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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antenne.
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Hintergrund
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Einige herkömmliche Antennen empfangen zirkular polarisierte Wellen. Beispielsweise beschreibt die Patentliteratur 1 eine Patch-Antenne, die eine rechtshändig zirkular polarisierte Welle empfängt, die von einem System zur elektronischen Gebührenerhebung (electronic toll collection system, ETC) gesendet wird.
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Liste der Zitate
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: Offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. 2007-128321 -
Übersicht
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Technisches Problem
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Leider empfängt die Patch-Antenne der Patentliteratur 1 bisweilen eine rechtshändig zirkular polarisierte Welle und eine linkshändig zirkular polarisierte Welle gleichzeitig, was den Grad der Entkopplung zwischen den zirkular polarisierten Wellen verringern kann. In diesem Punkt besteht noch Verbesserungspotenzial.
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Um das obige Problem zu lösen, zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine Antenne bereitzustellen, die in der Lage ist, eine zu empfangende zirkular polarisierte Welle korrekt zu empfangen.
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Lösung des Problems
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Um das oben genannte Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen, beinhaltet eine Antenne gemäß der vorliegenden Erfindung einen Außenleiter, der aus einem ersten linearen Leiter ausgebildet ist, wobei der erste lineare Leiter eine Länge aufweist, die einer Wellenlänge einer rechtshändig zirkular polarisierten Welle oder einer linkshändig zirkular polarisierten Welle entspricht, der sich kreisförmig von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt und bewirkt, dass ein Strom zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende fließt; und einen Innenleiter, der im Inneren des Außenleiters angeordnet ist, wobei der Innenleiter einen gekrümmten Abschnitt beinhaltet, der mit einem zweiten linearen Leiter ausgebildet ist, der sich gekrümmt zwischen einem Anfangspunkt und einem Endpunkt erstreckt, wobei der zweite lineare Leiter eine Länge aufweist, die auf Grundlage einer Wellenlänge einer weiteren der rechtshändig zirkular polarisierten Welle und der linkshändig zirkular polarisierten Welle bestimmt wird, und der sich von dem ersten linearen Leiter unterscheidet, wobei bei dem Innenleiter der Anfangspunkt mit dem ersten Ende oder mit dem zweiten Ende verbunden ist, wobei der Endpunkt an einer Position im Inneren des Außenleiters unverbunden bleibt, und der bewirkt, dass ein Strom in einer Richtung fließt, die einem Fluss in dem Außenleiter entgegengesetzt ist.
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Des Weiteren sind in der Antenne der Außenleiter und der Innenleiter bevorzugt auf einer Montagefläche montiert, wobei, wenn der Außenleiter die rechtshändig zirkular polarisierte Welle empfängt, sich der Innenleiter in einer Draufsicht auf die Montagefläche entgegen dem Uhrzeigersinn von dem Anfangspunkt zu dem Endpunkt erstreckt, und wenn der Außenleiter die linkshändig zirkular polarisierte Welle empfängt, sich der Innenleiter in einer Draufsicht auf die Montagefläche im Uhrzeigersinn von dem Anfangspunkt zu dem Endpunkt erstreckt.
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Des Weiteren weist der Innenleiter in der Antenne bevorzugt einen kreisförmigen Abschnitt auf, der kreisförmig als gekrümmter Abschnitt ausgebildet ist.
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Des Weiteren weist der Innenleiter in der Antenne bevorzugt einen rechteckigen Abschnitt auf, der rechteckig als gekrümmter Abschnitt ausgebildet ist.
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Des Weiteren weist der Innenleiter in der Antenne bevorzugt einen L-förmigen Abschnitt, der in einer Form eines L ausgebildet ist, als gekrümmten Abschnitt auf.
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Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
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Eine Antenne gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Außenleiter, dessen Länge einer Wellenlänge einer rechtshändig zirkular polarisierten Welle entspricht, und einen Innenleiter, der im Inneren des Außenleiters angeordnet ist und eine Länge aufweist, die auf Grundlage einer Wellenlänge einer linkshändig zirkular polarisierte Welle bestimmt wird, und bewirkt, dass ein Strom darin in einer Richtung fließt, die dem Stromfluss in dem Außenleiter entgegengesetzt ist. Die wie oben ausgebildete Antenne kann verhindern, dass ein Strom einer linkshändig zirkular polarisierten Welle zu dem Außenleiter fließt, und eine rechtshändig zirkular polarisierte Welle korrekt empfangen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Gestaltung einer Antenne gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 2 ist eine graphische Darstellung einer Kreuzpolarisationsentkopplung (cross-polarization discrimination, XPD) der Antenne gemäß der ersten Ausführungsform.
- 3 ist eine graphische Darstellung des Spannungsstehwellenverhältnisses (voltage standing wave ratio, VSWR) der Antenne gemäß der ersten Ausführungsform.
- 4 ist ein Smith-Diagramm, das die Wellenimpedanz der Antenne gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 5 ist eine graphische Darstellung des axialen Verhältnisses der Antenne gemäß der ersten Ausführungsform.
- 6 ist ein Schaubild, das eine Richtcharakteristik der Antenne gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 7 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Gestaltung einer Antenne gemäß einer ersten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
- 8 ist eine graphische Darstellung von XPD-Werten der Antenne gemäß der ersten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
- 9 ist eine graphische Darstellung des VSWR der Antenne gemäß der ersten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
- 10 ist ein Smith-Diagramm, das die Wellenimpedanz der Antenne gemäß der ersten Modifizierung der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 11 ist eine graphische Darstellung des axialen Verhältnisses der Antenne gemäß der ersten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
- 12 ist ein Schaubild, das eine Richtcharakteristik der Antenne gemäß der ersten Modifizierung der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 13 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Gestaltung einer Antenne gemäß einer zweiten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
- 14 ist ein Graph von XPD-Werten der Antenne gemäß der zweiten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
- 15 ist eine graphische Darstellung des VSWR der Antenne gemäß der zweiten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
- 16 ist ein Smith-Diagramm, das die Wellenimpedanz der Antenne gemäß der zweiten Modifizierung der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 17 ist ein Schaubild, das eine Richtcharakteristik der Antenne gemäß der zweiten Modifizierung der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 18 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Gestaltung einer Antenne gemäß einer dritten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
- 19 ist eine graphische Darstellung von XPD-Werten der Antenne gemäß der dritten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
- 20 ist eine graphische Darstellung des VSWR der Antenne gemäß der dritten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
- 21 ist ein Smith-Diagramm, das die Wellenimpedanz der Antenne gemäß der dritten Modifizierung der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 22 ist eine graphische Darstellung des axialen Verhältnisses der Antenne gemäß der dritten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
- 23 ist ein Schaubild, das eine Richtcharakteristik der Antenne gemäß der dritten Modifizierung der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 24 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Gestaltung einer Antenne gemäß einer vierten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
- 25 ist eine graphische Darstellung von XPD-Werten der Antenne gemäß der vierten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
- 26 ist eine graphische Darstellung des VSWR der Antenne gemäß der vierten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
- 27 ist ein Smith-Diagramm, das die Wellenimpedanz der Antenne gemäß der vierten Modifizierung der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 28 ist eine graphische Darstellung des axialen Verhältnisses der Antenne gemäß der vierten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
- 29 ist ein Schaubild, das eine Richtcharakteristik der Antenne gemäß der vierten Modifizierung der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 30 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Gestaltung einer Antenne gemäß einer zweiten Modifizierung.
