(57)【要約】【課題】スロットアンテナとしての放射効率を維持しつつ、小型化を図ることのできるスロットアンテナを提供する。【解決手段】このスロットアンテナは、スロット４１〜４４の形成される放射導体４０と、給電点となるスルーホール８５に接続されるとともに送受信される無線信号に応じた電流の流れる部分となるストリップ線路７０とを備え、このストリップ線路７０が、給電点としてのスルーホール８５から各スロット４１〜４４の直下に対応する部分を超えるかたちで延設されている。ここでは、ストリップ線路７０の先端部を各スロット４１〜４４の周縁に対応する部分まで延設した上で、このストリップ線路７０の先端部にスルーホール８１〜８４を形成し、これらスルーホール８１〜８４から給電点としてのスルーホール８５の側に折り返すかたちで整合用スタブ７４〜７７をそれぞれ延設する。【選択図】図２
2010034773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面矩形状のスロットの形成される放射導体と、給電点に接続されるとともに送受信される無線信号に応じた電流の流れる部分となるストリップ線路とを備え、同ストリップ線路は、前記給電点から前記スロットの直下に対応する部分を超えるかたちで延設されるとともに、前記ストリップ線路の前記スロットの直下に対応する部分を超えて延設された部分によってスロットアンテナのインピーダンス整合をとるための整合用スタブが形成され、前記ストリップ線路を流れる電流と前記スロットとの協働のもとに無線信号の送信及び受信の少なくとも一方を行うスロットアンテナであって、
前記整合用スタブが、前記給電点の側に折り返すかたちで形成されてなる
ことを特徴とするスロットアンテナ。
【請求項２】
前記ストリップ線路は、前記スロットの周縁に対応する部分に折り返し点を有し、前記整合用スタブは、同折り返し点を基端として前記給電点の側に延設されて、且つその先端部が開放端とされた部分からなる
請求項１に記載のスロットアンテナ。
【請求項３】
前記ストリップ線路の前記給電点から前記折り返し点までの部分と前記整合用スタブとの間に、接地電位におかれた接地導体が設けられてなる
請求項２に記載のスロットアンテナ。
【請求項４】
誘電体からなる第１〜第３の基板を下方から順に積み重ねて、前記第１の基板の裏面の層、前記第１の基板の表面と前記第２の基板の裏面との間の層、前記第２の基板の表面と前記第３の基板の裏面との間の層、及び第３の基板の表面の層の各層に導体層が形成される４層基板を備え、前記第１の基板の裏面の導体層に、前記ストリップ線路の前記給電点から前記折り返し点までの部分がパターニングされ、前記第１の基板の表面と前記第２の基板の裏面との間の導体層に、前記接地導体がパターニングされ、前記第２の基板の表面と前記第３の基板の裏面との間の導体層に、前記整合用スタブがパターニングされ、前記第３の基板の表面の導体層に、前記放射導体がパターニングされ、前記折り返し点が、前記第１の基板の裏面の導体層と前記第２の基板の表面と前記第３の基板の裏面との間の導体層とを接続するスルーホールからなる
請求項３に記載のスロットアンテナ。
【請求項５】
前記放射導体が、断面正方形形状に形成されるとともに、前記スロットが、前記放射導体の４辺の各辺に沿って延伸される形状にて４つ形成され、前記給電点が、前記放射導体の中央の近傍に対応する部分に設けられ、前記ストリップ線路が、同給電点から４つに枝分かれして前記４つのスロットの直下に対応する部分へとそれぞれ延設される４つの分岐線路からなり、該４つの分岐線路の前記給電点から前記４つのスロットの直下に対応する部分までのそれぞれの給電経路の長さが、前記給電点を中心とした回転方向の前記スロットの配置順序に対応して、線路内波長の１／４の長さだけ順次長くなるように設定されてなる
請求項１〜４のいずれか一項に記載のスロットアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号の送受信を行うスロットアンテナに関し、詳しくは、例えば有料道路の料金所に設置された路側通信装置と車両に設置された車両側通信装置との間の無線通信を通じて通行料金の支払いを自動的に行うことのできるＥＴＣシステムにあってその車両側通信装置のアンテナとして用いて有益なスロットアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば高速道路などの有料道路を運転者が利用する際に、料金所での通行料金の支払いを自動的に行うことのできる、いわゆるＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）システムが周知である。図３に、このＥＴＣシステムの概要を示す。