CN110998977B - 天线 - Google Patents

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CN110998977B CN201880050395.2A CN201880050395A CN110998977B CN 110998977 B CN110998977 B CN 110998977B CN 201880050395 A CN201880050395 A CN 201880050395A CN 110998977 B CN110998977 B CN 110998977B
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop

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  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

天线(1)具备外侧导体(10)和内侧导体(30)。外侧导体(10)由第一线状导体从第一供电点(11)到第二供电点(12)形成为圆形状,且电流流过第一供电点(11)和第二供电点(12)之间,该第一线状导体由与右旋圆偏振波的一个波长相当的长度构成。内侧导体(30)设置在外侧导体(10)的内侧,并且由基于左旋圆偏振波的一个波长的长度构成的与第一线状导体不同的第二线状导体的起点(31a)与第一供电点(11)连接。而且,内侧导体(30)形成为第二线状导体的终点(31b)以非连接状态位于外侧导体(10)的内侧,且电流向与外侧导体(10)相反的方向流动。根据该结构,天线(1)能良好地接收接收对象的圆偏振波。

Description

天线
技术领域
本发明涉及天线。
背景技术
以往,有接收圆偏振波的天线。例如,在专利文献1中公开了接收从ETC(Electronic Toll Collection System:电子不停车收费系统)发送的右旋圆偏振波的贴片天线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-128321号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
然而,专利文献1的贴片天线例如有时会在接收右旋圆偏振波的同时接收左旋圆偏振波,在该情况下存在圆偏振波识别度变低的倾向,在这一点上存在进一步改善的余地。
因此,本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种能够良好地接收接收对象的圆偏振波的天线。
用于解决问题的技术手段
为了解决上述问题,实现目的,本发明所涉及的天线的特征在于,具备:外侧导体,所述外侧导体由第一线状导体从一端到另一端形成为圆形状,且电流在所述一端和所述另一端之间流过,所述第一线状导体由与右旋圆偏振波或左旋圆偏振波中的任一者的一个波长相当的长度构成;以及内侧导体,所述内侧导体被设置在所述外侧导体的内侧,与所述第一线状导体不同的第二线状导体的起点与所述一端或所述另一端中的任一者连接,所述第二线状导体的终点以非连接状态位于所述外侧导体的内侧,所述第二线状导体由基于所述右旋圆偏振波或所述左旋圆偏振波中的任意另一者的一个波长的长度形成,所述内侧导体具有曲部,所述曲部在所述起点和所述终点之间被形成为弯曲形状,所述内侧导体被设置成电流向与所述外侧导体相反的方向流动。
另外,在上述天线中优选为,所述外侧导体和所述内侧导体设置在设置面,在所述外侧导体接收所述右旋圆偏振波的情况下观察所述设置面时,所述内侧导体沿逆时针从所述起点延伸至所述终点,在所述外侧导体接收所述左旋圆偏振波的情况下观察所述设置面时,所述内侧导体沿顺时针从所述起点延伸至所述终点。
另外,在上述天线中优选为,所述内侧导体具有形成为圆形状的圆形部来作为所述曲部。
另外,在上述天线中优选为,所述内侧导体具有形成为矩形状的矩形部来作为所述曲部。
另外,在上述天线中优选为,所述内侧导体具有形成为L字状的L字部来作为所述曲部。
发明效果
本发明所涉及的天线例如具有:由相当于右旋圆偏振波的1个波长的长度构成的外侧导体;以及设置于外侧导体的内侧且以基于左旋圆偏振波的1个波长的长度构成且以电流向与外侧导体相反的方向流动的方式设置的内侧导体。根据该结构,天线例如能够抑制由左旋圆偏振波产生的电流流过外侧导体,能够良好地接收右旋圆偏振波。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的天线的结构例的主视图。
