(57)【要約】【課題】素子単体にて広帯域に亘って複数偏波特性を有するアンテナ装置を得る。【解決手段】素子単体で複数の偏波を共用するアンテナ装置であって、誘電体基板１の表面に形成された方形の放射導体３と、誘電体基板１の裏面に形成された地導体２と、放射導体３の中央に接続され、地導体２側から放射導体３に給電する導体ピン４と、放射導体３と導体ピン４の接続位置を取り囲むように放射導体３上に設けられた方形ループ状のスロット線路５と、方形ループ状のスロット線路５上に所定の間隔で配置され、スロット線路５の遮断の有無を切り替える複数の切り替え手段６とを設けた。【選択図】図１
2006157129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子単体で複数の偏波を共用するアンテナ装置であって、
誘電体基板の表面に形成された方形の放射導体と、
前記誘電体基板の裏面に形成された地導体と、
前記放射導体の中央に接続され、前記地導体側から前記放射導体に給電する導体ピンと、
前記放射導体と前記導体ピンの接続位置を取り囲むように前記放射導体上に設けられた方形ループ状のスロット線路と、
前記方形ループ状のスロット線路上に所定の間隔で配置され、前記スロット線路の遮断の有無を切り替える複数の切り替え手段と
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記切り替え手段は、前記方形ループ状のスロット線路上の頂点部分のうち、少なくとも３箇所の頂点部分に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記方形の放射導体は、対向する２つの頂点部分に切り欠きが施されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記方形ループ状のスロット線路上の所定の一辺上に配置されている前記切り替える手段をＯＮ状態とする制御回路をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記方形ループ状のスロット線路上の所定の頂点部分周辺に配置されている前記切り替える手段をＯＮ状態とする制御回路をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項６】
素子単体で複数の偏波を共用するアンテナ装置であって、
誘電体基板の表面に形成された円形の放射導体と、
前記誘電体基板の裏面に形成された地導体と、
前記放射導体の中央に接続され、前記地導体側から前記放射導体に給電する導体ピンと、
前記放射導体と前記導体ピンの接続位置を取り囲むように前記放射導体上に設けられた円形ループ状のスロット線路と、
前記円形ループ状のスロット線路上に所定の間隔で配置され、前記スロット線路の遮断の有無を切り替える複数の切り替え手段と
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
前記円形の放射導体は、直線偏波方向に対して斜め４５度の前記放射導体の端部に凹型の切り欠き部、あるいは凸型の突出部が設けられている
ことを特徴とする請求項６記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記円形ループ状のスロット線路上の所定の部分に配置されている前記切り替える手段をＯＮ状態とする制御回路をさらに備えた
ことを特徴とする請求項６記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記切り替え手段は、可動電極を高周波回路と分離して構成したＭＥＭＳスイッチである
ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記切り替え手段は、可動電極を高周波回路と共通化した構成であるＭＥＭＳスイッチである
ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
素子単体で複数の偏波を共用するアンテナ装置であって、
誘電体基板の表面に形成された放射導体と、
前記誘電体基板の裏面に形成された地導体と、
前記放射導体の中央に接続され、前記地導体側から前記放射導体に給電する導体ピンと、
前記放射導体と前記導体ピンの接続位置を取り囲むように前記放射導体上に設けられた大きさの異なるループ状の第１及び第２のスロット線路と、
前記第１のスロット線路上に所定の間隔で配置され、前記第１のスロット線路の遮断の有無を切り替える複数の第１の切り替え手段と、
前記第２のスロット線路上に所定の間隔で配置され、前記第２のスロット線路の遮断の有無を切り替える複数の第２の切り替え手段と
