ITTO20010893A1 - Dispositivo d'antenna a polarizzazione circolare. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Dispositivo d'antenna a polarizzazione circolare"

SFONDO DELL'INVENZIONE

1. Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare utilizzato ad esempio per apparecchiature di comunicazione di una unità mobile.

2. Descrizione della tecnica attinente

La comunicazione satellitare facendo uso di un satellite artificiale viene utilizzata in aeromobili, autovetture, ecc., ed utilizza onde radio a polarizzazione circolare allo scopo di eliminare differenze regionali. In particolare, dispositivi d'antenna per onde a polarizzazione citcolare di piccole dimensioni sono richiesti quali antenne per apparecchiature radio che utilizzano onde a polarizzazione circolare, come GPS ("Global Posit'ioning System" - Sistema di Posizionamento Globale), DAB ("Digital Audio Broadcast" Trasmissione Audio Digitale) utilizzando la banda S, ETC ("Electrical Toll Collection" Raccolta di Pei Elettrica) o slmili. Per soddisfare questo requisit la richiedente della presente ha proposto un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare a montaggio superficiale ed una apparecchiatura radio che utilizza tale dispositivo, nella pubblicazione della .domanda di brevetto giapponese N# 2000-183637. La Fig. 11 mostra l'antenna a polarizzazione circolare proposta nella domanda di brevetto precedentemente menzionata.

Nella Fig. 11, l'antenna a polarizzazione circolare ha un substrato a forma di piastra piana formato dà un corpo dielettrico. Su una superficie principale di questo substrato 1, è formato un conduttore di radiazione 2 che ha una forma sostanzialmente rettangolare in una vista in pianta, e del quale due porzioni d'angolo diagonalmente opposte sono tagliate, mentre, sull'altra sua superficie princip e formato un conduttore di massa 3 sostanzialmente sull'intera superficie, tranne una porzione di avvolgimento di un conduttore di alimentazione come descritto in seguito. Su una superficie laterale del substrato 1, è previsto un conduttore di alimentazione a forma di striscia 4 che si estende dalla superficie principale su cui è formato il conduttore di massa 3, alla superficie principale s^ cui è formato il conduttore di radiazione 2, e ciascuna] delle estremità del conduttore di alimentazione 4 è formata in modo da avvolgersi intorno ad una delle superfici principali. Su lati opposti del conduttore di alimentazione 4, conduttori di carico capacitivo 5 e 6 sono formati sostanzialmente sulle intere superfici restanti assicurando un isolamento elettrico dal conduttore di alimentazione 4, e questi conduttori di carico capacitivo 5 e 6 sono collegati al-conduttore di massa 3.

Nel dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare avente queste caratteristiche, una capacità parassita è formata tra il conduttore di alimentazione 4 ed il conduttore di radiazione 2, mentre una capacità di carico 0 una capacità elettrostatica è formata tra ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 5 e 6 ed il conduttore di radiazione 2. In questo caso, poiché la porzione d'angolo del conduttore di radiazione 2 sul lato del conduttore di carico capacitivo 6 è tagliata, una capacità di carico o una capacità elettrostatica tra i conduttori di carico capacitivo 6 ed il conduttore di radiazione 2 è minore di quella tra 1 conduttori di carico capacitivo 5 ed il conduttore di radiazione 2.

Quando la potenza di un segnale da trasmettere è fornita al conduttore di alimentazione 4, una corrente risonante in una modalità a polarizzazione lineare non passa attraverso il conduttore di radiazione 2,ma correnti risonanti separate in due circuiti risonanti, ossia un circuito risonante ad alta frequenza formato dal conduttore di radiazione 2 e dal conduttore di carico capacitivo 5, e quello formato dal conduttore di radiazione 2 e dal conduttore di carico capacitivo 6, in altre parole correnti risonanti in un modo a separazione di degenerazione, passano attraverso il conduttore di radiazione 2. Queste due' correnti risonanti nel modo a separazione di degenerazione hanno una differenza di fase predeterminata ί3⁄4 , generano due campi elettrici di radiazione aventi frequenze differenti l'una dall' altra (fi e f 2) , ed irradiano onde elettromagnetiche a polarizzazione circolare dal conduttore di radiazione 2 nella direzione normale a quest'ultimo.

Tuttavia, nell' antenna per onde a polarizzazione circolare avente le caratteristiche precedentemente descritte, la larghezza L dei conduttori di carico capacitivo 5 e 6 rispetto alla lunghezza del bordo 2a del conduttore di radiazione 2 è grande, per cui i cammini attraverso i quali passano due correnti risonanti nel modo a separazione di degenerazione, dipendono dalla larghezza L dei conduttori di carico capacitivo 5 e 6, e la larghezza L determina la capacità di carico o capacità elettrostatica tra il conduttore di radiazione 2 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 5 e 6. Di conseguènza, due campi elettrici di radiazione nel modo a separazione di degenerazione non hanno una differenza di fase di 90° tra loro, ed i due campi elettrici di radiazione non si intersecano spazialmente in modo ortogonale l'uno rispetto all'altro. Ciò produce onde a polarizzazione ellittica, e provoca un deterioramento delle caratteristiche dell'antenna.

Inoltre, poiché il conduttore di alimentazione 4 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 5 e 6 sono vicini l'uno all'altro, l'accoppiamento elettromagnetico tra il conduttore di alimentazione 4 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 5 e 6 diventa elevato, e quindi la potenza di segnali di trasmissione/ricezione utilizzando il conduttore di radiazione 2 ' diventa piccola per cui è necessario aumentare di conseguenza la potenza di segnali di trasmissione/ricezione da applicare al conduttore di alimentazione 4.

Inoltre, nella condizione in cui la costante dielettrica del substrato 1 è costante, quando l'area dei conduttori di carico capacitivo 5 e 6 aumenta, la capacità di carico o capacità elettrostatica tra il conduttore di radiazione 2 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 5 e 6 diventa elevata, per cui la frequenza di risonanza nel modo a separazione di degenerazione si riduce. Ciò provoca un problema per il fatto che non è possibile ottenere una frequenza desiderata.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione è stata realizzata per risolvere

i problemi precedenti, ed uno scopo della presente invenzione

consiste nel fornire un dispositivo d'antenna per onde a

polarizzazione circolare che ha una migliore ortogonalità

di due campi elettrici di radiazione nel modo a separazione

di degenerazione.

Per raggiungere lo scopo precedentemente descritto, la

presente invenzione utilizza le seguenti configurazioni per

risolvere i problemi precedentemente descritti. Il

dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare

in accordo con un primo aspetto dell'invenzione comprende

un substrato realizzato in un materiale dielettrico; un . conduttore di radiazione avente una forma quadrangolare in

una vista in pianta, in cui il conduttore di radiazione è

formato su una superficie principale del substrato; un

conduttore di massa formato sull'altra superficie principale

del substrato, in cui l'altra superficie principale è opposta

al conduttore di radiazione; ed un conduttore di

alimentazione formato sul substrato in modo da estendersi

dall'altra superficie principale verso la prima superficie

principale. In questo dispositivo d'antenna per onde a

polarizzazione circolare, il conduttore di radiazione è

realizzato in una forma in cui le lunghezze elettriche in

due direzioni ortogonali sul conduttore di radiazione sono

uguali l'una all'altra. Sul substrato, conduttori di carico

capacitivo che generano una capacità di carico tra il conduttore di radiazione ed i conduttori di carico capacitivo, sono disposti in posizioni nelle direzioni diagonali sul conduttore di radiazione, e la capacità di carico determina la differenza di frequenza tra due correnti risonanti che passano attraverso il conduttore di radiazione.

