DE112021006900T5

DE112021006900T5 - Antennenvorrichtung

Info

Publication number: DE112021006900T5
Application number: DE112021006900.4T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Sakamoto; Hidetoshi Makimura; Yasuhiro Nishioka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2023-11-16
Also published as: US20230395979A1; JPWO2022208836A1; JP7301252B2; WO2022208836A1

Abstract

Eine Antennenvorrichtung enthält: einen Einspeisepunkt (10), der ein Hochfrequenzsignal anregt; einen ersten Leiter (20) mit einem ersten Ende, das als ein erstes offenes Ende (20a) dient und sich von dem Einspeisepunkt (10) zu dem ersten offenen Ende (20a) erstreckt; und einen zweiten Leiter (30) mit einem ersten Ende, das als ein zweites offenes Ende (30a) dient und sich spiralförmig zwischen dem Einspeisepunkt (10) und dem zweiten offenen Ende (30a) in einer Richtung erstreckt, die sich von einer Richtung unterscheidet, die von dem Einspeisepunkt (10) zu dem ersten offenen Ende (20a) verläuft.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Antennenvorrichtung, die beispielsweise für ein Endgerät oder dergleichen verwendet wird, das eine polarisierte Welle empfängt, die von einem Satellitentelefondienst oder einem GPS-Satelliten übertragen wird.
HINTERGRUND ZUM STAND DER TECHNIK
Ein Endgerät, das eine polarisierte Welle empfängt, die von einem Satellitentelefondienst oder einem Global Positioning System-Satelliten übertragen wird, kann eine Antenne für zirkular polarisierte Wellen verwenden, um zu verhindern, dass der Polarisationsverlust zunimmt, selbst wenn sich ein Endgerätebenutzer bewegt.
Es ist bekannt, dass eine Antenne für zirkular polarisierte Wellen wie eine Spiralantenne an Größe zunimmt, wenn versucht wird, eine Bandbreite der Antenne zu erweitern, und es ist bekannt, dass eine Rückkeule, die eine kreuzpolarisierte Welle ist, die zu einer Antennenrückseite abgestrahlt wird, zunimmt, wenn die Antenne verkleinert wird.
Eine Antennenvorrichtung, die in der Lage ist, den Empfang einer unnötigen Rückkeule zu unterdrücken, und die verkleinert werden kann, wird in Patentschrift 1 vorgeschlagen.
In der in Patentschrift 1 offenbarten Antennenvorrichtung ist eine Vielzahl von Elementantennen auf einer Oberfläche eines ersten Erdungsleiters angeordnet, und ein Teil, der als Mikrostreifenresonator arbeitet, ist zwischen einem zweiten Erdungsleiter, der parallel zu dem ersten Erdungsleiter angeordnet ist, wobei ein dielektrisches Substrat dazwischen liegt, und einem dritten Erdungsleiter, der parallel zu dem zweiten Erdungsleiter angeordnet ist, angeordnet.
REFERENZLISTE
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: WO 2019/064470 A
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
In einer Antennenvorrichtung, die für ein Endgerät oder ähnliches verwendet wird, das eine polarisierte Welle empfängt, die von einem Satellitentelefondienst oder einem Global Positioning System-Satelliten übertragen wird, ist jedoch eine weitere Verkleinerung erwünscht.
Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht der obigen Punkte gemacht, und ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Antennenvorrichtung zu erhalten, bei der eine auf eine Antennenrückseite abzustrahlende Rückkeule reduziert wird, ohne die Antennengröße zu erhöhen.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Eine Antennenvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: einen Einspeisepunkt, der ein Hochfrequenzsignal anregt; einen ersten Leiter mit einem ersten Ende, das als ein erstes offenes Ende dient und sich linear zwischen dem Einspeisepunkt und dem ersten offenen Ende erstreckt; und einen zweiten Leiter mit einem ersten Ende, das als ein zweites offenes Ende dient und sich spiralförmig zwischen dem Einspeisepunkt und dem zweiten offenen Ende in einer Richtung erstreckt, die sich von einer Richtung unterscheidet, die von dem Einspeisepunkt zu dem ersten offenen Ende verläuft.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Verkleinerung möglich, und eine zur Antennenrückseite abzustrahlende Rückkeule kann unterdrückt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Frontansicht, die eine Antennenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Darstellung, die schematisch eine Stromverteilung und ein Abstrahlungsmuster in der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist eine konzeptionelle Darstellung, in der ein elektrisches Feld, das von einer elektrischen Stromquelle J emittiert wird, und ein elektrisches Feld, das von einer magnetischen Stromquelle M emittiert wird, in der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform kombiniert sind.
4 ist ein Diagramm, das ein Abstrahlungsmuster in der Antennenvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist eine Frontansicht, die eine Antennenvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
6 ist eine Frontansicht, die eine Antennenvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
7 ist eine Frontansicht, die eine Antennenvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Antennenvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
9 ist eine Darstellung, die schematisch eine Stromverteilung im Modus 3 in der Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform zeigt.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Antennenvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt.
11 ist eine Darstellung, die schematisch eine Stromverteilung in der Antennenvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Antennenvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform zeigt.
13 ist eine Draufsicht, die die Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform zeigt, wobei eine Vielzahl von Elementantennen weggelassen wurde.
14 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der numerischen Analyse der Elementantennen in der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform zeigt.
15 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Antennenvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform zeigt.
16 ist eine Draufsicht, die die Antennenvorrichtung gemäß der achten Ausführungsform zeigt, wobei eine Vielzahl von Elementantennen weggelassen wurde.
17 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Antennenvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform zeigt.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Antennenvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform zeigt.
19 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der numerischen Analyse von Elementantennen in der Antennenvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform.
Eine Antennenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.
In 1 ist die z-Achse eine Achse, die eine Zenitrichtung angibt, und die x-Achse und die y-Achse sind Achsen, die orthogonal zueinander in einer horizontalen Ebene orthogonal zur Zenitrichtung liegen. In der vorliegenden Offenbarung bezeichnen die x-Achse, die y-Achse und die z-Achse alle dieselbe Achse.
Die Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist eine dipolförmige Antennenvorrichtung und fungiert als Sende- und Empfangsantenne.
Die Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform umfasst einen Einspeisepunkt 10, einen ersten Leiter 20 und einen zweiten Leiter 30.
Der Einspeisepunkt 10 ist ein Teil, der ein Hochfrequenzsignal anregt, und ist eine Lücke, die zwischen dem ersten Leiter 20 und dem zweiten Leiter 30 gebildet wird.
Wenn die Antennenvorrichtung als Sendeantenne fungiert, wird dem Einspeisepunkt 10 ein Hochfrequenzsignal zugeführt, und vom ersten Leiter 20 und vom zweiten Leiter 30 werden elektromagnetische Wellen abgestrahlt.
Wenn die Antennenvorrichtung als Empfangsantenne fungiert, werden elektromagnetische Wellen von dem ersten Leiter 20 und dem zweiten Leiter 30 empfangen, und ein Hochfrequenzsignal wird vom Einspeisepunkt 10 ausgegeben.
Der erste Leiter 20 ist ein Leiter mit einem ersten Ende, das als erstes offenes Ende 20a dient und sich linear zwischen dem Einspeisepunkt 10 und dem ersten offenen Ende 20a erstreckt. Der erste Leiter 20 liegt in 1 parallel zur x-Achse.
Der zweite Leiter 30 ist in der gleichen Ebene angeordnet wie der erste Leiter 20, d.h. in der x-z-Ebene, die die Zenitrichtung einschließt.
Der zweite Leiter 30 hat ein erstes Ende, das als zweites offenes Ende 30a dient, und erstreckt sich spiralförmig zwischen dem Einspeisepunkt 10 und dem zweiten offenen Ende 30a in einer Richtung, die sich von einer vom Einspeisepunkt 10 zum ersten offenen Ende 20a gerichteten Richtung unterscheidet, in diesem Beispiel in einer dazu entgegengesetzten Richtung. Die Spiralform des zweiten Leiters 30 hat eine rechteckige Form.
Es ist zu beachten, dass der zweite Leiter 30 in einer Ebene angeordnet sein kann, die orthogonal zu der Ebene liegt, in der der erste Leiter 20 angeordnet ist, d. h. in der x-z-Ebene, d. h. er kann in der y-z-Ebene angeordnet sein.
Die gesamte Länge vom ersten offenen Ende 20a des ersten Leiters 20 bis zum zweiten offenen Ende 30a des zweiten Leiters 30 beträgt 1/2 Wellenlänge einer Wellenlänge, die einer Resonanzfrequenz entspricht. Es ist zu beachten, dass die 1/2 Wellenlänge nicht streng genommen nur die 1/2 Wellenlänge bedeutet, sondern auch einen zulässigen Plus-/Minus-Bereich in Bezug auf die 1/2 Wellenlänge umfasst.
In der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, werden bei Einspeisung eines Hochfrequenzsignals in den Einspeisepunkt 10 elektromagnetische Wellen von dem ersten Leiter 20 und dem zweiten Leiter 30 abgestrahlt.
Zu diesem Zeitpunkt dient, wie in 2 dargestellt, der erste Leiter 20 als elektrische Stromquelle J und der zweite Leiter 30 als magnetische Stromquelle M.
Bei der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform kann davon ausgegangen werden, dass eine elektromagnetische Welle, die durch die Kombination der Emission der elektrischen Stromquelle J durch den ersten Leiter 20 und der Emission der magnetischen Stromquelle M durch den zweiten Leiter 30 erhalten wird, in den Raum abgestrahlt wird.
Das heißt, wie in 3 dargestellt, ist bei der Emission von der elektrischen Stromquelle J durch den ersten Leiter 20 eine elektrische Feldstärke E(ϕ_JA) in der positiven Richtung der z-Achse die gleiche wie in der negativen Richtung der z-Achse, und die Phasen davon sind die gleichen (siehe (a) von 3).
Ist, wie in 3 dargestellt, bei der Emission von der magnetischen Stromquelle M durch den zweiten Leiter 30 die Intensität des elektrischen Feldes E(ϕ_MA) in positiver Richtung der z-Achse die gleiche wie in negativer Richtung der z-Achse wie bei der elektrischen Stromquelle J, aber die Phasen sind einander entgegengesetzt (siehe (b) in 3).
Daher ist in der elektromagnetischen Welle, die durch die Kombination der Emission von der elektrischen Stromquelle J durch den ersten Leiter 20 und der Emission von der magnetischen Stromquelle M durch den zweiten Leiter 30 erhalten wird, da die elektrische Stromquelle J durch den ersten Leiter 20 und die magnetische Stromquelle durch den zweiten Leiter 30 orthogonal zueinander angeordnet sind, wie in 3 dargestellt ist, ist das elektrische Feld in der positiven Richtung der z-Achse eine Summe der elektrischen Feldstärke E(ϕ_JA) und der elektrischen Feldstärke E(ϕ_MA), und die elektrischen Felder in der negativen Richtung der z-Achse heben sich auf.
Bei der Berechnung eines Emissionsmusters in der Antennenvorrichtung der ersten Ausführungsform ergab sich das in 4 dargestellte Emissionsmuster.
Wie aus dem Ergebnis von 4 ersichtlich ist, strahlt die Antennenvorrichtung der ersten Ausführungsform eine elektromagnetische Welle mit einem unidirektionalen Emissionsmuster ab.
Wie zuvor beschrieben, da die Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform den ersten Leiter 20, der sich linear erstreckt, und den zweiten Leiter 30, der sich spiralförmig erstreckt, enthält, strahlt die Antennenvorrichtung eine elektromagnetische Welle ab, die eine Rückkeule, die auf eine Antennenrückseite, d.h. in der negativen Richtung der z-Achse, abgestrahlt wird, reduzieren und unterdrücken kann und die ein unidirektionales Abstrahlungsmuster aufweist, während sie verkleinert wird.