同図３に示されるように、このＥＴＣシステムは、基本的には、車両１１０に設置された車両側通信装置１００と、料金所のトールゲート１３０に設置された路側通信装置１２０とから構成されている。ここで、このＥＴＣシステムでは、車両１１０がトールゲート１３０を通過する際に、車両側通信装置１００と路側通信装置１２０との間で双方向の無線通信を行い、この無線通信を通じて、例えば有料道路における車両の走行区間の情報や車種情報などの各種情報を取得する。そして、このＥＴＣシステムでは、取得した情報に基づいて通行料金を算出するとともに、算出した通行料金に基づいてその支払いにかかる処理を実行する。こうしたＥＴＣシステムによれば、運転者は車両を停車させることなく料金所を通過することができるため、料金所付近における交通渋滞を緩和することができるようになる。
【０００３】
一方、こうしたＥＴＣシステムの車両側通信装置１００には、上記路側通信装置１２０から送信される無線信号の受信、及び同路側通信装置１２０への無線信号の送信を行うためのアンテナが搭載されている。そして、従来、こうした車両側通信装置１００に搭載されるアンテナとしては、例えば特許文献１に記載のパッチアンテナが知られている。図４（ａ），（ｂ）に、この特許文献１に記載のパッチアンテナの平面構造及び側面構造をそれぞれ示す。同図４（ａ），（ｂ）に示されるように、このパッチアンテナは、誘電体からなるとともに断面正方形形状に形成された平板状の基板１４１を備え、この基板１４１の裏面の全面に亘って、接地電位におかれた接地導体１４２がパターニングされている。一方、基板１４１の表面には、接地導体１４２の表面の面積よりも小さい面積を有して断面正方形形状に形成された放射導体としてのパッチ電極１４３がパターニングされている。そして、このパッチアンテナでは、パッチ電極１４３を通じて無線信号の送受信を行うようにしている。
【特許文献１】特開２００６−１９７４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両側通信装置１００に搭載されるアンテナには、特許文献１に記載のパッチアンテナの他、例えば基板の表面に切り込み（スロット）の形成された放射導体がパターニングされるとともに、このスロットの形成された放射導体を通じて無線信号の送受信を行う、いわゆるスロットアンテナがある。図５、図６（ａ），（ｂ）は、こうしたスロットアンテナの一例についてその分解斜視構造、平面構造、及び断面構造をそれぞれ示したものである。
【０００５】
図５に示されるように、このスロットアンテナは、例えばガラスエポキシ樹脂等の誘電体からなり、断面正方形形状にそれぞれ形成された平板状の第１及び第２の基板２００，２１０を備えている。ここで、第１の基板２００の裏面の導体層には、接地電位におかれた接地導体２４０がパターニングされるとともに、この接地導体２４０と分離して、給電端子（図示略）がはんだ付けされる部分となるランド部２４１もパターニングされている。一方、第２の基板２１０の表面の導体層には、その４辺の各辺に沿って延伸されるかたちにて４つの断面矩形状の切り込み（スロット）２２１〜２２４の形成された放射導体２２０がパターニングされている。ちなみに、各スロット２２１〜２２４は、当該スロットアンテナの送受信周波数等に基づいた所定の大きさに形成されている。また、第１の基板２００と第２の基板２１０との間の導体層には、両端部に折り曲げられた部分をそれぞれ有する第１及び第２の線路２３１，２３２と、これら第１及び第２の線路２３１，２３２を互いに連結する第３の線路２３３とがパターニングされており、これら第１〜第３の線路２３１〜２３３によって、送受信される無線信号に応じた電流の流れる部分となるストリップ線路２３０が構成されている。ここで、図６（ａ），（ｂ）に示されるように、第１及び第２の線路２３１，２３２のそれぞれの両端部の折り曲げられた部分は、上記スロット２２１〜２２４のそれぞれの中央の直下に対応する部分を超えるかたちで、且つそれらスロット２２１〜２２４の延伸方向と直交する方向に延設されている。一方、上記ランド部２４１には、第３の線路２３３の中央よりもやや第１の線路２３１の側の部分に達するかたちでスルーホール２５１が形成されており、このスルーホール２５１を介してストリップ線路２３０とランド部２４１とが互いに接続されている。そして、このスロットアンテナでは、このランド部２４１にはんだ付けされる給電端子２６０を通じてストリップ線路２３０への給電や同ストリップ線路２３０を流れる電流の検出等が行われる。そして、このように給電点としてのスルーホール２５１を第３の線路２３３の中央よりもやや第１の線路２３１の側の部分に設けることで、給電点から各スロット２２１〜２２４の直下に対応する部分までのそれぞれの給電経路の長さが、スロット２２１〜２２４の順でλｇ／４（λｇ：線路内波長）だけ順次長くなるように設定されている。
