特許 6044232 スロットアンテナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6044232

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】スロットアンテナ

(51)【国際特許分類】

   H01Q 13/18 20060101AFI20161206BHJP

   H01Q 21/06 20060101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   H01Q13/18

   H01Q21/06

【請求項の数】6

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-215009(P2012-215009)

(22)【出願日】2012年9月27日

(65)【公開番号】特開2014-72573(P2014-72573A)

(43)【公開日】2014年4月21日

【審査請求日】2015年6月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083725

【弁理士】

【氏名又は名称】畝本 正一

(72)【発明者】

【氏名】森 好伸

(72)【発明者】

【氏名】藤井 孝郎

【審査官】 米倉 秀明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１７９４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４２２９７４４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０９４３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０９４３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０６５５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００１／００５０６４１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−１８０３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第２６８４４４４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １３／１８

Ｈ０１Ｑ ２１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方の面に単一または複数のストリップ導体が形成され、他方の面に前記ストリップ導体と透視的に交差するスロット部を有する導体膜が形成されたプリント基板と、
前記スロット部を覆い、所定高さの空洞部が形成され、前記プリント基板に固定された筐体と、
前記筐体を貫通させた内導体が前記ストリップ導体に接続され、外導体が前記導体膜に接続された単一または複数の同軸部と、
を含み、
前記筐体は、前記空洞部に摺動可能に設置され、前記筐体内部の高さを変更する可動板と、前記可動板に接続され前記筐体を貫通して外部に引き出される支持アームとを含む、
スロットアンテナ。

【請求項2】

前記スロット部は、前記筐体の側壁部で包囲されている、
請求項１に記載のスロットアンテナ。

【請求項3】

前記ストリップ導体のそれぞれに前記同軸部が設置されて接続されている、
請求項１または請求項２のいずれかの請求項に記載のスロットアンテナ。

【請求項4】

前記筐体の前記空洞部の高さが異なっている、
請求項１、請求項２または請求項３のいずれかの請求項に記載のスロットアンテナ。

【請求項5】

前記筐体の前記空洞部の天井部が曲面である、
請求項１、請求項２、請求項３または請求項４のいずれかの請求項に記載のスロットアンテナ。

【請求項6】

一方の面に単一または複数のストリップ導体が形成され、他方の面に前記ストリップ導体と透視的に交差するスロット部を有する導体膜が形成されたプリント基板と、
前記スロット部を覆い、所定高さの空洞部が形成され、前記プリント基板に固定された筐体と、
前記筐体を貫通させた内導体が前記ストリップ導体に接続され、外導体が前記導体膜に接続された単一または複数の同軸部と、
を含み、
前記空洞部の中央部における前記空洞部の高さが周辺部における前記空洞部の高さよりも高くなるように、前記筐体の前記空洞部の天井部が曲面にされている、
スロットアンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

レーダなどの無線通信装置に用いられるスロットアンテナに関し、たとえば、ストリップ導体が形成されたプリント基板を用いるスロットアンテナに関する。

【背景技術】

【0002】

レーダなどの無線通信装置に用いられるアンテナには、プリント基板を用いたスロットアンテナが知られている。プリント基板の表面側にはストリップ導体、その裏面側にはスロット部を形成したグランド導体が備えられている。ストリップ導体に給電すると、ストリップ導体によりスロット部が励振され、電波の放射や受信が行われる。

【0003】

このスロットアンテナに関し、プリント基板のスロット側を覆う金属ケースに同軸線の外導体を接続し、同軸線の内導体をプリント基板を貫通させてストリップ導体に接続することが知られている（たとえば、特許文献１）。

【0004】

このスロットアンテナでは、基板を挟んでストリップ導体とスロット部が配置され、ストリップ導体がスロット部を跨いで直交配置させることが知られている（たとえば、特許文献２）。

【0005】

このスロットアンテナの接続では、同軸ケーブルにストリップ導体を接続することが知られている（たとえば、特許文献３）。

【0006】

また、このスロットアンテナでは、スロット部を挟んで複数の開口窓が形成された帯状導体と、スロット部との配置関係により所望の指向性が得られることが知られている（たとえば、特許文献４）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平４−９０６０７号公報

