JP3652531B2 - スロットアンテナ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スロットより電波を放射するスロットアンテナに係り、特に、無指向性のスロットアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来のスロットアンテナの構造を示したものである。即ち、スロットアンテナは、長方形の地板１１に細長いスロット１２を設け、このスロット１２を挟む長辺に電源１３を接続したものである。このようにスロット１２の間隔が狭い辺間に給電を行うと、スロット１２に電界と磁界とが生じる。スロット１２の長さを使用波長の１／２に形成しておくと、共振が起こり、半波長ダイポールアンテナの中央部に給電した場合と等価な電波放射を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスロットアンテナは、図８に示されるように、スロット１２の片面側に誘起又は給電された電流がスロット１２の反対面にも同じ方向に流れ、電界１４ａ，１４ｂが地板１１の両面において同方向に発生する。これらの電界１４ａ，１４ｂは、地板１１の端方向の空間では互いに反対方向になって打ち消し合い、これによって電界のヌル点が発生する。従って、従来のスロットアンテナの指向特性は、図９に示されるように、有指向性であり、無指向性のスロットアンテナは実現不可能であった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、無指向性のスロットアンテナを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、中空の直方体の互いに向き合う２つの面にそれぞれスロットを設け、前記直方体の内部に前記２面間を部分的に遮断する少なくとも１枚の仕切り板を設けることにより、前記直方体の内部に折れ曲がった経路を形成して前記２面間の経路の長さを電気長約１／２波長とし、前記２つのスロットのいずれか一方のみに給電するものである。
【０００６】
前記仕切り板を前記２面に対して平行に配置してもよい。
【０００７】
前記スロットを前記面の辺に接して設けてもよい。
【０００８】
前記直方体の面に突起を設けてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１２】
図１（ａ）に示されるように、本発明に係るスロットアンテナは、導電性を有する板１により６つの面２を形成した直方体３を設け、この直方体３の任意の面２にスロット４を設け、その面の対向面２にもスロット４を設け、直方体３の内部には仕切り板５を設けたものである。スロット４を設けた面をスロット面と呼ぶことにする。図１（ｂ）には、スロット面２ａ，２ｂ、スロット４ａ，４ｂ、３枚の仕切り板５ａ，５ｂ，５ｃが示されている。
【００１３】
各仕切り板５ａ，５ｂ，５ｃは、２つのスロット面２ａ，２ｂ間を完全に遮断することがないように、穴（隙間）６ａ，６ｂ，６ｃを有する。この穴６により仕切り板５の片面側から反対面側に電波が伝搬可能である。ここでは、仕切り板５の片端が直方体３に内接し、その仕切り板５の反対端側に穴６が形成されている。各仕切り板５ａ，５ｂ，５ｃは、それぞれの穴６ａ，６ｂ，６ｃが一直線に連続しないように互い違いに配置されている。また、ここでは、仕切り板５は、スロット面２ａ，２ｂに対して平行に配置されている。
【００１４】
図２に示されるように、穴６ａ，６ｂ，６ｃが一直線に連続しないように仕切り板５ａ，５ｂ，５ｃが互い違いに配置されているため、直方体３の内部には折れ曲った経路７が形成される。スロット面２ａ，２ｂ間の経路７の長さは電気長約１／２波長に形成されている。
【００１５】
このスロットアンテナの動作を説明する。
【００１６】
図示されない給電線より給電信号がスロット４ａに給電されると、このスロット４ａより電波が放射される。この電波は、直方体３の外部と内部とに向けてそれぞれ放射される。直方体３の内部に向けて放射された電波は、各仕切り板５ａ，５ｂ，５ｃに規制されて各穴６ａ，６ｂ，６ｃより迂回する経路７を経由して伝搬する。この経路７により電気長約１／２波長を伝搬した電波がスロット４ｂに到達し、スロット４ｂより直方体３の外部に向けて放射される。スロット４ａより直方体３の外部に放射される電波と、スロット４ｂより直方体３の外部に向けて放射される電波とでは位相が１８０度異なり、電界８ａ，８ｂの向きは同じである。電界８ａ，８ｂは打ち消し合うことがないので、電界のヌル点が発生しない。これにより、図３に示されるように、良好な無指向性を得ることができる。また、仕切り板５ａ，５ｂ，５ｃが平行に配置されているので、不要反射が少なく、より良好な無指向性を得ることができる。
【００１７】
本発明の他の実施形態を説明する。
【００１８】
図４（ａ）に示されるように、仕切り板５を１枚だけ設けてもよい。
【００１９】
