JP2008263400A

JP2008263400A - アンテナ

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Publication number: JP2008263400A
Application number: JP2007104513A
Authority: JP
Inventors: Shingo Tanaka; 信吾田中; Manabu Horiuchi; 学堀内
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2007-04-12
Filing date: 2007-04-12
Publication date: 2008-10-30
Anticipated expiration: 2027-04-12
Also published as: JP4943922B2

Abstract

【課題】広帯域を保ちつつ面積を小さくしたアンテナを提供する。
【解決手段】長方形状の金属板１０と、金属板１０の長手方向Ｙ１に沿って設けられた第１スリットＳＬ１と、第１スリットＳＬ１の中央から金属板１０の第１端部Ｔ１まで金属板１０の短手方向Ｙ２に沿って延在して設けられた第２スリットＳＬ２とを設ける。そして、金属板１０の第１端部Ｔ１側の角部を切り欠いた切欠部１１を設ける。
【選択図】図１２

Description

本発明は、アンテナに係り、特に、長方形状の金属板と、前記金属板の長手方向に沿って設けられた第１スリットと、前記第１スリットの中央から前記金属板の第１端部まで前記金属板の短手方向に沿って延在して設けられた第２スリットとを設けたアンテナに関するものである。

上述したアンテナとして、図１に示されたアンテナが提案されている（特許文献１、非特許文献１、２）。同図に示すように、アンテナは、長方形状の金属板１０から成っている。この金属板１０には、第１スリットＳＬ１と、第２スリットＳＬ２とが設けられている。第１スリットＳＬ１は、金属板１０の長手方向Ｙ１に沿って設けられている。第２スリットＳＬ２は、第１スリットＳＬ１の中央から金属板１０の第１端部Ｔ１まで短手方向Ｙ２に沿って延在して設けられている。アンテナは、第１端部Ｔ１と第１スリットＳＬ１との距離Ｗ２を金属板１０の第１端部Ｔ１と対向する第２端部Ｔ２と第２スリットＳＬ２との距離よりも大きくして設けられている。

本発明者らは、金属板１０の長手方向Ｙ１の距離ｌ＝８８ｍｍとして、特許文献１、非特許文献２に記載されているアンテナ寸法比と同じアンテナを、インピーダンス７５Ω、５０Ωについてそれぞれシミュレーションして、そのアンテナの電圧定在波比（以下ＶＳＷＲ）−周波数特性を求めた。結果を図２６に示す。

なお、アンテナ寸法は、距離ｌ＝８８ｍｍ、距離Ｗ２＝３０ｍｍ、第１スリットＳＬ１、第２スリットＳＬ２のスリット幅ｄ＝２．６ｍｍ、距離Ｗ１＝２．６ｍｍ、第１スリットＳＬ１の端部と金属板１０の長手方向Ｙ１に対向する一対の端部の各々との距離ｅ＝２４ｍｍとした。同図に示すように、このアンテナは７５Ω系においては、ＶＳＷＲ−周波数特性が２点で極小点を持つ、即ち２つの共振周波数を持つため広い範囲でＶＳＷＲを小さくすることができ、ＶＳＷＲ＜２の比帯域を７５％と広帯域にすることができる。
特開２００５−２０３８２９号公報 Tanaka,S.,Y.Kim,A.Matsuzaki,S.Hayashida,H.Morishita,Y.Ido and Y.Atsumi,"Wideband folded loop and folded dipole antennas,"in Proceedings of IEEE AP-S Int.Symp.,July 2006,pp.3711-3714 信学技報ＡＰ２００４−１０７

しかしながら、上述したアンテナは、広帯域で使用でき、しかも平面で構成される利点をもつものの、エレメント面積が大きくなる事が欠点である、という第１の課題があった。

また、図２６に示すように、このアンテナは５０Ω系においては、ＶＳＷＲ−周波数特性が２つの共振周波数を持っているが、全体的にＶＳＷＲが大きく、ＶＳＷＲ＜２の比帯域は２０％未満となり、広い広帯域を得ることができない、という第２の課題があった。

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、広帯域を保ちつつ面積を小さくしたアンテナを提供することを第１の課題とする。

