JP2006310927A - Antenna assembly - Google Patents

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Kiyouichi Iigusa
恭一 飯草
Takashi Ohira
孝 大平
Makoto Taroumaru
眞 太郎丸
Makoto Yamamoto
誠 山元
Takuma Sawatani
琢磨 澤谷
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ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna assembly composed of a loop-like slot in which directivity can be switched. <P>SOLUTION: The antenna assembly 10 comprises a loop-like slot 3, varactors 4, 5, a coaxial cable 8, a DC power supply 9, and an AC power supply 11. The loop-like slot 3 is made by cutting a predetermined region of a conductor 2 stuck to the entire surface of a dielectric substrate, and the conductor 2 is divided into two conductors 21, 22. The varactors 4, 5 are loaded in the loop-like slot 3 symmetrically to the axis AX1. The DC power supply 9 applies DC voltages of different polarities selectively between the conductors 21, 22 through the coaxial cable 8 to substantially short-circuit or open-circuit one of the varactors 4, 5 and to substantially open-circuit or short-circuit the other. The AC power supply 11 applies an AC voltage between the conductors 21, 22 through the coaxial cable 8 and supplies power to the loop-like slot 3. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、指向性を電気的に切換え可能なアンテナ装置に関するものである。また、この発明は、最適周波数を切換え可能なアンテナ装置に関するものである。   The present invention relates to an antenna device capable of electrically switching directivity. The present invention also relates to an antenna device capable of switching the optimum frequency.

従来、平面基板上に構成されるアンテナとして、ループ状のスロットからなるスロットループアンテナが知られている(非特許文献1)。このスロットループアンテナは、誘電体基板と、誘電体基板の表面に形成された第1のスロットと、誘電体基板の裏面に形成された第2のスロットとを備える。   Conventionally, a slot loop antenna including a loop-shaped slot is known as an antenna configured on a planar substrate (Non-Patent Document 1). The slot loop antenna includes a dielectric substrate, a first slot formed on the surface of the dielectric substrate, and a second slot formed on the back surface of the dielectric substrate.

誘電体基板は、10.2の比誘電率と、0.635mmの厚さとを有する。第1のスロットは、0.5mmの幅を有し、略正方形のループ形状からなる。また、第2のスロットは、0.5mmの幅を有し、略長方形のループ形状からなる。   The dielectric substrate has a relative dielectric constant of 10.2 and a thickness of 0.635 mm. The first slot has a width of 0.5 mm and has a substantially square loop shape. The second slot has a width of 0.5 mm and has a substantially rectangular loop shape.

そして、第2のスロットにおいて、略長方形の長辺方向に形成されたスロット間の距離を所定の距離に設定することにより、スロットループアンテナは、アンテナの前方に強い放射特性を示す。
堀井康史、北村敏明、下代雅啓,「スロットループアンテナの小型化に関する検討」,2001年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会,p166.
In the second slot, the slot loop antenna exhibits a strong radiation characteristic in front of the antenna by setting the distance between the slots formed in the long side direction of the substantially rectangular shape to a predetermined distance.
Koji Horii, Toshiaki Kitamura, Masahiro Shimoshiro, “Study on miniaturization of slot loop antenna”, 2001 IEICE Communication Society Conference, p166.

しかし、従来のスロットループアンテナは、無指向性に近い放射パターン特性を有するので、指向性を切換えることができないという問題がある。   However, since the conventional slot loop antenna has a radiation pattern characteristic close to omnidirectionality, there is a problem that directivity cannot be switched.

また、周波数を切換えることができないという問題がある。   There is also a problem that the frequency cannot be switched.

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ループ状のスロットからなり、指向性を切換え可能なアンテナ装置を提供することである。   Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an antenna device that is composed of loop-shaped slots and whose directivity can be switched.

また、この発明の別の目的は、周波数を切換えることが可能なアンテナ装置を提供することである。   Another object of the present invention is to provide an antenna device capable of switching frequencies.

この発明によれば、アンテナ装置は、m(mは正の整数)個のループ状スロットと、n(nは2以上の整数)個の可変容量素子と、ケーブルと、アンテナ制御部とを備える。m個のループ状スロットは、誘電体基板の一主面に形成され、各々がループ形状からなる。n個の可変容量素子は、m個のループ状スロットに装荷される。ケーブルは、略平行な第1および第2の導線からなる。アンテナ制御部は、ケーブルを介してm個のループ状スロットに給電するとともにn個の可変容量素子の容量を制御して指向性または周波数を制御する。   According to the present invention, an antenna device includes m (m is a positive integer) loop-shaped slots, n (n is an integer of 2 or more) variable capacitance elements, a cable, and an antenna control unit. . The m loop-shaped slots are formed on one main surface of the dielectric substrate, and each has a loop shape. The n variable capacitance elements are loaded in m loop-shaped slots. The cable is composed of first and second conductive wires that are substantially parallel. The antenna control unit feeds power to the m loop-shaped slots via the cable and controls the directivity or frequency by controlling the capacity of the n variable capacitive elements.

好ましくは、アンテナ装置は、給電部を更に備える。給電部は、誘電体基板の一主面に設けられ、ケーブルが接続される。そして、n個の可変容量素子は、誘電体基板の一主面において給電部を通過する基軸を中心とした両側にそれぞれ少なくとも1個以上配置される。   Preferably, the antenna device further includes a power feeding unit. The power feeding unit is provided on one main surface of the dielectric substrate and is connected to a cable. Then, at least one variable capacitance element is arranged on each side of the principal surface of the dielectric substrate around the base axis passing through the power feeding portion.

好ましくは、アンテナ装置は、第1および第2の導体を更に備える。第1の導体は、m個のループ状スロットの内側領域に形成される。第2の導体は、m個のループ状スロットの外側領域に形成される。そして、給電部は、第1の導体に形成された第1の給電部と、第2の導体に形成された第2の給電部とを含む。   Preferably, the antenna device further includes first and second conductors. The first conductor is formed in the inner region of the m loop-shaped slots. The second conductor is formed in the outer region of the m loop-shaped slots. The power feeding unit includes a first power feeding unit formed on the first conductor and a second power feeding unit formed on the second conductor.

好ましくは、アンテナ制御部は、第1の導線と第2の導線との間に直流電圧を印加する直流電源と、第1の導線と第2の導線との間に交流電圧を印加する交流電源とを含む。第1の導線は、第1の給電部に接続され、第2の導線は、第2の給電部に接続される。   Preferably, the antenna control unit is configured to apply a DC voltage between the first conductor and the second conductor, and an AC power supply that applies an AC voltage between the first conductor and the second conductor. Including. The first conducting wire is connected to the first power feeding unit, and the second conducting wire is connected to the second feeding unit.

好ましくは、n個の可変容量素子の各々は、バラクタダイオードを含む。n個の可変容量素子のうち、基軸に対して一方側に配置された可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの外側領域から内側領域への第1の方向および内側領域から外側領域への第2の方向のいずれか一方の方向へ電流を流すように、装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された2つの導体間に接続される。また、n個の可変容量素子のうち、基軸に対して他方側に配置された可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの第1および第2の方向のいずれか他方の方向へ電流を流すように、装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された2つの導体間に接続される。   Preferably, each of the n variable capacitance elements includes a varactor diode. Among the n variable capacitive elements, the variable capacitive element arranged on one side with respect to the base axis is a first direction from the outer region to the inner region of the loop-shaped slot to be loaded and from the inner region to the outer region. It is connected between two conductors formed on both sides of the loop-like slot to be loaded so that a current flows in either one of the second directions. Of the n variable capacitive elements, the variable capacitive element arranged on the other side with respect to the base axis conducts current in the other direction of the first and second directions of the loop-shaped slot to be loaded. In order to flow, it is connected between two conductors formed on both sides of a looped slot to be loaded.

好ましくは、n個の可変容量素子は、各々がバラクタダイオードを含む2(i+j)(i,jは正の整数)個の可変容量素子からなる。m個のループ状スロットは、2個以上のループ状スロットからなる。2(i+j)個の可変容量素子のうち、最外周側に形成されたループ状スロットに装荷された2i個の可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの外側領域から内側領域への第1の方向および内側領域から外側領域への第2の方向のいずれか一方の方向へ電流を流すように、装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された2つの導体間に接続される。2(i+j)個の可変容量素子のうち、最内周側に形成されたループ状スロットに装荷された2j個の可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの第1および第2の方向のいずれか他方の方向へ電流を流すように、装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された2つの導体間に接続される。   Preferably, the n variable capacitance elements include 2 (i + j) (i and j are positive integers) variable capacitance elements each including a varactor diode. The m loop-shaped slots are composed of two or more loop-shaped slots. Of the 2 (i + j) variable capacitive elements, 2i variable capacitive elements loaded in the loop-shaped slot formed on the outermost peripheral side are the first to the inner area from the outer region of the loop-shaped slot to be loaded. It is connected between two conductors formed on both sides of the looped slot to be loaded so that current flows in one direction, either in one direction or in the second direction from the inner region to the outer region. Of the 2 (i + j) variable capacitance elements, 2j variable capacitance elements loaded in the loop-shaped slot formed on the innermost circumferential side are the first and second directions of the loop-shaped slot to be loaded. Are connected between two conductors formed on both sides of the loop-like slot to be loaded so that current flows in the other direction.

この発明によるアンテナ装置においては、ループ状スロットに装荷されたn個の可変容量素子の容量が制御され、ループ状スロットのうち、ほぼ短絡される一部分が変えられる。そして、ループ状スロットの励振状態が制御される。   In the antenna device according to the present invention, the capacities of the n variable capacitance elements loaded in the loop-shaped slot are controlled, and a part of the loop-shaped slot that is substantially short-circuited is changed. Then, the excitation state of the loop slot is controlled.

従って、この発明によれば、ループ状スロットを用いたアンテナ装置の指向性を変えることができる。また、周波数を切換えることができる。   Therefore, according to the present invention, the directivity of the antenna device using the loop-shaped slot can be changed. Also, the frequency can be switched.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1によるアンテナ装置の平面図である。また、図2は、図1に示す線II−II間におけるアンテナ装置の断面図である。この発明の実施の形態1によるアンテナ装置10は、誘電体基板1と、導体2と、ループ状スロット3と、可変容量素子4,5と、導線6,7と、同軸ケーブル8と、直流電源9と、交流電源11とを備える。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a plan view of an antenna apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 2 is a cross-sectional view of the antenna device taken along line II-II shown in FIG. An antenna device 10 according to Embodiment 1 of the present invention includes a dielectric substrate 1, a conductor 2, a loop slot 3, variable capacitance elements 4 and 5, conductors 6 and 7, a coaxial cable 8, and a DC power supply. 9 and an AC power supply 11.

誘電体基板1は、略四角形の平板形状を有し、例えば、プリント基板からなる。この誘電体基板1の一主面1Aの全面に導体2が貼着されており、この導体2の所定の箇所を削除してループ状スロット3が形成される。   The dielectric substrate 1 has a substantially rectangular flat plate shape, and is made of, for example, a printed circuit board. A conductor 2 is attached to the entire surface of one main surface 1A of the dielectric substrate 1, and a predetermined portion of the conductor 2 is deleted to form a loop-shaped slot 3.

その結果、導体2は、導体21,22に分割される。そして、導体21は、ループ状スロット3の内側領域に形成され、導体22は、ループ状スロット3の外側領域に形成される。導体21は、給電部21Aを有し、導体22は、給電部22Aを有する。   As a result, the conductor 2 is divided into conductors 21 and 22. The conductor 21 is formed in the inner region of the loop-shaped slot 3, and the conductor 22 is formed in the outer region of the loop-shaped slot 3. The conductor 21 has a power feeding part 21A, and the conductor 22 has a power feeding part 22A.

ループ状スロット3は、概略、正方形のループ形状からなる。そして、ループ状スロット3は、より具体的には、直線スロット31〜37を有する。直線スロット31〜37の各々は、誘電体基板1のいずれかの1辺に略平行に配置される。そして、直線スロット33,35は、相互に略平行に配置され、直線スロット34は、直線スロット32,36に略平行に配置され、直線スロット31,37は、相互に略平行に配置される。   The loop-shaped slot 3 has a generally square loop shape. More specifically, the loop-shaped slot 3 has straight slots 31 to 37. Each of the straight slots 31 to 37 is disposed substantially parallel to one side of the dielectric substrate 1. The straight slots 33 and 35 are disposed substantially parallel to each other, the straight slot 34 is disposed substantially parallel to the straight slots 32 and 36, and the straight slots 31 and 37 are disposed substantially parallel to each other.

アンテナ装置10が送受信する電波の波長をλとすると、直線スロット31,32,36,37の各々は、λ/32の長さを有し、直線スロット33〜35の各々は、λ/8の長さを有する。その結果、ループ状スロット3は、λ/2の全長を有する。また、直線スロット31〜37の各々は、λ/10以下の幅Wを有する。   When the wavelength of the radio wave transmitted and received by the antenna apparatus 10 is λ, each of the straight slots 31, 32, 36, and 37 has a length of λ / 32, and each of the straight slots 33 to 35 has a length of λ / 8. Have a length. As a result, the loop-like slot 3 has a total length of λ / 2. Each of the straight slots 31 to 37 has a width W of λ / 10 or less.