Il dispositivo d’antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con un secondo aspetto della presente invenzione comprende un substrato realizzato in un materiale dielettrico; un conduttore di radiazione formato su una prima superficie principale del substrato; un conduttore di massa formato su un'altra superficie principale del substrato, in cui l'altra superficie principale è opposta al conduttore di radiazione; ed un conduttore di alimentazione formato su una superficie laterale del substrato in modo da estendersi dall'altra superficie principale verso la prima superficie principale. In questo dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare, il conduttore di radiazione è realizzato in una forma quadrata in una vista in pianta, o in una forma elettrica quadrata in una vista in pianta. Sul substrato, conduttori di carico capacitivo che sono formati tra il conduttore di massa ed il conduttore di radiazione, e che hanno forme differenti l'uno dall'altro tra una delle direzioni diagonali e l'altra dilezione diagonale, sono disposti nelle posizioni di prolungamento delle due linee diagonali sul conduttore di radiazione o nella regione vicina.

Nel dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con la presente Invenzione, la configurazione può essere tale per cui il substrato è realizzato nella forma di un esaedro avente due superfici principali e quattro superfici laterali; ciascuno dei conduttori di carico capacitivo è disposto sulla superficie laterale su cui è disposto il conduttore di alimentazione, lungo la linea di spigolo tra la superficie laterale precedentemente menzionata ed una superficie laterale adiacente ad essa, e la lunghezza di uno dei conduttori di carico capacitivo una cui prima estremità è collegata al conduttore di massa, è resa inferiore a quella dell'altro dei conduttori di carico capacitivo; e, sulla superficie laterale opposta alla superficie laterale su cui è disposto il conduttore di alimentazione, conduttori di carico capacitivo che hanno la stessa lunghezza dei conduttori di carico capacitivo nelle direzioni diagonali sulla superficie principale, sono disposti ciascuno lungo lo spigolo tra la superficie laterale e superfici laterali adiacenti.

Inoltre, nel dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con la presente invenzione, preferibilmente ciascuno 'dei conduttori di carico capacitivo è formato dividendolo in una molteplicità di pezzi di conduttore di carico capacitivo con intercapedini inserite tra loro.

Inoltre, nel dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con la presente invenzione, è preferibile che il conduttore di radiazione abbia pezzi di estensione del conduttore di radiazione ciascuno dei quali si estende verso il basso da una porzione d'angolo del conduttore di radiazione lungo lo spigolo tra superfici laterali adiacenti; e che i pezzi di estensione del conduttore di radiazione siano formati in modo da avere intercapedini differenti tra i pezzi di estensione del conduttore di radiazione ed i conduttori di carico capacitivo, tra le due diverse direzioni diagonali.

Inoltre, nel dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con la presente invenzione, preferibilmente almeno uno dei conduttori di carico capacitivo è formato in modo da estendersi fino alla superficie principale su cui è formato il conduttore di radiazione.

Inoltre, nel dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con la presente invenzione, preferibilmente ciascuno dei conduttori di carico capacitivo è realizzato in una forma sinuosa.

Inoltre, nel dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con la presente invenzione, preferibilmente il substrato è realizzato sotto forma di un parallelepipedo rettangolo.

Nel dispositivo d’antenna per onde a polarizzazione circolare avente le caratteristiche precedentemente descritte in accordo con il primo aspetto, poiché la forma superficiale del conduttore di radiazione è una forma in cui le lunghezze elettriche in due direzioni ortogonali del conduttore di radiazione sono uguali l’una all'altra, la superficie del conduttore di radiazione è realizzata in una forma quadrata ad un esame visivo, oppure in una forma quadrata elettrica in cui le lunghezze elettriche di due lati sono uguali. Le direzioni diagonali del quadrato ad un esame visivo sono ortogonali l'una all'altra. D'altra parte, il quadrato elettrico è rettangolare ad un esame visivo, ma le direzioni diagonali di questo rettangolo ad un esame visivo sono elettricamente ortogonali l'una all'altra.

Utilizzando questo conduttore di radiazione, la comparsa del modo a separazione di degenerazione generato qpando si applica una potenza di trasmissione dal conduttore di alimentazione al conduttore di radiazione, è condizionata dalle geometrie del conduttore di radiazione e dei conduttori di carico capacitivo e dalle posizioni reciproche tra loro. In modo specifico, disponendo conduttori di carico capacitivo nelle direzioni diagonali del condflttore di radiazione, e prevedendo una . differenza tra i conduttori di carico capacitivo nelle direzioni diagonali, si forma un circuito risonante equivalente in cui passa una corrente risonante in ciascuna delle direzioni diagonali, e le direzioni in cui passano le correnti risonanti nel conduttore di radiazione sono determinate. In altre parole, è determinato il grado in cui due campi elettrici (onde polarizzate) che utilizzano correnti risonanti quale sorgente di eccitazione si intersecano spazialmente tra loro in direzioni ortogonali.

Inoltre, selezionando la geometria dei conduttori di carico capacitivo e le posizioni relative tra il conduttore di radiazione e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo, sono determinati i valori delle capacità di carico che variano come valore di capacità per ogni direzione diagonale. La capacità di carico costituisce un elemento circuitale che determina la differenza di frequenza tra i due campi elettrici (onde polarizzate). Nel conduttore di radiazione in cui le direzioni diagonali sono ortogonali l'una all'altra, ed avente una forma in cui le lunghezze elettriche di due suoi lati sono uguali, due correnti risonanti nel modo a separazione di degenerazione presentano una differenza di fase tra loro di circa 90°, e la differenza di fase tra le onde polarizzate diventa anch'essa di circa 90°.

Come precedentemente descritto, nella presente invenzione, poiché si può fare in modo che la differenza di fase tra le due onde polarizzate sla di circa 90°, e si può fare in modo che le onde polarizzate si intersechino spazialmente l'una con l'altra sostanzialmente in direzioni ortogonali, è possibile ottenere una antenna che irradia onde elettromagnetiche a polarizzazione circolare dal conduttore di radiazione.

Nella presente, la "lunghezza elettrica del conduttore di radiazione" indica la semi-lunghezza di una lunghezza d'onda effettiva, in altre parole una semi-lunghezza della lunghezza d'onda di un'onda elettromagnetica irradiata dall'antenna, divisa per la radice della costante dielettrica del substrato. Inoltre, il "modo a separazione di degenerazione" indica l'eccitazione di due correnti risonanti che hanno fasi e frequenze differenti l'una dall'altra, sul conduttore di radiazione, mediante un'unica alimentazione di potenza.

Nel dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con il secondo aspetto, poiché la forma del conduttore di radiazione è una forma quadrata in una vista in pianta o una forma elettrica quadrata in una vista in pianta, ed i conduttori di carico capacitivo sono disposti in modo che le capacità di carico siano differenti l'una dall'altra tra le due direzioni diagonali, due correnti risonanti nel modo a separazione' di degenerazione sono eccitate dall'alimentazione di potenza da un unico punto tranne le due direzioni diagonali, sul conduttore di radiazione, ed inoltre sono determinate le direzioni In cui passano le correnti risonanti, e le onde polarizzate generate da queste correnti risonanti si intersecano spazialmente l'una con l'altra in direzioni sostanzialmente ortogonali. Inoltre, le due correnti risonanti diventano correnti che sono differenti l'una dall'altra come frequenza di risonanza ed hanno una differenza di fase di circa 90° tra loro, e quindi la differenza di fase tra le onde polarizzate che hanno frequenze di risonanza differenti l'una dall'altra diventa di circa 90°.

Le frequenze di risonanza precedentemente descritte, in altre parole le frequenze di onde polarizzate, sono soggette alle influenze delle capacità di carico tra il conduttore di radiazione e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo, in particolare l'influenza dell'intercapedine tra il conduttore di radiazione e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo, per cui, impostando ad un valore desiderato l'intercapedine tra il conduttore di radiazione e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo e la geometria dei conduttori di carico capacitivo, in particolare la loro lunghezza e larghezza, è possibile fissare la frequenza di onde polarizzate in modo da soddisfare una caratteristica richiesta dell'antenna e selezionare la frequenza di onde elettromagnetiche che il conduttore di radiazione irradierà.

