(57)【要約】【課題】金属面に直接取付けても、金属面が近傍にあっても影響を受けず、かつ放射効率が良く薄型で小型のアンテナ、及びそれを用いた通信管理システム、通信システムを提供することを目的とする。【解決手段】複数の金属面が対向配置され、且つ複数の金属面の間に所定の厚みの絶縁体を挟み込むことで複数の金属面で平行板伝送線路を構成し、複数の金属面の任意の金属面に約１／２波長のスロット長を有するスロットや適当な長さのＨ形、コの字形となる開放部が切抜かれ、スロットやスリットに対し伝送線路の給電部で下方のインピーダンスで無限大インピーダンスとなるように、複数の金属面の両端部が短絡金属面で短絡され、更にスロットの所定の位置に給電線を接続する給電部を有することを特徴とするアンテナ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金属面が対向配置され、且つ前記複数の金属面の間に所定の厚みの絶縁体を挟み込むことで前記複数の金属面で平行板伝送線路を構成し、
前記複数の金属面の任意の金属面に約１／２波長のスロット長を有するスロットや適当な長さのＨ形、コの字形となる開放部が切抜かれ、
前記スロットやスリットに対し前記伝送線路の給電部で下方のインピーダンスで無限大インピーダンスとなるように、前記複数の金属面の両端部が短絡金属面で短絡され、更に前記スロットの所定の位置に給電線を接続する給電部を有することを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
複数の金属面が対向配置され、且つ前記複数の金属面の間に所定の厚みの絶縁体を挟み込むことで前記複数の金属面で平行板伝送線路を構成し、
前記複数の金属面の任意の金属面に１／２波長のスロット長を有するスロットや適当な長さのスリットが切抜かれ、更に前記スロットの所定の位置に給電線を接続する給電部を有し、
前記スロットに対して、他の前記金属面の平行板伝送線路が無限大のインピーダンスとなるように配置されることを特徴とするアンテナ。
【請求項３】
複数の金属面が対向配置され、且つ前記複数の金属面の間に所定の厚みの絶縁体を挟み込むことで前記複数の金属面で平行板伝送線路を構成し、
前記複数の金属面の任意の金属面に１／４波長のスロット長を有するスロットや適当な長さのスリットが切抜かれ、前記スロットに対し前記伝送線路の両端で無限大インピーダンスとなるように、前記複数の金属面の両端部が短絡金属面で短絡され、更に前記スロットの所定の位置に給電線を接続する給電部を有することを特徴とするアンテナ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記金属面に切り貫かれた前記スロットの片側の縁が、対向配置された他の金属面と短絡されていることで片側のみ平行板伝送線路を形成することを特徴とするアンテナ。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記平行板伝送線路のインピーダンスを高くするため、磁性体、誘電体、セラミックの中から選択して前記絶縁体として用いることを特徴とするアンテナ。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記平行板伝送線路は、前記スロットの長手方向に対し直角な方向に伝送線路が形成される平行板伝送線路であることを特徴とするアンテナ。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記平行板伝送線路を構成する前記金属面の上面に形成された前記スロットやスリットを設ける場合、前記平行板伝送線路の端部において対向する下面の金属面の平行板伝送線路とが短絡された構造となることを特徴とするアンテナ。
【請求項８】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記平行板伝送線路を構成する前記金属面の上面に形成された前記スロットやスリットを設ける場合、対向する下面の前記金属面にも同一のスロットが形成されることを特徴とするアンテナ。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記平行板伝送線路を構成する前記金属面の上面に前記スロットやスリットを設ける場合、対向する下面の金属面には解放端が形成されることを特徴とするアンテナ。
【請求項１０】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記金属面を小さくするため前記スロットやスリットのスロット長またはスリット長を短くし前記伝送線路の幅を短くすることによりスロットアンテナを小型化やインピーダンスマッチングを行うことを特徴とするアンテナ。
【請求項１１】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記金属面を小さくするため、前記伝送線路を折り曲げることによりスロットアンテナを小型化することを特徴とするアンテナ。
【請求項１２】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、ＩＣチップのキャパシティーや抵抗値を合わせたり、給電部のインピーダンス整合をとるために、線路長を短くしたり線路幅を小さくしたりスロット長やスリット長を短くすることを特徴とするアンテナ。
【請求項１３】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、同一の前記金属面に複数のスロットが形成されているとき、前記平行板伝送線路によって前記複数のスロットに電力を分配する際、前記複数のスロットを１波長や１／２波長の所定の間隔で配置し、かつ前記平行板伝送線路の両端部に一番近いスロットから１／４波長離した位置で前記平行板伝送線路の両端部が短絡されていることを特徴とするアンテナ。
【請求項１４】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、特定方向に伝送する前記平行板伝送線路において、前記平行板伝送線路の伝送電界に位相差βｌ＝９０°を設け、前記平行板伝送線路の上面あるいは下面の同一金属面に、前記平行板伝送線路に対し所定の角度で傾斜させたスロットをハ字状に対向配置することで円偏波を放射させることを特徴とするアンテナ。
【請求項１５】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記平行板伝送線路の短絡部とスロットまでの長さを約１／４波長とし、スロットの共振部のリアクタンス変化がインダクタンスからキャパシタンスに連続して変わる特性を利用して、平行板伝送線路の急激な周波数特性を緩和し周波数特性を広帯域になるようにすることを特徴とするアンテナ。
【請求項１６】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記平行板伝送線路において、複数の周波数特性と共振特性を持つ複数スロットを同一の金属面に形成したリベットウィング形の放射素子を構成することにより、多周波の信号に対応する多目的アンテナを構成することを特徴とするアンテナ。
【請求項１７】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記スロット長や前記平行板伝送線路の線路長を短くし、線路をインダクティブとしたり、幅を狭くすることによって抵抗値を変えることによりＩＣや給電部の整合を取るようにすることを特徴とするアンテナ。
【請求項１８】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記スロットの端部を短縮するために、Ｚｉｇ−Ｚａｇ形、波形、コ字形、Ｈ形の構造の前記スロットを形成することを特徴とするアンテナ。
【請求項１９】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記平行板伝送線路の線路長を短くするため、前記平行板伝送線路の途中で折り曲げることを特徴とするアンテナ。
【請求項２０】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、スロットアンテナを備え平行板伝送線路を短くした際の放射面効率の低下を補うため、前記平行板伝送線路の端部あるいは放射面の端部に棒状のアンテナを追加し、空中にあるときは棒状アンテナで放射効率を上げ、金属面に載せたときは当該金属面に接触して流れる金属面電流により放射効率を上げる複合アンテナとすることを特徴とするアンテナ。
【請求項２１】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記スロットやスリットを備える前記平行板伝送線路において前記平行板伝送線路を短くする際の放射面効率の低下を防ぐため、前記万能スロットアンテナの金属面と前記万能スロットアンテナを載置する金属面との間の導通を誘電体によるキャパシティブショートや電界を励振することによりインピーダンスを制御し直接導通を行ったり必要な伝送線路を確保することを特徴とするアンテナ。
【請求項２２】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、金属面を有する被装着体（携帯電話、スマートフォン、ｉＰａｄ、ＰＣ、情報端末、携帯ＴＶ、カメラ等）の背面や底面の金属面に取付けられることを特徴とするアンテナ。
【請求項２３】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、機器の金属シャーシの一部を利用してスロットあるいはスリットとし、これをアンテナとすることにより、機器内に収容されている電子回路の特徴を機器外部に送受信することを特徴とするアンテナ。
【請求項２４】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記給電部にはアンテナに給電する代わりにＩＣを取付け、ＩＣカードやＩＣタグとして用いることを特徴とするアンテナ。
【請求項２５】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、３枚対向配置された前記金属面に夫々スロットやスリットが形成された際、中間の前記スロットやスリットに給電部が接続されることを特徴とするアンテナ。
【請求項２６】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、前記平行板伝送線路の側面に電界や磁界を検出する検出アンテナを備え、側面から漏洩する電磁界を検出することにより含まれる信号を検出することを特徴とするアンテナ。
【請求項２７】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナであって、可撓性であり、折曲げ自在とし、対象物に巻きつけることを特徴とするアンテナ。
【請求項２８】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のアンテナが、金属機器、運搬物、車両、航空機、水分を含む物等に装着され、通信や管理を行うことを特徴とするアンテナによる通信管理システム。
【請求項２９】
請求項１乃至９記載のいずれか１項に記載のアンテナで検知した信号を、ネットワークを介してコンピュータやサーバにアクセスし、管理や制御を行なうことを特徴とするアンテナを用いた通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＶＨＦ、ＵＨＦ、ＳＨＦ帯の通信アンテナ等の分野で使用される電波形のアンテナで、特に金属体や水分のある物体に取付ける平板状のアンテナで、薄く小型のアンテナから箱型のアンテナ構造を有するアンテナ、それを用いた通信管理システム及び通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話やタブレット携帯端末、あるいはＩＣカードやＲＦＩＤタグ等に利用されているＶＨＦ、ＵＨＦ、ＳＨＦ帯の通信において、棒状のダイポールアンテナ，プリントアンテナ，パッチアンテナ，磁性体アンテナ、１／４波長スロットアンテナ等が一般に用いられている。また金属面に、１／２波長のスリット部を切ったスロットアンテナも一般的である。これらのアンテナは金属面の直ぐそばや、金属面に貼り付けて使用すると放射が低下したり、アンテナ自身の能率が悪くなったりする。そのため、金属面の影響をなくすため金属面から離して使用する例が多い。
【０００３】
ダイポールアンテナもスロットアンテナもこの点から云うと同様な弱点を持つが、決定的に異なることが、ダイポールアンテナの場合は棒の周囲に対し３６０°対称的に同じ条件となるが、スロットアンテナの場合は上面と下面が金属面で完全に分離されていることである。これらの特徴を利用し、または電流および電界も利用して励振電界が他から影響を受けず、放射面自体が金属面で構成され、この金属面にスロット部の放射面が構成され、スロット長が約半波長の長さで共振を発生させ、スロット部に強い電界を発生させることができ、金属面に誘起電圧が発生したことによる電流を流し、この金属面電流を利用できるため、金属面自体をアンテナの一部として利用できることである。
【０００４】
また、先行技術として、つぎのような技術や特許出願がなされている。
【０００５】
スロット部にＩＣが取付けられ、その間に誘電体を挟んだ金属板が取付けられた金属対応のアンテナもあるが、金属面の影響から逃げられず金属面から離すため厚い誘電体としたものもある。また下方金属面の影響をなくすように片端を短絡したものもあるが、スロット部に近い部分を開放しているため、下方金属面の影響を取除くことができていない。一方金属面がない場合、スロット部の放射のための電流線路が短く、片方のみの放射となり電界の励振にも不都合となっている。受信の場合で考えると、到来波による到来電界の誘起電圧も小さくなり、従ってスロット部の励振電圧も低くなる。インピーダンスの高い１／４波長スロットの金属対応のスロットアンテナ等もあるが、整合と放射能率等の問題がある。
【０００６】
また、導電性アンテナと磁性体アンテナとの組み合わせを行ったアンテナもあるが、構成が複雑になるだけである。
【０００７】
スロット部とダイポールの組み合わせアンテナ、導波管形空洞アンテナにスロット部を切った構造や、金属対応ではないが半波長スロットや１／４波長スロット等の一般のスロットアンテナの多数の特許出願がなされている。また、帯状アンテナも特許出願がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１４５１２６号公報
【特許文献２】特開２００５−２１８０４８号公報
【特許文献３】特開２００６−１１４９８２号公報
【特許文献４】特開２００５−２０３８２９号公報
【特許文献５】特開２００９−０１７２８２号公報
【特許文献６】特開２０１０−１０９６９２号公報
【特許文献７】特開２００９−１６４１４５号公報
【特許文献８】特開２００９−２５１９７４号公報
【特許文献９】特開２００８−１２３２２２号公報
【特許文献１０】特開２００７−２７２２６４号公報
【特許文献１１】特表２００９−５４０７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
金属箔や金属板等で形成された金属面に直接スロット部あるいはダイポールスロット部（総称して「スロット」という）を切り、これをアンテナとして利用できる構造や、動物や金属体に直接アンテナを取付ける構造、或いは金属面や人体が傍にあってアンテナと接触したとしてもその影響を受けず逆に金属面や人体を積極的に利用する構造のアンテナが求められている。
【００１０】
また、スロット部の形状を金属面の大きさや形に合わせて構成し、放射を制御することができれば理想的であり、また背後に金属面があるにも拘らずその影響を受けず、かつ金属がなくとも動作することができるように構成できれば、どんな物体にも取付けることが可能なスロットアンテナが実現できる。
【００１１】
スロットアンテナ自体は送信と受信両方に利用できるので、これにＩＣを乗せるとスロット部で受信した電力と信号とでＩＣを動作させ、更にＩＣの信号を再送信することが可能な、いわゆるパッシブ形のＩＣタグあるいはＲＦＩＤの構成が可能である。ＩＣに電圧を供給するアクティブ形のＩＣタグあるいはＲＦＩＤの構成も可能であり、アクティブＩＣタグのアンテナのように、常にＩＣに電力が供給される場合には、スロットアンテナの放射特性により通信距離を延ばすことができるので、応用範囲を広げることが可能となる。これはスロットアンテナの使い方の問題であり、両方の目的に利用できる金属面で構成できれば、アンテナ自体の性能に影響を及ぼすことはない。
【００１２】
また、アンテナ本体の形状や小形化や薄形化も本発明の目的の一つであるが、単に小形化、薄形化を行ってだけではアンテナとしては動作しなくなる。
【００１３】
本発明は、金属面に直接取付けても動作する場合と、金属面があっても影響を受けない方式を取り、かつ放射効率が良く薄型、小型のアンテナが構成できる対策を講じて、航空機、自動車等のアンテナや、薄型化、小型化、軽量化を進め、ＰＣやスマートフォンを含む携帯電話、タブレット型の携帯端末等の金属体や金属板を持つ機器や物体に取付けられ、機器の金属に影響を受けず通信が可能となるアンテナである万能スロットアンテナ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｌｏｔ  Ａｎｔｅｎｎａ：ＵＳＡ）とこれを用いた通信システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｌｏｔ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＵＳＡＣＳ）により上記課題を解決することを目的とする。
【００１４】
更に本発明は、金属、水、人間等の動物にも用いられ、勿論、他から妨害を受けず何処にでも用いることができるアンテナ、それを用いた通信管理システム、通信システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上述の目的を達成するため、以下（１）〜（５）の構成を備えるものである。
【００１６】
（１）複数の金属面が対向配置され、且つ前記複数の金属面の間に所定の厚みの絶縁体を挟み込むことで前記複数の金属面で平行板伝送線路を構成し、
前記複数の金属面の任意の金属面に約１／２波長のスロット長を有するスロットや適当な長さのＨ形、コの字形となる開放部が切抜かれ、
前記スロットやスリットに対し前記伝送線路の給電部で下方のインピーダンスで無限大インピーダンスとなるように、前記複数の金属面の両端部が短絡金属面で短絡され、更に前記スロットの所定の位置に給電線を接続する給電部を有することを特徴とするアンテナ。
【００１７】
（２）複数の金属面が対向配置され、且つ前記複数の金属面の間に所定の厚みの絶縁体を挟み込むことで前記複数の金属面で平行板伝送線路を構成し、
前記複数の金属面の任意の金属面に１／２波長のスロット長を有するスロットや適当な長さのスリットが切抜かれ、更に前記スロットの所定の位置に給電線を接続する給電部を有し、
前記スロットに対して、他の前記金属面の平行板伝送線路が無限大のインピーダンスとなるように配置されることを特徴とするアンテナ。
【００１８】
（３）複数の金属面が対向配置され、且つ前記複数の金属面の間に所定の厚みの絶縁体を挟み込むことで前記複数の金属面で平行板伝送線路を構成し、
前記複数の金属面の任意の金属面に１／４波長のスロット長を有するスロットや適当な長さのスリットが切抜かれ、前記スロットに対し前記伝送線路の両端で無限大インピーダンスとなるように、前記複数の金属面の両端部が短絡金属面で短絡され、更に前記スロットの所定の位置に給電線を接続する給電部を有することを特徴とするアンテナ。
【００１９】
（４）前記（１）乃至（３）のいずれか１項に記載のアンテナが、金属機器、運搬物、車両、航空機、水分を含む物等に装着され、通信や管理を行うことを特徴とするアンテナによる通信管理システム。
【００２０】