图2是表示实施方式1所涉及的天线的XPD的图。
图3是表示实施方式1所涉及的天线的VSWR的图。
图4是表示实施方式1所涉及的天线的阻抗特性的史密斯圆图。
图5是表示实施方式1所涉及的天线的轴比的图。
图6是表示实施方式1所涉及的天线的指向特性的图。
图7是表示实施方式1的变形例1所涉及的天线的结构例的主视图。
图8是表示实施方式1的变形例1所涉及的天线的XPD的图。
图9是表示实施方式1的变形例1所涉及的天线的VSWR的图。
图10是表示实施方式1的变形例1所涉及的天线的阻抗特性的史密斯圆图。
图11是表示实施方式1的变形例1所涉及的天线的轴比的图。
图12是表示实施方式1的变形例1所涉及的天线的指向特性的图。
图13是表示实施方式1的变形例2所涉及的天线的结构例的主视图。
图14是表示实施方式1的变形例2所涉及的天线的XPD的图。
图15是表示实施方式1的变形例2所涉及的天线的VSWR的图。
图16是表示实施方式1的变形例2所涉及的天线的阻抗特性的史密斯圆图。
图17是表示实施方式1的变形例2所涉及的天线的指向特性的图。
图18是表示实施方式1的变形例3所涉及的天线的结构例的主视图。
图19是表示实施方式1的变形例3所涉及的天线的XPD的图。
图20是表示实施方式1的变形例3所涉及的天线的VSWR的图。
图21是表示实施方式1的变形例3所涉及的天线的阻抗特性的史密斯圆图。
图22是表示实施方式1的变形例3所涉及的天线的轴比的图。
图23是表示实施方式1的变形例3所涉及的天线的指向特性的图。
图24是表示实施方式1的变形例4所涉及的天线的结构例的主视图。
图25是表示实施方式1的变形例4所涉及的天线的XPD的图。
图26是表示实施方式1的变形例4所涉及的天线的VSWR的图。
图27是表示实施方式1的变形例4所涉及的天线的阻抗特性的史密斯圆图。
图28是表示实施方式1的变形例4所涉及的天线的轴比的图。
图29是表示实施方式1的变形例4所涉及的天线的指向特性的图。
图30是表示实施方式2所涉及的天线的结构例的主视图。
图31是表示实施方式2所涉及的天线的XPD的图。
图32是表示实施方式2所涉及的天线的VSWR的图。
图33是表示实施方式2所涉及的天线的阻抗特性的史密斯圆图。
图34是表示实施方式2所涉及的天线的轴比的图。
图35是表示实施方式2所涉及的天线的指向特性的图。
图36是表示实施方式2的变形例所涉及的天线的结构例的主视图。
图37是表示实施方式2的变形例所涉及的天线的XPD的图。
图38是表示实施方式2的变形例所涉及的天线的VSWR的图。
符号说明
1、1A、1B、1C、1D、1E 天线
2 设置面
10、10E 外侧导体
11 第一供电点(一端)
12 第二供电点(另一端)
30、30B、30C、30D、30E、30F 内侧导体
31a 始点
31b 终点
31、31E 圆形部
31B 圆弧部
31C 矩形部
31D L字部
具体实施方式
参照附图并对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细说明。本发明并不被以下的实施方式中所记载的内容限定。另外,在以下记载的结构要素中,包含本领域技术人员可以容易想到的内容、实质上相同的内容。而且,以下记载的结构可以适当地组合。此外,可以在不脱离本发明主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。
[实施方式1]
对实施方式1所涉及的天线1进行说明。天线1例如是接收GPS(GlobalPositioning System:全球定位系统)的右旋圆偏振波的天线。此处,GPS的右旋圆偏振波例如频率为1.575GHz。天线1例如是在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜上印刷银浆等导体而形成的,但并不限定于此,也可以由导电性油墨、导体薄膜等形成。天线1例如搭载于车辆,设置于该车辆的车顶内部、前玻璃、仪表板(树脂部件)等电介质的设置面2。以下,对天线1进行详细说明。