【特許文献2】特開平５−１１０３３２号公報

【特許文献3】特表２０１０−５２４３０２号公報

【特許文献4】特開２００１−３４５６３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

＜スロットアンテナの概要＞

【0009】

図１６は、プリント基板を用いたスロットアンテナ１００の概要を示している。図１６のＡはスロットアンテナ１００のスロット面を示している。図１６のＢはストリップ導体面を示している。図１６のＣ（図１６のＢのXVIC−XVIC線断面）は電波放射イメージを示している。

【0010】

プリント基板１０２には誘電体板１０４が用いられ、この誘電体板１０４の表裏面に銅箔が設置されている。このプリント基板１０２の一面側には銅箔により導体膜１０６が形成され、その裏面側には銅箔によりストリップ導体１０８が形成されている。導体膜１０６にはエッチングによりスロット部１１０が形成されている。ストリップ導体１０８もエッチングにより所定形状に形成されている。

【0011】

電波放射では、ストリップ導体１０８が給電されると、ストリップ導体１０８とスロット部１１０との交差点でストリップ導体１０８からスロット部１１０が励振される。これにより、スロット部１１０からプリント基板１０２の両面側に電波が放射される。このスロットアンテナ１００では、誘電体板１０４の厚さがたとえば、１〔ｍｍ〕程度と薄く、導体膜１０６やストリップ導体１０８を構成する銅箔の厚さがたとえば、０．０２〔ｍｍ〕程度である。

【0012】

＜スロットアンテナ１００への給電＞

【0013】

図１７のＡおよびＢはスロットアンテナ１００の給電の概要を示している。図１７のＡは給電中のスロットアンテナ１００をストリップ導体１０８側から見て示している。図１７のＢは図１７のＡのXVIIB−XVIIB線断面を示している。

【0014】

このスロットアンテナ１００に同軸線１１２により給電する場合には、ストリップ導体１０８に同軸線１１２を垂直に接続する。同軸線１１２は、同軸上に外導体１１４および内導体１１６を備えている。外導体１１４は半田付け１１８により導体膜１０６に接続されている。これにより、導体膜１０６はグランド状態となる。内導体１１６は、誘電体板１０４およびストリップ導体１０８を貫通させ、その先端部をストリップ導体１０８の上面に半田付け１２０により接続される。

【0015】

このように同軸線１１２による給電では、ストリップ導体１０８と導体膜１０６との間に電位差が生じる。つまり、この電位差により、ストリップ導体１０８を給電し、ストリップ導体１０８からスロット部１１０への入力信号による励振、スロット部１１０から空間への電波放射を行うことができる。

【0016】

図１８は、反射板１２２を備えるスロットアンテナ１００を示している。反射板１２２は金属板で構成される。この反射板１２２は、プリント基板１０２からλ／４の位置に設置される。このような反射板１２２を設置すれば、プリント基板１０２の片面側（つまり、ストリップ導体１０８側）に電波放射１２４を集中させることができる。つまり、スロット部１１０側への電波放射が不要であれば、反射板１２２の設置により、ストリップ導体１０８側に約２倍の電波放射１２４が得られる。

【0017】

ところで、スロットアンテナ１００の給電に同軸線１１２を用いれば、この同軸線１１２をプリント基板１０２上のストリップ導体１０８に半田付け１２０で固定すればよい。しかし、内導体１１６とストリップ導体１０８との導通が得られるものの、固定強度が低いという課題がある。外部から同軸線１１２やプリント基板１０２に応力を受けると、安定した接続状態が維持できないという課題がある。

【0018】

プリント基板１０２は既述したように薄く、形状変形などの機械的な歪みを生じやすい。この歪みがアンテナ放射パターンを歪ませる原因になるという課題がある。プリント基板１０２の導体膜１０６と反射板１２２との間隔が変化すると、アンテナ放射パターンに歪みが生じるという課題がある。

