專利名稱：：差動供電縫隙天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及發(fā)送和接收微波帶和毫米波帶等的模擬高頻信號或數(shù)字信號的差動供電縫隙天線。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著硅系晶體管特性的飛躍性的提高，不但在數(shù)字電路，而且在模擬高頻電路部中，由化合物半導(dǎo)體晶體管向硅系晶體管的置換，還有將模擬高頻電路部和數(shù)字基礎(chǔ)帶部作成一個芯片正加速發(fā)展。其結(jié)果是，曾作為高頻電路的主流的單端電路正在向使正負(fù)符號的信號平衡動作的差動信號電路置換。這是因為差動信號電路具有以下等優(yōu)點不要的輻射急劇減少、可確保在移動體終端內(nèi)不能配置無限面積的接地導(dǎo)體的條件下的良好的電路特性等。在差動信號電路中，各個電路元件必須維持平衡進(jìn)行動作，在硅系晶體管中特性的偏差少而能夠維持信號的差動平衡。此外，為了避免硅基板本身具有的損失，優(yōu)選使用差動線路這也是理由。作為結(jié)果，保持在單端電路中確立的高的高頻特性，并與差動信號供電對應(yīng)而對天線或濾波器等高頻裝置有強(qiáng)烈要求。在圖26(a)中表示從上面所視的透視示意圖，在圖26(b)中表示以圖中的直線A1A2切斷的截面結(jié)構(gòu)圖。這是由單端線路103供電的二分之一波長縫隙天線(現(xiàn)有例1)。在電介質(zhì)基板101的背面形成的接地導(dǎo)體面105上形成有具有二分之一有效波長的縫隙長度Ls的縫隙共振器111A。為了滿足輸入匹配條件，從單端線路103的開放終端點113到與縫隙111A交叉的距離Lm被設(shè)定為動作頻率中四分之一有效波長。縫隙共振器111A通過將接地導(dǎo)體面105的一部分區(qū)域的導(dǎo)體在厚度方向上完全切除而得到。如圖中所示，定義與供電線路的傳送方向平行的方向為X軸，以電介質(zhì)基板形成面為XY面的坐標(biāo)系。在圖27中表示現(xiàn)有例1的典型的放射指向特性的一個例子。圖27(a)表示YZ面，圖27(b)表示XZ面的放射指向性。從圖中可看出，在現(xiàn)有例1中，在土Z方向能夠得到表示最大增益的放射指向特性。在±X方向能夠得到零點特性，在士Y方向能夠得到相對主波束方向10dB左右的增益降低的效果。在專利文獻(xiàn)1中公開了使上述縫隙結(jié)構(gòu)與差動供電線路的正下的傳送方向正交配置的電路結(jié)構(gòu)(現(xiàn)有例2)。gp，專利文獻(xiàn)l的電路結(jié)構(gòu)為將供電給縫隙共振器的電路從單端線路置換為差動供電線路的結(jié)構(gòu)。專利文獻(xiàn)1中記載的結(jié)構(gòu)的目的不是旨在差動信號，而是實現(xiàn)只選擇性地使重疊的不要的同相信號反射的功能。從這個目的可看出，專利文獻(xiàn)1中的電路結(jié)構(gòu)不具有在自由空間中放射差動信號的功能。在圖28(a)、(b)中示意地比較并圖示在由單端線路和差動供電線路分別供電的情況下，二分之一波長縫隙共振器內(nèi)產(chǎn)生的電場分布的樣子。在利用單端線路供電的情況下的縫隙中，按照在兩端為最小強(qiáng)度，中央部為最大強(qiáng)度的方式，在縫隙的寬度方向上定向分布有電場201。另一方面，在利用差動供電線路供電的情況下，因為由正符號的電壓在縫隙內(nèi)產(chǎn)生的電場201a和由負(fù)符號的電壓在縫隙內(nèi)產(chǎn)生的電場201b具有等強(qiáng)度且反向的矢量，所以總合的兩電場抵消，不產(chǎn)生共振現(xiàn)象。因此，即使利用差動供電線路給二分之一波長縫隙共振器供電，原理上也不可能有電磁波的有效率的放射。因此，與利用單端線路供電的情況比較，使差動供電線路與二分之一波長縫隙共振器結(jié)合來實現(xiàn)天線特性并不容易。一般地，為了從差動傳送電路有效率地放射電磁波，不使用縫隙共振器，而采用緩慢地擴(kuò)大差動供電線路的二根信號線路的間隔由此作為偶極天線動作的方法(現(xiàn)有例3)。圖29(a)表示差動供電帶狀天線的立體透視示意圖，圖29(b)表示其上面示意圖，圖29(c)表示其下面示意圖。在圖29中也設(shè)定與圖26同樣的坐標(biāo)軸。在差動供電帶狀天線中，在電介質(zhì)基板101的上表面形成的差動供電線路103c的線路間隔在終端側(cè)呈錐狀變寬。在電介質(zhì)基板101的背面，在輸入端子側(cè)區(qū)域115a中形成有接地導(dǎo)體105，但在差動供電線路103c的終端位置的正下區(qū)域115b未設(shè)定接地導(dǎo)體。在圖30(a)、(b)中表示現(xiàn)有例3的典型的放射指向性特性的一個例子。在圖30(a)中表示YZ面的、在圖30(b)中表示XZ面的放射指向性特性。從圖中可看出，在現(xiàn)有例3中，主波束方向為+X方向，表示在XZ平面上分布廣的半值寬度的放射特性。原理上，在現(xiàn)有例3中得不到向士Y方向的放射增益。由于通過接地導(dǎo)體105反射，也能夠抑壓向負(fù)X方向的放射。在專利文獻(xiàn)2中公開有利用單端線路供電的可變縫隙天線。將專利文獻(xiàn)2的說明書的圖1作為圖31示出。利用配置在電介質(zhì)基板10的表面的單端線路6供電給基板背面上設(shè)定的二分之一波長的縫隙共振器5這一點是與現(xiàn)有例1相同的結(jié)構(gòu)。但是，通過在供電的二分之一波長縫隙共振器5的前端，再選擇性地連接多個二分之一波長縫隙共振器1、2、3、4，可實現(xiàn)自由度高的縫隙共振器配置。通過使縫隙共振器配置變化，而顯現(xiàn)出使電磁波的主波朿方向變化的功能(現(xiàn)有例4)。[專利文獻(xiàn)l]美國專利第6765450號說明書[專利文獻(xiàn)2]日本專利特開2004-274757號公報[非專禾J文獻(xiàn)l]ArtechHousePublishers"MicrostripAntennaDesignHandbook"pp.441_pp.4432001年
發(fā)明內(nèi)容在現(xiàn)有的差動供電天線、縫隙天線、可變天線中存在以下所示原理性的問題。第一，在現(xiàn)有例1中，主波束只向著士Z軸方向，難以使主波束向著士Y軸方向、土X軸方向。不管怎樣由于未達(dá)成與差動供電對應(yīng)，在供電信號變換中必需平衡-不平衡變換器(bahm)電路，產(chǎn)生元件數(shù)目增加、妨礙集成化等問題。第二，在現(xiàn)有例2中，由于二分之一波長的縫隙共振器只將單端線路的供電置換為差動供電線路，只得到非放射特性，難以進(jìn)行有效率的天線動作。第三，在現(xiàn)有例3中，在士Y軸方向的主波束定向困難。而且，當(dāng)彎曲差動線路時，由于彎曲部分的二配線間的相位差而產(chǎn)生不要的同相信號的反射，因此，在現(xiàn)有例3中不能采用彎曲供電線路，使主波束方向彎曲的解決策略。因此，作為在室內(nèi)環(huán)境中使用的移動終端上使用的天線，產(chǎn)生主波束方向不能定向的方向是極為不好的。第四，現(xiàn)有例3的放射特性由于半值寬度廣，難以避免通信品質(zhì)劣化。例如，當(dāng)所希望的信號從Z軸方向到來的情況下，不能抑制從+乂方向到來的不要信號的接收強(qiáng)度。在信號反射多的室內(nèi)環(huán)境中進(jìn)行高速通信時產(chǎn)生的深刻的多通道問題的回避，或在妨礙波到達(dá)得多的狀況下的通信品質(zhì)的維持明顯困難。第五，在現(xiàn)有例4中，也與第四個問題相同，難以抑壓從不同于所希望信號到達(dá)的方向到來的不要信號所帶給通信品質(zhì)的不利影響。即，即使能夠控制主波束方向的定向，仍存在妨礙波的抑壓不夠充分的問題。