- 31 ist eine graphische Darstellung von XPD-Werten der Antenne gemäß der zweiten Ausführungsform.
- 32 ist eine graphische Darstellung des VSWR der Antenne gemäß der zweiten Ausführungsform.
- 33 ist ein Smith-Diagramm, das die Wellenimpedanz der Antenne gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
- 34 ist eine graphische Darstellung des axialen Verhältnisses der Antenne gemäß der zweiten Ausführungsform.
- 35 ist ein Schaubild, das eine Richtcharakteristik der Antenne gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
- 36 ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Gestaltung einer Antenne gemäß einer Modifizierung der zweiten Ausführungsform.
- 37 ist eine graphische Darstellung von XPD-Werten der Antenne gemäß der Modifizierung der zweiten Ausführungsform.
- 38 ist eine graphische Darstellung des VSWR der Antenne gemäß der Modifizierung der zweiten Ausführungsform.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die folgende Beschreibung der Ausführungsformen soll die vorliegende Erfindung nicht beschränken. Zu den Komponenten in der folgenden Beschreibung zählen solche, die für den Fachmann leicht vorstellbar sind und die im Wesentlichen übereinstimmen. Die im Folgenden beschriebenen Gestaltungen können gegebenenfalls kombiniert werden. Verschiedene Auslassungen, Ersetzungen und Änderungen können an den Gestaltungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Erste Ausführungsform
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Im Folgenden wird eine Antenne 1 gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben. Bei der Antenne 1 handelt es sich zum Beispiel um eine Antenne zum Empfangen einer rechtshändig zirkular polarisierten Welle eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS).
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Die rechtshändig zirkular polarisierte Welle des GPS weist zum Beispiel eine Frequenz von 1,575 GHz auf. Die Antenne 1 wird beispielsweise durch Drucken von Leiterstrukturen in einer Silberpaste oder dergleichen auf eine Polyethylenterephthalat(PET)-Folie hergestellt; ohne darauf beschränkt zu sein, kann die Antenne 1 jedoch mithilfe einer leitfähigen Tinte, einer leitfähigen Dünnschicht und von sonstigem hergestellt werden. Die Antenne 1 ist beispielsweise an einem Fahrzeug, im Besonderen auf einer dielektrischen Montagefläche 2 wie zum Beispiel an der Innenseite des Daches, der Windschutzscheibe, der (aus einem Harz hergestellten) Instrumententafel des Fahrzeugs montiert. Im Folgenden wird die Antenne 1 ausführlich beschrieben.
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Wie in 1 veranschaulicht, beinhaltet die Antenne 1 einen Außenleiter 10, eine erste und eine zweite Speiseleitung 21 und 22 und einen Innenleiter 30. Bei dem Außenleiter 10 handelt es sich zum Beispiel um eine Antenne zum Empfangen einer rechtshändig zirkular polarisierten Welle eines GPS. Der Außenleiter 10 ist auf der Montagefläche 2 angeordnet und beinhaltet einen ersten Speisepunkt 11 an einem Ende davon und einen zweiten Speisepunkt 12 an dem anderen Ende davon und einen Körper 13. Bei der ersten Ausführungsform handelt es sich zum Beispiel bei dem ersten Speisepunkt 11 um die negative Elektrode und handelt es sich bei dem zweiten Speisepunkt 12 um die positive Elektrode. Der Körper 13 ist aus einem ersten linearen Leiter ausgebildet, der sich kreisförmig von dem ersten Speisepunkt 11 zu dem zweiten Speisepunkt 12 erstreckt. Der erste lineare Leiter weist eine Länge auf, die einer Wellenlänge der rechtshändig zirkular polarisierten Welle eines GPS entspricht. Der Körper 13 weist einen Spalt zwischen dem ersten Speisepunkt 11 und dem zweiten Speisepunkt 12 auf. Ein Strom fließt in dem Außenleiter 10, im Besonderen zwischen dem ersten Speisepunkt 11 und dem zweiten Speisepunkt 12 entlang der Umfangsrichtung des Körpers 13. Da bei der ersten Ausführungsform der Außenleiter 10 eine rechtshändig zirkular polarisierte Welle eines GPS empfängt, fließt ein Strom in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 im Uhrzeigersinn zwischen dem ersten Speisepunkt 11 und dem zweiten Speisepunkt 12. Mit anderen Worten, wenn der Außenleiter 10 die rechtshändig zirkular polarisierte Welle empfängt, fließt ein Strom von dem zweiten Speisepunkt 12 als positive Elektrode in Richtung des ersten Speisepunkts 11 als negative Elektrode.
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Bei der ersten und der zweiten Speiseleitung 21 und 22 handelt es sich zum Beispiel um Leitungsdrähte, um den durch den Körper 13 empfangenen Strom weiterzuleiten. Ein Ende der ersten Speiseleitung 21 ist mit dem ersten Speisepunkt 11 des Außenleiters 10 und ist das andere Ende mit einer (nicht veranschaulichten) Empfangsschaltung verbunden. In ähnlicher Weise ist ein Ende der zweiten Speiseleitung 22 mit dem zweiten Speisepunkt 12 des Außenleiters 10 und ist das andere Ende mit der Empfangsschaltung verbunden. Die erste und die zweite Speiseleitung 21 und 22 leiten einen durch den Körper 13 empfangenen Strom an die Empfangsschaltung weiter.
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Der Innenleiter 30 wird dazu verwendet, einen Empfang einer linkshändig zirkular polarisierten Welle zu steuern. Der Innenleiter 30 ist an der Montagefläche 2 im Inneren des Außenleiters 10 montiert und beinhaltet einen kreisförmigen Abschnitt 31 als gekrümmten Abschnitt und einen Verbindungsabschnitt 32. Der kreisförmige Abschnitt 31 und der Verbindungsabschnitt 32 sind aus einem zweiten linearen Leiter ausgebildet, der sich von dem ersten linearen Leiter unterscheidet. Der zweite lineare Leiter weist eine Länge auf, die auf Grundlage einer Wellenlänge einer linkshändig zirkular polarisierten Welle eines GPS bestimmt wird. Der kreisförmige Abschnitt 31 ist kreisförmig ausgebildet, wobei ein Anfangspunkt 31a des zweiten linearen Leiters durch den Verbindungsabschnitt 32 mit dem ersten Speisepunkt 11 als negative Elektrode verbunden ist und ein Endpunkt 31b des zweiten linearen Leiters an einer Position im Inneren des Außenleiters 10 unverbunden bleibt. Der kreisförmige Abschnitt 31 weist einen Spalt zwischen dem Anfangspunkt 31a und dem Endpunkt 31b auf. Der Innenleiter 30 ist so konstruiert, dass ein Strom in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Stromfluss in dem Außenleiter 10 fließt. Im Besonderen erstreckt sich der kreisförmige Abschnitt 31 des Innenleiters 30 in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 entgegen dem Uhrzeigersinn von dem Anfangspunkt 31a zu dem Endpunkt 31b entlang der Umfangsrichtung des Außenleiters 10. Ein Strom fließt in dem Innenleiter 30 von dem Anfangspunkt 31a in Richtung des Endpunkts 31b entlang der Umfangsrichtung des kreisförmigen Abschnitts 31. Mit anderen Worten, in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 fließt ein Strom entgegen dem Uhrzeigersinn in dem Innenleiter 30 von dem Anfangspunkt 31a, der mit dem ersten Speisepunkt 11 verbunden ist, in Richtung des Endpunkts 31b, der unverbunden bleibt. Der Verbindungsabschnitt 32 verbindet den Anfangspunkt 31a des kreisförmigen Abschnitts 31 und den ersten Speisepunkt 11 des Außenleiters 10. Der Verbindungsabschnitt 32 erstreckt sich entlang der radialen Richtung des Außenleiters 10.