（５）前記（１）乃至（３）記載のいずれか１項に記載のアンテナで検知した信号を、ネットワークを介してコンピュータやサーバにアクセスし、管理や制御を行なうことを特徴とするアンテナを用いた通信システム。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の万能スロットアンテナとその応用および通信管理システムでは、放射効率の良いスロットアンテナあるいはスロットダイポールアンテナを構成し、かつ単独の金属面または対向配置された複数の金属面に複数スロットを形成し、伝送線路に近接する金属板の影響を取除く構造を講じることで、アンテナ自体の薄型化を行ってもその影響が出ないように伝送線路に定在波型の構成を構築して、伝送線路や周囲の影響を抑える無限大インピーダンス状態を作ることにより通信感度を高く構築できるようにしている。この通信感度の良いスロットアンテナを構成できれば、その応用としてＩＣを備えたＩＣタグやＩＣカード、ＲＦＩＤ等を作ることもできる。
【００２２】
本発明は、金属面に直接取付けても、金属面が近傍にあっても影響を受けない方式を取り、かつ放射効率が良く薄型で小型のスロットアンテナを構成できる対策を講じて、航空機、自動車等のアンテナや、薄型化、小型化、軽量化を進め、ＰＣ、スマートフォン等の携帯電話、タブレット端末等の金属体や金属板を持つ機器や物体に取付けられ、機器の金属に影響を受けず通信が可能となる万能スロットアンテナ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｌｏｔ  Ａｎｔｅｎｎａ：ＵＳＡ）とこれを用いた通信システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｌｏｔ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＵＳＡＣＳ）を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】半波長ダイポールアンテナと、半波長および１／４波長スロットアンテナを比較するための図
【図２−１】平面金属面のほぼ中央部に切られたスロットとスロットダイポールアンテナの給電部が取付けられている場合とスロット部の片面にλｅ／４線路が接続されている例を示す第１の図
【図２−２】平面金属面のほぼ中央部に切られたスロットとスロットダイポールアンテナの給電部が取付けられている場合とスロット部の片面にλｅ／４線路が接続されている例を示す第２の図
【図３】金属面のスロット部に同軸線路で給電し給電部の整合回路で、スロット部に給電線と整合させるための方法を示す図
【図４】金属面をスロットアンテナとするための放射面と、他の一方の面を平行板線路による給電部無限大インピーダンスとするための金属面の裏面による伝送線路を設けた場合、伝送線路の特性を兼ねた金属対象物遮蔽回路とする為の無限大線路方式を示す図と、合成による広帯域化特性を示す図
【図５】放射面両側に片側伝送線路と両側伝送線路の説明図
【図６】スロットあるいは線路の太さ部のリアクタンス成分を制御するための説明図
【図７】平行板伝送線路幅を小さくする方法と、スロットによる電界分布と伝送線路の電界分布等の原理を示す説明図
【図８−１】スロットの励振方法と電界と励振電流と、伝送線路電流の説明と上下金属面伝送線路の利用方法と給電部の設置場所と、上下金属面のスロットや開放端分離線路等の第１の説明図
【図８−２】スロットの励振方法と電界と励振電流と、伝送線路電流の説明と上下金属面伝送線路の利用方法と給電部の設置場所と、上下金属面のスロットや開放端分離線路等の第２の説明図
【図９】スロット部の各種の形状を示す図
【図１０】２面スロット構造の説明図
【図１１−１】多層スロット構造の第１の説明図
【図１１−２】多層スロット構造の第２の説明図
【図１２】カードのように、ある長さが定められた場合の線路の幅や長さを縮めるための説明図と実施方法を示す図
【図１３】２つ折にして小形化したスロットアンテナの例を示す図
【図１４−１】実用小型化するための方法や励振電流や伝送線路が短くなるのを補う方法を示す第１の図
【図１４−２】実用小型化するための方法や励振電流や伝送線路が短くなるのを補う方法を示す第２の図
【図１５】金属面に万能スロットアンテナを取付ける方法を示す図
【図１６−１】スロット部を２個以上同一金属面に配列した場合の例を示す第１の図
【図１６−２】スロット部を２個以上同一金属面に配列した場合の例を示す第２の図
【図１６−３】スロット部を２個以上同一金属面に配列した場合の例を示す第３の図
【図１７】本実施例の万能スロットアンテナを携帯電話やタブレットに用いた場合を示す図
【図１８】本実施例の万能スロットアンテナをＰＣやタブレットに用いた場合を示す図
【図１９】本実施例の万能スロットアンテナをカメラに用いた場合を示す図
【図２０】多段アンテナの説明図
【図２１】ダイポールによる多段アンテナの説明図
【図２２】本実施例の万能スロットアンテナを、送受信用アンテナ用いてその信号をサーバで管理する通信システムの説明図
【図２３】本実施例の万能スロットアンテナを車輌や飛行機の部品や固体の管理に用いた場合の説明図
【図２４】本実施例の万能スロットアンテナを動物の管理に用いた場合の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００２５】
本発明の万能スロットアンテナとその応用および通信システムの具体例を示す図面によって説明する。尚、文中では寸法の基準は、空間波長λ或いは電気長（λｅ）で示す。
【００２６】
図１に通常のダイポールアンテナと、スロットアンテナとの比較を示す。
【００２７】
図１（ａ）はダイポールアンテナの例を示し、図１（ｂ）はスロットアンテナの例を示す。図中のＥは電界、Ｈは磁界を表わし、ダイポールアンテナとスロットアンテナとは相補の関係にあり、両アンテナに生じる電界Ｅと磁界Ｈも同様に相補の関係を示すというのがバビネ（Ｂａｂｉｎｅｔ）の定理である。
【００２８】
金属面Ｍｓに切られたスロット２は中空構造で、スロット２のスロット幅ωはダイポールの直径２ρの２倍と等価、即ちω＝４ρの相補の関係にあり、ダイポール長ｌと、スロット長ｌとも同じく相補の関係にある。特にダイポールアンテナのインピーダンス特性の金属面の大きさは理論的には無限であるが、実際には有限長となり、このため流れる電流が影響を受ける。このため、厳密には指向性も多少異なる。
【００２９】
尚、図中において金属面Ｍｓで構成される電流線路は、スロット２に対して直角方向に流れる電流Ｉと同じＸ軸方向に電流線路が形成され、その電流線路の線路長を２Ｘ１（±Ｘ１）、Ｙ軸方向の金属面Ｍｓの幅を伝送線路の幅Ｗとして説明する。電磁波は、アンテナの金属線や金属面で構成される伝送線線路に沿って伝搬して電界Ｅが発生し、かつＹ軸方向に磁界Ｈが発生することで放射及び受信が行なわれる。
【００３０】
図１（ｃ）は、良く知られている無限に細い線（半径ρ≒０）でダイポールの長さが半波長λ／２のダイポールアンテナで、その入力インピーダンスＺＤ＝７３＋ｊ４２．５Ωとなることが知られている。これに対し、図１（ｄ）には相補の関係にあるスロットアンテナの入力インピーダンスＺＳを示している。
【００３１】
図１（ｄ）のスロットアンテナは、図１（ｃ）に示すダイポールアンテナに対応して、無限に細いスロット幅ω＝４ρ＝０となり、この場合の入力インピーダンスはＺＳ＝３６４−ｊ２１２Ωとなる。このスロットアンテナとダイポールアンテナの入力インピーダンスの関係は、相補の関係を示すバビネの定理による。光または電波の自由空間の伝播速度ＶＣとすると、特性インピーダンスＺＣはつぎのように表わされ、計算することができる。
【００３２】
2014127751.tif 000003
2014127751.tif 000004
2014127751.tif 000005
となり、ダイポールアンテナに比べてスロットアンテナの入力インピーダンスＺＳの方が、放射抵抗成分ＲＳが３６４Ωと高くなり、またリアクタンス成分ＸＳはキャパシティブになり、かつ２１２Ωと高い値を示すことになる。
【００３３】
特にスロット２の中心部では、ダイポールアンテナに比べて放射抵抗成分ＲＳが高すぎるため、給電を行う場合はインピーダンス変換を行うようなトランスフォーマ部（整合回路）を用いるか、後に述べるスロット２の端に給電部の取付位置を定めるなどして、伝送線路の構造やその入力インピーダンスＺｓや給電部３の取付位置を考慮した構成にしなければならない。スリットの構造で端部から１／４波長の点で電圧最大、電流最少となる反共振点に近いため、高抵抗になることは容易に想像される。
【００３４】
しかし、実際のダイポールアンテナでは、各エレメントの長さを厳密に１／２波長とすると、インピーダンスが誘導性（正の虚数成分）を持つことで給電線とのインピーダンス整合が難しくなるため、数％短縮することでインピーダンスを純抵抗成分にして整合する構成のダイポールアンテナを用いるのが一般的である。その際の各エレメントの長さを短縮する比率を短縮率としている。
【００３５】
図１（ｅ）に示す具体例として、半波長（λ／２）より少し短め（ｌ＝０．４７５λ）のダイポールアンテナでは、ダイポールアンテナの入力インピーダンスはＺＤ＝６７＋ｊ０Ωとなり、アンテナ自体は放射抵抗成分（ＲＤ＝６７Ω）のみとなり共振状態となるっている。この時のダイポールアンテナの直径２ρとすると２ρ＝λ／１００＝０．０１λで、ρ＝λ／２００＝０．００５λとなる。
【００３６】
図１（ｆ）は、図１（ｅ）に示すダイポールアンテナと相似の関係にあるスロットアンテナの場合を示し、共振状態ではリアクタンス成分は零であるので抵抗成分Ｒｓのみとなり、入力インピーダンスＺＳ＝５３０Ωと高い抵抗値となる。このことからスロットアンテナの場合、ダイポールアンテナに比べ高いインピーダンス特性を示すことになるので、給電部３（一般的には５０Ω同軸ケーブル）との整合は１０：１に近いインピーダンス整合を考慮する必要があり、給電を行う場合はインピーダンス変換を行うトランスフォーマ部を用いなければならない場合がある。また、スロットアンテナのスロット幅ωはω＝４ρとなり、４ρ＝４λ／２００＝０．０２λでスロット幅ωはダイポールアンテナの半径ρの４倍となっている。
【００３７】
以上には同じ状況に置かれた際、周囲の影響を受け難い金属面Ｍｓで構成されたスロットアンテナと、周囲の影響（特に金属面や水の影響）を受け易いダイポールアンテナについて、その電界Ｅ、磁界Ｈ、インピーダンス特性の違いや、動作モードの違いを説明した。
【００３８】
つぎに図１（ｇ）は、エレメントが一本のモノポールアンテナに対して相似の関係にあるＵ字状の開放口（ＯＭ）が形成されたハーフサイズスロットアンテナについて説明する。スロットアンテナの伝送線路を半分にしたハーフサイズの場合、１／２波長スロットの半分にした構造となるので、入力インピーダンスＺＳｈはλ／２半波長スロットに比べ２倍の入力インピーダンスＺＳｈ＝２４０π／ＺＤ＝２ＺＳ（約１０００Ω）となることが知られている。
【００３９】
１／４波長伝送線路を用いるときは、後述する図１０（ｃ）や図１１（ｇ）に示すように、伝送線路の幅Ｗを更に小さくすることができる点は有利であるが、スロット２のインピーダンスが高くなる分、伝送線路の１／４波長（λ／４）による見かけ上の入力インピーダンスも高くしなければならない。然し乍ら、後述する図４（ｄ）のグラフに示すように、１／４波長（０．５ｔａｎθ）の伝送線路の高インピーダンスの範囲（θ＝９０°前後）はかなり狭くなるため実現し難くなっている。
【００４０】
この問題を解決するため、本発明では図１（ｇ）に示すようなスロット片方の金属面（Ｗ／２）を切り離してスロット２をＵ字状の開放口（ＯＭ）を設けた構造とし、更に電流を遮断する方法をとっている。このＵ字状の開放口（ＯＭ）の構成は、通常のスロットアンテナの金属面Ｍｓに対し垂直方向の２方向への放射に加えて、Ｕ字状の開放口（ＯＭ）の方向、即ち金属面Ｍｓに対し水平方向への放射もおこなえる三方向の放射特性を有している。この方法は、後に述べるスロットアンテナを重ね合わせの場合に特に有効な方法となる。
【００４１】
つぎに使用周波数については多種帯域に亘るが、現在最もよく使用されている周波数は、ＵＨＦ帯の９００ＭＨｚ帯（波長約３３３ｍｍ、１／２波長１６６ｍｍ）、９２０ＭＨｚ帯（波長約３２６ｍｍ、１／２波長１６３ｍｍ）、１６００ＭＨｚ帯（波長約１８７ｍｍ、１／２波長９０ｍｍ）、１８００ＭＨｚ（波長約１６６ｍｍ、１／２波長８３ｍｍ）、２．４５ＧＨｚ帯（波長１２２．４ｍｍ、１／２波長６１．２ｍｍ）、５．７ＧＨｚ帯（波長５２．６ｍｍ、１／２波長２６．３ｍｍ）、５００〜７００ＭＨｚ帯（波長６００〜４２９ｍｍ、１／２波長３００〜２１５ｍｍ）使用周波数により波長λが短くなったり長くなったりする。
【００４２】
そのため本実施例では、アンテナの大きさを分かり易くするために、周波数ｆ＝９２０ＭＨｚ帯（波長３２６ｍｍ）、主に７００ＭＨｚ帯（波長４２９ｍｍ）、１６００ＭＨｚ帯（波長１８７ｍｍ）、２．４５ＧＨｚ帯（波長１２２．４ｍｍ）の場合を例にとって説明することにする。
【００４３】
万能スロットアンテナを構成するスロット２のスロット長ｌ、スロット幅ω、並びに後述する整合回路、伝送線路の線路長、周波数による線路長の構成は波長λの函数となり、万能スロットアンテナの大きさや絶縁体を挟み込む厚み等も変わってくる。特に厚み（伝送線路の高さｈ）については、後に述べるように伝送線路の特性インピーダンスと関係する周波数とは無関係となるようにみえるが、スロット長ｌの制御、伝送線路の幅Ｗ等とも関係するため、実際の構成としては小形化、薄形化のための重要なファクターとなる。
【００４４】
一般的には周波数が高くなり波長λが短くなると、波長λに比例して小形化が進み、後述する伝送線路の特性インピーダンスを定める伝送線路の幅Ｗや、伝送線路の高さｈ（挟み込まれる絶縁体の厚み）との比τ＝Ｗ／ｈが主要ファクターとなる。例えば、特性インピーダンスＺＯが同じなら伝送線路の幅Ｗが１／２となれば伝送線路の高さｈも１／２となり薄くすることが可能で、特性インピーダンスを一定とすることができ、波長λと同様に相似の関係がなりたつことが分かる。
【００４５】
また、後述する絶縁体として挟み込まれる磁性体により、伝送線路の特性インピーダンス
2014127751.tif 000006
を増大させ、伝送線路を薄く幅も狭く構成し、かつ、短縮率
2014127751.tif 000007
もかかって更に短縮することができる。
【００４６】
つぎに給電方法について、金属面Ｍ１のスロット２に直接、あるいは間接に同じ給電線（一般的には５０Ω同軸ケーブル）を接続することにより、万能スロットアンテナとして機能させる方法を図２で説明する。
【００４７】
スロット２のスロット長ｌが共振状態とするためには、図１で説明した半波長（λ／２）より短いほぼｌ＝０．４７５λとするのが基本となるが、実際には伝送線路のリアクタンス成分も並列に入るため、線路長２Ｘ１の長さ調整や整合回路の付加により、インピーダンス整合がとれるように適切に定める必要がある。またスロット長ｌには短縮率がかかったり、後に述べるようにローディングを行ったり、スロット２を曲げたりしてＹ軸方向のスロット２の長さを１／２〜１／１０程度に短縮しＸ方向の長さを長くする場合もあり、実際のスロット長ｌの設定は難しい。従って図中では説明を簡単にするために、スロット長ｌ≒λ／２＝０．５λ（半波長）として説明を行なう。スロット２のスロット幅ωは先にも述べたように、ω＝２ρ（相似の関係にあるダイポールアンテナの直径）としている。短縮率についてはＰＥ、テフロン（登録商標）等の場合約０．６６倍としている。
【００４８】
＜スロットアンテナ給電部の取付け方法＞
図２（ａ）の斜視図は給電部３，３′の取付け位置を示し、金属面Ｍ１に形成されたスロット長ｌ、スロット幅ωのスロット２の所定の位置に、給電線（５０Ω同軸ケーブル：Ｃｏ−ａｘ．Ｃ）がスロット２を跨ぐように、給電線の外部導体と内部導体を直接、あるいは間接的にスロット２の両側の給電部３，３′に接続される。スロット２を切ってある金属面Ｍ１の大きさは、金属面Ｍ１のＹ軸方向の一辺の長さである平行伝送線路の幅Ｗと、金属面Ｍ１のＸ軸方向の一辺の長さを２Ｘ１（伝送線路の線路長）とし、Ｘ軸方向の長さのほぼ中心、即ち片側の伝送線路の長さＸ１の位置にスロット２が配置されている。
【００４９】
送信の場合はＸ軸方向とスロットの両側に電流が流れ、放射電界やスロット２を励振する電界の電圧を誘起させる電流となる。従って、この伝送線路の線路長２Ｘ１もスロット２の誘起電圧を高くしたり、放射電界を励振するのに重要である。また受信の場合は到来電界Ｅにより、金属面Ｍ１の伝送線路の線路長２Ｘ１に沿って２Ｘ１・Ｅの電圧を誘起させたり、電流を流すためにはＸ軸方向に所定の線路長２Ｘ１の伝送線路が必要となる。後に述べる伝送線路ＰＴＬの長さもこの伝送線路の線路長２Ｘ１と関係する。図２（ｂ）は正面から見た図である。
【００５０】
１０００ＭＨｚ近辺ではスキンデプスが２μ程度であるので、金属面Ｍ１の厚さはそれ程大きくは影響しないが、使用する金属板あるいは金属箔では、通常厚さが０．００１〜０．１ｍｍ程度で用いることができ、実際に本実施例で金属面に用いたものは、０．０１〜０．１ｍｍのアルミニウムや銅箔を用いたラミネートフィルムである。金属面Ｍ１は、金属箔でなくても蒸着やコーティングや印刷や塗料で形成しても良く、もっと厚めの板材や他の金属板、例えば黄銅、ステンレス、鉄等による金属面を用いることができるため、金属面に用いる材料及びその厚さについては、仕様により適宜選択されるもので本発明を限定しない。
【００５１】
また、蒸着する場合は厚さ０．００１ｍｍ程度で、実用する上で可成り薄く構成できる。スキンデプスより薄くした場合、多少抵抗やロスは増えるが使用するには問題ない。給電部３がスロット２に取付けられる位置は、図中にも示すようにスロット長ｌの１／２〜１／２０程度の間に給電部３，３′を設けて給電線を接続する。給電部３について図１でも説明したように、入力インピーダンスが高いスロット２の中心部に給電線を取付ける場合は、トランスフォーマ部のようなインピーダンス変換が必要で、端部に取付ける場合は、抵抗成分の整合がされていてもリアクタンス成分が零になる共振状態にするための整合が必要となる場合もある。整合を取るためには、給電部３の抵抗とスロット２の抵抗の大きさとも関係するので、整合については後述するが、スロット長ｌ、スロット２に給電部３を取付ける位置、短絡線路長、トランスフォーマ長等の配線路の長さの調整が必要である。
【００５２】
図２（ｃ）は金属面Ｍ１に切られたスロット２から電磁波が放射される際、金属面Ｍ１を挟んで上下の両方向に対称的な放射Ｐ１，Ｐ２が行われることを示すもので、受信についても同じである。従って、この金属面Ｍ１の上方または下方、表面または裏面、どちらの方向にでもスロット２からの放射や受信が行われる伝送線路が形成されることで、スロット２に接続された給電部３，３′間には電圧が供給され、給電線（Ｃｏ−ａｘ．Ｃ）には電流が流れ、伝送線路には電力が供給される。送信の場合はスロット２を励振し、金属面Ｍ１の上下方向に電力が放射Ｐ１，Ｐ２されることを示している。図１でも説明したようにスロットの中心部における給電はインピーダンスが高くなるため、トランスフォーマを用いて５０Ωと整合させなければならない。
【００５３】
図２（ｄ）は１／２波長スロット２の下方に１／４波長の長さの金属面ＭＴを凸型に形成し、反射機能を有したトラップ構造となる平行板伝送線路を設けることにより、下方には無限大インピーダンスの伝送線路を構成し、上方のみに２倍の放射Ｐ１を行う場合を示している。上下方向に放射されていた電力は、下方への放射が反射されることで上方のみに放射されるので、上方の放射電力Ｐ１は２倍（２Ｐ１）になる。従って、この場合には、指向性を持つ代わりにアンテナ利得が２倍、３ｄＢ以上のゲインを得ることができる構成となる。このようなダイポールアンテナより、更に３ｄＢ高い利得が得られ、近接する金属面でアンテナ利得が落ちるとされていた従来のダイポールアンテナの特性からすると著しく改善された特性を示しており、マイナスファクターがプラスファクターになっていることが分かる。
【００５４】
図２（ｅ）にはＨ形スロットあるいはＨ形スロットの変形で帯状アンテナに近いアンテナの形状の実施例を示す。図２（ｅ）は同軸線路で給電する場合を示し、図２（ｆ）はＩＣタグ等に用いる場合にＩＣを接続した場合を示す。Ｈ形のスロットあるいはスリットの周辺の長さが１／２波長で、スリット長の全長が１／４波長の場合には、スロットアンテナとほぼ同じような電流が流れるが、スリットの周辺の長さが１波長で、スリットの両側を合わせた全長が１波長となり、帯状アンテナの両側の４つのスリットの全長を加えると２波長となる場合には折返しアンテナと同様な零相電流が発生するので零相電流による放射の効果やインピーダンスの逓昇の効果も現れるため、スロットアンテナとは言えなくなる。スロットの両側の電流は図８にも描いてあるようにスロットの切れ目に沿って流れる正相電流であるが全長２波長となる４辺の夫々が１／４波長のスリットを持つ。アンテナ励振の中心となる帯状アンテナの場合には両側の副線路の電流は零相電流が励振される。これは次の図２（ｇ）、（ｈ）の側路あるいは副線路による放射素子を加えた場合でも同様で更に放射が容易となる。金属面が波長やスロット長に較べて非常に大きく放射電界を十分励振できる大きさや幅がある場合には、図１や図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）直線スロットでもよいが金属幅が狭いものにスリットを切る場合には図２（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）、（ｋ）、（ｌ）のようなスロットやあるいはスリットを切り、幅が狭くても励振できる方法をとることによって十分な励振が得られる。図１（ｇ）による方法は従来から行われている。
