專利名稱：微型條狀天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳送微波或是頻率數(shù)較微波還高的電波的微型條狀天線(Micro StripeAntenna)，尤其涉及用來控制從微型條狀天線所發(fā)送的整合性電波束的指向方向的技術(shù)。此外，本發(fā)明也涉及采用微型條狀天線的高頻感測器。
背景技術(shù)：
以往，已知有這樣的微型條狀天線分別在基板的表面及背面配置天線電極及接地電極，并通過在天線電極與接地電極之間施加微波的高頻信號，而從天線電極往垂直方向發(fā)送電波。關(guān)于用來控制從天線電極所發(fā)送的整合性電波束的指向方向的技術(shù)，已知有下列幾種。例如，記載于日本特開平7-128435號公報(bào)的技術(shù)是在基板的表面上配置多個(gè)的天線電極，切換高頻開關(guān)并改變往各個(gè)天線電極的高頻信號的供電線路的長度，由此而改變整合性電波束的指向方向。即，通過改變往多個(gè)的天線電極的供電線路的長度，而在多個(gè)天線電極所各自發(fā)送的電波之間產(chǎn)生相位差，使整合性電波束的指向方向往產(chǎn)生相位延遲的天線傾斜。此外，例如記載于日本特開平9-214238號公報(bào)的技術(shù)是配置多個(gè)整合性電波束的指向方向互為不同的天線電極，以高頻開關(guān)來切換施加有高頻信號的天線電極，由此而改變整合性電波束的指向方向。
一種采用從微型條狀天線所發(fā)送的電波的物體檢測裝置乃為人所知。在此物體檢測裝置當(dāng)中，通過如上述般的改變來自于微型條狀天線的整合性電波束的指向方向，而可較固定整合性電波束的指向方向的情況，更為正確的檢測出物體的位置及模樣。例如，在XY方向上改變從微型條狀天線所傳送的整合性電波束的指向方向，而掃描2維范圍，由此可掌握2維范圍的物體的有無及模樣。關(guān)于物體檢測裝置的用途，例如有自動(dòng)循跡飛彈的目標(biāo)檢測，及便器裝置的使用者檢測等多種用途。在任何用途當(dāng)中，可改變從微型條狀天線所傳送的整合性電波束的指向方向都極為有用。例如，在便器裝置的使用者檢測裝置的情況下，若可更正確的檢測出使用者的位置及狀態(tài)，則可更適當(dāng)?shù)目刂票闫鞯南磧粞b置及脫臭裝置等。就僅僅從正確掌握使用者的狀態(tài)的目的來看，也許攝影機(jī)的功能較為適合，但是在便器裝置上當(dāng)然無法使用攝影機(jī)。因此，在采用電波的物體檢測裝置中，能夠控制整合性電波束的指向方向更正確地掌握使用者的模樣是極為重要。順帶一提的是，在日本，出于檢測出人體的目的，可使用10.525GHz或是24.15GHz，此外，出于防止汽車事故的目的，可使用76GHz的頻率數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)日本特開平7-128435號公報(bào)及日本特開平9-214238號公報(bào)所揭示的以往技術(shù)，為了改變整合性電波束的指向方向，必須切換傳送微波信號的供電線路。因此，必須采用嚴(yán)格地將相對于所使用的特定頻率數(shù)的微波信號的阻抗調(diào)整為特定的適當(dāng)值的高頻開關(guān)，而如此的高頻開關(guān)極為昂貴。尤其是，在連續(xù)性或是多階段性改變整合性電波束的指向方向的情況下，需采用多個(gè)高頻開關(guān)。然而，例如在便器裝置的使用者檢測裝置的用途當(dāng)中，采用多個(gè)昂貴零件，是不切實(shí)際。
因此，本發(fā)明的目的在于，在微型條狀天線當(dāng)中，通過簡單的構(gòu)成，使傳送的整合性電波束的指向方向傾斜。
本發(fā)明的其他目的在于，在微型條狀天線當(dāng)中，通過簡單的構(gòu)成，使傳送的整合性電波束的指向方向?yàn)榭勺儭?br> 本發(fā)明是根據(jù)本發(fā)明者們的研究所得到的新的創(chuàng)見而作出的發(fā)明。所謂該新的創(chuàng)見，是指一旦將微型條狀天線的天線電極，在與該區(qū)域中的供電點(diǎn)不同的某處上，連接于接地電極，則從該天線電極所發(fā)送的微波電波的相位，較未連接于接地電極之時(shí)而偏移。即，若改變天線電極的區(qū)域中的連接于接地電極之處的位置，則相位的偏移量也改變。本發(fā)明是在構(gòu)成為輸出多個(gè)電波束的微型條狀天線中，應(yīng)用上述創(chuàng)見，使多個(gè)電波束中的一部分電波束的相位，從其他電波束偏移。由此，使多個(gè)電波束互相整合而形成的整合性電波束的指向方向傾斜。由于一旦改變相位的偏移量，則整合性電波束的斜率也改變，因此指向方向?yàn)榭勺儭?br> 例如，在微型條狀天線具備多個(gè)天線電極的情況下，是從這些多個(gè)天線電極輸出多個(gè)電波束。在此情況下，多個(gè)天線電極中的一部分天線電極，在該電極中的某處，與接地電極連接。如此，從該天線電極所發(fā)送的電波的相位，從其他天線電極所發(fā)送的電波偏移，因此，使整合后的整合性電波束的指向方向傾斜。或者是，在二次共振模式下使1個(gè)天線電極動(dòng)作的情況下，從該1個(gè)天線電極發(fā)送出形成為條紋狀的2條電波束。在此情況下，若將從該1個(gè)天線電極的區(qū)域當(dāng)中所選出的某處連接于接地電極的話，則形成為條紋狀的2條電波束中的1條電波束的相位，從另1條電波束偏移。因此，互相整合后的整合性電波束的指向方向產(chǎn)生改變。
為了不對天線電極的特性產(chǎn)生不良影響，用于將天線電極連接于接地電極的連接構(gòu)件可配置在這樣的位置上，使得將天線電極投影于水平視圖上時(shí)位于天線電極的區(qū)域內(nèi)。此外，若設(shè)置用于開閉由該連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的天線電極與接地電極之間的連接的開關(guān)，并導(dǎo)通/不導(dǎo)通該開關(guān)，則可將整合性電波束的指向方向切換至與天線電極呈直角的方向上，以及從該方向傾斜的方向上。若在相位的偏移量為不同的天線電極的多個(gè)位置上，設(shè)置各個(gè)連接構(gòu)件及開關(guān)，而能改變連接于接地電極的位置的話，則可多個(gè)階段地改變整合性電波束的指向方向。上述開關(guān)，只要具備可讓特定頻率數(shù)的微波信號良好地通過某種程度的阻抗特性即可，而不需如以往技術(shù)那樣必須具備嚴(yán)格的適當(dāng)值的阻抗，因而不需采用極為昂貴的高頻開關(guān)。
除了在接地電極上連接或是切離天線電極的所謂的導(dǎo)通/非導(dǎo)通控制之外，也可采用連續(xù)性或是階段性的改變天線電極與接地電極之間的電性耦合程度，即對高頻信號的阻抗的方法。整合性電波束的指向方向因根據(jù)該阻抗的變化，而產(chǎn)生改變。
依循根據(jù)上述原理的本發(fā)明的一方面的微型條狀天線，其特征在于，具備絕緣性基板；及配置于上述基板的一面上、并各自具有用于施加高頻訊號的供電點(diǎn)的多個(gè)天線電極；及配置于上述基板的另一面或是內(nèi)部的用于提供接地位準(zhǔn)的接地電極；及用于在與上述供電點(diǎn)不同的至少一處上，將上述多個(gè)天線電極中至少一個(gè)天線電極，連接于上述接地電極的連接構(gòu)件；上述連接構(gòu)件配置于這樣的位置上，使得將上述至少一個(gè)天線電極投影于水平視圖上時(shí)位于上述至少一個(gè)天線電極所占據(jù)的平面區(qū)域內(nèi)，且通過在該位置上將上述至少一個(gè)天線電極連接于上述接地電極，而使從上述天線電極所放射的整合性電子束的指向方向，從上述基板的法線方向傾斜。根據(jù)此微型條狀天線，由于在多個(gè)天線電極當(dāng)中，從以連接構(gòu)件連接于接地電極的天線電極輸出的電波束，以及從其他天線電極輸出的電波束之間的相位產(chǎn)生偏移，因此整合從多個(gè)天線電極輸出的多個(gè)電波束，而使整合性電子束的指向方向傾斜。
較理想的實(shí)施型態(tài)為，上述至少一個(gè)天線電極的連接于上述接地電極的上述至少一處存在于這樣的位置上，該位置與從上述至少一個(gè)天線電極的上述供電點(diǎn)朝向終端邊緣離開上述高頻訊號的1/4波長的奇數(shù)倍的距離的位置不同。通過將此處連接于接地電極，可有效的獲得上述指向方向傾斜的作用。
較理想的實(shí)施形態(tài)為，上述連接構(gòu)件為，貫通與上述至少一個(gè)天線電極的上述至少一處對應(yīng)的上述基板的位置的導(dǎo)電性通孔，具有連接于上述至少一個(gè)天線電極的上述至少一處的一端、及連接于上述接地電極的另一端。上述通孔的直徑例如為0.1mm以下。此外，根據(jù)其他較理想的實(shí)施形態(tài)，上述至少一個(gè)天線電極的至少一邊緣，是沿著上述基板的至少一邊緣而配置的；上述連接構(gòu)件為，配置于上述基板的上述至少一邊緣的側(cè)面上的導(dǎo)電體，并具備連接于上述至少一個(gè)天線電極的上述至少一邊緣的至少一處的一端、及連接于上述接地電極的另一端。在上述形態(tài)當(dāng)中，均可簡化連接構(gòu)件的構(gòu)成。
較理想的實(shí)施形態(tài)為，上述至少一個(gè)天線電極的連接于上述接地電極的上述至少一處存在于，上述至少一個(gè)天線電極的終端邊緣的附近，且在與從上述供電點(diǎn)朝向終端邊緣的方向垂直的方向上位于大致中央的位置上。
較理想的實(shí)施形態(tài)為，又具備對由上述連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的上述至少一個(gè)天線電極與上述接地電極之間的連接進(jìn)行開閉的開關(guān)。通過此開關(guān)的導(dǎo)通/非導(dǎo)通，可改變整合性電波束的指向方向。
較理想的實(shí)施形態(tài)為，上述開關(guān)配置于上述連接構(gòu)件與上述接地電極的連接位置。由于如此配置的開關(guān)隱藏于天線電極的背后，因此不會對天線電極的特性產(chǎn)生不良影響。
上述開關(guān)具備各自連接于上述連接構(gòu)件及上述接地電極的2個(gè)電性接點(diǎn)，該2個(gè)電性接點(diǎn)在導(dǎo)通狀態(tài)下，具有第1間隙而相隔，在非導(dǎo)通狀態(tài)下，則具有比第1間隙還大的第2間隙而相隔?；蛘呤?，上述開關(guān)也可采用在各自連接于上述連接構(gòu)件及上述接地電極的2個(gè)電性接點(diǎn)之間具備絕緣膜的開關(guān)。不管怎樣，均可采用MEMS開關(guān)來做為如此構(gòu)造的開關(guān)。
此外，用于向上述多個(gè)天線電極供應(yīng)高頻電力的供電線，可設(shè)置于與基板的天線電極相同的面上，或是設(shè)置于相反側(cè)的面上。在供電線設(shè)置于相反側(cè)的面的情況下，供電線與天線電極之間的連接，可通過貫通基板的通孔而進(jìn)行。
較理想的實(shí)施形態(tài)為，上述供電線在基板的幾乎中央的位置上，具備連接于振蕩電路的基礎(chǔ)的供電點(diǎn)，并構(gòu)成為，從該基礎(chǔ)的供電點(diǎn)往互為相反的兩方向分歧，且從上述基礎(chǔ)的供電點(diǎn)的供電線的分歧方向與激振各個(gè)天線電極的方向，并不一致于一個(gè)方向。在上述多個(gè)天線電極上，分別設(shè)置上述連接構(gòu)件及上述開關(guān)。根據(jù)此微型條狀天線，例如通過操作位于最左側(cè)的1個(gè)以上的電極的開關(guān)，可使整合性電波束的指向方向向水平視圖的例如右側(cè)(相反，若操作位于最右側(cè)的1個(gè)以上的電極的開關(guān)，則可使電波束例如往左側(cè))傾斜，另一方面，例如通過操作位于最上側(cè)的1個(gè)以上的電極的開關(guān)，可使整合性電波束的指向方向向水平視圖的例如下側(cè)(相反的，若操作位于最下側(cè)的1個(gè)以上的電極的開關(guān)，則可使電波束例如往上側(cè))傾斜。此外，通過改變在相同側(cè)同時(shí)導(dǎo)通的開關(guān)的個(gè)數(shù)，則可改變往相同側(cè)傾斜的指向方向的傾斜角度的大小。
較理想的實(shí)施形態(tài)為，上述基板的一面上的上述多個(gè)天線電極，被具有比上述基板的介電常數(shù)還大的介電常數(shù)的電介質(zhì)所包覆。在以電介質(zhì)所包覆的天線電極的表面上，高頻信號的波長，較電極表面直接接觸于空氣的情況還短，因此可根據(jù)該減少的量而縮小天線電極的尺寸及間隔。即，更可提高可配置于相同尺寸的基板上的天線電極的數(shù)目及密度。結(jié)果為，可使電波束的指向方向的可調(diào)節(jié)的傾斜的分解能更為精細(xì)。
較理想的實(shí)施形態(tài)為，上述至少一個(gè)天線電極被分割為，在載從上述供電點(diǎn)朝向終端邊緣的方向上延伸的多個(gè)條紋電極。由此，可提升電波束的增益及指向性。
也可配置電介質(zhì)為連接于上述天線電極的端部。也可在上述天線電極的旁邊形成空孔構(gòu)造。也可在上述天線電極的旁邊配置無供電電極。
依循本發(fā)明的其他方面的微型條狀天線，其特征為，具備絕緣性基板；及配置于上述基板的一面上，并具備用于施加高頻訊號的供電點(diǎn)的至少1個(gè)天線電極；及配置于上述基板的另一面或是內(nèi)部的接地電極；及用于在與上述供電點(diǎn)不同的至少一處上，將上述天線電極連接于上述接地電極的連接構(gòu)件；上述連接構(gòu)件配置于這樣的位置，使得將上述天線電極投影于水平視圖上時(shí)位于上述天線電極所占據(jù)的平面區(qū)域內(nèi)，且通過在該位置上將上述天線電極連接于上述接地電極，而使從上述天線電極所放射的整合性電子束的指向方向，從上述基板的法線方向傾斜。較理想的實(shí)施形態(tài)為，上述天線電極具備，接收上述高頻訊號而在二次共振模式下動(dòng)作的二維尺寸。根據(jù)此微型條狀天線，從1個(gè)天線電極輸出形成為條紋狀的2條電波束，并且當(dāng)中1條電波束的相位，從另1條電波束偏移，因而使整合性電子束的指向方向傾斜。
