複合アンテナ
【課題】小型で、共振周波数やインピーダンスの調整が容易であり、1給電で単一偏波で複共振動作させることができ多周波化が容易な複合アンテナを提供する。
【解決手段】対称形状の導体板2と、導体板2の対称軸A上に、導体板2の両側から対称軸方向に沿って形成され、かつ対称軸Aに対して対称形状となるように形成された、長さの異なる2つのスロット3,4と、2つのスロット3,4の間に位置し、2つのスロット3,4の上下の導体板2間を電気的に短絡する短絡部5と、2つのスロット3,4のうち短い方のスロット4に設けられると共に、短絡部5に近接して設けられた給電部6と、2つのスロット3,4の上下の導体板2の少なくとも一方に、対称軸方向に沿って、かつ、対称軸方向において短絡部5及び給電部6を設けた位置を横切らないように形成された無給電スロット7と、を備えたものである。
【解決手段】対称形状の導体板2と、導体板2の対称軸A上に、導体板2の両側から対称軸方向に沿って形成され、かつ対称軸Aに対して対称形状となるように形成された、長さの異なる2つのスロット3,4と、2つのスロット3,4の間に位置し、2つのスロット3,4の上下の導体板2間を電気的に短絡する短絡部5と、2つのスロット3,4のうち短い方のスロット4に設けられると共に、短絡部5に近接して設けられた給電部6と、2つのスロット3,4の上下の導体板2の少なくとも一方に、対称軸方向に沿って、かつ、対称軸方向において短絡部5及び給電部6を設けた位置を横切らないように形成された無給電スロット7と、を備えたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特定の偏波成分の電波を送受信する通信システムに用いられる複合アンテナに係り、特に、複数の周波数の電波に対応可能な複合アンテナに関するものである。
【背景技術】
【0002】
図21(a),(b)は、スロットアンテナの構造を示したものである。図21(a),(b)に示すように、スロットアンテナ191は、誘電体基板192の表面にマイクロストリップ給電線路193を形成し、誘電体基板192の裏面に広い導体板194を形成すると共に、その導体板194に長方形状のスロット195を形成したものである。一例として、特許文献1には、筒状の中空導体にスロットを設けた円筒スロットアンテナが開示されている。
【0003】
また、スロットアンテナの特性を向上し広帯域化するために、図22(a),(b)に示すように、スロット195と平行に長方形状の無給電スロット202を形成したスロットアンテナ201が知られている(例えば、特許文献2〜4)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平10−56321号公報
【特許文献2】特開2002−299950号公報
【特許文献3】特開2003−188639号公報
【特許文献4】特開平11−163625号公報
【特許文献5】特開2007−166615号公報
【特許文献6】特開2006−121190号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述のスロットアンテナ191,201では、誘電体基板192を用いた立体構造となっているため、小型化が困難であった。特に、長方形状の無給電スロット202を付加して広帯域化したスロットアンテナ201では、無給電スロット202を長方形状のまま配置するため、小型化が難しいという問題がある。
【0006】
また、マイクロストリップ給電によるスロットアンテナ191,201では、表面側と裏面側のパターンの位置ずれなど高い精度の製造技術が必要となる。また、広帯域化の際に、マイクロストリップ線路やスロットの調整が必要であり、共振周波数やインピーダンスの調整に手間がかかるといった問題もある。
【0007】
さらに、スロットアンテナ191,201では、多周波化が困難であるという問題もある。より具体的には、ノッチやスロットなどの切込み素子のアンテナにおける共振数は、2つまでが限界であった。なお、多周波共用アンテナとして偏波共用型のものが多く開発されている(例えば特許文献5)が、従来の多周波共用アンテナでは、1給電で単一偏波で複共振動作させることは困難であった。
【0008】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、小型で、共振周波数やインピーダンスの調整が容易であり、1給電で単一偏波で複共振動作させることができ多周波化が容易な複合アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、対称形状の導体板と、前記導体板の対称軸上に、前記導体板の両側から対称軸方向に沿って形成され、かつ前記対称軸に対して対称形状となるように形成された、長さの異なる2つのスロットと、前記2つのスロットの間に位置し、前記2つのスロットの上下の前記導体板間を電気的に短絡する短絡部と、前記2つのスロットのうち短い方のスロットに設けられると共に、前記短絡部に近接して設けられた給電部と、前記2つのスロットの上下の前記導体板の少なくとも一方に、対称軸方向に沿って、かつ、対称軸方向において前記短絡部及び前記給電部を設けた位置を横切らないように形成された無給電スロットと、を備えた複合アンテナである。
【0010】
前記2つのスロットの上下の前記導体板の両方に前記無給電スロットをそれぞれ形成すると共に、それら無給電スロットを、前記対称軸に対して対称形状となるように形成してもよい。
【0011】
前記無給電スロットは、前記2つのスロットのうち長い方のスロットに沿って形成されてもよい。
【0012】
前記無給電スロットは、対称軸方向における前記短絡部側が開口したコの字状、あるいはくの字状に形成されてもよい。
【0013】
前記無給電スロットは、その対称軸方向に沿った長さが、コの字状あるいはくの字状の開口幅よりも長く形成されてもよい。
【0014】
前記無給電スロットは、対称軸方向において前記短絡部あるいは前記給電部を設けた位置の近傍にコの字状あるいはくの字状の開口側の端部が位置するように形成されてもよい。
【0015】
前記導体板は、対称軸方向に横長の長方形状に形成されてもよい。
【0016】
前記2つのスロットは、幅の等しい矩形状に形成されてもよい。
【0017】
前記2つのスロットは、徐々に拡径する開放端を有する横向きM字スロットと、該横向きM字スロットの開放端と反対側に開放端を有する矩形スロットと、からなってもよい。
【0018】
前記矩形スロットは、開放端を有する細長スロットと、その細長スロットに連続して形成された正方形スロットと、からなってもよい。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、小型で、共振周波数やインピーダンスの調整が容易であり、1給電で単一偏波で複共振動作させることができ多周波化が容易な複合アンテナを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】(a)は、本発明の一実施の形態に係る複合アンテナの平面図、(b)は無給電スロットを形成する前の2共振ノッチアンテナの平面図、(c)は本発明の複合アンテナのリターンロスの特性を示す図である。
【図2】図1(a)の複合アンテナの各周波数での放射パターンを示す図であり、(a)は周波数790MHzにおけるXZ平面、(b)は周波数790MHzにおけるYZ平面、(c)は周波数1180MHzにおけるXZ平面、(d)は周波数1180MHzにおけるYZ平面、(e)は周波数1740MHzにおけるXZ平面、(f)は周波数1740MHzにおけるYZ平面の放射パターンである。
【図3】(a)は、図1(a)の複合アンテナの変形例を示す平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図4】(a)は、図1(a)の複合アンテナの変形例を示す平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図5】(a)は、図1(a)の複合アンテナの変形例を示す平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図6】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図7】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図8】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図9】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図10】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図11】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図12】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図13】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図14】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図15】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図16】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図17】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図18】(a)は、本発明の他の実施の形態に係る複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図19】図18(a)の複合アンテナの各周波数での放射パターンを示す図であり、(a)は周波数960MHzにおけるXZ平面、(b)は周波数960MHzにおけるYZ平面、(c)は周波数1490MHzにおけるXZ平面、(d)は周波数1490MHzにおけるYZ平面、(e)は周波数1960MHzにおけるXZ平面、(f)は周波数1960MHzにおけるYZ平面の放射パターンである。
【図20】(a)は、図18(a)の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図21】従来のスロットアンテナを示す図であり、(a)は平面図、(b)はその19B−19B線断面図である。
