JP2006005679A - Slot array antenna and wireless communication terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スロットアレーアンテナ及び無線通信端末に関し、特に携帯電話機等の無線通信端末及びそれに組み込まれるスロットアレーアンテナに関する。 The present invention relates to a slot array antenna and a wireless communication terminal, and more particularly to a wireless communication terminal such as a mobile phone and a slot array antenna incorporated therein.
下記特許文献1に記載されたスロットアレーアンテナは、図16に示すように、長方形状で同一の外径を有する2枚の板体が平行に配置され、それぞれの板体の一方の主面には導電性シートが貼着されており、一方の板体が放射導体11として使用され、他方の板体が反射導体12として使用されている。 As shown in FIG. 16, the slot array antenna described in the following Patent Document 1 includes two rectangular plates having the same outer diameter, which are arranged in parallel, on one main surface of each plate. Is attached with a conductive sheet, and one plate is used as the radiating conductor 11 and the other plate is used as the reflecting conductor 12.
放射導体11には、板体の主面中央を長手方向に長く打ち抜いた窓13(スロット)が形成され、窓13の壁面の長手方向中央を窓内に突出させた給電点14が設けられている。この放射導体11は、電波を放射あるいは受信するアンテナ本体である。 The radiation conductor 11 is provided with a window 13 (slot) in which the center of the main surface of the plate body is punched long in the longitudinal direction, and a feeding point 14 is provided in which the center of the wall 13 in the longitudinal direction protrudes into the window. Yes. The radiation conductor 11 is an antenna body that radiates or receives radio waves.
放射導体11と反射導体12とは使用周波数の0.08波長〜0.25波長の間隔Dを隔てて配置されており、この反射導体12には、放射導体11に形成された窓13と対向するように、主面中央に2つの窓5a及び5bが抜き打ち形成されている。 The radiating conductor 11 and the reflecting conductor 12 are arranged with an interval D of 0.08 wavelength to 0.25 wavelength of the operating frequency, and this reflecting conductor 12 is opposed to the window 13 formed in the radiating conductor 11. Thus, two windows 5a and 5b are punched out at the center of the main surface.
ここで、放射導体11の主面に垂直な軸をX軸とし、反射導体12から放射導体11に向かう方向を+X方向とする。また、放射導体11の幅方向をY軸とし、紙面左側から右側の方向を+Y方向とする。さらに、放射導体11の長手方向をZ軸とし、紙面下側から上側の方向を+Z方向とする。 Here, an axis perpendicular to the main surface of the radiation conductor 11 is defined as an X axis, and a direction from the reflection conductor 12 toward the radiation conductor 11 is defined as a + X direction. Further, the width direction of the radiation conductor 11 is defined as the Y axis, and the direction from the left side to the right side is defined as the + Y direction. Furthermore, the longitudinal direction of the radiation conductor 11 is taken as the Z axis, and the direction from the lower side to the upper side of the paper is taken as the + Z direction.
このスロットアレーアンテナを携帯電話機等の無線通信端末に搭載することを想定し、使用周波数を3.75GHz、放射導体11と反射導体12との間隔Dを0.06波長として、スロットアレーアンテナの放射特性及び近傍磁界分布を示す。 Assuming that this slot array antenna is mounted on a wireless communication terminal such as a cellular phone, the use frequency is 3.75 GHz, the distance D between the radiation conductor 11 and the reflection conductor 12 is 0.06 wavelength, and the radiation of the slot array antenna The characteristics and the near magnetic field distribution are shown.
スロットアレーアンテナの放射特性においては、図17に示すように、+X方向に9.2dBiの利得が得られることと、12.8dBのF/B比が得られることが示されている。 In the radiation characteristics of the slot array antenna, as shown in FIG. 17, it is shown that a gain of 9.2 dBi is obtained in the + X direction and an F / B ratio of 12.8 dB is obtained.
また、スロットアレーアンテナの近傍磁界分布は、図18に示すように、図16のスロットアレーアンテナを+Y方向から見た近傍磁界分布であり、反射導体12の窓5aと窓5bとの境界部分に磁界が集中していることが分かる。
しかしながら、上記特許文献1に記載のスロットアレーアンテナでは、例えば携帯電話機に搭載した場合、携帯電話機のマイクやスピーカなどを備える側に反射導体12が配置され、通話時にユーザ(人体)と向き合う側に反射導体12が位置することから、反射導体12の境界部分に磁界が集中すると、人体頭部に吸収される電波の平均エネルギー量であるSAR(Specific Absorption Rate)が増大するという問題がある。 However, in the slot array antenna described in Patent Document 1, for example, when mounted on a mobile phone, the reflective conductor 12 is arranged on the side of the mobile phone that includes a microphone, a speaker, and the like, and on the side facing the user (human body) during a call. Since the reflecting conductor 12 is located, there is a problem that when the magnetic field is concentrated on the boundary portion of the reflecting conductor 12, an SAR (Specific Absorption Rate) that is an average energy amount of radio waves absorbed by the human head increases.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、SARを低減するスロットアレーアンテナ及び無線通信端末を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a slot array antenna and a wireless communication terminal that reduce SAR.
本発明のスロットアレーアンテナは、スロットを有する地板と、前記スロットの中央部分に配設された給電部と、前記スロットに対向する無給電スロットを有し、前記地板に対向して配設された反射導体と、前記無給電スロットの前記給電部に対応する位置と前記無給電スロットの誘起電流が発生する端部との間において、前記無給電スロットの対向辺を部分的に接続する第1の短絡部と、を備えた構成を採る。 The slot array antenna of the present invention has a ground plane having a slot, a power feeding portion disposed in a central portion of the slot, and a parasitic slot facing the slot, and is disposed facing the ground plane. A first portion that partially connects the opposing sides of the parasitic slot between the reflective conductor, a position corresponding to the feeding portion of the parasitic slot, and an end portion where the induced current of the parasitic slot is generated. The structure provided with the short circuit part is taken.
この構成によれば、無給電スロットの給電部と誘起電流が発生する端部との間に発生する最大となる電界を短絡部により分散することができるので、バックローブを低減することができる。 According to this configuration, the maximum electric field generated between the power supply portion of the non-power supply slot and the end where the induced current is generated can be dispersed by the short-circuit portion, so that back lobes can be reduced.
本発明のスロットアレーアンテナは、前記給電部と対応する位置において、前記無給電スロットの対向辺を部分的に接続する第2の短絡部を更に備えた構成を採る。 The slot array antenna of the present invention employs a configuration further including a second short-circuit portion that partially connects the opposite sides of the parasitic slot at a position corresponding to the feeding portion.
この構成によれば、給電部に対応する位置において無給電スロットに対向する部分に発生する高い電界を第2の短絡部により分散することができるので、より一層バックローブを低減することができる。 According to this configuration, since the high electric field generated in the portion facing the non-feed slot at the position corresponding to the feed portion can be dispersed by the second short-circuit portion, the back lobe can be further reduced.
