DE60200301T2 - Antenne - Google Patents

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DE60200301T2
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cavity
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Hiroshi Katano-shi Iwai
Koichi Hirakata-shi Ogawa
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Description

  • [Ausführliche Beschreibung der Erfindung]
  • [Gebiet der Endung]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antenne, die eine bidirektionale Abstrahlungscharakteristik besitzt.
  • [Stand der Technik ]
  • Eine herkömmliche Technik wird anhand der 21 bis 24 besprochen.
  • 21 zeigt ein Beispiel einer Antenne, die eine bidirektionale Abstrahlungscharakteristik in einer horizontalen Oberfläche hat, und 22 zeigt ein Beispiel einer Prototypantenne. Weiter zeigt 23 Eingangsimpedanzeigenschaften der Prototypantenne, und 24 zeigt die Abstrahlungscharakteristik der Prototypantenne.
  • In 21 bezeichnet Bezugszeichen 111 einen Speisepunkt, bezeichnet Bezugszeichen 112 ein Antennenelement, bezeichnet Bezugszeichen 113 einen Hohlraum, bezeichnet Bezugszeichen 114 einen linearen Leiter, und bezeichnen Bezugszeichen 115 und 116 Öffnungen. Der Speisepunkt 111 ist in der Mitte der Unterseite des Hohlraums 113 vorgesehen, wobei eines der Enden des Antennenelements 112 mit dem Speisepunkt 111 verbunden ist und das andere Ende elektrisch mit dem linearen Leiter 114 verbunden ist.
  • Die folgende Konfiguration ist als Beispiel gezeigt: der Hohlraum 113 bildet ein rechtwinkliges Parallelepiped, das in Bezug auf die ZY Ebene und die ZX Ebene symmetrisch ist, die zwei rechteckigen Öffnungen 115 und 116, die in der Form mit dem linearen Leiter 114 identisch sind, der dazwischen eingebettet ist, sind auf der oberen Oberfläche des Hohlraums 113 so vorgesehen, dass sie in Bezug auf die ZY Ebene symmetrisch sind, der Speisepunkt 111 ist im Ursprung der XY Ebene vorgesehen, das Antennen element 112 besteht aus einem Leiter senkrecht zur XY Ebene, und der lineare Leiter 114 und das Antennenelement 112 sind miteinander mechanisch und elektrisch durch Verlöten und dergleichen verbunden.
  • Hier wird ein Raum, der durch den Hohlraum 113 umgeben ist, als das Innere der Antenne bezeichnet, und ein Raum, der dem Inneren der Antenne bezüglich des Hohlraums 113 gegenüberliegt, als das Äußere der Antenne bezeichnet.
  • 22 zeigt die Prototypantenne. als Beispiel ist die Unterseite des Hohlraums 113 ein Quadrat, das eine Seitenlänge von 0,835 × λ0 hat (λ0: Vakuumwellenlänge) und eine Höhe von 0,0835 × λ0 bezüglich einer Vakuumwellenlänge λ0 mit einer Mittelfrequenz f0. Der lineare Leiter 114 ist mit einer Länge von 0,835 × λ0 auf der ZY Ebene parallel zur Y Achse vorgesehen, und beide Enden des linearen Leiters 114 sind elektrisch mit den Seiten des Hohlraums 113 verbunden. Und die zwei Öffnungen 115 und 116 sind rechteckig, wobei jede eine Seitenlänge von 0,209 × λ0 parallel zur X Achse und eine Seitenlänge von 0,835 × λ0 parallel zur Y Achse hat. Die zwei Öffnungen 115 und 116 sind so vorgesehen, dass sie nebeneinander liegen, wobei der lineare Leiter 114 in der Mitte der Decke der Antenne dazwischen eingebettet ist. Die oben erwähnte Antenne hat eine symmetrische Struktur in Bezug auf die ZX Ebene und die ZY Ebene. Dabei besteht das Antennenelement 112 aus einer Leiterleitung und ist 0,0835 × λ0 lang. Das hervorstehende Ende des Antennenelements 112 ist elektrisch mit dem linearen Leiter 114 auf der Decke der Antenne verbunden.
  • 23 zeigt die VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) – Charakteristik bezüglich einer 50-Ohm Einspeisungsleitung hinsichtlich der Eingangsimpedanzeigenschaften der Prototypantenne. Die laterale Achse ist bei einer Mittelfrequenz von f0 standardisiert. f1 in 23 ist eine minimale Frequenz, bei der VSWR kleiner oder gleich 2 ist. f2 ist eine maximale Frequenz, bei der VSWR kleiner oder gleich 2 ist. Wie in 23 gezeigt ist, trägt ein Band, in dem VSWR kleiner oder gleich 2 ist, zu 18,2% der relativen Bandbreite ((f2 – f1)/f0) bei. Es stellte sich heraus, dass eine ausgezeichnete Impedanzcharakteristik über eine große Bandbreite mit kleinem Reflexionsverlust vorliegt.
  • 24 zeigt als Beispiel die Abstrahlungsrichtcharakteristik bei einer Mittelfrequenz f0 bezüglich der Antenne, welche die oben beschriebene Konfiguration hat. Die Abstrah lungsrichtcharakteristik ist in 10 dB Stufen angegeben, und die Einheit ist dBi, welche auf der Abstrahlungsleistung einer Punktquelle basiert. Wie in 24 gezeigt ist, unterdrückt die oben erwähnte Antenne die Abstrahlung der Radiowellen in Y Richtung und führt zu bidirektionalen Abstrahlungscharakteristiken in der X Richtung. Folglich zeigt das oben genannte Beispiel ausgezeichnete Eigenschaften in einem schmalen Innenraum wie z. B. einem Korridor.
  • Außerdem hat das Antennenelement 112 eine Höhe 0,0835 × λ0 und ist kürzer als ein typisches Viertel-Wellenlänge-Antennenelement. Wie oben beschrieben, kann das Antennenelement 112 entsprechend der Konfiguration der Antenne eine geringere Höhe aufweisen. Wenn die Antenne nicht in die Decke eines Raumes eingebettet werden kann, so ist es möglich, eine Antenne zu realisieren, die vorzugsweise eine Ausbildung mit einem kleinen hervorstehenden Teil hat, das außerhalb des Blickfelds einer Person an der Decke ist.
  • Zusätzlich ist die Antenne gemäß der obenerwähnten herkömmlichen Technik in Bezug auf die ZY Ebene und ZX die Oberfläche symmetrisch. In diesem Fall ist die Richtcharakteristik der von der Antenne abgestrahlten Radiowellen in Bezug auf die ZY Ebene und die ZX Ebene symmetrisch.
  • Wie oben beschrieben, ist es möglich, mit einer einfachen Konfiguration eine kleine und ausgezeichnete Antenne zu verwirklichen, die erwünschte bidirektionale Abstrahlungscharakteristiken besitzt.
  • Jedoch treten beim herkömmlichen Beispiel von 21 folgende Nachteile auf: obgleich die oben beschriebene Konfiguration Breitbandimpedanzeigenschaften erzielen kann, ist es nicht möglich, ausgezeichnete Impedanzcharakteristik und bidirektionale Abstrahlungscharakteristiken auf einer größeren Bandbreite zu erreichen. Aus diesem Grund ist eine Vielzahl von Antennen notwendig, wenn ein Frequenzband, das durch eine Vielzahl von Anwendungen verwendet wird, ein breites Band ist.
  • Jedoch ist ein größerer Raum für das Aufstellen einer Vielzahl von Antennen notwendig, und weiter ist eine Vielzahl von Signalübertragungsleitungen erforderlich, was auffallend ist und ein wenig wünschenswertes Aussehen ergibt. Auch erhöhen sich die Kosten.
  • Um daher ein vorzuziehendes Aussehen bei niedrigen Kosten zu erzielen, wenn eine Frequenzbandbreite, die durch eine Vielzahl von Anwendungen verwendet wird, ein breites Band ist, ist die Konfiguration des herkömmlichen Beispiels unausweichlich unpassend, weil sie keine bidirektionale Abstrahlungscharakteristik über ein breites Band erreicht.
  • Wenn ein Frequenzband, das durch eine Vielzahl von Anwendungen verwendet wird, ein breites Band ist, ist es notwendig, ausgezeichnete Impedanzcharakteristik und bidirektionale Abstrahlungscharakteristiken bei Frequenzen über ein Band zu erhalten, das breiter ist, als bei der herkömmlichen Antenne.
  • [Zusammenfassung der Erfindung]
  • Folglich ist es angesichts des obenerwähnten Problems eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antenne bereitzustellen, die besonders auf der oberen Seite sehr klein ist und bidirektionale Abstrahlungscharakteristiken über eine breites Band erreicht, wie in den angefügten Ansprüchen dargelegt ist.
  • [Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
  • 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2(A) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung und Richtungen der elektrischen Felder zeigt, die durch ein Antennenelement 12 bewirkt werden, das zwischen einem Deckenleiter 13 und dem Boden des Hohlraums 15 vorgesehen ist.
  • 2(B) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die elektrischen Felder von 2(A) durch magnetische Ströme ersetzt sind.
  • 3(A) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, sowie eine M-Typ Antenne, die aus dem Antennenelement 12, dem Deckenleiter 13, Seitenleitern 14 und dem Boden des Hohlraums 15 besteht.
  • 3(B) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, sowie eine Antenne, die aus dem Hohlraum 15 besteht.
  • 4(A) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, sowie den an der M-Typ Antenne angelegten Strom.
  • 4(B) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, sowie den Strom, der am Hohlraum angelegt ist.
  • 4(C) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, sowie den Strom, der am Hohlraum angelegt ist.
  • 5(A) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, sowie eine resonante Mode der M-Typ Antenne.
  • 5(B) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Endung zeigt, sowie eine resonante Mode des Hohlraums.
  • 5(C) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, sowie eine resonante Mode des Hohlraums.
  • 6(A) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, sowie die Frequenzcharakteristik der Reflexionsverlustes der M-Typ Antenne (Schleife).
  • 6(B) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, sowie die Frequenzcharakteristik des Reflexionsverlustes des Hohlraums (Dipol).
  • 6(C) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Endung zeigt, sowie die Frequenzcharakteristik des Reflexionsverlustes des Hohlraums (Dipol).
  • 6(D) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, sowie die Frequenzcharakteristik des Reflexionsverlustes der Antenne entsprechend der vorliegenden Ausführungsform.
  • 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Prototyps der Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 8(A) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Prototypantenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, sowie die Frequenzcharakteristik des Reflexionsverlustes bezüglich der M-Typ Antenne im Prototyp.
  • 8(B) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Prototypantenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, sowie die Frequenzcharakteristik des Reflexionsverlustes bezüglich des Hohlraums im Prototyp.
  • 8(C) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Prototypantenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, sowie VSWR Eigenschaften der M-Typ Antenne im Prototyp.
  • 9(A) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Prototypantenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, sowie eine resonante Mode der M-Typ Antenne im Prototyp.
  • 9(B) ist ein Diagramm, das ein Betriebsprinzip des Konfigurationsbeispiels der Prototypantenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, sowie eine resonante Mode des Hohlraums im Prototyp.
  • 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Impedanzcharakteristik der Prototypantenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 11(A) ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Abstrahlungsrichtcharakteristik des Antennenprototyps entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung und der Abstrahlungscharakteristik bei f1 zeigt.
