JP5359866B2 - スロットアンテナ - Google Patents

Description

本発明は、反射板を備えたスロットアンテナに関し、特に薄型であり、且つ複数の周波数帯での動作を可能とするスロットアンテナに関する。

近年の携帯無線端末の薄型化、及び様々な無線ネットワークへの接続機能が求められている。これに伴い、端末に搭載するアンテナについても、実装スペースの制約から来る薄型化と、各種無線サービスに接続する必要性から来るマルチバンド対応の要求が高まりつつある。

携帯無線端末の薄型が進むにつれて、携帯無線端末の使用時に、手や人体などの外部要因と、携帯無線端末に搭載されているアンテナとの距離が近くなることで、影響が受けやすくなる。このため、アンテナ特性の劣化による端末の通信性能の低下、特に通話時のアンテナ特性の劣化という問題が生じる。

外的要因の影響を低減する構造としては、アンテナと外部の損失要因との間に金属板（反射板）を挿入する構造が知られている。反射板を供えたアンテナ構造は、反射板とアンテナの距離が近づくと一般的に動作帯域が狭くなるため、反射板を供えたアンテナ構造の広帯域化の技術として、複数のアンテナエレメントをスタックした構造が開示されている（特許文献１，特許文献２）。

特許文献１に開示された構造は図１６（ａ），（ｂ）に示すように、誘電体基板上に放射素子３０を設けたマイクロストリップアンテナの上に無給電素子３１を装荷した構成であり、マイクロストリップアンテナと無給電素子による複共振を利用した広帯域化技術である。

特許文献２に開示された構造は図１７に示すように、それぞれ共振周波数の異なる２つのマイクロストリップアンテナ４０，４１を上下に積層した構成であり、それぞれにケーブル４２を通して電力を給電することで、２周波共用特性を実現させて広帯域化を図る技術である。
特開２００１−３２６５２８号公報 特開２００３−２４９８１８号公報

しかし、特許文献１及び２に開示された技術は、複共振特性を実現するためにアンテナエレメントを上下に重ね合わせた構造であり、アンテナが厚くなるという問題がある。

本発明の目的は、反射板を有するスロットアンテナに関し、上記課題を考慮して薄型化を実現するスロットアンテナを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係るスロットアンテナは、開口孔形状のスロットを有するアンテナエレメントと、前記アンテナエレメントに対向して配置された反射板と、前記アンテナエレメントと前記反射板とに電気的及び物理的に接続された給電手段と、前記アンテナエレメントと前記反射板とを電気的に短絡した短絡手段と、前記スロット上に配置され、スロットの共振周波数を切り換える周波数切換手段とを含むものである。

本発明によれば、アンテナエレメントと反射板とが接近するのに伴うインピーダンスを改善してミスマッチングを防止でき、アンテナエレメントと反射板との距離を縮めて薄型化を図ることができる。

以下に本発明の実施形態を、図を参照しながら説明する。

本発明の実施形態に係るスロットアンテナは図１〜図１５に示すように、基本的構成として、開口孔形状のスロット１を有するアンテナエレメント２と、アンテナエレメント２と対向して配置した反射板３と、アンテナエレメント２と反射板３とに電気的及び物理的に接続した給電手段４と、アンテナエレメント２と反射板３との間を電気的に短絡した短絡手段５とを含むものである。ここで、電気的及び物理的に接続するとは、給電手段４をアンテナエレメント２及び反射板３に機械的に結合し、かつ前記結合状態でおいて給電手段４をアンテナエレメント２及び反射板３に電気的に導通させることを意味する。

ここで、給電手段４は、送信アンテナの場合、送信信号を送出するためにアンテナエレメント２及び反射板３に電力給電を行う給電端子として機能し、受信アンテナの場合、到来した電磁波でアンテナ上に誘起される電流を取り込む受電端子として機能する。

反射板を有する関連するスロットアンテナでは、薄型化のためにアンテナエレメントと反射板との距離を縮めると、アンテナのインピーダンスが低下し、無線回路とのミスマッチングが生じ、効率良い送信受信が困難になる。

