180度以下，优选180度的条件成立，则从两要素放射的电磁波成分抵消，引起在规定坐标轴方向的放射增益的减小。

在表3中归纳在规定坐标轴方向的阵列天线的放射增益变化的三个因素的依存性。

表3

在本实施方式的差动供电缝隙天线的各缝隙共振器中，由于等强度地以成对结构供电，能够设定各矢量要素的矢量振幅相等。

<关于零点特性的显现效果、与现有例的差别>

其次，说明作为本发明特有效果的零点特性的实现。

在表3中，对于θs为180度，引起放射增益减小的组合3、4的关系，还存在特殊的条件。即，在θs相当于180度，不存在矢量要素间的振幅差的情况下，无限远的点的电磁波成分完全抵消，能够强制地抑制放射。而且，由于本差动供电缝隙天线中，全部矢量要素的振幅设定为相等，所以在组合3、4的任何一个成立的方向上能够得到零点特性。

得到零点特性的方向为与主波束方向不同的至少二个方向，在典型的例子中，为与主波束方向正交的方向。

在图30所示的现有例4中，设定各天线元件中产生的电场矢量要素的矢量振幅为等强度极其困难。例如，难以使得供电的缝隙共振器5中产生的电场矢量要素与所连接的缝隙共振器1～4中产生的电场矢量要素为等振幅。虽然即使在二个矢量要素的振幅中产生非对称性，也如现有例4主张的那样，容易得到增益增大效果或增益减小效果，但是不能容易得到本发明的差动供电缝隙天线的这种零点特性。

从以上的说明可明确，在现有例4中得不到本发明的特有效果。

以下，具体说明使主波束方向在作为典型的坐标方向的±X方向、±Y方向、±Z方向定向的情况下的三种典型的动作状态，并对在各动作状态中也有效地显现零点特性进行说明。

<第一动作状态：使主波束方向在±X方向定向的情况>

首先，说明作为第一动作状态，在使主波束方向在±X方向定向，同时在±Y方向、±Z方向上抑压放射增益的情况下的缝隙共振器组的控制方法。

在图1所示的结构中，通过选择缝隙共振器601、603、605、607的选择性放射部位601b、603b、605b、607b，将选择性放射部位601c、603c设定为非选择，能够实现第一动作状态。

在表4中归纳第一动作状态的各缝隙共振器的控制状态。

表4

在第一动作状态中，在电路内出现包括图6所示的4个缝隙共振器601、603、605、607的高频结构。

以下，将来自第一动作状态的天线的放射特性看作以4个缝隙共振器的选择性放射部位601b、603b、605b、607b的各中央部位601f、603f、605f、607f中产生的电场矢量要素601g、603g、605g、607g为天线元件要素的阵列天线的放射特性进行说明。

在表5中归纳从X轴无限远的点所视的情况下的各电场矢量要素间的θ1、θ2、θs的关系。

表5

作为例子，若注目于电场矢量要素601g，在组合1、3中，分别与605g、607g反相配置并且反相激励条件成立，若注目于组合5，同相配置同相激励条件成立，在任何一个组合中，放射增益都增强。

在第一动作状态中，即使注目于电场矢量要素601g以外的任何一个电场矢量要素，由于θs反相的条件不成立，结果在X轴方向上能够增强放射强度。例如在组合1中，θ1大致相当于180度，可从缝隙共振器601b、605b的缝隙长度为大致二分之一有效波长导出。

