(57)【要約】【課題】交差識別度の高いスロット給電型アンテナを提供する。【解決手段】導波器２０、２１の無給電素子２２、２３の長手方向の中心線及び他の無給電素子２４、２５の長手方向の中心線が放射器２の両スロット３ａ、３ｂとそれぞれ対向すると共にねじれの位置にあるので、＋４５度偏波の電波と−４５度偏波の電波とが導波器２０、２１に到来したときにそれぞれ独立に無給電素子２２、２３若しくは他の無給電素子２４、２５で共振する。このため、無給電素子２２、２３から他の無給電素子２４、２５へ漏れ電流が流れたり、他の無給電素子２４、２５から無給電素子２２、２３へ漏れ電流が流れたりすることがなくなり、漏れ電流による交差偏波識別度の悪化がなくなる。この結果、交差偏波識別度が向上し、高いダイバーシティ効果が得られる。【選択図】　　　　図１
2004088548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射器側誘電体の一方の面側に互いに直交する二つのスロットが形成された導体を設け、上記放射器側誘電体の他方の面側に上記両スロットに給電するマイクロストリップ線路を設けた放射器と、該放射器の上記両スロット側に平行に配置した少なくとも１つの導波器とを備えたスロット給電型アンテナにおいて、上記導波器は、上記導波器側誘電体の一方の面側に上記二つのスロットのうちの一方のスロットと長手方向の中心線が対向するように無給電素子を設け、上記導波器側誘電体の他方の面側に他方のスロットと長手方向の中心線が対向するように他の無給電素子を設けたことを特徴とするスロット給電型アンテナ。
【請求項２】
上記無給電素子及び上記他の無給電素子の形状は菱形である請求項１に記載のスロット給電型アンテナ。
【請求項３】
上記無給電素子及び上記他の無給電素子の形状は長方形の両短辺に矩形状の凸部を形成したものである請求項１に記載のスロット給電型アンテナ。
【請求項４】
上記無給電素子及び上記他の無給電素子の形状は複数の長尺を平行に配置したものである請求項１に記載のスロット給電型アンテナ。
【請求項５】
上記無給電素子及び上記他の無給電素子の形状は２ｎ角形（ｎ≧３）の辺のうちの対向する二つの辺に矩形状の凸部を形成したものである請求項１に記載のスロット給電型アンテナ。
【請求項６】
上記無給電素子及び上記他の無給電素子の形状は長方形の対向する二つの頂点近傍に矩形状の切り欠きを形成したものである請求項１に記載のスロット給電型アンテナ。
【請求項７】
上記無給電素子及び上記他の無給電素子の形状は長方形の両短辺に山形の凸部を形成したものである請求項１に記載のスロット給電型アンテナ。
【請求項８】
上記導波器は両面プリント基板からなる請求項１から７のいずれかに記載のスロット給電型アンテナ。
【請求項９】
上記導波器は金属板からなる無給電素子及び他の無給電素子で絶縁シート若しくは絶縁板を挟んだものである請求項１から７のいずれかに記載のスロット給電型アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信用のアンテナに関し、特にスロット給電型アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話や車載用トランシーバ等の移動体無線通信において、送信側から受信側へ最短距離で到達する直接波と、送信側からの電波がビルディング等の障害物で反射して位相が遅れて到達する反射波とが互いに干渉し合い受信側での受信電力が変動する現象（フェージング）が発生することがある。このようなフェージングに対する対策の一つとして偏波ダイバーシティ方式がある。
【０００３】
偏波ダイバーシティ方式とは、垂直偏波及び水平偏波の電波を受信して両偏波の電波を合成したり、＋４５度偏波及び−４５度偏波の二つの電波を受信して両偏波の電波を合成したり、あるいは各偏波に切り換えたりすることで受信電力の変動を抑える技術のことである。この偏波ダイバーシティ方式を利用したアンテナとしてスロット給電型アンテナが挙げられる。
【０００４】
図４（ａ）はスロット給電型アンテナの従来例を示す正面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の側面図である（特願２００２−１１４９７０号参照）。
【０００５】
図４（ａ）、（ｂ）に示すアンテナ１は、放射器側誘電体（例えばガラスエポキシ基板）５の一方の面側（図４（ｂ）では左側）に互いに直交する二つのスロット（斜め十字形スロット）３ａ、３ｂが形成された導体としての金属箔４を設け、他方の面側（図４（ｂ）では右側）にスロット３ａ、３ｂに給電するマイクロストリップ線路６ａ、６ｂを設けた放射器２と、放射器２のスロット３ａ、３ｂ側に平行に配置した二つの導波器８、９とを備えたスロット給電型アンテナである。図中、７は導波器８、９を放射器２上に平行に支持する支柱である。
【０００６】