  • 11(B) ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Abstrahlungsrichtcharakteristik des Antennenprototyps entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung und der Abstrahlungscharakteristik bei f2 zeigt.
  • 12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Antenne entsprechend den Ausführungsformen 1, 2 und 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Öffnungssteuerung in der Antenne entsprechend den Ausführungsformen 1, 2 und 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Deckenleitersteuerung in der Antenne entsprechend den Ausführungsformen 1, 2 und 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration der Antenne entsprechend den Ausführungsformen 1, 2 und 3 zeigt.
  • 16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Antenne entsprechend Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 17 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Antenne entsprechend Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Antenne entsprechend Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 19 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Antenne entsprechend Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 20 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Antenne entsprechend Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 21 ist ein Diagramm, welches die Konfiguration einer herkömmlichen Antenne zeigt.
  • 22 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Prototyps der herkömmlichen Antenne zeigt.
  • 23 ist ein Diagramm, das die Impedanzcharakteristik des Prototyps der herkömmlichen Antenne zeigt.
  • 24 ist ein Diagramm, das Abstrahlungscharakteristiken des Prototyps der herkömmlichen Antenne darstellt.
  • 25(A) ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Antenne zeigt, in der der Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung in Form einer Klammer oder des Buchstabens U gebildet sind.
  • 25(B) ist ein Diagramm, das den Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 von 25(A) entlang der X Richtung zeigt.
  • 25(C) ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Antenne zeigt, in der der Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 entsprechend der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung in Form einer Klammer oder eines Bogen gebildet sind.
  • 25(D) ist ein Diagramm, das den Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 von 25(C) entlang der X Richtung zeigt.
  • 26 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Antenne entsprechend Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 27 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Antenne entsprechend Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 28 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Antenne entsprechend Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • [Legende für Bezugszeichen]
    • 11
    Speisepunkt
    12
    Antennenelement
    13
    Deckenleiter
    14
    Seitenleiter (Seitenleiter)
    15
    Hohlraum
    16
    Öffnung
    17
    Öffnungssteuerung
    18, 19
    Deckenleitersteuerung
    21, 22
    Abstimmungsleiter
    31
    Dielektrikum
    32
    Durchgang
    111
    Speisepunkt
    112
    Antennenelement
    113
    Hohlraum
    114
    Linearer Leiter
    115, 116
    Öffnung
  • [Ausführungsformen]
  • Die folgende Beschreibungsseiten diskutieren die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand von den beigefügten Figuren.
  • (Ausführungsform 1)
  • Auf 1 bezugnehmend wird zuerst die Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung besprochen.
  • 1 zeigt die Konfiguration einer Antenne entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Endung.
  • In 1 bezeichnet Bezugszeichen 11 einen Speisepunkt, bezeichnet Bezugszeichen 12 ein Antennenelement, bezeichnet Bezugszeichen 13 einen Deckenleiter, bezeichnet Bezugszeichen 14 Seitenleiter, bezeichnet Bezugszeichen 15 einen Hohlraum und bezeichnet Bezugszeichen 16 eine Öffnung. Der Boden des Hohlraums 15 liegt in der XY Ebene, der Speisepunkt 11 liegt auf einer Oberfläche des Hohlraums 15, und das Antennenelement 12 ist mit dem Speisepunkt 11 verbunden. Die Seitenleiter 14 und der Deckenleiter 13 sind elektrisch miteinander verbunden, und die Seitenleiter 14 sind elektrisch mit dem Hohlraum 15 verbunden.
  • Als Beispiel ist die folgende Konfiguration gezeigt: der Hohlraum 15 bildet ein rechtwinkliges Parallelepiped, das in Bezug auf die ZY Ebene und die ZX Ebene symmetrisch ist, der Speisepunkt 11 ist im Ursprung der XY Ebene vorgesehen, der Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 sind rechteckig und so vorgesehen, dass sie symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene und ZX Ebene sind, und das Antennenelement 12 besteht aus einer Leiterleitung senkrecht zur XY Ebene. Hier ist eine Abstrahlungsrichtung entlang der X Achse.
  • Zunächst wird ein Betriebsprinzip der Abstrahlung anhand von 2 besprochen.
  • Bei der Antenne der vorliegenden Ausführungsform, wird die Anregung der Radiowellen durch das Antennenelement 12 durchgeführt. Ein "⊐"-förmiger Leiter ("⊐"ist einer der japanischen Katakanabuchstaben), der aus dem Deckenleiter 13 und den Seitenleitern 14 besteht, erzielt bidirektionale Abstrahlungscharakteristiken.
  • Die folgende Beschreibung diskutiert ein Betriebsprinzip für das Erzielen der bidirektionalen Abstrahlungscharakteristiken anhand von 2. Wie in 2(A) gezeigt, bewirkt das Antennenelement 12, dass die Richtungen der elektrischen Felder zwischen dem Deckenleiter 13 und dem Boden des Hohlraums 15 bezüglich der ZY Ebene einander gegenüber liegen.
  • Wenn die elektrischen Felder gemäß der obigen Erklärung durch magnetische Ströme ersetzt werden, wie in 2(B) gezeigt, können die elektrischen Felder durch zwei lineare magnetische Stromquellen ersetzt werden, die parallel zur Y Achse und bei gleicher Amplitude einander entgegengerichtet sind. Es wird nämlich die Abstrahlung von Radiowellen als Abstrahlung einer Anordnung der oben genannten zwei magnetischen Stromquellen angesehen.
  • Im allgemeinen hängt bei einer Antennengruppe eine Richtung von verstärkt ausgestrahlten Radiowellen von einem Anordnungsfaktor ab, der durch eine Phasendifferenz des Stromes, der von einem Antennenelement geliefert wird, und von einem Abstand zwischen Antennenelementen bestimmt wird. Abgestrahlte Radiowellen der gesamten Antennengruppe werden durch das Produkt aus dem oben genannten Anordnungsfaktor und der Abstrahlungscharakteristik eines einzelnen Antennenelements dargestellt.
  • Indem man die Abstrahlungscharakteristik eines einzelnen Antennenelements durch eine Abstrahlungscharakteristik einer einzelnen linearen magnetischen Stromquelle ersetzt, kann man die Abstrahlungscharakteristik der Antenne der vorliegenden Ausführungsform ungefähr erhalten.
  • Genauer: was die Radiowellen anbelangt, die von den oben genannten zwei magnetischen Stromquellen ausgestrahlt werden, so sind die magnetischen Stromquellen so vorgesehen, dass sie symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene sind. So werden die Radiowellen ausgelöscht, weil sie in der ZY Ebene entgegengesetzte Phase und gleiche Amplitude aufweisen. Das heißt, es wird keine Radiowelle zur ZY Ebene ausgestrahlt.
  • Weiter hat die ZX Ebene eine Richtung mit gleichen Phasen der von zwei magnetischen Stromquellen ausgestrahlten Radiowellen, und Radiowellen sind in dieser Richtung verstärkt. Wenn z. B. ein Abstand zwischen magnetischen Stromquellen eine halbe Wellenlänge im Vakuum beträgt, so sind Phasen in einer Richtung der X Achse gleich. Dadurch werden abgestrahlte Radiowellen in der +X Richtung und –X Richtung verstärkt.
  • Um der Antenne bidirektionale Abstrahlungscharakteristiken zu verleihen, muss der Deckenleiter 13 entlang der Y Achse kürzer als eine Wellenlänge der oberen Grenzfrequenz eines Frequenzbandes sein, das bessere Eigenschaften als vorbestimmte Eigenschaften hat. Um bessere bidirektionale Abstrahlungscharakteristiken zu erhalten, ist es wünschenswert, das der Deckenleiter 13 entlang der Y Achse eine Länge aufweist, die im wesentlichen der Hälfte der oben genannten Wellenlänge entspricht. Z. B. muss für ein Frequenzband, das in einem Fall, bei dem ein Betriebsband einem Frequenzband mit einem VSWR von kleiner oder gleich 2 angehört, bessere Eigenschaften als vorbestimmte Eigenschaften hat, der Deckenleiter 13 entlang der Y Achse kürzer als eine Wellenlänge der oberen Grenzfrequenz des Frequenzbandes sein, das ein VSWR von kleiner oder gleich 2 hat. Um bessere bidirektionale Abstrahlungscharakteristiken zu erzielen, ist es wünschenswert dass der Deckenleiter 13 entlang der Y Achse eine Länge aufweist, die im wesentlichen gleich der Hälfte der oben genannten Wellenlänge ist.
  • So kann nämlich entsprechend der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ein einzelnes Antennenelement den Effekt einer Antennengruppe bewirken, wodurch bidirektionale Abstrahlungscharakteristiken erzielt werden.
  • Bezugnehmend auf die 3 bis 6 werden Impedanzcharakteristiken bei einer größeren Bandbreite besprochen.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist Resonanz der Antenne die Summe von zwei Resonanzen einer M-Typ Antenne, die aus dem Antennenelement 12, dem Deckenleiter 13, dem Seitenleiter 14 und dem Boden des Hohlraums 15 von 3(A) und des Hohlraums 15 von 3(B) besteht.
  • Die 4(A), 4(B) bzw. 4(C) zeigen Ströme, die an die M-Typ Antenne und den Hohlraum 15 angelegt sind. Entsprechend 4, kann die resonante Mode der M-Typ Antenne durch zwei Schleifen dargestellt werden, wie in 5(A) gezeigt ist. Die resonante Mode des Hohlraums kann durch zwei sich überschneidende Dipole dargestellt werden, wie in den 5(B) und 5(C) gezeigt wird. Die resonante Mode von 5(B) ist nämlich eine resonante Mode des Hohlraums 15 in einer Ebene, die zum Deckenleiter 13 und zum Boden des Hohlraums 15 senkrecht ist. 5(C) ist eine resonante Mode des Hohlraums 15 in einer Ebene, die parallel zum Deckenleiter 13 ist und senkrecht zum Boden des Hohlraums 15 ist.
  • Im Fall einer Schleife ist die Bedingung für Resonanz, dass Phasen nach einem Zyklus gleich sind. Die Schleife hat eine Länge von n Wellenlängen (n: positive ganze Zahl). Unterdessen ist beim Fall eines Dipols die Bedingung für Resonanz, dass der Strom, der am Dipol angelegt ist, 0 am Ende ist, und eine stehende Welle an einem Speiseabschnitt maximal ist. Der Dipol ist 0.5 n Wellenlängen (n: positive Ganzzahl) lang.
  • Da dabei ein Unterschied zwischen der Resonanzfrequenz der M-Typ Antenne und des Hohlraums auftritt, kann die Antenne der vorliegenden Ausführungsform Breitbandimpedanzeigenschaften erreichen.
  • Der oben genannte Zustand wird unter Verwendung der Frequenzcharakteristik des Reflexionsverlustes beschrieben, die in 6 gezeigt sind. 6(A) zeigt Resonanzeigenschaften der M-Typ Antenne (Schleife). Es wurde festgestellt, dass Resonanz bei einer Frequenz fm auftritt. 6(B) zeigt Resonanzeigenschaften in einer resonante Mode des Hohlraums 15 in einer Ebene, die zum Deckenleiter 13 des Hohlraums (Dipol) senkrecht ist und zum Boden des Hohlraums 15 senkrecht ist. Es wurde festgestellt, dass Resonanz bei einer Frequenz fcx auftritt. 6(C) zeigt Resonanzeigenschaften in einer resonante Mode des Hohlraums 15 in einer Ebene, die parallel zum Deckenlei ter 13 des Hohlraums (Dipol) ist und senkrecht zum Boden des Hohlraums 15 ist. Es wurde festgestellt, dass Resonanz bei einer Frequenz fcy auftritt.
