WO2012160982A1 - Antenna device - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an antenna device provided in an electronic device having a metal cavity.
- Patent Document 1 discloses a slot antenna.
- Patent Document 2 discloses a wireless device including a slot antenna.
- the slot antenna of Patent Document 1 is composed of an L-shaped microstrip line provided on a printed circuit board and a conductor plate in which slots are formed at right angles to the microstrip line.
- An object of the present invention is to provide an antenna device which can be provided in a metal cavity having a shield case and a shield function, which is simple in structure but has high communication performance, and has an object to solve the above problems. It is in.
- the antenna device of the present invention is configured as follows. (1) comprising a metal cavity and an antenna disposed inside the metal cavity;
- the metal cavity comprises an insulating or dielectric slot in part,
- the slot gap direction is a direction orthogonal or non-parallel to the plane of main polarization of the antenna,
- the antenna excites the slot.
- main polarization mainly refers to polarization with high antenna gain.
- the slot is preferably a dielectric having a dielectric constant higher than that of air.
- FIG. 9A shows the antenna efficiency with respect to the full width dimension L of the slot in the applicable frequency band
- FIG. 9B shows the frequency characteristics of the return loss.
- the relationship between the characteristics in FIG. 9B and the dimensions of the slot 11 is as follows when represented by the symbols shown in FIG.
- FIG. 10A shows the antenna efficiency with respect to the antenna size
- FIG. 10B shows the frequency characteristics of the return loss with respect to the antenna size.
- the relationship between the characteristics in FIG. 10B and the dimensions of the slot 11 is as follows when represented by the symbols shown in FIG.
- FIG. 12A shows the antenna efficiency with respect to the interval between the slot 11 and the antenna 20, and FIG. 12B shows the frequency characteristics of the return loss with respect to the interval.
- the horizontal axis of FIG. 12A is 0 when the slot 11 is at the center height of the metal cavity, and the direction in which the slot 11 is lowered from the center is plus, and the direction in which the slot 11 is raised is minus.
- the relationship between each characteristic in FIG. 12B and the height H of the slot 11 is as follows.
- the antenna efficiency becomes maximum when the height H of the slot 11 is at the center height of the metal cavity.
- the return loss characteristic is the best.
- FIG. 14A shows the antenna efficiency with respect to the width dimension CW (see FIG. 1) of the metal cavity
- FIG. 14B shows the frequency characteristics of the return loss with respect to the dimension CW.
- the relationship between each characteristic in FIG. 14B and the width dimension CW of the metal cavity is as follows.
- FIG. 17A is a diagram showing the directivity viewed from directly above the antenna device that has obtained the characteristics of (2) of FIG.
- FIG. 17B is a diagram showing the directivity seen from directly above the antenna device that has obtained the characteristic of (3) of FIG.
- the normal direction (front) of the slot forming surface of the metal cavity corresponds to 90 °. It can be seen that both radiate strongly toward the slot 11 formation side.
Abstract
An antenna device (100) is provided with a metal cavity (10), and an antenna (20) positioned inside the metal cavity (10). Part of the metal cavity (10) is provided with an insulator or dielectric slot (11). The antenna (20) is positioned in a location where the slot (11) is excited. The gap direction of the slot (11) is orthogonal to the plane of the main polarization of the antenna (20). Consequently, the slot (11) is excited by the antenna (20), and acts as a slot antenna. An antenna device that can be provided in a metal cavity provided with a shield case and a shield function is thus configured.
Description
本発明は金属キャビティを有する電子機器に備えられるアンテナ装置に関するものである。
The present invention relates to an antenna device provided in an electronic device having a metal cavity.
シールドケースやシールド機能を備えた筐体にアンテナ装置を設ける場合、アンテナ装置としてはスロットアンテナが適している。特許文献１にはスロットアンテナが示されている。また特許文献２にはスロットアンテナを備えた無線装置が示されている。
When a antenna case is provided in a shield case or a casing having a shield function, a slot antenna is suitable as the antenna device. Patent Document 1 discloses a slot antenna. Patent Document 2 discloses a wireless device including a slot antenna.
特許文献１のスロットアンテナは、プリント基板に設けられたＬ字型のマイクロストリップ線路と、このマイクロストリップ線路に対して直角に重なるスロットが形成された導体板とで構成されている。
The slot antenna of Patent Document 1 is composed of an L-shaped microstrip line provided on a printed circuit board and a conductor plate in which slots are formed at right angles to the microstrip line.
特許文献２の無線装置は、無線回路のシールドケースにスロットを形成し、そのスロットに給電する手段を設けることによってスロットアンテナを備える無線装置が構成されている。
The wireless device of Patent Document 2 is configured as a wireless device including a slot antenna by forming a slot in a shield case of a wireless circuit and providing means for supplying power to the slot.
特許文献１に示されているような一般的なスロットアンテナにおいては、スロットに対して誘電体を挟んで反対側からストリップラインで給電する必要があるため、構造上の制約が大きい。また、共振周波数を決定するのはスロットのサイズであり、ストリップラインは給電と整合の役割を担っている。そのため、スロットのサイズに制約が生じる。さらに、整合をとるためにＬ字スタブが必要である。
In a general slot antenna as shown in Patent Document 1, since it is necessary to feed power from the opposite side with a dielectric sandwiched between the slots, there is a great structural restriction. The resonance frequency is determined by the slot size, and the strip line plays a role of feeding and matching. This limits the slot size. In addition, an L-shaped stub is required for alignment.
特許文献２の無線装置においては、シールドケースにスロットを形成する際に、立体的な溝を形成する必要があり、製造上の難易度が高い。この特許文献２では給電方法が明確でないが、切り欠き部（スロット）の間に直接給電するためには構造上の制約が生じる。また、切り欠き部にプリント配線基板の表面を密着させる必要があり、切り欠き部に面するプリント基板部分を絶縁部として形成する必要がある。
In the wireless device of Patent Document 2, it is necessary to form a three-dimensional groove when forming a slot in the shield case, and the manufacturing difficulty is high. Although the power supply method is not clear in Patent Document 2, there is a structural limitation in order to directly supply power between notches (slots). In addition, the surface of the printed wiring board needs to be in close contact with the cutout portion, and the printed board portion facing the cutout portion needs to be formed as an insulating portion.
本発明は上記の問題を解決すべき課題とし、その目的は、構造上は簡素でありながら通信性能が高く、シールドケースやシールド機能を備えた金属キャビティに備えることのできるアンテナ装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an antenna device which can be provided in a metal cavity having a shield case and a shield function, which is simple in structure but has high communication performance, and has an object to solve the above problems. It is in.
本発明のアンテナ装置は次のように構成する。
（１）金属キャビティと、この金属キャビティの内部に配置されたアンテナとを備え、
前記金属キャビティは、一部に絶縁体または誘電体のスロットを備え、
前記スロットの間隙方向は前記アンテナの主偏波の面に直交または非平行の方向であり、
前記アンテナは前記スロットを励振することを特徴とする。 The antenna device of the present invention is configured as follows.