Nella configurazione in cui 11 substrato è realizzato In una forma ad esaedro, ed in cui i conduttori di carico capacitivo, aventi la stessa lunghezza nella stessa direzione diagonale sulla superficie principale, sono disposti lungo gli spigoli delle superfici laterali del substrato, 11 funzionamento del modo a separazione di degenerazione è determinato dalla struttura dell'antenna.· In modo specifico, disponendo i conduttori di carico capacitivo il più vicino possibile lungo gli spigoli delle superflcl laterali del substrato, si può fare in modo che due onde polarizzate aventi una differenza di fase di circa 90° si intersechino spazialmente l'una con l'altra in direzioni sostanzialmente ortogonali. Inoltre, realizzando il substrato in una forma ad esaedro, il substrato può essere realizzato in modo da adattare la forma del substrato. Tra diverse alternative, quando si adotta un substrato avente una Superficie principale di forma quadrata, la forma del conduttore di radiazione in una vista in pianta e la forma della superficie principale diventano uguali, per cui il substrato può essere realizzato con una dimensione minima. In accordo con la presente invenzione, il dispositivo d'antenna a polarizzazione circolare può essere ridotto come dimensioni complessive.

La configurazione dei conduttori di carico capacitivo formati sul substrato può essere determinata in considerazione delle caratteristiche richieste dell'antenna, e di conseguenza la capacità di carico corrispondente alla frequenza delle onde elettromagnetiche irradiate dal conduttore di radiazione. Quando si forma ciascuno dei conduttori di carico capacitivo dividendoli in una molteplicità di pezzi di conduttore di carico capacitivo con intercapedini inserite tra loro, la capacità di carico si riduce, per cui la frequenza delle onde elettromagnetiche irradiate dall'antenna può essere fissata ad un valore elevato .

Nella configurazione in cui, mediante estensione degli angoli del conduttore di radiazione, sono formati .pezzi di estensione del conduttore di radiazione in modo da estendersi verso il basso fino ai bordi della superficie laterale del substrato, la capacità di carico è formata principalmente tra ciascuno del pezzi di estensione del conduttore di radiazione ed uno dei pezzi di conduttore di carico capacitivo, ed una capacità di carico desiderata può essere ottenuta mediante determinazione dell'intercapedine.

Nella configurazione in cui il conduttore di carico capacitivo è esteso fino alla superficie principale su cui è formato il conduttore di radiazione, poiché la capacità di carico o la capacità elettrostatica tra il conduttore di radiazione e ciascuno del conduttoil di carico capacitivo diventa grande, è possibile ridurre la frequenza di onde elettromagnetiche irradiate dal conduttore di radiaziLone. Inoltre, nella configurazione in cui i conduttori di carico capacitivo sono realizzati in una forma sinuosa un componente di induttanza può essere aggiunto oltre ad un componente capacitivo quando si tenta di determinarle la frequenza di risonanza delle due correnti nel modo a separazione di degenerazione, in altre parole la frequenza di due onde polarizzate. In ognuno dei casi precedentemente descritti, se il substrato è realizzato nella forma di un parallelepipedo rettangolo, ed il conduttore di carico capacitivo è realizzato in modo da avere una larghezza ridotta, saranno assicurate onde a polarizzazione circolare nel modo a separazione di degenerazione che si intersecano spazialmente l'una con l'altra in direzioni sostanzialmente ortogonali, e che hanno una differenza di fase tra loro di circa 90°.

I precedenti ed altri scopi, caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione dettagliata seguente delle forme di attuazione preferite dell'invenzione in unione con i disegni annessi.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Le Figg. 1A e 1B rappresentano viste in prospettica che mostrano un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con la presente invenzione, in cui la Fig. 1A rappresenta una vista guardando dal lato della sua superficie frontale, e la Flg. 1B rappresenta una vista guardando dal lato della sua superficie posteriore;

la Flg. 2 rappresenta un diagramma che illusira la relazione tra la larghezza di banda di rapporto assiale e la frequenza nel dispositivo d'antenna per oyde a polarizzazione circolare illustrato nella Fig. 1;

la Flg. 3 rappresenta una vista in prospettica che mostra un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con una seconda forma di attuazione della presente invenzione;

la Fig. 4 rappresenta una vista in prospettiva che mostra un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con una terza forma di attuazione della presente invenzione;

la Fig. 5 rappresenta una vista in prospettiva che mostra un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con una quarta forma di attuazione della presente invenzione;

la Fig. 6 rappresenta una vista in prospettiva che mostra un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con una quinta forma di attuazione della presente invenzione;

la Fig. 7 rappresenta una vista in prospettiva che mostra un dispositivo d'antenna pel: onde a polarizZazione circolare in accordo con una sesta forma di attuazione della presente invenzione;

la Fig. 8 rappresenta una vista in prospettiva che mostra un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con una settima forma di attuazione della presente invenzione;

la Fig. 9 rappresenta una vista in prospettiva che mostra un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con un'ottava forma di attuazione della presente invenzione;

la Fig. 10 rappresenta una vista in pianta che mostra una seconda forma di attuazione di un conduttore di radiazione utilizzato in un dispositivo d'antenna .per onde a polarizzazione circolare in accordo con la presente invenzione; e

la Fig. 11 rappresenta una vista in prospettiva che mostra un esempio di un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare noto.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI FORME DI ATTUAZIONE DELL'INVENZIONE

La Fig. 1A rappresenta una vista in prospettiva che mostra un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare guardando dal lato della superficie frontale, e la Fig. 1B rappresenta una vista in prospettiva che mostra un dispositivo d'antenna per onde a'polarizzazione circolare guardando dal lato della superficie posteriore. Il substrato 11 del dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare 10 è realizzato nella forma di un esaedro. Un conduttore di radiazione 18 avente una forma quadrata in una vista in pianta è formato su una prima superficie principale 12 del substrato 11, ed un conduttore di massa 19 è formato sostanzialmente su tutta l'altra superficie principale 13 opposta alla prima superficie prlncipale 12. Ciascuna delle due superficl principali 12 e 13 del substrato 11 è realizzata in una forma quadrata, e due linee diagonali di ciascuna delle superficl principali 12 e 13 si sovrappongono alle due linee diagonali del conduttore di radiazione 18.

Sulla prima superficie laterale 14 del substrato 11, un conduttore di alimentazione a forma di striscia 20 è formato in modo da estendersi dal lato della superficie principale 13 su cui è disposto un conduttore di massa 19, verso la superficie principale 12 su cui è disposto il conduttore di radiazione 18. Il conduttore dì alimentazione 20 è disposto in modo che il suo prolungamento verso il conduttore di radiazione 18 passi per il punto dì intersezione delle due lìnee diagonali del conduttore dì radiazione 18, ed in modo che l'estremità del prolungamento intersechi ortogonalmente uno dei lati del conduttore di radiazione 18. La porzione terminale (estremità inferiore) del conduttore di alimentazione 20 'sul lato del bonduttore di massa 19 è estesa in modo da avvolgersi intorno all'altra superficie principale 13 su cui è disposto il conduttore di massa 19, e costituisce un elettrodo terminale di alimentazione 20a, che è destinato ad essere collegato alla scheda di circuito (non rappresentata) di una apparecchiatura radio. Intorno a questo elettrodo terminale 20a, è disposto un intaglio 19a, che è formato mediante asportazione del conduttore di massa 19 per una data larghezza. L' intaglio 19a espone una porzione dell' altra superficie principale 13 del substrato 11 , e quindi isola elettricamente l' elettrodo terminale di alimentazione 20a dal conduttore di massa 19.

La prima superficie laterale 14; sulla quale è disposto l' elettrodo di alimentazione, del substrato 11 costituisce una superficie laterale rettangolare, e, sulle porzioni di lato minore situate su lati opposti del conduttore di alimentazione 20, sono formati conduttori di carico capacitivo 21 e 22 a forma di striscia ciascuno dei quali è formato lungo uno spigolo. Le posizioni in cui sono disposti i conduttori di carico capacitivo 21 e 22 corrispondono alle posizioni sulla prima superficie laterale 14 che sono raggiunte dai prolungamenti delle linee diagonali del conduttore di radiazione 18, o sono vicine a tali posizioni. I conduttori di carico capacitivo 21 e 22 sono collegati al conduttore di massa 19 disposto sull' altra superficie principale 13 , in corrispondenza delle loro estremità inferiori. Le larghezze dei conduttori di carico capacitivo 21 e 22 sono rese uguali l'una all'altra, e rese minori della larghezza del conduttore di alimentazione 20. La lunghezza dei conduttori di carico capacitivo 21 è uguale a quella del lato minore della prima superficie laterale 14; in altre parole, l'altezza del substrato 11, mentre la lunghezza dei conduttori di carico capacitivo 22 è minore di quella dei conduttori di carico capacitivo 21.