本発明の実施形態では、アンテナエレメント２と反射板３との間を短絡手段５で電気的に短絡させているため、短絡手段５によってアンテナのインピーダンスを増加させることができ、給電手段４が接続された無線回路とのミスマッチングを解消して、効率よく送受信を行うことができる。

本発明の実施形態は、上記構成に加えて、スロット１の共振周波数を切り換える周波数切り換え手段６を付加した構成として構築してもよいものである。

周波数切り換え手段６を付加した構成によれば、周波数切り換え手段６を用いてスロット１の共振周波数を切り換えることで、マルチバンドに対応することができる。

次に、本発明の実施形態を適用した例を実施例として説明する。
（実施例１）

本発明の実施例１は図１（ａ），図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、開口孔形状のスロット１を有するアンテナエレメント２と、反射板３と、給電手段４と、短絡手段５とを含むものである。

アンテナエレメント２は図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、金属製の平板形状の放射板２ａにスロット１を形成したものである。スロット１は、使用周波数の１／４波長に相当する電気長をもつ開口孔形状であり、スロット１の開口端１ａは、放射板２ａの端縁２ｂに開口され、スロット１の短絡端１ｂは放射板２ａの端縁２ｂより内側に配置されている。実施例１でのスロット１は、Ｌ型形状に形成したが、これに限られるものではない。すなわち、スロット１の形状は、スロット１の開口端１ａに電界が集中する形状であれば、いずれの形状であってもよいものである。

反射板３は図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、アンテナエレメント２に対向して配置し、電磁波を反射する機能を有している。反射板３は、その外形サイズがアンテナエレメント２の外形サイズより大きいサイズに形成してある。反射板３は、金属製の平板形状であってもよく、また、樹脂板の表面に反射層を形成し、その反射層をアンテナエレメント２に対向させた構造であってもよい。要は、反射板３は、アンテナエレメント２からの電波を効率良くアンテナエレメント２に向けて反射できるものであれば、その反射構造はいずれのものであってもよい。

給電手段４は図１（ａ）及び図１（ｃ）に示すように、アンテナエレメント２と反射板３とに電気的及び物理的に接続してある。図１（ａ）では、給電手段４を明確にするため、実線で示してあるが、図１（ｃ）に示すように、給電手段４はアンテナエレメント２と反射板３との間に配置されて、アンテナエレメント２と反射板３とに電気的及び物理的に接続している。給電手段４としては、例えば中心導体と外皮導体とからなる同軸ケーブルを用いることができ、同軸ケーブルの中心導体をアンテナエレメント２に電気的及び物理的に接続し、同軸ケーブルの外皮導体を反射板３に電気的及び物理的に接続する。ここで、電気的及び物理的に接続するとは、給電手段４がアンテナエレメント２と反射板３とに機械的に結合され、かつその結合状態において、給電手段４がアンテナエレメント２と反射板３とに電気的に導通した状態を意味する。

短絡手段５は図１（ａ）及び図１（ｃ）に示すように、アンテナエレメント２と反射板３とを電気的に短絡するものである。図１（ａ）では、短絡手段５を明確にするため、実線で示しているが、図１（ｃ）に示すように、短絡手段５はアンテナエレメント２と反射板３との間に配置されて、アンテナエレメント２と反射板３とを電気的に短絡している。短絡手段５は図１（ａ）及び図１（ｃ）に示すように、給電手段４の近傍にあってアンテナエレメント２と反射板３との間を少なくとも１箇所を電気的に短絡することが望ましいものである。なお、短絡手段５を用いて短絡させる箇所の数は、アンテナエレメント２と反射板３とが接近する距離に応じてアンテナのインピーダンスを増加させる度合いによって決定する。