Das heißt, dass in der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, wenn die gesamte Länge vom ersten offenen Ende 20a des ersten Leiters 20 bis zum zweiten offenen Ende 30a des zweiten Leiters 30 innerhalb eines Bereichs von 0,48 Wellenlängen bis 0,8 Wellenlängen einer Wellenlänge liegt, die einer Resonanzfrequenz entspricht, ein linear polarisiertes Wellenabstrahlungsmuster mit Unidirektionalität in der positiven Richtung der z-Achse erhalten werden kann, während die Antennenvorrichtung verkleinert wird.
Zweite Ausführungsform.
Eine Antennenvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Die Antennenvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Spiralform eines zweiten Leiters 31 in der Antennenvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform eine Umfangsform ist, während die Spiralform des zweiten Leiters 30 in der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform eine rechteckige Form ist, und in den anderen Punkten mit der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform identisch ist.
In 5 bezeichnen dieselben Ziffern wie in 1 die gleichen oder entsprechende Teile.
Die Antennenvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform hat eine ähnliche Wirkung wie die Antennenvorrichtung nach der ersten Ausführungsform.
Drittes Ausführungsbeispiel.
Eine Antennenvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Die Antennenvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Form eines ersten Leiters 21 in der Antennenvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform eine Mäanderform ist, während die Form des ersten Leiters 20 in der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform eine lineare Form ist, und in den anderen Punkten die gleiche ist wie die Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
In 5 bezeichnen dieselben Ziffern wie in 1 die gleichen oder entsprechende Teile.
Die Antennenvorrichtung nach der dritten Ausführungsform hat eine ähnliche Wirkung wie die Antennenvorrichtung nach der ersten Ausführungsform.
Man beachte, dass die Spiralform eines zweiten Leiters 30 in der Antennenvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform eine Umfangsform sein kann, die der Spiralform des zweiten Leiters 31 in der Antennenvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ähnelt.
Viertes Ausführungsbeispiel.
Eine Antennenvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
Die Antennenvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Antennenvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform außerdem ein Symmetrierglied 40 und eine Koaxialleitung 50 umfasst und in den anderen Punkten mit der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform identisch ist.
In 7 bezeichnen die gleichen Bezugsziffern wie in 1 die gleichen oder entsprechende Teile.
Das Symmetrierglied 40 ist ein Balun zur Symmetrieumwandlung und ist mit einem Einspeisepunkt 10 verbunden.
Die Koaxialleitung 50 ist ein Koaxialkabel mit einem inneren Leiter und einem äußeren Leiter zur Zuführung eines Hochfrequenzsignals, und wenn erste Enden des inneren Leiters und des äußeren Leiters an das Symmetrierglied 40 angeschlossen sind und die Antennenvorrichtung als Sendeantenne fungiert, wird ein Hochfrequenzsignal von einem zweiten Ende des inneren Leiters eingegeben. Ein zweites Ende des äußeren Leiters ist geerdet und schirmt den inneren Leiter ab.
Selbst wenn ein Hochfrequenzsignal vom zweiten Ende des inneren Leiters in der Koaxialleitung 50 eingegeben wird und ein unsymmetrischer Strom auf einer Oberfläche des äußeren Leiters in der Koaxialleitung 50 fließt, da die ersten Enden des inneren Leiters und des äußeren Leiters in der Koaxialleitung 50 über das Symmetrierglied 40 mit dem Einspeisepunkt 10 verbunden sind, eine Amplitude eines Stroms, der durch einen ersten Leiter 20 fließt, gleich einer Amplitude eines Stroms ist, der durch einen zweiten Leiter 30 fließt, und es keinen Einfluss der Emission von dem ersten Leiter 20 und dem zweiten Leiter 30 gibt, die durch den unsymmetrischen Strom verursacht wird, der auf der Oberfläche des äußeren Leiters in der Koaxialleitung 50 fließt.
Mit der Antennenvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform kann eine ähnliche Wirkung erzielt werden wie mit der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. Darüber hinaus sendet die Antennenvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform eine elektromagnetische Welle aus, die eine zur Antennenrückseite abzustrahlende Rückkeule reduzieren und unterdrücken kann und die ein genaueres unidirektionales Abstrahlmuster aufweist.
Es ist zu beachten, dass bei der Antennenvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform die Spiralform des zweiten Leiters 30 eine Umfangsform wie bei der Antennenvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform sein kann.
Außerdem kann in der Antennenvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform die Form des ersten Leiters 21 eine Mäanderform wie in der Antennenvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform sein.
Fünfte Ausführungsform.
Eine Antennenvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 8 und 9 beschrieben.
Die Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform eine antennenförmige Monopolantenne ist, während die Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform eine antennenförmige Dipolantenne ist, und ist in den anderen Punkten die gleiche wie die Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
In den 8 und 9 bezeichnen dieselben Bezugsziffern wie in den 1 und 2 die gleichen oder entsprechende Teile.
Die Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform umfasst einen Einspeisepunkt 11, einen ersten Leiter 22, einen zweiten Leiter 32, einen dritten Leiter 60 und einen ersten Erdungsleiter 72.
Ein erstes Ende des dritten Leiters 60 erstreckt sich bis in die Nähe einer Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72, und ein zweites Ende des dritten Leiters 60 erstreckt sich linear zu einem Verzweigungspunkt 60a in Zenitrichtung, d. h. in der positiven Richtung der z-Achse.
Ein Verbindungspunkt zwischen dem ersten Ende des dritten Leiters 60 und der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 ist der Einspeisepunkt 11.
Der Einspeisepunkt 11 ist ein Teil, der ein Hochfrequenzsignal anregt, und ist eine Lücke, die zwischen dem dritten Leiter 60 und dem ersten Erdungsleiter 72 gebildet wird.
Der Einspeisepunkt 11 muss nicht als physische Komponente ausgebildet sein, und das erste Ende des dritten Leiters 60 kann direkt mit der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 verbunden werden. In diesem Fall ist der Einspeisepunkt 11 ein Punkt, an dem das erste Ende des dritten Leiters 60 direkt mit der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 verbunden ist.
Der erste Erdungsleiter 72 ist auf einer vorderen Oberfläche eines dielektrischen Substrats 71 angeordnet. Ein zweiter Erdungsleiter 73 ist auf einer Rückseite des dielektrischen Substrats 71 parallel zum ersten Erdungsleiter 72 angeordnet. Der erste Erdungsleiter 72 und der zweite Erdungsleiter 73 sind durch ein Durchgangsloch 74 elektrisch miteinander verbunden.
Das dielektrische Substrat 71, der erste Erdungsleiter 72 und der zweite Erdungsleiter 73 bilden ein Erdungsleitersubstrat 70.
Der erste Leiter 22 ist ein Leiter mit einem ersten Ende, das als erstes offenes Ende 20a dient und sich linear zwischen dem Verzweigungspunkt 60a und dem ersten offenen Ende 20a in horizontaler Richtung orthogonal zur Zenitrichtung erstreckt, d.h. in 1 in einer Richtung parallel zur y-Achse ähnlich wie der erste Leiter 20 in der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
Der zweite Leiter 32 ist in der gleichen Ebene angeordnet wie der erste Leiter 22, d.h. in der y-z-Ebene, die die Zenitrichtung einschließt.
Der zweite Leiter 32 hat ein erstes Ende, das als zweites offenes Ende 30a dient, und erstreckt sich spiralförmig zwischen dem Verzweigungspunkt 60a und dem zweiten offenen Ende 30a in einer Richtung, die sich von einer Richtung unterscheidet, die vom Verzweigungspunkt 60a zum ersten offenen Ende 20a gerichtet ist, in diesem Beispiel in einer dazu entgegengesetzten Richtung, nämlich nach unten in Zenitrichtung, d. h. in Richtung der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72.
Der erste Leiter 22, der zweite Leiter 32 und der dritte Leiter 60 sind einstückig gegossene Leiter, und der erste Leiter 22 und der zweite Leiter 32 sind am Verzweigungspunkt 60a vom dritten Leiter 60 abgezweigt.
Es ist zu beachten, dass der zweite Leiter 32 in einer Ebene angeordnet sein kann, die orthogonal zu der Ebene liegt, in der der erste Leiter 22 angeordnet ist, d. h. in der y-z-Ebene, d. h. in der x-z-Ebene angeordnet sein kann.
Der Verzweigungspunkt 60a, an dem sich der dritte Leiter 60 in den ersten Leiter 22 und den zweiten Leiter 32 verzweigt, liegt im Mittelpunkt zwischen dem ersten offenen Ende 20a des ersten Leiters 22 und dem zweiten offenen Ende 30a des zweiten Leiters 32.
Die gesamte Länge vom Einspeisepunkt 11 bis zum ersten offenen Ende 20a des ersten Leiters 22 beträgt 1/4 der Wellenlänge, die einer Resonanzfrequenz entspricht.
Die gesamte Länge vom ersten offenen Ende 20a des ersten Leiters 22 bis zum zweiten offenen Ende 30a des zweiten Leiters 32 beträgt 1/2 der Wellenlänge einer Wellenlänge, die einer Resonanzfrequenz entspricht.
Es sei zu beachten, dass die 1/4 Wellenlänge und die 1/2 Wellenlänge nicht streng genommen nur die 1/4 Wellenlänge und die 1/2 Wellenlänge bedeuten, sondern auch einen zulässigen Plus/Minus-Bereich in Bezug auf die 1/4 Wellenlänge bzw. die 1/2 Wellenlänge umfassen.
In der Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, werden bei Einspeisung eines Hochfrequenzsignals in den Einspeisepunkt 11 elektromagnetische Wellen von dem ersten Leiter 22, dem zweiten Leiter 32 und dem dritten Leiter 60 abgestrahlt.
Im ersten Leiter 22 tritt Resonanz auf, wenn die Wellenlänge 1/4 der Wellenlänge einer Resonanzfrequenz erreicht. Ein Modus, bei dem im ersten Leiter 22 Resonanz auftritt, wird als Modus 1 bezeichnet.
Die Resonanz im Modus 2 wird dadurch hervorgerufen, dass die Wellenlänge die Hälfte der Wellenlänge erreicht, die einer Resonanzfrequenz über die gesamte Länge zwischen dem ersten offenen Ende 20a des ersten Leiters 22 und dem zweiten offenen Ende 30a des zweiten Leiters 32 entspricht, und dass der Verzweigungspunkt 60a, an dem sich der dritte Leiter 60 in den ersten Leiter 22 und den zweiten Leiter 32 verzweigt, in einem Mittelpunkt zwischen dem ersten offenen Ende 20a des ersten Leiters 22 und dem zweiten offenen Ende 30a des zweiten Leiters 32 liegt.
Wie in 9 dargestellt, tritt die Resonanz im Modus 2 zwischen dem ersten offenen Ende 20a des ersten Leiters 22 und dem zweiten offenen Ende 30a des zweiten Leiters 32 auf.
Zu diesem Zeitpunkt dient, wie in 9 dargestellt, der erste Leiter 22 als elektrische Stromquelle J und der zweite Leiter 32 als magnetische Stromquelle M.
Wie bei der Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist bei der Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform ein in den Raum abgestrahltes elektromagnetisches Feld eine Kombination aus der Emission der elektrischen Stromquelle J durch den ersten Leiter 22 und der Emission der magnetischen Stromquelle M durch den zweiten Leiter 32, und die elektrischen Felder in negativer Richtung der z-Achse heben sich auf.
Daher strahlt die Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform eine elektromagnetische Welle mit einem unidirektionalen Emissionsmuster ab.
