JPS62165403A - スロツトアンテナ - Google Patents

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】 （発明の技術分野） 本発明は、スロット長が１波長以下のスロットアンテナ
に関するものである。

（従来技術とその問題点） スロットアンテナは低プロフィールであること、及び特
に空胴共振器を付けた空洞付スロー／　トアンテナは振
動、風圧等にも耐えうろことから、航空機や自動車等の
埋込形アンテナとして広く用いられている。

このようなスロットアンテナの給電は、スロットの中央
で一点給電される構成が一般的である。

さらに、入力インピーダンス特性の点から、使用周波数
における一波長程度のスロット長を有するスロットアン
テナが従来用いられている。

ここで例えば、スロットアンテナを素子アンテナとする
アレイアンテナを構成する場合、最小素子間隔は、スロ
ット長により決定され、素子間隔を小さくするには、ス
ロット長をそれに応して短くする必要がある。また、自
動車等への搭載にはスロット長を短くしてスロットアン
テナそのものを小型化することも望ましい。しかし、ス
ロット長を短くすると、スロットの中央における入力し
ジスタンス成分は設計周波数付近で鋭いピークを持ち、
入力リアクタンス成分は急峻に下降する周波数特性とな
り、非常に狭帯域であるとともに、インピーダンス整合
がとり難くなる。このようなスロット長の短いスロット
アンテナの帯域を広げ、インピーダンス整合をとり易く
するために、スロット両端にトップロードと呼ばれる負
荷を付けた構成が提案されている。第１図はトップロー
ド付スロットアンテナの構成例を示している。図におば
地板を示している。第１図の構成ではスロット長は短い
ものの、両端のトップロードの長さだけ等制約なスロッ
ト長が長くなり、また、このアンテナを素子とするアレ
イアンテナでは、トップロード間の相互給金が大きくな
り、アレイアンテナの特性が劣化するという欠点が有す
る。

（発明の目的） 本発明は上述した問題点を解決して等価スロット長が短
く比較的広い帯域特性を有するスロットアンテナを提供
するものである。

（発明の構成及び作用） 以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。

先ず、第２図は本発明の第１の特徴である２点給電空胴
付スロットアンテナの構成例を示している。図において
、４は誘導体基板裏面に設けられたスロットアンテナ、
５は誘導体基板上に設けられた給電用マイクロストリッ
プライン、６はｍ８体基板、７は空胴共振器（地板の機
能を兼備する）であり、スロットアンテナ４とマイクロ
ストリップライン５が交差する点Ａ、　　Ｂが給電点で
あり、Ａ、Ｂはスロットの中央Ｏから等しい距離にある
。

マイクロストリップライン５の点Ａ、Ｂを同相。

同振幅で励振することにより、スロットアンテナ４から
電波が放射される。

ここで、第３図にスロット長し、に対する線分ＯＡの長
さＬ２の比（Ｏｒ　；オフセット率）をパラメータとし
たときの給電点Ａ、Ｂにおける入力インピーダンスの周
波数特性例を示す。同図は設計周波数１．６ＧＨｚ、ス
ロット長を上記周波数における半波長（＝９．４　ａｍ
）よりも僅かに長い１１．２ｃｍとしたときの特性例で
あり、空胴付スロットアンテナを想定している。同図よ
り、オフセット率Ｏ，。

が大きくなる程レジスタンス成分のピークは小さくなり
、またリアクタンス成分の傾斜も緩やかとなるため、中
央給電方式（０，＝Ｏ，Ｏ）に比べて、本発明の２点給
電方式の方が整合がとり易く、かつ、広い周波数特性が
得られることがわかる。

さらに、第３図から明らかなように、リアクタンス成分
は、設計周波数付近において負の周波数特性を有する。

従って、リアクタンス成分を補償するように、正の周波
数特性を有する回路（以下、インピーダンス補償回路と
呼ぶ）を設けることによって２点給電方式の周波数特性
を改善することが可能である。これが本発明の第２の特
徴であり、第４図にその実施例を示す。同図は、インピ
ーダンス補償回路として、オープンスタブまたはコンデ
ンサと短絡スタブを用いた構成例であり、８はオープン
スタブ、９はコンデンサ、１０は短絡スタブである。オ
ープンスタブ８はマイクロストリップライン５の終端を
解放することにより得られ、短絡スタブ１０はその終端
を短絡することにより実現できる。