Sulla seconda superficie laterale 15 del substrato 11 opposta alla prima superficie laterale 14, come nel caso precedentemente descritto, sono formati conduttori di carico capacitivo a forma di striscia 23 e 24. Il conduttore di carico capacitivo 23 situato nella direzione diagonale del conduttore di radiazione 18 rispetto al conduttore di carico capacitivo 21 ha la stessa larghezza e lunghezza dei conduttori di carico capacitivo 21, ed è disposto lungo lo spigolo di un lato minore della seconda superficie laterale 15, con la sua estremità inferiore collegata al conduttore di massa 19. Analogamente, il conduttore di carico capacitivo 24 è situato nella direzione diagonale del conduttore di radiazione 18 rispetto al conduttore di carico capacitivo 22, e, come nel caso del conduttore di carico capaditivo 22, la sua lunghezza e la sua larghezza sono uguali a quelle del conduttore di carico capacitivo 22, con una sua estremità collegata al conduttore di massa 19. "in questo caso" la terza superficie laterale 16 a sinistra della prima Superficie laterale 14 del substrato 11, e la quarta superficie laterale 17 a destra della prima superficie laterale 14, npn sono provviste di un conduttore di carico capacitivo.

11 dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare 10 avente le caratteristiche precedentemente descritte è montato sulla superficie di una scheda di circuito (non rappresentata) di una apparecchiatura radio. In questo caso, il lato del conduttore di massa 19 è saldato al cablaggio di massa della scheda di circuito, ed il conduttore di alimentazione 20 è collegato al terminale d'antenna di circuiti trasmittenti/riceventi formati sulla scheda di circuito.

Nel conduttore di radiazione 18 del dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare 10, indicando con la lunghezza d'onda della frequenza centrale di un'onda a polarizzazione circolare Irradiata dal conduttore di radiazione 18, ed indicando con € la costante dielettrica del substrato 11, la lunghezza dei due lati che si intersecano ortogonalmente del conduttore di radiazione 18 è fissata in modo da essere circa 1/2 ί , Pertanto, utilizzando un materiale dielettrico avente una elevata costante,dielettrica quale substrato 11, è possibile ridurre la dimensione del conduttore di radiazione 18.

11 substrato 11 del dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare 10 è realizzato in un materiale avente una costante dielettrica £ ad esemplo compresa tra 38 e 89. Quale ceramica, si utilizza un materiale dielettrico contenente ossido di bario, ossido di alluminio e silice quali componenti principali, oppure si utilizza un materiale magnetico contenente ossido di nichel, ossido di cobalto ed ossido ferrico quali componenti principali.

Tra il conduttore di radiazione 18 -ed il conduttore di alimentazione 20 del dispositivo d’antenna per onde a polarizzazione circolare 10, una capacità parassita è formata in base all’intercapedine tra il conduttore di radiazione 18 ed il conduttore di alimentazione 20 e la costante dielettrica £ del substrato 11, che costituiscono i fattori della capacità parassita, e quindi il conduttore di radiazione 18 ed il conduttore di alimentazione 20 sono accoppiati in modo capacitivo.

Analogamente , il conduttore di radiazione 18 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 21, 22, 23 6 24 sono accoppiati in modo capacitivo. Tuttavia, poiché i conduttori di carico capacitivo 21 e 23 hanno lunghezza differente dai conduttori di carico capacitivo 22 e 24, i conduttori di carico capacitivo 21 e 23 hanno una capacità di carico o capacità elettrostatica differente dai conduttori di carico capacitivo 22 e 24. Considerando la capacità di carico o capacità elettrostatica tra il conduttore di radiazione 18 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 21, 22, 23 e 24 come una costante concentrata, la capacità elettrostatica C1 tra 11 conduttore di radiazione 18 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 21 e 23, in cui le intercapedini tra porzioni d’ angolo del conduttore di radiazione 18 e le punte (estremità superiori) dei conduttori di carico capacitivo sono minori, diventa maggiore della capacità elettrostatica C2 tra la porzione d' angolo del conduttore di radiazione 18 e l' estremità superiore di ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 22 e 24. In questa configurazione, l' onda a polarizzazione circolare irradiata dal conduttore di radiazione 18 diventa un' onda a polarizzazione circolare a spirale destrorsa. Viceversa, quando si imposta la capacità elettrostatica CI tra il conduttore di radiazione 18 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 21 e 23 minore della capacità elettrostatica C2 tra la porzione d'angolo del conduttore di radiazione 18 e l' estremità superiore di ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 22 e 24, l'onda a polarizzazione circolare diventa un' onda polarizzata a spirale sinistrorsa.

Nello stesso tempo, la capacità elettrostatica tra il conduttore di radiazione 18 ed il conduttore di massa 19 è una capacità fissa, e si considera che generi linee elettriche omogenee di forza in ogni "posizione del conduttore di radiazione 18. Inoltre, i conduttori di carico capacitivo 21 e 22 sono collegati al conduttore di massa 19 ed assumono un potenziale di massa. Tuttavia, poiché l'intercapedine tra ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 21 e 22 ed il conduttore di alimentazione 20 è grande, la capacità elettrostatica tra il conduttore di alimentazione 20 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 21 e 22 diventa minore della capacità di carico o della capacità elettrostatica tra il conduttore di radiazione 18 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 21, 22, 23 e 24, ed anche l'accoppiamento elettromagnetico diventa debole. Come risultato, la dispersione del segnale di trasmissione applicato al conduttore di alimentazione 20 verso il conduttore di massa diventa bassa.

Sarà ora descritto il funzionamento del dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare 10. Quando un segnale di trasmissione è applicato al conduttore di alimentazione 20, il segnale di trasmissione ' applicato al conduttore di radiazione 18 è diviso in corrispondenza del conduttore di radiazione 18 in due correnti risonanti nel modo a separazione di degenerazione che hanno due direzioni diagonali quali loro cammini. Più in particolare, poiché il conduttore di alimentazione 20 é disposto in modo da dividere in uguale misura le due linee diagonali 25 e 26 del conduttore di radiazione 18, la potenza del segnale di trasmissione è divisa nello stesso modo e parti uguali sono alimentate ciascuna ai circuiti risonanti nelle due direzioni diagonali.

In modo specifico, il segnale di trasmissione applicato al conduttore di alimentazione 20 eccita un primo circuito risonante ad alta frequenza che ha la capacità elettrostatica CI tra le porzioni d'angolo 18a e 18b del conduttore di radiazione 18 e le estremità dei conduttori di carico capacitivo 21 e 23 come elemento circuitale, in modo che una corrente risonante avente una frequenza FI passi lungo una prima direzione diagonale (la direzione che collega la porzione d'angolo 18a alla porzione d'angolo 18b) 25. Simultaneamente, il segnale trasmesso eccita un. secondo circuito risonante che ha la capacità elettrostatica C2 tra le porzioni d'angolo 18c e 18d del conduttore di radiazione 18 ed i conduttori di carico capacitivo 22 e 24 come elemento circuitale, in modo che una corrente risonante avente una frequenza F2 passi lungo una seconda direzione diagonale (la direzione che collega la porzione d'angolo 18c alla porzione d'angolo 18d) 26.

