JPH0229007A

JPH0229007A - アンテナ装置

Info

Publication number: JPH0229007A
Application number: JP17870688A
Authority: JP
Inventors: Makoto Matsunaga; 誠松永; Yonehiko Sunahara; 米彦砂原; Hiroyuki Omine; 裕幸大嶺; Seiji Mano; 真野　誠司
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-07-18
Filing date: 1988-07-18
Publication date: 1990-01-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］第６図（ａ）は、例えは昭和６３年電子情報通信学会春
季全国大会講演論文集のＢ−８４ｒ）リブレート型平面
アンテナの一構成法」に開示された従来のアンテナ装置
を示す斜視図、第６図（ｂ）は第６図（ａ）のアンテナ
装置におけるＡ−Ａ’線断面図である。図において、１
は第１の誘電体基板、２は第２の誘電体基板、３は第１
の地導体、４は第２の地導体、５はストリップ導体であ
り、以上の各部分によりトリプレート形ストリップ線路
を構成している。６は第１の地導体３に設けた環状のス
ロットアンテナを構成する第１の環状細隙である。また
、ストリップ導体５は第１の環状細隙６と交差部７にて
交差し、ストリップ導体５の先端部８は開放端となって
いる。

第７図は第６図（ａ）のアンテナ装置の動作を説明する
ための部分構造を示す断面図である。

次に、上記従来のアンテナ装置の動作について説明する
。トリプレート形ストリップ線路を伝搬する電波が環状
のスロットアンテナを構成する第１の環状細隙６に入射
すると、トリプレート形ストリップ線路を構成するスト
リップ導体５の先端部８は開放端となっており、この先
端部８から所定の距離だけ離れたストリップ導体５と第
１の環状細隙６との交差部７の付近では磁界が強いため
に、スリット導体５と交差する第１の環状細隙６とは容
易に結合する。スロットアンテナを構成する第１の環状
細隙６は設計上から中心周波数において約１波長の長さ
に設定されており、スロットアンテナは上記中心周波数
で共振して電波が空間に放射される。

上記スロットアンテナは、ストリップ導体５が第１の地
導体３及び第２の地導体４で覆われているトリプレート
形ストリップ線路を給電線路としているため、この給電
線路からの電波の放射がなく良好なアンテナ特性が得ら
れる。しかるに、トリプレート形ストリップ線路は中心
部のストリップ導体５に流れる電流と、第１の地導体３
及び第２の地導体４に流れる和の電流とは等しく逆向き
であり、各々第１の地導体３及び第２の地導体４には等
しい量の電流が流れている。このような電流の関係は、
第７図に示すアンテナ装置の部分構造を示す断面図に表
示されている。従って、一方の地導体、すなわち第１の
地導体３だけに第１の環状細隙６を設けてストリップ導
体５と結合させた場合には、その結合に寄与するのは第
１の地導体３側を流れる電流だけであり、他方の地導体
である第２の地導体４側を流れる電流は上記結合には何
らの寄与をすることなく反射してしまう。

［発明が解決しようとする課題］上記従来のアンテナ装置は以上のように構成されている
ので、アンテナに入射した全電流のうちで半分程度はア
ンテナに結合しないで反射波となって空間に放射される
ことになる。そこで、アンテナの整合を取るためには、
トリプレート形ストリップ線路を構成するストリップ導
体５とスロットアンテナを構成する第１の環状細隙６の
交差部７とストリップ導体５の先端部８との間の長さを
調整し、上記反射波を打ち消すような新たな反射波を発
生させる必要がある。そのために、上記のようなアンテ
ナの整合が取れた場合でも、トリプレート形ストリップ
線路を構成するストリップ導体５とスロットアンテナを
構成する第１の環状細隙６との変換部が狭帯域となり、
アンテナの放射特性が狭帯域になるという問題点があっ
た。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、広帯域なスロットアンテナが構成できるアン
テナ装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明に係るアンテナ装置は、ストリップ導体の両面
の第１の地導体及び第２の地導体のそれぞれに環状細隙
を設け、これらの環状細隙のうちで、一方の環状細隙に
は開口空胴を構成するキャビティを設け、他方の環状細
隙側に電波を放射するものである。

