专利名称：微型条状天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及传送微波或是频率数较微波还高的电波的微型条状天线(Micro StripeAntenna)，尤其涉及用来控制从微型条状天线所发送的整合性电波束的指向方向的技术。此外，本发明也涉及采用微型条状天线的高频感测器。
背景技术：
以往，已知有这样的微型条状天线分别在基板的表面及背面配置天线电极及接地电极，并通过在天线电极与接地电极之间施加微波的高频信号，而从天线电极往垂直方向发送电波。关于用来控制从天线电极所发送的整合性电波束的指向方向的技术，已知有下列几种。例如，记载于日本特开平7-128435号公报的技术是在基板的表面上配置多个的天线电极，切换高频开关并改变往各个天线电极的高频信号的供电线路的长度，由此而改变整合性电波束的指向方向。即，通过改变往多个的天线电极的供电线路的长度，而在多个天线电极所各自发送的电波之间产生相位差，使整合性电波束的指向方向往产生相位延迟的天线倾斜。此外，例如记载于日本特开平9-214238号公报的技术是配置多个整合性电波束的指向方向互为不同的天线电极，以高频开关来切换施加有高频信号的天线电极，由此而改变整合性电波束的指向方向。
一种采用从微型条状天线所发送的电波的物体检测装置乃为人所知。在此物体检测装置当中，通过如上述般的改变来自于微型条状天线的整合性电波束的指向方向，而可较固定整合性电波束的指向方向的情况，更为正确的检测出物体的位置及模样。例如，在XY方向上改变从微型条状天线所传送的整合性电波束的指向方向，而扫描2维范围，由此可掌握2维范围的物体的有无及模样。关于物体检测装置的用途，例如有自动循迹飞弹的目标检测，及便器装置的使用者检测等多种用途。在任何用途当中，可改变从微型条状天线所传送的整合性电波束的指向方向都极为有用。例如，在便器装置的使用者检测装置的情况下，若可更正确的检测出使用者的位置及状态，则可更适当的控制便器的洗净装置及脱臭装置等。就仅仅从正确掌握使用者的状态的目的来看，也许摄影机的功能较为适合，但是在便器装置上当然无法使用摄影机。因此，在采用电波的物体检测装置中，能够控制整合性电波束的指向方向更正确地掌握使用者的模样是极为重要。顺带一提的是，在日本，出于检测出人体的目的，可使用10.525GHz或是24.15GHz，此外，出于防止汽车事故的目的，可使用76GHz的频率数。
发明内容
根据日本特开平7-128435号公报及日本特开平9-214238号公报所揭示的以往技术，为了改变整合性电波束的指向方向，必须切换传送微波信号的供电线路。因此，必须采用严格地将相对于所使用的特定频率数的微波信号的阻抗调整为特定的适当值的高频开关，而如此的高频开关极为昂贵。尤其是，在连续性或是多阶段性改变整合性电波束的指向方向的情况下，需采用多个高频开关。然而，例如在便器装置的使用者检测装置的用途当中，采用多个昂贵零件，是不切实际。
因此，本发明的目的在于，在微型条状天线当中，通过简单的构成，使传送的整合性电波束的指向方向倾斜。
本发明的其他目的在于，在微型条状天线当中，通过简单的构成，使传送的整合性电波束的指向方向为可变。
本发明是根据本发明者们的研究所得到的新的创见而作出的发明。所谓该新的创见，是指一旦将微型条状天线的天线电极，在与该区域中的供电点不同的某处上，连接于接地电极，则从该天线电极所发送的微波电波的相位，较未连接于接地电极之时而偏移。即，若改变天线电极的区域中的连接于接地电极之处的位置，则相位的偏移量也改变。本发明是在构成为输出多个电波束的微型条状天线中，应用上述创见，使多个电波束中的一部分电波束的相位，从其他电波束偏移。由此，使多个电波束互相整合而形成的整合性电波束的指向方向倾斜。由于一旦改变相位的偏移量，则整合性电波束的斜率也改变，因此指向方向为可变。
例如，在微型条状天线具备多个天线电极的情况下，是从这些多个天线电极输出多个电波束。在此情况下，多个天线电极中的一部分天线电极，在该电极中的某处，与接地电极连接。如此，从该天线电极所发送的电波的相位，从其他天线电极所发送的电波偏移，因此，使整合后的整合性电波束的指向方向倾斜。或者是，在二次共振模式下使1个天线电极动作的情况下，从该1个天线电极发送出形成为条纹状的2条电波束。在此情况下，若将从该1个天线电极的区域当中所选出的某处连接于接地电极的话，则形成为条纹状的2条电波束中的1条电波束的相位，从另1条电波束偏移。因此，互相整合后的整合性电波束的指向方向产生改变。
为了不对天线电极的特性产生不良影响，用于将天线电极连接于接地电极的连接构件可配置在这样的位置上，使得将天线电极投影于水平视图上时位于天线电极的区域内。此外，若设置用于开闭由该连接构件实现的天线电极与接地电极之间的连接的开关，并导通/不导通该开关，则可将整合性电波束的指向方向切换至与天线电极呈直角的方向上，以及从该方向倾斜的方向上。若在相位的偏移量为不同的天线电极的多个位置上，设置各个连接构件及开关，而能改变连接于接地电极的位置的话，则可多个阶段地改变整合性电波束的指向方向。上述开关，只要具备可让特定频率数的微波信号良好地通过某种程度的阻抗特性即可，而不需如以往技术那样必须具备严格的适当值的阻抗，因而不需采用极为昂贵的高频开关。
除了在接地电极上连接或是切离天线电极的所谓的导通/非导通控制之外，也可采用连续性或是阶段性的改变天线电极与接地电极之间的电性耦合程度，即对高频信号的阻抗的方法。整合性电波束的指向方向因根据该阻抗的变化，而产生改变。
依循根据上述原理的本发明的一方面的微型条状天线，其特征在于，具备绝缘性基板；及配置于上述基板的一面上、并各自具有用于施加高频讯号的供电点的多个天线电极；及配置于上述基板的另一面或是内部的用于提供接地位准的接地电极；及用于在与上述供电点不同的至少一处上，将上述多个天线电极中至少一个天线电极，连接于上述接地电极的连接构件；上述连接构件配置于这样的位置上，使得将上述至少一个天线电极投影于水平视图上时位于上述至少一个天线电极所占据的平面区域内，且通过在该位置上将上述至少一个天线电极连接于上述接地电极，而使从上述天线电极所放射的整合性电子束的指向方向，从上述基板的法线方向倾斜。根据此微型条状天线，由于在多个天线电极当中，从以连接构件连接于接地电极的天线电极输出的电波束，以及从其他天线电极输出的电波束之间的相位产生偏移，因此整合从多个天线电极输出的多个电波束，而使整合性电子束的指向方向倾斜。
较理想的实施型态为，上述至少一个天线电极的连接于上述接地电极的上述至少一处存在于这样的位置上，该位置与从上述至少一个天线电极的上述供电点朝向终端边缘离开上述高频讯号的1/4波长的奇数倍的距离的位置不同。通过将此处连接于接地电极，可有效的获得上述指向方向倾斜的作用。
较理想的实施形态为，上述连接构件为，贯通与上述至少一个天线电极的上述至少一处对应的上述基板的位置的导电性通孔，具有连接于上述至少一个天线电极的上述至少一处的一端、及连接于上述接地电极的另一端。上述通孔的直径例如为0.1mm以下。此外，根据其他较理想的实施形态，上述至少一个天线电极的至少一边缘，是沿着上述基板的至少一边缘而配置的；上述连接构件为，配置于上述基板的上述至少一边缘的侧面上的导电体，并具备连接于上述至少一个天线电极的上述至少一边缘的至少一处的一端、及连接于上述接地电极的另一端。在上述形态当中，均可简化连接构件的构成。
较理想的实施形态为，上述至少一个天线电极的连接于上述接地电极的上述至少一处存在于，上述至少一个天线电极的终端边缘的附近，且在与从上述供电点朝向终端边缘的方向垂直的方向上位于大致中央的位置上。
较理想的实施形态为，又具备对由上述连接构件实现的上述至少一个天线电极与上述接地电极之间的连接进行开闭的开关。通过此开关的导通/非导通，可改变整合性电波束的指向方向。
较理想的实施形态为，上述开关配置于上述连接构件与上述接地电极的连接位置。由于如此配置的开关隐藏于天线电极的背后，因此不会对天线电极的特性产生不良影响。
上述开关具备各自连接于上述连接构件及上述接地电极的2个电性接点，该2个电性接点在导通状态下，具有第1间隙而相隔，在非导通状态下，则具有比第1间隙还大的第2间隙而相隔。或者是，上述开关也可采用在各自连接于上述连接构件及上述接地电极的2个电性接点之间具备绝缘膜的开关。不管怎样，均可采用MEMS开关来做为如此构造的开关。
此外，用于向上述多个天线电极供应高频电力的供电线，可设置于与基板的天线电极相同的面上，或是设置于相反侧的面上。在供电线设置于相反侧的面的情况下，供电线与天线电极之间的连接，可通过贯通基板的通孔而进行。
较理想的实施形态为，上述供电线在基板的几乎中央的位置上，具备连接于振荡电路的基础的供电点，并构成为，从该基础的供电点往互为相反的两方向分歧，且从上述基础的供电点的供电线的分歧方向与激振各个天线电极的方向，并不一致于一个方向。在上述多个天线电极上，分别设置上述连接构件及上述开关。根据此微型条状天线，例如通过操作位于最左侧的1个以上的电极的开关，可使整合性电波束的指向方向向水平视图的例如右侧(相反，若操作位于最右侧的1个以上的电极的开关，则可使电波束例如往左侧)倾斜，另一方面，例如通过操作位于最上侧的1个以上的电极的开关，可使整合性电波束的指向方向向水平视图的例如下侧(相反的，若操作位于最下侧的1个以上的电极的开关，则可使电波束例如往上侧)倾斜。此外，通过改变在相同侧同时导通的开关的个数，则可改变往相同侧倾斜的指向方向的倾斜角度的大小。
较理想的实施形态为，上述基板的一面上的上述多个天线电极，被具有比上述基板的介电常数还大的介电常数的电介质所包覆。在以电介质所包覆的天线电极的表面上，高频信号的波长，较电极表面直接接触于空气的情况还短，因此可根据该减少的量而缩小天线电极的尺寸及间隔。即，更可提高可配置于相同尺寸的基板上的天线电极的数目及密度。结果为，可使电波束的指向方向的可调节的倾斜的分解能更为精细。
较理想的实施形态为，上述至少一个天线电极被分割为，在载从上述供电点朝向终端边缘的方向上延伸的多个条纹电极。由此，可提升电波束的增益及指向性。
也可配置电介质为连接于上述天线电极的端部。也可在上述天线电极的旁边形成空孔构造。也可在上述天线电极的旁边配置无供电电极。