また、本発明は、比帯域２０％以上の広帯域を持つインピーダンス５０Ωのアンテナを提供することを第２の課題とする。

本発明者は、広帯域を保ちつつ面積を小さくすべく検討を重ねた結果、金属板の第１端部側の角部にはほとんど電流が流れていないことを見い出し、本発明を完成するに至った。

即ち、請求項１記載の発明は、長方形状の金属板と、前記金属板の長手方向に沿って設けられた第１スリットと、前記第１スリットの中央から前記金属板の第１端部まで前記金属板の短手方向に沿って延在して設けられた第２スリットとを設けて、２つの共振周波数を持つように、前記第１端部と前記第１スリットとの距離を前記金属板の前記第１端部と対向する第２端部と前記第１スリットとの距離よりも大きくして設けたアンテナにおいて、前記金属板の前記第１端部側において前記長手方向に対向する一対の角部を切り欠いた一対の第１切欠部を設けたことを特徴とするアンテナに存する。

請求項２記載の発明は、前記一対の第１切欠部が各々、三角形状又は四角形状になるように切り欠かれていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナに存する。

請求項３記載の発明は、ガラス上に搭載されたアンテナであって、前記一対の第１切欠部が各々、前記長手方向側の端部から前記第２スリットの縁部に亘って前記第２スリットに近づくに従って前記第２端部から離れるように設けた第１切欠線と該第１切欠線の前記第２スリット側の端部から前記第１端部に亘って前記第２スリットに沿って設けられた第２切欠線との両切欠線に沿って切り欠いて設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナに存する。

請求項４記載の発明は、前記金属板の前記第２スリットを中心とした前記長手方向の両側に設けられた前記第１切欠線、前記第２スリット、前記第１スリット、前記第２端部、前記長手方向側の端部に囲まれた領域を、少なくとも該領域の縁部を残して切り欠いた一対の第２切欠部を設けたことを特徴とする請求項３に記載のアンテナに存する。

請求項５記載の発明は、長方形状の金属板と、前記金属板の長手方向に沿って設けられた第１スリットと、前記第１スリットの中央から前記金属板の第１端部まで前記金属板の短手方向に沿って延在して設けられた第２スリットとを設けたアンテナにおいて、前記金属板の長手方向の距離（ｌ）と、前記第１端部と前記第１スリットとの距離（Ｗ２）と、前記第１端部と対向する第２端部と前記第１スリットとの距離（Ｗ１）と、前記第１スリットの端部と前記金属板の長手方向に対向する一対の端部の各々との距離（ｅ）との比が、８８：３２〜４０：０〜８：０〜１６になるように設けられていることを特徴とするアンテナに存する。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、金属板の第１端部側において長手方向に対向する一対の角部を切り欠いた切欠部を設けても２つの共振周波数を持たせることができる。このため、広帯域特性を保ちつつ切欠分、面積を小さくすることができた。

請求項２記載の発明によれば、一対の切欠部が、三角形状又は四角形状になるような切欠部を設けることにより、広帯域特性を保ちつつ切欠分、面積を小さくすることができた。

請求項３記載の発明によれば、一対の第１切欠部が各々、長手方向側の端部から第２スリットの縁部に亘って第２スリットに近づくに従って第２端部から離れるように設けた第１切欠線と該第１切欠線の第２スリット側の端部から第２端部に亘って第２スリットに沿って設けられた第２切欠線との両切欠線に沿って切り欠いて設けることにより、広帯域特性を保ちつつ切欠分、面積を小さくすることができた。

請求項４記載の発明によれば、少なくとも第１切欠線、第２スリット、第１スリット、第２端部、長手方向側の端部の縁部を残して切り欠いた一対の第２切欠部を設けることにより、広帯域特性を保ちつつ切欠分、面積を小さくすることができた。

請求項５記載の発明によれば、金属板の長手方向の距離（ｌ）と、第１端部と第１スリットとの距離（Ｗ２）と、第２端部と第１スリットとの距離（Ｗ１）と、第１スリットの端部と金属板の長手方向に対向する一対の端部の各々との距離（ｅ）との比を、８８：３２〜４０：０〜８：０〜１６にすることにより、ＶＳＷＲ＜２となる比帯域が２０％以上となる広帯域のアンテナを得ることができる。

第１実施形態
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１実施形態における本発明のアンテナを示す図である。同図に示すように、アンテナは、長方形状の金属板１０から成っている。この金属板１０には、第１スリットＳＬ１と、第２スリットＳＬ２とが設けられている。第１スリットＳＬ１は、金属板１０の長手方向Ｙ１に沿って設けられている。第２スリットＳＬ２は、第１スリットＳＬ１の中央から金属板１０の第１端部Ｔ１まで短手方向Ｙ２に沿って延在して設けられている。また、２０は、給電器である。この給電器２０は、第１端部Ｔ１の第２スリットＳＬ２を挟んだ長手方向Ｙ１の一方側と他方側間に給電を行っている。

