JPS62216407A - Spiral antenna - Google Patents

Spiral antenna

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JPS62216407A
JPS62216407A JP5700486A JP5700486A JPS62216407A JP S62216407 A JPS62216407 A JP S62216407A JP 5700486 A JP5700486 A JP 5700486A JP 5700486 A JP5700486 A JP 5700486A JP S62216407 A JPS62216407 A JP S62216407A
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spiral
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久松 中野
Hiroaki Mimaki
三牧 宏彬
Junji Yamauchi
潤治 山内
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NIPPON DENGIYOU KOSAKU KK
Nihon Dengyo Kosaku Co Ltd
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NIPPON DENGIYOU KOSAKU KK
Nihon Dengyo Kosaku Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To simplify the structure production and design an antenna freely by providing a spiral element and a feeder on a common insulating substrate and allowing one feed point to suffice for the antenna. CONSTITUTION:Spiral slot elements 31 and 32 are formed by the printed wiring method so that they have the same winding direction. A coupling element 4 which couples respective outer end parts of spiral slot elements 31 and 32 consists of a slot formed by the printed wiring method. A linear metallic thin film 5 which is provided on the rear face of an insulating substrate 1 and has a proper width consists of a copper foil provided by the printed wiring method and forms a microstrip line feeder together with an earth surface forming metallic thin film 2 which faces said metallic thin film 5 with the insulating substrate 1 between them, and the end part of the feeder 5 faces an approximate center of the coupling slot 4 with the insulating substrate 1 between them to supply power to the approximate center of the coupling slot 4 by capacitive coupling.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば電磁波妨害試験に用いられる基本放射
素子に好適な広帯域スパイラルアンテナに関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a wideband spiral antenna suitable as a basic radiating element used, for example, in electromagnetic interference tests.

従来の技術 従来、上記のようなアンテナとして線状アルキメデス形
スパイラルアンテナ、板状等角スパイラルアンテナ、平
面状対数周期形アンテナ、多線式スパイラルスロットア
ンテナ又は単線式スパイラルスロットアンテナ等が用い
られている。
BACKGROUND ART Conventionally, linear Archimedean spiral antennas, plate-like conformal spiral antennas, planar log-periodic antennas, multi-wire spiral slot antennas, single-wire spiral slot antennas, etc. have been used as the above-mentioned antennas. .

発明が解決しようとする問題点 従来の線状アルキメデス形スパイラルアンテナ及び板状
等角スパイラルアンテナは、何れも直線偏波の放射に不
適なると共に、給電系部分が平衡−不平衡変換素子を含
む同軸線路より成るため、製作が困難である。
Problems to be Solved by the Invention Conventional linear Archimedean spiral antennas and plate-shaped conformal spiral antennas are both unsuitable for radiating linearly polarized waves, and the feed system portion is a coaxial type that includes a balanced-unbalanced conversion element. It is difficult to manufacture because it consists of railroad tracks.

平面状対数周期形アンテナにおいては、円偏波の放射を
行わせるためには適当な広帯域ハイブリッド素子等を必
要とするため、矢張り製作が困難となる。
In a planar log-periodic antenna, a suitable broadband hybrid element or the like is required in order to radiate circularly polarized waves, which makes it difficult to manufacture the antenna in a straight line.

多線式スパイラルスロットアンテナは、2個所以上の複
数個所の給電点を必要とするため、給電が複雑となり、
直線偏波の励振が困難である。
Multi-wire spiral slot antennas require two or more feeding points, making feeding complicated.
It is difficult to excite linearly polarized waves.

単線式スパイラルスロットアンテナは、スロット部分に
おける?a流分布が対称とならないため、放射方向の中
心軸に対称な指向性を得ることが出来ず、したがって、
正面方向において良好な円偏波特性が得られず、又、構
造的に直線偏波の励振が困難である。
Is the single wire spiral slot antenna in the slot part? Since the a-flow distribution is not symmetrical, it is not possible to obtain directivity that is symmetrical about the central axis in the radial direction, and therefore,
Good circular polarization characteristics cannot be obtained in the front direction, and it is structurally difficult to excite linearly polarized waves.