Die Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform hat eine ähnliche Wirkung wie die Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
Es ist zu beachten, dass bei der Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform die Spiralform des zweiten Leiters 32 eine Umfangsform wie bei der Antennenvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform sein kann.
Darüber hinaus kann in der Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform die Form des ersten Leiters 22 eine Mäanderform wie in der Antennenvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform sein.
Obwohl in einer Antennenvorrichtung gemäß einer später beschriebenen siebten Ausführungsform im Detail beschrieben, liegt bei einer Elementantenne mit einem ersten Leiter 20, der sich linear erstreckt, und einem zweiten Leiter 30, der sich spiralförmig erstreckt, wenn eine gesamte Länge von einem ersten offenen Ende 20a des ersten Leiters 20 bis zu einem zweiten offenen Ende 30a des zweiten Leiters 30 innerhalb eines Bereichs von 0.48 Wellenlänge bis 0,8 Wellenlänge einer Wellenlänge liegt, die einer Resonanzfrequenz entspricht, kann eine Elementantenne mit einer niedrigen kreuzpolarisierten Welle (linkshändige zirkular polarisierte Welle (LHCP)) und einer hohen hauptpolarisierten Welle (rechtshändige zirkular polarisierte Welle (RHCP)) erhalten werden. Auch in der Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform kann, wenn die gesamte Länge vom ersten offenen Ende 20a des ersten Leiters 22 bis zum zweiten offenen Ende 30a des zweiten Leiters 32 innerhalb eines Bereichs von 0,48 Wellenlängen bis 0,8 Wellenlängen einer Wellenlänge liegt, die einer Resonanzfrequenz entspricht, ein günstiger Effekt auf eine Rückkeule erzielt werden, die zu einer Antennenrückseite abgestrahlt wird, während die Antennenvorrichtung verkleinert wird.
Sechste Ausführungsform.
Eine Antennenvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben.
Die Antennenvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform dadurch, dass die Antennenvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform einen zweiten Leiter 33 umfasst, der ein parasitäres Element ist, während die Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform eine Antennenvorrichtung in Form einer Monopolantenne ist, und in den anderen Punkten mit der Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform identisch ist.
In 10 und 11 bezeichnen die gleichen Bezugsziffern wie in 8 und 9 die gleichen oder entsprechende Teile.
Die Antennenvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform umfasst einen Einspeisepunkt 12, einen ersten Leiter 23, den zweiten Leiter 33 und einen ersten Erdungsleiter 72.
Ein erstes Ende des ersten Leiters 23 dient als erstes offenes Ende 20a, und ein zweites Ende des ersten Leiters 23 ist mit einer Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 verbunden.
Der erste Leiter 23 weist einen ersten Abschnitt 23a auf, der sich vom ersten Erdungsleiter 72 in Zenitrichtung, d. h. in positiver Richtung der z-Achse, erstreckt, und einen zweiten Abschnitt 23b, der sich linear in horizontaler Richtung orthogonal zur Zenitrichtung, d. h. in Richtung der y-Achse, kontinuierlich vom ersten Abschnitt 23a zum ersten offenen Ende 20a erstreckt.
Ein Ende des ersten Teils 23a ist das zweite Ende des ersten Leiters 23, und ein Ende des zweiten Teils 23b ist das erste Ende des ersten Leiters 23.
Der erste Leiter 23 ist ein Einspeisepunkt, der als umgedrehtes L-förmiges Antennenelement fungiert und einen Biegepunkt zwischen dem Einspeisepunkt 12 und dem ersten offenen Ende 20a aufweist, d. h. einen Biegepunkt zwischen dem ersten Teil 23a und dem zweiten Teil 23b.
Ein Verbindungspunkt zwischen dem zweiten Ende des ersten Leiters 23 und der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 ist der Einspeisepunkt 12. Der Einspeisepunkt 12 ist ein Teil, der ein Hochfrequenzsignal anregt, und ist eine Lücke, die zwischen dem zweiten Ende des ersten Leiters 23 und der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 gebildet wird.
Der Einspeisepunkt 12 muss nicht als physische Komponente ausgebildet sein, und das zweite Ende des ersten Leiters 23 kann direkt mit der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 verbunden werden. In diesem Fall ist der Einspeisepunkt 12 ein Punkt, an dem das zweite Ende des ersten Leiters 23 direkt mit der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 verbunden ist.
Der zweite Leiter 33 ist auf der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 neben dem ersten Leiter 23 in derselben Ebene angeordnet wie die Ebene, in der der erste Leiter 23 angeordnet ist, d. h. in der y-z-Ebene einschließlich der Zenitrichtung.
Ein erstes Ende des zweiten Leiters 33 dient als zweites offenes Ende 30a, und ein zweites Ende des zweiten Leiters 33 ist mit der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 verbunden.
Der zweite Leiter 33 weist einen dritten Abschnitt 33a auf, der so angeordnet ist, dass er dem ersten Abschnitt 23a des ersten Leiters 23 gegenüberliegt und sich von der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 in Zenitrichtung, d.h. in der positiven Richtung der z-Achse, erstreckt, und einen vierten Abschnitt 33b, der sich spiralförmig in einer Richtung erstreckt, die sich von einer Richtung unterscheidet, in der der zweite Abschnitt 23b des ersten Leiters 23 in Richtung des ersten offenen Endes 20a verläuft, und zwar nach unten in Zenitrichtung, d.h. in Richtung der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72, kontinuierlich vom dritten Abschnitt 33a zum zweiten offenen Ende 30a.
Ein Ende des dritten Teils 33a ist das zweite Ende des zweiten Leiters 33, und ein Ende des vierten Teils 33b ist das erste Ende des zweiten Leiters 33.
Der zweite Leiter 33 ist ein parasitäres Element, das als spiralförmig gebogenes Antennenelement fungiert.
Wenn eine Richtung, in der der zweite Abschnitt 23b des ersten Leiters 23 auf das erste offene Ende 20a gerichtet ist, die negative Richtung der y-Achse in 10 ist, ist die andere Richtung eine Richtung, die der gerichteten Richtung entgegengesetzt ist und die positive Richtung der y-Achse ist.
Es ist zu beachten, dass der zweite Leiter 33 in einer Ebene angeordnet sein kann, die orthogonal zu der Ebene liegt, in der der erste Leiter 23 angeordnet ist, d. h. in der y-z-Ebene, d. h. in der x-z-Ebene.
Die gesamte Länge vom Einspeisepunkt 12 bis zum ersten offenen Ende 20a des ersten Leiters 23, d. h. die gesamte Länge des ersten Leiters 23 beträgt 1/4 der Wellenlänge einer Resonanzfrequenz.
Eine gesamte Länge vom zweiten Ende des zweiten Leiters 33 in Kontakt mit der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 bis zum zweiten offenen Ende 30a des zweiten Leiters 33, d.h. eine gesamte Länge des zweiten Leiters 33 beträgt 1/4 Wellenlänge einer Wellenlänge, die einer Resonanzfrequenz entspricht.
Es ist zu beachten, dass die 1/4 Wellenlänge hier nicht streng genommen nur die 1/4 Wellenlänge bedeutet, sondern auch einen zulässigen Plus/Minus-Bereich in Bezug auf die 1/4 Wellenlänge umfasst.
In der Antennenvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, wird bei Einspeisung eines Hochfrequenzsignals in den Einspeisepunkt 12 eine elektromagnetische Welle vom ersten Leiter 23 abgestrahlt.
Im ersten Leiter 23 tritt Resonanz auf, wenn die Wellenlänge 1/4 der Wellenlänge einer Resonanzfrequenz erreicht.
Indes fließt durch den zweiten Leiter 33 aufgrund der elektromagnetischen Kopplung mit dem ersten Leiter 23 ein Strom.
Ein Strom i2, der durch den zweiten Leiter 33 fließt, hat eine Amplitude, die gleich der eines Stroms i1 ist, der durch den ersten Leiter 23 fließt, und eine Phase, die der des Stroms i1 entgegengesetzt ist, und eine Stromverteilung des Stroms i1, der durch den ersten Leiter 23 fließt, und des Stroms i2, der durch den zweiten Leiter 33 fließt, ist in 11 dargestellt.
Daher tritt im zweiten Leiter 33 eine Resonanz auf, die dadurch entsteht, dass die Wellenlänge 1/4 der Wellenlänge einer Resonanzfrequenz erreicht.
In der Antennenvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform, wie in 11 dargestellt, dient der erste Leiter 22 als elektrische Stromquelle J und der zweite Leiter 32 als magnetische Stromquelle M.
Wie bei der Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform ist bei der Antennenvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform ein in den Raum abgestrahltes elektromagnetisches Feld eine Kombination aus der Emission der elektrischen Stromquelle J durch den ersten Leiter 22 und der Emission der magnetischen Stromquelle M durch den zweiten Leiter 32, und die elektrischen Felder in negativer Richtung der z-Achse heben sich auf.
Infolgedessen strahlt die Antennenvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform eine elektromagnetische Welle mit einem unidirektionalen Emissionsmuster aus.
Die Antennenvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform hat auch dann eine ähnliche Wirkung wie die Antennenvorrichtung nach der fünften Ausführungsform, wenn der zweite Leiter 32, der als magnetische Stromquelle M dient, ein parasitäres Element ist.
Es ist zu beachten, dass bei der Antennenvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform die Spiralform des zweiten Leiters 33 eine Umfangsform wie bei der Antennenvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform sein kann.
Darüber hinaus kann bei der Antennenvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform die Form des zweiten Abschnitts 23b des ersten Leiters 23 wie bei der Antennenvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform mäanderförmig sein.
Siebte Ausführungsform.
Eine Antennenvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 12 bis 14 beschrieben.
Bei der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform handelt es sich um eine Antennenvorrichtung, die eine zirkular polarisierte Welle abstrahlt und dabei eine Vielzahl der monopolantennenförmigen Antennenvorrichtungen gemäß der fünften Ausführungsform als Elementantennen verwendet.
In 12 bezeichnen dieselben Bezugsziffern wie in 8 dieselben oder entsprechende Teile.
Die Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform umfasst ein Erdungsleitersubstrat 70, eine Vielzahl von Elementantennen 1a bis 1d, eine Koaxialleitung 80 und eine Schnittstellenschaltung 90.
Das Erdungsleitersubstrat 70 umfasst ein rechteckiges dielektrisches Substrat 71, einen ersten Erdungsleiter 72 und einen zweiten Erdungsleiter 73.
Der erste Erdungsleiter 72 ist auf einer vorderen Oberfläche eines dielektrischen Substrats 71 angeordnet. Der zweite Erdungsleiter 73 ist auf einer Rückseite des dielektrischen Substrats 71 parallel zum ersten Erdungsleiter 72 angeordnet.
Die Anzahl der Elementantennen 1a bis 1d beträgt bei der Antennenvorrichtung nach der siebten Ausführungsform vier. Man beachte, dass die Anzahl nicht auf vier beschränkt ist, sondern nur zwei oder mehr sein muss, solange eine zirkular polarisierte Welle ausgesendet werden kann.
Die mehreren Elementantennen 1a bis 1d sind an verschiedenen Positionen auf einer Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet und jeweils mit entsprechenden Einspeisepunkten 11a bis 11d verbunden.
Bei den Einspeisepunkten 11a bis 11d handelt es sich um Teile, die Hochfrequenzsignale in Bezug auf die entsprechenden Elementantennen 1a bis 1d anregen, und die nicht als physische Komponenten ausgebildet sein müssen.
In der Antennenvorrichtung nach der siebten Ausführungsform sind die vier Elementantennen 1a bis 1d rotationssymmetrisch um 90 Grad angeordnet. Konkret sind bei den vier Elementantennen 1a bis 1d die entsprechenden Einspeisepunkte 11a bis 11d an vier Ecken auf der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet.