Le frequenze FI e F2 di queste due correnti risonanti sono differenti come frequenza e differenti come fase Θdi circa 90° l'una rispetto all'altra. La differenza di fase dei campi elettrici generati dalle due correnti risonanti diventa circa 90°. Come precedentemente descritto, poiché le direzioni in cui passano le correnti risonanti sono le direzioni diagonali, i due campi elettrici si intersecano spazialmente l'uno con l' altro in direzioni sostanzialmente ortogonali. Questi due campi elettrici sono sintetizzati in un' onda elettromagnetica a polarizzazione circolare. Il vettore di campo elettrico risultante dell' onda elettromagnetica si irradia nello spazio nella direzione normale rispetto al conduttore di radiazione 18 ruotando alla frequenza intermedia FQ tra le frequenze di risonanza FI e F2, come frequenza centrale. La fase della frequenza FQ è differente da ciascuna delle fasi delle frequenze FI e F2 di circa 45° .

La caratteristica di frequenza della larghezza .di banda di rapporto assiale a questo punto è rappresentata nella Fig. 2. La Fig. 2 rappresenta il rapporto tra l' intensità del campo elettrico sull' asse maggiore e quella sull' asse minore quando l' onda a polarizzazione circolare è vista, in un piano, dalla direzione normale rispetto al conduttore di radiazione 18. In questa figura, la linea continua 'V indica la caratteristica di frequenza della forma di attuazione precedentemente descritta, e la linea tratteggiata "b" indica quella della forma di attuazione illustrata nella Fig. 11. Si può vedere che le configurazioni della forma di attuazione precedentemente descritta permettono che la larghezza di banda sia maggiore di quella della forma di attuazione della Fig. 11.

Nella forma di attuazione precedentemente descritta, la potenza di alimentazione dal conduttore di alimentazione 20 al conduttore di radiazione 18 può essere impostata ad un valore desiderato variando l'intercapedine tra il conduttore di alimentazione 20 ed il conduttore di radiazione 18. Inoltre, la lunghezza e la larghezza dei conduttori di carico capacitivo 21 e 23, e quelle del conduttori di carico capacitivo 22 e 24 sono determinate in considerazione della caratteristica di frequenza del dispositivo d'antenna; per onde a polarizzazione circolare.

Tuttavia, poiché i conduttori di carico capacitivo 21 e 22^ ed i conduttori di carico capacitivo 23 e ,24, sono formati rispettivamente sulle stesse superfici laterali 14 e 15, la differenza di fase tra le due frequenze FI e F2 non diventa esattamente 90°. Pertanto, le larghezze dei conduttori di carico capacitivo 21, 22, 23 e 24 sono fissate in considerazione della caratteristica dell'antenna in modo che l'errore quando la differenza di fase & tra le due frequenze di risonanza FI e F2 è fissata a 90°, sia compreso entro 5° (ossia 85° < 0< 95°).

Allo scopo di aumentare l'ortogonalità nello spazio dei due campi elettrici e portare la differenza di fase tra i due campi elettrici vicino a 90°, ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 21, 22, 23 e 24 nella Fig. 1 può essere realizzato in una forma a striscia lungo uno spigolo formato da due superfici laterali utilizzando la superficie laterale ad esso adiacente. Ad esempio, i conduttori di carico capacitivo 21 formati sulla prima superficie laterale 14 possono essere disposti a cavallo dello spigolo con la quarta superficie laterale 17. In modo specifico, i conduttori di carico capacitivo 21 sono formati lungo lo spigolo fòrmato dalla prima superficie laterale e dalla quarta superficie laterale in modo che la larghezza e la lunghezza dei conduttori di carico capacitivo 21 sulle due superfici laterali siano uguali. Lo stesso vale per gli altri conduttori di carico capacitivo 22, 23 e 24. Con queste caratteristiche, la differenza di fase Θ tra i due campi elettrici diventa 90°, ed i due campi elettrici si intersecano spazialmente l'uno con l'altro in direzioni ortogonali, costituendo così onde a polarizzazione circolare.

Nella Fig. 1, i conduttori di carico capacitivo 21, 22, 23 e 24 sono stati disposti sulla prima e sulla quarta superficie laterale 14 e 15, ma soltanto una tra la prima e la seconda superficie laterale 14 e 15 può essere provvista di due conduttori di carico capacitivo 21 e 22, oppure di due conduttori di carico capacitivo 23 e 24. Anche in questo caso, le due correnti risonanti nel modo a separazione di degenerazione passano attraverso il conduttore di radiazione 18, ma la capacità di carico o la' capacità elettrostatica tra il conduttore di radiazione 18 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 21 e 22, o tra il conduttore di radiazione 18 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 23 e 24, diventa minore, e la frequenza dell'onda elettromagnetica irradiata come onda a polarizzazione circolare diventa maggiore. Allo scopo di ottenere la stessa frequenza del caso in cui i quattro conduttori di carico capacitivo 21, 22, 23 e 24 sono previsti'come nella Fi|g. 1, è necessario allungare i conduttori di carico capacitivo 21 e 22, o i conduttori di carico capacitivo 23 e 24, ed aumentare la capacità di carico o la capacità elettrostatica tra il conduttore di radiazione 18 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 21 e 22, o tra il conduttore di radiazione 18 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 23 e 24.

Sulla prima e sulla seconda superficie laterale 14 e 15 del substrato 11, i due conduttori di carico capacitivo 21 e 24, o i due conduttori di carico capacitivo 22 e 23, possono essere disposti in posizioni che non sono posizioni diagonali. Anche in questo caso, come nel caso precedentemente descritto, due correnti risonanti passano in un modo a separazione di degenerazione sotto l'azione del segnale applicato dal conduttore di alimentazione 18.

I conduttori di carico capacitivo 21, 22, 23 e 24 illustrati nella Fig. 1 possono essere disposti sulla terza e sulla quarta superficie laterale 16 e 17 invece di essere disposti sulla prima e sulla seconda superficie laterale 14 e 15. Le funzioni come antenne sono identiche al caso precedentemente descritto.

La Fig. 3 mostra un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con una seconda forma di attuazione della presente invenzione. In questo caso, . componenti uguali a quelli della Fig. 1 sono indicati con gli stessi numeri di riferimento, e saranno omesse descrizioni duplicate di componenti comuni. La seconda forma di attuazione differisce dalla prima forma di attuazione illustrata nella Fig. 1 per la configurazione dei conduttori di carico capacitivo. Conduttori di carico capacitivo a forma di striscia 31 e 32 disposti lungo gli spigoli dei lati minori della prima superficie laterale 14 sono fòrmati in modo da essere divisi in pezzi superiori 31a e 32a di conduttore di carico capacitivo e pezzi inferiori 31b e 32b di conduttore di carico capacitivo, rispettivamente,ed i pezzi superiore ed inferiore di ciascuno dei conduttori di carico capacitivo sono posizionati sul lato superiore e sul lato inferiore con una intercapedine tra loro.

Più in particolare, le estremità inferiori dei pezzi inferiori di conduttore di carico capacitivo 31b e 32b sono collegate al conduttore di massa 19, e le estremità superiori dei pezzi superiori di conduttore di carico capacitivo 31a e 32a sono posizionate a filo con la prima superficie principale 12. Delle intercapedini sono formate tra i pezzi superiori di conduttore di carico capacitivo 31a e 32a ed i pezzi inferiori di conduttore di carico capacitivo 3.1b e 32b, rispettivamente, e l'intercapedine di tra i pezzi superiori di conduttore di carico capacitivo 31a ed i pezzi inferiori di conduttore di carico capacitivo 31b è realizzata più piccola dell'intercapedine d2 tra i pezzi superiori di conduttore di carico capacitivo 32a ed i pezzi inferiori di conduttore di carico capacitivo 32b.

Lo stesso vale per i conduttori di carico capacitivo 33 e 34 disposti lungo gli spigoli dei lati minori della seconda superficie laterale 15. I pezzi superiore ed inferiore di conduttore di carico capacitivo 33a e 33b situati nella direzione diagonale del conduttore di radiazione 18 hanno la stessa configurazione dei pezzi superiore ed inferiore di conduttore di carico capacitivo 31a e 31b, e sono posizionati sul lato superiore e sul lato inferiore con una intercapedine di tra loro. Analogamente, i pezzi superiore ed inferiore di conduttore di carico capacitivo 34a e 34b situati in una direzione diagonale del conduttore di radiazione 18 hanno la stessa configurazione dei pezzi superiore ed inferiore di conduttore di carico capacitivo 32a e 32b, e sono posizionati sul lato superiore e sul lato inferiore con una intercapedine d2 tra loro. Le intercapedini tra i pezzi superiori di conduttore di carico capacitivo 31a, 32a, 33a e 34a ed il conduttore di radiazione 18 sono uguali l’una all'altra.

