DE60026098T2

DE60026098T2 - Antennenanordnung und Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE60026098T2
Application number: DE60026098T
Authority: DE
Inventors: Joji Nara-shi Kane; Hirotaka Ibaraki-shi Ishihara; Noboru Kyoto-shi Nomura; Shinji Moriyama-shi Naka; Michio Yokohama-shi Sasaki; Akinori Yokohama-shi Yanase; Satoshi Sutoku Isesaki Yokohama-shi Yamada; Hirokazu Yokohama-shi Kaidou; Katsuya Yokohama-shi Tanioka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2020-10-06
Also published as: CN1212691C; CN1292584A; DE60026098D1; EP1626458A3; EP1626458A2; JP2001177326A; EP1091445B1; EP1091445A2; HK1036158A1; US6608594B1; EP1091445A3

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenvorrichtung und ein Kommunikationssystem.
2. Der der Erfindung verwandte Stand der Technik
Als erstes wird die Konfiguration einer Antennenvorrichtung gemäß dem Stand der Technik mit Bezug auf 20 und 21 beschrieben. 20 stellt ein Konzeptdiagramm dar, das vergleichende Beschreibungen einer doppelspiraligen Antenne gemäß dem Stand der Technik, einer Antenne der kreisförmigen Art gemäß dem Stand der Technik und einer zusammengesetzten Antenne zeigt. 21 ist ein Konzeptdiagramm, das vergleichende Beschreibungen der Leistungscharakteristiken einer doppelspiraligen Antenne gemäß dem Stand der Technik und der zusammengesetzten Antenne zeigt.
Als erstes wird die Konfiguration einer doppelspiraligen Antenne gemäß dem Stand der Technik mit Bezug auf 20 beschrieben. Ein strahlendes Spiralelement 107 weist einen Einspeiseanschluss 105 auf, dem über eine Verteilereinheit (nicht gezeigt) ein gemeinsamer Anschluss gegeben ist, und er ist mit einem Empfangseingangsanschluss (nicht gezeigt) und einem Sendeausgangsanschluss (nicht gezeigt) einer Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden. Die Grenze der Länge L3 des strahlenden Spiralelements 107 beträgt etwa 1/4 einer Wellenlänge einer elektrischen Welle. Daher ist, wenn z. B. eine Resonanzfrequenz 1454 MHz beträgt, das strahlende Spiralelement 107 so konstruiert, dass eine Länge L3 des strahlenden Spiralelements 107 ungefähr 51,6 mm beträgt.
Ein strahlendes Element 108 der kreisförmigen Art ist gegenüber von dem strahlenden Spiralelement 107 positioniert. Eine Grenze der Umfangslänge L4 des strahlenden Ele ments 108 der kreisförmigen Art beträgt etwa 1/2 der Wellenlänge der elektrischen Welle. Daher ist, wenn z. B. die Resonanzfrequenz 1513 MHz beträgt, das strahlende Element 108 der kreisförmigen Art so konstruiert, dass die Umfangslänge L4 des strahlenden Elements 108 der kreisförmigen Art ungefähr 99,1 mm beträgt.
Ein induktiver Widerstand 109 ist ein Metallstreifen zum Verbinden des strahlenden Spiralelements 107 und des strahlenden Elements 108 der kreisförmigen Art und stabilisiert ein Potenzial des strahlenden Spiralelements 107.
Ein parasitäres Spiralelement 110 ist ein Teil, das keinen Einspeiseanschluss besitzt und parallel zu dem strahlenden Spiralelement 107 angepasst ist. Wie in 21 gezeigt, ist der Gewinn einer Antenne, die ein parasitäres Spiralelement 110 besitzt (eine Antenne, die ein Doppelspiralelement besitzt) besser als der Gewinn einer Antenne, die kein parasitäres Spiralelement 110 besitzt (eine Antenne, die ein Einzelspiralelement besitzt).
Nun wird mit Bezug auf 20 der Betrieb einer Doppelspiralantenne gemäß dem Stand der Technik, die diese Art des Aufbaus besitzt, beschrieben. Da der Empfangsbetrieb einer Doppelspiralantenne gemäß dem Stand der Technik faktisch dem unten beschriebenen Sendebetrieb entgegengesetzt ist, wird unten lediglich der Sendebetrieb beschrieben.
Der Sendeausgangsanschluss (nicht gezeigt) einer Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) führt über den Einspeiseanschluss 105 einen Signalausgang zu dem strahlenden Spiralelement 107 aus.
Das elektrische Feld 155, das zwischen dem strahlenden Spiralelement 107 und dem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art erzeugt wird, wird aufgrund des oben beschriebenen Signalausgangs von der Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) als eine elektrische Sendewelle gesendet.
Als nächstes wird mit Bezug auf 20 der Aufbau einer Antenne der kreisförmigen Art gemäß dem Stand der Technik beschrieben.
Das strahlende Element 108 der kreisförmigen Art besitzt einen Einspeiseanschluss 105, dem über eine Verteilereinheit (nicht gezeigt) ein gemeinsamer Anschluss gegeben ist, und der mit dem Empfangseingangsanschluss (nicht gezeigt) und dem Sendeausgangsanschluss (nicht gezeigt) einer Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden ist.
Eine Erdeplatte 104 ist gegenüber dem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art positioniert.
Nun wird mit Bezug auf 20 der Betrieb einer Antenne der kreisförmigen Art gemäß dem Stand der Technik, die diese Art des Aufbaus besitzt, beschrieben. Da der Empfangsbetrieb einer Antenne der kreisförmigen Art faktisch dem unten beschriebenen Sendebetrieb entgegengesetzt ist, wird unten lediglich der Sendebetrieb beschrieben.
Der Sendeausgangsanschluss (nicht gezeigt) der Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) führt über den Einspeiseanschluss 105 eine Signalausgabe an das strahlende Element 108 der kreisförmigen Art aus.
Ein elektrisches Feld 156, das zwischen dem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art und der Erdeplatte 104 erzeugt wird, wird aufgrund der oben beschriebenen Signalausgabe von der Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) als eine elektrische Sendewelle gesendet.
Des Weiteren weist, wie in 20 gezeigt, eine Doppelspiralantenne gemäß dem Stand der Technik in dem Sendeband (1453 MHz bis 1465 MHz) einen guten Gewinn auf, besitzt jedoch keinen guten Gewinn in dem Empfangsband (1501 MHz bis 1513 MHz). Ebenso besitzt, wie in 20 gezeigt, eine Antenne der kreisförmigen Art gemäß dem Stand der Technik einen guten Gewinn in dem Empfangsband (1501 MHz bis 1513 MHz), besitzt jedoch keinen guten Gewinn in dem Sendeband (1453 MHz bis 1465 MHz).
Die US 5,929,825 stellt eine Antennenstruktur in Spiralform bereit, die einen Einspeisepunkt und einen Anschluss besitzt und für die Verwendung in einem tragbaren Funkgehäuse ist. Weiterhin umfasst die Antennenstruktur ein Erdungssubstrat in einer Anzahl von Spiralelementen. Die Spiralelemente sind unter Verwendung eines so genannten Kurzschlussstopps verbunden, um die Einspeisepunktimpedanz der Antenne zu erhöhen. Die strahlenden Elemente können in einer Schichtform, die in einem vorbestimmten Abstand beabstandet ist, angeordnet sein. Die Antennenstruktur, die durch dieses Dokument bereitgestellt wird, beansprucht, eine angepasste Antennenstruktur bereitzustellen, um den nominalen Impedanzwert von 50 Ω anzupassen und eine Feineinstellung auf eine spezielle gewünschte Resonanzfrequenz unter Verwendung eines sogenannten Tuningstopps zu ermöglichen.
Die EP 0 847 103 stellt eine geteilte Antenne bereit, die eine lineare Antenne umfasst, die elektrisch mit dem oberen Ende eines Energieversorgungsstifts und einer ebenen Mikrostreifenantenne mit einem kapazitiven Element verbunden ist. Die Erdungsplatte wird so bereitgestellt, dass sie oberhalb ein Substrat besitzt. Des Weiteren wird parallel zu der Erdungsebene ein flächenförmiges Strahlungselement oder eine Antenne angeordnet. Außerdem stellt die Antennenstruktur, die in diesem Dokument vorgeschlagen wird, ein lineares strahlendes Element auf dem flächenförmigen strahlenden Element bereit, das über ein kapazitives Element verbunden ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der aktuellen oben beschriebenen Probleme erhalten worden, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Antennenvorrichtung und ein Kommunikationssystem bereitzustellen, das einen hohen Gewinn ermöglicht und in dem eine Vergrößerug der spezifischen Bandbreite erreicht wird.