以上の構成は、アンテナの薄型化に必要な構成であるが、マルチバンドに対応するためには、周波数切り換え手段６を設けた構成として構築してもよいものである。

周波数切り換え手段６は、スロット１の共振周波数を切り換えるものである。

スロットアンテナは一般的に金属板に細長い切り抜きを入れ、それをアンテナとしたものである。スロットの形状としては、細長い切り抜き形状のほかに、片端が開放端である切り欠き形状（ノッチ形状）があり、本発明の実施例１では、後者の切り欠き形状を有するスロットアンテナを対象とするものである。本発明の実施例１に係るスロット１の幅の狭い領域Ａに電力を給電手段４で供給することで、スロット１に電界および磁界を発生させ、スロット長が波長の１／４となる時に電界がスロット１の開放端１ａで最大、短絡端１ｂで最小となるような共振を発生することで、アンテナとして動作する。

本発明の実施例１に係るスロットアンテナが送信アンテナとして動作する場合について説明する。

スロット１の電気長を１／４波長とした周波数の電力が給電手段４からアンテナエレメント２と反射板３に供給されると、スロット１で共振が引き起こされ、スロット１上に分布する電界、およびスロット１からアンテナエレメント２及び反射板３に広がった電流により電磁波が放射される。この時、反射板３の作用により、電磁波の放射方向は指向性を有し、スロット１が配置された側により強い放射が生じる。

本発明の実施例１に係るスロットアンテナが受信アンテナとして動作する場合について説明する。

スロット１の電気長を１／４波長とした周波数の電磁波が到来すると、アンテナエレメント２には電流が誘起され、スロット１上には電界及び磁界が誘起され、給電手段４を介して受信する。この時、反射板３の作用により、スロット１が配置されている側から到来する電磁波に対してより高い感度を有する。

反射板を有する関連するアンテナでは、薄型化のためにアンテナエレメントと反射板との距離を縮めると、アンテナのインピーダンスが低下し、無線回路とのミスマッチングが生じ、効率良い送信受信が困難になる。

本発明の実施例１では、アンテナエレメント２と反射板３との間を短絡手段５で電気的に短絡させているため、短絡手段５によってアンテナのインピーダンスを増加させることができ、給電手段４が接続された無線回路とのミスマッチングを解消して、効率よく送受信を行うことができる。

本発明の実施例１では、スロット１の共振周波数を切り換える周波数切り換え手段６を付加した構成として構築することにより、周波数切り換え手段６を用いてスロット１の共振周波数を切り換えることで、マルチバンドに対応することができる。
（実施例２）

図２に示す実施例２は、図１に示す実施例１の中で、アンテナのリアクタンス成分を減少させる調整手段７を採用したものである。

実施例２の調整手段７は図２（ａ），図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、アンテナエレメント２におけるスロット１の開口端１ａが形成された端縁２ｂを反射板３の端縁３ａに対して外側に突き出すことで、スロット１に対するリアクタンス成分を減少させる構造である。それ以外の構成は実施例１と同様である。

実施例２は、アンテナエレメント２の端縁２ｂを反射板３に対して外側にずらして配置した構成であるため、アンテナのリアクタンス成分を減少でき、アンテナ帯域を拡大できる。特に、強い電界成分が集中するスロット１の開放端１ａのあるアンテナエレメント２の端縁２ｂを反射板３に対してずらすことで、その効果が顕著となる。

実施例２は、スロット１の開放端１ａのあるアンテナエレメント２の端縁２ｂをずらして配置することで、アンテナエレメント２の端縁２ｂと反射板３の端縁３ａとの間の距離を離すことができ、アンテナの厚さを増加させることなく、放射や受信を妨げる誘導電流の誘起を抑えられることができ、薄型で効率良い電磁波の放射、及び受信が可能なアンテナを実現できる。

なお、図２では、アンテナエレメント２の端縁２ｂを反射板３に対して外側にずらして配置した構成としたが、これに限られるものではない。例えば、スロット１に対向する反射板３の一部を取り除く構成としても良い。特に、電界成分の集中するスロット１の開放端１ａの直下の反射板を取り除くことで、その効果が顕著となる。要は、アンテナのリアクタンス成分を減少できる構造であれば、いずれのものであってもよいものである。
（実施例３）