當(dāng)然，與第一個問題相同，也未達(dá)成與差動供電對應(yīng)。若歸納以上的問題，使用現(xiàn)有技術(shù)的任何一種，也難以同吋解決三個問題。S卩，難以實現(xiàn)以下可變天線第一，具有與差動供電電路的親和性，第二，能夠在廣闊的立體角范圍內(nèi)切換主波束方向，第三，具有對從主波束以外的方向到來的妨礙波的除去效果。本發(fā)明的目的在于提供可同時解決上述現(xiàn)有技術(shù)的三個問題的可變天線。本發(fā)明的差動供電可變換縫隙天線，包括電介質(zhì)基板；設(shè)置在上述電介質(zhì)基板的背面的接地導(dǎo)體面；由配置在上述電介質(zhì)基板的表面的二根鏡面對稱的信號導(dǎo)體構(gòu)成的差動供電線路；在上述接地導(dǎo)體面上形成的第一縫隙共振器；和在上述接地導(dǎo)體面上形成的第二縫隙共振器。上述第一縫隙共振器的一部分，與上述二根鏡面對稱的信號導(dǎo)體中的一根信號導(dǎo)體交叉，與另一根信號導(dǎo)體不交叉；上述第二縫隙共振器的一部分，與上述二根鏡面對稱的信號導(dǎo)體中的上述一根信號導(dǎo)體不交叉，與另一根信號導(dǎo)體交叉；在動作設(shè)定時，上述第一縫隙共振器的縫隙長度相當(dāng)于動作頻率中二分之一有效波長；在動作設(shè)8定時，上述第二縫隙共振器的縫隙長度相當(dāng)于動作頻率中二分之一有效波長；上述二根鏡面對稱的信號導(dǎo)體分別反相供電；上述第一縫隙共振器、上述第二縫隙共振器的至少任意一個具備高頻結(jié)構(gòu)可變功能和動作狀態(tài)切換功能的至少一個可變功能，由此實現(xiàn)至少兩種狀態(tài)的放射特性可變效果；上述第一和第二縫隙共振器由一部分與上述信號導(dǎo)體交叉的供電部位和不與上述信號導(dǎo)體交叉的選擇性放射部位串聯(lián)連接而形成的串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)構(gòu)成；在具有上述可變功能的上述第一和第二縫隙共振器中，對上述供電部位和上述選擇性放射部位間的連接進(jìn)行控制的選擇性導(dǎo)通路徑插入在上述供電部位和上述選擇性放射部位之間；在具有上述高頻結(jié)構(gòu)可變功能的上述第一和第二縫隙共振器中，多個上述選擇性放射部位與上述供電部位相互串聯(lián)連接，控制上述選擇性導(dǎo)通路徑，使得在上述選擇性放射部位中，動作時只有一個選擇性放射部位與上述供電部位連接；在具有上述動作狀態(tài)切換功能的上述第一和第二縫隙共振器中，控制上述選擇性導(dǎo)通路徑，使得非動作時，上述供電部位和上述選擇性放射部位間的連接被切斷。在優(yōu)選實施方式中，在從上述差動供電線路開放終端的地方至供電電路的距離相當(dāng)于動作頻率中四分之一有效波長的地點，對上述第一縫隙共振器和上述第二縫隙共振器供電。在優(yōu)選實施方式中，上述差動供電線路的終端點分別通過相同電阻值的電阻進(jìn)行終端接地。在優(yōu)選實施方式中，上述第一信號導(dǎo)體的終端點和上述第二信號導(dǎo)線的終端點通過電阻電連接。在優(yōu)選實施方式中，上述二個以上的不同的放射指向性中的一個放射指向性為通過以下方式實現(xiàn)的、使主波束向著具有與上述差動供電線路平行的方向的成分的方向的放射指向性設(shè)定二對縫隙共振器對組，使上述第一縫隙共振器的上述第一選擇性放射部位的第一中央部位和上述第二縫隙共振器的上述第二選擇性放射部位的第二中央部位，接近在動作頻率中不足四分之一有效波長的距離而配置；使上述第一縫隙共振器對的第一中央部位和上述第二縫隙共振器對的第一中央部位，相隔動作頻率中二分之一有效波長的程度配置；使上述第一縫隙共振器對的第二中央部位和上述第二縫隙共振器對的第二中央部位，相隔動作頻率中二分之一有效波長的程度配置。在優(yōu)選實施方式中，上述二個以上的不同的放射指向性中的一個放射指向性為通過使上述第一縫隙共振器的上述第一選擇性放射部位的第一中央部位和上述第二縫隙共振器的上述第二選擇性放射部位的第二中央部位，相隔動作頻率中二分之一有效波長的程度配置，由此使主波束方向向著連接上述第一中央部位和上述第二中央部位的第一方向，抑制對與上述第一方向正交的面方向的放射增益的放射指向性。在優(yōu)選實施方式中，上述第一方向具有與上述差動供電線路的供電方向正交的成分。在優(yōu)選實施方式中，上述二個以上的不同的放射指向性中的一個放射指向性為通過使上述第一縫隙共振器的上述第一選擇性放射部位的第一中央部位和上述第二縫隙共振器的上述第二選擇性放射部位的第二中央部位，接近動作頻率中不足四分之一有效波長的距離而配置，由此使主波束方向向著與上述電介質(zhì)基板正交的方向，抑制對連接上述第一中央部位和上述第二中央部位的第二方向的指向增益的放射指向性。采用本發(fā)明的差動供電縫隙天線，能夠同時實現(xiàn)以下三種效果第一，實現(xiàn)在現(xiàn)有的差動供電天線中不可能實現(xiàn)的方向上的有效率的放射，并且第二，使主波束方向在廣闊的立體角范圍內(nèi)可變，并且第三，原理性地實現(xiàn)在不同于主波束方向的至少二個方向上的增益抑壓。因此，作為在室內(nèi)環(huán)境中以高速通信用途使用的移動體終端用天線極為有用。圖1為本發(fā)明的差動供電縫隙天線的實施方式的從上面所視的透視示意圖；圖2為圖1的差動供電縫隙天線的實施方式的截面結(jié)構(gòu)圖，(a)為以圖1的直線Al-A2為切斷面的截面結(jié)構(gòu)圖，(b)為以圖1的直線Bl-B2為切斷面的截面結(jié)構(gòu)圖，(c)為以圖1的直線Cl-C2為切斷面的截面結(jié)構(gòu)圖；圖3為縫隙共振器601的周邊結(jié)構(gòu)的放大圖；圖4為縫隙共振器601內(nèi)的結(jié)構(gòu)放大圖；圖5為表示縫隙共振器601的結(jié)構(gòu)變化例的圖，(a)禾B(b)分別為通過高頻結(jié)構(gòu)可變功能顯現(xiàn)的縫隙共振器的結(jié)構(gòu)圖，(c)為利用動作狀態(tài)可變功能控制為非動作狀態(tài)時的縫隙共振器的結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明的差動供電縫隙天線的第一動作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明的差動供電縫隙天線的第一動作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖；圖8為本發(fā)明的差動供電縫隙天線的第二動作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖；圖9為本發(fā)明的差動供電縫隙天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明的差動供電縫隙天線的第二動作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖；圖11為本發(fā)明的差動供電縫隙天線的第二動作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖；圖12為在第二動作狀態(tài)下的本發(fā)明的差動供電縫隙天線的結(jié)構(gòu)圖；圖13為本發(fā)明的差動供電縫隙天線的第三動作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖；圖14為本發(fā)明的差動供電縫隙天線的第三動作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)圖；圖15為本發(fā)明的