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１２】
素子単体で複数の偏波を共用するアンテナ装置であって、
誘電体基板の表面に形成された放射導体と、
前記誘電体基板の裏面に形成された地導体と、
前記放射導体の中央に接続され、前記地導体側から前記放射導体に給電する導体ピンと、
前記放射導体と前記導体ピンの接続位置を取り囲むように前記放射導体上に設けられたループ状のスロット線路と、
前記ループ状のスロット線路上に所定の間隔で配置され、前記スロット線路の遮断の有無を切り替える複数の第１の切り替え手段と、
前記誘電体基板の表面に形成されている前記放射導体の周囲に配置された所定の形状の導体と、
前記放射導体及び前記所定の形状の導体の電気信号の導通の有無を切り替える第２の切り替え手段と
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射導体部にスイッチ機構を装荷し、スイッチの切り替えにより素子単体で直交する直線偏波を共用したり、あるいは右／左施円偏波を共用したりできる、レーダ等のアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーダの分野において、目標を認識する意外に類別するという機能が求められている。このためには、以前よりも多くの情報を得ることで精度を高める必要がある。一方で、レーダシステムの設置場所の縮小も叫ばれている。すなわち、アンテナに求められる技術は小形化を図りつつの機能拡大にある。取得情報量を増やすためには、使用周波数を拡大する、使用偏波を増やすなどが考えられる。これらをアンテナ単体で実現できれば小形化も達成される。例えば、マイクロストリップアンテナ（あるいはパッチアンテナ）において、使用周波数を拡大する、すなわち、広帯域化する技術として、放射導体上方に無給電素子を設けることが一般的である。近年では、Ｕ字スロットパッチアンテナが盛んに研究されている（例えば、特許文献１参照）。
また、半導体で使われるシリコンウエハやガラス基板上に、主に半導体の製造技術を用いて作る非常に微細で新しい加工技術であるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）は、加工高精度化、量産容易性に優れている特徴をもつ。この技術を用いて電子回路と機械部品を一体形成することで精密な動作制御の可能性が開けるといった利点もある。近年は、このＭＥＭＳ技術は通信分野にも適用されつつあるが、前記レーダ分野においても、その発展が期待されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９４３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｕ字スロットパッチアンテナは、一般に広帯域特性を有することが示されている。また、給電ピンを放射導体の中央に配置しているので、給電ピンからの再放射による放射特性の非対称性を緩和することができる利点もある。しかしながら、広帯域に亘って直線偏波を放射するが、その他の偏波をアンテナ素子単体で共用することは不可能であった。共用するには、ごく近傍に９０度回転させた状態の別素子を配置しなくてはならず、設置場所の縮小には困難を極めるものとなった。特に、アレー化する際には異なる偏波素子間の素子間結合などの課題も考慮しなければならなかった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、素子単体にて広帯域に亘って複数偏波特性を有するアンテナ装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るアンテナ装置は、素子単体で複数の偏波を共用するアンテナ装置であって、誘電体基板の表面に形成された方形の放射導体と、前記誘電体基板の裏面に形成された地導体と、前記放射導体の中央に接続され、前記地導体側から前記放射導体に給電する導体ピンと、前記放射導体と前記導体ピンの接続位置を取り囲むように前記放射導体上に設けられた方形ループ状のスロット線路と、前記方形ループ状のスロット線路上に所定の間隔で配置され、前記スロット線路の遮断の有無を切り替える複数の切り替え手段とを設けたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係るアンテナ装置は、素子単体にて広帯域に亘って複数偏波特性を得ることができるという効果を奏する。