図１に示す実施例１は、スロットを単共振型スロットとして構成したが、図３に示す実施例２は、スロットを複共振型スロットとして構成したものである。

実施例３は図３（ａ），図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、スロット１と同様な構成をもつスロット１´を追加し、それぞれのスロット１，１´に周波数切り換え手段６，６を備えている。複共振型スロットを構成するスロット１とスロット１´とは、長さを異ならせている。また、複共振型スロット１，１´に対して給電手段４及び短絡手段５を共通に設けている。スロット１の開口端１ａ´及び短絡端１ｂ´を含むその他の構成は実施例１と同様である。

実施例３では、長さの異なる２つのスロット１，１´をアンテナエレメント２に設けることにより、それぞれのスロット長に依存した周波数で共振させることができるため、実施例１よりも広帯域なアンテナを実現できる。
（実施例４）

図４に示す実施例４は、図３に示す実施例３のアンテナのリアクタンス成分を減少させる調整手段７を採用したものである。

実施例４の調整手段７は図４（ａ），図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、アンテナエレメント２におけるスロット１，１´の開口端１ａ，１ａ´が形成された端縁２ｂを反射板３の端縁３ａに対して外側に突き出すことで、アンテナのリアクタンス成分を減少させる構造である。それ以外の構成は実施例３と同様である。

実施例４は、アンテナエレメント２の端縁２ｂを反射板３に対して外側にずらして配置した構成であるため、アンテナのリアクタンス成分を減少でき、アンテナ帯域を拡大できる。特に、強い電界成分が集中するスロット１，１´の開放端１ａ，１ａ´のあるアンテナエレメント２の端縁２ｂを反射板３に対してずらすことで、その効果が顕著となる。

実施例４は、スロット１，１´の開放端１ａ，１ａ´のあるアンテナエレメント２の端縁２ｂをずらして配置することで、アンテナエレメント２の端縁２ｂと反射板３の端縁３ａとの間の距離を離すことができ、アンテナの厚さを増加させることなく、放射や受信を妨げる誘導電流の誘起を抑えられることができ、薄型で効率良い電磁波の放射、及び受信が可能なアンテナを実現できる。

なお、図２では、アンテナエレメント２の端縁２ｂを反射板３に対して外側にずらして配置した構成としたが、これに限られるものではない。例えば、スロット１，１´に対向する反射板３の一部を取り除く構成としても良い。特に、電界成分の集中するスロット１，１´の開放端１ａ，１ａ´の直下の反射板を取り除くことで、その効果が顕著となる。要は、スロット１，１´に対するリアクタンス成分を減少できる構造であれば、いずれのものであってもよいものである。
（実施例５）
図５に示す実施例１は、図１に示す実施例１を変更したものである。実施例１では、アンテナエレメント２のスロット１に１個の周波数切り換え手段６を備えているが、実施例５は図５（ａ），図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、アンテナエレメント２のスロット１に２個の周波数切り換え手段６を備えている。その他の構成は実施例１と同様である。また、周波数切り換え手段６を設ける個数は、２以上であればいずれであってもよく、要はマルチバンドに対応することができる個数であればいずれであってもよい。

実施例５では、２つの周波数切換手段６，６をスロット１に設けた構成であり、それぞれの周波数切換手段６，６を個別にＯＮ／ＯＦＦ制御することで、スロット１の電気長が切り換わり、それぞれのスロット電気長が波長の１／４に相当する周波数で共振させることができる。したがって、使用する周波数帯に併せて周波数切換手段６の位置を調整することで、実施例１よりも多くの周波数帯に対応したアンテナを実現できる。

次に、実施例１〜５において用いた周波数切り換え手段６の具体的構成を図に基づいて説明する。
（実施例６）

実施例６に係る周波数切り換え手段６は図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、スロット１の短辺方向（Ｘ−Ｘ´方向）に跨いで直列に配置されたダイオード８及びコンデンサ９と、ダイオード８に直流バイアスを印加する電源１０及びバイアス制御線１１と、バイアス制御線１１上に配置され、電源１０側にアンテナエレメント２からの高周波電流の流入を防止するインダクタ１２とで構成してある。