【０００６】
こうした構造を有するスロットアンテナにあっては、上記給電端子２６０を通じてストリップ線路２３０に給電したとすると、放射導体２２０の各スロット２２１〜２２４の周縁部分のうちのストリップ線路２３０と対向している部分が同ストリップ線路２３０と電磁結合して給電される。これにより、スロット２２１〜２２４に電磁界が形成されて、各スロット２２１〜２２４から電波がそれぞれ放射される。ここで、各スロット２２１〜２２４から放射される電波の位相は、上述の給電点となるスルーホール２５１から各スロット２２１〜２２４までの給電経路の長さに応じて、「スロット２２１→スロット２２２→スロット２２３→スロット２２４」の順でπ／２ずつ遅れる。このため、このスロットアンテナでは、「スロット２２１→スロット２２２→スロット２２３→スロット２２４」の順に回転するようにして電波が順次放射されるため、放射導体２２０の面に垂直な方向に円偏波を放射することができ、こうした円偏波の放射を通じて無線信号を送信することが可能である。ちなみに、このスロットアンテナにあっては、空間に放射された電波を上記スロット２２１〜２２４を通じて捕獲するとともに、このときに上記ストリップ線路２３０を流れる電流を上記給電端子２６０を通じて検出することで、無線信号を受信することも可能である。すなわち、このスロットアンテナでは、ストリップ線路２３０を流れる電流と各スロット２２１〜２２４との協働のもとに無線信号の送受信を行うことができる。
【０００７】
ところで、このスロットアンテナでは、ストリップ線路２３０の各スロット２２１〜２２４の直下に対応する部分から開放端までの部分に相当する整合用スタブ２３１ａ，２３１ｂ，２３２ａ，２３２ｂのそれぞれの長さを調整することで当該スロットアンテナのインピーダンス整合をとり、その放射効率を高めるようにしている。ちなみに、通常はこれら整合用スタブ２３１ａ，２３１ｂ，２３２ａ，２３２ｂの長さをλｇ／４の長さにそれぞれ設定することで当該スロットアンテナのインピーダンス整合をとることができる。ただし、当該スロットアンテナのインピーダンス整合をとるために整合用スタブ２３１ａ，２３１ｂ，２３２ａ，２３２ｂの長さをλｇ／４の長さに設定するようにした場合には、それらの長さの分だけ上記第２の基板２１０等を外側へ大きくする必要があるため、当該スロットアンテナの大型化を招くおそれがある。
【０００８】
なお、このような課題は、上記４つのスロットを有するスロットアンテナに限らず、例えば１つのスロットを有するスロットアンテナにおいても共通する課題である。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スロットアンテナとしての放射効率を維持しつつ、小型化を図ることのできるスロット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】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、断面矩形状のスロットの形成される放射導体と、給電点に接続されるとともに送受信される無線信号に応じた電流の流れる部分となるストリップ線路とを備え、同ストリップ線路は、前記給電点から前記スロットの直下に対応する部分を超えるかたちで延設されるとともに、前記ストリップ線路のスロットの直下に対応する部分を超えて延設された部分によってスロットアンテナのインピーダンス整合をとるための整合用スタブが形成され、前記ストリップ線路を流れる電流と前記スロットとの協働のもとに無線信号の送信及び受信の少なくとも一方を行うスロットアンテナであって、前記整合用スタブが、前記給電点の側に折り返すかたちで形成されてなることを要旨としている。
【００１０】
同構成によるように、ストリップ線路のスロットの直下に対応する部分を超えて延設された部分によってスロットアンテナのインピーダンス整合をとるための整合用スタブを形成するようにすれば、この整合用スタブの長さを調整することによって当該スロットアンテナのインピーダンス整合をとることができるため、スロットアンテナとしての放射効率をそのまま維持することができる。また、この整合用スタブを給電点の側に折り返すかたちで形成するようにすれば、折り返された部分の長さの分だけ当該スロットアンテナの外形寸法を小さくすることができるため、その小型化を図ることもできるようになる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスロットアンテナにおいて、前記ストリップ線路は、前記スロットの周縁に対応する部分に折り返し点を有し、前記整合用スタブは、同折り返し点を基端として前記給電点の側に延設されて、且つその先端部が開放端とされた部分からなることを要旨としている。