(1) comprising a metal cavity and an antenna disposed inside the metal cavity;
The metal cavity comprises an insulating or dielectric slot in part,
The slot gap direction is a direction orthogonal or non-parallel to the plane of main polarization of the antenna,
The antenna excites the slot.
（１）金属キャビティと、この金属キャビティの内部に配置されたアンテナとを備え、
前記金属キャビティは、一部に絶縁体または誘電体のスロットを備え、
前記スロットの間隙方向は前記アンテナの主偏波の面に直交または非平行の方向であり、
前記アンテナは前記スロットを励振することを特徴とする。 The antenna device of the present invention is configured as follows.
(1) comprising a metal cavity and an antenna disposed inside the metal cavity;
The metal cavity comprises an insulating or dielectric slot in part,
The slot gap direction is a direction orthogonal or non-parallel to the plane of main polarization of the antenna,
The antenna excites the slot.
ここで「主偏波」とは、主にアンテナ利得の高い偏波を指す。
Here, “main polarization” mainly refers to polarization with high antenna gain.
（２）前記スロットは空気より誘電率の高い誘電体であることが好ましい。
(2) The slot is preferably a dielectric having a dielectric constant higher than that of air.
（３）前記アンテナと前記スロットとの間隔は、適用周波数帯での（１／１０）波長以下であることが好ましい。
(3) It is preferable that the space | interval of the said antenna and the said slot is below (1/10) wavelength in an applicable frequency band.
（４）前記スロットが形成された前記金属キャビティの面を、この面の法線方向に見た状態で、前記スロットが前記アンテナの一部に重なることが好ましい。
(4) It is preferable that the slot overlaps a part of the antenna in a state where the surface of the metal cavity where the slot is formed is viewed in the normal direction of the surface.
本発明によれば、内部にアンテナを収納する金属キャビティにスロットを設けるだけで通信性能を確保できる。また、スロットは金属キャビティの一部としての誘電体で構成できるので、デザイン性が高く、強度が高く、小型化できる。
According to the present invention, communication performance can be ensured only by providing a slot in a metal cavity that houses an antenna. Further, since the slot can be formed of a dielectric as a part of the metal cavity, the design is high, the strength is high, and the size can be reduced.
本発明の実施の形態であるアンテナ装置について、各図を参照して順次説明する。
図１は本発明の実施の形態であるアンテナ装置１００の斜視図である。このアンテナ装置１００は、金属キャビティ１０と、この金属キャビティ１０の内部に配置されたアンテナ２０とを備えている。金属キャビティ１０は一部に絶縁体または誘電体のスロット１１を備えている。アンテナ２０はスロット１１を励振する位置に配置されている。 An antenna device according to an embodiment of the present invention will be sequentially described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of anantenna device 100 according to an embodiment of the present invention. The antenna device 100 includes a metal cavity 10 and an antenna 20 disposed inside the metal cavity 10. The metal cavity 10 is partially provided with an insulator or dielectric slot 11. The antenna 20 is disposed at a position for exciting the slot 11.
図１は本発明の実施の形態であるアンテナ装置１００の斜視図である。このアンテナ装置１００は、金属キャビティ１０と、この金属キャビティ１０の内部に配置されたアンテナ２０とを備えている。金属キャビティ１０は一部に絶縁体または誘電体のスロット１１を備えている。アンテナ２０はスロット１１を励振する位置に配置されている。 An antenna device according to an embodiment of the present invention will be sequentially described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of an
金属キャビティ１０は例えばディジタルスチールカメラ（ＤＳＣ）等の電子機器の金属キャビティであり、殆ど全体が金属で構成されている。したがって、内部の電子回路は電気的には金属キャビティ１０でシールドされる。そして、スロット１１は金属キャビティ１０に部分的に形成された電磁気的な開口として作用する。
The metal cavity 10 is a metal cavity of an electronic device such as a digital still camera (DSC), and is almost entirely made of metal. Therefore, the internal electronic circuit is electrically shielded by the metal cavity 10. The slot 11 acts as an electromagnetic opening partially formed in the metal cavity 10.
図２（Ａ）はアンテナ２０の平面図である。このアンテナ２０は基板２１と、この基板２１に形成された導体パターンとで構成されている。基板２１にはグランド導体２３が形成されていて、このグランド導体の非形成部にＬ字型のアンテナ素子（放射素子）２２が形成されている。アンテナ素子２２の根元部が給電点ＦＰである。基板２１にはこの給電点に対して給電する回路を備えている。このアンテナ２０は例えばＧＰＳ用アンテナである。
FIG. 2A is a plan view of the antenna 20. The antenna 20 includes a substrate 21 and a conductor pattern formed on the substrate 21. A ground conductor 23 is formed on the substrate 21, and an L-shaped antenna element (radiating element) 22 is formed in a portion where the ground conductor is not formed. The base part of the antenna element 22 is a feeding point FP. The substrate 21 is provided with a circuit for supplying power to this power supply point. The antenna 20 is, for example, a GPS antenna.
図２（Ｂ）は、スロット１１が形成された金属キャビティ１０の面を、この面の法線方向に見た図（正面図）である。この方向に見たとき、スロット１１はアンテナ２０の一部に重なっている。スロット１１の間隙方向はアンテナ２０の主偏波の面に直交している。
FIG. 2B is a view (front view) of the surface of the metal cavity 10 in which the slot 11 is formed as viewed in the normal direction of this surface. When viewed in this direction, the slot 11 overlaps a part of the antenna 20. The gap direction of the slot 11 is orthogonal to the plane of main polarization of the antenna 20.
図３はアンテナ２０の指向性を示す図である。図２（Ａ）に示した基板２１の主面の面内で基板２１の長手方向をｘ軸、基板２１の短手方向をｙ軸、基板２１の主面に対する法線方向をｚ軸としている。アンテナ２０の三次元方向の指向性を立体で表すと、穴が最小化されたドーナツ型の指向性パターンである。図３中の複数の楕円はこのドーナツの幾つかの放射角方向での断面形状を表している。
FIG. 3 is a diagram showing the directivity of the antenna 20. In the plane of the main surface of the substrate 21 shown in FIG. 2A, the longitudinal direction of the substrate 21 is the x axis, the short direction of the substrate 21 is the y axis, and the normal direction to the main surface of the substrate 21 is the z axis. . When the directivity in the three-dimensional direction of the antenna 20 is represented by a solid, it is a donut-shaped directivity pattern with a minimized hole. A plurality of ellipses in FIG. 3 represent cross-sectional shapes of the donut in several radial angle directions.