［作用］この発明におけるアンテナ装置は、トリプレート形スト
リップ線路を構成するストリップ導体の両面の第１の地
導体及び第２の地導体に流れる電流のすべてが、第１の
地導体及び第２の地導体のそれぞれに環状細隙を設けて
構成した環状のスロットアンテナに結合することになり
、これによりアンテナ装置として広帯域の放射特性が得
られる。

［実施例］第１図（ａ）はこの発明の一実施例であるアンテナ装置
を示す斜視図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のアンテナ
装置におけるＡ−Ａ’線断面図、第１図（Ｃ）は第１図
（ａ）のアンテナ装置における金属基台を示す斜視図で
、第６図（ａ）及び（ｔ））と同一符号は同−又は相当
部分を示しており、その詳細な説明は省略する。図にお
いて、９は第２の地導体４に設けた環状のスロットアン
テナを構成する第２の環状細隙、１１は金属基台、ｌＯ
は金属基台１１に構成したキャビティ（開口空胴）であ
り、このキャビティｌＯは金属基台ｌｌに設けた凹部と
第２の地導体４を構成する金属箔から構成されている。

１２はキャビティ１０におけるキャビティ短絡部である
。

第２図は第１図（ａ）のアンテナ装置の動作を説明する
ための部分構造を示す断面図である。

次に、上記この発明の一実施例であるアンテナ装置の動
作について説明する。ストリップ導体５に流れる電流と
、第１の地導体３及び第２の地導体４に流れる和の電流
とは大きさが等しく逆向きである。また、第１の地導体
３及び第２の地導体４にはそれぞれ等しい大きさの電流
が流れており、第１の環状細隙６と第２の環状細隙９に
も等しく、かつ対称性良く電波が結合することになる。

この時、結合部には電波の大きな反射点が存在しないた
め、ストリップ導体５と第１の環状細隙６及び第２の環
状細隙９との交差部７からストリップ導体５の先端部８
までの距離を適当に調整し、さらにストリップ導体５等
から構成されるトリプレート形ストリップ線路の特性イ
ンピーダンスを、第１の環状細隙６及び第２の環状細隙
９から構成されるスロットアンテナの人力インピーダン
スと一致させることにより、広帯域にわたって整合が可
能となり広帯域なアンテナ装置が実現できる。

実際には、第２の地導体４に設けた第２の環状細隙９側
の金属基台１１に開口空胴を構成するキャビティ１０を
設け、第１の地導体３側の第１の環状細隙６の方向に電
波を放射するようにしている。すなわち、第１図（ｂ）
に示されるようにキャビティ１０におけるキャビティ短
絡部１２から概略１／４波長離れた位置が、第２の環状
細隙９の位置と一致するように構成される。キャビティ
１０は１／４波長の長さを有しており、その共振特性は
スロットアンテナの共振特性より広帯域であり、アンテ
ナの広帯域特性を損なうものではない。

なお、Ｌ記実施例では第１の地導体３に設けた第１の環
状細隙６と第２の地導体４に設けた第２の環状細隙９の
形状が同一の場合について示したが、この発明ではこれ
に限らず、第３図（ａ）及び（ｂ）に示すこの発明の他
の実施例のアンテナ装置のように、第１の環状細隙６と
第２の環状細隙９の周長を変化させても良い。これによ
り、第１の環状細隙６の共振周波数と第２の環状細隙９
の共振周波数を異なる値にでき、２周波数で共振する２
共振特性を有するスロットアンテナが実現できる。また
ここで、共振周波数をわずかにずらすことにより、単一
共振周波数に比較してより広帯域なスロットアンテナの
実現が可能である。

また、上記実施例ではキャビティ１０として金属基台１
１に底面が平面となるように掘り込んだ構造について説
明したが、第４図（ａ）及び（ｂ）に示すこの発明の他
の実施例のアンテナ装置のように、キャビティ１０とし
て金属基台１１に底面が段差を有するように漏り込んだ
構造としても良い。第４図（ａ）及び（ｂ）において、
１３はキャビティｌＯの深く漏り込んだ高インピーダン
ス部、１４はキャビティ１０の浅く漏り込んだ低インピ
ーダンス部である。ここで、高インピーダンス部１３の
電気長をθｈ、インピーダンスをＺｈ、低インピーダン
ス部１４の電気長を０１．　インピーダンスをＺ＋　と
すると、第２の環状細隙９からキャビティｌＯ側を見た
インピーダンスを大きくするには、　ｔ　ａ　ｎθｈ−
ｔａｎθｔ＝ｚ＋／Ｚｈの条件を満足させれば良く、Ｚ
＋＜Ｚｈとすると、θｈ＋θｌを１７４波長以下にでき
る。すなわち、インピーダンスステップを付けることに
よりキャビティｌＯの大きさを小さくでき、アレーアン
テナとしてこのようなスロットアンテナを使用する場合
に接近して配置することが可能となる。