本発明のスロットアレーアンテナは、前記スロットの中央部分において他端部に比べて一端部にシフトさせて前記給電部を配設し、前記無給電スロットの前記給電部に対応する位置と前記スロットの他端部に対応する前記無給電スロットの他端部との間に前記短絡部を配設した構成を採る。 In the slot array antenna of the present invention, the feeding portion is disposed at the central portion of the slot by shifting to one end portion relative to the other end portion, and the position corresponding to the feeding portion of the parasitic slot and the slot A configuration is adopted in which the short-circuit portion is disposed between the other end portion of the parasitic slot corresponding to the other end portion.
この構成によれば、スロットの一端部にシフトさせて給電部を配設することにより、インピーダンス整合を容易にとることができるとともに、給電部のシフトに伴い無給電スロットの給電部に対応する位置と他端部との間の最大となる電界を短絡部により減少することができる。 According to this configuration, by shifting to one end portion of the slot and arranging the power feeding portion, impedance matching can be easily achieved, and the position corresponding to the power feeding portion of the non-feed slot according to the shift of the power feeding portion. The maximum electric field between the first and the other end can be reduced by the short-circuit portion.
本発明のスロットアレーアンテナは、前記第1の短絡部又は第2の短絡部が、前記無給電スロットの対向辺を部分的に接続しかつ切断可能なスイッチング素子である構成を採る。さらに、本発明のスロットアレーアンテナは、前記第1の短絡部であるスイッチング素子が電気的並列に複数配設されている構成を採る。 The slot array antenna of the present invention employs a configuration in which the first short circuit portion or the second short circuit portion is a switching element that can partially connect and disconnect the opposite sides of the parasitic slot. Furthermore, the slot array antenna of the present invention employs a configuration in which a plurality of switching elements as the first short-circuited portions are arranged in electrical parallel.
これらの構成によれば、無給電スロットにおいて電界が最大となる箇所が変化しても、スイッチング素子によりその箇所に対応して短絡部を構築することができ、無給電スロットに発生する最大の電界を減少することができるので、バックローブを低減することができ、SARを低減することができる。従って、使用周波数の変化に対応したスロットアレーアンテナを実現することができる。 According to these configurations, even if the location where the electric field is maximum in the parasitic slot changes, the short-circuit portion can be constructed corresponding to the location by the switching element, and the maximum electric field generated in the parasitic slot Therefore, the back lobe can be reduced and the SAR can be reduced. Therefore, it is possible to realize a slot array antenna corresponding to a change in use frequency.
本発明のスロットアレーアンテナは、前記スロット及び前記無給電スロットが、それぞれ屈曲又は湾曲した平面形状を有する構成を採る。 The slot array antenna of the present invention employs a configuration in which the slot and the parasitic slot each have a planar shape that is bent or curved.
この構成によれば、各スロットの平面形状を屈曲又は湾曲にすることで各スロットの電気長が地板及び反射導体のサイズ(辺)の長さに限定されずに長く設定することができるので、地板及び反射導体のサイズを減少することができ、スロットアレーアンテナの小型化を実現することができる。 According to this configuration, by making the planar shape of each slot bend or curved, the electrical length of each slot can be set longer without being limited to the length of the size (side) of the ground plane and the reflective conductor. The size of the ground plane and the reflecting conductor can be reduced, and the slot array antenna can be reduced in size.
本発明の無線通信端末は、上記いずれかに記載のスロットアレーアンテナを具備する構成を採る。 The radio communication terminal of the present invention employs a configuration including any of the slot array antennas described above.
この構成によれば、SARを低減することができる無線通信端末を実現することができる。 According to this configuration, a wireless communication terminal capable of reducing SAR can be realized.
本発明によれば、バックローブを低減することができ、SARを低減することができるスロットアレーアンテナ及び無線通信端末を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a back lobe can be reduced and the slot array antenna and radio | wireless communication terminal which can reduce SAR can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一機能を有する構成には同一符号を付け、その説明は重複するので省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that, in the embodiment, the same reference numerals are given to configurations having the same functions, and descriptions thereof are omitted because they are duplicated.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係るスロットアレーアンテナは、図1及び図2に示すように、地板101を主体に構成され、さらに反射導体104を備えている。地板101は実施の形態1において正方形状の板状導体である。地板101の中央部分(地板101の一辺(ここでは、図1中、上辺)から長さRの位置)にはこの地板101を貫通するスロット102が形成されている。
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 and 2, the slot array antenna according to Embodiment 1 of the present invention is mainly composed of a ground plane 101 and further includes a reflective conductor 104. The ground plane 101 is a square plate-shaped conductor in the first embodiment. A slot 102 penetrating through the main plate 101 is formed at a central portion of the main plate 101 (a position having a length R from one side of the main plate 101 (here, the upper side in FIG. 1)).
スロット102は電気長Lを有し、スロット102の内壁の互いに向かい合う2つの長辺の中央部分においてスロット102に給電する給電部(給電点)103が設けられている。 The slot 102 has an electrical length L, and a power feeding portion (feeding point) 103 that feeds power to the slot 102 is provided at the central portion of two long sides facing each other on the inner wall of the slot 102.
反射導体104は、地板101と略同一のサイズの正方形状の板状導体であり、地板101と略平行に間隔S(Sは0.01波長以上)隔てて配置されている。この反射導体104には、地板101のスロットと対向する位置、すなわち反射導体104の中央に反射導体104を貫通する無給電スロット105が形成されている。 The reflective conductor 104 is a square plate-like conductor having substantially the same size as that of the ground plane 101, and is disposed with a spacing S (S is 0.01 wavelength or more) substantially parallel to the ground plane 101. The reflection conductor 104 has a parasitic slot 105 passing through the reflection conductor 104 at a position facing the slot of the ground plane 101, that is, in the center of the reflection conductor 104.
無給電スロット105には、その内部において電界が最大となる位置に短絡部(第1の短絡部又は第1の短絡点)106−1及び106−2が設けられている。ここで、電界が最大となる位置とは、電流が最小となる位置であって、実施の形態1において、無給電スロット105のスロット両端から使用周波数の1/4波長離れた位置であって、無給電スロット105の給電部103に対応する位置と誘起電流が発生するスロット両端との間である。また、短絡部106−1及び106−2とは、無給電スロット105の内壁の互いに向かい合う2つの長辺を部分に繋ぎ合わせ、かつ電気的に接続した領域である。無給電スロット105にこのような短絡部106−1及び106−2を設けたことにより、1つの無給電スロット105は2つの短絡部106−1及び106−2により区切られた3つの無給電スロット105−1〜105−3として形成される。なお、無給電スロット105の電気長Lnは実施の形態1においてはスロット102の電気長Lと同一であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、電気長Lnを電気長Lより長くても短くてもよい。 The parasitic slot 105 is provided with short-circuit portions (first short-circuit portion or first short-circuit point) 106-1 and 106-2 at a position where the electric field is maximized. Here, the position where the electric field is maximized is a position where the current is minimized, and in Embodiment 1, it is a position away from both ends of the parasitic slot 105 by 1/4 wavelength of the operating frequency, Between the position corresponding to the power feeding part 103 of the non-feed slot 105 and both ends of the slot where the induced current is generated. The short-circuit portions 106-1 and 106-2 are regions in which two long sides facing each other on the inner wall of the parasitic slot 105 are connected to each other and electrically connected. By providing such short-circuit portions 106-1 and 106-2 in the parasitic slot 105, one parasitic slot 105 is divided into three parasitic slots separated by two short-circuit portions 106-1 and 106-2. It is formed as 105-1 to 105-3. Although the electrical length Ln of the parasitic slot 105 is the same as the electrical length L of the slot 102 in the first embodiment, the present invention is not limited to this, and the electrical length Ln is greater than the electrical length L. It can be long or short.