アンテナ２０は、アンテナ素子２２とグランド導体２３の組み合わせによる、ｘ軸方向に延びるモノポールアンテナと見なすことができるので、ｘ軸方向の利得は最低でありｘ軸を中心とする放射方向（ｙ－ｚ面の面内方向）の利得は最大となる。そのため、図３に示したとおり、穴が最小化されたドーナツ型の指向性パターンとなる。
Since the antenna 20 can be regarded as a monopole antenna extending in the x-axis direction by a combination of the antenna element 22 and the ground conductor 23, the gain in the x-axis direction is the lowest, and the radiation direction (y− The gain in the z-plane in-plane direction is maximized. Therefore, as shown in FIG. 3, a donut-shaped directivity pattern with a minimized hole is obtained.
また、アンテナ素子２２の給電点ＦＰに近い電流強度の高い部分で生じる電界の偏波方向はｘ軸方向であるので、図２（Ｂ）に示したスロット１１の間隙幅方向に電界が掛かり、スロット１１が励振されることになる。
In addition, since the polarization direction of the electric field generated in the portion with high current intensity near the feeding point FP of the antenna element 22 is the x-axis direction, an electric field is applied in the gap width direction of the slot 11 shown in FIG. Slot 11 will be excited.
［スロットの間隙Ｔとリターンロス］
図４は、スロット１１の大きさと、給電回路から見たアンテナ装置のリターンロス特性である。スロット１１の寸法を図１に示した記号で表すと、条件は次のとおりである。 [Slot gap T and return loss]
FIG. 4 shows the size of theslot 11 and the return loss characteristics of the antenna device as viewed from the feeder circuit. When the dimensions of the slot 11 are represented by the symbols shown in FIG. 1, the conditions are as follows.
図４は、スロット１１の大きさと、給電回路から見たアンテナ装置のリターンロス特性である。スロット１１の寸法を図１に示した記号で表すと、条件は次のとおりである。 [Slot gap T and return loss]
FIG. 4 shows the size of the
（１）Ｄ＝８．５mm，Ｗ＝２５mm，Ｔ＝１mm
（２）Ｄ＝８．５mm，Ｗ＝２５mm，Ｔ＝５mm
（３）Ｄ＝８．５mm，Ｗ＝２５mm，Ｔ＝１０mm
（４）Ｄ＝８．５mm，Ｗ＝２５mm，Ｔ＝２０mm
金属キャビティ１０の各部の寸法は、図１に示した記号で表すと、ＣＤ＝１００mm、ＣＨ＝５０mm、ＣＷ＝２５mmである。また、金属キャビティ１０の壁厚は1mmである。この条件は以降に示す各種寸法をパラメータにした場合について共通である。 (1) D = 8.5mm, W = 25mm, T = 1mm
(2) D = 8.5mm, W = 25mm, T = 5mm
(3) D = 8.5mm, W = 25mm, T = 10mm
(4) D = 8.5mm, W = 25mm, T = 20mm
The dimensions of each part of themetal cavity 10 are CD = 100 mm, CH = 50 mm, and CW = 25 mm when represented by the symbols shown in FIG. The wall thickness of the metal cavity 10 is 1 mm. This condition is common in the case where various dimensions shown below are used as parameters.
（２）Ｄ＝８．５mm，Ｗ＝２５mm，Ｔ＝５mm
（３）Ｄ＝８．５mm，Ｗ＝２５mm，Ｔ＝１０mm
（４）Ｄ＝８．５mm，Ｗ＝２５mm，Ｔ＝２０mm
金属キャビティ１０の各部の寸法は、図１に示した記号で表すと、ＣＤ＝１００mm、ＣＨ＝５０mm、ＣＷ＝２５mmである。また、金属キャビティ１０の壁厚は1mmである。この条件は以降に示す各種寸法をパラメータにした場合について共通である。 (1) D = 8.5mm, W = 25mm, T = 1mm
(2) D = 8.5mm, W = 25mm, T = 5mm
(3) D = 8.5mm, W = 25mm, T = 10mm
(4) D = 8.5mm, W = 25mm, T = 20mm
The dimensions of each part of the
また、前記条件でのアンテナ効率は次のとおりである。ここで０ｄＢの効率は１００％である。以降出てくるアンテナ効率についても同じ扱いである。
The antenna efficiency under the above conditions is as follows. Here, the efficiency of 0 dB is 100%. The same applies to the antenna efficiency that appears thereafter.
（１）－１．６７ｄＢ
（２）－０．７３ｄＢ
（３）－０．５５ｄＢ
（４）－０．６６ｄＢ
このように、スロット１１の間隙Ｔが大きくなるにつれて広帯域に亘って放射することがわかる。しかし、Ｔを大きくしすぎるとリターンロスが全体に大きくなる。これはスロット１１からの電磁波の放射効率が低下するからであると考えられる。したがって、スロット１１が放射効率の良好なスロットアンテナとして作用するように、スロット１１の間隙Ｔを定める。 (1)-1.67 dB
(2) -0.73dB
(3) -0.55dB
(4) -0.66dB
Thus, it can be seen that as the gap T of theslot 11 increases, the radiation is performed over a wide band. However, if T is increased too much, the return loss increases as a whole. This is presumably because the radiation efficiency of the electromagnetic wave from the slot 11 is lowered. Accordingly, the gap T of the slot 11 is determined so that the slot 11 acts as a slot antenna with good radiation efficiency.
（２）－０．７３ｄＢ
（３）－０．５５ｄＢ
（４）－０．６６ｄＢ
このように、スロット１１の間隙Ｔが大きくなるにつれて広帯域に亘って放射することがわかる。しかし、Ｔを大きくしすぎるとリターンロスが全体に大きくなる。これはスロット１１からの電磁波の放射効率が低下するからであると考えられる。したがって、スロット１１が放射効率の良好なスロットアンテナとして作用するように、スロット１１の間隙Ｔを定める。 (1)-1.67 dB
(2) -0.73dB
(3) -0.55dB
(4) -0.66dB
Thus, it can be seen that as the gap T of the
［スロットの間隙Ｔとアンテナ効率］
次に、スロット１１の幅Ｗが、金属キャビティ１０のスロット形成面のエッジにまで達していない状態で、スロット１１の間隙（高さ）寸法Ｔを変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Slot Gap T and Antenna Efficiency]
Next, changes in the antenna efficiency and return loss when the gap (height) dimension T of theslot 11 is changed in a state where the width W of the slot 11 does not reach the edge of the slot forming surface of the metal cavity 10. Show about.
次に、スロット１１の幅Ｗが、金属キャビティ１０のスロット形成面のエッジにまで達していない状態で、スロット１１の間隙（高さ）寸法Ｔを変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Slot Gap T and Antenna Efficiency]
Next, changes in the antenna efficiency and return loss when the gap (height) dimension T of the
図５はスロット１１の形状と寸法を示す斜視図である。図６（Ａ）は適用周波数帯でのスロットの高さ寸法Ｔに対するアンテナ効率、図６（Ｂ）はリターンロスの周波数特性をそれぞれ示す図である。但し、図６（Ａ）のアンテナ効率は給電回路とアンテナ装置との間で完全整合をとった値を示しているが、図６（Ｂ）ではＴ＝４５mmで整合がとれる状態のまま寸法Ｔを変化させている。図６（Ｂ）中の各特性とスロット１１の寸法との関係は図５に示した記号で表すと次のとおりである。
FIG. 5 is a perspective view showing the shape and dimensions of the slot 11. 6A shows the antenna efficiency with respect to the height T of the slot in the applied frequency band, and FIG. 6B shows the frequency characteristics of the return loss. However, although the antenna efficiency in FIG. 6A shows a value obtained by perfect matching between the feeding circuit and the antenna device, in FIG. 6B, the dimension T remains in a state where the matching is obtained at T = 45 mm. Is changing. The relationship between each characteristic in FIG. 6B and the dimension of the slot 11 is as follows when represented by the symbols shown in FIG.
