JP4131985B2

Variable slot antenna and method for driving same

Abstract

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Term

Projected expiry 23 May 2027.

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22 claims: 2 independent, 20 dependent

  1. 1
    誘電体基板を有する指向性可変スロットアンテナであって、 前記誘電体基板の裏面には、有限の面積の接地導体とスロット領域とが形成されており、 前記スロット領域は、前記接地導体を、第一の接地導体および第二の接地導体に分割し、 前記スロット領域の両端にはそれぞれ開放端が形成されており、 前記誘電体基板の裏面には、さらに、前記スロット領域を横断して前記第一の接地導体と前記第二の接地導体を接続する少なくとも2つの選択的導通経路群が配置されており、 前記誘電体基板の表面には、前記スロット領域の長手方向中央付近の給電箇所において前記スロット領域と交差する給電線路が配置されており、 前記少なくとも2つの選択的導通経路群は、第1の選択的導通経路および第2の選択的導通経路を有し、 スロット共振器長Lsを、前記第1の選択的導通経路と前記スロット領域の-X方向の先端に位置する開放端との間の距離、 スロット幅Wsを、前記第1の接地導体と前記第2の接地導体との間の距離と設定したとき、 前記第2の選択的導通経路と前記スロット領域のX方向の先端に位置する開放端との間の距離は、前記スロット共振器長Lsに等しく、 Wsが(Ls/8)以下である場合には、前記Lsが動作帯域の中心周波数f0に対して4分の1実効波長と同一の長さになるように設定され、 Wsが(Ls/8)を超える場合には、(2Ls+Ws)が動作帯域の中心周波数f0に対して2分の1実効波長と同一の長さになるように設定されており、 前記第1の選択的導通経路および第2の選択的導通経路は、前記誘電体基板の法線方向から前記指向性可変スロットアンテナを透過した透過平面視において、前記給電線路を間に挟み、 前記スロット領域の長手方向をX方向、前記給電線路の長手方向をY方向、前記誘電体基板の法線方向をZ方向と設定したとき、 前記開放端のうち、前記スロット領域のX方向の先端に位置する開放端と前記給電箇所との間に前記第1の選択的導通経路が配置され、かつ、前記開放端のうち、前記スロット領域の-X方向の先端に位置する開放端と前記給電箇所との間に前記第2の選択的導通経路が配置されており、 第一の状態においては、第1の選択的導通経路を導通状態に選択し、かつ第2の選択的導通経路を開放状態に選択することにより、-X方向に主ビームを放射させ、 第二の状態においては、第1の選択的導通経路を開放状態に選択し、かつ第2の選択的導通経路を導通状態に選択することにより、X方向に主ビームを放射させ、 前記給電箇所付近の第一の地点において、前記給電線路が二本以上の分岐線路を含む分岐線路群に一旦分岐され、前記分岐線路群の内、2本以上の分岐線路を前記スロット付近の第二の地点において再度接続して給電線路内にループ配線を形成し、 全ての前記ループ配線のループ長の最大値が動作帯域の上限周波数において1実効波長未満の長さに設定されている、指向性可変スロットアンテナ。
  2. 2
    少なくとも一つの前記ループ配線が前記スロット領域と前記接地導体の境界線と交差し、前記スロット領域の開放点から異なる距離の二点以上の給電点において前記スロット領域が励振される請求項1に記載の可変スロットアンテナ。
  3. 3
    先端開放終端点より、動作帯域の中心周波数において4分の1実効波長の長さの領域の前記給電線路が50Ωよりも高い特性インピーダンスの伝送線路により構成されるインダクティブ共振器領域に設定され、 前記インダクティブ共振器領域において、前記給電線路と前記スロット領域が少なくとも一部で交差する請求項1に記載の可変スロットアンテナ。
  4. 4