可変容量素子4は、ループ状スロット3の直線スロット33の略中点に装荷され、直線スロット33の両側の導体21,22間に接続される。また、可変容量素子5は、ループ状スロット3の直線スロット35の略中点に装荷され、直線スロット35の両側の導体21,22間に接続される。その結果、可変容量素子4,5は、給電部21Aを通過する基軸AX1に対して対称にループ状スロット3に装荷される。   The variable capacitance element 4 is loaded at a substantially middle point of the straight slot 33 of the loop-shaped slot 3 and connected between the conductors 21 and 22 on both sides of the straight slot 33. The variable capacitance element 5 is loaded at substantially the midpoint of the straight slot 35 of the loop-shaped slot 3 and connected between the conductors 21 and 22 on both sides of the straight slot 35. As a result, the variable capacitance elements 4 and 5 are loaded in the loop-shaped slot 3 symmetrically with respect to the base axis AX1 passing through the power feeding portion 21A.

同軸ケーブル8は、芯導体81と、絶縁体82と、被覆導体83とを含む。絶縁体82は、芯導体81と被覆導体83との間に設けられ、芯導体81を覆う。被覆導体83は、絶縁体82を覆う。その結果、芯導体81および被覆導体83は、略平行に配置される。   The coaxial cable 8 includes a core conductor 81, an insulator 82, and a covered conductor 83. The insulator 82 is provided between the core conductor 81 and the covered conductor 83 and covers the core conductor 81. The covered conductor 83 covers the insulator 82. As a result, the core conductor 81 and the covered conductor 83 are disposed substantially in parallel.

導線6は、一方端が同軸ケーブル8の芯導体81に接続され、他方端が導体21の給電部21Aに接続される。導線7は、一方端が同軸ケーブ部8の被覆導体83に接続され、他方端が導体22の給電部22Aに接続される。   The conducting wire 6 has one end connected to the core conductor 81 of the coaxial cable 8 and the other end connected to the power feeding portion 21 </ b> A of the conductor 21. The conducting wire 7 has one end connected to the covered conductor 83 of the coaxial cable portion 8 and the other end connected to the power feeding portion 22 </ b> A of the conductor 22.

直流電源9は、同軸ケーブル8の芯導体81と被覆導体83との間に接続される。そして、直流電源9は、芯導体81と被覆導体83との間に極性が異なる2つの直流電圧DCV1,DCV2を選択的に印加する。   The DC power source 9 is connected between the core conductor 81 and the covered conductor 83 of the coaxial cable 8. The DC power supply 9 selectively applies two DC voltages DCV1, DCV2 having different polarities between the core conductor 81 and the covered conductor 83.

交流電源11は、同軸ケーブル8の芯導体81と被覆導体83との間に接続される。そして、交流電源11は、芯導体81と被覆導体83との間に交流電圧RFVを印加する。   The AC power supply 11 is connected between the core conductor 81 and the covered conductor 83 of the coaxial cable 8. The AC power supply 11 applies an AC voltage RFV between the core conductor 81 and the covered conductor 83.

同軸ケーブル8は、直流電圧DCV1,DCV2を芯導体81および被覆導体83から導線6,7に供給するとともに、交流電圧RFVを芯導体81および被覆導体83から導線6,7に供給する。つまり、同軸ケーブル8は、直流電圧DCV1またはDCV2に交流電圧RFVを重畳して芯導体81および被覆導体83から導線6,7に供給する。この場合、直流電圧DCV1は、直流電圧DCV2と極性が異なる直流電圧である。   The coaxial cable 8 supplies the DC voltages DCV1 and DCV2 from the core conductor 81 and the covered conductor 83 to the conductors 6 and 7, and supplies the AC voltage RFV from the core conductor 81 and the covered conductor 83 to the conductors 6 and 7. That is, the coaxial cable 8 superimposes the AC voltage RFV on the DC voltage DCV1 or DCV2 and supplies it to the conductors 6 and 7 from the core conductor 81 and the coated conductor 83. In this case, the DC voltage DCV1 is a DC voltage having a polarity different from that of the DC voltage DCV2.

図3は、図1および図2に示す可変容量素子4の構成図である。可変容量素子4は、抵抗41と、キャパシタ42と、バラクタダイオード43とを含む。抵抗41およびキャパシタ42は、ノードN3,N4間に並列に接続される。バラクタダイオード43は、カソードがノードN4側に配置され、アノードがノードN2側に配置されるようにノードN2,N4間に接続される。その結果、並列接続された抵抗41およびキャパシタ42と、バラクタダイオード43とは、ノードN1,N2間に直列に接続される。   FIG. 3 is a configuration diagram of the variable capacitance element 4 shown in FIGS. 1 and 2. Variable capacitance element 4 includes a resistor 41, a capacitor 42, and a varactor diode 43. Resistor 41 and capacitor 42 are connected in parallel between nodes N3 and N4. The varactor diode 43 is connected between the nodes N2 and N4 so that the cathode is disposed on the node N4 side and the anode is disposed on the node N2 side. As a result, the resistor 41 and the capacitor 42 connected in parallel and the varactor diode 43 are connected in series between the nodes N1 and N2.

抵抗41は、例えば、100kΩの抵抗値を有し、キャパシタ42は、例えば、1000pFの容量を有する。抵抗41が100kΩの抵抗値を有するのは、ノードN1に印加される直流電圧を遮断するためである。   The resistor 41 has a resistance value of 100 kΩ, for example, and the capacitor 42 has a capacitance of 1000 pF, for example. The reason why the resistor 41 has a resistance value of 100 kΩ is to cut off the direct-current voltage applied to the node N1.

図1および図2に示す可変容量素子5も、図3に示す可変容量素子4と同じ構成からなる。   The variable capacitor 5 shown in FIGS. 1 and 2 also has the same configuration as the variable capacitor 4 shown in FIG.

可変容量素子4がループ状スロット3の直線スロット33に装荷される場合、可変容量素子4のノードN1が導体22に接続され、ノードN2が導体21に接続される。即ち、可変容量素子4は、ループ状スロット3の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体21,22間に接続される。   When the variable capacitance element 4 is loaded in the straight slot 33 of the loop-shaped slot 3, the node N1 of the variable capacitance element 4 is connected to the conductor 22 and the node N2 is connected to the conductor 21. That is, the variable capacitance element 4 is connected between the conductors 21 and 22 so that a current flows from the outer region to the inner region of the loop slot 3.

また、可変容量素子5がループ状スロット3の直線スロット35に装荷される場合、可変容量素子5のノードN1が導体21に接続され、ノードN2が導体22に接続される。即ち、可変容量素子5は、ループ状スロット3の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体21,22間に接続される。   When the variable capacitor 5 is loaded in the straight slot 35 of the loop-shaped slot 3, the node N 1 of the variable capacitor 5 is connected to the conductor 21 and the node N 2 is connected to the conductor 22. That is, the variable capacitance element 5 is connected between the conductors 21 and 22 so that a current flows from the inner region to the outer region of the loop-shaped slot 3.

このように、基軸AX1に対して対称にループ状スロット3に装荷される可変容量素子4,5のうち、基軸AX1に対して一方側に装荷される可変容量素子4は、装荷されるべきループ状スロット3の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体21,22間に接続され、基軸AX1に対して対称にループ状スロット3に装荷される可変容量素子4,5のうち、基軸AX1に対して他方側に装荷される可変容量素子5は、装荷されるべきループ状スロット3の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体21,22間に接続される。   Thus, among the variable capacitance elements 4 and 5 loaded in the loop-like slot 3 symmetrically with respect to the base axis AX1, the variable capacitance element 4 loaded on one side with respect to the base axis AX1 is the loop to be loaded. Of the variable capacitance elements 4 and 5 that are connected between the conductors 21 and 22 so as to allow current to flow from the outer region to the inner region of the slot 3 and are loaded in the loop slot 3 symmetrically with respect to the base axis AX1, the base axis AX1 On the other hand, the variable capacitance element 5 loaded on the other side is connected between the conductors 21 and 22 so that a current flows from the inner region to the outer region of the loop-shaped slot 3 to be loaded.

また、可変容量素子4,5を基軸AX1に対して対称にループ状スロット3に装荷することにより、アンテナ装置10は、可変容量素子4,5に印加する直流電圧の向きを変えても、交流的な整合変化がないという特徴を有する。   In addition, by loading the variable capacitance elements 4 and 5 into the loop-shaped slot 3 symmetrically with respect to the base axis AX1, the antenna device 10 can change the AC voltage even if the direction of the DC voltage applied to the variable capacitance elements 4 and 5 is changed. The characteristic is that there is no consistent change.

図4および図5は、それぞれ、図1および図2に示すアンテナ装置10の動作を説明するための第1および第2の概念図である。同軸ケーブル8の芯導体81が負になり、被覆導体83が正になるように、直流電圧DCV1が芯導体81および被覆導体83間に印加されると、導体21が負になり、導体22が正になるように直流電圧DCV1が導体21,22間に印加される。   4 and 5 are first and second conceptual diagrams for explaining the operation of the antenna device 10 shown in FIGS. 1 and 2, respectively. When the DC voltage DCV1 is applied between the core conductor 81 and the covered conductor 83 so that the core conductor 81 of the coaxial cable 8 becomes negative and the covered conductor 83 becomes positive, the conductor 21 becomes negative and the conductor 22 becomes A DC voltage DCV1 is applied between the conductors 21 and 22 so as to be positive.

そうすると、可変容量素子4のバラクタダイオード43には、逆方向の直流電圧が印加され、可変容量素子4の容量は、小さくなり、直線スロット33は、ほぼ開放された状態になり、よく励振する。また、可変容量素子5のバラクタダイオード43には、順方向の直流電圧が印加され、可変容量素子5の容量は、大きくなり、直線スロット35は、ほぼ短絡された状態になり、あまり励振しない。   Then, a reverse DC voltage is applied to the varactor diode 43 of the variable capacitance element 4, the capacitance of the variable capacitance element 4 becomes small, and the linear slot 33 becomes almost open and is well excited. In addition, a forward DC voltage is applied to the varactor diode 43 of the variable capacitance element 5, the capacitance of the variable capacitance element 5 is increased, and the straight slot 35 is almost short-circuited and is not excited much.

その結果、ループ状スロット3は、直線スロット31〜34,351と、直線スロット352,36,37とに分離される(図4参照)。   As a result, the loop-shaped slot 3 is separated into straight slots 31 to 34, 351 and straight slots 352, 36, 37 (see FIG. 4).

一方、同軸ケーブル8の芯導体81が正になり、被覆導体83が負になるように、直流電圧DCV2が芯導体81および被覆導体83間に印加されると、導体21が正になり、導体22が負になるように直流電圧DCV2が導体21,22間に印加される。   On the other hand, when the DC voltage DCV2 is applied between the core conductor 81 and the covered conductor 83 so that the core conductor 81 of the coaxial cable 8 becomes positive and the covered conductor 83 becomes negative, the conductor 21 becomes positive and the conductor A DC voltage DCV2 is applied between the conductors 21 and 22 so that 22 is negative.

そうすると、可変容量素子4のバラクタダイオード43には、順方向の直流電圧が印加され、可変容量素子4の容量は、大きくなり、直線スロット33は、ほぼ短絡された状態になり、あまり励振しない。また、可変容量素子5のバラクタダイオード43には、逆方向の直流電圧が印加され、可変容量素子5の容量は、小さくなり、直線スロット35は、ほぼ開放された状態になり、よく励振する。   Then, a forward DC voltage is applied to the varactor diode 43 of the variable capacitance element 4, the capacitance of the variable capacitance element 4 is increased, and the straight slot 33 is almost short-circuited, so that it is not excited much. Further, a dc voltage in the reverse direction is applied to the varactor diode 43 of the variable capacitance element 5, the capacitance of the variable capacitance element 5 is reduced, and the straight slot 35 is almost open and is well excited.

その結果、ループ状スロット3は、直線スロット31,32,331と、直線スロット332,34〜37とに分離される(図5参照)。   As a result, the loop-shaped slot 3 is separated into straight slots 31, 32, 331 and straight slots 332, 34 to 37 (see FIG. 5).

このように、芯導体81と被覆導体83との間に印加する直流電圧の極性を切換えることによって、可変容量素子4,5のうち、一方の可変容量素子4(または可変容量素子5)が装荷された直線スロット33(または直線スロット35)をほぼ開放(またはほぼ短絡)し、他方の可変容量素子5(または可変容量素子4)が装荷された直線スロット35(または直線スロット33)をほぼ短絡(またはほぼ開放)できる。   In this way, by switching the polarity of the DC voltage applied between the core conductor 81 and the covered conductor 83, one of the variable capacitive elements 4 and 5 is loaded. The opened straight slot 33 (or straight slot 35) is almost opened (or almost short-circuited), and the straight slot 35 (or straight slot 33) loaded with the other variable capacitance element 5 (or variable capacitance element 4) is almost short-circuited. (Or almost open).