図４（ｂ）に示されるように、仕切り板５ａ〜５ｎ（ｎは任意の整数）を互い違いに設けてもよい。電波の経路７は、仕切り板５の枚数が多いほど多く折り返されるので、スロット面２ａ，２ｂ間の直線距離が同じの場合、仕切り板５の枚数が多いほど経路７の長さが長くなる。スロット面２ａ，２ｂ間の経路７の長さは電気長約１／２波長であればよいので、仕切り板５の枚数が多いほどスロット面２ａ，２ｂ間の直線距離或いは他の面間距離を短くすることができる。即ち、直方体３の径を小さくすることができる。
【００２０】
次に、図５（ａ）〜図５（ｆ）のスロットアンテナは、いずれも直方体３の面２に任意形状の突起９（９ａ〜９ｎ）を設けたものである。図５（ａ）に示されるように、突起９ａ，９ｂは、板状に形成され、直方体３の外側に設けられている。これらの突起９ａ，９ｂはスロット面２ａ，２ｂの中間に、スロット面２ａ，２ｂに対して平行に配置されている。
【００２１】
図５（ｂ）に示されるように、突起９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆは、板状に形成され、直方体３の外側に稜線より放射状に配置されている。
【００２２】
図５（ｃ）に示されるように、突起９ｇ，９ｈは直方体３の外側に断面台形状の立体として設けられている。
【００２３】
図５（ｄ）に示されるように、突起９ｉ，９ｊは、板状に形成され、直方体３の外側に稜線より直方体３の面２に対して平行に配置されている。
【００２４】
図５（ｅ）に示されるように、突起９ｋ，９ｌは、板状に形成され、直方体３の内側の隅部を区画するように配置されている。また、突起９ｍ，９ｎは、板状に形成され、スロット４ａ，４ｂの辺に接し、スロット面２ａ，２ｂに対して傾斜させて直方体３の内側に配置されている。図５（ｆ）は、突起９ｍ，９ｎを設けずに、突起９ｋ，９ｌを設けたものである。
【００２５】
図５（ａ）〜図５（ｆ）のスロットアンテナの基本的な動作は、いずれも図２で説明した動作と同じであるが、直方体３の面２の外側又は内側に突起９を設けたことにより、直方体３の表面を流れる電流の流れ方を調整することができ、これによってスロットアンテナの広帯域化を図ることができる。
【００２６】
次に、図６のスロットアンテナは、スロット４を直方体３の任意の面２の辺にに接するよう、言い換えるとスロット面の任意の辺に接して配置したものである。即ち、スロット４の一方の長辺が直方体３の稜線に重なっている。
【００２７】
図６のスロットアンテナの基本的な動作は、図２で説明した動作と同じであるが、スロット４をスロット面の辺に接して配置したことにより、経路７にならない内部空間が削減され、それだけ直方体３の径を小さくすることができる。
【００２８】
なお、図２の動作説明では、スロット４ａのみに給電信号を給電するものとしたが、スロット４ａ，４ｂのそれぞれに給電信号を給電し、これらの給電信号が互いに１８０度の位相差を持つように分配器、給電線等を用いて調整してもよい。それぞれの給電信号による直方体３の内部に向かう電波は反対側のスロットから直方体３の外部に放射されるときに位相が１８０度反転しているので、反対側の給電信号による電波と強調し合うことになる。また、仕切り板５間に挟まれた経路７を伝搬することが不可能な波長の電波を使用する場合に、２つのスロット４ａ，４ｂより電界が同方向の電波を放射することができる。従って、より広帯域にわたり無指向性を得ることができる。
【００２９】
また、経路７の長さを電気長約１／２波長に形成するものとしたが、各部の寸法を変更して経路７の長さを任意長に形成してもよい。これにより、無指向性以外の任意の指向性を得ることができる。
【００３０】
本発明に係るスロットアンテナをスロット４が上下方向に長く延びるよう配置することで、水平面内において無指向性を得ることができる。
【００３１】
本発明に係るスロットアンテナは、中空の直方体を用いてなるので軽量、細径に構成することができる。
【００３２】
また、本発明に係るスロットアンテナを多段に配置することで、高利得化を図ることも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００３４】
（１）２つの面のスロットから逆方向に放射される電波が逆位相となるので、打ち消し合いがなくなり、無指向性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すスロットアンテナの図であり、図１（ａ）は外観斜視図、図１（ｂ）は破断斜視図である。
【図２】図１のスロットアンテナの断面図である。
【図３】図１のスロットアンテナの指向特性図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテナの断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテナの断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテナの外観斜視図である。