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An der Antenne 1 der ersten Ausführungsform sind Simulationen durchgeführt worden, und die Ergebnisse der Simulationen werden im Folgenden beschrieben. Bei der ersten Ausführungsform wurde die Antenne 1 für die Simulationen hergestellt, indem 1 mm breite Strukturen der Antenne 1 auf eine 0,25 mm dicke PET-Folie mithilfe einer 0,01 mm dicken Silberpaste gedruckt und die resultierende Folie zwischen 0,1 mm dicken PET-Folien in der vertikalen Richtung angeordnet wurde. Die Permittivität der PET-Folie beträgt „3“, und der Verbindungsabschnitt 32 zum Verbinden des Innenleiters 30 und des Außenleiters 10 weist eine Länge von 1 mm auf. 2 ist eine graphische Darstellung von Werten einer Kreuzpolarisationsentkopplung (XPD) der Antenne 1, wenn der Radius R des Innenleiters 30 in Intervallen von etwa 0,5 mm von 8 mm in 11 mm geändert wird. In 2 stellt die y-Achse den XPD-Wert dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 2 zeigen die Simulationen, dass die Antenne 1 bei Verwendung des Innenleiters 30, der einen Radius R von 8 mm aufweist, bei einer Frequenz von 1,6 GHz den größten XPD-Wert, etwa 25 dB (P1 in der graphischen Darstellung) aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass die Verstärkung der linkshändig zirkular polarisierten Welle gering ist. 3 ist eine graphische Darstellung des Spannungsstehwellenverhältnisses (VSWR) der Antenne 1, wenn der Radius R des Innenleiters 30 in Intervallen von etwa 0,5 mm von 8 mm in 11 mm geändert wird. In 3 stellt die y-Achse das VSWR dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 3 zeigen die Simulationen, dass die Antenne 1 bei Verwendung des Innenleiters 30, der einen Radius R von 8 mm aufweist, ein VSWR von etwa 5,6 (P2 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 1,6 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass der elektrische Wirkungsgrad relativ niedrig ist. 4 ist ein Smith-Diagramm, das die Wellenimpedanz veranschaulicht, wenn der Innenleiter 30 einen Radius R von 8 mm aufweist. In 4 zeigt die Simulation unter Verwendung des Innenleiters 30, der einen Radius R von 8 mm aufweist, dass die Antenne 1 eine Reflexionsgröße von etwa 0,69 und eine Phase von etwa -58 (P3 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 1,6 GHz aufweist. Die Ergebnisse zeigen, dass die Reflexion relativ groß ist. 5 ist eine graphische Darstellung des axialen Verhältnisses (axial ratio, AR), wenn der Innenleiter 30 einen Radius R von 8 mm aufweist. In 5 stellt die y-Achse das axiale Verhältnis dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 5 zeigt die Simulation unter Verwendung des Innenleiters 30, der einen Radius R von 8 mm aufweist, dass die Antenne 1 ein axiales Verhältnis von etwa 1,1 dB (P4 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 1,6 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass das axiale Verhältnis gut ist. 6 ist ein Schaubild, das eine Richtcharakteristik veranschaulicht, wenn der Innenleiter 30 einen Radius R von 8 mm hat. In 6 zeigt die Simulation unter Verwendung des Innenleiters 30, der einen Radius R von 8 mm aufweist, dass eine rechtshändig zirkular polarisierte Welle und eine linkshändig zirkular polarisierte Welle zueinander symmetrisch sind und dass zwischen den zirkular polarisierten Wellen eine Symmetrie in der Richtcharakteristik besteht. Die Symmetrie ermöglicht dem Außenleiter 10, die linkshändig zirkular polarisierte Welle mit der umgedrehten Antenne 1 zu empfangen. Beim Empfangen der linkshändig zirkular polarisierten Welle erstreckt sich der kreisförmige Abschnitt 31 des Innenleiters 30 in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 im Uhrzeigersinn von dem Anfangspunkt 31a zu dem Endpunkt 31b.
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Wie oben beschrieben, beinhaltet die Antenne 1 gemäß der ersten Ausführungsform den Außenleiter 10 und den Innenleiter 30. Der Außenleiter 10 ist aus dem ersten linearen Leiter ausgebildet, der eine Länge aufweist, die einer Wellenlänge der rechtshändig zirkular polarisierten Welle entspricht, und sich kreisförmig von dem ersten Speisepunkt 11 zu dem zweiten Speisepunkt 12 erstreckt. Ein Strom fließt zwischen dem ersten Speisepunkt 11 und dem zweiten Speisepunkt 12. Der Innenleiter 30 ist im Inneren des Außenleiters 10 angeordnet und ist aus dem zweiten linearen Leiter ausgebildet. Bei dem zweiten linearen Leiter handelt es sich um einen weiteren, anderen Leiter als den ersten linearen Leiter, und er weist eine Länge auf, die auf Grundlage einer Wellenlänge der linkshändig zirkular polarisierten Welle bestimmt wird. Bei dem zweiten linearen Leiter des Innenleiters 30 ist der Anfangspunkt 31a mit dem ersten Speisepunkt 11 verbunden und bleibt der Endpunkt 31b an einer Position im Inneren des Außenleiters 10 unverbunden. Der Innenleiter 30 weist einen kreisförmigen Abschnitt 31 als gekrümmten Abschnitt auf, der zwischen dem Anfangspunkt 31a und dem Endpunkt 31b gekrümmt ausgebildet ist, und ist so konstruiert, dass ein Strom in einer Richtung fließt, die dem Stromfluss in dem Außenleiter 10 entgegengesetzt ist.
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Bei der wie oben ausgebildeten Antenne 1 fließt ein Strom der rechtshändig zirkular polarisierten Welle in den Außenleiter 10 und fließt ein Strom der linkshändig zirkular polarisierten Welle in den Innenleiter 30. Die wie oben ausgebildete Antenne 1 kann verhindern, dass ein Strom der linkshändig zirkular polarisierten Welle in den Außenleiter 10 fließt. Diese Flusssteuerung der Antenne 1 kann die Verstärkung der rechtshändig zirkular polarisierten Welle erhöhen. Infolgedessen kann die Antenne 1 die XPD verbessern und die rechtshändig zirkular polarisierte Welle korrekt empfangen. Die Kreisform des Außenleiters 10 der Antenne 1 ist vorteilhaft, um gute Werte des axialen Verhältnisses zu erzielen, das die Rundheit der rechtshändig zirkular polarisierten Welle darstellt. Die Antenne 1 wird beispielsweise durch Drucken des ersten und des zweiten linearen Leiters hergestellt. Das Verfahren kann im Vergleich mit einem herkömmlichen Verfahren zum Montieren der Antenne 1 die Anzahl von Herstellungsprozessen und auf diese Weise die Herstellungskosten verringern. Da keine Notwendigkeit besteht, ein Element (eine Befestigungsstütze) zum Befestigen der Antenne 1 zu verwenden, wie es für eine herkömmliche Antenne verwendet wird, ist das Druckverfahren vorteilhaft, um die Anzahl der Komponenten der Antenne 1 zu verringern. Darüber hinaus ist die Antenne 1 dünner und flexibler als eine herkömmliche Patch-Antenne, was die Anpassungsfähigkeit der Antenne 1 an den Montageort erhöhen kann. Beispielsweise kann die Antenne 1 an der Innenseite des Daches eines Fahrzeugs montiert werden.