【００１２】
整合用スタブを給電点の側に折り返すかたちで形成するようにしたスロットアンテナにあっては、ストリップ線路上の折り返し点の位置によって当該アンテナの外形寸法が定まるようになる。この点、同構成によるように、ストリップ線路のスロットの周縁に対応する部分に折り返し点を設けた上で、折り返し点を基端として給電点の側に延設されて、且つその先端部が開放端とされた部分によって整合用スタブを構成するようにすれば、ストリップ線路の折り返し点の位置とスロットの設けられている位置とをほぼ一致させることができるため、スロットの設けられている位置によって当該スロットアンテナの外形寸法が定まるようになり、ひいては当該アンテナの外形寸法を大幅に小さくすることができるようになる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のスロットアンテナにおいて、前記ストリップ線路の前記給電点から前記折り返し点までの部分と前記整合用スタブとの間に、接地電位におかれた接地導体が設けられていることを要旨としている。
【００１４】
ストリップ線路の折り返し点を、例えばスロットの周縁に対応する部分に設けるようにしたスロットアンテナにあっては、整合用スタブがスロットの直下に対応する部分を超えるかたちで延設されるようになる。ところで、このように整合用スタブがスロットの直下に対応する部分を超えて延設されるといった構造を有するスロットアンテナにあっては、ストリップ線路の給電点から折り返し点までの部分、及び整合用スタブの部分の２つの部分がスロットの直下に対応する部分を横切る態様にて配置されることとなる。したがって、こうした構造を有するスロットアンテナにあっては、ストリップ線路に給電を行った際に、ストリップ線路の給電点から折り返し点までの部分を流れる電流、及び整合用スタブの部分を流れる電流の両者の影響を受けて上述の電磁結合の作用が生じるため、例えば同一のスロットから電波が同時に２回放射されるなどの異常が生じ、ひいては当該スロットアンテナによる無線信号の送受信に支障をきたすおそれがある。この点、同構成によるように、ストリップ線路の給電点から折り返し点までの部分と整合用スタブの部分との間に、接地電位におかれた接地導体を設けるようにすれば、ストリップ線路の給電点から折り返し点までの部分を流れる電流、及び整合用スタブの部分を流れる電流のいずれか一方の影響を受けて上記電磁結合の作用が生じるようになるため、スロットからの電波の放射を正常に行うことができようになる。すなわち、当該スロットアンテナによる無線信号の送受信を適切に行うことができるようになる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のスロットアンテナにおいて、誘電体からなる第１〜第３の基板を下方から順に積み重ねて、前記第１の基板の裏面の層、前記第１の基板の表面と前記第２の基板の裏面との間の層、前記第２の基板の表面と前記第３の基板の裏面との間の層、及び第３の基板の表面の層の各層に導体層が形成される４層基板を備え、前記第１の基板の裏面の導体層に、前記ストリップ線路の前記給電点から前記折り返し点までの部分がパターニングされ、前記第１の基板の表面と前記第２の基板の裏面との間の導体層に、前記接地導体がパターニングされ、前記第２の基板の表面と前記第３の基板の裏面との間の導体層に、前記整合用スタブがパターニングされ、前記第３の基板の表面の導体層に、前記放射導体がパターニングされ、前記折り返し点が、前記第１の基板の裏面の導体層と前記第２の基板の表面と前記第３の基板の裏面との間の導体層とを接続するスルーホールからなることを要旨としている。
【００１６】
同構成によるように、放射導体、接地導体、ストリップ線路の給電点から折り返し点までの部分、及び整合用スタブを４層基板の各層に設けるとともに、折り返し点をスルーホールとして形成するようにすれば、上記請求項３に記載のスロットアンテナのような積層構造を有するスロットアンテナを容易に形成することができるため、その実現も容易となる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスロットアンテナにおいて、前記放射導体が、断面正方形形状に形成されるとともに、前記スロットが、前記放射導体の４辺の各辺に沿って延伸される形状にて４つ形成され、前記給電点が、前記放射導体の中央の近傍に対応する部分に設けられ、前記ストリップ線路が、同給電点から４つに枝分かれして前記４つのスロットの直下に対応する部分へとそれぞれ延設される４つの分岐線路からなり、該４つの分岐線路の前記給電点から前記４つのスロットの直下に対応する部分までのそれぞれの給電経路の長さが、前記給電点を中心とした回転方向の前記スロットの配置順序に対応して、線路内波長の１／４の長さだけ順次長くなるように設定されていることを要旨としている。