  • Es erfolgt nun eine Beschreibung anhand des beispielhaft angegebenen folgenden Zustands: eine Resonanzfrequenz fm der M-Typ Antenne ist ein wenig niedriger als fcx der Resonanzfrequenzen des Hohlraums, und fcx der Resonanzfrequenzen des Hohlraums ist ein wenig niedriger als fcy. Die Antennenresonanzeigenschaften der vorliegenden Ausführungsform ergeben sich als eine Überlagerung der Resonanz der M-Typ Antenne und der Resonanz des Hohlraums. Somit werden Breitbandresonanzeigenschaften erreicht, wie durch die durchgezogenen Linien von 6(D) gezeigt ist. Wie oben beschrieben, ist die Antenne der vorliegenden Ausführungsform eine Antenne, die geringe Reflexionsverluste bei gleichzeitig ausgezeichneter Impedanzcharakteristik über eine große Bandbreite aufweist.
  • Wie oben erwähnt, ist die Antenne der vorliegenden Ausführungsform eine ausgezeichnete Antenne, die unterschiedliche Ausbildungen der M-Typ Antenne und des Hohlraums, eine erhöhte Freiheit bei der Ausbildung und eine größere Antennenbandbreite erzielt.
  • Nebenbei bemerkt: die vorliegende Ausführungsform wurde so beschrieben, dass eine Resonanzfrequenz fm der M-Typ Antenne ein wenig niedriger als fcx der Resonanzfrequenzen des Hohlraums ist und fcx der Resonanzfrequenzen des Hohlraums ein wenig niedriger als fcy ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf den oben genannten Fall eingeschränkt, solange wenigstens zwei oder mehr der Größen Resonanzfrequenz fm der M-Typ Antenne, Resonanzfrequenz fcx des Hohlraums und Resonanzfrequenz fcy des Hohlraum voneinander verschieden sind.
  • Weiterhin zeigt 7 einen tatsächlichen Prototyp der Antenne.
  • Es wird angenommen, dass λ0 eine Vakuumwellenlänge ist, wenn eine Mittelfrequenz bei f0 liegt. Als Beispiel sind Charakteristiken gezeigt, wenn der Hohlraum 15 ein Quadrat mit 0,847 × λ0 und einer Höhe von 0,0706 × λ0 ist, der Deckenleiter 13 ein Rechteck mit einer Seite parallel zur X Achse und einer Länge von 0,14 × λ0 und einer Seite parallel zur Y Achse und einer Länge von 0,62 × λ0 ist, der Seitenleiter 14 eine Länge von 0,14 × λ0 in entlang der X Achse und eine Höhe von 0,0706 × λ0 aufweist, was identisch zum Hohlraum 15 ist, und die Antenne der vorliegenden Ausführungsform eine symmetrische Struktur in Bezug auf die ZX Ebene und die ZY Ebene besitzt. In diesem Fall ist das Antennenelement 12 eine Leiterleitung, die einen Durchmesser von 0,013 × λ0 mit einer Elementlänge von 0,0706 × λ0 hat. Das Antennenelement 12 ist mit dem Speisepunkt 11 verbunden, der in der Mitte des Bodens des Hohlraums 15 vorgesehen ist.
  • Die 8(A) bzw. 8(B) zeigen Resonanzeigenschaften der M-Typ Antenne und des Hohlraum beim Prototyp der vorliegenden Ausführungsform. Zusätzlich zeigt 8(C) VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) Eigenschaften der M-Typ Antenne. Dabei zeigt 8(C), dass, was die M-Typ Antenne anbelangt, eine Bandbreite mit einem VSWR von kleiner oder gleich 2 für 12,2% einer relativen Bandbreite aufkommt. In allen Zeichnungen von 8 sind seitliche Achsen durch eine Frequenz ausgedrückt, die durch eine Mittelfrequenz der Prototypantenne der vorliegenden Ausführungsform standardisiert ist.
  • Wie in den 8(A) und 8(B) gezeigt ist, hat der Hohlraum eine höhere Resonanzfrequenz als die M-Typ Antenne. Dabei kann, wenn ein Ausdruck die resonante Mode von 5 aufweist, die M-Typ Antenne durch zwei 1-λm Schleifen dargestellt werden und der Hohlraum durch einen 1,5-λc Dipol dargestellt werden, auf Grundlage der Resonanzfrequenzen und der Konfiguration. Dabei sind λm bzw. λc Vakuumwellenlängen bei den Frequenzen fm bzw. fc. Die 9(A) und 9(B) zeigen die Resonanzmoden der M-Typ Antenne und des Hohlraum.
  • 10 zeigt die VSWR Eigenschaften bezüglich sind einer 50-Ohm Einspeisleitung einer Eingangsimpedanz der Antenne entsprechend der vorliegenden Ausführungsform. In 10 bezeichnet f1 eine minimale Frequenz für das Erreichen eines VSWR von kleiner oder gleich 2, bezeichnet f2 eine maximale Frequenz für das Erreichen eines VSWR von kleiner oder gleich 2, und bezeichnet f0 eine Mittelfrequenz.
  • In 10 trägt eine Bandbreite mit einem VSWR von kleiner oder gleich 2 zu 27,1 der relative Bandbreite((f2 – f1)/f0) bei. Es wurde festgestellt, dass eine Antenne mit niedrigem Verlust über eine ziemlich große Bandbreite realisiert worden ist. Eine Bandbreite der Antenne nimmt proportional mit einem Volumen der Antenne zu. Bei einem Ver gleich des Volumen mit einer herkömmlichen Antenne kann daher die folgende Gleichung 1 aufgestellt werden.
  • [Gleichung 1]
  • (Prototypantenne der vorliegenden Ausführungsform)/(herkömmliche Antenne) = 0,87
  • Wie in Gleichung 1 gezeigt ist, beträgt das Ergebnis 0,87, was einer Verringerung des Volumen um 13% gleichkommt. Dabei nimmt eine relative Bandbreite gemäß der folgenden Gleichung 2 zu.
  • [Gleichung 2]
  • (Prototypantenne der vorliegenden Ausführungsform)/(herkömmliche Antenne) = 1,49
  • Wie nämlich Gleichung 2 zeigt, nimmt eine relative Bandbreite um einen Faktor 1,49 zu, d. h. erhöht sich um 49%. Folglich erreicht der Prototyp der vorliegenden Ausführungsform angesichts der oben genannten Verringerung des Volumens eine Erhöhung der relativen Bandbreite um 56%.
  • Wie oben beschrieben, kann die Prototypantenne der vorliegenden Ausführungsform eine verglichen mit der herkömmlichen Antenne um 56% größere Bandbreite der Impedanzcharakteristik erreichen.
  • 11(A) zeigt eine Abstrahlungscharakteristik bei f1. Weiter zeigt 11(B) eine Abstrahlungscharakteristik bei f2. Die 11(A) und 11(B) zeigen, dass bidirektionale Abstrahlungscharakteristiken bei Frequenzen f1 und f2 im wesentlichen identisch zu einer horizontalen Ebene sein können. Damit wird verständlich, dass die Antenne der vorliegenden Ausführungsform über eine große Bandbreite verlustarm ist und, was die Abstrahlungscharakteristik anbelangt, über eine große Bandbreite eine bidirektionale Abstrahlungscharakteristik besitzt.
  • Was weiter die Prototypantenne der vorliegenden Ausführungsform anbelangt, so hat das Antennenelement eine Höhe von 0.0706 × λ0, was weniger als bei einem typischen Viertel-Wellenlängen-Antennenelement ist. Dieser Zustand entspricht einem Zustand, bei dem kapazitive Kombination zwischen dem Deckenleiter 13 und dem Hohlraum 15 der Antenne auftritt und ein hervorstehendes Ende des Antennenelements 12 eine kapazitive Last hat. Das Antennenelement 12 hat eine geringere Höhe. Die Höhe der Prototypantenne ist auf 84.6% der Höhe der herkömmlichen Antenne verringert, wodurch eine ungefähr 15% dünnere Antenne erzielt wird.
  • Auf diese Weise wird ohne Verschlechterung der Eigenschaften der herkömmlichen Antenne eine Impedanzcharakteristik mit niedrigem Verlust und größerer Bandbreite erzielt.
  • Als der obenerwähnte Prototyp wurde eine Antenne gezeigt, die eine Impedanzcharakteristik und eine bidirektionale Abstrahlungscharakteristik über eine große Bandbreite besitzt, dabei gleichzeitig klein und dünn ist. Wenn z. B. eine Anwendung extrem kleine Reflexionsverluste erfordert, ist es auch möglich, sie so auszubilden, dass sich in einem gewünschten Frequenzband ein ziemlich kleiner Reflexionsverlust ergibt, indem man Zugeständnisse bei einer Frequenzbandbreite der Impedanz macht.
  • Im Fall einer solchen Ausbildung, ist es zum Erreichen der Aufgabe notwendig, die geeignetste Kombination der verschiedenen strukturellen Parameter, wie Größe und Höhe des Hohlraums 15, Größe der Öffnung 16, Größe des Deckenleiters 13 und Höhe des Seitenleiters 14, zu finden.
  • Außerdem ist bei der oben genannten Ausführungsform und beim Prototyp die Antenne gemäß der vorliegenden Ausführungsform symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene und die ZX Ebene. In diesem Fall ist die Richtcharakteristik der von der Antenne ausgestrahlten Radiowellen in Bezug auf die ZY Ebene und die ZX Ebene symmetrisch.
  • Wenn die Mitte des Deckenleiters 13 aus dem Ursprung verschoben wird, oder wenn der Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 in Bezug auf ZX Ebene und die ZY Ebene nicht symmetrisch sind, ist eine Richtung, die die stärkste Richtcharakteristik hat, dementsprechend von der X Achse zur Y Achse verschoben. Solch eine Antenne ist in einigen Räumen für das Einstellung der Antenne verwendbar.
  • Wie oben entsprechend der vorliegenden Ausführungsform beschrieben wurde, ist es möglich, eine kleine Antenne zu erzielen, die bei einer einfachen Konfiguration über eine große Bandbreite verlustarme Eigenschaften hat und, was Abstrahlungscharakteristik anbelangt, über eine große Bandbreite eine bidirektionale Abstrahlungscharakteristik besitzt.
  • Weiterhin beschrieb die vorliegende Ausführungsform beispielhaft die Antenne so, dass sie symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene und die ZX Ebene ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht immer auf die so konfigurierte Antenne eingeschränkt. Z. B. kann die Antenne nur in Bezug auf die ZY Ebene symmetrisch sein oder muss nicht symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene und ZX Ebene sein, um die erwünschte Abstrahlungscharakteristik oder die erwünschte Eingangsimpedanzcharakteristik zu erreichen. Weiter kann auch nur die Öffnung 16 symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene oder die ZY Ebene und die ZX Ebene sein. Auch kann nur der Hohlraum 15 symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene oder die ZY Ebene und die ZX Ebene sein. Außerdem kann nur der Deckenleiter 13 symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene oder die ZY Ebene und die ZX Ebene sein. Weiter können nur die Seitenleiter 14 symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene oder die ZY Ebene und die ZX Ebene sein. Auch können die oben genannten Elemente kombiniert werden. Eine solche Konfiguration kann zu eine Antenne führen, die für einen bestrahlten Raum die geeignetste Abstrahlrichtcharakteristik hat.