【図22】従来のスロットアンテナを示す図であり、(a)は平面図、(b)はその20B−20B線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【0022】
図1(a)は、本実施の形態に係る複合アンテナの平面図であり、図1(b)は無給電スロットを形成する前の2共振ノッチアンテナの平面図、図1(c)は図1(a)の複合アンテナのリターンロスの特性を示す図である。図1(a),(b)には、本実施の形態の複合アンテナ1の寸法(ミリメートル)が示されている。なお、他の図においても、寸法はミリメートルで表示されている。
【0023】
図1(a)に示すように、複合アンテナ1は、対称形状の導体板2と、導体板2に形成された2つのスロット3,4と、短絡部5と、給電部6と、無給電スロット7とを備えている。
【0024】
導体板2は、対称軸Aに対して線対称形状とされる。本実施の形態では、導体板2として、対称軸方向(図示左右方向)に横長の長方形状に形成されたものを用いた。導体板2は、例えば、銅板又はばね性のあるリン青銅板からなる。
【0025】
2つのスロット3,4は、導体板2の対称軸A上に、導体板2の両側から対称軸方向に沿って形成され、かつ対称軸Aに対して線対称形状となるように形成される。これら2つのスロット3,4は、互いに長さ(対称軸方向の長さ)が異なるように形成される。ここでは、図示左側のスロット3を図示右側のスロット4よりも長く形成する場合を説明する。本実施の形態では、2つのスロット3,4は、幅の等しい矩形状に形成される。また、2つのスロット3,4は、対称軸A上であって、導体板2の両側に開放端を有する。
【0026】
短絡部5は、2つのスロット3,4の間に位置し、2つのスロットの上下の導体板2間を電気的に短絡するものである。
【0027】
給電部6は、2つのスロット3,4のうち短い方のスロット4に設けられると共に、短絡部5に近接して設けられる。給電部6への給電は、例えば、同軸ケーブル、複数本の単芯ケーブル、フラットケーブルなどを用いて行うとよい。
【0028】
導体板2に、2つのスロット3,4、短絡部5、給電部6を設けることにより、長さの異なる2つのスロット3,4が、それぞれ異なる周波数で共振するノッチ素子として動作する1給電2共振のノッチアンテナ(以下、2共振ノッチアンテナという)8が得られる。2つのスロット3,4の長さ(短絡部5の対称軸方向の位置)は、所望する共振周波数に応じて適宜設定するとよい。また、2共振ノッチアンテナ8として動作させるため、給電部6と短絡部5との間隔は、動作させる周波数(2つの共振周波数のうち高い方の共振周波数)の波長λに対してλ/20以下(好ましくはλ/40以下)とする必要がある。
【0029】
本実施の形態に係る複合アンテナ1では、この2共振ノッチアンテナ8に、さらに、第3の素子として動作する(すなわち2共振ノッチアンテナ8の2つの共振周波数とは異なる周波数で共振する)無給電スロット7を形成してなる。
【0030】
無給電スロット7は、2つのスロット3,4の上下の導体板2の少なくとも一方に、対称軸方向に沿って、かつ、対称軸方向において短絡部5及び給電部6を設けた位置を横切らないように形成される。これは、対称軸方向において短絡部5及び給電部6を設けた位置を横切るように無給電スロット7を形成すると、無給電スロット7が第3の素子として動作しなかったり、第3の素子としての動作(リターンロス特性)が悪化したりするためである。また、対称軸方向において短絡部5を設けた位置と給電部6を設けた位置の両者を横切るように無給電スロット7を形成すると、ベースとなる2共振ノッチアンテナ8の動作に影響を及ぼし、良好な3共振の動作が得られなくなるためである。
【0031】
また、無給電スロット7は、2つのスロット3,4の上下の導体板2の両方に形成され、それら無給電スロット7は、対称軸Aに対して対称形状となるように形成されることが望ましい。これは、2つのスロット3,4の上下の導体板2の一方のみに無給電スロット7を形成した場合、あるいは、2つのスロット3,4の上下の導体板2の両方に対称軸Aに対して対称形状とならないように無給電スロット7を形成した場合には、所望の周波数の動作は得られるものの、インピーダンスの整合がとりにくくなり、良好な動作が得られないためである。
【0032】
さらに、無給電スロット7は、2つのスロット3,4のうち長い方のスロット3に沿って形成されることが望ましい。これは、短い方のスロット4に沿って無給電スロット7を形成した場合、所望の周波数の動作は得られるものの、良好な動作が得られないためである。
【0033】
さらにまた、無給電スロット7は、対称軸方向における短絡部5側が開口したコの字状、あるいはくの字状に形成されることが望ましい。無給電スロット7を動作させるためには、無給電スロット7の両端部において電流分布が大きく、無給電スロット7の中央部にて電流分布が小さくなる必要がある。2共振ノッチアンテナ8における電流分布は、短絡部5に近いほど大きくなるため、無給電スロット7を短絡部5側が開口したコの字状、あるいはくの字状に形成することで、両端部にて電流分布が大きく、中央部にて電流分布が小さい好適な電流分布が得られ、無給電スロット7を第3の素子として良好に動作させることが可能になる。
【0034】
なお、無給電スロット7の対称軸方向に沿った長さが短いと、無給電スロット7の中央部が短絡部5に近くなり、中央部における電流分布が大きくなって良好な動作が得られなくなるので、無給電スロット7の対称軸方向に沿った長さをある程度長くし、無給電スロット7の中央部を短絡部5から離間させる必要がある。このため、無給電スロット7は、その対称軸方向に沿った長さが、コの字状あるいはくの字状の開口幅よりも長く形成されることが望ましい。但し、コの字状あるいはくの字状の開口幅が小さすぎると、逆に第3の素子としての動作が悪化する可能性があるので、コの字状あるいはくの字状の開口幅はある程度大きく(例えば3mmより大きく)することが望ましい。
【0035】
また、無給電スロット7の両端部が短絡部5から離れると、両端部における電流分布が小さくなって良好な動作が得られなくなるので、無給電スロット7は、対称軸方向において短絡部5の近傍(無給電スロット7をスロット4に沿って形成する場合は給電部6の近傍)にコの字状あるいはくの字状の開口側の端部が位置するように形成されることが望ましい。
【0036】
以上の条件を考慮し、本実施の形態に係る複合アンテナ1では、2つのスロット3,4の上下の導体板2の両方に、対称軸Aに対して対称形状となるように、2つのスロット3,4のうち長い方のスロット3に沿って、対称軸方向における短絡部5側が開口したコの字状の無給電スロット7を、対称軸方向において短絡部5及び給電部6を設けた位置を横切らないように形成した。複合アンテナ1においては、無給電スロット7は、その対称軸方向に沿った長さが、コの字状の開口幅よりも長く形成され、コの字状の開口側の端部が短絡部5の近傍となるように形成されている。
【0037】
複合アンテナ1を図1(a),(b)に示す各寸法で作製した場合のリターンロス特性をシミュレートした結果を図1(c)に示す。図1(c)では、破線にて、無給電スロット7を形成する前の2共振ノッチアンテナ8におけるリターンロス特性を併せて示している。
【0038】
図1(c)に示すように、複合アンテナ1では、2共振ノッチアンテナ8の動作による2つのピーク(800MHz近傍と1.7GHz近傍のピーク)に加えて、無給電スロット7の動作による第3のピークが1.2GHz近傍に現れていることが分かる。この第3のピークにおけるリターンロスは−16dB程度であり、第3の素子として良好な動作が得られていることが分かる。なお、無給電スロット7が動作する共振周波数は、無給電スロット7の長さを調整することにより、任意に調整可能である。
【0039】
複合アンテナ1の各素子(スロット3,4、無給電スロット7)の偏波方向は、共に図1(a)における上下方向(垂直偏波)となる。つまり、複合アンテナ1によれば、1給電で単一偏波で複共振動作(3共振動作)させることが可能となる。
【0040】
複合アンテナ1の各周波数での放射パターンを図2(a)〜(f)に示す。図2(a)〜(f)に示すように、各周波数においてXZ平面では無指向性、YZ平面では8の字の指向性が得られており、それぞれの平面での指向性は、周波数に拘わらずほぼ同じとなっている。このため、複合アンテナ1を実装するときにアンテナの向きを決定し易くなる。
【0041】
ここでは、コの字状の無給電スロット7を形成する場合を説明したが、図3(a)に示すように、くの字状の無給電スロット7を形成した複合アンテナ21においても、図3(b)に示すように、無給電スロット7の動作による第3のピークが1.4GHz近傍に現れ、−19dB程度のリターンロスが得られており、良好な動作が得られることが分かる。
【0042】
また、図4(a)に、コの字状の無給電スロット7を短い方のスロット4に沿って形成した複合アンテナ31を示す。この複合アンテナ31においても、図4(b)に示すように、無給電スロット7の動作による第3のピークが2.4GHz近傍に現れている。但し、複合アンテナ31では、無給電スロット7の長さが制限され、無給電スロット7の中央部の電流分布が大きくなる(無給電スロット7の中央部が短絡部5に近くなる)ため、複合アンテナ1,21のような良好な動作は得られず、−4dB程度のリターンロスとなっている。
【0043】
図1(a),図3(a)の複合アンテナ1,21のように無給電スロット7を長い方のスロット3に沿って形成する場合は、無給電スロット7の長さを調整することで、2共振ノッチアンテナ8における2つの共振周波数の間の共振周波数を得ることができる。これに対して、図4(a)の複合アンテナ31のように無給電スロット7を短い方のスロット4に沿って形成する場合は、無給電スロット7の長さが制限されるため、2共振ノッチアンテナ8における2つの共振周波数よりも高い共振周波数となる。
【0044】
また、無給電スロット7におけるコの字状あるいはくの字状の折り返し部分からの長さを上下で異ならせても良い。一例として、図5(a)に、無給電スロット7におけるコの字状の折り返し部分からの長さを上下で異ならせた複合アンテナ41を示し、そのリターンロス特性を図5(b)に示す。この複合アンテナ41は、図1(a)の複合アンテナ1において、スロット3から離れた側(外側)の折り返し部分からの長さを短くしたものである。