（１）Ｗ＝１０mm，Ｔ＝１５mm
（２）Ｗ＝１０mm，Ｔ＝３０mm
（３）Ｗ＝１０mm，Ｔ＝４５mm
このように、スロット１１の幅Ｗが小さいままであると、スロット１１の間隙（高さ）Ｔを大きくしてもアンテナ効率はせいぜい－１０ｄＢであり、あまり大きくはならないことがわかる。 (1) W = 10mm, T = 15mm
(2) W = 10mm, T = 30mm
(3) W = 10mm, T = 45mm
Thus, it can be seen that if the width W of theslot 11 remains small, the antenna efficiency is at most −10 dB even if the gap (height) T of the slot 11 is increased, and does not become so large.
（２）Ｗ＝１０mm，Ｔ＝３０mm
（３）Ｗ＝１０mm，Ｔ＝４５mm
このように、スロット１１の幅Ｗが小さいままであると、スロット１１の間隙（高さ）Ｔを大きくしてもアンテナ効率はせいぜい－１０ｄＢであり、あまり大きくはならないことがわかる。 (1) W = 10mm, T = 15mm
(2) W = 10mm, T = 30mm
(3) W = 10mm, T = 45mm
Thus, it can be seen that if the width W of the
［スロットの幅Ｗとアンテナ効率］
次に、スロット１１の高さＴを大きくしたまま、スロット１１の幅Ｗが金属キャビティ１０のスロット形成面のエッジにまで達しない範囲で、スロット１１の幅Ｗを変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Slot width W and antenna efficiency]
Next, the antenna efficiency when the width W of theslot 11 is changed within a range in which the width W of the slot 11 does not reach the edge of the slot forming surface of the metal cavity 10 while the height T of the slot 11 is kept large. It shows the change of return loss.
次に、スロット１１の高さＴを大きくしたまま、スロット１１の幅Ｗが金属キャビティ１０のスロット形成面のエッジにまで達しない範囲で、スロット１１の幅Ｗを変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Slot width W and antenna efficiency]
Next, the antenna efficiency when the width W of the
図７（Ａ）は適用周波数帯でのスロットの幅寸法Ｗに対するアンテナ効率、図７（Ｂ）はリターンロスの周波数特性をそれぞれ示す図である。但し、図７（Ａ）のアンテナ効率は給電回路とアンテナ装置との整合をとっているが、図７（Ｂ）ではＷ＝１０mmで整合がとれる状態のまま寸法Ｗを変化させている。図７（Ｂ）中の各特性とスロット１１の寸法との関係は図５に示した記号で表すと次のとおりである。
7A shows the antenna efficiency with respect to the width W of the slot in the applied frequency band, and FIG. 7B shows the frequency characteristics of the return loss. However, although the antenna efficiency in FIG. 7A matches the feeding circuit and the antenna device, in FIG. 7B, the dimension W is changed while W = 10 mm. The relationship between the characteristics in FIG. 7B and the dimensions of the slot 11 is as follows when represented by the symbols shown in FIG.
（１）Ｗ＝１mm，Ｔ＝４５mm
（２）Ｗ＝５mm，Ｔ＝４５mm
（３）Ｗ＝１０mm，Ｔ＝４５mm
このように、スロット１１の幅Ｗが小さいままであると、アンテナ効率はせいぜい－１０ｄＢであり、あまり大きくはならないことがわかる。 (1) W = 1mm, T = 45mm
(2) W = 5mm, T = 45mm
(3) W = 10mm, T = 45mm
Thus, it can be seen that if the width W of theslot 11 remains small, the antenna efficiency is at most -10 dB and does not become so large.
（２）Ｗ＝５mm，Ｔ＝４５mm
（３）Ｗ＝１０mm，Ｔ＝４５mm
このように、スロット１１の幅Ｗが小さいままであると、アンテナ効率はせいぜい－１０ｄＢであり、あまり大きくはならないことがわかる。 (1) W = 1mm, T = 45mm
(2) W = 5mm, T = 45mm
(3) W = 10mm, T = 45mm
Thus, it can be seen that if the width W of the
［スロットの幅Ｗに対するアンテナ効率およびＢＷ］
次に、スロット１１の高さＴを修正して、スロット１１の幅Ｗを変化させたときのアンテナ効率とリターンロスなどの特性変化について示す。 [Antenna efficiency and BW for slot width W]
Next, characteristic changes such as antenna efficiency and return loss when the height T of theslot 11 is modified and the width W of the slot 11 is changed will be described.
次に、スロット１１の高さＴを修正して、スロット１１の幅Ｗを変化させたときのアンテナ効率とリターンロスなどの特性変化について示す。 [Antenna efficiency and BW for slot width W]
Next, characteristic changes such as antenna efficiency and return loss when the height T of the
図８（Ａ）は適用周波数帯でのスロットの全幅方向寸法Ｌに対するアンテナ効率、図８（Ｂ）はリターンロスの周波数特性をそれぞれ示す図である。全幅方向寸法Ｌは図１に示した記号で表すとＬ＝Ｗ＋２＊Ｄで表される寸法である。図８（Ａ）のアンテナ効率は給電回路とアンテナ装置との間で完全整合をとった値を示しているが、図８（Ｂ）ではＬ＝４５mmで整合がとれる状態のまま寸法Ｗを変化させている。図８（Ｂ）中の各特性とスロット１１の寸法との関係は図５に示した記号で表すと次のとおりである。
FIG. 8A shows the antenna efficiency with respect to the full width dimension L of the slot in the applicable frequency band, and FIG. 8B shows the frequency characteristics of the return loss. The overall width direction dimension L is a dimension represented by L = W + 2 * D when represented by the symbol shown in FIG. The antenna efficiency in FIG. 8A shows a value obtained by perfect matching between the feeding circuit and the antenna device. In FIG. 8B, the dimension W is changed while L = 45 mm and matching is achieved. I am letting. The relationship between the characteristics in FIG. 8B and the dimensions of the slot 11 is as follows when represented by the symbols shown in FIG.