本発明者は、上記第１端部Ｔ１と第１スリットＳＬ１との距離Ｗ２が異なる複数のアンテナを作製して、そのアンテナのＶＳＷＲ＜２となる比帯域と、中心周波数ｆｃとを計測した。結果を図２に示す。なお、金属板１０の長手方向Ｙ１の距離ｌを８８ｍｍ、第２端部Ｔ２と第１スリットＳＬ１との距離Ｗ１を４ｍｍ、第１及び第２スリットＳＬ１、ＳＬ２の幅ｄを２ｍｍ、第１スリットＳＬ１の端部と金属板１０の長手方向Ｙ１に対向する一対の端部の各々との距離ｅを２ｍｍとし、アンテナインピーダンスを５０Ωとしている。また、比帯域は、下記の式（１）で求めることができる。

（ｆmax−ｆmin）／ｆｃ …（１）
（ｆmax：ＶＳＷＲ＜２となる周波数の最大値、ｆmin：ＶＳＷＲ＜２になる周波数の最大値、ｆｃ：ＶＳＷＲ＜２となる周波数域の中心）

図２に示すように、距離Ｗ２の変化に対して比帯域は急激に変化し、２８ｍｍ＜Ｗ２＜５５ｍｍ付近にピークをもち、最大で５０％以上が得られることが分かった。よって、２８ｍｍ＜Ｗ２＜４４ｍｍとすれば、２３％以上の比帯域を得ることができる。

また、本発明者は、距離ｅが異なる複数のアンテナを作製して、そのアンテナのＶＳＷＲ＜２となる比帯域と、中心周波数ｆｃとを計測した。結果を図３に示す。なお、距離ｌ＝８８ｍｍ、距離Ｗ１＝４ｍｍ、距離Ｗ２＝３２ｍｍ、幅ｄ＝２ｍｍとし、アンテナインピーダンスを５０Ωとしている。図３に示すように、距離ｅの変化に対しても比帯域は急激に変化し３２ｍｍ＜距離ｗ２＜４０ｍｍ、距離ｅ＜１６の範囲で２０％以上の比帯域が得られることがわかった。

また、本発明者は、幅ｄが異なる複数のアンテナを作製して、そのアンテナのＶＳＷＲ＜２となる比帯域と、中心周波数ｆｃとを計測した。結果を図４に示す。なお、距離ｌ＝８８ｍｍ、距離Ｗ１＝４ｍｍ、距離Ｗ２＝３２ｍｍ、距離ｅ＝２ｍｍとし、アンテナインピーダンスを５０Ωとしている。図４に示すように、幅ｄが変化に対しても比帯域はほとんど変化しないことが分かった。

また、本発明者は、距離Ｗ１が異なる複数のアンテナを作製して、そのアンテナのＶＳＷＲ＜２となる比帯域と、中心周波数ｆｃとを計測した。結果を図５に示す。なお、距離ｌ＝８８ｍｍ、距離Ｗ２＝３２ｍｍ、距離ｅ＝２ｍｍ、幅ｄ＝２ｍｍとし、５０Ωのインピーダンスで給電している。図５に示すように、距離Ｗ１による比帯域の変化は若干あるものの距離Ｗ２、ｅに比べると小さいことが分かった。

そこで、本発明者は、比帯域の特に影響の大きい距離Ｗ２、距離ｅが異なる複数のアンテナを作製して、そのアンテナのＶＳＷＲ＜２となる比帯域と、中心周波数ｆｃとを計測した。結果を図６に示す。なお、距離ｌ＝８８ｍｍ、距離Ｗ１＝４ｍｍ、幅ｄ＝２ｍｍとし、５０Ωのインピーダンスで給電している。図６に示すように、３２ｍｍ＜距離Ｗ２＜４０ｍｍ、距離ｅ＜１６ｍｍのとき、比帯域が２０％を超えることが分かった。また、距離ｅを大きくすると、距離Ｗ２も大きくなり、アンテナが大型化することが分かった。