Nella seconda forma di attuazione, passano due correnti risonanti nel modo,a separazione di degenerazione prodotto dal segnale applicato al conduttore di alimentazione 20, e quindi compaiono campi elettrici che hanno una differenza di fase tra loro di circa 90°, e che si intersecano spazialmente l'uno con l'altro in direzioni sostanzialmente ortogonali. La differenza di frequenza tra le due correnti risonanti che passano nelle direzioni diagonali del conduttore di radiazione 18 è determinata dalle capacità tra i pezzi superiori di conduttore di carico capacitivo 31a, 32a, 33a e 34a, ed i rispettivi pezzi inferiori di conduttore di carico capacitivo 31b, 32b, 33b e 34b, e la frequenza della corrente risonante nella direzione che collega i conduttori di carico capacitivo 31 e 33 diventa inferiore a quella della corrente risonante nella direzione che collega i conduttori di carico capacitivo 32 e 34. La differenza di fase tra le due frequenze di risonanza diventa circa 90°, come nel caso della prima forma di attuazione.

La Fig. 4 mostra un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con una terza forma di attuazione della presente invenzione. In questa figura, componenti uguali a quelli della Flg. 1 sono indicati con gli stessi numeri di riferimento, e sarà omessa una descrizione duplicata di componenti comuni. La terza forma di attuazione è caratterizzata dal fatto che porzioni di estensione di conduttore di radiazione 28a, 28b, 28c e 28d sono previste in cprrispondenza delle porzioni d'angolo di un conduttore di radiazione 28 avente una forma quadrata in una vista in pianta, e dal fatto che sono formati conduttori di carico capacitivo 41, 42, 43 e 44 collegati al conduttore di massa 19, con intercapedini inserite tra questi conduttori di carico capacitivo e le porzioni di estensione del conduttore di radiazione precedentemente descritte.

Le porzioni di estensione del conduttore di radiazione 28a, 28b, 28c e 28d sono formate in modo che le -porzioni d'angolo del conduttore di radiazione 28 siano estese fino alle porzioni d'angolo della prima superficie principale 12 del substrato 11, e siano ulteriormente estese verso il basso lungo gli spigoli dei lati minori della prima e della seconda superficie laterale 14 e 15, e la loro larghezza sia uguale a quella dei conduttori di carico capacitivo 41, 42, 43 e 44. L'intercapedine d3 tra le porzioni di estensione del conduttore di radiazione 28a ed il conduttore di carico capacitivo 41 è resa più piccola dell'intercapedine d4 tra le porzioni di estensione del conduttore di radiazione 28b ed il conduttore di carico capacitivo 42. Le porzioni di estensione del conduttore di radiazione 28a e 28c in una direzione diagonale del conduttore di radiazione 28 hanno la stessa configurazione, ed analogamente le porzioni di estensione del conduttore di radiazione 28b e 28d sono configurate nello stesso modo. Inoltre, il conduttore di carico capacitivo 41 ed il conduttore di carico capacitivo 43 (non illustrato) hanno la stessa configurazione, ed i conduttori di carico capacitivo 42 e 44 hanno anche la stessa configurazione.

Nella terza forma di attuazione, come nel caso della prima forma di attuazione, correnti risonanti nel modo a separazione di degenerazione generano due campi elettrici che hanno una differenza di fase tra loro di circa 90°, e che si intersecano spazialmente l'uno con l'altro in direzioni sostanzialmente ortogonali, fornendo così una antenna che irradia onde elettromagnetiche a polarizzazione circolare. La differenza di fase tra le due frequenze di risonanza è di circa 90°. Come nel caso della prima forma di attuazione, le frequenze dei due campi elettrici sono determinate dalle capacità elettrostatiche tra le porzioni di estensione del conduttore di radiazione 28a e 28c ed i rispettivi conduttori di carico capacitivo 41 e 43, e da quelle tra le porzioni di estensione del conduttore di radiazione 28b e 28d ed i rispettivi conduttori di carico capacitivo 42 e 44.

La Fig. 5 mostra un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con una quarta forma di attuazione della presente invenzione. In questa figura, componenti uguali a quelli della Fig. 1 sono indicati con gli stessi numeri di riferimento, e saranno omesse descrizioni duplicate di componenti comuni. La quarta forma di attuazione differisce dalla prima forma di attuazione per il fatto che i conduttori di carico capacitivo 51, 52, 53 e 54 non sono formati linearmente, ma sono formati in una configurazione sinuosa, ossia sono formati in modo da serpeggiare negli stessi piani. Ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 51 e 52 è formato lungo uno degli spigoli del lato minore della prima superficie laterale 14, ed i conduttori di carico capacitivo 53 e 54 sono formati nello stesso modo sulla seconda superficie laterale 15. Le posizioni di questi conduttori di carico capacitivo corrispondono alle posizioni di prolungamento delle diagonali del conduttore di radiazione 18.

L'intercapedine tra l'estremità di ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 51 e 53 ed il conduttore di radiazione 18 è minore di quella tra l'estremità di ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 52 e 54 ed il conduttore di radiazione 18. Quando ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 51, 52, 53 e 54 è realizzato in una forma sinuosa, la sua area aumenta, e quindi la dapacità di carico o la capacità elettrostatica tra ciascuno del conduttori di carico capacitivo 51, 52, 53 e 54 ed il conduttore di radiazione 18 aumenta. Di conseguenza, la larghezza di ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 51, 52, 53 e 54 è resa più piccola di quella di ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 21, 22, 23 e 24 nella prima forma di attuazione.

In accordo con la quarta forma di attuazione, ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 51,<; >52, 53 e 54 ha una induttanza intrinseca, e quindi riduce le frequenze di risonanza delle due correnti risonanti nel modo a separazione di degenerazione in cooperazione con la componente capacitiva (capacità di carico o capacità elettrostatica) tra il conduttore di radiazione 18 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 51, 52, 53 e 54. Pertanto, la frequenza dell’onda elettromagnetica a polarizzazione circolare irradiata può essere ridotta.

La Fig. 6 mostra un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con una quinta forma di attuazione della presente invenzione. In questa figura, componenti uguali a quelli della Fig. 1 sono indicati con gli stessi numeri di riferimento, e saranno omesse descrizioni duplicate di componenti comuni. La quinta forma di attuazione è caratterizzata dal fatto che almeno un conduttore di carico capacitivo si estende dalla prima superficie laterale 14 del substrato 11 e dalla seconda superficie laterale 15 fino alla prima superficie principale 12 su cui è formato 11 conduttore di radiazione 18.

Un conduttore di carico capacitivo 61 disposto lungo un lato minore della prima superficie laterale 14 è collegato al conduttore di'massa 19 alla sua estremità Inferiore. L’estremità superiore del conduttore di carico capacitivo 61 si estende fino alla prima superficie principale 12, superando gli spigoli formati dalla prima superficie laterale 14 e dalla prima superficie principale 12, e si biforca sulla superficie principale 12 in porzioni biforcute 6la e 61b. Ciascuna delle porzioni biforcute 61a e 61b ha una lunghezza specifica lungo lo spigolo della prima superficie principale, ed il suo lato rivolto verso la porzione d’angolo del conduttore di radiazione 18 è parallelo al bordo del conduttore di radiazione 18.

Porzioni biforcute 63a e 63b sono anche previste sul conduttore di carico capacitivo 63 sulla seconda superficie laterale 15 situata nella direzione diagonale del conduttore di radiazione 18 rispetto al conduttore di carico capacitivo 61, e la sua configurazione è uguale a quella del conduttore di carico capacitivo 61. Inoltre, un conduttore di carico capacitivo 62 disposto lungo un altro lato minore della prima superficie laterale 14, ed il conduttore di carico capacitivo 64 sulla seconda superficie laterale 15 situato nella posizione diagonale del conduttore Hi carico capacitivo 62, sono collegati ciascuno al conduttore di massa 19 alla loro estremità inferiore, e la loro lunghezza è uguale a quella dei lati minori delle superfici laterali.