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為透視結(jié)構(gòu)示意圖，(b)為表示在接地導(dǎo)體上形成的縫隙圖形的結(jié)構(gòu)示意圖；圖16為本發(fā)明的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為表示芯片電容器的配置位置的結(jié)構(gòu)示意圖，(b)為表示高頻地實現(xiàn)的縫隙圖形的結(jié)構(gòu)示意圖；圖17為表示在本發(fā)明的實施例中，二極管開關(guān)配置位置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖18為在本發(fā)明的實施例的第一動作狀態(tài)中，高頻地實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為從上面所視的整體圖，(b)為縫隙共振器的放大圖；圖19為本發(fā)明的實施例的第一動作狀態(tài)的5.25GHz下的放射指向特性圖，(a)為YZ面的放射指向特性圖，(b)為XZ面的放射指向特性圖，(c)為XY面的放射指向特性圖；—圖20為在本發(fā)明的實施例的第一動作狀態(tài)中，高頻地實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖21為本發(fā)明的實施例的第一動作狀態(tài)的5.250^下的放射指向特性圖，(a)為YZ面的放射指向特性圖，(b)為XZ面的放射指向特性圖，(C)為XY面的放射指向特性圖22為在本發(fā)明的實施例的第二動作狀態(tài)中，高頻地實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為從上面所視的整體圖，(b)為縫隙共振器的放大圖；圖23為本發(fā)明的實施例的第二動作狀態(tài)的5.25GHz下的放射指向特性圖，(a)為YZ面的放射指向特性圖，(b)為XZ面的放射指向特性圖，(c)為XY面的放射指向特性圖24為在本發(fā)明的實施例的第三動作狀態(tài)中，高頻地實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖25為本發(fā)明的實施例的第三動作狀態(tài)的5.25GHz下的放射指向特性圖，(a)為YZ面的放射指向特性圖，(b)為XZ面的放射指向特性圖，(c)為XY面的放射指向特性圖26為單端線路供電二分之一波長縫隙天線(現(xiàn)有例l)的結(jié)構(gòu)圖，(a)為上面透視示意圖，(b)為截面結(jié)構(gòu)圖27為現(xiàn)有例1的放射指向特性圖，(a)為YZ面的放射指向特性圖，(b)為XZ面的放射指向特性圖28為二分之一波長縫隙共振器內(nèi)的電場分布的示意圖；(a)為利用單端供電線路供電的情況的示意圖，(b)為利用差動供電線路供電的情況的示意圖29為差動供電帶狀天線(stripantenna)(現(xiàn)有例3)的結(jié)構(gòu)圖，(a)為斜視透視示意圖，(b)為上面示意圖，(c)為下面示意圖30為現(xiàn)有例3的差動供電帶狀天線的放射指向特性圖，(a)為YZ面的放射指向特性圖，(b)為XZ面的放射指向特性圖。圖31為專利文獻(xiàn)2(現(xiàn)有例4)的圖1，為單端供電可變天線的示意結(jié)構(gòu)圖。標(biāo)號說明101……電介質(zhì)基板103……信號導(dǎo)體103a，103b……差動信號線路的成對信號導(dǎo)體，105，105a,105b，141，143……接地導(dǎo)體，接地導(dǎo)體區(qū)域111A'601，603，605，607……縫隙共振器113……供電線路的終端點115a……電介質(zhì)基板背面的輸入端子側(cè)區(qū)域115b……電介質(zhì)基板背面的差動供電線路終端位置的正下區(qū)域211a，211b，213，215，217a，217b，219……接地導(dǎo)體區(qū)域203ad，205，207a，207b，209a，209b......偏壓分離用縫隙601a，603a，605a，607a......供電部位601b，601c，603b，603c，605b，605c，607b，607c......選擇性放射部位601d，601e，603d，603e，605d，607d......高頻開關(guān)元件601f，603f，605f，607f，601h，603h，605h，607h……選擇性放射部位中心位置601g，603g，605g，607g,60lj，603j，605j，607j……電場矢量要素609……芯片電容器611……二極管開關(guān)613……方向Lm……從終端點至供電部位的距離H……基板厚度W……信號導(dǎo)體的配線寬度G……信號導(dǎo)體間的間隙寬度具體實施例方式以下，參照本發(fā)明的差動供電縫隙天線的實施方式。以下的實施方式的差動供電縫隙天線能夠在現(xiàn)有的差動供電天線中不可能放射的方向上實現(xiàn)有效率的放射，此外，能夠?qū)崿F(xiàn)向各種方向的主波束方向的切換。而且還能夠在不同于主波束方向的多個方向上抑制放射增益。(實施方式)圖1為表示本發(fā)明的差動供電縫隙天線的實施方式的圖，是從電介質(zhì)基板背面的接地導(dǎo)體側(cè)所視的透視示意圖。圖2(a)(c)分別以圖1的直線Al-A2、直線Bl-B2、直線Cl-C2切斷電路結(jié)構(gòu)時的截面結(jié)構(gòu)圖。圖中的坐標(biāo)軸和標(biāo)號與表示現(xiàn)有例的結(jié)構(gòu)或放射方向的圖26和圖29中的坐標(biāo)軸和標(biāo)號對應(yīng)。參照圖1，在電介質(zhì)基板101的背面形成有接地導(dǎo)體105，在電介質(zhì)基板101的表面上形成有差動供電線路103c。差動供電線路103c由鏡面對稱的一對信號導(dǎo)體103a、103b構(gòu)成。在接地導(dǎo)體105的一部分區(qū)域中，通過在厚度方向上完全除去導(dǎo)體，形成縫隙電路。具體而言，在接地導(dǎo)體105內(nèi)配置有四個縫隙共振器601、603、605、607。圖3為能夠?qū)崿F(xiàn)高頻結(jié)構(gòu)可變功能和動作狀態(tài)切換功能這兩種功能的縫隙共振器601的周邊放大圖。如圖3所示，縫隙共振器601的供電部位601a與選擇性放射部位601b、601c分別串聯(lián)連接構(gòu)成。多個縫隙共振器601、603、605、607內(nèi)，至少一個縫隙共振器對于外部控制信號，能可變地實現(xiàn)高頻結(jié)構(gòu)可變功能和動作狀態(tài)切換功能中的至少一種。為了實現(xiàn)可變功能，外部控制信號控制配置在供電部位60ia和選擇性放射部位601b之間的高頻開關(guān)元件601d，此外還控制配置在供電部位601a和選擇性放射部位601c之間的高頻開關(guān)元件601e。圖4為高頻開關(guān)元件601d、601e附近的放大圖。高頻開關(guān)元件601d控制連接或不連接跨縫隙兩側(cè)的接地導(dǎo)體區(qū)域105a、105b。如果將高頻開關(guān)元件601d控制為開放狀態(tài)，則維持供電部位601a和選擇性放射部位601b的連接。另一方面，如果通過將高頻開關(guān)元件601d控制為導(dǎo)通狀態(tài)而切斷供電部位601a和選擇性放射部位601b的連接，則能夠?qū)⑦x擇性放射部位601b從縫隙共振器結(jié)構(gòu)分離。這樣，具有高頻結(jié)構(gòu)可變功能的縫隙共振器至少包括二個選擇性放射部位。但是，動作時在縫隙共振器內(nèi)被選擇的選擇性放射部位的數(shù)量限定為一個。成為非選擇的余下的選擇性放射部位從縫隙共振器高頻地分離。