【００５５】
図２（ｇ）、（ｈ）には、図２（ｅ）、（ｆ）のＨ形スリットの両翼に副線路を設けた場合を示す。この副線路を設けないと金属面全体が誘導的な電流となり、主線路の放射電流を阻止する方向に働く。
【００５６】
従って、第１スリットの幅は広くとる方が１８０°位相の放射の妨げとなる電流の影響を受け難い。然しながら図２（ｇ）、（ｈ）のように副線路を設けた場合には副線路には折返しアンテナと同じように零相電流が流れ、放射アンテナの電流と同相となるため、主線路の放射を助けることになる。
【００５７】
図２（ｇ）の場合には、同軸ケーブルで給電する場合を示し、図２（ｈ）の場合にはＩＣチップを接続している場合を示す。
【００５８】
図２（ｉ）、（ｊ）にはコの字形スロットすなわちＨ形スロットの片側のみのスロットの場合を示す。
【００５９】
片側のみであるので１／４波長のスリットが両側に付くだけでスリット長は１／２波長、スリット周囲長は直線スロットの場合と同じで１波長となる。
【００６０】
図２（ｉ）は同軸ケーブルで給電している場合で、図２（ｊ）はＩＣを取り付けている場合を示す。
【００６１】
図２（ｋ）、（ｌ）は、Ｔ形スロットあるいはＴ形スリットの場合を示す。
【００６２】
図１（ｇ）の１／４波長スリットは上がオープンとなるため上部の金属の妨害を受けないが金属面内にスリットを設ける場合には無限大インピーダンスの開放端と同じように高インピーダンスとなるため、両側に１／４波長のスリットによるチョークを設け無限大インピーダンスによる開放端と同様な効果を発生させている場合を示す。図２（ｋ）は同軸ケーブルで励振する場合、図２（ｌ）はＩＣを取り付けた場合を示す。
【００６３】
図２（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）、（ｋ）、（ｌ）の実施例は特に幅の狭い金属板のとき有効で、後に述べる下方に金属面Ｍ２を用いる平行板伝送路においては細い帯状アンテナによる薄形アンテナを構成する場合には後に述べるように金属帯Ｗと平行板厚ｈとの比τ＝Ｗ／ｈを小さくすることができ、従って線路の特性抵抗Ｚ０を大きくすることに役立つため、Ｈ形スロット、コ字スロット、Ｔ字スロット等は有効である。
【００６４】
これらの帯状スロットは単一面Ｍ１でも用いられるし、上面の金属面Ｍ１と線路の両端Ｍ３、Ｍ４で短絡されて接続される下面金属面Ｍ２による平行板２線による金属面の金属体対応の平行板線路アンテナとして用いることもできる。
【００６５】
つぎに、図３に示すスロットアンテナに給電部３を取りつける際、整合回路の配線の長さにより整合を取る方法の例を述べる。但し、整合回路のインダクタンスＬやキャパシタンスＣによる補正については図６で後述する。
【００６６】
図３（ａ），（ｃ）は金属面Ｍ１にスロット２が切られている断面図である。スロット２の給電部の切り欠きの一部を立ち上げ、基板４のくいこみ接続端子５，５′と接触させ、かしめることで抜けないように突起部１１，１１′を固定する構造で、スロット２と同軸ケーブルの給電部３や整合回路（Ｍａｔｃｈｉｎｇ  Ｃｉｒｕｉｔ）を乗せた基板４の接続端子５，５′と金属面Ｍ１を接続する方法を示す。金属面Ｍ１と基板４の接続端子５，５′との接続はリベット等で止めることも可能であるが、異種金属の接触の場合、金属電位差による電触が発生するため、接触不良を発生しないような金属を使わなければならない。例えば、真鍮は鉄、アルミニウムに対しても比較的安定である。金属面Ｍ１に鉄板を用いてスロット２を切る場合は、切った後にメッキ等の処理をして防錆処理を施す方が長期利用に耐える。
【００６７】
図３（ｂ），（ｄ）は基板４を上から見た図である。金属面Ｍ１に設けられた給電部、即ち突起部１１と１１′により基板４の接続端子５，５′とが、かしめ圧着や半田付けや導電塗料等により接続され、基板４の端子５，５′と給電部３が取付けられた端子７，７′を接続する線路６，６′がインピーダンス変換回路（トランスフォーマ部）として働くようにλ／４波長（例として９２０ＭＨｚでは約８２ｍｍ短縮率がかかると約５４ｍｍになる）で形成され、端子７，７′間に接続されたＵ−ｂａｌｕｎの同軸ケーブルによる平衡変換では２００Ωとなるので、インピーダンス変換回路（トランスフォーマ部）の特性インピーダンスＺＴは、
2014127751.tif 000008
であるので、両側の線路６と線路６′とに分けて考え、半分の特性インピーダンス１６２．８Ωの線路６及び線路６′のインピーダンス変換回路（トランスフォーマ部）を介して接続されるとスロット部２の入力インピーダンスＺＳ＝５３０Ω（ＺＳｈ１０６０Ω）が給電部３で５０Ω（片側では２５Ω）に変換されて給電線（５０Ω同軸ケーブル）とのインピーダンス整合を取ることができる。
【００６８】
周波数７００ＭＨｚでは波長は４２８ｍｍ、１／４波長は１０７ｍｍ、短縮率がかかると７０ｍｍ、１６００ＭＨｚでは波長は１８７ｍｍ、１／４波長は４６．８ｍｍ、短縮率がかかると３１ｍｍ、２．４５ＧＨｚでは波長は１２２ｍｍ、１／４波長は３０．６ｍｍ、短縮率がかかると２０．２ｍｍとなる。短縮率は約０．６６倍で更に小さくすることができる。
【００６９】
以上はフルサイズのスロット２で説明したが、ハーフサイズ（λ／２波長）のスロット２、即ち約１／４波長（λ／４）のスロット２の場合には、先に述べたように２倍の入力インピーダンスＺＳｈ＝２ＺＳとなるので、この特性インピーダンスの変換については、
2014127751.tif 000009
で、共振状態で平衡長アンテナの純抵抗成分が５３０Ωの場合、１／４波長の入力インピーダンスＺＳｈは１０６０Ωであるので、ハーフサイズ（λ／２波長）の特性インピーダンスは、ＺＴｈ＝２３０Ω、ＺＴｈｈ＝１１５Ωとなる。
【００７０】
即ち、Ｕ−ｂａｌｕｎにより２００Ωに変換されているので１／４波長トランスフォーマの場合、一方のインピーダンスが５３０Ωで他方が２００Ωのときは、トランスフォーマ部の特性インピーダンスＺＴは
2014127751.tif 000010
となり、線路を２分割しているので、更に半分ずつ、即ち１６３Ωのストリップラインで構成すれば給電線とスロット２が整合される。給電線の入力インピーダンスが５０Ω同軸ケーブル（Ｃｏ−ａｘ．Ｃ）でなければ、その値に合わせた幾何平均のトランスフォーマ部を形成し特性インピーダンスを合わせればよい。
【００７１】
図３（ｂ）はコ字形の弯曲回路を示しているが、Ｚｉｇ−Ｚａｇ形でも任意の形状で１／４波長１段や１／２波長２段のインピーダンス変換回路を構成すればよい。トランスフォーマ部は、左右対称な平衡線路構成になっている。また、図３（ｃ）、図３（ｄ）に示すように、トランスフォーマ部を片方のみの不平衡線路構成としても良いが、これは通常の技術であり説明は省略する。
【００７２】
また、給電部３を接続する際にキャパシタンスを内蔵する場合には、スロット２のスロット長ｌで調整することが可能で、スロット長ｌを短くすると特性インピーダンスはインダクティブとなりキャパシタンスを解消できる。また、基板４にインダクタンスＬやキャパシタンスＣを追加することもできる。
【００７３】
つぎにもう一つの発明で、スロットアンテナの裏面を伝送線路で覆い、放射を一方向のみに制限し、かつ他の金属面や水や妨害物が近くにあっても影響を受けない構成で、複数の金属面を対向配置した構造を有する１／２波長の万能スロットアンテナについて、新な実施例で説明する。
【００７４】
図４は複数の金属面を対向配置した万能アンテナの基本構成を示すものである。スロット２が形成された金属面Ｍ１に平行なもう一つの金属面Ｍ２を対向配置して金属面Ｍ１，Ｍ２の間に絶縁体シート１０挟み込み、更に金属面Ｍ２がスロット２を形成された金属面Ｍ１に極めて近づけて配置されていても、スロット２の電界を零にしない無限大インピーダンスを提供するようにスロット２のＸ軸方向に対向する両端部を金属面Ｍ３，Ｍ４で短絡した定在波型の伝送線路の構成を示している。
【００７５】
金属面Ｍ２は機能的にもスロット２からの放射を妨害せず、図２（ｄ）に示した凸型のトラップ構造と同じく、放射が一方向になるためにアンテナ利得が一般のダイポールアンテナを用いた場合より金属面Ｍ２の反射効果で３〜４ｄＢ上昇し、且つ別の金属面上に置いても金属面の影響により放射電磁界が零となったり、人体、動物、水等の影響により放射電磁界が零となったりする外部環境による影響を、まったく受けない特別なアンテナ構成を作る場合を示している。更にスロット２の両側は、金属面Ｍ１，Ｍ２で端部を短絡して定在波型の伝送線路を構成し、平衡（均等）に電界を励振するための短絡面となる金属面Ｍ３，Ｍ４を振り分けて配置している。
【００７６】
図４（ａ）は万能アンテナの構成で、上面の金属面Ｍ１にはＸ軸方向の長さ２Ｘ、伝送線路の幅Ｗからなる金属面Ｍ１のほぼ中心（長さＸの位置）にスロット２のスロット長ｌが約半波長（λ／２）の長さに切られ、当該金属面Ｍ１の下面に当接して配置した絶縁体シート１０として、例えばポリエチレン、ＰＥＴ、テフロン（登録商標）、ポリプロピレン、ガラエポ等の誘電体シート、あるいは磁性体シートを挟み込み、更に絶縁体シート１０の下面に当接してもう一枚の金属面Ｍ２が平行に対向配置されている構成である。
【００７７】
金属面Ｍ１，Ｍ２の間に挟み込まれる絶縁体シート１０の厚みｈは、０．１〜１０ｍｍ程度であるが、平行板線路の特性インピーダンスＺＯに関係する影響が大きいので、あまり薄くすることはできない。実際の試作で金属面Ｍ１，Ｍ２の間に挟み込まれる絶縁体シート１０は、０．２〜３ｍｍの厚みのＰＥ（ポリエチレン）やテフロン（登録商標）を用いた。
【００７８】
平行板線路を形成する金属面Ｍ１，Ｍ２の両端は、１／４波長の奇数倍の位置（±Ｘ）で金属面Ｍ３，Ｍ４で短絡されており、従ってＸ軸方向の電界や磁界は端部が開放形と異なり遮蔽されているため外に漏れることはない。また外部の状況に影響もされることはなく放射面もスリット両側の金属部によりＺ軸方向に効率よく放射し、以下に述べるスロット放射点における下方インピーダンスを理想的に無限大にすることができる。
【００７９】
尚、両端の短絡路は金属面Ｍ３，Ｍ４による接触が望ましいが、金属面に薄いプラスチックフィルムが貼られていても、裏の金属面が大きくプラスチックフィルムが薄いので、Ｃ＝εＳ／ｔとなり、ｔ＝０．０１×１０−３／ｍｍ、ε＝２．３、Ｓ＝２０００〜５０００ｍｍ２であるので、Ｃは１０４〜１０５［ｐＦ］となり、容量リアクタンスは１／ｊωＣ≒０となるので低インピーダンスとなり、キャパシティブショートを実施できる。平行板線路の端部を開放することも考えられるが、一般に電界の漏れが発生するため、完全な開放点とはならないし、他の金属体等による外部からの影響も受ける。
【００８０】
また、若し無限大インピーダンスの開放点が出来たとしても、この現象を放射点であるスロット部２に変換するためには、半波長λ／２の長さが必要なので、線路長、即ち金属面長を倍の長さに長くする必要があり、大きなものになってしまい、特別な用途にのみ使用ができなくなる。金属面としてはアルミニウム、銅等、薄い箔が適切であるが、ステンレスＳＵＳや薄い鉄板等も使用することができる。
【００８１】
図４（ｂ）には図４（ａ）の平行板線路のＸ軸方向に切った断面図による電圧電流（磁界）分布を示す。中心部であるので、スロット２に加わる電圧の最大値をＶＳとすると、平行板線路の電界ＥＴは、左，右に分けてＶＡ＝ＶＴ＝ＶＳ／２となる。
【００８２】
平行板線路の高さをｈとし伝送線路の幅Ｗとすると、スロット２の電界を右向きにするとスロット２を中心として電界は左では下方に向き、右では上方に向いている。磁界Ｈは同方向であるので、ポインティング電力Ｐは左側では左方に向き、右側では右方向に向いている。線路電圧と線路電界の関係はＶＡ＝ＶＴ＝ＥＴｈであり、またＶＳ＝２ＶＡ＝ＥＳ４ρである。但し電界ＥＳは正弦波分布（余弦波分布）であるので実効値が有効成分となる。またスロット２のＹ方向のみのスロットによる電界ＥＸが有効に働く。
【００８３】
平行板線路内の電圧電流は図４（ｂ）のようになり、中心のスロット部２で線路電圧は最大で、短絡部で電圧は零、またスロット２で線路電流は最小で、短絡部で線路電流は最大となり、線路内の磁界Ｈは最大となる。従って線路内には定在波が立ち、電流はほぼ零になり無限大インピーダンス線路を構成することができる。このことが本発明の薄型化を実現している。
【００８４】
平行板線路の特性インピーダンスＺＯは以下のように示される。
【００８５】
2014127751.tif 000011
【００８６】
従って、
2014127751.tif 000012
と考えられる。ここで、つぎのような定数の値がある。
【００８７】
2014127751.tif 000013
【００８８】
ＰＥ、ＰＥＴやテフロン（登録商標）等の場合の比誘電率εｒは、εｒ≒２．３であるが、然し磁性体を用いた場合には、一般的な実効比透磁率μｒは４〜１０程度で、更に損失を含むので使用に至っては注意しなくてはならない。
【００８９】
以上により特性インピーダンスＺＯは
2014127751.tif 000014
【００９０】
仮に、ｈ＝０．３ｍｍ、Ｗ＝５０ｍｍとするとＺＯ≒１．５Ωとなり、ｈ＝１０ｍｍ、Ｗ＝５０ｍｍとするとＺＯ≒５０Ωとなる。平行板線路はこのように線路幅を小さくすることができ、導波管による線路とは大きく異なる。
【００９１】
つぎに、図４（ｃ）には平行板線路の短部インピーダンスがＺＳの時に右側ないしは左側をみた線路インピーダンスがどうなるかを検討する。
【００９２】
図４（ｃ）に示す回路図は、線路の特性インピーダンスがＺＯで線路長がＸであるときには、給電点Ａから右側を見たインピーダンスＺＡは以下の式で表わされる。
ＺＡ＝ＺＯ・（ＺＢ＋ｊＺＯｔａｎβＸ）／（ＺＯ＋ｊＺＢｔａｎβＸ）
ここで端部のインピーダンスＺＢ＝０とすると、インピーダンスＺＡは、
ＺＡ＝ｊＺＯｔａｎβＸ
【００９３】
また、βは伝播定数でつぎのように表わされる。
2014127751.tif 000015
【００９４】
つぎに、図４（ｄ）には、周波数９２０ＭＨｚの場合の給電点Ａから見たインピーダンスＺＡの絶対値｜ＺＡ｜＝ＺＯｔａｎθ（θ＝βｌ）の値を、線路の特性インピーダンスＺＯをパラメータにして、線路の長さＸの変化に対するインピーダンスの変化を示す。このグラフを見て分かるように、特性インピーダンスＺＯが０．５以下になる場合は、λ／４（θ＝９０°）付近で急激なインピーダンス変化を示す。即ち、インピーダンスＺＡを無限大とするため、厚み（平行板線路の高さｈ）や伝送線路の幅Ｗや誘電率、透磁率等、並びに線路長Ｘの調整では、無限大インピーダンスとなる幅が極めて狭く調整が安定しなくなることを意味する。
【００９５】
然し乍ら、この方式によると、厚さ０．１ｍｍ程度とかなり薄い線路にしてもθ＝９０°のポイント近傍では、必ず無限大インピーダンスを作ることができる。従って薄いシート状の平行板線路にスロットアンテナを構成してもスロットアンテナとして動作させることができる。
【００９６】
従って、特性インピーダンスＺＯの式、
2014127751.tif 000016
において、ＺＯ＝２〜５０Ωとすることで線路を安定に設計できる。
【００９７】
絶縁体シート１０の厚み（平行板線路の高さ）ｈを０．１〜５近くにしたときは、式からも伝送線路の幅Ｗもできるだけ小さくし、比誘電率の低い発泡体等の材料を用いるか、比透磁率の高いものを用いる方がよい。即ち絶縁体シート１０の厚みｈはｈ＞０．１とすることが望ましい、その時１０００ＭＨｚ帯のＵＨＦでは実際にＷ＝１０〜５０ｍｍとしてｈ＝０．２〜０．３ｍｍとし、絶縁体に比誘電率εｒ＝２．３のポリエチレンやテフロン（登録商標）を用いたもので、線路長をλｅ／４、９２０ＭＨｚで約５３ｍｍ、７００ＭＨｚ帯では７０ｍｍ、１６００ＭＨｚ帯では３１ｍｍ、２．４５ＧＨｚ帯では２０ｍｍとすると、給電点Ａで右側を見たインピーダンスＺＡは大きなインピーダンスとなり、スロット２が金属面の影響を殆ど受けずに動作する結果が得られた。この近くの値を用いた場合の特性インピーダンスＺＯはＺＯ＝１〜３Ω程度である。
【００９８】
図４（ｅ）に示すように、スロット２の共振特性を組込まれた場合、スロット２の共振点の右肩下がりの特性と、伝送線路の右肩上がりの特性とを利用して広帯域特性を持たせることができる。例えば、２．４５ＧＨｚ帯では、スロット長ｌも短くなるので、伝送線路の幅Ｗ＝１０〜２０ｍｍ程度に狭くすることができる。７００ＭＨｚ帯では３０〜５０ｍｍ、１６００ＭＨｚ帯では１５〜２５ｍｍ程度で構成できる。
【００９９】
従って、精度や周波数特性を考慮すると、良好な特性を保って使用できるのは、絶縁体１０を構成する誘電体、磁性体等の材料、厚み、線路幅について適正値を選び、特性インピーダンスＺＯをできるだけ大きくして使うようにすることが望ましい。また製造に当たっては、端部の金属面Ｍ３，Ｍ４を完全に短絡する方法がよいが、ＵＨＦ以上の周波数では充分にキャパシタンスを高くする程度の面積Ｓがあり、絶縁体の厚みｄが十分小さければ、Ｃ＝εＳ／ｄとなるためキャパシタンスＣも大きくとれ、１／２πｆＣ即ち容量リアクタンス成分は１Ω以下でほぼ零にできれば、短絡する方法と同じキャパシティブショートを実現できる。
【０１００】
つぎに、図５に三種類の平行板伝送線路の断面図を示し、絶縁体１０として誘電体や磁性体が詰った平行板線路の例を示す。
【０１０１】
図５（ａ）は金属面Ｍ１，Ｍ１′の裏側に、図中の右側のみに伝送線路が形成された場合で、図２（ｄ）で示したトラップ構造の１／４波長の平行線路を形成する金属面ＭＴを、右側の金属面Ｍ１′側へ折り曲げた場合と等価で垂直方向へ２倍の放射を得る構造となっている。下方の金属板Ｍ２はスロット２の切り口にほぼ接するように接続され、スロット２に対してλｅ／４波長による無限大インピーダンスを呈するように接続されている。
【０１０２】
図５（ｂ）は平行板伝送線路がほぼ対称に放射面を形成する金属面Ｍ１，Ｍ１′の下方に構成されており、下方の金属面Ｍ２によって左右両側に平行板伝送線路が構成されている。基本的な構造は図４（ａ），（ｂ）の構成と同じものである。
【０１０３】
図５（ａ）の場合には、スロット２の電圧Ｖｓがそのまま伝送線路の電圧ＶＴ（ＶＳ＝ＶＴ＝ＺＴ・ｈ）として印加されているが、図５（ｂ）の場合には左右の伝送線路に１／２づつ分けられて印加されるので、夫々スロット２の電圧ＶＳの１／２が左右の伝送線路の電圧ＶＴ（ＶＳ／２）として印加される。
【０１０４】
図４で説明たように、平行板伝送線路の特性インピーダンスＺｏの値が低すぎると帯域が狭くなり寸法精度を高くしなければならないが、特性インピーダンスを高くするため、例えば５０Ωに近い方が良いので、電圧が半分になるだけでも特性インピーダンスは２倍となったようにみえる。従って、伝送線路を左右に振り分けて電圧を両方に分散した方が有利である。
【０１０５】
また、同一の厚みで左右対称に作った方が作り易くなる。放射面の電界や電流を励振するためにも到来波の電界Ｅとすると、誘起電圧Ｖ＝Ｅ・２Ｘを得るためにスロット２の両側の金属面の長さＸは必要である。
【０１０６】
また図５（ｃ）には伝送路の誘電体εや磁性体μの絶縁体１００の凹み２１に給電部３をスロット２の切り口に接続されるようにして収納する場合の例を示している。図４で説明したように、比誘電率εｒ＝２．３の絶縁体シート１０のみならず、比透磁率μｒの高い磁性体１００を用いれば特性インピーダンスＺＯは√μｒ倍大きくなり、絶縁層が薄くても図４（ｄ）からも分かるとおり、１／４波長の短いインピーダンス線路（Ｘ≒λｅ／４）を構築することができる。
【０１０７】
スロット２の両側の金属面Ｍ１，Ｍ１′と下方の金属面Ｍ２により構成される平行板線路は、無限大のインピーダンス特性が構成され、スロット２が単独で浮いているように見える。また、この１／４波長短絡線路で無限インピーダンスを与えると共に、短絡部の位置を多少ずらすことでスロット２のインダクタンス、キャパシタンスの補正も同時に行うこともできる。