如图1所示,天线1具备外侧导体10、第一供电线21和第二供电线22以及内侧导体30。外侧导体10例如是接收GPS的右旋圆偏振波的天线。外侧导体10设置于设置面2,该外侧导体10具有:作为一端的第一供电点11;作为另一端的第二供电点12;以及主体部13。在本实施方式1中,例如,第一供电点11为负极,第二供电点12为正极。主体部13是第一线状导体从第一供电点11到第二供电点12形成为圆形状的部分。此处,第一线状导体由与GPS的右旋圆偏振波的1个波长相当的长度构成。主体部13在第一供电点11与第二供电点12之间具有间隙。外侧导体10中,电流沿着主体部13的周向在第一供电点11与第二供电点12之间流动。在实施方式1中,外侧导体10接收GPS的右旋圆偏振波,因此在观察设置面2时,电流在第一供电点11与第二供电点12之间顺时针流动。即,外侧导体10在接收右旋圆偏振波时,电流从正极的第二供电点12朝向负极的第一供电点11流动。
第一供电线21以及第二供电线22例如是使由主体部13接收到的电流流动的导电线。第一供电线21的一端与外侧导体10的第一供电点11连接,另一端与未图示的接收电路连接。第二供电线22的一端与外侧导体10的第二供电点12连接,另一端与接收电路连接。第一供电线21以及第二供电线22使由主体部13接收到的电流流向接收电路。
内侧导体30是对左旋圆偏振波的接收进行抑制的部分。内侧导体30设置于设置面2且设置于外侧导体10的内侧,具有作为曲部的圆形部31和连结部32。圆形部31和连结部32由与第一线状导体不同的第二线状导体形成。此处,第二线状导体例如由基于GPS的左旋圆偏振波的1个波长的长度构成。圆形部31形成为圆形状,第二线状导体的起点31a经由连结部32与负极的第一供电点11连接,第二线状导体的终点31b在非连接状态下位于外侧导体10的内侧。圆形部31在起点31a与终点31b之间具有间隙。内侧导体30形成为电流朝向与外侧导体10相反的方向流动。具体而言,对于内侧导体30,在观察设置面2时圆形部31沿着外侧导体10的周向逆时针地从起点31a延伸至终点31b。内侧导体30中,电流沿着圆形部31的周向从起点31a朝向终点31b流动。即,内侧导体30中,在观察设置面2时,电流从与第一供电点11连接的起点31a朝向非连接状态的终点31b逆时针地流动。连结部32是将圆形部31的起点31a与外侧导体10的第一供电点11连接的部分。连结部32沿着外侧导体10的径向延伸。
接着,对实施方式1的天线1的模拟结果进行说明。在实施方式1中,作为模拟中的天线1的结构,采用如下结构:在厚度为0.25mm的PET膜上,利用厚度为0.01mm的银浆印刷宽度为1mm的天线1的图案,并利用0.1mm厚度的PET膜夹持其上下。PET膜的介电常数为“3”。将内侧导体30与外侧导体10连结的连结部32的长度设为1mm。图2是使内侧导体30的半径R以0.5mm左右的间隔从8mm变化到11mm为止的情况下的天线1的交叉极化鉴别度(XPD);CrossPolarization Discrimination)的图。在图2中,纵轴表示XPD的值,横轴表示频率。根据图2所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,在内侧导体30的半径R为8mm的情况下,天线1的XPD最大,其值为25dB左右(图中P1),抑制了左旋圆偏振波的增益。图3是使内侧导体30的半径R以0.5mm左右的间隔从8mm变化到11mm为止的情况下的天线1的电压驻波比(VSWR;Voltage Standing Wave Ratio)的图。在图3中,纵轴表示VSWR的值,横轴表示频率。根据图3所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,在内侧导体30的半径R为8mm的情况下,天线1的该值为5.6左右(图中P2),功率效率相对不好。图4是表示内侧导体30的半径R为8mm的情况下的阻抗特性的史密斯圆图。根据图4所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,在内侧导体30的半径R为8mm的情况下,反射的大小为0.69左右,相位为-58左右(图中P3),反射相对较大。图5是内侧导体30的半径R为8mm的情况下的轴比(AR);Axial Ratio)的图。图5中,纵轴是表示轴比的值,横轴是频率。根据图5所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,在内侧导体30的半径R为8mm的情况下,天线1的轴比为1.1dB左右(图中P4),轴比良好。图6是表示内侧导体30的半径R为8mm的情况下的指向特性的图。根据图6所示的模拟结果可知,在内侧导体30的半径R为8mm的情况下,右旋圆偏振波和左旋圆偏振波对称,各圆偏振波的指向特性具有对称性。利用该对称性,通过将天线1翻转设置,从而外侧导体10能够接收左旋圆偏振波。在接收左旋圆偏振波的情况下,在观察设置面2时,内侧导体30的圆形部31沿顺时针从起点31a延伸至终点31b。