圖5(a)(c)表示圖3的縫隙共振器601的高頻結(jié)構(gòu)的變化例。在圖5(a)(c)中未圖示出非選擇的選擇性放射部位。在圖5(a)所示的例子中，高頻開關(guān)元件601d開放，高頻開關(guān)元件601e導(dǎo)通。其結(jié)果是，供電部位601a和選擇性放射部位601c之間的連接被切斷，縫隙共振器具有供電部位601a和選擇性放射部位601b串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。另一方面，在圖5(b)所示的例子中，高頻開關(guān)元件601d導(dǎo)通，高頻開關(guān)元件601e開放。其結(jié)果是，供電部位601a和選擇性放射部位601b之間的連接被切斷，縫隙共振器具有供電部位601a和選擇性放射部位601c串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。動作狀態(tài)切換功能為切換動作狀態(tài)和非動作狀態(tài)的功能。該功能通過切換供電部位和選擇性放射部位之間的高頻開關(guān)元件的狀態(tài)而實現(xiàn)。圖5(c)表示將圖3的縫隙共振器601切換為非動作狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)。通過將二個高頻開關(guān)元件601d、601e都控制為導(dǎo)通狀態(tài)，可高頻地將連接于供電部位601a的全部選擇性放射部位從縫隙共振器分離。另一方面，如圖5(a)、(b)所示，在動作狀態(tài)下，可使多個選擇性放射部位的僅一個與供電部位601a連接。此外，在本發(fā)明中不假定將選擇的導(dǎo)通單元601d、601e都控制為開放狀態(tài)的狀態(tài)。在表1中歸納了高頻開關(guān)元件601d、601e的控制的組合和^l隙共振器601的高頻電路結(jié)構(gòu)變化。表l圖<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>供電部位和選擇性放射部位的有效電長度，以使得處在動作狀態(tài)的全部縫隙共振器的縫隙長度常為二分之一有效波長的方式而被預(yù)先設(shè)定。供電部位的長度優(yōu)選明顯短于各選擇性放射部位的長度:，本實施方式的縫隙共振器必須以成對結(jié)構(gòu)動作。即控制各縫隙共振器的狀態(tài)，使得處在與第一信號導(dǎo)體103a結(jié)合的動作狀態(tài)的縫隙共振器的數(shù)目Nl，和處在與第二信號導(dǎo)體103b結(jié)合的動作狀態(tài)的縫隙共振器的數(shù)目N2相互相等。具體而言，將圖1的結(jié)構(gòu)中，能以成對結(jié)構(gòu)動作的縫隙共振器的組合和不能以成對結(jié)構(gòu)動作的縫隙共振器的組合歸納在表2中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>從信號導(dǎo)體對的鏡面對稱面(在圖1中為信號導(dǎo)體103a和信號導(dǎo)體103b之間的面)來看，本實施方式的縫隙共振器的選擇性放射部位配置在供電部位結(jié)合的信號導(dǎo)體側(cè)。例如，由于第一縫隙共振器601的供電部位601a與第一信號導(dǎo)體103a結(jié)合，所以從信號導(dǎo)體的鏡面對稱面來看，選擇性放射部位601b、601c配置在第一信號導(dǎo)體103a方向上。成對動作的縫隙共振器按照從二根信號導(dǎo)體103a、103b接受等強(qiáng)度的電力供電的方式設(shè)定。為了滿足這個條件，可以使成對動作的縫隙共振器相對二根信號導(dǎo)體103a、103b物理地鏡面對稱配置。即使在縫隙共振器不能物理地鏡面對稱配置的情況下，通過對稱地設(shè)定縫隙共振器對的高頻特性，也能實現(xiàn)同樣的效果。即，只要保持成對動作的各縫隙共振器的共振頻率相等，并且與結(jié)合的信號導(dǎo)體的結(jié)合度為等強(qiáng)度即可。<關(guān)于因縫隙形狀的可變性產(chǎn)生的主波束定向可變性>以下，利用本實施方式說明使主波束方向在土X方向、士Y方向、士Z方向定向的三種狀態(tài)的縫隙共振器組的控制方法。使本實施方式的差動供電縫隙天線的放射特性與配置有多個天線元件要素的陣列天線的放射特性近似。在這種情況下的天線元件要素以在被選擇的選擇性放射部位的中心部位產(chǎn)生的電場矢量要素為放射源。在沿規(guī)定坐標(biāo)軸的方向上的陣列天線的放射特性由以下三個因素決定。第一個因素為沿規(guī)定坐標(biāo)軸定義的天線元件要素間的有效距離。第二個因素為由各天線元件要素激勵的電場矢量要素間的相位差。第三個因素為來自各天線元件要素的放射強(qiáng)度。以二個天線元件要素為例，從兩要素放射的電磁波成分到達(dá)規(guī)定坐標(biāo)軸無限遠(yuǎn)的點時，由第一因素產(chǎn)生的相位差為ei度，由第二因素產(chǎn)生的相位差為e2度。由第一因素和第二因素，在成為問題的坐標(biāo)軸的無限遠(yuǎn)的點，從兩天線元件要素放射的電磁波成分由ei和e2的和所決定的相位差es度而合成。如果使es的絕對值為o度以上且不足90度的值，優(yōu)選o度的條件成立，則從兩要素放射的電磁波成分在無限遠(yuǎn)的點疊加，引起在規(guī)定坐標(biāo)軸方向的放射增益的增大。此外，如果使es的絕對值為90度以上180度以下，優(yōu)選180度的條件成立，則從兩要素放射的電磁波成分抵消，引起在規(guī)定坐標(biāo)軸方向的放射增益的減小。在表3中歸納在規(guī)定坐標(biāo)軸方向的陣列天線的放射增益變化的三個因素的依存性。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>在本實施方式的差動供電縫隙天線的各縫隙共振器中，由于等強(qiáng)度地以成對結(jié)構(gòu)供電，能夠設(shè)定各矢量要素的矢量振幅相等。<關(guān)于零點特性的顯現(xiàn)效果、與現(xiàn)有例的差別>其次，說明作為本發(fā)明特有效果的零點特性的實現(xiàn)。在表3中，對于0s為180度，弓l起放射增益減小的組合3、4的關(guān)系，還存在特殊的條件。即，在es相當(dāng)于i8o度，不存在矢量要素間的振幅差的情況下，無限遠(yuǎn)的點的電磁波成分完全抵消，能夠強(qiáng)制地抑制放射。而且，由于本差動供電縫隙天線中，全部矢量要素的振幅設(shè)定為相等，所以在組合3、4的任何一個成立的方向上能夠得到零點特性。得到零點特性的方向為與主波束方向不同的至少二個方向，在典型的例子中，為與主波束方向正交的方向。在圖30所示的現(xiàn)有例4中，設(shè)定各天線元件中產(chǎn)生的電場矢量要素的矢量振幅為等強(qiáng)度極其困難。例如，難以使得供電的縫隙共振器5中產(chǎn)生的電場矢量要素與所連接的縫隙共振器14中產(chǎn)生的電場矢量要素為等振幅。雖然即使在二個矢量要素的振幅中產(chǎn)生非對稱性，也如現(xiàn)有例4主張的那樣，容易得到增益增大效果或增益減小效果，但是不能容易得到本發(fā)明的差動供電縫隙天線的這種零點特性。從以上的說明可明確，在現(xiàn)有例4中得不到本發(fā)明的特有效果。以下，具體說明使主波束方向在作為典型的坐標(biāo)方向的土X方向、士Y方向、士Z方向定向的情況下的三種典型的動作狀態(tài)，并對在各動作狀態(tài)中也有效地顯現(xiàn)零點特性進(jìn)行說明。<第一動作狀態(tài)使主波束方向在士X方向定向的情況〉首先，說明作為第一動作狀態(tài)，在使主波束方向在士X方向定向，同時在土Y方向、±Z方向上抑壓放射增益的情況下的縫隙共振器組的控制方法。