依循本發(fā)明的另一方面的微型條狀天線，其特征為，具備絕緣性基板；及配置于上述基板的一面上，并各自具備用于施加高頻訊號的供電點(diǎn)的多個(gè)天線電極；及配置于上述基板的另一面或是內(nèi)部的用于提供接地位準(zhǔn)的接地電極；及用于在與上述供電點(diǎn)不同的多個(gè)位置上，各自將上述多個(gè)天線電極中的至少一個(gè)天線電極連接于上述接地電極的連接構(gòu)件。根據(jù)此微型條狀天線，由于在多個(gè)天線電極當(dāng)中，從以連接構(gòu)件而連接于接地電極的天線電極中所輸出的電波束，與從其他天線電極中所輸出的電波束之間的相位產(chǎn)生偏移，因此整合從多個(gè)天線電極中所輸出的多個(gè)電波束，而使整合性電子束的指向方向傾斜。此外，可通過開關(guān)，來選擇多個(gè)連接構(gòu)件中哪個(gè)為有效哪個(gè)為無效。通過此選擇，可改變整合性電子束的指向方向的傾斜方向及角度。
依循本發(fā)明的另一方面的微型條狀天線，其特征為，具備絕緣性基板；及配置于上述基板的一面上，并具備用于施加高頻訊號的供電點(diǎn)的至少一個(gè)天線電極；及配置于上述基板的另一面或是內(nèi)部的接地電極；及用于在與上述供電點(diǎn)不同的多個(gè)位置上，各自將上述天線電極連接于上述接地電極的多個(gè)連接構(gòu)件；及各自對上述多個(gè)由連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的上述天線電極與上述接地電極之間的連接進(jìn)行開閉的多個(gè)開關(guān)。較理想的實(shí)施形態(tài)為，上述天線電極具備，接收上述高頻訊號而在二次共振模式下動(dòng)作的二維尺寸。根據(jù)此微型條狀天線，從1個(gè)天線電極中輸出形成為條紋狀的2條電波束。一旦將該天線電極的上述多個(gè)位置中的某一個(gè)連接于接地電極，則2條電波束之間產(chǎn)生相位偏移，因此使整合性電子束的指向方向傾斜。通過上述多個(gè)開關(guān)，來選擇將上述多個(gè)位置當(dāng)中的何處連接于接地電極，可改變整合性電子束的指向方向的傾斜方向及角度。
依循本發(fā)明的另一方面的微型條狀天線，其特征為，具備絕緣性基板；及配置于上述基板的一面上，并各自具備用于施加高頻訊號的供電點(diǎn)的多個(gè)天線電極；及配置于上述基板的另一面或是內(nèi)部的用于提供接地位準(zhǔn)的接地電極；及用于在與上述供電點(diǎn)不同的至少一處上，將上述多個(gè)天線電極中至少一個(gè)天線電極電性耦合于上述接地電極的連接構(gòu)件；及改變由上述連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的上述至少一個(gè)天線電極與上述接地電極之間的電性耦合所具備的對上述高頻信號的阻抗的阻抗可變裝置。根據(jù)此微型條狀天線，由于在多個(gè)天線電極當(dāng)中，從以連接構(gòu)件而電性耦合于接地電極的天線電極中所輸出的電波束，與從其他天線電極中所輸出的電波束之間的相位產(chǎn)生偏移，因此整合從多個(gè)天線電極中所輸出的多個(gè)電波束，而使整合性電子束的指向方向傾斜。并通過改變該電性耦合所具備的對上述高頻信號的阻抗，可改變整合性電子束的指向方向的傾斜方向及角度。
較理想的實(shí)施形態(tài)為，上述阻抗可變裝置設(shè)置于上述連接構(gòu)件與上述接地電極的電性耦合處。
較理想的實(shí)施形態(tài)為，上述阻抗可變裝置改變由上述連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的上述至少一個(gè)天線電極與上述接地電極之間的電性線路的實(shí)效長度或是剖面積，而改變上述阻抗。其他較理想的實(shí)施形態(tài)為，上述阻抗可變裝置，改變由上述連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的上述至少一個(gè)天線電極與上述接地電極之間的靜電電容，而改變上述電路的阻抗。
較理想的實(shí)施形態(tài)為，在上述至少一個(gè)天線電極上，設(shè)置貫通上述基板的導(dǎo)電性的多個(gè)上述通孔來作為上述連接構(gòu)件，并在上述多個(gè)通孔上設(shè)置多個(gè)上述開關(guān)。通孔的直徑例如為0.1mm以下。此外，上述阻抗可變裝置從上述多個(gè)開關(guān)當(dāng)中，選擇多個(gè)開關(guān)的組合而導(dǎo)通。通過改變所導(dǎo)通的開關(guān)的組合，來改變電波束的指向方向。
上述阻抗可變裝置可采用，具備各自連接于上述連接構(gòu)件及上述接地電極的2個(gè)電性接點(diǎn)，上述2個(gè)電性接點(diǎn)在第1狀態(tài)當(dāng)中，具有第1間隙而相隔，在第2狀態(tài)當(dāng)中，則具有較上述第1間隙還大的第2間隙而相隔的裝置?；蛘呤?，上述阻抗可變裝置可采用，在各自連接于上述連接構(gòu)件及上述接地電極、且相互的距離為可變的2個(gè)電性接點(diǎn)之間具備絕緣膜的裝置。在上述形態(tài)當(dāng)中，均可采用MEMS開關(guān)來作為如此構(gòu)造的阻抗可變裝置。
依循本發(fā)明的另一方面的微型條狀天線，其特征為，具備絕緣性基板；及配置于上述基板的一面上，并具備用于施加高頻訊號的供電點(diǎn)的至少一個(gè)天線電極；及配置于上述基板的另一面或是內(nèi)部的用于提供接地位準(zhǔn)的接地電極；及用于在與上述供電點(diǎn)不同的至少一處上，將上述天線電極電性耦合于上述接地電極的連接構(gòu)件；及改變由上述連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的上述至少一個(gè)天線電極與上述接地電極之間的電性耦合所具備的對上述高頻信號的阻抗的阻抗可變裝置。較理想的實(shí)施形態(tài)為，上述天線電極具備接收上述高頻訊號而在二次共振模式下動(dòng)作的二維尺寸。根據(jù)此微型條狀天線，從1個(gè)天線電極中輸出形成為條紋狀的2條電波束。并由于上述的電性耦合，而使當(dāng)中1條電波束的相位從另1條電波束偏移，因而使整合性電子束的指向方向傾斜。并通過改變該電性耦合所具備的對上述高頻信號的阻抗，可改變整合性電子束的指向方向的傾斜方向及角度。
此外，本發(fā)明還提供一種高頻感測器，該高頻感測器具備采用依循上述本發(fā)明的微型條狀天線的傳送天線；及用于接收上述傳送天線所輸出的電波的來自于物體的反射波或是穿透波的，與上述傳送天線為相同的天線或是與上述傳送天線為不同的天線的接收天線；及接收來自于上述接收天線的電性信號而進(jìn)行處理的處理電路。


圖1為顯示具備多個(gè)天線電極的一般的微型條狀天線的立體圖。
圖2為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的一種實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
圖3為顯示圖2的A-A剖面圖。
圖4為顯示同實(shí)施形態(tài)的天線電極的接地點(diǎn)位置與整合性電波束的傾斜角度的關(guān)系的圖。
圖5為顯示同實(shí)施形態(tài)的天線電極的接地點(diǎn)的其他配置例的俯視圖。
圖6為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第2實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
圖7為顯示圖6的B-B剖面圖。
圖8為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第3實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
圖9為顯示同實(shí)施形態(tài)的天線電極的接地點(diǎn)的其他配置例的俯視圖。
圖10為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第4實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
圖11為顯示同實(shí)施形態(tài)的天線電極的接地點(diǎn)的其他配置例的俯視圖。
圖12為顯示同實(shí)施形態(tài)的天線電極的接地點(diǎn)的另外的配置例的俯視圖。
圖13為顯示同實(shí)施形態(tài)的天線電極的接地點(diǎn)的另外的配置例的俯視圖。
圖14為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第5實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
圖15為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第6實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
圖16為顯示用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的微型條狀天線的第11的變形中天線電極及接地電極的配置剖面圖。
圖17為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第7實(shí)施形態(tài)的剖面圖。
圖18為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第8實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
圖19為顯示圖18的C-C剖面圖。
圖20為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第9實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
圖21為顯示同實(shí)施形態(tài)的后視圖。
圖22為顯示圖20的D-D剖面圖。
圖23為顯示圖21的通孔與接地電極的連接處S的放大圖。
圖24為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第10實(shí)施形態(tài)的剖面圖。
圖25為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第11實(shí)施形態(tài)的通孔與接地電極的連接處的部分的俯視圖。
圖26為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第12實(shí)施形態(tài)的通孔與接地電極的連接處的部分的俯視圖。
圖27為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第13實(shí)施形態(tài)的通孔與接地電極的連接處的部分的俯視圖。
圖28為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第14實(shí)施形態(tài)的通孔與接地電極的連接處的部分的俯視圖。
圖29為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第15實(shí)施形態(tài)的通孔與接地電極的連接處的部分的俯視圖。
圖30為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的構(gòu)造的變形與電波放射方向的變化的例子的圖。
圖31為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的構(gòu)造的變形與電波放射方向的變化的例子的圖。
圖32為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的構(gòu)造的變形與電波放射方向的變化的例子的圖。
圖33為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的構(gòu)造的變形與電波放射方向的變化的例子的圖。
圖34為顯示從實(shí)驗(yàn)中所獲得的通孔的直徑(橫軸)與整合電波的放射角度(縱軸)的關(guān)系的圖。
圖35為顯示從實(shí)驗(yàn)中所獲得的于通孔與接地電極之間形成短路的線寬(橫軸)與整合電波的放射角度(縱軸)的關(guān)系的圖。
圖36為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第16實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
圖37為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第17實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
圖38為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第18實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
圖39為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第19實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
圖40為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第20實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
