JPH05243837A - Slot antenna - Google Patents
Slot antennaInfo
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- JPH05243837A JPH05243837A JP4039864A JP3986492A JPH05243837A JP H05243837 A JPH05243837 A JP H05243837A JP 4039864 A JP4039864 A JP 4039864A JP 3986492 A JP3986492 A JP 3986492A JP H05243837 A JPH05243837 A JP H05243837A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はコードレス電話機や携
帯電話機等の携帯無線機のアンテナとして用いて好適な
スロットアンテナに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a slot antenna suitable for use as an antenna of a portable wireless device such as a cordless telephone or a mobile telephone.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の携帯無線機のアンテナとしては、
その構成が簡単であるホイップアンテナが一般的に用い
られている。図８はホイップアンテナ１の理想動作状態
を示す図である。このホイップアンテナ１の本体は、長
さが使用周波数ｆに対する波長λ（λ＝ｃ／ｆ；ただ
し、ｃは光速）の約１／４または約１／２の金属線ある
いは金属棒で作製されており、さらに、その本体は樹脂
等で被われることにより保護されている。このように、
ホイップアンテナ１の長さを設定することにより、電波
が使用周波数ｆにおいて共振し、効率よく受信または送
信される。また、この図において、ホイップアンテナ１
は、使用波長λに比較して十分な広さを持つ接地面２上
に垂直に設置されている。このような場合、ホイップア
ンテナ１の自身に垂直な面内における指向性３は一様で
ある。また、ホイップアンテナ１を含む面内における指
向性３は、接地面２が使用波長λに比較して十分に大き
いため、図に示すように、ホイップアンテナ１に対して
直交する方向において最大、平行な方向において最小と
なる。2. Description of the Related Art As an antenna of a conventional portable wireless device,
A whip antenna whose structure is simple is generally used. FIG. 8 is a diagram showing an ideal operating state of the whip antenna 1. The body of the whip antenna 1 is made of a metal wire or a metal rod whose length is about ¼ or ½ of the wavelength λ (λ = c / f; where c is the speed of light) with respect to the used frequency f. Further, the main body is protected by being covered with resin or the like. in this way,
By setting the length of the whip antenna 1, the radio wave resonates at the used frequency f and is efficiently received or transmitted. Also, in this figure, the whip antenna 1
Are vertically installed on the ground plane 2 having a sufficient area compared to the wavelength λ used. In such a case, the directivity 3 in the plane perpendicular to the whip antenna 1 is uniform. Further, the directivity 3 in the plane including the whip antenna 1 is maximum and parallel in the direction orthogonal to the whip antenna 1 as shown in the figure because the ground plane 2 is sufficiently larger than the used wavelength λ. Is the smallest in all directions.
【０００３】次に、図９は使用波長以下の有限の接地面
４に対してホイップアンテナ１を垂直に設置した状態を
示す。接地面４が波長λに対して小さい場合、ホイップ
アンテナ１の自身に垂直な面内におけるホイップアンテ
ナ１の指向性５は一様であるが、ホイップアンテナ１を
含む面内における指向性５は、接地面４に対してある仰
角を持つ方向において最大となる。このように、接地面
４が小さくなるに従い、指向性５が最大である方向は、
接地面４に対して仰角が大きくなる方向に移動する。Next, FIG. 9 shows a state in which the whip antenna 1 is installed vertically with respect to a finite ground plane 4 having a wavelength less than or equal to the used wavelength. When the ground plane 4 is small with respect to the wavelength λ, the directivity 5 of the whip antenna 1 in the plane perpendicular to the whip antenna 1 is uniform, but the directivity 5 in the plane including the whip antenna 1 is It becomes maximum in a direction having a certain elevation angle with respect to the contact surface 4. Thus, as the ground plane 4 becomes smaller, the direction in which the directivity 5 is maximum is
It moves in a direction in which the elevation angle increases with respect to the contact surface 4.
【０００４】そして、図１０は従来の携帯無線機６の先
端部の外観構成を示す平面図であり、携帯無線機６の上
端の接地面７に垂直に、ホイップアンテナ１が設けられ
ている。この場合、接地面７は波長λに比べ極めて小さ
いため、上述したように、ホイップアンテナ１の指向性
８は接地面７に対してある仰角を持つ方向において最大
となる。また、通常、携帯無線機６は、人体頭部近傍
で、地表面に対して垂直な方向から所定の角度θに傾け
て使用される。したがって、この場合、地表面に対して
平行な面内におけるホイップアンテナ１の指向性８は一
様ではなくなる。以下、説明を簡略化するために、地表
面に対して平行な方向および面を各々水平方向および水
平面、地表面に対して垂直な方向および面を各々垂直方
向および垂直面とする。FIG. 10 is a plan view showing the external structure of the tip of the conventional portable radio device 6, in which the whip antenna 1 is provided perpendicularly to the ground plane 7 at the upper end of the portable radio device 6. In this case, since the ground plane 7 is extremely smaller than the wavelength λ, as described above, the directivity 8 of the whip antenna 1 becomes maximum in the direction having a certain elevation angle with respect to the ground plane 7. In addition, the portable wireless device 6 is usually used near the head of the human body while tilting at a predetermined angle θ from a direction perpendicular to the ground surface. Therefore, in this case, the directivity 8 of the whip antenna 1 in the plane parallel to the ground surface is not uniform. Hereinafter, in order to simplify the description, a direction and a plane parallel to the ground surface are referred to as a horizontal direction and a horizontal plane, respectively, and a direction and a plane perpendicular to the ground surface are referred to as a vertical direction and a vertical plane, respectively.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】さて、一般に、携帯無