【０１０８】
図６では、スロット２の特性インピーダンスＺｓ（Ｚｓ＝Ｒｓ＋ｊＸｓ）において、容量リアクタンス成分Ｘｓを取除くもう一つの方法を示す。図１でスロット長ｌを調整し、共振状態にすることは可能であることを示した。そのため伝送線路の短絡する位置を、１／４波長より少しずらすことで補正することも可能であるが、無限大インピーダンスを与えることを優先した方が優れた特性が得られるので、スロット２のインダクタンスを補正するのとは別の方法によった方が有利である。
【０１０９】
先に説明したようにスロット２の中心部より端部の方が、特性インピーダンスＺＳの抵抗成分Ｒｓが低くなるので、給電部３（５０Ω同軸ケーブル）の抵抗成分との整合が取り易くなる。スロット長ｌを少し短くして共振を取ることにより５０Ωとの整合が可能となる。ＩＣを接続する場合、ＩＣにはキャパシティーが含まれているので抵抗成分の調整とともに、キャパシティブリアクタンスを打ち消すインダクティブリアクタンスが必要となる。スロット長の長さの調整を行うとともに抵抗値約２０Ωに合わすための位置決めを行わなければならない。
【０１１０】
然し乍ら、抵抗成分Ｒｓとリアクタンス成分Ｘｓを別々に調整するため、インダクタンスＬを加えたり調整用のキャパシタンスＣを加えたりして、インピーダンス整合を取ることが必要となる。
【０１１１】
図６（ａ）に示すように、スロット２の抵抗成分Ｒｓと整合する位置には、基板４のＰＣＢにスルーホール（金属面Ｍ１の接続端子１１，１１′との接合用）を設けてスロット２との給電部５，５′が設けられ、スロット２に給電が行なわれる。この給電部５，５′を介して、基板４のＰＣＢ上に構成されるインダクタンスＬや固定コンデンサ等のキャパシタンスＣにより微調整することで、インピーダンス整合を行う。また図３で述べたインピーダンス変換回路（トランスフォーマ部）と組み合わせて用いてもよい。
【０１１２】
然し乍ら、このような回路を用いることは手間がかかるため、スロット２上でインダクタンスＬを構成した方が、コストが安くなるので、図６（ｂ）（ｃ）のようにスロットやスリットにリアクタンスＬやＣを有する切抜き構造のスリットを追加してもよい。
【０１１３】
また、図６（ｂ）に示すように、スロット２の幅を急激に狭くするアンダーカットを施すことでキャパシタンスＣが増加させる方法もあり、逆に図６（ｃ）に示すように、反対にスロット幅を広げるオーバーカットを施すことで特性抵抗とインダクタンスＬを増やす方法もある。
【０１１４】
次に、図２で述べたＨ字スロットあるいはスリット構造による放射面を持つアンテナをスロットからの放射を行わせるのと同じように平行板線路によるＸ＝１／４波長線路により、中心部の給電部が無限大インピーダンスとなるのを利用して中心部の一番電界ＥＴが強く電圧が高くなるように主線路と副線路にも電流が流れ、かつ副線路の電流がＨ形構造の翼の長さによって電流の位相が変わり、正相電流や零相電流が流れる場合のＨ形スロットあるいはＨ形スリットの場合の例を示す。この場合には、下方に金属面Ｍ２が存在しているので金属面に直接置くことができるばかりでなく、副線路が主線路の脇を固めている形態なので取り付けられる物体の材料の違いによる線路側部の電界の変動を直接受けないので金属や絶縁体等の違いによる変動を受けることはない。翼の長さｌ１２には図７（ｈ）や図９（ｇ）、図９（ｉ）、図９（ｊ）等に示すように短絡端まで延びておりスリットの全周囲長が１／２波長（λ／２）でスリット長が１／４波長（λ／４）である場合とスリットの全周囲長が１波長λとなり、スロットの場合のスリットの周囲長と同じ長さで、スロットのｙ方向の直線部を折り曲げただけの場合にはスロットの両脇に流れる電流は正相電流のみである。従って副線路に流れる電流はスロットを励振する金属面電流とほぼ同じ電流となる。分かりやすく言えば、１波長ループアンテナや折返しアンテナの場合の動作をする場合の電流の分布や放射特性の給電部のインピーダンス等に近い現象となる。
【０１１５】
図６の直線スロットとＨ形スロット（スリット）と対照することによって形状の違いが分かるがインピーダンスやキャパシタンスの挿入の違いも多少ある。図６（ａ）、（ｂ）のスロットの一部のアンダーカットやオーバーカットの他に図６（ｄ）に示すようにスロットをまたぐ金属片を絶縁体をはさんで貼り付けることにより金属片と給電部あるいはスロットの電界が発生するところにキャパシティーの側路を加えることにより容量Ｃを追加することもできる。
【０１１６】
また、図６（ｅ）に示すように主線路のスロットの脇に線を加えることによりインダクタンスＬを追加することもできる。いずれの方法も給電部の整合をとるためで、ＩＣ等が載せられることにより容量が追加されたりする場合の共振をとり整合を行う手段である。
【０１１７】
＜平行板伝送線路の特性＞
図７（ａ）には絶縁体１０を挟み込んで対向配置された上下同じ大きさの金属面Ｍ１，Ｍ２による理想的な電界分布と磁界分布を有する平行板伝送線路の断面図を示す。即ち、上下の平行板伝送線路の幅Ｗに沿って、一様な電界ＥＴの分布の場合を示し、平行板伝送線路内では平面波（ＴＥＭ波）の姿態と同じ電磁界姿態となる。この場合、伝送線路の側部において電界ＥＴＳが少し膨らむ特徴があり、当該漏洩電界ＥＴＳを利用して、側方に検出用プルーブを備えて信号電界を検知することもできる。
【０１１８】
図７（ｂ）は図７（ａ）の上方の金属面Ｍ１に伝送線路の幅Ｗより小さめのスロット長ｌで切られたスロット２により励振される電界Ｅｓを示し、図１で説明にしたようにほぼ正弦波で、この電界Ｅｓにより平行板線路が励振される。伝送線路内の断面を示す電界分布は図７（ｂ）のように中心部が強い正弦波（余弦波）形の電界分布となり、端部では電界Ｅｓはほぼ零に近い低い値となる。
【０１１９】
更に、後述の図７（ｄ）や図１０（ｂ），（ｃ）等に述べるＹ軸方向にスロット長ｌの直線的な長さを短縮するためにＸ軸方向に折り曲げ、全体長（ｌ１１＋２ｙ）の長さで１／２波長あるいは１波長の共振長による共振電流を励振でき、主要な中心部の放射部を電界Ｅｓの腹の部分で励振できるので伝送線路の断面の電界分布は電界の強い部分のみが伝送線路に伝送され、かつスロット２の放射電界Ｅｓも、強い部分のみが励振され、放射に関与する電界があまり損なわれずに励振されるため、スロット２の放射を低下させない放射金属面Ｍ１の伝送線路の幅Ｗを狭くすることが可能な放射面と伝送線路を構築することができる。
【０１２０】
図７（ｃ）に示す幅の異なる金属面Ｍ１，Ｍ２の構成では、上面の金属面Ｍ１が放射面と伝送線路の両方を受け持っているため、伝送線路の幅Ｗ′は狭くしたり小さくしたりすると、放射電界の励振が弱くなったりするので、ある程度の大きさが必要である。一方、下方の金属面Ｍ２は伝送線路の役割のみであるので、伝送線路の幅Ｗ″は上方のスロット２に対して無限大のインピーダンスを提供すればよいだけであるので、このような電界分布の状態を作り出せるようにすればよい。但し、金属面Ｍ１の伝送線路の幅Ｗ′やスロット長ｌ１１の長さより小さくすると電界が漏れるようになり、下方の金属面Ｍの影響を受けやすくなるため、この場合の金属面Ｍ１の伝送線路の幅Ｗ′と金属面Ｍ２の伝送線路の幅Ｗ″と実効的スロット長ｌ１１との関係は、Ｗ″≧Ｗ′＞ｌ１１のようにする必要がある。
【０１２１】
即ち、上部金属面Ｍ１に切られたスロット２の電界が中心部のみに集中する形となっているので、この電界のみが伝送線路を励振しているので、この部分の電界に対してのみ無限大インピーダンスとなり、即ち、Ｙ軸方向の直接スロット２のみで電界を最大にしてやるように構成すればよい。下方金属面Ｍ２の伝送線路の幅Ｗ″を狭くしても電界の漏れも少なく、無限大となるインピーダンスを構成もでき、下方に金属面面Ｍが配置された場合でも漏洩電界は殆んどないので、無限大インピーダンスの状態は変われることがなく、周囲の金属面Ｍ等からの影響を受けることはない。
【０１２２】
図７（ｄ）は、上下の金属面Ｍ１，Ｍ２の伝送線路の幅Ｗ′，Ｗ″が同じ場合と、異なる場合でもスロット２のＹ軸方向の長さｌ１１が短くなることによって、電界が外に漏れないようにする場合の例を斜視図で説明する。図７（ｄ）は図７（ｃ）の構成を示すもので、スロット長ｌのＹ軸方向の長さｌ１１を短くし、その分Ｘ軸方向に折り曲げた長さｌ１２を左右対称に分けて、Ｈ形に構成した場合を示す。周囲長１／２波長スロット２の共振長ｌは、ほぼｌ＝ｌ１１＋２ｌ１２となっており、共振状態を作り出すことができ、かつＹ軸方向の長さｌ１１を短くすることができる。Ｘ軸方向の長さｌ１２は放射に寄与せずリアクタンス成分となる。この部分の放射ベクトルはもともと小さく、打ち消される方向となる。然しながら、周囲長１波長スロットの場合には電流の位相が変わり、零相電流による放射の寄与もあり、かつインピーダンス逓昇効果もあり、幅が狭いアンテナでも高い性能が得られる。図７（ｈ）にこのようなアンテナを示す。
【０１２３】
下方の伝送路となる金属面Ｍ２の左右の端部は上面の金属面Ｍ１と短絡されており、スロット２により励振される電界は図７（ｃ）の如くであるから、この電界ＥＴは上下の金属面Ｍ１，Ｍ２の間を伝送されて端部の金属面Ｍ３，Ｍ４で短絡されて定在波となり、スロット２に無限大のインピーダンスを作る。スロット２の電界ＥＳは、スロット２を中心に外に広がり放射電界ＥＳｒとなる。伝送線路内の電流ＩＴは、端部で最大でスロット２で最小となり、逆に伝送線路内の電界ＥＴはスロット２で最大、端部で最小となるが故にスロット２の伝送線路の電圧ＶＴＳは最大となり、電流ＩＴＳは最小（零）となる。
【０１２４】
従って、図４（ｃ）述べたように伝送線路内では、ＺＡ＝ＶＴＳ／ＩＴＳ≒∞（ＩＴＳ＝０）となる。伝送線路内の横方向（Ｙ軸方向）の電界分布は正弦波（余弦波）分布の両サイドを削ったような分布となることは図７（ｃ），（ｄ）で説明したとおりである。
【０１２５】
Ｘ軸方向に切られた分岐スロットからの放射は、電界の振幅が狭く、基々電界が弱い上に電界のベクトルが反対方向で打ち消される方向に働くため、この分岐スロットから電界による放射は無視できる。また、電界分布は、ほぼスロット２の構造で定まるので、万一下方の金属板Ｍ２が狭すぎて漏洩電界が発生したとしても、下方の金属面Ｍの上に乗せられたときにも同じＴＥＭ波であるので、それ程電界が影響を受けることはない。むしろ、上の金属面Ｍ１の表面に流れる電流が側面の金属面Ｍ３，Ｍ４を伝って下部の金属面Ｍ２との連続電流が発生することにより、スロット２を励振する電界が励振され易くなることである。これについては図８（ａ）で述べる。
【０１２６】
図７（ｅ）はスロット２に発生する電界ＥＳと、この電界ＥＳによって励振される手前左側の平行板線路の電界ＥＴ、および向こう側の平行板線路の反対向きの伝送線路の電界の分布を示す。スロットの電界ＥＳは伝送線路の電界では半分の値ＥＳ／２なって２方向の電界ＥＴとなり、伝送線路の一方は右上に一方は左下に下る。
【０１２７】
電界と磁界の向きは矢印の如くで、従って伝送線路のポインティング電力Ｐは図のようになり、端部で反射され内部では消費されず、また放射電力Ｐｒはスロット部２から上方に放射される。等価回路を右に小さく示す。スロット２の電界分布は正弦（余弦分布）となっている。
【０１２８】
図７（ｆ）にはＨ形のスロット２についてスロット２の電界分布と線路の電界分布を示す。Ｙ軸方向に切られているスロット２に発生する電界Ｅｘは放射に寄与しているが、Ｘ軸方向に沿って切られているスロット２に発生する電界Ｅｙは互いに打ち消し合って放射はしない。また伝送線路内の電界ＥＴも互いに打消し合ってあまり漏れて来ない。Ｙ軸方向に切られている直線スロット部２には電界の振幅の中心部が来ているので、短くても電界Ｅｓの電界の振幅が高い。
【０１２９】
図７（ｇ）はもう一つの発明の実施例の説明で、下方向の金属面にスロットや開放開口部が有る場合で、伝送線路インピーダンスは並列共振のため下方の影響を受け難い。後にも述べるが上のスロット２の電力が上下のスロットに分配されるため、夫々の伝送線路の電力は半分になり、従って放射電力も約半分となるが、その一方で下面からも放射することができる構成となっている。
【０１３０】
図７（ｈ）には、Ｈ形スロット（スリット）の翼の長さｌ１２が十分に長く、線路の端部まである場合でスリットの周囲長全長で２波長（２λ）、片側だけでも１波長（１λ）あり、両側の金属側帯すなわち副線路にも零相電流が流れる場合を示している。この場合には、側路すなわち副線路にも同一方向の零相電流が流れ、主線路と副線路の電界の方向も同一方向を向く。
【０１３１】
図８は、スロット励振電流Ｉｓとスロット放射電界Ｅｓの分布について説明する。万能スロットアンテナが金属面Ｍの上に置かれているときは、下方の金属面Ｍが金属面Ｍ１と同じ動作をするので放射及び受信の両用に用いられる。
【０１３２】
図８（ａ）は金属面Ｍ１のほぼ中心に切られた半波長スロット２と下方の金属面Ｍ２とによる伝送線路による万能スロットアンテナの基本動作を示すものである。図４（ａ），（ｂ），図５（ｂ）でも説明したように、金属面Ｍ１上に伝送線路が左右対称に配置され、放射スロット２を囲んで、金属面Ｍ１の上に左右対称に放射電界ＥＳを励振する励振電流Ｉｓの電流誘導路を備えている。一方スロット２の電界や電圧の基となる金属面励振電流ＩＳもスロット部２を囲むように左右対称に流れており、スロット２の切れ目に誘起電圧Ｖｓを発生させている。到来波Ｅにより金属面Ｍ１，Ｍ１′に誘起される電圧ＶｏはＶｏ＝Ｅ・２Ｘであり、この間に位相が変わらなければ、スロット２にはこれだけの電圧が誘起されるので、スロット２を励振する電界のＸ軸方向の長さが短いと充分な誘起電圧が得られないので、半波長程度の長さが必要である。
【０１３３】
然しスロットアンテナは、一応無限大の金属面の一部にスロット２を切ってあることが理想であるので、これに近い状況であれば、理論値に近づくことができる。後述するようにＸ軸方向の長さが短い場合もあるので、この場合には実効上長くする工夫が必要である。この方法としては、アンテナを取付ける金属面Ｍを利用したり、或いは金属面の端部に補助棒を取付け、空中で使う場合と金属面上で使う場合の両用可能な性能を備えさせる方法等を図１４で述べる。
【０１３４】
平行板伝送線路の内部機能については、図７でも説明しているので、図８（ａ）では金属面Ｍ３の外側の電流ＩＳと電界ＥＳのみについて述べる。若し金属面Ｍの上に乗せられているならば、アンテナの励振電流ＩＳは、例え金属面Ｍが薄いプラスチックコーティングやフィルムで被覆がされていても、キャパシティブショートによる短絡状態を形成することにより、励振電流Ｉｓの誘導路の一部となって金属面Ｍにも励振電流Ｉｓが流れることで、むしろ放射の助けとなる。勿論、プラスチックコーティング等がない裸の金属面Ｍ２と金属面Ｍとが接触するならば、直接電流Ｉｓはそのまま金属面Ｍにも流れる。
【０１３５】
従って、金属面Ｍに本発明の万能スロットアンテナが載せられると、金属面Ｍ全体がアンテナとなって性能が上昇することができる。例えば、３０ｍｍ幅の長さ１２０ｍｍのプラスチックフィルムで、厚さ１０μの場合には、数百〜数千ｐＦのキャパシタとなり、容量リアクタンス（１／ｊωＣ）は０．０２〜０．１Ω程度の低いインピーダンスとなり、キャパシティブショートの短絡状態を形成することで、金属面Ｍを万能スロットアンテナの放射面に組込むことができる。
【０１３６】
図８（ｂ）は図８（ａ）の万能スロットアンテナの断面図で、上述したようにスロット２の切れ目で発生する励振電界ＥＳと該励振電界ＥＳが、電流ＩＳと共に金属面Ｍに流れる様子を示し、この励振電界ＥＳにより金属面Ｍを含めた範囲から放射電界Ｅｒが得られることを示している。
【０１３７】
今迄の説明では、下面の金属面Ｍ２には切り欠きやスロット等が存在しない場合について説明して来たが、以下に、下面の金属面Ｍ２にもスロットＳ２が切った場合と、開放端ＯＥを切った場合について説明する。
【０１３８】
図８（ｃ），（ｄ）に示す断面図より、下方の金属面Ｍ２の中心に開放端ＯＥやスロットＳ２の存在の有無に係わらず、金属面Ｍ１のスロットＳ１から左右の平行板伝送線路をみた特性インピーダンスは伝送線路の端部において無限大インピーダンスとなるので、下方の金属面Ｍ２の特性インピーダンスも無限大インピーダンスとなり、スロットＳ２や切り欠きや開放端ＯＥがあっても上面のスロットＳ１には殆んど影響がない。即ち、無限大インピーダンスが直列に二個接続され、更に下方開放端ＯＥやスロットＳ２が直列に接続されていても無限大インピーダンスの方が大きいので、下面の中心部にスロットＳ２を設けても開放端ＯＥを設けても、或いは金属面で閉じてもスロットＳ１には関係ないことになる。
【０１３９】
従って、図８（ｃ）に示す下方の金属面Ｍ２に放射をしない開放端ＯＥを開けた場合、別の万能スロットアンテナが重ねられたとき、当該万能スロットアンテナのスロットＳ１を塞ぐ心配がなく放射させることができるため、重ね積みが可能となる。
【０１４０】
図８（ｄ）は上面の金属面Ｍ１にスロットＳ１が切られ、下面の金属面Ｍ２にもスロットＳ２が切られ、上下のスロットＳ１，Ｓ２の縁の一方が短絡金属面Ｍ１２で接続し短絡されている場合を示す。短絡金属面Ｍ１２は、スロットＳ１，Ｓ２のスロット長ｌのみの幅でも良いし、金属面Ｍ１やＭ２の伝送線路の幅Ｗ，Ｗ′の中一杯に設けても良い。要はスロットの端部で上下の金属面Ｍ１，Ｍ２を短絡した構造であれば良い。
【０１４１】
この短絡金属面Ｍ１２により、上下のスロットＳ１，Ｓ２は同等に接続され、上面にも下面にも放射が行われるようになり、かつ下面に金属面Ｍが来た場合には図５（ａ）の片側トラップ構造の場合と同じで、下方には放射せず上方に二倍の放射が行われる。金属面Ｍがないときは両面放射で、金属面Ｍがあるときは金属面対応の片面放射の万能スロットアンテナとして使用できる自在のスロットアンテナとなる。一般には片面放射の方が利得を高く取れるので有利であるが、カード等のように両面の放射が欲しい場合もあり、かつ金属面上でも動作させたいと欲張った使い方に適する構成の万能スロットアンテナを提供できる。インピーダンス特性は、単独のスロットによる放射と二つのスロットによる放射とでは異なるが、何れか一方を主とした整合をおこなうようにして、放射抵抗が半分や二倍となったとしてもそれ程大きく整合を乱すことはない。
【０１４２】
図８（ｅ）は上面金属面Ｍ１にスロットＳ１が切られ、下面の金属面Ｍ２の中央部は金属面のままでスロットの切り口近くで上下の金属面Ｍ１，Ｍ２が短絡金属面Ｍ１２で短絡され片側のみのトラップ構造の伝送線路となり、この伝送線路の端絡部Ｍ３より適当な位置ＸＭの所に上下の金属面Ｍ１，Ｍ２にまたがって給電部３，３′が接続され、給電部３と伝送線路とスロットとの整合を取ることで通信を行うようにしている。
【０１４３】
図８（ｆ）は上面金属面Ｍ１と下面金属面Ｍ２の中央部にスロットＳ１，Ｓ２を切り、このスロットＳ１，Ｓ２の片方の切り口の近くに上下を接続する短絡金属面Ｍ１２が取付けられ、図中央の左側のみを伝送線路となり、この伝送線路の端部よりＸＭの距離の適当な位置に上下の金属面にまたがって給電部３，３′が接続され、給電部３，３′と伝送線路とスロットＳ１，Ｓ２とが整合し、給電された信号が上下のスロットＳ１，Ｓ２より得られるようにしている。空間に置かれた場合には両面からの放射電界ＥＳ１，ＥＳ２が得られ、片面が他の金属面上に置かれた場合にはその反対側で通信が行われ、如何なる場合でも通信できる特徴を備えた万能スロットアンテナを提供できる。
【０１４４】
図８（ｇ），（ｈ）には、上下の金属面Ｍ１，Ｍ２の間に給電部３を接続し、上下面に供給される電界ＥＴと電圧ＶＴの励振により給電部を動作させる場合で上下のスロットに別々に給電接続するより、上下金属に平等に電力が分配され、上面のスロット部にも下面のスロット部にも平等に信号が伝送される。また伝送線路が守られることもあるし、伝送線路を介して、個別のスロットに電力を分配することもできる特徴がある。給電される位置は、Ｘ軸方向のみならずＹ軸方向でもインピーダンスの合う位置に接続すればよい。
【０１４５】
図８（ｉ）ではスロットまで平行板伝送線路に沿ってストリップライン（Ｓ．Ｌ）やトリップレート（Ｔ．Ｐ）で給電する場合を示す。給電については金属面の上部を使う場合と、伝送線路の中を使う場合とがある。
【０１４６】
図８（ｊ）には、Ｙ軸方向の線路断面からＸ軸方向を見た場合の位置を示している。このように接続すると図８（ｋ）のように放射状の電流が流れ易くなるので、線路を線路に沿って切り込みを入れた場合を図８（ｌ），（ｍ）に示す。中心部に給電部を置くと対称となるために左右の電流は打ち消されＸ軸方向の電流のみとなり、いわばＸ軸方向のみの電流を構成することができる。