如上所述,实施方式1所涉及的天线1具备外侧导体10和内侧导体30。外侧导体10中,由与右旋圆偏振波的1个波长相当的长度构成的第一线状导体从第一供电点11到第二供电点12形成为圆形状,电流在第一供电点11与第二供电点12之间流动。内侧导体30设置于外侧导体10的内侧,由基于左旋圆偏振波的1个波长的长度构成的与第一线状导体不同的第二线状导体形成。并且,内侧导体30的第二线状导体的起点31a与第一供电点11连接,第二线状导体的终点31b以非连接状态位于外侧导体10的内侧。而且,内侧导体30被设置成具有作为在起点31a与终点31b之间形成为弯曲形状的曲部的圆形部31,且电流向与外侧导体10相反的方向流动。
通过该结构,天线1中,由右旋圆偏振波产生的电流流过外侧导体10,由左旋圆偏振波产生的电流流过内侧导体30。通过该结构,天线1能够抑制由左旋圆偏振波产生的电流流过外侧导体10。通过该抑制,天线1能够提高右旋圆偏振波的增益。其结果,天线1能够提高XPD,能够良好地接收右旋圆偏振波。由于外侧导体10为圆形状,因此天线1能够使表示右旋圆偏振波的真圆度的轴比成为良好的值。天线1例如能够通过印刷第一线状导体以及第二线状导体来制造,因此与以往那样组装天线1的情况相比,能够抑制制造工时,能够抑制成本。而且,天线1能够通过印刷来制造,因此能够不需要以往那样固定天线1的部件(固定支柱),能够抑制部件数量。另外,天线1与现有的贴片天线相比,能够将厚度形成得较薄,并且能够具有挠性,能够灵活地应对设置场所。例如,天线1能够设置在车辆的车顶内部。
另外,在上述天线1中,外侧导体10以及内侧导体30设置于设置面2,在外侧导体10接收右旋圆偏振波的情况下,在观察设置面2时内侧导体30逆时针地从起点31a延伸至终点31b。通过该结构,天线1中,由左旋圆偏振波产生的电流流过内侧导体30,因此能够抑制由左旋圆偏振波产生的电流流过外侧导体10,能够提高XPD。
另外,在上述天线1中,内侧导体30具有作为曲部形成为圆形状的圆形部31。通过该结构,天线1中,由左旋圆偏振波产生的电流流过内侧导体30的圆形部31,能够抑制由左旋圆偏振波产生的电流流过外侧导体10,从而能够提高XPD。
[实施方式1的变形例1]
接着,对实施方式1的变形例1所涉及的天线1A进行说明。此外,在变形例1中,对与实施方式1等同的结构要素标注相同的附图标记,并省略其详细的说明。变形例1的天线1A在使将内侧导体30和外侧导体10连结的连结部32A的长度H以1mm间隔从1mm变化到10mm为止这一点上与实施方式1不同。天线1A中,随着与实施方式1的天线1相比将连结部32A沿径向延长1mm~10mm为止,内侧导体30设置于与其相应地靠近外侧导体10的中心的位置。此外,在图7中,图示了将连结部32A的长度H设为8mm的情况下的天线1A的结构。图8是表示使连结部32A的长度H以1mm间隔从1mm变化到10mm为止的情况下的天线1A的XPD的图。在图8中,纵轴表示XPD的值,横轴表示频率。根据图8所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,在连结部32A的长度H为1mm的情况下,天线1A的XPD最大,其值为19dB左右(图中P5),抑制了左旋圆偏振波的增益。图9是表示使连结部32A的长度H以1mm间隔从1mm变化到10mm为止的情况下的天线1A的VSWR的图。在图9中,纵轴表示VSWR的值,横轴表示频率。根据图9所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,在连结部32A的长度H为1mm的情况下,天线1A的VSWR为4.5左右(图中P6),功率效率相对不好。另外,可知,在频率为1.6GHz时,在连结部32A的长度H为8mm的情况下,天线1A的VSWR为2.0左右(图中P7),功率效率相对良好,且XPD为11.5dB左右(图中P8),XPD为相对良好的结果,在连结部32A的长度H为8mm的情况下取得平衡。图10是表示连结部32A的长度H为8mm的情况下的阻抗特性的史密斯圆图。根据图10所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,连结部32A的长度H为8mm的情况下,反射的大小为0.2左右,相位为-74左右(图中P9),反射比实施方式1的天线1小。