（１）Ｌ＝１５mm，Ｔ＝１０mm
（２）Ｌ＝３０mm，Ｔ＝１０mm
（３）Ｌ＝４５mm，Ｔ＝１０mm
（４）Ｌ＝６０mm，Ｔ＝１０mm
なお、金属キャビティの幅（図１に示した寸法ＣＷ）は２５mmであるので、Ｌ＝１５mmの場合は、スロット１１は金属キャビティの側面に達していない。 (1) L = 15mm, T = 10mm
(2) L = 30mm, T = 10mm
(3) L = 45mm, T = 10mm
(4) L = 60mm, T = 10mm
Since the width of the metal cavity (dimension CW shown in FIG. 1) is 25 mm, theslot 11 does not reach the side surface of the metal cavity when L = 15 mm.
（２）Ｌ＝３０mm，Ｔ＝１０mm
（３）Ｌ＝４５mm，Ｔ＝１０mm
（４）Ｌ＝６０mm，Ｔ＝１０mm
なお、金属キャビティの幅（図１に示した寸法ＣＷ）は２５mmであるので、Ｌ＝１５mmの場合は、スロット１１は金属キャビティの側面に達していない。 (1) L = 15mm, T = 10mm
(2) L = 30mm, T = 10mm
(3) L = 45mm, T = 10mm
(4) L = 60mm, T = 10mm
Since the width of the metal cavity (dimension CW shown in FIG. 1) is 25 mm, the
図８（Ａ）に表れているように、スロット１１の全幅方向寸法Ｌが４５ｍｍ以上であれば、アンテナ効率はほぼ０ｄＢであり、非常に高い効率が得られる。また、スロット１１の全幅方向寸法Ｌが４５ｍｍのとき、広帯域に亘って良好なリターンロスが得られる。すなわち帯域幅ＢＷの大きな特性が得られる。
As shown in FIG. 8A, when the overall width direction dimension L of the slot 11 is 45 mm or more, the antenna efficiency is almost 0 dB, and a very high efficiency is obtained. When the overall width direction dimension L of the slot 11 is 45 mm, a good return loss can be obtained over a wide band. That is, characteristics with a large bandwidth BW can be obtained.
［スロットの高さＴに対するアンテナ効率およびリターンロス］
次に、スロット１１の全幅方向寸法Ｌを最適にしたまま、スロット１１の高さＴを変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency and return loss for slot height T]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the height T of theslot 11 is changed while the overall width direction dimension L of the slot 11 is optimized will be described.
次に、スロット１１の全幅方向寸法Ｌを最適にしたまま、スロット１１の高さＴを変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency and return loss for slot height T]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the height T of the
図９（Ａ）は適用周波数帯でのスロットの全幅方向寸法Ｌに対するアンテナ効率、図９（Ｂ）はリターンロスの周波数特性をそれぞれ示す図である。図９（Ｂ）中の各特性とスロット１１の寸法との関係は図１に示した記号で表すと次のとおりである。
FIG. 9A shows the antenna efficiency with respect to the full width dimension L of the slot in the applicable frequency band, and FIG. 9B shows the frequency characteristics of the return loss. The relationship between the characteristics in FIG. 9B and the dimensions of the slot 11 is as follows when represented by the symbols shown in FIG.
（１）Ｌ＝４５mm，Ｔ＝１mm
（２）Ｌ＝４５mm，Ｔ＝５mm
（３）Ｌ＝４５mm，Ｔ＝１０mm
図９（Ｂ）に表れているように、スロット１１の間隙（高さ）Ｔを小さくするほどアンテナのＱ値が高くなり、リターンロスも増大することがわかる。このことからも、スロット１１が放射素子として作用していることがわかる。 (1) L = 45mm, T = 1mm
(2) L = 45mm, T = 5mm
(3) L = 45mm, T = 10mm
As shown in FIG. 9B, it can be seen that as the gap (height) T of theslot 11 is reduced, the Q value of the antenna is increased and the return loss is also increased. This also shows that the slot 11 acts as a radiating element.
（２）Ｌ＝４５mm，Ｔ＝５mm
（３）Ｌ＝４５mm，Ｔ＝１０mm
図９（Ｂ）に表れているように、スロット１１の間隙（高さ）Ｔを小さくするほどアンテナのＱ値が高くなり、リターンロスも増大することがわかる。このことからも、スロット１１が放射素子として作用していることがわかる。 (1) L = 45mm, T = 1mm
(2) L = 45mm, T = 5mm
(3) L = 45mm, T = 10mm
As shown in FIG. 9B, it can be seen that as the gap (height) T of the
［アンテナ長に対するアンテナ効率およびリターンロス］
次に、アンテナのサイズを変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency with respect to antenna length and return loss]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the antenna size is changed will be described.
次に、アンテナのサイズを変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency with respect to antenna length and return loss]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the antenna size is changed will be described.
図１０（Ａ）はアンテナのサイズに対するアンテナ効率、図１０（Ｂ）はアンテナのサイズに対するリターンロスの周波数特性をそれぞれ示す図である。図１０（Ｂ）中の各特性とスロット１１の寸法との関係は図２に示した記号で表すと次のとおりである。
FIG. 10A shows the antenna efficiency with respect to the antenna size, and FIG. 10B shows the frequency characteristics of the return loss with respect to the antenna size. The relationship between the characteristics in FIG. 10B and the dimensions of the slot 11 is as follows when represented by the symbols shown in FIG.
（１）ＧＬ＝７．５mm，ＮＧＬ＝５mm
（２）ＧＬ＝１５mm，ＮＧＬ＝５mm
（３）ＧＬ＝２５mm，ＮＧＬ＝５mm
なお、スロット１１に対するアンテナ素子２２の位置関係は一定である。すなわち、グランド導体２３の長さを変えることによってアンテナサイズを変更している。 (1) GL = 7.5mm, NGL = 5mm
(2) GL = 15mm, NGL = 5mm
(3) GL = 25mm, NGL = 5mm
The positional relationship of theantenna element 22 with respect to the slot 11 is constant. That is, the antenna size is changed by changing the length of the ground conductor 23.
（２）ＧＬ＝１５mm，ＮＧＬ＝５mm
（３）ＧＬ＝２５mm，ＮＧＬ＝５mm
なお、スロット１１に対するアンテナ素子２２の位置関係は一定である。すなわち、グランド導体２３の長さを変えることによってアンテナサイズを変更している。 (1) GL = 7.5mm, NGL = 5mm
(2) GL = 15mm, NGL = 5mm
(3) GL = 25mm, NGL = 5mm
The positional relationship of the
図１０（Ａ）から明らかなように、アンテナ長（ＧＬ＋ＮＧＬ）を短くするほどアンテナ効率が低下する。また、図１０（Ｂ）から明らかなように、アンテナ長を短くするほどリターンロスが悪化する。このように、アンテナ２０はスロット１１に対する単なる給電部としてだけではなく、アンテナ２０はアンテナ装置の性能に寄与する。したがって、アンテナ２０の設計によってもアンテナ性能を定めることができる。
As is clear from FIG. 10A, the antenna efficiency decreases as the antenna length (GL + NGL) is shortened. Further, as is clear from FIG. 10B, the return loss becomes worse as the antenna length is shortened. Thus, the antenna 20 is not only a mere power supply unit for the slot 11, but the antenna 20 contributes to the performance of the antenna device. Therefore, the antenna performance can also be determined by the design of the antenna 20.