これは、次の理由による。上述したように、基軸AX1に対して対称にループ状スロット3に装荷される可変容量素子4,5のうち、基軸AX1に対して一方側に装荷される可変容量素子4は、装荷されるべきループ状スロット3の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体21,22間に接続され、基軸AX1に対して対称にループ状スロット3に装荷される可変容量素子4,5のうち、基軸AX1に対して他方側に装荷される可変容量素子5は、装荷されるべきループ状スロット3の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体21,22間に接続されるので、導体21,22間に印加する直流電圧の極性を切換えることによって、2つの可変容量素子4,5のうち、一方の可変容量素子のバラクタダイオードには、順方向の直流電圧が印加され、他方の可変容量素子のバラクタダイオードには、逆方向の直流電圧が印加されるからである。   This is due to the following reason. As described above, among the variable capacitance elements 4 and 5 loaded in the loop-shaped slot 3 symmetrically with respect to the base axis AX1, the variable capacitance element 4 loaded on one side with respect to the base axis AX1 should be loaded. Of the variable capacitance elements 4 and 5 that are connected between the conductors 21 and 22 so as to flow current from the outer region to the inner region of the loop-shaped slot 3 and are loaded in the loop-shaped slot 3 symmetrically with respect to the basic axis AX1, Since the variable capacitance element 5 loaded on the other side with respect to AX1 is connected between the conductors 21 and 22 so as to flow current from the inner region to the outer region of the loop-shaped slot 3 to be loaded, By switching the polarity of the DC voltage applied between the two variable capacitance elements 4 and 5, a forward DC voltage is applied to the varactor diode of one of the two variable capacitance elements 4 and 5, and the other variable capacitance element is controlled. The varactor diode of the capacitor, because the reverse DC voltage is applied.

図6は、図1および図2に示すアンテナ装置10における方位角の定義を示す図である。ループ状スロット3の直線スロット31,37がx軸に略平行になるようにアンテナ装置10を配置すると、方位角φは、x軸の正の方向が0度の方向であり、y軸の正の方向が90度の方向であり、y軸の負の方向が−90度の方向である。   FIG. 6 is a diagram showing the definition of the azimuth angle in the antenna device 10 shown in FIGS. 1 and 2. When the antenna device 10 is arranged so that the linear slots 31 and 37 of the loop-shaped slot 3 are substantially parallel to the x-axis, the azimuth angle φ is 0 ° in the positive direction of the x-axis and the positive direction of the y-axis. Is the direction of 90 degrees, and the negative direction of the y-axis is the direction of -90 degrees.

図7は、図1および図2に示すアンテナ装置10の放射パターンを示す図である。図7において、縦軸は、利得を表し、横軸は、方位角φを表す。また、曲線k1は、可変容量素子4のバラクタダイオード43に逆方向の直流電圧が印加されたときのアンテナ装置10の放射パターンを示し、曲線k2は、可変容量素子5のバラクタダイオード43に逆方向の直流電圧が印加されたときのアンテナ装置10の放射パターンを示し、曲線k3は、可変容量素子を装荷しないときの放射パターンを示す。   FIG. 7 is a diagram illustrating a radiation pattern of the antenna device 10 illustrated in FIGS. 1 and 2. In FIG. 7, the vertical axis represents the gain, and the horizontal axis represents the azimuth angle φ. A curve k1 indicates a radiation pattern of the antenna device 10 when a reverse DC voltage is applied to the varactor diode 43 of the variable capacitance element 4, and a curve k2 indicates a reverse direction of the varactor diode 43 of the variable capacitance element 5. The radiation pattern of the antenna device 10 when a direct current voltage of 1 is applied is shown, and the curve k3 shows the radiation pattern when the variable capacitance element is not loaded.

上述したように、同軸ケーブル8の芯導体81が負になり、被覆導体83が正になるように直流電源9が芯導体81および被覆導体83間に直流電圧DCV1を印加するとともに、交流電源11が芯導体81および被覆導体83間に交流電圧RFVを印加すると、可変容量素子4が装荷された直線スロット33は、ほぼ開放され、可変容量素子5が装荷された直線スロット35は、ほぼ短絡され(図4参照)、更に、ループ状スロット3が給電される。その結果、アンテナ装置10は、約−90度および約90度にピークを有する放射パターンからなるビームを放射する(曲線k1参照)。この場合、約90度のピークは、約−90度のピークよりも大きい。   As described above, the DC power supply 9 applies the DC voltage DCV1 between the core conductor 81 and the coated conductor 83 so that the core conductor 81 of the coaxial cable 8 becomes negative and the coated conductor 83 becomes positive, and the AC power supply 11 When the AC voltage RFV is applied between the core conductor 81 and the covered conductor 83, the straight slot 33 loaded with the variable capacitive element 4 is almost opened, and the straight slot 35 loaded with the variable capacitive element 5 is almost short-circuited. (See FIG. 4) Furthermore, the loop-shaped slot 3 is fed. As a result, the antenna device 10 radiates a beam having a radiation pattern having peaks at about −90 degrees and about 90 degrees (see the curve k1). In this case, the peak at about 90 degrees is larger than the peak at about -90 degrees.

また、同軸ケーブル8の芯導体81が正になり、被覆導体83が負になるように直流電源9が芯導体81および被覆導体83間に直流電圧DCV2を印加するとともに、交流電源11が芯導体81および被覆導体83間に交流電圧RFVを印加すると、可変容量素子4が装荷された直線スロット33は、ほぼ短絡され、可変容量素子5が装荷された直線スロット35は、ほぼ開放され(図5参照)、更に、ループ状スロット3が給電される。その結果、アンテナ装置10は、約−90度および約90度にピークを有する放射パターンからなるビームを放射する(曲線k2参照)。この場合、約−90度のピークは、約90度のピークよりも大きい。   Further, the DC power source 9 applies a DC voltage DCV2 between the core conductor 81 and the coated conductor 83 so that the core conductor 81 of the coaxial cable 8 is positive and the coated conductor 83 is negative, and the AC power supply 11 is the core conductor. When an AC voltage RFV is applied between 81 and the covering conductor 83, the straight slot 33 loaded with the variable capacitive element 4 is almost short-circuited, and the straight slot 35 loaded with the variable capacitive element 5 is almost opened (FIG. 5). Further, the loop-shaped slot 3 is supplied with power. As a result, the antenna device 10 radiates a beam having a radiation pattern having peaks at about −90 degrees and about 90 degrees (see curve k2). In this case, the peak at about -90 degrees is larger than the peak at about 90 degrees.

可変容量素子が装荷されない場合、−180度〜180度の方位角φの範囲においては、放射パターンは、可変容量素子4,5が装荷された場合よりも平坦になる(曲線k3参照)。   When the variable capacitance element is not loaded, the radiation pattern is flatter than that when the variable capacitance elements 4 and 5 are loaded in the range of the azimuth angle φ of −180 degrees to 180 degrees (see the curve k3).

従って、可変容量素子4,5をループ状スロット3に装荷し、可変容量素子4,5に印加する直流電圧の極性を制御することにより、アンテナ装置10は、異なる指向性を有するビームを放射する。   Therefore, by loading the variable capacitance elements 4 and 5 into the loop-shaped slot 3 and controlling the polarity of the DC voltage applied to the variable capacitance elements 4 and 5, the antenna device 10 radiates beams having different directivities. .

上述したように、芯導体81が負になり、被覆導体83が正になるように直流電源9が直流電圧DCV1を導体21,22間に印加すると、可変容量素子4のバラクタダイオード43には、逆方向の直流電圧が印加され、可変容量素子5のバラクタダイオード43には、順方向の直流電圧が印加される。その結果、可変容量素子4の容量は小さくなり、可変容量素子5の容量は大きくなる。   As described above, when the DC power supply 9 applies the DC voltage DCV1 between the conductors 21 and 22 so that the core conductor 81 becomes negative and the coated conductor 83 becomes positive, the varactor diode 43 of the variable capacitance element 4 has A reverse DC voltage is applied, and a forward DC voltage is applied to the varactor diode 43 of the variable capacitance element 5. As a result, the capacitance of the variable capacitance element 4 decreases and the capacitance of the variable capacitance element 5 increases.

また、芯導体81が正になり、被覆導体83が負になるように直流電源9が直流電圧DCV2を導体21,22間に印加すると、可変容量素子4のバラクタダイオード43には、順方向の直流電圧が印加され、可変容量素子5のバラクタダイオード43には、逆方向の直流電圧が印加される。その結果、可変容量素子4の容量は大きくなり、可変容量素子5の容量は、小さくなる。   When the DC power supply 9 applies the DC voltage DCV2 between the conductors 21 and 22 so that the core conductor 81 becomes positive and the coated conductor 83 becomes negative, the varactor diode 43 of the variable capacitance element 4 has a forward direction. A direct current voltage is applied, and a reverse direct current voltage is applied to the varactor diode 43 of the variable capacitance element 5. As a result, the capacitance of the variable capacitance element 4 increases and the capacitance of the variable capacitance element 5 decreases.

そして、可変容量素子4,5の容量が大きくまたは小さくなると、アンテナ装置10は、図7に示すように指向性が異なるビームを放射する。   When the capacitances of the variable capacitance elements 4 and 5 are increased or decreased, the antenna device 10 emits beams having different directivities as shown in FIG.

従って、直流電源9は、同軸ケーブル8を介して可変容量素子4,5の容量を制御し、アンテナ装置10の指向性を制御する。   Accordingly, the DC power source 9 controls the capacitance of the variable capacitance elements 4 and 5 via the coaxial cable 8 and controls the directivity of the antenna device 10.

また、交流電源11が同軸ケーブル8を介して導体21,22間に交流電圧RFVを印加すると、ループ状スロット3は、励振する。   When the AC power supply 11 applies the AC voltage RFV between the conductors 21 and 22 via the coaxial cable 8, the loop slot 3 is excited.

従って、交流電源11は、ループ状スロット3に給電する。   Accordingly, the AC power supply 11 supplies power to the loop-shaped slot 3.

上記においては、可変容量素子4は、ループ状スロット3の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体21,22間に接続され、可変容量素子5は、ループ状スロット3の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体21,22間に接続されると説明したが、この発明においては、これに限らず、可変容量素子4は、ループ状スロット3の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体21,22間に接続され、可変容量素子5は、ループ状スロット3の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体21,22間に接続されるようにしてもよい。   In the above, the variable capacitance element 4 is connected between the conductors 21 and 22 so that a current flows from the outer region of the loop-shaped slot 3 to the inner region, and the variable capacitance element 5 is outer from the inner region of the loop-shaped slot 3. Although it has been described that the conductors 21 and 22 are connected so as to pass a current to the region, the present invention is not limited to this, and the variable capacitance element 4 allows the current to flow from the inner region to the outer region of the loop-shaped slot 3. The variable capacitance element 5 may be connected between the conductors 21 and 22 so as to flow current from the outer region of the loop-shaped slot 3 to the inner region.

即ち、この発明においては、ループ状スロット3に装荷される2個の可変容量素子のうち、基軸AX1に対して一方側に装荷された可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロット3の外側領域から内側領域への方向および内側領域から外側領域への方向のいずれか一方の方向へ電流を流すようにループ状スロット3の両側の導体21,22間に接続され、基軸AX1に対して他方側に装荷された可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロット3の外側領域から内側領域への方向および内側領域から外側領域への方向のいずれか他方の方向へ電流を流すようにループ状スロット3の両側の導体21,22間に接続される。   That is, in the present invention, of the two variable capacitance elements loaded in the loop-shaped slot 3, the variable capacitance element loaded on one side with respect to the base axis AX1 is outside the loop-shaped slot 3 to be loaded. It is connected between the conductors 21 and 22 on both sides of the loop-shaped slot 3 so that the current flows in any one of the direction from the region to the inner region and the direction from the inner region to the outer region, and the other with respect to the base axis AX1. The variable capacitance element loaded on the side of the loop-shaped slot 3 to be loaded is loop-shaped so that a current flows in the other direction from the outer region to the inner region and from the inner region to the outer region. The conductors 21 and 22 on both sides of the slot 3 are connected.

実施の形態1によれば、アンテナ装置10は、ループ状スロット3と、ループ状スロット3に装荷された2個の可変容量素子4,5と、ループ状スロット3の内側領域に形成された導体21とループ状スロット3の外側領域に形成された導体22とに接続された同軸ケーブル8と、同軸ケーブル8を介して2個の可変容量素子4,5の容量を制御する直流電源9と、同軸ケーブル8を介してループ状スロット3に給電する交流電源11とを備えるので、ループ状スロット3を用いたアンテナ装置10の指向性を制御できる。   According to the first embodiment, the antenna device 10 includes a loop-shaped slot 3, two variable capacitance elements 4 and 5 loaded in the loop-shaped slot 3, and a conductor formed in an inner region of the loop-shaped slot 3. 21 and a coaxial cable 8 connected to the conductor 22 formed in the outer region of the loop-shaped slot 3; a DC power source 9 for controlling the capacity of the two variable capacitance elements 4 and 5 via the coaxial cable 8; Since the AC power supply 11 that feeds power to the loop-shaped slot 3 via the coaxial cable 8 is provided, the directivity of the antenna device 10 using the loop-shaped slot 3 can be controlled.