在组合1～4中，虽然以θ1为180度，但缝隙共振器的选择性放射部位的中心部位间不必严密地偏离180度，θ1为90度以上的情况可预知增益的增强效果。

另一方面，在表6中归纳在从Y轴无限远的点所视的情况下的各电场矢量要素间的θ1、θ2、θs的关系。

在组合5、6中，θs为0度，增益为2倍的条件成立，同时在组合5、6内包含的4个矢量要素，在组合1～4中同相配置反相激励条件成立，可预知在Y轴方向的放射增益减小。

在本差动供电缝隙天线中，由于没有各组合的矢量要素的振幅差，所以不仅放射增益降低，而且能够得到在Y方向上强制地被抑压的零点特性。

表6

再在表7中归纳从Z轴无限远的点所视的情况下的各电场矢量要素间的θ1、θ2、θs的关系。

在组合5，6中，θs为0度，来自各矢量要素的放射成分对放射增益的增强有帮助的条件成立，同时，全部矢量要素同相配置反相激励条件成立的组合1～4也进行成对动作，结果可预知在Z轴方向的放射增益的减小。

在本差动供电缝隙天线中，由于没有各组合的矢量要素的振幅差，所以不仅放射增益减小，而且能够得到在Z轴方向上强制地被抑压的零点特性。

表7

从以上结果可看出，在第一动作状态中，由于来自各缝隙共振器的放射成分只是向X轴方向的放射成分叠加的条件成立，所以主波束方向定向为X轴方向，在与X轴正交的Y轴、Z轴方向上能够抑压增益。因此，也能够抑制向X轴方向的放射波束的半值宽度。

在图7中表示使用图1的结构，得到与第一动作状态同样效果的动作状态时的结构图。

在图7的结构中，将动作的缝隙共振器对的数目从2减至1。缝隙共振器601和607对天线动作有帮助，将缝隙共振器603和605控制为非动作状态。在图7的结构中，能够使主波束方向定向为与连接中心部位601f和中心部位607f的方向平行的方向613。

在这种情况下，在大致与主波束正交的方向也能够得到有效的增益抑压效果。

<第二动作状态：使主波束方向在±Y方向定向的情况>

其次，说明作为第二动作状态，在使主波束方向在±Y方向定向，同时在±X方向、±Z方向上抑压放射增益的情况下的缝隙共振器组的控制方法。

在图1所示的结构中，通过选择缝隙共振器601、603的选择性放射部位601c、603c，将选择性放射部位601b、603b设定为非选择，将缝隙共振器605、607设定为非动作状态，能够实现第二动作状态。

在图8中表示在第二动作状态中，从图1的结构中除去非选择的选择性放射部位的结构。在表8中归纳第二动作状态的各缝隙共振器的控制状态。

表8

以下，将来自第二动作状态的天线的放射特性看作以二个缝隙共振器的选择性放射部位601c、603c的各中央部位601h、603h中产生的电场矢量要素601j、603j为天线元件要素的阵列天线的放射特性进行说明。

在表9中归纳在从X轴、Y轴、Z轴的各无限远的点所视的情况下的各电场矢量要素间的θ1、θ2、θs的关系。

表9

从表9中可看出，在Y轴方向上的放射增益增强，在X、Z轴方向上的放射增益被抑压的条件成立。其结果是，能够实现主波束在±Y方向定向，得到在与Y轴正交的±X、Z方向上的零点特性的，实用性高的放射指向性。

在第二动作状态中，作为主波束定向方向的±Y方向是以现有的差动供电天线难以实现的定向方向。因为能够在正交方向上强制地得到零点特性，能够有效地减小主波束的半值宽度。

而且，由于作为实现第二动作状态的最小限度的结构所必要的只是一对缝隙共振器对而已，即使预先从图1所示的电路结构中减去缝隙共振器605、607，也能够实现第二动作状态。

并非图1所示的结构，在如图9所示，对在全部的缝隙共振器中包含多个选择性放射部位的结构进行控制的情况下，如图10～图12中所示例子，能够利用各种控制方法实现第二动作状态。

在图10中，同时使2对共4个缝隙共振器601、603、605、607动作，实现第二动作状态。在图11中，使一对缝隙共振器605、607动作，使缝隙共振器601、603变化为非动作状态，实现第二动作状态。如图12所示，即使在使并非严密镜面对称配置的一对缝隙共振器601、607动作的情况下，也能够使主波束方向定向为与连接中心部位601j和中心部位607j的方向平行的方向613。在这种情况下，在与主波束大致正交的方向上，也能够有效地得到增益的抑压效果。