图11是表示连结部32A的长度H为8mm的情况下的轴比的图。图11中,纵轴是表示轴比的值,横轴是频率。根据图11所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,在连结部32A的长度H为8mm的情况下,天线1A的轴比为1.8dB左右(图中P10),是轴比不优于实施方式1的天线1的结果。图12是表示连结部32A的长度H为8mm的情况下的指向特性的图。根据图12所示的模拟结果可知,在连结部32A的长度H为8mm的情况下,右旋圆偏振波和左旋圆偏振波对称,各圆偏振波的指向特性具有对称性。利用该对称性,天线1A通过翻转设置能够使外侧导体10接收左旋圆偏振波。在接收左旋圆偏振波的情况下,在观察设置面2时,内侧导体30的圆形部31沿顺时针从起点31a延伸至终点31b。
如以上那样,实施方式1的变形例1所涉及的天线1A具备:由与GPS的右旋圆偏振波的1个波长相当的长度构成的外侧导体10;以及具有由基于GPS的左旋圆偏振波的1个波长的长度构成的圆形部31及连结部32A的内侧导体30。天线1A的连结部32A的长度H为8mm。通过该结构,天线1A能够使VSWR小于实施方式1的天线1,能够使功率效率比实施方式1的天线1提高。另外,虽然天线1A的XPD比实施方式1的天线1小,但能够确保11.5dB,能够发挥平衡的性能。另外,对于天线1A,利用指向特性的对称性,从而能够通过将天线1A翻转设置来使外部导体10接收左旋圆偏振波。
[实施方式1的变形例2]
接着,对实施方式1的变形例2所涉及的天线1B进行说明。此外,在变形例2中,对与实施方式1以及变形例1等同的构成要素标注相同的附图标记,并省略其详细的说明。如图13所示,变形例2的内侧导体30B在具有C字状的圆弧部31B来代替实施方式1的圆形部31这一点上与实施方式1以及变形例1不同。圆弧部31B的第二线状导体的起点31a经由连结部32与负极的第一供电点11连接,第二线状导体的终点31b以非连接状态位于外侧导体10的内侧。此处,如上所述,第二线状导体例如由基于GPS的左旋圆偏振波的1个波长的长度构成。内侧导体30B形成为电流朝向与外侧导体10相反的方向流动。具体而言,在观察设置面2时,内侧导体30B的圆弧部31B沿着外侧导体10的周向逆时针地从起点31a延伸至终点31b。例如在将外侧导体10的半径设为r的情况下,内侧导体30B的圆弧部31B的半径为1/2r,圆弧部31B的圆周为3/4πr。内侧导体30B的中心位于距第一供电点11为1/4r的距离的位置。内侧导体30B中,电流沿着圆弧部31B的周向从起点31a流向终点31b。即,内侧导体30B中,在观察设置面2时,电流从与第一供电点11连接的起点31a朝向非连接状态的终点31b逆时针地流动。连结部32是将圆弧部31B的起点31a与外侧导体10的第一供电点11连接的部分。连结部32沿着外侧导体10的径向延伸。
接着,对实施方式1的变形例2的天线1B的模拟结果进行说明。图14是表示天线1B的XPD的图。在图14中,纵轴表示XPD的值,横轴表示频率。根据图14所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,天线1B的XPD为12dB左右(图中P11),抑制了左旋圆偏振波的增益。图15是表示天线1B的VSWR的图。在图15中,纵轴表示VSWR的值,横轴表示频率。根据图15所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,天线1B的VSWR为2.0左右(图中P12),功率效率相对较好。图16是表示阻抗特性的史密斯圆图。根据图16所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,反射的大小为0.35左右,相位为-70左右(图中P13),反射相对较小。图17是表示指向特性的图。根据图17所示的模拟结果可知,右旋圆偏振波和左旋圆偏振波对称,各圆偏振波的指向特性具有对称性。利用该对称性,能够通过将天线1B翻转设置来使外侧导体10接收左旋圆偏振波。在接收左旋圆偏振波的情况下,在观察设置面2时,内侧导体30B的圆弧部31B沿顺时针从起点31a延伸至终点31b。
如以上那样,实施方式1的变形例2所涉及的天线1B具备:由与GPS的右旋圆偏振波的1个波长相当的长度构成的外侧导体10;以及具有由基于GPS的左旋圆偏振波的1个波长的长度构成的圆弧部31B及连结部32的内侧导体30B。根据该结构,天线1B能够抑制左旋圆偏振波的增益,并且能够改善功率效率。另外,对于天线1B,利用指向特性的对称性,能够通过将天线1B翻转设置来使外侧导体10接收左旋圆偏振波。
