JPH11163625A - スロットアンテナ及びアンテナアレイ - Google Patents

スロットアンテナ及びアンテナアレイ

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JPH11163625A
JPH11163625A JP32841097A JP32841097A JPH11163625A JP H11163625 A JPH11163625 A JP H11163625A JP 32841097 A JP32841097 A JP 32841097A JP 32841097 A JP32841097 A JP 32841097A JP H11163625 A JPH11163625 A JP H11163625A
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JP
Japan
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slot
antenna
slot antenna
line
present
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JP32841097A
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Inventor
Kin Cho
欣 張
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Hitachi Cable Ltd
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Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型・細型のスロットアンテナ及びアンテナ
アレイを提供する。 【解決手段】 誘電体または半導体からなる基板7上に
導電性箔膜を貼り付けて給電線路3を含むマイクロスト
リップ線路2を形成し、該基板7の上記マイクロストリ
ップ給電線路が形成された面の反対面に放射素子として
動作するスロット1及び無給電素子として動作するスロ
ット6を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信用のアンテナ
に係り、特に、小型・細型のスロットアンテナ及びアン
テナアレイに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図28は、スロットアンテナの構造を示
したものである。当図において、121は広い導体板に
細長い溝(導体のない部分)を形成してなる放射素子、
122はマイクロストリップ給電線路、123は放射素
子121と給電線路122とを表裏に設けた誘電体基板
である。このスロットアンテナと線状ダイボールアンテ
ナとは双対である(導体の構造は逆であるが、アンテナ
としての働きは等価)といわれている。スロットアンテ
ナは、効率が良く、指向性、インピーダンスとも安定し
ている。
【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(図28)は細長い溝に比べて広い導体板が必要とさ
れている。このスロットアンテナは、導体板の幅が狭く
なるにつれ放射素子と給電線路とのインピーダンス整合
が困難となるため、細型・小型化の実現が困難であっ
た。
【0004】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、小型・細型のスロットアンテナ及びアンテナアレイ
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
に本発明のスロットアンテナは、誘電体または半導体か
らなる基板上に導電性箔膜を貼り付けて給電線路を含む
マイクロストリップ線路を形成し、該基板の上記マイク
ロストリップ給電線路が形成された面の反対面に放射素
子として動作するスロット及び無給電素子として動作す
るスロットを設けたものである。
【0006】上記マイクロストリップ給電線路を上記放
射素子への給電位置より先で上記放射素子の長手方向に
折り曲げてもよい。
【0007】上記無給電素子を複数個配列してもよい。
【0008】また、本発明のアンテナアレイは、上記ス
ロットアンテナを複数個連続させて配置したものであ
る。
【0009】個々のスロットアンテナの間隔を変化させ
て配置してもよい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて詳述する。
【0011】図1に示すように、このスロットアンテナ
の誘電体基板7(以下、単に基板という)は、誘電体か
らなり、長方形に形成されている。基板7上には、短辺
より長手方向に所定の位置まで伸びた線幅の細い導体か
らなるマイクロストリップ線路2が設けられている。こ
のマイクロストリップ線路2の途中の位置より所定の位
置まで(図では右方向)、線幅の細い導体からなるマイ
クロストリップ給電線路3が設けられている。この給電
線路3は、給電用マイクロストリップ線路と呼ぶことも
ある。マイクロストリップ線路2の給電線路3を設けた
位置より先端側(図では上方向)は、どこにも接続され
ておらず、この部分を先端開放マイクロストリップ線路
4と呼ぶ。マイクロストリップ線路2の基端側には、分
布定数による整合回路5が形成されている。
【0012】基板7のマイクロストリップ線路2が設け
られた面を表側面とすると、裏側面には、ほぼ一面を覆
う導体板が設けられている。この導体板に、マイクロス
トリップ給電線路3と直交させて細長い溝1(導体のな
い部分;スロットとも呼ぶ)が設けられている。この溝
1自体をスロットアンテナと呼ぶこともあるが、以下で
は、放射素子又はアンテナ放射素子と呼ぶ。
【0013】この放射素子1と平行に、マイクロストリ
ップ2、4線路及びマイクロストリップ給電線路3と接
しない細長い溝6(スロット)が設けられている。この
スロット6を無給電素子或いは無給電スロットと呼ぶ。
以上の基板7上の導体各部分は、導電性箔膜を貼りつけ
ることにより製作されるか、又は微細加工工程及びプリ
ント基板加工工程により製作される。
【0014】図1 のスロットアンテナの動作及びインピ
ーダンス整合方法を説明する。