在组合2中，可预知增益增强效果的不限于θ1为180度的情况，只要是缝隙共振器的选择性放射部位的中心部位间的有效相位01为90度以上的情况，则原理上可预知放射增益的增强。

<第三动作状态：使主波束方向在±Z方向定向的情况>

其次，说明作为第三动作状态，在使主波束方向在±Z方向定向，同时在±X方向、±Y方向上抑压放射增益的情况下的缝隙共振器组的控制方法。

在图1所示的结构中，通过选择缝隙共振器601、603的选择性放射部位601b、603b，将选择性放射部位601c、603c设定为非选择，将缝隙共振器605、607设定为非动作状态，能够实现第三动作状态。

在表10中归纳第三动作状态的各缝隙共振器的控制状态。在图13中表示在第三动作状态中，从图1的结构中除去非选择的选择性放射部位的结构。

表10

以下，将来自第二动作状态的天线的放射特性看作以二个缝隙共振器的选择性放射部位601b、603b的各中心部位601f、603f中产生的电场矢量要素601g、603g为天线元件要素的阵列天线的放射特性进行说明

在表11中归纳在从X轴、Y轴、Z轴的各无限远的点所视的情况下的各电场矢量要素间的θ1、θ2、θs的关系。

表11

从表11中可知，由于在全部坐标轴方向上，两电场矢量要素的放射叠加，不产生相对的放射增益强度变化。即，在第三动作状态中，实现缝隙共振器601的放射特性其强度叠加为二倍的放射特性

这里，缝隙共振器601单体的放射特性一定是将作为现有例1所示的，由单端供电线路供电的二分之一有效波长缝隙共振器，在XY面内以Z轴为旋转轴倾斜90度时的放射特性。

如图27所示，现有例1的放射特性为，主波束在±Z方向定向，在±X方向上得到良好的增益抑压效果，在±Y方向上也可预知相对于主波束10dB左右的增益减小的放射特性。因此，利用本差动供电缝隙天线，放射特性为主波束方向在±Z方向定向，在±Y方向上得到零点特性，在±X方向上也可预知相对于主波束10dB左右的增益减小。

而且，由于作为实现第三动作状态的最小限度的结构所必要的只为一对缝隙共振器对，即使为预先从图1所示的电路结构中减去缝隙共振器605、607的结构，也能够实现第三动作状态。即，为了实现对第二动作状态和第三动作状态进行切换的可变性，不必要在结构内导入缝隙共振器605、607。

如图14所示，即使在利用图9的结构，使一对缝隙共振器605、607动作，使缝隙共振器601、603变化为非动作状态的情况下，也能够实现第三动作状态的特性。

在表11中，关于组合2，虽然以θ1为0度，但不可能严密地将沿Y轴的缝隙共振器的选择性放射部位的中心部位间的有效相位设定为0度。

为了实现第三动作状态，有必要抑压在Y轴方向的增益的增强效果。因此，特别是必须将沿Y轴方向的缝隙共振器间的有效相位设定得小。具体而言，可将沿Y轴方向定义的θ1设定为不足90度的值。

<关于供电线路的开放位置的终端处理>

差动供电线路103c可在终端点113上进行开放终端处理。如果按照使从终端点113至缝隙共振器601、603、605、607的各供电部位的供电匹配长度，为在动作频率中，相对于差动线路的奇模式传播特性的四分之一有效波长的方式进行设定，则能够改善对缝隙共振器的输入匹配特性。

在差动供电线路103c的终端点上，可以通过等值的电阻元件，使第一信号导体103a、第二信号导体103b成为接地终端。在差动供电线路103c的终端点上，也可以通过电阻元件，连接第一信号导体103a和第二信号导体103b。