［スロットとアンテナとの間隔に対するアンテナ効率およびリターンロス］
次に、スロット１１と金属キャビティ内部のアンテナとの間隔を変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency and return loss for the distance between slot and antenna]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the distance between theslot 11 and the antenna inside the metal cavity is changed will be described.
次に、スロット１１と金属キャビティ内部のアンテナとの間隔を変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency and return loss for the distance between slot and antenna]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the distance between the
図１１（Ａ）はスロット１１とアンテナ２０との間隔に対するアンテナ効率、図１１（Ｂ）はその間隔に対するリターンロスの周波数特性をそれぞれ示す図である。図１１（Ｂ）中の各特性と前記間隔ｄの寸法との関係は次のとおりである。
FIG. 11A shows the antenna efficiency with respect to the interval between the slot 11 and the antenna 20, and FIG. 11B shows the frequency characteristics of the return loss with respect to the interval. The relationship between each characteristic in FIG. 11 (B) and the dimension of the distance d is as follows.
（１）ｄ＝１mm
（２）ｄ＝５mm
（３）ｄ＝１０mm
スロット１１の寸法は、図１に示した記号で表すと、Ｌ（＝Ｗ＋２＊Ｄ）＝４５mm，Ｔ＝１０mmである。 (1) d = 1mm
(2) d = 5mm
(3) d = 10 mm
The dimensions of theslot 11 are L (= W + 2 * D) = 45 mm and T = 10 mm when represented by the symbols shown in FIG.
（２）ｄ＝５mm
（３）ｄ＝１０mm
スロット１１の寸法は、図１に示した記号で表すと、Ｌ（＝Ｗ＋２＊Ｄ）＝４５mm，Ｔ＝１０mmである。 (1) d = 1mm
(2) d = 5mm
(3) d = 10 mm
The dimensions of the
ここで、スロット１１とアンテナ２０との間隔ｄは、アンテナ２０によるスロット１１の励振作用を考慮すると、適用周波数帯２．４５ＧＨｚでの波長（＝１２０mm）の１／１０以下であることが好ましい。
Here, the distance d between the slot 11 and the antenna 20 is preferably 1/10 or less of the wavelength (= 120 mm) in the applied frequency band 2.45 GHz in consideration of the excitation action of the slot 11 by the antenna 20.
図１１（Ａ）から明らかなように、スロット１１とアンテナ２０との間隔ｄが５mmを超えるとアンテナ効率は大きく低下する。また、図１１（Ｂ）から明らかなように、スロット１１とアンテナ２０との間隔ｄが小さいほど広帯域となる。すなわち、スロット１１とアンテナ２０との間隔ｄが小さいほどスロット１１は励振しやすいことがわかる。
As is clear from FIG. 11 (A), when the distance d between the slot 11 and the antenna 20 exceeds 5 mm, the antenna efficiency greatly decreases. As is clear from FIG. 11B, the smaller the distance d between the slot 11 and the antenna 20, the wider the band. That is, it can be seen that the slot 11 is more easily excited as the distance d between the slot 11 and the antenna 20 is smaller.
［金属キャビティにおけるスロットの位置に対するアンテナ効率およびリターンロス］
次に、金属キャビティ１０におけるスロット１１の位置を変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency and return loss relative to slot position in metal cavity]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the position of theslot 11 in the metal cavity 10 is changed will be described.
次に、金属キャビティ１０におけるスロット１１の位置を変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency and return loss relative to slot position in metal cavity]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the position of the
図１２（Ａ）はスロット１１とアンテナ２０との間隔に対するアンテナ効率、図１２（Ｂ）はその間隔に対するリターンロスの周波数特性をそれぞれ示す図である。図１２（Ａ）の横軸はスロット１１が金属キャビティの中央高さにあるときを０とし、スロット１１が中央から低くなる方向がプラス、高くなる方向がマイナスである。図１２（Ｂ）中の各特性とスロット１１の高さＨとの関係は次のとおりである。
12A shows the antenna efficiency with respect to the interval between the slot 11 and the antenna 20, and FIG. 12B shows the frequency characteristics of the return loss with respect to the interval. The horizontal axis of FIG. 12A is 0 when the slot 11 is at the center height of the metal cavity, and the direction in which the slot 11 is lowered from the center is plus, and the direction in which the slot 11 is raised is minus. The relationship between each characteristic in FIG. 12B and the height H of the slot 11 is as follows.
（１）Ｈ＝－１０mm
（２）Ｈ＝０mm
（３）Ｈ＝＋１０mm
なお、アンテナ２０の位置は固定している。 (1) H = -10mm
(2) H = 0mm
(3) H = + 10mm
The position of theantenna 20 is fixed.
（２）Ｈ＝０mm
（３）Ｈ＝＋１０mm
なお、アンテナ２０の位置は固定している。 (1) H = -10mm
(2) H = 0mm
(3) H = + 10mm
The position of the
図１２（Ａ）から明らかなように、スロット１１の高さＨが金属キャビティの中央高さにあるときアンテナ効率は最大となる。また、図１２（Ｂ）から明らかなように、スロット１１の高さＨが金属キャビティの中央高さにあるとき、リターンロス特性は最も良好となる。
As is clear from FIG. 12A, the antenna efficiency becomes maximum when the height H of the slot 11 is at the center height of the metal cavity. Further, as apparent from FIG. 12B, when the height H of the slot 11 is at the center height of the metal cavity, the return loss characteristic is the best.
［金属キャビティの奥行き寸法に対するアンテナ効率およびリターンロス］
次に、金属キャビティ１０の奥行き寸法ＣＤを変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency and return loss for metal cavity depth]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the depth dimension CD of themetal cavity 10 is changed will be described.
次に、金属キャビティ１０の奥行き寸法ＣＤを変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency and return loss for metal cavity depth]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the depth dimension CD of the
図１３（Ａ）は金属キャビティの奥行き寸法ＣＤ（図１参照）に対するアンテナ効率、図１３（Ｂ）はその寸法ＣＤに対するリターンロスの周波数特性をそれぞれ示す図である。図１３（Ｂ）中の各特性と金属キャビティの奥行き寸法ＣＤとの関係は次のとおりである。
FIG. 13A shows the antenna efficiency with respect to the depth dimension CD (see FIG. 1) of the metal cavity, and FIG. 13B shows the frequency characteristics of the return loss with respect to the dimension CD. The relationship between each characteristic in FIG. 13B and the depth dimension CD of the metal cavity is as follows.
