JP4579017B2

JP4579017B2 - マイクロストリップアンテナ

Info

Publication number: JP4579017B2
Application number: JP2005065990A
Authority: JP
Inventors: 正樹廣居
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2025-03-09
Also published as: JP2006253947A

Description

本発明は、多周波通信システム等に適用可能な多周波に対応したマイクロストリップアンテナ（ＭＳＡ）に関する。

昨今の通信技術の発達により、複数の周波数を１つのアンテナで送受信する要求が出てきている。基本的にアンテナの周波数はアンテナサイズや材料特性の影響によって決まるため、多周波に対応するには通常は複数のアンテナが必要になる。

なお、複数のアンテナを積層することによってサイズを小さくし、あたかも１つのアンテナであるかのように構成し小型化した技術が開示されている（例えば特許文献１を参照）。図１は特許文献１に示される従来の多周波アンテナの例を示す図であり、共振周波数の異なる、サイズの異なるアンテナ素子２１、２２、２３と裏面のグランドプレーン２４とを絶縁層を挟んで積層し、同軸ケーブル２５から給電点２６によりアンテナ素子２１に給電することで、アンテナ素子２１、２２、２３間のカップリングにより３つの周波数にピークを持つ、３つの周波数に対応したアンテナを実現している。

また、各周波数に応じたアンテナサイズの枠を予め同心状に設けておき、周波数に応じて枠を切り換えることにより多周波に対応したアンテナが開示されている（例えば特許文献２を参照）。図２は特許文献２に示される従来の多周波アンテナの例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図を示している。図２において、誘電体基板の上面に共振周波数の異なる電極３１、３２を同心状に設け、裏面には円偏波生成用の環状導体パターン３３、３４を設け、電極３１、３２と環状導体パターン３３、３４とを点３５、３６で接続し、給電点を３７と３８とで切り換えることで、２つの周波数に対応できるようにしている。
特開２００３−２８３２４０号公報特開２００３−１５２４３１号公報

従来は上述したような構成により多周波に対応したアンテナを実現していたが、次のような問題があった。すなわち、特許文献１に開示される技術では、アンテナ素子の電極を絶縁層を挟んで積層しなければならないため、作成プロセスが複雑になる可能性がある。また、特許文献２に開示される技術では、給電点を複数用意しなければならないため、同軸給電を考えた場合、狭い場所に複数の同軸を配線するのは製作上困難である。更に、どちらも多周波対応は可能であるが、両者ともアンテナのパターンが一定であるため、予め決まっている周波数でしか使用できない。

このようなことから、本発明者は、複数のアンテナを用意することなく、複数の周波数を選択することが可能となる多周波対応のマイクロストリップアンテナを提案している（特願２００５−１９７００号）。

図３はこのような多周波に対応したマイクロストリップアンテナを示す図であり、（ａ）はマイクロストリップアンテナを構成する最小要素の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図３において、誘電体基板４１の裏面には地板４２が全面に設けられ、表面には給電点４４（裏面側から給電）を含む給電アンテナ素子４３と給電点を含まない無給電アンテナ素子４５とが所定の間隔を空けて平面状に配置されている。また、給電アンテナ素子４３と無給電アンテナ素子４５の間には、間隙幅よりも幅広で、（ｂ）における矢印方向に移動可能に支持されたスイッチ板４６が設けられ、スイッチ板４６の裏面に設けられた上部電極４７ａと誘電体基板４１の表面に設けられた下部電極４７ｂの対により駆動電極４７が構成されている。そして、上部電極４７ａと下部電極４７ｂの間に外部から電圧を加えることで、両者の間に静電力が働き、この静電力をコントロールすることにより、スイッチ板４６によって給電アンテナ素子４３と無給電アンテナ素子４５とを接続あるいは切断し、励振方向の長さを変化させることで共振周波数を変えることができる。また、給電アンテナ素子４３の周囲に複数の無給電アンテナ素子４５を格子状に配置し、それぞれの給電アンテナ素子４３と無給電アンテナ素子４５の間のスイッチ板４６を個々に適切に制御することにより、複数の周波数を選択することができる。これにより、複数のマイクロストリップアンテナを用意することなく、複数の周波数に対応することが可能となる。