線機では垂直偏波が用いられるため、携帯無線機に取り
付けられるアンテナの水平面内での垂直偏波に対する指
向性が一様であることが要求される。しかし、従来のホ
イップアンテナ１が設けられた携帯無線機６を使用する
場合、水平面内における垂直偏波に対する指向性は一様
ではなく、また、その指向性最大の方向が水平面から大
きくずれる。そのため、利得の低下が大きく、通信品質
を劣化させるという問題があった。この発明は、上述し
た事情に鑑みてなされたもので、水平面内における指向
性が一様であり、かつ、携帯無線機を使用する際、垂直
偏波の指向性最大の方向がほぼ水平面内にあるスロット
アンテナを提供することを目的とする。In general, since a mobile radio device uses a vertically polarized wave, an antenna attached to the mobile phone device has a uniform directivity with respect to the vertically polarized wave in a horizontal plane. Required. However, when the portable wireless device 6 provided with the conventional whip antenna 1 is used, the directivity with respect to the vertically polarized wave in the horizontal plane is not uniform, and the direction of the maximum directivity is largely deviated from the horizontal plane. Therefore, there is a problem that the gain is largely reduced and the communication quality is deteriorated. The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and the directivity in the horizontal plane is uniform, and when using the portable wireless device, the direction of the maximum directivity of vertical polarization is approximately in the horizontal plane. An object is to provide a slot antenna.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題
点を解決するために、請求項１に係わる発明によるスロ
ットアンテナは、誘電体基板と、前記誘電体基板の少な
くとも１つの側端部、表側および裏側に連続して形成さ
れた第１、第２および第３の導体層と、前記第１の導体
層において、前記誘電体基板の表側および裏側に達する
ように形成された第１の無導体部と、前記第２および第
３の導体層において、各々一端が前記第１の無導体部に
連続し、かつ前記側端部から垂直に延びる水平無導体部
と、前記水平無導体部の他端から下方へ向かって延びる
垂直無導体部とから構成されるとともに、前記水平無導
体部の上端から前記誘電体基板の上端部までの前記第２
および第３の導体層の各々の幅が、前記水平無導体部の
下端から前記誘電体基板の下端部までの前記第２および
第３の導体層の各々の幅より短くなるように形成された
互いに対称でΓ形状の第２および第３の無導体部とを具
備し、通信機器と接続する同軸ケーブルの外部導体およ
び内部導体を前記第２または第３いずれかの無導体部の
両側の導体部分に各々接続したことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a slot antenna according to the invention of claim 1 in which a dielectric substrate and at least one side end portion of the dielectric substrate are provided. , First, second and third conductor layers continuously formed on the front side and the back side, and a first conductor layer formed on the first conductor layer so as to reach the front side and the back side of the dielectric substrate. In the non-conductor portion, in the second and third conductor layers, one end is continuous with the first non-conductor portion, and the horizontal non-conductor portion extends vertically from the side end portion, and the horizontal non-conductor portion. And a vertical non-conductive portion extending downward from the other end of the second non-conductive portion, the second non-conductive portion extending from the upper end of the horizontal non-conductive portion to the upper end of the dielectric substrate.
And the width of each of the third conductor layers is shorter than the width of each of the second and third conductor layers from the lower end of the horizontal non-conductor portion to the lower end of the dielectric substrate. Conductors on both sides of the second or third non-conductor portion, which are external conductors and inner conductors of a coaxial cable for connecting to a communication device, and are provided with second and third non-conductor portions symmetric to each other and having a Γ shape. It is characterized in that it is connected to each part.
【０００７】請求項２に係わる発明によるスロットアン
テナは、誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の側に形
成された導体層と、前記導体層において、一端が前記誘
電体基板のいずれかの側端部に達し、かつ前記側端部か
ら垂直に延びる水平無導体部と、前記水平無導体部の他
端から下方へ向かって延びる垂直無導体部とから構成さ
れるとともに、前記水平無導体部の上端から前記誘電体
基板の上端部までの前記導体層の幅が、前記水平無導体
部の下端から前記誘電体基板の下端部までの前記導体層
の幅より短くなるように形成されたΓ形状の無導体部と
を具備し、通信機器と接続する同軸ケーブルの外部導体
および内部導体を前記無導体部の両側の導体部分に各々
接続したことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a slot antenna in which a dielectric substrate, a conductor layer formed on one side of the dielectric substrate, and one end of the conductor layer is one of the dielectric substrate. The horizontal non-conductor is composed of a horizontal non-conductor portion reaching the side end portion and extending vertically from the side end portion, and a vertical non-conductor portion extending downward from the other end of the horizontal non-conductor portion. The width of the conductor layer from the upper end of the portion to the upper end of the dielectric substrate is formed to be shorter than the width of the conductor layer from the lower end of the horizontal non-conductor portion to the lower end of the dielectric substrate. A non-conductor portion having a Γ shape, and an outer conductor and an inner conductor of a coaxial cable connected to a communication device are respectively connected to conductor portions on both sides of the non-conductor portion.