【０１４７】
＜スロットの形状＞
つぎに図９では、上面の金属面Ｍ１に形成されるスロットＳ１の形状について、Ｙ軸方向のスロット長（ｌ＝λ／２）を小さくし、放射面のスロット幅（ω＝４ρ）を小さくする方法について説明する。
【０１４８】
図９（ａ）は通常の半波長スロットＳ１を、真直ぐ金属面Ｍ１に切った場合を示す。このスロットアンテナの場合、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向に充分な大きさや厚み（伝送線路の高さｈ）が取れる場合には、このような構成でもよい。
【０１４９】
ＵＨＦ  ９２０ＭＨｚ帯の場合は半波長λ／２で１６ｃｍ（１６０ｍｍ）、λｅ／２で１０．７ｃｍ（１０７ｍｍ）、λｅ／４で５．４ｃｍ（５４ｍｍ）となることは先にも説明した。２．４５ＧＨｚの場合は、λ／２で６ｃｍ（６０ｍｍ）、λｅ／２で４ｃｍ（４０ｍｍ）、λｅ／４で２ｃｍ（２０ｍｍ）となる。このように直線状のスロットや大きな金属板を用いることができる場合には、万能スロットアンテナの構造はシンプルとなる。従って、２．４５ＧＨｚの場合には全体として小さく構成できるが、９２０ＭＨｚ帯やＶＨＦ帯の場合にはアンテナ長を短縮するように検討しなければならない。
【０１５０】
図９（ｂ）は、スロットのＹ軸方向の長さｌ１１を短くするためにＸ軸方向の両側対称にスロットＳの切り欠き部をＸ軸方向の長さ２ｌ１２だけ延ばし、Ｈ形に作った場合を示す。スロットＳの中心部が最大となる余弦（ｃｏｓｉｎｅ）分布で、両側の途中でスロットＳがＸ軸方向に折れて分岐した電圧及び電界が分配された形となり、この長さを加えて全体でスロットの共振長λｅ／２になるように構成している。誘電体や絶縁体材料がスロットＳの切り欠き部にも影響を与え、短縮率は誘電体が充填されている場合とほぼ同じように短縮率
2014127751.tif 000017
はほぼ６６％程度の影響を受ける。磁性体の絶縁体を線路やスロットＳに用いたときは更に短縮率がかかり、スロット長が短くなる。
【０１５１】
スロット長ｌの全長は、ｌ≒２ｌ１１＋２ｌ１２となる。
【０１５２】
つぎに、更に小形のサイズの万能スロットアンテナを作りたい場合には図９（ｃ）のように、Ｘ軸方向の長さを縮めるため、真直ぐなスロットＳではなく、図９（ｃ）や（ｄ）のようにＺｉｇ−Ｚａｇ形かコ字又は波形のような迂回路を用い、スロット長ｌの短縮を行うことができる。
【０１５３】
Ｙ軸方向のスロット中心部は、直線でないと励振される伝送線路の電界ＥＴの波足がそろわないと両端の短絡部で短絡を行ってもスロットＳに対して完全にλ／４波長の無限大線路とはならないため、スロットＳの波源も波足を捉える反射をさせる両端の金属面Ｍ３，Ｍ４も平面でないと平面波に対して波足が捉われず、完全なλｅ／４の短絡面を実現することはできない。特性インピーダンスＺＤが高く取れる場合には、端部とみたインピーダンスＺＡが無限大となる幅が大きくなるので、この場面でＹ軸方向もＺｉｇ−Ｚａｇ形にすることもできるし、中心部に電界を集中できる場合は、Ｚｉｇ−Ｚａｇ形スロット構造もあり得るが、この場合も直線で切る方が望ましい。
【０１５４】
つぎに、図９（ｅ）のようなレエントラント形のような構造のスロットＳと、図９（ｆ）に蝶形（ボータイの形）のようなスロットＳの構造を示す。スロット形状が斜めとなるため、短絡板Ｍ３，Ｍ４が直線であると、スロットＳの電界ＥＳとこれによる線路の電界ＥＴ全体に対して完全な無限大インピーダンスの伝送線路を構成することは難しい。スロット中心部に電界が集中するためこの先よりλｅ／４の距離とするか、平均的な線路長となり、仮にスロットＳの周波数特性が広く得られたとしても、短絡線路による無限大インピーダンスの伝送線路の特性抵抗ＲＯを大きくしない限り難しくなる。
【０１５５】
図９（ｇ）にはＨ字形スロット（スリット）の翼の長さｌ１２を長くし、線路の端部まで伸ばした場合で平行板線路の長さとスリット長ｌ１２がほぼ同じになる場合を示す。図７（ｈ）と同様である。線路幅Ｗと線路長２Ｘとの関係により適宜Ｈ形スロットの形や長さを選ぶようにするとよい。図９（ｈ）にはＸ軸方向に折り曲げる場合、片方の＋Ｘ軸方向のみに形成した場合で、多少対称性を失うが、実質的にはほぼ同様な性能が得られる。電界も１／２にならないので給電や素子を載せるには都合がいい場合がある。
【０１５６】
図９（ｉ）には図９（ｇ）のＨ形スロット（スリット）の片側の線路のみで構成したアンテナを給電した図を示す。同軸ケーブルによる給電を行っているが、この位置にＩＣを取り付けたものはＩＣタグとなる。他の図においても同様である。図９（ｊ）には図９（ｈ）の構造の両側に対象となる線路の片側のみを用いた１／４波長スロットアンテナの場合を示す。図９（ｋ）は、図９（ａ）、（ｃ）等の１／２波長スロットを１／４スリットにより構成に副線路を設けて線路の電界の乱れを抑え、金属面とプラスチック面との特性の差をなくすようにした場合であって、同軸ケーブル等で給電を行う場合を示す。この場合は、純抵抗で５０Ωに整合することが望ましい。図９（ｌ）は、給電部にＩＣを取り付けＩＣの容量とスリットのＬとが同調をとるようにした場合を示す。
【０１５７】
つぎに金属面上でも動作し、かつ金属面がないときは表、裏両面で動作する両面にスロットが形成された万能スロットアンテナの例を図１０に示す。金属面Ｍ１，Ｍ２共にスロットが切ってあり、中空に下げて使用する場合には、両面の金属面から放射を行い、金属面の上に裏の金属板Ｍ２が乗せられるときは、Ｍ２の面のスロットは金属で塞がれ放射インピーダンスは１スロット分の約半分となるが、表面からの放射が行われる。この金属面では正常に動作し、金属面から離すと平等に放射するようにする調整も可能である。
【０１５８】
図１０（ａ）は上面の金属面のスロットＳ１に給電部３が取付けられ、下方金属板Ｍ２にも電界が分配され共振するスロットＳ２や開放端ＯＥが切られている場合の断面図である。この場合、給電部はスロットではなく破線のように伝送線路の間の比較的電圧の高いインピーダンス整合が取り易い位置に取付けることもできる。何れの場合も上下両面の放射が得られ、金属面の上に載せられた場合は、片面のみの放射となる。
【０１５９】
図１０（ｂ）は図１０（ａ）の斜視図である。上部の金属面Ｍ１にスロットＳ１が切られ、このスロットＳ１に給電部が接続されている。下方の金属面Ｍ２にはスロットによる共振回路が構成されている。表面ではスロットＳ１による放射と線路の電圧による励振により裏面のスロットＳ２による放射が行われる。給電部の取付け場所も伝送線路間に取付けて、両スロットを励振することができる。
【０１６０】
図１０（ｃ）はモノポールアンテナに対する相似的スロットアンテナで、図１（ｇ）で述べたように、１／４波長スロットのインピーダンスは１０００Ω以上と非常に高いので、整合（抵抗成分とリアクタンス成分）を取るのが難しい。従って、下方にも放射が得られるように共振アンテナＳ２ｈあるいは開放端ＯＥを設けてある。整合については、既に説明しているのでここでは省略する。
【０１６１】
この平行板線路の構造のスロットＳ１，Ｓ２は上下のみならず、一部は開放口ＯＭの方向にも電界の漏れがあるので、側方でも漏洩電界を僅かに受信することができる。然し乍ら単層の伝送線路では表面の金属面Ｍ１側を金属面等で閉がれるとスロットアンテナとしては動作しなくなるし、重ねた場合でも上下のスロットアンテナで閉がれたり妨害されたりするので使用に限度がある。上下に重ねたスロットアンテナの場合については、図１１で後述する。
【０１６２】
そこで、本発明のもう一つの実施例について説明する。
【０１６３】
図１０（ｄ），（ｅ）は、上下のスロットＳ１，Ｓ２を別々に給電した場合の接続を示す。
【０１６４】
図１０（ｄ）は、上下のスロットＳ１，Ｓ２が無限大線路によって分離されていることを利用したものである。図１０（ｄ）には上下面のスロットＳ１，Ｓ２に別々の給電部を取付け、表と裏で別々の動作をさせることのより表裏で別々の信号を扱ったり、使い分けたりすることができる。この方法では上下のスロットは完全に分離できない。従ってつぎの図１０（ｅ）に分離する方法を示す。
【０１６５】
図１０（ｅ）は伝送線路とスロットＳ１，Ｓ２を２つに分けて合わせたもので、夫々の伝送線路のスペースを有効に利用している。図１０（ｅ）には両面のスロットＳ１，Ｓ２に別々に給電部を取付け、片側構造線路による組み合わせを行い、スロットを完全に分離して表裏別々のアンテナとして用いる場合を示す。
【０１６６】
図１１は２層以上の多層の伝送線路を用いた本発明の万能スロットアンテナの実施例である。図１１（ａ）は今迄述べた実施例の万能スロットアンテナに更に下方にスロットの代わりに平行板線路Ｍ５を加え、その平行板線路Ｍ５に開放端ＯＥ（Ｏｐｅｎ  Ｅｎｄ）を設けた構造のものである。これにより、＃１の万能スロットアンテナの下に＃２の万能スロットアンテナが来た場合でも＃２のスロットＳ１２の上方が短絡され、＃２のスロットＳ１２が動作しなくなることを防止できる。＃２のスロットＳ１２から上方をみた場合、＃１のλｅ／４線路により上方は無限大となり、＃２のスロットＳ１２は短絡されず、給電部が接続され、生きたままとなる。＃２のスロットＳ１２が直線のときはこの方法が適用できるが、＃２のスロットＳ１２がＨ形のスロットの場合には、重ね合わせとして、スロット面を閉ざさないようにするためには下方もＨ形の開放端ＯＥとする方が良い。
【０１６７】
若し、この線路を側方等から励振するならスロットＳ１，Ｓ１２は動作し、信号を出すことができるので、スロットアンテナを重ね合わせる場合等に役立つ。電界ＥＴ１，ＥＴ２…ＥＴｎを受信する場合には、スロットアンテナの上方、下方あるいは側方の電界の強い部分に検出用アンテナを取付ければよい。また電流や磁界を利用する場合は端部電流の大きい所がよい。
【０１６８】
図１１（ｂ）には図１１（ａ）の斜視図を示す。一層目の平行板線路Ｎｏ．１ＬはスロットＳ１に対して無限大のインピーダンスを提供し、２層目の平行板線路Ｎｏ．２Ｌは下方の＃２万能スロットアンテナのスロットＳ１２の給電部から放射される信号を無限大インピーダンス線路で受けとめるので、＃２万能スロットアンテナは上の＃１万能スロットアンテナの裏面によって無効にされたり、塞がれたりすることはない。多数の万能スロットアンテナを重ねた場合も同様である。斜視図（ｂ）は複雑になるので＃２万能スロットアンテナ以降を省略してある。基本的な方法はこのような方法であるが、この考えを応用したものを後述する。
【０１６９】
つぎに図１１（ｃ）には上面金属面Ｍ１，下面金属面Ｍ２の両金属面にスロットを切り、上面金属面Ｍ１のスロットＳ１に給電部を乗せ下面のスロットは寄生のスロットＳ２のみとする場合である。このスロットＳ２は使い方によって共振を行われたり、使用途によっては単なる結合穴として用いたりすることができる。
【０１７０】
更に下方に金属板Ｍ５を設け、この金属面はスロットの代わりに開放端ＯＥとする。即ち、下方の＃２以下の万能スロットアンテナに対してほぼ無限大に近いインピーダンスを提供し、スロットＳ２に対しては非共振の開放端であるため、殆どが影響を与えない平衝線路となる。図１１（ａ），（ｂ）に対して、金属面Ｍ２にスロットや開放端が施されている場合の実施例である。
【０１７１】
図１１（ｄ）には、この２層線路と２重スロット部Ｓ１，Ｓ２と開放端ＯＥ部が金属面Ｍ１，Ｍ２，Ｍ５によって構成されている斜視図を示す。給電部は上面金属面Ｍ１のスロットＳ１に取付けられている。
【０１７２】
図１１（ｅ）には＃１万能スロットアンテナと＃２万能スロットアンテナとの結合を示し、金属面Ｍ２に明けられた共振または非共振形スロットＳ２により、給電部が取付けられたスロットＳ１の信号が結合され、更に下層に伝送されて下方の金属板Ｍ５の開放端ＯＥを介して放射または伝送されることを示す。伝送線路間に給電部が取付けられた場合、スロットの片側が短絡されている。上下放射形スロットについても同様である。
【０１７３】
＃２万能スロットアンテナ以下に万能スロットアンテナを更に重ねた場合でも、スロットや開放端を設けることで、相互結合ｍ１，ｍ２，ｍ３…によって＃１万能アンテナの信号は伝えられる。また下方の万能スロットアンテナの信号も同様に結合を介して上方に伝えられるので、上方または下方に検出用のアンテナＤＡあるいは側方に検出用アンテナＤＡｓを備えれば多数重ね合わせた万能スロットアンテナの信号も読み取ることができる。
【０１７４】
裏側の開放があまり不要な場合にはＭ２に切られたスロットＳ２は非共振とし、相互結合ｍ１やｍ２，ｍ３を弱めたほうがスロットＳ１の共振を妨害する割合が少なくて済む。ここまでは約半波長共振スロットについて述べて来た。
【０１７５】
図１１（ｆ）（ｇ）では約１／４波長λｅ／４スロットの場合について述べる。図１１（ｆ）は図１１（ｃ）の場合と同じように重なった場合で、１／４波長スロットによる２層スロットアンテナを構成し、この場合の放射と結合を図示している。図１１（ｆ）は断面図で図１１（ｇ）はこの斜視図である。１／４波長スロットの場合にはスロットが半分になっているので、片側のスロットが開放されており、この方向には電界が漏洩するので、この方向でも検出アンテナＤＡを置けば万能スロットアンテナの信号を受信することができる。従って側方でも万能スロットアンテナの信号を拾い易いので、積み重ねの万能スロットアンテナの信号を側方で検出するには、このアンテナの方が小形で、信号がとり易い。然し乍ら放射インピーダンスが高く小形になり過ぎて放射効率が悪くなったり、側方の放射があったりして、指向性利得も落ちる場合がある。給電部が接続されているスロットは整合回路や付加したキャパシタとスロットのインダクタンスが共振するので問題ないが、給電部が接続されてない金属面Ｍ２のスロットにはキャパシタＣを接続し共振をとる必要がある。このように下方のスロットや開放端ＯＥを組み合わせを行うことにより、重ね合わせを可能にする。
【０１７６】
図１１（ｈ）はスロットを＃１，＃２，…＃Ｎと多段にスロットを重ねた場合のスロットの結合を示す。金属面Ｍ２に切られたスロットＳ２とＣは共振状態となって、給電を行なっているスロットＳ１と干渉するので、スロットＳ１を生かしてスロットＳ１２，Ｓ２２は下方スロットとの結合用に用いることもできる。
【０１７７】
図１１（ｉ）（ｊ）は金属面Ｍ２のスロットＳ２に給電部を接続し、金属面Ｍ１には共振形スロットや開放端部を用い、放射を行わせる場合である。下方の金属板Ｍ５はスロットを切ってある場合は給電部が中間に挟まれる構造となり、上下に対称にスロットＳ１，Ｓ３により放射が行われる。給電部は中間に置かれ保護される構造となり、上のスロットＳ１または下のスロットＳ３が塞がれた場合でも塞がれない側で放射が行われるので、このような目的のスロットアンテナの組み合わせには好都合である。
【０１７８】
また、下方の金属面Ｍ５にスロットではなく、開放端ＯＥとなっている場合には、重ねた場合でも下方に重なるスロットを塞ぐことはない。従って、金属面Ｍ５の切り口はスロットＳとするか開放端ＯＥとするかは、目的によって使い分けることができる。図１１（ｊ）には金属面Ｍ５に開放端ＯＥを切った場合を示す。この場合には対称に上下（表裏）に放射が行われる。図１１（ｊ′）は、金属面Ｍ５にスロットＳ３を切った場合を示す。先にも述べたように使用する目的が何れのようにもできる。
【０１７９】
図１１（ｉ）は重ねた場合でも上下の検出アンテナＤＡに放射電界ＥＳが受信されることを示す。図１１（ｊ）は斜視図で、万能スロットアンテナの上下に電界が放射され、これを検出アンテナＤＡが受信する場合を示す。
【０１８０】
図１１（ｋ）（ｌ）は１／４波長アンテナの場合を示す。構成は１／２波長スロットの場合と同様である。金属面Ｍ１の１／４波長スロットの寄生共振を行うときは、もともとスロットはインダクティブであるのでキャパシタＣを接続し、共振状態を作る必要がある。
【０１８１】
図１１（ｍ）（ｎ）には各スロットに対して３層および４層平行板線路構造の万能スロットアンテナとした場合の断面を示す。
【０１８２】
３層の構造にしたのは、図１１（ａ）（ｆ）の構造の万能スロットアンテナで、特に上面，下面ともにスロットＳ１，Ｓ３が取付けられている場合で、万能スロットアンテナを重ねた場合、上の＃１万能スロットアンテナの下面のスロットにより、下に重なった＃２万能スロットアンテナのスロットＳ１が塞がれないように開放端ＯＥの平行板線路の層を追加したものである。これにより＃２万能スロットアンテナが上に重なった＃１万能スロットアンテナにより塞がれる等の妨害を受けることはなくなる。
【０１８３】
従って、万能スロットアンテナを何枚も重ねてもスロット面が他の重なって来る万能スロットアンテナによって塞がれることがなく、上方または下方からスロット面を励振した場合でも上から下へまたは下から上へスロットが結合をしながら励振をし、スロットに接続された素子の信号を読みとることができる。一般にタグとして用いた場合には、アンティコリジョンの機能が付いているので、１００個程度積み重ねても信号を読み取り選別することができる。
【０１８４】
然し、万能スロットアンテナ同士の結合を強くし過ぎると干渉を起こし、共振周波数がずれて、返って読みづらくなるので、この相互結合は小さくしておいた方が干渉は発生し難い。図１１では給電部はスロットに載せる側で説明して来たが、図８、図１０で説明したように伝送線路間の電界や電圧、電流を利用して重ね積みができるようにすることもできる。
【０１８５】
つぎに、万能スロットアンテナを名刺サイズやカードサイズに小さくする場合の実施例について図１２に示す。
【０１８６】
カードの標準サイズは５５×８５×（０．７６±１０％）［ｍｍ］であるので、カードサイズに収める場合、これにより小さく構成しなければならない。１／２波長スロットによるスロット長は図１，図２等で説明したように１／２波長に短縮率を乗じた値で９２０ＭＨｚ帯の場合、スロット長ｌは約１０７ｍｍとなった。このスロット長ｌ≒１０７ｍｍを更に短くするためにスロット部をＨ形に構成し、更にＺｉｇ−Ｚａｇ線路を主スロットの両翼のスロットに用いることで短縮を加えるようにして、Ｙ軸方向のスロット長を３０〜５０ｍｍ以下に押えることができる。
【０１８７】
更に、今度はスロットを励振する電界方向、即ち、Ｘ軸方向をカードの長辺８５ｍｍ程度に短くしなければならないので、半波長の１０７〜１６０ｍｍ以下に構成しなければならない。カード長の８５ｍｍは約１／４波長程度であり、電界を励振する距離が短くスロットに誘起させる電圧は電界強度に長さを乗じたものであるから、Ｅ×０．０８５ボルトと小さい値となる。
【０１８８】
従って、カードサイズの万能スロットアンテナは通信距離が短くなるため、図１８（ａ），（ｂ）に示すように金属面Ｍの上に載せて、直接導電電流を多く供給し放射電界や受信電界を励振するか、あるいはキャパシティブショートにより、放射電界を増強することにより短絡部分を補うことができる。そのため、スロットの下方の平行板線路のインピーダンスを無限大にさせることはスロットから短縮端部までλｅ／４が必要なので、平行板線路を折り曲げ２重（２層）にすることによって達成することができる。
【０１８９】
この実施例を図１２に示す。カードのほぼ中心部に給電部が接続されているＹ座標において、Ｘ軸方向のカードの長辺方向に切った断面図を図１２（ａ）に示す。スロット中心部から短絡部迄の電気長はλｅ／４であるので、約５４ｍｍである８５ｍｍの１／２はｘ１＝４２．５ｍｍで実効１／４波長は５４ｍｍの長さでなければ動作しないにも拘らず、伝送距離ｘ１が４２．５ｍｍしかないので、５４−４２．５≒１１．３ｍｍの長さが足りない。従って、ｘ２＝１１．３ｍｍの長さを折り曲げて線路長を補充しなければならない。即ち１／４波長の線路を両側に得るためには、１層のｘ１の伝送距離と２層のｘ２の伝送距離の合計ｘ１＋ｘ２＝５３．８ｍｍで構成する。カード厚は０．７６±１０％で約８ｍｍであるので、折り曲げによる２層構造の場合には、絶縁体の厚み、即ちスペーサの厚みは０．２〜０．３ｍｍ程度で作らなければならない。金属板の厚みを通常流通する０．０１〜０．０５ｍｍとすると、３枚で０．０３〜０．１５ｍｍとなり、０．２ｔの厚さの絶縁体の場合、全体の厚みは０．４＋（０．０９〜０．１５）ｍｍ、（０．２５〜０．０３）ｔの厚さの絶縁体の場合、全体の厚みは（０．５〜０．６）＋（０．０９〜０．１５）≒０．７５ｍｍとなり、カード厚の長に納めることができる。実際に製造するときは通常のサイズの長辺方向が１０７ｍｍ程度カードを、全長が約８５ｍｍの所で図のように両端を折り曲げるようにしてもよいし、ｍ２を最初から短く切って絶縁体のみ折り曲げる構造としてもよい。従って、上下の絶縁体は同じ厚みとなる。