このように、上述したマイクロストリップアンテナは小型化が容易であり大変有効なものであるが、アンテナ基板（誘電体基板）上に直接スイッチを設けるものであるため、作成プロセスが複雑になり、作成が困難でコスト高になる可能性がある。

本発明はこのような問題点に鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、複数の周波数に対応することが可能であるとともに、作成プロセスの複雑さを低減することのできるマイクロストリップアンテナを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明にあっては、請求項１に記載されるように、給電点を含む給電アンテナ素子および給電点を含まない無給電アンテナ素子を誘電体基板上に所定の間隔を空けて平面状に配置したアンテナ基板と、上記アンテナ基板に組み付けた状態で、上記給電アンテナ素子および上記無給電アンテナ素子の部分が露出する空間を有する格子状に形成され、当該格子部分により上記給電アンテナ素子および上記無給電アンテナ素子の間の接続・切断を行うスイッチ部材の配置を行うスイッチ基板とを備えるマイクロストリップアンテナを要旨としている。

また、請求項２に記載されるように、上記スイッチ基板は、上記アンテナ基板の電波放射面側に組み付けられるものとすることができる。

また、請求項３に記載されるように、上記スイッチ部材は、電圧印加により変位する圧電材と、この圧電材に一端が固定されたスイッチ電極とにより構成され、上記圧電材およびスイッチ電極は上記スイッチ基板に設けられるものとすることができる。

また、請求項４に記載されるように、上記圧電材は、モノモルフ構造もしくはバイモルフ構造により構成されるものとすることができる。

また、請求項５に記載されるように、上記スイッチ部材は、加熱により変位するバイメタルと、このバイメタルに一端が固定されたスイッチ電極と、上記バイメタルを加熱するヒータとにより構成され、上記バイメタルおよびスイッチ電極は上記スイッチ基板に設けられ、上記ヒータは上記アンテナ基板に設けられるものとすることができる。

また、請求項６に記載されるように、上記スイッチ部材は、加熱により変位するバイメタルと、このバイメタルに一端が固定されたスイッチ電極と、上記バイメタルを加熱するヒータとにより構成され、上記バイメタル、スイッチ電極およびヒータは上記スイッチ基板に設けられるものとすることができる。

また、請求項７に記載されるように、上記スイッチ部材は、加熱により膨張する球状の熱伸縮性の導電性部材と、この導電性部材を加熱するヒータとにより構成され、上記導電性部材は上記アンテナ基板に設けられ、上記ヒータは上記スイッチ基板に設けられるものとすることができる。

また、請求項８に記載されるように、上記スイッチ部材は、加熱により膨張する球状の熱伸縮性の導電性部材と、この導電性部材を加熱するヒータとにより構成され、上記導電性部材およびヒータは上記アンテナ基板に設けられるものとすることができる。

また、請求項９に記載されるように、上記スイッチ部材は、加熱により膨張する円筒状の熱伸縮性の導電性部材と、この導電性部材を加熱するヒータとにより構成され、上記導電性部材は上記アンテナ基板に設けられ、上記ヒータは上記スイッチ基板に設けられるものとすることができる。

また、請求項１０に記載されるように、上記スイッチ部材は、加熱により膨張する円筒状の熱伸縮性の導電性部材と、この導電性部材を加熱するヒータとにより構成され、上記導電性部材およびヒータは上記アンテナ基板に設けられるものとすることができる。

また、請求項１１に記載されるように、上記導電性部材は、内部が熱膨張率の大きい気体もしくは液体で満たされているものとすることができる。

また、請求項１２に記載されるように、給電点を含む給電アンテナ素子および給電点を含まない無給電アンテナ素子を誘電体基板上に所定の間隔を空けて平面状に配置したアンテナ基板と、上記アンテナ基板に組み付けた状態で、上記給電アンテナ素子および上記無給電アンテナ素子の部分が露出する空間を有する格子状に形成され、当該格子部分により上記給電アンテナ素子および上記無給電アンテナ素子の間の接続・切断を行うスイッチ部材の配置を行うスイッチ基板とから構成されるマイクロストリップアンテナを備える無線システムとして構成することができる。