【０００８】請求項３に係わる発明によるスロットアン
テナは、誘電体基板と、前記誘電体基板の表側に形成さ
れた導体層と、前記導体層において、一端が前記誘電体
基板のいずれかの側端部に達し、かつ前記側端部から垂
直に延びる水平無導体部と、前記水平無導体部の他端か
ら下方へ向かって延びる垂直無導体部とから構成される
とともに、前記水平無導体部の上端から前記誘電体基板
の上端部までの前記導体層の幅が、前記水平無導体部の
下端から前記誘電体基板の下端部までの前記導体層の幅
より短くなるように形成されたΓ形状の無導体部と、前
記誘電体基板の裏側において、一端部が通信機器と接続
され、他端部が前記誘電体基板の表側の前記無導体部を
跨ぐ位置と対称な位置となるように形成されたマイクロ
ストリップ線路と、前記マイクロストリップ線路の前記
他端部と前記無導体部近傍の前記導体層とを接続するス
ルーホールとを具備することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a slot antenna in which a dielectric substrate, a conductor layer formed on the front side of the dielectric substrate, and one end of the conductor layer is one of the side ends of the dielectric substrate. Part of the horizontal non-conductor portion, and a vertical non-conductor portion that extends downward from the other end of the horizontal non-conductor portion. Γ shape formed such that the width of the conductor layer from the upper end to the upper end of the dielectric substrate is shorter than the width of the conductor layer from the lower end of the horizontal non-conductor portion to the lower end of the dielectric substrate. Of the non-conductor part and the back side of the dielectric substrate, one end of which is connected to a communication device and the other end of which is symmetrical to a position across the non-conductor part on the front side of the dielectric substrate. Microstrip line Characterized by comprising a through hole for connecting the second end portion and the non-conductive portion and the conductive layer in the vicinity of the microstrip line.
【０００９】請求項４に係わる発明によるスロットアン
テナは、金属板と、一端が前記金属板のいずれかの側端
部に達し、かつ前記側端部から垂直に延び、前記金属板
の表側から裏側へ貫通する水平無導体部と、前記水平無
導体部の他端から下方へ向かって延び、前記金属板の表
側から裏側へ貫通する垂直無導体部とから構成されると
ともに、前記水平無導体部の上端から前記金属板の上端
部までの前記金属板の幅が、前記水平無導体部の下端か
ら前記金属板の下端部までの前記金属板の幅より短くな
るように形成されたΓ形状の無導体部とを具備し、通信
機器と接続する同軸ケーブルの外部導体および内部導体
を前記無導体部の両側の導体部分に各々接続したことを
特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a slot antenna in which a metal plate and one end of the metal plate reach one side end of the metal plate and extend vertically from the side end, and the metal plate has a front side and a back side. And a horizontal non-conductor portion extending downward from the other end of the horizontal non-conductor portion and penetrating from the front side to the back side of the metal plate, and the horizontal non-conductor portion Of the Γ shape formed so that the width of the metal plate from the upper end of the metal plate to the upper end of the metal plate is shorter than the width of the metal plate from the lower end of the horizontal non-conductive portion to the lower end of the metal plate. A non-conductor portion, and an outer conductor and an inner conductor of a coaxial cable for connecting to a communication device are respectively connected to conductor portions on both sides of the non-conductor portion.
【００１０】[0010]
【作用】上記請求項１乃至４に係わる発明によるスロッ
トアンテナを水平面に対して垂直に設置した場合、水平
無導体部から垂直偏波が放射され、垂直無導体部からは
水平偏波が放射される。しかも、水平無導体部の上側の
導体層の幅がその下側の導体層の幅よりも短いため、水
平無導体部より上側の導体層に電界が集中する。したが
って、垂直偏波に対する最大放射方向は水平面から上方
へ傾く。When the slot antenna according to the invention according to any one of claims 1 to 4 is installed vertically to the horizontal plane, the vertically polarized wave is radiated from the horizontal non-conductor portion and the horizontally polarized wave is radiated from the vertical non-conductor portion. It Moreover, since the width of the conductor layer on the upper side of the horizontal non-conductor portion is shorter than the width of the conductor layer on the lower side thereof, the electric field is concentrated on the conductor layer above the horizontal non-conductor portion. Therefore, the maximum radiation direction for vertically polarized waves is tilted upward from the horizontal plane.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、図面を参照し、この発明の実施例を説
明する。図１は本発明の第一実施例によるスロットアン
テナ９の構成を示す図であり、図１（ａ）は同軸ケーブ
ル１０が接続される側の面を見た斜視図、同図（ｂ）は
その裏側の面を見た斜視図である。スロットアンテナ９
には、厚さが約０．００２λの誘電体基板１１が使用さ
れており、その両表面１１ａ，１１ｂには導体層１２ａ
および１２ｂが形成されている。また、誘電体基板１１
の周囲の４端面のうち１つの側端面１１ｃには、導体層
１２ｃが形成されている。誘電体基板１１の導体層１２
ａおよび１２ｂには、それぞれΓ状のスロット１３ａお
よび１３ｂが表裏で一致するように、導体層１２ａ，１
２ｂをエッチング等の方法によって剥離して形成されて
いる。ここで、各スロット１３ａおよび１３ｂの水平部
分（ｘ方向に延びた部分）は側端面１１ｃに達してい
る。また、誘電体基板１１の側端面１１ｃには、スロッ
ト１３ａと１３ｂを接続するスロット１３ｃが形成され
ており、スロット１３ａ，１３ｂ，１３ｃにより１つの
連続したスロット１３が形成されている。ここで、スロ
ット１３ａ，１３ｂ，１３ｃの幅は共に約０．０１λに
なっている。スロット１３ａおよび１３ｂの水平部分の
長さは各約０．０４λであり、垂直部分（ｚ方向に延び
た部分）の長さは各約０．１７λである。したがって、
スロット１３の全長は約０．４２λとなっている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a slot antenna 9 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a perspective view of a surface on a side to which a coaxial cable 10 is connected, and FIG. It is the perspective view which looked at the surface of the back side. Slot antenna 9
, A dielectric substrate 11 having a thickness of about 0.002λ is used, and the conductor layer 12a is formed on both surfaces 11a and 11b.
And 12b are formed. In addition, the dielectric substrate 11
A conductor layer 12c is formed on one side end surface 11c of the four end surfaces around the. Conductor layer 12 of dielectric substrate 11
The conductor layers 12a and 1b are arranged on the a and 12b so that the Γ-shaped slots 13a and 13b are aligned on the front and back sides, respectively.