【０１９０】
９２０ＭＨｚの場合、アルミや銅のスキンデプスは２μ（０．００２ｍｍ）であるので、多少のロスがあっても動作するのは１〜１０μ（０．００１〜０．０１ｍｍ）程度の金属箔や金属コーディングがプラスチックフィルムに金属コーディングを用い薄く作ることができる。ＩＣチップを載せる場合や給電する部分を除き金属面をむきだしにはせず、全体を薄いプラスチックフィルムで覆うなり、薄いプラスチック板を貼り付けて仕上げてもよい。
【０１９１】
つぎに、図１２（ｂ）には下方の金属面Ｍ２にスロットＳ２を切り、下方からも放射が行われるように構成した場合を示す。
【０１９２】
図１２（ｃ）にはカードを積み重ねた場合にも下方のカードや隣接のカードのスロットが塞がれないようにもう一層の伝送線路を増やし、２層とし、加えた金属板Ｍ５は開放端ＯＥとする方式を示す。カード長にあわせるために、カードを折曲げ４層となるようにしている。折曲げ部の作り方については、図１２（ｂ）の場合と同じ方法によればよい。斜線の部分はプラスチックＰ等で充填平面にする。
【０１９３】
図１２（ｄ）は給電部を一番上の金属板Ｍ１に接続せず、中間の金属面Ｍ２に接続し、金属板Ｍ１のスロットＳ１が受信したエネルギーを受けて中間の金属面Ｍ２に切られたスロットＳ２を励振し、ここに接続された給電部を励振する方式で図１１（ｉ）（ｈ）（ｍ）（ｎ）で説明する方式によってカード形に組み上げた場合の構成を示す。
【０１９４】
図１２（ｅ）は更に下方に金属面Ｍ６を加え、この間にもう一層の絶縁層を加える層とし、下方の金属板の中心を開放端ＯＥとした場合を示す。長さをカードサイズとするためと、伝送路の１／４波長の電気長を確保するため端部を曲線で折り曲げ、６層になるように構成している。
【０１９５】
図１２（ｆ）はカード形万能スロットアンテナの実施例の斜視図である。長辺が８５ｍｍ、短辺が５５ｍｍであるので、このサイズの中にスロット長を納め、共振特性、放射特性、線路の伝送特性を納めなければならない。
【０１９６】
スロット長を確保するためにＹ軸方向にスロット長が１／３程度しかないので、Ｘ軸方向にスロットを延ばすＨ形のスロットとして構成しなければならず、先のスロットの形状で説明したＨ形のスロットを示してある。
【０１９７】
寸法構成例としては、図に示すように、Ｙ軸方向に連続スロット４０ｍｍ、Ｘ軸方向に６７ｍｍ（±３３．５ｍｍ）として全長で約１０７ｍｍのスロット長として約半波長共振長を構成している。
【０１９８】
線路長も１／４波長５３．５ｍｍを構成しなければならないので、線路の一部を折り曲げる構造としている。カードの全長が８５ｍｍであり、線路長が１０７．５ｍｍ程度なければならないので、この差１０７．５−８５＝２２．５ｍｍが折り曲がる部分の長さとなる。従って、この半分１／２の長１１．３ｍｍが両端の折り曲げ部分となる。カード厚は０．８ｍｍ〜１ｍｍ程度であるので、絶縁体厚が０．２〜０．３ｔで２層となり、０．４〜０．６ｔとなり金属面とカード表面のプラスチックフィルムあるいはプラスチック板を含め０．８ｍｍ厚程度に仕上げなければならない。
【０１９９】
実際の構造では、この上下に仕上げる印刷を行うためのプラスチック面ＰＦが接着またはラミネートされる。
【０２００】
図１２（ｇ）は図１２（ｆ）のカードに更にもう一層追加した場合とＸ軸方向のスロット長をＸ軸方向に切る長さを短くするため、Ｚｉｇ−Ｚａｇに切ってスロット部の共振長を確保する場合の両方の選択の違いの実施例を示す。組み合わせはいくつもあるので、ここではその中から代表的な実施例として挙げている。
【０２０１】
図１２（ｈ）に示すように、Ｘ軸方向のスロット長は４０〜６５ｍｍと短くなり、また伝送線路の端部の折り曲げにより４層の厚みとなっており、例えば０．２ｔの絶縁シートを用いた場合は４×０．２＝０．８ｔこれにアルミ蒸着膜の厚さ０．００１ｔが５〜６層加わったとして０．００６ｔ全体で０．８１ｔ、更に上下のカバーが貼られると１ｍｍ厚程度となる。
【０２０２】
若し、０．１５ｔの絶縁シートを用いる場合には４×０．１５＝０．６ｔでアルミを０．００１ｔの厚さでシートに蒸着したとして００６０６≒０．６１ｔ、この上下に０．１ｔのプラスチックフィルムを貼り合わせると０．６１＋０．２＝０．８１ｔとなり、カード厚に納めることができる。但し、金属面をあまりに薄くした場合や、抵抗値の高い蒸着フィルムを用いた場合には特性を悪化させるので、導電率の良い材料を持ちなければならない。
【０２０３】
図１２（ｈ）は、図１２（ｇ）の一番下方の金属面Ｍ５にもスロットが切られて、中心の金属面Ｍ２に切られたスロットに給電部が接続され、対称に上下に寄生スロットが切られており、上下対称にスロットからの放射がある場合を示す。
【０２０４】
この万能スロットアンテナの特徴は金属面の上に乗せても他方のスロットが動作し、また中心の金属面Ｍ２に接続された給電部は、下方が無限大インピーダンスを呈することから動作して中空状態（真空状態）でも金属面上でも動作することである。
【０２０５】
図１２（ｉ）には１／４波長スロットをカードに乗せた場合の例を示す。１／４波長であるため小形に作れるが、無給電共振をおこさせるためにはキャパシタが必要である。単なる帯状金属を用いた場合とは異なる。
【０２０６】
給電部が取付けられているスロットには、整合回路やキャパシティーが付随しているので、微調整を行う以外は不要である。
【０２０７】
つぎの図１３でも述べるようにＸ軸方向の長さを短くすることは、スロットＳに誘起される電界が少なくなるので単体で動作させたときには、感度が悪くなるが金属面上で動作させるときは、この金属面に流れる電流による電圧とカードの表面電流がつながり、返って誘起電圧も増え放射効率が良くなる。
【０２０８】
図１３には、更に小形化する場合の構成を示す。Ｘ軸方向の長辺を短くするために、折り曲げによる重ね合わせ部を長くし、片側の伝送路が２層で全長λｅ／４となるように、構成，即ちλｅ／８とする長さでタグ全長が約λｅ／４（９２０ＭＨｚ帯で約５４ｍｍ、１０００ＭＨｚ帯で約４９．５ｍｍ）となる長さにした場合を示す。単体で動作させた場合にはスロットに発生する電圧は９２０ＭＨｚの場合には、更に低くなり、放射効率は下がるが、小形化には役立つ。Ｙ軸方向のスロット長もＺｉｇ−Ｚａｇ方式等により短縮し、２０〜４０ｍｍとし、線路幅も３０〜５０ｍｍと縮小している。
【０２０９】
更に、３層になるように折り曲げると更に小形化を進めることができる。先に述べたように磁性体シートによると、更に短縮を行うことができる。金属面に置くと図８（ａ）で説明したように金属面との電流が連続し、誘導電流が加算され、小形化して失った誘導電流や誘導電界を補うこともできる。図１３（ｂ）には平板線路のλ／２よりやや小さめのＨ形スロットによるアンテナの構成例を示す。図１３（ａ）とは基本的な構成の違いはないがジグザグスロットを用いずとも十分に動作させることができる。図１３（ｃ）に示すように、直接金属面に接する場合もあるが、薄いプラスチィクフィルムを介してキャパシティブショートさせ、高周波的な短絡も可能である。
【０２１０】
キャパシタンスＣ＝εＳ／ｄであり、ｄ＝０．０１〜０．１×１０−３ｍ、Ｓ＝５０×３０×１０−６ｍ２とし、比誘電率εｒ＝２．３とすると、Ｃは数百ｐＦで容量リアクタンス成分１／ωＣΩは非常に小さい値となり小数点以下の短絡に近い値となる。
【０２１１】
図１３（ｃ）には、取付金具がアンテナの外側を囲む金属面に取付けられているので、この取付金具を伝わって取り付けられている金属面Ｍに直接電流が流れるため、小型短縮されていてもアンテナの効率を落とすことはない。
【０２１２】
図１４には本発明の万能スロットアンテナ１の外観の例を３例挙げている。ＰＥＴシート（ＰＦ１）にアルミが蒸着あるいは金属箔がラミネートされた金属面Ｍ１にエッチングされたスロットＳに給電部３，３′が接続され、中央部に給電の対象とするもの（ＩＣ等）を収納する窪みをもつ０．２〜０．３ｍｍ厚のポリエチレン（ＰＥ）、あるいは磁性体シート１０のポリエチレン（ＰＥ）に上部より接着され、更に下から囲むようにアルミ蒸着またはラミネートされたＰＥＴシート（ＰＦ２）を接着し、伝送線路端部で上下面のアルミ面が圧着や融着等の手段によって短絡（ｃｏｎｔ）された構造を示す。絶縁体シート１０の窪みは下方の金属面Ｍ２に直接接触しないように薄く残し、上下金属面Ｍ１，Ｍ２が絶縁されるように構成している。ラミネートの端は接着による耳を安定にするように丸めて、端部に接着させてある。これにより全体で０．３〜０．５ｔ厚の万能スロットアンテナ１を構成できる。
【０２１３】
図１４（ａ）には、万能スロットアンテナの金属面Ｍ１の側面の金属面Ｍ３，Ｍ４に金属棒が設置され励振電界Ｅを補っている  Ｃｙｌｉｎｄｒｉｅａｌ  ａｎｔｅｎｎａ  と  Ｓｌｏｔ  Ａｎｔｅｎｎａの統合アンテナを示す。図中では丸棒ではなく薄い板状の棒（Ａｒｍ１、Ａｒｍ２）を示してある。
【０２１４】
特徴としては万能スロットアンテナ１の励振面の長さを短くした場合に、金属面Ｍ１を励振する電流路の長さが短くなり、放射がうまく行われなくなる障害をなくす方法である。受信の場合で考えると、受信電界Ｅの積分値が小さいため誘起電圧Ｖが低くなりそれだけアンテナの受信効率が悪くなるのを防ぐ方式である。即ち自由空間に置かれているときは電流ＩＲの流れる方向の金属面Ｍ３，Ｍ４に棒状の腕（Ａｒｍ１、Ａｒｍ２）を付け足し、この棒状の腕が約半波長の棒アンテナと同様な動作で棒状の腕にも電流を流して、放射電界を励振する様子を示す。
【０２１５】
つぎに、図１４（ｂ）には図１４（ａ）の統合アンテナを金属面Ｍの上に置かれた場合の断面図を示す。付属する棒状アンテナは、金属面Ｍの影響を受けて電流が打ち消されて動作しないが、図８（ａ），（ｂ）で説明したようにスロットアンテナ下面の金属面Ｍ２あるいは側面の金属面Ｍ３，Ｍ４が金属面Ｍに接触している場合、あるいはキャパシティブショートしている場合は、スロット面を励振する電流ＩＲが直接金属面Ｍにも流れ、通常の大きさのスロットアンテナあるいは自由空間に置かれた場合の図１４（ａ）に示した統合アンテナと同様の動作をし、かつ金属面Ｍ上に置かれているため放射指向性はスロットＳが切られている方向のみに放射Ｐが行われ、アンテナ利得としては約二倍の３〜４ｄＢの利得が得られる。
【０２１６】
アンテナとしてみると、全体を金属板で構成するのとは異なり小型に構成できるため、自由空間に置かれている場合と金属面上に置かれている場合の両方で、アンテナ特性を損なうことなく無理のない放射特性が得られ、ダイポールアンテナや棒状アンテナ等を利用した一般のアンテナやＩＣタグと異なり、特に金属面において更によい特性を発揮させることができる。
【０２１７】
図１４（ｃ）には図１４（ａ）より金属面Ｍ１，Ｍ２の大きさをより小さくした統合アンテナを示す。金属面Ｍ１の放射電流が流れる方向が短くなるため、棒の長さが長くなり、この棒に電流が流れて励振電流が流れることを示している。
【０２１８】
このようにスロットアンテナの励振電流ＩＲが励振され難くなるのを金属棒の部分で補うことができる。金属棒は、平板でもバネ性の板でもスプリングでもよい。
【０２１９】
スロットＳを構成する金属Ｍ１と下方にある金属面Ｍ２による平行線路は、図１２に説明してあるように伝送線路を折曲げ山形にしているものを用いてもよいし、後述する集中定数による小型化でもよい。
【０２２０】
図１４（ｂ），（ｄ）には、下方の金属面Ｍ２に切り欠きを作っていない構造であるが、下方の金属面に切り欠きを作った構造のアンテナでも同様に構成できる。アンテナを使用する状況や目的に対応して組み合わせを行なうことができる。
【０２２１】
図１４（ｄ）には、図１４（ｃ）のアンテナを金属面Ｍの上に乗せた場合の断面図を示す。両側に備えた腕状（Ａｒｍ１、Ａｒｍ２）の棒状アンテナが取付けられた統合アンテナが金属面Ｍの上に乗せられ動作をしている場合を示す。棒状アンテナは金属面Ｍ上では役に立たず動作しないが、スロットＳを励振する電流ＩＲは直接金属面上に流れ、スロットＳの放射電界Ｅや誘起電圧Ｖを助け、金属面上でも高い特性を発揮することができ、小型化による誘起電力量の低下や放射電界の低下をなくし、かつ金属面から離した場合でも、側面や表面や裏面等に取付けられた腕状アンテナ（Ａｒｍ１、Ａｒｍ２）、あるいは棒状アンテナにより励振電流がまかなわれアンテナ特性が発揮できる。図中には示していないが、スロットＳあるいは伝送線路のインピーダンスが整合する部分にＩＣを取付けることによりＩＣタグとして用いることもできる。このことについては、図１４（ｌ）にて述べる。
【０２２２】
図１４（ｅ）には、１／４波長の主線路による放射と副線路による放射の両方の効果を備えながら金属面Ｍの上に置いても絶縁体の上でもインピーダンスや周波数のズレを生じない構造の小形アンテナの例を示す。下方の金属板Ｍ２の長さは１／２波長以下の長さで電気長１／４波長以上の長さである。
【０２２３】
図１４（ｆ）には、同様に１／４波長主線路と副線路が約１／２波長以下となるように構成された小形アンテナの場合を示す。
【０２２４】
副線路は、主線路の放射を助け、更に下面の金属Ｍによる側部の電界の乱れを吸収し、特性が変わるのを抑える特徴を備えている。
【０２２５】
図１４（ｇ），（ｈ）はキャパシティーとして集中定数や金属壁Ｋと窓Ｃａｐによるスリットを設けて、部分的に変位電流を流してキャパシティーとして短縮を行う場合を示す。これにより線路長やスロット長も短縮できる。折曲げ方法と組み合わせ線路長を単に短縮してもよいし、スロット長もＺｉｇ−Ｚａｇ線路等と組み合わせて、更に短縮することも可能である。追加した腕の部分は、伸縮アンテナを利用した場合を示す。金属腕や棒、板状アンテナは可撓性に適したあるいは小型化に適した構造やユニット長にする方がよい。
【０２２６】
図１４（ｈ）には図１４（ｇ）を横から見た断面図を示す。集中容量を作るために線路内には金属片Ｋを用い、上下金属面間に少しの隙間を設けこれに電界を集中させて集中容量（Ｃａｐａｃｉｔｙ）を構成している。
【０２２７】
スロットＳについては、スロットＳの切り欠きの途中に両側あるいは片側から金属突起を出して集中容量が同様に発生するようにしている。これらの容量で足りないときは、高周波損失の少ない容量を添加して目的を達してもよい。周波数が低くなりアンテナ構造が大きくなるＵＨＦ帯の低い所やＶＨＦ帯等でこのようなスロットアンテナ構造を作ることは、金属面が大きくなるので集中定数のアンテナ構造とすることが必要な場合がある。
【０２２８】
また、金属腕や棒を適切に使ってアンテナを小型にしながらも金属対応のアンテナとすることが可能となる。
【０２２９】
図１４（ｉ）には、等価的な集中容量（Ｃａｐａｃｉｔｙ）が挿入されている場合の解説図である。また伝送線路内の電流ＩＴとスロットＳによる放射を活用する金属面の外側と腕部、即ち棒状の金属部を流れる電流放射を行なう電流（Ｒ，Ｃｕｒｒｅｎｔ）の分布を示す。
【０２３０】
図１４（ｊ）には別の集中定数を用いた場合の小型化の例を示す。平行板線路の内側の短絡部はインダクタンスを与えるので磁性体（ＭａｇＭ）にコイル（Ｃｏｉｌ）を巻いたインダクタンスで代替えし、また一部に集中容量を挿入して伝送路の短縮を行なう例を示している。コイルの端部は上面と下面のほぼ中心部に接続されている。
【０２３１】
磁性体（ＭａｇＭ）に巻かれたコイル（Ｃｏｉｌ）平板に挟まれており上面の平板に金属腕（Ａｒｍ）が取付けられている。またスロットの途中には集中インダクタンスや集中容量が挿入されスロットも短縮されている。このようにして平行板線路の短縮を行なっており、放射用アンテナの長さは棒状のアンテナで補っている。
【０２３２】
図１４（ｋ）には、伝送線路とスロット及び棒状アンテナが取付けられている等価回路を示す。
【０２３３】
図１４（ｌ）には、本発明の万能スロットアンテナ１にＩＣを取付けることでＩＣタグとして用いられる場合の例を示している。装着されるＩＣは、スロットＳの５０Ωのインピーダンスが取れる端部に近い部分で、ＩＣのキャパシタンスと共振が取れるインダクタンスが得られる部分に取付けられている。
【０２３４】
図１５は屋外や汚れのある環境の悪い場所（高温の場所、塗装等の場所）で使用する場合を示し、カバー（Ｃｏｖ．）に万能スロットアンテナ１を収納したあと、プラスチックやセラミック等の絶縁体で封印モールドまたは充填し、耐候性や耐熱性を持たせる場合を示す。金属体Ｍへの取付けはカバーの耳Ｒの部分をボルトＢ等で止める。防水のためＯリングやガスケットを当てた方がよい。
【０２３５】
図１５（ａ−１）は特殊な材料で一体成形する場合と、図１５（ａ−２）はカバーを特殊な材料で作り、耐候性や耐熱性等を持たせ使用環境に合うようにしている。
【０２３６】
図１５（ｂ）は金属面Ｍと面一にし、万能スロットアンテナ本体の突起により破損が生じたり、余分な抵抗が発生しないように、万能スロットアンテナ１を埋め込むための窪みを金属面Ｍに設け、万能スロットアンテナ１を埋めた後にモールドあるいはプラスチック板やセラミック板のカバー（Ｃｏｖ．）で保護するようにした場合を示す。このように作ることで金属体と一体で構成できる。更に航空機、ロケット等の製品と一体化したりするには最適である。
【０２３７】
図１６（ａ）には金属面Ｍ１の表面に２個のスロットＳ１，Ｓ２を切り、左側の一方のＮｏ．１スロットＳ１にのみ給電部３を接続している。右側のＮｏ．２スロットＳ２は給電部が接続されていないスロットである。特性インピーダンスＺＯの伝送線路により、この伝送線路を伝ってスロット部にエネルギーが伝送される。先にも述べたように、伝送線路の特性インピーダンスは低くて、スロット部のインピーダンスは逆に高くなり、整合がとり難く隣の右スロットに給電することは難しい。
【０２３８】
然し乍ら、特性インピーダンスＺＯが大きかろうが小さかろうが、線路長λｅ／２，λｅ，３λｅ／２，…２λｅとλｅ／２の整数倍の長さでは、同一のインピーダンスが並列に接続される構成になるので、この原理を使って、図１６（ｂ）に示すように実効線路長１が波長λｅ離れた所にＮｏ．２スロットＳ２に配置し、スロット部が２個平列に接続されたインピーダンスを持つ、即ちＺＳ／２で整合をとれればＮｏ．１スロットＳ１とＮｏ．２スロットＳ２は同一の効果を持つスロットとして動作し、かつ正面Ｚ軸方向には同相のスロットとして励振されるので、単体スロットの時の指向性より３ｄＢ近くのアンテナ利得を稼ぐことができるため、ＶＳＷＲの劣化と反射による損失はこの場合小さい。ＩＣや給電部の位置を少しずらして整合を取ることもできる。また、スロットを同じ条件で追加しても並列にスロット部が接続されるだけである。これが伝送線路を用いる大きな利点の一つである。
【０２３９】
Ｎｏ．１スロットＳ１とＮｏ．２スロットＳ２が同相に給電され、かつ実効一波長の間隔で配置される場合は、図１６（ｅ）に示すようにＺ軸方向のみでなくＸ軸方向の放射も多少伴うようになるが、気にならない放射である。
【０２４０】
つぎにスロットではなく、給電線路の間に給電部を接続し、電力を給電線内に集めて給電部に電力を供給する場合の例を図１６（ｃ）に示す。この場合には伝送線路のインピーダンスＺＯを適度な値に選び、充分にスロットに電力が供給できるようにインピーダンス整合が取れるように構成するとよい。
【０２４１】
例えばスロットのインピーダンスＺＳを１００Ωとすると、ＺＯ＝１００ΩになるＩＣや給電部の取付け位置は１００／２＝５０Ωとなるので整合がとれる。インピーダンス整合のためλ／４波長線路でＺｉｃ・Ｚｓ／２＝ＺＯ２として給電線路を構成しても良い。
【０２４２】
また、スロット部の幅、長さ、および給電線路長ｘｌ、端部の線路長Ｘ、給電部周辺の整合回路によって、目的が達せられる。
【０２４３】
図１６（ｃ）では、仮にＮｏ．１スロットＳ１とＮｏ．２スロットＳ２との間の空間長をλとしている。
【０２４４】
図１６（ｄ）は３個のスロットが並列に接続されている場合を示す。３個のスロットＳ１，Ｓ２，Ｓ３の真中のスロット、左から２番目のスロットＳ２に給電部を取付けた場合は、左右のスロット、即ち１番目と３番目のスロットＳ１，Ｓ３は、平行板線路による伝送線路を介して給電され、前述のスロット配置と同じように実効長で一波長離れた距離に１番目のスロットＳ１も２番目のスロットＳ２も接続されているので給電部に対してはスロットが３個並列に接続されているのと同じ効果となり、スロット１個のインピーダンスをＺｓとすると３個の並列スロットにより１／３のインピーダンスとなり、ＩＣ３はＺｓ／３インピーダンスで整合を取れば３個のスロットＳ１，Ｓ２，Ｓ３には平等に給電部の信号が分けられ、この信号が図１６（ｄ）や図１６（ｉ）に示すように同相となる方向に強い指向性を持つことになり、特性インピーダンスが低い薄い伝送線路による電力伝送でも、伝送線路との整合のことをあまり考慮しなくとも簡単にアンテナ利得（ｇａｉｎ）の高い万能スロットアンテナを構成することができる。無論、放射抵抗が全部同一となるようにするため、伝送線路にトランスフォーマを構成しインピーダンス整合を取ればよい。