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Bei der obigen Antenne 1 sind der Außenleiter 10 und der Innenleiter 30 auf der Montagefläche 2 montiert. Der Außenleiter 10 empfängt eine rechtshändig zirkular polarisierte Welle, wobei sich der Innenleiter 30 in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 entgegen dem Uhrzeigersinn von dem Anfangspunkt 31a zu dem Endpunkt 31b erstreckt. Die wie oben ausgebildete Antenne 1 ermöglicht, dass ein Strom einer linkshändig zirkular polarisierten Welle in den Innenleiter 30 fließt und der Strom gleichzeitig daran gehindert wird, in den Außenleiter 10 zu fließen. Diese Struktur kann die XPD verbessern.
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Der Innenleiter 30 der Antenne 1 weist einen kreisförmig ausgebildeten kreisförmigen Abschnitt 31 als gekrümmten Abschnitt auf. Die wie oben ausgebildete Antenne 1 ermöglicht, dass ein Strom einer linkshändig zirkular polarisierten Welle in den kreisförmigen Abschnitt 31 des Innenleiters 30 fließt und der Strom gleichzeitig daran gehindert wird, in den Außenleiter 10 zu fließen. Diese Struktur kann die XPD verbessern.
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Erste Modifizierung der ersten Ausführungsform
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Im Folgenden wird eine Antenne 1A gemäß einer ersten Modifizierung der ersten Ausführungsform beschrieben. Bei der ersten Modifizierung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten der ersten Ausführungsform, und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen. Die Antenne 1A der ersten Modifizierung unterscheidet sich von der Antenne der ersten Ausführungsform darin, dass eine Länge H eines Verbindungsabschnitts 32A, der den Innenleiter 30 und den Außenleiter 10 verbindet, in Intervallen von 1 mm von 1 mm in 10 mm geändert wird. Im Vergleich mit der Antenne 1 der ersten Ausführungsform ist die Antenne 1A so ausgebildet, dass der Innenleiter 30 näher an der Mitte des Außenleiters 10 in einem mit einer Zunahme der Länge des Verbindungsabschnitts 32A von 1 mm bis 10 mm übereinstimmenden Abstand entlang der radialen Richtung positioniert ist. 7 ist eine Zeichnung der Antenne 1A, wenn der Verbindungsabschnitt 32A eine Länge H von 8 mm aufweist. 8 ist eine graphische Darstellung von XPD-Werten der Antenne 1A, wenn die Länge H des Verbindungsabschnitts 32A in Intervallen von 1 mm von 1 mm in 10 mm geändert wird. In 8 stellt die y-Achse den XPD-Wert dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 8 zeigen die Simulationen, dass die Antenne 1A bei Verwendung des Verbindungsabschnitts 32A, der eine Länge H von 1 mm aufweist, bei einer Frequenz von 1,6 GHz den größten XPD-Wert, etwa 19 dB (P5 in der graphischen Darstellung) aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass die Verstärkung der linkshändig zirkulär polarisierten Welle gering ist. 9 ist eine graphische Darstellung des VSWR der Antenne 1A, wenn die Länge H des Verbindungsabschnitts 32A in Intervallen von 1 mm von 1 mm in 10 mm geändert wird. In 9 stellt die y-Achse das VSWR dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 9 zeigen die Simulationen, dass die Antenne 1A bei Verwendung des Verbindungsabschnitts 32A, der eine Länge H von 1 mm aufweist, bei einer Frequenz von 1,6 GHz ein VSWR von etwa 4,5 (P6 in der graphischen Darstellung) aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass der elektrische Wirkungsgrad relativ niedrig ist. Bei einer Frequenz von 1,6 GHz und einer Länge H des Verbindungsabschnitts 32A von 8 mm beträgt das VSWR etwa 2,0 (P7 in der graphischen Darstellung), was zeigt, dass der elektrische Wirkungsgrad relativ hoch ist, und die XPD weist einen relativ guten Wert von etwa 11,5 dB (P8 in der graphischen Darstellung) auf. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Antenne 1A gut ausbalanciert ist, wenn die Länge H des Verbindungsabschnitts 32A 8 mm beträgt. 10 ist ein Smith-Diagramm, das die Wellenimpedanz veranschaulicht, wenn der Verbindungsabschnitt 32A eine Länge H von 8 mm aufweist. In 10 zeigt die Simulation unter Verwendung des Verbindungsabschnitts 32A, der eine Länge H von 8 mm aufweist, dass bei einer Frequenz von 1,6 GHz die Reflexionsgröße etwa 0,2 beträgt und die Phase etwa -74 (P9 in der graphischen Darstellung) beträgt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Reflexion im Vergleich mit der Antenne 1 der ersten Ausführungsform relativ gering ist. 11 ist eine graphische Darstellung des axialen Verhältnisses bei Verwendung des Verbindungsabschnitts 32A, der eine Länge H von 8 mm aufweist. In 11 stellt die y-Achse das axiale Verhältnis dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 11 zeigt die Simulation unter Verwendung des Verbindungsabschnitts 32A, der eine Länge H von 8 mm aufweist, dass die Antenne 1A ein axiales Verhältnis von etwa 1,8 dB (P10 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 1,6 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass das axiale Verhältnis schlechter als dasjenige der Antenne 1 der ersten Ausführungsform ist. 12 ist ein Schaubild, das eine Richtcharakteristik veranschaulicht, wenn der Verbindungsabschnitt 32A eine Länge H von 8 mm aufweist. In 12 zeigt die Simulation unter Verwendung des Verbindungsabschnitts 32A, der eine Länge H von 8 mm aufweist, dass die rechtshändig zirkular polarisierte Welle und die linkshändig zirkular polarisierte Welle zueinander symmetrisch sind und dass zwischen den zirkular polarisierten Wellen eine Symmetrie in der Richtcharakteristik besteht. Die Symmetrie ermöglicht dem Außenleiter 10, die linkshändig zirkular polarisierte Welle mit der umgedrehten Antenne 1A zu empfangen. Beim Empfangen der linkshändig zirkular polarisierten Welle erstreckt sich der kreisförmige Abschnitt 31 des Innenleiters 30 in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 im Uhrzeigersinn von dem Anfangspunkt 31a zu dem Endpunkt 31b.
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Wie oben beschrieben, beinhaltet die Antenne 1A gemäß der ersten Modifizierung der ersten Ausführungsform den Außenleiter 10, der eine Länge aufweist, die einer Wellenlänge der rechtshändig zirkular polarisierten Welle eines GPS entspricht, und beinhaltet den Innenleiter 30, der eine Länge aufweist, die auf Grundlage einer Wellenlänge der linkshändig zirkular polarisierten Welle des GPS bestimmt wird, und der aus dem kreisförmigen Abschnitt 31 und dem Verbindungsabschnitt 32A besteht. Der Verbindungsabschnitt 32A der Antenne 1A weist eine Länge H von 8 mm auf. Die obige Gestaltung ermöglicht, dass die Antenne 1A ein kleineres VSWR als dasjenige der Antenne 1 der ersten Ausführungsform aufweist, was bedeutet, dass mit der Antenne 1A ein höherer elektrischer Wirkungsgrad als mit der Antenne 1 der ersten Ausführungsform erzielt wird. Wenngleich der Wert der XPD der Antenne 1A kleiner als derjenige der Antenne 1 der ersten Ausführungsform ist, ist der Wert von 11,5 dB ausreichend, um eine ausgeglichene Leistung der Antenne 1A zu erzielen. Des Weiteren weist die Antenne 1A eine Symmetrie in der Richtcharakteristik auf, was dem Außenleiter 10 ermöglicht, die linkshändig zirkular polarisierte Welle mit der umgedrehten Antenne 1A zu empfangen.