2b is formed by peeling by a method such as etching. Here, the horizontal portions (portions extending in the x direction) of the slots 13a and 13b reach the side end surface 11c. Further, a slot 13c that connects the slots 13a and 13b is formed on the side end surface 11c of the dielectric substrate 11, and one continuous slot 13 is formed by the slots 13a, 13b, and 13c. Here, the width of each of the slots 13a, 13b, 13c is about 0.01λ. The horizontal portions of the slots 13a and 13b each have a length of about 0.04λ, and the vertical portions (portions extending in the z direction) each have a length of about 0.17λ. Therefore,
The total length of the slot 13 is about 0.42λ.
【００１２】この場合、誘電体基板１１には、図１
（ｂ）に示すように、スロット１３の水平部分の上端か
ら誘電体基板１１の上端面１１ｄまでの導体幅をＬ1、
スロット１３の水平部分の下端から誘電体基板１１の下
端面１１ｅまでの導体幅をＬ2としたとき、Ｌ1＜Ｌ2と
なるような形状のものを用いる。In this case, the dielectric substrate 11 has a structure shown in FIG.
As shown in (b), the conductor width from the upper end of the horizontal portion of the slot 13 to the upper end surface 11d of the dielectric substrate 11 is L 1 ,
When the conductor width from the lower end of the horizontal portion of the slot 13 to the lower end surface 11e of the dielectric substrate 11 is L 2 , a shape that satisfies L 1 <L 2 is used.
【００１３】また、スロット１３ａの垂直部分の下端１
３ｄから長さ０．０１λ〜０．０２λだけ離れた位置で
のスロットアンテナ９の入力抵抗が５０Ωであるため、
この位置に特性インピーダンス５０Ωの同軸ケーブル１
０を接続すれば、同軸ケーブル１０とスロットアンテナ
９とのインピーダンスを整合させることができる。この
場合、同軸ケーブル１０の一端の内部導体１０ｉが上記
位置におけるスロット１３ａを横断するように各々外部
導体１０ｏおよび内部導体１０ｉを導体層１２ａに半田
付け等の手段により固定する。また、この同軸ケーブル
１０の他端が図示せぬ送信機に接続されることによりス
ロットアンテナ９に給電が行われる。The lower end 1 of the vertical portion of the slot 13a
Since the input resistance of the slot antenna 9 at a position separated from 3d by a length of 0.01λ to 0.02λ is 50Ω,
Coaxial cable 1 with characteristic impedance of 50Ω at this position
By connecting 0, the impedances of the coaxial cable 10 and the slot antenna 9 can be matched. In this case, the outer conductor 10o and the inner conductor 10i are fixed to the conductor layer 12a by means such as soldering so that the inner conductor 10i at one end of the coaxial cable 10 crosses the slot 13a at the above position. Further, the other end of the coaxial cable 10 is connected to a transmitter (not shown) to supply power to the slot antenna 9.
【００１４】図２はスロットアンテナ９のスロット１３
内および誘電体基板１１近傍の電界の方向を実線の矢印
で示したものである。電界方向は誘電体基板１１の表裏
のスロット１３ａおよび１３ｂにおいて同一方向とな
る。図に示すように、スロット１３ａ，１３ｂの各水平
部分およびスロット１３ｃには共に垂直方向の電界が発
生し、これらにより垂直偏波が放射される。また、スロ
ット１３ａおよび１３ｂの各垂直部分には共に水平方向
の電界が発生し、これらにより水平偏波が放射される。
さらに、導体幅Ｌ2に対してＬ1を短くしたため、誘電体
基板１１の側端面１１ｃのスロット１３ｃより上側の導
体層１２ｃに電界が集中する。したがって、垂直偏波の
最大放射方向は破線で示される矢印１４のように水平面
（ｘ−ｙ平面）より上方に傾く。FIG. 2 shows the slot 13 of the slot antenna 9.
The direction of the electric field inside and in the vicinity of the dielectric substrate 11 is shown by solid arrows. The electric field directions are the same in the slots 13a and 13b on the front and back of the dielectric substrate 11. As shown in the figure, a vertical electric field is generated in each horizontal portion of the slots 13a and 13b and the slot 13c, and vertical polarized waves are radiated by these electric fields. A horizontal electric field is generated in each of the vertical portions of the slots 13a and 13b, and horizontal polarized waves are radiated by these electric fields.
Further, since L 1 is made shorter than the conductor width L 2 , the electric field is concentrated on the conductor layer 12c above the slot 13c of the side end surface 11c of the dielectric substrate 11. Therefore, the maximum radiation direction of the vertically polarized wave is tilted upward from the horizontal plane (xy plane) as indicated by the arrow 14 shown by a broken line.
【００１５】図３は、図１に示すｘ−ｚ平面内の垂直偏
波の放射パターンの一測定結果であり、標準ダイポール
アンテナの利得で正規化されている。この測定結果によ
れば、ｘ−ｚ平面の＋ｘ方向における最大放射方向は水
平方向（ｚ＝０°）から約２０°上方を向いている。た
だし、水平方向に対し約−１０°から約＋８０°まで
は、ほぼ一様な放射パターンが得られている。また、ｘ
−ｚ平面の−ｘ方向における最大放射方向は水平方向か
ら約３０°下方を向いている。FIG. 3 shows a measurement result of a vertically polarized radiation pattern in the xz plane shown in FIG. 1, which is normalized by the gain of a standard dipole antenna. According to this measurement result, the maximum radial direction in the + x direction of the xz plane faces upward by about 20 ° from the horizontal direction (z = 0 °). However, a substantially uniform radiation pattern is obtained from about −10 ° to about + 80 ° with respect to the horizontal direction. Also, x
The maximum radial direction in the -x direction of the -z plane is about 30 ° downward from the horizontal direction.