【０２４５】
図１６（ｅ）には同相に励振されるスロットのＺｘ面内の指向性である。スロットの両側の金属面が有限長であるので多少Ｘ軸方向、即ち正面Ｚ軸方向から９０°方向にも放射があり、かつ一波長で同相のスロットの励振があるので放射が発生する。Ｚ軸方向の放射は、スロットが同相で励振されればスロット数に応じた係数となるが、一波長毎に同相のスロットが配列されるとＸ軸方向にも放射が加算される。
【０２４６】
図１６（ｆ）には、λ／２波長スロットが１個の場合で、金属面内のＸ軸方向の全長、即ち２Ｘがλ／２波長から一波長長い場合のＺ，Ｘ軸面内の指向性でＺ軸方向に最大の放射を行う。−Ｚ軸方向と±Ｘ軸方向には金属面が有限長であるためスピルオーバーする放射が行われる。
【０２４７】
図１６（ｇ）には４個のスロットが配列されている場合を示す。ＩＣまたは給電部はＺ０２の特性インピーダンスを持つ２番目の伝送線路で線路のほぼ中央部にＭ２とＭ５の金属面の間に接続されている。金属面Ｍ２には左右に一つずつ窓となる開放端ＯＥがあり、この部分が１番目の伝送線路の給電点ＦＰとなっている。
【０２４８】
この４個のスロットＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が同相に励振されるので、受信の場合は受信エネルギーが伝送線路を介して給電部に同相に供給される場合の例を示す。即ち、Ｎｏ．１スロットＳ１、Ｎｏ．２スロットＳ２、Ｎｏ．３スロットＳ３、Ｎｏ．４スロットＳ４で受信された電力は第一層目のＺｏ１伝送線路を介して伝送され、更に第２層目のＺｏ２の伝送線で同相に集められ、Ｚｏ２の線路間に接続された給電部に印加、供給されるように構成する。図１６（ｈ），（ｋ）にはその伝送線路の断面図を示す。第２層目から第１層目への給電部Ｆは開放端ＯＥでもスリット等の切り欠きでもよい。図１６（ａ）の場合のように単に並列に接続されるようにスロットの配列を行っても良い。
【０２４９】
図１６（ｈ）や（ｋ）には給電部は線路間に接続されたが、後述のように線路のスロットＳや開口端部ＯＥに接続してもよい。図１６（ｈ）には４個のスロットＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が同相で励振された場合、かなりの指向性が得られ、単体のスロットの場合より、指向性利得が５〜６ｄＢ高く得られる場合を示す。本発明の万能スロットアンテナの利得はダイポールに比べ３〜５ｄＢ高いので全体で１０ｄＢ近く利得が上がり、製品や場所の管理が容易にできるようになる。
【０２５０】
図１６（ｋ）にはスロットＳからの放射指向性を、正面のＺ軸方向ではなく斜方向、Ｚ軸方向よりθ１方向に傾いて放射させたり受信させたりする位相差給電の場合を示す。
【０２５１】
これにより、垂直な平面に万能アンテナを取付けても斜め上方と通信ができたりするので、固定アンテナが真横になくても天井や斜め上方からのアンテナ（ＵＳＡ）と通信することが可能となる。指向性の組み合わせについてはアンテナの組み方であるので、ここでは一例にとどめる。
【０２５２】
図１６（ｋ）の放射指向性の場合、例えばスロットＳ１を中心としてスロットＳ２はδだけ遅れ、給電を行いスロットＳ３は２δ、スロットＳ４は３δだけ遅れ、給電を行ったとする。夫々のスロットのＸ軸方向の空間の間隔を同じにする。
【０２５３】
スロットの配列間隔が異なった場合には、それだけの位相補償を行えばよい。スロットや給電部のインピーダンス整合についてはインピーダンス整合回路や端部条件を考慮して行うと良い。
【０２５４】
図１６（ｉ）には、図１６（ｇ），（ｈ）の配列スロットによるＺＸ平面内の指向性でＺ軸方向に対し強い利得を持つスロットアンテナを示している。スロットと給電部のインピーダンス整合については、スロットの特性インピーダンスＺ０１，Ｚ０２の大きさや線路長等を考慮して設計を行わなければならない。
【０２５５】
線路の特性インピーダンスＺ０１やＺ０２と関係なく、即ち線路インピーダンスが低い場合でも、図１６（ｊ）のような線路長でスロット同士を接続すると、第１線路の特性インピーダンスＺ０１や第２線路の特性インピーダンスＺ０２とに関係なく、つぎのようなインピーダンス関係が成立し、給電部が接続される給電点がスロット１個のインピーダンスＺｓとなることを示している。即ち、スロット１個に対する給電部の抵抗ＺＩＣとの整合を行ったと同じ方法により整合を行えば良いことを示している。
【０２５６】
これを説明すると、スロットＳ１とスロットＳ２を線路の電波長でλｅ／４波長、即ちλｅ／４の長さだけ離して接続し、この中心部のインピーダンスＺＦＰ１は両側のスロットに接続されているので１／２となり、ＺＦＰ１＝Ｚ０１２／２Ｚｓとなる。
【０２５７】
また、スロットＳ３とスロットＳ４についても同様の電波長で構成されているため、ＺＦＰ２＝Ｚ０１２／２Ｚｓとなる。
【０２５８】
更に、電波長で１／４波長離れた第２線路の左側の給電部ＦＰ３については、つぎの式が成立する。
【０２５９】
ＺＦＰ３＝Ｚ０２２／ＺＦＰ１＝２Ｚｓ・Ｚ０２２／Ｚ０１２
尚、特性インピーダンスＺ０１とＺ０２が同じ構造であればＺ０２２／Ｚ０１２＝１となり給電点ＦＰ３のインピーダンスは、ＺＦＰ３＝２Ｚｓとなる。
【０２６０】
同様に第２線路の右側の給電部ＦＰ４においても、つぎのような式が成立する。
【０２６１】
ＺＦＰ４＝Ｚ０２２／ＺＦＰ２＝２Ｚｓ・Ｚ０２２／Ｚ０１２
同様にＺ０２＝Ｚ０１とすると、給電点ＦＰ４のインピーダンスも、ＺＦＰ４＝２Ｚｓとなる。
【０２６２】
第２線路内の左側の第３給電点ＦＰ３と右側の給電点ＦＰ４におけるインピーダンスＺＦＰ３とＺＦＰ４が求まった。この各給電部より電波長で１／２波長、即ちλｅ／２離れた中心部の第５給電点ＦＰ５では左側のインピーダンスは１／２波長の線路のインピーダンスであるので、同一のインピーダンスが得られるので左側を足したインピーダンスは２Ｚｓとなり、同給電点に対して右側をみたインピーダンスも同様に２Ｚｓとなるので、この給電点ＦＰ５では、左右並列に２Ｚｓのインピーダンスが接続されているのと同じとなるので、ＺＦＰ５＝２Ｚｓ／２＝Ｚｓとなる。
【０２６３】
即ち、先に説明したように同じ特性インピーダンスＺ０１とＺ０２が同一であれば、その大きさに限らず線路長を合わせるだけでインピーダンス整合を簡単に行い、４段配列のスロットアレイを組むことができる。
【０２６４】
Ｚ０２／Ｚ０１の比あるいはＺ０２２／Ｚ０１２の比を用いることにより更にスロットの抵抗成分Ｚｓと給電部の抵抗成分ＺＩＣの整合を取ることもできる。
【０２６５】
つぎに、Ｘ軸方向のスロットアレイ配列の直角方向のＺ軸方向の放射を最大にするのではなく、図１６（ｋ），（ｌ）で述べたようにスロットを励振する電界や電流に位相差をつけＺ軸方向より図１６（ｍ）のような指向性のθ１方向に斜めの放射を最大にする方法について述べる。
【０２６６】
万能スロットアンテナが並列に取付けられたり、水平に取付けられたりするとき、これを送受信するアンテナが真横にあったり、真上にあったりするとは限らない。即ち、アンテナの指向性が斜めを向いていた方が好都合な場合があり、またこの一定の方向に放射があるように構成した方が便利な場合がある。
【０２６７】
図１６（ｋ）には給電点ＦＰ１に対してスロットＳ１とスロットＳ２は等距離にはなく、スロットＳ１よりスロットＳ２の方が距離ｘが長く、遅れて給電されることになる。即ち、給電部から発せられた信号は給電点ＦＰ１より左右に分かれて伝播するとき、スロットＳ１に早く到達し、スロットＳ１の方を早く励振する。スロットＳ２の方がδ＝βＸｓｓｉｎθ１だけ遅れて励振されるとする。するとスロットＳ１からの放射電波は先に進むので、スロットルＳ２から放射される電波は後から放射されるので同相となる電波は右側にずれた所で同相となる。
【０２６８】
給電点ＦＰは、左側ではスロットＳ１とスロットＳ２とのほほ中央にあり、右側ではスロットＳ３とスロットＳ４のほぼ中央にあり、左右に分かれて同じ距離に位置するので各スロットには同相で励振されることになる。受信で考えると同相で入って来た信号や電波は同相で給電点ＦＰに集まり、この給電点ＦＰを介して第二層に取付けられた給電部に同相で電力を供給することができる。
【０２６９】
スロットＳ１の左側、スロットＳ２の右側は、ほぼ電気長でλｅ／４で短絡されている。スロットＳ３、スロットＳ４についても同様である。夫々の端部は無限大インピーダンスとなり、それ以上電波は伝播せずスロットに全電力が給電される。
【０２７０】
スロットＳ１とスロットＳ２とがθ１方向で位相が合うと同時にスロットＳ３とスロットＳ４はθ１方向で位相が合わなければならない。そしてスロットＳ１、スロットＳ２、スロットＳ３、スロットＳ４から放射された電波が総てθ方向で位相がそろわなければならないので、等間隔にスロットが配置されていたとすれば各スロットを励振する電圧や電流の位相はδだけずれていかなければならず、図１６（ｋ）に示すように、給電部即ち信号発生部を基準にして、左Ｘ１１の距離に第１給電部があり、右にＸ１１＋２δの距離に第２給電部があるように構成しておけば、スロットＳ１に対しスロットＳ２はδの位相差で給電され、スロットＳ３は２δの位相差でされ、スロットＳ４は３δの位相差で給電されることは、図をみて理解できる。即ち伝送線路による電波の伝送距離をうまく使い、位相差給電を行う場合を示す。受信の場合も各スロットにδづつずれた位相の電波が到着した場合でも電波の伝送距離の違いを利用して給電部の接続点では同相になるように伝送路の内部で位相調整を行えることを示している。これにより図１６（ｍ）のように右側にθ１°傾いた指向性とするためスロット配列間隔Ｘｓの正弦長ｓｉｎθ１、即ちＸｓ・Ｓｉｎθ１によって生ずる位相差δ＝βＸｓ・ｓｉｎθ１の位相を内部の伝送線路で補償すれば良い。
【０２７１】
放射指向性の簡単なベクトル計算行うとつぎのようになる。
Ｅ（θ）＝Ｆ（θ）｛１＋ｅ-jβXs(sinθ-sinθ1)＋ｅ-j2βXs(sinθ-sinθ1)＋ｅ-j3βXs(sinθ-sinθ1)｝
＝Ｆ（θ）・｛１−ｅ-j4βXs(sinθ-sinθ1)｝／｛１−ｅ-jβXs(sinθ-sinθ1)｝
＝Ｆ（θ）・ｓｉｎ｛４βＸｓ・ｓｉｎ（θ−θ１）／２・ｃｏｓ（θ−θ１）／２｝
この式から、θがθ１に近い所では、
ｓｉｎ（θ−θ１）／２＝（θ−θ１）／２
となり、
Ｅ（θ）＝Ｆ（θ）・｛４βＸｓ・（θ−θ１）／２｝／｛βＸｓ・（θ−θ１）／２｝
＝４
となり、θ＝θ１で最大値を示すことが分かる。
【０２７２】
図１６（ｌ）には線路間に給電部を接続するのではなく、金属面間に給電部を接続する第３金属面Ｍ５にスロットＳを切るか開放端ＯＥも切り、ここに給電部３を接続する場合を示す。この場合には更に下方に金属面Ｍ６を要する。前述の図１６（ｃ）においても同様な方式が可能である。
【０２７３】
つぎに、図１６（ｏ），（ｐ）には、ハ字またはＴ字にスロットＳ１，Ｓ２を金属面Ｍ１の端部から約λｅ／４波長の間隔で配列することで、円偏波を発生させる場合を示す。
【０２７４】
図１６（ｏ）には、ハ字またはＴ字にスロットＳ１，Ｓ２の距離をＸだけ離して強制的に直角に配列し、夫々のスロットには給電線（５０Ω同軸ケーブル）で９０°の位相の遅れあるいは進みの位相差をかけて夫々に給電することで、右廻りまたは左廻りの円偏波の電波を放射させる場合を示す。スロットＳ１，Ｓ２は、平行伝送線路に対し斜めに配置されるが、夫々のスロット中心部から金属面Ｍ１の端部まで電気長で約λｅ／４波長離れた位置に短絡金属面Ｍ３，Ｍ４があり、基本的にはスロットがＹ軸方向に切られている場合と同じように、電気長でλｅ／４波長で短絡金属面Ｍ３，Ｍ４を動作させることができる。
【０２７５】
図１６（ｐ）には、左側のスロットＳ１にのみ給電し、右側のスロットＳ２には平行板伝送線路の伝送線路を用いて給電する構成である。図に示すようにスロットＳ１，Ｓ２の距離を電気長でλｅ／４波長だけ離し、スロットＳ２には９０°の位相差をつけた電力が給電されることで円偏波を放射させる場合を示している。図１６（ｐ）の場合は、送信側から見て右廻りの円偏波となり、左廻りの円偏波にする場合は、ハ字を逆さにすればよい。
【０２７６】
図１７（ａ），（ｂ）には携帯電話の表面に、本発明の薄型の万能スロットアンテナ１を取付ける場合を示す。携帯電話の周波数は、９００ＭＨｚ帯や１４００ＭＨｚ帯、１６００ＭＨｚ帯等の夫々キャリアによって分けられているので、夫々のキャリアや周波数に合わせたアンテナを取付ければよいので特定はしない。また、２．４５ＧＨｚ帯のＬＡＮやブルートゥス、ＴＶ等の電波が受信できるアンテナの要求があり、金属面が多く使用されている環境において、薄くて小型軽量のスロットアンテナは最適である。スマートフォン等も液正面の反対側は金属のシャーシの上にアンテナを載せなければならず、金属カバーを用いているものは、この金属カバーをアンテナの一部として利用することもできる。
【０２７７】
最近電波による目や脳への障害が話題となっており、ダイポールアンテナや一枚の金属板を利用した無指向性アンテナより、内側には殆んど放射がない本発明の万能スロットアンテナ１は最適である。図１７（ａ）には液晶の裏の金属部に垂直偏波アンテナ（Ｖ．Ｐ．Ａ）を取付けている場合で、点線が平行板線路部でＨ部がスロットアンテナである。図１７（ｂ）は上側が垂直偏波アンテナ（Ｖ．Ｐ．Ａ）と、下側が水平偏波アンテナ（Ｈ．Ｐ．Ａ）を組み合わせた場合を示す。
【０２７８】
つぎに、本発明の万能スロットアンテナ１を用いた通信システムについて述べる。図１８には、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）の蓋部、液晶面の裏面の金属面に万能スロットアンテナを構築する例で、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−Ｍａｘ、ブルートゥス、無線ＬＡＮ、携帯電話、ＴＶ等各種の無線のアンテナを、筐体側面やＰＣ本体の底面に設置することができる。スカイプ以外にも携帯電話がＰＣに入っていた場合でも、このアンテナを用いることができる。
【０２７９】
最近ではテーブルに放射をしない、漏洩型のシートによる結合アンテナが机に取付けられており、無線ＬＡＮの通信が可能な所もある。このような所では、底面にアンテナを取付けた方が、より伝送シートとの結合が取れる場合がある。図１８（ａ）には水平偏波アンテナ（Ｈ．Ｐ．Ａ）と垂直偏波アンテナ（Ｖ．Ｐ．Ａ）の二種類を配置した場合と、図１８（ｂ）には水平偏波アンテナ（Ｈ．Ｐ．Ａ）が二種類、垂直偏波アンテナ（Ｖ．Ｐ．Ａ）が三種類を配置した場合を示す。
【０２８０】
図１９にはカメラのボディに万能スロットアンテナ１を取付けた場合を示す。これにより自動的にカメラのＩＤや、カメラのデジタルデータを送受信することもでき、更にカメラの管理や所在管理をおこなうことができる。
【０２８１】
図２０は万能スロットアンテナ１をスロットアレイアンテナとして構成する場合の例で、ＩＣタグ等が上に載せられている場合に、Ｘ軸方向の電界Ｅｘや、Ｙ軸方向の電界Ｅｙを励振する方法を示す。
【０２８２】
図２０（ａ），（ｂ）の斜視図では、２本の線路に約１波長置きにスロットを配列し、途中にλ／４波長離れたハ字あるいはＴ字のスロットＳを並べて、このハ字あるいはＴ字のスロットＳにより、Ｘ軸方向やＹ軸方向に電界Ｅｘ，Ｅｙを作る方法である。但し、連続した何の場所でも、電界Ｅｘ，Ｅｙを発生させる方式は、図２０（ａ），（ｂ）に示すように１／２波長スロットをλ／４波長ずらして２列以上並べると、電界Ｅｘ，Ｅｙは何の場所でも途切れずに発生させることができ、棚に置くセンサアンテナとしても使用することができる。また、金属棚の上に直にスロットアレイアンテナを置ける特徴がある。
【０２８３】
図２０（ｃ）には、２列に並んだ棚用スロットセンサーアンテナの給電部を示す。最初のスロットに給電し電力を右に伝送させながら、スロットＳに給電を行う場合を示す。真中のスロットに給電をし、両側に伝送させる方式でもよい。その場合には、図２０（ｃ）の側面の金属面Ｍ３は不要となり、最後の両端のスロットＳの傍に取付けられることになる。
【０２８４】
図２０（ｄ）には、同軸線路、ストリップライン（Ｓｔｒｉｐ  Ｌｉｎｅ）、トリプレート（Ｔｒｉｐｌａｔｅ）線路の断面の側面構造を示す。給電部は同軸で示してきたが、ストリップライン、またはトリプレート等を用いてもよく、これらの線路を用いてまた整合用のトランスフォーマを同時に作ってもよい。
【０２８５】
図２０（ｅ）には、線路ＺＯに１波長置きにスロットの放射インピーダンスＺｓが挿入されるとき、λ／４波長離れた位置に、更に同一のスロット放射インピーダンスＺｓが挿入されると、線路内で同一の大きさ反射を起こし、λ／４波長離れているため往復でλ／２波長となり、反射が打ち消されて、反射のない線路を構築できる例を示す。
【０２８６】
従って適当なスロットとの結合や放射による減衰量をスロットの数に合わせて設計すれば、配列したスロットに全電力を供給でき、線路の反射も心配せずにこのような棚用の万能スロットアンテナの伝送線路を構築できる。
【０２８７】
図２０（ｆ）は、上記の場合を示し図２０（ｂ）の場合のようにハ字またはＴ字形スロットＳが、λ／４波長間隔で並べられ無反射線路が構築され、この線路がλ／２波長ずれて励振されて並列に並べられている場合を示す。従って、先にも述べたように何の位置でもスロットアンテナの上面では、Ｘ軸、Ｙ軸方向共に電界Ｅｘおよび電界Ｅｙが存在するため、何の方向に向いているタグが置かれても結合することができるセンサアンテナとすることができ、かつ無反射の線路とすることができる。スロット長は線路の長さによって定まり、スロットと線路との結合量と減衰量とが定まり、全スロットに均一に電力を送ることができる。
【０２８８】
また、スロットアンテナに結合する電力量を一様に分配するために、ｎ個のスロットとすると１／ｎの電力の分配量となるように結合を定めればよい。これはスロットの長さによってほぼ定めることができる。即ち給電部に近い所のスロット長は短めに放射を少なくし、だんだん長くしてスロットと線路との結合量を増やし、最後のスロットで残りの電力全部放射させる方法をとればよい。
【０２８９】
図２０には、棚用にスロットアンテナの構成を用いたもので、上下の金属板の上面のみにスロットが切られており、左側の初めの給電スロットから伝送線路の電気長λｅの内側の一波長λｅ／４離れた所では短絡され、右方は無限大インピーダンスとなるので右方のみしか電磁波は伝送されない。右方に伝送される電磁波は、上方のハ字スロットあるいはＴ字スロットを励振して棚の長さまで右方に伝送される。右方の最終端では同様に最終端スロットより電気長で約λｅ／４波長離れた線路の端部を短絡することにより、最終スロットの右方を無限大インピーダンスとして、これより右方には電波を伝送させないようにする。一列の伝送線路の上面に並ぶスロットの数をｎ個とする時、一列の伝送線路に加えられる電力をＰとすると、各スロットで放射される電力をＰ／ｎとすることにより全電力は均等に放射される。
【０２９０】
この方法については、スロットと伝送線路の結合係数をスロットの数ｎに変えることによって達成でき、最初に励振されるスロットはＰ／ｎの電力を放射し、つぎのスロットはＰ／ｎ−１の電力を放射するように設計すればよい。具体的には最初はスロット長が１／２波長より小さめに設計し、あまり電力が放射されないようにして、徐々にスロット長を長くして最終段のスロット長は略１／２波長の共振スロットとして残りの全電力を放射できるように設計すればよく、この方式は円形偏波線路等で確立した技術となっている。
【０２９１】
棚の奥行によって、平行板線路の数を増やしたり、Ｒ／Ｗや通信機の送信電力を増やしたり、また別々に給電を行なうか、電力を分岐分配して給電を行なうかは、必要な電力や受信感度を得るための条件によって異なる。
【０２９２】
本実施例では、二列の伝送線路に電力を二分岐して分配する方式を示している。図１６のハ字スロットを多数設けた場合に相当するものである。
【０２９３】
棚アンテナの場合には、下方が金属棚であったり、木製であったりするが、本発明の万能スロットアンテナを用いることにより、何かような用途にも用いることができる。場合によっては、水平として用いられるのみでなく、垂直に用いる場合もある。
【０２９４】