電源１０は、ダイオード８の両端に直流バイアスを印加する、すなわちダイオード８の両端に順方向バイアス（または逆方向バイアス）を印加するものであり、スイッチ１３は、接点がＯＮした場合にダイオード８にバイアスを印加し、接点がＯＦＦした場合にバイアスを切断するものである。コンデンサ９は、直流バイアスがアンテナエレメント２に流れ込むのを防止するものである。

ダイオード８とコンデンサ９との直列回路は、スロット１の短絡端１ｂの近傍で、スロット１の短辺方向に跨ぐように配置してある。

ダイオード８のアノード電極側は、コンデンサ９の一端に接続してあり、コンデンサ９の他端及びダイオード８のカソード電極側は、スロット１の短辺方向に跨ぐようにアンテナエレメント２に接続してある。ダイオード８にバイアスを印加する電源１０は、一方の端子がスイッチ１３、インダクタ１２を介してダイオード８のアノード電極側に接続してあり、他方の端子が反射板３及び短絡手段５を介してダイオード８のカソード側に接続してある。

インダクタ１２は少なくともダイオード８のアノード電極の直近に配置される。インダクタ１２は、アンテナエレメント２からコンデンサ９を介してバイアス制御線１１に流入する高周波電流を防止する。インダクタ１２の数は１個、または複数個であっても良い。インダクタ１２の電気特性は、単独または複数の特性のインダクタの組合せにより、使用周波数帯で高インピーダンス（例えば、挿入損失で−２０dB以下）となる特性を有するものとする。また、電源１０とダイオード８を繋ぐバイアス制御線１１のレイアウトは、バイアス制御線１１がスロット１を跨ぐことなく、且つ最短距離でアンテナエレメント２から離れるような配置が好ましい。

図７（ａ）及び図７（ｂ）は、図６（ａ）及び図６（ｂ）のバイアス方式とインダクタとを変更した例である。すなわち、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、スイッチ１３で電源１０ａと１０ｂとを切り換えることで、順方向バイアスと逆方向バイアスとを選択的に印加している。

インダクタ１２ａ、１２ｂは、少なくともダイオード８のアノード電極の直近およびアンテナエレメント２から出た部位の２箇所に配置している。一方のインダクタ１２ａは、アンテナエレメント２からコンデンサ９を介してバイアス制御線１１に流入する高周波電流の防止用として、他方のインダクタ１２ｂは、アンテナエレメント２とバイアス制御線１１との空間結合によりバイアス制御線１１に流入する高周波電流の防止用として働く。

インダクタ１２ａ，１２ｂは、それぞれ１個のインタクダ素子から構成されていてもよく、複数のインダクタ素子を組み合わせた構成であってもよい。インダクタ１２ａと１２ｂとを構成するインダクタ素子の電気特性は、単体または複数の特性のインダクタ素子の組合せにより、使用周波数帯で高インピーダンス（例えば挿入損失で−２０dB以下）となる特性を有する。インダクタ１２ａと１２ｂとは、その電気特性が同一であるものを用いる。インダクタ１２ａと１２ｂとの配置間隔は、使用周波数に相当する波長に対して充分短い（例えば１／１０以下）ことが望ましい。

電源１０ａ，１０ｂとダイオード８を繋ぐバイアス制御線１１のレイアウトは、バイアス制御線１１がスロット１を跨ぐことなく、且つ最短距離でアンテナエレメント２から出るような配置が好ましい。ダイオード８の実装は図６とは逆向きであっても良いが、この場合、ダイオード８の開放・短絡を制御するスイッチ１３の論理は逆となる。

実施例６、実施例７において、ダイオード８に印加するバイアスがゼロ、又は逆方向バイアス（ダイオード８のカソード側が正電圧）の場合、ダイオード８は等価的に数ｐＦ程度のコンデンサとなり、開放状態となる。このため、スロット１は、スロット１の電気長を１／４波長とした周波数で共振、アンテナとして動作する。