第５図はマイクロストリップライン５を用いたコンデン
サ９と短絡スタブ１０の具体例を示しており、１１は短
絡板である。コンデンサ９はマイクロストリップライン
５に間隙を設けるこにより実現可能である。

第６図は、第４図の構造を用いた場合の給電点Δ、Ｂの
入力インピーダンス特性を示しており、図から明らかな
ように、インピーダンス補償回路を付けることによって
リアクタンス成分はかなり小さくなり、良好な周波数特
性を有する。特に、コンデンサ９と短絡スタブ１０を用
いた構成例における効果は非常に大きいものである。

次に、本発明を用いた円偏波励振用のクロススロットア
ンテナについて述べる。

クロススロットアンテナは、第４図に示した２点給電ス
ロットアンテナを２個互いに交差させて配置したものと
みなすことができ、各スロソトアンテナを互いに９０°
の位相差をもつように励振すれば、円偏波用アンテナと
なる。

第７図および第８図に円偏波励振用クロススロットアン
テナの実施例として特に給電回路の構成例を示す。図に
おいて、１２．１２’　は合成回路、１３は９０°ハイ
ブリッド回路である。第７図および第８図の説明では、
電波を受信する場合を例とする。

第７図においては、スロットアンテナ４．４′のそれぞ
れの給電点Ａ、Ｂから取り出された信号成分は、合成回
路１２．１２’　で合成された後、合成回路工２の出力
と合成回路１２°の出力には９０”の位相差があること
から、９０°ハイブリッド回路１３でその位相差を補償
して合成することにより、その出力には、受信円偏波の
全ての成分を得ることができる。

第８図においては、スロットアンテナ４の給電点Ａの信
号成分とスロットアンテナ４′の給電点Ｂの信号成分を
９０’ハイブリッド回路１３で、またスロットアンテナ
４の給電点Ｂの信号成分とスロットアンテナ４゛の給電
点Ａの信号成分を９０゛ハイブリッド回路１３′で、そ
れぞれ合成した後、ハイブリッド回路１３．１３°の各
出力を合成回路１２で合成している。

第７図、第８図にみられるように、本発明による２点給
電スロットアンテナを用いることで給電回路の構成に大
きな自由度をもたせることができる。特に第８図の構成
では、給電線が物理的に重なることがないので、９０°
ハイブリッド回路１３゜１３“、給電線３、合成回路１
２を誘電体基板６上に構成することが可能となり、アン
テナの一体化を図ることができる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明は２点給電を行い、インピー
ダンス補償回路を設けることにより、スロット長が１波
長以下でも、インピーダンス整合がとり易く、かつイン
ピーダンスの周波数特性が良いスロットアンテナを提供
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はトップロード付スロットアンテナの構成例を示
す斜視図、第２図は空胴付スロットアンテナを２点給電
する場合の本発明の実施例を示す斜視図、第３図は第２
図の実施例を示す斜視図において２点給電時の給電点に
おける入力インピーダンス特性側図、第４図（ａ）　（
ｂ）はインピーダンス補償回路を用いた本発明の２点給
電スロットアンテナの構成例を示す斜視図、第５図は本
発明に用いるコンデンサと短絡スタブの具体例を示す斜
視図、第６図はインピーダンス補償回路を用いた場合の
本発明によるスロットアンテナにおける入力インピーダ
ンス特性側図、第７図及び第８図は本発明によるクロス
スロットアンテナの実施例を示す斜視図である。 １．４．４’・・・スロットアンテナ、２・・・トップ
ロード、３・・・給電線、５・・・給電用マイクロスト
リップライン、６・・・誘導体基板、７・・・空胴共振
器：８・・・オープンスタブ、９・・・コンデンサ、１
０・・・短絡スタブ、１１・・・短絡板、１２．１２°
・・・合成器、１３・１３゛　・・・９０°ハイブリッ
ド回路、２０・・・地板。 第１図 弗２図 箒３図 箒４図 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スロット長が１波長以下のスロットアンテナにお
   いて、スロットの中央から等距離にある２つの給電点を
   マイクロストリップラインを介して同相同振幅で励振す
   るように構成され、かつ、前記マイクロストリップライ
   ンの終端に周波数とともにインピーダンスが増加する回
   路を備えていることを特徴とするスロットアンテナ。
2. （２）前記スロットが複数のスロットを交差配置して構
   成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   スロットアンテナ。