在圖l所示的結(jié)構(gòu)中，通過選擇縫隙共振器601、603、6(.V5、607的選擇性放射部位601b、603b、605b、607b，將選擇性放射部位601c、603c設(shè)定為非選擇，能夠?qū)崿F(xiàn)第一動作狀態(tài)。在表4中歸納第一動作狀態(tài)的各縫隙共振器的控制狀態(tài)。表418<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>在第一動作狀態(tài)中，在電路內(nèi)出現(xiàn)包括圖6所示的4個縫隙共振器601、603、605、607的高頻結(jié)構(gòu)。以下，將來自第一動作狀態(tài)的天線的放射特性看作以4個縫隙共振器的選擇性放射部位601b、603b、605b、607b的各中央部位601f、603f、605f、607f中產(chǎn)生的電場矢量要素601g、603g、605g、607g為天線元件要素的陣列天線的放射特性進(jìn)行說明。在表5中歸納從X軸無限遠(yuǎn)的點所視的情況下的各電場矢量要素間的ei、e2、es的關(guān)系。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>作為例子，若注目于電場矢量要素601g，在組合l、3中，分別與605g、607g反相配置并且反相激勵條件成立，若注目于組合5/同相配置同相激勵條件成立，在任何一個組合中，放射增益都增強(qiáng)。在第一動作狀態(tài)中，即使注目于電場矢量要素601g以外的任何一個電場矢量要素，由于es反相的條件不成立，結(jié)果在X軸方向上能夠增強(qiáng)放射強(qiáng)度。例如在組合l中，ei大致相當(dāng)于180度，可從縫隙共振器601b、605b的縫隙長度為大致二分之一有效波長導(dǎo)出。在組合14中，雖然以61為180度，但縫隙共振器的選擇性放射部位的中心部位間不必嚴(yán)密地偏離180度，61為90度以上的情況可預(yù)知增益的增強(qiáng)效果。另一方面，在表6中歸納在從Y軸無限遠(yuǎn)的點所視的情況下的各電場矢量要素間的ei、e2、es的關(guān)系。在組合5、6中，0s為O度，增益為2倍的條件成立，同時在組合5、6內(nèi)包含的4個矢量要素，在組合14中同相配置反相激勵條件成立，可預(yù)知在Y軸方向的放射增益減小。在本差動供電縫隙天線中，由于沒有各組合的矢量要素的振幅差，所以不僅放射增益降低，而且能夠得到在Y方向上強(qiáng)制地被抑壓的零點特性。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>再在表7中歸納從Z軸無限遠(yuǎn)的點所視的情況下的各電場矢量要素間的91、62、es的關(guān)系。在組合5，6中，es為o度，來自各矢量要素的放射成分對放射增益的增強(qiáng)有幫助的條件成立，同時，全部矢量要素同相配置反相激勵條件成立的組合14也進(jìn)行成對動作，結(jié)果可預(yù)知在Z軸方向的放射增益的減小。在本差動供電縫隙天線中，由于沒有各組合的矢量要素的振幅差，所以不僅放射增益減小，而且能夠得到在Z軸方向上強(qiáng)制地被抑壓的零點特性。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>從以上結(jié)果可看出，在第一動作狀態(tài)中，由于來自各縫隙共振器的放射成分只是向x軸方向的放射成分疊加的條件成立，所以主波束方向定向為X軸方向，在與X軸正交的Y軸、Z軸方向上能夠抑壓增益。因此，也能夠抑制向X軸方向的放射波束的半值寬度。在圖7中表示使用圖1的結(jié)構(gòu)，得到與第一動作狀態(tài)同樣效果的動作狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)圖。在圖7的結(jié)構(gòu)中，將動作的縫隙共振器對的數(shù)目從2減至1?？p隙共振器601和607對天線動作有幫助，將縫隙共振器603和605控制為非動作狀態(tài)。在圖7的結(jié)構(gòu)中，能夠使主波束方向定向為與連接中心部位601f和中心部位607f的方向平行的方向613。在這種情況下，在大致與主波束正交的方向也能夠得到有效的增益抑壓效果。<第二動作狀態(tài)使主波束方向在土Y方向定向的情況〉其次，說明作為第二動作狀態(tài)，在使主波束方向在土Y方向定向，同時在士X方向、士Z方向上抑壓放射增益的情況下的縫隙共振器組的控制方法。在圖l所示的結(jié)構(gòu)中，通過選擇縫隙共振器601、603的選擇性放射部位601c、603c，將選擇性放射部位601b、603b設(shè)定為非選擇，將縫隙共振器605、607設(shè)定為非動作狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)第二動作狀態(tài)。在圖8中表示在第二動作狀態(tài)中，從圖1的結(jié)構(gòu)中除去非選擇的選擇性放射部位的結(jié)構(gòu)。在表8中歸納第二動作狀態(tài)的各縫隙共振器的控制狀態(tài)。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>以下，將來自第二動作狀態(tài)的天線的放射特性看作以二個縫隙共振器的選擇性放射部位601c、603c的各中央部位601h、603h中產(chǎn)生的電場矢量要素601j、603j為天線元件要素的陣列天線的放射特性進(jìn)行說明。在表9中歸納在從X軸、Y軸、Z軸的各無限遠(yuǎn)的點所視的情況下的各電場矢量要素間的ei、02、es的關(guān)系。表9<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>從表9中可看出，在Y軸方向上的放射增益增強(qiáng)，在X、Z軸方向上的放射增益被抑壓的條件成立。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)主波京在土Y方向定向，得到在與Y軸正交的士X、Z方向上的零點特性的，實用性高的放射指向性。在第二動作狀態(tài)中，作為主波束定向方向的土Y方向是以現(xiàn)有的差動供電天線難以實現(xiàn)的定向方向。因為能夠在正交方向上強(qiáng)制地得到零點特性，能夠有效地減小主波束的半值寬度。而且，由于作為實現(xiàn)第二動作狀態(tài)的最小限度的結(jié)構(gòu)所必要的只是一對縫隙共振器對而已，即使預(yù)先從圖1所示的電路結(jié)構(gòu)中減去縫隙共振器605、607，也能夠?qū)崿F(xiàn)第二動作狀態(tài)。并非圖1所示的結(jié)構(gòu)，在如圖9所示，對在全部的縫隙共振器中包含多個選擇性放射部位的結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的情況下，如圖10圖12中所示例子，能夠利用各種控制方法實現(xiàn)第二動作狀態(tài)。在圖10中，同時使2對共4個縫隙共振器601、603、605、607動作，實現(xiàn)第二動作狀態(tài)。在圖11中，使一對縫隙共振器605、607動作，使縫隙共振器601、603變化為非動作狀態(tài)，實現(xiàn)第二動作狀態(tài)。如圖12所示，即使在使并非嚴(yán)密鏡面對稱配置的一對縫隙共振器601、607動作的情況下，也能夠使主波束方向定向為與連接中心部位601j和中心部位607j的方向平行的方向613。在這種情況下，在與主波束大致正交的方向上，也能夠有效地得到增益的抑壓效果。在組合2中，可預(yù)知增益增強(qiáng)效果的不限于91為180度的情況，只要是縫隙共振器的選擇性放射部位的中心部位間的有效相位01為90度以上的情況，則原理上可預(yù)知放射增益的增強(qiáng)。