【００１６】さて、図４は本実施例のスロットアンテナ
９を用いた携帯無線機１５の平面図である。図３のｘ−
ｚ面内における放射パターンが示すように、スロットア
ンテナ９の最大放射方向は水平面から上方にずれてお
り、携帯無線機１５を水平面から３０°〜６０°傾けて
使用する場合（通常はこの程度傾けて使用する）、放射
パターン１６における最大放射方向がほぼ水平面内にあ
る状態にすることができる。また、図１に示すスロット
１３ａと１３ｂとにおける電界の方向は互いに一致して
おり、さらに、垂直偏波はスロット１３ａ，１３ｂの水
平部分およびスロット１３ｃから放射されるため、携帯
無線機１５を実際に使用する場合の垂直偏波の放射パタ
ーン１６は水平面内においてほぼ一様となる。この場合
のスロットアンテナ９の利得はダイポールアンテナの利
得と同等である。FIG. 4 is a plan view of a portable wireless device 15 using the slot antenna 9 of this embodiment. X- in FIG.
As shown in the radiation pattern in the z-plane, the maximum radiation direction of the slot antenna 9 is shifted upward from the horizontal plane, and when the portable wireless device 15 is used at an angle of 30 ° to 60 ° from the horizontal plane (usually, it is inclined to this extent). The maximum radiation direction in the radiation pattern 16 can be set to be substantially in the horizontal plane. Further, the electric fields in the slots 13a and 13b shown in FIG. 1 are in the same direction, and the vertically polarized waves are radiated from the horizontal portions of the slots 13a and 13b and the slot 13c. The radiation pattern 16 of the vertically polarized wave when used for is substantially uniform in the horizontal plane. The gain of the slot antenna 9 in this case is equivalent to that of the dipole antenna.
【００１７】また、スロット１３ａ，１３ｂの垂直部分
からは水平偏波も放射されるので、携帯無線機等の移動
通信において発生するマルチパスフェージングにより引
き起こされる偏波面の変化にも対応することができる。
すなわち、スロットアンテナ９は一種のダイバーシティ
・アンテナとして機能する。したがって、このスロット
アンテナ９を用いれば、通信の品質が著しく向上する。
具体的には、ディジタル通信における誤り率が低下す
る。Further, since horizontally polarized waves are also radiated from the vertical portions of the slots 13a and 13b, it is possible to cope with changes in the plane of polarization caused by multipath fading that occurs in mobile communications such as portable radios. ..
That is, the slot antenna 9 functions as a kind of diversity antenna. Therefore, the use of this slot antenna 9 significantly improves the communication quality.
Specifically, the error rate in digital communication is reduced.
【００１８】以上、スロットアンテナ９が送信状態の場
合の動作について説明したが、受信状態における指向性
も同様である。つまり、スロットアンテナ９を使用する
際、水平方向から到来する電波を効率よく受信すること
が可能である。したがって、このスロットアンテナ９ａ
は携帯無線機の移動通信に適する。The operation when the slot antenna 9 is in the transmitting state has been described above, but the directivity in the receiving state is also the same. That is, when the slot antenna 9 is used, it is possible to efficiently receive the radio waves coming from the horizontal direction. Therefore, this slot antenna 9a
Is suitable for mobile communication of portable radios.
【００１９】なお、本実施例によるスロットアンテナ９
において、誘電体基板１１の側端面１１ｃを除く他の３
つの端面が導体層であるような構成にしてもよい。ま
た、図１には、同軸ケーブル１０をスロット１３ａに接
続する場合を示したが、スロット１３ｂに接続してもよ
い。さらに、スロット１３の幅も上記の約０．０１λに
限定することなく、０．００３λから０．０３λ程度の
範囲で任意に選択することが可能である。The slot antenna 9 according to this embodiment is used.
3 except the side end surface 11c of the dielectric substrate 11
The configuration may be such that one end surface is a conductor layer. Although FIG. 1 shows the case where the coaxial cable 10 is connected to the slot 13a, it may be connected to the slot 13b. Further, the width of the slot 13 is not limited to the above-mentioned about 0.01λ, but can be arbitrarily selected within the range of about 0.003λ to 0.03λ.
【００２０】図５は本発明の第２実施例によるスロット
アンテナ９ａの構成を示す斜視図である。この図におい
て、上述した図１と対応する部分には同一の符号が付け
られている。本実施例によるスロットアンテナ９ａは、
図１に示す第１実施例のスロットアンテナ９において、
その導体層１２ｂ、１２ｃ、スロット１３ｂおよび１３
ｃが形成されないものに等しい。つまり、誘電体基板１
１の表面１１ａに、導体層１２ａおよびスロット１３ａ
が形成されている。この実施例において、同軸ケーブル
１０は、第１実施例と同様の方法で導体面１２ａに接続
されるが、誘電体基板１１の裏面に取り付けられること
はない。また、この実施例のスロットアンテナ９ａのス
ロット１３ａの水平部分からは垂直偏波が放射され、垂
直部分からは水平偏波が放射される。その他の動作は第
１実施例と同じであるため、その説明を省略する。この
実施例によるスロットアンテナ９ａの構成においては、
誘電体基板１１の片側のみを処理すればよいため、その
作製が簡単である。FIG. 5 is a perspective view showing the structure of the slot antenna 9a according to the second embodiment of the present invention. In this figure, parts corresponding to those in FIG. 1 described above are assigned the same reference numerals. The slot antenna 9a according to the present embodiment is
In the slot antenna 9 of the first embodiment shown in FIG. 1,
Its conductor layers 12b, 12c, slots 13b and 13
c is equal to that not formed. That is, the dielectric substrate 1
On the surface 11a of the first conductor layer 12a and the slot 13a.