Um dieses Ziel zu erreichen, stellt die Erfindung eine Antennenvorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und ein Kommunikationssystem gemäß dem unabhängigen Anspruch 16 zur Verfügung. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung stellen den Gegenstand der abhängigen Ansprüche dar.
Wie in den 20 und 21 gezeigt ist, verwendet die Antennenvorrichtung der vorliegenden Erfindung z. B. ein elektrisches Feld für elektrische Sende- und Empfangswellen, das die zusammengesetzte Summe des elektrischen Feldes 155 und des elektrischen Feldes 156 ist, und es besitzt sowohl in dem Empfangsband als auch dem Sendeband einen guten Gewinn.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 schließt eine schräge Zeichnung einer Antennenvorrichtung, in die ein Dielektrikum eingeführt ist, die in Beispiel 1 beschrieben wird (1A) und eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung ein, in der kein Dielektrikum eingeführt ist (1B), ein;
2 ist eine Zeichnung zur Erklärung eines Sendebetriebs der in Beispiel 1 beschriebenen Antennenvorrichtung;
3 schließt eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in die ein Dielektrikum eingeführt ist, wie in Beispiel 2 beschrieben wird (3A), und eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in der kein Dielektrikum eingeführt ist (3B), ein;
4 schließt eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in die ein Dielektrikum eingeführt ist, wie in Beispiel 3 beschrieben wird (4A), und eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in die kein Dielektrikum eingeführt ist (4B), ein;
5 schließt eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in die ein Dielektrikum eingeführt ist, wie in Beispiel 4 beschrieben wird (5A), und eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in die kein Dielektrikum eingeführt ist (5B), ein;
6 ist eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, die in Beispiel 1 beschrieben ist;
7 ist eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, die in Beispiel 2 beschrieben ist;
8 ist eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, die in Beispiel 3 beschrieben ist;
9 ist eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, die in Beispiel 4 beschrieben ist;
10 ist eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, die in Beispiel 1 beschrieben ist;
11 ist eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, die in Beispiel 2 beschrieben ist;
12 ist eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, die in Beispiel 3 beschrieben ist;
13 ist eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, die in Beispiel 4 beschrieben ist;
14 schließt eine schräge Zeichnung (14A) und eine Vorderansicht (14B) der Antennenvorrichtung ein, die in Beispiel 5 beschrieben ist;
15 schließt eine schräge Zeichnung (15A) und eine Vorderansicht (15B) der Antennenvorrichtung ein, die in Beispiel 5 beschrieben ist;
16 schließt eine schräge Zeichnung (16A) und eine Querschnittszeichnung (16B) der Antennenvorrichtung ein, die in Beispiel 6 beschrieben ist;
17 ist eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, die in Beispiel 7 beschrieben ist;
18 schließt eine schräge Zeichnung (18A) und eine Querschnittszeichnung (18B) der Antennenvorrichtung ein, die in Beispiel 8 beschrieben ist;
19 schließt eine schräge Zeichnung (19A) und eine Vorderansicht (19B) der Antennenvorrichtung ein, die in Beispiel 9 beschrieben ist;
20 ist ein Konzeptdiagramm, das vergleichende Beschreibungen von Antennen gemäß dem Stand der Technik und der Antenne zeigt;
21 ist ein Konzeptdiagramm, das vergleichende Beschreibungen der Leistungscharakteristiken von Antennen gemäß dem Stand der Technik und der Antenne zeigt;
22 schließt eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in der ein Dielektrikum eingeführt ist, wie in Beispiel 10 beschrieben wird (22A), und eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in der kein Dielektrikum eingeführt ist (22B), ein;
23 schließt eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung gemäß der Erfindung, in die ein Dielektrikum eingeführt ist, wie in Beispiel 11 beschrieben wird (23A), und eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in die kein Dielektrikum eingeführt ist (23B), ein;
24 schließt eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in die ein Dielektrikum eingeführt ist, wie in Beispiel 12 beschrieben wird (24A), und eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in die kein Dielektrikum eingeführt ist (24B), ein;
25 schließt eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in die ein Dielektrikum eingeführt ist, wie in Beispiel 13 beschrieben wird (25A), und eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in die kein Dielektrikum eingeführt ist (25B), ein;
26 schließt eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in die ein Dielektrikum eingeführt ist, wie in Beispiel 14 beschrieben wird (26A), und eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in die kein Dielektrikum eingeführt ist (26B), ein;
27 ist eine Zeichnung zur Erklärung des Sendebetriebs der Antennenvorrichtung in Beispiel 14;
28 schließt eine schematische Zeichnung zur Erklärung der Richtcharakteristik der Antennenvorrichtung in den Beispielen 1 bis 13 (28A) und eine schematische Zeichnung zur Erklärung der Richtcharakteristik der Antennenvorrichtung in den Beispielen 14 bis 16 (28B) ein;
29 schließt eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in der ein Dielektrikum eingeführt ist, wie in Beispiel 15 beschrieben wird (29A), und eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in der kein Dielektrikum eingeführt ist (29B), ein;
30 schließt eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in der ein Dielektrikum eingeführt ist, wie in Beispiel 16 beschrieben wird (30A), und eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung, in der kein Dielektrikum eingeführt ist (30B), ein; und
31 ist ein Konfigurationsdiagramm des Kommunikationssystems, das in Beispiel 17 beschrieben wird.

101: lineares strahlendes Element
102: Dielektrikum
103: strahlendes Element der Flächenart
104: Erdeplatte
105: Einspeiseanschluss
106: lineares parasitäres Element
107: strahlendes Spiralelement
108: strahlendes Element der kreisförmigen Art
109: induktiver Widerstand
110: parasitäres Spiralelement
201: Erdeplatte (mit endlicher Fläche)
301: Leiterplatine
501: lineares strahlendes Element tragender Ständer
502: strahlendes Element der Flächenart tragender Ständer
701: Gehäuse
702: Fläche oben (des Gehäuses 701)
703: Kante (des Gehäuses 701)
801: Kabelerde
802: Erde
901: Abdeckung
1001: lineares strahlendes Element
1101: Metallstütze
1201: Speiseleitung
1301: Kondensator
2001: erstes strahlendes Spiralelement
2002: zweites strahlendes Spiralelement
2003: Element der kreisförmigen Art
2004, 2004': parasitäres Spiralelement
2005: Einspeiseanschluss
2006, 2006': induktiver Widerstand
2007: Dielektrikum
2011: elektrisches Feld aufgrund des ersten strahlenden Spiralelements
2012: elektrisches Feld aufgrund des zweiten strahlenden Spiralelements
2013: Richtcharakteristik aufgrund des ersten strahlenden Spiralelements
2014: Richtcharakteristik aufgrund des zweiten strahlenden Spiralelements
2021, 2021': Kondensator
2022, 2022': Speiseleitung
2031: Mischer
2041: Koaxialkabel
2042: Verteiler
2043: Kommunikationsvorrichtung für lineare Polarisation
2044: Kommunikationsvorrichtung für zirkulare Polarisation

Ausführliche Beschreibung
Die Beispiele werden unten in Ausführlichkeit mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
(Beispiel 1)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 1 mit Bezug auf 1A und 1B beschrieben. Wie später bemerkt werden wird, ist in der Antennenvorrichtung, die in 1A gezeigt ist, ein Dielektrikum 102 zwischen einem linearen strahlenden Element 101, das von geradliniger Form ist, und einem strahlenden Element 103 der Flächenart eingeführt, wohingegen in der Antennenvorrichtung, die in 1B gezeigt ist, kein Dielektrikum 102 eingeführt ist; die Antenrenvorrichtung des vorliegenden Beispiels unten besitzt einen Aufbau, in dem ein Dielektrikum eingeführt ist.
Das lineare strahlende Element 101 ist aus Metall hergestellt und besitzt einen Einspeiseanschluss 105, dem ein gemeinsamer Anschluss über eine Verteilereinheit (nicht gezeigt) gegeben ist, und der mit dem Empfangseingangsanschluss (nicht gezeigt) und dem Sendeausgangsanschluss (nicht gezeigt) einer Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden ist. Das lineare strahlende Element 101 in Beispiel 1 entspricht dem ersten strahlenden Element. Das strahlende Element 103 der Flächenart ist aus Metall hergestellt und ist gegenüber dem linearen strahlenden Element 101 positioniert. Das strahlende Element 103 der Flächenart in Beispiel 1 entspricht dem zweiten strahlenden Element.