【0019】

そこで、１つの側面では、本発明は、プリント基板の機械的歪みを抑制すること、または同軸線との固定強度を高めること、または、安定した動作特性を持つスロットアンテナを実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0020】

上記目的を達成するため、本開示の構成にはプリント基板が備えられる。このプリント基板の一方の面には単一または複数のストリップ導体が形成され、他方の面にはストリップ導体と透視的に交差するスロット部を有する導体膜が形成されている。このプリント基板に筐体が固定されている。この筐体には、スロット部を覆い、所定高さの空洞部が形成されている。そして、ストリップ導体に対して単一または複数の同軸部が備えられる。筐体を貫通させた内導体がストリップ導体に接続され、その外導体が導体膜に接続されている。
さらに、本開示の構成では、筐体は、空洞部に摺動可能に設置され、筐体内部の高さを変更する可動板とこの可動板に接続され筐体を貫通して外部に引き出される支持アームとを含み、または空洞部の中央部における空洞部の高さが周辺部における空洞部の高さよりも高くなるように、筐体の空洞部の天井部が曲面にされている。

【発明の効果】

【0021】

本開示のスロットアンテナによれば、次のいずれかの効果が得られる。

【0022】

(1) スロット部を備える導体膜とともに、ストリップ導体を備えたプリント基板が筐体により補強されるので、プリント基板の機械的歪みを抑制することができる。

【0023】

(2) プリント基板を補強する筐体に同軸部を備えるので、ストリップ導体と同軸線との固定強度が高められる。

【0024】

(3) プリント基板の機械的歪みを抑制し、同軸部を筐体に備えたことにより、安定した動作特性を持つスロットアンテナを実現できる。

【0025】

そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】第１の実施の形態に係るスロットアンテナの一部を切り欠いて示す図である。

【図2】図１のIIA −IIA 線で切断したスロットアンテナの断面図およびその部分拡大断面図である。

【図3】図１のIII −III 線で切断したスロットアンテナの断面を示す断面図である。

【図4】スロットアンテナの空洞部の変形例を示す平面図である。

【図5】図４のV −V 線で切断したスロットアンテナの断面を示す断面図である。

【図6】第２の実施の形態に係るスロットアンテナアレイを示す平面図である。

【図7】図６のVII −VII 線で切断したスロットアンテナアレイの断面を示す断面図である。

【図8】スロットアンテナアレイの空洞部の変形例を示す平面図である。

【図9】図８のIX −IX 線で切断したスロットアンテナアレイの断面を示す断面図である。

【図10】第３の実施の形態に係るスロットアンテナアレイを示す平面図およびその断面図である。

【図11】他の実施の形態に係るスロットアンテナアレイを示す断面図である。

【図12】筐体の内部の高さを異ならせたスロットアンテナアレイを示す断面図である。

【図13】筐体の内部の高さを異ならせた他のスロットアンテナアレイを示す断面図である。

【図14】他の実施の形態に係るスロットアンテナを示す断面図である。

【図15】他の実施の形態に係るスロットアンテナを示す平面図である。

【図16】スロットアンテナの概要を示す図である。

【図17】スロットアンテナの給電を示す図である。

【図18】反射板を備えたスロットアンテナを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

〔第１の実施の形態〕

【0028】

図１は、第１の実施の形態に係るスロットアンテナを一部を切り欠いて示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本開示の発明が限定されるものではない。

【0029】

このスロットアンテナ２−１には一例として矩形形状のプリント基板４が備えられている。このプリント基板４の背面側には金属筐体６が設置され、この金属筐体６にプリント基板４が固定されている。金属筐体６はプリント基板４を固定する筐体の一例である。

【0030】

プリント基板４の一方の面（表面）には、その中央部にストリップ導体８が設置されている。このストリップ導体８はたとえば、長方形状であり、プリント基板４の誘電体板１０の表面に備える銅箔などの導体膜によって形成されている。このプリント基板４の他方の面（裏面）には導体膜１２が設置されている。このスロットアンテナ２−１では、ストリップ導体８と導体膜１２とでマイクロストリップ線路が構成され、このマイクロストリップ線路によってスロットアンテナ２−１が構成されている。