向差动供电线路的终端点导入电阻元件，由于在导入的电阻元件中，消耗对天线电路的输入电力的一部分，所以招致放射效率降低，但能够缓和对缝隙共振器的输入匹配条件，还能够减小供电匹配长度的值。

<关于高频开关元件的现实性>

作为实现高频开关元件601d、601e、603d、603e、605d、605e、607d、607e的方法，可以利用二级管开关、高频开关、MEMS开关等。例如，如果使用市场销售的二极管开关，例如在20GHz以下的频带域容易得到导通时的串联电阻值为5Ω，开放时的寄生串联电容值为将近0.05pF程度的良好的切换特性。

如上所述，通过采用本发明的结构，能够提供一种可变天线，其能够实现主波束向利用现有的缝隙天线或差动供电天线不能实现的方向的定向，和定向方向的切换，以及与主波束方向主要呈正交的方向的放射增益的抑压。

实施例

作为实施例，在介电常数为4.3、厚度为0.5mm的电介质基板上，利用铜配线分别在表面和背面上实施厚度为25微米的配线层后，利用湿法刻蚀在配线的厚度方向上完全除去一部分区域，形成表面的信号导体图形，在背面形成接地导体图形。在表面形成配线宽度W为0.6mm、配线间的间隙宽度G为0.5mm的差动供电线路。

在图15(a)中表示从本实施例的差动供电缝隙天线的下面所视的透视图形图，在图15(b)中表示背面的图形图。在实施例中，形成宽度为0.1mm的地方、0.3mm的地方和1mm的地方三种缝隙图形。在结构内形成4个缝隙共振器601、603、605、607。缝隙共振器601、605只与第一信号导体103a，缝隙共振器603、607只与第二信号导体103b，分别结合供电部位。缝隙共振器601和603、605和607分别形成镜面对称。

在本实施例中也使用与现有例同样的坐标系。缝隙共振器601和605，还有缝隙共振器603和607分别以X＝0的YZ平面作为对称面，按镜面对称的关系配置。差动供电线路103c在X＝+8作为开放终端。

如图15(b)所示，在本实施例中，除了缝隙共振器以外，还形成有多个细的偏压分离用缝隙，将接地导体区域的导体图形细致地分割。接地导体区域215表示与差动供电线路103c的输入点正下的接地导体区域219相同的直流电位。即，在接地导体区域215和接地导体区域219之间导体未被分割。

但是，在接地导体区域211a、211b、213、217a、217b和接地导体区域215、219之间直流绝缘。即，必定将偏压分离用缝隙203a～203d、205、207a、207b、209a、209b和4个缝隙共振器601、603、605、607插入导体区域间，分割接地导体区域。

偏压分离用缝隙的缝隙宽度统一为0.1mm。但是，在本实施例中，由于有必要使这些接地导体区域作为高频地互相导通而起作用，如图16(a)所示，在跨偏压分离用缝隙203a～203d、205、207a、207b、209a、209b的位置上配置20个3pF的电容值的芯片电容器609，使接地导体区域间高频地导通。

如图16(b)所示，在安装芯片电容器后，在基板背面高频地实现的缝隙图形仅为4个缝隙共振器601、603、605、607。

接着，在图17箭头所示的8个地方的位置上安装二极管开关611。各二极管开关按照跨各缝隙共振器的宽度方向，连接接地导体区域间的方式安装。使用的二极管开关为长度700微米、宽度380微米的GaAs的PIN二极管，在5.25GHz下，当施加正符号的电压时，作为直流电阻4Ω高频地起作用，表示0.4dB的插入损失，当施加负电压时或在不施加电压的情况下，作为30fF的直流电容高频地起作用，表示20dB的插入损失。

在本实施例中，接地导体区域215常为直流电压零伏。因此，如果通过电阻向外部的接地导体区域211a、211b、213、217a、217b施加控制电压，能够进行显现本实施例的4个缝隙共振器601、603、605、607的高频结构可变功能的控制。