依循本发明的其他方面的微型条状天线，其特征为，具备绝缘性基板；及配置于上述基板的一面上，并具备用于施加高频讯号的供电点的至少1个天线电极；及配置于上述基板的另一面或是内部的接地电极；及用于在与上述供电点不同的至少一处上，将上述天线电极连接于上述接地电极的连接构件；上述连接构件配置于这样的位置，使得将上述天线电极投影于水平视图上时位于上述天线电极所占据的平面区域内，且通过在该位置上将上述天线电极连接于上述接地电极，而使从上述天线电极所放射的整合性电子束的指向方向，从上述基板的法线方向倾斜。较理想的实施形态为，上述天线电极具备，接收上述高频讯号而在二次共振模式下动作的二维尺寸。根据此微型条状天线，从1个天线电极输出形成为条纹状的2条电波束，并且当中1条电波束的相位，从另1条电波束偏移，因而使整合性电子束的指向方向倾斜。
依循本发明的另一方面的微型条状天线，其特征为，具备绝缘性基板；及配置于上述基板的一面上，并各自具备用于施加高频讯号的供电点的多个天线电极；及配置于上述基板的另一面或是内部的用于提供接地位准的接地电极；及用于在与上述供电点不同的多个位置上，各自将上述多个天线电极中的至少一个天线电极连接于上述接地电极的连接构件。根据此微型条状天线，由于在多个天线电极当中，从以连接构件而连接于接地电极的天线电极中所输出的电波束，与从其他天线电极中所输出的电波束之间的相位产生偏移，因此整合从多个天线电极中所输出的多个电波束，而使整合性电子束的指向方向倾斜。此外，可通过开关，来选择多个连接构件中哪个为有效哪个为无效。通过此选择，可改变整合性电子束的指向方向的倾斜方向及角度。
依循本发明的另一方面的微型条状天线，其特征为，具备绝缘性基板；及配置于上述基板的一面上，并具备用于施加高频讯号的供电点的至少一个天线电极；及配置于上述基板的另一面或是内部的接地电极；及用于在与上述供电点不同的多个位置上，各自将上述天线电极连接于上述接地电极的多个连接构件；及各自对上述多个由连接构件实现的上述天线电极与上述接地电极之间的连接进行开闭的多个开关。较理想的实施形态为，上述天线电极具备，接收上述高频讯号而在二次共振模式下动作的二维尺寸。根据此微型条状天线，从1个天线电极中输出形成为条纹状的2条电波束。一旦将该天线电极的上述多个位置中的某一个连接于接地电极，则2条电波束之间产生相位偏移，因此使整合性电子束的指向方向倾斜。通过上述多个开关，来选择将上述多个位置当中的何处连接于接地电极，可改变整合性电子束的指向方向的倾斜方向及角度。
依循本发明的另一方面的微型条状天线，其特征为，具备绝缘性基板；及配置于上述基板的一面上，并各自具备用于施加高频讯号的供电点的多个天线电极；及配置于上述基板的另一面或是内部的用于提供接地位准的接地电极；及用于在与上述供电点不同的至少一处上，将上述多个天线电极中至少一个天线电极电性耦合于上述接地电极的连接构件；及改变由上述连接构件实现的上述至少一个天线电极与上述接地电极之间的电性耦合所具备的对上述高频信号的阻抗的阻抗可变装置。根据此微型条状天线，由于在多个天线电极当中，从以连接构件而电性耦合于接地电极的天线电极中所输出的电波束，与从其他天线电极中所输出的电波束之间的相位产生偏移，因此整合从多个天线电极中所输出的多个电波束，而使整合性电子束的指向方向倾斜。并通过改变该电性耦合所具备的对上述高频信号的阻抗，可改变整合性电子束的指向方向的倾斜方向及角度。
较理想的实施形态为，上述阻抗可变装置设置于上述连接构件与上述接地电极的电性耦合处。
较理想的实施形态为，上述阻抗可变装置改变由上述连接构件实现的上述至少一个天线电极与上述接地电极之间的电性线路的实效长度或是剖面积，而改变上述阻抗。其他较理想的实施形态为，上述阻抗可变装置，改变由上述连接构件实现的上述至少一个天线电极与上述接地电极之间的静电电容，而改变上述电路的阻抗。
较理想的实施形态为，在上述至少一个天线电极上，设置贯通上述基板的导电性的多个上述通孔来作为上述连接构件，并在上述多个通孔上设置多个上述开关。通孔的直径例如为0.1mm以下。此外，上述阻抗可变装置从上述多个开关当中，选择多个开关的组合而导通。通过改变所导通的开关的组合，来改变电波束的指向方向。
上述阻抗可变装置可采用，具备各自连接于上述连接构件及上述接地电极的2个电性接点，上述2个电性接点在第1状态当中，具有第1间隙而相隔，在第2状态当中，则具有较上述第1间隙还大的第2间隙而相隔的装置。或者是，上述阻抗可变装置可采用，在各自连接于上述连接构件及上述接地电极、且相互的距离为可变的2个电性接点之间具备绝缘膜的装置。在上述形态当中，均可采用MEMS开关来作为如此构造的阻抗可变装置。
依循本发明的另一方面的微型条状天线，其特征为，具备绝缘性基板；及配置于上述基板的一面上，并具备用于施加高频讯号的供电点的至少一个天线电极；及配置于上述基板的另一面或是内部的用于提供接地位准的接地电极；及用于在与上述供电点不同的至少一处上，将上述天线电极电性耦合于上述接地电极的连接构件；及改变由上述连接构件实现的上述至少一个天线电极与上述接地电极之间的电性耦合所具备的对上述高频信号的阻抗的阻抗可变装置。较理想的实施形态为，上述天线电极具备接收上述高频讯号而在二次共振模式下动作的二维尺寸。根据此微型条状天线，从1个天线电极中输出形成为条纹状的2条电波束。并由于上述的电性耦合，而使当中1条电波束的相位从另1条电波束偏移，因而使整合性电子束的指向方向倾斜。并通过改变该电性耦合所具备的对上述高频信号的阻抗，可改变整合性电子束的指向方向的倾斜方向及角度。
此外，本发明还提供一种高频感测器，该高频感测器具备采用依循上述本发明的微型条状天线的传送天线；及用于接收上述传送天线所输出的电波的来自于物体的反射波或是穿透波的，与上述传送天线为相同的天线或是与上述传送天线为不同的天线的接收天线；及接收来自于上述接收天线的电性信号而进行处理的处理电路。
图1为显示具备多个天线电极的一般的微型条状天线的立体图。
图2为显示本发明的微型条状天线的一种实施形态的俯视图。
图3为显示图2的A-A剖面图。
图4为显示同实施形态的天线电极的接地点位置与整合性电波束的倾斜角度的关系的图。
图5为显示同实施形态的天线电极的接地点的其他配置例的俯视图。
图6为显示本发明的微型条状天线的第2实施形态的俯视图。
图7为显示图6的B-B剖面图。
图8为显示本发明的微型条状天线的第3实施形态的俯视图。
图9为显示同实施形态的天线电极的接地点的其他配置例的俯视图。
图10为显示本发明的微型条状天线的第4实施形态的俯视图。
图11为显示同实施形态的天线电极的接地点的其他配置例的俯视图。
图12为显示同实施形态的天线电极的接地点的另外的配置例的俯视图。
图13为显示同实施形态的天线电极的接地点的另外的配置例的俯视图。
图14为显示本发明的微型条状天线的第5实施形态的俯视图。
图15为显示本发明的微型条状天线的第6实施形态的俯视图。
图16为显示用于实现本发明的微型条状天线的第11的变形中天线电极及接地电极的配置剖面图。
图17为显示本发明的微型条状天线的第7实施形态的剖面图。
图18为显示本发明的微型条状天线的第8实施形态的俯视图。
图19为显示图18的C-C剖面图。
图20为显示本发明的微型条状天线的第9实施形态的俯视图。
图21为显示同实施形态的后视图。
图22为显示图20的D-D剖面图。
图23为显示图21的通孔与接地电极的连接处S的放大图。
图24为显示本发明的微型条状天线的第10实施形态的剖面图。
图25为显示本发明的微型条状天线的第11实施形态的通孔与接地电极的连接处的部分的俯视图。
图26为显示本发明的微型条状天线的第12实施形态的通孔与接地电极的连接处的部分的俯视图。
图27为显示本发明的微型条状天线的第13实施形态的通孔与接地电极的连接处的部分的俯视图。
图28为显示本发明的微型条状天线的第14实施形态的通孔与接地电极的连接处的部分的俯视图。
图29为显示本发明的微型条状天线的第15实施形态的通孔与接地电极的连接处的部分的俯视图。
图30为显示本发明的微型条状天线的构造的变形与电波放射方向的变化的例子的图。
图31为显示本发明的微型条状天线的构造的变形与电波放射方向的变化的例子的图。
图32为显示本发明的微型条状天线的构造的变形与电波放射方向的变化的例子的图。
图33为显示本发明的微型条状天线的构造的变形与电波放射方向的变化的例子的图。
图34为显示从实验中所获得的通孔的直径(横轴)与整合电波的放射角度(纵轴)的关系的图。
图35为显示从实验中所获得的于通孔与接地电极之间形成短路的线宽(横轴)与整合电波的放射角度(纵轴)的关系的图。
图36为显示本发明的微型条状天线的第16实施形态的俯视图。
图37为显示本发明的微型条状天线的第17实施形态的俯视图。
图38为显示本发明的微型条状天线的第18实施形态的俯视图。
图39为显示本发明的微型条状天线的第19实施形态的俯视图。
图40为显示本发明的微型条状天线的第20实施形态的俯视图。
图41为显示本发明的微型条状天线的第21实施形态的俯视图。
图42为显示本发明的微型条状天线的第22实施形态的俯视图。
图43为显示本发明的微型条状天线的构造的变形与电波放射方向的变化的例子的图。
图44为显示本发明的微型条状天线的构造的变形与电波放射方向的变化的例子的图。
图45为显示本发明的第23实施形态的微型条状天线的天线电极的俯视图。
图46为显示图45的微型条状天线中通孔的直径与信号传达量与电波束的倾斜角度的关系的一例的图。
图47为显示图45的微型条状天线中导通的通孔的选择与电波束的倾斜角度等的关系的一例的图。
图48为显示本发明的第24实施形态的微型条状天线的天线电极的俯视图。
图49为显示在图48的微型条状天线中往右方倾斜电波束的方法的俯视图。
图50为显示在图48的微型条状天线中往左方倾斜电波束的方法的俯视图。
图51为显示在图48的微型条状天线中往下方倾斜电波束的方法的俯视图。
图52为显示在图48的微型条状天线中往上方倾斜电波束的方法的俯视图。
图53为显示在图48的微型条状天线中调节电波束的倾斜角度大小的方法的俯视图。
图54为显示在图48的微型条状天线中调节电波束的倾斜角度大小的方法的俯视图。
图55为显示在图48的微型条状天线中调节电波束的倾斜角度大小的方法的俯视图。
图56为显示图48的微型条状天线的变形例的俯视图。
图57为显示图48的微型条状天线的其他变形例的俯视图。
图58为显示在图48的微型条状天线中，改善电波束的指向性的方法的俯视图。
图59为显示在图48的微型条状天线中，改善电波束的指向性的方法的俯视图。
图60为显示天线电极的构造的变形例的俯视图。
图61为显示以电介质包覆天线电极的微型条状天线的变形例的剖面图。
图62为说明由图61的构造所达成的天线电极的集聚度提升效果的俯视图。
图63为说明由图61的天线电极的集聚度提升效果所达成的倾斜角度可变分解能的提升效果的图。
图64为显示在天线电极之间的空隙中设置电介质层的变形例的剖面图。
图65为显示图64的构造的其他变形例的剖面图。