    前記給電線路が分岐された分岐配線の配線幅の総和が、同一基板上での50Ωの特性インピーダンスの伝送線路の配線幅と同一、もしくは狭く設定される請求項1に記載の可変スロットアンテナ。
  5. 5
    第一、および第二の状態において、前記接地導体が有する最低次の共振周波数が、前記可変スロットアンテナの動作帯域より低く設定される請求項1に記載の可変スロットアンテナ。
  6. 6
    前記給電箇所付近での前記給電線路と前記スロット領域形状が鏡面対称に配置され、前記第一の方向と前記第二の方向が鏡面対称な方向である請求項1に記載の可変スロットアンテナ。
  7. 7
    前記第一の方向と前記第二の方向が平行且つ逆向きであることを特徴とする請求項6に記載の可変スロットアンテナ。
  8. 8
    前記第1の選択的導通経路が、複数の部分を有している場合、 前記第一の状態においては、前記第1の選択的導通経路の前記複数の部分の少なくとも1つを導通状態に選択し、かつ第2の選択的導通経路を開放状態に選択することにより、-X方向に主ビームを放射させ、 前記第二の状態においては、前記第1の選択的導通経路の前記複数の部分のすべてを開放状態に選択し、かつ第2の選択的導通経路を導通状態に選択することにより、X方向に主ビームを放射させる、請求項1に記載の可変スロットアンテナ。
  9. 9
    前記第2の選択的導通経路が、複数の部分を有している場合、 前記第一の状態においては、第1の選択的導通経路を導通状態に選択し、かつ第2の選択的導通経路の前記複数の部分のすべてを開放状態に選択することにより、-X方向に主ビームを放射させ、 前記第二の状態においては、第1の選択的導通経路を開放状態に選択し、かつ第2の選択的導通経路の前記複数の部分の少なくとも1つを導通状態に選択することにより、X方向に主ビームを放射させる、請求項1に記載の可変スロットアンテナ。
  10. 10
    前記スロット領域は、前記開放端に向かってテーパ状にスロット幅が広がっている部分を有している請求項1に記載の可変スロットアンテナ。
  11. 11
    前記第一の接地導体および第二の接地導体の外縁のうち、前記スロット領域を介して対向する部分は、Z方向から見たときに複数の凹凸がX方向に沿って配列された平面形状を有している、請求項1に記載の可変スロットアンテナ。
  12. 12
    誘電体基板を有する指向性可変スロットアンテナであって、 前記誘電体基板の裏面には、有限の面積の接地導体とスロット領域とが形成されており、 前記スロット領域は、前記接地導体を、第一の接地導体および第二の接地導体に分割し、 前記スロット領域の両端にはそれぞれ開放端が形成されており、 前記誘電体基板の裏面には、さらに、前記スロット領域を横断して前記第一の接地導体と前記第二の接地導体を接続する少なくとも2つの選択的導通経路群が配置されており、 前記誘電体基板の表面には、前記スロット領域の長手方向中央付近の給電箇所において前記スロット領域と交差する給電線路が配置されており、 前記少なくとも2つの選択的導通経路群は、第1の選択的導通経路および第2の選択的導通経路を有し、 スロット共振器長Lsを、前記第1の選択的導通経路と前記スロット領域の-X方向の先端に位置する開放端との間の距離、 スロット幅Wsを、前記第1の接地導体と前記第2の接地導体との間の距離と設定したとき、 前記第2の選択的導通経路と前記スロット領域のX方向の先端に位置する開放端との間の距離は、前記スロット共振器長Lsに等しく、 Wsが(Ls/8)以下である場合には、前記Lsが動作帯域の中心周波数f0に対して4分の1実効波長と同一の長さになるように設定され、 Wsが(Ls/8)を超える場合には、(2Ls+Ws)が動作帯域の中心周波数f0に対して2分の1実効波長と同一の長さになるように設定されており、 前記第1の選択的導通経路および第2の選択的導通経路は、前記誘電体基板の法線方向から前記指向性可変スロットアンテナを透過した透過平面視において、前記給電線路を間に挟み、 前記スロット領域の長手方向をX方向、前記給電線路の長手方向をY方向、前記誘電体基板の法線方向をZ方向と設定したとき、 