なお、直流電源9および交流電源11は、同軸ケーブル8を介してループ状スロット3に給電するとともに、2個の可変容量素子4,5の容量を制御して指向性を制御する「アンテナ制御部」を構成する。   The DC power supply 9 and the AC power supply 11 supply power to the loop-shaped slot 3 through the coaxial cable 8 and also control the directivity by controlling the capacitance of the two variable capacitance elements 4 and 5. Is configured.

[実施の形態2]
図8は、実施の形態2によるアンテナ装置の平面図である。実施の形態2によるアンテナ装置10Aは、図1に示すアンテナ装置10のループ状スロット3をループ状スロット12,13に代え、可変容量素子4,5を可変容量素子14〜17に代えたものであり、その他は、アンテナ装置10と同じである。
[Embodiment 2]
FIG. 8 is a plan view of the antenna device according to the second embodiment. The antenna device 10A according to the second embodiment is obtained by replacing the loop-like slot 3 of the antenna device 10 shown in FIG. 1 with the loop-like slots 12 and 13 and the variable capacitive elements 4 and 5 with the variable capacitive elements 14 to 17. Others are the same as the antenna device 10.

誘電体基板1の一主面1Aの全面に貼着された導体2の所定の箇所を削除してループ状スロット12,13が形成される。そして、ループ状スロット12,13は、同心状に形成され、ループ状スロット13は、ループ状スロット12の内周側に形成される。   Loop-shaped slots 12 and 13 are formed by removing predetermined portions of the conductor 2 adhered to the entire surface of the main surface 1A of the dielectric substrate 1. The loop-shaped slots 12 and 13 are formed concentrically, and the loop-shaped slot 13 is formed on the inner peripheral side of the loop-shaped slot 12.

その結果、導体2は、導体23〜25に分割される。そして、導体23は、ループ状スロット13の内側領域に形成され、導体24は、ループ状スロット12とループ状スロット13との間の領域に形成され、導体25は、ループ状スロット13の外側領域に形成される。導体23は、給電部23Aを有し、導体25は、給電部25Aを有する。   As a result, the conductor 2 is divided into conductors 23 to 25. The conductor 23 is formed in the inner region of the loop-shaped slot 13, the conductor 24 is formed in the region between the loop-shaped slot 12 and the loop-shaped slot 13, and the conductor 25 is formed in the outer region of the loop-shaped slot 13. Formed. The conductor 23 has a power feeding part 23A, and the conductor 25 has a power feeding part 25A.

ループ状スロット12は、概略、正方形のループ形状からなる。より具体的には、ループ状スロット12は、直線スロット121〜126を有する。直線スロット122〜125の各々は、誘電体基板1のいずれかの1辺に略平行に配置される。そして、直線スロット121,126は、相互に略平行に配置され、直線スロット122〜125によって形成された正方形の1つの頂点から正方形の外部へ延伸する。この場合、直線スロット121,126は、正方形の対角線に略平行に配置される。   The loop-shaped slot 12 has a generally square loop shape. More specifically, the loop-shaped slot 12 has straight slots 121 to 126. Each of the straight slots 122 to 125 is disposed substantially parallel to one side of the dielectric substrate 1. The straight slots 121 and 126 are arranged substantially parallel to each other and extend from one vertex of the square formed by the straight slots 122 to 125 to the outside of the square. In this case, the straight slots 121 and 126 are disposed substantially parallel to the diagonal of the square.

また、ループスロット13は、概略、正方形のループ形状からなる。より具体的には、ループ状スロット13は、直線スロット131〜136を有する。直線スロット132〜135の各々は、誘電体基板1のいずれかの1辺に略平行に配置される。そして、直線スロット131,136は、相互に略平行に配置され、直線スロット132〜135によって形成された正方形の1つの頂点から正方形の外部へ延伸する。その結果、直線スロット131,136は、それぞれ、ループ状スロット12の直線スロット121,126に接続される。また、ループ状スロット12,13は、給電部23A,25Aを共有する。   Further, the loop slot 13 has a generally square loop shape. More specifically, the loop-shaped slot 13 has straight slots 131 to 136. Each of the straight slots 132 to 135 is disposed substantially parallel to one side of the dielectric substrate 1. The straight slots 131 and 136 are arranged substantially parallel to each other, and extend from one vertex of the square formed by the straight slots 132 to 135 to the outside of the square. As a result, the straight slots 131 and 136 are connected to the straight slots 121 and 126 of the loop-shaped slot 12, respectively. Further, the loop-shaped slots 12 and 13 share the power feeding units 23A and 25A.

ループ状スロット12の全長は、λ/2であり、その幅Wは、λ/10以下である。また、ループ状スロット13の全長は、λ/3であり、その幅Wは、λ/10以下である。   The overall length of the loop-shaped slot 12 is λ / 2, and its width W is λ / 10 or less. The total length of the loop-shaped slot 13 is λ / 3, and the width W thereof is λ / 10 or less.

可変容量素子14は、ループ状スロット12の直線スロット122の略中点に装荷され、直線スロット122の両側の導体24,25間に接続される。また、可変容量素子15は、ループ状スロット12の直線スロット125の略中点に装荷され、直線スロット125の両側の導体24,25間に接続される。その結果、可変容量素子14,15は、給電部23Aを通過する基軸AX2に対して対称にループ状スロット12に装荷される。   The variable capacitance element 14 is loaded at substantially the midpoint of the straight slot 122 of the loop-shaped slot 12 and is connected between the conductors 24 and 25 on both sides of the straight slot 122. The variable capacitance element 15 is loaded at a substantially middle point of the straight slot 125 of the loop-shaped slot 12 and connected between the conductors 24 and 25 on both sides of the straight slot 125. As a result, the variable capacitance elements 14 and 15 are loaded in the loop-shaped slot 12 symmetrically with respect to the base axis AX2 that passes through the power feeding portion 23A.

可変容量素子16は、ループ状スロット13の直線スロット133の略中点に装荷され、直線スロット133の両側の導体23,24間に接続される。また、可変容量素子17は、ループ状スロット13の直線スロット134の略中点に装荷され、直線スロット134の両側の導体23,24間に接続される。その結果、可変容量素子16,17は、給電部23Aを通過する基軸AX2に対して対称にループ状スロット13に装荷される。   The variable capacitance element 16 is loaded at a substantially middle point of the straight slot 133 of the loop-shaped slot 13 and connected between the conductors 23 and 24 on both sides of the straight slot 133. The variable capacitance element 17 is loaded at a substantially middle point of the straight slot 134 of the loop-shaped slot 13 and connected between the conductors 23 and 24 on both sides of the straight slot 134. As a result, the variable capacitance elements 16 and 17 are loaded in the loop-shaped slot 13 symmetrically with respect to the base axis AX2 that passes through the power feeding unit 23A.

可変容量素子14〜17の各々は、図3に示す可変容量素子4の構成と同じ構成からなる。可変容量素子14がループ状スロット12の直線スロット122に装荷される場合、ノードN1が導体25に接続され、ノードN2が導体24に接続される。可変容量素子15がループ状スロット12の直線スロット125に装荷される場合、ノードN1が導体24に接続され、ノードN2が導体25に接続される。   Each of variable capacitance elements 14-17 has the same configuration as that of variable capacitance element 4 shown in FIG. When the variable capacitance element 14 is loaded in the straight slot 122 of the loop-shaped slot 12, the node N 1 is connected to the conductor 25 and the node N 2 is connected to the conductor 24. When the variable capacitance element 15 is loaded in the straight slot 125 of the loop-shaped slot 12, the node N 1 is connected to the conductor 24 and the node N 2 is connected to the conductor 25.

その結果、基軸AX2に対して対称にループ状スロット12に装荷された可変容量素子14,15のうち、基軸AX2の一方側に装荷された可変容量素子14は、ループ状スロット12の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体24,25間に接続され、基軸AX2の他方側に装荷された可変容量素子15は、ループ状スロット12の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体24,25間に接続される。   As a result, among the variable capacitance elements 14 and 15 loaded in the loop-shaped slot 12 symmetrically with respect to the base axis AX2, the variable capacitance element 14 loaded on one side of the base axis AX2 is removed from the outer region of the loop-shaped slot 12. The variable capacitance element 15 connected between the conductors 24 and 25 so as to pass a current to the inner region and loaded on the other side of the base axis AX2 has a conductor 24 so that a current flows from the inner region to the outer region of the loop-shaped slot 12. , 25.

可変容量素子16がループ状スロット13に装荷される場合、ノードN1が導体24に接続され、ノードN2が導体23に接続される。可変容量素子17がループ状スロット13に装荷される場合、ノードN1が導体23に接続され、ノードN2が導体24に接続される。   When the variable capacitance element 16 is loaded in the loop-shaped slot 13, the node N 1 is connected to the conductor 24 and the node N 2 is connected to the conductor 23. When the variable capacitance element 17 is loaded in the loop-shaped slot 13, the node N 1 is connected to the conductor 23 and the node N 2 is connected to the conductor 24.

その結果、基軸AX2に対して対称にループ状スロット13に装荷された可変容量素子16,17のうち、基軸AX2の一方側に装荷された可変容量素子16は、ループ状スロット13の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体23,24間に接続され、基軸AX2の他方側に装荷された可変容量素子17は、ループ状スロット13の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体23,24間に接続される。   As a result, among the variable capacitance elements 16 and 17 loaded in the loop-shaped slot 13 symmetrically with respect to the base axis AX2, the variable capacitance element 16 loaded on one side of the base axis AX2 is removed from the outer region of the loop-shaped slot 13. The variable capacitance element 17 connected between the conductors 23 and 24 so as to pass a current to the inner region and loaded on the other side of the base axis AX2 has a conductor 23 so that a current flows from the inner region of the loop-shaped slot 13 to the outer region. , 24 are connected.

なお、アンテナ装置10Aにおいては、導線6の他方端は、給電部23Aに接続され、導線7の他方端は、給電部25Aに接続される。   In antenna device 10A, the other end of conducting wire 6 is connected to power feeding portion 23A, and the other end of conducting wire 7 is connected to feeding portion 25A.

図9および図10は、それぞれ、図8に示すアンテナ装置10Aの動作を説明するための第1および第2の概念図である。   9 and 10 are first and second conceptual diagrams for explaining the operation of the antenna device 10A shown in FIG. 8, respectively.

同軸ケーブル8の芯導体81が負になり、被覆導体83が正になるように、直流電圧DCV1が芯導体81および被覆導体83間に印加されると、導体23が負になり、導体25が正になるように直流電圧DCV1が導体23,25間に印加される。   When the DC voltage DCV1 is applied between the core conductor 81 and the covered conductor 83 so that the core conductor 81 of the coaxial cable 8 becomes negative and the covered conductor 83 becomes positive, the conductor 23 becomes negative and the conductor 25 becomes A DC voltage DCV1 is applied between the conductors 23 and 25 so as to be positive.

そうすると、可変容量素子14,16のバラクタダイオード43には、逆方向の直流電圧が印加され、可変容量素子14,16の容量は、小さくなり、ループ状スロット12の直線スロット122およびループ状スロット13の直線スロット132は、ほぼ開放された状態になり、よく励振する。また、可変容量素子15,17のバラクタダイオード43には、順方向の直流電圧が印加され、可変容量素子15,17の容量は、大きくなり、ループ状スロット12の直線スロット124およびループ状スロット13の直線スロット134は、ほぼ短絡された状態になり、あまり励振しない。   Then, a reverse DC voltage is applied to the varactor diodes 43 of the variable capacitance elements 14 and 16, and the capacitances of the variable capacitance elements 14 and 16 become small, and the straight slot 122 and the loop slot 13 of the loop slot 12. The straight slot 132 is almost open and is well excited. Further, a forward DC voltage is applied to the varactor diodes 43 of the variable capacitance elements 15 and 17, and the capacitances of the variable capacitance elements 15 and 17 become large, and the straight slot 124 and the loop slot 13 of the loop slot 12. The straight slot 134 is almost short-circuited and does not excite very much.

その結果、ループ状スロット12は、直線スロット121〜124,1251と、直線スロット1252,126とに分離され、ループ状スロット13は、直線スロット131〜133,1341と、直線スロット1342,135,136とに分離される(図9参照)。   As a result, the loop-shaped slot 12 is separated into straight slots 121 to 124, 1251 and straight slots 1252, 126, and the loop-shaped slot 13 is divided into straight slots 131-133, 1341, and straight slots 1342, 135, 136. (See FIG. 9).

そして、アンテナ装置10Aは、約45度の方向および約−135度の方向にピークを有するビームを放射する。この場合、約45度の方向のピークは、約−135度の方向のピークよりも大きい。   Then, the antenna device 10A radiates a beam having peaks in a direction of about 45 degrees and a direction of about -135 degrees. In this case, the peak in the direction of about 45 degrees is larger than the peak in the direction of about -135 degrees.

一方、同軸ケーブル8の芯導体81が正になり、被覆導体83が負になるように、直流電圧DCV2が芯導体81および被覆導体83間に印加されると、導体23が正になり、導体25が負になるように直流電圧DCV2が導体23,25間に印加される。   On the other hand, when the DC voltage DCV2 is applied between the core conductor 81 and the covered conductor 83 so that the core conductor 81 of the coaxial cable 8 becomes positive and the coated conductor 83 becomes negative, the conductor 23 becomes positive and the conductor A DC voltage DCV2 is applied between the conductors 23 and 25 so that 25 becomes negative.