【００１８】
同構成によれば、４つのスロットからπ／２ずつ位相がずれて電波が放射されるようになるため、当該スロットアンテナとして円偏波を放射することができるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかるスロットアンテナによれば、スロットアンテナとしての放射効率を維持しつつ、小型化を図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明にかかるスロットアンテナの一実施形態について図１及び図２を参照して説明する。なお、本実施形態が適用対象とするスロットアンテナも、上述のＥＴＣシステムの車両側通信装置に搭載されるスロットアンテナである。ここで、図１は、本実施形態にかかるスロットアンテナについてその分解斜視構造を示したものであり、はじめに、この図１を参照して、このスロットアンテナの構造の概要について説明する。
【００２１】
同図１に示されるように、このスロットアンテナは、例えばガラスエポキシ樹脂等の誘電体からなり、断面正方形形状にそれぞれ形成された平板状の第１〜第３の基板１０，２０，３０を備えている。そして、これら第１〜第３の基板１０，２０，３０を下方から順に積み重ねて、第１の基板１０の裏面の層、第１の基板１０の表面と第２の基板２０の裏面との間の層、第２の基板２０の表面と第３の基板３０の裏面のとの間の層、及び第３の基板３０の表面の層の各層に導体層を設けることによって、いわゆる４層基板が構成されている。ここで、第１の基板１０の裏面の導体層には、両端部に折り曲げられた部分をそれぞれ有する第１及び第２の線路７１，７２と、これら第１及び第２の線路７１，７２を互いに連結する第３の線路７３とがパターニングされている。そして、これら第１〜第３の線路７１〜７３によって、送受信される無線信号に応じた電流の流れる部分となるストリップ線路７０の一部が構成されている。また、この第１の基板１０の裏面の導体層には、ストリップ線路７０と分離して、接地端子が接続される部分となるランド部７８もパターニングされている。一方、第１の基板１０の表面と第２の基板２０の裏面との間の導体層には、接地電位におかれる接地導体６０がパターニングされている。また一方、第２の基板２０の表面と第３の基板３０の裏面との間の導体層には、上記ストリップ線路７０の一部が延設された部分であって、当該スロットアンテナのインピーダンス整合をとるための整合用スタブ７４〜７７がパターニングされている。さらに、上記第３の基板３０の表面の導体層には、第３の基板３０の４辺に沿って延伸されるかたちにて４つの断面矩形状の切り込み（スロット）４１〜４４の形成された放射導体４０がパターニングされている。ちなみに、各スロット４１〜４４は、当該スロットアンテナの送受信周波数等に基づいた所定の大きさに形成されている。
【００２２】
次に、図２（ａ）〜（ｃ）を参照して、本実施形態にかかるスロットアンテナについてその具体的な構造を説明する。ここで、図２（ａ）は、このスロットアンテナの平面構造を、また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面構造を、さらに、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面構造をそれぞれ示したものである。
【００２３】
同図２（ａ），（ｂ）に示されるように、ストリップ線路７０の第３の線路７３には、中央よりもやや第１の線路７１の側の部分に上記第２の基板２０の裏面に達するかたちでスルーホール８５が形成されており、このスルーホール８５が給電端子９０のはんだ付けされる部分となっている。そして、このスロットアンテナでは、この給電端子９０を通じてストリップ線路７０への給電や同ストリップ線路７０を流れる電流の検出等が行われる。また、このように給電点としてのスルーホール８５を第３の線路７３の中央よりもやや第１の線路７１の側の部分に設けることで、給電点から各スロット４１〜４４の直下に対応する部分までのそれぞれの給電経路の長さが、スロット４１〜４４の順でλｇ／４（λｇ：線路内波長）だけ順次長くなるように設定されている。すなわち、このスロットアンテナでも、「スロット４１→スロット４２→スロット４３→スロット４４」の順でπ／２ずつ位相がずれて電波が放射されて放射導体４０の面に垂直な方向に円偏波を放射することができ、こうした円偏波の放射を通じて無線信号の送信を行うことが可能である。ちなみに、このスロットアンテナでも、空間に放射された電波を上記スロット４１〜４４を通じて捕獲するとともに、このときに上記ストリップ線路７０を流れる電流を上記給電端子９０を通じて検出することで、無線信号を受信することも可能である。