In einem Fall, in dem die Elementantennen 1a bis 1d als Sendeantennen fungieren, werden Hochfrequenzsignale, die den entsprechenden Einspeisepunkten 11a bis 11d zugeführt werden, von den entsprechenden Einspeisepunkten 11a bis 11d in die Elementantennen 1a bis 1d eingespeist, und in einem Fall, in dem die Elementantennen 1a bis 1d als Empfangsantennen fungieren, geben die Elementantennen 1a bis 1d Hochfrequenzsignale auf der Grundlage der empfangenen elektromagnetischen Wellen an die jeweils entsprechenden Einspeisepunkte 11a bis 11d ab.
Ein Betrieb ist umkehrbar, wenn die Elementantennen 1a bis 1d als Sendeantennen funktionieren und wenn die Elementantennen 1a bis 1d als Empfangsantennen funktionieren.
Um Komplexität zu vermeiden, wird in der folgenden Beschreibung ein Fall beschrieben, in dem die Elementantennen 1a bis 1d als Sendeantennen fungieren.
Die Koaxialleitung 80 umfasst einen inneren Leiter 80a, der ein Hochfrequenzsignal überträgt, und einen äußeren Leiter 80b, der den inneren Leiter 80a mit einer Vielzahl von Durchgangsleitern umgibt und den inneren Leiter 80a abschirmt.
In der Koaxialleitung 80 durchdringt der innere Leiter 80a ein Durchgangsloch, das in der Mitte des dielektrischen Substrats 71 im Erdungsleitersubstrat 70 ausgebildet ist.
Die Vielzahl von Durchgangsleitern, die den äußeren Leiter 80b der Koaxialleitung 80 bilden, ist mit dem ersten Erdungsleiter 72 und dem zweiten Erdungsleiter 73 verbunden, so dass der erste Erdungsleiter 72 und der zweite Erdungsleiter 73 miteinander leitend verbunden sind.
Durch die Koaxialleitung 80, die das in der Mitte des dielektrischen Substrats 71 im Erdungsleitersubstrat 70 gebildete Durchgangsloch durchdringt, kann ein Hochfrequenzsignal von der zweiten Seite des Erdungsleiters 73 im Erdungsleitersubstrat 70 eingespeist werden.
Die Schnittstellenschaltung 90 fungiert als mindestens eine Kombinationsschaltung, die die Einspeisepunkte 11a bis 11d, an die die mehreren Elementantennen 1a bis 1d angeschlossen sind, mit der Koaxialleitung 80 verbindet, Hochfrequenzsignale mit unterschiedlichen Phasen, die von den mehreren Elementantennen 1a bis 1d ausgegeben werden, in dieselbe Phase dreht und die Hochfrequenzsignale kombiniert, und das kombinierte Hochfrequenzsignal an den inneren Leiter der Koaxialleitung 80 ausgibt, und eine Teilerschaltung, die das von der Koaxialleitung 80 übertragene Hochfrequenzsignal in eine Vielzahl von Signalen mit unterschiedlichen Phasen aufteilt und die aufgeteilten Hochfrequenzsignale jeweils an die Vielzahl von Elementantennen 1a bis 1d ausgibt.
Die Schnittstellenschaltung 90 fungiert als Teilerschaltung, wenn die Elementantennen 1a bis 1d als Sendeantennen arbeiten, und als Kombinationsschaltung, wenn die Elementantennen 1a bis 1d als Empfangsantennen arbeiten.
Die Schnittstellenschaltung 90 umfasst einen 180-Grad-Hybrid 91 und zwei 90-Grad-Hybride 92a und 92b. Die Schnittstellenschaltung 90 wird durch Ätzen auf die Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 aufgebracht.
In einem Fall, in dem die mehreren Elementantennen 1a bis 1d als Sendeantennen fungieren, teilt der 180-Grad-Hybrid 91 ein von der Koaxialleitung 80 übertragenes Hochfrequenzsignal in zwei Hochfrequenzsignale auf, deren Phasen sich um 180 Grad unterscheiden, gibt eines der Hochfrequenzsignale an den ersten 90-Grad-Hybrid 92a und das andere Hochfrequenzsignal an den zweiten 90-Grad-Hybrid 92b aus.
Wenn zum Beispiel das von der Koaxialleitung 80 übertragene Hochfrequenzsignal eine Phase von 0 Grad hat, teilt der 180-Grad-Hybrid 91 das Hochfrequenzsignal in ein Hochfrequenzsignal mit einer Phase von 0 Grad und ein Hochfrequenzsignal mit einer Phase von 180 Grad.
Der erste 90-Grad-Hybrid 92a teilt das eine Hochfrequenzsignal, das vom 180-Grad-Hybrid 91 geteilt wird, in zwei Hochfrequenzsignale, deren Phasen sich um 90 Grad unterscheiden, gibt eines der Hochfrequenzsignale an den Einspeisepunkt 11a für die erste Elementantenne 1a und das andere Hochfrequenzsignal an den Einspeisepunkt 11d für die vierte Elementantenne 1d aus.
Wenn beispielsweise das eine Hochfrequenzsignal, das vom 180-Grad-Hybrid 91 geteilt wird, eine Phase von 0 Grad hat, teilt der erste 90-Grad-Hybrid 92a das Hochfrequenzsignal in ein Hochfrequenzsignal mit einer Phase von 0 Grad und ein Hochfrequenzsignal mit einer Phase von 90 Grad.
Der zweite 90-Grad-Hybrid 92b teilt das andere Hochfrequenzsignal, das vom 180-Grad-Hybrid 91 geteilt wird, in zwei Hochfrequenzsignale, deren Phasen sich um 90 Grad unterscheiden, und gibt eines der Hochfrequenzsignale an den Einspeisepunkt 11b für die zweite Elementantenne 1b und das andere Hochfrequenzsignal an den Einspeisepunkt 11c für die dritte Elementantenne 1c aus.
Wenn beispielsweise das andere Hochfrequenzsignal, das vom 180-Grad-Hybrid 91 geteilt wird, eine Phase von 180 Grad hat, teilt der zweite 90-Grad-Hybrid 92b das Hochfrequenzsignal in ein Hochfrequenzsignal mit einer Phase von 180 Grad und ein Hochfrequenzsignal mit einer Phase von 270 Grad.
Ein von der Koaxialleitung 80 übertragenes Hochfrequenzsignal wird von der Schnittstellenschaltung 90 in Signale umgewandelt, deren Phasen um 90 Grad voneinander abweichen, und die Signale werden der ersten Elementantenne 1a bis zur vierten Elementantenne 1d zugeführt. Die elektromagnetischen Wellen, die den Hochfrequenzsignalen entsprechen, werden durch ein Resonanzphänomen in den Raum abgestrahlt, das auftritt, wenn die Hochfrequenzsignale über die Elementantennen 1a bis 1d übertragen werden. Wenn beispielsweise das von der Koaxialleitung 80 übertragene Hochfrequenzsignal eine Phase von 0 Grad hat, wird ein Hochfrequenzsignal mit einer Phase von 0 Grad an die erste Elementantenne 1a, ein Hochfrequenzsignal mit einer Phase von 90 Grad an die vierte Elementantenne 1d, ein Hochfrequenzsignal mit einer Phase von 180 Grad an die zweite Elementantenne 1b und ein Hochfrequenzsignal mit einer Phase von 270 Grad an die dritte Elementantenne 1c zugeführt.
Jede der mehreren Elementantennen 1a bis 1d hat eine ähnliche Konfiguration wie die Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform.
Das heißt, jede der mehreren Elementantennen 1a bis 1d umfasst einen ersten Leiter 22, einen zweiten Leiter 32 und einen dritten Leiter 60.
Ein erstes Ende des dritten Leiters 60 ist mit dem ersten Erdungsleiter 72 verbunden, und der dritte Leiter 60 erstreckt sich linear vom ersten Erdungsleiter 72 zu einem Verzweigungspunkt 60a in Zenitrichtung, d. h. in positiver Richtung der z-Achse.
Ein Verbindungspunkt zwischen dem ersten Ende des dritten Leiters 60 und dem ersten Erdungsleiter 72 ist jeder der Einspeisepunkte 11a bis 11d.
Der erste Leiter 22 ist ein Leiter mit einem ersten Ende, das als erstes offenes Ende 22a dient und sich linear zwischen dem Verzweigungspunkt 60a und dem ersten offenen Ende 22a in horizontaler Richtung orthogonal zur Zenitrichtung erstreckt, d.h. in 12 in einer Richtung entlang einer Seite des Erdungsleitersubstrats 70.
Der zweite Leiter 32 liegt in der gleichen Ebene wie der erste Leiter 22, d. h. in der y-z-Ebene oder der x-z-Ebene einschließlich der Zenitrichtung.
Der zweite Leiter 32 hat ein erstes Ende, das als zweites offenes Ende 32a dient, und erstreckt sich spiralförmig zwischen dem Verzweigungspunkt 60a und dem zweiten offenen Ende 32a in einer Richtung, die sich von einer Richtung unterscheidet, die vom Verzweigungspunkt 60a zum ersten offenen Ende 22a gerichtet ist, in diesem Beispiel in einer dazu entgegengesetzten Richtung, nämlich nach unten in Zenitrichtung, d. h. in Richtung der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72.
Die ebene Form des Erdungsleitersubstrats 70 ist eine rechteckige Form mit einer ersten Seite 70a bis zu einer vierten Seite 70d.
Die erste Elementantenne 1a hat den Einspeisepunkt 11a an einer Ecke, die von der ersten Seite 70a und der zweiten Seite 70b des Erdungsleitersubstrats 70 gebildet wird.
Die erste Elementantenne 1a ist entlang der ersten Seite 70a des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet, und der erste Leiter 22, der zweite Leiter 32 und der dritte Leiter 60 in der ersten Elementantenne 1a sind in derselben Ebene, d.h. in der y-z-Ebene, angeordnet.
Der erste Leiter 22 der ersten Elementantenne 1a befindet sich in der Nähe der vierten Seite 70d des Erdungsleitersubstrats 70 in Bezug auf den zweiten Leiter 32 der ersten Elementantenne 1a.
Die zweite Elementantenne 1b hat den Einspeisepunkt 11b an einer Ecke, die von der zweiten Seite 70b und der dritten Seite 70c des Erdungsleitersubstrats 70 gebildet wird.
Die zweite Elementantenne 1b ist entlang der zweiten Seite 70b des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet, und der erste Leiter 22, der zweite Leiter 32 und der dritte Leiter 60 in der zweiten Elementantenne 1b sind in derselben Ebene, d.h. in der x-z-Ebene, angeordnet.
Der erste Leiter 22 in der zweiten Elementantenne 1b befindet sich in der Nähe der ersten Seite 70a des Erdungsleitersubstrats 70 in Bezug auf den zweiten Leiter 32 in der zweiten Elementantenne 1b.
Die dritte Elementantenne 1c hat den Einspeisepunkt 11c an einer Ecke, die von der dritten Seite 70c und der vierten Seite 70d des Erdungsleitersubstrats 70 gebildet wird.
Die dritte Elementantenne 1c ist entlang der dritten Seite 70c des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet, und der erste Leiter 22, der zweite Leiter 32 und der dritte Leiter 60 in der dritten Elementantenne 1c sind in derselben Ebene, d.h. in der y-z-Ebene, angeordnet.
Der erste Leiter 22 in der dritten Elementantenne 1c befindet sich in der Nähe der zweiten Seite 70b des Erdungsleitersubstrats 70 in Bezug auf den zweiten Leiter 32 in der dritten Elementantenne 1c.