ここで、図1中、地板101に垂直な軸をX軸とし、反射導体104から地板101に向かう方向を+X方向とする。また、放射導体104の図中横方向をY軸とし、紙面左側から右側に向かう方向を+Y方向とする。さらに、放射導体104の図中上下方向をZ軸とし、紙面下側から上側に向かう方向を+Z方向とする。 Here, in FIG. 1, an axis perpendicular to the ground plane 101 is defined as an X axis, and a direction from the reflective conductor 104 toward the ground plane 101 is defined as a + X direction. Further, the horizontal direction in the figure of the radiation conductor 104 is taken as the Y axis, and the direction from the left side to the right side of the paper is taken as the + Y direction. Further, the vertical direction of the radiation conductor 104 in the drawing is taken as the Z axis, and the direction from the lower side to the upper side in the drawing is taken as the + Z direction.
次に、上記構成を有するスロットアレーアンテナの動作について説明する。スロット102が給電部103から給電されると、スロット102の両端からそれぞれ逆相の誘起電流が生じ、スロット102はスロットアンテナとして動作する。この誘起電流により無給電スロット105の両端(無給電スロット105−1の図1中左端、図2中下端及び無給電スロット105−3の図1中右端、図2中上端)においては、スロット102の両端の電流と同相の電流が誘起される。すなわち、スロット102と無給電スロット105の対向する短辺に沿った端部が同相となる。 Next, the operation of the slot array antenna having the above configuration will be described. When the slot 102 is supplied with power from the power supply unit 103, induced currents having opposite phases are generated from both ends of the slot 102, and the slot 102 operates as a slot antenna. Due to this induced current, at the both ends of the parasitic slot 105 (the left end in FIG. 1 of the parasitic slot 105-1, the lower end in FIG. 2 and the right end in FIG. 1 of the parasitic slot 105-3, the upper end in FIG. 2), the slot 102 A current in phase with the current at both ends of is induced. That is, the end portions of the slot 102 and the parasitic slot 105 along the opposing short sides are in phase.
無給電スロット105に短絡部106−1及び106−2を備えて区画された各無給電スロット105−1〜105−3においては、短絡部106−1及び106−2が無給電スロット105の両端からそれぞれ1/4波長離れた位置に設けられている。この位置はスロット102の電界が最大となる位置であって電流が最小となる位置であり、スロット102の磁界分布が逆相となる点でもある。 In each of the parasitic slots 105-1 to 105-3 that are partitioned by including the short-circuit portions 106-1 and 106-2 in the parasitic slot 105, the short-circuit portions 106-1 and 106-2 are at both ends of the parasitic slot 105. Are provided at positions separated from each other by a quarter wavelength. This position is a position where the electric field in the slot 102 is maximized and the current is minimized, and is also a point where the magnetic field distribution in the slot 102 is in reverse phase.
無給電スロット105−1〜105−3の両端においては、図2に示すような磁界成分が発生する。ここで、地板101は図1に示す切断線A−Aにおける断面を、反射導体104は図1に示す切断線B−Bにおける断面を、それぞれ+Z方向から見ている。無給電スロット105−1の上側一端は+の磁界成分が、下側他端は−の磁界成分が発生する。無給電スロット105−2の上側一端は+の磁界成分が、下側他端は−の磁界成分が発生する。無給電スロット105−3の上側一端は+の磁界成分が、下側他端は−の磁界成分が発生する。すなわち、無電界スロット105−1〜105−3のそれぞれの両端においては、逆相の磁界成分が発生する。 Magnetic field components as shown in FIG. 2 are generated at both ends of the parasitic slots 105-1 to 105-3. Here, the ground plane 101 is viewed from the + Z direction, and the reflecting conductor 104 is viewed from the + Z direction, and the cross section at the cutting line BB shown in FIG. The upper end of the parasitic slot 105-1 generates a positive magnetic field component, and the lower other end generates a negative magnetic field component. The upper end of the parasitic slot 105-2 generates a positive magnetic field component, and the lower other end generates a negative magnetic field component. The upper end of the parasitic slot 105-3 generates a positive magnetic field component, and the lower other end generates a negative magnetic field component. That is, opposite-phase magnetic field components are generated at both ends of each of the non-electric field slots 105-1 to 105-3.
スロット102においては、破線で示すように、波形状の磁界分布が発生する。無給電スロット105−1の一端及び無給電スロット105−2の他端に対応する位置(短絡部106−1の配置位置であって、図2中、二点鎖線上の位置)において、無給電スロット105−1の一端に発生する磁界成分とスロット102に発生する磁界成分とは極性が異なる。無給電スロット105−2の一端及び無給電スロット105−3の他端に対応する配置位置(短絡部106−2の位置であって、図2中、二点鎖線上の位置)において、無給電スロット105−3の他端に発生する磁界成分とスロット102に発生する磁界成分とは極性が異なる。 In the slot 102, a wavy magnetic field distribution is generated as indicated by a broken line. In a position corresponding to one end of the non-feed slot 105-1 and the other end of the non-feed slot 105-2 (position where the short-circuit portion 106-1 is located, the position on the two-dot chain line in FIG. 2) The magnetic field component generated at one end of the slot 105-1 and the magnetic field component generated at the slot 102 have different polarities. In an arrangement position corresponding to one end of the parasitic slot 105-2 and the other end of the parasitic slot 105-3 (the position of the short-circuit portion 106-2 on the two-dot chain line in FIG. 2) The magnetic field component generated at the other end of the slot 105-3 and the magnetic field component generated at the slot 102 have different polarities.
すなわち、無給電スロット105に短絡部106−1及び106−2を設け、1つの無給電スロット105を3つの無給電スロット105−1〜105−3に区切ることにより、それぞれの無給電スロット105−1〜105−3の一端及び他端において磁界成分を互いに逆極性に分極することができる。そして、この分極位置を無給電スロット105において最大の電界が発生する位置(短絡部106−1及び106−2を配置した位置)に設定することにより、無給電スロット105に発生する磁界を、短絡部106−1及び106−2の近傍において分散することができる。結果的に、スロットアレーアンテナにおいては−X方向への放射を抑制することができ、バックローブを低減することができる。 That is, short-circuit portions 106-1 and 106-2 are provided in the parasitic slot 105, and one parasitic slot 105 is divided into three parasitic slots 105-1 to 105-3. The magnetic field components can be polarized in opposite polarities at one end and the other end of 1 to 105-3. Then, by setting this polarization position to a position where the maximum electric field is generated in the parasitic slot 105 (position where the short-circuit portions 106-1 and 106-2 are arranged), the magnetic field generated in the parasitic slot 105 is short-circuited. It can be dispersed in the vicinity of the parts 106-1 and 106-2. As a result, in the slot array antenna, radiation in the −X direction can be suppressed, and the back lobe can be reduced.