<对应于第一动作状态(±X方向)>

作为第一动作状态，向接地导体区域211a、211b施加正电压，向接地导体区域213、217a、217b施加负电压，实现如图18(a)所示的这种缝隙结构。即：在第一动作状态中，沿X轴方向配置4个缝隙共振器601、603、605、607。全部的缝隙共振器形状相等，在图18(b)中仅表示将作为其中之一的缝隙共振器601放大后的图。

缝隙宽度在供电部位为0.3mm，在放射部位从0.3mm缓慢扩大，最终为1mm。放射部位的长度为16mm。在第一动作状态下，得到在5.25GHz下，相对差动信号的反射损失为负18.5dB的反射特性。

在图19(a)中表示YZ面的，在图19(b)中表示XZ面的，在图19(c)中表示XY面的放射指向特性。

从XZ面、XY面的表示可看出，在第一动作状态下，能够使主波束方向在±X方向定向。放射增益为0.5dBi，正X方向和负X方向为大致相同的值。在±Z方向能够得到相对主波束的抑压比为22dB的零点特性。在±Y方向也能够得到7dB的相对主波束的良好的抑压比。

变更偏压分离用缝隙结构，只使缝隙共振器603、605动作，在高频地实现图20所示的缝隙结构的状态下，如图21(a)～(c)所示，也能够得到使主波束方向从X轴方向向Y轴方向倾斜10度左右，并且在与主波束正交的方向上增益减小、抑压的效果。

<对应于第二动作状态(±Y方向)>

在图22(a)中表示作为第二动作状态，在将正电压施加在接地导体区域213、217a、217b上，将负电压施加在211a、211b上的情况下，在电介质基板背面高频地形成的缝隙结构。

在第二动作状态下，沿Y轴方向配置有4个缝隙共振器。各缝隙共振器相对X＝Y＝0的原点旋转对称，抽出其中一个，在图22(b)中以放大图表示。缝隙宽度在供电部位为0.3mm，在放射部位为1mm，放射部位的长度为14.8mm。

在第二动作状态下，得到在5.25GHz下相对差动信号的反射损失为负18dB的良好的反射特性。

在图23(a)中表示YZ面的、在图23(b)中表示XZ面的、在图23(c)中表示XY面的放射指向特性。

从YZ面、XY面的表示可看出，在第二动作状态下，能够实现使主波束方向在±Y方向定向的放射指向特性。放射增益将近1dBi，在+Y方向和负Y方向为大致相同的值。±Z方向能够得到相对主波束的抑压比为25dB的零点特性。在正X方向为8dB，在负X方向为10dB，即使在X轴方向也能够得到相对主波束的良好的抑压比。

<对应于第三动作状态(±Z方向)>

其次，作为第三动作状态，向接地导体区域211a、211b、213施加正电压，向接地导体区域217a、217b施加负电压，实现图24所示的这种缝隙结构。即：在第三动作状态下，缝隙共振器605、607为非选择，沿X轴二个缝隙共振器601、603应该动作而出现。在第三动作状态下，得到在5.25GHz下相对差动信号的反射损失为负6.5dB的反射特性。

在图25(a)中表示YZ面的、图25(b)中表示XZ面的、在图25(c)中表示XY面的放射指向特性。

从YZ面、XZ面的表示可看出，在第三动作状态下，能够使主波束方向在±Z方向定向。放射增益为2.8dBi，在+Z方向和负Z方向为大致相同的值。能够得到在±Y方向相对主波束的抑压比为16dB的零点特性，在+X方向为10.5dB，即使在因缝隙结构的非对称性而抑压比稍微劣化的负X方向也为5dB，在X轴方向也能够得到放射增益相对于主波束降低的效果。

产业上的可利用性

本发明的差动供电缝隙天线，能够向包括在现有的差动供电天线中困难的方向的各种方向，有效率地进行放射。

由于主波束方向的切换角大，不但能够实现覆盖整个立体角的可变指向性天线，而且因为原理上能够抑压与主波束方向正交的方向上的指向性增益，特别是能够实现在多通道(multipass)多的室内环境中的高速通信。