そうすると、可変容量素子14,16のバラクタダイオード43には、順方向の直流電圧が印加され、可変容量素子14,16の容量は、大きくなり、ループ状スロット12の直線スロット122およびループ状スロット13の直線スロット133は、ほぼ短絡された状態になり、あまり励振しない。また、可変容量素子15,17のバラクタダイオード43には、逆方向の直流電圧が印加され、可変容量素子15,17の容量は、小さくなり、ループ状スロット12の直線スロット125およびループ状スロット13の直線スロット134は、ほぼ開放された状態になり、よく励振する。   Then, a forward DC voltage is applied to the varactor diodes 43 of the variable capacitance elements 14 and 16, and the capacitances of the variable capacitance elements 14 and 16 become large, and the straight slot 122 and the loop slot 13 of the loop slot 12. The straight slot 133 is almost short-circuited and does not vibrate very much. In addition, a reverse DC voltage is applied to the varactor diodes 43 of the variable capacitance elements 15 and 17, and the capacitances of the variable capacitance elements 15 and 17 become small, and the straight slot 125 and the loop slot 13 of the loop slot 12. The straight slot 134 is almost open and well excited.

その結果、ループ状スロット12は、直線スロット121,1221と、直線スロット1222,123〜126とに分離され、ループ状スロット13は、直線スロット131,132,1331と、直線スロット1332,134〜136とに分離される(図10参照)。   As a result, the loop-shaped slot 12 is separated into straight slots 121, 1221 and straight slots 1222, 123-126, and the loop-shaped slot 13 is divided into straight slots 131, 132, 1331 and straight slots 1332, 134-136. (See FIG. 10).

そして、アンテナ装置10Aは、約45度の方向および約−135度の方向にピークを有するビームを放射する。この場合、約−135度の方向のピークは、約45度の方向のピークよりも大きい。   Then, the antenna device 10A radiates a beam having peaks in a direction of about 45 degrees and a direction of about -135 degrees. In this case, the peak in the direction of about -135 degrees is larger than the peak in the direction of about 45 degrees.

このように、芯導体81と被覆導体83との間に印加する直流電圧の極性を切換えることによって、可変容量素子14〜17のうち、一方の可変容量素子14,16(または可変容量素子15,17)が装荷された直線スロット122,133(または直線スロット125,134)をほぼ開放(またはほぼ短絡)し、他方の可変容量素子15,17(または可変容量素子14,16)が装荷された直線スロット125,134(または直線スロット122,134)をほぼ短絡(またはほぼ開放)できる。   In this way, by switching the polarity of the DC voltage applied between the core conductor 81 and the coated conductor 83, one of the variable capacitance elements 14 to 17 (or the variable capacitance elements 15, 17) The straight slots 122 and 133 (or straight slots 125 and 134) loaded are almost opened (or almost short-circuited), and the other variable capacitive elements 15 and 17 (or variable capacitive elements 14 and 16) are loaded. The straight slots 125, 134 (or straight slots 122, 134) can be substantially shorted (or nearly open).

これは、次の理由による。上述したように、基軸AX2に対して対称にループ状スロット12,13に装荷される可変容量素子14〜17のうち、基軸AX2に対して一方側に装荷される可変容量素子14,16は、それぞれ、装荷されるべきループ状スロット12,13の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体24,25間および導体23,24間に接続され、基軸AX2に対して対称にループ状スロット12,13に装荷される可変容量素子14〜17のうち、基軸AX2に対して他方側に装荷される可変容量素子15,17は、それぞれ、装荷されるべきループ状スロット12,13の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体24,25間および導体23,24間に接続されるので、導体23,25間に印加する直流電圧の極性を切換えることによって、4個の可変容量素子14〜17のうち、一方の可変容量素子14,16(または可変容量素子15,17)のバラクタダイオード43には、順方向の直流電圧が印加され、他方の可変容量素子15,17(または可変容量素子14,16)のバラクタダイオード43には、逆方向の直流電圧が印加されるからである。   This is due to the following reason. As described above, among the variable capacitance elements 14 to 17 loaded in the loop-shaped slots 12 and 13 symmetrically with respect to the base axis AX2, the variable capacitance elements 14 and 16 loaded on one side with respect to the base axis AX2 are: Each of the loop-shaped slots 12 and 13 is connected between the conductors 24 and 25 and between the conductors 23 and 24 so that current flows from the outer region to the inner region of the loop-shaped slots 12 and 13 to be loaded, and symmetrically with respect to the base axis AX2. , 13 of the variable capacitance elements 14-17 loaded on the other side with respect to the base axis AX2, respectively, from the inner regions of the loop-shaped slots 12, 13 to be loaded, respectively. Since it is connected between the conductors 24 and 25 and between the conductors 23 and 24 so as to allow current to flow to the outer region, the polarity of the DC voltage applied between the conductors 23 and 25 is switched. A forward DC voltage is applied to the varactor diode 43 of one of the four variable capacitance elements 14 to 17 (or the variable capacitance elements 15 and 17), and the other variable capacitance elements 14 to 17. This is because a reverse DC voltage is applied to the varactor diodes 43 of the variable capacitance elements 15 and 17 (or the variable capacitance elements 14 and 16).

従って、可変容量素子14〜17を同心状に形成されたループ状スロット12,13に装荷し、可変容量素子14〜17に印加する直流電圧の極性を制御することにより、アンテナ装置10Aは、指向性を有するビームを放射する。   Therefore, by loading the variable capacitance elements 14 to 17 into the concentric loop-shaped slots 12 and 13 and controlling the polarity of the DC voltage applied to the variable capacitance elements 14 to 17, the antenna device 10A is directed. A beam having a characteristic is emitted.

上記においては、可変容量素子14は、ループ状スロット12の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体24,25間に接続され、可変容量素子16は、ループ状スロット13の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体23,24間に接続され、可変容量素子15は、ループ状スロット12の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体24,25間に接続され、可変容量素子17は、ループ状スロット13の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体23,24間に接続されると説明したが、この発明においては、これに限らず、可変容量素子14は、ループ状スロット12の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体24,25間に接続され、可変容量素子16は、ループ状スロット13の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体23,24間に接続され、可変容量素子15は、ループ状スロット12の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体24,25間に接続され、可変容量素子17は、ループ状スロット13の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体23,24間に接続されるようにしてもよい。   In the above, the variable capacitance element 14 is connected between the conductors 24 and 25 so that a current flows from the outer region of the loop-shaped slot 12 to the inner region, and the variable capacitance element 16 is connected to the inner side from the outer region of the loop-shaped slot 13. The variable capacitance element 15 is connected between the conductors 24 and 25 so as to flow current from the inner region of the loop-shaped slot 12 to the outer region so that a current flows to the region. 17 is connected between the conductors 23 and 24 so that a current flows from the inner region to the outer region of the loop-shaped slot 13, but in the present invention, the present invention is not limited thereto. The variable capacitance element 16 is connected between the conductors 24 and 25 so that current flows from the inner region to the outer region of the slot 12, and the variable capacitance element 16 is connected to the outer region from the inner region of the loop slot 13. The variable capacitance element 15 is connected between the conductors 24 and 25 so as to flow current from the outer region of the loop-shaped slot 12 to the inner region so that a current flows. The conductors 23 and 24 may be connected so that a current flows from the outer region to the inner region of the loop-shaped slot 13.

即ち、この発明においては、同心状に形成された2個のループ状スロット12,13に装荷される4個の可変容量素子14〜17のうち、基軸AX2に対して一方側に装荷された可変容量素子14,16は、装荷されるべきループ状スロット12,13の外側領域から内側領域への方向および内側領域から外側領域への方向のいずれか一方の方向へ電流を流すようにループ状スロット12,13の両側の導体間に接続され、基軸AX2に対して他方側に装荷された可変容量素子15,17は、装荷されるべきループ状スロット12,13の外側領域から内側領域への方向および内側領域から外側領域への方向のいずれか他方の方向へ電流を流すようにループ状スロット12,13の両側の導体間に接続される。   That is, in the present invention, of the four variable capacitance elements 14 to 17 loaded in the two loop-shaped slots 12 and 13 formed concentrically, the variable loaded on one side with respect to the base axis AX2. Capacitance elements 14 and 16 are loop-shaped slots so that current flows in either direction from the outer region to the inner region and the direction from the inner region to the outer region of loop-shaped slots 12 and 13 to be loaded. The variable capacitance elements 15 and 17 connected between the conductors on both sides of 12 and 13 and loaded on the other side with respect to the base axis AX2 are directed from the outer region to the inner region of the loop-shaped slots 12 and 13 to be loaded. And it is connected between the conductors on both sides of the loop-shaped slots 12 and 13 so that a current flows in either one of the directions from the inner region to the outer region.

実施の形態2によれば、アンテナ装置10Aは、2個のループ状スロット12,13と、ループ状スロット12に装荷された2個の可変容量素子14,15と、ループ状スロット13に装荷された2個の可変容量素子16,17と、ループ状スロット13の内側領域に形成された導体23とループ状スロット12の外側領域に形成された導体25とに接続された同軸ケーブル8と、同軸ケーブル8を介して4個の可変容量素子14〜17の容量を制御する直流電源9と、同軸ケーブル8を介してループ状スロット12,13に給電する交流電源11とを備えるので、ループ状スロット12,13を用いたアンテナ装置10Aの指向性を制御できる。   According to the second embodiment, the antenna device 10A is loaded in the two loop-shaped slots 12 and 13, the two variable capacitance elements 14 and 15 loaded in the loop-shaped slot 12, and the loop-shaped slot 13. A coaxial cable 8 connected to two variable capacitors 16 and 17, a conductor 23 formed in the inner region of the loop-shaped slot 13, and a conductor 25 formed in the outer region of the loop-shaped slot 12; Since a DC power source 9 for controlling the capacities of the four variable capacitance elements 14 to 17 through the cable 8 and an AC power source 11 for supplying power to the loop-shaped slots 12 and 13 through the coaxial cable 8 are provided, the loop-shaped slot The directivity of the antenna device 10A using 12 and 13 can be controlled.

その他は、実施の形態1と同じである。   Others are the same as in the first embodiment.

なお、導体23は、最内周側に配置されたループ状スロット13の内側領域に形成された「第1の導体」を構成し、導体25は、最外周側に配置されたループ状スロット12の外側領域に形成された「第2の導体」を構成する。   The conductor 23 constitutes a “first conductor” formed in an inner region of the loop-shaped slot 13 disposed on the innermost peripheral side, and the conductor 25 is formed on the loop-shaped slot 12 disposed on the outermost peripheral side. This constitutes a “second conductor” formed in the outer region.

[実施の形態3]
図11は、実施の形態3によるアンテナ装置の平面図である。実施の形態3によるアンテナ装置10Bは、図1に示すアンテナ装置10の可変容量素子4,5を可変容量素子51〜58に代え、ループ状スロット18および可変容量素子61〜68を追加したものであり、その他は、アンテナ装置10と同じである。
[Embodiment 3]
FIG. 11 is a plan view of the antenna device according to the third embodiment. The antenna device 10B according to the third embodiment is obtained by replacing the variable capacitors 4 and 5 of the antenna device 10 shown in FIG. 1 with variable capacitors 51 to 58, and adding a loop slot 18 and variable capacitors 61 to 68. Others are the same as the antenna device 10.

誘電体基板1の一主面1Aの全面に貼着された導体2の所定の箇所を削除してループ状スロット3,18が形成される。そして、ループ状スロット3,18は、同心状に形成され、ループ状スロット18は、ループ状スロット3に4点で内接して形成される。   Loop-shaped slots 3 and 18 are formed by removing predetermined portions of the conductor 2 attached to the entire main surface 1A of the dielectric substrate 1. The loop-shaped slots 3 and 18 are formed concentrically, and the loop-shaped slot 18 is formed in contact with the loop-shaped slot 3 at four points.

その結果、導体2は、導体201〜206に分割される。そして、導体201は、ループ状スロット18の内側領域に形成され、導体202〜205は、ループ状スロット3とループ状スロット18との間の領域に形成され、導体206は、ループ状スロット18の外側領域に形成される。導体201は、給電部201Aを有し、導体206は、給電部206Aを有する。   As a result, the conductor 2 is divided into conductors 201 to 206. The conductor 201 is formed in an inner region of the loop-shaped slot 18, the conductors 202 to 205 are formed in a region between the loop-shaped slot 3 and the loop-shaped slot 18, and the conductor 206 is formed in the loop-shaped slot 18. Formed in the outer region. The conductor 201 has a power feeding part 201A, and the conductor 206 has a power feeding part 206A.