スロットアレーアンテナの具体的な放射特性の測定結果を図3に示す。ここで、スロットの電気長Lは3/4波長に設定されており、+X方向に10dBiの利得を得ることができるとともに、およそ20dBのF/B比を得ることができる。図17に示す放射特性に対しても、F/B比が大幅に改善されており、不要な輻射であるバックローブを低減することができ、電力を効率よく利用することができる。 The specific measurement result of the radiation characteristics of the slot array antenna is shown in FIG. Here, the electrical length L of the slot is set to 3/4 wavelength, and a gain of 10 dBi can be obtained in the + X direction, and an F / B ratio of about 20 dB can be obtained. Also for the radiation characteristics shown in FIG. 17, the F / B ratio is greatly improved, the back lobe which is unnecessary radiation can be reduced, and the power can be used efficiently.
さらに、スロットアレーアンテナの具体的な磁界分布状態を図4に示す。ここで、地板101は図1に示す切断線A−Aにおける断面を、反射導体104は図1に示す切断線B−Bにおける断面を、それぞれ+Z方向から見ている。図4から明らかなように、無給電スロット105において、短絡部106−1及び106−2の近傍に発生する磁界を低減することができる。例えば、スロットアレーアンテナを携帯電話機に搭載した場合、携帯電話機のマイクやスピーカなどを備える側に反射導体104を配置し、この携帯電話機を用いた通話時にユーザ(人体)と向き合う側に反射導体104が存在していれば、反射導体104の短絡部106−1及び106−2に発生する磁界を低減することができるので、SARを低減することができる。 Furthermore, a specific magnetic field distribution state of the slot array antenna is shown in FIG. Here, the ground plane 101 is viewed from the + Z direction, and the reflecting conductor 104 is viewed from the + Z direction, and the cross section at the cutting line BB shown in FIG. As is clear from FIG. 4, the magnetic field generated in the vicinity of the short-circuit portions 106-1 and 106-2 in the parasitic slot 105 can be reduced. For example, when a slot array antenna is mounted on a mobile phone, the reflective conductor 104 is disposed on the side of the mobile phone that includes a microphone or a speaker, and the reflective conductor 104 is provided on the side facing the user (human body) during a call using the mobile phone. Is present, the magnetic field generated in the short-circuit portions 106-1 and 106-2 of the reflective conductor 104 can be reduced, so that the SAR can be reduced.
このように実施の形態1によれば、無給電スロット105の給電部103と誘起電流が発生する端部との間に発生する最大の電界を短絡部106−1及び106−2により分散することができるので、バックローブを低減することができる。また、スロットアレーアンテナを携帯電話機等の無線通信端末に搭載することができ、このような無線通信端末においてはSARを低減することができる。 As described above, according to the first embodiment, the maximum electric field generated between the feeding part 103 of the parasitic slot 105 and the end where the induced current is generated is distributed by the short-circuit parts 106-1 and 106-2. Therefore, back lobes can be reduced. In addition, the slot array antenna can be mounted on a wireless communication terminal such as a mobile phone, and SAR can be reduced in such a wireless communication terminal.
なお、実施の形態1において地板101及び反射導体104の形状は正方形状として説明したが、本発明は、この形状に限定されるものではなく、地板101及び反射導体104の形状を矩形状、円形状などにしてもよい。 In the first embodiment, the shape of the ground plane 101 and the reflective conductor 104 is described as a square shape, but the present invention is not limited to this shape, and the shape of the ground plane 101 and the reflective conductor 104 is a rectangular shape or a circular shape. The shape may be used.
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係るスロットアレーアンテナは基本的には実施の形態1に係るスロットアレーアンテナと同等の構成を備えているが、図5に示すように、無給電スロット105はスロット102に設けられた給電部103と対向する位置、すなわち無給電スロット105の中央に短絡部(第2の短絡部又は第2の短絡点)106−3を設けている。短絡部106−3を備えたことにより、無給電スロット105は、無給電スロット105−1及び105−3に加えて、実施の形態1に係る無給電スロット105−2をさらに2分割した無給電スロット105−21及び105−22を備え、合計4つの無給電スロット105−1、105−21、105−22及び105−3を備えることになる。
(Embodiment 2)
The slot array antenna according to the second embodiment of the present invention basically has the same configuration as that of the slot array antenna according to the first embodiment. However, as shown in FIG. A short-circuit portion (second short-circuit portion or second short-circuit point) 106-3 is provided at a position opposite to the power-feeding portion 103 provided in FIG. Since the short-circuit portion 106-3 is provided, the parasitic slot 105 is further divided into the parasitic slot 105-2 according to the first embodiment in addition to the parasitic slots 105-1 and 105-3. The slots 105-21 and 105-22 are provided, and a total of four parasitic slots 105-1, 105-21, 105-22, and 105-3 are provided.
このスロットアレーアンテナにおいては、スロット102の給電部103に給電を行うと、短絡部106−1〜106−3を備えたことにより、無給電スロット105の各無給電スロット105−1、105−21、105−22及び105−3のスロット内側の両端の磁界成分が互いに逆相となり、スロット102に発生する磁界とは異なる位相となる。よって、スロットアレーアンテナはX方向への指向性を強めることができ、また短絡部106−1〜106−3のそれぞれの近傍に発生する磁界を分散することができる。 In this slot array antenna, when power is supplied to the power feeding unit 103 of the slot 102, the short-circuiting units 106-1 to 106-3 are provided, so that the parasitic slots 105-1 and 105-21 of the parasitic slot 105 are provided. , 105-22 and 105-3, the magnetic field components at both ends inside the slot are opposite in phase to each other and have a phase different from the magnetic field generated in the slot 102. Therefore, the slot array antenna can enhance the directivity in the X direction, and can disperse the magnetic field generated in the vicinity of each of the short-circuit portions 106-1 to 106-3.
スロットアレーアンテナの具体的な放射特性を図6に示す。ここで、スロットの電気長Lは3/4波長に設定されており、+X方向に10dBiの利得を得ることができるとともに、およそ16dBのF/B比を得ることができる。図17に示す放射特性に対しても、F/B比を大幅に改善することができ、不要な輻射であるバックローブを低減することができ、さらに電力を効率よく利用することができる。 Specific radiation characteristics of the slot array antenna are shown in FIG. Here, the electrical length L of the slot is set to 3/4 wavelength, and a gain of 10 dBi can be obtained in the + X direction, and an F / B ratio of about 16 dB can be obtained. Also for the radiation characteristics shown in FIG. 17, the F / B ratio can be greatly improved, the backlobe, which is unnecessary radiation, can be reduced, and the power can be used more efficiently.