Die vierte Elementantenne 1d hat den Einspeisepunkt 11d an einer Ecke, die von der vierten Seite 70d und der ersten Seite 70a des Erdungsleitersubstrats 70 gebildet wird.
Die vierte Elementantenne 1d ist entlang der vierten Seite 70d des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet, und der erste Leiter 22, der zweite Leiter 32 und der dritte Leiter 60 in der vierten Elementantenne 1d sind in derselben Ebene, d.h. in der x-z-Ebene, angeordnet.
Der erste Leiter 22 in der vierten Elementantenne 1d befindet sich in der Nähe der dritten Seite 70c des Erdungsleitersubstrats 70 in Bezug auf den zweiten Leiter 32 in der vierten Elementantenne 1d.
In der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform wird in einem Fall, in dem die erste Elementantenne 1a bis die vierte Elementantenne 1d als Sendeantennen fungieren, ein von der Koaxialleitung 80 übertragenes Hochfrequenzsignal durch die Schnittstellenschaltung 90 in Signale umgewandelt, deren Phasen sich um 90 Grad voneinander unterscheiden, und die Signale werden der ersten Elementantenne 1a bis der vierten Elementantenne 1d zugeführt.
In der ersten Elementantenne 1a bis zur vierten Elementantenne 1d werden aufgrund eines Resonanzphänomens, das auftritt, wenn die zugeführten Hochfrequenzsignale durch die erste Elementantenne 1a zur vierten Elementantenne 1d übertragen werden, elektromagnetische Wellen, die den Hochfrequenzsignalen entsprechen, von allen ersten Elementantennen 1a bis zur vierten Elementantenne 1d in den Raum abgestrahlt.
Da in diesem Fall die Phasen der über die erste Elementantenne 1a zur vierten Elementantenne 1d übertragenen Signale um 90 Grad voneinander abweichen, wird eine rechtsdrehend zirkular polarisierte Welle (RHCP) in einer Richtung abgestrahlt, in der der erste Erdungsleiter 72 vom zweiten Erdungsleiter 73 aus gesehen wird.
Wenn die Phasen der Hochfrequenzsignale, die von dem ersten 90-Grad-Hybrid 92a und dem zweiten 90-Grad-Hybrid 92b ausgegeben werden, umgekehrt werden, wird außerdem eine linkshändige zirkular polarisierte Welle (LHCP) in einer Richtung ausgesendet, in der der erste Erdungsleiter 72 vom zweiten Erdungsleiter 73 aus gesehen wird.
14 zeigt ein Beispiel für die Ergebnisse der numerischen Analyse einer polarisierten Hauptwelle (RHCP), die in positiver Richtung der z-Achse abgestrahlt wird, einer kreuzpolarisierten Welle (LHCP), die in negativer Richtung der z-Achse abgestrahlt wird, und des Emissionswirkungsgrads jeder der Elementantennen 1a bis 1d in der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform.
In 14 zeigt die horizontale Achse eine normalisierte Frequenz an, und die vertikale Achse zeigt eine Spitzenverstärkung (Richtungsverstärkung) der polarisierten Hauptwelle (RHCP) und der kreuzpolarisierten Welle (LHCP) an. Die hauptpolarisierte Welle (RHCP) bedeutet eine Verstärkung in positiver Richtung der z-Achse, und die kreuzpolarisierte Welle (LHCP) bedeutet eine Verstärkung in negativer Richtung der z-Achse.
Darüber hinaus zeigt in 14 die gestrichelt-gepunktete Linie die polarisierte Hauptwelle (RHCP), die durchgezogene Linie die kreuzpolarisierte Welle (LHCP), die gepunktete Linie den Emissionswirkungsgrad, die dicke Linie das numerische Analyseergebnis jeder der Elementantennen 1a bis 1d in der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform und die dünne Linie ein numerisches Analyseergebnis eines Vergleichsbeispiels an.
Das heißt, die gestrichelt-gepunktete fette Linie E1 zeigt das Ergebnis der numerischen Analyse der polarisierten Hauptwelle (RHCP) jeder der Elementantennen 1a bis 1d in der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform an, die durchgezogene dicke Linie E2 zeigt das Ergebnis der numerischen Analyse der kreuzpolarisierten Welle (LHCP) jeder der Elementantennen 1a bis 1d in der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform an, und die gepunktete dicke Linie E3 zeigt das Ergebnis der numerischen Analyse des Emissionswirkungsgrads jeder der Elementantennen 1a bis 1d in der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform an.
Die gestrichelt-gepunktete dünne Linie R1 zeigt das Ergebnis der numerischen Analyse der polarisierten Hauptwelle (RHCP) im Vergleichsbeispiel an, die durchgezogene dünne Linie R2 zeigt das Ergebnis der numerischen Analyse der kreuzpolarisierten Welle (LHCP) im Vergleichsbeispiel an, und die gestrichelte dünne Linie R3 zeigt das Ergebnis der numerischen Analyse des Emissionswirkungsgrades im Vergleichsbeispiel an.
Die Elementantenne im Vergleichsbeispiel umfasst nur einen linearen ersten Leiter und nicht den spiralförmigen zweiten Leiter 32 jeder der Elementantennen 1a bis 1d in der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform.
Wie aus 14 ersichtlich ist, hat in jeder der Elementantennen 1a bis 1d in der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform in einem Fall, in dem eine gesamte Länge vom ersten offenen Ende 22a des ersten Leiters 22 bis zum zweiten offenen Ende 32a des zweiten Leiters 32 1/2 Wellenlänge einer Wellenlänge beträgt, die einer Resonanzfrequenz entspricht, d.h. f/f₀ = 1 erfüllt ist, hat die kreuzpolarisierte Welle (LHCP) E2 einen sehr niedrigen Wert in Bezug auf die kreuzpolarisierte Welle (LHCP) R2 des Vergleichsbeispiels, und die polarisierte Hauptwelle (RHCP) E1 ist höher als die polarisierte Hauptwelle (RHCP) R1 des Vergleichsbeispiels.
Das heißt, jede der Elementantennen 1a bis 1d enthält den ersten Leiter 22, der sich linear erstreckt, und den zweiten Leiter, der sich spiralförmig erstreckt, und daher kann in den Elementantennen 1a bis 1d eine Rückkeule unterdrückt werden, die zu einer Antennenrückseite abgestrahlt wird.
Insbesondere, wenn f/f₀ in einem Bereich von 0,96 ≤ (f/f₀) ≤ 1,6 liegt, das heißt, wenn die gesamte Länge vom ersten offenen Ende 22a des ersten Leiters 22 bis zum zweiten offenen Ende 32a des zweiten Leiters 32 in einem Bereich von 0,48 Wellenlänge bis 0.8 Wellenlänge einer Wellenlänge liegt, die einer Resonanzfrequenz entspricht, hat jede der Elementantennen 1a bis 1d in der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform eine niedrigere kreuzpolarisierte Welle (LHCP) E2 und eine höhere hauptpolarisierte Welle (RHCP) E1 als im Vergleichsbeispiel.
Darüber hinaus beträgt der niedrigste Emissionswirkungsgrad jeder der Elementantennen 1a bis 1d in der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform -0,3 dB, was den Antennengewinn kaum beeinflusst.
Wenn also die gesamte Länge vom ersten offenen Ende 22a des ersten Leiters 22 bis zum zweiten offenen Ende 32a des zweiten Leiters 32 innerhalb eines Bereichs von 0,48 Wellenlängen bis 0,8 Wellenlängen einer Wellenlänge liegt, die einer Resonanzfrequenz entspricht, kann eine auf eine Antennenrückseite abzustrahlende Rückkeule in den Elementantennen 1a bis 1d unterdrückt werden.
Wie oben beschrieben, kann in den Elementantennen 1a bis 1d eine zu einer Antennenrückseite abzustrahlende Rückkeule unterdrückt werden. Daher kann auch bei der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform, bei der die Elementantennen 1a bis 1d rotationssymmetrisch angeordnet sind und eine zirkular polarisierte Welle abgestrahlt wird, die Abstrahlung einer zur Antennenrückseite abgestrahlten kreuzpolarisierten Welle unterdrückt werden, und eine zur Antennenrückseite abzustrahlende Rückkeule kann in den Elementantennen 1a bis 1d unterdrückt werden.
Man beachte, dass in der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform die Spiralform des zweiten Leiters 32 in jeder der Elementantennen 1a bis 1d eine Umfangsform wie in der Antennenvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform sein kann.
Darüber hinaus kann in der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform die Form des ersten Leiters 22 in jeder der Elementantennen 1a bis 1d eine Mäanderform wie in der Antennenvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform haben.
Wie oben beschrieben, umfasst in der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform jede der Elementantennen 1a bis 1d, die zur Abstrahlung einer zirkular polarisierten Welle verwendet werden und an verschiedenen Positionen auf der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 angeordnet sind, den ersten Leiter 22, der linear verläuft, und den zweiten Leiter 32, der spiralförmig verläuft. Daher strahlt die Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform eine zirkular polarisierte Welle ab, die eine kreuzpolarisierte Welle, die zur Antennenrückseite abgestrahlt werden soll, d.h. eine Rückkeule, die zur Antennenrückseite in den Elementantennen 1a bis 1d abgestrahlt werden soll, reduzieren und unterdrücken kann, während sie verkleinert wird.
Achte Ausführungsform.
Eine Antennenvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 15 und 16 beschrieben.
Die Antennenvorrichtung gemäß der achten Ausführungsform unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform dadurch, dass die Antennenvorrichtung gemäß der achten Ausführungsform die Antennenvorrichtungen gemäß der sechsten Ausführungsform als Elementantennen anstelle der mehreren Elementantennen 1a bis 1d in der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform verwendet und in den anderen Punkten mit der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform identisch ist.
In 15 und 16 bezeichnen die gleichen Bezugsziffern wie in 12 und 13 die gleichen oder entsprechende Teile.
Die Antennenvorrichtung gemäß der achten Ausführungsform umfasst ein Erdungsleitersubstrat 70, eine Vielzahl von Elementantennen 2a bis 2d, eine Koaxialleitung 80 und eine Schnittstellenschaltung 90.
Die Vielzahl von Elementantennen 2a bis 2d ist an verschiedenen Positionen auf einer Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet und jeweils mit entsprechenden Einspeisepunkten 12a bis 12d verbunden.
Bei den Einspeisepunkten 12a bis 12d handelt es sich um Teile, die Hochfrequenzsignale in Bezug auf die entsprechenden Elementantennen 2a bis 2d anregen, und die nicht als physische Komponenten ausgebildet sein müssen.
Ein von der Koaxialleitung 80 übertragenes Hochfrequenzsignal wird von der Schnittstellenschaltung 90 in Signale umgewandelt, deren Phasen um 90 Grad voneinander abweichen, und die Signale werden der ersten Elementantenne 2a bis zur vierten Elementantenne 2d zugeführt. Die den Hochfrequenzsignalen entsprechenden elektromagnetischen Wellen werden durch ein Resonanzphänomen, das bei der Übertragung der Hochfrequenzsignale über die Elementantennen 2a bis 2d auftritt, in den Raum abgestrahlt.
Wenn beispielsweise das von der Koaxialleitung 80 übertragene Hochfrequenzsignal eine Phase von 0 Grad hat, wird ein Hochfrequenzsignal mit einer Phase von 0 Grad an die erste Elementantenne 2a, ein Hochfrequenzsignal mit einer Phase von 90 Grad an die vierte Elementantenne 2d, ein Hochfrequenzsignal mit einer Phase von 180 Grad an die zweite Elementantenne 2b und ein Hochfrequenzsignal mit einer Phase von 270 Grad an die dritte Elementantenne 1c zugeführt.