本发明不但能够在通信领域的用途中广泛应用，而且也可在使用无线电力传送或ID标记等无线技术的各领域中使用。

以下，归纳本发明。

本发明的差动供电可变缝隙天线，其包括：

电介质基板(101)；

设置在上述电介质基板(101)的背面的接地导体面(105)；

由配置在上述电介质基板(101)的表面的二根镜面对称的信号导体(103a、103b)构成的差动供电线路(103c)；

在上述接地导体面(105)上形成的第一缝隙共振器(601、605)；和

在上述接地导体面(105)上形成的第二缝隙共振器(603、607)。

上述第一缝隙共振器(601、605)的一部分，与上述二根镜面对称的信号导体(103a、103b)中的一根信号导体(103a)交叉，与另一根信号导体(103b)不交叉，

上述第二缝隙共振器(603、607)的一部分，与上述二根镜面对称的信号导体(103a、103b)中的上述一根信号导体(103a)不交叉，与另一根信号导体(103b)交叉，

在动作设定时，上述第一缝隙共振器(601、605)的缝隙长度相当于动作频率中二分之一有效波长，

在动作设定时，上述第二缝隙共振器(603、607)的缝隙长度相当于动作频率中二分之一有效波长，

上述二根镜面对称的信号导体(103a、103b)分别反相供电，

上述第一缝隙共振器、上述第二缝隙共振器(601、603、605、607)的至少任意一个具备高频结构可变功能和动作状态切换功能的至少一个可变功能，实现至少两种状态的放射特性可变效果。

上述第一和第二缝隙共振器(601、603、605、607)由：一部分与上述信号导体(103a、103b)交叉的供电部位(601a、603a、605a、607a)和不与上述信号导体(103a、103b)交叉的选择性放射部位(601b、601c、603a、603c、605a、607a)串联连接而形成的串联连接结构构成，

在具有上述可变功能的上述第一和第二缝隙共振器(601、603、605、607)中，对上述供电部位(601a、603a、605a、607a)和上述选择性放射部位(601b、601c、603a、603c、605a、607a)间的连接进行控制的选择性导通路径(601d、601e)插入在上述供电部位(601a、603a、605a、607a)和上述选择性放射部位(601b、601c、603a、603c、605a、607a)之间；

另一方面，在具有上述高频结构可变功能的上述第一和第二缝隙共振器(601、603、605、607)中，多个上述选择性放射部位(601b、601c、603a、603c、605a、607a)与上述供电部位(601a、603a、605a、607a)相互串联连接，控制上述选择性导通路径(601d、601e)，使得在上述选择性放射部位(601b、601c、603a、603c、605a、607a)中，动作时只有一个选择性放射部位(601b、601c、603a、603c、605a、607a)与上述供电部位(601a、603a、605a、607a)连接，

在具有上述动作状态切换功能的上述第一和第二缝隙共振器(601、603、605、607)中，控制上述选择性导通路径(601d、601e)，使得非动作时，上述供电部位(601a、603a、605a、607a)和上述选择性放射部位(601b、601c、603a、603c、605a、607a)间的连接被切断。

Claims (8)