  • Weiterhin hat die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform der Antenne nur eine einzige Öffnung 16. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die Antenne eingeschränkt, die solchermaßen konfiguriert ist. Z. B. können für das Erreichen einer erwünschten Abstrahlungscharakteristik oder Eingangsimpedanzcharakteristik zwei oder mehr Öffnungen 16 vorgesehen werden.
  • Weiterhin hat die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform der Antenne eine rechteckige Öffnung 16. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne eingeschränkt. Z. B. kann für das Erreichen einer erwünschten Abstrahlungscharakteristik oder Eingangsimpedanzcharakteristik die Öffnung 16 die Form eines Kreises, eines Quadrats, eines Polygons, eines Halbkreise, daraus kombinierter Formen, eines Rings, oder eine andere Form aufweisen. Wenn die Öffnung 16 ein Kreis, eine Ellipse oder eine gekrümmte Oberfläche ist, so ist, was die Abstrahlungscharakteristik anbelangt, der Beugungseffekt an den Ecken verringert, weit der Antennenleiter weniger Ecken hat, wodurch Kreuzpolarisationsumwandlungsverluste der Radiowellen der Antenne verringert werden.
  • Die vorliegende Ausführungsform betraf eine Antenne, bei der die Öffnung 16 auf der Decke des Hohlraums 15 vorgesehen ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne eingeschränkt. Z. B. kann, um eine erwünschte Abstrahlungscharakteristik oder erwünschte Eingangsimpedanzeigenschaften zu erreichen, zusätzlich zur Öffnung 16, die auf der Decke des Hohlraums 15 vorgesehen ist, eine Öffnung auf der Seite des Hohlraums 15 vorgesehen werden.
  • Die vorliegende Ausführungsform betraf eine Antenne, bei der die Öffnung 16 auf einem Teil der Decke des Hohlraums 15 vorgesehen ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne eingeschränkt. Z. B. kann die Decke des Hohlraums 15 völlig offen sein und als Ganzes als eine Öffnung 15 verwendet werden.
  • Die vorliegende Ausführungsform betraf eine Antenne, bei der der Boden des Hohlraums 15 ein Quadrat ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne eingeschränkt. Z. B. kann der Boden des Hohlraums 15 in der Form eines anderen Polygons, eines Halbkreises, daraus kombinierter Formen, oder in anderer Form ausgebildet sein, um eine erwünschte Abstrahlungscharakteristik oder Eingangsimpedanzcharakteristik zu erreichen. Außerdem kann der Boden des Hohlraums 15 ein Kreis, ein Ellipse, eine gekrümmte Fläche sein, oder eine andere Form aufweisen. Was die Abstrahlungscharakteristik anbelangt, ist der Beugungseffekt an den Ecken verringert, weil der Antennenleiter wenige Ecken hat, wodurch Kreuzpolarisationsumwandlungsverluste der Radiowellen der Antenne verringert werden. Weiter ist es erwünscht, wenn die Antenne an einer Decke und dergleichen vorgesehen ist, dass die Form der Antenne an das Deckenquadrat der Decke oder die Form eines Raums angepasst ist, so dass die Antenne nicht auffällt. Wenn jedoch die Antenne in Form eines Rechtecks oder eines anderen Polygons ausgebildet ist, so ist eine Einstellungsrichtung der Antenne eingeschränkt, weil das Deckenquadrate und die Form des Raums nicht geändert werden können. Folglich kann im Fall, in dem der Hohlraum 15 einen kreisförmigen Boden hat, insbesondere wenn die Antenne einen kreisförmigen Boden hat, wenn die Antenne an der Decke vorgesehen ist, die Antenne eingestellt werden, ohne dass die Deckenquadrate oder die Form des Raumes berücksichtigt wer den müssten. Beispielsweise zeigt 12 eine Konfiguration, in der der Hohlraum 15 zylinderförmig ist. Weiter kann die Antenne, wenn sie einen kreisförmigen Boden hat, gedreht werden, um eine Einstellungsrichtung zu ändern. Folglich kann eine Richtung der Radiowellenabstrahlung angepasst werden, wodurch die für die Einstellposition der Antenne geeignetste Abstrahlcharakteristik erzielt werden kann.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der der Deckenleiter 13 rechteckig ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. kann der Deckenleiter 13 in der Form eines anderen Polygons, eines Halbkreises, daraus kombinierter Formen, oder in linearer Form ausgebildet sein, um eine erwünschte Richtcharakteristik oder Eingangsimpedanzcharakteristik zu erreichen. Außerdem kann der Deckenleiter 13 ein Kreis, ein Ellipse, eine gekrümmte Fläche sein, oder eine andere Form aufweisen. Was die Abstrahlungscharakteristik anbelangt, ist der Beugungseffekt an den Ecken verringert, weil der Antennenleiter wenige Ecken hat, wodurch Kreuzpolarisationsumwandlungsverluste der Radiowellen der Antenne verringert werden.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der die Seitenleiter 14 und der Deckenleiter 13 wie ein Buchstabe "]" geformt sind. Die vorliegende Endung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. können die Seitenleiter 14 und der Deckenleiter 13 die Form des Buchstabes U, einer Klammer oder eines Bogen aufweisen. Was daher die Abstrahlungscharakteristik anbelangt, ist der Beugungseffekt an den Ecken verringert, weil der Antennenleiter wenige Ecken hat, wodurch Kreuzpolarisationsumwandlungsverluste der Radiowellen der Antenne verringert werden. Als Beispiel zeigt 25 die Konfiguration solch einer Antenne. 25(A) zeigt ein Beispiel der Antenne, bei der der Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 wie ein Buchstabe U oder eine Klammer geformt sind. Außerdem zeigt 25(B) den Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 der Antenne, die in 25(A) dargestellt ist, entlang der X Richtung. 25(C) zeigt ein Beispiel der Antenne, bei der der Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 in Form eines Bogens oder einer Klammer ausgebildet sind. Zusätzlich zeigt 25(D) den Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 der Antenne, die in 25(C) dargestellt ist, entlang der X Richtung.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der die Seitenleiter 14 rechteckig sind und genau so breit wie der Deckenleiter 13 sind. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. kann der Seitenleiter 14 in der Form eines anderen Polygons, eines Halbkreises, daraus kombinierter Formen, oder in linearer Form ausgebildet sein, um eine erwünschte Richtcharakteristik oder Eingangsimpedanzcharakteristik zu erreichen. Weiter können die Seitenleiter 14 eine kleinere oder größere Breite als der Deckenleiter 13 aufweisen. Solche Konfigurationen können die Abstimmung von Parametern verbessern und eine zufriedenstellende Abstimmung zwischen der Impedanz der Antenne und der Impedanz der Einspeisungsleitung erzielen.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der die Größe der Öffnung 16 festgelegt ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. kann die Öffnung 16 eine Öffnungssteuerung 17 zum Ändern der Größe der Öffnung 16 umfassen, wie in 13 gezeigt ist. Z. B. wird eine Vorrichtung usw. für das Verschieben einer Leitplatte und der dergleichen an der Öffnung 16 bereit gestellt, um die Größe der Öffnung 16 beliebig zu ändern und die Abstrahlrichtcharakteristik der Antenne zu ändem, um dadurch die erwünschte Abstrahlrichtcharakteristik zu erreichen.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der die Größe des Deckenleiters 13 festgelegt ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. kann der Deckenleiter 13, wie in 14 gezeigt ist, Deckenleitersteuerungen 18 und 19 zum Ändern der Größe des Deckenleiters 13 umfassen. Speziell wird eine Vorrichtung usw. für das Verschieben einer Leitplatte und der dergleichen an dem Deckenleiter 13 bereit gestellt, wodurch die Größe des Deckenleiters 13 beliebig geändert werden kann und somit die Abstrahlrichtcharakteristik der Antenne geändert werden kann, um dadurch die erwünschte Abstrahlrichtcharakteristik zu erreichen.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine M-Typ Antenne, deren Resonanzfrequenz ein wenig niedriger als die des Hohlraums ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf die oben genannte Konfiguration beschränkt. Selbst wenn die M-Typ Antenne eine Resonanzfrequenz aufweist, die ein wenig höher als die des Hohlraums ist, ist es möglich, die gleichen Effekte wie bei vorliegenden Ausführungsform zu erzielen.
  • Außerdem besteht das Antennenelement 12 bei der vorliegenden Ausführungsform aus einem linearen Leiter. Das Antennenelement 12 kann aber auch aus anderen Antennenelementen bestehen. Z. B. kann das Antennenelement 12 ein schraubenartiges Antennenelement sein, das aus einem Leiter in Spiralform besteht. So kann das Antennenelement 12 klein sein und eine geringere Höhe aufweisen, wodurch eine kleine und flache Antenne erzielt wird. Zusätzlich kann das Antennenelement 12 durch einen Teil des Deckenleiters 13 und der Lücke elektrisch geöffnet werden, wie in 15 gezeigt ist. Folglich kann die Impedanz geändert werden und eine Resonanzfrequenz eingestellt werden.
  • Weiter kann die Antenne der vorliegenden Ausführungsform in einer Gruppe (Array) vorgesehen sein, um eine kombinierte Antennengruppe und eine anpassungsfähige Antennengruppe zu bilden. Folglich kann die Richtcharakteristik der ausgestrahlten Radiowellen weiter gesteuert werden.
  • (Ausführungsform 2)
  • Als Nächstes wird Ausführungsform 2 besprochen.
  • Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung wird anhand von 16 besprochen.
  • 16 zeigt die Konfiguration einer Antenne entsprechend Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. In 16 bezeichnet Bezugszeichen 11 einen Speisepunkt, bezeichnet Bezugszeichen 12 ein Antennenelement, bezeichnet Bezugszeichen 13 einen Deckenleiter, bezeichnet Bezugszeichen 14 Seitenleiter, bezeichnet Bezugszeichen 15 einen Hohlraum und bezeichnet Bezugszeichen 16 eine Öffnung, und bezeichnen Bezugszeichen 21 und 22 Abstimmungsleiter. Der Boden des Hohlraums 15 liegt in der XY Ebene, der Speisepunkt 11 liegt auf einer Oberfläche des Hohlraums 15, und das Antennenelement 12 ist mit dem Speisepunkt 11 verbunden. Die Seitenleiter 14 und der Deckenleiter 13 sind elektrisch miteinander verbunden, und die Seitenleiter 14 sind e lektrisch mit dem Hohlraum 15 verbunden. Die Abstimmungsleiter 21 und 22 sind elektrisch mit dem Hohlraum 15 verbunden.
  • Als Beispiel ist die folgende Konfiguration gezeigt: der Hohlraum 15 bildet ein rechtwinkliges Parallelepiped, das in Bezug auf die ZY Ebene und die ZX Ebene symmetrisch ist, der Speisepunkt 11 ist im Ursprung der XY Ebene vorgesehen, der Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 sind rechteckig und symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene und ZX Ebene, das Antennenelement 12 besteht aus einer Leiterleitung senkrecht zur XY Ebene, und die Abstimmungsleiter 21 und 22 sind auf der Y Achse so vorgesehen, dass sie symmetrisch in Bezug auf zwei Ursprungspunkte sind.