Nella quinta forma di attuazione precedentemente descritta, la capacità elettrostatica tra ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 61, 62, 63 e 64 ed il conduttore di radiazione 18 è maggiore che nel caso del conduttore di carico capacitivo 21, 22, 23 e 24, in modo che le frequenze di risonanza delle due correnti risonanti nel modo a separazione di degenerazione diventino inferiori al caso dell'antenna secondo la prima forma di attuazione.

La Fig. 7 mostra un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con una sesta .forma di attuazione della presente invenzione. In questo dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare, un substrato 71 ha una forma a parallelepipedo rettangolo. Su una prima superficie principale 72 del substrato 71, è formato un conduttore di radiazione 78 avente una forma quadrata in una vista in pianta. Le intercapedini tra i due lati opposti 78a e 78b del conduttore di radiazione 78 ed i lati maggiori (o la prima e la seconda superficie laterale 74 e 75) del substrato 71 sono minori di quelle tra gli altri due lati 78c e 78d del conduttore di radiazione 78 ed i lati minori (o la terza e la quarta superficie laterale 76 e 77) del substrato 71. In altre parole, i due lati opposti 78a e 78b del conduttore di radiazione 78 sono disposti più vicino alla prima ed alla seconda superficie laterale 74 e 75, rispettivamente.

Un conduttore di massa 79 è formato sostanzialmente sull'intera superficie dell'altra superficie principale 73 del substrato 71, tranne per la porzione di estremità inferiore del conduttore di alimentazione 30 disposto sulla prima superficie laterale 74. Un conduttore di alimentazione 30 avente la stessa configurazione del conduttore di alimentazione 20 della prima forma di attuazione, è formato sulla prima superficie laterale 74 del substrato 71. Conduttori di carico capacitivo 81 e 82 sono formati su posizioni delle superfici laterali verso le quali si estendono le linee diagonali del conduttore di radiazione 78. La lunghezza dei conduttori di carico capacitivo 82 è resa minore di quella del conduttore di carico capacitivo 81, e lo stesso vale per i conduttori di carico capacitivo 83 ed i conduttori di carico capacitivo 84 (non illustrati), formati ciascuno sulla seconda superficie laterale 75.

Anche nel dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con la sesta forma di attuazione, poiché il conduttore di radiazione 78 è formato in modo che le lunghezze elettriche nelle direzioni diagonali siano uguali l'una all'altra, il dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con la sesta forma di attuazione funziona nello stesso modo dell'antenna secondo la prima forma di attuazione. In altre parole, passano due correnti risonanti nel modo a separazione di degenerazione prodotto dal segnale applicato al conduttore di alimentazióne 20, e che hanno una differenza di fase reciproca di circa 90°, irradiando così onde elettromagnetiche a polarizzazione circolare.

La Fig. 8 mostra un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con una settima forma di attuazione della presente invenzione. In questa figura, componenti uguali a quelli della Fig. 1 sono indicati con gli stessi numeri di riferimento, e saranno omesse descrizioni duplicate di componenti comuni. La settima forma di attuazione differisce dalla prima forma di attuazione per il fatto che superfici di formazione di conduttori 35à, 35b, 35c e 35d sono formate su un substrato 35, e conduttori di carico capacitivo 47, 48, 49 e 50 sono formati su queste superfici di formazione di conduttori 35a, 35b, 35c e 35d.

Più in particolare, il substrato 35 è tagliato in corrispondenza di ciascuna delle porzioni d'angolo di una superficie principale 36 avente una forma sostanzialmente quadrata con un piano perpendicolare al prolungamento di una linea diagonale, e quindi le superfici di formazione di conduttori 35a, 35b, 35c e 35d sono formate tra superfici laterali adiacenti 37 e 40; 39 e 38; 37 e 39; e 40 e 38, rispettivamente. Su queste superfici di formazione di conduttori 35a, 35b, 35c e 35d, sono disposti conduttori di carico capacitivo a forma di striscia 47, 49, 48 e 50. La lunghezza dei conduttori di carico capacitivo 48 e 50 è minore di quella .dei conduttori di carico capacitivo 47 e 49, ma tutti i conduttori di carico capacitivo 47* 48, 49 e 50 hanno la stessa larghezza.

Nella settima forma di attuazione, poiché i conduttori di carico capacitivo 47, 48, 49 e 50 sono posizionati correttamente sui prolungamenti di linee diagonali del conduttore di radiazione 18, il segnale applicato dal conduttore di alimentazione 20 al conduttore di radiazione 18 giunge nel modo a separazione di degenerazione avente un angolo di fase esattamente di 90°. Come nel caso della prima forma di attuazione, la differenza della frequenza di risonanza delle due correnti risonanti eccitate nelle direzioni diagonali del conduttore di radiazione 18 è determinata dal valore della capacità di carico o della capacità elettrostatica tra il conduttore di radiazione 18 e ciascuno dei conduttori di carico capacitivo 47, 48, 49 e 50. Onde elettromagnetiche a polarizzazione circolare sono irradiate dal conduttore di radiazione 18 utilizzando le due correnti risonanti come sorgente di eccitazione, e la loro frequenza centrale e la frequenza di risonanza hanno tra loro una differenza di fase di 45°,' migliorando così la caratteristica di larghezza di banda di rapporto assiale.

La Fig. 9 mostra un dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con un'ottava forma di attuazione della presente invenzione. Il dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in accordo con l'ottava forma di attuazione è configurato utilizzando un substrato a forma di disco 55 costituito da un corpo dielettrico. Come nel caso della prima forma di attuazione, un conduttore di radiazione 18 avente una forma quadrata in una vista in pianta è formato sulla superficie principale superiore 56 del substrato 55. Sulla superficie laterale periferica 58 del substrato 55, un conduttore di alimentazione a forma di striscia 60 è formato in.modo da estendersi nella direzione dello spessore del substrato ed inoltre avvolgersi intorno alla superficie principale superiore 56. Un conduttore di massa 59 è formato sostanzialmente sull'intera superficie principale inferiore 57 del substrato 55 tranne per la porzione di estremità inferiore del conduttore di alimentazione 60. Conduttori di carico capacitivo 66, 67, 68 e 69, le cui estremità inferiori sono collegate al conduttore di massa 59, sono formati nelle posizioni sulla superficie laterale periferica 58 nelle direzioni diagonali del conduttore di radiazione 18. I conduttori di carico capacitivo 67 e 69 sono realizzati più corti dei conduttori di carico capacitivo 66 e 68.

Come nel caso della settima forma di attuazione precedentemente descritta, nell'ottava forma di attuazione, il segnale applicato al conduttore di alimentazione 60 giungé nel modo a separazione di degenerazione nel conduttore di radiazione 18, i .due campi elettrici hanno tra loro una differenza di fase esattamente di 90°, e si intersecano spazialmente l'uno con l'altro in direzioni ortogonali. Di conseguenza, un'onda a polarizzazione circolare irradiata dal conduttore di radiazione 18 diventa sostanzialmente una circonferenza perfetta in una vista in un plano dalla direzione di radiazione. Le frequenze dei due campi elettrici sono soggette alle influenze della capacità di carico o della capacità elettrostatica tra il conduttore di carico capacitivo 66 e 68 e le rispettive porzioni d'angolo del conduttore di radiazione 18, o a quelle della capacità di carico o della capacità elettrostatica tra il conduttore di carico capacitivo 67 e 69 e le rispettive porzioni d'angolo del conduttore di radiazione 18.

Nelle forme di attuazione dalla prima all'ottava precedentemente descritte, sono stati spiegati esempi facenti uso di quattro conduttori di carico capacitivo a forma di striscia. Tuttavia, alternativamente, è possibile utilizzare una configurazione che utilizza due conduttori di carico capacitivo, purché la configurazione sia tale per cui le impedenze in due linee diagonali del'conduttore di radiazione differiscono l'una dall'altra. La scelta di quale utilizzare è determinata dalla caratteristica richiesta dell'antenna.