【0031】

導体膜１２には、ストリップ導体８と透視的にプリント基板４の中心部で直交するスロット部１４が形成されている。このスロット部１４は、導体膜１２が選択的に除去された部分である。このスロット部１４はプリント基板４にあるたとえば、銅箔をエッチングによって除去し、誘電体板１０の表面を露出させた部分である。ストリップ導体８とスロット部１４は交差していればよく、直交状態に限定されるものではない。

【0032】

金属筐体６には空洞部１６が形成されている。この空洞部１６は、導体膜１２のスロット部１４を包囲している。

【0033】

金属筐体６にはプリント基板４が重ねられ、このプリント基板４の四隅に設けた貫通孔１８から固定ねじ２０を金属筐体６に挿通させて強固に固定されている。各固定ねじ２０は、プリント基板４の誘電体板１０と同様に誘電体材料としてたとえば、樹脂で形成されている。つまり、プリント基板４は金属筐体６が持つ剛性により補強されている。

【0034】

金属筐体６に対するプリント基板４の固定について、この実施の形態では、金属筐体６およびプリント基板４の４隅部に固定ねじ２０を配置して固定しているが、４箇所未満または５箇所以上の固定箇所を設定してもよい。

【0035】

図２のＡは、図１のIIA −IIA 線で切断したスロットアンテナ２−１の断面を示している。図２のＢは、図２のＡのIIＢ部の拡大断面を示している。空洞部１６は、金属筐体６の側壁部２２および天井部２４（図中、下面部）で包囲されている。プリント基板４の導体膜１２に形成されたスロット部１４は、空洞部１６の中央に配置されている。金属筐体６の側壁部２２には、既述の貫通孔１８の位置に対応するねじ孔２６が形成されている。このねじ孔２６には、プリント基板４の誘電体板１０を貫通させた固定ねじ２０が固定されている。これにより、プリント基板４と金属筐体６とが強固に固定され、金属筐体６および導体膜１２が導通している。スロット部１４を覆う金属筐体６の空洞部１６がプリント基板４で閉塞されている。

【0036】

空洞部１６の天井部２４の面部と、プリント基板４のストリップ導体８の面部との距離は、スロットアンテナ２−１の使用周波数ｆの波長λ（＝ｃ／ｆ、ｃは光速である）の４分の１（＝λ／４）に設定されている。

【0037】

金属筐体６の側壁部２２には空洞部１６に隣接して同軸部２８が形成されている。この同軸部２８は、金属筐体６の側壁部２２、貫通孔３０、内導体３２および絶縁体３４で構成されている。この場合、金属筐体６の側壁部２２は外導体を構成する。貫通孔３０は、金属筐体６の側壁部２２に形成された同径の透孔である。この貫通孔３０には内導体３２が設置され、絶縁体３４により貫通孔３０の中心に保持されている。

【0038】

プリント基板４の裏面側の導体膜１２には図２のＢに示すように、貫通孔３０に対応して凹部３６が形成されている。この凹部３６には既述の絶縁体３４が設置され、この絶縁体３４は誘電体板１０に密着している。凹部３６の中心には貫通孔３８が形成されている。ストリップ導体８および誘電体板１０にも同様に貫通孔３８が形成されている。

【0039】

内導体３２は貫通孔３８に貫通させ、その先端がストリップ導体８の上面に突出している。この内導体３２の先端部には、ストリップ導体８が半田付け４０により接続されている。つまり、同軸部２８の内導体３２のみがプリント基板４の誘電体板１０を貫通してストリップ導体８に接続されている。