圖41為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第21實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
圖42為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第22實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
圖43為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的構(gòu)造的變形與電波放射方向的變化的例子的圖。
圖44為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的構(gòu)造的變形與電波放射方向的變化的例子的圖。
圖45為顯示本發(fā)明的第23實(shí)施形態(tài)的微型條狀天線的天線電極的俯視圖。
圖46為顯示圖45的微型條狀天線中通孔的直徑與信號傳達(dá)量與電波束的傾斜角度的關(guān)系的一例的圖。
圖47為顯示圖45的微型條狀天線中導(dǎo)通的通孔的選擇與電波束的傾斜角度等的關(guān)系的一例的圖。
圖48為顯示本發(fā)明的第24實(shí)施形態(tài)的微型條狀天線的天線電極的俯視圖。
圖49為顯示在圖48的微型條狀天線中往右方傾斜電波束的方法的俯視圖。
圖50為顯示在圖48的微型條狀天線中往左方傾斜電波束的方法的俯視圖。
圖51為顯示在圖48的微型條狀天線中往下方傾斜電波束的方法的俯視圖。
圖52為顯示在圖48的微型條狀天線中往上方傾斜電波束的方法的俯視圖。
圖53為顯示在圖48的微型條狀天線中調(diào)節(jié)電波束的傾斜角度大小的方法的俯視圖。
圖54為顯示在圖48的微型條狀天線中調(diào)節(jié)電波束的傾斜角度大小的方法的俯視圖。
圖55為顯示在圖48的微型條狀天線中調(diào)節(jié)電波束的傾斜角度大小的方法的俯視圖。
圖56為顯示圖48的微型條狀天線的變形例的俯視圖。
圖57為顯示圖48的微型條狀天線的其他變形例的俯視圖。
圖58為顯示在圖48的微型條狀天線中，改善電波束的指向性的方法的俯視圖。
圖59為顯示在圖48的微型條狀天線中，改善電波束的指向性的方法的俯視圖。
圖60為顯示天線電極的構(gòu)造的變形例的俯視圖。
圖61為顯示以電介質(zhì)包覆天線電極的微型條狀天線的變形例的剖面圖。
圖62為說明由圖61的構(gòu)造所達(dá)成的天線電極的集聚度提升效果的俯視圖。
圖63為說明由圖61的天線電極的集聚度提升效果所達(dá)成的傾斜角度可變分解能的提升效果的圖。
圖64為顯示在天線電極之間的空隙中設(shè)置電介質(zhì)層的變形例的剖面圖。
圖65為顯示圖64的構(gòu)造的其他變形例的剖面圖。
圖66為顯示在天線電極之間的空隙中設(shè)置空孔的變形例的剖面圖。
圖67為顯示本發(fā)明的第25實(shí)施形態(tài)的微型條狀天線的俯視圖。
圖68為顯示圖67的微型條狀天線的作用的俯視圖。
圖69為顯示圖67的微型條狀天線的作用的俯視圖。
圖70為顯示本發(fā)明的第26實(shí)施形態(tài)的微型條狀天線的俯視圖。
圖71為顯示圖70的E-E剖面圖。
圖72A為顯示適用于控制電波束的斜率的用途的MEMS開關(guān)的非導(dǎo)通狀態(tài)的剖面圖，圖72B為顯示同MEMS開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)的剖面圖。
圖73A為顯示以往類型的MEMS開關(guān)的電性連接點(diǎn)的非導(dǎo)通狀態(tài)的剖面圖，圖73B為顯示同電性連接點(diǎn)的導(dǎo)通狀態(tài)的剖面圖。
圖74A為顯示圖72所示的MEMS開關(guān)的電性連接點(diǎn)的非導(dǎo)通狀態(tài)的剖面圖，圖74B為顯示同電性連接點(diǎn)的導(dǎo)通狀態(tài)的剖面圖。
圖75A為顯示適用于控制電波束的斜率的用途的開關(guān)的變形例的電性連接點(diǎn)的非導(dǎo)通狀態(tài)的剖面圖，圖75B為顯示同電性連接點(diǎn)的導(dǎo)通狀態(tài)的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖來說明本發(fā)明的微型條狀天線的實(shí)施形態(tài)。圖1為顯示具備多個(gè)天線電極的一般的微型條狀天線的立體圖。
在圖1中，在絕緣性的基板1的表面上，以形狀上及位置上呈線對稱的關(guān)系，配置有具有相同尺寸以及相同矩形狀的A天線電極2及B天線電極3，并在基板背面的幾乎整個(gè)面上配置接地電極4。在設(shè)置于A天線電極2及B天線電極3的各自的相同一側(cè)的邊緣的中央點(diǎn)的供電點(diǎn)P、P上，通過供電線路10，施加例如為10.525GHz的高頻電壓Vf。接地電極4接地并提供接地位準(zhǔn)。至A天線電極2及B天線電極3的供電線路10的長度相同。供電點(diǎn)P、P也可不配置于天線電極2、3的邊緣，而是配置于從天線電極2、3的邊緣往內(nèi)側(cè)進(jìn)入某距離的位置上。通過如此的構(gòu)成，可從A天線電極2及B天線電極3當(dāng)中，以與基板1垂直的指向方向，傳送相同電場強(qiáng)度的電波束7、8。
根據(jù)發(fā)明者們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，一旦將多個(gè)天線電極中某一天線電極的某處與接地電極相連接，則在連接于接地電極的天線電極之間傳輸?shù)母哳l信號的相位，與在未連接于接地電極的天線電極之間傳輸?shù)母哳l信號的相位之間產(chǎn)生相位偏移，因此確認(rèn)出，多個(gè)天線電極所傳送的整合性電波束的指向方向傾斜。連接于接地電極的天線電極相對于未連接于接地電極的天線電極的相位偏移，是因天線電極上接地電極的連接位置及天線電極的形狀等而不同，可能為相位前進(jìn)或是相位延遲。相位偏移的量也因天線電極上接地電極的連接位置及天線電極的形狀等而有所不同。
例如，在天線電極為某形狀的情況下，由于在連接于接地電極的天線電極之間傳輸?shù)母哳l信號的相位，較在未連接于接地電極的天線電極之間傳輸?shù)母哳l信號的相位還前進(jìn)，因此整合從多個(gè)天線電極所輸出的電波束的整合性電波，向未連接于接地電極的天線電極側(cè)(即相位延遲的天線電極側(cè))傾斜。以下，以在連接于接地電極的天線電極之間傳輸?shù)母哳l信號的相位較在未連接于接地電極的天線電極之間傳輸?shù)母哳l信號的相位還前進(jìn)的情況為例，來說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
圖2為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的一種實(shí)施形態(tài)的俯視圖。圖3為圖2的A-A剖面圖。
圖2及圖3所示的微型條狀天線，基本構(gòu)成與圖1所示的微型條狀天線相同，即，具備基板1、A天線電極2、B天線電極3、接地電極4、供電線路10。A天線電極2及B天線電極3在形狀上及位置上呈線對稱的關(guān)系。除此之外，一邊的電極，例如A天線電極2的某一處2A連接于接地電極4。即，導(dǎo)電性的連接構(gòu)件(以下稱為「通孔」)5貫通對應(yīng)于A天線電極2的上述一處2A的基板1的位置，此通孔5的一端上耦合于A天線電極2的上述一處，另一端耦合于接地電極4。如此，A天線電極2的上述一處2A通過通孔5，而連接于接地電極4。將連接于接地電極4(或者是，如后文所說明那樣，可通過開關(guān)、其他電路在期望之際來接地)的天線電極的部分，稱為「接地點(diǎn)」。如圖2所示，從天線電極2、3的圖中下側(cè)的供電點(diǎn)P、P開始至相反側(cè)的邊緣(終端邊緣)為止的天線電極2、3的長度L，被設(shè)計(jì)為，與高頻信號在基板1中的半波長λg/2相同或是稍微短。在此，λg為于基板1之間傳輸?shù)母哳l信號的波長。此外，若以真空中的高頻信號電波的波長為λ，基板1的介電常數(shù)為εr，則λ＝εr1/2·λg。在圖2所示的例子中，A天線電極2的接地點(diǎn)2A配置于與具有供電點(diǎn)P的邊緣為相反側(cè)的終端邊緣的一處上。從A天線電極2所發(fā)射出的電波束的相位，較從B天線電極3所發(fā)射出的電波束的相位還稍微前進(jìn)，結(jié)果為，整合兩條電波束的整合性電波束的指向方向，如圖2中箭頭所示向B天線電極3的一側(cè)傾斜。
在圖2所示的構(gòu)成當(dāng)中，若改變A天線電極2的接地點(diǎn)2A的位置，則整合性電波束的指向方向的傾斜角度產(chǎn)生改變。圖4為顯示在天線電極2、3為某種形狀的情況下，由實(shí)驗(yàn)所獲得的、接地點(diǎn)2A的位置與整合性電波束的指向方向相對于基板面的垂直方向的傾斜角度之間的關(guān)系的特性圖。在圖4當(dāng)中，橫軸顯示，以A天線電極2的供電點(diǎn)P為原點(diǎn)0的情況下圖2所示的長度L的方向上的接地點(diǎn)2A的位置，縱軸顯示整合性電波束的指向方向的傾斜角度。
從圖4中可得知，在從長度L的方向的供電點(diǎn)P開始至接地點(diǎn)2A為止的距離幾乎為0(即接地點(diǎn)2A與供電點(diǎn)P位于相同邊緣上)，或是幾乎為半波長λg/2(即接地點(diǎn)2A位于與供電點(diǎn)P相反側(cè)的終端邊緣上)之時(shí)，整合性電波束的傾斜角度最大，反之，在該距離為大致四分的一波長λg/4(即接地點(diǎn)2A位于長度L方向的中央位置上)之時(shí)，整合性電波束的傾斜角度最小(幾乎為0)。在此未圖示，在改變接地點(diǎn)2A的位置為與長度L方向直交的方向上的情況下，整合性電波束的傾斜角度并無明顯變化。例如，在圖2中，即使沿著上側(cè)的邊緣，往右方向移動(dòng)位于A天線電極2的上左端(在圖4中為λg/2的位置)的接地點(diǎn)2A，整合性電波束的傾斜角度也無明顯變化。相對于此，若沿著左側(cè)的邊緣往下方移動(dòng)上左端的接地點(diǎn)2A的話，則傾斜角度降低，在中央點(diǎn)(在圖4當(dāng)中為λg/4的位置)為最低，然后逐漸上升，到達(dá)下側(cè)的邊緣(在圖4中為0的位置)時(shí)再次成為最大。
因此，如圖5所示，在將A天線電極2的接地點(diǎn)2A配置于較終端邊緣稍往中間位置側(cè)上的情況下，整合性電波束的斜率較圖2所示的情況稍小。若在圖2及圖5所示的2個(gè)接地點(diǎn)2A的位置上，各設(shè)置通孔5，在這些通孔5上各設(shè)置開關(guān)(未圖示)，可個(gè)別開閉這些通孔5，如此，則可通過關(guān)閉這些開關(guān)的全部，或是導(dǎo)通當(dāng)中之一，來切換3種的整合性電波束的方向。
圖6為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第2實(shí)施形態(tài)的俯視圖。此外，圖7為圖6的B-B剖面圖。
如圖6及圖7所示，A天線電極2及B天線電極3的終端邊緣，沿著基板1的邊緣而配置。A天線電極2的終端邊緣，是由配置于基板1的邊緣的側(cè)面上的連接構(gòu)件6，而連接于接地電極4。通過將A天線電極2的終端邊緣連接于接地電極4，與圖2的情況相同，微型條狀天線所傳送的整合性電波束，如圖6的箭頭所示，往B天線電極3的方向傾斜。
圖8為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第3實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
如圖8所示，A天線電極7及B天線電極8的供電點(diǎn)P、P，各配置于A天線電極7及B天線電極8的內(nèi)側(cè)位置(在供電線路10的阻抗及天線阻抗為一致的點(diǎn))上。在A天線電極7的終端邊緣的左端上具備接地點(diǎn)7A，并通過未圖示的通孔連接于背面的接地電極。由此，整合性電波束，如圖8的箭頭所示，往B天線電極8的方向傾斜。
在圖8的實(shí)施形態(tài)中，若將A天線電極7的接地點(diǎn)7A改變?yōu)槔鐖D9所示的終端邊緣的右端，則整合性電波束例如如圖9的箭頭所示，往A天線電極7的方向傾斜。若在圖8及圖9所示的2個(gè)接地點(diǎn)7A的位置上，各設(shè)置通孔5，在這些通孔5上各設(shè)置開關(guān)(未圖示)，可個(gè)別開閉這些通孔，如此，則可通過關(guān)閉這些開關(guān)的全部，或是導(dǎo)通當(dāng)中之一，來切換3種的整合性電波束的方向。在圖8及圖9所示的構(gòu)成當(dāng)中，由于在單側(cè)的天線電極上完全未配置通孔，因此可將因制造上的偏差所造成的(阻抗未整合)傳達(dá)損失匯集于單側(cè)，可提供輸出特性極佳的天線。
圖10為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第4實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
如圖10所示，在基板1上，A天線電極11，B天線電極12，C天線電極13，及D天線電極14的4個(gè)天線電極，被配置為2×2的矩陣形狀。A天線電極11及B天線電極12在形狀上及位置上呈線對稱的關(guān)系，C天線電極13及D天線電極14也在形狀上及位置上呈線對稱的關(guān)系。A天線電極11及B天線電極12的電極圖案，就形狀上基本上與C天線電極13及D天線電極14的圖案相同。至A天線電極11，B天線電極12，C天線電極13，及D天線電極14的供電線路的長度相同。來自位于基板1的幾乎中央的基礎(chǔ)供電點(diǎn)P0的供電線10的分歧方向(圖中的左右方向)，與激振各個(gè)天線電極11～14的方向(從供電點(diǎn)P朝終端邊緣的方向，在圖中為縱向)，互為直交而不一致。在A天線電極11的終端邊緣的一處上設(shè)有接地點(diǎn)11A，在C天線電極13的終端邊緣的一處上也設(shè)有接地點(diǎn)13A。由此，例如如圖10的右向箭頭所示，整合性電波束的指向方向傾斜于，從A、C天線電極11、13朝向B、D天線電極12、14的方向。