[实施方式1的变形例3]
接着,对实施方式1的变形例3所涉及的天线1C进行说明。此外,在变形例3中,对与实施方式1、变形例1以及变形例2等同的构成要素标注相同的附图标记,并省略其详细的说明。如图18所示,变形例3的内侧导体30C与实施方式1等的不同点在于,具有矩形状的矩形部31C来代替实施方式1的圆形部31。矩形部31C是曲部的一例,例如形成为正方形(菱形)的形状。矩形部31C中,第二线状导体的起点31a经由连结部32与负极的第一供电点11连接,第二线状导体的终点31b以非连接状态位于外侧导体10的内侧。此处,如上所述,第二线状导体例如由基于GPS的左旋圆偏振波的1个波长的长度构成。矩形部31C在起点31a与终点31b之间具有间隙。内侧导体30C被形成为电流朝向与外侧导体10相反的方向流动。具体而言,在观察设置面2时,内侧导体30C的矩形部31C沿着外侧导体10的周向逆时针地从起点31a延伸至终点31b。内侧导体30C中,电流沿着矩形部31C的周向从起点31a流向终点31b。即,内侧导体30C中,在观察设置面2时,电流从与第一供电点11连接的起点31a朝向非连接状态的终点31b逆时针地流动。连结部32是将矩形部31C的起点31a与外侧导体10的第一供电点11连接的部分。连结部32沿着外侧导体10的径向延伸。
接着,对实施方式1的变形例3的天线1C的模拟结果进行说明。图19是表示天线1C的XPD的图。在图19中,纵轴表示XPD的值,横轴表示频率。根据图19所示的模拟结果可知,天线1C在频率为1.6GHz时,XPD为16dB左右(图中P14),抑制了左旋圆偏振波的增益。图20是表示天线1C的VSWR的图。在图20中,纵轴表示VSWR的值,横轴表示频率。根据图20所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,天线1C的VSWR为2.6左右(图中P15),反射相对较小。图21是表示阻抗特性的史密斯圆图。根据图21所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,反射的大小为0.45左右,相位为-69左右(图中P16),反射相对较小。图22是表示轴比的图。图22中,纵轴是表示轴比的值,横轴是频率。根据图22所示的模拟结果可知,天线1C在频率为1.6GHz时轴比为1.4dB左右(图中P17),轴比相对较好。图23是表示指向特性的图。根据图23所示的模拟结果可知,右旋圆偏振波和左旋圆偏振波对称,各圆偏振波的指向特性具有对称性。利用该对称性,能够通过将天线1C翻转设置来使外侧导体10接收左旋圆偏振波。在接收左旋圆偏振波的情况下,在观察设置面2时,内侧导体30C的矩形部31C顺时针地从起点31a延伸至终点31b。
如上所述,实施方式1的变形例3所涉及的天线1C具备:由与GPS的右旋圆偏振波的1个波长相当的长度构成的外侧导体10;以及具有由基于GPS的左旋圆偏振波的1个波长的长度构成的矩形部31C和连结部32的内侧导体30C。根据该结构,天线1C能够抑制左旋圆偏振波的增益,并且能够改善功率效率。另外,对于天线1C,利用指向特性的对称性,能够通过将天线1C翻转设置来使外侧导体10接收左旋圆偏振波。
[实施方式1的变形例4]
接着,对实施方式1的变形例4所涉及的天线1D进行说明。此外,变形例4对与实施方式1、变形例1、变形例2以及变形例3等同的构成要素标注相同的附图标记,并省略其详细的说明。如图24所示,变形例4的内侧导体30D与实施方式1等的不同点在于,具有L字状的L字部31D来代替实施方式1的圆形部31。L字部31D是曲部的一例,第二线状导体的起点31a经由连结部32与负极的第一供电点11连接,第二线状导体的终点31b以非连接状态位于外侧导体10的内侧。此处,如上所述,第二线状导体例如由基于GPS的左旋圆偏振波的1个波长的长度构成。内侧导体30D被形成为电流朝向与外侧导体10相反的方向流动。具体而言,在观察设置面2时,内侧导体30D的L字部31D逆时针地从起点31a延伸至终点31b。L字部31D中,例如具有起点31a的第一边沿着外侧导体10的径向延伸至外侧导体10的大致中心,具有终点31b的第二边相对于第一边大致垂直地延伸。并且,L字部31D形成为第一边的长度与第二边的长度相等。内侧导体30D中,电流从L字部31D的起点31a朝向终点31b流动。即,内侧导体30D中,在观察设置面2时,电流从与第一供电点11连接的起点31a朝向非连接状态的终点31b逆时针地流动。连结部32是将L字部31D的起点31a与外侧导体10的第一供电点11连接的部分。连结部32沿着外侧导体10的径向延伸。连结部32也可以说是第一边的延伸方向上的起点31a侧的端部。