【0040】

金属筐体６の側壁部２２には同軸コネクタ４２が設置されている。この同軸コネクタ４２は同軸部２８に同軸線４４を接続する接続手段の一例である。同軸コネクタ４２は筒部４６と固定フランジ部４８を備えている。筒部４６および固定フランジ部４８は金属で形成されており、金属筐体６に固定されて外導体を構成している。筒部４６および固定フランジ部４８には既述の内導体３２および絶縁体５０が設置されている。内導体３２は絶縁体５０により筒部４６の中心に保持されている。同軸コネクタ４２に接続された同軸線４４は、外導体５２、内導体５４および絶縁体５６を備えている。外導体５２は同軸コネクタ４２の筒部４６および固定フランジ部４８を介して金属筐体６に接続されている。内導体５４は同軸コネクタ４２を介して同軸部２８の内導体３２に接続されている。

【0041】

図３は、図１のIII −III 線で切断したスロットアンテナ２−１の断面を示している。同軸コネクタ４２の固定フランジ部４８は、金属筐体６の側壁部２２にある同軸部２８に位置決めされ、金属筐体６に固定ねじ５８により固定されている。固定フランジ部４８には貫通孔６０が形成され、この貫通孔６０に貫通させた固定ねじ５８が金属筐体６側のねじ孔にねじ込まれている。これにより、同軸コネクタ４２と金属筐体６とが一体化されている。

【0042】

斯かる構成では、同軸線４４からスロットアンテナ２−１に入力信号Ｓ１が加えられると、この入力信号Ｓ１により内導体５４、３２を経てストリップ導体８が給電される。この給電により、ストリップ導体８から入力信号Ｓ１によるスロット部１４への信号Ｓ１の励振が生じ、電波Ｓ３がスロット部１４から空間に放射される。この場合、金属筐体６により背面側への放射がなく、その反射波Ｓ２がストリップ導体８側に生じ、金属筐体６が配置されない場合に比べて約２倍の電波Ｓ３が放射される。

【0043】

＜第１の実施の形態の効果および利点＞

【0044】

(1) プリント基板４に金属筐体６が取り付けられているので、金属筐体６によりプリント板４を強化することができ、プリント基板４の平坦度を維持することができる。プリント基板４側のストリップ導体８およびスロット部１４と、空洞部１６の間隔を一定に維持することができる。

【0045】

(2) スロット部１４を備える導体膜１２は金属筐体６に密着、接続されて強化され、安定したグランドを構成できる。

【0046】

(3) スロットアンテナ２−１の給電点の接続が金属筐体６に備える同軸部２８によりリジッド化される。プリント基板４が金属筐体６により補強されるので、安定したグランドを形成できるとともに、プリント基板４の機械的な歪みを抑制できる。

【0047】

(4) プリント基板４と金属筐体６との固定がストリップ導体８やスロット部１４から離れた位置で、樹脂製の固定ねじ２０により固定されているので、スロットアンテナ２−１への固定ねじ２０による影響はなく、アンテナ特性が損なわれない。

【0048】

＜スロットアンテナ２−１の変形例＞

【0049】

図４および図５は、スロットアンテナ２−１の変形例を示している。図５は、図４のV −V 線で切断したスロットアンテナ２−１の断面を示している。このスロットアンテナ２−１では図４に示すように、空洞部１６の平面形状を円形状に形成している。また、図５に示すように金属筐体６の空洞部１６の天井部２４（図中底面）を湾曲面に形成している。このスロットアンテナ２−１では空洞部１６の平面形状と天井部２４の面形成の両方を変更したが、何れか一方を変更してもよい。

【0050】

斯かる構成によれば、空洞部１６の平面形状を変更することにより、電磁界モードを調整することができる。また、このような湾曲面から成る天井部２４を備えれば、金属筐体６の天井部２４を広い周波数範囲で反射板として作用させることができる。斯かる構成では、広帯域で良好な放射特性を有するスロットアンテナ２−１を実現できる。

【0051】

〔第２の実施の形態〕

【0052】

図６および図７は、第２の実施の形態に係るスロットアンテナアレイを示している。図７は、図６のVII −VII 線で切断したスロットアンテナアレイの断面を示している。このスロットアンテナアレイ２−２では複数のスロットアンテナ２−１をマトリクス状に配列したものであり、一例として４行４列のスロットアンテナ２−１を備えている。