【0045】
複合アンテナ41では、折り返し部分からの長さが短い方(外側)の端部が短絡部5から離れ、電流分布が小さくなるため、図5(b)に示すように、第3のピークは複合アンテナ1と比較してやや小さくなっており、−10dB程度のリターンロスとなっている。
【0046】
ここで、無給電スロット7を形成する位置、無給電スロット7の形状等について検討する。なお、以下に説明する比較対象の複合アンテナは、ベースとなる2共振ノッチアンテナ8として図1(b)に示した寸法のものを用い、無給電スロット7の形状や位置のみを変化させたものである。
【0047】
まず、無給電スロット7を形成する位置について検討する。
【0048】
図6(a)に示す複合アンテナ51は、図1(a)の複合アンテナ1において、対称軸方向において短絡部5を横切るように無給電スロット7を形成したものである。また、図7(a)に示す複合アンテナ61は、図4(a)の複合アンテナ31において、対称軸方向において給電部6を横切るように無給電スロット7を形成したものである。図6(a)の複合アンテナ51のリターンロス特性を図6(b)に、図7(a)の複合アンテナ61のリターンロス特性を図7(b)にそれぞれ示す。
【0049】
図1(c)と図6(b)とを比較すると、無給電スロット7が短絡部5を横切ることにより、第3のピークにおけるリターンロスが−16dB程度から−7dB程度まで急激に低下していることが分かる。また、図4(b)と図7(b)とを比較すると、無給電スロット7が給電部6を横切ることにより、第3のピークがほぼ消失していることが分かる。
【0050】
また、図8(a),図9(a),図10(a)に、短絡部5と給電部6の両者を横切るように無給電スロット7を形成した複合アンテナ71,81,91を示す。また、これら複合アンテナ71,81,91のリターンロス特性を図8(b),図9(b),図10(b)にそれぞれ示す。
【0051】
図8(a)の複合アンテナ71は、図1(a)の複合アンテナ1において、スロット3から離れた側(外側)の折り返し部分からの長さを短くし、スロット3に近い側(内側)の折り返し部分からの長さを長くして短絡部5と給電部6の両者を横切るように無給電スロット7を形成したものである。
【0052】
図9(a)の複合アンテナ81は、図4(a)の複合アンテナ31において、スロット4から離れた側(外側)の折り返し部分からの長さを短くし、スロット4に近い側(内側)の折り返し部分からの長さを長くして短絡部5と給電部6の両者を横切るように無給電スロット7を形成したものである。
【0053】
図10(a)の複合アンテナ91は、短絡部5と給電部6の両者を横切るように、かつ、対称軸方向と垂直方向における短絡部5の反対側が開口するようにコの字状の無給電スロット7を形成したものである。
【0054】
図8(b),図9(b),図10(b)に示すように、これら複合アンテナ71,81,91では、第3のピークが小さくなり、良好な動作が得られていないことが分かる。また、複合アンテナ71,81,91では、ベースとなる2共振ノッチアンテナ8の2つのピークのうち、周波数が低い方のピークが小さくなったり消失したりしており、良好な3共振の動作を実現できていないことが分かる。
【0055】
このように、無給電スロット7が対称軸方向において短絡部5及び給電部6を設けた位置を横切ると、第3のピークにおけるリターンロスが急激に悪化したり、ベースとなる2共振ノッチアンテナ8の動作が悪化したりし、その結果、良好な3共振の動作を実現できなくなる。したがって、短絡部5及び給電部6を横切らないように無給電スロット7を形成する必要がある。
【0056】
図11(a)に示す複合アンテナ101は、図1(a)の複合アンテナ1において、コの字状の開口側の端部を短絡部5から対称軸方向に離して(図示左方向に離して)無給電スロット7を形成したものである。また、図12(a)に示す複合アンテナ111は、図1(a)の複合アンテナ1において、コの字状の開口側の端部を短絡部5から対称軸方向と垂直方向(図示上下方向)に離して無給電スロット7を形成したものである(複合アンテナ111における無給電スロット7のコの字状の開口幅は1mmとしている)。図11(a)の複合アンテナ101のリターンロス特性を図11(b)に、図12(a)の複合アンテナ111のリターンロス特性を図12(b)にそれぞれ示す。
【0057】
図1(b)と図11(b),図12(b)とを比較すると、図11(b),図12(b)では、第3のピークがほぼ消失していることが分かる。これは、無給電スロット7の両端部が短絡部5から離れたために、無給電スロット7の両端部で電流分布が小さくなり、良好な動作が得られていないためだと考えられる。したがって、無給電スロット7を第3の素子として良好に動作させるためには、コの字状の開口側の端部を短絡部5に近接させて無給電スロット7を形成することが望ましい。
【0058】
次に、無給電スロット7の形状について検討する。
【0059】
図13(a)に示す複合アンテナ121は、図1(a)の複合アンテナ1において、スロット3から離れた側(外側)の対称軸と平行に延びる部分のスロットを除去し、L字状の無給電スロット7としたものである。また、図14(a)に示す複合アンテナ131は、図13(a)の複合アンテナ121において、さらに対称軸と垂直方向に延びる部分のスロットを除去し、線状(矩形状)の無給電スロット7としたものである。図13(a)の複合アンテナ121のリターンロス特性を図13(b)に、図14(a)の複合アンテナ131のリターンロス特性を図14(b)にそれぞれ示す。
【0060】
図13(b),図14(b)に示すように、複合アンテナ121,131では、第3のピークが消失している。図示していないが、複合アンテナ131において線状の無給電スロット7の長さを短くした場合であっても、第3のピークは現れなかった。これは、無給電スロット7における一方の端部が短絡部5から遠くなり、当該端部において十分な電流分布が得られなかったためだと考えられる。
【0061】
このように、無給電スロット7を第3の素子として動作させるためには、無給電スロット7の両端部にてある程度大きな電流分布が必要となるため、無給電スロット7の両端部を対称軸方向における短絡部5近傍に配置する必要がある。さらに、無給電スロット7の中央部では電流分布が小さい必要があるので、無給電スロット7の形状は、短絡部5の近傍から短絡部5から離れた位置まで延び、折り返して再び短絡部5の近傍まで戻るような形状、すなわち、コの字状やくの字状の形状が望ましい。
【0062】
図15(a)に示す複合アンテナ141は、図1(a)の複合アンテナ1において、コの字状の開口幅を1mmとしたものである。また、図16(a)に示す複合アンテナ151は、図1(a)の複合アンテナ1において、コの字状の開口幅を3mmとしたものである。さらにまた、図17(a)に示す複合アンテナ161は、図3(a)の複合アンテナ21において、くの字状の開口幅を3mmとしたものである。これら複合アンテナ141,151,161では、共にスロット3の上下の導体板2の中央部(図示上下方向の中央部)に無給電スロット7を形成している。図15(a)の複合アンテナ141のリターンロス特性を図15(b)に、図16(a)の複合アンテナ151のリターンロス特性を図16(b)に、図17(a)の複合アンテナ161のリターンロス特性を図17(b)にそれぞれ示す。
【0063】
図15(b)に示すように、複合アンテナ141では第3のピークが消失しており、図16(b)に示すように、複合アンテナ151では、第3のピークが非常に小さくなっている。また、図17(b)と図3(b)とを比較すると、複合アンテナ161では、第3のピークが急激に減少している。これは、無給電スロット7のコの字状あるいはくの字状の開口幅が小さくなったためだと考えられる。また、複合アンテナ141,151,161では、無給電スロット7の両端部が短絡部5から離れているため、このことも第3のピークが小さくなった(あるいは消失した)原因と考えられる。
【0064】
他方、図示していないが、無給電スロット7のコの字状の開口幅を15mm,16mmとした場合、およびくの字状の開口幅を15mmとした場合についても同様にリターンロス特性をシミュレートした結果、図1(a)の複合アンテナ1や図3(a)の複合アンテナ21(共に開口幅は17mm)とほぼ同様の良好なリターンロス特性が得られることが確認できた。
【0065】
これらの結果から、無給電スロット7を第3の素子として良好に動作させるためには、無給電スロット7のコの字状(あるいはくの字状)の開口幅をある程度大きくする必要があり、開口幅を3mmより大きくすることが望ましく、さらには開口幅を15mm以上とすることが望ましいことが分かる。
【0066】
以上説明したように、本実施の形態に係る複合アンテナ1,21,31,41では、長さの異なる2つのスロット3,4を形成した1給電2共振のノッチアンテナ8に、さらに、第3の素子として動作する無給電スロット7を形成している。
【0067】
複合アンテナ1,21,31,41は、従来のスロットアンテナのように誘電体基板を用いた立体的な構造ではなく、平面で動作させることができるため、小型化が容易である。また、第3の素子として動作する無給電スロット7をコの字状、あるいはくの字状に形成できるので、小型化しやすい。
【0068】
また、複合アンテナ1,21,31,41では、個々の素子(スロット3,4、無給電スロット7)が導体(導体板2)によって区切られているために、素子間で干渉や結合が生じにくく、各素子の共振動作がほぼ独立している。そのため、個々の素子ごとに周波数やインピーダンスを調整でき、周波数やインピーダンスの調整が容易となる。その結果、開発時間とコストを節約できる。
【0069】
さらに、複合アンテナ1,21,31,41では、各素子の偏波方向が同じとなり、1給電で単一偏波で複共振動作させることが可能となる。そのため、実装するときにアンテナの向きを決定しやすくなる。
【0070】
また、複合アンテナ1,21,31,41によれば、2共振ノッチアンテナ8に無給電スロット7を形成するという簡易な構成で3共振に多周波化でき、製造も容易である。
【0071】
複合アンテナ1,21,31,41では、無給電スロット7を、対称軸方向に沿って、かつ、対称軸方向において短絡部5及び給電部6を設けた位置を横切らないように形成しているため、2共振ノッチアンテナ8の動作に影響を及ぼすことなく、良好な3共振の動作が得られる。
【0072】