問題点を解決するための手段、実施例 本発明は、上記従来における各種アンテナの諸欠点を除
くためになされたもので、以下、図面を用いて詳細に説
明する。
Means for Solving Problems, Embodiments The present invention has been made to eliminate the various drawbacks of the above-mentioned conventional antennas, and will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例を示す平面図、第2図は、
底面図、第3図は側面図で、各図において、lは絶縁基
板、2は絶縁基板lの表面に設けられてアース面を形成
する金属薄膜で、例えば銅箔より成る。31及び32は
それぞれスパイラルスロット素子で1例えば印刷配線手
法により形成し、画素子の巻方向が同方向となるように
形成しである。4はスパイラルスロット素子3!及び3
2の各外端部相互の結合素子で、例えば印刷配線手法に
より形成したスロットより成る。5は絶縁基板1の裏面
に設けた適宜幅を有する線状の金属薄膜で、例えば印刷
配線手法により設けた銅箔より成り、絶縁基板1を介し
て対向するアース面形成用金属薄膜2と共にマイクロス
トリップライン形給電線を形成し、給電線5の端部が結
合用スロット4のほぼ中心部と絶縁基板lを介して対向
し、容量結合によって結合用スロット4のほぼ中心部に
給電し得るように形成しである。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of the present invention.
The bottom view and FIG. 3 are side views, and in each figure, 1 is an insulating substrate, and 2 is a metal thin film provided on the surface of the insulating substrate 1 to form a ground plane, and is made of copper foil, for example. Reference numerals 31 and 32 denote spiral slot elements, which are each formed by, for example, a printed wiring method, and are formed so that the winding directions of the pixel elements are in the same direction. 4 is spiral slot element 3! and 3
A coupling element between each of the outer ends of the two, for example, a slot formed by a printed wiring method. Reference numeral 5 denotes a linear metal thin film having an appropriate width provided on the back surface of the insulating substrate 1, and is made of, for example, copper foil provided by a printed wiring method. A strip line type feeder line is formed so that the end of the feeder line 5 faces approximately the center of the coupling slot 4 via the insulating substrate l, so that power can be supplied to the approximate center of the coupling slot 4 by capacitive coupling. It is formed.

容量結合によって給電線5と結合用スロット4を結合す
る代りに、結合用スロット4の中間点における縁部に近
接した金属薄膜2の部分と給電線5の端部間をスルーホ
ールを介して結合せしめてもよい。
Instead of coupling the feeder line 5 and the coupling slot 4 by capacitive coupling, a portion of the metal thin film 2 near the edge at the midpoint of the coupling slot 4 and the end of the feeder line 5 are coupled via a through hole. You can force it.

第4図は、本発明アンテナの基本作動原理説明のための
図で、PはスロットSを設けた平面導体板で、無限の広
さを有すると共に無限に薄いものと仮定する。Wは給電
線に相当する線状素子で、この線状素子W及び平面導体
板Pは完全導体より成るものと仮定し、スロッ)Sの幅
及び線状素子Wの半径は、入射波(gin 、 1(i
n )の波長に比し十分に小なるものと仮定する。
FIG. 4 is a diagram for explaining the basic operating principle of the antenna of the present invention, in which P is a plane conductive plate provided with a slot S, which is assumed to have an infinite width and an infinite thinness. W is a linear element corresponding to a feed line, and assuming that this linear element W and the plane conductor plate P are made of perfect conductors, the width of the slot S and the radius of the linear element W are , 1(i
It is assumed that the wavelength is sufficiently smaller than the wavelength of n).

線状素子W上の電流IとスロットS上の磁流Mは、次式
から求めることが出来る。
The current I on the linear element W and the magnetic current M on the slot S can be determined from the following equations.

・・・・ (1) (1)式においてAは磁界ベクトルポテンシャル、Fは
電界ベクトルポテンシャル、之は観測点における単位接
線ベクトル、)(SCは閉回路磁界である。
(1) In equation (1), A is the magnetic field vector potential, F is the electric field vector potential, and is the unit tangent vector at the observation point.) (SC is the closed circuit magnetic field.