次に、本発明者は、距離Ｗ１、Ｗ２が異なる複数のアンテナを作製して、そのアンテナのＶＳＷＲ＜２となる比帯域と、中心周波数ｆｃとを計測した。結果を図７〜図９に示す。なお、図７においては、距離ｌ＝８８ｍｍ、距離ｅ＝２ｍｍ、幅ｄ＝２ｍｍとし、図８においては、距離ｌ＝８８ｍｍ、距離ｅ＝８ｍｍ、幅ｄ＝２ｍｍとし、図９においては、距離ｌ＝８８ｍｍ、距離ｅ＝１６ｍｍ、幅ｄ＝２ｍｍとしている。図７〜図９に示すように、２８ｍｍ＜距離Ｗ２＜４８ｍｍ、距離Ｗ１＜１６ｍｍにすると比帯域２０％を超えることが分かった。また、Ｗ１＝１６ｍｍでも比帯域４０％を超える場合もあるが、距離Ｗ１の増大によりアンテナが大型化してしまうことが分かった。

以上から明らかなように、距離ｌ：距離Ｗ２：距離Ｗ１：距離ｅ＝８８：３２〜４０：０〜８：０〜１６となるようにアンテナを設ければ、アンテナインピーダンス５０Ωで比帯域２０％以上の広帯域を得ることができる。

第２実施形態
次に、本発明者らは距離ｌ：距離Ｗ２：距離Ｗ１：距離ｅ＝８８：３２〜４０：０〜８：０〜１６となるようにアンテナの一例として、距離ｌ＝８８ｍｍ、距離Ｗ２＝３２ｍｍ、距離Ｗ１＝４ｍｍ、幅ｄ＝２ｍｍ、距離ｅ＝２ｍｍのアンテナを作製してＶＳＷＲ−周波数特性の実測値、計算値を測定した。結果を図１０に示す。同図に示すように、実測値、計算値とも良く一致した。また、測定結果で１．１６〜２．０３ＧＨｚの広い範囲に渡り、ＶＳＷＲ＜２となった。比帯域を計算すると５４％となっている。

次に、本発明者らは、上記距離ｌ＝８８ｍｍ、距離Ｗ２＝３２ｍｍ、距離Ｗ１＝４ｍｍ、幅ｄ＝２ｍｍ、距離ｅ＝２ｍｍのアンテナを作製して、共振周波数２ＧＨｚ、１．３５ＧＨｚのそれぞれにおける金属板１０の各部に流れる電流の流れ、及び、強さを計測した。結果を、図１１に示す。図１１（Ａ）は２ＧＨｚのときの電流の流れ及び強さを示す図であり、図１１（Ｂ）は１．３５ＧＨｚのときの電流の流れ及び強さを示す図である。

図１１中、矢印が電流の向きを表し、背景色の濃淡が電流密度の強さ（濃いと弱く、薄いと強い）を表している。同図に示すように、金属板１０の第１端部Ｔ１側の長手方向Ｙ１に対向する一対の角部にはほとんど電流が流れていないことが分かった。

そこで、本発明者らは、図１２に示すように、上記距離ｌ＝８８ｍｍ、距離Ｗ２＝３２ｍｍ、距離Ｗ１＝４ｍｍ、幅ｄ＝２ｍｍ、距離ｅ＝２ｍｍのアンテナに、距離Ｗ３＝２ｍｍとなるように金属板の第１端部側の角部を三角形状に切り欠いた切欠部１１を設けたアンテナを作成し、ＶＳＷＲ−周波数特性の実測値、計算値を測定した。同図に示すように、切欠部１１を設けても２つの共振周波数を持つ広帯域特性が得られることが分かった。よって、計算値においては、１．４７ＧＨｚ〜２．２７ＧＨｚの帯域でＶＳＷＲ＜２となり、比帯域も４３％と広帯域にできることが分かった。

また、図１に示す構成のアンテナの面積は（４＋２＋３２）×８８＝３３４４［ｍｍ^２］であったが、図１２に示す構成のアンテナの面積は（３＋２＋２８＋３＋２＋２）／２×８８＝１７６０［ｍｍ^２］となり、図１に示す構成のアンテナ面積の５３％に小型化することができた。また、図１に示す構成のアンテナの中心周波数は１．６９ＧＨｚであったのに対して図１２に示す構成のアンテナの中心周波数は１．８７ＧＨｚと約１０％増加している。一般的に、アンテナの中心周波数は面積の平方根に反比例して増加するので、それを考慮すると、面積は図１に示す構成のアンテナ面積の６５％に減少したことになる。