Jede der mehreren Elementantennen 2a bis 2d hat eine ähnliche Konfiguration wie die Antennenvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform.
Das heißt, jede der mehreren Elementantennen 2a bis 2d umfasst einen ersten Leiter 23 und einen zweiten Leiter 33.
Ein erstes Ende des ersten Leiters 23 dient als erstes offenes Ende 20a, und ein zweites Ende des ersten Leiters 23 ist mit einer Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 verbunden.
Der erste Leiter 23 hat einen ersten Abschnitt 23a, der sich von dem ersten Erdungsleiter 72 in Zenitrichtung, d.h. in positiver Richtung der z-Achse, erstreckt, und einen zweiten Abschnitt 23b, der sich linear in horizontaler Richtung orthogonal zur Zenitrichtung, d.h. in 15 in einer Richtung entlang einer Seite des Erdungsleitersubstrats 70, kontinuierlich von dem ersten Abschnitt 23a zu dem ersten offenen Ende 20a erstreckt.
Ein Ende des ersten Teils 23a ist das zweite Ende des ersten Leiters 23, und ein Ende des zweiten Teils 23b ist das erste Ende des ersten Leiters 23.
Der erste Leiter 23 ist ein Einspeisepunkt, der als umgedrehtes L-förmiges Antennenelement fungiert und einen Biegepunkt zwischen dem Einspeisepunkt 12 und dem ersten offenen Ende 20a aufweist, d. h. einen Biegepunkt zwischen dem ersten Teil 23a und dem zweiten Teil 23b.
Ein Verbindungspunkt zwischen dem zweiten Ende des ersten Leiters 23 und der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 ist jeder der Einspeisepunkte 12a bis 12d.
Der zweite Leiter 33 ist auf der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 neben dem ersten Leiter 23 in derselben Ebene angeordnet wie die Ebene, in der der erste Leiter 23 angeordnet ist, d. h. in der y-z-Ebene oder der x-z-Ebene einschließlich der Zenitrichtung.
Ein erstes Ende des zweiten Leiters 33 dient als zweites offenes Ende 30a, und ein zweites Ende des zweiten Leiters 33 ist mit der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 verbunden.
Der zweite Leiter 33 weist einen dritten Abschnitt 33a auf, der so angeordnet ist, dass er dem ersten Abschnitt 23a des ersten Leiters 23 gegenüberliegt und sich von dem ersten Erdungsleiter 72 in Zenitrichtung, d.h. in der positiven Richtung der z-Achse, erstreckt und einen vierten Abschnitt 33b, der sich spiralförmig in einer Richtung erstreckt, die sich von einer Richtung unterscheidet, in der der zweite Abschnitt 23b des ersten Leiters 23 in Richtung des ersten offenen Endes 20a verläuft, und zwar nach unten in Zenitrichtung, d.h. in Richtung der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72, durchgehend vom dritten Abschnitt 33a bis zum zweiten offenen Ende 30a.
Ein Ende des dritten Teils 33a ist das zweite Ende des zweiten Leiters 33, und ein Ende des vierten Teils 33b ist das erste Ende des zweiten Leiters 33.
Der zweite Leiter 33 ist ein parasitäres Element, das als spiralförmig gebogenes Antennenelement fungiert.
Bei jeder der mehreren Elementantennen 2a bis 2d beträgt die gesamte Länge vom Einspeisepunkt 12 bis zum ersten offenen Ende 20a des ersten Leiters 23, d. h. die gesamte Länge des ersten Leiters 23 1/4 der Wellenlänge einer Resonanzfrequenz.
Eine gesamte Länge vom zweiten Ende des zweiten Leiters 33 in Kontakt mit der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 bis zum zweiten offenen Ende 30a des zweiten Leiters 33, d.h. eine gesamte Länge des zweiten Leiters 33 beträgt 1/4 Wellenlänge einer Wellenlänge, die einer Resonanzfrequenz entspricht.
Es ist zu beachten, dass die 1/4 Wellenlänge hier nicht streng genommen nur die 1/4 Wellenlänge bedeutet, sondern auch einen zulässigen Plus/Minus-Bereich in Bezug auf die 1/4 Wellenlänge umfasst.
Die erste Elementantenne 2a hat den Einspeisepunkt 12a an einer Ecke, die von der ersten Seite 70a und der zweiten Seite 70b des Erdungsleitersubstrats 70 gebildet wird.
Die erste Elementantenne 2a ist entlang der ersten Seite 70a des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet, und der erste Leiter 23 und der zweite Leiter 33 in der ersten Elementantenne 2a sind in derselben Ebene, d.h. in der y-z-Ebene, angeordnet.
Der erste Leiter 23 in der ersten Elementantenne 2a befindet sich in der Nähe der vierten Seite 70d des Erdungsleitersubstrats 70 in Bezug auf den zweiten Leiter 33 in der ersten Elementantenne 2a.
Die zweite Elementantenne 2b hat den Einspeisepunkt 12b an einer Ecke, die von der zweiten Seite 70b und der dritten Seite 70c des Erdungsleitersubstrats 70 gebildet wird.
Die zweite Elementantenne 2b ist entlang der zweiten Seite 70b des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet, und der erste Leiter 23 und der zweite Leiter 33 in der zweiten Elementantenne 2b sind in derselben Ebene, d. h. in der x-z-Ebene, angeordnet.
Der erste Leiter 23 in der zweiten Elementantenne 2b befindet sich in der Nähe der ersten Seite 70a des Erdungsleitersubstrats 70 in Bezug auf den zweiten Leiter 33 in der zweiten Elementantenne 2b.
Die dritte Elementantenne 2c hat den Einspeisepunkt 12c an einer Ecke, die von der dritten Seite 70c und der vierten Seite 70d des Erdungsleitersubstrats 70 gebildet wird.
Die dritte Elementantenne 2c ist entlang der dritten Seite 70c des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet, und der erste Leiter 23 und der zweite Leiter 33 in der dritten Elementantenne 2c liegen in derselben Ebene, d.h. in der y-z-Ebene.
Der erste Leiter 23 in der dritten Elementantenne 2c ist in der Nähe der zweiten Seite 70b des Erdungsleitersubstrats 70 in Bezug auf den zweiten Leiter 33 in der dritten Elementantenne 2c angeordnet.
Die vierte Elementantenne 2d hat den Einspeisepunkt 12d an einer Ecke, die von der vierten Seite 70d und der ersten Seite 70a des Erdungsleitersubstrats 70 gebildet wird.
Die vierte Elementantenne 2d ist entlang der vierten Seite 70d des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet, und der erste Leiter 23 und der zweite Leiter 33 in der vierten Elementantenne 2d sind in derselben Ebene, d. h. in der x-z-Ebene, angeordnet.
Der erste Leiter 23 in der vierten Elementantenne 2d befindet sich in der Nähe der dritten Seite 70c des Erdungsleitersubstrats 70 in Bezug auf den zweiten Leiter 33 in der vierten Elementantenne 2d.
Die Antennenvorrichtung nach der achten Ausführungsform hat eine ähnliche Wirkung wie die Antennenvorrichtung nach der siebten Ausführungsform.
Man beachte, dass in der Antennenvorrichtung gemäß der achten Ausführungsform die Spiralform des zweiten Leiters 33 in jeder der Elementantennen 2a bis 2d eine Umfangsform wie in der Antennenvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform sein kann.
Darüber hinaus kann in der Antennenvorrichtung gemäß der achten Ausführungsform die Form des zweiten Abschnitts 23b des ersten Leiters 23 in jeder der Elementantennen 2a bis 2d eine Mäanderform wie in der Antennenvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform haben.
Neuntes Ausführungsbeispiel.
Eine Antennenvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 17 beschrieben.
Die Antennenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform dadurch, dass ein zweiter Leiter 32 in der Antennenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform in einer Ebene orthogonal zu einer Ebene angeordnet ist, in der ein erster Leiter 22 angeordnet ist, während der erste Leiter 22 und der zweite Leiter 32 in jeder der mehreren Elementantennen 1a bis 1d in der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform in derselben Ebene angeordnet sind, und in den anderen Punkten mit der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform identisch ist.
In 17 bezeichnen dieselben Bezugsziffern wie in 12 dieselben oder entsprechende Teile.
Die Antennenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform umfasst ein Erdungsleitersubstrat 70, eine Vielzahl von Elementantennen 3a bis 3d, eine Koaxialleitung 80 und eine Schnittstellenschaltung 90.
Der zweite Leiter 32 in jeder der mehreren Elementantennen 3a bis 3d ist am Verzweigungspunkt 60a rechtwinklig vom ersten Leiter 22 abgewinkelt und in einer Ebene angeordnet, die orthogonal zu einer Ebene liegt, in der der erste Leiter 22 angeordnet ist. Wenn der erste Leiter 22 in der y-z-Ebene angeordnet ist, ist der zweite Leiter 32 in der x-z-Ebene angeordnet, und wenn der erste Leiter 22 in der x-z-Ebene angeordnet ist, ist der zweite Leiter 32 in der y-z-Ebene angeordnet.
Die erste Elementantenne 3a hat einen Einspeisepunkt 11a an einer Ecke, die von einer ersten Seite 70a und einer zweiten Seite 70b des Erdungsleitersubstrats 70 gebildet wird.
Der erste Leiter 22 in der ersten Elementantenne 3a ist entlang der ersten Seite 70a des Erdungsleitersubstrats 70 in Richtung einer vierten Seite 70d angeordnet, und der zweite Leiter 32 in der dritten Elementantenne 3c ist entlang der zweiten Seite 70b des Erdungsleitersubstrats 70 in Richtung einer dritten Seite 70c angeordnet.
Der erste Leiter 22 in der ersten Elementantenne 3a ist in der y-z-Ebene angeordnet, und der zweite Leiter 32 in der ersten Elementantenne 3a ist in der x-z-Ebene angeordnet.
Die zweite Elementantenne 3b hat einen Einspeisepunkt 11b an einer Ecke, die von der zweiten Seite 70b und der dritten Seite 70c des Erdungsleitersubstrats 70 gebildet wird.
Der erste Leiter 22 in der zweiten Elementantenne 3b ist entlang der zweiten Seite 70b des Erdungsleitersubstrats 70 in Richtung der ersten Seite 70a angeordnet, und der zweite Leiter 32 in der zweiten Elementantenne 3b ist entlang der dritten Seite 70c des Erdungsleitersubstrats 70 in Richtung der vierten Seite 70d angeordnet.
Der erste Leiter 22 in der zweiten Elementantenne 3b ist in der x-z-Ebene angeordnet, und der zweite Leiter 32 in der zweiten Elementantenne 3b ist in der y-z-Ebene angeordnet.
Die dritte Elementantenne 3c hat einen Einspeisepunkt 11c an einer Ecke, die von der dritten Seite 70c und der vierten Seite 70d des Erdungsleitersubstrats 70 gebildet wird.
Der erste Leiter 22 in der dritten Elementantenne 3c ist entlang der dritten Seite 70c des Erdungsleitersubstrats 70 in Richtung der zweiten Seite 70b angeordnet, und der zweite Leiter 32 in der dritten Elementantenne 3c ist entlang der vierten Seite 70d des Erdungsleitersubstrats 70 in Richtung der ersten Seite 70a angeordnet.
Der erste Leiter 22 in der dritten Elementantenne 3c ist in der y-z-Ebene und der zweite Leiter 32 in der dritten Elementantenne 3c ist in der x-z-Ebene angeordnet.
Die vierte Elementantenne 3d hat einen Einspeisepunkt 11d an einer Ecke, die von der vierten Seite 70d und der ersten Seite 70a des Erdungsleitersubstrats 70 gebildet wird.