(1)式の左辺第1項は線状素子Wからの磁界に関係す
るもので、第4図における線状素子Wの中、n−1区間
とn区間で形成されるくの字形の折曲部分に着目し、こ
の折曲部分による磁界に局部的円筒座標(ψn、ρn、
Zn)、(ψn−1、ρ。−1,2n−+ )を採用す
ると共に、折曲部分上における電流の展開関数として部
分的正弦波関数を用い、(1)式の左辺第1項に示す折
曲線状部分による磁界成分を)In:wire とする
と、ここに、 φn−1= ((jcosθn−1−sinβan−1
−cosβen−1)・e−jβRn−1−jβ””−
’ )*n−++e ・ ・ ・ ・ (3) φn = (−Cjcosθ−、−5inβen+ c
osβel)−e−””’  −jβR0):n+e ・ ・ ・ ・ (4) 示した距離及び角度であり、又、 an  =zn+I   zn en−1+= zn−Zn−1 としている。
The first term on the left side of equation (1) is related to the magnetic field from the linear element W, and is the dogleg-shaped fold formed by the n-1 section and the n section in the linear element W in Fig. 4. Focusing on the curved part, the magnetic field due to this bent part is expressed in local cylindrical coordinates (ψn, ρn,
Zn), (ψn-1, ρ.-1, 2n-+), and a partial sine wave function is used as the expansion function of the current on the bent part, and the first term on the left side of equation (1) is If the magnetic field component due to the folded line portion shown is )In:wire, then φn-1= ((jcosθn-1-sinβan-1
-cosβen-1)・e-jβRn-1-jβ""-
' )*n−++e ・ ・ ・ ・ (3) φn = (−Cjcosθ−, −5inβen+ c
osβel)-e-""'-jβR0):n+e ・ ・ ・ ・ ・ (4) The distance and angle are shown, and an = zn + I zn en-1 + = zn-Zn-1.

(1)式の左辺第2項はスロットSから放射される磁界
に関係する項で、第4図におけるスロットSの中、n−
1区間とn区間から成るくの字形折曲スロット部分に着
目し、スロット上の磁流Mに対して再び部分的正弦波展
開関数を採用すると、第2項の磁界成分は最終的に次式
のように導出される。
The second term on the left side of equation (1) is a term related to the magnetic field radiated from the slot S.
Focusing on the dogleg-shaped bent slot section consisting of 1 section and n section, and again adopting a partial sine wave expansion function for the magnetic current M on the slot, the magnetic field component of the second term is finally calculated as follows: It is derived as follows.

・・・・ (5) ここに、 Po−1= (cosβel−1,0O3on−1’ 
e−jβRn−1−8゜8.。−、,8−jβ2°− −jsinβb ・ ・ ・ ・ (6) −−jβRrl Pn= (cosβen−CoSon−e・ ・ ・ 
・ (7) ・ ・ ・ ・ (9) 次に、完全導体表面上においては、入射波と散乱波の合
成電界の接線成分が零となることを用いて次式が得られ
る。
... (5) Here, Po-1= (cosβel-1,0O3on-1'
e-jβRn-1-8゜8. . −,,8−jβ2°− −jsinβb ・ ・ ・ ・ (6) −−jβRrl Pn= (cosβen−CoSon−e・ ・ ・
・ (7) ・ ・ ・ ・ (9) Next, the following equation can be obtained using the fact that on the surface of a perfect conductor, the tangential component of the combined electric field of the incident wave and scattered wave is zero.

+・A(z))・Z=o・・・・(lo)上式における
左辺第1項及び第2項の電界成分は、それぞれスロット
sと線状素子Wにより形成されるもので、部分的正弦波
関数を磁流と電流の展開関数に用いているので、n−1
区間とn区間から成るくの字形スロット部分及びくの字
形線状素子部分についての電界成分は、第1項及び第2
項より次式が得られる。
+・A(z))・Z=o...(lo) The electric field components in the first and second terms on the left side of the above equation are formed by the slot s and the linear element W, respectively, and are partially Since the sine wave function is used as the expansion function of magnetic current and current, n-1
The electric field components for the doglegged slot part and doglegged linear element part, which are made up of sections and n sections, are expressed by the first term and the second term.
The following equation is obtained from the terms:

o   − +     )・Z  ・・・・ (11)ρ口Sln
βen ・・・・ (12) 試験関数を適用した後における折曲線状部分による磁界
成分hn:wire、折曲スロット部分による磁界成分
hn:5lot、折曲線状部分による電界成分en:w
ire及び折曲スロット部分による電界成分el’l:
5lotを、それぞれhs+n:vlrp 、 hen
:5lot。
o − + )・Z ... (11) ρ mouth Sln
βen... (12) After applying the test function, magnetic field component due to the folded line portion hn:wire, magnetic field component due to the folded slot portion hn:5lot, electric field component due to the folded line portion en:w
Electric field component el'l due to ire and bent slot portion:
5 lots, respectively hs+n:vlrp, hen
: 5 lots.

emn+wire及びeln:5lot とすると、(
1)式及び(lO)式は、それぞれ次式で表わされる。
Assuming emn+wire and eln:5lot, (
Equation 1) and Equation (lO) are respectively expressed by the following equations.