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Zweite Modifizierung der ersten Ausführungsform
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Im Folgenden wird eine Antenne 1B gemäß einer zweiten Modifizierung der ersten Ausführungsform beschrieben. Bei der zweiten Modifizierung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten der ersten Ausführungsform und der ersten Modifizierung, und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen. Wie in 13 veranschaulicht, unterscheidet sich der Innenleiter 30B der zweiten Modifizierung von den Innenleitern der ersten Ausführungsform und der ersten Modifizierungen darin, dass der kreisförmige Abschnitt 31 der ersten Ausführungsform durch einen C-förmigen, bogenförmigen Abschnitt 31B ersetzt ist. Bei dem bogenförmigen Abschnitt 31B ist der Anfangspunkt 31a des zweiten linearen Leiters durch den Verbindungsabschnitt 32 mit dem ersten Speisepunkt 11 als negative Elektrode verbunden und bleibt der Endpunkt 31b des zweiten linearen Leiters an einer Position im Inneren des Außenleiters 10 unverbunden. Wie oben beschrieben, weist der zweite lineare Leiter eine Länge auf, die zum Beispiel auf Grundlage einer Wellenlänge der linkshändig zirkular polarisierten Welle eines GPS bestimmt wird. Der Innenleiter 30B ist so konstruiert, dass ein Strom in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Stromfluss in dem Außenleiter 10 fließt. Im Besonderen erstreckt sich der bogenförmige Abschnitt 31B des Innenleiters 30B in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 entgegen dem Uhrzeigersinn von dem Anfangspunkt 31a zu dem Endpunkt 31b entlang der Umfangsrichtung des Außenleiters 10. Wenn der Radius des Außenleiters 10 als r definiert ist, weist der bogenförmige Abschnitt 31B des Innenleiters 30B einen Radius von 1/2 r und einen Umfang von 3/4 πr auf. Die Mitte des Innenleiters 30B befindet sich in einem Abstand von 1/4 r von dem ersten Speisepunkt 11. Ein Strom fließt in dem Innenleiter 30B von dem Anfangspunkt 31a in Richtung des Endpunkts 31b entlang der Umfangsrichtung des bogenförmigen Abschnitts 31B. Mit anderen Worten, in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 fließt ein Strom entgegen dem Uhrzeigersinn in dem Innenleiter 30B von dem Anfangspunkt 31a, der mit dem ersten Speisepunkt 11 verbunden ist, in Richtung des Endpunkts 31b, der unverbunden bleibt. Der Verbindungsabschnitt 32 verbindet den Anfangspunkt 31a des bogenförmigen Abschnitts 31B und den ersten Speisepunkt 11 des Außenleiters 10. Der Verbindungsabschnitt 32 erstreckt sich entlang der radialen Richtung des Außenleiters 10.
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Simulationen mit der Antenne 1B der zweiten Modifizierung der ersten Ausführungsform zeigen die folgenden Ergebnisse. 14 ist eine graphische Darstellung von XPD-Werten der Antenne 1B. In 14 stellt die y-Achse den XPD-Wert dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 14 zeigt die Simulation, dass die Antenne 1B einen Wert der XPD von etwa 12 dB (P11 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 1,6 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass die Verstärkung der linkshändig zirkular polarisierten Welle gering ist. 15 ist eine graphische Darstellung des VSWR der Antenne 1B. In 15 stellt die y-Achse das VSWR dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 15 zeigt die Simulation, dass die Antenne 1B ein VSWR von etwa 2,0 (P12 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 1,6 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass der elektrische Wirkungsgrad relativ hoch ist. 16 ist ein Smith-Diagramm, das die Wellenimpedanz veranschaulicht. In 16 zeigt die Simulation, dass bei einer Frequenz von 1,6 GHz die Reflexionsgröße etwa 0,35 beträgt und die Phase etwa -70 (P13 in der graphischen Darstellung) beträgt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Reflexion relativ gering ist. 17 ist ein Schaubild, das eine Richtcharakteristik veranschaulicht. In 17 zeigt die Simulation, dass die rechtshändig zirkular polarisierte Welle und die linkshändig zirkular polarisierte Welle zueinander symmetrisch sind und dass zwischen den zirkular polarisierten Wellen eine Symmetrie in der Richtcharakteristik besteht. Die Symmetrie ermöglicht dem Außenleiter 10, die linkshändig zirkular polarisierte Welle mit der umgedrehten Antenne 1B zu empfangen. Beim Empfangen der linkshändig zirkular polarisierten Welle erstreckt sich der bogenförmige Abschnitt 31B des Innenleiters 30B in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 im Uhrzeigersinn von dem Anfangspunkt 31a zu dem Endpunkt 31b.
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Wie oben beschrieben, beinhaltet die Antenne 1B gemäß der zweiten Modifizierung der ersten Ausführungsform den Außenleiter 10, der eine Länge aufweist, die einer Wellenlänge einer rechtshändig zirkular polarisierten Welle eines GPS entspricht, und beinhaltet den Innenleiter 30B, der eine Länge aufweist, die auf Grundlage einer Wellenlänge einer linkshändig zirkular polarisierten Welle des GPS bestimmt wird, und der aus dem bogenförmigen Abschnitt 31B und dem Verbindungsabschnitt 32 besteht. Der wie oben ausgebildeten Antenne 1B wird ermöglicht, die Verstärkung der linkshändig zirkular polarisierten Welle zu verringern und den elektrischen Wirkungsgrad zu erhöhen. Des Weiteren weist die Antenne 1B eine Symmetrie in der Richtcharakteristik auf, was dem Außenleiter 10 ermöglicht, die linkshändig zirkular polarisierte Welle mit der umgedrehten Antenne 1B zu empfangen.