すなわち、このスロットアンテナでも、ストリップ線路７０を流れる電流と各スロット４１〜４４との協働のもとに無線信号の送受信を行うことができる。一方、上記ストリップ線路７０の第１及び第２の線路７１，７２のそれぞれの両端部の折り曲げられた部分は、上記スロット４１〜４４のそれぞれの中央の直下に対応する部分を超えるかたちで、且つそれらスロット４１〜４４の延伸方向と直交する方向に延設されている。また、これら第１及び第２の線路７１，７２の折り曲げられた部分の先端部は、各スロット４１〜４４の周縁に対応する部分まで延設されるとともに、これらの先端部に、上記整合用スタブ７４〜７７の一端部に達するかたちでスルーホール８１〜８４がそれぞれ形成されている。これにより、整合用スタブ７４〜７７と第１及び第２の線路７１，７２とがスルーホール８１〜８４を介して互いに接続されている。ここで、整合用スタブ７４〜７７は、このスルーホール８１〜８４の設けられている部分を基端として、給電点としての上記スルーホール８５の側に延設されるとともに、それらの先端部が開放端とされている。そして、このスロットアンテナでは、この整合用スタブ７４〜７７の長さを適宜調整することで当該スロットアンテナのインピーダンス整合をとることができるため、当該アンテナの放射効率を高めることが可能である。ちなみに、スルーホール８１〜８４の全長及び整合用スタブ７４〜７７の全長の合計の長さが、それぞれλｇ／４となるように整合用スタブ７４〜７７の長さを調整することによって、当該スロットアンテナのインピーダンス整合をとることが可能である。なお、図２（ｃ）に示されるように、上記ランド部７８には上記接地導体６０に達するかたちでスルーホール８６が形成されており、ランド部７８と接地導体６０とがスルーホール８６を介して���続されている。そして、このランド部７８に接地端子９１がはんだ付けされることで、接地導体６０が接地電位におかれている。
【００２４】
ところで、ストリップ線路７０をこのように配置するようにした場合には、ストリップ線路７０の第１及び第２の線路７１，７２の両端部の折り曲げられた部分、及び整合用スタブ７４〜７７の部分の２つの部分が各スロット４１〜４４の直下に対応する部分にそれぞれ配置されるようになる。このため、ストリップ線路７０に給電を行った際に、ストリップ線路７０の第１及び第２の線路７１，７２の両端部の折り曲げられた部分を流れる電流、及び整合用スタブ７４〜７７を流れる電流の両者の影響を受けて上述の電磁結合の作用が生じるため、例えば各スロット４１〜４４から電波が同時に２回放射されるなどの異常が生じ、ひいてはスロットアンテナによる無線信号の送受信に支障をきたすおそれがある。そこで、このスロットアンテナでは、ストリップ線路７０の第１及び第２の線路７１，７２の両端部の折り曲げられた部分と整合用スタブ７４〜７７の部分との間に上記接地導体６０を配置するようにしている。これにより、整合用スタブ７４〜７７を流れる電流の影響のみを受けて上記電磁結合の作用が生じるようになるため、各スロット４１〜４４からの電波の放射が正常に行われるようになる。
【００２５】
また、このスロットアンテナにあっては、各スロット４１〜４４から電波が放射される際に、図２（ｂ）の上方のみならず、下方にも電波が放射されるため、この下方に放射される電波が有害なノイズとなるおそれがある。この点、このスロットアンテナにあっては、スロット４１〜４４の下方に放射される電波を上記接地導体６０によって遮断することができるため、有害なノイズを抑制することもできる。
【００２６】
さらに、スロットアンテナとしてのこうした構成によれば、ストリップ線路７０の折り返し点となるスルーホール８１〜８４の位置とスロット４１〜４４の設けられている位置とをほぼ一致させることができるため、スロット４１〜４４の設けられている位置によって当該スロットアンテナの外形寸法が定まるようになる。これにより、先の図２（ａ）に上述のスロットアンテナの放射導体２２０及び整合用スタブ２３１ａ，２３１ｂ，２３２ａ，２３２ｂのそれぞれの外形を二点鎖線にて対比して示すように、整合用スタブ２３１ａ，２３１ｂ，２３２ａ，２３２ｂの長さとほぼ同等の長さの分だけスロットアンテナの外形を小さくすることができる。このため、スロットアンテナとしての小型化を図ることもできるようになる。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態にかかるスロットアンテナによれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）ストリップ線路７０のスロット４１〜４４の直下に対応する部分を超えて延設された部分の先端部を各スロット４１〜４４の周縁に対応する部分まで延設するようにした上で、このストリップ線路７０の先端部にスルーホール８１〜８４を形成するようにした。