图66为显示在天线电极之间的空隙中设置空孔的变形例的剖面图。
图67为显示本发明的第25实施形态的微型条状天线的俯视图。
图68为显示图67的微型条状天线的作用的俯视图。
图69为显示图67的微型条状天线的作用的俯视图。
图70为显示本发明的第26实施形态的微型条状天线的俯视图。
图71为显示图70的E-E剖面图。
图72A为显示适用于控制电波束的斜率的用途的MEMS开关的非导通状态的剖面图，图72B为显示同MEMS开关的导通状态的剖面图。
图73A为显示以往类型的MEMS开关的电性连接点的非导通状态的剖面图，图73B为显示同电性连接点的导通状态的剖面图。
图74A为显示图72所示的MEMS开关的电性连接点的非导通状态的剖面图，图74B为显示同电性连接点的导通状态的剖面图。
图75A为显示适用于控制电波束的斜率的用途的开关的变形例的电性连接点的非导通状态的剖面图，图75B为显示同电性连接点的导通状态的剖面图。
具体实施例方式
以下参照附图来说明本发明的微型条状天线的实施形态。图1为显示具备多个天线电极的一般的微型条状天线的立体图。
在图1中，在绝缘性的基板1的表面上，以形状上及位置上呈线对称的关系，配置有具有相同尺寸以及相同矩形状的A天线电极2及B天线电极3，并在基板背面的几乎整个面上配置接地电极4。在设置于A天线电极2及B天线电极3的各自的相同一侧的边缘的中央点的供电点P、P上，通过供电线路10，施加例如为10.525GHz的高频电压Vf。接地电极4接地并提供接地位准。至A天线电极2及B天线电极3的供电线路10的长度相同。供电点P、P也可不配置于天线电极2、3的边缘，而是配置于从天线电极2、3的边缘往内侧进入某距离的位置上。通过如此的构成，可从A天线电极2及B天线电极3当中，以与基板1垂直的指向方向，传送相同电场强度的电波束7、8。
根据发明者们的实验结果，一旦将多个天线电极中某一天线电极的某处与接地电极相连接，则在连接于接地电极的天线电极之间传输的高频信号的相位，与在未连接于接地电极的天线电极之间传输的高频信号的相位之间产生相位偏移，因此确认出，多个天线电极所传送的整合性电波束的指向方向倾斜。连接于接地电极的天线电极相对于未连接于接地电极的天线电极的相位偏移，是因天线电极上接地电极的连接位置及天线电极的形状等而不同，可能为相位前进或是相位延迟。相位偏移的量也因天线电极上接地电极的连接位置及天线电极的形状等而有所不同。
例如，在天线电极为某形状的情况下，由于在连接于接地电极的天线电极之间传输的高频信号的相位，较在未连接于接地电极的天线电极之间传输的高频信号的相位还前进，因此整合从多个天线电极所输出的电波束的整合性电波，向未连接于接地电极的天线电极侧(即相位延迟的天线电极侧)倾斜。以下，以在连接于接地电极的天线电极之间传输的高频信号的相位较在未连接于接地电极的天线电极之间传输的高频信号的相位还前进的情况为例，来说明本发明的实施形态。
图2为显示本发明的微型条状天线的一种实施形态的俯视图。图3为图2的A-A剖面图。
图2及图3所示的微型条状天线，基本构成与图1所示的微型条状天线相同，即，具备基板1、A天线电极2、B天线电极3、接地电极4、供电线路10。A天线电极2及B天线电极3在形状上及位置上呈线对称的关系。除此之外，一边的电极，例如A天线电极2的某一处2A连接于接地电极4。即，导电性的连接构件(以下称为「通孔」)5贯通对应于A天线电极2的上述一处2A的基板1的位置，此通孔5的一端上耦合于A天线电极2的上述一处，另一端耦合于接地电极4。如此，A天线电极2的上述一处2A通过通孔5，而连接于接地电极4。将连接于接地电极4(或者是，如后文所说明那样，可通过开关、其他电路在期望之际来接地)的天线电极的部分，称为「接地点」。如图2所示，从天线电极2、3的图中下侧的供电点P、P开始至相反侧的边缘(终端边缘)为止的天线电极2、3的长度L，被设计为，与高频信号在基板1中的半波长λg/2相同或是稍微短。在此，λg为于基板1之间传输的高频信号的波长。此外，若以真空中的高频信号电波的波长为λ，基板1的介电常数为εr，则λ＝εr1/2·λg。在图2所示的例子中，A天线电极2的接地点2A配置于与具有供电点P的边缘为相反侧的终端边缘的一处上。从A天线电极2所发射出的电波束的相位，较从B天线电极3所发射出的电波束的相位还稍微前进，结果为，整合两条电波束的整合性电波束的指向方向，如图2中箭头所示向B天线电极3的一侧倾斜。
在图2所示的构成当中，若改变A天线电极2的接地点2A的位置，则整合性电波束的指向方向的倾斜角度产生改变。图4为显示在天线电极2、3为某种形状的情况下，由实验所获得的、接地点2A的位置与整合性电波束的指向方向相对于基板面的垂直方向的倾斜角度之间的关系的特性图。在图4当中，横轴显示，以A天线电极2的供电点P为原点0的情况下图2所示的长度L的方向上的接地点2A的位置，纵轴显示整合性电波束的指向方向的倾斜角度。
从图4中可得知，在从长度L的方向的供电点P开始至接地点2A为止的距离几乎为0(即接地点2A与供电点P位于相同边缘上)，或是几乎为半波长λg/2(即接地点2A位于与供电点P相反侧的终端边缘上)之时，整合性电波束的倾斜角度最大，反之，在该距离为大致四分的一波长λg/4(即接地点2A位于长度L方向的中央位置上)之时，整合性电波束的倾斜角度最小(几乎为0)。在此未图示，在改变接地点2A的位置为与长度L方向直交的方向上的情况下，整合性电波束的倾斜角度并无明显变化。例如，在图2中，即使沿着上侧的边缘，往右方向移动位于A天线电极2的上左端(在图4中为λg/2的位置)的接地点2A，整合性电波束的倾斜角度也无明显变化。相对于此，若沿着左侧的边缘往下方移动上左端的接地点2A的话，则倾斜角度降低，在中央点(在图4当中为λg/4的位置)为最低，然后逐渐上升，到达下侧的边缘(在图4中为0的位置)时再次成为最大。
因此，如图5所示，在将A天线电极2的接地点2A配置于较终端边缘稍往中间位置侧上的情况下，整合性电波束的斜率较图2所示的情况稍小。若在图2及图5所示的2个接地点2A的位置上，各设置通孔5，在这些通孔5上各设置开关(未图示)，可个别开闭这些通孔5，如此，则可通过关闭这些开关的全部，或是导通当中之一，来切换3种的整合性电波束的方向。
图6为显示本发明的微型条状天线的第2实施形态的俯视图。此外，图7为图6的B-B剖面图。
如图6及图7所示，A天线电极2及B天线电极3的终端边缘，沿着基板1的边缘而配置。A天线电极2的终端边缘，是由配置于基板1的边缘的侧面上的连接构件6，而连接于接地电极4。通过将A天线电极2的终端边缘连接于接地电极4，与图2的情况相同，微型条状天线所传送的整合性电波束，如图6的箭头所示，往B天线电极3的方向倾斜。
图8为显示本发明的微型条状天线的第3实施形态的俯视图。
如图8所示，A天线电极7及B天线电极8的供电点P、P，各配置于A天线电极7及B天线电极8的内侧位置(在供电线路10的阻抗及天线阻抗为一致的点)上。在A天线电极7的终端边缘的左端上具备接地点7A，并通过未图示的通孔连接于背面的接地电极。由此，整合性电波束，如图8的箭头所示，往B天线电极8的方向倾斜。
在图8的实施形态中，若将A天线电极7的接地点7A改变为例如图9所示的终端边缘的右端，则整合性电波束例如如图9的箭头所示，往A天线电极7的方向倾斜。若在图8及图9所示的2个接地点7A的位置上，各设置通孔5，在这些通孔5上各设置开关(未图示)，可个别开闭这些通孔，如此，则可通过关闭这些开关的全部，或是导通当中之一，来切换3种的整合性电波束的方向。在图8及图9所示的构成当中，由于在单侧的天线电极上完全未配置通孔，因此可将因制造上的偏差所造成的(阻抗未整合)传达损失汇集于单侧，可提供输出特性极佳的天线。
图10为显示本发明的微型条状天线的第4实施形态的俯视图。
如图10所示，在基板1上，A天线电极11，B天线电极12，C天线电极13，及D天线电极14的4个天线电极，被配置为2×2的矩阵形状。A天线电极11及B天线电极12在形状上及位置上呈线对称的关系，C天线电极13及D天线电极14也在形状上及位置上呈线对称的关系。A天线电极11及B天线电极12的电极图案，就形状上基本上与C天线电极13及D天线电极14的图案相同。至A天线电极11，B天线电极12，C天线电极13，及D天线电极14的供电线路的长度相同。来自位于基板1的几乎中央的基础供电点P0的供电线10的分歧方向(图中的左右方向)，与激振各个天线电极11～14的方向(从供电点P朝终端边缘的方向，在图中为纵向)，互为直交而不一致。在A天线电极11的终端边缘的一处上设有接地点11A，在C天线电极13的终端边缘的一处上也设有接地点13A。由此，例如如图10的右向箭头所示，整合性电波束的指向方向倾斜于，从A、C天线电极11、13朝向B、D天线电极12、14的方向。
此外，如图11所示，在本实施形态当中，若在A天线电极11及B天线电极12的终端边缘上各设置接地点11A、12A，则例如如图11的下向箭头所示，整合性电波束的指向方向倾斜于，从A、B天线电极11、12朝向C、D天线电极13、14的方向。
此外，如图12所示，在本实施形态当中，若仅仅在A天线电极11上设置接地点11A，则例如如图12的朝右斜下方的箭头所示，整合性电波束的指向方向倾斜于，从A天线电极11朝向D天线电极14的方向。
此外，如图13所示，在本实施形态当中，若在A天线电极11及B天线电极12及C天线电极13的终端边缘上各设置接地点11A、12A、13A，则例如如图13的朝右斜下方的箭头所示，整合性电波束的指向方向倾斜于，从A天线电极11朝向D天线电极14的方向，并且比图12的情况倾斜大。在连接于接地点11A-13A的通孔(未图示)上各设置开关(未图示)，可通过选择性的导通/非导通这些开关，来选择如图10～图13所示的变化。
图14为显示本发明的微型条状天线的第5实施形态的俯视图。
如图14所示，将A天线电极11，B天线电极12，C天线电极13，及D天线电极14的4个天线电极配置为2×2的矩阵形状。A天线电极11及B天线电极12在形状上及位置上呈线对称的关系，C天线电极13及D天线电极14也在形状上及位置上呈线对称的关系。A天线电极11及B天线电极12的电极图案，就形状上基本上与C天线电极13及D天线电极14的图案相同。至A天线电极11，及B天线电极12，及C天线电极13，及D天线电极14的供电线路的长度相同。A天线电极11及B天线电极12的终端边缘沿基板1的上边缘而配置。且A天线电极11的终端边缘的两处，分别通过配置于对应该两处的基板1的上缘的侧面上的2个连接构件6A、6B，而连接于基板1的背面的接地电极(未图示)。同样的，B天线电极12的终端边缘的两处，分别通过配置于对应该两处的基板1的上缘的侧面上的2个连接构件6C、6D，而连接于基板1的背面的接地电极(未图示)。由此，例如如图14的下向箭头所示，整合性电波束的指向方向，往C天线电极13及D天线电极14的方向倾斜。在连接构件6A、6B、6C、6D上各设置开关(未图示)，并通过这些开关来开闭连接构件6A、6B、6C、6D，可改变整合性电波束的指向方向及角度。