此外，如圖11所示，在本實(shí)施形態(tài)當(dāng)中，若在A天線電極11及B天線電極12的終端邊緣上各設(shè)置接地點(diǎn)11A、12A，則例如如圖11的下向箭頭所示，整合性電波束的指向方向傾斜于，從A、B天線電極11、12朝向C、D天線電極13、14的方向。
此外，如圖12所示，在本實(shí)施形態(tài)當(dāng)中，若僅僅在A天線電極11上設(shè)置接地點(diǎn)11A，則例如如圖12的朝右斜下方的箭頭所示，整合性電波束的指向方向傾斜于，從A天線電極11朝向D天線電極14的方向。
此外，如圖13所示，在本實(shí)施形態(tài)當(dāng)中，若在A天線電極11及B天線電極12及C天線電極13的終端邊緣上各設(shè)置接地點(diǎn)11A、12A、13A，則例如如圖13的朝右斜下方的箭頭所示，整合性電波束的指向方向傾斜于，從A天線電極11朝向D天線電極14的方向，并且比圖12的情況傾斜大。在連接于接地點(diǎn)11A-13A的通孔(未圖示)上各設(shè)置開關(guān)(未圖示)，可通過選擇性的導(dǎo)通/非導(dǎo)通這些開關(guān)，來選擇如圖10～圖13所示的變化。
圖14為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第5實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
如圖14所示，將A天線電極11，B天線電極12，C天線電極13，及D天線電極14的4個(gè)天線電極配置為2×2的矩陣形狀。A天線電極11及B天線電極12在形狀上及位置上呈線對稱的關(guān)系，C天線電極13及D天線電極14也在形狀上及位置上呈線對稱的關(guān)系。A天線電極11及B天線電極12的電極圖案，就形狀上基本上與C天線電極13及D天線電極14的圖案相同。至A天線電極11，及B天線電極12，及C天線電極13，及D天線電極14的供電線路的長度相同。A天線電極11及B天線電極12的終端邊緣沿基板1的上邊緣而配置。且A天線電極11的終端邊緣的兩處，分別通過配置于對應(yīng)該兩處的基板1的上緣的側(cè)面上的2個(gè)連接構(gòu)件6A、6B，而連接于基板1的背面的接地電極(未圖示)。同樣的，B天線電極12的終端邊緣的兩處，分別通過配置于對應(yīng)該兩處的基板1的上緣的側(cè)面上的2個(gè)連接構(gòu)件6C、6D，而連接于基板1的背面的接地電極(未圖示)。由此，例如如圖14的下向箭頭所示，整合性電波束的指向方向，往C天線電極13及D天線電極14的方向傾斜。在連接構(gòu)件6A、6B、6C、6D上各設(shè)置開關(guān)(未圖示)，并通過這些開關(guān)來開閉連接構(gòu)件6A、6B、6C、6D，可改變整合性電波束的指向方向及角度。
圖15為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第6實(shí)施形態(tài)的俯視圖。
如圖15所示，基板1是由A基板1A及B基板1B那樣被疊層的多個(gè)基板所組成的多層基板，在A基板1A及B基板1B之間包夾有接地電極4。即，在基板1的內(nèi)部配置接地電極4。A天線電極2及B天線電極3例如與圖2的實(shí)施形態(tài)為相同的配置。A天線電極2例如在終端邊緣的一處的接地點(diǎn)2A上，通過貫通A基板1A的通孔而連接于接地電極4。與圖2的實(shí)施形態(tài)相同，整合性電波束的指向方向往B天線電極3的方向傾斜。在通孔5上設(shè)置開關(guān)(未圖示)，可通過這些開關(guān)來開閉通孔5，從而改變整合性電波束的方向。
圖16為顯示上述開關(guān)的一例的剖面圖。
如圖16所示，在連接于A天線電極2的通孔5與接地電極4之間所連接之處上設(shè)置開關(guān)9，開關(guān)9用于開閉此通孔5與接地電極4之間的連接。在將A天線電極2投影于水平視圖的情況下，開關(guān)9配置于進(jìn)入A天線電極2的區(qū)域內(nèi)的位置。由于開關(guān)9不須具備可讓高頻信號良好通過的特性，因此沒必要是高頻開關(guān)。開關(guān)9可為機(jī)械開關(guān)，也可為半導(dǎo)體開關(guān)。
圖17為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第7實(shí)施形態(tài)的剖面圖。
此實(shí)施形態(tài)的俯視圖與圖10至圖13所示的微型條狀天線相同。如圖17所示，A天線電極11在接地點(diǎn)11A上，通過通孔5A而連接于接地電極4。另一方面，B天線電極12在與A天線電極11的接地點(diǎn)11A對稱的位置的點(diǎn)12A上，連接于通孔5B，但是此通孔5B未完全貫通基板1，因而未連接于接地電極4。因此，通孔5B為不具備通孔功能的虛擬的通孔。因此B天線電極12未連接于接地電極4。與此A天線電極11及B天線電極12相同的構(gòu)成，也可適用于C天線電極13及D天線電極14。因此，與圖10的情況相同，由于僅僅A天線電極11及C天線電極13連接于接地電極4，所以整合性電波束的指向方向與圖10的情況為相同的傾斜。除此之外，在未連接于接地電極4的B天線電極12及D天線電極14上，也連接有虛擬的通孔5B，由此，所有的天線電極11-14構(gòu)成為幾乎相同的形狀，而更進(jìn)一步改良了天線電極11-14的整合性。
圖18為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第8實(shí)施形態(tài)的俯視圖。圖19為圖18的C-C剖面圖。
在圖18當(dāng)中，從天線電極21的供電點(diǎn)P開始至終端邊緣(上側(cè)的邊緣)為止的長度L，設(shè)定為較高頻信號的半波長λg/2稍大。因此，天線電極21在二次共振模式下，對高頻信號動(dòng)作，結(jié)果為如圖19所示，輸出從天線電極21往2個(gè)方向分裂的電波束22、23。若A天線電極21在配置于某位置(例如，終端邊緣的左端)的接地點(diǎn)21A上，通過通孔5A而連接于接地電極4，則電波束22、23之間產(chǎn)生相位偏移(例如，接地點(diǎn)21A側(cè)的電波束22的相位較為前進(jìn))，因此，整合有電波束22、23的整合性電波束的指向方向，例如往無接地點(diǎn)21A的一側(cè)(圖中的右側(cè))傾斜。若A天線電極21在配置于其他位置(例如，終端邊緣的右端)的接地點(diǎn)21A上，通過通孔5A而連接于接地電極4，則整合性電波束的指向方向，向其他方向(圖中的左側(cè))傾斜。若分別通過開關(guān)9A、9B來開閉通孔5A、5B而改變接地點(diǎn)的位置，則整合性電波束的指向方向發(fā)生變化。
圖20為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第9實(shí)施形態(tài)的俯視圖。圖21為顯示同實(shí)施形態(tài)的后視圖。圖22為圖20的D-D剖面圖。圖23為顯示圖21中通孔與接地電極的連接處S的放大圖。
如圖20及圖22所示，在基板1的表面上，將多個(gè)天線電極11、12、13、14配置為2×2的矩陣形狀。天線電極11及天線電極12在形狀上及位置上呈線對稱的關(guān)系，C天線電極13及D天線電極14也在形狀上及位置上呈線對稱的關(guān)系。天線電極11及天線電極12的電極圖案，就形狀上基本上與C天線電極13及D天線電極14的圖案相同。至天線電極11、12、13、14的供電線路的長度相同。各個(gè)天線電極11、12、13、14，分別在配置于不同位置的多個(gè)接地點(diǎn)11A-11C、12A-12C、13A-13C、14A-14C上，與多個(gè)通孔5、5、…連接。如圖21所示，在基板1的背面上，實(shí)質(zhì)地全面配置有接地電極4。如圖22及圖23所示，各個(gè)通孔5貫通基板1而在背面?zhèn)刃纬蓤A形的島狀電極(以下稱為「島部」)31。如圖23所示，在對應(yīng)接地電極4的各個(gè)島部31的地方上，打開有與島部31同心的更大的圓形的空隙，因此，在島部31與接地電極4之間存在著絕緣空間33。連接線32跨越絕緣空間33，而連接島部31與接地電極4之間。連接線32具備開關(guān)功能，可電性連接或是斷開島部31與接地電極4。通過各條連接線32的開閉，將上述多個(gè)接地點(diǎn)11A-11C、12A-12C、13A-13C、14A-14C當(dāng)中的一個(gè)連接于接地電極4，可改變整合性電波束的指向方向。
此外，關(guān)于各個(gè)天線電極的接地點(diǎn)的個(gè)數(shù)及配置，可考量種種的變化。例如，能夠以以下方式在多個(gè)地方上配置接地點(diǎn)可使整合性電波束的指向方向，以垂直方向?yàn)橹行亩鴱幕逋喾捶较?例如上下及左右)搖擺，并且，能以期望數(shù)目的階段來改變各方向中的指向方向的傾斜角度。
在上述所有的實(shí)施形態(tài)當(dāng)中，開關(guān)單純地將天線電極與接地電極之間切換為導(dǎo)通(連接)及非導(dǎo)通(切斷)的2階段。然而，作為變形例，通過連續(xù)性或是階段性地調(diào)節(jié)天線電極與接地電極之間的電性耦合的程度，即調(diào)節(jié)對天線電極與接地電極之間的高頻信號的阻抗Z(＝R+jωL-j·1/ωC)，可連續(xù)性或是階段性地調(diào)節(jié)整合性電波束的指向方向。例如，在圖23所示的例子中，連接線32的寬度dm(換言之為剖面積)及絕緣空間的距離ds等，對島部31(即天線電極)與接地電極之間的阻抗產(chǎn)生影響。因此，在圖23所示的例子中，通過導(dǎo)入將連接線32的寬度dm或是絕緣空間的距離ds設(shè)定為連續(xù)性或是階段性可變的構(gòu)成，可改變天線電極與接地電極4之間的阻抗，由此可控制改變整合性電波束的指向方向的斜率的大小。例如，通過改變連接線32的寬度dm，可改變連接線32的阻抗(電阻值)。此外，通過改變從天線電極連接至接地電極的通孔的長度，也可改變天線電極與接地電極之間的阻抗。
以下說明關(guān)于改變天線電極與接地電極之間的阻抗的實(shí)施形態(tài)。
圖24為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第10實(shí)施形態(tài)的剖面圖。
在圖24所示的實(shí)施形態(tài)當(dāng)中，通過改變通孔5的長度，可控制改變天線電極2與接地電極4之間的阻抗。即，在多層基板34的表面上配置天線電極2，連接于該天線電極2的通孔5，貫通多層基板34至背面?zhèn)葹橹埂Ｍ?形成為，可通過其長度改變其阻抗的材質(zhì)或是粗細(xì)度。在多層基板34的背面上配置接地電極4。此外，在多層基板34的各層之間各配置有中間電極35A、35B、35C、35D，通孔5與所有的這些中間電極35A、35B、35C、35D連接。各個(gè)中間電極35A、35B、35C、35D構(gòu)成為，各自通過開關(guān)SW1、SW2、SW3、SW4而連接于背面的接地電極4。
在此，若導(dǎo)通開關(guān)SW1，則接地電極4實(shí)質(zhì)上位于中間電極25A的位置，通孔5的實(shí)效長度最短，而天線電極2與接地電極4之間的阻抗為最小。此外，若導(dǎo)通開關(guān)SW4，則接地電極4實(shí)質(zhì)上位于中間電極35D的位置，通孔5的實(shí)效長度最長，而天線電極2與接地電極4之間的阻抗為最大。如此，通過切換各個(gè)開關(guān)SW1、SW2、SW3、SW4，可改變通孔5的實(shí)效長度，由此可改變整合性電波束的指向方向。
圖25為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第11實(shí)施形態(tài)中的通孔5與接地電極4的連接處的部分的俯視圖。
在此實(shí)施形態(tài)當(dāng)中，通孔5與島部31與接地電極4的構(gòu)成與圖23所示的構(gòu)成相同。如圖25(a)～(c)所示，連接線32A具備愈往頂端則愈連續(xù)地變細(xì)(剖面積變小)的形狀。連接線32A通過促動(dòng)器41，在一定的角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)。如圖25(a)所示，在連接線32A的頂端的最細(xì)部分連接島部31與接地電極4的情況下，連接線32A的阻抗(即天線電極與接地電極4之間的阻抗)為最大。如圖25(b)及圖25(c)所示，在連接線32A的較粗部分連接島部31與接地電極4的情況下，連接線32A的阻抗(即天線電極與接地電極4之間的阻抗)變得較小。整合性電波束的傾斜角度成為對應(yīng)上述阻抗的大小的角度。如此，通過連續(xù)地改變阻抗的大小，連續(xù)地改變整合性電波束的斜率。
圖26為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第12實(shí)施形態(tài)中的通孔5與接地電極4的連接處的部分的俯視圖。
如圖26(a)～(c)所示，具備愈往頂端則愈連續(xù)變細(xì)(剖面積變小)的形狀的連接線32B，通過促動(dòng)器42，在某距離的范圍內(nèi)直線移動(dòng)?？色@得與圖25的實(shí)施形態(tài)相同的作用效果。
圖27為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第13實(shí)施形態(tài)中的通孔5與接地電極4的連接處的部分的俯視圖。
如圖27所示，呈愈往頂端則愈階段性地變細(xì)(剖面積變小)的形狀的連接線32C，通過促動(dòng)器42，在某距離的范圍內(nèi)直線移動(dòng)。由此可階段性地改變整合性電波束的斜率。