【0015】マイクロストリップ線路2に印加された給
電信号は、給電線路3を通って放射素子1に印加され
る。即ち、放射素子1は励振される。これにより放射素
子1から電波が放射される。さらに、無給電素子6を設
けることにより、アンテナ全体が二重共振され、細幅基
板上でのローインピーダンスを実現することが可能にな
る。放射素子1と給電線路3とのインピーダンス整合
は、放射素子1と無給電素子6の長さ・幅・位置関係を
調整するか、給電線路3の線幅を調整するか、給電位置
を調整するか、先端開放マイクロストリップ線路4を調
整するか、整合回路5の形状・寸法を調整することによ
って取られる。また、基板7の材質或いは厚みを調整す
ることで整合が取られる。また、これらの整合方法の組
み合わせを使って最適のインピーダンス整合が取られ
る。
【0016】図1のスロットアンテナは、無給電素子6
を設けることにより、基板幅を大幅に細くすることを実
現させ、小型・細型化を実現することを可能にした。ま
た、基板7上に導体を配置したものであるから、薄型か
つ軽量になる。また、微細加工工程及びプリント基板加
工工程により製作されているため、寸法精度が非常に良
い。そして、基板及び導体各部分が一体化されているの
で、組立が不要であり、調整も不要であるから、量産性
に優れている。
【0017】本発明の他の実施形態を説明する。
【0018】図2に示されたスロットアンテナは、図1
のスロットアンテナにおいて無給電素子6がマイクロス
トリップ線路2に対して放射素子1と同一側に配置され
ているのに対し、無給電素子6がマイクロストリップ線
路2に対して放射素子1と反対側、即ち給電線路3がな
い側に配置されたものである。
【0019】図2のスロットアンテナの動作および効果
は、図1のスロットアンテナと同等であるが、無給電素
子6の配置位置の違いより、無給電素子6に対して給電
線路3の影響がなくなり、アンテナ特性の向上が図られ
る。
【0020】図3に示されたスロットアンテナは、図2
のアンテナにおいて給電線路3が放射素子1と直交した
位置より先でも真っ直ぐに伸ばされているのに対して、
給電線路3が放射素子1と直交した位置より先の位置で
折り曲げられ放射素子1の長手方向に伸ばされているも
のである。
【0021】図3のスロットアンテナの動作及び効果
は、図2のスロットアンテナと同等であるが、給電線路
3が放射素子1を励振する位置(給電する位置、交差す
る位置)より先で折り曲げて放射素子1の長手方向に伸
ばされていることにより、アンテナ全体として一層の細
型・小型化を実現することが可能になる。
【0022】図4〜図14は、いずれも図3の変形であ
る。即ち、図4に示されたスロットアンテナは、給電線
路3と放射素子1とが交差する位置のすぐ近くで、給電
線路3が折り曲げられている。図5に示されたスロット
アンテナは、折り曲げられた給電線路3が一方のみに延
ばされている。図6に示されたスロットアンテナは、給
電線路3と放射素子1とが交差する位置のすぐ近くで折
り曲げられた給電線路3が一方のみに延ばされている。
図7、図8に示されたスロットアンテナは、折り曲げら
れた給電線路3が図5、図6とは反対向きに延ばされて
いる。図9〜図14に示されたスロットアンテナは、折
り曲げられた給電線路3より先に無給電素子6が設けら
れている。
【0023】図15に示されたスロットアンテナは、図
3のスロットアンテナに対して、第二の無給電素子とし
てスロット8を設けたものである。スロット8は、放射
素子1に沿わせて(平行させて)設けられている。
【0024】図15のアンテナの動作及び効果は、図3
とほほ同等であるが、これに加え、スロット8を放射素
子1に沿わせて配置したことにより広帯域化が図られ
る。また、アンテナの指向性のコントロールが図られ
る。
【0025】図16〜21は図15の変形である。即
ち、第二の無給電素子を持つ形態に対して、前述の給電
線路3の各形態を組み合わせたものである。
【0026】図22に示されたスロットアンテナは、図
15のスロットアンテナに対して、第三の無給電素子と
してスロット9を設けたものである。スロット9は、放
射素子1に沿わせて(平行させて)設けられている。
【0027】図22のスロットアンテナの動作及び効果
は、図15とほぼ同等であるが、これに加え、スロット
9を配置したことにより、広帯域化とよりよい指向性の
実現とを図ることができる。
【0028】図23、図24は図22の変形である。即
ち、第四の無給電素子としてスロット10が設けられて
いる。
【0029】以上の実施形態のいずれにあっても、スロ
ットアンテナは、広帯域で、小型・軽量・薄型で簡便に
使用することができる。また、寸法精度が高いので品質
が安定で、信頼性が高い。また、加工が簡単であるから
安価に製造することができる。
【0030】次に、本発明のアンテナアレイの実施形態
を添付図面に基づいて詳述する。
【0031】図25に示されたアンテナアレイは、図3
のスロットアンテナを2段結合して構成したものであ
る。即ち、基板7、マイクロストリップ線路2及び裏側
面の導電性箔膜が長手方向に延長され、その延長された
マイクロストリップ線路12の途中の位置に2段目の給
電線路13が設けられ、その給電線路13と直交して基
板7の裏側面の導電性箔膜上に放射素子としてのスロッ
ト11が設けられ、給電線路13とは交わらないように
無給電素子としてのスロット16が設けられている。
【0032】1段目と2段目の給電点間の距離Lを変化
させることにより、指向性の変化、即ちチルトを持たせ
ることができる。このようなアンテナアレイは、広帯域
で、小型・軽量・薄型で簡便に使用することができる。
また、寸法精度が高いので品質が安定で、信頼性が高
い。また、加工が簡単であるから安価に製造することが
できる。
【0033】図26に示されたアンテナアレイは、図2
5に示されたアンテナアレイのアンテナ間のマイクロス
トリップ線路12にクランク状の連結部を挿入したもの
である。
【0034】図27に示されたアンテナアレイは、図2
5に示されたアンテナアレイのアンテナ間のマイクロス
トリッブ線路12にジクサク状の連結部を挿入したもの
である。
【0035】以上の実施形態では、マイクロストリップ
線路を使用したが、これに代えて、コプレーナ線路、ト
リプレート線路、平行平板線路などを使用してもよい。