Are formed. In this embodiment, the coaxial cable 10 is connected to the conductor surface 12a in the same manner as in the first embodiment, but is not attached to the back surface of the dielectric substrate 11. Further, the vertically polarized wave is radiated from the horizontal portion of the slot 13a of the slot antenna 9a of this embodiment, and the horizontally polarized wave is radiated from the vertical portion. Since other operations are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted. In the configuration of the slot antenna 9a according to this embodiment,
Since only one side of the dielectric substrate 11 needs to be processed, its fabrication is easy.
【００２１】図６は本発明の第３実施例によるスロット
アンテナ９ｂの構成を示すものであり、図６（ａ）は導
体層１２ａが形成されている側の面を見た斜視図、同図
（ｂ）はその裏側の面を見た斜視図である。なお、この
図において、上述した図１に対応する部分には同一の符
号が付けられている。本実施例は、上記第１実施例にお
ける同軸ケーブル１０の代わりにマイクロストリップ線
路１７を用いて給電を行うものである。FIG. 6 shows the structure of a slot antenna 9b according to a third embodiment of the present invention. FIG. 6 (a) is a perspective view showing the surface on the side where the conductor layer 12a is formed. (B) is the perspective view which looked at the back surface. In this figure, parts corresponding to those in FIG. 1 described above are designated by the same reference numerals. In this embodiment, a microstrip line 17 is used instead of the coaxial cable 10 in the first embodiment to supply electric power.
【００２２】図６に示すスロットアンテナ９ｂにおい
て、誘電体基板１１の表面１１ａの導体層１２ａには、
図１に示すものと同様のΓ状のスロット１３ａが形成さ
れており、誘電体基板１１の裏面１１ｂには、マイクロ
ストリップ線路１７が表面１１ａのスロット１３ａを跨
ぐようにして形成されている。そして、マイクロストリ
ップ線路１７の一端部はスルーホール１８を介してスロ
ット１３ａの近傍の導体層１２ａに接続されている。そ
のため、マイクロストリップ線路１７とスロット１３ａ
との間に電磁界結合が起こり、マイクロストリップ線路
１７に印加される電力によりスロットアンテナ９ｂが励
振される。また、他端部（誘電体基板１１の端面側）は
スロットアンテナ９ｂ外部の送受信回路に接続されてい
る。In the slot antenna 9b shown in FIG. 6, the conductor layer 12a on the surface 11a of the dielectric substrate 11 is
A Γ-shaped slot 13a similar to that shown in FIG. 1 is formed, and a microstrip line 17 is formed on the back surface 11b of the dielectric substrate 11 so as to straddle the slot 13a on the front surface 11a. One end of the microstrip line 17 is connected to the conductor layer 12a near the slot 13a via the through hole 18. Therefore, the microstrip line 17 and the slot 13a
Electromagnetic field coupling occurs between and the slot antenna 9b is excited by the electric power applied to the microstrip line 17. The other end (the end surface side of the dielectric substrate 11) is connected to a transmitting / receiving circuit outside the slot antenna 9b.
【００２３】また、マイクロストリップ線路１７の特性
インピーダンスが５０Ωの場合、マイクロストリップ線
路１７とスロット１３ａとのインピーダンスを整合させ
るために、マイクロストリップ線路１７は、誘電体基板
１１の裏側でスロット１３ａの下端３ｄから距離０．０
１〜０．０２λ離れた位置に形成される。その場合、マ
イクロストリップ線路１７は、その中心線が第１実施例
における同軸ケーブル１０の内部導体１０ｉの位置と対
称な位置となるように形成される。Further, when the characteristic impedance of the microstrip line 17 is 50Ω, the microstrip line 17 has a lower end of the slot 13a on the back side of the dielectric substrate 11 in order to match the impedances of the microstrip line 17 and the slot 13a. Distance 0.0 from 3d
It is formed at a position separated by 1 to 0.02λ. In that case, the microstrip line 17 is formed such that its center line is at a position symmetrical to the position of the internal conductor 10i of the coaxial cable 10 in the first embodiment.
【００２４】この実施例のスロットアンテナ９ｂにおい
ては、給電用の同軸ケーブルを半田付けする必要がない
ため、スロットアンテナの組立が容易である。また、ス
ロットアンテナ９ｂが送受信回路等と同一基板に形成さ
れる場合、スロットアンテナ９ｂと送受信回路等との間
の給電をマイクロストリップ線路１７により行えるた
め、インピーダンスの整合性が極めて良好である。な
お、この実施例において、側端面１１ｃにスロットは形
成されていないが、第１実施例に示すスロット１３ｃを
形成するような構成にしてもよい。In the slot antenna 9b of this embodiment, it is not necessary to solder the coaxial cable for feeding, so that the slot antenna can be easily assembled. Further, when the slot antenna 9b is formed on the same substrate as the transmission / reception circuit and the like, power supply between the slot antenna 9b and the transmission / reception circuit and the like can be performed by the microstrip line 17, so that impedance matching is extremely good. In this embodiment, no slot is formed on the side end surface 11c, but the slot 13c shown in the first embodiment may be formed.
【００２５】図７は本発明の第４実施例によるスロット
アンテナ９ｃの構成を示す斜視図である。この図におい
て、上述した図６と対応する部分には同一の符号が付け
られている。本実施例によるスロットアンテナ９ｃは、
薄い金属板１９のみで構成されている。この場合、スロ
ット２０の幅は、前記第１実施例乃至第３実施例と同様
に、０．００３λから０．０３λ程度の範囲で任意に選
択することが可能である。スロット２０の長さは、スロ
ット２０の空隙部分の誘電体が空気であるため、前記第
１乃至第３実施例に比べ、０．０１λ程度長くなる。FIG. 7 is a perspective view showing the structure of the slot antenna 9c according to the fourth embodiment of the present invention. In this figure, parts corresponding to those in FIG. 6 described above are assigned the same reference numerals. The slot antenna 9c according to the present embodiment is
It is composed of only a thin metal plate 19. In this case, the width of the slot 20 can be arbitrarily selected within the range of about 0.003λ to 0.03λ, as in the first to third embodiments. The length of the slot 20 is about 0.01λ longer than that of the first to third embodiments because the dielectric in the void portion of the slot 20 is air.