【0053】

このスロットアンテナアレイ２−２では、隣接するスロットアンテナ２−１のストリップ導体８の幅方向の間隔、スロット部１４の幅方向の間隔を使用周波数ｆの波長の２分の１波長に設定している。つまり、既述のスロットアンテナ２−１をアレイアンテナとして使用する場合には、図６に示すように、隣接する各スロットアンテナ２−１の間隔を使用放射電波の２分の１波長（λ／２）以下にする必要がある。これはグレーティングローブ抑圧を回避するためである。具体的には、レーダ波帯（Ｘバンド）で使用する場合にはたとえば、１５〔ｍｍ〕程度の間隔以下に設定することが必要である。このスロットアンテナアレイ２−２では、図７に示すように、金属筐体６で構成される各反射板とストリップ導体８との距離が同一に設定されている。

【0054】

＜第２の実施の形態の効果および利点＞

【0055】

(1) このスロットアンテナアレイ２−２では、各スロットアンテナ２−１に個別に金属筐体６が備えられ、各金属筐体６に個別に空洞部１６が形成されている。つまり、このスロットアンテナアレイ２−２では、１スロット分の金属筐体６をそれぞれのスロットに対して取り付ける構造としている。このため、各プリント基板４の強度が高められるとともにグランドを強固に形成できる。

【0056】

(2) 斯かる構成では、各スロットアンテナ２−１が隣接するスロットアンテナ２−１からの影響を受けにくく、第２の実施の形態では、アンテナ間の間隔を一定にしているが、４分の１波長までの幅でアンテナ間距離を変化させることができる。つまり、隣接するスロットアンテナ２−１間の距離を異ならせることができる。これにより、スロットアンテナアレイ２−２のアンテナ性能や機能の向上を図ることができる。

【0057】

(3) また、斯かる構成では、アンテナ間結合を抑制でき、アンテナ特性の劣化を低減でき、各スロットアンテナ２−１の単素子でのアンテナ放射パターンが損なわれない。つまり、各スロットアンテナ２−１のアンテナ放射パターンが良好に保たれるので、アレイアンテナとしての放射特性（利得や効率）など、良好なアンテナ性能が得られる。

【0058】

(4) 各反射板とストリップ導体８との距離が同一に設定されている。このため、各スロットアンテナから放射される電波の放射特性を強めることができる。

【0059】

(5) このようなスロットアンテナアレイ２−２では、各スロットアンテナ２−１に個別に給電でき、多数のアンテナに対して単一給電する形態に比較し、各スロットアンテナ２−１の入出力特性を給電により制御できるなど、給電の自由度を高めることができる。

【0060】

(6) 反射板を構成する金属筐体６では剛性が高く、プリント基板４の補強により、優れたスロットアンテナを構成できる。因みに、多数のアンテナに対して、支えが少ない１つの反射板を用いた場合では、十分な強度が得られないため、アンテナ間で結合を生じ、アンテナ性能を劣化させる原因になる。このような不都合を金属筐体６の設置によって改善することができる。

【0061】

(7) 複数のスロットアンテナを用いてアレイ化する場合には、各アンテナからの出力信号からの信号を効率的に合成でき、アレイアンテナの放射性能（利得や効率）を劣化させることがない。

【0062】

＜スロットアンテナアレイ２−２の変形例＞

【0063】

図８および図９は、スロットアンテナアレイ２−２の変形例を示している。図９は、図８のIX −IX 線で切断したスロットアンテナアレイの断面を示している。このスロットアンテナアレイ２−２では図８に示すように、各金属筐体６の空洞部１６の平面形状を円形状に形成している。また、図９に示すように各金属筐体６の空洞部１６の天井部２４を湾曲面に形成している。このスロットアンテナアレイ２−２では各空洞部１６の平面形状と天井部２４の面形成の両方を変更したが、何れか一方を変更してもよい。

【0064】

斯かる構成によれば、空洞部１６の平面形状を変更することにより、電磁界モードを調整することができる。また、このような湾曲面から成る天井部２４を備えれば、金属筐体６の天井部２４を広い周波数範囲で反射板として作用させることができる。斯かる構成では、広帯域で良好な放射特性を有するスロットアンテナアレイ２−２を実現できる。