图15为显示本发明的微型条状天线的第6实施形态的俯视图。
如图15所示，基板1是由A基板1A及B基板1B那样被叠层的多个基板所组成的多层基板，在A基板1A及B基板1B之间包夹有接地电极4。即，在基板1的内部配置接地电极4。A天线电极2及B天线电极3例如与图2的实施形态为相同的配置。A天线电极2例如在终端边缘的一处的接地点2A上，通过贯通A基板1A的通孔而连接于接地电极4。与图2的实施形态相同，整合性电波束的指向方向往B天线电极3的方向倾斜。在通孔5上设置开关(未图示)，可通过这些开关来开闭通孔5，从而改变整合性电波束的方向。
图16为显示上述开关的一例的剖面图。
如图16所示，在连接于A天线电极2的通孔5与接地电极4之间所连接之处上设置开关9，开关9用于开闭此通孔5与接地电极4之间的连接。在将A天线电极2投影于水平视图的情况下，开关9配置于进入A天线电极2的区域内的位置。由于开关9不须具备可让高频信号良好通过的特性，因此没必要是高频开关。开关9可为机械开关，也可为半导体开关。
图17为显示本发明的微型条状天线的第7实施形态的剖面图。
此实施形态的俯视图与图10至图13所示的微型条状天线相同。如图17所示，A天线电极11在接地点11A上，通过通孔5A而连接于接地电极4。另一方面，B天线电极12在与A天线电极11的接地点11A对称的位置的点12A上，连接于通孔5B，但是此通孔5B未完全贯通基板1，因而未连接于接地电极4。因此，通孔5B为不具备通孔功能的虚拟的通孔。因此B天线电极12未连接于接地电极4。与此A天线电极11及B天线电极12相同的构成，也可适用于C天线电极13及D天线电极14。因此，与图10的情况相同，由于仅仅A天线电极11及C天线电极13连接于接地电极4，所以整合性电波束的指向方向与图10的情况为相同的倾斜。除此之外，在未连接于接地电极4的B天线电极12及D天线电极14上，也连接有虚拟的通孔5B，由此，所有的天线电极11-14构成为几乎相同的形状，而更进一步改良了天线电极11-14的整合性。
图18为显示本发明的微型条状天线的第8实施形态的俯视图。图19为图18的C-C剖面图。
在图18当中，从天线电极21的供电点P开始至终端边缘(上侧的边缘)为止的长度L，设定为较高频信号的半波长λg/2稍大。因此，天线电极21在二次共振模式下，对高频信号动作，结果为如图19所示，输出从天线电极21往2个方向分裂的电波束22、23。若A天线电极21在配置于某位置(例如，终端边缘的左端)的接地点21A上，通过通孔5A而连接于接地电极4，则电波束22、23之间产生相位偏移(例如，接地点21A侧的电波束22的相位较为前进)，因此，整合有电波束22、23的整合性电波束的指向方向，例如往无接地点21A的一侧(图中的右侧)倾斜。若A天线电极21在配置于其他位置(例如，终端边缘的右端)的接地点21A上，通过通孔5A而连接于接地电极4，则整合性电波束的指向方向，向其他方向(图中的左侧)倾斜。若分别通过开关9A、9B来开闭通孔5A、5B而改变接地点的位置，则整合性电波束的指向方向发生变化。
图20为显示本发明的微型条状天线的第9实施形态的俯视图。图21为显示同实施形态的后视图。图22为图20的D-D剖面图。图23为显示图21中通孔与接地电极的连接处S的放大图。
如图20及图22所示，在基板1的表面上，将多个天线电极11、12、13、14配置为2×2的矩阵形状。天线电极11及天线电极12在形状上及位置上呈线对称的关系，C天线电极13及D天线电极14也在形状上及位置上呈线对称的关系。天线电极11及天线电极12的电极图案，就形状上基本上与C天线电极13及D天线电极14的图案相同。至天线电极11、12、13、14的供电线路的长度相同。各个天线电极11、12、13、14，分别在配置于不同位置的多个接地点11A-11C、12A-12C、13A-13C、14A-14C上，与多个通孔5、5、…连接。如图21所示，在基板1的背面上，实质地全面配置有接地电极4。如图22及图23所示，各个通孔5贯通基板1而在背面侧形成圆形的岛状电极(以下称为「岛部」)31。如图23所示，在对应接地电极4的各个岛部31的地方上，打开有与岛部31同心的更大的圆形的空隙，因此，在岛部31与接地电极4之间存在着绝缘空间33。连接线32跨越绝缘空间33，而连接岛部31与接地电极4之间。连接线32具备开关功能，可电性连接或是断开岛部31与接地电极4。通过各条连接线32的开闭，将上述多个接地点11A-11C、12A-12C、13A-13C、14A-14C当中的一个连接于接地电极4，可改变整合性电波束的指向方向。
此外，关于各个天线电极的接地点的个数及配置，可考量种种的变化。例如，能够以以下方式在多个地方上配置接地点可使整合性电波束的指向方向，以垂直方向为中心而从基板往相反方向(例如上下及左右)摇摆，并且，能以期望数目的阶段来改变各方向中的指向方向的倾斜角度。
在上述所有的实施形态当中，开关单纯地将天线电极与接地电极之间切换为导通(连接)及非导通(切断)的2阶段。然而，作为变形例，通过连续性或是阶段性地调节天线电极与接地电极之间的电性耦合的程度，即调节对天线电极与接地电极之间的高频信号的阻抗Z(＝R+jωL-j·1/ωC)，可连续性或是阶段性地调节整合性电波束的指向方向。例如，在图23所示的例子中，连接线32的宽度dm(换言之为剖面积)及绝缘空间的距离ds等，对岛部31(即天线电极)与接地电极之间的阻抗产生影响。因此，在图23所示的例子中，通过导入将连接线32的宽度dm或是绝缘空间的距离ds设定为连续性或是阶段性可变的构成，可改变天线电极与接地电极4之间的阻抗，由此可控制改变整合性电波束的指向方向的斜率的大小。例如，通过改变连接线32的宽度dm，可改变连接线32的阻抗(电阻值)。此外，通过改变从天线电极连接至接地电极的通孔的长度，也可改变天线电极与接地电极之间的阻抗。
以下说明关于改变天线电极与接地电极之间的阻抗的实施形态。
图24为显示本发明的微型条状天线的第10实施形态的剖面图。
在图24所示的实施形态当中，通过改变通孔5的长度，可控制改变天线电极2与接地电极4之间的阻抗。即，在多层基板34的表面上配置天线电极2，连接于该天线电极2的通孔5，贯通多层基板34至背面侧为止。通孔5形成为，可通过其长度改变其阻抗的材质或是粗细度。在多层基板34的背面上配置接地电极4。此外，在多层基板34的各层之间各配置有中间电极35A、35B、35C、35D，通孔5与所有的这些中间电极35A、35B、35C、35D连接。各个中间电极35A、35B、35C、35D构成为，各自通过开关SW1、SW2、SW3、SW4而连接于背面的接地电极4。
在此，若导通开关SW1，则接地电极4实质上位于中间电极25A的位置，通孔5的实效长度最短，而天线电极2与接地电极4之间的阻抗为最小。此外，若导通开关SW4，则接地电极4实质上位于中间电极35D的位置，通孔5的实效长度最长，而天线电极2与接地电极4之间的阻抗为最大。如此，通过切换各个开关SW1、SW2、SW3、SW4，可改变通孔5的实效长度，由此可改变整合性电波束的指向方向。
图25为显示本发明的微型条状天线的第11实施形态中的通孔5与接地电极4的连接处的部分的俯视图。
在此实施形态当中，通孔5与岛部31与接地电极4的构成与图23所示的构成相同。如图25(a)～(c)所示，连接线32A具备愈往顶端则愈连续地变细(剖面积变小)的形状。连接线32A通过促动器41，在一定的角度范围内转动而移动。如图25(a)所示，在连接线32A的顶端的最细部分连接岛部31与接地电极4的情况下，连接线32A的阻抗(即天线电极与接地电极4之间的阻抗)为最大。如图25(b)及图25(c)所示，在连接线32A的较粗部分连接岛部31与接地电极4的情况下，连接线32A的阻抗(即天线电极与接地电极4之间的阻抗)变得较小。整合性电波束的倾斜角度成为对应上述阻抗的大小的角度。如此，通过连续地改变阻抗的大小，连续地改变整合性电波束的斜率。
图26为显示本发明的微型条状天线的第12实施形态中的通孔5与接地电极4的连接处的部分的俯视图。
如图26(a)～(c)所示，具备愈往顶端则愈连续变细(剖面积变小)的形状的连接线32B，通过促动器42，在某距离的范围内直线移动。可获得与图25的实施形态相同的作用效果。
图27为显示本发明的微型条状天线的第13实施形态中的通孔5与接地电极4的连接处的部分的俯视图。
如图27所示，呈愈往顶端则愈阶段性地变细(剖面积变小)的形状的连接线32C，通过促动器42，在某距离的范围内直线移动。由此可阶段性地改变整合性电波束的斜率。
图28为显示本发明的微型条状天线的第14实施形态中的通孔5与接地电极4的连接处的部分的俯视图。
在图28(a)所示的状态下，可动电极45通过弹簧44的反弹力，远离接地电极4及岛部31，岛部31与接地电极4之间(即天线电极与接地电极4之间)的阻抗Z为最大。在图28(b)所示的状态下，可动电极45克服弹簧44的反弹力，完全接触于岛部31及接地电极4，岛部31与接地电极4之间(即天线电极与接地电极4之间)的阻抗Z为最小。如此，天线电极与接地电极4之间的阻抗转变为2阶段。由此，整合性电波束的指向方向改变为2阶段。
图29为显示本发明的微型条状天线的第15实施形态中的通孔5与接地电极4的连接处的部分的俯视图。
如图29(a)所示，可动电极47通过弹簧46的反弹力，距离接地电极4及岛部31特定的最大距离。此时，通过连接板45的岛部31与接地电极4之间的静电电容(C)为最小，因此岛部31与接地电极4之间(即天线电极与接地电极4之间)的阻抗Z为最大。如图29(b)所示，若可动电极47克服弹簧46的反弹力，而稍微接近岛部31及接地电极4，则岛部31与接地电极4之间的静电电容(C)变得较大，岛部31与接地电极4之间(即天线电极与接地电极4之间)的阻抗Z变得较小。如图29(c)所示，若可动电极47克服弹簧46的反弹力，而更为接近岛部31及接地电极4，则岛部31与接地电极4之间的静电电容(C)变得更大，岛部31与接地电极4之间(即天线电极与接地电极4之间)的阻抗Z变得更小。如此，可连续改变天线电极与接地电极4之间的阻抗。由此，可连续改变整合性电波束的指向方向。