Die Erdeplatte 104 ist aus Metall hergestellt und ist auf der dem linearen strahlenden Element 101 mit Hinsicht auf das strahlende Element 103 der Flächenart gegenüberliegenden Seite und gegenüber dem strahlenden Element 103 der Flächenart positioniert. Die Erdeplatte 104 ist geerdet und besitzt eine im Wesentlichen unendliche Fläche. Die Erdeplatte 104 in Beispiel 1 entspricht der Erde.
Der induktive Widerstand 109 ist ein Metallstreifen zum Verbinden des linearen strahlenden Elements 101 und des strahlenden Elements 103 der Flächenart und stabilisiert das Potenzial des linearen strahlenden Elementes 101.
Das Dielektrikum 102 ist ein Teil, das aus keramischem Material ausgebildet ist, das zwischen dem linearen strahlenden Element 101 und dem strahlenden Element 103 der Flächenart eingeführt ist, und besitzt die Funktion eines Abstandhalters. Auch trägt das Dielektrikum 102 das lineare strahlende Element 101.
In einer Antennenvorrichtung, in der kein Dielektrikum 102 eingeführt ist (siehe 1B), sind die Konstruktionsparameterstandards, wenn die Sendebandfrequenz 1453 MHz bis 1465 MHz und die Empfangsbandfrequenz 1501 MHz bis 1513 MHz betragen, wie folgt.
Die Grenze der Höhe H1 des linearen strahlenden Elements 101 mit Hinsicht auf das strahlende Element 103 der Flächenart ist etwa 1/20 der Wellenlänge der elektrischen Welle. Die Grenze für die Höhe H2 des strahlenden Elements 103 der Flächenart mit Hinsicht auf die Erdeplatte 104 ist etwa 1/60 der Wellenlänge der elektrischen Welle. Die Grenze der Länge L1 des linearen strahlenden Elementes 101 ist etwa 1/4 der Wellenlänge der elektrischen Welle. Die Grenze der Umfangslänge L2 des strahlenden Elements 103 der Flächenart ist etwa 1/2 der Wellenlänge der elektrischen Welle.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 1, die diese Art des Aufbaus besitzt, wird nun mit Bezug auf 2 beschrieben. 2 ist eine schematische Zeichnung zur Erklärung des Sendebetriebs der Antennenvorrichtung in Beispiel 1. Da der Empfangsbetrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 1 faktisch gegenteilig zu dem Sendebetrieb, der unten beschrieben wird, ist, wird unten nur der Sendebetrieb beschrieben.
Der Sendeausgangsanschluss (nicht gezeigt) der Kommunikationsvorrchtung (nicht gezeigt) führt über den Einspeiseanschluss 105 eine Signalausgabe zu dem linearen strahlenden Element 101 aus. Aufgrund der oben beschriebenen Signalausgabe von der Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) wird ein elektrisches Feld 101 zwischen dem linearen strahlenden Element 101 und dem strahlenden Element 103 der Flächenart erzeugt. Ebenso wird aufgrund der oben beschriebenen Signalausgabe von der Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) ein elektrisches Feld 152 zwischen dem strahlenden Element 103 der Flächenart und der Erdeplatte 104 erzeugt.
Das elektrische Feld 150, das die zusammengesetzte Summe des elektrischen Feldes 151 und des elektrischen Feldes 152 darstellt, wird als die elektrische Sendewelle gesendet.
Die Erdeplatte 104 in Beispiel 1 muss nicht eine im Wesentlichen unendliche Fläche aufweisen, und muss, wie in 6 gezeigt, lediglich eine Fläche von etwa dreimal oder mehr der Fläche des strahlenden Elements 103 der Flächenart aufweisen. 6 ist eine schräge Zeichnung einer Antennenvorrichtung, die eine Erdeplatte 201 mit einer endlichen Fläche besitzt.
Ebenso kann auch eine Leiterplatine 301, wie die, die in 10 gezeigt ist, zwischen dem linearen strahlenden Element 101 und dem strahlenden Element 103 der Flächenart in Beispiel 1 installiert werden, und das lineare strahlende Element 101 kann ebenso auf der Leiterplatine 301 ausgebildet sein. 10 ist eine schräge Zeichnung einer Antennenvorrichtung mit einer installierten Leiterplatine 301.
(Beispiel 2)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 2 mit Bezug auf 3A und 3B beschrieben. In der Antennenvorrichtung, die in 3A gezeigt ist, ist ein Dielektrikum 102 zwischen einem linearen strahlenden Element 101 und einem strahlenden Element 103 der Flächenart eingeführt, wohingegen kein solches Dielektrikum in der Antennenvorrichtung, die in 3B gezeigt ist, eingeführt ist; die Antennenvorrichtung des vorliegenden Beispiels unten besitzt einen Aufbau, in dem ein Dielektrikum eingeführt ist.
Die Antennenvorrichtung in Beispiel 2 unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung in Beispiel 1 dann, dass sie mit einem linearen parasitären Element 106 ausgestattet ist, das von geradliniger Form ist, wie es als nächstes beschrieben wird.
Das lineare parasitäre Element 106 ist ein Teil, das aus Metall hergestellt ist, das keinen Einspeiseanschluss besitzt und parallel zu dem linearen strahlenden Element 101 angepasst ist. Wie bereits erläutert, ist aufgrund des Vorhandenseins des linearen parasi tären Elements 106 der Gewinn der Antennenvorrichtung in Beispiel 2 besser als der Gewinn der Antennenvorrichtung in Beispiel 1.
In einer Antennenvorrichtung, in der kein Dielektrikum 102 eingeführt ist (siehe 3B), beträgt, wenn die Sendebandfrequenz 1453 MHz bis 1465 MHz beträgt und die Empfangsbandfrequenz 1501 MHz bis 1513 MHz beträgt, die Grenze der Lücke D1 zwischen dem linearen strahlenden Element 101 und dem linearen parasitären Element 106 ungefähr 1/600 der Wellenlänge der elektrischen Welle.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 2, die diese Art des Aufbaus besitzt, ist derselbe wie der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 1.
Die Erdeplatte 104 in Beispiel 2 muss keine im Wesentlichen unendliche Fläche besitzen, und braucht, wie in 7 gezeigt, lediglich eine Fläche von ungefähr dreimal oder mehr der Fläche des strahlenden Elements 103 der Flächenart zu besitzen. 7 ist eine schräge Zeichnung einer Antennenvorrichtung, die eine Erdeplatte 201 mit einer endlichen Fläche besitzt.
Ebenso kann auch eine Leiterplatine 301, wie eine solche, die in 11 gezeigt ist, zwischen dem linearen strahlenden Element 101 und dem strahlenden Element 103 der Flächenart in Beispiel 2 installiert werden, und das lineare strahlende Element 101 kann ebenso auf der Leiterplatine 301 ausgebildet sein. 11 ist eine schräge Zeichnung einer Antennenvorrichtung mit einer installierten Leiterplatine 301.
(Beispiel 3)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 3 mit Bezug auf 4A und 4B beschrieben. Wie später bemerkt wird, ist in der Antennenvorrichtung, die in 4A gezeigt ist, ein Dielektrikum 102 zwischen einem strahlenden Spiralelement 107 und einem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art eingeführt, wohingegen in der Antennenvorrichtung, die in 4B gezeigt ist, kein Dielektrikum 102 eingeführt ist; die Antennenvorrichtung des vorliegenden Beispiels unten besitzt einen Aufbau, in dem ein Dielektrikum eingeführt ist.
Das strahlende Spiralelement 107 ist aus Metall hergestellt und besitzt einen Einspeiseanschluss 105, dem ein gemeinsamer Anschluss über eine Verteilereinheit (nicht gezeigt) gegeben ist, und der mit dem Empfangseingangsanschluss (nicht gezeigt) und dem Sendeausgangsanschluss (nicht gezeigt) einer Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden ist. Das strahlende Spiralelement 107 in Beispiel 3 entspricht dem ersten strahlenden Element.