また、複合アンテナ1,21,31,41では、無給電スロット7を、2つのスロット3,4の上下の導体板2の両方に形成し、それら無給電スロット7を、対称軸Aに対して対称形状となるように形成しているため、インピーダンスの整合がとりやすく、良好な動作が得られる。
【0073】
さらに、無給電スロット7を、2つのスロット3,4のうち長い方のスロット3に沿って形成することで、短い方のスロット4に沿って無給電スロット7を形成した場合と比較して、良好なリターンロス特性が得られ、また、2共振ノッチアンテナ8の2つの共振周波数の間に第3の共振周波数を設定することが可能となる。
【0074】
さらにまた、無給電スロット7を、対称軸方向における短絡部5側が開口したコの字状、あるいはくの字状に形成することで、無給電スロット7の両端部において電流分布を大きく、無給電スロット7の中央部にて電流分布を小さくすることができ、無給電スロット7を第3の素子として良好に動作させることが可能になる。
【0075】
また、無給電スロット7を、その対称軸方向に沿った長さが、コの字状あるいはくの字状の開口幅よりも長くなるように形成することで、無給電スロット7の中央部を短絡部5から離間させ、無給電スロット7を第3の素子として良好に動作させることが可能になる。
【0076】
さらに、無給電スロット7を、対称軸方向において短絡部5の近傍(無給電スロット7をスロット4に沿って形成する場合は給電部6の近傍)にコの字状あるいはくの字状の開口側の端部が位置するように形成することで、無給電スロット7の両端部における電流分布を大きくし、無給電スロット7を第3の素子として良好に動作させることが可能になる。
【0077】
本実施の形態に係る複合アンテナ1,21,31,41では、同一の偏波で1給電3共振の動作が得られるので、セルラ+GPS(Global Positioning System)、セルラ+無線LAN(Local Area Network)、無線LAN+GPSなど、様々な複合的な用途に用いることが可能である。また小型化が容易であることから、携帯端末用内蔵アンテナや、ノートパソコン用内蔵アンテナ、あるいはテレマティクス用車載アンテナとして好適である。
【0078】
なお、セルラ+GPSとして用いる場合、セルラで用いる周波数帯が約800〜900MHzと約1.7〜1.9GHz、GPSで用いられる周波数帯が約1.5GHzであるから、例えば複合アンテナ1においては、2共振ノッチアンテナ8の2つのノッチ素子(スロット3,4)でセルラの2つの周波数帯域での送受信を実現し、第3の素子である無給電スロット7でGPSの周波数帯域での送受信を実現すればよい。
【0079】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【0080】
図18(a)に示す複合アンテナ171は、図1(a)の複合アンテナ1と基本的に同じ構成であるが、2つのスロット3,4の形状と無給電スロット7の形状が異なる。
【0081】
複合アンテナ171では、一方のスロット3は、徐々に拡径する開放端を有する横向きM字スロット172からなり、他方のスロット4は、横向きM字スロット172の開放端と反対側に開放端を有する矩形スロット173からなる。このうち矩形スロット173は、開放端を有する細長スロット174と、その細長スロット174に連続して形成された正方形スロット175とからなる。
【0082】
両スロット172,173の間に短絡部5が設けられ、両スロット172,173のうち短い方の矩形スロット173に、短絡部5と近接して給電部6が設けられる。これにより、両スロット172,173が異なる共振周波数で共振する2共振ノッチアンテナ180が形成される。
【0083】
2共振ノッチアンテナ180では、徐々に拡径する開放端を有する横向きM字スロット172を形成しているため、横向きM字スロット172の上下の導体板2は、横向きM字スロット172に沿った斜辺176と、長方形状の外周を構成する上辺(あるいは下辺)177とが交差し、先端(図示左側の端部)が尖った形状となる。無給電スロット7は、横向きM字スロット172の上下の導体板2を構成する両辺176,177に沿う形状(図示斜め方向を向いたくの字状の形状)に形成される。
【0084】
無給電スロット7は、図1(a)の複合アンテナ1と同様に、横向きM字スロット172の上下の導体板2の両方に、対称軸Aに対して対称形状となるように、対称軸方向(図示左右方向)において短絡部5を設けた位置(導体板2の図示右側の端部から26mmの位置)を横切らないように形成され、かつ、その対称軸方向に沿った長さが、開口幅よりも長く形成され、開口側の端部が短絡部5の近傍となるように形成されている。
【0085】
複合アンテナ171を図18(a)に示す各寸法で作製した場合のリターンロス特性を図18(b)に示す。図18(b)では、破線にて、無給電スロット7を形成する前の2共振ノッチアンテナ180におけるリターンロス特性を併せて示している。
【0086】
図18(b)に示すように、複合アンテナ171では、2共振ノッチアンテナ180の動作による2つのピークに加えて、無給電スロット7の動作による第3のピークが1.5GHz近傍に現れていることが分かる。この第3のピークにおけるリターンロスは−18dB程度であり、第3の素子として良好な動作が得られていることが分かる。
【0087】
複合アンテナ171の各周波数での放射パターンを図19(a)〜(f)に示す。図19(a)〜(f)に示すように、複合アンテナ171では、図1(a)の複合アンテナ1と同様に、各周波数においてXZ平面では無指向性、YZ平面では8の字の指向性が得られており、それぞれの平面での指向性は、周波数に拘わらずほぼ同じとなっている。よって、複合アンテナ171を実装するときにアンテナの向きを決定し易い。
【0088】
図18(a)の複合アンテナ171の比較対象として、図20(a)に、短絡部5と給電部6の両者を横切るように無給電スロット7を形成した複合アンテナ181を示す。複合アンテナ181は、図18(a)の複合アンテナ171において、横向きM字スロット172から離れた側(外側)の折り返し部分からの長さを短くし、横向きM字スロット172に近い側(内側)の折り返し部分からの長さを長くして短絡部5と給電部6の両者を横切るように無給電スロット7を形成したものである。複合アンテナ181を図20(a)に示す各寸法で作製した場合のリターンロス特性を図20(b)に示す。
【0089】
図20(b)と図18(b)を比較すると、複合アンテナ181では、第3のピークが小さくなり、良好な動作が得られていないことが分かる。また、複合アンテナ181では、ベースとなる2共振ノッチアンテナ180の2つのピークの共振周波数が大幅にずれており、良好な3共振の動作を実現できていないことが分かる。
【0090】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【0091】
例えば、上記実施の形態では、導体板2に開放端を有する2つのスロット3,4(複合アンテナ171では横向きM字スロット172と矩形スロット173)を形成して2つのノッチ素子を形成したが、これに限らず、ノッチ素子はスロット素子でもよい。
【0092】
また、上記実施の形態では、給電部6に同軸ケーブル等を接続して直接給電するギャップ給電を行う場合を説明したが、これに限らず、導体板2を誘電体基板の表面に形成し、該誘電体基板の裏面に設けたマイクロストリップ線路を介して給電するマイクロストリップ給電(立体給電)を行うようにしてもよい。
【0093】
さらに、上記実施の形態では言及しなかったが、導体板2を対称軸Aで折り曲げて、折り曲げ構造の複合アンテナとしてもよい。折り曲げ構造とすることで、例えば、複合アンテナを車両フロントガラス等の傾斜した部分に設置する場合であっても、複合アンテナが送受信する偏波(垂直偏波)の最大放射方向が水平方向となるように調整すること(つまり最大放射方向のチルトを調整すること)が可能となり、使用周波数帯における電波を効率よく送受信することが可能になる。つまり、折り曲げ構造とすることで、設置条件の自由度が広い複合アンテナを実現できる。
【符号の説明】
【0094】
1 複合アンテナ
2 導体板
3,4 スロット
5 短絡部
6 給電部
7 無給電スロット
8 2共振ノッチアンテナ
【技術分野】
【0001】
本発明は、特定の偏波成分の電波を送受信する通信システムに用いられる複合アンテナに係り、特に、複数の周波数の電波に対応可能な複合アンテナに関するものである。
【背景技術】
【0002】
図21(a),(b)は、スロットアンテナの構造を示したものである。図21(a),(b)に示すように、スロットアンテナ191は、誘電体基板192の表面にマイクロストリップ給電線路193を形成し、誘電体基板192の裏面に広い導体板194を形成すると共に、その導体板194に長方形状のスロット195を形成したものである。一例として、特許文献1には、筒状の中空導体にスロットを設けた円筒スロットアンテナが開示されている。
【0003】
また、スロットアンテナの特性を向上し広帯域化するために、図22(a),(b)に示すように、スロット195と平行に長方形状の無給電スロット202を形成したスロットアンテナ201が知られている(例えば、特許文献2〜4)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平10−56321号公報
【特許文献2】特開2002−299950号公報
【特許文献3】特開2003−188639号公報
【特許文献4】特開平11−163625号公報
【特許文献5】特開2007−166615号公報
【特許文献6】特開2006−121190号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述のスロットアンテナ191,201では、誘電体基板192を用いた立体構造となっているため、小型化が困難であった。特に、長方形状の無給電スロット202を付加して広帯域化したスロットアンテナ201では、無給電スロット202を長方形状のまま配置するため、小型化が難しいという問題がある。
【0006】
また、マイクロストリップ給電によるスロットアンテナ191,201では、表面側と裏面側のパターンの位置ずれなど高い精度の製造技術が必要となる。また、広帯域化の際に、マイクロストリップ線路やスロットの調整が必要であり、共振周波数やインピーダンスの調整に手間がかかるといった問題もある。
【0007】