依循上述本发明的微型条状天线，可应用于用来物体检测等的高频感测器。如此的高频感测器，具备采用微型条状天线的传送天线、用于接收传送天线所输出的电波的来自于物体的反射波或是穿透波的接收天线、接收来自于接收天线的电性信号而进行处理的处理电路。在此，接收天线可与传送天线另外设置，但尤其是在接收反射波的情况下，可采用传送天线来做为接收天线。
接下来说明依循本发明的微型条状天线的特性。
根据实验，由于对天线电极的供电点的位置及天线电极的间隔的不同，即使是相同的共振频率，最适的天线形状(即纵向横向的尺寸)也有所不同。若天线的形状改变，则即使接地点的配置相同，相位前进多少或是延迟多少也会有所改变，结果为使电波的放射角度也有所不同。
图30～图32显示在10GHz下激振的天线的构造的变化，在图30中，在天线电极2、3的终端边缘上，配置有供电点(与信号的传输线10的连接处)P，在图31及图32中，在天线电极2、3的内部配置供电点P。在图30及图31中，天线电极2、3的间隔为15mm，在图32中，天线电极2、3的间隔为10mm。在这些图当中，(a)的俯视图中的白色圆点及黑色圆点的标记，是显示接地点2A、2B的位置，(b)的图表中的横轴显示起始于接地点2A、2B的供电点P的箭头方向的位置，纵轴为整合后的电波放射角度，虚线的曲线显示在白色圆点的接地点2A的情况下由实验所获得的放射角度的变化，实线的曲线显示在黑色圆点的接地点2B的情况下由实验所获得的放射角度的变化。在此所谓的放射角度(之后的说明也相同)，是指在设定垂直于天线电极的面的方向(即无接地点之际的放射方向)为零角度之时的，相对于此零角度方向的放射方向的倾斜角度。
在图30中，即使如图30(a)所示，将接地点2A、2B配置于天线电极2的图中左上方(白色圆点)或是中央上方(黑色圆点)中的一处的情况下，如箭头所示使接地点2A、2B的位置向下方改变时，整合后的电波的放射角度，均如图30(b)所示以相同倾向发生变化。
在图31及图32中，显示了在天线电极的中央上方(黑色圆点)配置接地点2B的情况下，与图30相同的变化。然而，在天线电极的图中左上方(白色圆点)配置接地点2A的情况下，放射角度相对于λg/4的位置对称地从+方向改变为-方向。此外，比较图31及图32可得知，天线电极2、3的间隔愈窄，相位前进侧的放射角度愈大，其变化量也愈大。
图33、图43、图44各自显示，在与上述图30、图31、图32相同的构造的天线当中，如各图(a)所示，在将天线电极2的接地点2A的位置配置于供电点P侧的边缘的相反侧的终端边缘的附近上，并使其如箭头所示沿着终端边缘，从图中的左端至右端往横向(与从供电点P往终端边缘侧的方向直交的方向)移动的情况下，由实验所获得的接地点2A的位置与整合后的电波的放射角度之间的关系(各图(b))。在各图(b)当中，横轴的接地点位置的原点0，对应各图(a)中接地点2A所在的左端位置(距离另一边的天线电极3为最远的位置)，此外，W表示天线电极2的上述横向的尺寸(宽度)。
在图33的天线(与图30相同的构造)的情况下，放射角度与接地点2A的位置无关，形成固定的角度。在图43的天线(与图31相同的构造)的情况下，接地点2A的位置位于中央位置(W/2)的左侧，放射角度形成固定的角度(比图33的天线的最大放射角度还大)，接地点2A的位置位于中央位置(W/2)的右侧，愈往右方向，则放射角度愈小。在图44的天线(与图32相同的构造)的情况下，在接地点2A位于中央位置(W/2)之时，放射角度为最大的峰值(比图33及图43的天线的最大放射角度还大)，一旦接地点2A往左右两侧移动，则放射角度急剧降低。
如此，放射角度改变的特性因天线构造的不同而不同。采用何种的天线，可根据用途加以取舍。然而，从上述的验证可得知，在大部分的天线构造当中，通过在天线电极2的终端边缘附近的宽度W方向的中央位置(W/2)上设置1个接地点，可获得最大放射角度。因此，通过开关等来切换该终端边缘的中央位置的接地点的有效/无效(即是否接地)，可获得各个天线构造中的最大放射角度的变化。此外，也可在终端边缘的中央位置以外的可获得更小的放射角度的位置上，设置其他接地点，并通过开关等选择这些多个接地点的有效/无效，更微细地控制放射方向。
在此，是说明激振频率数为10GHz的情况，而即使在激振频率数为更高或更低的情况，以及天线电极2、3的形状及间隔与10GHz的情况不同的情况下，也具备与上述相同的倾向。
从多个接地点当中选择1个以上的接地点而切换电波的放射角度的情况下，如图23所示，可采用在各个接地点的通孔与接地电极之间设置空间将两者电性分离的构造。
图34为显示从实验中所获得的通孔的直径(横轴)与整合电波的放射角度(纵轴)的关系的图。天线的激振频率数为10GHz。
从图34中可得知，若通孔的直径太小，则在通孔中传播的高频信号的传播量变少，因此放射角度的变化变小。其理由可认为是，若通孔的直径变小，则在通孔当中传播的高频信号的传播量变少的缘故。
相反的，若通孔的直径变大，则放射角度变大，(例如激振频率数为10GHz的情况下的)直径例如在φ0.3mm附近时，放射角度到达饱和状态。此外，通孔的外周愈接近天线的λ/2的位置，则放射角度愈小。因此，(例如激振频率数为10GHz的情况下的)通孔的直径，较理想为φ10～φ500mm，更为有效的是φ100～φ300mm，在构成多个通孔而切换电波的放射角度之时，是采用φ100～φ200mm，在以1个通孔与接地电极之间的阻抗变化来切换放射角度之时，较理想的是采用基板的开孔加工成效较高的φ300mm。
此外，较理想为，通孔的最适直径根据天线的激振频率数而改变，且激振频率数愈高，通孔的直径愈小。该理由可认为是，与频率数愈高则微型条纹线(MSL)愈细的原理相同。
关于控制电波的放射角度的方法，如上述种种实施形态那样，在成任意的放射角度的天线电极面的一部分上，设置通孔，(例如在放射角度为最大的天线电极的位置上，即例如在顶端部中央，配置通孔)然后，如图25～图27的实施形态所示，可采用通过改变在通孔与接地电极之间形成短路的线宽来控制放射角度的构造。图35为显示在此情况下从实验中所获得的线宽(横轴)与整合电波的放射角度(纵轴)的关系的图。
或者，可通过下列方法，电性或是机械性地控制在通孔与接地电极之间形成短路的面积，由此来阶段性地控制天线的放射角度。即可采用以下的构造在通孔或是连接于通孔的岛部上与接地电极之间，配置多个例如大约10～100μm的宽度(粗细度)的板状或是针状的电极，从这些电极当中，选择使通孔与接地电极之间形成短路的电极。
或者是，在各个天线电极上配置多个接地点，选择这些接地点而可阶段性地控制放射角度。在该情况下，必须在接地点的中心点之间，设置至少为基板的厚度以上或是通孔的直径以上的间隔。因此，在即使接地点的位置在天线电极的宽度方向上产生若干变化，电波的放射角度也不会改变的情况下，例如如图36所示，若在各个天线电极11、12、13、14上的蛇行的多个位置上(白色圆点的标记)，各配置接地点，则能够以更微细的阶段来控制放射角度。
图37所示的天线由于与连接于各个天线电极11、12、13、14的供电线路10的长度相同，因此电力被均等分配。
在图38及图39所示的各个天线当中，在图中下方的2个天线电极13、14之间，以及在图中上方的2个天线电极11、12之间，虽然所传播的高频信号的相位相同，但由于连接于上方的2个天线电极11、12的供电线路10的长度，较连接于下方的2个天线电极13、14的供电线路10的长度还短，因此，下方的2个天线电极13、14的放射电力，较上方的2个天线电极11、12还大。在图38所示的天线当中，将接地点11A、12A配置于放射电力较小的天线电极11、12，相对于此，在图39所示的天线当中，是将接地点13A、14A配置于放射电力较大的下方的天线电极13、14。虽然在天线电极上配置接地点而连接于接地电极，会降低放射电力，但如图38所示，可通过将接地点11A、12A配置于放射电力较小的天线电极11、12，而抑制放射电力的降低。
此外，关于图37～图39的3种天线，在这些天线电极的间隔为相等的情况下，若比较来自各个天线电极的放射电力的大小，则图39(例如0.28mW)＜图37(例如0.48mW)＜图38(例如0.68mW)。另一方面，若比较放射角度的变化，则图38(例如39°)＜图37(例如45°)＜图39(例如57°)。因此，可对应重视放射功率的情况以及重视角度变化的情况，分开使用上述3种构造。
采用微细加工技术，在天线上构成电介质凹凸透镜及反射镜，则可更进一步提高天线的特性。
在图40所示的实施形态当中，在依循本发明的原理而改变整合电波的放射角度的各个天线电极51、52、53、54的正面上，配置电介质凸透镜55、56、57、58。并适当地设定各个电介质凸透镜55、56、57、58的折射率。从各个天线电极51、52、53、54所放射的电波束，如箭头所示而聚光，提高分解能。此外，电介质凸透镜55、56、57、58本身可采用众所皆知的构成。
此外，在图41所示的实施形态当中，在依循本发明的原理而改变整合电波的放射角度的各个天线电极51、52、53、54的正面上，配置电介质凹透镜55、56、57、58。并适当地设定各个电介质凹透镜55、56、57、58的折射率。在此情况下，如箭头所示放射出广角的电波。此外，电介质凹透镜55、56、57、58本身可采用众所皆知的构成。
此外，在图42所示的实施形态当中，在依循本发明的原理而改变整合电波的放射角度的各个天线电极51、52、53、54的正面上，配置微细的电波束方向切换开关65、66、67、68。电波束方向切换开关65、66、67、68能够采用电波反射镜(或是透镜)而可切换电波束方向，其本身可采用众所皆知的构成。例如，各个电波束方向切换开关65、66、67、68，如图所示具备静电力产生部71及电波反射镜(或是透镜)72，通过静电力产生部71所产生的静电力，将其姿势(倾斜)切换为例如2阶段。通过各个电波束方向切换开关65、66、67、68的切换，可使依循本发明的原理的电波束扫描中心，从垂直于基板的方向倾斜某固定的角度(例如45度)，因此不仅仅可在某狭窄的区域进行扫描，还可以进行更广泛区域(例如180度全方位)的扫描。
从上述当中可得知，改变通过连接多个天线电极当中的一部分天线电极和接地电极的通孔的微波信号传达量(即通孔的阻抗)，由此使该天线电极的微波信号的相位量改变，并由此使由多个天线电极所放射的整合性电波束的指向方向的倾斜角度改变。并通过连续性或是阶段性地控制上述信号传达量，可对种种的角度放射电波束。关于控制通孔的信号传达量的方法，除了上述几项实施形态之外，例如可采用，(1)采用半导体开关，例如采用FET，来作为用于开闭与通孔的连接的开关，之后，通过控制该FET的闸极电压，可调节源极-汲极之间的信号传达量，或是，(2)在相同的天线电极上，连接多个信号传达量被限制于较饱和水准还小的通孔，从这些通孔当中选择任意的个数以及位置的通孔而导通等。