<第三動作狀態(tài)使主波束方向在士Z方向定向的情況〉其次，說明作為第三動作狀態(tài)，在使主波束方向在士Z方向定向，同時在士X方向.±Y方向上抑壓放射增益的情況下的縫隙共振器組的控制方法。在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，通過選擇縫隙共振器601、603的選擇性放射部位601b、603b，將選擇性放射部位601c、603c設(shè)定為非選擇，將縫隙共振器605、607設(shè)定為非動作狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)第三動作狀—態(tài)。在表10中歸納第三動作狀態(tài)的各縫隙共振器的控制狀態(tài)。在圖13中表示在第三動作狀態(tài)中，從圖1的結(jié)構(gòu)中除去非選擇的選擇性放射部位的結(jié)構(gòu)。表10縫隙共振器動作/非動作結(jié)構(gòu)高頻開關(guān)元件開放導(dǎo)通601動作601a+601b601d601e603動作603a+603b603d603e605非動作-605d607非動作607d23以下，將來自第二動作狀態(tài)的天線的放射特性看作以二個縫隙共振器的選擇性放射部位601b、603b的各中心部位601f、603f中產(chǎn)生的電場矢量要素601g、603g為天線元件要素的陣列天線的放射特性進(jìn)行說明在表ll中歸納在從X軸、Y軸、Z軸的各無限遠(yuǎn)的點所視的情況下的各電場矢量要素間的ei、e2、es的關(guān)系。表11<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>從表1I中可知，由于在全部坐標(biāo)軸方向上，兩電場矢量要素的放射疊加，不產(chǎn)生相對的放射增益強(qiáng)度變化。即，在第三動作狀態(tài)中，實現(xiàn)縫隙共振器601的放射特性其強(qiáng)度疊加為二倍的放射特性」這里，縫隙共振器601單體的放射特性一定是將作為現(xiàn)有例1所示的，由單端供電線路供電的二分之一有效波長縫隙共振器，在XY面內(nèi)以Z軸為旋轉(zhuǎn)軸傾斜90度時的放射特性。如圖27所示，現(xiàn)有例l的放射特性為，主波束在士Z方向定向，在士X方向上得到良好的增益抑壓效果，在士Y方向上也可預(yù)知相對于主波束10dB左右的增益減小的放射特性。因此，利用本差動供電縫隙天線，放射特性為主波束方向在土Z方向定向，在土Y方向上得到零點特性，在士X方向上也可預(yù)知相對于主波束10dB左右的增益減小。而且，由于作為實現(xiàn)第三動作狀態(tài)的最小限度的結(jié)構(gòu)所必要的只為一對縫隙共振器對，即使為預(yù)先從圖1所示的電路結(jié)構(gòu)中減去縫隙共振器605、607的結(jié)構(gòu)，也能夠?qū)崿F(xiàn)第三動作狀態(tài)。即，為了實現(xiàn)對第二動作狀態(tài)和第三動作狀態(tài)進(jìn)行切換的可變性，不必要在結(jié)構(gòu)內(nèi)導(dǎo)入縫隙共振器605、607。''如圖14所示，即使在利用圖9的結(jié)構(gòu)，使一對縫隙共振器605、607動作，使縫隙共振器601、603變化為非動作狀態(tài)的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)第三動作狀態(tài)的特性。在表ii中，關(guān)于組合2，雖然以ei為o度，但不可能嚴(yán)密地將沿Y軸的縫隙共振器的選擇性放射部位的中心部位間的有效相位設(shè)定為o度。為了實現(xiàn)第三動作狀態(tài)，有必要抑壓在Y軸方向的增益的增強(qiáng)效果。因此，特別是必須將沿Y軸方向的縫隙共振器間的有效相位設(shè)定得小。具體而言，可將沿Y軸方向定義的ei設(shè)定為不足90度的值。<關(guān)于供電線路的開放位置的終端處理>差動供電線路103c可在終端點113上進(jìn)行開放終端處理。如果按照使從終端點113至縫隙共振器601、603、605、607的各供電部位的供電匹配長度，為在動作頻率中，相對于差動線路的奇模式傳播特性的四分之一有效波長的方式進(jìn)行設(shè)定，則能夠改善對縫隙共振器的輸入匹配特性。在差動供電線路103c的終端點上，可以通過等值的電阻元件，使第一信號導(dǎo)體103a、第二信號導(dǎo)體103b成為接地終端。在差動供電線路103c的終端點上，也可以通過電阻元件，連接第一信號導(dǎo)偉103a和第二信號導(dǎo)體i03b。向差動供電線路的終端點導(dǎo)入電阻元件，由于在導(dǎo)入的電阻元件中，消耗對天線電路的輸入電力的一部分，所以招致放射效率洚低，但能夠緩和對縫隙共振器的輸入匹配條件，還能夠減小供電匹配長度的值。<關(guān)于高頻開關(guān)元件的現(xiàn)實性>作為實現(xiàn)高頻開關(guān)元件601d、601e、603d、603e、605d、605e、607d、607e的方法，可以利用二級管開關(guān)、高頻開關(guān)、MEMS開關(guān)等。例如，如果使用市場銷售的二極管開關(guān)，例如在20GHz以下的頻帶域容易得到導(dǎo)通時的串聯(lián)電阻值為5Q，開放時的寄生串聯(lián)電容值為將近0.05pF程度的良好的切換特性。如上所述，通過采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，能夠提供一種可變天殘，其能夠?qū)崿F(xiàn)主波束向利用現(xiàn)有的縫隙天線或差動供電天線不能實現(xiàn)的方向的定向，和定向方向的切換，以及與主波束方向主要呈正交的方向的放射增益的抑壓。實施例作為實施例，在介電常數(shù)為4.3、厚度為0.5mm的電介質(zhì)基板上，利用銅配線分別在表面和背面上實施厚度為25微米的配線層后，利用濕法刻蝕在配線的厚度方向上完全除去一部分區(qū)域，形成表面的信號導(dǎo)體圖形，在背面形成接地導(dǎo)體圖形。在表面形成配線寬度W為0.6mm、配線間的間隙寬度G為0.5mm的差動供電線路。在圖15(a)中表示從本實施例的差動供電縫隙天線的下面所視的透視圖形圖，在圖15(b)中表示背面的圖形圖。在實施例中，形成寬度為O.lmm的地方、0.3mm的地方和lmm的地方三種縫隙圖形。在結(jié)構(gòu)內(nèi)形成4個縫隙共振器601、6(B、605、607?？p隙共振辨601、605只與第一信號導(dǎo)體103a,縫隙共振器603、607只與第二信'號導(dǎo)體103b，分別結(jié)合供電部位。縫隙共振器601和603、605和607分別形成鏡面對稱。在本實施例中也使用與現(xiàn)有例同樣的坐標(biāo)系?？p隙共振器601和605，還有縫隙共振器603和607分別以X=0的YZ平面作為對稱面，按鏡面對稱的關(guān)系配置。差動供電線路103c在X二+8作為開放終端。如圖i5(b)所示，在本實施例中，除了縫隙共振器以外，還形成有多個細(xì)的偏壓分離用縫隙，將接地導(dǎo)體區(qū)域的導(dǎo)體圖形細(xì)致地分割。接地導(dǎo)體區(qū)域215表示與差動供電線路103c的輸入點正下的接地導(dǎo)體區(qū)域219相同的直流電位。即，在接地導(dǎo)體區(qū)域215和接地導(dǎo)體區(qū)域219之間導(dǎo)體未被分割。但是，在接地導(dǎo)體區(qū)域211a、211b、213、217a、217b和接地導(dǎo)體區(qū)域215、219之間直流絕緣。