（１）ＣＤ＝５０mm
（２）ＣＤ＝７５mm
（３）ＣＤ＝１００mm
図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）から明らかなように、金属キャビティの奥行き寸法ＣＤの変化に対するアンテナ特性の変化は小さい。すなわち、金属キャビティの奥行き寸法ＣＤはスロットアンテナとしての特性に影響が無く、アンテナの特性に寄与しているのはやはりスロット１１およびアンテナ２０の配置領域であることがわかる。 (1) CD = 50mm
(2) CD = 75mm
(3) CD = 100mm
As is clear from FIGS. 13A and 13B, the change in the antenna characteristics with respect to the change in the depth dimension CD of the metal cavity is small. That is, it can be seen that the depth dimension CD of the metal cavity has no influence on the characteristics as the slot antenna, and it is also the arrangement area of theslot 11 and the antenna 20 that contributes to the characteristics of the antenna.
（２）ＣＤ＝７５mm
（３）ＣＤ＝１００mm
図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）から明らかなように、金属キャビティの奥行き寸法ＣＤの変化に対するアンテナ特性の変化は小さい。すなわち、金属キャビティの奥行き寸法ＣＤはスロットアンテナとしての特性に影響が無く、アンテナの特性に寄与しているのはやはりスロット１１およびアンテナ２０の配置領域であることがわかる。 (1) CD = 50mm
(2) CD = 75mm
(3) CD = 100mm
As is clear from FIGS. 13A and 13B, the change in the antenna characteristics with respect to the change in the depth dimension CD of the metal cavity is small. That is, it can be seen that the depth dimension CD of the metal cavity has no influence on the characteristics as the slot antenna, and it is also the arrangement area of the
［金属キャビティの幅寸法に対するアンテナ効率およびリターンロス］
次に、金属キャビティ１０の幅寸法ＣＷを変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency and return loss for metal cavity width]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the width dimension CW of themetal cavity 10 is changed will be described.
次に、金属キャビティ１０の幅寸法ＣＷを変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency and return loss for metal cavity width]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the width dimension CW of the
図１４（Ａ）は金属キャビティの幅寸法ＣＷ（図１参照）に対するアンテナ効率、図１４（Ｂ）はその寸法ＣＷに対するリターンロスの周波数特性をそれぞれ示す図である。図１４（Ｂ）中の各特性と金属キャビティの幅寸法ＣＷとの関係は次のとおりである。
14A shows the antenna efficiency with respect to the width dimension CW (see FIG. 1) of the metal cavity, and FIG. 14B shows the frequency characteristics of the return loss with respect to the dimension CW. The relationship between each characteristic in FIG. 14B and the width dimension CW of the metal cavity is as follows.
（１）ＣＷ＝１５mm
（２）ＣＷ＝２５mm
（３）ＣＷ＝３５mm
図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）から明らかなように、金属キャビティの幅寸法ＣＷが小さいほどアンテナ特性は向上する。これは金属キャビティの幅寸法ＣＷが小さいほど、スロットの切り込みが相対的に深くなるためであると考えられる。 (1) CW = 15mm
(2) CW = 25mm
(3) CW = 35mm
As is clear from FIGS. 14A and 14B, the antenna characteristics improve as the width dimension CW of the metal cavity decreases. This is presumably because the slot cut becomes relatively deeper as the width dimension CW of the metal cavity is smaller.
（２）ＣＷ＝２５mm
（３）ＣＷ＝３５mm
図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）から明らかなように、金属キャビティの幅寸法ＣＷが小さいほどアンテナ特性は向上する。これは金属キャビティの幅寸法ＣＷが小さいほど、スロットの切り込みが相対的に深くなるためであると考えられる。 (1) CW = 15mm
(2) CW = 25mm
(3) CW = 35mm
As is clear from FIGS. 14A and 14B, the antenna characteristics improve as the width dimension CW of the metal cavity decreases. This is presumably because the slot cut becomes relatively deeper as the width dimension CW of the metal cavity is smaller.
［金属キャビティの高さ寸法に対するアンテナ効率およびリターンロス］
次に、金属キャビティ１０の高さ寸法ＣＨを変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency and return loss for metal cavity height]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the height dimension CH of themetal cavity 10 is changed will be described.
次に、金属キャビティ１０の高さ寸法ＣＨを変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency and return loss for metal cavity height]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the height dimension CH of the
図１５（Ａ）は金属キャビティの高さ寸法ＣＨ（図１参照）に対するアンテナ効率、図１５（Ｂ）はその寸法ＣＨに対するリターンロスの周波数特性をそれぞれ示す図である。図１５（Ｂ）中の各特性と金属キャビティの高さ寸法ＣＨとの関係は次のとおりである。
15A shows the antenna efficiency with respect to the height dimension CH (see FIG. 1) of the metal cavity, and FIG. 15B shows the frequency characteristics of the return loss with respect to the dimension CH. The relationship between each characteristic in FIG. 15B and the height dimension CH of the metal cavity is as follows.
（１）ＣＨ＝４０mm
（２）ＣＨ＝５０mm
（３）ＣＨ＝６０mm
図１５（Ａ）から明らかなように、金属キャビティの高さ寸法ＣＨが大きいほどアンテナ効率は高い。また、図１５（Ｂ）から明らかなように、金属キャビティの高さ寸法ＣＨが大きいほど広帯域化することがわかる。 (1) CH = 40mm
(2) CH = 50mm
(3) CH = 60mm
As is clear from FIG. 15A, the antenna efficiency increases as the height dimension CH of the metal cavity increases. Further, as is clear from FIG. 15B, it can be seen that the band becomes wider as the height dimension CH of the metal cavity is larger.
（２）ＣＨ＝５０mm
（３）ＣＨ＝６０mm
図１５（Ａ）から明らかなように、金属キャビティの高さ寸法ＣＨが大きいほどアンテナ効率は高い。また、図１５（Ｂ）から明らかなように、金属キャビティの高さ寸法ＣＨが大きいほど広帯域化することがわかる。 (1) CH = 40mm
(2) CH = 50mm
(3) CH = 60mm
As is clear from FIG. 15A, the antenna efficiency increases as the height dimension CH of the metal cavity increases. Further, as is clear from FIG. 15B, it can be seen that the band becomes wider as the height dimension CH of the metal cavity is larger.
［スロットの誘電率に対するアンテナ効率およびリターンロス］
次に、スロット１１の誘電率を変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency and return loss relative to slot dielectric constant]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the dielectric constant of theslot 11 is changed will be described.
次に、スロット１１の誘電率を変化させたときのアンテナ効率およびリターンロスの変化について示す。 [Antenna efficiency and return loss relative to slot dielectric constant]
Next, changes in antenna efficiency and return loss when the dielectric constant of the
図１６（Ａ）はスロット１１を誘電体で埋めるとともに、その誘電率を変えたときのアンテナ効率、図１６（Ｂ）はその誘電率に対するリターンロスの周波数特性をそれぞれ示す図である。図１６（Ｂ）中の各特性と誘電体の比誘電率εｒとの関係は次のとおりである。
16A shows the antenna efficiency when the slot 11 is filled with a dielectric and the dielectric constant is changed, and FIG. 16B shows the frequency characteristics of the return loss with respect to the dielectric constant. The relationship between each characteristic in FIG. 16B and the relative dielectric constant εr of the dielectric is as follows.