スロットアレーアンテナの具体的な磁界分布を図7に示す。ここで、地板101は図5に示す切断線C−Cにおける断面を、反射導体104は図5に示す切断線D−Dにおける断面を、それぞれ+Z方向から見ている。図7から明らかなように、無給電スロット105において、短絡部106−1、106−2及び106−3の近傍に発生する磁界を低減することができる。 A specific magnetic field distribution of the slot array antenna is shown in FIG. Here, the ground plane 101 is viewed from the + Z direction, and the reflecting conductor 104 is viewed from the + Z direction, and the cross section is taken along the cutting line DD shown in FIG. As is apparent from FIG. 7, the magnetic field generated in the vicinity of the short-circuit portions 106-1, 106-2, and 106-3 in the parasitic slot 105 can be reduced.
このように実施の形態2によれば、実施の形態1に係るスロットアレーアンテナにより得ることができる効果に加えて、無給電スロット105の給電部103に対応する位置であって比較的大きな電界を短絡部106−2により分散することができるので、バックローブをより一層低減することができる。また、スロットアレーアンテナを携帯電話機等の無線通信端末に搭載することができ、このような無線通信端末においてはSARをより一層低減することができる。 As described above, according to the second embodiment, in addition to the effects that can be obtained by the slot array antenna according to the first embodiment, a relatively large electric field is generated at a position corresponding to the power feeding unit 103 of the parasitic slot 105. Since it can disperse | distribute with the short circuit part 106-2, a back lobe can be reduced further. Further, the slot array antenna can be mounted on a wireless communication terminal such as a mobile phone, and the SAR can be further reduced in such a wireless communication terminal.
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3に係るスロットアレーアンテナは基本的には実施の形態1に係るスロットアレーアンテナと同等の構成を備えているが、図8に示すように、スロット102の中央部分において他端部(図中右側)に比べて一端部(図中左側)にシフトさせて給電部103が配設され、無給電スロット105の給電部103に対応する位置と無給電スロット105のスロット102の他端部と対応する他端部(図中右側)との間に短絡部106−2が配設されている。給電部103に対応する位置においては、実施の形態2に係るスロットアレーアンテナと同様に、無給電スロット105には短絡部106−3が配設されている。給電部103は、インピーダンスが50Ωとなり、インピーダンス整合を行うことができる位置に配設されている。
(Embodiment 3)
The slot array antenna according to the third embodiment of the present invention basically has the same configuration as that of the slot array antenna according to the first embodiment. However, as shown in FIG. A power feeding unit 103 is disposed so as to be shifted to one end (left side in the drawing) as compared with the end (right side in the drawing), and the position corresponding to the power feeding unit 103 in the parasitic slot 105 and the slot 102 of the parasitic slot 105 are arranged. A short-circuit portion 106-2 is disposed between the other end portion and the corresponding other end portion (right side in the figure). At the position corresponding to the power feeding unit 103, the short-circuiting part 106-3 is disposed in the non-feeding slot 105 as in the slot array antenna according to the second embodiment. The power feeding unit 103 has an impedance of 50Ω and is disposed at a position where impedance matching can be performed.
前述の図2の電流分布(磁界分布)から想定される実部のインピーダンス特性を図9に示す。スロット102の両端では電流が最大となっているので、インピーダンスは限りなく0に近い値となる。また、スロット102内において電界が最大となる位置(スロット102両端から1/4波長離れた位置)では電流が0となり、インピーダンスは最大となる。すなわち、スロット102内の位置に応じてインピーダンスが異なるので、適正な位置に給電部103をシフトすれば、インピーダンス整合を容易にとることができる。 FIG. 9 shows the impedance characteristics of the real part assumed from the current distribution (magnetic field distribution) of FIG. Since the current is the maximum at both ends of the slot 102, the impedance is infinitely close to 0. Further, at the position where the electric field is maximum in the slot 102 (position at a quarter wavelength away from both ends of the slot 102), the current becomes zero and the impedance becomes maximum. That is, since the impedance varies depending on the position in the slot 102, impedance matching can be easily achieved by shifting the power feeding unit 103 to an appropriate position.
図8に示すように給電部103をシフトしてこの給電部103からスロット102に給電したときのスロット102の磁界分布を図10に示す。ここで、地板101は図8に示す切断線E−Eにおける断面を+Z方向から見ている。図10から明らかなように、磁界の分布が少ない部分(くびれ)が2カ所発生し、この部分の電界が強くなる位置である。2カ所のうちのひとつは給電部103が設けられた位置に相当する。この給電部103に対応する位置において、無給電スロット105には短絡部106−3が設けられている。そして、給電部103に対応する位置と無給電スロット105の他端部との間において、無給電スロット105には、短絡部106−2が設けられている。 FIG. 10 shows the magnetic field distribution in the slot 102 when the power supply unit 103 is shifted and power is supplied from the power supply unit 103 to the slot 102 as shown in FIG. Here, the main plate 101 is seen from the + Z direction of a cross section taken along the cutting line EE shown in FIG. As is apparent from FIG. 10, there are two portions (necking) where the magnetic field distribution is small, and this is the position where the electric field in this portion becomes strong. One of the two locations corresponds to a position where the power feeding unit 103 is provided. At a position corresponding to the power supply unit 103, the non-power supply slot 105 is provided with a short-circuit unit 106-3. The parasitic slot 105 is provided with a short-circuit part 106-2 between the position corresponding to the feeder part 103 and the other end of the parasitic slot 105.
スロットアレーアンテナの放射特性を図11に示す。ここで、スロット102の電気長Lを3/4波長に設定しており、+X方向に9.5dBiの利得を得ることができるとともに、およそ20dBのF/B比を得ることができる。 The radiation characteristics of the slot array antenna are shown in FIG. Here, the electrical length L of the slot 102 is set to 3/4 wavelength, and a gain of 9.5 dBi can be obtained in the + X direction, and an F / B ratio of approximately 20 dB can be obtained.
また、スロットアレーアンテナの磁界分布を図12に示す。ここで、地板101は図8に示す切断線E−Eにおける断面を、反射導体104は図8に示す切断線D−Dにおける断面を、+Z方向から見ている。図12から明らかなように、無給電スロット106−3、106−2のそれぞれの近傍に発生する磁界を低減することができる。 FIG. 12 shows the magnetic field distribution of the slot array antenna. Here, the ground plane 101 is viewed from the + Z direction, and the reflection conductor 104 is viewed from the + Z direction as viewed from the section line DD shown in FIG. As is apparent from FIG. 12, the magnetic field generated in the vicinity of each of the parasitic slots 106-3 and 106-2 can be reduced.
このように実施の形態3によれば、スロット102に設ける給電部103の位置をシフトすることにより、インピーダンス整合を容易にとることができるとともに、給電部103に対応する位置に短絡部106−3を備え、その位置と無給電スロット105の他端部との間に短絡部106−2を備えたので、短絡部106−3、106−2のそれぞれの近傍に発生する比較的大きな磁界を減少することができ、バックローブをより一層低減することができる。 As described above, according to the third embodiment, by shifting the position of the power supply unit 103 provided in the slot 102, impedance matching can be easily achieved, and the short-circuit unit 106-3 is provided at a position corresponding to the power supply unit 103. Since the short-circuit portion 106-2 is provided between the position and the other end portion of the parasitic slot 105, a relatively large magnetic field generated in the vicinity of each of the short-circuit portions 106-3 and 106-2 is reduced. The back lobe can be further reduced.