圖28為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第14實(shí)施形態(tài)中的通孔5與接地電極4的連接處的部分的俯視圖。
在圖28(a)所示的狀態(tài)下，可動(dòng)電極45通過彈簧44的反彈力，遠(yuǎn)離接地電極4及島部31，島部31與接地電極4之間(即天線電極與接地電極4之間)的阻抗Z為最大。在圖28(b)所示的狀態(tài)下，可動(dòng)電極45克服彈簧44的反彈力，完全接觸于島部31及接地電極4，島部31與接地電極4之間(即天線電極與接地電極4之間)的阻抗Z為最小。如此，天線電極與接地電極4之間的阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)?階段。由此，整合性電波束的指向方向改變?yōu)?階段。
圖29為顯示本發(fā)明的微型條狀天線的第15實(shí)施形態(tài)中的通孔5與接地電極4的連接處的部分的俯視圖。
如圖29(a)所示，可動(dòng)電極47通過彈簧46的反彈力，距離接地電極4及島部31特定的最大距離。此時(shí)，通過連接板45的島部31與接地電極4之間的靜電電容(C)為最小，因此島部31與接地電極4之間(即天線電極與接地電極4之間)的阻抗Z為最大。如圖29(b)所示，若可動(dòng)電極47克服彈簧46的反彈力，而稍微接近島部31及接地電極4，則島部31與接地電極4之間的靜電電容(C)變得較大，島部31與接地電極4之間(即天線電極與接地電極4之間)的阻抗Z變得較小。如圖29(c)所示，若可動(dòng)電極47克服彈簧46的反彈力，而更為接近島部31及接地電極4，則島部31與接地電極4之間的靜電電容(C)變得更大，島部31與接地電極4之間(即天線電極與接地電極4之間)的阻抗Z變得更小。如此，可連續(xù)改變天線電極與接地電極4之間的阻抗。由此，可連續(xù)改變整合性電波束的指向方向。
依循上述本發(fā)明的微型條狀天線，可應(yīng)用于用來物體檢測等的高頻感測器。如此的高頻感測器，具備采用微型條狀天線的傳送天線、用于接收傳送天線所輸出的電波的來自于物體的反射波或是穿透波的接收天線、接收來自于接收天線的電性信號而進(jìn)行處理的處理電路。在此，接收天線可與傳送天線另外設(shè)置，但尤其是在接收反射波的情況下，可采用傳送天線來做為接收天線。
接下來說明依循本發(fā)明的微型條狀天線的特性。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)，由于對天線電極的供電點(diǎn)的位置及天線電極的間隔的不同，即使是相同的共振頻率，最適的天線形狀(即縱向橫向的尺寸)也有所不同。若天線的形狀改變，則即使接地點(diǎn)的配置相同，相位前進(jìn)多少或是延遲多少也會有所改變，結(jié)果為使電波的放射角度也有所不同。
圖30～圖32顯示在10GHz下激振的天線的構(gòu)造的變化，在圖30中，在天線電極2、3的終端邊緣上，配置有供電點(diǎn)(與信號的傳輸線10的連接處)P，在圖31及圖32中，在天線電極2、3的內(nèi)部配置供電點(diǎn)P。在圖30及圖31中，天線電極2、3的間隔為15mm，在圖32中，天線電極2、3的間隔為10mm。在這些圖當(dāng)中，(a)的俯視圖中的白色圓點(diǎn)及黑色圓點(diǎn)的標(biāo)記，是顯示接地點(diǎn)2A、2B的位置，(b)的圖表中的橫軸顯示起始于接地點(diǎn)2A、2B的供電點(diǎn)P的箭頭方向的位置，縱軸為整合后的電波放射角度，虛線的曲線顯示在白色圓點(diǎn)的接地點(diǎn)2A的情況下由實(shí)驗(yàn)所獲得的放射角度的變化，實(shí)線的曲線顯示在黑色圓點(diǎn)的接地點(diǎn)2B的情況下由實(shí)驗(yàn)所獲得的放射角度的變化。在此所謂的放射角度(之后的說明也相同)，是指在設(shè)定垂直于天線電極的面的方向(即無接地點(diǎn)之際的放射方向)為零角度之時(shí)的，相對于此零角度方向的放射方向的傾斜角度。
在圖30中，即使如圖30(a)所示，將接地點(diǎn)2A、2B配置于天線電極2的圖中左上方(白色圓點(diǎn))或是中央上方(黑色圓點(diǎn))中的一處的情況下，如箭頭所示使接地點(diǎn)2A、2B的位置向下方改變時(shí)，整合后的電波的放射角度，均如圖30(b)所示以相同傾向發(fā)生變化。
在圖31及圖32中，顯示了在天線電極的中央上方(黑色圓點(diǎn))配置接地點(diǎn)2B的情況下，與圖30相同的變化。然而，在天線電極的圖中左上方(白色圓點(diǎn))配置接地點(diǎn)2A的情況下，放射角度相對于λg/4的位置對稱地從+方向改變?yōu)?方向。此外，比較圖31及圖32可得知，天線電極2、3的間隔愈窄，相位前進(jìn)側(cè)的放射角度愈大，其變化量也愈大。
圖33、圖43、圖44各自顯示，在與上述圖30、圖31、圖32相同的構(gòu)造的天線當(dāng)中，如各圖(a)所示，在將天線電極2的接地點(diǎn)2A的位置配置于供電點(diǎn)P側(cè)的邊緣的相反側(cè)的終端邊緣的附近上，并使其如箭頭所示沿著終端邊緣，從圖中的左端至右端往橫向(與從供電點(diǎn)P往終端邊緣側(cè)的方向直交的方向)移動(dòng)的情況下，由實(shí)驗(yàn)所獲得的接地點(diǎn)2A的位置與整合后的電波的放射角度之間的關(guān)系(各圖(b))。在各圖(b)當(dāng)中，橫軸的接地點(diǎn)位置的原點(diǎn)0，對應(yīng)各圖(a)中接地點(diǎn)2A所在的左端位置(距離另一邊的天線電極3為最遠(yuǎn)的位置)，此外，W表示天線電極2的上述橫向的尺寸(寬度)。
在圖33的天線(與圖30相同的構(gòu)造)的情況下，放射角度與接地點(diǎn)2A的位置無關(guān)，形成固定的角度。在圖43的天線(與圖31相同的構(gòu)造)的情況下，接地點(diǎn)2A的位置位于中央位置(W/2)的左側(cè)，放射角度形成固定的角度(比圖33的天線的最大放射角度還大)，接地點(diǎn)2A的位置位于中央位置(W/2)的右側(cè)，愈往右方向，則放射角度愈小。在圖44的天線(與圖32相同的構(gòu)造)的情況下，在接地點(diǎn)2A位于中央位置(W/2)之時(shí)，放射角度為最大的峰值(比圖33及圖43的天線的最大放射角度還大)，一旦接地點(diǎn)2A往左右兩側(cè)移動(dòng)，則放射角度急劇降低。
如此，放射角度改變的特性因天線構(gòu)造的不同而不同。采用何種的天線，可根據(jù)用途加以取舍。然而，從上述的驗(yàn)證可得知，在大部分的天線構(gòu)造當(dāng)中，通過在天線電極2的終端邊緣附近的寬度W方向的中央位置(W/2)上設(shè)置1個(gè)接地點(diǎn)，可獲得最大放射角度。因此，通過開關(guān)等來切換該終端邊緣的中央位置的接地點(diǎn)的有效/無效(即是否接地)，可獲得各個(gè)天線構(gòu)造中的最大放射角度的變化。此外，也可在終端邊緣的中央位置以外的可獲得更小的放射角度的位置上，設(shè)置其他接地點(diǎn)，并通過開關(guān)等選擇這些多個(gè)接地點(diǎn)的有效/無效，更微細(xì)地控制放射方向。
在此，是說明激振頻率數(shù)為10GHz的情況，而即使在激振頻率數(shù)為更高或更低的情況，以及天線電極2、3的形狀及間隔與10GHz的情況不同的情況下，也具備與上述相同的傾向。
從多個(gè)接地點(diǎn)當(dāng)中選擇1個(gè)以上的接地點(diǎn)而切換電波的放射角度的情況下，如圖23所示，可采用在各個(gè)接地點(diǎn)的通孔與接地電極之間設(shè)置空間將兩者電性分離的構(gòu)造。
圖34為顯示從實(shí)驗(yàn)中所獲得的通孔的直徑(橫軸)與整合電波的放射角度(縱軸)的關(guān)系的圖。天線的激振頻率數(shù)為10GHz。
從圖34中可得知，若通孔的直徑太小，則在通孔中傳播的高頻信號的傳播量變少，因此放射角度的變化變小。其理由可認(rèn)為是，若通孔的直徑變小，則在通孔當(dāng)中傳播的高頻信號的傳播量變少的緣故。
相反的，若通孔的直徑變大，則放射角度變大，(例如激振頻率數(shù)為10GHz的情況下的)直徑例如在φ0.3mm附近時(shí)，放射角度到達(dá)飽和狀態(tài)。此外，通孔的外周愈接近天線的λ/2的位置，則放射角度愈小。因此，(例如激振頻率數(shù)為10GHz的情況下的)通孔的直徑，較理想為φ10～φ500mm，更為有效的是φ100～φ300mm，在構(gòu)成多個(gè)通孔而切換電波的放射角度之時(shí)，是采用φ100～φ200mm，在以1個(gè)通孔與接地電極之間的阻抗變化來切換放射角度之時(shí)，較理想的是采用基板的開孔加工成效較高的φ300mm。
此外，較理想為，通孔的最適直徑根據(jù)天線的激振頻率數(shù)而改變，且激振頻率數(shù)愈高，通孔的直徑愈小。該理由可認(rèn)為是，與頻率數(shù)愈高則微型條紋線(MSL)愈細(xì)的原理相同。
關(guān)于控制電波的放射角度的方法，如上述種種實(shí)施形態(tài)那樣，在成任意的放射角度的天線電極面的一部分上，設(shè)置通孔，(例如在放射角度為最大的天線電極的位置上，即例如在頂端部中央，配置通孔)然后，如圖25～圖27的實(shí)施形態(tài)所示，可采用通過改變在通孔與接地電極之間形成短路的線寬來控制放射角度的構(gòu)造。圖35為顯示在此情況下從實(shí)驗(yàn)中所獲得的線寬(橫軸)與整合電波的放射角度(縱軸)的關(guān)系的圖。
或者，可通過下列方法，電性或是機(jī)械性地控制在通孔與接地電極之間形成短路的面積，由此來階段性地控制天線的放射角度。即可采用以下的構(gòu)造在通孔或是連接于通孔的島部上與接地電極之間，配置多個(gè)例如大約10～100μm的寬度(粗細(xì)度)的板狀或是針狀的電極，從這些電極當(dāng)中，選擇使通孔與接地電極之間形成短路的電極。
或者是，在各個(gè)天線電極上配置多個(gè)接地點(diǎn)，選擇這些接地點(diǎn)而可階段性地控制放射角度。在該情況下，必須在接地點(diǎn)的中心點(diǎn)之間，設(shè)置至少為基板的厚度以上或是通孔的直徑以上的間隔。因此，在即使接地點(diǎn)的位置在天線電極的寬度方向上產(chǎn)生若干變化，電波的放射角度也不會改變的情況下，例如如圖36所示，若在各個(gè)天線電極11、12、13、14上的蛇行的多個(gè)位置上(白色圓點(diǎn)的標(biāo)記)，各配置接地點(diǎn)，則能夠以更微細(xì)的階段來控制放射角度。
圖37所示的天線由于與連接于各個(gè)天線電極11、12、13、14的供電線路10的長度相同，因此電力被均等分配。
在圖38及圖39所示的各個(gè)天線當(dāng)中，在圖中下方的2個(gè)天線電極13、14之間，以及在圖中上方的2個(gè)天線電極11、12之間，雖然所傳播的高頻信號的相位相同，但由于連接于上方的2個(gè)天線電極11、12的供電線路10的長度，較連接于下方的2個(gè)天線電極13、14的供電線路10的長度還短，因此，下方的2個(gè)天線電極13、14的放射電力，較上方的2個(gè)天線電極11、12還大。在圖38所示的天線當(dāng)中，將接地點(diǎn)11A、12A配置于放射電力較小的天線電極11、12，相對于此，在圖39所示的天線當(dāng)中，是將接地點(diǎn)13A、14A配置于放射電力較大的下方的天線電極13、14。雖然在天線電極上配置接地點(diǎn)而連接于接地電極，會降低放射電力，但如圖38所示，可通過將接地點(diǎn)11A、12A配置于放射電力較小的天線電極11、12，而抑制放射電力的降低。
此外，關(guān)于圖37～圖39的3種天線，在這些天線電極的間隔為相等的情況下，若比較來自各個(gè)天線電極的放射電力的大小，則圖39(例如0.28mW)＜圖37(例如0.48mW)＜圖38(例如0.68mW)。另一方面，若比較放射角度的變化，則圖38(例如39°)＜圖37(例如45°)＜圖39(例如57°)。因此，可對應(yīng)重視放射功率的情況以及重視角度變化的情況，分開使用上述3種構(gòu)造。
采用微細(xì)加工技術(shù)，在天線上構(gòu)成電介質(zhì)凹凸透鏡及反射鏡，則可更進(jìn)一步提高天線的特性。
在圖40所示的實(shí)施形態(tài)當(dāng)中，在依循本發(fā)明的原理而改變整合電波的放射角度的各個(gè)天線電極51、52、53、54的正面上，配置電介質(zhì)凸透鏡55、56、57、58。并適當(dāng)?shù)卦O(shè)定各個(gè)電介質(zhì)凸透鏡55、56、57、58的折射率。從各個(gè)天線電極51、52、53、54所放射的電波束，如箭頭所示而聚光，提高分解能。此外，電介質(zhì)凸透鏡55、56、57、58本身可采用眾所皆知的構(gòu)成。
此外，在圖41所示的實(shí)施形態(tài)當(dāng)中，在依循本發(fā)明的原理而改變整合電波的放射角度的各個(gè)天線電極51、52、53、54的正面上，配置電介質(zhì)凹透鏡55、56、57、58。并適當(dāng)?shù)卦O(shè)定各個(gè)電介質(zhì)凹透鏡55、56、57、58的折射率。在此情況下，如箭頭所示放射出廣角的電波。此外，電介質(zhì)凹透鏡55、56、57、58本身可采用眾所皆知的構(gòu)成。
此外，在圖42所示的實(shí)施形態(tài)當(dāng)中，在依循本發(fā)明的原理而改變整合電波的放射角度的各個(gè)天線電極51、52、53、54的正面上，配置微細(xì)的電波束方向切換開關(guān)65、66、67、68。電波束方向切換開關(guān)65、66、67、68能夠采用電波反射鏡(或是透鏡)而可切換電波束方向，其本身可采用眾所皆知的構(gòu)成。例如，各個(gè)電波束方向切換開關(guān)65、66、67、68，如圖所示具備靜電力產(chǎn)生部71及電波反射鏡(或是透鏡)72，通過靜電力產(chǎn)生部71所產(chǎn)生的靜電力，將其姿勢(傾斜)切換為例如2階段。通過各個(gè)電波束方向切換開關(guān)65、66、67、68的切換，可使依循本發(fā)明的原理的電波束掃描中心，從垂直于基板的方向傾斜某固定的角度(例如45度)，因此不僅僅可在某狹窄的區(qū)域進(jìn)行掃描，還可以進(jìn)行更廣泛區(qū)域(例如180度全方位)的掃描。