【0065】

〔第３の実施の形態〕

【0066】

図１０は、第３の実施の形態に係るスロットアンテナアレイを示している。図１０に示す構成は一例であり、斯かる構成に本開示の発明が限定されるものではない。

【0067】

このスロットアンテナアレイ２−３ではプリント基板４−３の一方の面（表面）に複数のストリップ導体８をマトリクス状に配列し、プリント基板４−３の他方の面（裏面）に複数のスロット部１４をマトリクス状に配列している。スロットアンテナアレイ２−３は、一例として２行２列のスロットアンテナを備えている。複数のスロット部１４は、導体膜１２−３を形成した誘電体板１０−３の表面を露出させた部分である。複数のストリップ導体８は、一対一で複数のスロット部１４と透視的に直交している。ストリップ導体８とスロット部１４は交差していればよく、直交状態に限定されるものではない。

【0068】

金属筐体６−３には複数の空洞部１６がマトリクス状に形成され、一例として空洞部１６が２行２列に形成されている。この複数の空洞部１６は、一対一で複数のスロット部１４を包囲している。

【0069】

金属筐体６−３にはプリント基板４−３が重ねられる。このプリント基板４−３の四隅部、プリント基板４−３の各辺の中心部およびプリント基板４−３の中心部には貫通孔が設けられ、この貫通孔から固定ねじ２０を金属筐体６−３に挿通させて金属筐体６−３とプリント基板４−３とが強固に固定されている。各固定ねじ２０は、プリント基板４−３の誘電体板１０−３と同様に誘電体材料としてたとえば、樹脂で形成されている。つまり、プリント基板４−３は金属筐体６−３が持つ剛性により補強されている。

【0070】

プリント基板４−３の厚さ方向の構成は、第１および第２の実施の形態のプリント基板４と同様であり、同軸部２８、同軸コネクタ４２および同軸線４４の構成ならびに接続構造は、第１および第２の実施の形態と同様である。また、隣接するストリップ導体８の幅方向の間隔、スロット部１４の幅方向の間隔は第２の実施の形態と同様である。

【0071】

この実施の形態では、一つの金属筐体６−３に複数の空洞部１６を設け、一つのプリント基板４−３で２行×２列のアンテナ素子を構成している。つまり、第２の実施の形態と比較すれば明らかなように、プリント基板４および金属筐体６を共通化した構成である。

【0072】

斯かる構成によれば、プリント基板４および金属筐体６の共通化を図ることができるとともに、共通化したプリント基板４−３を共通化した金属筐体６−３で強化することができる。各ストリップ導体８、スロット部１４および空洞部１６の位置がプリント基板４−３と金属筐体６−３との固定により容易に固定することができ、プリント基板４−３の歪みを防止でき、アンテナ特性を安定化することができる。なお、空洞部１６およびアンテナ素子の配列は、２行×２列に限らず、他の配列であってもよい。

【0073】

〔他の実施の形態〕

【0074】

(1)上記実施の形態では、空洞部１６の天井部２４で電波を反射させる構成としているが、これに限定されない。図１１に示すスロットアンテナアレイ２−４では、金属筐体６が可動板６２とこの可動板６２に接続された支持アーム６４を備えている。

【0075】

可動板６２は、金属筐体６の空洞部１６の平面形状と同形状を有し、空洞部１６に摺動可能に設置され、金属筐体６の内部の高さ、すなわち金属筐体６の深さを調整する機能を有する。つまり、可動板６２の摺動により、可動板６２の面部とスロット部１４の面部との距離が調整される。可動板６２は支持アーム６４を操作することで摺動する。支持アーム６４は、金属筐体６の天井部２４を貫通し、金属筐体６の外側に引き出されている。斯かる構成により、可動板６２を金属筐体６の外側から摺動させることができる。