ループ状スロット18は、概略、菱形のループ形状からなる。より具体的には、ループ状スロット18は、直線スロット181〜184を有する。直線スロット181と直線スロット182との交差部、直線スロット182と直線スロット183との交差部および直線スロット183と直線スロット184との交差部は、それぞれ、ループ状スロット3の直線スロット33,34,35の略中点に接する。そして、直線スロット181の一方端は、ループ状スロット3の直線スロット31と直線スロット32との交差部に接続され、直線スロット184の一方端は、ループ状スロット3の直線スロット36と直線スロット37との交差部に接続される。
その結果、ループ状スロット3,18は、給電部201A,206Aを共有する。
The loop-shaped slot 18 has a generally rhombic loop shape. More specifically, the loop-shaped slot 18 has straight slots 181 to 184. The intersection of the straight slot 181 and the straight slot 182, the intersection of the straight slot 182 and the straight slot 183, and the intersection of the straight slot 183 and the straight slot 184 are the straight slots 33, 34, It touches the approximate middle point of 35. One end of the straight slot 181 is connected to the intersection of the straight slot 31 and the straight slot 32 of the loop slot 3, and one end of the straight slot 184 is connected to the straight slot 36 and the straight slot 37 of the loop slot 3. And connected to the intersection.
As a result, the loop-shaped slots 3 and 18 share the power feeding units 201A and 206A.

ループ状スロット18の全長は、(2)1/2λ/4であり、その幅Wは、λ/10以下である。 The overall length of the loop-shaped slot 18 is (2) 1/2 λ / 4, and its width W is λ / 10 or less.

可変容量素子51は、ループ状スロット3の直線スロット32の略中点に装荷され、直線スロット32の両側の導体202,206間に接続される。また、可変容量素子52,53は、ループ状スロット3の直線スロット33の両端側に装荷される。そして、可変容量素子52は、直線スロット33の両側の導体202,206間に接続され、可変容量素子53は、直線スロット33の両側の導体203,206間に接続される。   The variable capacitance element 51 is loaded at a substantially middle point of the straight slot 32 of the loop-shaped slot 3 and connected between the conductors 202 and 206 on both sides of the straight slot 32. The variable capacitance elements 52 and 53 are loaded on both ends of the linear slot 33 of the loop-shaped slot 3. The variable capacitance element 52 is connected between the conductors 202 and 206 on both sides of the linear slot 33, and the variable capacitance element 53 is connected between the conductors 203 and 206 on both sides of the linear slot 33.

更に、可変容量素子54,55は、ループ状スロット3の直線スロット34の両端側に装荷される。そして、可変容量素子54は、直線スロット34の両側の導体203,206間に接続され、可変容量素子55は、直線スロット34の両側の導体204,206間に接続される。   Furthermore, the variable capacitance elements 54 and 55 are loaded on both ends of the linear slot 34 of the loop-shaped slot 3. The variable capacitance element 54 is connected between the conductors 203 and 206 on both sides of the linear slot 34, and the variable capacitance element 55 is connected between the conductors 204 and 206 on both sides of the linear slot 34.

更に、可変容量素子56,57は、ループ状スロット3の直線スロット35の両端側に装荷される。そして、可変容量素子56は、直線スロット35の両側の導体204,206間に接続され、可変容量素子57は、直線スロット35の両側の導体205,206間に接続される。   Furthermore, the variable capacitance elements 56 and 57 are loaded on both ends of the linear slot 35 of the loop-shaped slot 3. The variable capacitance element 56 is connected between the conductors 204 and 206 on both sides of the linear slot 35, and the variable capacitance element 57 is connected between the conductors 205 and 206 on both sides of the linear slot 35.

更に、可変容量素子58は、ループ状スロット3の直線スロット36の略中点に装荷され、直線スロット36の両側の導体205,206間に接続される。   Further, the variable capacitance element 58 is loaded at a substantially middle point of the straight slot 36 of the loop-shaped slot 3 and connected between the conductors 205 and 206 on both sides of the straight slot 36.

その結果、可変容量素子51〜58は、給電部201Aを通過する基軸AX3に対して対称にループ状スロット3に装荷される。   As a result, the variable capacitance elements 51 to 58 are loaded in the loop-shaped slot 3 symmetrically with respect to the base axis AX3 that passes through the power feeding unit 201A.

可変容量素子61,62は、ループ状スロット18の直線スロット181の両端側に装荷され、直線スロット181の両側の導体201,202間に接続される。   The variable capacitance elements 61 and 62 are loaded on both ends of the linear slot 181 of the loop-shaped slot 18 and connected between the conductors 201 and 202 on both sides of the linear slot 181.

また、可変容量素子63,64は、ループ状スロット18の直線スロット182の両端側に装荷され、直線スロット182の両側の導体201,203間に接続される。   The variable capacitance elements 63 and 64 are loaded on both ends of the linear slot 182 of the loop slot 18 and connected between the conductors 201 and 203 on both sides of the linear slot 182.

更に、可変容量素子65,66は、ループ状スロット18の直線スロット183の両端側に装荷され、直線スロット183の両側の導体201,204間に接続される。   Further, the variable capacitance elements 65 and 66 are loaded on both ends of the straight slot 183 of the loop-shaped slot 18 and connected between the conductors 201 and 204 on both sides of the straight slot 183.

更に、可変容量素子67,68は、ループ状スロット18の直線スロット184の両端側に装荷され、直線スロット184の両側の導体201,205間に接続される。   Furthermore, the variable capacitance elements 67 and 68 are loaded on both ends of the straight slot 184 of the loop slot 18 and connected between the conductors 201 and 205 on both sides of the straight slot 184.

その結果、可変容量素子61〜68は、給電部201Aを通過する基軸AX3に対して対称にループ状スロット18に装荷される。   As a result, the variable capacitance elements 61 to 68 are loaded in the loop-shaped slot 18 symmetrically with respect to the base axis AX3 that passes through the power feeding unit 201A.

可変容量素子51〜58,61〜68の各々は、図3に示す可変容量素子4の構成と同じ構成からなる。可変容量素子51がループ状スロット3の直線スロット32に装荷される場合、ノードN1が導体206に接続され、ノードN2が導体202に接続される。可変容量素子52がループ状スロット3の直線スロット33に装荷される場合、ノードN1が導体206に接続され、ノードN2が導体202に接続される。   Each of variable capacitance elements 51-58 and 61-68 has the same configuration as that of variable capacitance element 4 shown in FIG. When the variable capacitance element 51 is loaded in the straight slot 32 of the loop-shaped slot 3, the node N1 is connected to the conductor 206, and the node N2 is connected to the conductor 202. When the variable capacitance element 52 is loaded in the straight slot 33 of the loop-shaped slot 3, the node N1 is connected to the conductor 206, and the node N2 is connected to the conductor 202.

可変容量素子53がループ状スロット3の直線スロット33に装荷される場合、ノードN1が導体206に接続され、ノードN2が導体203に接続される。可変容量素子54がループ状スロット3の直線スロット34に装荷される場合、ノードN1が導体206に接続され、ノードN2が導体203に接続される。   When the variable capacitance element 53 is loaded in the straight slot 33 of the loop-shaped slot 3, the node N1 is connected to the conductor 206, and the node N2 is connected to the conductor 203. When the variable capacitance element 54 is loaded in the straight slot 34 of the loop-shaped slot 3, the node N1 is connected to the conductor 206, and the node N2 is connected to the conductor 203.

可変容量素子55がループ状スロット3の直線スロット34に装荷される場合、ノードN1が導体206に接続され、ノードN2が導体204に接続される。可変容量素子56がループ状スロット3の直線スロット35に装荷される場合、ノードN1が導体206に接続され、ノードN2が導体204に接続される。   When the variable capacitance element 55 is loaded in the straight slot 34 of the loop-shaped slot 3, the node N 1 is connected to the conductor 206 and the node N 2 is connected to the conductor 204. When the variable capacitance element 56 is loaded in the straight slot 35 of the loop-shaped slot 3, the node N <b> 1 is connected to the conductor 206 and the node N <b> 2 is connected to the conductor 204.

可変容量素子57がループ状スロット3の直線スロット35に装荷される場合、ノードN1が導体206に接続され、ノードN2が導体205に接続される。可変容量素子58がループ状スロット3の直線スロット36に装荷される場合、ノードN1が導体206に接続され、ノードN2が導体205に接続される。   When the variable capacitance element 57 is loaded in the straight slot 35 of the loop-shaped slot 3, the node N1 is connected to the conductor 206, and the node N2 is connected to the conductor 205. When the variable capacitance element 58 is loaded in the straight slot 36 of the loop-shaped slot 3, the node N1 is connected to the conductor 206, and the node N2 is connected to the conductor 205.

その結果、外周側に設けられたループ状スロット3に装荷された可変容量素子51〜58は、ループ状スロット3の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体202,206間、導体203,206間、導体204,206間、および導体205,206間に接続される。   As a result, the variable capacitance elements 51 to 58 loaded in the loop-shaped slot 3 provided on the outer peripheral side allow the current to flow from the outer region to the inner region of the loop-shaped slot 3 between the conductors 202 and 206, the conductor 203, 206, conductors 204 and 206, and conductors 205 and 206 are connected.

可変容量素子61,62がループ状スロット18の直線スロット181に装荷される場合、ノードN1が導体201に接続され、ノードN2が導体202に接続される。可変容量素子63,64がループ状スロット18の直線スロット182に装荷される場合、ノードN1が導体201に接続され、ノードN2が導体203に接続される。可変容量素子65,66がループ状スロット18の直線スロット183に装荷される場合、ノードN1が導体201に接続され、ノードN2が導体204に接続される。   When the variable capacitance elements 61 and 62 are loaded in the straight slot 181 of the loop-shaped slot 18, the node N 1 is connected to the conductor 201 and the node N 2 is connected to the conductor 202. When the variable capacitance elements 63 and 64 are loaded in the straight slot 182 of the loop-shaped slot 18, the node N1 is connected to the conductor 201, and the node N2 is connected to the conductor 203. When the variable capacitance elements 65 and 66 are loaded in the straight slot 183 of the loop-shaped slot 18, the node N 1 is connected to the conductor 201 and the node N 2 is connected to the conductor 204.

可変容量素子67,68がループ状スロット18の直線スロット184に装荷される場合、ノードN1が導体201に接続され、ノードN2が導体205に接続される。   When the variable capacitance elements 67 and 68 are loaded in the straight slot 184 of the loop slot 18, the node N1 is connected to the conductor 201 and the node N2 is connected to the conductor 205.

その結果、内周側に設けられたループ状スロット18に装荷された可変容量素子61〜68は、ループ状スロット18の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体201,202間、導体201,203間、導体201,204間、および導体201,205間に接続される。   As a result, the variable capacitance elements 61 to 68 loaded in the loop-shaped slot 18 provided on the inner circumferential side allow the current to flow from the inner region to the outer region of the loop-shaped slot 18, between the conductors 201, 202 and the conductor 201. , 203, between conductors 201 and 204, and between conductors 201 and 205.

なお、アンテナ装置10Bにおいては、導線6の他方端は、給電部201Aに接続され、導線7の他方端は、給電部206Aに接続される。   In antenna device 10B, the other end of conducting wire 6 is connected to power feeding unit 201A, and the other end of conducting wire 7 is connected to feeding unit 206A.

図12および図13は、それぞれ、図11に示すアンテナ装置10Bの動作を説明するための第1および第2の概念図である。   12 and 13 are first and second conceptual diagrams for explaining the operation of the antenna device 10B shown in FIG. 11, respectively.

同軸ケーブル8の芯導体81が負になり、被覆導体83が正になるように、直流電圧DCV1が芯導体81および被覆導体83間に印加されると、導体201が負になり、導体206が正になるように直流電圧DCV1が導体201,206間に印加される。   When the DC voltage DCV1 is applied between the core conductor 81 and the covered conductor 83 so that the core conductor 81 of the coaxial cable 8 becomes negative and the covered conductor 83 becomes positive, the conductor 201 becomes negative and the conductor 206 becomes A DC voltage DCV1 is applied between the conductors 201 and 206 so as to be positive.

そうすると、ループ状スロット3の可変容量素子51〜58のバラクタダイオード43には、逆方向の直流電圧が印加され、可変容量素子51〜58の容量は、小さくなり、ループ状スロット3の直線スロット32〜36は、ほぼ開放された状態になり、よく励振する。また、ループ状スロット18の可変容量素子61〜68のバラクタダイオード43には、順方向の直流電圧が印加され、可変容量素子61〜68の容量は、大きくなり、ループ状スロット18の直線スロット181〜184は、ほぼ短絡された状態になり、あまり励振しない。   Then, a DC voltage in the reverse direction is applied to the varactor diodes 43 of the variable capacitance elements 51 to 58 in the loop-shaped slot 3, and the capacitances of the variable capacitance elements 51 to 58 become small, and the straight slot 32 of the loop-shaped slot 3. ˜36 is almost open and well excited. In addition, a forward DC voltage is applied to the varactor diodes 43 of the variable capacitance elements 61 to 68 in the loop-shaped slot 18, and the capacitances of the variable capacitance elements 61 to 68 are increased, and the linear slots 181 of the loop-shaped slot 18. ˜184 is almost short-circuited and not very excited.

その結果、ループ状スロット3は、直線スロット31〜37が一体的に励振し、ループ状スロット18は、直線スロット1811、直線スロット1812、直線スロット1813,1821、直線スロット1822、直線スロット1823,1831、直線スロット1832、直線スロット1833,1841、直線スロット1842および直線スロット1843に分離される(図12参照)。   As a result, in the loop-shaped slot 3, the straight slots 31 to 37 are excited integrally, and the loop-shaped slot 18 includes the straight slot 1811, the straight slot 1812, the straight slots 1813 and 1821, the straight slot 1822, and the straight slots 1823 and 1831. Are separated into a straight slot 1832, straight slots 1833 and 1841, a straight slot 1842 and a straight slot 1843 (see FIG. 12).