本発明のマイクロストリップアンテナにあっては、アンテナ基板とは別にスイッチ基板を設け、このスイッチ基板をアンテナ基板に組み付けた状態でスイッチ部材の配置を行うようにしているため、アンテナ基板上に完成した状態のスイッチ機構を予め設ける必要がなく、作成プロセスの最後にアンテナ基板とスイッチ基板を組み付けるだけでよいことから、複数の周波数に対応することが可能である利点をそのままに、作成プロセスの複雑さを低減することができる。

以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。

＜第１の実施形態＞
図４Ａ〜図４Ｅは本発明の第１の実施形態にかかるマイクロストリップアンテナ１の構成を示したものであり、図４Ａはマイクロストリップアンテナ１の組み付け前の斜視図、図４Ｂは組み付け後の斜視図、図４Ｃは組み付け後の平面図、図４Ｄは図４ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＦＦ状態）、図４Ｅは図４ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＮ状態）である。なお、以降に使用する図は、説明をわかりやすくするため、若干誇張したり一部省略して描いてある。また、３×３のアンテナ素子（パッチ）を例示している。

図４Ａ〜図４Ｅにおいて、マイクロストリップアンテナ１はアンテナ基板２とスイッチ基板３とから構成され、作成プロセスの最後にアンテナ基板２とスイッチ基板３とを組み付けることで一体化される。組み付けの際の位置決め箇所を図４Ａ中に矢印で表示している。なお、スイッチ基板３はアンテナ基板２の電波放射面（給電アンテナ素子６、無給電アンテナ素子８の設けられている面）側に組み付けられる。アンテナ基板２の電波放射面は組み付け時に上方を向くため、組み付けしやすくなる。

アンテナ基板２は、平板状の誘電体基板４の裏面に地板５が全面にわたって設けられており、表面には、給電点７（裏面側から給電）を含む矩形状の給電アンテナ素子６と、給電点を含まず電気的に浮いた状態となっている複数の矩形状の無給電アンテナ素子８とが所定の間隔を空けて平面状に配置されて構成されている。なお、給電アンテナ素子６および無給電アンテナ素子８は所定の電極材料で作成されている。また、アンテナ基板２の四隅にはスイッチ基板３を組み付けた際に若干の隙間を空けるためのスペーサ９が設けられている。

スイッチ基板３は、アンテナ基板２に組み付けた際にパッチ（給電アンテナ素子６、無給電アンテナ素子８）の部分が露出するように、空間１０が設けられた格子状に形成されている。また、各パッチ間に対応する部分に、外部からの電圧印加により変位する圧電材１２と、この圧電材１２に一端が固定されたスイッチ電極１３とから構成されるスイッチ部材１１が設けられている。なお、圧電材１２はモノモルフ構造あるいはバイモルフ構造になっており、電圧をコントロールすることにより図４Ｄおよび図４Ｅの矢印方向に動き、パッチ間を接続・切断（スイッチング）できるようになっている。スイッチ部材１１に圧電材１２を用いることでスイッチ構造が簡単になるとともに、モノモルフ構造あるいはバイモルフ構造とすることで変位を大きくでき、低電圧駆動が可能になる。

組み付け後のマイクロストリップアンテナ１の動作として、図４Ｄに示すように、スイッチ電極１３がパッチから離れてＯＦＦの状態になっている場合には、給電アンテナ素子６のみに給電が行われ、給電アンテナ素子６の励振方向の長さに対応したマイクロストリップアンテナとして働く。なお、給電点の入力インピーダンスは、図示していない整合回路によって常に最適なインピーダンスになるように調整されている。

また、図４Ｅに示すように、スイッチ電極１３がパッチに接触してＯＮの状態になっている場合には、給電アンテナ素子６が隣接する無給電アンテナ素子８と接続され、マイクロストリップアンテナとしての周波数は、おおよそ給電アンテナ素子６とスイッチ電極１３と無給電アンテナ素子８の励振方向の電気的な長さの総和に対応した周波数になる。

なお、図では説明しやすいようにすべてのスイッチが同時にＯＮ／ＯＦＦするように描かれているが、ＯＮ／ＯＦＦは個別配線（図示せず）により必要に応じてスイッチごとにコントロールすることができる。