【0036】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
【0037】(1)放射素子及び無給電素子として動作
するスロットが設けられているので、幅細の基板上でも
広帯域化を実現することが可能となり、即ち、アンテナ
の小型化が可能である。
【0038】(2)給電素子が放射素子への給電位置よ
り先で曲げてあるので、より一層の小型化が可能であ
る。
【0039】(3)スロットアンテナに複数個の無給電
素子を配列することにより、より一層の広帯域化或いは
指向性のコントロールをすることが可能である。
【0040】(4)スロットアンテナを複数個連続させ
て配置したことにより、アンテナアレイを実現すること
が可能である。
【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
平面図である。
【図2】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテナ
の平面図である。
【図3】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテナ
の平面図である。
【図4】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテナ
の平面図である。
【図5】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテナ
の平面図である。
【図6】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテナ
の平面図である。
【図7】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテナ
の平面図である。
【図8】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテナ
の平面図である。
【図9】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテナ
の平面図である。
【図10】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテ
ナの平面図である。
【図11】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテ
ナの平面図である。
【図12】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテ
ナの平面図である。
【図13】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテ
ナの平面図である。
【図14】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテ
ナの平面図である。
【図15】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテ
ナの平面図である。
【図16】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテ
ナの平面図である。
【図17】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテ
ナの平面図である。
【図18】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテ
ナの平面図である。
【図19】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテ
ナの平面図である。
【図20】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテ
ナの平面図である。
【図21】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテ
ナの平面図である。
【図22】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテ
ナの平面図である。
【図23】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテ
ナの平面図である。
【図24】本発明の他の実施形態を示すスロットアンテ
ナの平面図である。
【図25】本発明の一実施形態を示すアレイアンテナの
平面図である。
【図26】本発明の他の実施形態を示すアレイアンテナ
の平面図である。
【図27】本発明の他の実施形態を示すアレイアンテナ
の平面図である。
【図28】従来のスロットアンテナの平面図である。
【符号の説明】
1 溝(スロット、放射素子) 2 マイクロストリップ線路 3 給電線路 4 先端開放マイクロストリップ線路 5 整合回路 6、8、9、10 溝(スロット、無給電素子) 7 基板(誘電体基板)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体または半導体からなる基板上に導
    電性箔膜を貼り付けて給電線路を含むマイクロストリッ
    プ線路を形成し、該基板の前記マイクロストリップ給電
    線路が形成された面の反対面に放射素子として動作する
    スロット及び無給電素子として動作するスロットを設け
    たことを特徴とするスロットアンテナ。
  2. 【請求項2】 上記マイクロストリップ給電線路を上記
    放射素子への給電位置より先で上記放射素子の長手方向
    に折り曲げたことを特徴とする請求項1記載のスロット
    アンテナ。
  3. 【請求項3】 上記無給電素子を複数個配列することを
    特徴とする請求項1又は2記載のスロットアンテナ。
  4. 【請求項4】 上記スロットアンテナを複数個連続させ
    て配置したことを特徴とするアンテナアレイ。
  5. 【請求項5】 個々のスロットアンテナの間隔を変化さ
    せて配置したことを特徴とする請求項4記載のアンテナ
    アレイ。
JP32841097A 1997-11-28 1997-11-28 スロットアンテナ及びアンテナアレイ Pending JPH11163625A (ja)

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