そして、アンテナ装置10Bは、波長λに対応する周波数でよく整合がとれる。   The antenna device 10B can be well matched at a frequency corresponding to the wavelength λ.

一方、同軸ケーブル8の芯導体81が正になり、被覆導体83が負になるように、直流電圧DCV2が芯導体81および被覆導体83間に印加されると、導体201が正になり、導体206が負になるように直流電圧DCV2が導体201,206間に印加される。   On the other hand, when the DC voltage DCV2 is applied between the core conductor 81 and the covered conductor 83 so that the core conductor 81 of the coaxial cable 8 becomes positive and the covered conductor 83 becomes negative, the conductor 201 becomes positive and the conductor A DC voltage DCV2 is applied between the conductors 201 and 206 so that 206 becomes negative.

そうすると、ループ状スロット3の可変容量素子51〜58のバラクタダイオード43には、順方向の直流電圧が印加され、可変容量素子51〜58の容量は、大きくなり、ループ状スロット3の直線スロット32〜36は、ほぼ短絡された状態になり、あまり励振しない。また、ループ状スロット18の可変容量素子61〜68のバラクタダイオード43には、逆方向の直流電圧が印加され、可変容量素子61〜68の容量は、小さくなり、ループ状スロット18の直線スロット181〜184は、ほぼ開放された状態になり、よく励振する。   Then, a forward DC voltage is applied to the varactor diodes 43 of the variable capacitance elements 51 to 58 in the loop-shaped slot 3, and the capacitances of the variable capacitance elements 51 to 58 become large, and the linear slots 32 of the loop-shaped slot 3. ˜36 is almost short-circuited and does not vibrate very much. In addition, a reverse DC voltage is applied to the varactor diodes 43 of the variable capacitance elements 61 to 68 in the loop-shaped slot 18, and the capacitances of the variable capacitance elements 61 to 68 become smaller, and the linear slots 181 of the loop-shaped slot 18. ˜184 is almost open and well excited.

その結果、ループ状スロット3は、直線スロット31,3201、直線スロット3202,3301、直線スロット3302、直線スロット3303,3401、直線スロット3402、直線スロット3403,3501、直線スロット3502、直線スロット3503,3601および直線スロット3602,37に分離され、ループ状スロット18は、直線スロット181〜184が一体的に励振する(図13参照)。   As a result, the loop-shaped slot 3 includes straight slots 31, 3201, straight slots 3202, 3301, straight slots 3302, straight slots 3303, 3401, straight slots 3402, straight slots 3403, 3501, straight slots 3502, straight slots 3503, 3601. The loop-shaped slot 18 is excited by the linear slots 181 to 184 integrally (see FIG. 13).

そして、アンテナ装置10Bは、波長(2)1/2λ/2に対応する周波数でよく整合がとれる。 The antenna device 10B is well matched at a frequency corresponding to the wavelength (2) 1/2 λ / 2.

このように、芯導体81と被覆導体83との間に印加する直流電圧の極性を切換えることによって、同心状に形成された2つのループ状スロット3,18に装荷された可変容量素子51〜58,61〜68のうち、可変容量素子51〜58(または可変容量素子61〜68)が装荷された一方のループ状スロット3(またはループ状スロット18)をほぼ開放(またはほぼ短絡)し、可変容量素子61〜68(または可変容量素子51〜58)が装荷された他方のループスロット18(またはループ状スロット3)をほぼ短絡(またはほぼ開放)できる。   Thus, by switching the polarity of the DC voltage applied between the core conductor 81 and the covered conductor 83, the variable capacitance elements 51 to 58 loaded in the two loop-shaped slots 3 and 18 formed concentrically. , 61-68, one loop-like slot 3 (or loop-like slot 18) loaded with the variable capacitive elements 51-58 (or the variable capacitive elements 61-68) is almost opened (or almost short-circuited) to be variable. The other loop slot 18 (or the loop-shaped slot 3) loaded with the capacitive elements 61 to 68 (or the variable capacitive elements 51 to 58) can be substantially short-circuited (or almost opened).

これは、次の理由による。上述したように、ループ状スロット3に装荷された可変容量素子51〜58は、ループ状スロット3の外側領域から内側領域へ電流を流すようにループ状スロット3の両側の導体202,206間、導体203,206間、導体204,206間および導体205,206間に接続され、ループ状スロット18に装荷された可変容量素子61〜68は、ループ状スロット18の内側領域から外側領域へ電流を流すようにループ状スロット18の両側の導体201,202間、導体201,203間、導体201,204間および導体201,205間に接続されるので、導体201,206間に印加する直流電圧の極性を切換えることによって、16個の可変容量素子51〜58,61〜68のうち、一方の可変容量素子51〜58(または可変容量素子61〜68)のバラクタダイオード43には、順方向の直流電圧が印加され、他方の可変容量素子61〜68(または可変容量素子51〜58)のバラクタダイオード43には、逆方向の直流電圧が印加されるからである。   This is due to the following reason. As described above, the variable capacitance elements 51 to 58 loaded in the loop-shaped slot 3 are arranged between the conductors 202 and 206 on both sides of the loop-shaped slot 3 so that a current flows from the outer region to the inner region of the loop-shaped slot 3. The variable capacitance elements 61 to 68 connected between the conductors 203 and 206, between the conductors 204 and 206, and between the conductors 205 and 206 and loaded in the loop-shaped slot 18 conduct current from the inner region to the outer region of the loop-shaped slot 18. Since it is connected between the conductors 201 and 202 on both sides of the loop-shaped slot 18, between the conductors 201 and 203, between the conductors 201 and 204, and between the conductors 201 and 205, the DC voltage applied between the conductors 201 and 206 By switching the polarity, one of the 16 variable capacitors 51 to 58, 61 to 68, one of the variable capacitors 51 to 58 (or A dc voltage in the forward direction is applied to the varactor diode 43 of the variable capacitance elements 61 to 68), and a reverse voltage is applied to the varactor diode 43 of the other variable capacitance elements 61 to 68 (or variable capacitance elements 51 to 58). This is because a DC voltage is applied.

従って、可変容量素子51〜58,61〜68を同心状に形成されたループ状スロット3,18に装荷し、可変容量素子51〜58,61〜68に印加する直流電圧の極性を制御することにより、アンテナ装置10Bは、異なる周波数を有するビームを放射する。つまり、可変容量素子51〜58,61〜68に印加する直流電圧の極性を制御することにより、アンテナ措置10Bは、周波数を切換え可能である。   Therefore, the variable capacitance elements 51 to 58 and 61 to 68 are loaded in the loop slots 3 and 18 formed concentrically, and the polarity of the DC voltage applied to the variable capacitance elements 51 to 58 and 61 to 68 is controlled. Thus, the antenna device 10B radiates beams having different frequencies. That is, the antenna measure 10B can switch the frequency by controlling the polarity of the DC voltage applied to the variable capacitance elements 51 to 58 and 61 to 68.

上記においては、可変容量素子51〜58は、ループ状スロット3の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体202,206間、導体203,206間、導体204,206間および導体205,206間に接続され、可変容量素子61〜68は、ループ状スロット18の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体201,202間、導体201,203間、導体201,204間および導体201,205間に接続されると説明したが、この発明においては、これに限らず、可変容量素子51〜58は、ループ状スロット3の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体202,206間、導体203,206間、導体204,206間および導体205,206間に接続され、可変容量素子61〜68は、ループ状スロット18の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体201,202間、導体201,203間、導体201,204間および導体201,205間に接続されるようにしてもよい。   In the above, the variable capacitance elements 51 to 58 are arranged between the conductors 202 and 206, between the conductors 203 and 206, between the conductors 204 and 206, and between the conductors 205 and 206 so as to flow current from the outer region to the inner region of the loop-shaped slot 3. The variable capacitance elements 61 to 68 are connected between the conductors 201 and 202, between the conductors 201 and 203, between the conductors 201 and 204, and between the conductors 201 and 204 and so as to flow current from the inner region to the outer region of the loop-shaped slot 18. In the present invention, the variable capacitance elements 51 to 58 are not limited to this, but the variable capacitance elements 51 to 58 are connected between the conductors 202 and 206 so that current flows from the inner region to the outer region of the loop-shaped slot 3. Are connected between the conductors 203 and 206, between the conductors 204 and 206, and between the conductors 205 and 206, and the variable capacitance elements 61 to 68 are loop-shaped slots. Between the conductors 201 and 202 to flow current from the outer region to the inner region of 8, between the conductors 201 and 203, may be connected between the between the conductors 201, 204 and conductors 201 and 205.

即ち、この発明においては、同心状に形成された2個のループ状スロット3,18に装荷される16個の可変容量素子51〜58,61〜68のうち、外側のループ状スロット3に装荷された可変容量素子51〜58は、装荷されるべきループ状スロットの外側領域から内側領域への方向および内側領域から外側領域への方向のいずれか一方の方向へ電流を流すようにループ状スロット3の両側の導体間に接続され、内側のループ状スロット18に装荷された可変容量素子61〜68は、装荷されるべきループ状スロット18の外側領域から内側領域への方向および内側領域から外側領域への方向のいずれか他方の方向へ電流を流すようにループ状スロットの両側の導体間に接続される。   That is, in the present invention, of the 16 variable capacitance elements 51 to 58 and 61 to 68 loaded in the two loop slots 3 and 18 formed concentrically, the outer loop slot 3 is loaded. The variable capacitance elements 51 to 58 are arranged so that current flows in one direction from the outer region to the inner region and from the inner region to the outer region of the loop slot to be loaded. The variable capacitance elements 61 to 68 connected between the conductors on both sides of 3 and loaded in the inner loop-shaped slot 18 are directed from the outer region to the inner region of the loop-shaped slot 18 to be loaded and from the inner region to the outer side. It is connected between the conductors on both sides of the loop-shaped slot so that a current flows in the other direction of the region.

また、上記においては、ループ状スロット18は、ループ状スロット3に内接して形成されると説明したが、この発明においては、これに限らず、ループ状スロット18は、ループ状スロット3に内接していなくてもよい。   In the above description, it has been described that the loop-shaped slot 18 is formed inscribed in the loop-shaped slot 3, but in the present invention, the present invention is not limited to this, and the loop-shaped slot 18 is formed in the loop-shaped slot 3. It is not necessary to touch.

さらに、上記においては、2つのループ状スロット3,18に同じ個数の可変容量素子が装荷されると説明したが、この発明においては、これに限らず、2つのループ状スロット3,18には、異なる個数の可変容量素子が装荷されてもよい。即ち、アンテナ装置10Bにおいては、全体で2(i+j)(i,jは、正の整数)個の可変容量素子が装荷され、2(i+j)個の可変容量素子のうち、2i個の可変容量素子は、外側のループ状スロット3に装荷され、2j個の可変容量素子は、内側のループ状スロット18に装荷される。   Furthermore, in the above description, it has been described that the same number of variable capacitance elements are loaded in the two loop-shaped slots 3 and 18, but in the present invention, the present invention is not limited to this, and the two loop-shaped slots 3 and 18 have A different number of variable capacitance elements may be loaded. That is, in the antenna device 10B, 2 (i + j) (i and j are positive integers) variable capacitance elements are loaded as a whole, and 2i variable capacitance elements out of 2 (i + j) variable capacitance elements. The element is loaded in the outer loop-shaped slot 3, and 2j variable capacitance elements are loaded in the inner loop-shaped slot 18.

実施の形態3によれば、アンテナ装置10Bは、2個のループ状スロット3,18と、ループ状スロット3に装荷された8個の可変容量素子51〜58と、ループ状スロット18に装荷された8個の可変容量素子61〜68と、ループ状スロット18の内側領域に形成された導体201とループ状スロット3の外側領域に形成された導体206とに接続された同軸ケーブル8と、同軸ケーブル8を介して16個の可変容量素子51〜58,61〜68の容量を制御する直流電源9と、同軸ケーブル8を介してループ状スロット3,18に給電する交流電源11とを備えるので、ループ状スロット3,18を用いたアンテナ装置10Bの周波数を制御できる。   According to the third embodiment, the antenna device 10B is loaded in the two loop-shaped slots 3 and 18, the eight variable capacitance elements 51 to 58 loaded in the loop-shaped slot 3, and the loop-shaped slot 18. A coaxial cable 8 connected to eight variable capacitance elements 61 to 68, a conductor 201 formed in the inner region of the loop-shaped slot 18, and a conductor 206 formed in the outer region of the loop-shaped slot 3; Since the DC power source 9 that controls the capacities of the 16 variable capacitance elements 51 to 58 and 61 to 68 via the cable 8 and the AC power source 11 that feeds the loop-like slots 3 and 18 via the coaxial cable 8 are provided. The frequency of the antenna device 10B using the loop-shaped slots 3 and 18 can be controlled.

その他は、実施の形態1と同じである。   Others are the same as in the first embodiment.