即ち、上述した第２実施形態のアンテナによれば、金属板１０の第１端部Ｔ１側の角部を三角形状に切り欠いた切欠部１１を設けても２つの共振周波数を持たせることができ、広帯域特性を保ちつつ切欠分、面積を小さくすることができた。

第３実施形態
また、本発明者らは、図１４に示すように、上記距離ｌ＝８８ｍｍ、距離Ｗ２＝３２ｍｍ、距離Ｗ１＝４ｍｍ、幅ｄ＝２ｍｍ、距離ｅ＝２ｍｍのアンテナに、距離Ｃ＝５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍとなるように金属板１０の第１端部Ｔ１側の角部を長方形状に切り欠いた切欠部１１を設けたアンテナを作成し、ＶＳＷＲ−周波数特性の実測値、計算値を測定した。同図に示すように、切欠部１１を設けても２つの共振周波数を持つ広帯域特性が得られることが分かった。

また、計算値において距離Ｃ＝２０ｍｍの場合は、１．３１ＧＨｚ〜２．１６ＧＨｚの帯域でＶＳＷＲ＜２となり、比帯域を４９％と広帯域にできることが分かった。距離Ｃ＝１５ｍｍの場合は、１．３４ＧＨｚ〜２．１７ＧＨｚの帯域でＶＳＷＲ＜２となり、比帯域を４７％と広帯域にできることが分かった。距離Ｃ＝１０ｍｍ以下でも、２つの共振周波数を持つという特性は得ることができた。

また、距離Ｃ＝２０ｍｍの場合の面積は３３４４−２×（４４−２０）＝２７６８［ｍｍ^２］（図１に示す構成のアンテナ面積の８３％に小型化）、距離Ｃ１５ｍｍの場合の面積は３３４４−２×（４４−１５）×（３５−１５）＝２３５８［ｍｍ^２］（図１に示す構成のアンテナ面積の７０％に小型化）となる。

また、図１に示す構成のアンテナの中心周波数は１．６９ＧＨｚであったのに対して図１４に示す構成のアンテナの中心周波数は１．７４ＧＨｚ（距離Ｃ＝２０ｍｍ）、１．７６ＧＨｚ（距離Ｃ＝１５ｍｍ）と約３％、約４％増加している。また、一般的に、アンテナの中心周波数は面積の平方根に反比例して増加するので、それを考慮すると、面積は図１に示す構成のアンテナ面積の約８７％、約７７％に減少したことになる。

即ち、上述した第３実施形態のアンテナによれば、金属板１０の第１端部Ｔ１側の角部を四角形状に切り欠いた切欠部１１を設けても２つの共振周波数を持たせることができ、広帯域特性を保ちつつ切欠分、面積を小さくすることができた。

なお、上述した第２及び第３実施形態によれば、切欠部が三角形状か四角形状になるように設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。角部を切り欠いた形状であればどんな形状であってもよい。

また、上述した第２及び第３実施形態によれば、上記距離ｌ＝８８ｍｍ、距離Ｗ２＝３２ｍｍ、距離Ｗ１＝４ｍｍ、距離ｅ＝２ｍｍのアンテナに切欠部１１を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。図１０に示すように、２共振特性を持つアンテナであれば、どんなアンテナであってもよい。

また、上述した第２及び第３実施形態によれば、三角形状、四角形状の切欠部１１を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。切欠部１１としては、金属板１０の第１端部Ｔ１側の角部を切り欠いていれば、どんな形状であってもよい。

第４実施形態
次に、本発明者らは、図１に示すように、ガラス厚＝５ｍｍ、誘電率（εｒ）＝７．０のガラス上に、距離ｌ＝１８６ｍｍ、距離Ｗ２＝６５ｍｍ、距離Ｗ１＝２ｍｍ、幅ｄ＝４ｍｍ、ｅ＝６５ｍｍのアンテナを搭載して、その周波数に対するＶＳＷＲを計測及びシミュレーションにより求めた。結果を、図１６に示す。同図に示すように、２つの共振周波数（５２０ＭＨｚ、７２０ＭＨｚ）を持つことにより広帯域特性が実現されている（ＶＳＷＲ＜２で比帯域５５％）。