また、上記実施例ではキャビティ１０として金属基台１
１に構成した場合について説明したが、第５図（ａ）及
び（ｂ）に示すこの発明の他の実施例のアンテナ装置の
ように、第３の誘電体基板１５を用いてスルホール１６
を設けることによりキャビティｌＯを構成しても良い。

第５図（ａ）及び（ｂ）において、１５は第３の誘電体
基板、１６はスルホール、Ｉ７は第３の地導体、１８は
第４の地導体、１９は第３の環状細隙である。第３の地
導体１７には第２の環状細隙９と同じ形状の第３の環状
細隙１９を設け、第３の環状細隙１９が取り囲む第３の
地導体１７には、第３の環状細隙１９の近傍に複数のス
ルホール１６を設けて第３の地導体１７と第４の地導体
１８とを短絡する。さらに、第３の環状細隙１９から概
略１／４波長離れた位置には環状に複数のスルホール１
６を設ける。このような構成とすることにより、第３の
誘電体基板１５の比誘電率を８．とすると、金属基台１
１に構成したキャビティ１０に比べて幅を１４１にする
ことができて小形化が図れることになる。

［発明の効果］以上のように、この発明のアンテナ装置によればストリ
ップ導体の両面の第１の地導体及び第２の地導体のそれ
ぞれに環状細隙を設け、これら環状細隙のうちで、一方
の環状細隙には開口空胴を構成するキャビティを設け、
他方の環状細隙側に電波を放射する構成としたので、広
帯域の放射特性を有するアンテナ装置が得られるという
優れた効果を奏するものである

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明の一実施例であるアンテナ装置
を示す斜視図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のアンテナ
装置におけるＡ−Ａ’線断面図、第１図（Ｃ）は第１図
（ａ）のアンテナ装置における金属基台を示す斜視図、
第２図は第１図（ａ）のアンテナ装置の動作を説明する
ための部分構造を示す断面図、第３図（ａ）及び（ｂ）
はこの発明の他の実施例であるアンテナ装置を示す斜視
図及びそのＡ−Ａ’線断面図、第４図（ａ）及び（ｂ）
はこの発明の他の実施例であるアンテナ装置を示す断面
図及びその金属基台を示す斜視図、第５図（ａ）及び（
ｂ）はこの発明の他の実施例であるアンテナ装置を示す
断面図及びその第３の誘電体基板を示す斜視図、第６図
（ａ）は従来のアンテナ装置を示す斜視図、第６図（ｂ
）は第６図（ａ）のアンテナ装置におけるＡ−Ａ’線断
面図、第７図は第６図（ａ）のアンテナ装置の動作を説
明するための部分構造を示す断面図である。図において、ｌ・・・第１の誘電体基板、２・・・第２
の誘電体基板、３・・・第１の地導体、４・・・第２の
地導体、５・・・ストリップ導体、６・・・第１の環状
細隙、７・・・交差部、８・・・ストリップ導体５の先
端部、９・・・第２の環状細隙、　ｌＯ・・・キャビテ
ィ（開口空胴）１１・・・金属基台、　１２・・・キャ
ビティ短絡部、１３・・・高インピーダンス部、１４・
・・低インピーダンス部、１５・・・第３の誘電体基板
、１６・・・スルホール、１７・・・第３の地導体、１
８・・・第４の地導体、１９・・・第３の環状細隙　で
ある。なお、図中、同一符号は同一　又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

中心導体であるストリップ導体の両面に地導体を有する
トリプレート形ストリップ線路と、上記ストリップ導体
の両面の地導体のそれぞれに環状細隙を設けて構成した
環状のスロットアンテナと、上記ストリップ導体の両面
の地導体のうちで、一方の地導体側に構成した環状細隙
を開口とした開口空胴とを設ける構成としたことを特徴
とするアンテナ装置。