JP2005079974A

JP2005079974A - 平面アンテナ装置

Info

Publication number: JP2005079974A
Application number: JP2003308726A
Authority: JP
Inventors: Genshu To; 元珠竇
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-09-01
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】小型化に有利な超薄型の平面アンテナ装置を提供すること。
【解決手段】平面アンテナ装置１０は、基板１１上に、方形状に形成された内側導体１２と、内側導体１２を包囲する地導体１３と、内側導体１２の外周縁１２ａの所定位置を地導体１３の内周縁１３ａに短絡せしめる短絡導体１４とを配設し、短絡導体１４の近傍で内側導体１２を給電回路に接続し、かつ、地導体１３をアース回路に接続して概略構成されている。内側導体１２の外周縁１２ａと地導体１３の内周縁１３ａとの間には、短絡導体１４の存する領域を除くほぼ全周に亘って、幅寸法が一定な枠状のスロット１５が画成されており、このスロット１５の半周分の長さ寸法を共振電気長の約４分の１に設定しておくことにより、給電時にスロット１５を横切る電界が定在波を生じる共振状態を実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、枠状のスロットを介して地導体に包囲されている内側導体に給電して該スロット部分を共振させるようにした極めて薄型の平面アンテナ装置に関する。

自動車のガラス窓等に装着可能な超薄型の平面アンテナ装置として、導電性の金属箔や導電性フィルム等からなる内側導体を枠状のスロットを介して車両ボディ等の地導体にて包囲し、該内側導体の外周縁近傍に給電することによってスロットアンテナとして動作させるという構成のものが、従来より知られている（例えば、特許文献１参照）。

図４は従来のこの種の平面アンテナ装置の基本的な構成を説明するための平面図である。同図に示す平面アンテナ装置１において、ガラス等からなる基板２上には、方形状の内側導体３と、この内側導体３を包囲する地導体４とが配設されており、内側導体３の外周縁３ａと地導体４の内周縁４ａとの間には幅寸法が一定な枠状のスロット５が画成されている。また、内側導体３の外周縁３ａ近傍は図示せぬ給電回路に接続されており、地導体４の内周縁４ａ近傍は図示せぬアース回路に接続されている。

このように概略構成された平面アンテナ装置１は、内側導体３の外周縁３ａと地導体４の内周縁４ａとがスロット５を介して対向しているので、給電時にスロット５を横切る電界が生じ、スロット５の半周分の長さ寸法を共振電気長λ₀の約２分の１に設定しておけば、電界の定在波を発生させることができる。そのため、この平面アンテナ装置１は、伝送損失が少なくて高利得なスロットアンテナとして動作させることが可能である。
特開２００２−２９０１４５号公報（第２頁、図１）

上述したように、図４に示す従来の平面アンテナ装置１では、スロット５の半周分の長さ寸法を共振電気長λ₀の約２分の１に設定しておく必要があるが、使用する電波が特に高周波な場合を除き、λ₀／２の長さ寸法は決して短くはないので、外周縁３ａの長さ寸法を確保するために内側導体３はある程度大きく形成しなければならない。それゆえ、かかる従来の平面アンテナ装置１は比較的大型のアンテナになりやすく、車載用等において要望の高い小型化が図りにくいという問題があった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、小型化に有利な超薄型の平面アンテナ装置を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明の平面アンテナ装置では、同一平面上に内側導体と該内側導体を包囲する地導体とを配設することにより、前記内側導体の外周縁と前記地導体の内周縁とがほぼ全周に亘ってスロットを介して対向するようになし、かつ、前記内側導体の外周縁の所定位置を前記地導体の内周縁に短絡せしめる短絡導体を設け、該短絡導体の近傍で前記内側導体を給電回路に接続すると共に前記地導体をアース回路に接続し、給電時に前記スロットを横切る電界が定在波を生じて共振するように構成した。

このように構成された平面アンテナ装置は、内側導体の給電点近傍を地導体に短絡させることによってインピーダンスを低減しており、給電点や短絡導体の近傍ではスロットを横切る電界がほとんど生じないため、給電時に内側導体を流れる電流の経路は逆Ｆ型アンテナにおける放射導体板に類似したものとなる。つまり、この平面アンテナ装置は、スロットの半周分の長さ寸法を共振電気長の約４分の１に設定しておくことにより、給電時にスロットを横切る電界が定在波を生じる共振状態を実現することができ、それゆえ通常のスロットアンテナとして動作させる場合に比べて共振電気長は約２倍の長さになる。したがって、この平面アンテナ装置は、内側導体の大きさを縮小しても必要な共振電気長を確保することが容易であり、大幅な小型化が図れる。

かかる構成の平面アンテナ装置は、前記短絡導体を給電点からほぼ等距離な２箇所に設けてもよく、これにより外観上の対称性が実現しやすくなる。

また、かかる構成の平面アンテナ装置は、前記内側導体が凹部を有する外形形状に形成されていると共に、前記地導体が前記凹部内へ突出する凸部を有していてもよく、これにより内側導体の外周縁の長さ寸法が増大するため、給電時に該外周縁に沿って流れる電流の経路が延び、その分、共振電気長が長くなってアンテナ全体の小型化を一層促進できる。