(m=1.2.・・・・・ ) ・・・・ (13) 以上から電流及び磁流に関する複素展開係数In及びM
nが通常の行列解決によって求められる。
(m=1.2...) ... (13) From the above, the complex expansion coefficients In and M regarding electric current and magnetic current
n is found by ordinary matrix solving.

第1図乃至第3図吟示した実施例においては、給電線5
を介してスパイラルスロット素子31及び32を励振す
ると、各スロットに流入する磁流によって各スパイラル
スロット素子3I及び2から放射される円偏波における
各電界ベクトルの回転方向が同方向となり、互いに和動
的に合成されて一つの円偏波電磁波が放射されることと
なる。
In the embodiments illustrated in FIGS. 1 to 3, the feeder line 5
When the spiral slot elements 31 and 32 are excited through the magnetic current flowing into each slot, the rotation direction of each electric field vector in the circularly polarized waves radiated from each spiral slot element 3I and 2 becomes the same direction, and they harmonize with each other. are combined and one circularly polarized electromagnetic wave is radiated.

上記実施例においては、スパイラルスロット素子31及
び32の巻方向を互いに同方向に形成した場合を例示し
たが、第5図に要部を示すように、スパイラルスロット
素子3I及び32の巻方向を互いに逆方向に形成しても
本発明を実施することが出来、この場合には、各スパイ
ラルスロット素子に流入する磁流によって生ずる各円偏
波における電界ベクトルの回転方向が互いに逆方向とな
るため、給電線に直角な方向の電界ベクトル成分は互い
に差動的に合成され、給電線に平行な方向の電界ベクト
ルは互いに和動的に合成されるので、第5図に示した矢
印方向の電界ベクトルを有する直線偏波が放射されるこ
ととなる。
In the above embodiment, the spiral slot elements 31 and 32 are wound in the same direction, but as shown in FIG. 5, the spiral slot elements 3I and 32 are wound in the same direction. The present invention can be carried out even if the spiral slot elements are formed in opposite directions, and in this case, the rotation directions of the electric field vectors in each circularly polarized wave generated by the magnetic current flowing into each spiral slot element are opposite to each other. The electric field vector components in the direction perpendicular to the feed line are differentially combined with each other, and the electric field vectors in the direction parallel to the feed line are summarily combined with each other, so the electric field vector in the direction of the arrow shown in Figure 5 A linearly polarized wave having .

以上は、スパイラルスロット素子31及び32を線状ア
ルキメデス形スパイラルスロット素子を以て形成した場
合を例示したが、第6図に要部を示すように、スパイラ
ルスロット素子を等角スパイラルスロット素子を以て形
成するか、第7図に要部を示すように、角形スパイラル
スロット素子を以て形成しても本発明を実施することが
出来る。
The above example illustrates the case where the spiral slot elements 31 and 32 are formed using linear Archimedean spiral slot elements, but as shown in FIG. 6, the spiral slot elements may be formed using equiangular spiral slot elements. As shown in FIG. 7, the present invention can also be implemented by forming a rectangular spiral slot element.

以上は、何れもスパイラル素子をスロットスパイラル素
子を以て形成し、磁流を流入励振せしめるように構成し
た場合を例示したが、スパイラル素子を導体を以て形成
し、電流を流入励振せしめるように構成しても本発明を
実施することが出来る。
In each of the above examples, the spiral element is formed using a slotted spiral element and configured to excite a magnetic current inflow, but the spiral element may also be configured to be formed using a conductor and configured to excite a current inflow. The invention can be practiced.

第8図は、その−例を示す平面図、第9図は、底面図で
、両図において、lは絶縁基板、2′はアース面を形成
する金属薄膜で、例えば印刷配線手法によって絶縁基板
1の裏面に設けである。
FIG. 8 is a plan view showing an example of this, and FIG. 9 is a bottom view. In both figures, l is an insulating substrate, and 2' is a metal thin film forming a ground plane. It is provided on the back side of 1.