ダイオード８に順方向バイアス（ダイオード８のアノード側が＋正電圧）を印加すると、ダイオード８は等価的に数オーム程度の抵抗となり、短絡状態となる。このため、スロット１は、スロット１の開放端１ａから周波数切換手段６を経由した電気長を１／４波長とした周波数で共振、アンテナとして動作する。

以上のように、ダイオード８への印加バイアスを制御することにより、スロットの共振周波数を切り換えることができる。
（実施例８）

図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す実施例８は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す実施例７を変更した例である。すなわち、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す実施例８は、実施例７の直列回路を構成しているダイオード８とコンデンサ９を直列接続した２個のダイオード８ａ，８ｂに置き換えたものである。

ダイオードに逆方向バイアスを印加すると、ダイオードは等価的にコンデンサと見なすことができる。アンテナの使用周波数が高くなるに伴いダイオードのアイソレーションが悪化し、アンテナ電流が増加するため、アンテナの共振周波数の切換が徐々に困難になる。

実施例８では、２個のダイオード８ａ，８ｂを、アノード電極を共通にして直列に配置する構成とすることで、アイソレーションを改善することができる。図８では、ダイオード８ａ，８ｂのアノード電極を共通化した例を示したが、カソード電極を共通化した構成であっても良い。 また、一般的にダイオードは印加される電力があるレベル以上になると、ダイオードの非線形特性により不要輻射を生じる。無線回路の出力電力が大きい場合、ダイオードに印加される電力も大きくなるため、この不要輻射が問題となるが、実施例８の構成とすることにより、個々のダイオードに印加される電力が低減し、ダイオードからの不要輻射を低減させることが出来る。
（実施例９）

以上の説明における周波数切り換え手段６は、ダイオード８、８ａ，８ｂを用いた構成として構築したが、これに限られるものではない。例えば、ダイオード８に代えて、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すような電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１４を用いた構成であってもよい。さらには、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すようなマイクロマシン技術で構築した微小なメカニカルスイッチ１５を用いた構成であってよいものである。特に微小メカニカルスイッチは機構部品であり、その入出力特性の直線性が良好であるため、大電力を印加した場合でも不要輻射を生じることは無い。従って無線回路の出力電力が大きい場合でも、周波数切り換え手段に微小メカニカルスイッチを用いた構成とすることで不要輻射を抑制することが可能となる。

次に、周波数切換手段の具体的な実装例について説明する。
（実施例１０）

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す実装例は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す周波数切り換え手段６をプリント基板１６を用いてアンテナエレメント２に実装した例である。

すなわち、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す周波数切り換え手段６のダイオード８，コンデンサ９、インダクタ１２ａをプリント基板１６に実装し、このプリント基板１６をアンテナエレメント２に半田１７等を用いて実装する。さらに、アンテナエレメント２以外の箇所にインダクタ１２ｂを実装し、インダクタ１２ａとインダクタ１２ｂとの間をバイアス制御線１１で最短距離で接続する。
（実施例１１）
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示す実装例は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す周波数切り換え手段６をアンテナエレメント２に直接搭載した例である。それ以外は図１１の例と同様である。
（実施例１２）

次に、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す周波数切り換え手段６を実装したアンテナエレメント２と反射板３とを組み合わせてスロットアンテナを構築した具体例を説明する。

図１３では、周波数切り換え手段６及びスロット１を反射板３側に向けて、アンテナエレメント２と反射板３とを対向して組み合わせている。アンテナエレメント２側のバイアス制御線１１はインダクタ１２ｂの端子から接続ピン１８を介して反射板３側のバイアス制御線１１に接続し、このバイアス制御線１１をバイアス制御用の電源（図示せず）に接続している。このバイアス制御用の電源は、電源１０，１０ａ，１０ｂに相当する。