なお、導体201は、最内周側に配置されたループ状スロット18の内側領域に形成された「第1の導体」を構成し、導体206は、最外周側に配置されたループ状スロット3の外側領域に形成された「第2の導体」を構成する。   The conductor 201 constitutes a “first conductor” formed in the inner region of the loop-shaped slot 18 disposed on the innermost peripheral side, and the conductor 206 is formed on the loop-shaped slot 3 disposed on the outermost peripheral side. This constitutes a “second conductor” formed in the outer region.

上述した実施の形態1〜実施の形態3によるアンテナ装置10,10A,10Bにおいては、ループ状スロット3;12,13;3,18に偶数個の可変容量素子が装荷されると説明したが、この発明においては、これに限らず、ループ状スロット3;12,13;3,18には、奇数個の可変容量素子が装荷されてもよい。奇数個の可変容量素子が各ループ状スロットに装荷される場合、各可変容量素子に印加される直流電圧の向きを変えると、交流的な整合が変化する。従って、交流的な整合が変化することを許容する場合、奇数個の可変容量素子が各ループ状スロット3;12,13;3,18に装荷されてもよい。この場合、各ループ状スロット3:12,13;3,18に装荷される奇数個の可変容量素子は、基軸AX1,AX2,AX3に対して非対称に配置される。そして、奇数個の可変容量素子は、基軸AX1,AX2,AX3を中心とした両側にそれぞれ少なくとも1個以上配置される。   In the antenna devices 10, 10 </ b> A, 10 </ b> B according to Embodiments 1 to 3 described above, it has been described that an even number of variable capacitance elements are loaded in the loop-shaped slots 3; 12, 13; 3, 18. In the present invention, not limited to this, an odd number of variable capacitance elements may be loaded in the loop-shaped slots 3; 12, 13; When an odd number of variable capacitance elements are loaded in each loop-shaped slot, the AC matching changes when the direction of the DC voltage applied to each variable capacitance element is changed. Therefore, if the AC matching is allowed to change, an odd number of variable capacitance elements may be loaded in each loop-shaped slot 3; 12, 13; In this case, the odd number of variable capacitance elements loaded in the loop-shaped slots 3: 12, 13; 3, 18 are arranged asymmetrically with respect to the base axes AX 1, AX 2, AX 3. Then, at least one or more odd number of variable capacitance elements are arranged on both sides around the base axes AX1, AX2, AX3.

また、上述した実施の形態1〜実施の形態3によるアンテナ装置10,10A,10Bの各々は、例えば、モノリシックマイクロ波集積回路(MMIC:Monolithic Microwave Integrated Circuit)に応用される。即ち、アンテナ装置10,10A,10Bを一体化したMMICが作製される。この場合、アンテナ装置10,10A,10Bの各々は、銅箔面にループ状のスロットを形成して作製される。   In addition, each of the antenna devices 10, 10A, and 10B according to the above-described first to third embodiments is applied to, for example, a monolithic microwave integrated circuit (MMIC: Monolithic Microwave Integrated Circuit). That is, the MMIC in which the antenna devices 10, 10A, and 10B are integrated is manufactured. In this case, each of the antenna devices 10, 10A, and 10B is manufactured by forming a loop-shaped slot on the copper foil surface.

また、アンテナ装置10,10A,10Bの各々は、裏面に金属体が存在していてもよいので、携帯電話機およびテレビジョン等の金属筐体に取り付けられて使用される。   In addition, each of the antenna devices 10, 10A, and 10B may have a metal body on the back surface, and is used by being attached to a metal housing such as a mobile phone and a television.

なお、アンテナ装置10,10A,10Bは、それぞれ、2つの導体21,22、2つの導体23,25および2つの導体201,206が相互に非対称であるので、平行−非平行変換器であるバラントランスが不要である。   The antenna devices 10, 10A, and 10B each have two conductors 21 and 22, two conductors 23 and 25, and two conductors 201 and 206, which are asymmetrical to each other. No transformer is required.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

この発明は、ループ状のスロットからなり、指向性を切換え可能なアンテナ装置に適用される。また、この発明は、周波数を切換えることが可能なアンテナ装置に適用される。   The present invention is applied to an antenna device that includes a loop-shaped slot and can switch directivity. The present invention is also applied to an antenna device capable of switching frequencies.

この発明の実施の形態1によるアンテナ装置の平面図である。It is a top view of the antenna apparatus by Embodiment 1 of this invention. 図1に示す線II−II間におけるアンテナ装置の断面図である。It is sectional drawing of the antenna apparatus between the lines II-II shown in FIG. 図1および図2に示す可変容量素子の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of the variable capacitance element shown in FIGS. 1 and 2. 図1および図2に示すアンテナ装置の動作を説明するための第1の概念図である。FIG. 3 is a first conceptual diagram for explaining the operation of the antenna device shown in FIGS. 1 and 2. 図1および図2に示すアンテナ装置の動作を説明するための第2の概念図である。FIG. 3 is a second conceptual diagram for explaining the operation of the antenna device shown in FIGS. 1 and 2. 図1および図2に示すアンテナ装置における方位角の定義を示す図である。It is a figure which shows the definition of the azimuth in the antenna apparatus shown in FIG. 1 and FIG. 図1および図2に示すアンテナ装置の放射パターンを示す図である。It is a figure which shows the radiation pattern of the antenna apparatus shown in FIG. 1 and FIG. 実施の形態2によるアンテナ装置の平面図である。6 is a plan view of an antenna device according to Embodiment 2. FIG. 図8に示すアンテナ装置の動作を説明するための第1の概念図である。It is a 1st conceptual diagram for demonstrating operation | movement of the antenna apparatus shown in FIG. 図8に示すアンテナ装置の動作を説明するための第2の概念図である。It is a 2nd conceptual diagram for demonstrating operation | movement of the antenna apparatus shown in FIG. 実施の形態3によるアンテナ装置の平面図である。6 is a plan view of an antenna device according to a third embodiment. FIG. 図11に示すアンテナ装置の動作を説明するための第1の概念図である。It is a 1st conceptual diagram for demonstrating operation | movement of the antenna apparatus shown in FIG. 図11に示すアンテナ装置の動作を説明するための第2の概念図である。It is a 2nd conceptual diagram for demonstrating operation | movement of the antenna apparatus shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 誘電体基板、2,21〜25,201〜206 導体、3,12,13 ループ状スロット、4,5,14〜17,51〜58,61〜68 可変容量素子、6,7 導線、8 同軸ケーブル、9 直流電源、10,10A,10B アンテナ装置、11 交流電源、21A,22A,23A,25A,201A,206A 給電部、31〜37,121〜126,131〜136,181〜184,331,332,351,352,1221,1222,1251,1252,1331,1332,1341,1342,1811〜1813,1821〜1823,1831〜1833,1841〜1843,3301〜3303,3401〜3403,3501〜3503,3601,3602 直線スロット、41 抵抗、42 キャパシタ、43 バラクタダイオード、81 芯導体、82 絶縁体、83 被覆導体、AX1〜AX3 基軸、N1〜N4 ノード。   1 Dielectric substrate, 2, 21 to 25, 201 to 206 conductor, 3, 12, 13 loop-shaped slot, 4, 5, 14 to 17, 51 to 58, 61 to 68 variable capacitance element, 6, 7 conductor, 8 Coaxial cable, 9 DC power supply, 10, 10A, 10B Antenna device, 11 AC power supply, 21A, 22A, 23A, 25A, 201A, 206A 332, 351, 352, 1221, 1222, 1251, 1252, 1331, 1332, 1341, 1342, 1811-1813, 1821-1823, 1831-1833, 1841-1843, 3301-3303, 3401-3403, 3501-3503 3601, 3602 Straight slot, 41 resistance, 42 capacities Motor, 43 varactor diode, 81 core conductor, 82 an insulator, 83 covering the conductor, AX1~AX3 base shaft, N1-N4 nodes.

Claims (6)

誘電体基板の一主面に形成され、各々がループ形状からなるm(mは正の整数)個のループ状スロットと、
前記m個のループ状スロットに装荷されたn(nは2以上の整数)個の可変容量素子と、
略平行な第1および第2の導線からなるケーブルと、
前記ケーブルを介して前記m個のループ状スロットに給電するとともに前記n個の可変容量素子の容量を制御して指向性または周波数を制御するアンテナ制御部とを備える、アンテナ装置。
M (m is a positive integer) loop-shaped slots formed on one main surface of the dielectric substrate, each having a loop shape;
N variable capacitors loaded in the m loop-shaped slots (n is an integer of 2 or more);
A cable comprising first and second conductors that are substantially parallel;
An antenna apparatus comprising: an antenna control unit that feeds power to the m loop-shaped slots through the cable and controls directivity or frequency by controlling capacitances of the n variable capacitive elements.
前記一主面に設けられ、前記ケーブルが接続される給電部を更に備え、
前記n個の可変容量素子は、前記一主面において前記給電部を通過する基軸を中心とした両側にそれぞれ少なくとも1個以上配置される、請求項1に記載のアンテナ装置。
A power feeding portion provided on the one main surface and connected to the cable;
2. The antenna device according to claim 1, wherein at least one of the n variable capacitance elements is disposed on each side of the one main surface around a base axis that passes through the power feeding unit.
前記m個のループ状スロットの内側領域に形成された第1の導体と、
前記m個のループ状スロットの外側領域に形成された第2の導体とを更に備え、
前記給電部は、
前記第1の導体に形成された第1の給電部と、
前記第2の導体に形成された第2の給電部とを含む、請求項2に記載のアンテナ装置。
A first conductor formed in an inner region of the m loop-shaped slots;
A second conductor formed in an outer region of the m loop-shaped slots,
The power feeding unit is
A first power feeding unit formed on the first conductor;
The antenna device according to claim 2, further comprising: a second power feeding unit formed on the second conductor.
前記アンテナ制御部は、
前記第1の導線と前記第2の導線との間に直流電圧を印加する直流電源と、
前記第1の導線と前記第2の導線との間に交流電圧を印加する交流電源とを含み、
前記第1の導線は、前記第1の給電部に接続され、
前記第2の導線は、前記第2の給電部に接続される、請求項3に記載のアンテナ装置。
The antenna controller is
A DC power supply for applying a DC voltage between the first conductor and the second conductor;
An AC power source that applies an AC voltage between the first conductor and the second conductor;
The first conductive wire is connected to the first power feeding unit,
The antenna device according to claim 3, wherein the second conducting wire is connected to the second power feeding unit.
前記n個の可変容量素子の各々は、バラクタダイオードを含み、
前記n個の可変容量素子のうち、前記基軸に対して一方側に配置された可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの外側領域から内側領域への第1の方向および前記内側領域から前記外側領域への第2の方向のいずれか一方の方向へ電流を流すように、前記装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された2つの導体間に接続され、
前記n個の可変容量素子のうち、前記基軸に対して他方側に配置された可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの前記第1および第2の方向のいずれか他方の方向へ電流を流すように、前記装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された2つの導体間に接続される、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
Each of the n variable capacitance elements includes a varactor diode,
Among the n variable capacitance elements, the variable capacitance element arranged on one side with respect to the base axis is a first direction from the outer region to the inner region of the loop-shaped slot to be loaded and from the inner region. Connected between two conductors formed on both sides of the looped slot to be loaded so that current flows in either direction of the second direction to the outer region;
Among the n variable capacitive elements, the variable capacitive element arranged on the other side with respect to the base axis has a current flowing in one of the first and second directions of the loop-shaped slot to be loaded. 5. The antenna device according to claim 1, wherein the antenna device is connected between two conductors formed on both sides of the loop-shaped slot to be loaded.
前記n個の可変容量素子は、各々がバラクタダイオードを含む2(i+j)(i,jは正の整数)個の可変容量素子からなり、
前記m個のループ状スロットは、2個以上のループ状スロットからなり、
前記2(i+j)個の可変容量素子のうち、最外周側に形成されたループ状スロットに装荷された2i個の可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの外側領域から内側領域への第1の方向および前記内側領域から前記外側領域への第2の方向のいずれか一方の方向へ電流を流すように、前記装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された2つの導体間に接続され、
前記2(i+j)個の可変容量素子のうち、最内周側に形成されたループ状スロットに装荷された2j個の可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの前記第1および第2の方向のいずれか他方の方向へ電流を流すように、前記装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された2つの導体間に接続される、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
The n variable capacitance elements are composed of 2 (i + j) (i and j are positive integers) variable capacitance elements each including a varactor diode,
The m loop-shaped slots are composed of two or more loop-shaped slots,
Of the 2 (i + j) variable capacitance elements, 2i variable capacitance elements loaded in the loop-shaped slot formed on the outermost peripheral side are connected from the outer region to the inner region of the loop-shaped slot to be loaded. Between two conductors formed on both sides of the looped slot to be loaded so that current flows in either the first direction or the second direction from the inner region to the outer region. Connected,
Of the 2 (i + j) variable capacitance elements, 2j variable capacitance elements loaded in a loop-shaped slot formed on the innermost circumferential side are the first and second loop-shaped slots to be loaded. 5. The device according to claim 1, wherein the current is passed in one direction of the other direction and is connected between two conductors formed on both sides of the looped slot to be loaded. 6. The antenna device according to 1.
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