3゛1及び3″2は線状アルキメデス形スパイラル素子
で、例えば印刷配線手法によって絶縁基板1の表面に設
けた導体より成る。4′は結合素子、5′は給電線で、
これらも亦例えば印刷配線手法によって絶縁基板lの表
面に設けた導体より成り、給電線5′は金H薄11!i
 2’と共にマイクロストリップラインを形成する。
3'1 and 3'2 are linear Archimedean spiral elements, which are composed of conductors provided on the surface of the insulating substrate 1 by, for example, a printed wiring method. 4' is a coupling element, 5' is a feeder line,
These also consist of conductors provided on the surface of an insulating substrate l, for example by printed wiring techniques, and the feeder lines 5' are gold H thin 11! i
Together with 2', a microstrip line is formed.

本実施例においては、スパイラル素子31.3;及び結
合素子4′を導体を以て形成した点において第1図乃至
第3図に示した前実施例と異なるが、その放射特性は前
実施例と全く同様である。
This example differs from the previous example shown in FIGS. 1 to 3 in that the spiral element 31.3; and the coupling element 4' are formed of conductors, but its radiation characteristics are completely different from those of the previous example. The same is true.

尚、図には示していないが、給電線5′の特性インピー
ダンスに応じて給電線5′と給電点間にインピーダンス
整合素子を介在せしめる必要のあること勿論である。
Although not shown in the figure, it is of course necessary to interpose an impedance matching element between the feed line 5' and the feeding point depending on the characteristic impedance of the feed line 5'.

第8図及び第9図に示した実施例においては、導体より
成るスパイラル素子を線状アルキメデス形スパイラル素
子を以て形成したが、等角スパイラル素子又は角形スパ
イラル素子を以て形成しても本発明を実施することが出
来る。
In the embodiments shown in FIGS. 8 and 9, the spiral element made of a conductor is formed using a linear Archimedean spiral element, but the present invention can also be practiced by forming it using an equiangular spiral element or a rectangular spiral element. I can do it.

以上何れの実施例においても絶縁基板上に2個一対のス
パイラル素子を設けた場合を例示したが、第10図及び
第11図に示すように、絶縁基板の表面上に2個一対の
スパイラル素子31及び32を設けると共に、この一対
のスパイラル素子と適宜間隔を隔てて2個一対のスパイ
ラル素子33及び34を設け、絶縁基板の裏面に設けた
マイクロストリップラインより成る共通の給電線5(第
10図)又は5パ(第11図)を介して各スパイラル素
子を励振せしめるように構成することにより、放射電力
を大ならしめることが出来る。尚、第10図は直列給電
の場合、第11図は並列給電の場合である。
In each of the above embodiments, two pairs of spiral elements are provided on the insulating substrate, but as shown in FIGS. 10 and 11, two pairs of spiral elements are provided on the surface of the insulating substrate. 31 and 32, and a pair of spiral elements 33 and 34 are provided at appropriate intervals from this pair of spiral elements, and a common power supply line 5 (10th The radiated power can be increased by configuring each spiral element to be excited through the coils shown in FIG. Note that FIG. 10 shows the case of series power supply, and FIG. 11 shows the case of parallel power supply.

第10図及び第11図の何れにおいても4個二対のスパ
イラル素子を設けた場合を例示したが、各列毎の間隔を
適当ならしめて6個三対以上のスパイラル素子を設ける
ことにより、放射電力を更に大ならしめることが出来る
In both FIG. 10 and FIG. 11, the case where two pairs of four spiral elements are provided is shown as an example, but by providing three or more pairs of six spiral elements with appropriate spacing in each row, it is possible to radiate radiation. Power can be further increased.

第10図及び第11図には線状アルキメデス形スパイラ
ルスロット素子を設けた場合を例示したが、スパイラル
素子を等角スパイラルスロット素子又は角形スパイラル
スロット素子を以て形成してもよく、導体より成るスパ
イラル素子を以て形成してもよいこと勿論である。
Although FIGS. 10 and 11 illustrate the case in which a linear Archimedean spiral slot element is provided, the spiral element may also be formed with an equiangular spiral slot element or a rectangular spiral slot element, and the spiral element may be formed of a conductor. Of course, it may also be formed using.

第6図乃至第11図に示した実施例においては、何れも
対をなすスパイラル素子の巻方向を互いに同方向にして
円偏波放射を行い得るように構成した場合を例示したが
、対をなすスパイラル素子の巻方向を互いに逆方向にし
て直線偏波放射を行い得るように構成してもよいこと勿
論である。
In the embodiments shown in FIGS. 6 to 11, the winding direction of each pair of spiral elements is set in the same direction so that circularly polarized wave radiation can be performed. Of course, the winding directions of the spiral elements may be opposite to each other so that linearly polarized radiation can be performed.