また、ＭＥＭＳ技術による切り替え手段とアンテナとの一体加工で構成する場合には、小型化、量産製造容易性等のメリットも得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置について図１から図４までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の構成と動作を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【０００９】
図１（ａ）において、上段はアンテナ装置を上方より見た図、下段は上段のＡＡ’線における断面を示す図である。
【００１０】
図１において、この実施の形態１に係るアンテナ装置は、誘電体基板１と、誘電体基板１の裏面に形成された地導体２と、誘電体基板１の表面に形成された放射導体３と、導体ピン４と、放射導体３上に設けられたスロット線路５と、スロット線路５を遮断するための複数の切り替え手段（スイッチ）６とが設けられている。
【００１１】
導体ピン４は、放射導体３とその中央で接続し、地導体２との間でギャップ給電できるような構造をもち、配置されている（給電点）。一般に、同軸線路の芯線を給電用導体ピンに用いるが、この場合、同軸線路の外導体と地導体２とは接続され、地導体２中に接続を避ける穴を介して芯線は放射導体３と接続される構造をとる。
【００１２】
放射導体３上に設けられたスロット線路５は、給電点の周りを方形ループ状に取り囲んでいる。この方形ループ状スロット線路５のサイズは、整合する際のパラメータとなる。スロット線路５を遮断するための切り替え手段（スイッチ）６は、ＯＮ状態でスロット線路５を遮断しており、ＯＦＦ状態は逆に開放している。なお、切り替え手段（スイッチ）６のＯＮ、ＯＦＦを制御する制御回路については、後述する実施の形態３で説明する。
【００１３】
つぎに、この実施の形態１に係るアンテナ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
特許文献１に記載されたＵ字スロットパッチアンテナは、図１（ａ）において、切り替え手段６がなく、また、方形ループ状スロット線路５の上辺（図上）がなくＵ字状となっている。つまり、スロット線路５は、放射導体３上に設けられ給電点の周りをＵ字状に取り囲んでいる。このＵ字状スロットの位置、長さによって使用周波数帯域が異なる。通常のピン給電タイプのパッチアンテナでは、整合を取るために給電ピンの位置を放射導体中央から端部にずらした位置、例えば、図１では点線ＡＡ‘と中心にて直交する直線がスロット線路５と交わった点（通常のパッチアンテナの給電ピン位置）に配置する。しかし、Ｕ字スロットパッチアンテナの場合、給電ピンは放射導体３の中央に設ける。スロット線路５は、整合素子としての働きをし、上記通常のパッチアンテナの給電ピン位置に設けた場合と同様な整合状態を実現することが特許文献１に記されている。Ｕ字スロットパッチアンテナの場合、点線ＡＡ‘と直交する方向、すなはち、Ｕ字スロットの開放している方向の直線偏波を放射する。以後の説明では送信に用いる場合について説明するが、アンテナの可逆性から直線偏波を受信することも可能である。
【００１５】
この実施の形態１では、Ｕ字スロットを実現するために、方形ループ状スロット線路５における、ある部分に装荷されている複数の切り替え手段６をＯＮ状態とする。ここで、切り替え手段６の装荷される間隔は、使用周波数の波長に対して無視できる長さであればよい。
【００１６】
図１（ｂ）では、方形ループ状スロット線路５の４つの辺のうち上側の辺上に装荷されている切り替え手段６（濃いハッチングがされている）をＯＮ状態とする。これにより、図の点線で囲まれた部分にＵ字スロットが形成され、矢印方向（垂直方向）の直線偏波が放射される。一方、図１（ｃ）のように切り替え手段６の状態を変化させると水平方向に直線偏波が放射される。
【００１７】
以上のように、切り替え手段６のスイッチングによって、アンテナ素子単体において直交する直線２偏波を自由に切り替えることが実現できる。
【００１８】
図１では、方形パッチアンテナのサイズを縦と横で異なるように記しており、それに伴ってループ状スロットの形も長方形としている。この場合、垂直偏波と水平偏波とでは周波数が異なることになる。言うもでもなく、両偏波で周波数を等しくするためには方形パッチおよびループ状スロット線路５を正方形にすればよい。
【００１９】
実際、直交２偏波を実現するには、方形ループ状スロット線路５の全周に切り替え手段６を設ける必要はなく、接する２辺のみに切り替え手段６を設ければよい。この実施の形態で全周に設けているのは以下の事由による。導体ピン４を放射導体３の中央となる位置に配しているので、導体ピン４からの再放射による放射特性の非対称性はないが、スロットを放射導体３上に設けており、これがパッチアンテナのＥ面カット内（偏波方向に一致する）においては非対称に設けられているので、その影響で多少なりにもＥ面パターンには非対称性が生じる。そこで、図１（ｂ）において、ＯＮ状態の切り替え手段６を給電点に対して反対側とすることでＥ面パターンの非対称性を１８０度反転させることができる。僅かではあるが、スイッチングにより指向性の切り替えが可能となる。