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Dritte Modifizierung der ersten Ausführungsform
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Im Folgenden wird eine Antenne 1C gemäß einer dritten Modifizierung der ersten Ausführungsform beschrieben. Bei der dritten Modifizierung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten der ersten Ausführungsform, der ersten Modifizierung und der zweiten Modifizierung, und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen. Wie in 18 veranschaulicht, unterscheidet sich ein Innenleiter 30C der dritten Modifizierung von den Innenleitern der ersten Ausführungsform und sonstigen darin, dass der kreisförmige Abschnitt 31 der ersten Ausführungsform durch einen rechteckig ausgebildeten, rechteckigen Abschnitt 31C ersetzt ist. Der rechteckige Abschnitt 31C ist ein Beispiel für den gekrümmten Abschnitt, und die Form ist zum Beispiel viereckig (rautenförmig). Bei dem rechteckigen Abschnitt 31C ist der Anfangspunkt 31a des zweiten linearen Leiters durch den Verbindungsabschnitt 32 mit dem ersten Speisepunkt 11 als negative Elektrode verbunden und bleibt der Endpunkt 31b des zweiten linearen Leiters an einer Position im Inneren des Außenleiters 10 unverbunden. Wie oben beschrieben, weist der zweite lineare Leiter eine Länge auf, die zum Beispiel auf Grundlage einer Wellenlänge der linkshändig zirkular polarisierten Welle eines GPS bestimmt wird. Der rechteckige Abschnitt 31C weist einen Spalt zwischen dem Anfangspunkt 31a und dem Endpunkt 31b auf. Der Innenleiter 30C ist so konstruiert, dass ein Strom in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Stromfluss in dem Außenleiter 10 fließt. Im Besonderen erstreckt sich der rechteckige Abschnitt 31C des Innenleiters 30C in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 entgegen dem Uhrzeigersinn von dem Anfangspunkt 31a zu dem Endpunkt 31b entlang der Umfangsrichtung des Außenleiters 10. Ein Strom fließt in dem Innenleiter 30C von dem Anfangspunkt 31a in Richtung des Endpunkts 31b entlang der Umfangsrichtung des rechteckigen Abschnitts 31C. Mit anderen Worten, in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 fließt ein Strom entgegen dem Uhrzeigersinn in dem Innenleiter 30C von dem Anfangspunkt 31a, der mit dem ersten Speisepunkt 11 verbunden ist, in Richtung des Endpunkts 31b, der unverbunden bleibt. Der Verbindungsabschnitt 32 verbindet den Anfangspunkt 31a des rechteckigen Abschnitts 31C und den ersten Speisepunkt 11 des Außenleiters 10. Der Verbindungsabschnitt 32 erstreckt sich entlang der radialen Richtung des Außenleiters 10.
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Simulationen mit der Antenne 1C der dritten Modifizierung der ersten Ausführungsform zeigen die folgenden Ergebnisse. 19 ist eine graphische Darstellung von XPD-Werten der Antenne 1C. In 19 stellt die y-Achse den XPD-Wert dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 19 zeigt die Simulation, dass die Antenne 1C einen Wert der XPD von etwa 16 dB (P14 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 1,6 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass die Verstärkung der linkshändig zirkular polarisierten Welle gering ist. 20 ist eine graphische Darstellung des VSWR der Antenne 1C. In 20 stellt die y-Achse das VSWR dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 20 zeigt die Simulation, dass die Antenne 1C ein VSWR von etwa 2,6 (P15 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 1,6 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass die Reflexion relativ gering ist. 21 ist ein Smith-Diagramm, das die Wellenimpedanz veranschaulicht. In 21 zeigt die Simulation, dass bei einer Frequenz von 1,6 GHz die Reflexionsgröße etwa 0,45 beträgt und die Phase etwa -69 (P16 in der graphischen Darstellung) beträgt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Reflexion relativ gering ist. 22 ist eine graphische Darstellung des axialen Verhältnisses. In 22 stellt die y-Achse das axiale Verhältnis dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 22 zeigt die Simulation, dass die Antenne 1C ein axiales Verhältnis von etwa 1,4 dB (P17 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 1,6 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass das axiale Verhältnis relativ gut ist. 23 ist ein Schaubild, das eine Richtcharakteristik veranschaulicht. In 23 zeigt die Simulation, dass die rechtshändig zirkular polarisierte Welle und die linkshändig zirkular polarisierte Welle zueinander symmetrisch sind und dass zwischen den zirkular polarisierten Wellen eine Symmetrie in der Richtcharakteristik besteht. Die Symmetrie ermöglicht dem Außenleiter 10, die linkshändig zirkular polarisierte Welle mit der umgedrehten Antenne 1C zu empfangen. Beim Empfangen der linkshändig zirkular polarisierten Welle erstreckt sich der rechteckige Abschnitt 31C des Innenleiters 30C in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 im Uhrzeigersinn von dem Anfangspunkt 31a zu dem Endpunkt 31b.
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Wie oben beschrieben, beinhaltet die Antenne 1C gemäß der dritten Modifizierung der ersten Ausführungsform den Außenleiter 10, der eine Länge aufweist, die einer Wellenlänge einer rechtshändig zirkular polarisierten Welle eines GPS entspricht, und beinhaltet den Innenleiter 30C, der eine Länge aufweist, die auf Grundlage einer Wellenlänge einer linkshändig zirkular polarisierten Welle des GPS bestimmt wird, und der aus dem rechteckigen Abschnitt 31C und dem Verbindungsabschnitt 32 besteht. Der wie oben ausgebildeten Antenne 1C wird ermöglicht, die Verstärkung der linkshändig zirkular polarisierten Welle zu verringern und den elektrischen Wirkungsgrad zu erhöhen. Des Weiteren weist die Antenne 1C eine Symmetrie in der Richtcharakteristik auf, was dem Außenleiter 10 ermöglicht, die linkshändig zirkular polarisierte Welle mit der umgedrehten Antenne 1C zu empfangen.
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Vierte Modifizierung der ersten Ausführungsform
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Im Folgenden wird eine Antenne 1D gemäß einer vierten Modifizierung der ersten Ausführungsform beschrieben. Bei der vierten Modifizierung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten der ersten Ausführungsform, der ersten Modifizierung, der zweiten Modifizierung und der dritten Modifizierung, und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen. Wie in 24 veranschaulicht, unterscheidet sich ein Innenleiter 30D der vierten Modifizierung von den Innenleitern der ersten Ausführungsform und sonstigen darin, dass der kreisförmige Abschnitt 31 der ersten Ausführungsform durch einen L-förmigen Abschnitt 31D ersetzt ist, der in der Form eines L ausgebildet ist. Der L-förmige Abschnitt 31D ist ein Beispiel für den gekrümmten Abschnitt. Bei dem L-förmigen Abschnitt 31D ist der Anfangspunkt 31a des zweiten linearen Leiters durch den Verbindungsabschnitt 32 mit dem ersten Speisepunkt 11 als negative Elektrode verbunden und bleibt der Endpunkt 31b des zweiten linearen Leiters an einer Position im Inneren des Außenleiters 10 unverbunden. Wie oben beschrieben, weist der zweite lineare Leiter eine Länge auf, die zum Beispiel auf Grundlage einer Wellenlänge der linkshändig zirkular polarisierten Welle eines GPS bestimmt wird. Der Innenleiter 30D ist so konstruiert, dass ein Strom in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Stromfluss in dem Außenleiter 10 fließt. Im Besonderen erstreckt sich der L-förmige Abschnitt 31D des Innenleiters 30D in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 entgegen dem Uhrzeigersinn von dem Anfangspunkt 31a zu dem Endpunkt 31b. Der L-förmige Abschnitt 31D weist zum Beispiel eine erste Seite, wobei sich der Startpunkt 31a entlang der radialen Richtung des Außenleiters 10 im Wesentlichen zu einer Mitte des Außenleiters 10 erstreckt, und eine zweite Seite auf, wobei sich der Endpunkt 31b in einem im Wesentlichen rechten Winkel zu der ersten Seite erstreckt. Die erste Seite und die zweite Seite des L-förmigen Abschnitts 31D weisen dieselbe Länge auf. Ein Strom fließt in dem Innenleiter 30D von dem Anfangspunkt 31a in Richtung des Endpunkts 31b des L-förmigen Abschnitts 31D. Mit anderen Worten, in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 fließt ein Strom entgegen dem Uhrzeigersinn in dem Innenleiter 30D von dem Anfangspunkt 31a, der mit dem ersten Speisepunkt 11 verbunden ist, in Richtung des Endpunkts 31b, der unverbunden bleibt. Der Verbindungsabschnitt 32 verbindet den Anfangspunkt 31a des L-förmigen Abschnitts 31D und den ersten Speisepunkt 11 des Außenleiters 10. Der Verbindungsabschnitt 32 erstreckt sich entlang der radialen Richtung des Außenleiters 10. Bei dieser Gestaltung handelt es sich bei dem Verbindungsabschnitt 32 um ein Ende der ersten Seite, das dem Anfangspunkt 31a in der Richtung, in der sich die erste Seite erstreckt, näher ist.