Das strahlende Element 108 der kreisförmigen Art ist aus Metall hergestellt und ist gegenüber dem strahlenden Spiralelement 107 positioniert. Das strahlende Element 108 der kreisförmigen Art in Beispiel 3 entspricht dem zweiten strahlenden Element.
Die Erdeplatte 104 ist aus Metall hergestellt und ist auf der mit Bezug auf das strahlende Element 108 der kreisförmigen Art dem strahlenden Element 107 entgegengesetzten Seite und gegenüber dem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art positioniert, die Erdeplatte 104 ist geerdet und besitzt eine im Wesentlichen unendliche Fläche. Die Erdeplatte 104 in Beispiel 3 entspricht der Erde.
Der induktive Widerstand 109 ist ein Metallstreifen zum Verbinden des strahlenden Spiralelements 107 und des strahlenden Elements 108 der kreisförmigen Art und zum Stabilisieren des Potenzials des strahlenden Spiralelements 107.
Das Dielektrikum 102 ist ein Teil, das aus keramischem Material gebildet ist, das zwischen dem strahlenden Spiralelement 107 und dem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art eingeführt ist, und besitzt eine Funktion als ein Abstandshalter. Das Dielektrikum 102 trägt ebenso das strahlende Spiralelement 107.
In einer Antennenvorrichtung, in der kein Dielektrikum 102 eingeführt ist (siehe 4B) sind die Konstruktionsparameterstandards, wenn die Sendebandfrequenz 1453 MHz bis 1465 MHz beträgt und die Empfangsbandfrequenz 1501 MHz bis 1513 MHz beträgt, wie folgt.
Die Grenze der Höhe B3 des strahlenden Spiralelements 107 mit Bezug auf das strahlende Element 108 der kreisförmigen Art ist etwa 1/20 der Wellenlänge der elektrischen Welle. Die Grenze für die Höhe H4 des strahlenden Elements 108 der kreisförmigen Art in Hinsicht auf die Erdeplatte 104 ist etwa 1/60 der Wellenlänge der elektrischen Welle. Die Grenze für die Länge i3 des strahlenden Spiralelements 107 ist etwa 1/4 der Wellenlänge der elektrischen Welle. Die Grenze für die Umfangslänge L4 des strahlenden Elements 108 der kreisförmigen Art ist etwa 1/2 der Wellenlänge der elektrischen Welle.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 3, die diese Art des Aufbaus besitzt, ist derselbe wie der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 1.
Die Erdeplatte 104 in Beispiel 3 muss nicht eine im Wesentlichen unendliche Fläche besitzen und braucht, wie in 8 gezeigt, lediglich eine Fläche von etwa dreimal oder mehr der Fläche des strahlenden Elements 108 der kreisförmigen Art zu besitzen. 8 ist eine schräge Zeichnung einer Antennenvorrichtung, die eine Erdeplatte 201 mit einer endlichen Fläche besitzt.
Ebenso kann auch eine Leiterplatine 301, wie eine solche, die in 12 gezeigt ist, zwischen dem strahlenden Spiralelement 107 und dem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art in Beispiel 3 installiert werden, und das strahlende Spiralelement 107 kann ebenso auf der Leiterplatine ausgebildet sein. 12 ist eine schräge Zeichnung einer Antennenvorrichtung mit einer installierten Leiterplatine 301.
(Beispiel 4)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 4 mit Bezug auf 5A und 5B beschrieben. In der Antennenvorrichtung, die in 5A gezeigt ist, ist ein Dielektrikum 102 zwischen einem strahlenden Spiralelement 107 und einem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art eingeführt, wohingegen kein solches Dielektrikum in der Antennenvorrichtung, die in 5B gezeigt ist, eingeführt ist; die Antennenvorrichtung des vorliegenden Beispiels unten besitzt einen Aufbau, in dem ein Dielektrikum eingeführt ist.
Die Antennenvorrichtung in Beispiel 4 unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung in Beispiel 3 dann, dass sie mit einem parasitären Spiralelement 110, das als nächstes beschrieben wird, ausgestattet ist.
Das parasitäre Spiralelement 110 ist ein Teil, das aus Metall hergestellt ist, das keinen Einspeiseanschluss besitzt und parallel zu dem strahlenden Spiralelement 107 angepasst ist. Wie bereits erläutert, ist aufgrund der Anwesenheit des parasitären Spiralelements 116 der Gewinn der Antennenvorrichtung in Beispiel 4 besser als der Gewinn der Antennenvorrichtung in Beispiel 3.
In einer Antennenvorrichtung, in der kein Dielektrikum 102 eingeführt ist (siehe 5B), beträgt, wenn die Sendebandfrequenz 1453 MHz bis 1465 MHz beträgt und die Empfangsbandfrequenz 1501 MHz bis 1513 MHz beträgt, die Grenze für die Lücke D2 zwischen dem strahlenden Spiralelement 107 und dem parasitären Spiralelement 110 etwa 1/600 der Wellenlänge der elektrischen Welle.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 4, die diese Art des Aufbaus besitzt, ist derselbe wie der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 3.
Die Erdeplatte 104 in Beispiel 4 braucht keine im Wesentlichen unendliche Fläche zu besitzen und braucht, wie in 9 gezeigt, lediglich eine Fläche von etwa dreimal oder mehr der Fläche des strahlenden Elements 108 der kreisförmigen Art zu besitzen. 9 ist eine schräge Zeichnung einer Antennenvorrichtung, die eine Erdeplatte 201 mit einer endlichen Fläche besitzt.
Ebenso kann auch eine Leiterplatine 301, wie eine solche, die in 13 gezeigt ist, zwischen dem strahlenden Spiralelement 107 und dem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art in Beispiel 4 installiert sein, und das strahlende Spiralelement 107 kann ebenso auf der Leiterplatine 301 ausgebildet sein. 13 ist eine schräge Zeichnung einer Antennenvorrichtung mit einer installierten Leiterplatine 301.
(Beispiel 5)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 5 mit Bezug auf 14A und 14B beschrieben. 14A ist eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung in Beispiel 5 und 14B ist eine Vorderansicht der Antennenvorrichtung in Beispiel 5.
Ein ein lineares strahlendes Element tragender Ständer 501 ist auf einem strahlenden Element 103 der Flächenart angebracht und trägt ein lineares strahlendes Element 101. Um das Auftreten einer Störung des elektrischen Feldes zu verhindern, ist der ein lineares strahlendes Element tragende Ständer 501 außerhalb des Gebiets der Gegenüberstellung 503 des linearen strahlenden Elements 101 und des strahlenden Elements 103 der Flächenart angebracht.
Ein ein strahlendes Element der Flächenart tragender Ständer 502 ist auf der Erdeplatte 104 angebracht und trägt das lineare strahlende Element 101.
Der ein lineares strahlendes Element tragende Ständer 501 und der ein strahlendes Element der Flächenart tragende Ständer 502 in Beispiel 5 entsprechen den Trägem.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 5, die diese Art des Aufbaus besitzt, ist derselbe wie der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 1.
Es ist ebenso möglich, dass ein lineares parasitäres Element 106 parallel zu dem linearen strahlenden Element 101 in Beispiel 5, wie in 15 gezeigt, angebracht ist.
15A ist eine schräge Zeichnung einer Antennenvorrichtung mit einem linearen parasitären Element 106, das parallel angebracht ist, und 15B ist eine Vorderansicht einer Antennenvorrichtung, in der ein lineares parasitäres Element 106 parallel angebracht ist.
(Beispiel 6)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 6 mit Bezug auf 16A und 16B beschrieben. 16A ist eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung in Beispiel 6 und 16B ist eine Querschnittszeichnung der Antennenvorrichtung in Beispiel 6. Die Antennenvorrichtung in Beispiel 6 unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung, die eine Erdeplatte 201 mit einer endlichen Fläche in Beispiel 1 besitzt, darin, dass sie mit einem Gehäuse 701, das als nächstes beschrieben wird, ausgestattet ist.
Das Gehäuse 701 ist mit der Erdeplatte 201 integriert und nimmt das lineare strahlende Element 101 und das strahlende Element der Flächenart 103 auf. Das Gehäuse 701 hat eine Kante 703, die obere Fläche 702 davon ist offen. Die Höhe H5 des Gehäuses 701, wie ebenso in 16B gezeigt, ist faktisch der Höhe H6 des linearen strahlenden Elementes 101 hinsichtlich der Erdeplatte 104 gleich.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung gemäß Beispiel 6, die diese Art des Aufbaus besitzt, ist derselbe wie der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 1.