【００２０】
給電点を取り囲むループ状スロットの形状であるが、方形ループでなければならないというものではなく、楕円形、円形、多角形などであってもかまわない。
【００２１】
図２（ａ）では、方形ループ状スロット線路５の各頂点にのみ切り替え手段６を設けている構造が示されている。任意の隣り合う頂点に配置されている２個の切り替え手段６をＯＮ状態とする。ここで、ＯＮ状態の切り替え手段６に挟まれるループ状スロット線路５の一辺の長さが使用周波数の波長に対して短い、例えば１／２波長以下であれば、上記で説明してきたＵ字スロットパッチアンテナとしての動作をし、切り替え手段６のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えることで直線偏波の偏波方向の切り替えができる。
【００２２】
図２（ａ）では、図１に比べて切り替え手段６の個数を低減できるので、構造を容易にでき、コスト削減を実現できる。
【００２３】
さらに、図２（ｂ）は方形ループ状スロット線路５の任意の３頂点にのみ切り替え手段６を設けている構造が示されている。この３個の切り替え手段６のうち任意の隣り合う頂点に配置されている２個の切り替え手段６をＯＮ状態とする。これによっても上記のようにＵ字スロットパッチアンテナとしての動作をし、切り替え手段６のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替えることで直線偏波の偏波方向の切り替えができる。図２（ａ）に対して、さらなる切り替え手段６の個数の削減が可能である。
【００２４】
図３は、図１に示すアンテナ装置での方形の放射導体３の対向する２つの頂点の部分に切り欠き７を施したものである。直線偏波を放射することができる図１に示したアンテナ装置において、その直線偏波方向に沿った線分に対して放射導体３を線対称とならないように変形させる。図３（ａ）及び（ｂ）では、放射導体３の対向する２つの頂点の部分に切り欠き部７を設けている。これにより、楕円偏波を放射することが可能となる。
【００２５】
また、放射導体３が正方形である場合には、上記の切り欠き部７を設けることで円偏波を放射することができる。
【００２６】
さらに、切り欠き部７を放射導体３の対向するもう一方の頂点に移動させることなく、上記で述べた、直交する直線偏波を切り替える切り替え手段６のスイッチング動作によって円偏波で右旋、左旋を切り替えることができる。
【００２７】
図４は、図１に示すアンテナ装置において切り替え手段６のＯＮ／ＯＦＦ状態を変えたものである。図４において、８は放射導体３における一方の対角線、９はループ状スロット５と切り替え手段６とで構成されたスロット線路である。１０は同様な特性を有するピン給電タイプのパッチアンテナにおける給電点位置を示す。
【００２８】
スロット線路９は点線で囲んだ形となっており、放射導体３の対角線８に対して線対称となっている。この場合、通常のピン給電タイプのパッチアンテナとしたときの給電点位置は、図中の点１０とみなせる。このとき、通常のピン給電タイプのパッチアンテナは放射導体３が長方形である場合に円偏波を発生することから、図４に示すアンテナ装置においても円偏波を発生させることが可能となる。切り替え手段６のＯＮ／ＯＦＦ状態のスイッチングによりアンテナ素子単体で円偏波を右旋と左旋に切り替えることが可能である。なお、スロット線路９の形状が方形ループの２辺のみで構成されるＶ字状となってもかまわない。
【００２９】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置について図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【００３０】
図５は、アンテナ装置の概略図（上方より見る）を示している。図５において、上記実施の形態１と同様のものについては説明を省略する。ここで、放射導体３は円形となっており、円形パッチアンテナを構成している。導体ピン４を放射導体３の中央に接続し、この位置を取り囲むように円形ループ状のスロット線路５を放射導体３上に設けている。また、スロット線路５の遮断の有無を切り替える手段６をスロット線路５上に任意の間隔を隔てて複数配置されている。なお、切り替え手段（スイッチ）６のＯＮ、ＯＦＦを制御する制御回路については、後述する実施の形態３で説明する。