このようにアンテナ基板２とスイッチ基板３を組み合わせることにより、複数のマイクロストリップアンテナを用意することなく、複数の周波数を選択することが可能となる。また、スイッチ基板３に圧電材１２およびスイッチ電極１３からなるスイッチ部材１１を設け、アンテナ基板２とスイッチ基板３をプロセスの最後で組み付けるようにしているので、作成プロセスも複雑にならずコストも低く押さえられる。

＜第２の実施形態＞
図５Ａ〜図５Ｅは本発明の第２の実施形態にかかるマイクロストリップアンテナ１の構成を示したものであり、図５Ａはマイクロストリップアンテナ１の組み付け前の斜視図、図５Ｂは組み付け後の斜視図、図５Ｃは組み付け後の平面図、図５Ｄは図５ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＦＦ状態）、図５Ｅは図５ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＮ状態）である。

この第２の実施形態では、上述した第１の実施形態（図４Ａ〜図４Ｅ）においてスイッチ部材１１が圧電材１２およびスイッチ電極１３から構成されていたのに代え、スイッチ部材１１を加熱により変位するバイメタル１４と、このバイメタル１４に一端が固定されたスイッチ電極１３と、バイメタル１４を加熱するヒータ１５とにより構成し、バイメタル１４およびスイッチ電極１３をスイッチ基板３のパッチ間に対応する位置に設け、ヒータ１５をアンテナ基板２のパッチ間に設けるようにしている。そして、アンテナ基板２にスイッチ基板３を組み付けた際にヒータ１５がバイメタル１４に接触し、ヒータ１５の温度をコントロールすることにより図５Ｄおよび図５Ｅの矢印方向にスイッチ電極１３が動き、パッチ間を接続・切断（スイッチング）できるようになっている。

このように、スイッチ基板３にバイメタル１４およびスイッチ電極１３を設け、アンテナ基板２にヒータ１５を設け、アンテナ基板２とスイッチ基板３をプロセスの最後で組み付けることでスイッチ部材１１を配置するようにしているので、上述した第１の実施形態と同様に、作成プロセスも複雑にならずコストも低く押さえられる。特に、バイメタル１４を用いることで構造が簡単になる。

＜第３の実施形態＞
図６Ａ〜図６Ｅは本発明の第３の実施形態にかかるマイクロストリップアンテナ１の構成を示したものであり、図６Ａはマイクロストリップアンテナ１の組み付け前の斜視図、図６Ｂは組み付け後の斜視図、図６Ｃは組み付け後の平面図、図６Ｄは図６ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＦＦ状態）、図６Ｅは図６ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＮ状態）である。

この第３の実施形態では、上述した第２の実施形態（図５Ａ〜図５Ｅ）においてスイッチ部材１１の一部を構成するヒータ１５がアンテナ基板２に設けられていたのに代え、ヒータ１５をスイッチ基板３のバイメタル１４の基部に設けるようにしている。

このように、スイッチ基板３にヒータ１５、バイメタル１４およびスイッチ電極１３を設け、アンテナ基板２とスイッチ基板３をプロセスの最後で組み付けることでスイッチ部材１１を配置するようにしているので、上述した第２の実施形態と同様に、作成プロセスも複雑にならずコストも低く押さえられる。特に、ヒータ１５とバイメタル１４を一体に構成できるため、構造がさらに簡単になる。

＜第４の実施形態＞
図７Ａ〜図７Ｅは本発明の第４の実施形態にかかるマイクロストリップアンテナ１の構成を示したものであり、図７Ａはマイクロストリップアンテナ１の組み付け前のアンテナ基板２の平面図、図７Ｂは組み付け前のスイッチ基板３の平面図、図７Ｃは組み付け後の平面図、図７Ｄは図７ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＦＦ状態）、図７Ｅは図７ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＮ状態）である。