從上述當(dāng)中可得知，改變通過連接多個(gè)天線電極當(dāng)中的一部分天線電極和接地電極的通孔的微波信號傳達(dá)量(即通孔的阻抗)，由此使該天線電極的微波信號的相位量改變，并由此使由多個(gè)天線電極所放射的整合性電波束的指向方向的傾斜角度改變。并通過連續(xù)性或是階段性地控制上述信號傳達(dá)量，可對種種的角度放射電波束。關(guān)于控制通孔的信號傳達(dá)量的方法，除了上述幾項(xiàng)實(shí)施形態(tài)之外，例如可采用，(1)采用半導(dǎo)體開關(guān)，例如采用FET，來作為用于開閉與通孔的連接的開關(guān)，之后，通過控制該FET的閘極電壓，可調(diào)節(jié)源極-汲極之間的信號傳達(dá)量，或是，(2)在相同的天線電極上，連接多個(gè)信號傳達(dá)量被限制于較飽和水準(zhǔn)還小的通孔，從這些通孔當(dāng)中選擇任意的個(gè)數(shù)以及位置的通孔而導(dǎo)通等。
圖45為顯示采用上述的(2)的方法的本發(fā)明的第23實(shí)施形態(tài)的微型條狀天線的天線電極的俯視圖。圖46為顯示在圖45的微型條狀天線當(dāng)中，通孔的直徑與信號傳達(dá)量與電波束的傾斜角度的關(guān)系的一例的圖。在圖45中，傾斜角度是以垂直于基板表面的方向?yàn)?度。
如圖45所示，在基板1的表面上，具備形狀上及位置上呈線對稱的天線電極2、3，一邊的天線電極2是在于多個(gè)(例如為9個(gè))接地點(diǎn)2A、2A、……上，連接多個(gè)(例如為9個(gè))通孔(未圖示)。在圖示的例子當(dāng)中，9個(gè)接地點(diǎn)2A、2A、……集中于天線電極2的終端邊緣的附近，并配置為3×3的矩陣形狀，此僅僅為一個(gè)例子顯示，關(guān)于接地點(diǎn)的個(gè)數(shù)及配置，可采用各種變形例。此外，在基板1的背面的接地電極與9個(gè)通孔的連接處上，各設(shè)置用于導(dǎo)通/非導(dǎo)通這些通孔的9個(gè)開關(guān)，此在圖中被省略。通過控制這些開關(guān)，可任意選擇1個(gè)以上的通孔而導(dǎo)通，由此，通過通孔的信號的傳達(dá)量改變，整合性電波束的指向方向也改變。
圖46顯示，在圖45那樣結(jié)構(gòu)的微型條狀天線中，在通孔的直徑各為0.05mm、0.2mm、0.3mm的情況下僅僅導(dǎo)通1個(gè)通孔5之際，以及在通孔的直徑為0.05mm的情況下導(dǎo)通全部9個(gè)通孔之際的，通過導(dǎo)通后的通孔的信號傳達(dá)量(對供應(yīng)至天線電極的所有信號能量的通過通孔的信號能量的比例)與電波束的傾斜角度的關(guān)系的具體例子。
從圖45當(dāng)中可得知，即使在僅僅導(dǎo)通1個(gè)通孔的狀態(tài)下，若通孔的直徑為0.2mm以上，則通孔的信號傳達(dá)量達(dá)到飽和值。另一方面，在通孔5的直徑為0.1mm以下的情況下，1個(gè)通孔5的信號傳達(dá)量，為飽和值的數(shù)分之一以下，因此，通過改變導(dǎo)通的通孔個(gè)數(shù)，可改變信號傳達(dá)量為數(shù)個(gè)階段以上，而可改變電波束的傾斜角度為數(shù)個(gè)階段以上。
圖47表示，在圖45的微型條狀天線當(dāng)中，在設(shè)定通孔的直徑為0.05mm的情況下的被導(dǎo)通的通孔的選擇與電波束的傾斜角度(垂直于基板表面的方向?yàn)?度)，以及指向性與增益之間的關(guān)系的具體例。在圖47當(dāng)中，黑色圓點(diǎn)表示導(dǎo)通后的通孔的接地點(diǎn)，白色圓點(diǎn)表示非導(dǎo)通后的通孔的接地點(diǎn)。
從圖47當(dāng)中可得知，通過改變導(dǎo)通后的通孔的個(gè)數(shù)，而改變電波束的傾斜角度。一般的傾向?yàn)椋瑢?dǎo)通的通孔的個(gè)數(shù)愈多，傾斜角度愈大。即使導(dǎo)通的通孔的個(gè)數(shù)相同，傾斜角度也會因這些通孔的位置的不同而不同。此外，電波束的指向性與增益，也根據(jù)導(dǎo)通的通孔的選擇而產(chǎn)生變化。即使導(dǎo)通的通孔的選擇不同，也有可能獲得幾乎相同的傾斜角度，即使在該情況下，指向性與增益也會因通孔的選擇的不同而不同。只要從可獲得所期望的傾斜角度的數(shù)種通孔的選擇性當(dāng)中，采用可獲得更為理想的指向性與增益的即可。
圖48為顯示本發(fā)明的第24實(shí)施形態(tài)的微型條狀天線的天線電極的俯視圖。
如圖48所示，在基板1的表面上，配置多個(gè)例如4個(gè)電極群70、80、90、100為2×2的矩陣形狀。第1電極群70由多個(gè)例如4個(gè)天線電極71、72、73、74所構(gòu)成，這些天線電極71、72、73、74被配置為2×2的矩陣形狀。天線電極71及73在形狀上及位置上呈線對稱的關(guān)系，天線電極72及74也在形狀上及位置上呈線對稱的關(guān)系。天線電極71及73的電極圖案實(shí)質(zhì)上與天線電極72及74的圖案相同。對天線電極71、72、73、74的供電線路10的長度相同。
第2電極群80也例如由4個(gè)天線電極81、82、83、84所構(gòu)成，第3電極群90也例如由4個(gè)天線電極91、92、93、94所構(gòu)成，第4電極群100也例如由4個(gè)天線電極101、102、103、104所構(gòu)成，各個(gè)電極圖案與第1電極群70的電極圖案相同。來自于位于基板1的幾乎中央的基礎(chǔ)的供電點(diǎn)200的供電線10的分歧方向(箭頭A所示的方向)，與各個(gè)天線電極71～74、81～84、91～94、101～104的激振方向(如代表性的電極72所示，從各個(gè)天線電極的供電點(diǎn)朝終端邊緣的箭頭B所示的方向)，互為直交而不一致。如圖48的黑色圓點(diǎn)所示，在所有的電極上，將接地點(diǎn)設(shè)置于供電點(diǎn)的相反側(cè)的終端邊緣上。在這些接地點(diǎn)上分別連接有未圖示的通孔，在這些通孔上分別連接導(dǎo)通/非導(dǎo)通這些通孔的開關(guān)。這些開關(guān)可獨(dú)立控制。
該微型條狀天線選擇性地采用多個(gè)電極群70、80、90、100，而可在俯視情況下的縱向及橫向上改變整合性電波束的指向方向。圖49～圖52為顯示用于在縱向及橫向上改變整合性電波束的指向方向的具體方法的具體例子。在圖49～圖52當(dāng)中，附有影線(Hatching)的天線電極意味著導(dǎo)通連接于此的通孔，而未附有影線的天線電極意味著非導(dǎo)通連接于此的通孔。
如圖49及圖50所示，采用位于圖中的橫方向的端部的天線電極，可在圖中的橫方向上改變電波束的指向方向。即，如圖49所示，若僅僅導(dǎo)通配置于左端的天線電極71、72、91、92的通孔，則整合性電波束如箭頭所示往右側(cè)傾斜。相反的，如圖50所示，若僅僅導(dǎo)通配置于右端的天線電極83、84、103、104的通孔，則整合性電波束如箭頭所示往左側(cè)傾斜。
此外，如圖51及圖52所示，采用位于圖中的縱方向的端部的天線電極，可在圖中的縱方向上改變電波束的指向方向。即，如圖51所示，若僅僅導(dǎo)通配置于上端的天線電極72、74、82、84的通孔，則整合性電波束如箭頭所示往下側(cè)傾斜。相反的，如圖52所示，若僅僅導(dǎo)通配置于下端的天線電極91、93、101、103的通孔，則整合性電波束如箭頭所示往上側(cè)傾斜。
圖53～圖55顯示在圖48的微型條狀天線當(dāng)中，調(diào)節(jié)電波束的傾斜角度的大小的方法的例子。在圖53～圖55中，附有影線的天線電極意味著導(dǎo)通連接于此的通孔，而未附有影線的天線電極意味著非導(dǎo)通連接于此的通孔。
在圖53～圖55所示的例子中，電波束與圖49所示的例子相同，往右側(cè)傾斜，然而，由于導(dǎo)通通孔的天線電極的數(shù)目不同，因此傾斜角度的大小有所不同。導(dǎo)通通孔的天線電極的數(shù)目，在圖53的例子當(dāng)中為最少的1個(gè)，在圖54的例子當(dāng)中為2個(gè)，在圖55的例子當(dāng)中為3個(gè)，在圖49的例子當(dāng)中為最多的4個(gè)，伴隨著個(gè)數(shù)的增加，傾斜角度也變大。如此，通過改變導(dǎo)通通孔的天線電極的數(shù)目，而可改變傾斜角度的大小。
如圖48所示，在采用在基板1上配置多個(gè)天線電極，且由振蕩器(未圖示)所供電的基礎(chǔ)的供電點(diǎn)200的供電線10的分歧方向(圖48中的箭頭A)與天線電極的激振方向(圖48中的箭頭B)為不一致(或是如后述的圖57的例子一樣在2個(gè)方向上一致)的構(gòu)造，即上述分歧方向與激振方向并未僅僅在某一方向上一致的構(gòu)造的微型條狀天線當(dāng)中，通過采用上述圖48～圖55所示的方法，能以各種大小的角度，往上下左右調(diào)整整合性電波束的指向方向，并以電波束來掃描2維范圍。
在圖48～圖55所示的微型條狀天線當(dāng)中，電極群的數(shù)目為4個(gè)，而包含于1個(gè)電極群的天線電極的數(shù)目也為4個(gè)，此僅僅為例子之一，電極群的數(shù)目或是電極群的天線電極的數(shù)目，也可為與上述不同的數(shù)目。此外，電極的配置圖案可以是與圖48～圖55所示的圖案不同的圖案，例如可以為圖56或圖57的配置。不論上述任何情況，均可采用在各個(gè)天線電極上連接通孔，并以各個(gè)開關(guān)來導(dǎo)通/非導(dǎo)通這些通孔的微型條狀天線。在如此構(gòu)成的微型條狀天線中，可使整合性電波束的指向方向往不同方向傾斜，或是改變該傾斜角度的大小。此外，在圖56所示的天線電極的配置中，來自于振蕩器的供電點(diǎn)205的供電的分歧方向(箭頭A)與天線電極的激振方向(箭頭B)僅僅于某一方向(箭頭A、B所示的橫方向)上一致。在此情況下，根據(jù)發(fā)明者們的實(shí)驗(yàn)，整合性電波束的方向僅僅傾斜于圖中的橫方向。然而，往橫方向傾斜的角度的大小，基于導(dǎo)通通孔的天線電極的數(shù)目而變化，因此可微細(xì)的控制。另一方面，在圖57所示的天線電極的配置當(dāng)中，供電點(diǎn)210的供電的分割方向(箭頭A及箭頭C)與天線電極的激振方向(箭頭B及箭頭D)，在2方向(箭頭A、B的橫方向及箭頭C、D的縱方向)上一致，因此并非僅于某一方向上一致。在此情況下，根據(jù)發(fā)明者們的實(shí)驗(yàn)，均可使整合性電波束往橫方向及縱方向中的任一方向傾斜。
在采用圖48～圖55所示的天線電極的情況下，在各個(gè)天線電極群70、80、90、100當(dāng)中，位于內(nèi)側(cè)的天線電極73、81、94、102，在可改變電波束的指向方向的目的下，并不需要進(jìn)行操作，因此就此點(diǎn)而言，并不需要設(shè)置通孔及開關(guān)，但是在縮小電波束的指向角度的目的下，操作這些天線電極則極具效果。例如，如圖58所示，在往圖中的右側(cè)傾斜電波方向的情況下，如上述般，導(dǎo)通左端的天線電極71、72、91、92的通孔，除此之外，若也導(dǎo)通各個(gè)電極群內(nèi)的位于內(nèi)側(cè)并且位于左側(cè)的天線電極81、82、101、102的通孔，則更可縮小整合性電波束的指向角度(即提升指向性)。如此，在改變指向角度為廣角及窄角(改變指向性)之際，只需改變在內(nèi)側(cè)的上述4個(gè)天線電極中導(dǎo)通該通孔的電極的個(gè)數(shù)即可，導(dǎo)通的數(shù)目愈多，則指向角度愈窄。此外，在縮小往下方向傾斜的電波束的指向角度之際，只需如圖59所示導(dǎo)通此電極群內(nèi)的位于內(nèi)側(cè)并且位于上側(cè)的天線電極92、94、102、104的通孔即可。關(guān)于其他方向，也可依據(jù)上述方式來進(jìn)行。
圖60顯示可采用于上述種種實(shí)施形態(tài)的各個(gè)天線電極的電極構(gòu)造的變形例。
圖60A所示的天線電極110，由1片連續(xù)的導(dǎo)電膜所組成，此構(gòu)造采用于上述種種實(shí)施形態(tài)的各個(gè)天線電極當(dāng)中。圖60B所示的天線電極111，被分割為從供電點(diǎn)P朝向終端邊緣的方向延伸的多個(gè)條紋電極112、112、……。此外，圖60C所示的天線電極113，被分割為從供電點(diǎn)P朝向終端邊緣的方向延伸的多個(gè)條紋電極114、114、……，但該分割比圖60B的電極11還細(xì)。
通過各設(shè)置于相同位置的接地點(diǎn)110A、111A、113A，將圖60A、B、C所示的不同構(gòu)造的天線電極110、111、113連接于通孔(未圖示)的情況下，各個(gè)通孔導(dǎo)通時(shí)以及非導(dǎo)通時(shí)的電波束的指向性與增益顯示于圖60A、B、C的右側(cè)。從此圖當(dāng)中可得知，如圖60B、C所示的分割為條紋電極的天線電極的電波束的指向性與增益，較圖60A所示的連續(xù)性的天線電極還高。如此，若分割(換言之，從供電點(diǎn)P朝向終端邊緣的方向上插入縫隙)天線電極，則可改善電波束的指向性與增益。該理由可推測為，天線在與供電方向平行的端面上電場集中，而在內(nèi)部幾乎不產(chǎn)生電場，因此通過插入縫隙，可限制內(nèi)部的無用的區(qū)域，使在中央的天線所產(chǎn)生的電場對鄰近的無供電元件產(chǎn)生影響，在該無供電元件的兩端部上產(chǎn)生電解，然后再對其鄰近的無供電元件產(chǎn)生影響，故增加天線電極以及無供電元件中所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的總和，而提升放射強(qiáng)度的緣故。在上述種種微型條狀天線的實(shí)施形態(tài)當(dāng)中，通過在所有的天線電極或是包含具備接地點(diǎn)的天線電極的一部分的天線電極上，采用如圖60B、C那樣被分割的構(gòu)造，而改善從該微型條狀天線所放射出的電波束的指向性與增益，但是相反的，可能使因通孔的作用而導(dǎo)致的電波束的傾斜角度的大小變小。因此，采用此分割后的天線電極的微型條狀天線，擺動(dòng)電波束的角度范圍可不需那么大，而在發(fā)射電波束到達(dá)較遠(yuǎn)之處的用途上，例如在防止汽車的碰撞的雷達(dá)等上極為有用。