【００３１】
つぎに、この実施の形態２に係るアンテナ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
円形ループ状のスロット線路５に装荷されている切り替え手段６のうち、ある一部分の切り替え手段６をＯＮ状態とする。これにより導体ピン４が放射導体３と接続されている位置（給電点）を取り囲むスロット線路５が一部分遮断された状態となる。上記実施の形態１で述べたように、スロット線路５が遮断された部分と給電点を結ぶ直線に沿った直線偏波を発生することができる。ここで、ＯＮ状態となる切り替え手段６の位置を変えることによって偏波方向の切り替えが離散的ではあるが３６０度可能である。すなわち、切り替え手段６をできる限り密に装荷することで連続的な偏波方向の切り替えが実現できる。
【００３３】
放射導体３およびスロット線路５が給電点に対して点対称の関係にあるため切り替えたときの各状態におけるアンテナ特性はどれも同一である。これより、水平方向での角度依存性がないことになる。
【００３４】
図５ではスロット線路５を円形ループとしているが、切り替え手段６の装荷する位置を頂点とした正多角形としても問題ない。
【００３５】
図６は、この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の別の構成を示す図である。図６（ａ）及び（ｂ）は、円形放射導体３の中心（すなわち給電点）と切り替える手段６がＯＮ状態となっている部分（濃いハッチングがされている）とを結ぶ線分（直線偏波方向）２１に対して円形放射導体３の中心と斜め４５度に交差する線分２２において、放射導体３の端部と交わる、円形放射導体３の中心に対して対向する部分に凹型の切り欠き部２３、あるいは凸型の突出部２４を設けている。
【００３６】
次に、動作について説明する。切り替え手段６をスイッチングすることで直線偏波を図６に示す方向に向けられるアンテナ装置において、図６に示すように直線偏波方向を示す線分２１に対して給電点にて斜め４５度に交差する線分２２と放射導体３の端部との交点の位置に凹型の切り欠き部２３、あるいは凸型の突出部２４を設けているので、円偏波を放射することが可能である。そこで、図６の直線偏波方向とは直交する直線偏波を形成するように切り替え手段６のスイッチング動作を行なうことで、円偏波の偏波成分（右旋／左旋）を切り替えることが可能となる。
【００３７】
放射導体３が円形でなく楕円形である場合、あるいは、線分２２が線分２１と斜め４５度で交差しない場合には、楕円偏波を発生させることができる。
【００３８】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置について図７から図９までを参照しながら説明する。図７は、この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の構成を示す図である。また、図８は、この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の切り替え手段の詳細構成を示す図である。
【００３９】
図７は、アンテナ装置の概略図（上方より見る）を示している。図７において、上記実施の形態１と同様のものについては説明を省略する。ここで、スロット線路５の遮断の有無を切り替える切り替え手段６として可動電極を高周波回路と分離して構成されるＭＥＭＳスイッチを想定する。バイアス線路３１は可動電極側に接続され、バイアス線路３２は吸引電極側に接続されている。なお、図７ではバイアス線路は一組の切り替える手段６に関してのみ図示している。
【００４０】
図８は、図７中のＡ部の詳細構造を示す。図８において、絶縁体３３は放射導体３に接続されている。ストリップ導体３４は絶縁体３３に設けられ、可動電極３５は同じく絶縁体３３に設けられ、導線３６は可動電極３５同士を接続する。また、吸引電極３７はスロット線路５内に設けられ、導線３８は吸引電極３７同士を接続する。導線３６、３８はそれぞれ２個の可動電極３５、吸引電極３７を同電位とするために設けるものである。
【００４１】
次に、図８のスイッチの動作について説明する。バイアス線路３１、３２、ストリップ導体３４、可動電極３５、導線３６、吸引電極３７、導線３８、及びＤＣ電源でスイッチの制御回路が構成されている。可動電極３５と吸引電極３７との間に所望の電圧値がかかると両者は引き付け合い、接触する。これに伴い、絶縁体３３に設けられたストリップ導体３４はスロット線路５によって分離されている放射導体３を短絡する。これはスイッチのＯＮ状態である。逆に、電圧が所望値からずれると可動電極３５と吸引電極３７との間の吸引力は低下し、両者は離れ、ストリップ導体３４も放射導体３から離れる。これはスイッチのＯＦＦ状態である。ここで、可動電極３５にはバイアス線路３１、吸引電極３７にはバイアス線路３２がそれぞれ接続されており、両線路はＤＣ電源につながれており、電極間に電圧をかけることができる。このＤＣ電源を制御することで所望の電圧を任意に設定でき、スイッチの切り替えが可能となる。