この第４の実施形態では、上述した第２および第３の実施形態（図５Ａ〜図５Ｅ、図６Ａ〜図６Ｅ）においてスイッチ部材１１がバイメタル１４、スイッチ電極１３およびヒータ１５で構成されていたのに代え、加熱により膨張する球状の熱伸縮性の導電性部材１６と、この導電性部材１６を加熱するヒータ１５とで構成し、導電性部材１６をアンテナ基板２のパッチ間に設け、ヒータ１５をスイッチ基板３のパッチ間に対応する位置に設けるようにしている。そして、アンテナ基板２にスイッチ基板３を組み付けた際にヒータ１５が導電性部材１６に接触し、ヒータ１５の温度をコントロールすることにより、図７Ｄおよび図７Ｅに示すように、導電性部材１６が伸縮し、パッチ間を接続・切断（スイッチング）できるようになっている。

このように、アンテナ基板２に導電性部材１６を設け、スイッチ基板３にヒータ１５を設け、アンテナ基板２とスイッチ基板３をプロセスの最後で組み付けることでスイッチ部材１１を配置するようにしているので、上述した第２および第３の実施形態と同様に、作成プロセスも複雑にならずコストも低く押さえられる。特に、熱伸縮性の導電性部材１６は構造が簡単であり、作成プロセスの一層の簡略化に貢献する。

＜第５の実施形態＞
図８Ａ〜図８Ｅは本発明の第５の実施形態にかかるマイクロストリップアンテナ１の構成を示したものであり、図８Ａはマイクロストリップアンテナ１の組み付け前のアンテナ基板２の平面図、図８Ｂは組み付け前のスイッチ基板３の平面図、図８Ｃは組み付け後の平面図、図８Ｄは図８ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＦＦ状態）、図８Ｅは図８ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＮ状態）である。

この第５の実施形態では、上述した第４の実施形態（図７Ａ〜図７Ｅ）においてスイッチ部材１１の一部を構成するヒータ１５がスイッチ基板３に設けられていたのに代え、ヒータ１５をアンテナ基板２の導電性部材１６の基部に設けるようにしている。

このように、アンテナ基板２にヒータ１５および導電性部材１６を設け、アンテナ基板２とスイッチ基板３をプロセスの最後で組み付けることでスイッチ部材１１を配置するようにしているので、上述した第４の実施形態と同様に、作成プロセスも複雑にならずコストも低く押さえられる。特に、ヒータ１５と導電性部材１６を一体に構成できるため、構造がさらに簡単になる。

＜第６の実施形態＞
図９Ａ〜図９Ｅは本発明の第６の実施形態にかかるマイクロストリップアンテナ１の構成を示したものであり、図９Ａはマイクロストリップアンテナ１の組み付け前のアンテナ基板２の平面図、図９Ｂは組み付け前のスイッチ基板３の平面図、図９Ｃは組み付け後の平面図、図９Ｄは図９ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＦＦ状態）、図９Ｅは図９ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＮ状態）である。

この第６の実施形態では、上述した第４および第５の実施形態（図７Ａ〜図７Ｅ、図８Ａ〜図８Ｅ）におけるスイッチ部材１１の球状の熱伸縮性の導電性部材１６に代え、円筒状の熱伸縮性の導電性部材１６とし、導電性部材１６をアンテナ基板２のパッチ間に設け、ヒータ１５をスイッチ基板３のパッチ間に対応する位置に設けるようにしている。

このように、アンテナ基板２に導電性部材１６を設け、スイッチ基板３にヒータ１５を設け、アンテナ基板２とスイッチ基板３をプロセスの最後で組み付けることでスイッチ部材１１を配置するようにしているので、上述した第４および第５の実施形態と同様に、作成プロセスも複雑にならずコストも低く押さえられる。特に、導電性部材１６を円筒状としているので、組み付けが簡単であるとともに、給電アンテナ素子６および無給電アンテナ素子８との接触面積が増えて安定な駆動が望める。

＜第７の実施形態＞
図１０Ａ〜図１０Ｅは本発明の第７の実施形態にかかるマイクロストリップアンテナ１の構成を示したものであり、図１０Ａはマイクロストリップアンテナ１の組み付け前のアンテナ基板２の平面図、図１０Ｂは組み付け前のスイッチ基板３の平面図、図１０Ｃは組み付け後の平面図、図１０Ｄは図１０ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＦＦ状態）、図１０Ｅは図１０ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＮ状態）である。