Der erste Leiter 22 in der vierten Elementantenne 4d ist entlang der vierten Seite 70d des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet, und der zweite Leiter 32 in der vierten Elementantenne 4d, der zweite Leiter 32 des Erdungsleitersubstrats 70 ist entlang der ersten Seite 70a des Erdungsleitersubstrats 70 in Richtung der zweiten Seite 70b angeordnet.
Der erste Leiter 22 in der vierten Elementantenne 4d ist in der x-z-Ebene und der zweite Leiter 32 in der vierten Elementantenne 4d ist in der y-z-Ebene angeordnet.
Die Antennenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform hat eine ähnliche Wirkung wie die Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform.
Darüber hinaus werden in der Antennenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform durch das Fließen eines Stroms durch den ersten Erdungsleiter 72 und den zweiten Erdungsleiter 73 des Erdungsleitersubstrats 70 elektromagnetische Wellen, die von dem ersten Erdungsleiter 72 und dem zweiten Erdungsleiter 73 abgestrahlt werden, auch mit elektromagnetischen Wellen kombiniert, die von dem ersten Leiter 22 und dem zweiten Leiter 32 in jeder der ersten Elementantennen 3a bis zur vierten Elementantenne 3d abgestrahlt werden, und daher kann ein Einfluss der elektromagnetischen Wellen, die von dem ersten Erdungsleiter 72 und dem zweiten Erdungsleiter 73 abgestrahlt werden, auch unterdrückt werden.
Man beachte, dass bei jeder der ersten Elementantennen 3a bis zur vierten Elementantenne 4d die Orthogonalität zwischen der Ebene, in der der erste Leiter 22 angeordnet ist, und der Ebene, in der der zweite Leiter 32 angeordnet ist, nicht strikt nur 90 Grad bedeutet, sondern einen zulässigen Plus/Minus-Bereich in Bezug auf 90 Grad umfasst.
Man beachte, dass in der Antennenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform die Spiralform des zweiten Leiters 32 in jeder der Elementantennen 3a bis 3d eine Umfangsform wie in der Antennenvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform sein kann.
Darüber hinaus kann in der Antennenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform die Form des ersten Leiters 22 in jeder der Elementantennen 3a bis 3d eine Mäanderform wie in der Antennenvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform haben.
Zehntes Ausführungsbeispiel.
Eine Antennenvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 18 beschrieben.
Die Antennenvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform dadurch, dass die Antennenvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform dielektrische Blöcke 90a bis 90d umfasst, die den jeweiligen Elementantennen 1a bis 1d entsprechen und die Oberflächen aufweisen, auf denen jeweils Elementantennen 1a bis 1d ausgebildet sind, und dass die Antennenvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform in den übrigen Punkten mit der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform identisch ist.
In 18 bezeichnen dieselben Bezugsziffern wie in 12 dieselben oder entsprechende Teile.
Der erste dielektrische Block 90a bis vierte dielektrische Block 90d sind entsprechend der ersten Elementantenne 1a bis der vierten Elementantenne 1d angeordnet.
Jeder vom ersten dielektrischen Block 90a bis zum vierten dielektrischen Block 90d ist ein rechteckiger, quaderförmiger Block aus Harz.
Der erste dielektrische Block 90a ist auf einer Oberfläche eines ersten Erdungsleiters 72 eines Erdungsleitersubstrats 70 entlang einer ersten Seite 70a des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet, und die erste Elementantenne 1a ist auf einer Außenfläche des ersten dielektrischen Blocks 90a parallel zur y-z-Ebene ausgebildet.
Der zweite dielektrische Block 90b ist auf der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 des Erdungsleitersubstrats 70 entlang einer zweiten Seite 70b des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet, und die zweite Elementantenne 1b ist auf einer Außenfläche des zweiten dielektrischen Blocks 90b parallel zur x-z-Ebene ausgebildet.
Der dritte dielektrische Block 90c ist auf der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 des Erdungsleitersubstrats 70 entlang einer dritten Seite 70c des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet, und die dritte Elementantenne 1c ist auf einer Außenfläche des dritten dielektrischen Blocks 90c parallel zur y-z-Ebene ausgebildet.
Der vierte dielektrische Block 90d ist auf der Oberfläche des ersten Erdungsleiters 72 des Erdungsleitersubstrats 70 entlang einer vierten Seite 70d des Erdungsleitersubstrats 70 angeordnet, und die vierte Elementantenne 1d ist auf einer Außenfläche des vierten dielektrischen Blocks 90d parallel zur x-z-Ebene ausgebildet.
Die Antennenvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform hat eine ähnliche Wirkung wie die Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform.
Da die Antennenvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform den ersten dielektrischen Block 90a bis vierten dielektrischen Block 90d umfasst, die der ersten Elementantenne 1a bis der vierten Elementantenne 1d entsprechen, kann außerdem ein Effekt der Wellenlängenverkürzung erzielt werden, d. h. in den Elementantennen 1a bis 1d, die Längen des ersten Leiters 23 und des zweiten Leiters 33 zur Erzeugung von Resonanz in Bezug auf eine Resonanzfrequenz verkürzt werden können und somit die Antennenvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform im Vergleich zu der Antennenvorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform weiter verkleinert werden kann.
19 zeigt ein Beispiel für die Ergebnisse der numerischen Analyse des in positiver Richtung der z-Achse abgestrahlten RHCP, des in negativer Richtung der z-Achse abgestrahlten LHCP und des Emissionswirkungsgrads jeder der Elementantennen 1a bis 1d, die auf den Oberflächen der dielektrischen Blöcke 90a bis 90d in der Antennenvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform ausgebildet sind.
In 19 haben die horizontale Achse, die vertikale Achse und die Kurven dieselbe Bedeutung, und das Vergleichsbeispiel ist dasselbe wie das, das für die numerischen Analyseergebnisse von 14 verwendet wurde.
Die dielektrischen Blöcke 90a bis 90d haben jeweils eine relative Dielektrizitätskonstante von 3,0 und einen dielektrischen Verlusttangens von 0,002.
Wie aus 19 ersichtlich ist, hat in jeder der Elementantennen 1a bis 1d in der Antennenvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform in einem Fall, in dem die gesamte Länge vom ersten offenen Ende 22a des ersten Leiters 22 bis zum zweiten offenen Ende 32a des zweiten Leiters 32 1/2 Wellenlänge einer Wellenlänge beträgt, die einer Resonanzfrequenz entspricht, d.h. f/f0 = 1 erfüllt ist, hat die kreuzpolarisierte Welle (LHCP) E2 einen sehr niedrigen Wert in Bezug auf die kreuzpolarisierte Welle (LHCP) R2 des Vergleichsbeispiels, und die polarisierte Hauptwelle (RHCP) E1 ist höher als die polarisierte Hauptwelle (RHCP) R1 des Vergleichsbeispiels.
Das heißt, jede der Elementantennen 1a bis 1d umfasst den ersten Leiter 22, der sich linear erstreckt, und den zweiten Leiter, der sich spiralförmig erstreckt, und die Elementantennen 1a bis 1d umfassen jeweils die dielektrischen Blöcke 90a bis 90d. Daher kann in den Elementantennen 1a bis 1d eine zu einer Antennenrückseite abzustrahlende Rückkeule unterdrückt werden.
Es ist zu beachten, dass, wie in 19 dargestellt, durch den Einfluss eines dielektrischen Verlusts aufgrund eines dielektrischen Verlusttangens (tan δ) auf der Grundlage der dielektrischen Blöcke 90a bis 90d der Emissionswirkungsgrad bei einer Resonanzfrequenz in die Nähe von -1,5 dB abnimmt, wenn f/f0 0,96 beträgt, mit anderen Worten, wenn die gesamte Länge vom ersten offenen Ende 22a des ersten Leiters 22 bis zum zweiten offenen Ende 32a des zweiten Leiters 32 0,48 Wellenlängen einer der Resonanzfrequenz entsprechenden Wellenlänge beträgt, zunimmt, wenn die gesamte Länge gleich oder größer als 0,48 Wellenlängen ist, und -1,0 dB oder mehr beträgt, wenn die gesamte Länge gleich oder größer als 1/2 Wellenlänge ist.
Daher beträgt die gesamte Länge vom ersten offenen Ende 22a des ersten Leiters 22 bis zum zweiten offenen Ende 32a des zweiten Leiters 32 im Hinblick auf den Emissionswirkungsgrad bei der Resonanzfrequenz 0,48 Wellenlängen oder mehr, vorzugsweise in einem Bereich von 1/2 Wellenlänge bis zu einer Wellenlänge.
Man beachte, dass in der Antennenvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform die Spiralform des zweiten Leiters 32 in jeder der Elementantennen 1a bis 1d eine Umfangsform wie in der Antennenvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform sein kann.
Darüber hinaus kann in der Antennenvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform die Form des ersten Leiters 22 in jeder der Elementantennen 1a bis 1d eine Mäanderform wie in der Antennenvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform haben.
Ferner kann die Antennenvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich wie die dielektrischen Blöcke 90a bis 90d, auf denen die Elementantennen 1a bis 1d in der Antennenvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform ausgebildet sind, einen dielektrischen Block mit einer Oberfläche umfassen, auf der der erste Leiter 20 und der zweite Leiter 30 ausgebildet sind, die Antennenvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform kann einen dielektrischen Block mit einer Oberfläche umfassen, auf der der erste Leiter 22, der zweite Leiter 32 und der dritte Leiter 60 ausgebildet sind, und die Antennenvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform kann einen dielektrischen Block mit einer Oberfläche umfassen, auf der der erste Leiter 22 und der zweite Leiter 32 ausgebildet sind. Diese Ausführungsformen haben auch ähnliche Auswirkungen wie die Antennenvorrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform.
Es ist zu beachten, dass die Ausführungsformen frei miteinander kombiniert werden können, dass jedes einzelne Element in jeder Ausführungsform geändert werden kann oder dass jedes einzelne Element in jeder Ausführungsform weggelassen werden kann.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die Antennenvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist für eine Antennenvorrichtung geeignet, die für ein Endgerät oder dergleichen verwendet wird, das eine polarisierte Welle empfängt, die von einem Satellitentelefondienst oder einem Satelliten des globalen Positionierungssystems übertragen wird.
BEZUGSZEICHENLISTE
10, 11, 11a bis 11d, 12, 12a bis 12d: Einspeisepunkt, 20, 21 bis 23: erster Leiter, 30, 31 bis 33: zweiter Leiter, 40: Symmetrierglied, 50: Koaxialleitung, 60: dritter Leiter, 60a: Verzweigungspunkt, 1a bis 1d, 2a bis 2d: Elementantennen, 70: Erdungsleitersubstrat, 71: dielektrisches Substrat, 72: erster Erdungsleiter, 73: zweiter Erdungsleiter, 80: Koaxialleitung, 90: Schnittstellenschaltung, 100a bis 100d: dielektrischer Block
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2019064470 A [0006]

Claims

Antennenvorrichtung, umfassend: einen Einspeisepunkt zum Anregen eines Hochfrequenzsignals; einen ersten Leiter mit einem ersten Ende, das als erstes offenes Ende dient und sich vom Einspeisepunkt zum ersten offenen Ende erstreckt; und einen zweiten Leiter mit einem ersten Ende, das als zweites offenes Ende dient und sich spiralförmig zwischen dem Einspeisepunkt und dem zweiten offenen Ende in einer Richtung erstreckt, die sich von einer Richtung unterscheidet, die von dem Einspeisepunkt zu dem ersten offenen Ende verläuft.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die gesamte Länge vom ersten offenen Ende des ersten Leiters bis zum zweiten offenen Ende des zweiten Leiters innerhalb eines Bereichs von 0,48 bis 0,8 Wellenlängen einer Wellenlänge liegt, die einer Resonanzfrequenz entspricht.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die ferner einen dielektrischen Block mit einer Oberfläche umfasst, auf der der erste Leiter und der zweite Leiter ausgebildet sind.
Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: ein Symmetrierglied, das mit dem Einspeisepunkt verbunden ist; und eine Koaxialleitung zum Zuführen eines Hochfrequenzsignals, wobei ein erstes Ende der Koaxialleitung mit dem Symmetrierglied verbunden ist.
Antennenvorrichtung, umfassend: einen dritten Leiter, dessen erstes Ende mit einem Erdungsleiter verbunden ist und der sich linear von dem Erdungsleiter zu einem Verzweigungspunkt in Zenitrichtung erstreckt; einen ersten Leiter mit einem ersten Ende, das als erstes offenes Ende dient und sich vom Verzweigungspunkt zum ersten offenen Ende in einer horizontalen Richtung orthogonal zur Zenitrichtung erstreckt; und einen zweiten Leiter mit einem ersten Ende, das als zweites offenes Ende dient und sich spiralförmig zwischen dem Verzweigungspunkt und dem zweiten offenen Ende in einer Richtung erstreckt, die sich von einer Richtung unterscheidet, die von dem Verzweigungspunkt zu dem ersten offenen Ende verläuft.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Verzweigungspunkt, an dem sich der dritte Leiter in den ersten Leiter und den zweiten Leiter verzweigt, ein Mittelpunkt zwischen dem ersten offenen Ende des ersten Leiters und dem zweiten offenen Ende des zweiten Leiters ist.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei wobei eine gesamte Länge vom ersten offenen Ende des ersten Leiters bis zum zweiten offenen Ende des zweiten Leiters innerhalb eines Bereichs von 0,48 bis 0,8 Wellenlängen einer Wellenlänge liegt, die einer Resonanzfrequenz entspricht.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei ein Verbindungspunkt zwischen dem dritten Leiter und dem Erdungsleiter ein Einspeisepunkt ist, eine gesamte Länge vom Einspeisepunkt bis zum ersten offenen Ende des ersten Leiters 1/4 Wellenlänge einer Wellenlänge beträgt, die einer Resonanzfrequenz entspricht, und eine gesamte Länge vom ersten offenen Ende des ersten Leiters bis zum zweiten offenen Ende des zweiten Leiters 1/2 Wellenlänge der Wellenlänge beträgt, die der Resonanzfrequenz entspricht.
Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, ferner umfassend einen dielektrischen Block mit einer Oberfläche, auf der der erste Leiter, der zweite Leiter und der dritte Leiter ausgebildet sind.
Antennenvorrichtung, umfassend: einen ersten Leiter mit einem ersten Ende, das als ein erstes offenes Ende dient, mit einem zweiten Ende, das mit einem Erdungsleiter verbunden ist, mit einem Verbindungspunkt mit dem Erdungsleiter als ein Einspeisepunkt zum Anregen eines Hochfrequenzsignals, und mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, wobei sich der erste Abschnitt von dem Erdungsleiter in einer Zenitrichtung erstreckt, und der zweite Abschnitt sich kontinuierlich von dem ersten Abschnitt zu dem ersten offenen Ende in einer horizontalen Richtung orthogonal zu der Zenitrichtung erstreckt; und einen zweiten Leiter mit einem ersten Ende, das als zweites offenes Ende dient und einen dritten Abschnitt und einen vierten Abschnitt aufweist, wobei der dritte Abschnitt dem ersten Abschnitt des ersten Leiters zugewandt ist und der vierte Abschnitt sich spiralförmig kontinuierlich vom dritten Abschnitt zum zweiten offenen Ende in einer Richtung erstreckt, die sich von einer Richtung unterscheidet, in der der zweite Abschnitt des ersten Leiters zum ersten offenen Ende verläuft.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 10, wobei eine gesamte Länge des ersten Leiters 1/4 Wellenlänge einer Wellenlänge beträgt, die einer Resonanzfrequenz entspricht.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, die ferner einen dielektrischen Block mit einer Oberfläche umfasst, auf der der erste Leiter und der zweite Leiter ausgebildet sind.
Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der erste Leiter und der zweite Leiter in der gleichen Ebene angeordnet sind.
Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der zweite Leiter in einer Ebene orthogonal zu einer Ebene angeordnet ist, in der der erste Leiter angeordnet ist.
Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Spiralform des zweiten Leiters eine rechteckige Form ist.
Die Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Spiralform des zweiten Leiters eine Umfangsform ist.
Antennenvorrichtung, umfassend: ein Erdungsleitersubstrat, das ein dielektrisches Substrat, einen ersten Erdungsleiter, der auf einer vorderen Oberfläche des dielektrischen Substrats angeordnet ist, und einen zweiten Erdungsleiter, der auf einer hinteren Oberfläche des dielektrischen Substrats parallel zu dem ersten Erdungsleiter angeordnet ist, umfasst; eine Vielzahl von Elementantennen, die auf einer Oberfläche des ersten Erdungsleiters angeordnet sind; eine Koaxialleitung, die das dielektrische Substrat durchdringt und einen Außenleiter aufweist, um den ersten Erdungsleiter und den zweiten Erdungsleiter elektrisch miteinander zu verbinden; und eine Schnittstellenschaltung, die mindestens eine der beiden Funktionen erfüllt: eine Kombinationsschaltung zum Verbinden der Vielzahl von Elementantennen mit der Koaxialleitung, zum Umwandeln von Hochfrequenzsignalen mit unterschiedlicher Phase, die von der Vielzahl von Elementantennen ausgegeben werden, in phasengleiche Hochfrequenzsignale, zum Kombinieren der phasengleichen Hochfrequenzsignale und zum Ausgeben eines kombinierten Hochfrequenzsignals an die Koaxialleitung; oder eine Teilerschaltung zum Teilen eines von der Koaxialleitung übertragenen Hochfrequenzsignals in eine Vielzahl von Signalen, die sich in der Phase voneinander unterscheiden, und zum Ausgeben der geteilten Hochfrequenzsignale an die jeweilige Vielzahl von Elementantennen, wobei jede der Vielzahl von Elementantennen umfasst: einen dritten Leiter, dessen erstes Ende mit dem ersten Erdungsleiter verbunden ist und der sich linear von dem ersten Erdungsleiter zu einem Verzweigungspunkt in einer Zenitrichtung erstreckt; einen ersten Leiter mit einem ersten Ende, das als erstes offenes Ende dient und sich vom Verzweigungspunkt zum ersten offenen Ende in einer horizontalen Richtung orthogonal zur Zenitrichtung erstreckt; und einen zweiten Leiter mit einem ersten Ende, das als zweites offenes Ende dient und sich spiralförmig zwischen dem Verzweigungspunkt und dem zweiten offenen Ende in einer Richtung erstreckt, die sich von einer Richtung unterscheidet, die von dem Verzweigungspunkt zu dem ersten offenen Ende verläuft.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 17, wobei in jeder der Vielzahl von Elementantennen eine gesamte Länge von dem ersten offenen Ende des ersten Leiters bis zu dem zweiten offenen Ende des zweiten Leiters innerhalb eines Bereichs von 0,48 Wellenlänge bis 0,8 Wellenlänge einer Wellenlänge liegt, die einer Resonanzfrequenz entspricht.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, ferner umfassend eine Vielzahl von dielektrischen Blöcken, die der jeweiligen Vielzahl von Elementantennen entsprechen und auf einer Oberfläche des ersten Erdungsleiters in dem Erdungsleitersubstrat angeordnet sind, wobei jeder der Vielzahl von dielektrischen Blöcke eine Oberfläche aufweist, auf der der erste Leiter, der zweite Leiter und der dritte Leiter jeder der Vielzahl von entsprechenden Elementantennen ausgebildet sind.
Antennenvorrichtung, umfassend: ein Erdungsleitersubstrat, das ein dielektrisches Substrat, einen ersten Erdungsleiter, der auf einer vorderen Oberfläche des dielektrischen Substrats angeordnet ist, und einen zweiten Erdungsleiter, der auf einer hinteren Oberfläche des dielektrischen Substrats parallel zu dem ersten Erdungsleiter angeordnet ist, umfasst; eine Vielzahl von Elementantennen, die auf einer Oberfläche des ersten Erdungsleiters angeordnet sind; eine Koaxialleitung, die das dielektrische Substrat durchdringt und einen Außenleiter aufweist, um den ersten Erdungsleiter und den zweiten Erdungsleiter elektrisch miteinander zu verbinden; und eine Schnittstellenschaltung, die mindestens eine der beiden Funktionen erfüllt: eine Kombinationsschaltung zum Verbinden der Vielzahl von Elementantennen mit der Koaxialleitung, zum Kombinieren von Hochfrequenzsignalen mit unterschiedlicher Phase, die von der Vielzahl von Elementantennen ausgegeben werden, und zum Ausgeben eines kombinierten Hochfrequenzsignals an die Koaxialleitung; oder eine Teilerschaltung zum Teilen eines von der Koaxialleitung übertragenen Hochfrequenzsignals in eine Vielzahl von Signalen, die sich in der Phase voneinander unterscheiden, und zum Ausgeben geteilter Hochfrequenzsignale an die jeweilige Vielzahl von Elementantennen, wobei jede der Vielzahl von Elementantennen umfasst: einen ersten Leiter mit einem ersten Ende, das als ein erstes offenes Ende dient, mit einem zweiten Ende, das mit dem ersten Erdungsleiter verbunden ist, mit einem Verbindungspunkt mit dem ersten Erdungsleiter als ein Einspeisepunkt zum Anregen eines Hochfrequenzsignals, und mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, wobei sich der erste Abschnitt von dem ersten Erdungsleiter in einer Zenitrichtung erstreckt, und der zweite Abschnitt sich kontinuierlich von dem ersten Abschnitt zu dem ersten offenen Ende in einer horizontalen Richtung orthogonal zu der Zenitrichtung erstreckt; und einen zweiten Leiter mit einem ersten Ende, das als zweites offenes Ende dient und einen dritten Abschnitt und einen vierten Abschnitt aufweist, wobei der dritte Abschnitt dem ersten Abschnitt des ersten Leiters zugewandt ist und der vierte Abschnitt sich spiralförmig kontinuierlich vom dritten Abschnitt zum zweiten offenen Ende in einer Richtung erstreckt, die sich von einer Richtung unterscheidet, in der der zweite Abschnitt des ersten Leiters zum ersten offenen Ende verläuft.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 20, wobei in jeder der Vielzahl von Elementantennen eine gesamte Länge des ersten Leiters 1/4 Wellenlänge einer Wellenlänge beträgt, die einer Resonanzfrequenz entspricht.
Antennenvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, ferner umfassend eine Vielzahl von dielektrischen Blöcken, die der jeweiligen Vielzahl von Elementantennen entsprechen und auf einer Oberfläche des ersten Erdungsleiters in dem Erdungsleitersubstrat angeordnet sind, wobei jeder der Vielzahl von dielektrischen Blöcke eine Oberfläche aufweist, auf der der erste Leiter und der zweite Leiter jeder der Vielzahl von entsprechenden Elementantennen ausgebildet sind.
Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei in jeder der Vielzahl von Elementantennen der erste Leiter und der zweite Leiter in der gleichen Ebene angeordnet sind.
Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei in jeder der Vielzahl von Elementantennen der zweite Leiter in einer Ebene orthogonal zu einer Ebene angeordnet ist, in der der erste Leiter angeordnet ist.
Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, wobei in jeder der Vielzahl von Elementantennen die Spiralform des zweiten Leiters eine rechteckige Form ist.
Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, wobei in jeder der Vielzahl von Elementantennen die Spiralform des zweiten Leiters eine Umfangsform ist.