上記何れの実施例においても、第12図に示すように、
絶縁基板1の前方又は後方に適当な反射器6を設け、絶
縁基板1と反射器6の間隔を放射波長に応じて適宜調整
することにより、放射指向性を絶縁基板1の後方又は前
方においてビーム状となすことが出来る。
In any of the above embodiments, as shown in FIG.
By providing a suitable reflector 6 in front or behind the insulating substrate 1 and adjusting the distance between the insulating substrate 1 and the reflector 6 as appropriate according to the radiation wavelength, the radiation directivity can be adjusted to the beam behind or in front of the insulating substrate 1. It can be made into a shape.

又、何れの実施例においても絶縁基板1を平面状に形成
した場合を例示したが、例えば円筒面の一部、球面の一
部又は円錐面のように曲面状に形成しても本発明を実施
することが出来る。
Further, in each of the embodiments, the case where the insulating substrate 1 is formed into a planar shape is exemplified, but the present invention can be applied even if it is formed into a curved surface, such as a part of a cylindrical surface, a part of a spherical surface, or a conical surface. It can be implemented.

絶縁基板を、例えば円筒面の一部をなす曲面を以て形成
した場合には、例えば第13図に平面概略図を示すよう
に、スパイラル素子及び給電線等を設けた絶縁基板1を
適宜複数個円筒状に配設し、はぼ中心軸位置に円筒状の
反射体7を設けることにより、合成指向性を無指向性と
することが出来る。
When the insulating substrate is formed with a curved surface that forms part of a cylindrical surface, for example, as shown in a schematic plan view in FIG. By arranging the reflector 7 in a shape and providing a cylindrical reflector 7 at the center axis position, the combined directivity can be made non-directional.

発明の効果 本発明においては、スパイラル素子及び給電線を共通の
絶縁基板上に設けると共に給電点が1個所で足りるから
構造製作が簡潔容易で、本発明アンテナを構成素子とす
るアンテナの設計を自在に行うことが可能となる。
Effects of the Invention In the present invention, since the spiral element and the feed line are provided on a common insulating substrate and only one feed point is required, the structure is simple and easy to manufacture, and an antenna including the antenna of the present invention as a component can be designed freely. It becomes possible to do so.

又、対をなすスパイラル素子の巻方向を同方向又は逆方
向となすことにより円偏波或は直線偏波の何れの放射も
可能であり、何れの放射の場合にもスパイラル素子にお
ける磁流又は電流の分布を対称ならしめ得る構造である
から、広帯域に互って指向性が対称で、かつ偏波特性が
良好である。
Furthermore, by winding the spiral elements in a pair in the same direction or in opposite directions, it is possible to radiate either circularly polarized waves or linearly polarized waves, and in either case, the magnetic current or Since the structure is capable of making the current distribution symmetrical, the directivity is symmetrical over a wide band and the polarization characteristics are good.

第14図は、第1図乃至第3図に示した実施例のスパイ
ラルスロット素子31及び32における磁波分布の一例
を示す図で、横軸はスロットの長さSL、即ち、第1図
における結合用スロット4のほぼ中心に位置する給電点
からの各スパイラルスロット素子のスロットの長さで、
第14図には給電点をFで示しである。縦軸はM(Z)
/入Eであるが、ここにM(Z)は、第1図における給
電点を原点とするスロットに沿った磁流の大きさ、入は
放射波長、Eは放射波の電界強度で、第14図は、入が
3.2 GH2の場合である。
FIG. 14 is a diagram showing an example of the magnetic wave distribution in the spiral slot elements 31 and 32 of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, in which the horizontal axis represents the length SL of the slot, that is, the coupling in FIG. The length of the slot of each spiral slot element from the feeding point located approximately at the center of the slot 4 for
In FIG. 14, the feeding point is indicated by F. The vertical axis is M(Z)
/ input E, where M(Z) is the magnitude of the magnetic current along the slot whose origin is the feeding point in Fig. 1, input is the radiation wavelength, and E is the electric field strength of the radiation wave. Figure 14 shows the case where the input is 3.2 GH2.