图45为显示采用上述的(2)的方法的本发明的第23实施形态的微型条状天线的天线电极的俯视图。图46为显示在图45的微型条状天线当中，通孔的直径与信号传达量与电波束的倾斜角度的关系的一例的图。在图45中，倾斜角度是以垂直于基板表面的方向为0度。
如图45所示，在基板1的表面上，具备形状上及位置上呈线对称的天线电极2、3，一边的天线电极2是在于多个(例如为9个)接地点2A、2A、……上，连接多个(例如为9个)通孔(未图示)。在图示的例子当中，9个接地点2A、2A、……集中于天线电极2的终端边缘的附近，并配置为3×3的矩阵形状，此仅仅为一个例子显示，关于接地点的个数及配置，可采用各种变形例。此外，在基板1的背面的接地电极与9个通孔的连接处上，各设置用于导通/非导通这些通孔的9个开关，此在图中被省略。通过控制这些开关，可任意选择1个以上的通孔而导通，由此，通过通孔的信号的传达量改变，整合性电波束的指向方向也改变。
图46显示，在图45那样结构的微型条状天线中，在通孔的直径各为0.05mm、0.2mm、0.3mm的情况下仅仅导通1个通孔5之际，以及在通孔的直径为0.05mm的情况下导通全部9个通孔之际的，通过导通后的通孔的信号传达量(对供应至天线电极的所有信号能量的通过通孔的信号能量的比例)与电波束的倾斜角度的关系的具体例子。
从图45当中可得知，即使在仅仅导通1个通孔的状态下，若通孔的直径为0.2mm以上，则通孔的信号传达量达到饱和值。另一方面，在通孔5的直径为0.1mm以下的情况下，1个通孔5的信号传达量，为饱和值的数分之一以下，因此，通过改变导通的通孔个数，可改变信号传达量为数个阶段以上，而可改变电波束的倾斜角度为数个阶段以上。
图47表示，在图45的微型条状天线当中，在设定通孔的直径为0.05mm的情况下的被导通的通孔的选择与电波束的倾斜角度(垂直于基板表面的方向为0度)，以及指向性与增益之间的关系的具体例。在图47当中，黑色圆点表示导通后的通孔的接地点，白色圆点表示非导通后的通孔的接地点。
从图47当中可得知，通过改变导通后的通孔的个数，而改变电波束的倾斜角度。一般的倾向为，导通的通孔的个数愈多，倾斜角度愈大。即使导通的通孔的个数相同，倾斜角度也会因这些通孔的位置的不同而不同。此外，电波束的指向性与增益，也根据导通的通孔的选择而产生变化。即使导通的通孔的选择不同，也有可能获得几乎相同的倾斜角度，即使在该情况下，指向性与增益也会因通孔的选择的不同而不同。只要从可获得所期望的倾斜角度的数种通孔的选择性当中，采用可获得更为理想的指向性与增益的即可。
图48为显示本发明的第24实施形态的微型条状天线的天线电极的俯视图。
如图48所示，在基板1的表面上，配置多个例如4个电极群70、80、90、100为2×2的矩阵形状。第1电极群70由多个例如4个天线电极71、72、73、74所构成，这些天线电极71、72、73、74被配置为2×2的矩阵形状。天线电极71及73在形状上及位置上呈线对称的关系，天线电极72及74也在形状上及位置上呈线对称的关系。天线电极71及73的电极图案实质上与天线电极72及74的图案相同。对天线电极71、72、73、74的供电线路10的长度相同。
第2电极群80也例如由4个天线电极81、82、83、84所构成，第3电极群90也例如由4个天线电极91、92、93、94所构成，第4电极群100也例如由4个天线电极101、102、103、104所构成，各个电极图案与第1电极群70的电极图案相同。来自于位于基板1的几乎中央的基础的供电点200的供电线10的分歧方向(箭头A所示的方向)，与各个天线电极71～74、81～84、91～94、101～104的激振方向(如代表性的电极72所示，从各个天线电极的供电点朝终端边缘的箭头B所示的方向)，互为直交而不一致。如图48的黑色圆点所示，在所有的电极上，将接地点设置于供电点的相反侧的终端边缘上。在这些接地点上分别连接有未图示的通孔，在这些通孔上分别连接导通/非导通这些通孔的开关。这些开关可独立控制。
该微型条状天线选择性地采用多个电极群70、80、90、100，而可在俯视情况下的纵向及横向上改变整合性电波束的指向方向。图49～图52为显示用于在纵向及横向上改变整合性电波束的指向方向的具体方法的具体例子。在图49～图52当中，附有影线(Hatching)的天线电极意味着导通连接于此的通孔，而未附有影线的天线电极意味着非导通连接于此的通孔。
如图49及图50所示，采用位于图中的横方向的端部的天线电极，可在图中的横方向上改变电波束的指向方向。即，如图49所示，若仅仅导通配置于左端的天线电极71、72、91、92的通孔，则整合性电波束如箭头所示往右侧倾斜。相反的，如图50所示，若仅仅导通配置于右端的天线电极83、84、103、104的通孔，则整合性电波束如箭头所示往左侧倾斜。
此外，如图51及图52所示，采用位于图中的纵方向的端部的天线电极，可在图中的纵方向上改变电波束的指向方向。即，如图51所示，若仅仅导通配置于上端的天线电极72、74、82、84的通孔，则整合性电波束如箭头所示往下侧倾斜。相反的，如图52所示，若仅仅导通配置于下端的天线电极91、93、101、103的通孔，则整合性电波束如箭头所示往上侧倾斜。
图53～图55显示在图48的微型条状天线当中，调节电波束的倾斜角度的大小的方法的例子。在图53～图55中，附有影线的天线电极意味着导通连接于此的通孔，而未附有影线的天线电极意味着非导通连接于此的通孔。
在图53～图55所示的例子中，电波束与图49所示的例子相同，往右侧倾斜，然而，由于导通通孔的天线电极的数目不同，因此倾斜角度的大小有所不同。导通通孔的天线电极的数目，在图53的例子当中为最少的1个，在图54的例子当中为2个，在图55的例子当中为3个，在图49的例子当中为最多的4个，伴随着个数的增加，倾斜角度也变大。如此，通过改变导通通孔的天线电极的数目，而可改变倾斜角度的大小。
如图48所示，在采用在基板1上配置多个天线电极，且由振荡器(未图示)所供电的基础的供电点200的供电线10的分歧方向(图48中的箭头A)与天线电极的激振方向(图48中的箭头B)为不一致(或是如后述的图57的例子一样在2个方向上一致)的构造，即上述分歧方向与激振方向并未仅仅在某一方向上一致的构造的微型条状天线当中，通过采用上述图48～图55所示的方法，能以各种大小的角度，往上下左右调整整合性电波束的指向方向，并以电波束来扫描2维范围。
在图48～图55所示的微型条状天线当中，电极群的数目为4个，而包含于1个电极群的天线电极的数目也为4个，此仅仅为例子之一，电极群的数目或是电极群的天线电极的数目，也可为与上述不同的数目。此外，电极的配置图案可以是与图48～图55所示的图案不同的图案，例如可以为图56或图57的配置。不论上述任何情况，均可采用在各个天线电极上连接通孔，并以各个开关来导通/非导通这些通孔的微型条状天线。在如此构成的微型条状天线中，可使整合性电波束的指向方向往不同方向倾斜，或是改变该倾斜角度的大小。此外，在图56所示的天线电极的配置中，来自于振荡器的供电点205的供电的分歧方向(箭头A)与天线电极的激振方向(箭头B)仅仅于某一方向(箭头A、B所示的横方向)上一致。在此情况下，根据发明者们的实验，整合性电波束的方向仅仅倾斜于图中的横方向。然而，往横方向倾斜的角度的大小，基于导通通孔的天线电极的数目而变化，因此可微细的控制。另一方面，在图57所示的天线电极的配置当中，供电点210的供电的分割方向(箭头A及箭头C)与天线电极的激振方向(箭头B及箭头D)，在2方向(箭头A、B的横方向及箭头C、D的纵方向)上一致，因此并非仅于某一方向上一致。在此情况下，根据发明者们的实验，均可使整合性电波束往横方向及纵方向中的任一方向倾斜。
在采用图48～图55所示的天线电极的情况下，在各个天线电极群70、80、90、100当中，位于内侧的天线电极73、81、94、102，在可改变电波束的指向方向的目的下，并不需要进行操作，因此就此点而言，并不需要设置通孔及开关，但是在缩小电波束的指向角度的目的下，操作这些天线电极则极具效果。例如，如图58所示，在往图中的右侧倾斜电波方向的情况下，如上述般，导通左端的天线电极71、72、91、92的通孔，除此之外，若也导通各个电极群内的位于内侧并且位于左侧的天线电极81、82、101、102的通孔，则更可缩小整合性电波束的指向角度(即提升指向性)。如此，在改变指向角度为广角及窄角(改变指向性)之际，只需改变在内侧的上述4个天线电极中导通该通孔的电极的个数即可，导通的数目愈多，则指向角度愈窄。此外，在缩小往下方向倾斜的电波束的指向角度之际，只需如图59所示导通此电极群内的位于内侧并且位于上侧的天线电极92、94、102、104的通孔即可。关于其他方向，也可依据上述方式来进行。
图60显示可采用于上述种种实施形态的各个天线电极的电极构造的变形例。
图60A所示的天线电极110，由1片连续的导电膜所组成，此构造采用于上述种种实施形态的各个天线电极当中。图60B所示的天线电极111，被分割为从供电点P朝向终端边缘的方向延伸的多个条纹电极112、112、……。此外，图60C所示的天线电极113，被分割为从供电点P朝向终端边缘的方向延伸的多个条纹电极114、114、……，但该分割比图60B的电极11还细。
通过各设置于相同位置的接地点110A、111A、113A，将图60A、B、C所示的不同构造的天线电极110、111、113连接于通孔(未图示)的情况下，各个通孔导通时以及非导通时的电波束的指向性与增益显示于图60A、B、C的右侧。从此图当中可得知，如图60B、C所示的分割为条纹电极的天线电极的电波束的指向性与增益，较图60A所示的连续性的天线电极还高。如此，若分割(换言之，从供电点P朝向终端边缘的方向上插入缝隙)天线电极，则可改善电波束的指向性与增益。该理由可推测为，天线在与供电方向平行的端面上电场集中，而在内部几乎不产生电场，因此通过插入缝隙，可限制内部的无用的区域，使在中央的天线所产生的电场对邻近的无供电元件产生影响，在该无供电元件的两端部上产生电解，然后再对其邻近的无供电元件产生影响，故增加天线电极以及无供电元件中所产生的电场强度的总和，而提升放射强度的缘故。在上述种种微型条状天线的实施形态当中，通过在所有的天线电极或是包含具备接地点的天线电极的一部分的天线电极上，采用如图60B、C那样被分割的构造，而改善从该微型条状天线所放射出的电波束的指向性与增益，但是相反的，可能使因通孔的作用而导致的电波束的倾斜角度的大小变小。因此，采用此分割后的天线电极的微型条状天线，摆动电波束的角度范围可不需那么大，而在发射电波束到达较远之处的用途上，例如在防止汽车的碰撞的雷达等上极为有用。