1.一种差动供电可变缝隙天线，其特征在于，包括：

电介质基板；

设置在所述电介质基板的背面的接地导体面；

由配置在所述电介质基板的表面的二根镜面对称的信号导体构成的差动供电线路；

在所述接地导体面上形成的第一缝隙共振器；和

在所述接地导体面上形成的第二缝隙共振器，其中，

所述第一缝隙共振器的一部分，与所述二根镜面对称的信号导体中的一根信号导体交叉，与另一根信号导体不交叉，

所述第二缝隙共振器的一部分，与所述二根镜面对称的信号导体中的所述一根信号导体不交叉，与另一根信号导体交叉，

在动作设定时，所述第一缝隙共振器的缝隙长度相当于动作频率中二分之一有效波长，

在动作设定时，所述第二缝隙共振器的缝隙长度相当于动作频率中二分之一有效波长，

所述二根镜面对称的信号导体分别反相供电，

所述第一缝隙共振器、所述第二缝隙共振器的至少任意一个具备高频结构可变功能和动作状态切换功能的至少一个可变功能，由此实现至少两种状态的放射特性可变效果，

所述第一和第二缝隙共振器由：一部分与所述信号导体交叉的供电部位和不与所述信号导体交叉的选择性放射部位串联连接而形成的串联连接结构构成，

在具有所述可变功能的所述第一和第二缝隙共振器中，对所述供电部位和所述选择性放射部位间的连接进行控制的选择性导通路径，插入在所述供电部位和所述选择性放射部位之间，

在具有所述高频结构可变功能的所述第一和第二缝隙共振器中，多个所述选择性放射部位与所述供电部位相互串联连接，控制所述选择性导通路径，使得在所述选择性放射部位中，动作时只有一个选择性放射部位与所述供电部位连接，

在具有所述动作状态切换功能的所述第一和第二缝隙共振器中，控制所述选择性导通路径，使得非动作时，所述供电部位和所述选择性放射部位间的连接被切断。

2.如权利要求1所述的差动供电缝隙天线，其特征在于：

在从所述差动供电线路开放终端的地方至供电电路侧的距离相当于动作频率中四分之一有效波长的地点，对所述第一缝隙共振器和所述第二缝隙共振器供电。

3.如权利要求1所述的差动供电缝隙天线，其特征在于：

所述差动供电线路的终端点分别通过相同电阻值的电阻进行终端接地。

4.如权利要求1所述的差动供电缝隙天线，其特征在于：

所述第一信号导体的终端点和所述第二信号导线的终端点通过电阻电连接。

5.如权利要求1所述的差动供电缝隙天线，其特征在于：

所述二个以上的不同的放射指向性中的一个放射指向性为通过以下方式实现的、使主波束向着具有与所述差动供电线路平行的方向的成分的方向的放射指向性：

设定二对缝隙共振器对组，使所述第一缝隙共振器的所述第一选择性放射部位的第一中央部位和所述第二缝隙共振器的所述第二选择性放射部位的第二中央部位，接近在动作频率中不足四分之一有效波长的距离而配置，

使所述第一缝隙共振器对的第一中央部位和所述第二缝隙共振器对的第一中央部位，相隔动作频率中二分之一有效波长的程度配置，

使所述第一缝隙共振器对的第二中央部位和所述第二缝隙共振器对的第二中央部位，相隔动作频率中二分之一有效波长的程度配置。

6.如权利要求1所述的差动供电缝隙天线，其特征在于，所述二个以上的不同的放射指向性中的一个放射指向性为：

通过使所述第一缝隙共振器的所述第一选择性放射部位的第一中央部位和所述第二缝隙共振器的所述第二选择性放射部位的第二中央部位，相隔动作频率中二分之一有效波长的程度配置，

由此使主波束方向向着连接所述第一中央部位和所述第二中央部位的第一方向，抑制对与所述第一方向正交的面方向的放射增益的放射指向性。

7.如权利要求5所述的差动供电缝隙天线，其特征在于：

所述第一方向具有与所述差动供电线路的供电方向正交的成分。

8.如权利要求1所述的差动供电缝隙天线，其特征在于，所述二个以上的不同的放射指向性中的一个放射指向性为：

通过使所述第一缝隙共振器的所述第一选择性放射部位的第一中央部位和所述第二缝隙共振器的所述第二选择性放射部位的第二中央部位，接近在动作频率中不足四分之一有效波长的距离而配置，由此使主波束方向向着与所述电介质基板正交的方向，抑制对连接所述第一中央部位和所述第二中央部位的第二方向的指向增益的放射指向性。

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