（１）εｒ＝１
（２）εｒ＝２０
（３）εｒ＝４０
（４）εｒ＝６０
図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）から明らかなように、スロット１１の誘電率が所定の誘電率（この例ではεｒ＝４０）のときアンテナ特性は最も向上する。これはスロット１１に共振周波数特性があって、適用周波数がその共振周波数に一致するからであるものと考えられる。したがって、スロット１１の寸法に応じてアンテナ装置の適用周波数で共振するようにスロット１１の誘電率を定めればよい。 (1) εr = 1
(2) εr = 20
(3) εr = 40
(4) εr = 60
As is clear from FIGS. 16A and 16B, the antenna characteristics are most improved when the dielectric constant of theslot 11 is a predetermined dielectric constant (εr = 40 in this example). This is presumably because the slot 11 has a resonance frequency characteristic and the applied frequency matches the resonance frequency. Therefore, the dielectric constant of the slot 11 may be determined so as to resonate at the applicable frequency of the antenna device according to the size of the slot 11.
（２）εｒ＝２０
（３）εｒ＝４０
（４）εｒ＝６０
図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）から明らかなように、スロット１１の誘電率が所定の誘電率（この例ではεｒ＝４０）のときアンテナ特性は最も向上する。これはスロット１１に共振周波数特性があって、適用周波数がその共振周波数に一致するからであるものと考えられる。したがって、スロット１１の寸法に応じてアンテナ装置の適用周波数で共振するようにスロット１１の誘電率を定めればよい。 (1) εr = 1
(2) εr = 20
(3) εr = 40
(4) εr = 60
As is clear from FIGS. 16A and 16B, the antenna characteristics are most improved when the dielectric constant of the
［アンテナ装置の指向特性］
図１７（Ａ）は図８の（２）の特性を得たアンテナ装置の真上から見た指向性を示す図である。図１７（Ｂ）は図１６の（３）の特性を得たアンテナ装置の真上から見た指向性を示す図である。ここで、金属キャビティのスロット形成面の法線方向（前方）が９０°に相当する。
いずれもスロット１１の形成側に強く放射することがわかる。 [Directional characteristics of antenna device]
FIG. 17A is a diagram showing the directivity viewed from directly above the antenna device that has obtained the characteristics of (2) of FIG. FIG. 17B is a diagram showing the directivity seen from directly above the antenna device that has obtained the characteristic of (3) of FIG. Here, the normal direction (front) of the slot forming surface of the metal cavity corresponds to 90 °.
It can be seen that both radiate strongly toward theslot 11 formation side.
図１７（Ａ）は図８の（２）の特性を得たアンテナ装置の真上から見た指向性を示す図である。図１７（Ｂ）は図１６の（３）の特性を得たアンテナ装置の真上から見た指向性を示す図である。ここで、金属キャビティのスロット形成面の法線方向（前方）が９０°に相当する。
いずれもスロット１１の形成側に強く放射することがわかる。 [Directional characteristics of antenna device]
FIG. 17A is a diagram showing the directivity viewed from directly above the antenna device that has obtained the characteristics of (2) of FIG. FIG. 17B is a diagram showing the directivity seen from directly above the antenna device that has obtained the characteristic of (3) of FIG. Here, the normal direction (front) of the slot forming surface of the metal cavity corresponds to 90 °.
It can be seen that both radiate strongly toward the
なお、以上に示した例では、スロット１１の間隙方向（間隙Ｔの方向）はアンテナ２０の主偏波の面に直交するものであった。このようにスロット１１の間隙方向がアンテナ２０の主偏波の面に直交すればスロット１１を効率よく励振できるが、スロット１１の間隙方向はアンテナ２０の主偏波の面に非平行であればよい。そのことによってスロット１１はアンテナ２０で励振される。
In the example shown above, the gap direction of the slot 11 (direction of the gap T) is orthogonal to the plane of the main polarization of the antenna 20. Thus, if the gap direction of the slot 11 is orthogonal to the plane of main polarization of the antenna 20, the slot 11 can be excited efficiently. However, if the gap direction of the slot 11 is not parallel to the plane of main polarization of the antenna 20, Good. As a result, the slot 11 is excited by the antenna 20.
本発明によれば、例えばディジタルスチールカメラ（ＤＳＣ）等のように、殆ど全体が金属で囲まれる金属キャビティ内にアンテナを配置せざるを得ない場合でも、通信性能を確保できる。また、スロットは金属キャビティの一部としての誘電体で構成できるので、デザイン性が高く、強度が高く、且つ小型化できる。
According to the present invention, communication performance can be ensured even when an antenna must be arranged in a metal cavity almost entirely surrounded by metal, such as a digital still camera (DSC). Further, since the slot can be formed of a dielectric as a part of the metal cavity, the design is high, the strength is high, and the size can be reduced.
ＦＰ…給電点
１０…金属キャビティ
１１…スロット
２０…アンテナ
２１…基板
２２…アンテナ素子
２３…グランド導体
１００…アンテナ装置 FP ... feedpoint 10 ... metal cavity 11 ... slot 20 ... antenna 21 ... substrate 22 ... antenna element 23 ... ground conductor 100 ... antenna device
１０…金属キャビティ
１１…スロット
２０…アンテナ
２１…基板
２２…アンテナ素子
２３…グランド導体
１００…アンテナ装置 FP ... feed
Claims (4)
- 金属キャビティと、この金属キャビティの内部に配置されたアンテナとを備え、
前記金属キャビティは、一部に絶縁体または誘電体のスロットを備え、
前記スロットの間隙方向は前記アンテナの主偏波の面に直交または非平行の方向であり、
前記アンテナは前記スロットを励振することを特徴とするアンテナ装置。 Comprising a metal cavity and an antenna disposed inside the metal cavity;
The metal cavity comprises an insulating or dielectric slot in part,
The slot gap direction is a direction orthogonal or non-parallel to the plane of main polarization of the antenna,
The antenna apparatus, wherein the antenna excites the slot. - 前記スロットは空気より誘電率の高い誘電体である、請求項１に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1, wherein the slot is a dielectric having a dielectric constant higher than that of air.
- 前記アンテナと前記スロットとの間隔は、適用周波数帯での（１／１０）波長以下である、請求項１または２に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1 or 2, wherein an interval between the antenna and the slot is equal to or less than (1/10) wavelength in an applicable frequency band.
- 前記スロットが形成された前記金属キャビティの面を、この面の法線方向に見た状態で、前記スロットが前記アンテナの一部に重なっている、請求項１～３のいずれかに記載のアンテナ装置。 The antenna according to any one of claims 1 to 3, wherein the slot overlaps a part of the antenna when the surface of the metal cavity in which the slot is formed is viewed in a normal direction of the surface. apparatus.
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