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4に係るスロットアレーアンテナは、実施の形態2に係るスロットアレーアンテナの短絡部106−1、106−2及び106−3の構成を代えた例を説明するものである。実施の形態4に係るスロットアレーアンテナは、図13に示すように、無給電スロット105において短絡部106−1、106−2及び106−3を備えている。
(Embodiment 4)
The slot array antenna according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to an example in which the configuration of the short-circuit portions 106-1, 106-2, and 106-3 of the slot array antenna according to the second embodiment is changed. As shown in FIG. 13, the slot array antenna according to Embodiment 4 includes short-circuit portions 106-1, 106-2, and 106-3 in the parasitic slot 105.
短絡部106−1は、無給電スロット105の、一端部(図中左端)と給電部103に対応する位置との間において、電気的に並列に接続され等間隔で配列された複数のスイッチング素子SW11〜SW1nを備えている。複数のスイッチング素子SW11〜SW1nは、それぞれ、一端を対向辺の一方に、他端を対向辺の他方に電気的に接続している。必ずしもこの素子に限定されるものではないが、実施の形態4において、スイッチング素子SW11〜SW1nにはスイッチングダイオードを実用的に使用することができる。 The short-circuit portion 106-1 is a plurality of switching elements that are electrically connected in parallel and arranged at equal intervals between one end portion (left end in the figure) of the non-feed slot 105 and a position corresponding to the feed portion 103. SW 11 to SW 1n are provided. Each of the switching elements SW 11 to SW 1n has one end electrically connected to one of the opposing sides and the other end electrically connected to the other of the opposing sides. Although not necessarily limited to this element, in Embodiment 4, a switching diode can be used practically for the switching elements SW 11 to SW 1n .
短絡部106−2は、無給電スロット105の、他端部(図中右端)と給電部103に対応する位置との間において、電気的に並列に接続され等間隔で配列された複数のスイッチング素子SW21〜SW2nを備えている。複数のスイッチング素子SW21〜SW2nは、それぞれ、スイッチング素子SW11〜SW1nと同一のスイッチングダイオードにより構成されている。 The short-circuit portion 106-2 is a plurality of switching units that are electrically connected in parallel and arranged at equal intervals between the other end portion (right end in the figure) of the parasitic slot 105 and the position corresponding to the feeding portion 103. and a device SW 21 to SW 2n. The plurality of switching elements SW 21 to SW 2n are configured by the same switching diode as the switching elements SW 11 to SW 1n , respectively.
短絡部106−3は、無給電スロット105の、給電部103に対応する位置において配設されたスイッチング素子SW3により構成されている。スイッチング素子SW3は、スイッチング素子SW11〜SW1nと同一のスイッチングダイオードにより構成されている。 Short section 106-3, the parasitic slot 105 is configured by the switching element SW 3 which is disposed at a position corresponding to a power source 103. Switching element SW 3 is constituted by the switching element SW 11 to SW 1n the same switching diode.
例えば、周波数f1と周波数f2(f1>f2)を使用する場合、周波数f1においては、無給電スロット105の両端からその内側へそれぞれ1/4波長離れた位置に配設されたスイッチング素子SW11及びSW21が導通し短絡部106−1及び106−2として使用される。導通している(接続状態にある)スイッチング素子SW11、SW21及び短絡部106−3として使用されるスイッチング素子SW3以外のスイッチング素子は切断されている。周波数f2においては、波長が長くなるので、無給電スロット105の両端からその内側へさらにそれぞれ1/4波長離れた位置に配設されたスイッチング素子SW1n及びSW2nが導通し短絡部106−1及び106−2として使用される。導通しているスイッチング素子SW1n、SW2n及び短絡部106−3として使用されるスイッチング素子SW3以外のスイッチング素子は切断されている。 For example, when the frequency f1 and the frequency f2 (f1> f2) are used, at the frequency f1, the switching elements SW 11 disposed at positions separated from the both ends of the parasitic slot 105 to the inside by 1/4 wavelength respectively. SW 21 conducts and is used as the short-circuit portions 106-1 and 106-2. Switching elements SW 11 and SW 21 that are conductive (in a connected state) and switching elements other than the switching element SW 3 used as the short-circuit portion 106-3 are disconnected. Since the wavelength becomes longer at the frequency f2, the switching elements SW 1n and SW 2n disposed at positions spaced apart from each other by ¼ wavelength from both ends of the parasitic slot 105 to the inside thereof become conductive and the short-circuit portion 106-1. And 106-2. Switching elements other than the switching elements SW 1n and SW 2n that are conducting and the switching element SW 3 used as the short-circuit portion 106-3 are disconnected.
次に、上記構成を有するスロットアレーアンテナの動作について説明する。なお、ここでは、説明の便宜上、上述した異なる2つの周波数f1、f2(f1>f2)を使用するものとする。まず、周波数f1を使用する場合、周波数が高く、波長が短いので、短絡部106−1のスイッチング素子SW11、短絡部106−2のスイッチング素子SW21、短絡部106−3のスイッチング素子SW3を導通(ON)にし、それら以外のスイッチング素子SWは切断(OFF)する。これにより、周波数f1に対応した実施の形態2に係るスロットアレーアンテナを実現することができ、周波数f1を使用する場合において、短絡部106−1、106−2、106−3のそれぞれの近傍に発生する磁界を分散することができる。 Next, the operation of the slot array antenna having the above configuration will be described. Here, for convenience of explanation, it is assumed that two different frequencies f1 and f2 (f1> f2) described above are used. First, when using the frequency f1, high frequency, because the wavelength is short, the switching element SW 11 of the short-circuit unit 106-1, the switching element SW 21 of the short-circuit unit 106-2, the switching element SW 3 of the short circuit portion 106-3 Is turned on (ON), and the other switching elements SW are cut off (OFF). As a result, the slot array antenna according to the second embodiment corresponding to the frequency f1 can be realized, and when the frequency f1 is used, in the vicinity of each of the short-circuit portions 106-1, 106-2, and 106-3. The generated magnetic field can be dispersed.
また、周波数f2を使用する場合、周波数が低く、波長が長いので、短絡部106−1のスイッチング素子SW1n、短絡部106−2のスイッチング素子SW2n、短絡部106−3のスイッチング素子SW3を導通(ON)にし、それら以外のスイッチング素子SWは切断(OFF)する。これにより、周波数f2に対応した実施の形態2に係るスロットアレーアンテナを実現することができ、周波数f2を使用する場合において、短絡部106−1、106−2、106−3のそれぞれの近傍に発生する磁界を分散することができる。 When the frequency f2 is used, since the frequency is low and the wavelength is long, the switching element SW 1n of the short-circuit portion 106-1, the switching element SW 2n of the short-circuit portion 106-2, and the switching element SW 3 of the short-circuit portion 106-3. Is turned on (ON), and the other switching elements SW are cut off (OFF). As a result, the slot array antenna according to the second embodiment corresponding to the frequency f2 can be realized, and when the frequency f2 is used, in the vicinity of each of the short-circuit portions 106-1, 106-2, and 106-3. The generated magnetic field can be dispersed.