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Simulationen mit der Antenne 1D der vierten Modifizierung der ersten Ausführungsform zeigen die folgenden Ergebnisse. 25 ist eine graphische Darstellung von XPD-Werten der Antenne 1D. In 25 stellt die y-Achse den XPD-Wert dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 25 zeigt die Simulation, dass die Antenne 1D einen Wert der XPD von etwa 10 dB (P18 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 1,6 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass die Verstärkung der linkshändig zirkulär polarisierten Welle gering ist. 26 ist eine graphische Darstellung des VSWR der Antenne 1D. In 26 stellt die y-Achse das VSWR dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 26 zeigt die Simulation, dass die Antenne 1D ein VSWR von etwa 1,8 (P19 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 1,6 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass die Reflexion relativ gering ist. 27 ist ein Smith-Diagramm, das die Wellenimpedanz veranschaulicht. In 27 zeigt die Simulation, dass bei einer Frequenz von 1,6 GHz die Reflexionsgröße etwa 0,29 beträgt und die Phase etwa -54 (P20 in der graphischen Darstellung) beträgt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Reflexion relativ gering ist. 28 ist eine graphische Darstellung des axialen Verhältnisses. In 28 stellt die y-Achse das axiale Verhältnis dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 28 zeigt die Simulation, dass die Antenne 1D ein axiales Verhältnis von etwa 1,9 dB (P21 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 1,6 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass das axiale Verhältnis schlechter als dasjenige der Antenne 1 der ersten Ausführungsform ist. 29 ist ein Schaubild, das eine Richtcharakteristik veranschaulicht. In 29 zeigt die Simulation, dass die rechtshändig zirkular polarisierte Welle und die linkshändig zirkular polarisierte Welle zueinander symmetrisch sind und dass zwischen den zirkular polarisierten Wellen eine Symmetrie in der Richtcharakteristik besteht. Die Symmetrie ermöglicht dem Außenleiter 10, die linkshändig zirkular polarisierte Welle mit der umgedrehten Antenne 1D zu empfangen. Beim Empfangen der linkshändig zirkular polarisierten Welle erstreckt sich der L-förmige Abschnitt 31D des Innenleiters 30D in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 im Uhrzeigersinn von dem Anfangspunkt 31a zu dem Endpunkt 31b.
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Wie oben beschrieben, beinhaltet die Antenne 1D gemäß der vierten Modifizierung der ersten Ausführungsform den Außenleiter 10, der eine Länge aufweist, die einer Wellenlänge einer rechtshändig zirkular polarisierten Welle eines GPS entspricht, und beinhaltet den Innenleiter 30D, der eine Länge aufweist, die auf Grundlage einer Wellenlänge einer linkshändig zirkular polarisierten Welle des GPS bestimmt wird, und der aus dem L-förmigen Abschnitt 31D und dem Verbindungsabschnitt 32 besteht. Der wie oben ausgebildeten Antenne 1D wird ermöglicht, die Verstärkung der linkshändig zirkular polarisierten Welle zu verringern und den elektrischen Wirkungsgrad zu erhöhen. Des Weiteren weist die Antenne 1D eine Symmetrie in der Richtcharakteristik auf, was dem Außenleiter 10 ermöglicht, die linkshändig zirkular polarisierte Welle mit der umgedrehten Antenne 1D zu empfangen.
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Zweite Ausführungsform
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Im Folgenden wird eine Antenne 1E gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Bei der zweiten Ausführungsform bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten der ersten Ausführungsform, der ersten Modifizierung, der zweiten Modifizierung, der dritten Modifizierung und der vierten Modifizierung, und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen. Ein Innenleiter 30E der in 30 veranschaulichten zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von den Innenleitern der ersten Ausführungsform und sonstigen darin, dass er eine rechtshändig zirkular polarisierte Welle eines ETC empfängt. Die rechtshändig zirkular polarisierte Welle eines ETC weist zum Beispiel eine Frequenz von 5,8 GHz auf. Die Antenne 1E der zweiten Ausführungsform weist dieselbe Form wie diejenige der Antenne 1 der ersten Ausführungsform auf und ist kleiner als die Antenne 1, um Funkwellen mit Frequenzen zu empfangen, die höher als die Frequenz eines GPS sind. Die Antenne 1E gemäß der zweiten Ausführungsform beinhaltet einen Außenleiter 10E, eine erste und eine zweite Speiseleitung 21 und 22 und den Innenleiter 30E. Bei dem Außenleiter 10E handelt es sich um eine Antenne zum Empfangen einer rechtshändig zirkulär polarisierten Welle eines ETC. Der Außenleiter 10E ist auf der Montagefläche 2 montiert und beinhaltet einen Körper 13E und einen ersten Speisepunkt 11, der an einem Ende davon bereitgestellt wird, und einen zweiten Speisepunkt 12 an dem anderen Ende davon. Bei der zweiten Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Speisepunkt 11 um die negative Elektrode und handelt es sich bei dem zweiten Speisepunkt 12 um die positive Elektrode.
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Der Körper 13E ist aus dem ersten linearen Leiter ausgebildet, der sich kreisförmig von dem ersten Speisepunkt 11 zu dem zweiten Speisepunkt 12 erstreckt. Der erste lineare Leiter weist eine Länge auf, die einer Wellenlänge der rechtshändig zirkular polarisierten Welle eines ETC entspricht. Der Körper 1E weist einen Spalt zwischen dem ersten Speisepunkt 11 und dem zweiten Speisepunkt 12 auf. Ein Strom fließt in dem Außenleiter 10E zwischen dem ersten Speisepunkt 11 und dem zweiten Speisepunkt 12 entlang der Umfangsrichtung des Körpers 13E. Da bei der zweiten Ausführungsform der Außenleiter 10E die rechtshändig zirkular polarisierte Welle eines ETC empfängt, fließt ein Strom in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 im Uhrzeigersinn zwischen dem ersten Speisepunkt 11 und dem zweiten Speisepunkt 12.