图61显示能够使用于上述各种实施形态的基板表面的构造的变形例。
如图61所示，在基板1的表面上，形成具有比基板1的介电常数还大的介电常数的电介质材料所构成的电介质膜116，此电介质膜116包覆天线电极115、115、……。电介质膜116的介电常数愈高，此外，电介质膜116的厚度愈厚，则天线电极115上的微波信号的波长缩短。此波长缩短作用的结果为，可使天线电极小型化，且更高密度的集积。即在图62A所示的微型条状天线当中，天线电极117接触于空气，而成为图中所示的尺寸，相对于此，在图62B所示的微型条状天线当中，由于上述的电介质膜116包覆天线电极115，因此，可根据波长缩短的量而更加缩小天线电极115的尺寸及间隔，因此，即使是相同尺寸及相同电波放射效率的微型条状天线，也可提升天线电极的集积度。结果为，在图62A所示的微型条状天线当中，可调节电波束的倾斜角度的角度分解能为图63A所示的θ1的值，相对于此，在图62B所示的微型条状天线当中，可根据集积度提升的量，而提升角度分解能为图63B所示的更为微细的θ2的值。
电介质膜116的介电常数愈高，则上述波长缩短效果愈高。因此，电介质膜116的介电常数愈高，则获得相同程度的波长缩短效果所需的电介质膜116的厚度变薄。因此，在要求微型条状天线的薄型化的情况下，较理想为采用介电常数较大的电介质材料，此外，也可缩短电介质的制膜时间，并降低制造成本。
图64显示可使用于上述种种实施形态的基板表面的构造的其他变形例。
如图64所示，以接触于基板1的表面上的天线电极118、118、……的端部的方式，在天线电极118、118、……之间的空隙区域上，设置具有比基板1的介电常数还大的介电常数的电介质材料所构成的电介质层119、119……。因此，天线电极118、118、……之间通过电介质层119、119……而被分隔。天线电极118、118、……的端部的电场对电介质层119、119……产生影响，而从电介质层119、119……放射电波，因此可提升放射强度。然而，由于天线电极118、118、……的相互之间的干涉被限制，因此实质上天线电极118、118、……之间的距离成为延伸的状态，从而抑制电波的倾斜角度。因此，在一般的天线电极的设计当中，为了使从供电线的分歧点所观看的一侧的天线电极不会受到另一侧的天线电极的阻抗变化的影响，一般会在分歧点上插入威金森耦合器，在本发明的上述实施形态当中，由于利用天线电极的相互干涉而使电波束倾斜，因此上述耦合器不大理想。
图65显示图64的构造的变形例。
在图65的构造当中，以接触于天线电极118、118、……的端部的方式，在该端部附近配置电介质120、120、……。与图64相同，天线电极118、118、……的端部的电场，可有效率地激起电介质120、120、……，而提升放射强度。
图66显示另外的变形例。
在图66的构造当中，在基板1的天线电极118、118、……之间的部分上设置空孔构造121、121、……。通过空孔构造121、121、……，可增强天线电极118、118、……的相互干涉，虽然通孔的开关为非导通时，放射强度会降低，但是在通孔的开关为导通时，可确保最大强度。结果为，垂直于基板1的方向上的电场强度以及使倾斜时的电场强度，略为相等或是倾斜时的电场强度较大，因此，在将电波束用于物体检测的用途当中，垂直于基板1的方向上的检测精密度与倾斜之际的检测精密度相等，而可提供适合检测出所有方向的物体的天线装置。
图67～图69显示其他实施形态的微型条状天线。
在图67所示的微型条状天线当中，在基板1上存在有配置为二维矩阵的多个的电极。在这些电极当中，中央的4个电极11、12、13、14为，例如如图10所示的构造的接收高频供电的天线电极，配置于该周围附近的多个的电极(附有阴影而显示的)122、122、……，为不接受供电的无供电电极。在天线电极11、12、13、14上具有黑色圆点所示的通孔，通孔通过可控制高频电力的通过量的开关，例如FET，而耦合于基板1背面的接地电极(未图示)。无供电电极122、122、……具备改善从天线电极11、12、13、14所射出的整合性电子束的指向性(即使电波束变窄变尖)的作用效果。通过调节上述FET的源极-汲极之间的通过量，可改变种种的整合性电子束的指向方向。例如，如图68的一点划线所示，可朝例如8种方向切换整合性电子束的指向方向。此外，如图69的点线、虚线、及一点划线所示，可改变电子束的指向方向的倾斜角度的大小。如此，用于多样化改变电子束的指向方向所需的开关(例如FET)的个数仅仅为4个，因此可降低成本。
图70进一步显示另外的实施形态的微型条状天线的的平面构成。图71显示图70的E-E剖面图。
在图70及图71所示的微型条状天线当中，用于向天线电极11、12、13、14供应高频电力的供电线130，设置于与基板1的天线电极11、12、13、14为相反侧的背面上。如图71所示，天线电极11、12的供电点11B、12B，分别通过通孔132、134而连接于供电线130，天线电极13、14的供电点13B、14B也一样分别通过通孔(未图示)而连接于供电线130。此外，在基板1的背面上，设置有向供电线130的供电点130A附加高频的振荡电路。还有，在基板1的背面上，设置有用来将与天线电极11、12、13、14的接地点11A、12A、13A、14A连接的通孔144、146、……连接于接地电极138的开关140、144、……。天线电极11、12、13、14的各个激振方向(图70的上下方向)的长度L，大约为使用的高频的基板1上的波长λg的一半。
如参照图4所说明的那样，在图2所示的微型条状天线的情况下，即使在天线电极2的激振方向上的λg/4(即L/2)的位置上配置接地点2A，也无法使电波束倾斜。然而，此情况并非在所有构造的微型条状天线当中为真。例如，在图70及图71所示的微型条状天线当中，如图70所示，即使在天线电极11、12、13、14的激振方向上的λg/4(即L/2)的位置上配置接地点11A、12A、13A、14A，但是由于可选择性的使接地点11A、12A、13A、14A接地，因此可使电波束倾斜。该理由也许在于供电线130设置于与基板1的天线电极11、12、13、14为相反侧的面的构造，但并未明确验证出。总而言之，由于微型条状天线的构造的不同，使用来倾斜电波束的接地点的配置也不同。
图72A及图72B显示，可在上述种种构造的微型条状天线当中，采用用于导通以及非导通通孔的开关的构造例。
图72A及图72B所示的开关216为，用于开闭连接于天线电极212的通孔222与接地电极214之间的依据MEMS(Micro Electro Mechanical System，微型机电系统)技术的开关(以下称为MEMS开关)。图72A显示MEMS开关216的非导通状态，图72B显示导通状态。应予注意的点是，不仅当然在图72A所示的非导通状态下，甚至在图72B所示的导通状态下，MEMS开关216内的固定电性接点220与可动电性接点218之间机械性打开而未接触的点。即在图72B所示的导通状态下，在2个电性接点218与220之间具备小的间隙，在图72A所示的非导通状态下，该间隙更大。通过采用如此构造的MEMS开关216，可在1G～数百GHz的高频区段中制作出良好的导通状态及非导通状态。
接下来参照图73～图74来说明此原理。
图73A及图73B各自显示，以往的MEMS开关的电性接点230、232的名目上的非导通状态及导通状态。此外，图74A及图74B各自显示，图72A及图72B所示的MEMS开关216的电性接点218、220的名目上的非导通状态及导通状态。
如图73A及图73B所示，在以往的MEMS开关当中，电性接点230、232在名目上的非导通状态下，互相分离且仅仅打开间隙G1，而在名目上的导通状态下，则机械性地接触。然而，如图73A所示的些微的间隙G1，在低频区段中实质上为非导通状态，但是在高频区段中则实质上成为导通状态。相对于此，在图74A及图74B所示的MEMS开关216当中，电性接点218、220在名目上的非导通状态下，互相分离且具备极大的间隙G2，而在名目上的导通状态下，则仅仅分离些微的间隙G3。如图74A所示，位于电性接点218、220之间的极大的间隙G2，在高频区段中也形成实质的非导通状态。此外，如图74B所示，即使在电性接点218、220之间仅仅形成些微的间隙G3，也在高频区段中成为实质的导通状态。
在控制电波束的斜率的目的下，开关制作多么真的接近非导通状态的状态，比开关制作多么真的接近于导通状态的状态，还更为重要。该理由为，通过通孔的高频的传达量愈小，则对通过通孔的高频的传达量的变化的电波束的倾斜角度的变化的感应度愈大。因此，针对高频制作实质的非导通状态的上述开关216，适合于控制电波束的斜率的用途。
图75A及图75B显示，适用于控制电波束的斜率的用途的开关的电性接点的变形例。图75A显示非导通状态，图75B显示导通状态。
如图75A及图75B所示，在电性接点218、220之间，设置如矽氧化膜般的电介质材料或是绝缘材料的薄膜214。如图75A所示，通过此绝缘薄膜214，即使在电性接点218、220之间仅仅具备极小的间隙G4，也可针对高频制作出实质的非导通状态。在图75B所示的状态当中，在电性接点218、220之间不存在间隙G4，因此即使具备绝缘薄膜214，也可针对高频制作出实质的导通状态。
以上是说明本发明的实施形态，这些实施形态仅仅是用于说明本发明的例子的，并不代表着本发明的范围限定于这些实施形态。本发明在不脱离该主旨的范围下，可在其他种种形态中加以实施。
依循上述本发明的微型条状天线，可应用于用来检测位于远距离的人以及物体的高频感测器。即，如此的高频感测器，可通过组合采用依循本发明的微型条状天线的传送天线，以及用于接收该传送天线所输出的电波的来自于物体的反射波或是穿透波的、与传送天线为相同的天线或是与传送天线为不同的天线的接收天线，以及接收来自于该接收天线的电性信号而进行处理的处理电路而加以构成。
符号说明1绝缘性基板1AA基板1BB基板2、7、11A天线电极2A、7A、11A～11C、12A～12C、13A～13C、14A～14C、110A、111A、113A接地点3、8、12B天线电极4、214接地电极5、5A、5B、222通孔6、6A、6B、6C、6D连接构件9、9A、9B、216、SW1、SW2、SW3、SW4开关
