JP2005167606A - Slot antenna system - Google Patents
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Description
本発明は、導体部材に設けたスロットを給電ラインによって励振させるスロットアンテナ装置に関する。 The present invention relates to a slot antenna device for exciting a slot provided in a conductor member by a feed line.
スロットアンテナ装置には、所定寸法のスロットが形成された金属箔や金属板等からなる導体部材と、増幅器や発振器等を含む高周波回路が配設された回路基板とが具備されており、この回路基板に接続された給電ライン等の給電手段を介して導体部材の適宜位置に給電を行うことにより、スロットを励振させて直線偏波を放射させることができる。この種のスロットアンテナ装置の従来例としては、回路基板の一側部にアンテナ部を設けた構成のものが広く知られている(例えば、特許文献1参照)。 The slot antenna device includes a conductor member made of a metal foil, a metal plate, or the like in which a slot of a predetermined dimension is formed, and a circuit board on which a high-frequency circuit including an amplifier, an oscillator, and the like is disposed. By feeding power to an appropriate position of the conductor member via power feeding means such as a power feeding line connected to the substrate, the slot can be excited to emit linearly polarized waves. As a conventional example of this type of slot antenna device, one having a configuration in which an antenna portion is provided on one side of a circuit board is widely known (for example, see Patent Document 1).
図6はかかる従来のスロットアンテナ装置の要部平面図であって、誘電体等からなる基板1の一側部に設けられたアンテナ部2を示している。同図において、基板1の片面にはスロット3を有する導体層4が形成されており、基板1の他面にはスロット3を幅方向に横切る給電ライン5が形成されている。また、基板1の図示せぬ延長部分は、高周波回路が配設された回路部6となっている。導体層4や給電ライン5は銅箔等をパターニングしてなるもので、この導体層4に包囲された直線状の開口部分がスロット3となっている。このスロット3は、長手寸法が共振波長λの約2分の1に設定されている。給電ライン5は回路部6から導出されたマイクロストリップ線路であり、この給電ライン5を介してスロット3の幅方向両端近傍に給電することにより、スロット3を励振させることができる。
しかしながら、図6に示す従来のスロットアンテナ装置は、高周波回路が配設されている基板1の延出部分(一側部)をアンテナ部2の領域として利用しているため、基板1の面積が増大して装置全体が小型化しにくいという問題がある。
However, since the conventional slot antenna device shown in FIG. 6 uses the extended portion (one side portion) of the
また、図6において、スロット3の近傍に該スロット3の長手方向と直交する方向に延びる別のスロットを設け、この別のスロットをスロット3の共振モードに対し約90度の位相差で励振させれば、円偏波用のスロットアンテナ装置を得ることは可能であるが、その場合、アンテナ部2に広いスペースが必要となるため装置全体の小型化は一層困難になる。
In FIG. 6, another slot extending in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the
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、小型化が容易で円偏波用としても好適なスロットアンテナ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the actual situation of the prior art, and an object of the present invention is to provide a slot antenna device that can be easily miniaturized and is suitable for circular polarization.
上述した目的を達成するため、本発明のスロットアンテナ装置では、誘電体基板と、この誘電体基板の片面に配設された高周波回路と、前記誘電体基板の他面に形成された接地導体層とを備え、前記接地導体層にスロットを設けると共に、前記誘電体基板の前記片面または中間層に前記スロットを幅方向に横切る給電ラインを設け、この給電ラインによって前記スロットを励振させるように構成した。 In order to achieve the above-described object, in the slot antenna device of the present invention, a dielectric substrate, a high-frequency circuit disposed on one surface of the dielectric substrate, and a ground conductor layer formed on the other surface of the dielectric substrate. And a slot is provided in the ground conductor layer, and a power supply line is provided on the one surface or intermediate layer of the dielectric substrate so as to cross the slot in the width direction, and the slot is excited by the power supply line. .
このように構成されたスロットアンテナ装置は、誘電体基板の両面に高周波回路とその接地導体層とを設けてあると共に、この接地導体層にスロットを設けてあるため、誘電体基板を大型化する必要がなくなって、装置全体の小型化が促進できる。なお、給電ラインは、誘電体基板が単層の場合は高周波回路と同一面に設け、誘電体基板が多層基板の場合は中間層に設ければよい。 The slot antenna device configured as described above is provided with a high frequency circuit and its ground conductor layer on both surfaces of the dielectric substrate, and a slot is provided in this ground conductor layer, so that the size of the dielectric substrate is increased. This eliminates the need for the device, and promotes downsizing of the entire device. The power supply line may be provided on the same surface as the high-frequency circuit when the dielectric substrate is a single layer, and may be provided on the intermediate layer when the dielectric substrate is a multilayer substrate.
かかる構成のスロットアンテナ装置は、前記スロットを第1のスロットと第2のスロットを直交させてなる十字形状の開口となし、かつ、前記給電ラインとして、前記第1のスロットを幅方向に横切る第1の給電ラインと、前記第2のスロットを幅方向に横切る第2の給電ラインとを設け、これら第1および第2の給電ラインのいずれか一方に90度位相差回路を接続することによって、円偏波アンテナとして動作させることもできる。 In the slot antenna device having such a configuration, the slot is formed as a cross-shaped opening in which the first slot and the second slot are orthogonal to each other, and the first slot is crossed in the width direction as the feed line. By providing one power supply line and a second power supply line that crosses the second slot in the width direction, and connecting a 90-degree phase difference circuit to either one of the first and second power supply lines, It can also be operated as a circularly polarized antenna.