ここで、地板101及び反射導体104の1辺の長さを0.84波長とした場合において、スロットアレーアンテナの放射特性を図14に示す。図14(a)は、短絡部106−1、106−2、106−3のすべてのスイッチング素子SWをOFF(開放)にした場合の放射特性を示す。また、図14(b)は、短絡部106−3のスイッチング素子SW3をONにし、短絡部106−1のスイッチング素子SW11〜SW1nのいずれかをONにし、さらに短絡部106−2のスイッチング素子SW21〜SW2nのいずれかをONにした場合の放射特性を示す。 Here, FIG. 14 shows the radiation characteristics of the slot array antenna when the length of one side of the ground plane 101 and the reflecting conductor 104 is 0.84 wavelength. FIG. 14A shows the radiation characteristics when all the switching elements SW of the short-circuit portions 106-1, 106-2, and 106-3 are turned off (opened). Further, FIG. 14 (b), the switching element SW 3 of the short-circuit unit 106-3 and to ON, one of the switching elements SW 11 to SW 1n the short-circuit portion 106-1 is ON, the further the short-circuit 106-2 The radiation characteristic when any one of the switching elements SW 21 to SW 2n is turned on is shown.
このように、短絡部106−1、106−2、106−3のそれぞれをスイッチング素子SWにより構成し、このスイッチング素子SWのON、OFFを切り換えることにより、使用周波数や用途に応じて放射特性を適正に調整することができる。例えば、実施の形態4に係るスロットアレーアンテナを携帯電話機等の無線通信端末に搭載した場合、通話時には、図14(b)に示す放射特性を用いてSARを低減するように調整し、待ち受け時にはその特性に好適な図14(a)に示す放射特性を用いるようにする。 In this manner, each of the short-circuit portions 106-1, 106-2, and 106-3 is configured by the switching element SW, and the switching element SW is turned on and off to change the radiation characteristics according to the use frequency and application. It can be adjusted appropriately. For example, when the slot array antenna according to the fourth embodiment is mounted on a wireless communication terminal such as a mobile phone, it is adjusted to reduce the SAR using the radiation characteristics shown in FIG. The radiation characteristic shown in FIG. 14A suitable for the characteristic is used.
前述の図18に示す磁界分布を有するスロットアレーアンテナにおいては、窓5a、5bの両端で振幅が最大となり、位相が逆相となる。このため、窓5a、5b内においてその両端からそれぞれ1/4波長離れた位置で振幅が0、位相が反転する。よって、スロット長が1/2波長の場合、窓13の給電点14の付近で振幅が0となるが、1/2波長を超える場合、給電点14の付近の電流と窓5a、5b内の窓端における電流の位相が同相となるので、−X方向(反射導体側)にも放射され、バックローブが生じてしまう。 In the above-described slot array antenna having the magnetic field distribution shown in FIG. 18, the amplitude is maximum at both ends of the windows 5a and 5b, and the phase is reversed. For this reason, in the windows 5a and 5b, the amplitude is 0 and the phase is inverted at a position one quarter wavelength away from both ends thereof. Therefore, when the slot length is ½ wavelength, the amplitude becomes 0 near the feeding point 14 of the window 13, but when the slot length exceeds ½ wavelength, the current near the feeding point 14 and the current in the windows 5 a and 5 b Since the phase of the current at the window end is the same phase, it is also radiated in the −X direction (reflecting conductor side), resulting in a back lobe.
これに対して、実施の形態4に係るスロットアレーアンテナによれば、スロット長Lが固定されて使用周波数が高くなると、1/2波長を超えてしまうが、短絡部106−1は複数配列されたスイッチング素子SW11〜SW1nのいずれかを、短絡部106−2は複数配列されたスイッチング素子SW21〜SW2nのいずれかを選択し、使用周波数の1/4波長の位置に対応するスイッチング素子SWをONすることにより、−X方向への放射を抑制し、バックローブを低減することができる。これにより、SARの低減を導くことができる。 On the other hand, according to the slot array antenna according to the fourth embodiment, when the slot length L is fixed and the use frequency increases, the frequency exceeds 1/2 wavelength, but a plurality of short-circuit portions 106-1 are arranged. one of the switching elements SW 11 to SW 1n has, switching the short circuit 106-2 selects either the multiple array of switching elements SW 21 to SW 2n, corresponding to the position of the quarter wavelength of the used frequency By turning on the element SW, radiation in the −X direction can be suppressed and the back lobe can be reduced. Thereby, reduction of SAR can be guide | induced.
なお、スロットアレーアンテナにおいては、地板101及び放射導体104のサイズが変われば、放射特性が変わる。特に、スロット102の端部から地板101(反射導体104)の端部までの長さによって、スロットアレーアンテナの放射特性が変わる。図14に示す放射特性となるように設定した地板101及び放射導体104のサイズあくまでも一例に過ぎず、本発明においては、これらのサイズを変更してもよい。地板101及び放射導体104のサイズを変更した場合には、勿論、スロットアレーアンテナの放射特性は図14に示す放射特性とは異なる。 In the slot array antenna, the radiation characteristics change when the sizes of the ground plane 101 and the radiation conductor 104 change. In particular, the radiation characteristics of the slot array antenna vary depending on the length from the end of the slot 102 to the end of the ground plane 101 (reflection conductor 104). The sizes of the ground plane 101 and the radiation conductor 104 set to have the radiation characteristics shown in FIG. 14 are merely examples, and in the present invention, these sizes may be changed. When the sizes of the ground plane 101 and the radiation conductor 104 are changed, of course, the radiation characteristics of the slot array antenna are different from the radiation characteristics shown in FIG.
このように実施の形態4によれば、無給電スロット105において電界が最大となる箇所が変化しても、スイッチング素子SW11〜SW1n、SW21〜SW2nのそれぞれにより、電界が最大となる箇所に対応して短絡部106−1、106−2を構築することができ、無給電スロット105に発生する最大の電界を減少することができるので、バックローブを低減することができ、SARを低減することができる。従って、使用周波数の変化に対応したスロットアレーアンテナを実現することができる。 As described above, according to the fourth embodiment, the electric field is maximized by each of the switching elements SW 11 to SW 1n and SW 21 to SW 2n even if the place where the electric field is maximized in the parasitic slot 105 changes. The short-circuit portions 106-1 and 106-2 can be constructed corresponding to the locations, and the maximum electric field generated in the parasitic slot 105 can be reduced, so that the back lobe can be reduced and the SAR can be reduced. Can be reduced. Therefore, it is possible to realize a slot array antenna corresponding to a change in use frequency.