さらに、スロットアンテナ191,201では、多周波化が困難であるという問題もある。より具体的には、ノッチやスロットなどの切込み素子のアンテナにおける共振数は、2つまでが限界であった。なお、多周波共用アンテナとして偏波共用型のものが多く開発されている(例えば特許文献5)が、従来の多周波共用アンテナでは、1給電で単一偏波で複共振動作させることは困難であった。
【0008】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、小型で、共振周波数やインピーダンスの調整が容易であり、1給電で単一偏波で複共振動作させることができ多周波化が容易な複合アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、対称形状の導体板と、前記導体板の対称軸上に、前記導体板の両側から対称軸方向に沿って形成され、かつ前記対称軸に対して対称形状となるように形成された、長さの異なる2つのスロットと、前記2つのスロットの間に位置し、前記2つのスロットの上下の前記導体板間を電気的に短絡する短絡部と、前記2つのスロットのうち短い方のスロットに設けられると共に、前記短絡部に近接して設けられた給電部と、前記2つのスロットの上下の前記導体板の少なくとも一方に、対称軸方向に沿って、かつ、対称軸方向において前記短絡部及び前記給電部を設けた位置を横切らないように形成された無給電スロットと、を備えた複合アンテナである。
【0010】
前記2つのスロットの上下の前記導体板の両方に前記無給電スロットをそれぞれ形成すると共に、それら無給電スロットを、前記対称軸に対して対称形状となるように形成してもよい。
【0011】
前記無給電スロットは、前記2つのスロットのうち長い方のスロットに沿って形成されてもよい。
【0012】
前記無給電スロットは、対称軸方向における前記短絡部側が開口したコの字状、あるいはくの字状に形成されてもよい。
【0013】
前記無給電スロットは、その対称軸方向に沿った長さが、コの字状あるいはくの字状の開口幅よりも長く形成されてもよい。
【0014】
前記無給電スロットは、対称軸方向において前記短絡部あるいは前記給電部を設けた位置の近傍にコの字状あるいはくの字状の開口側の端部が位置するように形成されてもよい。
【0015】
前記導体板は、対称軸方向に横長の長方形状に形成されてもよい。
【0016】
前記2つのスロットは、幅の等しい矩形状に形成されてもよい。
【0017】
前記2つのスロットは、徐々に拡径する開放端を有する横向きM字スロットと、該横向きM字スロットの開放端と反対側に開放端を有する矩形スロットと、からなってもよい。
【0018】
前記矩形スロットは、開放端を有する細長スロットと、その細長スロットに連続して形成された正方形スロットと、からなってもよい。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、小型で、共振周波数やインピーダンスの調整が容易であり、1給電で単一偏波で複共振動作させることができ多周波化が容易な複合アンテナを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】(a)は、本発明の一実施の形態に係る複合アンテナの平面図、(b)は無給電スロットを形成する前の2共振ノッチアンテナの平面図、(c)は本発明の複合アンテナのリターンロスの特性を示す図である。
【図2】図1(a)の複合アンテナの各周波数での放射パターンを示す図であり、(a)は周波数790MHzにおけるXZ平面、(b)は周波数790MHzにおけるYZ平面、(c)は周波数1180MHzにおけるXZ平面、(d)は周波数1180MHzにおけるYZ平面、(e)は周波数1740MHzにおけるXZ平面、(f)は周波数1740MHzにおけるYZ平面の放射パターンである。
【図3】(a)は、図1(a)の複合アンテナの変形例を示す平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図4】(a)は、図1(a)の複合アンテナの変形例を示す平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図5】(a)は、図1(a)の複合アンテナの変形例を示す平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図6】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図7】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図8】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図9】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図10】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図11】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図12】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図13】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図14】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図15】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図16】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図17】(a)は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図18】(a)は、本発明の他の実施の形態に係る複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図19】図18(a)の複合アンテナの各周波数での放射パターンを示す図であり、(a)は周波数960MHzにおけるXZ平面、(b)は周波数960MHzにおけるYZ平面、(c)は周波数1490MHzにおけるXZ平面、(d)は周波数1490MHzにおけるYZ平面、(e)は周波数1960MHzにおけるXZ平面、(f)は周波数1960MHzにおけるYZ平面の放射パターンである。
【図20】(a)は、図18(a)の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、(b)はそのリターンロス特性を示す図である。
【図21】従来のスロットアンテナを示す図であり、(a)は平面図、(b)はその19B−19B線断面図である。
【図22】従来のスロットアンテナを示す図であり、(a)は平面図、(b)はその20B−20B線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【0022】
図1(a)は、本実施の形態に係る複合アンテナの平面図であり、図1(b)は無給電スロットを形成する前の2共振ノッチアンテナの平面図、図1(c)は図1(a)の複合アンテナのリターンロスの特性を示す図である。図1(a),(b)には、本実施の形態の複合アンテナ1の寸法(ミリメートル)が示されている。なお、他の図においても、寸法はミリメートルで表示されている。
【0023】
図1(a)に示すように、複合アンテナ1は、対称形状の導体板2と、導体板2に形成された2つのスロット3,4と、短絡部5と、給電部6と、無給電スロット7とを備えている。
【0024】
導体板2は、対称軸Aに対して線対称形状とされる。本実施の形態では、導体板2として、対称軸方向(図示左右方向)に横長の長方形状に形成されたものを用いた。導体板2は、例えば、銅板又はばね性のあるリン青銅板からなる。
【0025】
2つのスロット3,4は、導体板2の対称軸A上に、導体板2の両側から対称軸方向に沿って形成され、かつ対称軸Aに対して線対称形状となるように形成される。これら2つのスロット3,4は、互いに長さ(対称軸方向の長さ)が異なるように形成される。ここでは、図示左側のスロット3を図示右側のスロット4よりも長く形成する場合を説明する。本実施の形態では、2つのスロット3,4は、幅の等しい矩形状に形成される。また、2つのスロット3,4は、対称軸A上であって、導体板2の両側に開放端を有する。
【0026】
短絡部5は、2つのスロット3,4の間に位置し、2つのスロットの上下の導体板2間を電気的に短絡するものである。
【0027】
給電部6は、2つのスロット3,4のうち短い方のスロット4に設けられると共に、短絡部5に近接して設けられる。給電部6への給電は、例えば、同軸ケーブル、複数本の単芯ケーブル、フラットケーブルなどを用いて行うとよい。
【0028】
導体板2に、2つのスロット3,4、短絡部5、給電部6を設けることにより、長さの異なる2つのスロット3,4が、それぞれ異なる周波数で共振するノッチ素子として動作する1給電2共振のノッチアンテナ(以下、2共振ノッチアンテナという)8が得られる。2つのスロット3,4の長さ(短絡部5の対称軸方向の位置)は、所望する共振周波数に応じて適宜設定するとよい。また、2共振ノッチアンテナ8として動作させるため、給電部6と短絡部5との間隔は、動作させる周波数(2つの共振周波数のうち高い方の共振周波数)の波長λに対してλ/20以下(好ましくはλ/40以下)とする必要がある。
【0029】
本実施の形態に係る複合アンテナ1では、この2共振ノッチアンテナ8に、さらに、第3の素子として動作する(すなわち2共振ノッチアンテナ8の2つの共振周波数とは異なる周波数で共振する)無給電スロット7を形成してなる。
【0030】
無給電スロット7は、2つのスロット3,4の上下の導体板2の少なくとも一方に、対称軸方向に沿って、かつ、対称軸方向において短絡部5及び給電部6を設けた位置を横切らないように形成される。これは、対称軸方向において短絡部5及び給電部6を設けた位置を横切るように無給電スロット7を形成すると、無給電スロット7が第3の素子として動作しなかったり、第3の素子としての動作(リターンロス特性)が悪化したりするためである。また、対称軸方向において短絡部5を設けた位置と給電部6を設けた位置の両者を横切るように無給電スロット7を形成すると、ベースとなる2共振ノッチアンテナ8の動作に影響を及ぼし、良好な3共振の動作が得られなくなるためである。