圖61顯示能夠使用于上述各種實(shí)施形態(tài)的基板表面的構(gòu)造的變形例。
如圖61所示，在基板1的表面上，形成具有比基板1的介電常數(shù)還大的介電常數(shù)的電介質(zhì)材料所構(gòu)成的電介質(zhì)膜116，此電介質(zhì)膜116包覆天線電極115、115、……。電介質(zhì)膜116的介電常數(shù)愈高，此外，電介質(zhì)膜116的厚度愈厚，則天線電極115上的微波信號的波長縮短。此波長縮短作用的結(jié)果為，可使天線電極小型化，且更高密度的集積。即在圖62A所示的微型條狀天線當(dāng)中，天線電極117接觸于空氣，而成為圖中所示的尺寸，相對于此，在圖62B所示的微型條狀天線當(dāng)中，由于上述的電介質(zhì)膜116包覆天線電極115，因此，可根據(jù)波長縮短的量而更加縮小天線電極115的尺寸及間隔，因此，即使是相同尺寸及相同電波放射效率的微型條狀天線，也可提升天線電極的集積度。結(jié)果為，在圖62A所示的微型條狀天線當(dāng)中，可調(diào)節(jié)電波束的傾斜角度的角度分解能為圖63A所示的θ1的值，相對于此，在圖62B所示的微型條狀天線當(dāng)中，可根據(jù)集積度提升的量，而提升角度分解能為圖63B所示的更為微細(xì)的θ2的值。
電介質(zhì)膜116的介電常數(shù)愈高，則上述波長縮短效果愈高。因此，電介質(zhì)膜116的介電常數(shù)愈高，則獲得相同程度的波長縮短效果所需的電介質(zhì)膜116的厚度變薄。因此，在要求微型條狀天線的薄型化的情況下，較理想為采用介電常數(shù)較大的電介質(zhì)材料，此外，也可縮短電介質(zhì)的制膜時(shí)間，并降低制造成本。
圖64顯示可使用于上述種種實(shí)施形態(tài)的基板表面的構(gòu)造的其他變形例。
如圖64所示，以接觸于基板1的表面上的天線電極118、118、……的端部的方式，在天線電極118、118、……之間的空隙區(qū)域上，設(shè)置具有比基板1的介電常數(shù)還大的介電常數(shù)的電介質(zhì)材料所構(gòu)成的電介質(zhì)層119、119……。因此，天線電極118、118、……之間通過電介質(zhì)層119、119……而被分隔。天線電極118、118、……的端部的電場對電介質(zhì)層119、119……產(chǎn)生影響，而從電介質(zhì)層119、119……放射電波，因此可提升放射強(qiáng)度。然而，由于天線電極118、118、……的相互之間的干涉被限制，因此實(shí)質(zhì)上天線電極118、118、……之間的距離成為延伸的狀態(tài)，從而抑制電波的傾斜角度。因此，在一般的天線電極的設(shè)計(jì)當(dāng)中，為了使從供電線的分歧點(diǎn)所觀看的一側(cè)的天線電極不會受到另一側(cè)的天線電極的阻抗變化的影響，一般會在分歧點(diǎn)上插入威金森耦合器，在本發(fā)明的上述實(shí)施形態(tài)當(dāng)中，由于利用天線電極的相互干涉而使電波束傾斜，因此上述耦合器不大理想。
圖65顯示圖64的構(gòu)造的變形例。
在圖65的構(gòu)造當(dāng)中，以接觸于天線電極118、118、……的端部的方式，在該端部附近配置電介質(zhì)120、120、……。與圖64相同，天線電極118、118、……的端部的電場，可有效率地激起電介質(zhì)120、120、……，而提升放射強(qiáng)度。
圖66顯示另外的變形例。
在圖66的構(gòu)造當(dāng)中，在基板1的天線電極118、118、……之間的部分上設(shè)置空孔構(gòu)造121、121、……。通過空孔構(gòu)造121、121、……，可增強(qiáng)天線電極118、118、……的相互干涉，雖然通孔的開關(guān)為非導(dǎo)通時(shí)，放射強(qiáng)度會降低，但是在通孔的開關(guān)為導(dǎo)通時(shí)，可確保最大強(qiáng)度。結(jié)果為，垂直于基板1的方向上的電場強(qiáng)度以及使傾斜時(shí)的電場強(qiáng)度，略為相等或是傾斜時(shí)的電場強(qiáng)度較大，因此，在將電波束用于物體檢測的用途當(dāng)中，垂直于基板1的方向上的檢測精密度與傾斜之際的檢測精密度相等，而可提供適合檢測出所有方向的物體的天線裝置。
圖67～圖69顯示其他實(shí)施形態(tài)的微型條狀天線。
在圖67所示的微型條狀天線當(dāng)中，在基板1上存在有配置為二維矩陣的多個(gè)的電極。在這些電極當(dāng)中，中央的4個(gè)電極11、12、13、14為，例如如圖10所示的構(gòu)造的接收高頻供電的天線電極，配置于該周圍附近的多個(gè)的電極(附有陰影而顯示的)122、122、……，為不接受供電的無供電電極。在天線電極11、12、13、14上具有黑色圓點(diǎn)所示的通孔，通孔通過可控制高頻電力的通過量的開關(guān)，例如FET，而耦合于基板1背面的接地電極(未圖示)。無供電電極122、122、……具備改善從天線電極11、12、13、14所射出的整合性電子束的指向性(即使電波束變窄變尖)的作用效果。通過調(diào)節(jié)上述FET的源極-汲極之間的通過量，可改變種種的整合性電子束的指向方向。例如，如圖68的一點(diǎn)劃線所示，可朝例如8種方向切換整合性電子束的指向方向。此外，如圖69的點(diǎn)線、虛線、及一點(diǎn)劃線所示，可改變電子束的指向方向的傾斜角度的大小。如此，用于多樣化改變電子束的指向方向所需的開關(guān)(例如FET)的個(gè)數(shù)僅僅為4個(gè)，因此可降低成本。
圖70進(jìn)一步顯示另外的實(shí)施形態(tài)的微型條狀天線的的平面構(gòu)成。圖71顯示圖70的E-E剖面圖。
在圖70及圖71所示的微型條狀天線當(dāng)中，用于向天線電極11、12、13、14供應(yīng)高頻電力的供電線130，設(shè)置于與基板1的天線電極11、12、13、14為相反側(cè)的背面上。如圖71所示，天線電極11、12的供電點(diǎn)11B、12B，分別通過通孔132、134而連接于供電線130，天線電極13、14的供電點(diǎn)13B、14B也一樣分別通過通孔(未圖示)而連接于供電線130。此外，在基板1的背面上，設(shè)置有向供電線130的供電點(diǎn)130A附加高頻的振蕩電路。還有，在基板1的背面上，設(shè)置有用來將與天線電極11、12、13、14的接地點(diǎn)11A、12A、13A、14A連接的通孔144、146、……連接于接地電極138的開關(guān)140、144、……。天線電極11、12、13、14的各個(gè)激振方向(圖70的上下方向)的長度L，大約為使用的高頻的基板1上的波長λg的一半。
如參照圖4所說明的那樣，在圖2所示的微型條狀天線的情況下，即使在天線電極2的激振方向上的λg/4(即L/2)的位置上配置接地點(diǎn)2A，也無法使電波束傾斜。然而，此情況并非在所有構(gòu)造的微型條狀天線當(dāng)中為真。例如，在圖70及圖71所示的微型條狀天線當(dāng)中，如圖70所示，即使在天線電極11、12、13、14的激振方向上的λg/4(即L/2)的位置上配置接地點(diǎn)11A、12A、13A、14A，但是由于可選擇性的使接地點(diǎn)11A、12A、13A、14A接地，因此可使電波束傾斜。該理由也許在于供電線130設(shè)置于與基板1的天線電極11、12、13、14為相反側(cè)的面的構(gòu)造，但并未明確驗(yàn)證出?？偠灾捎谖⑿蜅l狀天線的構(gòu)造的不同，使用來傾斜電波束的接地點(diǎn)的配置也不同。
圖72A及圖72B顯示，可在上述種種構(gòu)造的微型條狀天線當(dāng)中，采用用于導(dǎo)通以及非導(dǎo)通通孔的開關(guān)的構(gòu)造例。
圖72A及圖72B所示的開關(guān)216為，用于開閉連接于天線電極212的通孔222與接地電極214之間的依據(jù)MEMS(Micro Electro Mechanical System，微型機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)的開關(guān)(以下稱為MEMS開關(guān))。圖72A顯示MEMS開關(guān)216的非導(dǎo)通狀態(tài)，圖72B顯示導(dǎo)通狀態(tài)。應(yīng)予注意的點(diǎn)是，不僅當(dāng)然在圖72A所示的非導(dǎo)通狀態(tài)下，甚至在圖72B所示的導(dǎo)通狀態(tài)下，MEMS開關(guān)216內(nèi)的固定電性接點(diǎn)220與可動(dòng)電性接點(diǎn)218之間機(jī)械性打開而未接觸的點(diǎn)。即在圖72B所示的導(dǎo)通狀態(tài)下，在2個(gè)電性接點(diǎn)218與220之間具備小的間隙，在圖72A所示的非導(dǎo)通狀態(tài)下，該間隙更大。通過采用如此構(gòu)造的MEMS開關(guān)216，可在1G～數(shù)百GHz的高頻區(qū)段中制作出良好的導(dǎo)通狀態(tài)及非導(dǎo)通狀態(tài)。
接下來參照圖73～圖74來說明此原理。
圖73A及圖73B各自顯示，以往的MEMS開關(guān)的電性接點(diǎn)230、232的名目上的非導(dǎo)通狀態(tài)及導(dǎo)通狀態(tài)。此外，圖74A及圖74B各自顯示，圖72A及圖72B所示的MEMS開關(guān)216的電性接點(diǎn)218、220的名目上的非導(dǎo)通狀態(tài)及導(dǎo)通狀態(tài)。
如圖73A及圖73B所示，在以往的MEMS開關(guān)當(dāng)中，電性接點(diǎn)230、232在名目上的非導(dǎo)通狀態(tài)下，互相分離且僅僅打開間隙G1，而在名目上的導(dǎo)通狀態(tài)下，則機(jī)械性地接觸。然而，如圖73A所示的些微的間隙G1，在低頻區(qū)段中實(shí)質(zhì)上為非導(dǎo)通狀態(tài)，但是在高頻區(qū)段中則實(shí)質(zhì)上成為導(dǎo)通狀態(tài)。相對于此，在圖74A及圖74B所示的MEMS開關(guān)216當(dāng)中，電性接點(diǎn)218、220在名目上的非導(dǎo)通狀態(tài)下，互相分離且具備極大的間隙G2，而在名目上的導(dǎo)通狀態(tài)下，則僅僅分離些微的間隙G3。如圖74A所示，位于電性接點(diǎn)218、220之間的極大的間隙G2，在高頻區(qū)段中也形成實(shí)質(zhì)的非導(dǎo)通狀態(tài)。此外，如圖74B所示，即使在電性接點(diǎn)218、220之間僅僅形成些微的間隙G3，也在高頻區(qū)段中成為實(shí)質(zhì)的導(dǎo)通狀態(tài)。
在控制電波束的斜率的目的下，開關(guān)制作多么真的接近非導(dǎo)通狀態(tài)的狀態(tài)，比開關(guān)制作多么真的接近于導(dǎo)通狀態(tài)的狀態(tài)，還更為重要。該理由為，通過通孔的高頻的傳達(dá)量愈小，則對通過通孔的高頻的傳達(dá)量的變化的電波束的傾斜角度的變化的感應(yīng)度愈大。因此，針對高頻制作實(shí)質(zhì)的非導(dǎo)通狀態(tài)的上述開關(guān)216，適合于控制電波束的斜率的用途。
圖75A及圖75B顯示，適用于控制電波束的斜率的用途的開關(guān)的電性接點(diǎn)的變形例。圖75A顯示非導(dǎo)通狀態(tài)，圖75B顯示導(dǎo)通狀態(tài)。
如圖75A及圖75B所示，在電性接點(diǎn)218、220之間，設(shè)置如矽氧化膜般的電介質(zhì)材料或是絕緣材料的薄膜214。如圖75A所示，通過此絕緣薄膜214，即使在電性接點(diǎn)218、220之間僅僅具備極小的間隙G4，也可針對高頻制作出實(shí)質(zhì)的非導(dǎo)通狀態(tài)。在圖75B所示的狀態(tài)當(dāng)中，在電性接點(diǎn)218、220之間不存在間隙G4，因此即使具備絕緣薄膜214，也可針對高頻制作出實(shí)質(zhì)的導(dǎo)通狀態(tài)。
以上是說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)，這些實(shí)施形態(tài)僅僅是用于說明本發(fā)明的例子的，并不代表著本發(fā)明的范圍限定于這些實(shí)施形態(tài)。本發(fā)明在不脫離該主旨的范圍下，可在其他種種形態(tài)中加以實(shí)施。
依循上述本發(fā)明的微型條狀天線，可應(yīng)用于用來檢測位于遠(yuǎn)距離的人以及物體的高頻感測器。即，如此的高頻感測器，可通過組合采用依循本發(fā)明的微型條狀天線的傳送天線，以及用于接收該傳送天線所輸出的電波的來自于物體的反射波或是穿透波的、與傳送天線為相同的天線或是與傳送天線為不同的天線的接收天線，以及接收來自于該接收天線的電性信號而進(jìn)行處理的處理電路而加以構(gòu)成。
符號說明1絕緣性基板1AA基板1BB基板2、7、11A天線電極2A、7A、11A～11C、12A～12C、13A～13C、14A～14C、110A、111A、113A接地點(diǎn)3、8、12B天線電極4、214接地電極5、5A、5B、222通孔6、6A、6B、6C、6D連接構(gòu)件9、9A、9B、216、SW1、SW2、SW3、SW4開關(guān)