【００２６】また、スロット２０の水平部分（ｘ方向に
延びた部分）の上端から金属板１９の上端面１９ａまで
の導体幅は、スロット２０の水平部分の下端から金属板
１９の下端面１９ｂまでの導体幅より小さくなるように
設計する。そして、スロット２０の垂直部分の下端２０
ａから０．０１〜０．０２λ上の位置には、第１および
第３実施例と同様の手段で同軸ケーブル１０が固定され
ている。この場合、同軸ケーブル１０金属板１９のどち
らの面に取り付けてもよい。この実施例においては、ス
ロットアンテナ９ｃが金属板１９のみで構成されている
ため、前記第１実施例乃至第３実施例のようなエッチン
グ等の方法ではなく、プレス等の機械加工によりスロッ
トアンテナ９ｃを容易に作製することができる。また、
携帯無線機内の送受信回路を被う金属製のシールドケー
スやカバー等と同一金属で同時加工することも可能であ
り、製作コストの低減に寄与する。The conductor width from the upper end of the horizontal portion of the slot 20 (the portion extending in the x direction) to the upper end surface 19a of the metal plate 19 is from the lower end of the horizontal portion of the slot 20 to the lower end surface 19b of the metal plate 19. Design to be smaller than the conductor width of. The lower end 20 of the vertical portion of the slot 20
The coaxial cable 10 is fixed at a position 0.01 to 0.02λ above a by the same means as in the first and third embodiments. In this case, the coaxial cable 10 may be attached to either side of the metal plate 19. In this embodiment, since the slot antenna 9c is composed of only the metal plate 19, the slot antenna 9c is not machined by the etching method as in the first to third embodiments but is machined by pressing or the like. Can be easily manufactured. Also,
It is also possible to simultaneously process the same metal as the metal shield case, cover, etc. that covers the transmission / reception circuit in the portable wireless device, which contributes to reduction in manufacturing cost.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、スロットアンテナの水平面内おける垂直偏波に対す
る指向性をほぼ一様にすることができるため、携帯無線
機等の移動通信に適する。また、スロットアンテナの指
向性の最大方向を水平面に対し傾けることができるた
め、実際の通話状態において、スロットアンテナの利得
を最大にすることが可能である。As described above, according to the present invention, since the directivity of the slot antenna with respect to the vertically polarized wave in the horizontal plane can be made substantially uniform, it is suitable for mobile communication such as a portable radio device. Further, since the maximum directivity of the slot antenna can be tilted with respect to the horizontal plane, it is possible to maximize the gain of the slot antenna in an actual call state.
【図１】この発明の第１実施例によるスロットアンテナ
９の構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a slot antenna 9 according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同実施例におけるスロットアンテナ９の電界分
布を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an electric field distribution of the slot antenna 9 in the example.
【図３】同実施例における放射パターンを示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a radiation pattern in the example.
【図４】同実施例におけるスロットアンテナ９を用いた
携帯無線機１５の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a portable wireless device 15 using the slot antenna 9 in the same embodiment.
【図５】この発明の第２実施例によるスロットアンテナ
９ａの構成を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a slot antenna 9a according to a second embodiment of the present invention.
【図６】この発明の第３実施例によるスロットアンテナ
９ｂの構成を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of a slot antenna 9b according to a third embodiment of the present invention.
【図７】この発明の第４実施例によるスロットアンテナ
９ｃの構成を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing the structure of a slot antenna 9c according to a fourth embodiment of the present invention.
【図８】理想動作状態でのホイップアンテナ１の平面図
である。FIG. 8 is a plan view of the whip antenna 1 in an ideal operation state.
【図９】有限接地面４上に設置されたホイップアンテナ
１の平面図である。FIG. 9 is a plan view of the whip antenna 1 installed on the finite ground plane 4.
【図１０】ホイップアンテナ１を用いた従来の携帯無線
機６の平面図である。FIG. 10 is a plan view of a conventional portable wireless device 6 using the whip antenna 1.
９，９ａ〜９ｃ スロットアンテナ １０ 同軸ケーブル １１ 誘電体基板 １１ａ 表面 １１ｂ 裏面 １１ｃ 側端面 １１ｄ，１９ａ 上端面 １１ｅ，１９ｂ 下端面 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ 導体層 １３ａ〜１３ｃ，２０ スロット １７ マイクロストリップ線路 １８ スルーホール １９ 金属板 9, 9a to 9c Slot antenna 10 Coaxial cable 11 Dielectric substrate 11a Front surface 11b Back surface 11c Side end surface 11d, 19a Upper end surface 11e, 19b Lower end surface 12a, 12b, 12c Conductor layers 13a to 13c, 20 Slot 17 Microstrip line 18 Through Hall 19 metal plate
Claims (4)
裏側に連続して形成された第１、第２および第３の導体
層と、 前記第１の導体層において、前記誘電体基板の表側およ
び裏側に達するように形成された第１の無導体部と、 前記第２および第３の導体層において、各々一端が前記
第１の無導体部に連続し、かつ前記側端部から垂直に延
びる水平無導体部と、前記水平無導体部の他端から下方
へ向かって延びる垂直無導体部とから構成されるととも
に、前記水平無導体部の上端から前記誘電体基板の上端
部までの前記第２および第３の導体層の各々の幅が、前
記水平無導体部の下端から前記誘電体基板の下端部まで
の前記第２および第３の導体層の各々の幅より短くなる
ように形成された互いに対称でΓ形状の第２および第３
の無導体部とを具備し、 通信機器と接続する同軸ケーブルの外部導体および内部
導体を前記第２または第３いずれかの無導体部の両側の
導体部分に各々接続したことを特徴とするスロットアン
テナ。1. A dielectric substrate, first, second and third conductor layers formed continuously on at least one side end, front side and back side of the dielectric substrate, and the first conductor. A first non-conductor portion formed so as to reach the front side and the back side of the dielectric substrate, and one end of each of the second and third conductor layers is continuous with the first non-conductor portion. And a horizontal non-conductive portion that extends vertically from the side end portion and a vertical non-conductive portion that extends downward from the other end of the horizontal non-conductive portion, and from the upper end of the horizontal non-conductive portion, The width of each of the second and third conductor layers up to the upper end portion of the dielectric substrate is such that the second and third conductor layers extend from the lower end of the horizontal non-conductor portion to the lower end portion of the dielectric substrate. Symmetrical Γ-shapes formed to be shorter than each width The second and third
A non-conductor part, wherein an outer conductor and an inner conductor of a coaxial cable for connecting to a communication device are connected to conductor parts on both sides of the second or third non-conductor part, respectively. antenna.