導波器８（９）は、導波器側誘電体１０（１２）の一方の面側（図４（ｂ）では左側）にスロット３ａ、３ｂに対向するように十字形状の無給電素子１１（１３）を設けた片面プリント基板からなっている。なお、導波器８（９）としてプリント基板を用いる代わりに十字形状の金属板を用いてスロット給電型アンテナを構成する場合もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図４（ａ）、（ｂ）に示した従来のスロット給電型アンテナ１において、放射器２の放射方向（図４（ｂ）では左側）へ電波を導波するように取り付けられた導波器８（９）の無給電素子１１（１３）は、偏波面が±４５度で電波が共振するように十字形状となっており、十字の中心が交わっている（図４（ａ））。
【０００８】
いま、例えば＋４５度方向（矢印Ｐ１方向）の偏波で到来した電波は、図５に示すように矢印Ｉ１、Ｉ２方向で共振して十字形状の無給電素子１１（１３）の一方の直線部に矢印Ｉ１、Ｉ２方向に電流が流れるはずである。また、−４５度偏波の電波は、矢印Ｐ２方向で共振して無給電素子１１（１３）の他方の直線部に矢印Ｉ３、Ｉ４方向に電流が流れるはずである。
【０００９】
しかしながら、実際には＋４５度偏波で共振している電波の電流Ｉ１、Ｉ２は、−４５度方向の共振方向Ｉ３、Ｉ４に多少漏れて（破線で示す矢印ＩＬ方向）−４５度方向でも共振してしまう。同様に、−４５度偏波の電波の電流Ｉ３、Ｉ４も＋４５度方向に多少漏れて共振してしまう。その結果、交差偏波識別度が悪化してしまうという問題があった。
【００１０】
ここで、交差偏波識別度とは、所望の偏波面を有する電波に対して直交偏波（交差偏波）の電波をどの程度送受信してるかを示す度合いであり、交差偏波識別度が高いほどダイバーシティ効果が向上する。
【００１１】
なお、図５は図４（ａ）、（ｂ）に示した従来のアンテナの無給電素子に流れる電流を説明するための説明図である。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、交差識別度の高いスロット給電型アンテナを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、放射器側誘電体の一方の面側に互いに直交する二つのスロットが形成された導体を設け、放射器側誘電体の他方の面側に両スロットに給電するマイクロストリップ線路を設けた放射器と、放射器の両スロット側に平行に配置した少なくとも１つの導波器とを備えたスロット給電型アンテナにおいて、導波器は、導波器側誘電体の一方の面側に二つのスロットのうちの一方のスロットと長手方向の中心線が対向するように無給電素子を設け、導波器側誘電体の他方の面側に他方のスロットと長手方向の中心線が対向するように他の無給電素子を設けたものである。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１に記載の構成に加え、無給電素子及び他の無給電素子の形状は菱形であってもよい。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１に記載の構成に加え、無給電素子及び他の無給電素子の形状は長方形の両短辺に矩形状の凸部を形成したものであってもよい。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１に記載の構成に加え、無給電素子及び他の無給電素子の形状は複数の長尺を平行に配置したものであってもよい。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１に記載の構成に加え、無給電素子及び他の無給電素子の形状は２ｎ角形（ｎ≧３）の辺のうちの対向する二つの辺に矩形状の凸部を形成したものであってもよい。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項１に記載の構成に加え、無給電素子及び他の無給電素子の形状は長方形の対向する二つの頂点近傍に矩形状の切り欠きを形成したものであってもよい。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項１に記載の構成に加え、無給電素子及び他の無給電素子の形状は長方形の両短辺に山形の凸部を形成したものであってもよい。
【００２０】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の構成に加え、導波器は両面プリント基板からなってもよい。
【００２１】
請求項９の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の構成に加え、導波器は金属板からなる無給電素子及び他の無給電素子で絶縁シート若しくは絶縁板を挟んだものであってもよい。
【００２２】
本発明によれば、導波器の無給電素子の長手方向の中心線及び他の無給電素子の長手方向の中心線が放射器の両スロットとそれぞれ対向すると共にねじれの位置にあるので、＋４５度偏波の電波と−４５度偏波の電波とが導波器に到来したときにそれぞれ独立に無給電素子若しくは他の無給電素子で共振する。このため、無給電素子から他の無給電素子、あるいは他の無給電素子から無給電素子へ漏れ電流が流れることがなくなり、漏れ電流による交差偏波識別度の悪化がなくなる。この結果、交差偏波識別度が向上し、高いダイバーシティ効果が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２４】