【図７】従来のスロットアンテナの正面図である。
【図８】図７のスロットアンテナによる電界を示す断面図である。
【図９】図７のスロットアンテナの指向特性図である。
【符号の説明】
２ 面
３ 直方体
４ スロット
５ 仕切り板
７ 経路
【発明の属する技術分野】
本発明は、スロットより電波を放射するスロットアンテナに係り、特に、無指向性のスロットアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来のスロットアンテナの構造を示したものである。即ち、スロットアンテナは、長方形の地板１１に細長いスロット１２を設け、このスロット１２を挟む長辺に電源１３を接続したものである。このようにスロット１２の間隔が狭い辺間に給電を行うと、スロット１２に電界と磁界とが生じる。スロット１２の長さを使用波長の１／２に形成しておくと、共振が起こり、半波長ダイポールアンテナの中央部に給電した場合と等価な電波放射を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスロットアンテナは、図８に示されるように、スロット１２の片面側に誘起又は給電された電流がスロット１２の反対面にも同じ方向に流れ、電界１４ａ，１４ｂが地板１１の両面において同方向に発生する。これらの電界１４ａ，１４ｂは、地板１１の端方向の空間では互いに反対方向になって打ち消し合い、これによって電界のヌル点が発生する。従って、従来のスロットアンテナの指向特性は、図９に示されるように、有指向性であり、無指向性のスロットアンテナは実現不可能であった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、無指向性のスロットアンテナを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、中空の直方体の互いに向き合う２つの面にそれぞれスロットを設け、前記直方体の内部に前記２面間を部分的に遮断する少なくとも１枚の仕切り板を設けることにより、前記直方体の内部に折れ曲がった経路を形成して前記２面間の経路の長さを電気長約１／２波長とし、前記２つのスロットのいずれか一方のみに給電するものである。
【０００６】
前記仕切り板を前記２面に対して平行に配置してもよい。
【０００７】
前記スロットを前記面の辺に接して設けてもよい。
【０００８】
前記直方体の面に突起を設けてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１２】
図１（ａ）に示されるように、本発明に係るスロットアンテナは、導電性を有する板１により６つの面２を形成した直方体３を設け、この直方体３の任意の面２にスロット４を設け、その面の対向面２にもスロット４を設け、直方体３の内部には仕切り板５を設けたものである。スロット４を設けた面をスロット面と呼ぶことにする。図１（ｂ）には、スロット面２ａ，２ｂ、スロット４ａ，４ｂ、３枚の仕切り板５ａ，５ｂ，５ｃが示されている。
【００１３】
各仕切り板５ａ，５ｂ，５ｃは、２つのスロット面２ａ，２ｂ間を完全に遮断することがないように、穴（隙間）６ａ，６ｂ，６ｃを有する。この穴６により仕切り板５の片面側から反対面側に電波が伝搬可能である。ここでは、仕切り板５の片端が直方体３に内接し、その仕切り板５の反対端側に穴６が形成されている。各仕切り板５ａ，５ｂ，５ｃは、それぞれの穴６ａ，６ｂ，６ｃが一直線に連続しないように互い違いに配置されている。また、ここでは、仕切り板５は、スロット面２ａ，２ｂに対して平行に配置されている。
【００１４】
図２に示されるように、穴６ａ，６ｂ，６ｃが一直線に連続しないように仕切り板５ａ，５ｂ，５ｃが互い違いに配置されているため、直方体３の内部には折れ曲った経路７が形成される。スロット面２ａ，２ｂ間の経路７の長さは電気長約１／２波長に形成されている。
【００１５】
このスロットアンテナの動作を説明する。
【００１６】
図示されない給電線より給電信号がスロット４ａに給電されると、このスロット４ａより電波が放射される。この電波は、直方体３の外部と内部とに向けてそれぞれ放射される。直方体３の内部に向けて放射された電波は、各仕切り板５ａ，５ｂ，５ｃに規制されて各穴６ａ，６ｂ，６ｃより迂回する経路７を経由して伝搬する。この経路７により電気長約１／２波長を伝搬した電波がスロット４ｂに到達し、スロット４ｂより直方体３の外部に向けて放射される。スロット４ａより直方体３の外部に放射される電波と、スロット４ｂより直方体３の外部に向けて放射される電波とでは位相が１８０度異なり、電界８ａ，８ｂの向きは同じである。電界８ａ，８ｂは打ち消し合うことがないので、電界のヌル点が発生しない。これにより、図３に示されるように、良好な無指向性を得ることができる。また、仕切り板５ａ，５ｂ，５ｃが平行に配置されているので、不要反射が少なく、より良好な無指向性を得ることができる。