【0031】
また、無給電スロット7は、2つのスロット3,4の上下の導体板2の両方に形成され、それら無給電スロット7は、対称軸Aに対して対称形状となるように形成されることが望ましい。これは、2つのスロット3,4の上下の導体板2の一方のみに無給電スロット7を形成した場合、あるいは、2つのスロット3,4の上下の導体板2の両方に対称軸Aに対して対称形状とならないように無給電スロット7を形成した場合には、所望の周波数の動作は得られるものの、インピーダンスの整合がとりにくくなり、良好な動作が得られないためである。
【0032】
さらに、無給電スロット7は、2つのスロット3,4のうち長い方のスロット3に沿って形成されることが望ましい。これは、短い方のスロット4に沿って無給電スロット7を形成した場合、所望の周波数の動作は得られるものの、良好な動作が得られないためである。
【0033】
さらにまた、無給電スロット7は、対称軸方向における短絡部5側が開口したコの字状、あるいはくの字状に形成されることが望ましい。無給電スロット7を動作させるためには、無給電スロット7の両端部において電流分布が大きく、無給電スロット7の中央部にて電流分布が小さくなる必要がある。2共振ノッチアンテナ8における電流分布は、短絡部5に近いほど大きくなるため、無給電スロット7を短絡部5側が開口したコの字状、あるいはくの字状に形成することで、両端部にて電流分布が大きく、中央部にて電流分布が小さい好適な電流分布が得られ、無給電スロット7を第3の素子として良好に動作させることが可能になる。
【0034】
なお、無給電スロット7の対称軸方向に沿った長さが短いと、無給電スロット7の中央部が短絡部5に近くなり、中央部における電流分布が大きくなって良好な動作が得られなくなるので、無給電スロット7の対称軸方向に沿った長さをある程度長くし、無給電スロット7の中央部を短絡部5から離間させる必要がある。このため、無給電スロット7は、その対称軸方向に沿った長さが、コの字状あるいはくの字状の開口幅よりも長く形成されることが望ましい。但し、コの字状あるいはくの字状の開口幅が小さすぎると、逆に第3の素子としての動作が悪化する可能性があるので、コの字状あるいはくの字状の開口幅はある程度大きく(例えば3mmより大きく)することが望ましい。
【0035】
また、無給電スロット7の両端部が短絡部5から離れると、両端部における電流分布が小さくなって良好な動作が得られなくなるので、無給電スロット7は、対称軸方向において短絡部5の近傍(無給電スロット7をスロット4に沿って形成する場合は給電部6の近傍)にコの字状あるいはくの字状の開口側の端部が位置するように形成されることが望ましい。
【0036】
以上の条件を考慮し、本実施の形態に係る複合アンテナ1では、2つのスロット3,4の上下の導体板2の両方に、対称軸Aに対して対称形状となるように、2つのスロット3,4のうち長い方のスロット3に沿って、対称軸方向における短絡部5側が開口したコの字状の無給電スロット7を、対称軸方向において短絡部5及び給電部6を設けた位置を横切らないように形成した。複合アンテナ1においては、無給電スロット7は、その対称軸方向に沿った長さが、コの字状の開口幅よりも長く形成され、コの字状の開口側の端部が短絡部5の近傍となるように形成されている。
【0037】
複合アンテナ1を図1(a),(b)に示す各寸法で作製した場合のリターンロス特性をシミュレートした結果を図1(c)に示す。図1(c)では、破線にて、無給電スロット7を形成する前の2共振ノッチアンテナ8におけるリターンロス特性を併せて示している。
【0038】
図1(c)に示すように、複合アンテナ1では、2共振ノッチアンテナ8の動作による2つのピーク(800MHz近傍と1.7GHz近傍のピーク)に加えて、無給電スロット7の動作による第3のピークが1.2GHz近傍に現れていることが分かる。この第3のピークにおけるリターンロスは−16dB程度であり、第3の素子として良好な動作が得られていることが分かる。なお、無給電スロット7が動作する共振周波数は、無給電スロット7の長さを調整することにより、任意に調整可能である。
【0039】
複合アンテナ1の各素子(スロット3,4、無給電スロット7)の偏波方向は、共に図1(a)における上下方向(垂直偏波)となる。つまり、複合アンテナ1によれば、1給電で単一偏波で複共振動作(3共振動作)させることが可能となる。
【0040】
複合アンテナ1の各周波数での放射パターンを図2(a)〜(f)に示す。図2(a)〜(f)に示すように、各周波数においてXZ平面では無指向性、YZ平面では8の字の指向性が得られており、それぞれの平面での指向性は、周波数に拘わらずほぼ同じとなっている。このため、複合アンテナ1を実装するときにアンテナの向きを決定し易くなる。
【0041】
ここでは、コの字状の無給電スロット7を形成する場合を説明したが、図3(a)に示すように、くの字状の無給電スロット7を形成した複合アンテナ21においても、図3(b)に示すように、無給電スロット7の動作による第3のピークが1.4GHz近傍に現れ、−19dB程度のリターンロスが得られており、良好な動作が得られることが分かる。
【0042】
また、図4(a)に、コの字状の無給電スロット7を短い方のスロット4に沿って形成した複合アンテナ31を示す。この複合アンテナ31においても、図4(b)に示すように、無給電スロット7の動作による第3のピークが2.4GHz近傍に現れている。但し、複合アンテナ31では、無給電スロット7の長さが制限され、無給電スロット7の中央部の電流分布が大きくなる(無給電スロット7の中央部が短絡部5に近くなる)ため、複合アンテナ1,21のような良好な動作は得られず、−4dB程度のリターンロスとなっている。
【0043】
図1(a),図3(a)の複合アンテナ1,21のように無給電スロット7を長い方のスロット3に沿って形成する場合は、無給電スロット7の長さを調整することで、2共振ノッチアンテナ8における2つの共振周波数の間の共振周波数を得ることができる。これに対して、図4(a)の複合アンテナ31のように無給電スロット7を短い方のスロット4に沿って形成する場合は、無給電スロット7の長さが制限されるため、2共振ノッチアンテナ8における2つの共振周波数よりも高い共振周波数となる。
【0044】
また、無給電スロット7におけるコの字状あるいはくの字状の折り返し部分からの長さを上下で異ならせても良い。一例として、図5(a)に、無給電スロット7におけるコの字状の折り返し部分からの長さを上下で異ならせた複合アンテナ41を示し、そのリターンロス特性を図5(b)に示す。この複合アンテナ41は、図1(a)の複合アンテナ1において、スロット3から離れた側(外側)の折り返し部分からの長さを短くしたものである。
【0045】
複合アンテナ41では、折り返し部分からの長さが短い方(外側)の端部が短絡部5から離れ、電流分布が小さくなるため、図5(b)に示すように、第3のピークは複合アンテナ1と比較してやや小さくなっており、−10dB程度のリターンロスとなっている。
【0046】
ここで、無給電スロット7を形成する位置、無給電スロット7の形状等について検討する。なお、以下に説明する比較対象の複合アンテナは、ベースとなる2共振ノッチアンテナ8として図1(b)に示した寸法のものを用い、無給電スロット7の形状や位置のみを変化させたものである。
【0047】
まず、無給電スロット7を形成する位置について検討する。
【0048】
図6(a)に示す複合アンテナ51は、図1(a)の複合アンテナ1において、対称軸方向において短絡部5を横切るように無給電スロット7を形成したものである。また、図7(a)に示す複合アンテナ61は、図4(a)の複合アンテナ31において、対称軸方向において給電部6を横切るように無給電スロット7を形成したものである。図6(a)の複合アンテナ51のリターンロス特性を図6(b)に、図7(a)の複合アンテナ61のリターンロス特性を図7(b)にそれぞれ示す。
【0049】
図1(c)と図6(b)とを比較すると、無給電スロット7が短絡部5を横切ることにより、第3のピークにおけるリターンロスが−16dB程度から−7dB程度まで急激に低下していることが分かる。また、図4(b)と図7(b)とを比較すると、無給電スロット7が給電部6を横切ることにより、第3のピークがほぼ消失していることが分かる。
【0050】
また、図8(a),図9(a),図10(a)に、短絡部5と給電部6の両者を横切るように無給電スロット7を形成した複合アンテナ71,81,91を示す。また、これら複合アンテナ71,81,91のリターンロス特性を図8(b),図9(b),図10(b)にそれぞれ示す。
【0051】
図8(a)の複合アンテナ71は、図1(a)の複合アンテナ1において、スロット3から離れた側(外側)の折り返し部分からの長さを短くし、スロット3に近い側(内側)の折り返し部分からの長さを長くして短絡部5と給電部6の両者を横切るように無給電スロット7を形成したものである。
【0052】
図9(a)の複合アンテナ81は、図4(a)の複合アンテナ31において、スロット4から離れた側(外側)の折り返し部分からの長さを短くし、スロット4に近い側(内側)の折り返し部分からの長さを長くして短絡部5と給電部6の両者を横切るように無給電スロット7を形成したものである。
【0053】
図10(a)の複合アンテナ91は、短絡部5と給電部6の両者を横切るように、かつ、対称軸方向と垂直方向における短絡部5の反対側が開口するようにコの字状の無給電スロット7を形成したものである。
【0054】
図8(b),図9(b),図10(b)に示すように、これら複合アンテナ71,81,91では、第3のピークが小さくなり、良好な動作が得られていないことが分かる。また、複合アンテナ71,81,91では、ベースとなる2共振ノッチアンテナ8の2つのピークのうち、周波数が低い方のピークが小さくなったり消失したりしており、良好な3共振の動作を実現できていないことが分かる。
【0055】
このように、無給電スロット7が対称軸方向において短絡部5及び給電部6を設けた位置を横切ると、第3のピークにおけるリターンロスが急激に悪化したり、ベースとなる2共振ノッチアンテナ8の動作が悪化したりし、その結果、良好な3共振の動作を実現できなくなる。したがって、短絡部5及び給電部6を横切らないように無給電スロット7を形成する必要がある。
【0056】