【００４２】
次に、本実施の形態３のアンテナ装置の動作説明であるが、上記実施の形態１等で述べたことと同様であるのでここでは説明を省略する。さて、スロット線路５の遮断の有無を切り替える切り替え手段６をＭＥＭＳスイッチで構成するため、ＭＥＭＳプロセス加工により本アンテナ装置を一体加工でき、大量生産に優れている利点がある。また、微細加工技術であるため、アンテナの小型化も可能である。
【００４３】
スロット線路５に対して遮断の有無を切り替えるスイッチを装荷しているため、上記スイッチを制御するためのバイアス線路３１、３２を放射導体３上に配線することができる。そして、そのバイアス線路３１、３２を束ねて、給電点近傍の誘電体基板１に貫通穴を設け、そこからバイアス線路３１、３２を地導体２の裏面にまで配線できることから、バイアス線路３１、３２の存在によるアンテナ特性への悪影響を低減できる構造が実現できる。これは、パッチアンテナでは放射導体３の中央、ここでいう給電点の位置は短絡特性を有するので、バイアス線路３１、３２をそこに配置してもアンテナ特性に影響を及ぼさないからである。
【００４４】
図９は、この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の切り替える手段の別の詳細構成を示す図である。図９は、スロット線路５の遮断の有無を切り替える切り替え手段６として可動電極を高周波回路と一体化して構成されるカンチレバー型のＭＥＭＳスイッチを想定した場合のバイアス線路４１の配線について示したものである。図９において、上記実施の形態１と同様のものについては説明を省略する。吸引電極３９、カンチレバー４０には、高周波信号およびスイッチ制御用の直流信号が共に流れる。貫通穴４２がバイアス線路４１を配線するために誘電体基板１に設けられている。
【００４５】
次に、スイッチの動作について説明する。吸引電極３９とそれに接続されたバイアス線路４１、カンチレバー４０、放射導体３、導体ピン４、及びＤＣ電源でスイッチの制御回路が構成され、ある所望の電圧がかけられると、吸引電極３９とカンチレバー４０とが引き合い、カンチレバー４０と放射導体３とが接続し、スロット線路５が遮断される。逆に、電圧が所望値からずれると吸引力は低下し、カンチレバー４０は放射導体３から離れ、スロット線路５は開放状態となる。前記制御電圧の可変によりスイッチの切り替えが可能となる。
【００４６】
カンチレバー４０は高周波信号およびスイッチ制御用の直流信号が流れる。このため、カンチレバー４０へのバイアス線路の接続は不要となり、図８に示すスイッチに対してバイアス線路の本数を半減させることができ、コスト低減、回路構造の容易性が得られる。なお、直流電源に高周波信号が流れないように、高周波信号を遮断する手段４３を設けている。例えば、ＬＰＦ、高抵抗線路などが考えられる。
【００４７】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係るアンテナ装置について図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０は、この発明の実施の形態４に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【００４８】
図１０は、アンテナ装置の上方より見た構成図を示している。図１０において、上記実施の形態１と同様のものについては説明を省略する。ここで、放射導体３上に設けられたスロット線路５は導体ピン４が放射導体３に接続されている給電点の位置を同心とする同心円状に複数個設けられている。これら複数個のスロット線路５には遮断の有無を切り替える切り替え手段６が装荷されている。
【００４９】
つぎに、この実施の形態４に係るアンテナ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００５０】