【００１７】
本発明の他の実施形態を説明する。
【００１８】
図４（ａ）に示されるように、仕切り板５を１枚だけ設けてもよい。
【００１９】
図４（ｂ）に示されるように、仕切り板５ａ〜５ｎ（ｎは任意の整数）を互い違いに設けてもよい。電波の経路７は、仕切り板５の枚数が多いほど多く折り返されるので、スロット面２ａ，２ｂ間の直線距離が同じの場合、仕切り板５の枚数が多いほど経路７の長さが長くなる。スロット面２ａ，２ｂ間の経路７の長さは電気長約１／２波長であればよいので、仕切り板５の枚数が多いほどスロット面２ａ，２ｂ間の直線距離或いは他の面間距離を短くすることができる。即ち、直方体３の径を小さくすることができる。
【００２０】
次に、図５（ａ）〜図５（ｆ）のスロットアンテナは、いずれも直方体３の面２に任意形状の突起９（９ａ〜９ｎ）を設けたものである。図５（ａ）に示されるように、突起９ａ，９ｂは、板状に形成され、直方体３の外側に設けられている。これらの突起９ａ，９ｂはスロット面２ａ，２ｂの中間に、スロット面２ａ，２ｂに対して平行に配置されている。
【００２１】
図５（ｂ）に示されるように、突起９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆは、板状に形成され、直方体３の外側に稜線より放射状に配置されている。
【００２２】
図５（ｃ）に示されるように、突起９ｇ，９ｈは直方体３の外側に断面台形状の立体として設けられている。
【００２３】
図５（ｄ）に示されるように、突起９ｉ，９ｊは、板状に形成され、直方体３の外側に稜線より直方体３の面２に対して平行に配置されている。
【００２４】
図５（ｅ）に示されるように、突起９ｋ，９ｌは、板状に形成され、直方体３の内側の隅部を区画するように配置されている。また、突起９ｍ，９ｎは、板状に形成され、スロット４ａ，４ｂの辺に接し、スロット面２ａ，２ｂに対して傾斜させて直方体３の内側に配置されている。図５（ｆ）は、突起９ｍ，９ｎを設けずに、突起９ｋ，９ｌを設けたものである。
【００２５】
図５（ａ）〜図５（ｆ）のスロットアンテナの基本的な動作は、いずれも図２で説明した動作と同じであるが、直方体３の面２の外側又は内側に突起９を設けたことにより、直方体３の表面を流れる電流の流れ方を調整することができ、これによってスロットアンテナの広帯域化を図ることができる。
【００２６】
次に、図６のスロットアンテナは、スロット４を直方体３の任意の面２の辺にに接するよう、言い換えるとスロット面の任意の辺に接して配置したものである。即ち、スロット４の一方の長辺が直方体３の稜線に重なっている。
【００２７】
図６のスロットアンテナの基本的な動作は、図２で説明した動作と同じであるが、スロット４をスロット面の辺に接して配置したことにより、経路７にならない内部空間が削減され、それだけ直方体３の径を小さくすることができる。
【００２８】
なお、図２の動作説明では、スロット４ａのみに給電信号を給電するものとしたが、スロット４ａ，４ｂのそれぞれに給電信号を給電し、これらの給電信号が互いに１８０度の位相差を持つように分配器、給電線等を用いて調整してもよい。それぞれの給電信号による直方体３の内部に向かう電波は反対側のスロットから直方体３の外部に放射されるときに位相が１８０度反転しているので、反対側の給電信号による電波と強調し合うことになる。また、仕切り板５間に挟まれた経路７を伝搬することが不可能な波長の電波を使用する場合に、２つのスロット４ａ，４ｂより電界が同方向の電波を放射することができる。従って、より広帯域にわたり無指向性を得ることができる。
【００２９】
また、経路７の長さを電気長約１／２波長に形成するものとしたが、各部の寸法を変更して経路７の長さを任意長に形成してもよい。これにより、無指向性以外の任意の指向性を得ることができる。
【００３０】
本発明に係るスロットアンテナをスロット４が上下方向に長く延びるよう配置することで、水平面内において無指向性を得ることができる。
【００３１】
本発明に係るスロットアンテナは、中空の直方体を用いてなるので軽量、細径に構成することができる。
【００３２】
また、本発明に係るスロットアンテナを多段に配置することで、高利得化を図ることも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００３４】
（１）２つの面のスロットから逆方向に放射される電波が逆位相となるので、打ち消し合いがなくなり、無指向性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すスロットアンテナの図であり、図１（ａ）は外観斜視図、図１（ｂ）は破断斜視図である。
【図２】図１のスロットアンテナの断面図である。