の側端部に達し、かつ前記側端部から垂直に延びる水平
無導体部と、前記水平無導体部の他端から下方へ向かっ
て延びる垂直無導体部とから構成されるとともに、前記
水平無導体部の上端から前記誘電体基板の上端部までの
前記導体層の幅が、前記水平無導体部の下端から前記誘
電体基板の下端部までの前記導体層の幅より短くなるよ
うに形成されたΓ形状の無導体部とを具備し、 通信機器と接続する同軸ケーブルの外部導体および内部
導体を前記無導体部の両側の導体部分に各々接続したこ
とを特徴とするスロットアンテナ。2. A dielectric substrate, a conductor layer formed on one side of the dielectric substrate, one end of the conductor layer reaching any one side end of the dielectric substrate, and the side. A horizontal non-conductor portion extending vertically from an end portion and a vertical non-conductor portion extending downward from the other end of the horizontal non-conductor portion, and the dielectric substrate from the upper end of the horizontal non-conductor portion. A Γ-shaped non-conductor portion formed so that the width of the conductor layer to the upper end portion is shorter than the width of the conductor layer from the lower end of the horizontal non-conductor portion to the lower end portion of the dielectric substrate. A slot antenna characterized in that an outer conductor and an inner conductor of a coaxial cable connected to a communication device are respectively connected to conductor portions on both sides of the non-conductor portion.
の側端部に達し、かつ前記側端部から垂直に延びる水平
無導体部と、前記水平無導体部の他端から下方へ向かっ
て延びる垂直無導体部とから構成されるとともに、前記
水平無導体部の上端から前記誘電体基板の上端部までの
前記導体層の幅が、前記水平無導体部の下端から前記誘
電体基板の下端部までの前記導体層の幅より短くなるよ
うに形成されたΓ形状の無導体部と、 前記誘電体基板の裏側において、一端部が通信機器と接
続され、他端部が前記誘電体基板の表側の前記無導体部
を跨ぐ位置と対称な位置となるように形成されたマイク
ロストリップ線路と、 前記マイクロストリップ線路の前記他端部と前記無導体
部近傍の前記導体層とを接続するスルーホールとを具備
することを特徴とするスロットアンテナ。3. A dielectric substrate, a conductor layer formed on a front side of the dielectric substrate, one end of the conductor layer reaching any one side end of the dielectric substrate, and the side end. And a vertical non-conductive portion extending downward from the other end of the horizontal non-conductive portion, and a vertical non-conductive portion extending downward from the other end of the horizontal non-conductive portion, and from the upper end of the horizontal non-conductive portion to the upper end of the dielectric substrate. The width of the conductor layer is less than the width of the conductor layer from the lower end of the horizontal non-conductor portion to the lower end portion of the dielectric substrate, the non-conductor portion of Γ shape, the dielectric On the back side of the substrate, one end is connected to a communication device, and the other end is formed in a position symmetrical to a position straddling the non-conductor portion on the front side of the dielectric substrate, and the microstrip line. The other end and front of the strip line A slot antenna, comprising: a through hole connecting to the conductor layer near the non-conductor portion.
側端部から垂直に延び、前記金属板の表側から裏側へ貫
通する水平無導体部と、前記水平無導体部の他端から下
方へ向かって延び、前記金属板の表側から裏側へ貫通す
る垂直無導体部とから構成されるとともに、前記水平無
導体部の上端から前記金属板の上端部までの前記金属板
の幅が、前記水平無導体部の下端から前記金属板の下端
部までの前記金属板の幅より短くなるように形成された
Γ形状の無導体部とを具備し、 通信機器と接続する同軸ケーブルの外部導体および内部
導体を前記無導体部の両側の導体部分に各々接続したこ
とを特徴とするスロットアンテナ。4. A metal plate; and a horizontal non-conductor portion, one end of which reaches one of the side end portions of the metal plate, extends vertically from the side end portion, and penetrates from the front side to the back side of the metal plate, The vertical non-conductor portion extends downward from the other end of the horizontal non-conductive portion and penetrates from the front side to the back side of the metal plate, and from the upper end of the horizontal non-conductive portion to the upper end portion of the metal plate. The width of the metal plate is less than the width of the metal plate from the lower end of the horizontal non-conductive portion to the lower end portion of the metal plate. A slot antenna characterized in that an outer conductor and an inner conductor of a coaxial cable connected to a device are respectively connected to conductor portions on both sides of the non-conductor portion.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980602 |
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