図１４では、図１３の構成においてスロット１と周波数切換手段６を配置したアンテナエレメント２の面を外側（反射板３と反対側）に向けて、アンテナエレメント２と反射板３と対向して組み合わせている。アンテナエレメント２側のバイアス制御線１１はアンテナエレメント２を貫通したスルーホール１９及び接続ピン１８を介して反射板３側のバイアス制御線１１に接続している。それ以外は図１３の構成と同様である。

図１５では、アンテナエレメント２として、周波数切換手段６をスロット１と反対側の面に実装している。そして、周波数切り換え手段６を反射板３側に向けて、アンテナエレメント２と反射板３とを組み合わせている。この場合、周波数切換手段６はスルーホール２０を介してアンテナエレメント２と接続する。

以上の説明では、アンテナエレメント２上に設けるスロット２の形状はＬ型としたが、これに限られるものではない。例えば、スロット１の形状は、ストレート型やミアンダ型、U字型、Bow-Tie型などの形状から適宜選択することで、スロット１の占有面積を小さくしながら、低い周波数での共振、アンテナ動作や、水平または垂直方向の偏波に感度を持たせることが可能となる。また、スロット１の数についても、それぞれスロットの数が１個または２個の場合の例について説明してきたが、それ以上配置して多共振特性を持たせる構造としても良い。また給電手段４に関しても、終電手段がひとつである様に記載したが、これに限らず、複数の給電手段を搭載しても良い。例えば２個以上のスロットが配置されている場合は、各スロットに給電手段を配置した構成であっても良いものとする。

以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は２００７年５月１６日に出願された日本出願特願２００７−１３０８５７
を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

以上のように本発明によれば、スロット上に周波数切り換え手段を配置した構成であり、外部の電源等で電気的に制御することにより、スロットの共振周波数を切り換えることができ、アンテナのマルチバンド対応を実現できる。

周波数切換手段を用いることでアンテナエレメントに配置するスロット数を最小限に抑えることができるので、スロットアンテナの占有エリアが狭くなり、部品の実装可能エリアを広げることができる。

（ａ）は、本発明の実施例１に係るスロットアンテナを示す斜視図、（ｂ）は、本発明の実施例１に係るスロットアンテナを示す平面図、（ｃ）は、本発明の実施例１に係るスロットアンテナを示す断面図である。 （ａ）は、本発明の実施例２に係るスロットアンテナを示す斜視図、（ｂ）は、本発明の実施例２に係るスロットアンテナを示す平面図、（ｃ）は、本発明の実施例２に係るスロットアンテナを示す断面図である。 （ａ）は、本発明の実施例３に係るスロットアンテナを示す斜視図、（ｂ）は、本発明の実施例３に係るスロットアンテナを示す平面図、（ｃ）は、本発明の実施例３に係るスロットアンテナを示す断面図である。 （ａ）は、本発明の実施例４に係るスロットアンテナを示す斜視図、（ｂ）は、本発明の実施例４に係るスロットアンテナを示す平面図、（ｃ）は、本発明の実施例４に係るスロットアンテナを示す断面図である。 （ａ）は、本発明の実施例５に係るスロットアンテナを示す斜視図、（ｂ）は、本発明の実施例５に係るスロットアンテナを示す平面図、（ｃ）は、本発明の実施例５に係るスロットアンテナを示す断面図である。 （ａ）は、本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段の具体例を示す平面図、（ｂ）は、本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段の具体例を示す断面図である （ａ）は、本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段の具体例を示す平面図、（ｂ）は、本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段の具体例を示す断面図である （ａ）は、本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段の具体例を示す平面図、（ｂ）は、本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段の具体例を示す断面図である （ａ）は、本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段の具体例を示す平面図、（ｂ）は、本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段の具体例を示す断面図である （ａ）は、本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段の具体例を示す平面図、（ｂ）は、本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段の具体例を示す断面図である （ａ）は、本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段をアンテナエレメントに実装した状態を示す平面図、（ｂ）は、本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段をアンテナエレメントに実装した状態を示す断面図である。 （ａ）は、本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段をアンテナエレメントに実装した状態を示す平面図、（ｂ）は、本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段をアンテナエレメントに実装した状態を示す断面図である。 本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段を実装したアンテナエレメントと反射板とを組み合わせてスロットアンテナを構築した状態を示す断面図である。 本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段を実装したアンテナエレメントと反射板とを組み合わせてスロットアンテナを構築した状態を示す断面図である。 本発明の実施例に用いる周波数切り換え手段を実装したアンテナエレメントと反射板とを組み合わせてスロットアンテナを構築した状態を示す断面図である。 （ａ）は関連する技術に係るアンテナを示す分解斜視図、（ｂ）は同断面図である。 関連する技術に関するアンテナを示す断面図である。