次に、本発明者らは、ガラス厚＝５ｍｍ、誘電率（εｒ）＝７．０のガラス上に、距離ｌ＝１８６ｍｍ、距離Ｗ２＝６５ｍｍ、距離Ｗ１＝２ｍｍ、幅ｄ＝４ｍｍ、ｅ＝６５ｍｍのアンテナを搭載して、共振周波数５２０ＭＨｚ、７２０ＭＨｚのそれぞれにおける金属板１０の各部に流れる電流の強さをシミュレーションにより求めた。結果を、図１７に示す。図１７（Ａ）は、５２０ＭＨｚのときの電流の強さを示す図であり、図１７（Ｂ）は、７２０ＭＨｚのときの電流の強さを示す図である。

図１７中、背景色の濃淡が電流密度の強さ（薄いと弱く、濃いと強い）を表している。同図に示すように、ガラス上に搭載した場合も同様に、金属板１０の第１端部Ｔ１側の長手方向Ｙ１に対向する一対の角部にはほとんど電流が流れていないことが分かった。

そこで、本発明者らは、図１８に示すように、長手方向Ｙ１の端部から第２スリットＳＬ２の縁部に亘って第２スリットＳＬ２に近づくに従って第２端部Ｔ２から離れるように設けた第１切欠線Ｌ１と第１切欠線Ｌ１の第２スリットＳＬ２側の端部から第１端部に亘って第２スリットＳＬ２に沿って設けられた第２切欠線Ｌ２との両切欠線に沿って一対の角部を切り欠いた切欠部１１を設けたアンテナを作製し、ＶＳＷＲ−周波数特性をシミュレーションにより求めた。結果を、図１９中の黒塗りダイヤ形で示す。なお、第２スリットＳＬ２の端部の厚さＣ＝５ｍｍ、第２切欠線Ｌ２の長さｔ＝３５ｍｍとなるように切り欠いている。同図に示すように、図１９に示すような切欠部１１を設けても２つの共振周波数を持つ。また、約４８０ＭＨｚ〜８２０ＭＨｚにおいてＶＳＷＲ＜２．５となり（比帯域５２％）、小型化しても広帯域特性が得られることが分かった。

また、図１に示す構成のアンテナの面積は、（２＋４＋６５）×１８６＝１３２０６［ｍｍ^２］であったが、図１８に示す構成のアンテナの面積は１３２０６−（（６５＋３５）×８６／２）×２＝４６０６［ｍｍ^２］となり、図１に示す構成のアンテナ面積の３５％に小型化することができた。

第５実施形態
次に、本発明者らは、ガラス厚＝５ｍｍ、誘電率（εｒ）＝７．０のガラス上に、図１８に示すアンテナを搭載して、共振周波数５２０ＭＨｚ、７２０ＭＨｚのそれぞれにおけいて、供給電流の位相を０°、３０°、６０°、９０°、１２０°、１５０°と変えたときの金属板１０の各部に流れる電流の流れ、及び、強さを計測した。結果を、図２０及び図２１に示す。また、図２３は、図２０及び図２１に示す電流の流れの特徴部分を示した図である。

図２０〜図２２に示すように、第１スリットＳＬ１と長手方向Ｙ１の両端との間には、短手方向Ｙ２に沿った方向に電流が流れておらず、長手方向Ｙ１に沿った方向の電流しか流れていないことが分かった。また、図２０〜図２２に示すように、金属板１０には、第１スリットＳＬ１に沿った方向の電流、第１切欠線Ｌ１に沿った方向の電流、第２スリットＳＬ２に沿った方向の電流が流れていることが分かった。

そこで、本発明者らは、金属板１０の第２スリットＳＬ２を中心とした長手方向Ｙ１の両側に設けられた第１切欠線Ｌ１、第２スリットＳＬ２、第１スリットＳＬ１、第２端部Ｔ２、長手方向Ｙ１側の端部に囲まれた領域Ａ（図１８参照）を、少なくとも該領域Ａの縁部を残して切り欠いても２共振特性の劣化は少ないのではないかと考えた。

まず、本発明者らは、図２３に示すように、領域Ａのうち第１スリットＳＬ１と金属板１０の長手方向Ｙ１の両端との間を切り欠いたアンテナ、即ち、切欠部１２（＝第２切欠部）を設けたアンテナを作製して、そのアンテナをガラス厚＝５ｍｍ、誘電率（εｒ）＝７．０のガラス上に搭載した状態で、ＶＳＷＲ−周波数特性をシミュレーションにより求めた。結果を、図１９の白抜きの四角で示す。同図に示すように、切欠部１２を設けてもＶＳＷＲ−周波数特性は図１８のアンテナとほとんど変わらずに、２つの共振周波数を持ち、ＶＳＷＲ＜２．５とすると帯域は約４８０ＭＨｚ〜８２０ＭＨｚとなり（比帯域５２％）、小型化しても広帯域特性が得られることが分かった。