そして、このスルーホール８１〜８４を基端としてスルーホール８５の側に延設されて、且つ先端部が開放端とされた部分によって整合用スタブ７４〜７７を形成するようにした。これにより、スルーホール８１〜８４の位置とスロット４１〜４４の設けられている位置とをほぼ一致させることができるため、スロット４１〜４４の設けられている位置によって当該スロットアンテナの外形寸法が定まるようになり、ひいてはスロットアンテナの外形寸法を大幅に小さくすることができるようになる。また、整合用スタブ７４〜７７の長さを調整することによって当該アンテナのインピーダンス整合をとることができるため、スロットアンテナとしての放射効率をそのまま維持することもできる。
【００２８】
（２）ストリップ線路７０の第１及び第２の線路７１，７２の両端部の折り曲げられた部分と整合用スタブ７４〜７７の部分との間に接地導体６０を配置するようにした。これにより、整合用スタブ７４〜７７を流れる電流の影響のみを受けて上記電磁結合の作用が生じるようになるため、各スロット４１〜４４からの電波の放射が正常に行われるようになり、ひいては当該スロットアンテナによる無線通信の送受信を適切に行うことができるようになる。
【００２９】
（３）第１〜第３の基板１０，２０，３０により構成される４層基板を設けた上で、この４層基板の各層に、放射導体４０、接地導体６０、ストリップ線路７０の第１〜第３の線路７１〜７３、及び整合用スタブ７４〜７７をそれぞれパターニングするようにした。また、ストリップ線路７０の折り返し点を、スルーホール８１〜８４により形成するようにした。これにより、本実施形態にかかるスロットアンテナのように積層構造を有するアンテナを容易に形成することができるようになる。
【００３０】
（４）給電点となるスルーホール８５から各スロット４１〜４４の直下に対応する部分までのそれぞれの給電経路の長さをスロット４１〜４４の順でλｇ／４だけ順次長くなるように設定するようにした。これにより、「スロット４１→スロット４２→スロット４３→スロット４４」の順でπ／２ずつ位相がずれて電波が放射されるようになるため、放射導体４０の面に垂直な方向に円偏波を放射することができるようになる。
【００３１】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・スロットアンテナのインピーダンス整合をとるために必要な整合用スタブ７４〜７７の長さは、例えばスロット４１〜４４の大きさ等に起因して変化するため、適宜変更することが可能である。
【００３２】
・上記実施形態にかかるスロットアンテナのように、底面からストリップ線路７０が露出するといった構造を有するスロットアンテナにあっては、ストリップ線路７０に給電を行った際に、ストリップ線路７０から微弱な電波が放射されてこれが有害なノイズとなるおそれがある。そこで、第１の基板１０の裏面に誘電体からなる基板を更に設けた上で、この基板の裏面の導体層に、接地電位におかれた接地導体をパターニングするようにすれば、この接地導体によってストリップ線路７０から放射される電波を遮断することができるため、上記有害なノイズを抑制することができるようになる。
【００３３】
・上記実施形態では、第１〜第３の基板１０，２０，３０により構成される４層基板を設けた上で、この４層基板の底面側の層から順に、ストリップ線路７０の第１〜第３の線路７１〜７３、接地導体６０、整合用スタブ７４〜７７、及び放射導体４０をそれぞれパターニングするようにした。これに代えて、同４層基板の底面側の層から順に、整合用スタブ７４〜７７、接地導体６０、ストリップ線路７０の第１〜第３の線路７１〜７３、放射導体４０をそれぞれパターニングするようにしてもよい。スロットアンテナとしてのこうした構成によれば、ストリップ線路７０の第１及び第２の線路７１，７２の両端部の折り曲げられた部分を流れる電流によって上記電磁結合の作用が生じるようになるため、各スロット４１〜４４から電波を放射することができる。
【００３４】
・上記実施形態では、ストリップ線路７０のスロット４１〜４４の直下に対応する部分を超えて延設された部分の先端部を各スロット４１〜４４の周縁に対応する部分まで延設するようにした上で、このストリップ線路７０の先端部にスルーホール８１〜８４を形成するようにした。そして、このスルーホール８１〜８４を基端としてスルーホール８５の側に延設されて、且つ先端部が開放端とされた部分によって整合用スタブ７４〜７７を形成するようにした。これに代えて、例えばストリップ線路７０のスロット４１〜４４の直下に対応する部分を超えて延設された部分の先端部を各スロット４１〜４４の周縁に対応する部分から所定の長さだけ延設するようにした上で、この所定の長さだけ延設された部分の先端部に、折り返し点としてのスルーホール８１〜８４を設けるようにしてもよい。要は、ストリップ線路７０のスロット４１〜４４の直下に対応する部分を超えて延設された部分の長さやスルーホール８１〜８４の形成されている位置にかかわらず、整合用スタブ７４〜７７が、給電点としてのスルーホール８５の側に折り返すかたちで形成されているものであればよい。