この第７の実施形態では、上述した第６の実施形態（図９Ａ〜図９Ｅ）においてスイッチ部材１１の一部を構成するヒータ１５がスイッチ基板３に設けられていたのに代え、ヒータ１５をアンテナ基板２の導電性部材１６の基部に設けるようにしている。

このように、アンテナ基板２にヒータ１５および導電性部材１６を設け、アンテナ基板２とスイッチ基板３をプロセスの最後で組み付けることでスイッチ部材１１を配置するようにしているので、上述した第６の実施形態と同様に、作成プロセスも複雑にならずコストも低く押さえられる。特に、ヒータ１５と導電性部材１６を一体に構成できるため、構造がさらに簡単になる。

＜実施形態の変形例＞
上述した実施形態では給電点７を一つとして説明したが、複数個存在してもかまわない。また、給電アンテナ素子６を一つとして説明したが、給電アンテナ素子６が複数個あっても何ら問題ない。さらに、無給電アンテナ素子８は必要に応じてグランド（ＧＮＤ）に落としたり浮かせたりしてもかまわない。また、説明の都合上３×３のアンテナ素子としていたが、それより多いアンテナ素子数でも良いことは言うまでもない。

また、スペーサ９はアンテナ基板２の四隅に置いてあるが、スイッチ基板３側に設けても良く、さらに四隅だけではなく内側にいくつか設けても良い。

また、熱伸縮性の導電性部材１６は、表面だけ導電性があっても良いし、内部は熱膨張率の大きい気体や液体が入っているカプセル構造のものでも良い。内部に熱膨張率の大きい気体や液体を充填することで、より低い温度でのコントロールが可能になる。

また、多周波対応として本発明を説明してきたが、多周波対応のみならず、他の機能の対応に用いてもなんら問題はない。さらに、各実施形態で述べた形状、構造をいろいろ組み合わせても良いことはいうまでもない。

＜無線システムへの適用例＞
図１１は本発明のマイクロストリップアンテナ１を適用した無線システム１７を示す図であり、無線送受信装置１８の送受信用アンテナとして多周波対応のマイクロストリップアンテナ１を用いた状態を示している。一つのマイクロストリップアンテナ１により多周波に対応できるため、システム構築のコストを低くすることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。

従来の多周波アンテナの例を示す図（その１）である。従来の多周波アンテナの例を示す図（その２）である。多周波に対応したマイクロストリップアンテナを示す図である。本発明の第１の実施形態にかかるマイクロストリップアンテナの組み付け前の斜視図である。組み付け後の斜視図である。組み付け後の平面図である。図４ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＦＦ状態）である。図４ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＮ状態）である。本発明の第２の実施形態にかかるマイクロストリップアンテナの組み付け前の斜視図である。組み付け後の斜視図である。組み付け後の平面図である。図５ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＦＦ状態）である。図５ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＮ状態）である。本発明の第３の実施形態にかかるマイクロストリップアンテナの組み付け前の斜視図である。組み付け後の斜視図である。組み付け後の平面図である。図６ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＦＦ状態）である。図６ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＮ状態）である。本発明の第４の実施形態にかかるマイクロストリップアンテナの組み付け前のアンテナ基板の平面図である。組み付け前のスイッチ基板の平面図である。組み付け後の平面図である。図７ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＦＦ状態）である。図７ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＮ状態）である。本発明の第５の実施形態にかかるマイクロストリップアンテナの組み付け前のアンテナ基板の平面図である。組み付け前のスイッチ基板の平面図である。組み付け後の平面図である。図８ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＦＦ状態）である。図８ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＮ状態）である。本発明の第６の実施形態にかかるマイクロストリップアンテナの組み付け前のアンテナ基板の平面図である。組み付け前のスイッチ基板の平面図である。組み付け後の平面図である。図９ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＦＦ状態）である。図９ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＮ状態）である。本発明の第７の実施形態にかかるマイクロストリップアンテナの組み付け前のアンテナ基板の平面図である。組み付け前のスイッチ基板の平面図である。組み付け後の平面図である。図１０ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＦＦ状態）である。図１０ＣにおけるＡ−Ａ断面図（スイッチＯＮ状態）である。本発明のマイクロストリップアンテナを適用した無線システムを示す図である。

