[发明专利]缝隙天线装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发送、接收微波带或毫米波带等模拟高频信号、或数字信 号的隙缝天线，尤其涉及防止接地结构引起的发射动作不稳定的缝隙天线装置。

背景技术

从两个理由出发，需要可在比以往更宽的频带中进行动作的无线装置。第1 个理由是为了实现已被认可使用宽频带的、新的面向近距离无线的通信系统、 即超宽频带(下面称为UWB)无线通信系统；第2个理由是为了由一台终端将使 用不同频率而混杂的多个通信系统进行利用。

例如，在美国面向UWB已被认可的3.1GHz至10.6GHz的频带若换算成以 动作频带的中心频率f0进行标准化的比频带，则相当于109.5％等表示宽频带的 值。另一方面，已知为基本天线的接线天线或1/2的有效波长缝隙天线的动作频 带不仅通过比频带换算，分别不足5％、不足10％，而且不能实现UWB的宽频 带性。并且，以现今世界上使用于无线通信用的频带为例，为了用同一天线覆 盖1.8GHz带至2.4GHz带，必须实现30％左右的比频带，并且，在同时覆盖 800MHz带及2GHz带的情况下，同样必须实现90％左右的比频带。并且，为 了同时覆盖800MHz带至2.4GHz带，就必须100％以上的比频带。在同一终端 同时处理的系统数量增加，应覆盖的频带越宽，则期望实现越宽频带的小型天 线。

另外，作为设计为高速通信系统用的天线的供电线路或用于高频装置电路 的传输线路，正研究着采用耐噪声性良好、可低电压驱动的平衡线路。以前使 用的不平衡线路由平面状的接地导体和1条带状的信号线路导体形成，相对应 地，平衡线路由平面状的接地导体和2条平行带状的信号线路导体形成。在平 衡线路中，为了作为设置在电介质基板上的同一平面内的2条信号线路间的电 位差传输信号，就需要特有的输入输出端子的结构及电路。为了设计适于高速 通信系统的高频装置，可在天线的供电线路或连接于供电线路而使用的天线开 关或放大器等有源装置、带通滤波器等无源装置中采用平衡线路。

在图34A、图34B及图34C中表示模式图的单端开放1/4有效波长缝隙天 线是最基本的平面天线之一(下面称为第1现有例)。图34A是表示一般的1/4有 效波长缝隙天线的结构的俯视图(通过透视表示背面的接地导体103)，图34B是 图34A的缝隙天线的剖视图，图34C是通过透视表示图34A的缝隙天线背面的 结构的模式图。如图34A、图34B及图34C所示，电介质基板101的表面有供 电线路113，从位于背面侧的无限接地导体103的外缘105a沿纵深方向109a形 成具有宽度Ws及长度Ls的切口，该切口用作在开放端107开放前端的缝隙谐 振器111。缝隙谐振器111是在接地导体103的一部分区域中沿厚度方向完全去 除导体得到的电路要素，在有效波长的1/4相当于缝隙长度Ls时的频率fs附近 谐振。在宽度方向109b形成的供电线路113与缝隙111一部分交叉，对缝隙111 进行电磁激励。经输入端子与外部电路连接。另外，从供电线路113的前端开 放终端点119至缝隙111的距离Lm为了谋求输入阻抗的匹配，通常设定为在频 率fs下为1/4有效波长左右。另外，通常按照基板的厚度H及基板的介电常数 来设计线路宽度W1，以便将供电线路113的特性阻抗设定为50Ω。

如图35A、图35B及图35C所示，在专利文献1中，公开了使第1现有例 示出的1/4有效波长缝隙天线在多个谐振频率下动作的结构(以下称为第2现有 例)。缝隙111具有缝隙长度Ls，并具备电容性电抗元件16，以便高频地连接距 开放端距离Ls2的位置的点16a及16b。若在供电点15以多个谐振频率激振， 则如图35B及图35C所示，能够以不同的缝隙长Ls、Ls2动作，并扩展频带。 但是，在专利文献1内示出的频率特性中，无法得到当前期望的超宽频带特性。