(Beispiel 7)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 4 mit Bezug auf 17 beschrieben. 17 ist eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung in Beispiel 7. Die Antennenvorrichtung in Beispiel 7 unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung in Beispiel 1 darin, dass sie mit einer Kabelerde 801, die als nächstes beschrieben wird, ausgestattet ist.
Die Kabelerde 801 ist ein Metallstreifen, der durch eine Erde 802 geerdet ist, zum Stabilisieren des Potenzials des strahlenden Elements 103 der Flächenart. Die Kabelerde 801 in Beispiel 7 entspricht dem Streifen zur Festlegung der Erdeposition. Es ist hinreichend, dass die Länge L5 von der Kabelerde 801 zu dem vorderen Ende des linearen strahlenden Elementes 101 etwa 1/4 der Wellenlänge der elektrischen Welle ist. Das heißt, um die Kabelerde 801 anzupassen, ist es hinreichend, einfach die Länge von dort zu dem vorderen Ende des linearen strahlenden Elementes auf etwa 1/4 der Wellenlänge der elektrischen Welle zu setzen, wodurch die Herstellung der Antennenvorrichtung vereinfacht wird.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 7, die diese Art des Aufbaus besitzt, ist derselbe wie der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 1.
(Beispiel 8)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 8 mit Bezug auf 18A und 18B beschrieben. 18A ist eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung in Beispiel 8 und 18B ist eine Querschnittszeichnung der Antennenvorrichtung in Beispiel 9. Die Antennenvorrichtung in Beispiel 8 unterscheidet sich von der Antennenvor richtung in Beispiel 5 darin, dass sie mit einer Abdeckung 901, die als nächstes beschrieben wird, ausgestattet ist.
Die Abdeckung 901 deckt das lineare strahlende Element 101, das strahlende Element 103 der Flächenart und die Erdeplatte 104 ab und ist aus ABS gebildet. Die Größe des Zwischenraums D3 zwischen der Abdeckung 901 und dem linearen strahlenden Element 101 sollte vorzugsweise etwa 1/60 der Wellenlänge der elektrischen Welle oder mehr betragen; hierdurch wird eine Tuningfrequenzdrift verwieden. Die Abdeckung 901 schützt das lineare strahlende Element 101, das strahlende Element 103 der Flächenart und die Erdeplatte 104 ebenso.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 8, die diese Art des Aufbaus besitzt, ist derselbe wie der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 5.
(Beispiel 9)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 9 mit Bezug auf 19A und 19B beschrieben. 19A ist eine schräge Zeichnung der Antennenvorrichtung in Beispiel 9 und 19B ist eine Vorderansicht der Antennenvorrichtung in Beispiel 9. Die Antennenvorrichtung in Beispiel 9 unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung in Beispiel 1 darin, dass sie mit einem linearen strahlenden Element 1001 ausgestattet ist, das sich über das strahlende Element 103 der Flächenart hinaus erstreckt.
Das lineare strahlende Element 1001 erstreckt sich über das strahlende Element 103 der Flächenart, wie in 19 gezeigt, hinaus. Aus diesem Grund kann das später beschriebene elektrische Feld 154 für das Senden und Empfangen elektrischer Wellen verwendet werden. Das lineare strahlende Element 1001 in Beispiel 9 entspricht dem ersten strahlenden Element.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 9, die diese Art des Aufbaus besitzt, wird nun mit Bezug auf 19 beschrieben. Da der Empfangsbetrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 9 faktisch dem Sendebetrieb, der unten beschrieben wird, entgegengesetzt ist, wird unten lediglich der Sendebetrieb beschrieben.
Der Sendeausgangsanschluss (nicht gezeigt) der Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) führt über den Einspeiseanschluss 105 eine Signalausgabe an das lineare strahlende Element 1001 aus.
Aufgrund der oben beschriebenen Signalausgabe von der Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) wird ein elektrisches Feld 151 zwischen dem linearen strahlenden Element 1001 und dem strahlenden Element 103 der Flächenart erzeugt, und es wird ein elektrisches Feld 152 zwischen dem strahlenden Element 103 der Flächenart und der Erdeplatte 104 erzeugt. Ebenso wird ein elektrisches Feld 154 zwischen dem linearen strahlenden Element 1001 und der Erdeplatte 104 erzeugt. Somit wird in Beispiel 9 ein elektrisches Feld 154 zwischen dem linearen strahlenden Element 1001 und der Erdeplatte 104 erzeugt.
Das elektrische Feld 153, das die zusammengesetzte Summe des elektrischen Feldes 151, des elektrischen Feldes 152 und des elektrischen Feldes 154 darstellt, wird als die elektrische Sendewelle gesendet.
(Beispiel 10)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 10 mit Bezug auf 22A und 22B beschrieben. In der in 22A gezeigten Antennenvorrichtung wird ein Dielektrikum 102 zwischen einem strahlenden Spiralelement 107 und einem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art eingeführt, wohingegen kein solches Dielektrikum in der Antennenvorrichtung, die in 22A gezeigt ist, eingeführt wird; die Antennenvorrichtung des vorliegenden Beispiels unten besitzt einen Aufbau, in dem ein Dielektrikum eingeführt ist.
Die Antennenvorrichtung in Beispiel 10 unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung in Beispiel 4 dann, dass sie mit einer Metallstütze 1101, die als nächstes beschrieben wird, ausgestattet ist.
Die Metallstütze 1101 ist zwischen dem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art und der Erdeplatte 104 positioniert, und sie ist in Kontakt mit der Erdeplatte 104, jedoch nicht in Kontakt mit dem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art. Die Metallstüt ze 1101 kontaktiert die Erdeplatte 104 durch einen Magneten, usw. und kann leicht an der Erdeplatte 104 angebracht oder von dieser abgenommen werden. Das strahlende Spiralelement 107, das parasitäre Spiralelement 110, das strahlende Element 108 der kreisförmigen Art und der Einspeiseanschluss 105 sind mit der Metallstütze 1101 zusammen ausgebildet, und zusammen mit der Metallstütze 1101 konfigurieren sie eine Antennenvorrichtung, die leicht von Ort zu Ort bewegt werden kann. (Ebenso kann durch Einführen isolierenden Materials zwischen dem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art und der Metallstütze 1101 das strahlende Element 108 der kreisförmigen Art im Wesentlichen außer Kontakt mit der Metallstütze 1101 gehalten werden.) Die Metallstütze 1101 ist ein elektrischer Leiter. Daher fungiert durch den Kontakt zwischen der Metallstütze 1101 und der Erdeplatte 104 die Metallstütze 1101 im Wesentlichen als eine Erde für das strahlende Spiralelement 107 und das strahlende Element 108 der kreisförmigen Art.
Hierbei ist die Seite des Dielektrikums 102 die dem strahlenden Spiralelement 107 zugewandt ist, in Kontakt mit dem strahlenden Spiralelement 107 und die Seite des Dielektrikums 102, die dem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art zugewandt ist, ist in Kontakt mit dem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art. Durch Einsetzen von Isolationsmaterial zwischen dem strahlenden Spiralelement 107 und dem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art auf diese Weise wird die Höhe der Antennenvorrichtung niedrig gehalten und wird das strahlende Spiralelement 107 praktikabel gestützt. Das strahlende Spiralelement 107 und das strahlende Element 108 der kreisförmigen Art können ebenso innerhalb des Dielektrikums 102 enthalten sein.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 10, die diese Art des Aufbaus besitzt, ist derselbe wie der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 4.
(Beispiel 11)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 11 mit Bezug auf 23A und 23B beschrieben. In der Antennenvorrichtung, die in 23A gezeigt ist, ist ein Dielektrikum 102 zwischen einem strahlenden Spiralelement 107 und einem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art eingeführt, wohingegen kein solches Dielektrikum in der Antennenvorrichtung, die in 23B gezeigt ist, eingeführt ist; die Antennenvorrichtung des vorliegenden Beispiels unten besitzt einen Aufbau, in dem ein Dielektrikum eingeführt ist.
Die Antennenvorrichtung in Beispiel 11 unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung in Beispiel 7 darin, dass sie mit einer Speiseleitung 1201 ausgestattet ist.