１ スロット
２ アンテナエレメント
３ 反射板
４ 給電手段
５ 短絡手段
６ 周波数切り換え手段
７ 調整手段

Claims (11)

1. 開口孔形状のスロットを有するアンテナエレメントと、
   前記アンテナエレメントに対向して配置された反射板と、
   前記アンテナエレメントと前記反射板とに電気的及び物理的に接続された給電手段と、
   前記アンテナエレメントと前記反射板とを電気的に短絡した短絡手段と、
   前記スロットの共振周波数を切り換える周波数切り換え手段と、
   アンテナのリアクタンス成分を減少させる調整手段とを含むことを特徴とするスロットアンテナ。
2. 前記短絡手段は、前記スロットの近傍に配置された、請求項１に記載のスロットアンテナ。
3. 前記周波数切り換え手段は、前記スロットを跨ぐ様に配置したダイオードと、直流バイアスを送出する電源と、前記ダイオードと前記電源の間を接続するバイアス制御線とで構成され、前記ダイオードに前記バイアス制御線を介して前記直流バイアスを印加することで前記スロットの共振周波数を切り換えるものである、請求項１記載のスロットアンテナ。
4. 前記周波数切り換え手段は、前記ダイオードと、前記バイアス制御線と、前記直流バイアスがアンテナエレメント側に流れ込むのを阻止するコンデンサと、アンテナエレメント側から高周波電流が流れ出るのを阻止するインダクタとを含む、請求項１記載のスロットアンテナ。
5. 前記周波数切り換え手段は、前記コンデンサをダイオードに置き換えた構成であり、前記ダイオードの組み合わせで前記直流バイアスがアンテナエレメント側に流れ込むのを阻止するものである、請求項４記載のスロットアンテナ。
6. 前記周波数切り換え手段は、前記ダイオードに印加する順方向バイアスと逆方向バイアスの２種類の直流バイアスで制御する、請求項３又は５に記載のスロットアンテナ。
7. 前記インダクタは、少なくともダイオードの直近と、アンテナエレメントの外部に配置された、請求項５に記載のスロットアンテナ。
8. 前記周波数切り換え手段は、前記スロットを跨ぐ様に配置したFET（電界効果トランジスタ）と直流バイアスを送出する電源と、前記ダイオードと前記電源の間を接続するバイアス制御線とで構成され、前記FETに前記バイアス制御線を介して前記直流バイアスを印加することで前記スロットの共振周波数を切り換えるものである、請求項１記載のスロットアンテナ。
9. 前記周波数切換手段は、前記スロットの開放端と反対側の短絡端の近傍に配置されている、請求項１に記載のスロットアンテナ。
10. 前記周波数切り換え手段は、前記スロットを跨ぐ様に配置した微小メカニカルスイッチと直流バイアスを送出する電源と、前記ダイオードと前記電源の間を接続するバイアス制御線とで構成され、前記微小メカニカルスイッチに前記バイアス制御線を介して前記直流バイアスを印加することで前記スロットの共振周波数を切り換えるものである、請求項１記載のスロットアンテナ。
11. 前記調整手段は、前記スロットに対向する前記反射板の一部として前記スロットの開放端の直下の反射板を取り除いた構造である、請求項１記載のスロットアンテナ。

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