即，必定將偏壓分離用縫隙203a203d、205、207a、207b、209a、209b和4個縫隙共振器601、603、605、607插入導(dǎo)體區(qū)域間，分割接地導(dǎo)體區(qū)域。偏壓分離用縫隙的縫隙寬度統(tǒng)一為O.lmm。但是，在本實施例中，由于有必要使這些接地導(dǎo)體區(qū)域作為高頻地互相導(dǎo)通而起作用，如圖16(a)所示，在跨偏壓分離用縫隙203a203d、205、207a、207b、209a、209b的位置上配置20個3pF的電容值的芯片電容器609，使接地導(dǎo)體區(qū)域間高頻地導(dǎo)通。如圖16(b)所示，在安裝芯片電容器后，在基板背面高頻地實現(xiàn)的縫隙圖形僅為4個縫隙共振器601、603、605、607。接著，在圖17箭頭所示的8個地方的位置上安裝二極管開關(guān)611。各二極管開關(guān)按照跨各縫隙共振器的寬度方向，連接接地導(dǎo)體區(qū)域間的方式安裝。使用的二極管開關(guān)為長度700微米、寬度380微米的GaAs的PIN二極管，在5.25GHz下，當(dāng)施加正符號的電壓時，作為直流電阻4Q高頻地起作用，表示0.4dB的插入損失，當(dāng)施加負(fù)電壓時或在不施加電壓的情況下，作為30fF的直流電容高頻地起作用，表示20dB的插入損失。在本實施例中，接地導(dǎo)體區(qū)域215常為直流電壓零伏。因此，如果通過電阻向外部的接地導(dǎo)體區(qū)域211a、211b、213、217a、217b施加控制電壓，能夠進(jìn)行顯現(xiàn)本實施例的4個縫隙共振器601、603、605、607的高頻結(jié)構(gòu)可變功能的控制。<對應(yīng)于第一動作狀態(tài)(士X方向)>作為第一動作狀態(tài)，向接地導(dǎo)體區(qū)域211a、211b施加正電壓，向接地導(dǎo)體區(qū)域213、217a、217b施加負(fù)電壓，實現(xiàn)如圖18(a)所示的這種縫隙結(jié)構(gòu)。即在第一動作狀態(tài)中，沿X軸方向配置4個縫隙共振器6C'i、603、605、607。全部的縫隙共振器形狀相等，在圖18(b)中僅表示將作為其中之一的縫隙共振器601放大后的圖。縫隙寬度在供電部位為0.3mm，在放射部位從0.3mm緩慢擴(kuò)大，最終為lmm。放射部位的長度為16mm。在第一動作狀態(tài)下，得到在5.25GHz下，相對差動信號的反射損失為負(fù)18.5dB的反射特性。在圖19(a)中表示YZ面的，在圖19(b)中表示XZ面的，在圖19(c)中表示XY面的放射指向特性。從XZ面、XY面的表示可看出，在第一動作狀態(tài)下，能夠使主波束方向在土X方向定向。放射增益為0.5dBi，正X方向和負(fù)X方向為大致相同的值。在士Z方向能夠得到相對主波束的抑壓比為22dB的零點特性。在土Y方向也能夠得到7dB的相對主波束的良好的抑壓比。變更偏壓分離用縫隙結(jié)構(gòu)，只使縫隙共振器603、605動作，在高頻地實現(xiàn)圖20所示的縫隙結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下，如圖21(a)(c)所示，也能夠得到使主波束方向從X軸方向向Y軸方向傾斜10度左右，并且在與主波束正交的方向上增益減小、抑壓的效果。<對應(yīng)于第二動作狀態(tài)(士Y方向)>在圖22(a)中表示作為第二動作狀態(tài)，在將正電壓施加在接地導(dǎo)體區(qū)域213、217a、217b上，將負(fù)電壓施加在211a、211b上的情況下，在電介質(zhì)基板背面高頻地形成的縫隙結(jié)構(gòu)。在第二動作狀態(tài)下，沿Y軸方向配置有4個縫隙共振器。各縫隙共振器相對乂=￥=0的原點旋轉(zhuǎn)對稱，抽出其中一個，在圖22(b)中以放大圖表示?？p隙寬度在供電部位為0.3mm，在放射部位為1mm，放射部位的長度為14.8mm。在第二動作狀態(tài)下，得到在5.25GHz下相對差動信號的反射損失為負(fù)18dB的良好的反射特性。在圖23(a)中表示YZ面的、在圖23(b)中表示XZ面的、在圖23(c)中表示XY面的放射指向特性。從YZ面、XY面的表示可看出，在第二動作狀態(tài)下，能夠?qū)崿F(xiàn)使主波束方向在土Y方向定向的放射指向特性。放射增益將近k吸，在+Y方向和負(fù)Y方向為大致相同的值?！繸方向能夠得到相對主波束的抑壓比為25dB的零點特性。在正X方向為8dB，在負(fù)X方向為10dB，即使在X軸方向也能夠得到相對主波束的良好的抑壓比。<對應(yīng)于第三動作狀態(tài)(士Z方向)>其次，作為第三動作狀態(tài)，向接地導(dǎo)體區(qū)域211a、211b、213施加正電壓，向接地導(dǎo)體區(qū)域217a、217b施加負(fù)電壓，實現(xiàn)圖24所示的這種縫隙結(jié)構(gòu)。即在第三動作狀態(tài)下，縫隙共振器605、607為非選擇，沿X軸二個縫隙共振器601、603應(yīng)該動作而出現(xiàn)。在第三動作狀態(tài)下，得到在5.25GHz下相對差動信號的反射損失為負(fù)6.5dB的反射特性。在圖25(a)中表示YZ面的、圖25(b)中表示XZ面的:.在圖25(c)中表示XY面的放射指向特性。'從YZ面、XZ面的表示可看出，在第三動作狀態(tài)下，能夠使主波束方向在士Z方向定向。放射增益為2.8dBi，在+Z方向和負(fù)Z'方向為大致相同的值。能夠得到在士Y方向相對主波束的抑壓比為16dB的零點特性，在+X方向為10.5dB，即使在因縫隙結(jié)構(gòu)的非對稱性而抑壓比稍微劣化的負(fù)X方向也為5dB，在X軸方向也能夠得到放射增益相對于主波束降低的效果。7.8說明書第25/26頁產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的差動供電縫隙天線，能夠向包括在現(xiàn)有的差動供電天線中困難的方向的各種方向，有效率地進(jìn)行放射。由于主波束方向的切換角大，不但能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋整個立體角的可變指向性天線，而且因為原理上能夠抑壓與主波束方向正交的方向上的指向性增益，特別是能夠?qū)崿F(xiàn)在多通道(multipass)多的室內(nèi)環(huán)境中的高速通信。本發(fā)明不但能夠在通信領(lǐng)域的用途中廣泛應(yīng)用，而且也可在使用無線電力傳送或ID標(biāo)記等無線技術(shù)的各領(lǐng)域中使用。以下，歸納本發(fā)明。本發(fā)明的差動供電可變縫隙天線，其包括電介質(zhì)基板(101);設(shè)置在上述電介質(zhì)基板(101)的背面的接地導(dǎo)體面(05);由配置在上述電介質(zhì)基板(101)的表面的二根鏡面對稱的信號導(dǎo)體(103a、103b)構(gòu)成的差動供電線路(103c);在上述接地導(dǎo)體面(105)上形成的第一縫隙共振器(601、605);和在上述接地導(dǎo)體面U05)上形成的第二縫隙共振器(603、607)。上述第一縫隙共振器(601、605)的一部分，與上述二根鏡面對稱的信號導(dǎo)體U03a、103b)中的一根信號導(dǎo)體(103a)交叉，與另一根信號導(dǎo)體U03b)不交叉，上述第二縫隙共振器(603、607)的一部分，與上述二根鏡面對稱的信號導(dǎo)體(103a、103b)中的上述一根信號導(dǎo)體(103a)不交叉，與另一根信號導(dǎo)體(103b)交叉，在動作設(shè)定時，上述第一縫隙共振器(601、605)的縫隙長度相當(dāng)于動作頻率中二分之一有效波長，在動作設(shè)定時，上述第二縫隙共振器(603、607)的縫隙長度相當(dāng)于動作頻率中二分之一有效波長，上述二根鏡面對稱的信號導(dǎo)體(103a、103b)分別反相供電，上述第一縫隙共振器、上述第二縫隙共振器(601、603、605、607)的至少任意一個具備高頻結(jié)構(gòu)可變功能和動作狀態(tài)切換功能的至少一29個可變功能，實現(xiàn)至少兩種狀態(tài)的放射特性可變效果。