Die Speiseleitung 1201 ist eine Leitung zum Ausdehnen des Einspeiseanschlusses 105 bis zu der Nähe der Kabelerde 801. Das Bereitstellen der Speiseleitung 1201 ermöglicht es, dass die Antennenvorrichtung einfach mit der Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden wird.
Wenn die Antennenvorrichtung mit der Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) mit Hilfe eines Koaxialkabels (nicht gezeigt) verbunden wird, ist die Kabelerdung des Koaxialkabels mit der Kabelerde 801 verbunden, und es ist die Koaxialkabelsignalleitung mit dem Einspeiseanschluss 105 verbunden.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 11, die diese Art des Aufbaus besitzt, ist derselbe wie der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 7.
(Beispiel 12)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 12 mit Bezug auf 24A und 24B beschrieben. In der Antennenvorrichtung, die in 24A gezeigt ist, ist ein Dielektrikum 102 zwischen einem strahlenden Spiralelement 107 und einem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art eingeführt, wohingegen kein solches Dielektrikum in der Antennenvorrichtung, die in 24B gezeigt ist, eingeführt ist; die Antennenvorrichtung des vorliegenden Beispiels unten besitzt einen Aufbau, in dem ein Dielektrikum eingeführt ist.
Die Antennenvorrichtung in Beispiel 12 unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung in Beispiel 11 darin, dass sie mit einem Kondensator 1301 ausgestattet ist.
Der Kondensator 1301 ist zwischen der Speiseleitung 1201 und der Koaxialkabelsignalleitung angeschlossen (wie in Beispiel 11 beschrieben, ist die Kabelerdung des Koaxialkabels mit der Kabelerde verbunden, und es ist die Koaxialkabelsignalleitung mit dem Einspeiseanschluss verbunden). Durch Anschließen des Kondensators ist es möglich, die Blindwiderstandskomponente, die von der Speiseleitung erzeugt wird, auszulöschen und lediglich die wirksame Impedanzkomponente zu messen, wodurch die Antennenimpedanzanpassung einfacher zu erreichen ist.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 12, die diese Art des Aufbaus besitzt, ist derselbe wie der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 1.
(Beispiel 13)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 13 mit Bezug auf 25A und 25B beschrieben. In der Antennenvorrichtung, die in 25A gezeigt ist, ist ein Dielektrikum 102 zwischen einem strahlenden Spiralelement 107 und einem strahlenden Element 108 der kreisförmigen Art eingeführt, wohingegen kein solches Dielektrikum in der Antennenvorrichtung, die in 25B gezeigt ist, eingeführt ist; die Antennenvorrichtung des vorliegenden Beispiels unten besitzt einen Aufbau, in dem ein Dielektrikum eingesetzt ist.
Die Antennenvorrichtung in Beispiel 13 unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung in Beispiel 11 hinsichtlich der Ausstattungsposition einer Kabelerde, wie als nächstes beschrieben.
Durch Positionieren der Kabelerde auf demselben Niveau wie das strahlende Spiralelement 107 ist es möglich, den Speiseabschnitt der Speiseleitung 1201 und die Kabelerde 801 auf demselben Niveau zu positionieren. Infolgedessen wird der Bereich vermieden, der in einem rechten Winkel zwischen dem strahlenden Spiralelement 107 und der Kabelerde gebogen ist, wodurch es ermöglicht wird, dass der Stromverlust infolge des Biegens des Elementes niedrig gehalten wird.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 13, die diese Art des Aufbaus besitzt, ist derselbe wie der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 11.
(Beispiel 14)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 14 mit Bezug auf 26A und 26B beschrieben. In der Antennenvorrichtung, die in 26A gezeigt ist, ist ein Dielektrikum 2007 zwischen (1) einem ersten strahlenden Spiralelement 2001 und einem parasitären Spiralelement 2004, das parallel zu dem ersten strahlenden Spiralelement 2001 angebracht ist, und (2) einem zweiten strahlenden Spiralelement 2002 und einem parasitären Spiralelement 2004', das parallel zu dem zweiten strahlenden Spiralelement 2002 angebracht ist, eingeführt, wohingegen kein solches Dielektrikum in der Antennenvorrichtung, die in 26B gezeigt ist, eingeführt ist; die Antennenvorrichtung des vorliegenden Beispiels unten besitzt einen Aufbau, in dem ein Dielektrikum eingeführt ist.
Das erste strahlende Spiralelement 2001 und zweite strahlende Spiralelement 2002 sind beide aus Metall hergestellt und besitzen einen Einspeiseanschluss 2005, dem ein gemeinsamer Anschluss über eine Verteilereinheit (nicht gezeigt) gegeben ist, und der mit dem Empfangseingangsanschluss (nicht gezeigt) und dem Sendeausgangsanschluss (nicht gezeigt) einer Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden ist.
Von dem Einspeiseanschluss 2005 wird eine gemeinsame Speisung des ersten strahlenden Spiralelements 2001 und des zweiten strahlenden Spiralelements 2002 ausgeführt. Das zweite strahlende Spiralelement 2002 ist auf der entgegengesetzten Seite zu dem ersten strahlenden Spiralelement 2001 mit Bezug auf ein Element 2003 der kreisförmigen Art, das aus Metall hergestellt ist, positioniert, und es ist gegenüber dem Element 2003 der kreisförmigen Art positioniert.
Das erste strahlende Spiralelement 2001 entspricht dem ersten strahlenden Element und das zweite strahlende Spiralelement 2002 entspricht dem dritten strahlenden Element. Das Element 2003 der kreisförmigen Art entspricht dem zweiten strahlenden Element.
Wie in Beispiel 1 verbindet ein induktiver Widerstand 2006 das erste strahlende Spiralelement 2001 und das Element 2003 der kreisförmigen Art, und ein induktiver Wider stand 2006' verbindet das zweite strahlende Spiralelement 2002 und das Element 2003 der kreisförmigen Art. Diese sind Metallstreifen zum Stabilisieren des Potenzials des ersten strahlenden Spiralelements 2001 und des zweiten strahlenden Spiralelements 2002.
Das Dielektrikum 2007 ist ein Teil, das aus keramischem Material gebildet ist, das zwischen (1) dem ersten strahlenden Spiralelement 2001 und dem parasitären Spiralelement 2004, das parallel zu dem ersten strahlenden Spiralelement 2001 angebracht ist, und (2) dem zweiten strahlenden Spiralelement 2002 und dem parasitären Spiralelement 2004', das parallel zu dem zweiten strahlenden Spiralelement 2002 angebracht ist, eingefügt ist und besitzt die Funktion eines Abstandhalters. Das Dielektrikum 2007 trägt ebenso das erste strahlende Spiralelement 2001 und das zweite strahlende Spiralelement 2002.
Eine erste Speiseleitung 2022 ist mit dem ersten strahlenden Spiralelement 2001 verbunden, und eine zweite Speiseleitung 2022' ist mit dem zweiten strahlenden Spiralelement 2002 verbunden; eine gemeinsame Speisung dieser wird von dem Einspeiseanschluss 2005 ausgeführt.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 14, die diese Art des Aufbaus besitzt, wird nun mit Bezug auf 27 beschrieben. 27 ist eine Zeichnung zur Erläuterung des Sendebetriebs der Antennenvorrichtung in Beispiel 14. Da der Empfangsbetrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 14 faktisch gegensätzlich zu dem Sendebetrieb, der unten beschrieben wird, ist, wird unten nur der Sendebetrieb beschrieben.
Die Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) führt über den Einspeiseanschluss 2005 dieselbe Art der Signalausgabe wie in Beispiel 1 an das erste strahlende Spiralelement 2001 und das zweite strahlende Spiralelement 2002 aus.
Aufgrund der oben beschriebenen Signalausgabe von der Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) wird ein elektrisches Feld 2011 zwischen dem ersten strahlenden Spiralelement 2001 und dem Element 2003 der kreisförmigen Art erzeugt. Ebenso wird aufgrund der oben beschriebenen Signalausgabe von der Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) ein elektrisches Feld 2012 zwischen dem zweiten strahlenden Spiralele ment 2002 und dem Element 2003 der kreisförmigen Art erzeugt. Es gibt jedoch, anders als in Beispiel 1, keine dem Element 2003 der kreisförmigen Art gegenüberliegende Erde, und es wird von dem Element 2003 der kreisförmigen Art kein elektrisches Feld abgestrahlt.
Auf diese Weise werden die erzeugten elektrischen Felder 2011 und 2012 kombiniert und als die elektrische Sendewelle gesendet.