また、かかる構成のスロットアンテナ装置において、前記スロットの閉端部が他部よりも幅広に形成されている場合には、該閉端部が他部と同幅である場合よりも共振周波数が低くなるため、装置全体の小型化をさらに促進することができる。 Further, in the slot antenna device having such a configuration, when the closed end portion of the slot is formed wider than the other portion, the resonance frequency is lower than when the closed end portion is the same width as the other portion. Therefore, the downsizing of the entire apparatus can be further promoted.
本発明のスロットアンテナ装置は、誘電体基板の両面に高周波回路と接地導体層とを設け、この接地導体層に設けたスロットを励振させるというものなので、大型の誘電体基板が不要で装置全体の小型化が容易である。また、このスロットアンテナ装置は、スロットを十字形状の開口とすることで円偏波用としても利用できる。 The slot antenna device of the present invention is provided with a high frequency circuit and a ground conductor layer on both surfaces of a dielectric substrate and excites slots provided in the ground conductor layer. Miniaturization is easy. This slot antenna device can also be used for circularly polarized waves by making the slot a cross-shaped opening.
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実施形態例に係るスロットアンテナ装置の斜視図、図2は該スロットアンテナ装置の断面図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a slot antenna apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the slot antenna apparatus.
これらの図に示すスロットアンテナ装置10は、誘電体基板11と、この誘電体基板11の底面に配設された増幅器や発振器等を含む高周波回路12と、誘電体基板11の上面にパターニングされた銅箔等からなる接地導体層13と、誘電体基板11を保持して高周波回路12を覆っている板金製のシールドケース14とを備えており、接地導体層13の中央部にスロット15が形成されている。また、誘電体基板11の底面には、スロット15を幅方向に横切る給電ライン16が形成されている。
A
スロット15はI字形状の開口であって、その閉端部(長手方向両端部)は他部よりも幅広に切り欠かれた幅広部15aとなっている。給電ライン16は給電回路から導出されたマイクロストリップ線路であり、この給電ライン16に信号電流が供給されると、電磁結合によってスロット15の幅方向両端近傍で接地導体層13が給電されるため、スロット15を励振させて直線偏波を放射させることができる。なお、高周波回路12はシールドケース14に覆われているため、外来電波から遮蔽されて高信頼性が確保されている。
The
このように本実施形態例に係るスロットアンテナ装置10は、誘電体基板11の両面に高周波回路12と接地導体層13とを設け、この接地導体層13に開設したスロット15を給電ライン16によって励振させるというものなので、誘電体基板11を大型化する必要がない。また、スロット15の幅寸法が磁界領域(電流最大領域)である閉端部で拡幅されており、電流の経路長の増大に伴う共振周波数の低下が見込めることから、特定の周波数で共振させるために必要なスロット15の長手寸法は短縮されている。その結果、このスロットアンテナ装置10は従来品に比べて著しく小型化されている。また、シールドケース14の底板部14aが、スロット15から下方へ放射される電波を反射するリフレクタとして機能するため、このスロットアンテナ装置10は上方へ放射される電波が強まって良好な指向性が期待できる。
As described above, the
なお、本実施形態例では、小型化を促進するためにスロット15をI字形状にしているが、図6に示す従来例と同様に幅寸法が一定のスロットであってもよい。また、図3の平面図に示すように、接地導体層13の一辺端に切れ込みを設けることによって、長手方向の一端側が開放端となっているノッチタイプのスロット17にしてもよい。
In the present embodiment, the
図4は本発明の第2実施形態例に係るスロットアンテナ装置の断面図であって、図2と対応する部分には同一符号が付してある。図4に示すスロットアンテナ装置20は、誘電体基板11が多層基板であり、その中間層に給電ライン16を設けた点が、前述した第1実施形態例と大きく異なっている。このように誘電体基板11として多層基板を採用すると、給電ライン16の占有スペースが高周波回路12の実装スペースに悪影響を及ぼす虞がなくなるため、設計自由度が向上し装置全体の小型化も促進できる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the slot antenna device according to the second embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to portions corresponding to those in FIG. The
図5は本発明の第3実施形態例に係るスロット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が付してある。図5に示すスロットアンテナ装置30では、スロットを第1のスロット31と第2のスロット32を直交させてなる十字形の開口となしている。また、給電ラインとして、第1のスロット31を幅方向に横切る第1の給電ライン33と、第2のスロット32を幅方向に横切る第2の給電ライン34とを設けており、第1の給電ライン33は90度位相差回路35に接続されている。
FIG. 5 is a plan view of a slot antenna apparatus according to the third embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to portions corresponding to those in FIG. In the
このような構成を採用したスロットアンテナ装置30は、第1のスロット31が第1の給電ライン33によって励振されると共に、第1のスロット31に対して空間的に直交する第2のスロット32が第2の給電ライン34によって励振されるが、各スロット31,32の共振モードには約90度の位相差が生じるため、円偏波アンテナとして動作させることができる。
In the
10,20,30 スロットアンテナ装置
11 誘電体基板
12 高周波回路
13 接地導体層
14 シールドケース
15,17 スロット
15a 幅広部
16 給電ライン
31 第1のスロット
32 第2のスロット
33 第1の給電ライン
34 第2の給電ライン
35 90度位相差回路
10, 20, 30
Claims (3)
3. The slot antenna device according to claim 1, wherein a closed end portion of the slot is formed wider than other portions.
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014127751A (en) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Smart:Kk | Antenna, communication management system and communication system |
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2003
- 2003-12-02 JP JP2003403526A patent/JP2005167606A/en active Pending
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