図１（ａ）は本発明のスロット給電型アンテナの一実施の形態を示す正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の側面図である。なお、図４（ａ）、（ｂ）に示した従来例と同様の部材には共通の符号を用いた。
【００２５】
図１（ａ）、（ｂ）において２は、放射器側誘電体（例えばガラスエポキシ等の樹脂、ガラス、セラミックス）５の一方の面側（図１（ｂ）では左側）に互いに直交する二つのスロット（斜め十字形スロット）３ａ、３ｂが形成された導体としての金属箔（例えば銅箔、金めっき銅箔、若しくは銀めっき銅箔、アルミ箔）４を設け、放射器側誘電体５の他方の面側（図１（ｂ）では右側）に両スロット３ａ、３ｂに給電するマイクロストリップ線路（例えば銅箔、金めっき銅箔若しくは銀めっき銅箔）６ａ、６ｂを設けた両面プリント基板（例えばガラスエポキシ両面プリント基板）からなる放射器である。
【００２６】
放射器２の両スロット３ａ、３ｂ側には二つの導波器２０、２１が誘電体（例えばプラスチック等の樹脂）からなる支柱７により放射器２と平行に配置されている（支柱７の数は図では四本であるが限定されない。）。
【００２７】
導波器２０（２１）は、導波器側誘電体（例えばガラスエポキシ等の樹脂、ガラス、セラミックス）１０（１２）の一方の面側（図１（ｂ）では左側）に二つのスロット３ａ、３ｂのうちの一方のスロット３ａと長手方向の中心線が対向するように無給電素子２２（２３）を設け、導波器側誘電体１０（１２）の他方の面側（図１（ｂ）では右側）に他方のスロット３ｂと中心線が対向するように他の無給電素子２４（２５）を設けた両面プリント基板（例えばガラスエポキシ両面プリント基板）からなるものである。
【００２８】
本スロット給電型アンテナ２６は、これら放射器２と、支柱７と、導波器２０、２１とで構成されたものであり、導波器２０の無給電素子２２と他の無給電素子２４とがねじれの位置にあり、導波器２１の無給電素子２３と他の無給電素子２５とがねじれの位置にあることを特徴とするものである。
【００２９】
図２（ａ）は図１（ａ）、（ｂ）に示したスロット給電型アンテナの導波器の拡大正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の側面図である。
【００３０】
本スロット給電型アンテナ２６は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、従来のアンテナ１（図４（ａ）、（ｂ）参照）の導波器８（９）の無給電素子１３（１１）の斜め十字の二つの長辺を切り離した形状を有するので、＋４５偏波及び−４５度偏波の二つの偏波の電波を両長辺で独立に共振させることができる。つまり、従来のアンテナ１では導波器８（９）の一つの十字形状の無給電素子１３（１１）を±４５度方向の二つの偏波の電波で共用していたものを、本スロット給電型アンテナ２６では導波器２０（２１）の二つの無給電素子２３、２５（２２、２４）で二つの偏波の電波を独立して共振させるようにしたものである。この結果、交差偏波識別度を向上させたスロット給電型アンテナ２６を得ることができる。
【００３１】
図３（ａ）〜（ｆ）は本発明のスロット給電型アンテナに用いられる導波器の変形例を示す正面図である。
【００３２】
図３（ａ）に示す導波器３０−１は、無給電素子３１−１及び他の無給電素子３２−１を菱形に形成したものである。両無給電素子３１−１、３２−１は放射器２の両スロット３ａ、３ｂ（共に図１（ａ）、（ｂ）参照）に長手方向の中心線がそれぞれ対向するように形成されている。このような導波器３０−１を用いてスロット給電型アンテナを構成しても図１（ａ）、（ｂ）に示したスロット給電型アンテナ２６と同様の効果が得られる。以下、３３−１〜３３−６は誘電体基板（例えばガラスエポキシ樹脂）である。
【００３３】
図３（ｂ）に示す導波器３０−２は、無給電素子３１−２（他の無給電素子３２−２）の形状を長方形の両短辺に矩形状の凸部３１−２ａ、３１−２ｂ（３２−２ａ、３２−２ｂ）を形成したものである。両無給電素子３１−２、３２−２は放射器２のスロット３ａ、３ｂ（共に図１（ａ）、（ｂ）参照）にそれぞれ長手方向の中心線が対向するように形成されている。このような導波器３０−２を用いてスロット給電型アンテナを構成しても図１（ａ）、（ｂ）に示したスロット給電型アンテナと同様の効果が得られる。
【００３４】
図３（ｃ）に示す導波器３０−３は、無給電素子３１−３の形状が複数（図では二つであるが三つ以上であってもよい。）の長尺３１−３ａ、３１−３ｂを平行に配置したものであり、他の無給電素子３２−３の形状が複数（図では二つであるが三つ以上であってもよい。）の長尺３２−３ａ、３２−３ｂを平行に配置したものである。両無給電素子３１−３、３２−３は放射器２の両スロット３ａ、３ｂ（共に図１（ａ）、（ｂ）参照）と長手方向の中心線がそれぞれ対向するように形成されている。このような導波器３０−３を用いてスロット給電型アンテナを構成しても図１（ａ）、（ｂ）に示したスロット給電型アンテナ２６と同様の効果が得られる。