10供电线路13C天线电极14D天线电极21、51～54、71～74、81～84、91～94、101～104、110、111、113、115、118、212天线电极22、23电波束31岛部32、32A、32B、32C连接线33绝缘空间35A、35B、35C、35D中间电极41、42促动器44、46弹簧45、47可动电极55、56、57、58电介质透镜65、66、67、68电波束方向切换开关70、80、90、100电极群71静电力产生部72电波反射镜(透镜)112、114条纹电极116、119、120电介质层121空孔构造122无供电电极200、P、P0供电点216MEMS开关218、220、230、232电性接点C静电电容G1～G4间隙Vf高频电压Z阻抗
权利要求
1.一种微型条状天线，其特征在于，具备绝缘性基板；配置于上述基板的一面上，并各自具备用于施加高频讯号的供电点的多个天线电极；配置于上述基板的另一面或是内部的用于提供接地位准的接地电极；用于在与上述供电点不同的至少一处上，将上述多个天线电极中至少一个天线电极连接于上述接地电极的连接构件，上述连接构件配置于这样的位置，使得将上述至少一个天线电极投影于水平视图上时位于上述至少一个天线电极所占据的平面区域内，且通过在该位置将上述至少一个天线电极连接于上述接地电极，而使从上述多个天线电极所放射的整合性电子束的指向方向，从上述基板的法线方向倾斜。
2.如权利要求1所述的微型条状天线，其特征在于，上述至少一个天线电极的连接于上述接地电极的上述至少一处存在于这样的位置上，该位置与从上述至少一个天线电极的上述供电点朝向终端边缘离开上述高频讯号的1/4波长的奇数倍的距离的位置不同。
3.如权利要求1所述的微型条状天线，其特征在于，上述连接构件为，贯通与上述至少一个天线电极的上述至少一处对应的上述基板的位置的导电性通孔，具有连接于上述至少一个天线电极的上述至少一处的一端、及连接于上述接地电极的另一端。
4.如权利要求1或2所述的微型条状天线，其特征在于，上述至少一个天线电极的至少一边缘，沿着上述基板的至少一边缘而配置；上述连接构件为，配置于上述基板的上述至少一边缘的侧面上的导电体，具有连接于上述至少一个天线电极的上述至少一边缘的至少一处的一端、及连接于上述接地电极的另一端。
5.如权利要求1至第4项中任一项所述的微型条状天线，其特征在于，上述至少一个天线电极的与上述接地电极连接的上述至少一处，存在于上述至少一个天线电极的终端边缘的附近，且在与从上述供电点朝向终端边缘的方向垂直的方向上位于大致中央的位置上。
6.如权利要求1所述的微型条状天线，其特征在于，还具备对由上述连接构件实现的上述至少一个天线电极与上述接地电极之间的连接进行开闭的开关。
7.如权利要求6所述的微型条状天线，其特征在于，上述开关配置于上述连接构件与上述接地电极的连接位置。
8.如权利要求6所述的微型条状天线，其特征在于，上述开关具备各自连接于上述连接构件及上述接地电极的2个电性接点，上述2个电性接点在导通状态下，具有第1间隙而相隔，在非导通状态下，则具有比上述第1间隙还大的第2间隙而相隔。
9.如权利要求6所述的微型条状天线，其特征在于，上述开关具备各自连接于上述连接构件及上述接地电极且相互间的距离可变的2个电性接点、以及设置于上述2个电性接点之间的绝缘膜。
10.如权利要求1所述的微型条状天线，其特征在于，还具备用于向上述多个天线电极供应高频电力的供电线；上述供电线设置于上述基板的上述另一面上，并且通过贯通上述基板的导电性通孔，而连接于上述多个天线电极的上述供电点。
11.如权利要求1所述的微型条状天线，其特征在于，还具备用于向上述多个天线电极供应高频电力的供电线；上述供电线在基板的几乎中央的位置上具备连接于振荡电路的基础的供电点，从上述基础的供电点往互为相反的两方向分歧，且从上述基础的供电点的上述供电线的分歧方向与激振各个天线电极的方向，并不一致于一个方向。
12.如权利要求1所述的微型条状天线，其特征在于，上述基板的一面上的上述多个天线电极，被具有比上述基板的介电常数还大的介电常数的电介质所包覆。
13.如权利要求1所述的微型条状天线，其特征在于，上述至少一个天线电极被分割为，在从上述供电点朝向终端边缘的方向上延伸的多个条纹电极。
14.一种微型条状天线，其特征在于，具备绝缘性基板；配置于上述基板的一面上，并具备用于施加高频讯号的供电点的至少1个天线电极；配置于上述基板的另一面或是内部的用于提供接地位准的接地电极；用于在与上述供电点不同的至少一处上，将上述天线电极连接于上述接地电极的连接构件；上述连接构件配置于这样的位置，使得将上述天线电极投影于水平视图上时位于上述天线电极所占据的平面区域内，且通过在该位置将上述天线电极连接于上述接地电极，而使从上述天线电极所放射的整合性电子束的指向方向，从上述基板的法线方向倾斜。
15.如权利要求14所述的微型条状天线，其特征在于，上述天线电极具备，接收上述高频讯号而在二次共振模式下动作的二维尺寸。
16.如权利要求14所述的微型条状天线，其特征在于，上述天线电极的连接于上述接地电极的上述至少一处存在于这样的位置上，该位置与从上述天线电极的上述供电点朝向终端边缘距离开上述高频讯号的1/4波长的奇数倍的距离的位置不同。
17.如权利要求14所述的微型条状天线，其特征在于，上述连接构件为，贯通与上述天线电极的上述至少一处对应的上述基板的位置的导电性通孔，具有连接于上述天线电极的上述至少一处的一端、及连接于上述接地电极的另一端。
18.如权利要求14所述的微型条状天线，其特征在于，上述天线电极的至少一边缘，沿着上述基板的至少一边缘而配置；上述连接构件为，配置于上述基板的上述至少一边缘的侧面上的导电体，具有连接于上述天线电极的上述至少一边缘的至少一处的一端、及连接于上述接地电极的另一端。
19.如权利要求14所述的微型条状天线，其特征在于，还具备对由上述连接构件实现的上述天线电极与上述接地电极之间的连接进行开闭的开关。
20.如权利要求19的微型条状天线，其特征在于，上述开关配置于上述连接构件与上述接地电极的连接位置。
21.如权利要求1所述的微型条状天线，其特征在于，还具备，配置为连接于上述天线电极的端部的电介质。
22.如权利要求1所述的微型条状天线，其特征在于，还具备，形成于上述天线电极的旁边的空孔构造。
23.如权利要求1所述的微型条状天线，其特征在于，还具备，配置于上述天线电极的旁边的无供电电极。
24.一种微型条状天线，其特征在于，具备绝缘性基板；配置于上述基板的一面上，并各自具备用于施加高频讯号的供电点的多个天线电极；配置于上述基板的另一面或是内部的用于提供接地位准的接地电极；用于在与上述供电点不同的多个位置上，各自将上述多个天线电极中至少一个天线电极连接于上述接地电极的多个连接构件；各自对多个由连接构件实现的上述至少一个天线电极与上述接地电极之间的连接进行开闭的多个开关。
25.一种微型条状天线，其特征在于，具备绝缘性基板；配置于上述基板的一面上，并具备用于施加高频讯号的供电点的至少一个天线电极；配置于上述基板的另一面或是内部的用于提供接地位准的接地电极；用于在与上述供电点不同的多个位置上，各自将上述天线电极连接于上述接地电极的多个连接构件；各自对上述多个由连接构件实现的上述天线电极与上述接地电极之间的连接进行开闭的多个开关。
26.一种微型条状天线，其特征在于，具备绝缘性基板；配置于上述基板的一面上，并各自具备用于施加高频讯号的供电点的多个天线电极；配置于上述基板的另一面或是内部的用于提供接地位准的接地电极；用于在与上述供电点不同的至少一处上，将上述多个天线电极中的至少一个天线电极电性耦合于上述接地电极的连接构件；改变由上述连接构件实现的上述至少一个天线电极与上述接地电极之间的电性耦合所具备的对上述高频信号的阻抗的阻抗可变装置。
27.如权利要求26所述的微型条状天线，其特征在于，上述阻抗可变装置改变由上述连接构件实现的上述至少一个天线电极与上述接地电极之间的电性线路的实效长度或是剖面积，从而改变上述阻抗。
28.如权利要求26所述的微型条状天线，其特征在于，上述阻抗可变装置改变由上述连接构件实现的上述至少一个天线电极与上述接地电极之间的静电电容，从而改变上述电路的阻抗。
29.如权利要求26所述的微型条状天线，其特征在于，上述阻抗可变装置设置于上述连接构件与上述接地电极的电性耦合处。
30.如权利要求26所述的微型条状天线，其特征在于，在上述至少一个天线电极上，设置贯通上述基板的导电性的多个通孔来作为上述连接构件，并在上述多个通孔上设置多个上述开关；上述阻抗可变装置从上述多个开关当中，选择多个开关的组合而导通。
31.如权利要求26所述的微型条状天线，其特征在于，上述阻抗可变装置具备各自连接于上述连接构件及上述接地电极的2个电性接点；上述2个电性接点在第1状态当中，具有第1间隙而相隔，在第2状态当中，则具有较上述第1间隙还大的第2间隙而相隔。
32.如权利要求26所述的微型条状天线，其特征在于，上述阻抗可变装置具备各自连接于上述连接构件及上述接地电极且相互间距离可变的2个电性接点、以及设置于上述2个电性接点之间的绝缘膜。
33.一种微型条状天线，其特征在于，具备绝缘性基板；配置于上述基板的一面上，并具备用于施加高频讯号的供电点的至少一个天线电极；配置于上述基板的另一面或是内部的用于提供接地位准的接地电极；用于在与上述供电点不同的至少一处上，将上述天线电极电性耦合于上述接地电极的连接构件；改变由上述连接构件实现的上述至少一个天线电极与上述接地电极之间的电性耦合所具备的对上述高频信号的阻抗的阻抗可变装置。
全文摘要
本发明为一种微型条状天线，其特征在于，基板1的表面上的多个天线电极(11、12、13、14)，位于特定位置(11A－11C、12A－12C、13A－13C、14A－14C)上，各自通过贯通基板(1)的通孔连接构件而可连接于基板(1)的背面的接地电极。各个通孔连接构件可通过开关进行开闭，或是在各个通孔连接构件与接地电极的电性耦合处上，设置可改变该处的阻抗的元件。通过开关或是阻抗可变装置，可使任意的天线电极连接于接地电极。由于从该天线电极所输出的电波束的相位，与从其他天线电极所输出的电波束产生相位偏移，因此，使整合性电波束的指向方向倾斜。通过连接多个位置(11A－11C、12A－12C、13A－13C、14A－14C)中的一个于接地电极，而可改变整合性电波束的指向方向的倾斜方向及大小。
文档编号H01Q9/04GK1938902SQ20058001023
公开日2007年3月28日 申请日期2005年3月23日 优先权日2004年3月31日
发明者岩田贤吾, 坪井宏之, 村田健介, 小黑利雄, 村濑阳一 申请人:东陶机器株式会社