図１０において、内側のスロット線路５に装荷されている切り替え手段６、すなわち、スイッチは上記実施の形態１と同様にＯＮ状態とＯＦＦ状態を選択してＵ字状スロットを構成している。また、外側のスロット線路５に装荷されているスイッチ６は全てＯＮ状態とし、見かけ上スロット線路は存在しない状態を成している。この場合に対し、外側のスロット線路５においてＵ字状スロットを構成し、内側のスロット線路５はスイッチをＯＮ状態として見かけ上存在しない状態を作る。これらはスイッチの切り替えにより時分割的に自由に設定できる。Ｕ字状スロットのサイズの大小でパッチアンテナの動作周波数を可変できる。すなわち、サイズ小の場合に対しサイズを大きくすると動作周波数を低域にシフトできる効果がある。
【００５１】
図１０では、方形パッチアンテナで、方形のループ状スロット線路について記してあるが、言うまでもなく円形パッチアンテナで円形ループ状のスロット線路としてもかまわない。
【００５２】
ループ状の内側のスロット線路５の頂点に装荷されているスイッチの接続の向きであるが、外側のスロット線路５のように頂点から多少ずらした位置にスロット線路と直交するように配置しても問題ない。
【００５３】
図１１は、この発明の実施の形態４に係るアンテナ装置の別の構成を示す図である。図１１は、放射導体３の周囲に別の導体を設けた構造のアンテナ装置を示している。図１１において、導体５１が放射導体３の周囲にある間隔を隔てて設けられている。この導体５１は、電気信号が導通する有無を切り替える切り替え手段を介して放射導体３とつながれている。この電気信号が導通する有無を切り替える切り替え手段は、スロット線路５の遮断の有無を切り替える切り替え手段６と同様の働きをするので同一のものを用いる。
【００５４】
次に、動作について説明する。切り替える手段６の状態をスイッチングしてＵ字状スロットを有するパッチアンテナを構成し、直線偏波方向を切り替える動作等は上記各実施の形態で示してきていることと同様であるのでここでは説明を省略する。図１１に示すように、放射導体３の周囲に切り替え手段６を介して別の導体５１が配置されている。これらは切り替え手段６をＯＮ状態とすることで放射導体３と電気的に接続され、パッチアンテナサイズを大きくみせることが可能となり、ひいては、パッチアンテナとしての動作周波数を低域にシフトすることができる。もちろん、ＯＦＦ状態とすることで元のパッチアンテナサイズになるので動作周波数を高域にシフトできる。
【００５５】
図１１では、放射導体３の頂点近傍に小さい導体５１が設けられており、それらも切り替え手段６によって隣接する導体５１と接続されている。切り替え手段６の状態を図１１のように選択することで、パッチアンテナが切り欠きをもった状態を実現でき、上記実施の形態１で述べたように円偏波を放射することができる。もちろん、スイッチングによって、Ｕ字状スロットの向きあるいは切り欠きの位置を選択することで右旋／左旋の切り替えが可能である。
【００５６】
言うまでもなく、導体５１の形状は図に示すものに限ったことではない。また、導体５１の個数も任意である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の別の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の別の構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の別の構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の別の構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の切り替え手段の構成を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の切り替え手段の別の構成を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係るアンテナ装置の構成を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態４に係るアンテナ装置の別の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  誘電体基板、２  地導体、３  放射導体、４  導体ピン、５  スロット線路、６  切り替え手段、７  切り欠き部、２３  切り欠き部、２４  突出部、３１  バイアス線路、３２  バイアス線路、３３  絶縁体、３４  ストリップ導体、３５  可動電極、３６  導線、３７  吸引電極、３８  導線、３９  吸引電極、４０  カンチレバー、４１  バイアス線路、４２  貫通穴、４３  高周波信号を遮断する手段、５１  導体。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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