JP2005167830A - スロットアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化が容易なスロットアンテナを安価に提供すること。
【解決手段】 スロットアンテナ１０は、誘電体基板１１の上面に形成されてスロット１２を有する放射導体層１３と、誘電体基板１１の底面でスロット１２を幅方向に横切る位置に形成された給電ライン１４とを備えており、スロット１２の閉端部は他部よりも幅広な幅広部１２ａとなっている。このスロットアンテナ１０は、給電ライン１４を介してスロット１２近傍の放射導体層１３に給電することにより、スロット１２を励振させることができるが、スロット１２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いるため、電流の経路長が増大して共振周波数が低くなる。それゆえ、特定の周波数で共振させるために必要なスロット１２の長手寸法を短縮することができる。
【選択図】 図１

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に関する。

金属箔や金属板等からなる導体部材に所定寸法のスロットを形成し、このスロットを該導体部材と電磁結合させた給電ラインによって励振させることにより、直線偏波を放射するスロットアンテナとして動作させることができる。この種のスロットアンテナは、高周波回路が配設された回路基板と一体化されることが多く、例えば回路基板の一側部にスロットアンテナを設けて構成されるカード状のアンテナユニットなどが、従来より広く知られている（例えば、特許文献１参照）。

図４は、この種のスロットアンテナの従来例を示す平面図である。同図において、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は、スロット３を有する導体層４と、スロット３を幅方向に横切る給電ライン５とを備えており、スロットアンテナとして動作する。導体層４は基板１の片面に銅箔等をパターニングして形成されたもので、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、長手寸法が共振長の約２分の１に設定されている。給電ライン５は基板１の他面に形成されたマイクロストリップ線路である。また、基板１の図示せぬ延長部分は増幅器や発振器等を含む高周波回路が配設された回路部６となっており、この回路部６の給電回路から給電ライン５が導出されている。そして、給電ライン５に信号電流を供給することにより、この給電ライン５と電磁結合されるスロット３の幅方向両端近傍に対して給電することができるため、スロット３を励振させることができる。
特開２００３−２３４６１５号公報（第３−４頁、図３）

しかしながら、図４に示す従来のスロットアンテナでは、スロット３の長手寸法を共振長の約２分の１に設定しなければならないため、スロット３の長手方向に沿うアンテナ寸法が長くなって小型化が図りにくいという問題があった。それゆえ、この種のスロットアンテナを車載用アンテナなどとして適用させる場合には、小型化を可能にする何らかの対策が必要となる。

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、小型化が容易なスロットアンテナを安価に提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明のスロットアンテナでは、閉端部を他部よりも幅広に形成したスロットを有する導体部材と、基板を介して前記導体部材と対向する面に設けられ前記スロットを幅方向に横切る給電ラインとを備え、前記給電ラインを給電回路に接続して前記スロットを励振させるように構成した。

このように構成されたスロットアンテナは、スロット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いるため、電流の経路長が増大して共振周波数が低くなる。したがって、特定の周波数で共振させるために必要なスロットの長手寸法が短縮できて、アンテナ全体を小型化することができる。

かかる構成のスロットアンテナにおいて、前記導体部材は前記基板にパターニングされた金属箔であってもよいし、前記基板とは別体の金属板であってもよい。そして、該導体部材が金属板からなる場合には、高周波回路を外来電波から保護するシールドケースを利用し、該シールドケースの一面に前記スロットを形成しておくことが好ましく、これにより部品点数が少なくて安価に製造できるスロットアンテナ構造のアンテナユニットが得られる。

本発明のスロットアンテナは、スロットの閉端部が他部よりも幅広に形成してあるため、一直線状に延びる通常のスロットに比べて同じ共振周波数でも長手寸法を短く設定することができ、それゆえ小型化が容易なスロットアンテナを安価に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実施形態例に係るスロットアンテナの平面図、図２は該スロットアンテナの断面図である。

これらの図に示すスロットアンテナ１０は、誘電体基板１１の上面に形成されてスロット１２を有する放射導体層１３と、誘電体基板１１の底面でスロット１２を幅方向に横切る位置に形成された給電ライン１４とを備えており、スロット１２の閉端部は他部よりも幅広な幅広部１２ａとなっている。放射導体層１３と給電ライン１４は誘電体基板１１の両面に銅箔等をパターニングして形成したものであり、放射導体層１３は接地回路に接続され、給電ライン１４は給電回路に接続されている。

このように構成されたスロットアンテナ１０において、給電ライン１４に信号電流が供給されると、放射導体層１３は、誘電体基板１１を介して給電ライン１４と対向している箇所（スロット１２の近傍）が該給電ライン１４との電磁結合によって給電されるため、スロット１２を励振させることができる。かかる給電時の電流経路は、主にスロット１２の周縁に沿う電流経路となるが、スロット１２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いるため、その分、電流の経路長が増大して、共振長はスロット１２の長手寸法の２倍よりも長くなる。つまり、スロット１２に幅広部１２ａを付設したことによって共振周波数が低くなるので、特定の周波数で共振させるために必要なスロット１２の長手寸法を短縮することができ、アンテナ全体を小型化することができる。また、スロット１２の形状を変更するだけで構成を何ら複雑化する必要がないため、コストアップを伴う心配もない。

なお、本実施形態例では、スロット１２の幅広部１２ａが長方形に形成されているが、幅広部１２ａの形状は三角形や半円形等、適宜選択可能である。また、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の場合も、該スロットの長手方向他端側の閉端部を拡幅することによってアンテナ全体を小型化することはできる。

図３は本発明の第２実施形態例に係るアンテナユニットの断面図であって、図２と対応する部分には同一符号が付してある。図４に示すアンテナユニット２０では、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１４が設けられていると共に、誘電体基板１１の底面に高周波回路２１が配設されている。また、誘電体基板１１を収納して保持するシールドケース２２の天板部２２ａが放射板を兼ねており、この天板部２２ａにスロット１２が形成されている。なお、図示はしていないが、このアンテナユニット２０のスロット１２も閉端部で拡幅されているため、スロット１２の長手寸法は短縮されている。

このように構成されたスロットアンテナ構造のアンテナユニット２０は、高周波回路２１を外来電波から保護するシールドケース２２を活用し、その天板部２２ａにスロット１２を形成しているので、部品点数を削減できてコンパクトなアンテナ装置となっている。また、このアンテナユニット２０では、シールドケース２２の底板部２２ｂがスロット１２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、上方へ放射される電波が増大して良好な指向性が期待できる。

本発明の第１実施形態例に係るスロットアンテナの平面図である。 該スロットアンテナの断面図である。 本発明の第２実施形態例に係るアンテナユニットの断面図である。 従来例に係るスロットアンテナの要部平面図である。

符号の説明

１０ スロットアンテナ
１１ 誘電体基板
１２ スロット
１２ａ 幅広部
１３ 放射導体層（導体部材）
１４ 給電ライン
２０ アンテナユニット
２１ 高周波回路
２２ シールドケース
２２ａ 天板部（導体部材）

Claims (3)

1. 閉端部を他部よりも幅広に形成したスロットを有する導体部材と、基板を介して前記導体部材と対向する面に設けられ前記スロットを幅方向に横切る給電ラインとを備え、前記給電ラインを給電回路に接続して前記スロットを励振させるように構成したことを特徴とするスロットアンテナ。
2. 請求項１の記載において、前記導体部材が金属板からなることを特徴とするスロットアンテナ。
3. 請求項２の記載において、シールドケースの一面に前記スロットを形成したことを特徴とするスロットアンテナ。
   

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