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Der Innenleiter 30E wird dazu verwendet, einen Empfang einer linkshändig zirkular polarisierten Welle zu steuern. Der Innenleiter 30E ist auf der Montagefläche 2 im Inneren des Außenleiters 10E angeordnet und besteht aus einem kreisförmigen Abschnitt 31E und dem Verbindungsabschnitt 32. Der kreisförmige Abschnitt 31E und der Verbindungsabschnitt 32 sind aus dem zweiten linearen Leiter ausgebildet. Der zweite lineare Leiter weist eine Länge auf, die zum Beispiel auf Grundlage einer Wellenlänge der linkshändig zirkular polarisierten Welle eines ETC bestimmt wird. Der kreisförmige Abschnitt 31E ist kreisförmig ausgebildet, wobei der Anfangspunkt 31a des zweiten linearen Leiters durch den Verbindungsabschnitt 32 mit dem ersten Speisepunkt 11 als negative Elektrode verbunden ist und der Endpunkt 31b des zweiten linearen Leiters an einer Position im Inneren des Außenleiters 10E unverbunden bleibt. Der kreisförmige Abschnitt 31E weist einen Spalt zwischen dem Anfangspunkt 31a und dem Endpunkt 31b auf. Der Innenleiter 30E ist so konstruiert, dass ein Strom in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Stromfluss in dem Außenleiter 10E fließt. Im Besonderen erstreckt sich der kreisförmige Abschnitt 31E des Innenleiters 30E in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 entgegen dem Uhrzeigersinn von dem Anfangspunkt 31a zu dem Endpunkt 31b entlang der Umfangsrichtung des Außenleiters 10E. Ein Strom fließt in dem Innenleiter 30E von dem Anfangspunkt 31a in Richtung des Endpunkts 31b entlang der Umfangsrichtung des kreisförmigen Abschnitts 31E. Mit anderen Worten, in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 fließt ein Strom entgegen dem Uhrzeigersinn in dem Innenleiter 30E von dem Anfangspunkt 31a, der mit dem ersten Speisepunkt 11 verbunden ist, in Richtung des Endpunkts 31b, der unverbunden bleibt. Der Verbindungsabschnitt 32 verbindet den Anfangspunkt 31a des kreisförmigen Abschnitts 31E und den ersten Speisepunkt 11 des Außenleiters 10E. Der Verbindungsabschnitt 32 erstreckt sich entlang der radialen Richtung des Außenleiters 10E.
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An der Antenne 1E der zweiten Ausführungsform sind Simulationen durchgeführt worden, und die Ergebnisse der Simulationen werden im Folgenden beschrieben. 31 ist eine graphische Darstellung von XPD-Werten der Antenne 1E. In 31 stellt die y-Achse den XPD-Wert dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 31 zeigt die Simulation, dass die Antenne 1E einen Wert der XPD von etwa 27 dB (P22 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 5,8 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass die Verstärkung der linkshändig zirkular polarisierten Welle gering ist. 32 ist eine graphische Darstellung des VSWR der Antenne 1E. In 32 stellt die y-Achse das VSWR dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 32 zeigt die Simulation, dass die Antenne 1E ein VSWR von etwa 1,6 (P23 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 5,8 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass die Reflexion relativ gering ist. 33 ist ein Smith-Diagramm, das die Wellenimpedanz veranschaulicht. In 33 zeigt die Simulation, dass bei einer Frequenz von 5,8 GHz die Reflexionsgröße etwa 0,23 beträgt und die Phase etwa -179 (P24 in der graphischen Darstellung) beträgt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Reflexion relativ gering ist. 34 ist eine graphische Darstellung des axialen Verhältnisses. In 34 stellt die y-Achse das axiale Verhältnis dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 34 zeigt die Simulation, dass die Antenne 1E ein axiales Verhältnis von etwa 1,1 dB (P25 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 5,8 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt, dass das axiale Verhältnis relativ gut ist. 35 ist ein Schaubild, das eine Richtcharakteristik veranschaulicht. In 35 zeigt die Simulation, dass die rechtshändig zirkular polarisierte Welle und die linkshändig zirkular polarisierte Welle zueinander symmetrisch sind und dass zwischen den zirkular polarisierten Wellen eine Symmetrie in der Richtcharakteristik besteht. Die Symmetrie ermöglicht dem Außenleiter 10E, die linkshändig zirkular polarisierte Welle mit der umgedrehten Antenne 1E zu empfangen. Beim Empfangen der linkshändig zirkular polarisierten Welle erstreckt sich der kreisförmige Abschnitt 31E des Innenleiters 30E in der Draufsicht auf die Montagefläche 2 im Uhrzeigersinn von dem Anfangspunkt 31a zu dem Endpunkt 31b.
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Wie oben beschrieben, beinhaltet die Antenne 1E gemäß der zweiten Ausführungsform den Außenleiter 10E, der eine Länge aufweist, die einer Wellenlänge der rechtshändig zirkular polarisierten Welle eines ETC entspricht, und beinhaltet den Innenleiter 30B, der eine Länge aufweist, die auf Grundlage einer Wellenlänge der linkshändig zirkular polarisierten Welle des ETC bestimmt wird, und der aus dem kreisförmigen Abschnitt 31E und dem Verbindungsabschnitt 32 besteht. Der wie oben ausgebildeten Antenne 1E wird ermöglicht, die Verstärkung der linkshändig zirkular polarisierten Welle zu verringern und den elektrischen Wirkungsgrad zu erhöhen. Des Weiteren weist die Antenne 1E eine Symmetrie in der Richtcharakteristik auf, was dem Außenleiter 10E ermöglicht, die linkshändig zirkular polarisierte Welle mit der umgedrehten Antenne 1E zu empfangen.
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Die erste Ausführungsform, die erste bis vierte Modifizierung der ersten Ausführungsform und die zweite Ausführungsform haben Beispiele dargestellt, bei denen der Anfangspunkt 31a mit dem ersten Speisepunkt 11 als negative Elektrode verbunden ist; diese Beispiele sind jedoch nicht beschränkend. Wie durch eine Antenne 1F einer Modifizierung der zweiten Ausführungsform gezeigt wird, kann der Anfangspunkt 31a eines Innenleiters 30F mit dem zweiten Speisepunkt 12 als positive Elektrode verbunden sein (siehe 36). In diesem Fall empfängt die Antenne 1F eine linkshändig zirkular polarisierte Welle, wobei die Verstärkungskennlinien der rechtshändig und der linkshändig zirkulär polarisierten Wellen invertiert sind. 37 ist eine graphische Darstellung von XPD-Werten der Antenne 1F. In 37 stellt die y-Achse den XPD-Wert dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 37 zeigt die Simulation, dass die Antenne 1F einen Wert der XPD von etwa 22 dB (P26 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 5,8 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt folglich, dass die Verstärkung der rechtshändig zirkular polarisierten Welle gering ist. 38 ist eine graphische Darstellung des VSWR der Antenne 1F. In 38 stellt die y-Achse das VSWR dar und stellt die x-Achse die Frequenz dar. In 38 zeigt die Simulation, dass die Antenne 1F ein VSWR von etwa 1,6 (P27 in der graphischen Darstellung) bei einer Frequenz von 5,8 GHz aufweist. Das Ergebnis zeigt folglich, dass die Reflexion relativ gering ist.
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Die Antennen der ersten Ausführungsform, der ersten bis vierten Modifizierungen der ersten Ausführungsform, der zweiten Ausführungsform und der Modifizierung der zweiten Ausführungsform sind in der Lage, GPS-Signale und ETC-Signale durch Ändern der Längen der Außenleiter 10 und 10E und der Innenleiter 30, 30B, 30C, 30D, 30E und 30F zu empfangen.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E
- Antenne
- 2
- Montagefläche
- 10, 10E
- Außenleiter
- 11
- erster Speisepunkt (Ende)
- 12
- zweiter Speisepunkt (anderes Ende)
- 30, 30B, 30C, 30D, 30E, 30F
- Innenleiter
- 31a
- Anfangspunkt
- 31b
- Endpunkt
- 31, 31E
- kreisförmiger Abschnitt
- 31B
- bogenförmiger Abschnitt
- 31C
- rechteckiger Abschnitt
- 31D
- L-förmiger Abschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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