【0076】

可動板６２は金属板などで構成され、電波を反射する。この場合、各スロットアンテナ２−５における筐体の高さがλ／４である場合、全てのスロットアンテナ２−５のアンテナ素子から電波を放射することができ、電波の放射を強くできる。また、図１２に示すように、筐体の内部の高さがλ／４であるスロットアンテナ２−５と、筐体の内部の高さがλ／２であるスロットアンテナ２−５とを交互に配置してもよい。このように配置すると、筐体の内部の高さがλ／２であるスロットアンテナ２−５のアンテナ素子からは電波が放射されず、ビームの形状を変化させることができる。つまり、ビームの幅やサイドローブレベルを変化させることができる。筐体の内部の高さをλ／４またはλ／２としたがその他の高さであってもよく、可動板６２の面部とストリップ導体８の面部との距離をλ／４、λ／２またはその他の距離としてもよい。可動板６２の設置位置を変更することでビームの形状を変化させることができる。

【0077】

この実施の形態では、可動板６２を備えて金属筐体６の一部を可動可能にし、筐体の内部の高さを容易に変更することができる。斯かる構成により、各スロットアンテナの調整の自由度が高められる。各スロットアンテナを設置環境に応じて調整することが可能になるほか、筐体の内部の高さを変化させて電波との関係を調べる実験素子として用いることができる。

【0078】

(2) 筐体の内部の高さを変更する構成について、スロットアンテナアレイ２−４を例示したが、これに限定されない。スロットアンテナ２−５を個別に用いる構成にしてもよい。斯かる構成によれば、スロットアンテナ２−５から放射する電波の周波数を調整することができる。

【0079】

(3) 図１１および図１２に示すスロットアンテナアレイ２−４では、可動板６２により筐体の内部の高さを変更したが、これに限定されない。図１３に示すように、金属筐体６で構成される各反射板とストリップ導体８との距離ｈ１、ｈ２（≠ｈ１）のように個別に変化させてもよい。斯かる構成によれば、反射板とストリップ導体８との距離が異なる複数のスロットアンテナ２−１により、使用周波数の広帯域化やビーム制御などを行うことができる。

【0080】

(4) 金属筐体６について、上記実施の形態では、プリント基板４に固定される金属筐体６を無垢の金属体で構成しているが、これに限定されない。図１４に示すスロットアンテナ２−１には、基材に合成樹脂からなる筐体６００を使用している。この筐体６００の表面部にスパッタや塗布によって導体層６０２を形成し、既述の金属筐体６と同様の機能を得てもよい。

【0081】

(5) ストリップ導体８とスロット部１４の成す角度θについて、上記実施の形態では、ストリップ導体８とスロット部１４とを直交させているが、これに限定されない。図１５に示すように、ストリップ導体８とスロット部１４の成す角度θは、９０度である必要はなく、９０度以下に設定してもよい。この角度設定によって、ストリップ導体８とスロット部１４との結合を変化させることができ、所望のアンテナゲインを得る構成としてもよい。

【0082】

(6) 上記実施の形態では、空洞部１６の平面形状を矩形形状または円形状としているが、これらの形状に代え、楕円形またはひし形などの他の形状に形成することにより、電磁界モードを調整する構成としてもよい。

【0083】

以上説明したように、本開示の構成の最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0084】

２−１、２−５ スロットアンテナ
２−２、２−３、２−４ スロットアンテナアレイ
４、４−３ プリント基板
６、６−３ 金属筐体
８ ストリップ導体
１０、１０−３ 誘電体板
１２、１２−３ 導体膜
１４ スロット部
１６ 空洞部
１８ 貫通孔
２０ 固定ねじ
２２ 側壁部
２４ 天井部
２６ ねじ孔
２８ 同軸部
３０ 貫通孔
３２ 内導体
３４ 絶縁体
３６ 凹部
３８ 貫通孔
４０ 半田付け
４２ 同軸コネクタ
４４ 同軸線
４６ 筒部
４８ 固定フランジ部
５０ 絶縁体
５２ 外導体
５４ 内導体
５６ 絶縁体
５８ 固定ねじ
６０ 貫通孔
６２ 可動板
６４ 支持アーム
６００ 筐体
６０２ 導体層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】