前記開放端のうち、前記スロット領域のX方向の先端に位置する開放端と前記給電箇所との間に前記第1の選択的導通経路が配置され、かつ、前記開放端のうち、前記スロット領域の-X方向の先端に位置する開放端と前記給電箇所との間に前記第2の選択的導通経路が配置され、 前記給電箇所付近の第一の地点において、前記給電線路が二本以上の分岐線路を含む分岐線路群に一旦分岐され、前記分岐線路群の内、2本以上の分岐線路を前記スロット付近の第二の地点において再度接続して給電線路内にループ配線を形成し、 全ての前記ループ配線のループ長の最大値が動作帯域の上限周波数において1実効波長未満の長さに設定されており、 第1の選択的導通経路を導通状態に選択し、かつ第2の選択的導通経路を開放状態に選択することにより、-X方向に主ビームを放射させる第一工程と、 第1の選択的導通経路を開放状態に選択し、かつ第2の選択的導通経路を導通状態に選択することにより、X方向に主ビームを放射させる第二工程と、を包含する可変スロットアンテナの駆動方法。
  13. 13
    少なくとも一つの前記ループ配線が前記スロット領域と前記接地導体の境界線と交差し、前記スロット領域の開放点から異なる距離の二点以上の給電点において前記スロット領域が励振される請求項12に記載の可変スロットアンテナの駆動方法。
  14. 14
    先端開放終端点より、動作帯域の中心周波数において4分の1実効波長の長さの領域の前記給電線路が50Ωよりも高い特性インピーダンスの伝送線路により構成されるインダクティブ共振器領域に設定され、 前記インダクティブ共振器領域において、前記給電線路と前記スロット領域が少なくとも一部で交差する請求項12に記載の可変スロットアンテナの駆動方法。
  15. 15
    前記給電線路が分岐された分岐配線の配線幅の総和が、同一基板上での50Ωの特性インピーダンスの伝送線路の配線幅と同一、もしくは狭く設定される請求項12に記載の可変スロットアンテナの駆動方法。
  16. 16
    第一、および第二工程において、前記接地導体が有する最低次の共振周波数が、前記可変スロットアンテナの動作帯域より低く設定される請求項12に記載の可変スロットアンテナの駆動方法。
  17. 17
    前記給電箇所付近での前記給電線路と前記スロット領域形状が鏡面対称に配置され、前記第一の方向と前記第二の方向が鏡面対称な方向である請求項12に記載の可変スロットアンテナの駆動方法。
  18. 18
    前記第一の方向と前記第二の方向が平行且つ逆向きであることを特徴とする請求項17に記載の可変スロットアンテナの駆動方法。
  19. 19
    前記第1の選択的導通経路が、複数の部分を有している場合、 前記第一工程においては、前記第1の選択的導通経路の前記複数の部分の少なくとも1つを導通状態に選択し、かつ第2の選択的導通経路を開放状態に選択することにより、-X方向に主ビームを放射させ、 前記第二工程においては、前記第1の選択的導通経路の前記複数の部分のすべてを開放状態に選択し、かつ第2の選択的導通経路を導通状態に選択することにより、X方向に主ビームを放射させる、請求項12に記載の可変スロットアンテナの駆動方法。
  20. 20
    前記第2の選択的導通経路が、複数の部分を有している場合、 前記第一工程においては、第1の選択的導通経路を導通状態に選択し、かつ第2の選択的導通経路の前記複数の部分のすべてを開放状態に選択することにより、-X方向に主ビームを放射させ、 前記第二工程においては、第1の選択的導通経路を開放状態に選択し、かつ第2の選択的導通経路の前記複数の部分の少なくとも1つを導通状態に選択することにより、X方向に主ビームを放射させる、請求項12に記載の可変スロットアンテナの駆動方法。
  21. 21
    前記スロット領域は、前記開放端に向かってテーパ状にスロット幅が広がっている部分を有している請求項12に記載の可変スロットアンテナの駆動方法。
  22. 22
    前記第一の接地導体および第二の接地導体の外縁のうち、前記スロット領域を介して対向する部分は、Z方向から見たときに複数の凹凸がX方向に沿って配列された平面形状を有している、請求項12に記載の可変スロットアンテナの駆動方法。
Independent claims22