一般に棚用のアンテナの上に商品が重ねられ、これにＩＣタグが取り付けられているので、ＩＣタグの向きは、Ｙ軸方向に向いたり、Ｘ軸方向に向いたりするが、棚アンテナからは円偏波の電磁波が放射されるため、３６０°何れの方向を向いたＩＣタグであっても電磁界で結合することができる。図２０（ａ）の上に置かれているＩＣタグ１，２は、一般の棒状タグであり、ＩＣタグ３，４は金属面にスロットやスリットを切ったＩＣタグ（ＵＳＡＴ）の例を示している。棚アンテナの上にはプラスチックの金属（または樹脂）カバー（Ｃｏｖｅｒ）を載せており、直接ＩＣタグや棚上の商品が金属製の棚アンテナに載せられることはない。
【０２９５】
このように平行板線路の端部を短絡し、これに一番近いスロットアンテナとの距離を約１／４波長ずらしてアンテナを構成する所は、同様な方式と考えられる。
【０２９６】
然し乍ら、電力を伝送するためには、平行板線路の特定インピーダンスを少し大きめに作らなければならず、万能タグで構成するような０．５ｍｍ厚以下の伝送線路用いたのでは、特性インピーダンスが低くなりすぎるので、平王板線路の高さ（厚み）ｈは、５〜２０ｍｍ程度の厚みが必要である。図１６では、薄い平行板線路でも使える方式を説明したが、スロット数が増え電力を伝送することになる伝送線路の特性インピーダンスは数Ωから数拾Ω程度は望ましく、伝送損失も減り、整合回路も組みやすくなる。
【０２９７】
つぎに図２１にはスロットの代わりにダイポールアンテナＤＡを追加して、Ｘ軸方向の電界Ｅｘを励振する方法を示している。ダイポールアンテナＤＡは金属棚や反射板から約０．２〜０．２５波長離れて設置されている。従って上方Ｚ軸方向に電界Ｅｚを伴う電波が放射される。若し図２１（ｃ）のようにダイポールアンテナＤＡをハ字あるいはＴ字型に配列し、同様に１／４波長の間隔で伝送線路を励振するならば電界ＥｘもＥｙも励振することができる。ここではダイポールでも構成できる棚用アンテナの例を示す。
【０２９８】
図２１（ｂ）にはダイポールアンテナＤＡが２本平行線路に接続され、１／４波長離れて一ユニットとして１波長おきに給電されている場合を示す。
【０２９９】
例えば、アンテナはプリント基板にエッチングされて構成され、平行線路も同様に伴ってもよいし、別の基板に平行線路をエッチングし、これからアンテナと垂直な線路で接続を行ってもよいし、両面基板を用いて下面を平行線路、上面をアンテナ端子としてスルーホールと配線を同時に行う方法で作ってもよい。図１２（ｂ）では、ダイポールアンテナＤＡを２段に並べた例を示している。
【０３００】
図２１（ｄ）には図２１（ｂ）の等価回路を示している。図に示す通り、１／４波長おきに同じインピーダンスＺＤが接続されているので、先の場合と同じように反射が打ち消されたダイポールアンテナに周期的に挿入されても、伝送線路のインピーダンスとの違いにより伝送線路に反射波が発生し、インピーダンス特性が遅れたり、電力伝送がうまく行かなかったり、不整合が発生したりすることはない。
【０３０１】
図２２には本発明の万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）を種々の物に取付けた場合に同定アンテナや固定リーダ、ハンディターミナル、無線ＬＡＮ端末機能を備えたアンテナやリーダによって読み込まれ、記録されたり制御されたり、管理されたり、データ伝送管理されたりする場合を示している。
【０３０２】
図２２（ａ）は管理を要する機器本体に直接取付けるもので、金属シャーシに取付ける場合、本発明の万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）を直接糊付けやビス止めする方法で、被取付機器を何もしないで取付ける方法と点線で示すように、機器に同じ大きさ以上のスロットＳを切り、本発明の万能スロットアンテナ１をこの穴に合わせて取付ける場合を示す。直接金属面にスロットを切ることもできるし、本発明のあらかじめ作ったスロットアンテナを取り付けることもできる。
【０３０３】
同じ大きさのスロットの場合には、できるだけ給電部の取付けられている金属面Ｍと接触している方がよい。そうでないと、機器のスロットＳは無給電共振器として動作し、逆に本体の給電部が接続されているスロットＳに対して放射を阻止する働きをする。また同じ大きさあるいは無線のように少し大きくしていないと、今度は本体スロットＳの共振を崩す働きをする。若し、本体の万能スロットアンテナを絶縁されているならばスロットのインピーダンスは大きくて共振状態（同調状態）から外れ、万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）に妨害を与えないで済む。金属面一致の万能スロットアンテナ１を用いる時は、このような注意が必要である。機器に積んだ通信用機器ユニットと万能スロットアンテナを接続している。図に示すように機器のシャーシに直接スロットやスロットダイポールを切りこれに直接給電したり、ＩＣのインレットを直接取り付けることもできる。図２２（ａ）、（ロ）に示すように機器の内部の情報を載せるＰＣＢのＩＣの情報をＩＣのインターフェースを持つＩＣチップによるＵＨＦタグの機能を用いて機器の内部情報をＩＣを介して入手、管理することができる。例えば、記録情報、表示情報、正常・エラー等の情報、管理情報等を外部から取得できるので便利である。
【０３０４】
上述の条件で取付けられている万能スロットアンテナと固定円偏波アンテナ（Ｃ．Ａｎｔ）と通信を行い、固定用通信機器との間で通信を行う。ＰＣで記録、制御する通信システムを示す。この場合、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）に接続されたインターネットや専用回線でデータを伝送し、サーバでその記録管理をすることができる。円偏波アンテナは、ダイポールを十字に組み９０度位相を加えた偏波アンテナや、ヘリカル面リングアンテナ、パッチアンテナや９０°位相のハ字スロットによる円偏波アンテナであっても良いので特定しない。
【０３０５】
また、専用の制御を行ったり、Ｚｉｇ  Ｂｅｅ、Ｂｌｕｅ  Ｔｏｏｔｈ（登録商標）のような無線を用いたりローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等を構築するための制御器（Ｃｏｎｔ）が必要な場合には、破線で示す制御器とＰＣを設置して同様のネットワークを構築することができる。ターミナルとの通信は無線ＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ）、ＷｉＦｉを使い、データをすぐにホストコンピュータに送るようにすれば良い。
【０３０６】
またタグのデータを、ハンディターミナルやリーダ機能の備わった携帯電話端末ＭＰｈで読み取り、データの収録を行うことができる。
【０３０７】
図２２（ｂ）は車輌やトロッコに万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）を取付けた場合を示す。金属面を持つあらゆる機器や物体Ｍに本発明の万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）を取付け、この信号をハ字のスロットによる円偏波アンテナ（Ｃ．Ａｎｔ）機能を備えた万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）と通信し、通信機を介して万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）が取付けられている機器との通信を行い、ＰＣで記録や管理を行う通信システムを示している。
【０３０８】
左側に示す破線の部分は別に制御器（Ｃｏｎｔ）を備え、記録や制御を行う場合を示している。この場合はＬＡＮを組んだり、他の機器を制御したりする場合に用いることができる。また無線ＬＡＮによるネットワークを利用してもよい。
【０３０９】
制御器のプログラムはＰＣにより制御でき、またデータの転送も行うことができる。万能スロットアンテナを備えたＵＳＡのデータは、通信機能機器等によって収録することも可能で、また制御器（Ｃｏｎｔ）やＰＣに備えられたリーダによってもデータの交換が可能である。ＰＣはＬＡＮやインターネットに接続されているので、特定のサーバとの通信や記録、制御等の対応が可能となる。
【０３１０】
従って、本発明の万能スロットアンテナ１を用いることによって、あらゆる物や人がネットワークのもとに管理することが可能となる。
【０３１１】
つぎに車や飛行機のような移動物や部品の管理や通信用に万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）を用い管理を行う場合を図２３に示す。
【０３１２】
図２３に示すように、万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）は自動車や航空機に積みこまれている通信機との通信用アンテナとして、小型薄型軽量で構築できるので最適である。
【０３１３】
図２３（ａ）には、車両のボンネット、屋根、側面等に本発明の万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）を貼り付けて管理を行う場合を示し、同様に車の部品の管理も行うことができる。ブルドーザ、クレーン等の特殊車輌も車庫や、レンタル置き場からの出入、レンタル等の管理をするには最適である。また、駐車場の管理にも車両のみならず、出入り口に万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）を設置して管理を行い、今迄通信距離の問題で使えなかったＲＦＩＤとの通信等に使用できることになる。
【０３１４】
図２３（ｂ）には、飛行機本体や飛行機の部品の管理に用いる場合を示している。飛行機の部品のメンテナンスでは使用時間制限等を厳重に行われなければならないが、装着したまま部品状態を検査できることで、部品の状態を把握する上で最適な管理が行える。また、万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）を設置する場所が、外部の空気抵抗を受けたりしないように軽くて薄いものでなければならない。万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）は、そのような目的のものには最適で、温度の高い所で用いる場合には絶縁体等や表面をセラミックで熱の遮断を行うこともできる。通信用の万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）により、飛行機本体と地上との通信用のスロットアンテナにも同じ抵抗が増えることなく使える特徴がある。
【０３１５】
つぎに動物の管理とロケーションに、万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）を用いた場合を図２４に示す。動物には万能スロットアンテナ１をバンド等で取付けている。長距離を移動する動物に発信機を取付け、移動を捕捉したり、追跡データを取ったり、習性を調査したりする場合のアンテナに最適である。
【０３１６】
一般に用いられているダイポールアンテナやモノポールアンテナは、その形状からエレメントが引っかかり易く動物の行動を制限する可能性が高いが、本発明の万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）は首や体に巻きつけて使用できるので、動物や鳥に悪影響を与えず、自然な形で使用することができる。
【０３１７】
図２４（ａ）には０．３〜１ｍｍ厚程度の可撓性（フレキシブル）な万能スロットアンテナ１の性質をいかして、曲面になるように丸めて用いる場合の実施例を示す。
【０３１８】
万能スロットアンテナ１を取付ける物体の曲面に合わせて、本発明の万能スロットアンテナ１を取付けられるように、万能スロットアンテナの両端Ｅｄ１とＥｄ２にはバンド（Ｂａｎｄ）が取付くような加工が施されており、本発明の万能スロットアンテナ１を巻きつけるように構成する場合を示す。スロットＳは、曲面の周に沿う方向に切られている場合を示し、従って電界Ｅは円筒形の軸方向（座標で言えばＹ軸方向）に励振され磁界Ｈは円周方向に励振され、放射電力は円筒の径方向に進むことになり、スロットが円筒の周囲にほぼ一様になるように放射をするのでそのような目的の場合に適している。金属体や人や動物等に巻きつけて用いる用途に適している。
【０３１９】
スリットアンテナの両側の帯部の端に長穴が開けられ、バンドが通るように構成されており、バンドを通すことでかなり太い物体でも巻きつけることができる。この構造を生かして、本発明の万能スロットアンテナはタグとしても構成することができる。
【０３２０】
図２４（ｂ）には、図２４（ａ）の場合と比較し電界と磁界が入れ換わるようにスロットＳの方向が直角となって場合を示す。即ち電界の方向は円筒の周方向で磁界の方向が円筒の軸方向となり、円筒の半径方向に放射が行われる構造となる。
両側とも筒の軸方向の長さを短くしているが、充分な長さを持つように構成すれば、図２４（ａ）のスロットＳの電界や電流の励振距離も充分に得られるし、キャパシティブショートのような金属体に流れる電流を利用すれば、性能を落となく高性能な放射を行なうバンド形の万能スロットアンテナ１を構成できる。
【０３２１】
図２４（ｂ）のＨ形のスロットＳのバンド形の万能スロットアンテナ１についても、円筒軸長が電界や電流の励振長となるので、この距離を充分に取る方がよい。円筒の軸方向の長さは、スロット長ｌにも関係するのである程度の長さ、例えば３０〜５０ｍｍ程度あった方がよい。
【０３２２】
可撓性の薄い０．５ｍｍ厚程度の帯状の万能スロットアンテナ１が丸い物体に巻かれて取付けられる構造を示す。スロットＳの端部には、更に金属部あるいはプラスチック部を連結して構成し、これを巻きつけるようにする。この帯部を巻きつけてもよいし、更にステンレスバンド、ナイロンバンド等で取付けられるように構成している。
【０３２３】
図の説明は円筒形で説明しているが、円、楕円、平柱、三角、四角、多角等の帰属棒でも、水分を含む筒や動物であってもよい。
【０３２４】
図２４（ｃ１），（ｃ２），（ｃ３），（ｃ４）には牛、鶏、豚等の家畜、犬、猫、鳥等のペット等の動物の体や首巻にきつけて万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）を取付ける場合を示す。
【０３２５】
ゲートにおいて両面万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）を首に取付けるようにして動物の動行管理や出入り管理を、動物が近くを通った時に固定の万能スロットアンテナ１（ＵＳＡ）により円偏波アンテナ（Ｃ．Ａｎｔ）が動物との通信やＩＤやデータを捕捉するので、所在管理や導線、動行管理、所在管理を自動的に行うことができる。
【０３２６】
以上、本発明の万能スロットアンテナを巻きつける構成の場合、スロットは曲面の周に沿う方向に形成することで、電界は円筒形の軸方向（座標で言えばＹ軸方向）に励振され磁界は円周方向に励振されるため、放射電力は円筒の径方向に進むことになり、スロットが円筒の周囲にほぼ一様に放射されるので、金属体や人や動物等に巻きつけて用いる用途に適した万能スロットアンテナを提供できる。
【符号の説明】
【０３２７】
１      万能スロットアンテナ
２      スロット
３      給電部
４      基板（ＰＣＢ，ＦＰＣ）
５      基板の接続端子（給電部）
６      トランスフォーマ部
７      給電部との基盤の接続端子
８      給電部のリード端子
９      給電部のリード端子
１０    絶縁体シート
１１    スロット部の金属部より給電部への給電ピン
１２    スロット部の金属部より給電部への給電ピン
１３    スロット部の金属部より給電部への給電ピン
Ｃ      キャパシタンス
ＣＥ    送受信機、Ｒ／Ｗ等
Ｅ      電界
Ｅｓ    スロットの電界
Ｅｓｒ  スロットよりの放射電界
ＥＴ    平行板線路の電界
Ｅｒ    放射電界
Ｈ      磁界
ｈ      平行板線路の高さ（絶縁体の厚み）
ＩＳ    スロットの励振電流
ＩＣ    ＩＣ
ＩＴ    線路の電流
ｌ      スロット長
Ｌ      インダクタンス
Ｍ      対象物の金属面
Ｍｓ    スロットが切られている金属面
Ｍ１    表面の金属面
Ｍ２    タグの表面の次に来る金属面
Ｍ３    平行板線路の短絡用の金属面（側面の短絡面）
Ｍ４    平行板線路の短絡用の金属面（側面の短絡面）
Ｍ５    線路の表面の２番目の金属面
Ｍ６    線路の表面の３番目の金属面
Ｍ７    線路の表面の４番目の金属面
ｍ１    スロット同士の相互結合係数
ｍ２    スロット同士の相互結合係数
ｍ３    スロット同士の相互結合係数
ｍ４    スロット同士の相互結合係数
ｍ５    スロット同士の相互結合係数
ｍｓ    スロットを切ってある金属板
ＯＥ    平板線路の開放端（中心部）
ＰＣ    パーソナルコンピュータ
Ｐｆ    伝送線路の端部への電力
Ｐｒ    端部からの反射電力
Ｐｓ    スロットからの放射電力
Ｒ      抵抗値
Ｒ／Ｗ  リーダライタ
Ｓ      スロット
Ｓ１    第一面スロット
Ｓ２    第二面スロット（中間スロット）
Ｓ３    第三面スロット
Ｖ      電圧
ＶＡ    線路の給電部の電圧
ＶＳ    スロットの電圧
ＶＴ    伝送線路の電圧
Ｗ      平行板線路幅（Ｙ軸方向の金属面の幅）
Ｗ′    平行板線路幅（Ｙ軸方向の金属面の幅）
Ｗ″    平行板線路幅（Ｙ軸方向の金属面の幅）
Ｘ１    伝送線路の線路長（約λ／４）
Ｘ      平行板伝送線路の線路長（約λ／４）
ＺＳ    スロットのインピーダンス
ＺＡ    スロット部より線路の両端をみたインピーダンス
ＺＢ    線路の端部のインピーダンス
ＺＯ    特性インピーダンス
ε      物質の誘電率（＝ε０・εｒ）
ε０    真空中の誘電率（＝１／３６π×１０９Ｆ／ｍ）
εｒ    比誘電率
μ      物質の透磁率（＝μ０・μｒ）
μ０    真空中の透磁率（＝４π×１０−７Ｈ／ｍ）
μｒ    比透磁率
Ｖｃ    電磁場の伝搬速度（光速：１／√ε０・μ０＝３×１０８）
ω      スロット幅（＝４ρ）
ρ      ダイポールアンテナ棒半径
【図１】
2014127751.tif 000018
【図２−１】
2014127751.tif 000019
【図２−２】
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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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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１−１】
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【図１１−２】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４−１】
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【図１４−２】
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【図１５】
2014127751.tif 000036
【図１６−１】
2014127751.tif 000037
【図１６−２】
2014127751.tif 000038
【図１６−３】
2014127751.tif 000039
【図１７】
2014127751.tif 000040
【図１８】
2014127751.tif 000041
【図１９】
2014127751.tif 000042
【図２０】
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【図２１】
2014127751.tif 000044
【図２２】
2014127751.tif 000045
【図２３】
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【図２４】
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