上述第一和第二縫隙共振器(601、603、605、607)由一部分與上述信號導(dǎo)體(103a、103b)交叉的供電部位(601a、603a、605a、607a)和不與上述信號導(dǎo)體(103a、103b)交叉的選擇性放射部位(601b、601c、603a、603c、605a、607a)串聯(lián)連接而形成的串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在具有上述可變功能的上述第一和第二縫隙共振器(601、603、605、607)中，對上述供電部位(601a、603a、605a、607a)和上述選擇性放射部位(601b、601c、603a、603c、605a、607a)間的連接進(jìn)行控制的選擇性導(dǎo)通路徑(601d、601e)插入在上述供電部位(601a、603a、605a、607a)和上述選擇性放射部位(601b、601c、603a、603c、605a、607a)之間；另一方面，在具有上述高頻結(jié)構(gòu)可變功能的上述第一和第二縫隙共振器(601、603、605、607)中，多個上述選擇性放射部位(601b、601c、603a、603c、605a、607a)與上述供電部位(601a、603a、605a、607a)相互串聯(lián)連接，控制上述選擇性導(dǎo)通路徑(601d、601e)，使得在上述選擇性放射部位(601b、601c、603a、603c、605a、6C'7a)中，動作時只有一個選擇性放射部位(601b、601c、603a、603c、605a、607a)與上述供電部位(601a、603a、605a、607a)連接，在具有上述動作狀態(tài)切換功能的上述第一和第二縫隙共振器(601、603、605、607)中，控制上述選擇性導(dǎo)通路徑(601d、601e)，使得非動作時，上述供電部位(601a、603a、605a、607a)和上述選擇性放射部位(601b、601c、603a、603c、605a、607a)間的連接被切斷。權(quán)利要求1.一種差動供電可變縫隙天線，其特征在于，包括電介質(zhì)基板；設(shè)置在所述電介質(zhì)基板的背面的接地導(dǎo)體面；由配置在所述電介質(zhì)基板的表面的二根鏡面對稱的信號導(dǎo)體構(gòu)成的差動供電線路；在所述接地導(dǎo)體面上形成的第一縫隙共振器；和在所述接地導(dǎo)體面上形成的第二縫隙共振器，其中，所述第一縫隙共振器的一部分，與所述二根鏡面對稱的信號導(dǎo)體中的一根信號導(dǎo)體交叉，與另一根信號導(dǎo)體不交叉，所述第二縫隙共振器的一部分，與所述二根鏡面對稱的信號導(dǎo)體中的所述一根信號導(dǎo)體不交叉，與另一根信號導(dǎo)體交叉，在動作設(shè)定時，所述第一縫隙共振器的縫隙長度相當(dāng)于動作頻率中二分之一有效波長，在動作設(shè)定時，所述第二縫隙共振器的縫隙長度相當(dāng)于動作頻率中二分之一有效波長，所述二根鏡面對稱的信號導(dǎo)體分別反相供電，所述第一縫隙共振器、所述第二縫隙共振器的至少任意一個具備高頻結(jié)構(gòu)可變功能和動作狀態(tài)切換功能的至少一個可變功能，由此實現(xiàn)至少兩種狀態(tài)的放射特性可變效果，所述第一和第二縫隙共振器由一部分與所述信號導(dǎo)體交叉的供電部位和不與所述信號導(dǎo)體交叉的選擇性放射部位串聯(lián)連接而形成的串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在具有所述可變功能的所述第一和第二縫隙共振器中，對所述供電部位和所述選擇性放射部位間的連接進(jìn)行控制的選擇性導(dǎo)通路徑，插入在所述供電部位和所述選擇性放射部位之間，在具有所述高頻結(jié)構(gòu)可變功能的所述第一和第二縫隙共振器中，多個所述選擇性放射部位與所述供電部位相互串聯(lián)連接，控制所述選擇性導(dǎo)通路徑，使得在所述選擇性放射部位中，動作時只有一個選擇性放射部位與所述供電部位連接，在具有所述動作狀態(tài)切換功能的所述第一和第二縫隙共振器中，控制所述選擇性導(dǎo)通路徑，使得非動作時，所述供電部位和所述選擇性放射部位間的連接被切斷。2.如權(quán)利要求l所述的差動供電縫隙天線，其特征在于在從所述差動供電線路開放終端的地方至供電電路側(cè)的距離相當(dāng)于動作頻率中四分之一有效波長的地點，對所述第一縫隙共振器和所述第二縫隙共振器供電。3.如權(quán)利要求l所述的差動供電縫隙天線，其特征在于所述差動供電線路的終端點分別通過相同電阻值的電阻進(jìn)行終端接地。4.如權(quán)利要求l所述的差動供電縫隙天線，其特征在于所述第一信號導(dǎo)體的終端點和所述第二信號導(dǎo)線的終端點通過電阻電連接。5.如權(quán)利要求l所述的差動供電縫隙天線，其特征在于所述二個以上的不同的放射指向性中的一個放射指向性為通過以下方式實現(xiàn)的、使主波束向著具有與所述差動供電線路平行的方向的成分的方向的放射指向性設(shè)定二對縫隙共振器對組，使所述第一縫隙共振器的所述第一選擇性放射部位的第一中央部位和所述第二縫隙共振器的所述第二選擇性放射部位的第二中央部位，接近在動作頻率中不足四分之一有效波長的距離而配置，使所述第一縫隙共振器對的第一中央部位和所述第二縫隙共振器對的第一中央部位，相隔動作頻率中二分之一有效波長的程度配置，使所述第一縫隙共振器對的第二中央部位和所述第二縫隙共振器對的第二中央部位，相隔動作頻率中二分之一有效波長的程度配置。6.如權(quán)利要求1所述的差動供電縫隙天線，其特征在于，所述二個以上的不同的放射指向性中的一個放射指向性為通過使所述第一縫隙共振器的所述第一選擇性放射部位的第一中央部位和所述第二縫隙共振器的所述第二選擇性放射部位的第二中央部位，相隔動作頻率中二分之一有效波長的程度配置，由此使主波束方向向著連接所述第一中央部位和所述第二中央部位的第一方向，抑制對與所述第一方向正交的面方向的放射增益的放射指向性。7.如權(quán)利要求5所述的差動供電縫隙天線，其特征在于所述第一方向具有與所述差動供電線路的供電方向正交的成分。8.如權(quán)利要求1所述的差動供電縫隙天線，其特征在于，所述二個以上的不同的放射指向性中的一個放射指向性為通過使所述第一縫隙共振器的所述第一選擇性放射部位的第一中央部位和所述第二縫隙共振器的所述第二選擇性放射部位的第二中央部位，接近在動作頻率中不足四分之一有效波長的距離而配置，由此使主波束方向向著與所述電介質(zhì)基板正交的方向，抑制對連接聽述第一中央部位和所述第二中央部位的第二方向的指向增益的放射指向性。全文摘要本發(fā)明涉及差動供電縫隙天線，其通過差動供電線路(103c)，使按照動作時的縫隙長度為二分之一有效波長的方式設(shè)定的縫隙共振器(601、603、605、607)成對動作，使電路內(nèi)出現(xiàn)以反相等振幅激勵的縫隙共振器組，并對各縫隙共振器內(nèi)的選擇性放射部位(601b、601c、603b、603c、605b、607b)的配置條件進(jìn)行切換。文檔編號H01Q3/24GK101326681SQ20078000059公開日2008年12月17日申請日期2007年3月26日優(yōu)先權(quán)日2006年4月3日發(fā)明者寒川潮,菅野浩申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社