Hier wird die Richtcharakteristik der Antennenvorrichtung von Beispiel 14 unter Verwendung der 28A und 28B beschrieben. 28A ist eine schematische Zeichnung zur Erläuterung der Richtcharakteristik der Antennenvorrichtung in den Beispielen 1 bis 13 und 28B ist eine schematische Zeichnung zur Erläuterung der Richtcharakteristik der Antennenvorrichtung in den Beispielen 14 bis 16.
Aufgrund des elektrischen Feldes 2011 (siehe 27) wird eine hemisphärische Richtcharakteristik 2013 (siehe 28A und 28B) erhalten und, da die Richtcharakteristik 2014, die (siehe 28B) aufgrund des elektrischen Feldes 2012 (siehe 27) zwischen dem zweiten strahlenden Spiralelement 202 und dem Element 203 der kreisförmigen Art erhalten wird, ebenfalls hemisphärisch ist, besteht die Antennenrichtcharakteristik, die aus einer Kombination von diesen erhalten wird, aus einer Richtcharakteristik 2013 zusammen mit einer Richtcharakteristik 2014, wodurch eine Sphäre, wie in 28B gezeigt, gebildet wird. Infolgedessen ist es möglich, eine Antennenvorrichtung zu realisieren, die einen großen Gewinn in allen Richtungen, aus denen elektrische Wellen ankommen, besitzt.
(Beispiel 15)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 15 mit Bezug auf 29 beschrieben. In der Antennenvorrichtung, die in 29A gezeigt ist, wird ein Dielektrikum 2007 zwischen (1) einem ersten strahlenden Spiralelement 2001 und einem parasitären Spiralelement 2004, das parallel zu dem ersten strahlenden Spiralelement 2001 angebracht ist, und (2) einem zweiten strahlenden Spiralelement 2002 und einem parasitären Spiralelement 2004', das parallel zu dem zweiten strahlenden Spiralelement 2002 angebracht ist, eingeführt, wohingegen kein solches Dielektrikum in der Antennen vorrichtung, die in 29B gezeigt ist, eingeführt ist; die Antennenvorrichtung des vorliegenden Beispiels unten besitzt einen Aufbau, in dem ein Dielektrikum eingeführt ist. Die Antennenvorrichtung in Beispiel 16 unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung in Beispiel 14 darin, dass sie mit Kondensatoren 2021 und 2021', die als nächstes beschrieben werden, ausgestattet ist.
Der Kondensator 2021 ist mit der ersten Speiseleitung 2022 auf der Seite des ersten strahlenden Spiralelements 2001 verbunden, und der Kondensator 2021' ist mit der zweiten Speiseleitung 2022' auf der Seite des zweiten strahlenden Spiralelements 2002 verbunden. Durch Verbinden der Kondensatoren ist es möglich, die Blindwiderstandskomponente, die von der Speiseleitung erzeugt wird, auszulöschen und lediglich die wirksame Widerstandskomponente zu messen, wodurch es einfacher wird, eine Antennenimpedanzanpassung zu erreichen.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 16, die diese Art des Aufbaus besitzt, ist derselbe wie der Betreb der Antennenvorrichtung in Beispiel 14.
(Beispiel 16)
Als erstes wird der Aufbau der Antennenvorrichtung in Beispiel 16 mit Bezug auf 30 beschrieben. In der Antennenvorrichtung, die in 30A gezeigt ist, wird ein Dielektrikum 2007 zwischen (1) einem ersten strahlenden Spiralelement 2001 und einem parasitären Spiralelement 2004, das parallel zu dem ersten strahlenden Spiralelement 2001 angebracht ist, und (2) einem zweiten strahlenden Spiralelement 2002 und einem parasitären Spiralelement 2004', das parallel zu dem zweiten strahlenden Spiralelement 2002 angebracht ist, eingeführt, wohingegen kein solches Dielektrikum in der Antennenvorrichtung, die in 30B gezeigt ist, eingeführt ist; die Antennenvorrichtung des vorliegenden Beispiels unten besitzt einen Aufbau, in welchem ein Dielektrikum eingesetzt ist.
Die Antennenvorrichtung in Beispiel 16 unterscheidet sich von der Antennenvorrichtung in Beispiel 14 darin, dass sie mit einem Mischer 2031, der als nächstes beschrieben wird, ausgestattet ist.
Der Mischer 2031 ist zwischen einer ersten Speiseleitung 2032 auf der Seite des ersten strahlenden Spiralelements 2001 und einer zweiten Speiseleitung 2033 auf der Seite des zweiten strahlenden Spiralelements 2002 angeschlossen und stellt eine Einrichtung für das Ausführen einer Speisung von dem Einspeiseanschluss 2005 über den Mischer 2031 dar. Mit Hilfe des Mischers 2031 wird das Signal auf der Seite des ersten strahlenden Spiralelements 2001 und das Signal auf der Seite des zweiten strahlenden Spiralelements 2002 getrennt, und es wird der Grad der Trennung des ersten strahlenden Spiralelements 2001 und des zweiten strahlenden Spiralelements verbessert. Durch diese Einrichtung ist es möglich, eine gegenseitige Beeinflussung zwischen dem ersten strahlenden Spiralelement 2001 und dem zweiten strahlenden Spiralelement 2002 zu eliminieren.
Der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 16, die diese Art des Aufbaus besitzt, ist derselbe wie der Betrieb der Antennenvorrichtung in Beispiel 14.
(Beispiel 17)
Als erstes wird der Aufbau des Kommunikationssystems in Beispiel 17 mit Bezug auf 31 beschrieben.
Hier wird ein Koaxialkabel 2041 mit der Antennenvorrichtung in Beispiel 13 verbunden. Das Koaxialkabel 2041 verbindet die Antennenvorrichtung mit einer Kommunikationsvorrichtung für lineare Polarisation 2043 und einer Kommunikationsvorrichtung für zirkulare Polarisation 2044 über einen Verteiler 2042; die Antennenvorrichtung, die in 31 gezeigt ist, ist die Antennenvorrichtung von Beispiel 13 (aber mit dem nicht gezeigten Dielektrikum) und die Kabelerdung des Koaxialkabels ist, wie oben beschrieben, mit der Kabelerde 801 verbunden, und die Koaxialkabelsignalleitung ist mit dem Einspeiseanschluss 105 verbunden.
Die Antennenvorrichtung, die mit dem Koaxialkabel 2041 verbunden ist, kann die Antennenvorrichtung aus einem der oben beschriebenen Beispiele sein, und stellt, wie oben beschrieben, eine Antennenvorrichtung mit einer hemisphärischen Richtcharakteristik in den Beispielen 1 bis 13 oder mit einer sphärischen Richtcharakteristik in den Beispielen 14 bis 16 dar.
Die hemisphärische oder sphärische Richtcharakteristik macht es möglich, sowohl elektrische Wellen vom Boden als auch elektrische Wellen von einem künstlichen Satelliten zu empfangen (die Antennenvorrichtung in Beispiel 13, die eine hemisphärische Richtcharakteristik besitzt, ist mit Sende- und Empfangsfähigkeiten sowohl für die lineare Polarisation, die in der Bodenkommunikation verwendet wird, als auch für die zirkulare Polarisation, die in der Kommunikation mit künstlichen Satelliten verwendet wird, ausgestattet, und eine Antennenvorrichtung, die eine sphärische Richtcharakteristik aufweist (wie eine Antennenvorrichtung in Beispiel 14) ist ebenso mit Sende- und Empfangsfähigkeiten für sowohl lineare Polarisation als auch zirkulare Polarisation ausgestattet).
Durch Verwendung der in Beispiel 17 gezeigten Konfiguration kann sowohl eine Kommunikationsvorrichtung, die elektrische Wellen vom Boden als auch eine Kommunikationsvorrichtung, die elektrische Wellen von einem künstlichen Satelliten empfängt, gleichzeitig mit einer Einzelantennenvorrichtung verwendet werden, wodurch es ermöglicht wird, dass der Aufbau eines Kommunikationssystems vereinfacht wird.
Der Einspeiseanschluss in der vorliegenden Erfindung braucht nicht, wie in den Beispielen 1 bis 13, auf dem ersten strahlenden Element bereitgestellt zu werden, sondern kann anstelle dessen auf dem zweiten strahlenden Element bereitgestellt werden.