本発明の平面アンテナ装置は、内側導体の給電点近傍を地導体に短絡させることでインピーダンスを低減し、スロットの半周分の長さ寸法を共振電気長の約４分の１に設定できるようにしてあるため、内側導体の大きさを縮小しても必要な共振電気長が確保しやすくなっており、それゆえ、小型化に有利な超薄型の平面アンテナ装置を提供することができる。

以下、発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係る平面アンテナ装置の平面図である。同図に示す平面アンテナ装置１０において、ガラス等からなる平坦な基板１１上には、方形状に形成された内側導体１２と、この内側導体１２を包囲する地導体１３と、内側導体１２の外周縁１２ａの所定位置を地導体１３の内周縁１３ａに短絡せしめる短絡導体１４とが配設されている。これらの導体１２〜１４は導電性の金属箔等からなり、短絡導体１４の近傍で内側導体１２が図示せぬ給電回路に接続され、かつ、地導体１３が図示せぬアース回路に接続されている。また、内側導体１２の外周縁１２ａと地導体１３の内周縁１３ａとの間には、短絡導体１４の存する領域を除くほぼ全周に亘って、幅寸法が一定な枠状のスロット１５が画成されている。つまり、内側導体１２の外周縁１２ａはほぼ全周に亘り、スロット１５を介して地導体１３の内周縁１３ａと対向しているが、給電点の近くで外周縁１２ａの一部が短絡導体１４によって内周縁１３ａと短絡されている。

このように構成された平面アンテナ装置１０に給電するとスロット１５を横切る電界が生じるが、給電点近傍に短絡導体１４を設けて内側導体１２と地導体１３とを短絡させているので、この平面アンテナ装置１０はインピーダンスが小さく、給電点や短絡導体１４の近傍では給電時にスロット１５を横切る電界はほとんど生じない。そのため、給電時に内側導体１２を流れる電流の経路は、逆Ｆ型アンテナにおける放射導体板に類似したものになって、スロット１５の半周分の長さ寸法を共振電気長λ₀の約４分の１に設定しておくことにより、給電時にスロット１５を横切る電界が定在波を生じる共振状態を実現することができる。したがって、この平面アンテナ装置１０は、通常のスロットアンテナとして動作する従来例（図４参照）と比べた場合、アンテナ全体の大きさが同等であれば共振電気長を約２倍の長さに設定することができる。また、短絡導体１４を付設するだけなのでコストアップの心配もない。すなわち、本実施形態例に係る平面アンテナ装置１０は、超薄型で安価に製造できるのみならず、内側導体１２の大きさを縮小しても必要な共振電気長を確保することが容易なため、小型化が促進しやすくなっている。

図２は本発明の第２実施形態例に係る平面アンテナ装置の平面図であって、図１と対応する部分には同一符号を付してある。図２に示す平面アンテナ装置２０は、短絡導体１４を２箇所に設けた点が第１実施形態例と異なっている。これら２本の短絡導体１４は給電点からほぼ等距離な位置に形成され、いずれも、内側導体１２の外周縁１２ａと地導体１３の内周縁１３ａとを短絡している。このような構成にすることにより、平面アンテナ装置２０は、外観上の対称性が実現されて、意匠性が向上している。

図３は本発明の第３実施形態例に係る平面アンテナ装置の平面図であって、図１と対応する部分には同一符号を付してある。図３に示す平面アンテナ装置３０では、内側導体１２が一対の凹部１２ｂを有するＨ字形状に形成されており、それに伴い、一定幅のスロット１５を存して内側導体１２を包囲する地導体１３には各凹部１２ｂ内へ突出する凸部１３ｂが形成されている。このような構成にすることにより、内側導体１２の外周縁１２ａの長さ寸法が増大するため、給電時に外周縁１２ａに沿って流れる電流の経路が延び、その分、共振電気長が長くなる。したがって、この平面アンテナ装置３０は、小型化の促進という点でさらに有利であると言える。なお、内側導体１２は凹凸を有する他の外形形状であっても、その外周縁１２ａの長さ寸法を増大させることはできる。

本発明の第１実施形態例に係る平面アンテナ装置の平面図である。本発明の第２実施形態例に係る平面アンテナ装置の平面図である。本発明の第３実施形態例に係る平面アンテナ装置の平面図である。従来例に係る平面アンテナ装置の平面図である。

符号の説明

１０，２０，３０平面アンテナ装置
１１基板
１２内側導体
１２ａ外周縁
１２ｂ凹部
１３地導体
１３ａ内周縁
１３ｂ凸部
１４短絡導体
１５スロット

Claims

同一平面上に内側導体と該内側導体を包囲する地導体とを配設することにより、前記内側導体の外周縁と前記地導体の内周縁とがほぼ全周に亘ってスロットを介して対向するようになし、かつ、前記内側導体の外周縁の所定位置を前記地導体の内周縁に短絡せしめる短絡導体を設け、該短絡導体の近傍で前記内側導体を給電回路に接続すると共に前記地導体をアース回路に接続し、給電時に前記スロットを横切る電界が定在波を生じて共振するようにしたことを特徴とする平面アンテナ装置。
請求項１の記載において、前記短絡導体が給電点からほぼ等距離な２箇所に設けてあることを特徴とする平面アンテナ装置。
請求項１または２の記載において、前記内側導体が凹部を有する外形形状に形成されていると共に、前記地導体が前記凹部内へ突出する凸部を有していることを特徴とする平面アンテナ装置。