10供電線路13C天線電極14D天線電極21、51～54、71～74、81～84、91～94、101～104、110、111、113、115、118、212天線電極22、23電波束31島部32、32A、32B、32C連接線33絕緣空間35A、35B、35C、35D中間電極41、42促動(dòng)器44、46彈簧45、47可動(dòng)電極55、56、57、58電介質(zhì)透鏡65、66、67、68電波束方向切換開關(guān)70、80、90、100電極群71靜電力產(chǎn)生部72電波反射鏡(透鏡)112、114條紋電極116、119、120電介質(zhì)層121空孔構(gòu)造122無供電電極200、P、P0供電點(diǎn)216MEMS開關(guān)218、220、230、232電性接點(diǎn)C靜電電容G1～G4間隙Vf高頻電壓Z阻抗
權(quán)利要求
1.一種微型條狀天線，其特征在于，具備絕緣性基板；配置于上述基板的一面上，并各自具備用于施加高頻訊號的供電點(diǎn)的多個(gè)天線電極；配置于上述基板的另一面或是內(nèi)部的用于提供接地位準(zhǔn)的接地電極；用于在與上述供電點(diǎn)不同的至少一處上，將上述多個(gè)天線電極中至少一個(gè)天線電極連接于上述接地電極的連接構(gòu)件，上述連接構(gòu)件配置于這樣的位置，使得將上述至少一個(gè)天線電極投影于水平視圖上時(shí)位于上述至少一個(gè)天線電極所占據(jù)的平面區(qū)域內(nèi)，且通過在該位置將上述至少一個(gè)天線電極連接于上述接地電極，而使從上述多個(gè)天線電極所放射的整合性電子束的指向方向，從上述基板的法線方向傾斜。
2.如權(quán)利要求1所述的微型條狀天線，其特征在于，上述至少一個(gè)天線電極的連接于上述接地電極的上述至少一處存在于這樣的位置上，該位置與從上述至少一個(gè)天線電極的上述供電點(diǎn)朝向終端邊緣離開上述高頻訊號的1/4波長的奇數(shù)倍的距離的位置不同。
3.如權(quán)利要求1所述的微型條狀天線，其特征在于，上述連接構(gòu)件為，貫通與上述至少一個(gè)天線電極的上述至少一處對應(yīng)的上述基板的位置的導(dǎo)電性通孔，具有連接于上述至少一個(gè)天線電極的上述至少一處的一端、及連接于上述接地電極的另一端。
4.如權(quán)利要求1或2所述的微型條狀天線，其特征在于，上述至少一個(gè)天線電極的至少一邊緣，沿著上述基板的至少一邊緣而配置；上述連接構(gòu)件為，配置于上述基板的上述至少一邊緣的側(cè)面上的導(dǎo)電體，具有連接于上述至少一個(gè)天線電極的上述至少一邊緣的至少一處的一端、及連接于上述接地電極的另一端。
5.如權(quán)利要求1至第4項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的微型條狀天線，其特征在于，上述至少一個(gè)天線電極的與上述接地電極連接的上述至少一處，存在于上述至少一個(gè)天線電極的終端邊緣的附近，且在與從上述供電點(diǎn)朝向終端邊緣的方向垂直的方向上位于大致中央的位置上。
6.如權(quán)利要求1所述的微型條狀天線，其特征在于，還具備對由上述連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的上述至少一個(gè)天線電極與上述接地電極之間的連接進(jìn)行開閉的開關(guān)。
7.如權(quán)利要求6所述的微型條狀天線，其特征在于，上述開關(guān)配置于上述連接構(gòu)件與上述接地電極的連接位置。
8.如權(quán)利要求6所述的微型條狀天線，其特征在于，上述開關(guān)具備各自連接于上述連接構(gòu)件及上述接地電極的2個(gè)電性接點(diǎn)，上述2個(gè)電性接點(diǎn)在導(dǎo)通狀態(tài)下，具有第1間隙而相隔，在非導(dǎo)通狀態(tài)下，則具有比上述第1間隙還大的第2間隙而相隔。
9.如權(quán)利要求6所述的微型條狀天線，其特征在于，上述開關(guān)具備各自連接于上述連接構(gòu)件及上述接地電極且相互間的距離可變的2個(gè)電性接點(diǎn)、以及設(shè)置于上述2個(gè)電性接點(diǎn)之間的絕緣膜。
10.如權(quán)利要求1所述的微型條狀天線，其特征在于，還具備用于向上述多個(gè)天線電極供應(yīng)高頻電力的供電線；上述供電線設(shè)置于上述基板的上述另一面上，并且通過貫通上述基板的導(dǎo)電性通孔，而連接于上述多個(gè)天線電極的上述供電點(diǎn)。
11.如權(quán)利要求1所述的微型條狀天線，其特征在于，還具備用于向上述多個(gè)天線電極供應(yīng)高頻電力的供電線；上述供電線在基板的幾乎中央的位置上具備連接于振蕩電路的基礎(chǔ)的供電點(diǎn)，從上述基礎(chǔ)的供電點(diǎn)往互為相反的兩方向分歧，且從上述基礎(chǔ)的供電點(diǎn)的上述供電線的分歧方向與激振各個(gè)天線電極的方向，并不一致于一個(gè)方向。
12.如權(quán)利要求1所述的微型條狀天線，其特征在于，上述基板的一面上的上述多個(gè)天線電極，被具有比上述基板的介電常數(shù)還大的介電常數(shù)的電介質(zhì)所包覆。
13.如權(quán)利要求1所述的微型條狀天線，其特征在于，上述至少一個(gè)天線電極被分割為，在從上述供電點(diǎn)朝向終端邊緣的方向上延伸的多個(gè)條紋電極。
14.一種微型條狀天線，其特征在于，具備絕緣性基板；配置于上述基板的一面上，并具備用于施加高頻訊號的供電點(diǎn)的至少1個(gè)天線電極；配置于上述基板的另一面或是內(nèi)部的用于提供接地位準(zhǔn)的接地電極；用于在與上述供電點(diǎn)不同的至少一處上，將上述天線電極連接于上述接地電極的連接構(gòu)件；上述連接構(gòu)件配置于這樣的位置，使得將上述天線電極投影于水平視圖上時(shí)位于上述天線電極所占據(jù)的平面區(qū)域內(nèi)，且通過在該位置將上述天線電極連接于上述接地電極，而使從上述天線電極所放射的整合性電子束的指向方向，從上述基板的法線方向傾斜。
15.如權(quán)利要求14所述的微型條狀天線，其特征在于，上述天線電極具備，接收上述高頻訊號而在二次共振模式下動(dòng)作的二維尺寸。
16.如權(quán)利要求14所述的微型條狀天線，其特征在于，上述天線電極的連接于上述接地電極的上述至少一處存在于這樣的位置上，該位置與從上述天線電極的上述供電點(diǎn)朝向終端邊緣距離開上述高頻訊號的1/4波長的奇數(shù)倍的距離的位置不同。
17.如權(quán)利要求14所述的微型條狀天線，其特征在于，上述連接構(gòu)件為，貫通與上述天線電極的上述至少一處對應(yīng)的上述基板的位置的導(dǎo)電性通孔，具有連接于上述天線電極的上述至少一處的一端、及連接于上述接地電極的另一端。
18.如權(quán)利要求14所述的微型條狀天線，其特征在于，上述天線電極的至少一邊緣，沿著上述基板的至少一邊緣而配置；上述連接構(gòu)件為，配置于上述基板的上述至少一邊緣的側(cè)面上的導(dǎo)電體，具有連接于上述天線電極的上述至少一邊緣的至少一處的一端、及連接于上述接地電極的另一端。
19.如權(quán)利要求14所述的微型條狀天線，其特征在于，還具備對由上述連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的上述天線電極與上述接地電極之間的連接進(jìn)行開閉的開關(guān)。
20.如權(quán)利要求19的微型條狀天線，其特征在于，上述開關(guān)配置于上述連接構(gòu)件與上述接地電極的連接位置。
21.如權(quán)利要求1所述的微型條狀天線，其特征在于，還具備，配置為連接于上述天線電極的端部的電介質(zhì)。
22.如權(quán)利要求1所述的微型條狀天線，其特征在于，還具備，形成于上述天線電極的旁邊的空孔構(gòu)造。
23.如權(quán)利要求1所述的微型條狀天線，其特征在于，還具備，配置于上述天線電極的旁邊的無供電電極。
24.一種微型條狀天線，其特征在于，具備絕緣性基板；配置于上述基板的一面上，并各自具備用于施加高頻訊號的供電點(diǎn)的多個(gè)天線電極；配置于上述基板的另一面或是內(nèi)部的用于提供接地位準(zhǔn)的接地電極；用于在與上述供電點(diǎn)不同的多個(gè)位置上，各自將上述多個(gè)天線電極中至少一個(gè)天線電極連接于上述接地電極的多個(gè)連接構(gòu)件；各自對多個(gè)由連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的上述至少一個(gè)天線電極與上述接地電極之間的連接進(jìn)行開閉的多個(gè)開關(guān)。
25.一種微型條狀天線，其特征在于，具備絕緣性基板；配置于上述基板的一面上，并具備用于施加高頻訊號的供電點(diǎn)的至少一個(gè)天線電極；配置于上述基板的另一面或是內(nèi)部的用于提供接地位準(zhǔn)的接地電極；用于在與上述供電點(diǎn)不同的多個(gè)位置上，各自將上述天線電極連接于上述接地電極的多個(gè)連接構(gòu)件；各自對上述多個(gè)由連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的上述天線電極與上述接地電極之間的連接進(jìn)行開閉的多個(gè)開關(guān)。
26.一種微型條狀天線，其特征在于，具備絕緣性基板；配置于上述基板的一面上，并各自具備用于施加高頻訊號的供電點(diǎn)的多個(gè)天線電極；配置于上述基板的另一面或是內(nèi)部的用于提供接地位準(zhǔn)的接地電極；用于在與上述供電點(diǎn)不同的至少一處上，將上述多個(gè)天線電極中的至少一個(gè)天線電極電性耦合于上述接地電極的連接構(gòu)件；改變由上述連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的上述至少一個(gè)天線電極與上述接地電極之間的電性耦合所具備的對上述高頻信號的阻抗的阻抗可變裝置。
27.如權(quán)利要求26所述的微型條狀天線，其特征在于，上述阻抗可變裝置改變由上述連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的上述至少一個(gè)天線電極與上述接地電極之間的電性線路的實(shí)效長度或是剖面積，從而改變上述阻抗。
28.如權(quán)利要求26所述的微型條狀天線，其特征在于，上述阻抗可變裝置改變由上述連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的上述至少一個(gè)天線電極與上述接地電極之間的靜電電容，從而改變上述電路的阻抗。
29.如權(quán)利要求26所述的微型條狀天線，其特征在于，上述阻抗可變裝置設(shè)置于上述連接構(gòu)件與上述接地電極的電性耦合處。
30.如權(quán)利要求26所述的微型條狀天線，其特征在于，在上述至少一個(gè)天線電極上，設(shè)置貫通上述基板的導(dǎo)電性的多個(gè)通孔來作為上述連接構(gòu)件，并在上述多個(gè)通孔上設(shè)置多個(gè)上述開關(guān)；上述阻抗可變裝置從上述多個(gè)開關(guān)當(dāng)中，選擇多個(gè)開關(guān)的組合而導(dǎo)通。
31.如權(quán)利要求26所述的微型條狀天線，其特征在于，上述阻抗可變裝置具備各自連接于上述連接構(gòu)件及上述接地電極的2個(gè)電性接點(diǎn)；上述2個(gè)電性接點(diǎn)在第1狀態(tài)當(dāng)中，具有第1間隙而相隔，在第2狀態(tài)當(dāng)中，則具有較上述第1間隙還大的第2間隙而相隔。
32.如權(quán)利要求26所述的微型條狀天線，其特征在于，上述阻抗可變裝置具備各自連接于上述連接構(gòu)件及上述接地電極且相互間距離可變的2個(gè)電性接點(diǎn)、以及設(shè)置于上述2個(gè)電性接點(diǎn)之間的絕緣膜。
33.一種微型條狀天線，其特征在于，具備絕緣性基板；配置于上述基板的一面上，并具備用于施加高頻訊號的供電點(diǎn)的至少一個(gè)天線電極；配置于上述基板的另一面或是內(nèi)部的用于提供接地位準(zhǔn)的接地電極；用于在與上述供電點(diǎn)不同的至少一處上，將上述天線電極電性耦合于上述接地電極的連接構(gòu)件；改變由上述連接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的上述至少一個(gè)天線電極與上述接地電極之間的電性耦合所具備的對上述高頻信號的阻抗的阻抗可變裝置。
全文摘要
本發(fā)明為一種微型條狀天線，其特征在于，基板1的表面上的多個(gè)天線電極(11、12、13、14)，位于特定位置(11A－11C、12A－12C、13A－13C、14A－14C)上，各自通過貫通基板(1)的通孔連接構(gòu)件而可連接于基板(1)的背面的接地電極。各個(gè)通孔連接構(gòu)件可通過開關(guān)進(jìn)行開閉，或是在各個(gè)通孔連接構(gòu)件與接地電極的電性耦合處上，設(shè)置可改變該處的阻抗的元件。通過開關(guān)或是阻抗可變裝置，可使任意的天線電極連接于接地電極。由于從該天線電極所輸出的電波束的相位，與從其他天線電極所輸出的電波束產(chǎn)生相位偏移，因此，使整合性電波束的指向方向傾斜。通過連接多個(gè)位置(11A－11C、12A－12C、13A－13C、14A－14C)中的一個(gè)于接地電極，而可改變整合性電波束的指向方向的傾斜方向及大小。
文檔編號H01Q9/04GK1938902SQ20058001023
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者巖田賢吾, 坪井宏之, 村田健介, 小黑利雄, 村瀨陽一 申請人:東陶機(jī)器株式會社