  • Die Antenne der vorliegenden Ausführungsform führt die gleichen Betriebsweisen wie die Antenne von Ausführungsform 1 durch.
  • Bei der Antenne von Ausführungsform 1 kann sich in einigen Konfigurationen die Abstimmung an den Speisepunkt 11 verschlechtern. Weiter verringert eine solche Verschlechterung des Abstimmung mit einem Einspeisungsabschnitt die Energie, die an das Antennenelement 12 geliefert wird, was zu einem niedrigeren Abstrahlungswirkungsgrad der Antenne führt.
  • Da die Abstimmungsleiter 21 und 22 nahe bei dem Antennenelement 12, aber vom Antennenelement 12 beabstandet, vorgesehen sind, ist es möglich, die Impedanz der Antenne zu ändern und eine ausgezeichnete Abstimmung mit dem Einspeisungsabschnitt zu erzielen, und dadurch eine Verbesserung der Eigenschaften der Antenne. Wenn weiter die Abstimmungsleiter 21 und 22 so konfiguriert sind, dass kein Einfluss auf die Form eines Leiters, der wie ein Buchstabe "⊐" gebildet ist und aus dem Deckenleiter 13 und den Seitenleitern 14 besteht, und die Form der Öffnung 16 ausgeübt wird, so ändert sich die Richtcharakteristik der Antenne der vorliegenden Ausführungsform kaum im Vergleich mit dem Fall ohne Abstimmungsleiter. Dies liegt daran, weil, wie in Ausführungsform 1 beschrieben, tatsächliche Strahlenquellen sich hauptsächlich auf den "⊐" förmigen Leiter und die Öffnung in der Antenne der vorliegenden Ausführungsform konzentrieren. Es ist nämlich möglich, eine ausgezeichnete Abstimmung der Impedanz bei nahezu keiner Änderung der erwünschten Abstrahlungscharakteristik zu erreichen.
  • Weiterhin beschrieb die vorliegende Ausführungsform beispielhaft die Antenne so, dass sie symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene und die ZX Ebene ist. In diesem Fall ist Richtcharakteristik der von der Antenne ausgestrahlten Radiowellen in Bezug auf die ZY Ebene und ZX Ebene symmetrisch.
  • Wie oben entsprechend der vorliegenden Ausführungsform beschrieben wurde, ist es möglich, eine kleine Antenne zu erzielen, die bei einer einfachen Konfiguration eine ausgezeichnete Abstimmung der Impedanz und über eine große Bandbreite verlustarme ist und eine bidirektionale Abstrahlungscharakteristik besitzt.
  • Weiterhin beschrieb die vorliegende Ausführungsform beispielhaft die Antenne so, dass sie symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene und die ZX Ebene ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht immer auf die so konfigurierte Antenne eingeschränkt. Z. B. kann die Antenne nur in Bezug auf die ZY Ebene symmetrisch sein oder muss nicht symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene und ZX Ebene sein, um die erwünschte Abstrahlungscharakteristik oder die erwünschte Eingangsimpedanzcharakteristik zu erreichen. Weiter kann auch nur die Öffnung 16 symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene oder die ZY Ebene und die ZX Ebene sein. Auch kann nur der Hohlraum 15 symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene oder die ZY Ebene und die ZX Ebene sein. Außerdem kann nur der Deckenleiter 13 symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene oder die ZY Ebene und die ZX Ebene sein. Weiter können nur die Seitenleiter 14 symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene oder die ZY Ebene und die ZX Ebene sein. Außerdem ist auch eine Kombination daraus verwendbar. Eine solche Konfiguration kann zu eine Antenne führen, die für einen bestrahlten Raum die geeignetste Abstrahlrichtcharakteristik hat.
  • Weiterhin hat die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform der Antenne eine einzige Öffnung 16. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die Antenne eingeschränkt, die solchermaßen konfiguriert ist. Z. B. können für das Erreichen einer erwünschten Abstrahlungscharakteristik oder Eingangsimpedanzcharakteristik zwei oder mehr Öffnungen 16 vorgesehen werden.
  • Weiterhin hat die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform der Antenne eine rechteckige Öffnung 16. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne eingeschränkt. Z. B. kann für das Erreichen einer er wünschten Abstrahlungscharakteristik oder Eingangsimpedanzcharakteristik die Öffnung 16 die Form eines Kreises, eines Quadrats, eines Polygons, eines Halbkreise, daraus kombinierter Formen, eines Rings, oder eine andere Form aufweisen. Wenn die Öffnung 16 ein Kreis, eine Ellipse oder eine gekrümmte Oberfläche ist, so ist, was die Abstrahlungscharakteristik anbelangt, der Beugungseffekt an den Ecken verringert, weil der Antennenleiter weniger Ecken hat, wodurch Kreuzpolarisationsumwandlungsverluste der Radiowellen der Antenne verringert werden.
  • Die vorliegende Ausführungsform betraf eine Antenne, bei der die Öffnung 16 auf der Decke des Hohlraums 15 vorgesehen ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne eingeschränkt. Z. B. kann, um eine erwünschte Abstrahlungscharakteristik oder erwünschte Eingangsimpedanzeigenschaften zu erreichen, zusätzlich zur Öffnung 16, die auf der Decke des Hohlraums 15 vorgesehen ist, eine Öffnung auf der Seite des Hohlraums 15 vorgesehen werden.
  • Die vorliegende Ausführungsform betraf eine Antenne, bei der die Öffnung 16 auf einem Teil der Decke des Hohlraums 15 vorgesehen ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne eingeschränkt. Z. B. kann die Decke des Hohlraums 15 völlig offen sein und als Ganzes als eine Öffnung 15 verwendet werden.
  • Die vorliegende Ausführungsform betraf eine Antenne, bei der der Boden des Hohlraums 15 ein Quadrat ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne eingeschränkt. Z. B. kann der Boden des Hohlraums 15 in der Form eines anderen Polygons, eines Halbkreises, daraus kombinierter Formen, oder in anderer Form ausgebildet sein, um eine erwünschte Abstrahlungscharakteristik oder Eingangsimpedanzcharakteristik zu erreichen. Außerdem kann der Boden des Hohlraums 15 ein Kreis, ein Ellipse, eine gekrümmte Fläche sein, oder eine andere Form aufweisen. Was die Abstrahlungscharakteristik anbelangt, ist der Beugungseffekt an den Ecken verringert, weil der Antennenleiter wenige Ecken hat, wodurch Kreuzpolarisationsumwandlungsverluste der Radiowellen der Antenne verringert werden.
  • Weiter ist es erwünscht, wenn die Antenne an einer Decke und dergleichen vorgesehen ist, dass die Form der Antenne an das Deckenquadrat der Decke oder die Form eines Raums angepasst ist, so dass die Antenne nicht auffällt. Wenn jedoch die Antenne in Form eines Rechtecks oder eines anderen Polygons ausgebildet ist, so ist eine Einstellungsrichtung der Antenne eingeschränkt, weil das Deckenquadrate und die Form des Raums nicht geändert werden können. Folglich kann im Fall, in dem der Hohlraum 15 einen kreisförmigen Boden hat, insbesondere wenn die Antenne einen kreisförmigen Boden hat, wenn die Antenne an der Decke vorgesehen ist, die Antenne eingestellt werden, ohne dass die Deckenquadrate oder die Form des Raumes berücksichtigt werden müssten.
  • Beispielsweise zeigt 12 eine Konfiguration, in der der Hohlraum 15 zylinderförmig ist. Weiter kann die Antenne, wenn sie einen kreisförmigen Boden hat, gedreht werden, um eine Einstellungsrichtung zu ändern. Folglich kann eine Richtung der Radiowellenabstrahlung angepasst werden, wodurch die für die Einstellposition der Antenne geeignetste Abstrahlcharakteristik erzielt werden kann.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der der Deckenleiter 13 rechteckig ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. kann der Deckenleiter 13 in der Form eines anderen Polygons, eines Halbkreises, daraus kombinierter Formen, oder in linearer Form ausgebildet sein, um eine erwünschte Richtcharakteristik oder Eingangsimpedanzcharakteristik zu erreichen. Außerdem kann der Deckenleiter 13 ein Kreis, ein Ellipse, eine gekrümmte Fläche sein, oder eine andere Form aufweisen. Was die Abstrahlungscharakteristik anbelangt, ist der Beugungseffekt an den Ecken verringert, weil der Antennenleiter wenige Ecken hat, wodurch Kreuzpolarisationsumwandlungsverluste der Radiowellen der Antenne verringert werden.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der die Seitenleiter 14 und der Deckenleiter 13 wie ein Buchstabe "⊐" geformt sind. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. können die Seitenleiter 14 und der Deckenleiter 13 die Form des Buchstabes U, einer Klammer oder eines Bogen aufweisen. Was daher die Abstrahlungscharakteristik anbelangt, ist der Beugungseffekt an den Ecken verringert, weil der Antennenleiter wenige Ecken hat, wodurch Kreuzpolarisationsumwandlungsverluste der Radiowellen der Antenne verringert werden. Als Beispiel zeigt 25 die Konfiguration solch einer Antenne. 25(A) und 25(B) zeigen ein Beispiel der Antenne, bei der der Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 wie ein Buchstabe U oder eine Klammer geformt sind. 25(C) und 25(D) zeigen ein Beispiel der Antenne; bei der der Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 in Form eines Bogens oder einer Klammer ausgebildet sind.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der die Seitenleiter 14 rechteckig sind und genau so breit wie der Deckenleiter 13 sind. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. kann der Seitenleiter 14 in der Form eines anderen Polygons, eines Halbkreises, daraus kombinierter Formen, oder in linearer Form ausgebildet sein, um eine erwünschte Richtcharakteristik oder Eingangsimpedanzcharakteristik zu erreichen. Weiter können die Seitenleiter 14 eine kleinere oder größere Breite als der Deckenleiter 13 aufweisen. Solche Konfigurationen können die Abstimmung von Parametern verbessern und eine zufriedenstellende Abstimmung zwischen der Impedanz der Antenne und der Impedanz der Einspeisungsleitung erzielen.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, in der die Größe der Öffnung 16 festgelegt ist. Die vorliegende Endung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. kann die Öffnung 16 eine Öffnungssteuerung 17 zum Ändern der Größe der Öffnung 16 umfassen, wie in 13 gezeigt ist. Z. B. wird eine Vorrichtung usw. für das Verschieben einer Leitplatte und der dergleichen an der Öffnung 16 bereit gestellt, um die Größe der Öffnung 16 beliebig zu ändern und die Abstrahlrichtcharakteristik der Antenne zu ändern, um dadurch die erwünschte Abstrahlrichtcharakteristik zu erreichen.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der die Größe des Deckenleiters 13 festgelegt ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. kann der Deckenleiter 13, wie in 14 gezeigt ist, Deckenleitersteuerungen 18 und 19 zum Ändern der Größe des Deckenleiters 13 umfassen. Speziell wird eine Vorrichtung usw. für das Verschieben einer Leitplatte und der dergleichen an dem Deckenleiter 13 bereit gestellt, wodurch die Größe des Deckenleiters 13 beliebig geändert werden kann und so mit die Abstrahlrichtcharakteristik der Antenne geändert werden kann, um dadurch die erwünschte Abstrahlrichtcharakteristik zu erreichen.