図11(a)に示す複合アンテナ101は、図1(a)の複合アンテナ1において、コの字状の開口側の端部を短絡部5から対称軸方向に離して(図示左方向に離して)無給電スロット7を形成したものである。また、図12(a)に示す複合アンテナ111は、図1(a)の複合アンテナ1において、コの字状の開口側の端部を短絡部5から対称軸方向と垂直方向(図示上下方向)に離して無給電スロット7を形成したものである(複合アンテナ111における無給電スロット7のコの字状の開口幅は1mmとしている)。図11(a)の複合アンテナ101のリターンロス特性を図11(b)に、図12(a)の複合アンテナ111のリターンロス特性を図12(b)にそれぞれ示す。
【0057】
図1(b)と図11(b),図12(b)とを比較すると、図11(b),図12(b)では、第3のピークがほぼ消失していることが分かる。これは、無給電スロット7の両端部が短絡部5から離れたために、無給電スロット7の両端部で電流分布が小さくなり、良好な動作が得られていないためだと考えられる。したがって、無給電スロット7を第3の素子として良好に動作させるためには、コの字状の開口側の端部を短絡部5に近接させて無給電スロット7を形成することが望ましい。
【0058】
次に、無給電スロット7の形状について検討する。
【0059】
図13(a)に示す複合アンテナ121は、図1(a)の複合アンテナ1において、スロット3から離れた側(外側)の対称軸と平行に延びる部分のスロットを除去し、L字状の無給電スロット7としたものである。また、図14(a)に示す複合アンテナ131は、図13(a)の複合アンテナ121において、さらに対称軸と垂直方向に延びる部分のスロットを除去し、線状(矩形状)の無給電スロット7としたものである。図13(a)の複合アンテナ121のリターンロス特性を図13(b)に、図14(a)の複合アンテナ131のリターンロス特性を図14(b)にそれぞれ示す。
【0060】
図13(b),図14(b)に示すように、複合アンテナ121,131では、第3のピークが消失している。図示していないが、複合アンテナ131において線状の無給電スロット7の長さを短くした場合であっても、第3のピークは現れなかった。これは、無給電スロット7における一方の端部が短絡部5から遠くなり、当該端部において十分な電流分布が得られなかったためだと考えられる。
【0061】
このように、無給電スロット7を第3の素子として動作させるためには、無給電スロット7の両端部にてある程度大きな電流分布が必要となるため、無給電スロット7の両端部を対称軸方向における短絡部5近傍に配置する必要がある。さらに、無給電スロット7の中央部では電流分布が小さい必要があるので、無給電スロット7の形状は、短絡部5の近傍から短絡部5から離れた位置まで延び、折り返して再び短絡部5の近傍まで戻るような形状、すなわち、コの字状やくの字状の形状が望ましい。
【0062】
図15(a)に示す複合アンテナ141は、図1(a)の複合アンテナ1において、コの字状の開口幅を1mmとしたものである。また、図16(a)に示す複合アンテナ151は、図1(a)の複合アンテナ1において、コの字状の開口幅を3mmとしたものである。さらにまた、図17(a)に示す複合アンテナ161は、図3(a)の複合アンテナ21において、くの字状の開口幅を3mmとしたものである。これら複合アンテナ141,151,161では、共にスロット3の上下の導体板2の中央部(図示上下方向の中央部)に無給電スロット7を形成している。図15(a)の複合アンテナ141のリターンロス特性を図15(b)に、図16(a)の複合アンテナ151のリターンロス特性を図16(b)に、図17(a)の複合アンテナ161のリターンロス特性を図17(b)にそれぞれ示す。
【0063】
図15(b)に示すように、複合アンテナ141では第3のピークが消失しており、図16(b)に示すように、複合アンテナ151では、第3のピークが非常に小さくなっている。また、図17(b)と図3(b)とを比較すると、複合アンテナ161では、第3のピークが急激に減少している。これは、無給電スロット7のコの字状あるいはくの字状の開口幅が小さくなったためだと考えられる。また、複合アンテナ141,151,161では、無給電スロット7の両端部が短絡部5から離れているため、このことも第3のピークが小さくなった(あるいは消失した)原因と考えられる。
【0064】
他方、図示していないが、無給電スロット7のコの字状の開口幅を15mm,16mmとした場合、およびくの字状の開口幅を15mmとした場合についても同様にリターンロス特性をシミュレートした結果、図1(a)の複合アンテナ1や図3(a)の複合アンテナ21(共に開口幅は17mm)とほぼ同様の良好なリターンロス特性が得られることが確認できた。
【0065】
これらの結果から、無給電スロット7を第3の素子として良好に動作させるためには、無給電スロット7のコの字状(あるいはくの字状)の開口幅をある程度大きくする必要があり、開口幅を3mmより大きくすることが望ましく、さらには開口幅を15mm以上とすることが望ましいことが分かる。
【0066】
以上説明したように、本実施の形態に係る複合アンテナ1,21,31,41では、長さの異なる2つのスロット3,4を形成した1給電2共振のノッチアンテナ8に、さらに、第3の素子として動作する無給電スロット7を形成している。
【0067】
複合アンテナ1,21,31,41は、従来のスロットアンテナのように誘電体基板を用いた立体的な構造ではなく、平面で動作させることができるため、小型化が容易である。また、第3の素子として動作する無給電スロット7をコの字状、あるいはくの字状に形成できるので、小型化しやすい。
【0068】
また、複合アンテナ1,21,31,41では、個々の素子(スロット3,4、無給電スロット7)が導体(導体板2)によって区切られているために、素子間で干渉や結合が生じにくく、各素子の共振動作がほぼ独立している。そのため、個々の素子ごとに周波数やインピーダンスを調整でき、周波数やインピーダンスの調整が容易となる。その結果、開発時間とコストを節約できる。
【0069】
さらに、複合アンテナ1,21,31,41では、各素子の偏波方向が同じとなり、1給電で単一偏波で複共振動作させることが可能となる。そのため、実装するときにアンテナの向きを決定しやすくなる。
【0070】
また、複合アンテナ1,21,31,41によれば、2共振ノッチアンテナ8に無給電スロット7を形成するという簡易な構成で3共振に多周波化でき、製造も容易である。
【0071】
複合アンテナ1,21,31,41では、無給電スロット7を、対称軸方向に沿って、かつ、対称軸方向において短絡部5及び給電部6を設けた位置を横切らないように形成しているため、2共振ノッチアンテナ8の動作に影響を及ぼすことなく、良好な3共振の動作が得られる。
【0072】
また、複合アンテナ1,21,31,41では、無給電スロット7を、2つのスロット3,4の上下の導体板2の両方に形成し、それら無給電スロット7を、対称軸Aに対して対称形状となるように形成しているため、インピーダンスの整合がとりやすく、良好な動作が得られる。
【0073】
さらに、無給電スロット7を、2つのスロット3,4のうち長い方のスロット3に沿って形成することで、短い方のスロット4に沿って無給電スロット7を形成した場合と比較して、良好なリターンロス特性が得られ、また、2共振ノッチアンテナ8の2つの共振周波数の間に第3の共振周波数を設定することが可能となる。
【0074】
さらにまた、無給電スロット7を、対称軸方向における短絡部5側が開口したコの字状、あるいはくの字状に形成することで、無給電スロット7の両端部において電流分布を大きく、無給電スロット7の中央部にて電流分布を小さくすることができ、無給電スロット7を第3の素子として良好に動作させることが可能になる。
【0075】
また、無給電スロット7を、その対称軸方向に沿った長さが、コの字状あるいはくの字状の開口幅よりも長くなるように形成することで、無給電スロット7の中央部を短絡部5から離間させ、無給電スロット7を第3の素子として良好に動作させることが可能になる。
【0076】
さらに、無給電スロット7を、対称軸方向において短絡部5の近傍(無給電スロット7をスロット4に沿って形成する場合は給電部6の近傍)にコの字状あるいはくの字状の開口側の端部が位置するように形成することで、無給電スロット7の両端部における電流分布を大きくし、無給電スロット7を第3の素子として良好に動作させることが可能になる。
【0077】
本実施の形態に係る複合アンテナ1,21,31,41では、同一の偏波で1給電3共振の動作が得られるので、セルラ+GPS(Global Positioning System)、セルラ+無線LAN(Local Area Network)、無線LAN+GPSなど、様々な複合的な用途に用いることが可能である。また小型化が容易であることから、携帯端末用内蔵アンテナや、ノートパソコン用内蔵アンテナ、あるいはテレマティクス用車載アンテナとして好適である。
【0078】
なお、セルラ+GPSとして用いる場合、セルラで用いる周波数帯が約800〜900MHzと約1.7〜1.9GHz、GPSで用いられる周波数帯が約1.5GHzであるから、例えば複合アンテナ1においては、2共振ノッチアンテナ8の2つのノッチ素子(スロット3,4)でセルラの2つの周波数帯域での送受信を実現し、第3の素子である無給電スロット7でGPSの周波数帯域での送受信を実現すればよい。
【0079】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【0080】
図18(a)に示す複合アンテナ171は、図1(a)の複合アンテナ1と基本的に同じ構成であるが、2つのスロット3,4の形状と無給電スロット7の形状が異なる。
【0081】
複合アンテナ171では、一方のスロット3は、徐々に拡径する開放端を有する横向きM字スロット172からなり、他方のスロット4は、横向きM字スロット172の開放端と反対側に開放端を有する矩形スロット173からなる。このうち矩形スロット173は、開放端を有する細長スロット174と、その細長スロット174に連続して形成された正方形スロット175とからなる。
【0082】
両スロット172,173の間に短絡部5が設けられ、両スロット172,173のうち短い方の矩形スロット173に、短絡部5と近接して給電部6が設けられる。これにより、両スロット172,173が異なる共振周波数で共振する2共振ノッチアンテナ180が形成される。
【0083】