又、実線はベクトルの複素数表示における実数部に対応
する曲線、破線は虚数部に対応する曲線、点線は絶対値
に対応する曲線である。
Further, the solid line is a curve corresponding to the real part in the complex number representation of a vector, the broken line is a curve corresponding to the imaginary part, and the dotted line is a curve corresponding to the absolute value.

本発明における磁流分布は、給電点に対してほぼ対称で
あること図から明らかで、したがって、円偏波及び直線
偏波の何れの場合においても良好な指向特性が得られる
こととなる。
It is clear from the figure that the magnetic current distribution in the present invention is approximately symmetrical with respect to the feeding point, and therefore good directivity characteristics can be obtained in both cases of circularly polarized waves and linearly polarized waves.

第15図は、第1図乃至第3図に示した実施例における
放射指向特性の一例を示す曲線図で、第1図における給
電点を原点とし、矢印X及びY方向にX座標軸及びY座
標軸をとり、原点から上方垂直方向にX座標軸をとった
場合における空間極座標表示による曲線図で、実線で示
した曲線は、xZ平面からの偏角φが00及び900の
面における電界成分E、を、放射周波数3.0 GH2
,3,2GH2及び3.40H2について示したもので
、点線で示した曲線は、X座標軸からの偏角θ方向の電
界成分Eeを示したもので、何れも良好な円偏波指向特
性を呈している。
FIG. 15 is a curve diagram showing an example of the radiation directivity characteristics in the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, with the feed point in FIG. 1 as the origin, and the X and Y coordinate axes in the X and Y directions. This is a curve diagram expressed in spatial polar coordinates when the X coordinate axis is taken vertically upward from the origin, and the curve shown by the solid line represents the electric field component E in the plane where the deviation angle φ from the xZ plane is 00 and 900. , radiation frequency 3.0 GH2
, 3,2GH2, and 3.40H2, the dotted curve shows the electric field component Ee in the direction of polarization angle θ from the X coordinate axis, and all exhibit good circularly polarized wave directivity characteristics. ing.

第16図は、第1図乃至第3図に示した実施例における
円偏波放射の場合の軸比特性、即ち、円偏波率と周波数
の関係を示す図で、横軸は放射周波数f(G)II)、
縦軸は軸比AR(dB)、即ち、円偏波における電界ベ
クトルの描く円弧の長袖と短軸との比で、一般に201
og+oをとり、真円偏波においてはOdBである。
FIG. 16 is a diagram showing the axial ratio characteristic in the case of circularly polarized radiation in the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, that is, the relationship between the circular polarization coefficient and frequency, and the horizontal axis is the radiation frequency f (G)II),
The vertical axis is the axial ratio AR (dB), that is, the ratio of the long axis to the short axis of the arc drawn by the electric field vector in circularly polarized waves, which is generally 201
og+o, which is OdB for perfectly circularly polarized waves.