Ebenso wird in der vorliegenden Erfindung in den oben beschriebenen Beispielen der induktive Widerstand zur Verfügung gestellt, jedoch ist dieses keine Einschränkung, und er muss nicht zur Verfügung gestellt werden. In einem Fall jedoch, in dem z. B. der induktive Widerstand 109 nicht bereitgestellt wird, ist die Grenze für die Länge L1 des linearen strahlenden Elements 101 und die Grenze für die Länge L3 des strahlenden Spiralelements 107 jeweils etwa 1/2 der Wellenlänge der elektrischen Welle.
Ebenso muss das Dielektrikum in der vorliegenden Erfindung nicht aus einem keramischen Material, wie in den oben beschriebenen Beispielen gebildet sein, sondern kann anstelle dessen aus Dupont, Teflon, Epoxykunstharz, ABS, usw. gebildet sein. Weiterhin ist das Dielektrikum in der vorliegenden Erfindung in den oben beschriebenen Beispielen lediglich zwischen dem ersten strahlenden Element und dem zweiten strahlenden Element eingeführt, jedoch ist dieses keine Einschränkung, und es kann z. B. anstelle dessen (1) so eingeführt werden, dass das erste strahlende Element und zweite strahlende Element darin enthalten sind, oder (2) so eingeführt werden, dass das erste strahlende Element und dritte strahlende Element dann enthalten sind, oder (3) zwischen dem ersten strahlenden Element und zweiten strahlenden Element und/oder zwischen dem zweiten strahlenden Element und dritten strahlenden Element eingeführt werden, oder (4) nicht eingeführt werden. Jedoch wird eine niedrigere Antennenvorrichtungshöhe durch Einsetzen eines Dielektrikums mit einer großen Dielektrizitätszahl realisiert.
Ebenso muss die Abdeckung in der vorliegenden Erfindung nicht aus einem keramischen Material wie in den oben beschriebenen Beispielen gebildet sein, sondern kann anstelle dessen aus Dupont, Teflon, Epoxykunstharz, ABS, usw. gebildet werden.
Ebenso sind in der vorliegenden Erfindung das erste strahlende Element und das dritte strahlende Element beide in den oben beschriebenen Beispielen 14 bis 16 spiralförmig, jedoch ist dieses keine Einschränkung, und anstelle dessen können (1) beide von geradliniger Form sein oder (2) das erste strahlende Element kann von geradliniger Form sein, während das dritte strahlende Element von spiralförmiger Form ist.
Ebenso sind in der vorliegenden Erfindung das erste strahlende Element und dritte strahlende Element in den oben beschriebenen Beispielen 14 bis 16 jeweils mit einem parallelen parasitären Spiralelement versehen, jedoch ist dieses keine Einschränkung und anstelle dessen kann z. B. (1) keines mit einem parallelen parasitären Spiralelement oder (2) lediglich das erste strahlende Element mit einem parallelen parasitären Spiralelement versehen werden.
Ebenso wird in den oben beschriebenen Beispielen 14 bis 16 eine erste Speiseleitung für das erste strahlende Element der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, eine zweite Speiseleitung wird für das zweite strahlende Element in der vorliegenden Erfindung bereitgestellt und eine gemeinsame Einspeisung wird für die erste Speiseleitung und die zweite Speiseleitung ausgeführt, jedoch ist dieses keine Einschränkung, und anstelle dessen ist es z. B. möglich, (1) die erste Speiseleitung und/oder zweite Speiseleitung nicht bereitzustellen und die Einspeisung direkt auszuführen oder (2) die Einspeisung unabhängig von der ersten Speiseleitung und der zweiten Speiseleitung auszuführen, unabhängig davon, ob oder ob nicht Speiseleitungen vorgesehen sind.
Ebenso ist die Stütze in der vorliegenden Erfindung in dem oben beschriebenen Beispiel 10 ein elektrischer Leiter, jedoch ist dieses keine Einschränkung, und sie muss keinen elektrischen Leiter darstellen.
Ebenso ist das Blindwiderstandselement in der vorliegenden Erfindung in den oben beschriebenen Beispielen ein Kondensator, jedoch ist dieses keine Einschränkung, und es kann anstelle dessen eine Spule, usw. sein.
Wie aus den obigen Beschreibungen klar wird, kann eine erste vorliegende Erfindung entsprechend Anspruch 1 eine Antennenvorrichtung zur Verfügung stellen, die durch Realisierung eines hohen Gewinns und eine Vergrößerung der spezifischen Bandbreite gekennzeichnet ist.

Claims

Eine Antennenvorrichtung, umfassend: ein erstes strahlendes Element (107), das sich auf einer ersten Seite der genannten Antennenvorrichtung befindet, wobei das genannte erste strahlende Element (107) einen Streifen (801) zur Festlegung der Erdungsposition in der Nähe eines Einspeiseanschlusses (105) besitzt, ein zweites strahlendes Element (108), das sich gegenüber dem genannten ersten strahlenden Element (107) befindet, und eine Erde (104), die sich auf einer zweiten Seite der genannten Antennenvorrichtung befindet, die der genannten ersten Seite der genannten Antennenvorrichtung gegenüberliegt, worin das genannte zweite strahlende Element (108) sich zwischen dem genannten ersten strahlenden Element (107) und der genannten Erde (104) befindet, wobei zumindest zwischen dem genannten ersten strahlenden Element (107) und dem genannten zweiten strahlenden Element (108) und zwischen dem genannten zweiten strahlenden Element (108) und der genannten Erde (104) elektrische Felder erzeugt werden, und ein Aussenden und Empfangen elektrischer Wellen ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte erste strahlende Element (108) mit dem genannten Einspeiseanschluss (105) ausgestattet ist und eine Einspeisungsleitung (1201) den genannten Einspeiseanschluss (105) bis in die Nähe des genannten Streifens (801) zur Festlegung der Erdungsposition ausdehnt.
Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das genannte erste strahlende Element (107) mit dem genannten zweiten strahlenden Element (108) über einen vorgeschriebenen Induktanz verbunden ist.
Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das genannte erste strahlende Element (107) von geradliniger Form ist.
Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 3, worin parallel zu dem genannten ersten strahlenden Element (107) ein lineares parasitäres Element bereitgestellt wird.
Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das genannte erste strahlende Element (107) spiralförmig ist.
Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 5, worin parallel zu dem genannten ersten strahlenden Element (107) ein spiralförmiges parasitäres Element bereitgestellt wird.
Die Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zwischen dem genannten ersten strahlenden Element (107) und dem genannten zweiten strahlenden Element (108) ein Dielektrikum (102) eingeführt ist.
Die Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die genannte Erde (104) eine Erdungsplatte mit einer endlichen Fläche ist, die größer als die Fläche des genannten zweiten strahlenden Elements (108) ist.
Die Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zwischen dem genannten ersten strahlenden Element (107) und dem genannten zweiten strahlenden Element (108) eine Leiterplatine angebracht ist, und das genannte erste strahlende Element (107) auf der Leiterplatine ausgebildet ist.
Die Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das genannte erste strahlende Element (107) und das genannte zweite strahlende Element (108) von einem Träger getragen werden.
Die Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die genannte Erde (104) ein Gehäuse bildet, das das genannte erste strahlende Element (107) und das genannte zweite strahlende Element (108) aufnimmt.
Die Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das genannte erste strahlende Element (107), das genannte zweite strahlende Element (108) und die genannte Erde (104) durch eine Abdeckung abgedeckt sind, und das genannte erste strahlende Element (107) und die genannte Abdeckung über einen vorbestimmten Abstand voneinander getrennt sind.
Die Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, eine Sockeleinheit zwischen dem genannten zweiten strahlenden Element (108) und der genannten Erde (104) umfassend, die mit der genannten Erde (104) in Kontakt ist, jedoch mit dem genannten zweiten strahlenden Element (108) nicht in Kontakt ist.
Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Blindwiderstand an der genannten Einspeisungsleitung (1201) angepasst ist.
Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei sich der genannte Streifen (801) zur Festlegung der Erdeposition auf demselben Niveau wie das genannte erste strahlende Element (107) befindet.
Ein Kommunikationssystem, umfassend eine Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1, und einen Verteiler (2042) zum Verbinden des genannten Einspeiseanschlusses (105) mit einer Kommunikationsvorrichtung für lineare Polarisation und/oder einer Kommunikationsvorrichtung für zirkulare Polarisation.