そこで、本発明者らは、図２４に示すように、さらに切欠部１３（＝第２切欠部）を設けたアンテナを作製して、そのアンテナをガラス厚＝５ｍｍ、誘電率（εｒ）＝７．０のガラス上に搭載した状態で、ＶＳＷＲ−周波数特性をシミュレーションにより求めた。結果を、図１９の白抜きの三角で示す。同図に示すように、切欠部１３を設けても２つの共振周波数を持ち、ＶＳＷＲ＜２．５とすると帯域は約４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚとなり（比帯域４８％）、小型化しても広帯域特性が得られることが分かった。

さらに、本発明者らは、図２５に示すように、切欠部１２と切欠部１３とを繋げた切欠部１４（＝第２切欠部）、即ち領域Ａの縁部のみを残して切り欠いた切欠部１４を設けたアンテナを作製して、そのアンテナをガラス厚＝５ｍｍ、誘電率（εｒ）＝７．０のガラス上に搭載した状態で、ＶＳＷＲ−周波数特性をシミュレーションにより求めた。結果を、図１９の白抜きの丸で示す。同図に示すように、切欠部１４を設けてもＶＳＷＲ−周波数特性は図２５のアンテナとほとんど変わらずに、２つの共振周波数を持ち、ＶＳＷＲ＜２．５とすると帯域は約４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚとなり（比帯域４８％）、小型化しても広帯域特性が得られることが分かった。

上述した図２５に示すアンテナを車両のガラス上に搭載するアンテナに用いれば、線上構造に近い形と成っているため良好な視界を得ることができる。

また、上述した広帯域アンテナの放射特性は、使用帯域においてダイポールアンテナと同等の特性を示すことをシミュレーションで確認している。その利得はガラスなしのアンテナについては約２ｄＢｉ、ガラス上のアンテナにおいては４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚにおいて０．５ｄＢｉ以上となり、良好なアンテナとして動作することが確認できた。

なお、上述した第５実施形態では、図２３〜図２５に示すような切欠部１２〜１４を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。領域Ａ内の少なくとも縁部を残して切り欠いた切欠部であればどんな形状であってもよい。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

第１実施形態における本発明のアンテナの一実施の形態を示す斜視図である。図１に示すアンテナの距離Ｗ２と比帯域及び中心周波数との関係を示すグラフである。図１に示すアンテナの距離ｅと比帯域及び中心周波数との関係を示すグラフである。図１に示すアンテナの幅ｄと比帯域及び中心周波数との関係を示すグラフである。図１に示すアンテナの距離Ｗ１と比帯域及び中心周波数との関係を示すグラフである。図１に示すアンテナの距離Ｗ２及びｅと比帯域との関係を示すグラフである。図１に示すアンテナにおいて距離ｅ＝２ｍｍのときの距離Ｗ２及びＷ１と比帯域との関係を示すグラフである。図１に示すアンテナにおいて距離ｅ＝８ｍｍのときの距離Ｗ２及びＷ１と比帯域との関係を示すグラフである。図１に示すアンテナにおいて距離ｅ＝１６ｍｍのときの距離Ｗ２及びＷ１と比帯域との関係を示すグラフである。距離ｌ＝８８ｍｍ、距離Ｗ２＝３２ｍｍ、距離Ｗ１＝４ｍｍ、距離ｅ＝ｍｍのアンテナを作成してＶＳＷＲ−周波数特性の実測値、計算値を測定した結果を示すグラフである。上記距離ｌ＝８８ｍｍ、距離Ｗ２＝３２ｍｍ、距離Ｗ１＝４ｍｍ、幅ｄ＝２ｍｍ、距離ｅ＝２ｍｍのアンテナを作製して、共振周波数２ＧＨｚ、１．３５ＧＨｚのそれぞれにおける金属板１０の各部に流れる電流の流れ、及び、強さを計測した結果を示す図である。第２実施形態における本発明のアンテナの一実施の形態を示す斜視図である。図１２に示すアンテナのＶＳＷＲ−周波数特性を示すグラフである。第３実施形態における本発明のアンテナの一実施の形態を示す斜視図である。図１４に示すアンテナのＶＳＷＲ−周波数特性を示すグラフである。ガラス厚＝５ｍｍ、誘電率（εｒ）＝７．０のガラス上に距離ｌ＝１８６ｍｍ、距離Ｗ２＝６５ｍｍ、距離Ｗ１＝２ｍｍ、幅ｄ＝４ｍｍ、ｅ＝６５ｍｍの図１に示すアンテナを搭載して、その周波数に対するＶＳＷＲを計測した結果を示す図である。ガラス厚＝５ｍｍ、誘電率（εｒ）＝７．０のガラス上に距離ｌ＝１８６ｍｍ、距離Ｗ２＝６５ｍｍ、距離Ｗ１＝２ｍｍ、幅ｄ＝４ｍｍ、ｅ＝６５ｍｍの図１に示すアンテナを搭載して、共振周波数５２０ＭＨｚ、７２０ＭＨｚのそれぞれにおける金属板の各部に流れる電流の強さを計測した結果を示す図である。第４実施形態における本発明のアンテナの一実施の形態を示す斜視図である。図１８、図２３〜図２５に示すアンテナのＶＳＷＲ−周波数特性を示すグラフである。図１８に示すアンテナを作製して、共振周波数５２０ＭＨｚで供給電流の位相を０°、３０°、６０°、９０°、１２０°、１５０°と変えたときの金属板の各部に流れる電流の流れ、及び、強さを計測した結果を示す図である。図１８に示すアンテナを作製して、共振周波数７２０ＭＨｚで供給電流の位相を０°、３０°、６０°、９０°、１２０°、１５０°と変えたときの金属板の各部に流れる電流の流れ、及び、強さを計測した結果を示す図である。図２０及び図２１に示す電流の流れの特徴部分を示した図である。第５実施形態における本発明のアンテナの一実施の形態を示す図である。第５実施形態における本発明のアンテナの一実施の形態を示す図である。第５実施形態における本発明のアンテナの一実施の形態を示す図である。従来のアンテナのＶＳＷＲ−周波数特性を示すグラフである。