図から明らかなように、本発明スパイラルアンテナにお
いては、はぼ3.0 GHz乃至3.7 cH2に亙っ
て良好な軸比特性を呈している。
As is clear from the figure, the spiral antenna of the present invention exhibits good axial ratio characteristics over a range of approximately 3.0 GHz to 3.7 cH2.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図はその底面
図、第3図はその側面図、第4図はその作動説明のため
の図、第5図乃至第7図は他の実施例の要部を示す図、
第8図は他の実施例を示す平面図、第9図はその底面図
、第1θ図乃至第13図も非他の実施例を示す図、第1
4図は本発明のスパイラル素子における磁流分布の一例
を示す図。 第15図は放射指向特性の一例を示す図、第16図は軸
比特性の一例を示す図で、1:絶縁基板、2及び2′:
アース面を形成する金属薄膜、31.32.31.3’
2.33及び34:スパイラル素子、4及び4゛:結合
素子、5.5′及び5″:給電線、6:反射器。 7二円筒状反射体、P:平面導体板、Sニスロット、W
:線状素子である。
Fig. 1 is a diagram showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a bottom view thereof, Fig. 3 is a side view thereof, Fig. 4 is a diagram for explaining its operation, and Figs. 5 to 7 are Diagrams showing main parts of other embodiments,
FIG. 8 is a plan view showing another embodiment, FIG. 9 is a bottom view thereof, FIGS. 1θ to 13 are also views showing other embodiments, and FIG.
FIG. 4 is a diagram showing an example of magnetic current distribution in the spiral element of the present invention. FIG. 15 is a diagram showing an example of radiation directivity characteristics, and FIG. 16 is a diagram showing an example of axial ratio characteristics. 1: Insulating substrate, 2 and 2':
Metal thin film forming the ground plane, 31.32.31.3'
2.33 and 34: Spiral element, 4 and 4゛: Coupling element, 5.5' and 5'': Feeding line, 6: Reflector. 7 Two cylindrical reflectors, P: Planar conductor plate, S Ni slot, W
: It is a linear element.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)2個一対をなすスパイラル素子を、任意対数、絶
縁基板上に設けると共に、前記一対をなすスパイラル素
子の各外端部相互の結合素子及びこの結合素子のほぼ中
間点に結合される共通給電線を前記絶縁基板上に設けて
成ることを特徴とするスパイラルアンテナ。
(1) A pair of spiral elements is provided on an insulating substrate, and a coupling element is provided between each outer end of the pair of spiral elements, and a common coupling element is coupled to approximately the midpoint of the coupling element. A spiral antenna characterized in that a feed line is provided on the insulating substrate.
(2)一対をなすスパイラル素子の巻方向が互いに同方
向である特許請求の範囲第1項記載のスパイラルアンテ
ナ。
(2) The spiral antenna according to claim 1, wherein the pair of spiral elements are wound in the same direction.
(3)一対をなすスパイラル素子の巻方向が互いに逆方
向である特許請求の範囲第1項記載のスパイラルアンテ
ナ。
(3) The spiral antenna according to claim 1, wherein the winding directions of the pair of spiral elements are opposite to each other.
(4)スパイラル素子が線状アルキメデス形スパイラル
スロット素子より成ると共に、結合素子がスロットより
成る特許請求の範囲第1項記載のスパイラルアンテナ。
(4) The spiral antenna according to claim 1, wherein the spiral element is a linear Archimedean spiral slot element, and the coupling element is a slot.
(5)スパイラル素子が等角スパイラルスロット素子よ
り成ると共に、結合素子がスロットより成る特許請求の
範囲第1項記載のスパイラルアンテナ。
(5) The spiral antenna according to claim 1, wherein the spiral element comprises a conformal spiral slot element and the coupling element comprises a slot.
(6)スパイラル素子が角形スパイラルスロット素子よ
り成ると共に、結合素子がスロットより成る特許請求の
範囲第1項記載のスパイラルアンテナ。
(6) The spiral antenna according to claim 1, wherein the spiral element is a rectangular spiral slot element, and the coupling element is a slot.
(7)スパイラル素子が導体を以て形成した線状アルキ
メデス形スパイラル素子より成ると共に、結合素子が導
体より成る特許請求の範囲第1項記載のスパイラルアン
テナ。
(7) The spiral antenna according to claim 1, wherein the spiral element comprises a linear Archimedean spiral element formed of a conductor, and the coupling element comprises a conductor.
(8)スパイラル素子が導体を以て形成した等角スパイ
ラル素子より成ると共に、結合素子が導体より成る特許
請求の範囲第1項記載のスパイラルアンテナ。
(8) The spiral antenna according to claim 1, wherein the spiral element comprises a conformal spiral element formed of a conductor, and the coupling element comprises a conductor.
(9)スパイラル素子が導体を以て形成した角形スパイ
ラル素子より成ると共に、結合素子が導体より成る特許
請求の範囲第1項記載のスパイラルアンテナ。
(9) The spiral antenna according to claim 1, wherein the spiral element is a rectangular spiral element formed of a conductor, and the coupling element is a conductor.
(10)各対のスパイラル素子への共通給電線が直列形
給電線より成る特許請求の範囲第1項記載のスパイラル
アンテナ。
(10) The spiral antenna according to claim 1, wherein the common feed line to each pair of spiral elements is a series feed line.
(11)各対のスパイラル素子への共通給電線が並列形
給電線より成る特許請求の範囲第1項記載のスパイラル
アンテナ。
(11) The spiral antenna according to claim 1, wherein the common feed line to each pair of spiral elements is a parallel feed line.
(12)絶縁基板が平面状である特許請求の範囲第1項
記載のスパイラルアンテナ。
(12) The spiral antenna according to claim 1, wherein the insulating substrate is planar.
(13)絶縁基板が曲面状である特許請求の範囲第1項
記載のスパイラルアンテナ。
(13) The spiral antenna according to claim 1, wherein the insulating substrate has a curved surface.
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