【図３】図１のスロットアンテナの指向特性図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテナの断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテナの断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテナの外観斜視図である。
【図７】従来のスロットアンテナの正面図である。
【図８】図７のスロットアンテナによる電界を示す断面図である。
【図９】図７のスロットアンテナの指向特性図である。
【符号の説明】
２ 面
３ 直方体
４ スロット
５ 仕切り板
７ 経路
Claims (4)
- 中空の直方体の互いに向き合う２つの面にそれぞれスロットを設け、前記直方体の内部に前記２面間を部分的に遮断する少なくとも１枚の仕切り板を設けることにより、前記直方体の内部に折れ曲がった経路を形成して前記２面間の経路の長さを電気長約１／２波長とし、前記２つのスロットのいずれか一方のみに給電することを特徴とするスロットアンテナ。
- 前記仕切り板を前記２面に対して平行に配置したことを特徴とする請求項１記載のスロットアンテナ。
- 前記スロットを前記面の辺に接して設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のスロットアンテナ。
- 前記直方体の面に突起を設けたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のスロットアンテナ。
Priority Applications (1)
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| JP33599198A JP3652531B2 (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | スロットアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33599198A JP3652531B2 (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | スロットアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000165136A JP2000165136A (ja) | 2000-06-16 |
| JP3652531B2 true JP3652531B2 (ja) | 2005-05-25 |
Family
ID=18294580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33599198A Expired - Fee Related JP3652531B2 (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | スロットアンテナ |
Country Status (1)
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Families Citing this family (2)
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| JP2014127751A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Smart:Kk | アンテナ、通信管理システム及び通信システム |
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| FR2691840B1 (fr) * | 1992-05-26 | 1994-08-26 | Thomson Csf | Dispositif de compression d'impulsions, notamment en émission hyperfréquence. |
| JP3176217B2 (ja) * | 1993-05-21 | 2001-06-11 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置 |
| JP3617218B2 (ja) * | 1996-11-11 | 2005-02-02 | 松下電器産業株式会社 | 設備機器用アンテナ |
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1998
- 1998-11-26 JP JP33599198A patent/JP3652531B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP2000165136A (ja) | 2000-06-16 |
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