(実施の形態5)
本発明の実施の形態5に係るスロットアレーアンテナは、実施の形態4に係るスロットアレーアンテナにおいて地板101のスロット102並びに反射導体104の無給電スロット105の形状を代えた例を説明するものである。
(Embodiment 5)
The slot array antenna according to Embodiment 5 of the present invention is an example in which the shape of the slot 102 of the ground plane 101 and the parasitic slot 105 of the reflecting conductor 104 in the slot array antenna according to Embodiment 4 is changed. .
図15に示すように、実施の形態5に係るスロットアレーアンテナにおいて、地板101は、携帯電話等の無線通信端末装置に内蔵される基板に形成された導体層(銅箔など)であり、スロット102は地板を貫通して形成されている。 As shown in FIG. 15, in the slot array antenna according to the fifth embodiment, the ground plane 101 is a conductor layer (copper foil or the like) formed on a substrate built in a wireless communication terminal device such as a mobile phone. 102 is formed through the main plate.
スロット102の全長は電気長Lであり、スロット102の中央部は地板101の一辺に平行に沿って配設され、スロット102の両端部分は地板101の隣接する他の一辺に沿って屈曲又は湾曲されている。実施の形態5において、スロット102の中央部に対して両端部分は90度の角度を持って屈曲されている。スロット102の全体の平面形状はU字又はコの字形状である。スロット102の両端から等しい距離、すなわちスロット102の中央には給電部103が設けられている。 The total length of the slot 102 is an electrical length L, the central portion of the slot 102 is disposed along one side of the main plate 101, and both end portions of the slot 102 are bent or curved along the other adjacent side of the main plate 101. Has been. In the fifth embodiment, both end portions are bent at an angle of 90 degrees with respect to the central portion of the slot 102. The overall planar shape of the slot 102 is U-shaped or U-shaped. A power feeding unit 103 is provided at an equal distance from both ends of the slot 102, that is, at the center of the slot 102.
反射導体104のサイズは地板101のサイズと略同一であり、反射導体104は地板101と略平行に間隔S(Sは0.01波長以上)隔てて配置されている。また、反射導体104には、地板101に形成されたスロット102に対向する位置においてこの反射導体104を貫通し、スロット102と同一形状を有する無給電スロット105が形成されている。 The size of the reflective conductor 104 is substantially the same as the size of the ground plane 101, and the reflective conductor 104 is disposed substantially parallel to the ground plane 101 with an interval S (S is 0.01 wavelength or more). The reflection conductor 104 is formed with a parasitic slot 105 that penetrates the reflection conductor 104 at a position facing the slot 102 formed in the ground plane 101 and has the same shape as the slot 102.
無給電スロット105においては、スロット102に設けられた給電部103に対向する位置、すなわち中央に短絡部106−3が配設されている。短絡部106−3は実施の形態4に係る短絡部106−3と同様にスイッチング素子SW3により形成されている。さらに、無給電スロット105において、給電部103に対応する位置と一端(図中左側)との間には短絡部106−1が配設され、給電部103に対応する位置と他端(図中右側)との間には短絡部106−2が配設されている。実施の形態4に係る短絡部106−1と同様に、短絡部106−1は複数のスイッチング素子SW11〜SW1nにより構成され、実施の形態4に係る短絡部106−2と同様に、短絡部106−2は複数のスイッチング素子SW21〜SW2nにより構成されている。 In the non-feeding slot 105, a short-circuiting part 106-3 is disposed at a position facing the feeding part 103 provided in the slot 102, that is, in the center. It is formed by the short circuit section 106-3 in the same manner as the short circuit portion 106-3 according to the fourth embodiment the switching element SW 3. Further, in the non-feed slot 105, a short-circuit portion 106-1 is disposed between a position corresponding to the power supply portion 103 and one end (left side in the figure), and a position corresponding to the power supply portion 103 and the other end (in the drawing). A short-circuit portion 106-2 is disposed between the right side) and the right side. Like the short circuit portion 106-1 according to the fourth embodiment, the short circuit portion 106-1 is composed of a plurality of switching elements SW 11 to SW 1n, like the short-circuit unit 106-2 according to the fourth embodiment, a short circuit part 106-2 is composed of a plurality of switching elements SW 21 to SW 2n.
実施の形態5に係るスロットアレーアンテナの動作は実施の形態4に係るスロットアレーアンテナの動作と同様なので、ここでの説明は重複するので省略する。 Since the operation of the slot array antenna according to the fifth embodiment is the same as the operation of the slot array antenna according to the fourth embodiment, description thereof is omitted here because it is duplicated.
このように実施の形態5によれば、スロット102及び無給電スロット105の平面形状を屈曲又は湾曲にすることにより、スロット102及び無給電スロット105の電気長が地板101及び反射導体104のサイズ(辺)の長さに限定されずに長く設定することができるので、地板101及び反射導体104のサイズを減少することができ、スロットアレーアンテナの小型化を実現することができる。 As described above, according to the fifth embodiment, the planar shapes of the slot 102 and the parasitic slot 105 are bent or curved, so that the electrical lengths of the slot 102 and the parasitic slot 105 are the sizes of the ground plane 101 and the reflective conductor 104 ( Therefore, the size of the ground plane 101 and the reflection conductor 104 can be reduced, and the slot array antenna can be downsized.
本願発明にかかるスロットアレーアンテナは、バックローブを低減することができるので、SARを低減することができるという効果を有し、携帯電話機に限らず、例えば携帯無線機等の無線通信端末に適用することができる。 Since the slot array antenna according to the present invention can reduce the back lobe, it has the effect of reducing the SAR, and is applied not only to the cellular phone but also to a radio communication terminal such as a portable radio. be able to.
101 地板
102 スロット
103 給電部
104 反射導体
105、105−1、105−2、105−21、105−22、105−3 無給電スロット
106−1、106−2、106−3 短絡部
SW スイッチング素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Ground plate 102 Slot 103 Feed part 104 Reflective conductor 105, 105-1, 105-2, 105-21, 105-22, 105-3 Parasitic slot 106-1, 106-2, 106-3 Short-circuit part SW Switching element
Claims (7)
前記スロットの中央部分に配設された給電部と、
前記スロットに対向する無給電スロットを有し、前記地板に対向して配設された反射導体と、
前記無給電スロットの前記給電部に対応する位置と前記無給電スロットの誘起電流が発生する端部との間において、前記無給電スロットの対向辺を部分的に接続する第1の短絡部と、
を備えたことを特徴とするスロットアレーアンテナ。 A main plate having a slot;
A power feeding portion disposed in a central portion of the slot;
A reflective conductor having a parasitic slot facing the slot and disposed facing the ground plane;
A first short-circuit part that partially connects opposite sides of the parasitic slot between a position corresponding to the feeder part of the parasitic slot and an end where the induced current of the parasitic slot is generated;
A slot array antenna comprising:
前記無給電スロットの対向辺を部分的に接続かつ切断可能なスイッチング素子であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のスロットアレーアンテナ。 The first short circuit part or the second short circuit part is:
The slot array antenna according to claim 1 or 2, wherein the slot array antenna is a switching element capable of partially connecting and disconnecting opposite sides of the parasitic slot.
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