【００３５】
・上記実施形態では、本発明にかかる発明を４つのスロット４１〜４４を有するスロットアンテナに適用するようにしたが、例えば１つのスロットを有するスロットアンテナにも適用することも可能である。
【００３６】
・上記実施形態では、本発明にかかるスロットアンテナを、ＥＴＣシステムの車両側通信装置のアンテナとして用いるようにしたが、例えばユーザの現在地を検出するための衛星側位システムであるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等のアンテナとして用いるようにしてもよい。要は、スロットの形成される放射導体と、給電点に接続されるとともに送受信される無線信号に応じた電流の流れる部分となるストリップ線路とを備え、ストリップ線路を流れる電流とスロットとの協働のもとに無線信号の送受信を行うスロットアンテナを用いているものであればよい。
（付記）
次に、上記実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。
【００３７】
（イ）請求項４に記載のスロットアンテナにおいて、前記整合用スタブの全長及び前記スルーホールの全長の合計の長さが、線路内波長の１／４の長さに設定されていることを特徴とするスロットアンテナ。具体的には、同構成によるように、整合用スタブの全長及びスルーホールの全長の合計の長さを線路内波長の１／４の長さに設定することで、当該スロットアンテナのインピーダンス整合をとることができるようになる。
【００３８】
（ロ）請求項１〜５、及び付記イのいずれか一項に記載のスロットアンテナにおいて、当該スロットアンテナが、有料道路の料金所に設置された路側通信装置との間の無線通信を通じて通行料金の支払いを自動的に行うＥＴＣシステムにあってその車両側通信装置のアンテナに用いられるものであることを特徴とするスロットアンテナ。具体的には、同構成によるように、当該スロットアンテナを、有料道路の料金所に設置された路側通信装置との間の無線通信を通じて通行料金の決済を行うＥＴＣシステムにあってその車両側通信装置のアンテナに用いることが有益である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明にかかるスロットアンテナについてその分解斜視構造を示す斜視図。
【図２】（ａ）は、同実施形態のスロットアンテナについてその平面構造を、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面構造を、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面構造をそれぞれ示す平面図及び断面図。
【図３】従来一般に採用されているＥＴＣシステムの概要を模式的に示す斜視図。
【図４】（ａ），（ｂ）は、従来のパッチアンテナの一例についてその平面構造及び側面構造をそれぞれ示す平面図及び側面図。
【図５】従来のスロットアンテナの一例についてその分解斜視構造を示す斜視図。
【図６】（ａ）は、同従来のスロットアンテナの一例についてその平面構造を、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面構造をそれぞれ示す平面図及び断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１０，２００…第１の基板、２０，２１０…第２の基板、３０…第３の基板、４０，２２０…放射導体、４１〜４４，２２１〜２２４…スロット、６０，１４２，２４０…接地導体、７０，２３０…ストリップ線路、７１，２３１…第１の線路、７２，２３２…第２の線路、７３，２３３…第３の線路、７４〜７７，２３１ａ，２３１ｂ，２３２ａ，２３２ｂ…整合用スタブ、７８，２４１…ランド部、８１〜８６，２５１…スルーホール、９０，２６０…給電端子、９１…接地端子、１００…車両側通信装置、１１０…車両、１２０…路側通信装置、１３０…トールゲート、１４１…基板、１４３…パッチ電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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