符号の説明

１０金属板
１１切欠部
Ａ領域
Ｌ１第１切欠線
Ｌ２第２切欠線
ＳＬ１第１スリット
ＳＬ２第２スリット
Ｔ１第１端部
Ｔ２第２端部
Ｙ１長手方向
Ｙ２短手方向

Claims

長方形状の金属板と、前記金属板の長手方向に沿って設けられた第１スリットと、前記第１スリットの中央から前記金属板の第１端部まで前記金属板の短手方向に沿って延在して設けられた第２スリットとを設けて、２つの共振周波数を持つように、前記第１端部と前記第１スリットとの距離を前記金属板の前記第１端部と対向する第２端部と前記第１スリットとの距離よりも大きくして設けたアンテナにおいて、
前記金属板の前記第１端部側において前記長手方向に対向する一対の角部を切り欠いた一対の第１切欠部を設けたことを特徴とするアンテナ。
前記一対の第１切欠部が各々、三角形状又は四角形状になるように切り欠かれていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
ガラス上に搭載されたアンテナであって、
前記一対の第１切欠部が各々、前記長手方向側の端部から前記第２スリットの縁部に亘って前記第２スリットに近づくに従って前記第２端部から離れるように設けた第１切欠線と該第１切欠線の前記第２スリット側の端部から前記第１端部に亘って前記第２スリットに沿って設けられた第２切欠線との両切欠線に沿って切り欠いて設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
前記金属板の前記第２スリットを中心とした前記長手方向の両側に設けられた前記第１切欠線、前記第２スリット、前記第１スリット、前記第２端部、前記長手方向側の端部に囲まれた領域を、少なくとも該領域の縁部を残して切り欠いた一対の第２切欠部を設けたことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ。
長方形状の金属板と、前記金属板の長手方向に沿って設けられた第１スリットと、前記第１スリットの中央から前記金属板の第１端部まで前記金属板の短手方向に沿って延在して設けられた第２スリットとを設けたアンテナにおいて、
前記金属板の長手方向の距離（ｌ）と、前記第１端部と前記第１スリットとの距離（Ｗ２）と、前記第１端部と対向する第２端部と前記第１スリットとの距離（Ｗ１）と、前記第１スリットの端部と前記金属板の長手方向に対向する一対の端部の各々との距離（ｅ）との比が、８８：３２〜４０：０〜８：０〜１６になるように設けられていることを特徴とするアンテナ。