【００３５】
図３（ｄ）に示す導波器３０−４は、無給電素子３１−４（他の無給電素子３２−４）の形状が八角形の辺のうちのスロット３ａ（３ｂ）上の対向する二つの辺に矩形状の凸部３１−４ａ、３１−４ｂ（３２−４ａ、３２−４ｂ）を形成したものである。両無給電素子３１−４、３２−４は放射器２の両スロット３ａ、３ｂ（共に図１（ａ）、（ｂ）参照）と長手方向の中心線がそれぞれ対向するように形成されている。このような導波器３０−４を用いてスロット給電型アンテナを構成しても図１（ａ）、（ｂ）に示したスロット給電型アンテナ２６と同様の効果が得られる。なお、図３（ｄ）では両無給電素子３１−４、３２−４の中央部が八角形の場合で説明したが、本発明はこれに限定されず六角形や十二角形等の２ｎ角形（ｎ≧３）であってもよい。
【００３６】
図３（ｅ）に示す導波器３０−５は、無給電素子３１−５（他の無給電素子３２−５）の形状が長方形の対向する二つの頂点近傍に矩形状の切り欠き３１−５ａ、３１−５ｂ（３２−５ａ、３２−５ｂ）を形成したものである。両無給電素子３１−５、３２−５は放射器２の両スロット３ａ、３ｂ（共に図１（ａ）、（ｂ））と長手方向の中心線がそれぞれ対向するように形成されている。このような導波器３０−５を用いてスロット給電型アンテナを構成しても図１（ａ）、（ｂ）に示したスロット給電型アンテナ２６と同様の効果が得られる。なお、図３（ｅ）に示す導波器３０−５は無給電素子３１−５、３２−５の上側の頂点近傍と下側の頂点近傍とに切り欠き３１−５ａ、３１−５ｂ（３２−５ａ、３２−５ｂ）がそれぞれ形成されているが、無給電素子３１−５、３２−５の右側の頂点近傍と左側の頂点近傍とに切り欠きがそれぞれ形成されていてもよい。
【００３７】
図３（ｆ）に示す導波器３０−６は、無給電素子３１−６（他の無給電素子３２−６）の形状が長方形の両短辺に山形の凸部３１−６ａ、３１−６ｂ（３２−６ａ、３２−６ｂ）を形成したものである。両無給電素子３１−６、３２−６は放射器２の両スロット３ａ、３ｂ（共に図１（ａ）、（ｂ）参照）に対向するように形成されている。このような導波器３０−６を用いてスロット給電型アンテナを構成しても図１（ａ）、（ｂ）に示したスロット給電型アンテナ２６と同様の効果が得られる。
【００３８】
なお、本実施の形態では導波器として両面プリント基板を用いた場合で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、両面プリント基板の代わりに金属板を用いて導波器を構成してもよい。この場合、金属板同士が接触するのを防止するため、両金属板間に絶縁シート（例えばプラスチック等の樹脂シート）や絶縁板（例えばプラスチック等の樹脂板、ガラス板、セラミック板）を挿入するのが好ましい。また、本実施の形態では導波器の数が二つの場合で説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく一つでも三つ以上であってもよい。
【００３９】
以上において、導波器の無給電素子及び他の無給電素子を放射器の両スロットにそれぞれ対向すると共にねじれの位置にあるように構成することで、導波器の両無給電素子において二つの偏波の電波が独立して両無給電素子で共振するので、互いに影響を及ぼす電磁界成分を減少させることができ、交差偏波識別度の高いスロット給電型アンテナが得られる。
【００４０】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、交差識別度の高いスロット給電型アンテナの提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のスロット給電型アンテナの一実施の形態を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図２】（ａ）は図１（ａ）、（ｂ）に示したスロット給電型アンテナの導波器の拡大正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は本発明のスロット給電型アンテナに用いられる導波器の変形例を示す正面図である。
【図４】（ａ）はスロット給電型アンテナの従来例を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図５】図４（ａ）、（ｂ）に示した従来のスロット給電型アンテナの無給電素子に流れる電流を説明するための説明図である。
【符号の説明】
２　放射器
３ａ、３ｂ　スロット
４　導体（金属箔）
５　放射器側誘電体
６ａ、６ｂ　マイクロストリップ線路
７　支柱
１０、１２　導波器側誘電体
２０、２１　導波器
２２、２３　無給電素子
２４、２５　他の無給電素子（無給電素子）
２６　スロット給電型アンテナ
【図１】
2004088548.tif 000003
【図２】
2004088548.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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