  • Außerdem besteht das Antennenelement 12 bei der vorliegenden Ausführungsform aus einem linearen Leiter. Das Antennenelement 12 kann aber auch aus anderen Antennenelementen bestehen. Z. B. kann das Antennenelement 12 ein schraubenartiges Antennenelement sein, das aus einem Leiter in Spiralform besteht. So kann das Antennenelement 12 klein sein und eine geringere Höhe aufweisen, wodurch eine kleine und flache Antenne erzielt wird. Zusätzlich kann das Antennenelement 12 durch einen Teil des Deckenleiters 13 und der Lücke elektrisch geöffnet werden, wie in 15 gezeigt ist. Folglich kann die Impedanz geändert werden und eine Resonanzfrequenz eingestellt werden.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, welche zwei Abstimmungsleiter 21 und 22 hat. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. können ein einzelner Abstimmungsleiter oder drei oder mehr Abstimmungsleiter vorgesehen werden. Solch eine Konfiguration kann einen Freiheitsgrad bei der Konfiguration erhöhen und die Abstimmung mit dem Einspeisungsabschnitt weiter verbessern.
  • Außerdem betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der die Abstimmungsleiter 21 und 22 auf der Y Achse vorgesehen sind, um vom Antennenelement beabstandet zu sein. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. können die Abstimmungsleiter 21 und 22 in jeder möglichen Position an einem Endungsleiter in der XY Ebene vorgesehen sein. Solch eine Konfiguration kann einen Freiheitsgrad bei der Konfiguration erhöhen und die Abstimmung mit dem Einspeisungsabschnitt weiter verbessern.
  • Weiter bestehen die Abstimmungsleiter 21 und 22 bei der vorliegenden Ausführungsform aus linearen Leitern. Die Abstimmungsleiter 21 und 22 können aber auch aus Leitern bestehen, die andere Formen aufweisen. Z. B. können die Leiter 21 und 22 aus einem schraubenartigen Abstimmungsleiter bestehen, der durch einen Leiter in Spiralform gebildet wird, oder einer Leiterleitung bestehen, die L förmig gebogen ist. So können die Abstimmungsleiter 21 und 22 klein und niedrig sein, wodurch eine kleine und flache Antenne erreicht wird.
  • Außerdem betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der die Abstimmungsleiter 21 und 22 in einem Abstand vom Antennenelement 12 vorgesehen sind. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. können die Enden der Teile oder die Abstimmungsleiter 21 und 22 als Ganzes mit einem Mittelpunkt des Antennenelements elektrisch verbunden sein, wie in 17 gezeigt ist. Solch eine Konfiguration kann die Impedanz der Antenne erhöhen und eine ausgezeichnete Abstimmung mit dem Einspeisungsabschnitt erzielen, besonders wenn die Antenne eine niedrige Impedanz besitzt.
  • Außerdem betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der die Abstimmungsleiter 21 und 22 nicht mit dem Deckenleiter 13 verbunden sind. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. können die Enden der Teile oder die Abstimmungsleiter 21 und 22 als Ganzes mit dem Deckenleiter 13 elektrisch verbunden sein, wie in 18 gezeigt ist. Solch eine Konfiguration kann die Impedanz der Antenne erhöhen und eine ausgezeichnete Abstimmung mit dem Einspeisungsabschnitt erzielen, besonders wenn die Antenne eine niedrige Impedanz besitzt.
  • Weiter kann die Antenne der vorliegenden Ausführungsform in einer Gruppe (Array) vorgesehen sein, um eine kombinierte Antennengruppe und eine anpassungsfähige Antennengruppe zu bilden. Folglich kann die Richtcharakteristik der ausgestrahlten Radiowellen weiter gesteuert werden.
  • (Ausführungsform 3)
  • Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung wird anhand von 19 besprochen.
  • 19 zeigt die Konfiguration einer Antenne entsprechend Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung wird anhand von 16 besprochen.
  • In 19 bezeichnet Bezugszeichen 11 einen Speisepunkt, bezeichnet Bezugszeichen 12 ein Antennenelement, bezeichnet Bezugszeichen 13 einen Deckenleiter, bezeichnet Bezugszeichen 14 Seitenleiter, bezeichnet Bezugszeichen 15 einen Hohlraum und bezeichnet Bezugszeichen 16 eine Öffnung, und bezeichnet Bezugszeichen 31 bezeichnet ein Dielektrikum. Der Boden des Hohlraums 15 ist auf XY Ebene, ist der Speisepunkt 11 auf eine Oberfläche des Hohlraums 15 in Position gebracht, und das Antennenelement 12 ist an den Speisepunkt 11 verbunden. Die Seitenleiter 14 und der Deckenleiter 13 sind elektrisch miteinander verbunden, und die Seitenleiter 14 sind elektrisch mit dem Hohlraum verbunden. Die Abstimmungsleiter 21 und 22 sind elektrisch mit dem Hohlraum 15 verbunden.
  • Als Beispiel ist die folgende Konfiguration gezeigt: der Hohlraum 15 bildet ein rechtwinkliges Parallelepiped, das in Bezug auf die ZY Ebene und die ZX Ebene symmetrisch ist, der Speisepunkt 11 ist im Ursprung der XY Ebene vorgesehen, der Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 sind rechteckig und symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene und ZX Ebene, das Antennenelement 12 besteht aus einer Leiterleitung senkrecht zur XY Ebene, und die Abstimmungsleiter 21 und 22 sind auf der Y Achse so vorgesehen, dass sie symmetrisch um in Bezug auf zwei Ursprungspunkte sind.
  • Hier ist ein Raum, der durch den Hohlraum 15 umgeben ist, als das Innere der Antenne bezeichnet, und ein Raum, der dem Inneren der Antenne bezüglich des Hohlraums 15 gegenüberliegt, als das Äußere der Antenne bezeichnet.
  • Die Antenne der vorliegenden Ausführungsform führt die gleichen Betriebsweisen wie die Antenne von Ausführungsform 1 durch.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Dielektrikum 31 in die Antenne eingesetzt. Wenn ein Verhältnis der Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums 31 zur Dielektrizitätskonstante des Vakuums, ε0, durch εr (relative Dielektrizitätskonstante) gegeben ist, so ist eine Wellenlänge im Dielektrikum 31 1/(εr)1/2 mal so groß wie die Wellenlänge im Vakuum. Die Wellenlänge ist im Dielektrikum 31 kurz, weil εr größer oder gleich 1 ist.
  • Aus diesem Grund kann die Antenne durch Einsetzen des Dielektrikums 31 in die Antenne kleiner und dünner ausgebildet sein.
  • Außerdem ist der Antenne der vorliegenden Ausführungsform so konfiguriert, dass ein dielektrisches Substrat in die Antenne eingesetzt ist. So kann die Antenne durch Verwendung eines dielektrisches Substrat, das eine leitende Folie auf beiden Oberflächen hat, gebildet werden.
  • Z. B. ist das dielektrische Substrat geschnitten und leitende Folie auf einer der Oberflächen ist durch Ätzen, mechanisches Bearbeiten und dergleichen entfernt, um den Leiter auf der Decke des Hohlraums 15, dem Deckenleiter 13 und der Öffnung 16 zu bilden. Dabei dient leitende Folie auf der anderen Seite des Substrates als der Boden des Hohlraums.
  • Weiter ist eine geeignete Bohrung im Boden des Hohlraums gebildet, um einen koaxialen Einspeisungsabschnitt 11 zu bilden. Eine Bohrung ist im dielektrischen Substrat gebildet, um ein hervorstehendes Ende einer Leiterleitung vom Deckenleiter 13 zur Außenseite des Substrates hervorstehen zu lassen. Die Leiterleitung steht vom Leiter des koaxialen Einspeisungsabschnitts 11 hervor. Der Deckenleiter 13 und das hervorstehende Ende der Leiterleitung sind elektrisch mittels Verlöten usw. mit dem Deckenleiter verbunden.
  • Und dann werden die Seiten des Substrates mit einer Durchgangsleitung oder einem Leiter bedeckt, um Seitenleiter des Hohlraums 15 zu bilden. Weiter werden die Seitenleiter 14 durch eine Durchgangsleitung gebildet.
  • 20 zeigt, dass eine Durchgangsleitung die Seiten eines Hohlraums 15 und Seitenleiter 14 bildet. In 20, bezeichnet Bezugszeichen 11 einen Speisepunkt, bezeichnet Bezugszeichen 12 ein Antennenelement, bezeichnet Bezugszeichen 13 einen Deckenleiter, bezeichnet Bezugszeichen 14 Seitenleiter, bezeichnet Bezugszeichen 15 einen Hohlraum, bezeichnet Bezugszeichen 16 eine Öffnung, bezeichnet Bezugszeichen 31 ein Dielektrikum, und bezeichnet Bezugszeichen 32 eine Durchgangsleitung.
  • Da die Substratbearbeitet, z. B. mittels Ätzen, mit Arbeitsgenauigkeit durchgeführt wird, ist es möglich, Produktionsgenauigkeit der Antenne zu verbessern und die Kosten durch Massenproduktion zu verringern.
  • Da außerdem herkömmliche Antennen Öffnungen haben, dringt an manchen Standorten der Antenne Luft, die viel Staub und Feuchtigkeit enthält, in das Innere der Antenne über die Öffnung ein. So können die Eigenschaften der Antenne verschlechtert werden. Wenn jedoch das Dielektrikum 31 in die Antenne gefüllt wird, so ist es möglich, die Verschlechterung der Eigenschaften zu verhindern, die durch das Eindringen der Luft mit viel Staub und Feuchtigkeit verursacht wird.
  • Wie voranstehend entsprechend der vorliegenden Ausführungsform beschrieben wurde, ist es möglich, eine kleine und dünne Antenne zu erzielen, die mit einer einfachen Konfiguration eine hohe Arbeitsgenauigkeit und eine geringe Verschlechterung in den Antenneneigenschaften erreicht und die verlustarme Eigenschaften über eine große Bandbreite und, was die Abstrahlungscharakteristik anbelangt, eine bidirektionale Abstrahlungscharakteristik über eine große Bandbreite besitzt.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der das Innere der Antenne, das durch den Leiter umgeben ist, völlig mit dem Dielektrikum 31 gefüllt ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die dermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Das Dielektrikum 31 kann das Innere der Antenne auch nur teilweise auffüllen. Z. B. kann die Antenne durch Kombination der folgenden Elemente gebildet sein: ein Teil des Hohlraums 15 oder der gesamte Hohlraum 15, der Deckenleiter 13, der Seitenleiter 14 oder die Öffnung 16, die gebildet werden, indem man leitende Folie durch das Ätzen oder mechanisches Bearbeiten entfernt, wobei ein dielektrisches Substrat verwendet wird, das leitende Folie auf einer der Oberflächen aufweist. Da der Leiter mit der Öffnung 16 hergestellt wird, indem man das dielektrische Substrat verwendet, ist es auf diese Weise möglich, eine Verschlechterung der Eigenschaften zu verhindern, die durch das Eindringen von Luft viel Staub und Feuchtigkeit in das Innere der Antenne verursacht wird.
  • (Ausführungsform 4)
  • Die folgende Beschreibung bespricht Ausführungsform 4.
  • Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung wird anhand von 26 besprochen.
  • 26 zeigt die Konfiguration einer Antenne entsprechend Ausführungsform 4 der vorliegenden Ausführungsform. In 26, bezeichnet Bezugszeichen 11 einen Speisepunkt, bezeichnet Bezugszeichen 12 ein Antennenelement, bezeichnet Bezugszeichen 13 einen Deckenleiter, bezeichnet Bezugszeichen 14 Seitenleiter, bezeichnet Bezugszeichen 15 einen Hohlraum, bezeichnet Bezugszeichen 16 eine Öffnung, und bezeichnen die Bezugszeichen 41 und 42 Richtungssteuerleiter. Der Boden des Hohlraums 15 liegt in der XY Ebene, der Speisepunkt 11 liegt auf einer Oberfläche des Hohlraums 15, und das Antennenelement 12 ist mit dem Speisepunkt 11 verbunden. Die Seitenleiter 14 und der Deckenleiter 13 sind elektrisch miteinander verbunden, und die Seitenleiter 14 sind elektrisch mit dem Hohlraum 15 verbunden. Die Richtungssteuerleiter 41 und 42 sind elektrisch mit dem Boden des Hohlraums 15 verbunden und in gleichen Abständen vom Ursprung auf der X Achse vorgesehen.
  • Als Beispiel wird die folgende Konfiguration diskutiert: der Hohlraum 15 bildet ein rechtwinkliges Parallelepiped, das in Bezug auf die ZY Ebene und die ZX Ebene symmetrisch ist, der Speisepunkt 11 ist im Ursprung der XY Ebene vorgesehen, der Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 sind rechteckig und symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene und ZX Ebene, das Antennenelement 12 besteht aus einer Leiterleitung senkrecht zur XY Ebene.
  • Die Betriebsweisen der Antenne der vorliegenden Ausführungsform sind im Allgemeinen dieselben wie die der Antenne von Ausführungsform 1.
  • Der Unterschied zur Ausführungsform 1 ist, dass die Richtcharakteristik der Antenne durch die Richtungssteuerleiter 41 und 42 gesteuert werden kann. Da nämlich die Richtungssteuerleiter 41 und 42 in gleichen Abständen vom Ursprung auf der X Achse vorgesehen sind, kann die Richtcharakteristik in der X Richtung größer als bei der Antenne der Ausführungsform 1 sein, wobei die Bidirektionalität beibehalten wird. Auf diese Weise kann die Antenne der vorliegenden Ausführungsform die Richtcharakteristik auf einer vertikalen Oberfläche steuern.
  • Wenn z. B. eine Antenne in einem Raum, wie einem Korridor aufgestellt ist, der in einer horizontalen Richtung lang ist und eine geringe Höhe aufweist, so ist es notwendig, Radiowellen stark in einer horizontalen Richtung abzustrahlen. Folglich ist die Antenne der vorliegenden Ausführungsform für einen Hohlraum wie einen Korridor geeignet, der in einer horizontalen Richtung lang ist und eine geringe Höhe aufweist.
  • Wie oben beschrieben, sind die Richtungssteuerleiter 41 und 42 so vorgesehen, dass sie in Bezug auf die ZY Ebene oder die ZX Ebene symmetrisch sind. Damit ist es möglich, die Richtcharakteristik in der X Richtung zu erhöhen, wobei die bidirektionale Abstrahlungscharakteristik beibehalten wird.
  • Weiterhin beschrieb die vorliegenden Ausführungsform, dass die Richtungssteuerleiter 41 und 42 auf der X Achse vorgesehen sind. Die vorliegende Endung ist aber nicht auf die oben genannte Konfiguration beschränkt. Wenn die Richtungssteuerleiter 41 und 42 in Y Richtung verschoben werden, ist die Richtcharakteristik der Antenne dementsprechend in die Verschiebungsrichtung verschoben. Wenn daher die Antenne an einem Standort für die Einstellung der Antenne aufgestellt ist, kann der Antenne geeignet justiert werden, so dass die am besten geeignete Richtcharakteristik einfach durch Justieren der Positionen der Richtungssteuerleiter 41 und 42 erreicht werden kann.
  • (Ausführungsform 5)
  • Die folgende Beschreibung diskutiert Ausführungsform 5.
  • Die folgende Beschreibung diskutiert Ausführungsform 5 der vorliegenden Ausführungsform anhand von 27.
  • 27 zeigt die Konfiguration einer Antenne entsprechend Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung. In 27, bezeichnet Bezugszeichen 11 einen Speisepunkt, Bezugszeichen 12 bezeichnet ein Antennenelement, Bezugszeichen 13 bezeichnet einen Deckenleiter, Bezugszeichen 14 bezeichnet Seitenleiter, Bezugszeichen 15 bezeichnet einen Hohlraum, Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Öffnung. Der Boden des Hohlraums 15 liegt in der XY Ebene, der Speisepunkt 11 ist an einer Oberfläche des Hohl raums 15 positioniert und das Antennenelement 12 ist mit dem Speisepunkt 11 verbunden. Die Seitenleiter 14 und der Deckenleiter 13 sind elektrisch miteinander verbunden, und Kondensatoren 43 und 44 sind zwischen den Seitenleitern 14 und dem Hohlraum 15 eingesetzt.
  • Als Beispiel wird die folgende Konfiguration besprochen: der Hohlraum 15 bildet ein rechtwinkliges Parallelepiped, das in Bezug auf die ZY Ebene und die ZX Ebene symmetrisch ist, der Speisepunkt 11 ist im Ursprung der XY Ebene vorgesehen, der Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 sind rechteckig und sind in Bezug auf die ZY Ebene und die ZX Ebene symmetrisch, und das Antennenelement 12 besteht aus einer Leiterleitung senkrecht zur XY Ebene.
  • Die Betriebsweisen der Antenne der vorliegenden Ausführungsform sind im Allgemeinen dieselben wie die der Antenne von Ausführungsform 1.
  • Der Unterschied zur Ausführungsform 1 ist, dass eine Höhe zwischen dem Boden des Hohlraums 15 und dem Deckenleiter 13 durch das Einsetzen der Kondensatoren 43 und 44 zwischen den Seitenleitern 14 und dem Hohlraum 15 verringert sein kann. Folglich kann die Höhe der Antenne durch das Verwenden der Kondensatoren 43 und 44, verringert werden, wenn die Antenne zu hoch usw. ist.
  • Außerdem zeigt 28, dass die Kondensatoren 43 und 44 der Antenne von 27 durch Spulen 45 und 46 ersetzt sind. Durch das Verwenden der Spulen 45 und 46 kann die Höhe der Antenne vergrößert werden, wenn die Höhe der Antenne zu niedrig usw. ist.
  • Außerdem betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, die in Bezug auf die ZY Ebene und ZX Ebene symmetrisch ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. kann die Antenne nur in Bezug auf die ZY Ebene symmetrisch sein oder muss nicht symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene und ZX Ebene sein, um die erwünschte Abstrahlungscharakteristik oder die erwünschte Eingangsimpedanzcharakteristik zu erreichen. Weiter kann auch nur die Öffnung 16 symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene oder die ZY Ebene und die ZX Ebene sein. Auch kann nur der Hohlraum 15 symmet risch in Bezug auf die ZY Ebene oder die ZY Ebene und die ZX Ebene sein. Außerdem kann nur der Deckenleiter 13 symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene oder die ZY Ebene und die ZX Ebene sein. Weiter können nur die Seitenleiter 14 symmetrisch in Bezug auf die ZY Ebene oder die ZY Ebene und die ZX Ebene sein. Auch können die oben genannten Elemente kombiniert werden. Eine solche Konfiguration kann zu eine Antenne führen, die für einen bestrahlten Raum die geeignetste Abstrahlrichtcharakteristik hat.
  • Weiterhin hat die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform der Antenne nur eine einzige Öffnung 16. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die Antenne eingeschränkt, die solchermaßen konfiguriert ist. Z. B. können für das Erreichen einer erwünschten Abstrahlungscharakteristik oder Eingangsimpedanzcharakteristik zwei oder mehr Öffnungen 16 vorgesehen werden.
  • Weiterhin hat die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform der Antenne eine rechteckige Öffnung 16. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne eingeschränkt. Z. B. kann für das Erreichen einer erwünschten Abstrahlungscharakteristik oder Eingangsimpedanzcharakteristik die Öffnung 16 die Form eines Kreises, eines Quadrats, eines Polygons, eines Halbkreise, daraus kombinierter Formen, eines Rings, oder eine andere Form aufweisen. Wenn die Öffnung 16 ein Kreis, eine Ellipse oder eine gekrümmte Oberfläche ist, so ist, was die Abstrahlungscharakteristik anbelangt, der Beugungseffekt an den Ecken verringert, weil der Antennenleiter weniger Ecken hat, wodurch Kreuzpolarisationsumwandlungsverluste der Radiowellen der Antenne verringert werden.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der die Seitenleiter 14 und der Deckenleiter 13 wie ein Buchstabe "⊐" geformt sind. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. können die Seitenleiter 14 und der Deckenleiter 13 die Form des Buchstabes U, einer Klammer oder eines Bogen aufweisen. Was daher die Abstrahlungscharakteristik anbelangt, ist der Beugungseffekt an den Ecken verringert, weil der Antennenleiter wenige Ecken hat, wodurch Kreuzpolarisationsumwandlungsverluste der Radiowellen der Antenne verringert werden. Als Beispiel zeigt 25 die Konfiguration solch einer Antenne. 25(A) und 25(B) zeigen ein Beispiel der Antenne, bei der der Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 wie ein Buchstabe U oder eine Klammer ge formt sind. 25(C) und 25(D) zeigen ein Beispiel der Antenne, bei der der Deckenleiter 13 und die Seitenleiter 14 in Form eines Bogens oder einer Klammer ausgebildet sind.
  • Die vorliegende Ausführungsform diskutierte als Beispiel eine Antenne, bei der die Öffnung 16 auf der Decke des Hohlraums 15 vorgesehen ist. Die vorliegende Endung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne eingeschränkt. Z. B. kann, um eine erwünschte Abstrahlungscharakteristik oder erwünschte Eingangsimpedanzeigenschaften zu erreichen, zusätzlich zur Öffnung 16, die auf der Decke des Hohlraums 15 vorgesehen ist, eine Öffnung auf der Seite des Hohlraums 15 vorgesehen werden.
  • Die vorliegende Ausführungsform betraf eine Antenne, bei der die Öffnung 16 auf einem Teil der Decke des Hohlraums 15 vorgesehen ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne eingeschränkt. Z. B. kann die Decke des Hohlraums 15 völlig offen sein und als Ganzes als eine Öffnung 15 verwendet werden.
  • Die vorliegende Ausführungsform betraf eine Antenne, bei der der Boden des Hohlraums 15 ein Quadrat ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne eingeschränkt. Z. B. kann der Boden des Hohlraums 15 in der Form eines anderen Polygons, eines Halbkreises, daraus kombinierter Formen, oder in anderer Form ausgebildet sein, um eine erwünschte Abstrahlungscharakteristik oder Eingangsimpedanzcharakteristik zu erreichen. Außerdem kann der Boden des Hohlraums 15 ein Kreis, ein Ellipse, eine gekrümmte Fläche sein, oder eine andere Form aufweisen. Was die Abstrahlungscharakteristik anbelangt, ist der Beugungseffekt an den Ecken verringert, weil der Antennenleiter wenige Ecken hat, wodurch Kreuzpolarisationsumwandlungsverluste der Radiowellen der Antenne verringert werden.
