[发明专利]可变缝隙天线和其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有适于发送、接收微波带和毫米波带等模拟高频信号或数字信号的宽频带特性的天线的指向性可变化。 

背景技术

由于两个理由，需要能够进行比现有技术更宽频带的动作的无线器件。第一个理由是为了应对已认可宽频带的使用的面向近距离无线通信系统，第二个理由是为了以一台终端应对使用不同的频率的无规则排列的多个通信系统。 

例如，面向近距离高速通信系统已认可的从3.1GHz到10.6GHz的频带，由频带内的中心频率f0标准化的相对频带相当于109.5％这样的很大的值，作为基本的天线已知的贴片天线的小于5％、二分之一波长缝隙天线的10％左右这样的相对频带特性显然难以覆盖整个频带。另外，如果以现在世界中在无线通信中使用的频带为例，则为了由同一天线覆盖1.8GHz频带到2.4GHz频带需要30％左右的相对频带，另外，为了同时覆盖800MHz频带到2.4GHz频带需要100％以上的相对频带。随着由同一终端同时处理的系统数量增加，应覆盖的频带变宽，越加希望以简单的终端结构实现宽频带天线。此外，随着信号的高速化，抑制反射干扰波的需求变强，因此强烈要求以小型的形状实现不仅具有宽频带特性还兼备指向性的可变特性的天线。此外，在总括使用宽频带信号的无线系统中，需要以小型的形状实现满足宽频带特性、指向性可变特性、和维持宽频带的动作频带内的主波束方向等全部性能的天线。 

图25中的示意图所示的四分之一波长缝隙天线是最基本的平面天线之一，已知以相对频带表示能够得到15％左右的值。图25(a)表示从上表面侧观看的透视示意图，图25(b)表示沿直线AB截断的截面示意图，图25(c)表示从上表面侧观看的背面透视示意图。

如这些图所示，在电介质基板103的上表面具有供电线路115，从位于背面侧的有限的接地导体101的边缘部105向进深方向形成切口，作为一端111开放的缝隙109起作用。缝隙109是在接地导体101的一部分区域中，沿着厚度方向完全除去导体而得到的电路，在缝隙长度Ls相当于四分之一有效波长的频率附近表现出最低次的谐振现象。供电线路115与缝隙109的一部分相对并交叉，对缝隙109进行激振。通过输入端子201与外部电路连接。另外，一般地，为了达到输入匹配，从供电线路115的前端开路终端点125到缝隙109的距离t3设定为中心频率f0下的四分之一有效波长左右的长度。 

在专利文献1中，公开了用于使四分之一波长缝隙天线在多个谐振频率下动作的结构。图26(a)表示结构示意图。切开电介质基板103的背面的接地导体101的一部分区域而形成的四分之一波长缝隙109在供电位置113被激振，能够得到通常的天线动作。通常缝隙天线的谐振频率由缝隙109的环路长所规定，但因为在专利文献1的点16a与点16b之间设定的电容元件16设定为使比缝隙109的原有的谐振频率高的频率的信号通过，因此能够根据频率使缝隙的谐振器长度Ls变化。即，如图26(b)所示，在低频时，缝隙的谐振器长度与通常没有变化，由切口结构的物理长度决定，相对于此，如图26(c)所示，在高频时，缝隙的谐振器长度Ls2在物理上比谐振器长度Ls短，由此进行高频动作。从而能够由一个缝隙谐振器结构实现多谐振动作。 

在非专利文献1中，公开了使二分之一波长缝隙天线在宽频带中动作的方法。如上所述，作为图25所示的缝隙天线的输入匹配方法，现有技术采用了在距离供电线路115的前端开路终端点125为中心频率f0下的四分之一有效波长的地点激振缝隙谐振器109的方法。 

然而，在非专利文献2中，如图27中的上表面透视示意图所示，使与从供电线路115的前端开路终端点125到输入端子201侧的f0下的四分之一有效波长的距离相当的区域的供电线路115的线路宽度减小而制作谐振器，并在所形成的感应谐振器区域127的中央附近与缝隙109耦合。