2共振ノッチアンテナ180では、徐々に拡径する開放端を有する横向きM字スロット172を形成しているため、横向きM字スロット172の上下の導体板2は、横向きM字スロット172に沿った斜辺176と、長方形状の外周を構成する上辺(あるいは下辺)177とが交差し、先端(図示左側の端部)が尖った形状となる。無給電スロット7は、横向きM字スロット172の上下の導体板2を構成する両辺176,177に沿う形状(図示斜め方向を向いたくの字状の形状)に形成される。
【0084】
無給電スロット7は、図1(a)の複合アンテナ1と同様に、横向きM字スロット172の上下の導体板2の両方に、対称軸Aに対して対称形状となるように、対称軸方向(図示左右方向)において短絡部5を設けた位置(導体板2の図示右側の端部から26mmの位置)を横切らないように形成され、かつ、その対称軸方向に沿った長さが、開口幅よりも長く形成され、開口側の端部が短絡部5の近傍となるように形成されている。
【0085】
複合アンテナ171を図18(a)に示す各寸法で作製した場合のリターンロス特性を図18(b)に示す。図18(b)では、破線にて、無給電スロット7を形成する前の2共振ノッチアンテナ180におけるリターンロス特性を併せて示している。
【0086】
図18(b)に示すように、複合アンテナ171では、2共振ノッチアンテナ180の動作による2つのピークに加えて、無給電スロット7の動作による第3のピークが1.5GHz近傍に現れていることが分かる。この第3のピークにおけるリターンロスは−18dB程度であり、第3の素子として良好な動作が得られていることが分かる。
【0087】
複合アンテナ171の各周波数での放射パターンを図19(a)〜(f)に示す。図19(a)〜(f)に示すように、複合アンテナ171では、図1(a)の複合アンテナ1と同様に、各周波数においてXZ平面では無指向性、YZ平面では8の字の指向性が得られており、それぞれの平面での指向性は、周波数に拘わらずほぼ同じとなっている。よって、複合アンテナ171を実装するときにアンテナの向きを決定し易い。
【0088】
図18(a)の複合アンテナ171の比較対象として、図20(a)に、短絡部5と給電部6の両者を横切るように無給電スロット7を形成した複合アンテナ181を示す。複合アンテナ181は、図18(a)の複合アンテナ171において、横向きM字スロット172から離れた側(外側)の折り返し部分からの長さを短くし、横向きM字スロット172に近い側(内側)の折り返し部分からの長さを長くして短絡部5と給電部6の両者を横切るように無給電スロット7を形成したものである。複合アンテナ181を図20(a)に示す各寸法で作製した場合のリターンロス特性を図20(b)に示す。
【0089】
図20(b)と図18(b)を比較すると、複合アンテナ181では、第3のピークが小さくなり、良好な動作が得られていないことが分かる。また、複合アンテナ181では、ベースとなる2共振ノッチアンテナ180の2つのピークの共振周波数が大幅にずれており、良好な3共振の動作を実現できていないことが分かる。
【0090】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【0091】
例えば、上記実施の形態では、導体板2に開放端を有する2つのスロット3,4(複合アンテナ171では横向きM字スロット172と矩形スロット173)を形成して2つのノッチ素子を形成したが、これに限らず、ノッチ素子はスロット素子でもよい。
【0092】
また、上記実施の形態では、給電部6に同軸ケーブル等を接続して直接給電するギャップ給電を行う場合を説明したが、これに限らず、導体板2を誘電体基板の表面に形成し、該誘電体基板の裏面に設けたマイクロストリップ線路を介して給電するマイクロストリップ給電(立体給電)を行うようにしてもよい。
【0093】
さらに、上記実施の形態では言及しなかったが、導体板2を対称軸Aで折り曲げて、折り曲げ構造の複合アンテナとしてもよい。折り曲げ構造とすることで、例えば、複合アンテナを車両フロントガラス等の傾斜した部分に設置する場合であっても、複合アンテナが送受信する偏波(垂直偏波)の最大放射方向が水平方向となるように調整すること(つまり最大放射方向のチルトを調整すること)が可能となり、使用周波数帯における電波を効率よく送受信することが可能になる。つまり、折り曲げ構造とすることで、設置条件の自由度が広い複合アンテナを実現できる。
【符号の説明】
【0094】
1 複合アンテナ
2 導体板
3,4 スロット
5 短絡部
6 給電部
7 無給電スロット
8 2共振ノッチアンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対称形状の導体板と、
前記導体板の対称軸上に、前記導体板の両側から対称軸方向に沿って形成され、かつ前記対称軸に対して対称形状となるように形成された、長さの異なる2つのスロットと、
前記2つのスロットの間に位置し、前記2つのスロットの上下の前記導体板間を電気的に短絡する短絡部と、
前記2つのスロットのうち短い方のスロットに設けられると共に、前記短絡部に近接して設けられた給電部と、
前記2つのスロットの上下の前記導体板の少なくとも一方に、対称軸方向に沿って、かつ、対称軸方向において前記短絡部及び前記給電部を設けた位置を横切らないように形成された無給電スロットと、
を備えたことを特徴とする複合アンテナ。
【請求項2】
前記2つのスロットの上下の前記導体板の両方に前記無給電スロットをそれぞれ形成すると共に、それら無給電スロットを、前記対称軸に対して対称形状となるように形成した請求項1記載の複合アンテナ。
【請求項3】
前記無給電スロットは、前記2つのスロットのうち長い方のスロットに沿って形成される請求項1または2記載の複合アンテナ。
【請求項4】
前記無給電スロットは、対称軸方向における前記短絡部側が開口したコの字状、あるいはくの字状に形成される請求項1〜3いずれかに記載の複合アンテナ。
【請求項5】
前記無給電スロットは、その対称軸方向に沿った長さが、コの字状あるいはくの字状の開口幅よりも長く形成される請求項4記載の複合アンテナ。
【請求項6】
前記無給電スロットは、対称軸方向において前記短絡部あるいは前記給電部を設けた位置の近傍にコの字状あるいはくの字状の開口側の端部が位置するように形成される請求項4または5記載の複合アンテナ。
【請求項7】
前記導体板は、対称軸方向に横長の長方形状に形成される請求項1〜6いずれかに記載の複合アンテナ。
【請求項8】
前記2つのスロットは、幅の等しい矩形状に形成される請求項7記載の複合アンテナ。
【請求項9】
前記2つのスロットは、徐々に拡径する開放端を有する横向きM字スロットと、該横向きM字スロットの開放端と反対側に開放端を有する矩形スロットと、からなる請求項7記載の複合アンテナ。
【請求項10】
前記矩形スロットは、開放端を有する細長スロットと、その細長スロットに連続して形成された正方形スロットと、からなる請求項9記載の複合アンテナ。
【請求項1】
対称形状の導体板と、
前記導体板の対称軸上に、前記導体板の両側から対称軸方向に沿って形成され、かつ前記対称軸に対して対称形状となるように形成された、長さの異なる2つのスロットと、
前記2つのスロットの間に位置し、前記2つのスロットの上下の前記導体板間を電気的に短絡する短絡部と、
前記2つのスロットのうち短い方のスロットに設けられると共に、前記短絡部に近接して設けられた給電部と、
前記2つのスロットの上下の前記導体板の少なくとも一方に、対称軸方向に沿って、かつ、対称軸方向において前記短絡部及び前記給電部を設けた位置を横切らないように形成された無給電スロットと、
を備えたことを特徴とする複合アンテナ。
【請求項2】
前記2つのスロットの上下の前記導体板の両方に前記無給電スロットをそれぞれ形成すると共に、それら無給電スロットを、前記対称軸に対して対称形状となるように形成した請求項1記載の複合アンテナ。
【請求項3】
前記無給電スロットは、前記2つのスロットのうち長い方のスロットに沿って形成される請求項1または2記載の複合アンテナ。
【請求項4】
前記無給電スロットは、対称軸方向における前記短絡部側が開口したコの字状、あるいはくの字状に形成される請求項1〜3いずれかに記載の複合アンテナ。
【請求項5】
前記無給電スロットは、その対称軸方向に沿った長さが、コの字状あるいはくの字状の開口幅よりも長く形成される請求項4記載の複合アンテナ。
【請求項6】
前記無給電スロットは、対称軸方向において前記短絡部あるいは前記給電部を設けた位置の近傍にコの字状あるいはくの字状の開口側の端部が位置するように形成される請求項4または5記載の複合アンテナ。
【請求項7】
前記導体板は、対称軸方向に横長の長方形状に形成される請求項1〜6いずれかに記載の複合アンテナ。
【請求項8】
前記2つのスロットは、幅の等しい矩形状に形成される請求項7記載の複合アンテナ。
【請求項9】
前記2つのスロットは、徐々に拡径する開放端を有する横向きM字スロットと、該横向きM字スロットの開放端と反対側に開放端を有する矩形スロットと、からなる請求項7記載の複合アンテナ。
【請求項10】
前記矩形スロットは、開放端を有する細長スロットと、その細長スロットに連続して形成された正方形スロットと、からなる請求項9記載の複合アンテナ。
【図21】
【図22】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図22】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【公開番号】特開2012−90099(P2012−90099A)
【公開日】平成24年5月10日(2012.5.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−235472(P2010−235472)
【出願日】平成22年10月20日(2010.10.20)
【出願人】(000005120)日立電線株式会社 (3,358)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年5月10日(2012.5.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年10月20日(2010.10.20)
【出願人】(000005120)日立電線株式会社 (3,358)
【Fターム(参考)】
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