符号の説明

１マイクロストリップアンテナ
２アンテナ基板
３スイッチ基板
４誘電体基板
５地板
６給電アンテナ素子
７給電点
８無給電アンテナ素子
９スペーサ
１０空間
１１スイッチ部材
１２圧電材
１３スイッチ電極
１４バイメタル
１５ヒータ
１６導電性部材
１７無線システム
１８無線送受信装置

Claims

給電点を含む給電アンテナ素子および給電点を含まない無給電アンテナ素子を誘電体基板上に所定の間隔を空けて平面状に配置したアンテナ基板と、
上記アンテナ基板に組み付けた状態で、上記給電アンテナ素子および上記無給電アンテナ素子の部分が露出する空間を有する格子状に形成され、当該格子部分により上記給電アンテナ素子および上記無給電アンテナ素子の間の接続・切断を行うスイッチ部材の配置を行うスイッチ基板とを備えたことを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
上記スイッチ基板は、上記アンテナ基板の電波放射面側に組み付けられることを特徴とする請求項１に記載のマイクロストリップアンテナ。
上記スイッチ部材は、電圧印加により変位する圧電材と、この圧電材に一端が固定されたスイッチ電極とにより構成され、
上記圧電材およびスイッチ電極は上記スイッチ基板に設けられることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載のマイクロストリップアンテナ。
上記圧電材は、モノモルフ構造もしくはバイモルフ構造により構成されることを特徴とする請求項３に記載のマイクロストリップアンテナ。
上記スイッチ部材は、加熱により変位するバイメタルと、このバイメタルに一端が固定されたスイッチ電極と、上記バイメタルを加熱するヒータとにより構成され、
上記バイメタルおよびスイッチ電極は上記スイッチ基板に設けられ、上記ヒータは上記アンテナ基板に設けられることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載のマイクロストリップアンテナ。
上記スイッチ部材は、加熱により変位するバイメタルと、このバイメタルに一端が固定されたスイッチ電極と、上記バイメタルを加熱するヒータとにより構成され、
上記バイメタル、スイッチ電極およびヒータは上記スイッチ基板に設けられることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載のマイクロストリップアンテナ。
上記スイッチ部材は、加熱により膨張する球状の熱伸縮性の導電性部材と、この導電性部材を加熱するヒータとにより構成され、
上記導電性部材は上記アンテナ基板に設けられ、上記ヒータは上記スイッチ基板に設けられることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載のマイクロストリップアンテナ。
上記スイッチ部材は、加熱により膨張する球状の熱伸縮性の導電性部材と、この導電性部材を加熱するヒータとにより構成され、
上記導電性部材およびヒータは上記アンテナ基板に設けられることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載のマイクロストリップアンテナ。
上記スイッチ部材は、加熱により膨張する円筒状の熱伸縮性の導電性部材と、この導電性部材を加熱するヒータとにより構成され、
上記導電性部材は上記アンテナ基板に設けられ、上記ヒータは上記スイッチ基板に設けられることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載のマイクロストリップアンテナ。
上記スイッチ部材は、加熱により膨張する円筒状の熱伸縮性の導電性部材と、この導電性部材を加熱するヒータとにより構成され、
上記導電性部材およびヒータは上記アンテナ基板に設けられることを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載のマイクロストリップアンテナ。
上記導電性部材は、内部が熱膨張率の大きい気体もしくは液体で満たされていることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項に記載のマイクロストリップアンテナ。
給電点を含む給電アンテナ素子および給電点を含まない無給電アンテナ素子を誘電体基板上に所定の間隔を空けて平面状に配置したアンテナ基板と、上記アンテナ基板に組み付けた状態で、上記給電アンテナ素子および上記無給電アンテナ素子の部分が露出する空間を有する格子状に形成され、当該格子部分により上記給電アンテナ素子および上記無給電アンテナ素子の間の接続・切断を行うスイッチ部材の配置を行うスイッチ基板とから構成されるマイクロストリップアンテナを備えたことを特徴とする無線システム。