接着,对实施方式1的变形例4的天线1D的模拟结果进行说明。图25是表示天线1D的XPD的图。在图25中,纵轴表示XPD的值,横轴表示频率。根据图25所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,天线1D的XPD为10dB左右(图中P18),抑制了左旋圆偏振波的增益。图26是表示天线1D的VSWR的图。在图26中,纵轴表示VSWR的值,横轴表示频率。根据图26所示的模拟结果可知,天线1D在频率为1.6GHz时VSWR为1.8左右(图中P19),反射相对较小。图27是表示阻抗特性的史密斯圆图。根据图27所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,反射的大小为0.29左右,相位为-54左右(图中P20),反射相对较小。图28是表示轴比的图。图28中,纵轴是表示轴比的值,横轴是频率。根据图28所示的模拟结果可知,在频率为1.6GHz时,天线1D的轴比为1.9dB左右(图中P21),轴比不优于实施方式1的天线1的结果。图29是表示指向特性的图。根据图29所示的模拟结果可知,右旋圆偏振波和左旋圆偏振波对称,各圆偏振波的指向特性具有对称性。利用该对称性,通过将天线1D翻转设置,从而能够使外侧导体10接收左旋圆偏振波。在接收左旋圆偏振波的情况下,在观察设置面2时,内侧导体30D的L字部31D沿顺时针从起点31a延伸至终点31b。
如以上那样,实施方式1的变形例4所涉及的天线1D具备:由与GPS的右旋圆偏振波的1个波长相当的长度构成的外侧导体10;以及具有由基于GPS的左旋圆偏振波的1个波长的长度构成的L字部31D和连结部32的内侧导体30D。根据该结构,天线1D能够抑制左旋圆偏振波的增益,并且能够改善功率效率。另外,天线1D利用指向特性的对称性,能够通过将天线1D翻转设置来使外部导体10接收左旋圆偏振波。
[实施方式2]
接着,对实施方式2的天线1E进行说明。此外,在实施方式2中,对与实施方式1、变形例1、变形例2、变形例3以及变形例4等同的构成要素标注相同的附图标记,并省略其详细的说明。如图30所示,实施方式2的内侧导体30E与实施方式1等的不同点在于接收ETC的右旋圆偏振波。ETC的右旋圆偏振波例如频率为5.8GHz。实施方式2的天线1E形成为与实施方式1的天线1相同的形状,接收的电波的频率比GPS高,因此尺寸形成得小。实施方式2所涉及的天线1E具备外侧导体10E、第一供电线21和第二供电线22以及内侧导体30E。外侧导体10E是接收ETC的右旋圆偏振波的天线。外侧导体10E设置于设置面2,具有主体部13E、作为一端的第一供电点11以及作为另一端的第二供电点12。在本实施方式2中,第一供电点11为负极,第二供电点12为正极。主体部13E是第一线状导体从第一供电点11到第二供电点12形成为圆形状的部分。此处,第一线状导体由相当于ETC的右旋圆偏振波的一个波长的长度构成。主体部13E在第一供电点11与第二供电点12之间具有间隙。外侧导体10E中,电流沿着主体部13E的周向在第一供电点11与第二供电点12之间流动。在实施方式2中,外侧导体10E接收ETC的右旋圆偏振波,因此,在观察设置面2时,电流在第一供电点11与第二供电点12之间顺时针流动。
内侧导体30E是对左旋圆偏振波的接收进行抑制的部分。内侧导体30E设置于设置面2且设置于外侧导体10E的内侧,具有圆形部31E和连结部32。圆形部31E和连结部32由第二线状导体形成。此处,第二线状导体例如由基于ETC的左旋圆偏振波的一个波长的长度构成。圆形部31E形成为圆形状,第二线状导体的起点31a经由连结部32与负极的第一供电点11连接,第二线状导体的终点31b以非连接状态位于外侧导体10E的内侧。圆形部31E在起点31a与终点31b之间具有间隙。内侧导体30E形成为电流朝向与外侧导体10E相反的方向流动。具体而言,在观察设置面2时,内侧导体30E的圆形部31E沿着外侧导体10E的周向沿逆时针从起点31a延伸至终点31b。内侧导体30E中,电流沿着圆形部31E的周向从起点31a流向终点31b。即,在观察设置面2时,内侧导体30E中,电流从与第一供电点11连接的起点31a朝向非连接状态的终点31b逆时针地流动。连结部32是将圆形部31E的起点31a与外侧导体10E的第一供电点11连接的部分。连结部32沿着外侧导体10E的径向延伸。