  • Weiter ist es erwünscht, wenn die Antenne an einer Decke und dergleichen vorgesehen ist, dass die Form der Antenne an das Deckenquadrat der Decke oder die Form eines Raums angepasst ist, so dass die Antenne nicht auffällt. Wenn jedoch die Antenne in Form eines Rechtecks oder eines anderen Polygons ausgebildet ist, so ist eine Einstellungsrichtung der Antenne eingeschränkt, weil das Deckenquadrate und die Form des Raums nicht geändert werden können. Folglich kann im Fall, in dem der Hohlraum 15 einen kreisförmigen Boden hat, insbesondere wenn die Antenne einen kreisförmigen Boden hat, wenn die Antenne an der Decke vorgesehen ist, die Antenne vorteilhaft eingestellt werden, ohne dass die Deckenquadrate oder die Form des Raumes berücksichtigt werden müssten.
  • Beispielsweise zeigt 12 eine Konfiguration, in der der Hohlraum 15 zylinderförmig ist. Weiter kann die Antenne, wenn sie einen kreisförmigen Boden hat, gedreht werden, um eine Einstellungsrichtung zu ändern. Folglich kann eine Richtung der Radiowellenabstrahlung angepasst werden, wodurch die für die Einstellposition der Antenne geeignetste Abstrahlcharakteristik erzielt werden kann.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der der Deckenleiter 13 rechteckig ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. kann der Deckenleiter 13 in der Form eines anderen Polygons, eines Halbkreises, daraus kombinierter Formen, oder in linearer Form ausgebildet sein, um eine erwünschte Richtcharakteristik oder Eingangsimpedanzcharakteristik zu erreichen. Außerdem kann der Deckenleiter 13 ein Kreis, ein Ellipse, eine gekrümmte Fläche sein, oder eine andere Form aufweisen. Was die Abstrahlungscharakteristik anbelangt, ist der Beugungseffekt an den Ecken verringert, weil der Antennenleiter wenige Ecken hat, wodurch Kreuzpolarisationsumwandlungsverluste der Radiowellen der Antenne verringert werden.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der die Seitenleiter 14 rechteckig sind und genau so breit wie der Deckenleiter 13 sind. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. kann der Seitenleiter 14 in der Form eines anderen Polygons, eines Halbkreises, daraus kombinierter Formen, oder in linearer Form ausgebildet sein, um eine erwünschte Richtcharakteristik oder Eingangsimpedanzcharakteristik zu erreichen. Weiter können die Seitenleiter 14 eine kleinere oder größere Breite als der Deckenleiter 13 aufweisen. Solche Konfigurationen können die Abstimmung von Parametern verbessern und eine zufriedenstellende Abstimmung zwischen der Impedanz der Antenne und der Impedanz der Einspeisungsleitung erzielen.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der die Größe der Öffnung 16 festgelegt ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. kann die Öffnung 16 eine Öffnungssteuerung 17 zum Ändern der Größe der Öffnung 16 umfassen, wie in 13 gezeigt ist. Z. B. wird eine Vorrichtung usw. für das Verschieben einer Leitplatte und der dergleichen an der Öffnung 16 bereit gestellt, um die Größe der Öffnung 16 beliebig zu ändern und die Abstrahlrichtcharakteristik der Antenne zu ändern, um dadurch die erwünschte Abstrahlrichtcharakteristik zu erreichen.
  • Weiterhin betraf die als Beispiel besprochene vorliegende Ausführungsform eine Antenne, bei der die Größe des Deckenleiters 13 festgelegt ist. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht immer auf die solchermaßen konfigurierte Antenne beschränkt. Z. B. kann der Deckenleiter 13, wie in 14 gezeigt ist, Deckenleitersteuerungen 18 und 19 zum Ändern der Größe des Deckenleiters 13 umfassen. Speziell wird eine Vorrichtung usw. für das Verschieben einer Leitplatte und der dergleichen an dem Deckenleiter 13 bereit gestellt, wodurch die Größe des Deckenleiters 13 beliebig geändert werden kann und somit die Abstrahlrichtcharakteristik der Antenne geändert werden kann, um dadurch die erwünschte Abstrahlrichtcharakteristik zu erreichen.
  • Außerdem besteht das Antennenelement 12 bei der vorliegenden Ausführungsform aus einem linearen Leiter. Das Antennenelement 12 kann aber auch aus anderen Antennenelementen bestehen. Z. B. kann das Antennenelement 12 ein schraubenartiges Antennenelement sein, das aus einem Leiter in Spiralform besteht. So kann das Antennenelement 12 klein sein und eine geringere Höhe aufweisen, wodurch eine kleine und flache Antenne erzielt wird. Zusätzlich kann das Antennenelement 12 durch einen Teil des Deckenleiters 13 und der Lücke elektrisch geöffnet werden, wie in 15 gezeigt ist. Folglich kann die Impedanz geändert werden und eine Resonanzfrequenz eingestellt werden.
  • Weiter kann die Antenne der vorliegenden Ausführungsform in einer Gruppe (Array) vorgesehen sein, um eine kombinierte Antennengruppe und eine anpassungsfähige Antennengruppe zu bilden. Folglich kann die Richtcharakteristik der ausgestrahlten Radiowellen weiter gesteuert werden.
  • Außerdem ist der Hohlraum 15 der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Beispiel eines leitenden Gehäuses. Die Seitenleiter 14 und der Deckenleiter 13 der vorliegenden Ausführungsform sind Beispiele für interne Leiter gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Antennenelement 12 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel eines Speiseelements der gemäß vorliegenden Erfindung. Die Verbindung des Antennenelements 12 mit dem Deckenleiter 13 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel für einen Speisepunkt gemäß der vorliegenden Erfindung. Wenn eine Lücke zwischen dem Antennenelement 12 und dem Deckenleiter 13 der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen ist, sind die Deckenleitersteuerungen 18 und 19 der vorliegenden Ausführungsform Beispiele für Deckenleiterabstimmungseinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung, und die Öffnungssteuerung 17 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel für eine Öffnungssteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Wie oben beschrieben, ist es entsprechend der vorliegenden Ausführungsform mit einer einfachen Konfiguration möglich, eine Antenne zu erzielen, die niedrige Verluste über eine große Bandbreite und eine bidirektionale Abstrahlungscharakteristik aufweist, da das Antennenelement 12, das von den Seitenleitern 14 und vom Deckenleiter 13 umgeben ist, innerhalb des Hohlraums 15 vorgesehen ist.
  • Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung eine Antenne bereit stellen, die insbesondere auf an ihrer Oberseite klein ist und über eine große Bandbreite eine bidirektionale Abstrahlungscharakteristik erreicht.

Claims (19)

  1. Antenne mit einem kastenförmigen leitenden Gehäuse (15) mit einem leitenden Boden, leitenden Seitenwänden (14) und einer Oberseite, die wenigstens eine Öffnung (16) mit einem internen Leiterelement (13, 14) aufweist, das in dem Gehäuse in der Öffnung (16) vorgesehen ist und eine U-förmige oder bogenförmige Konfiguration aufweist, wobei die jeweiligen Enden des Leiterelements mit dem Boden des leitenden Gehäuses (15) verbunden sind, und mit einem Speiseelement (12), das mit einem Ende mit einem Speisepunkt, der auf dem leitenden Boden vorgesehen ist, verbunden ist, und dessen anderes Ende auf den mittleren Teil des Leiterelements (13) gerichtet ist, um durch zueinander senkrechte Ströme zwei Resonanzen zu bilden.
  2. Antenne gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Speiseelement (12) direkt mit dem Leiterelement (13) verbunden ist.
  3. Antenne gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem freien Ende des Speiseelements (12) und dem Leiterelement (13) eine Lücke vorgesehen ist.
  4. Antenne gemäß einem der Ansprüche 1–3, gekennzeichnet durch Abstimmungsleiter (21, 22), die dem Speiseelement (12) gegenüberliegend zwischen dem Boden des leitenden Gehäuses (15) und dem Leiterelement (13) vorgesehen sind.
  5. Antenne gemäß einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des leitenden Gehäuses (15) ganz oder teilweise mit einem Dielektrikum gefüllt ist.
  6. Antenne gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Gehäuse (15) und das Leiterelement (13) dadurch gebildet sind, dass eine metallische Folie an dem dielektrischen Körper befestigt wird.
  7. Antenne gemäß einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnungssteuerungseinrichtung (17) zum Einstellen der Größe der Öffnung in dem leitenden Gehäuse (15) vorgesehen ist.
  8. Antenne gemäß einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass Justiereinrichtungen (18, 19) vorgesehen sind, um die Größe des Leiterelements (13) einzustellen.
  9. Antenne gemäß einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Gehäuse (15) kreisförmige obere und untere Wände aufweist.
  10. Antenne gemäß einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Wand und die untere Wand des leitenden Gehäuses (15) rechteckig sind.
  11. Antenne gemäß einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterelement (13) einen mittleren Teil (13) und gegenüberliegende Seitenelemente (14) umfasst, wobei die Abmessungen des mittleren Teils (13) kürzer sind, als die Wellenlängen der höchsten Frequenz im zu übertragenden Frequenzband.
  12. Antenne gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1–11, wobei, wenn ein rechtwinkliges Koordinatensystem verwendet wird, das seinen Ursprung im Zentrum des leitenden Gehäuses (15) hat, dessen X-Achse und Y-Achse auf dem Boden des leitenden Gehäuses liegen und dessen Z-Achse diesen Boden schneidet, das leitende Gehäuse (15) symmetrisch bezüglich der ZX-Ebene und der ZY-Ebene des rechtwinkligen Koordinatensystems ist, und der Speiseabschnitt auf der Y-Achse des rechtwinkligen Koordinatensystems vorgesehen ist.
  13. Antenne gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1–12, weiter umfassend wenigstens einen oder mehrere Richtungssteuerungsleiter.
  14. Antenne gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungssteuerungsleiter so vorgesehen sind, dass sie bezüglich der ZY-Ebene des rechtwinkligen Koordinatensystems symmetrisch sind.
  15. Antenne gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungssteuerungsleiter so vorgesehen sind, dass sie symmetrisch bezüglich der ZX-Ebene des rechtwinkligen Koordinatensystems sind.
  16. Antenne gemäß einem der Ansprüche 13–15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Richtungssteuerungsleiter mit dem leitenden Gehäuse (15) verbunden ist.
  17. Antenne gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1–16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Resonanzfrequenz des Leiterelements (13), eine Resonanzfrequenz des leitenden Gehäuses (15) auf eine Oberfläche, die parallel zum Leiterelement (13) und senkrecht zum Boden des leitenden Gehäuses (15) ist, und eine Resonanzfrequenz des leitenden Gehäuses auf eine Oberfläche, die senkrecht zum Leiterelement (13) und zum Boden des leitenden Gehäuses ist, voneinander verschieden sind.
  18. Antenne gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1–17, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterelement (13) mit dem leitenden Gehäuse über einen Kondensator (43, 44) verbunden ist.
  19. Antenne gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1–18, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterelement (13) über eine Spule (45, 46) mit dem leitenden Gehäuse verbunden ist.
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