接着,对实施方式2的天线1E的模拟结果进行说明。图31是表示天线1E的XPD的图。在图31中,纵轴表示XPD的值,横轴表示频率。根据图31所示的模拟结果可知,天线1E在频率为5.8GHz时,XPD为27dB左右(图中P22),抑制了左旋圆偏振波的增益。图32是表示天线1E的VSWR的图。在图32中,纵轴表示VSWR的值,横轴表示频率。根据图32所示的模拟结果可知,在频率为5.8GHz时,天线1E的VSWR为1.6左右(图中P23),反射相对较小。图33是表示阻抗特性的史密斯圆图。根据图33所示的模拟结果可知,在频率为5.8GHz时,反射的大小为0.23左右,相位为-179左右(图中P24),反射相对较小。图34是表示轴比的图。图34中,纵轴是表示轴比的值,横轴是频率。根据图34所示的模拟结果可知,在频率为5.8GHz时,天线1E的轴比为1.1dB左右(图中P25),轴比相对较好。图35是表示指向特性的图。根据图35所示的模拟结果可知,右旋圆偏振波和左旋圆偏振波对称,各圆偏振波的指向特性具有对称性。利用该对称性,能够通过将天线1E翻转设置来使外侧导体10E接收左旋圆偏振波。在接收左旋圆偏振波的情况下,在观察设置面2时,内侧导体30E的圆形部31E顺时针地从起点31a延伸至终点31b。
如以上那样,实施方式2所涉及的天线1E具备:由与ETC的右旋圆偏振波的1个波长相当的长度构成的外侧导体10E;以及具有由基于ETC的左旋圆偏振波的1个波长的长度构成的圆形部31E和连结部32的内侧导体30E。根据该结构,天线1E能够抑制左旋圆偏振波的增益,并且能够改善功率效率。另外,天线1E利用指向特性的对称性,能够通过将天线1E翻转设置来使外部导体10接收左旋圆偏振波。
此外,在实施方式1、实施方式1的变形例1~4以及实施方式2中,对起点31a与负极的第一供电点11连接的例子进行了说明,但并不限定于此。也可以如实施方式2的变形例的天线1F所示,内侧导体30F的起点31a与正极的第二供电点12连接(参照图36)。在该情况下,天线1F的右旋和左旋的增益特性反转而接收左旋圆偏振波。图37是表示天线1F的XPD的图。在图37中,纵轴表示XPD的值,横轴表示频率。根据图37所示的模拟结果可知,天线1F在频率为5.8GHz时XPD为22dB左右(图中P26),抑制了右旋圆偏振波的增益。图38是表示天线1F的VSWR的图。在图38中,纵轴表示VSWR的值,横轴表示频率。根据图38所示的模拟结果可知,在频率为5.8GHz时,天线1F的VSWR为1.6左右(图中P27),反射相对较小。
另外,在实施方式1、实施方式1的变形例1~4、实施方式2以及实施方式2的变形例中,通过变更外侧导体10、10E以及内侧导体30、30B、30C、30D、30E、30F的长度,能够接收GPS信号、ETC信号。

Claims (5)

1.一种天线,其特征在于,具备:
外侧导体,所述外侧导体由第一线状导体从一端到另一端形成为圆形状,且电流在所述一端和所述另一端之间流过,所述第一线状导体由与右旋圆偏振波或左旋圆偏振波中的任一者的一个波长相当的长度构成;以及
内侧导体,所述内侧导体被设置在所述外侧导体的内侧,与所述第一线状导体不同的第二线状导体的起点与所述一端或所述另一端中的任一者连接,所述第二线状导体的终点以非连接状态位于所述外侧导体的内侧,所述第二线状导体由基于所述右旋圆偏振波或所述左旋圆偏振波中的任意另一者的一个波长的长度形成,所述内侧导体具有曲部,所述曲部在所述起点和所述终点之间被形成为弯曲形状,所述内侧导体被设置成电流向与所述外侧导体相反的方向流动。
2.如权利要求1所述的天线,其中,
所述外侧导体和所述内侧导体被设置在设置面,
在所述外侧导体接收所述右旋圆偏振波的情况下观察所述设置面时,所述内侧导体沿逆时针从所述起点延伸至所述终点,
在所述外侧导体接收所述左旋圆偏振波的情况下观察所述设置面时,所述内侧导体沿顺时针从所述起点延伸至所述终点。
3.如权利要求1或2所述的天线,其中,所述内侧导体具有形成为圆形状的圆形部来作为所述曲部。
4.如权利要求1或2所述的天线,其中,所述内侧导体具有形成为矩形状的矩形部来作为所述曲部。
5.如权利要求1或2所述的天线,其中,所述内侧导体具有形成为L字状的L字部来作为所述曲部。
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