11 conduttore di radiazione è stato descritto come avente una forma quadrata in una vista in pianta, ma il conduttore di radiazione può essere realizzato in una forma elettricamente quadrata in una vista in pianta come illustrato nella Fig. 10, purché la lunghezza elettrica nelle direzioni ortogonali tra loro sia uguale; Nella Fig. 10, il conduttore di radiazione 88 è configurato in modo tale da formare porzioni concave 88e e 88f mediante taglio di concavità da due lati paralleli 88c e 88d, e formando l'intero suo corpo in una forma a bobina rettangolare in una vista in pianta, in cui le lunghezze elettriche LI e-L2 lungo le linee di bordo dei due lati ortogonali 88a e 88c sono configurate in modo da essere uguali l'una all'altra (ossia LI = L2).

In questo conduttore di radiazione 88, la posizione di un conduttore di alimentazione (non illustrato) non è limitata ma la posizione del conduttore di alimentazione può essere su uno qualsiasi dei lati 88a e 88b, o uno qualsiasi: dei lati 88c e 88d, su cui sono previste le porzioni concave 88e e 88f. Quando il conduttore di radiazione 88 è alimentato con un segnale dal conduttore di alimentazione, correnti risonanti nel modo a separazione di degenerazione passano nelle due direzioni diagonali del conduttore di radiazione 88 formando conduttori di carico capacitivo aventi configurazioni e disposizioni come illustrato nelle forme di attuazione precedentemente descritte. Poiché il conduttore di radiazione 88 è formato in modo che le lunghezze elettriche LI e L2 ^.dei due lati ortogonali siano uguali, il conduttore di radiazione 88 è elettricamente quadrato in una vista in pianta, e le due linee diagonali ad un esame visivo sono linee diagonali elettricamente ortogonali, in modo che la differenza di fase tra due correnti risonanti nel modo a separazione di degenerazione diventi 90°. Inoltre, poiché le direzioni in cui le due correnti risonanti passano sono quelle che sono elettricamente ortogonali l'una all'altra, è possibile eccitare due campi elettrici che si intersecano spazialmente l'uno con l'altro in direzioni ortogonali.

Come è evidente dalla discussione precedente, in conformità con il dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la presente invenzione, poiché sono previsti conduttori di carico capacitivo che generano valori differenti di capacità di carico tra questi conduttori di carico capacitivo ed il conduttore di radiazione, due correnti risonanti a separazione di degenerazione sono eccitate dal segnale di trasmissione applicato dal conduttore di alimentazione al conduttore di radiazione, per cui due campi elettrici (onde polarizzate) che utilizzano le correnti risonanti come sorgente di eccitazione, hanno una differenza di fase reciproca di circa 90°, ed i due campi elettrici si intersecano spazialmente l'uno con l'altro in direzioni sostanzialmente ortogonali. Così, si impedisce l'interferenza reciproca dei due campi elettrici, e la caratteristica di separazione tra i campi elettrici è migliorata, per cui il guadagno dell'antenna e la larghezza di banda sono migliorati, producendo una larghezza di banda di rapporto assiale notevolmente migliore.

Inoltre, in conformità con il dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la presente invenzione, poiché il conduttore di radiazione è realizzato in una forma quadrata o in una forma elettricamente quadrata in una vista in pianta, e conduttori di carico capacitivo aventi forme differenti l'uno dall'altro sono disposti vicino al conduttore di radiazione nella posizione basata sui prolungamenti delle due linee diagonali sul conduttore di radiazione, vengono eccitati due campi elettrici nel modo a separazione di degenerazione che hanno una differenza di fase tra loro di circa 90°, e si può fare in modo che questi due campi elettrici nel modo a separazione di degenerazione si intersechino spazialmente l'uno con l'altro in direzioni sostanzialmente ortogonali, migliorando così la caratteristica dell'antenna per onde a polarizzazione circolare.

Inoltre, in conformità con il dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la presente invenzione, disponendo conduttori di carico capacitivo aventi la stessa lunghezza sui lati opposti nella stessa direzione diagonale del conduttore di radiazione e simultaneamente rendendo differenti le dimensioni di lunghezza dei conduttori di carico capacitivo nelle diverse direzioni diagonali, è possibile variare le frequenze dei due campi elettrici nel modo a separazione di degenerazione. Così, poiché la capacità di carico può essere variata selezionando la configurazione del conduttore di carico capacitivo, è possibile progettare la frequenza centrale di onde a polarizzazione circolare irradiate dal dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare in modo che abbia un valore alto o basso, senza compromettere la caratteristica dell'antenna, con la conseguenza di una maggiore versatilità nella progettazione.

Benché la presente invenzione sia stata descritta con riferimento a quelle che sono al momento considerate le forme di attuazione preferite, si deve comprendere che diverse varianti e modifiche possono esservi apportate senza allontanarsi dall'invenzione nei suoi aspetti più generali, e pertanto si intende che le rivendicazioni annesse'coprono tutte le varianti e le modifiche che rientrano nello spirito e nell'ambito effettivi dell'invenzione.

Claims (20)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare, comprendente: un substrato comprendente un materiale dielettrico; un conduttore di radiazione avente una forma a quadrilatero in una vista in pianta, in cui il conduttore di radiazione suddetto è disposto su una prima superficie principale del substrato suddetto; un conduttore di massa disposto su una seconda superficie principale del substrato suddetto, in cui la seconda superficie principale suddetta è opposta al conduttore di radiazione suddetto; un conduttore di alimentazione disposto sul substrato suddetto in modo da estendersi dalla seconda superficie principale suddetta verso la prima superficie principale suddetta; in cui il conduttore di radiazione suddetto ha una forma in cui lunghezze elettriche in due direzioni ortogonali sul conduttore di radiazione suddetto sono uguali l'una all'altra; e conduttori di carico capacitivo disposti in posizioni in direzioni diagonali del conduttore di radiazione suddetto sul substrato suddetto, e che generano una capacità di carico tra il conduttore di radiazione suddetto ed i conduttori di carico capacitivo suddetti, in cui la capacità di carico suddetta determina una differenza di frequenza tra due correnti risonanti che passano attraverso il conduttore di radiazione suddetto.
2. 2. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 1, in cui: il substrato suddetto comprende un esaedro avente due superfici principali e quattro superfici laterali; ciascuno dei conduttori di carico capacitivo suddetti è disposto su una prima superficie laterale su cui è disposto il conduttore di alimentazione suddetto, lungo uno spigolo tra la prima superficie laterale suddetta ed una superficie laterale ad essa adiacente, ed una lunghezza di>un primo conduttore di carico capacitivo suddetto una cui prima estremità è collegata al conduttore di massa suddetto, è più corta di una lunghezza di un secondo conduttore di carico capacitivo suddetto; e su una seconda superficie laterale opposta alla prima superficie laterale su cui è disposto il conduttore di alimentazione suddetto, conduttori di carico capacitivo ciascuno dei quali ha la stessa lunghezza di un rispettivo conduttore di carico capacitivo in una direzione diagonale Bulla superficie principale suddetta, sono disposti ciascuno lungo uno spigolo tra la seconda superficie laterale suddetta ed una superficie laterale ad essa adiacente.
3. 3. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuno dei conduttori di carico capacitivo suddetti è diviso in una molteplicità di pezzi di conduttore di carico capacitivo con intercapedini inserite tra loro.
4. 4. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 1, in cui: il conduttore di radiazione suddetto ha pezzi di estensione del conduttore di radiazione ciascuno dei quali si estende verso il basso da una porzione d'angolo del conduttore di radiazione suddetto lungo uno spigolo tra superfici laterali adiacenti l'una all'altra; e i pezzi di estensione del conduttore di radiazione suddetti sono formati in modo da avere intercapedini differenti l'una dall'altra tra i pezzi di estensione del conduttore di radiazione suddetti ed i conduttori di carico capacitivo suddetti, tra direzioni diagonali differenti tra le direzioni diagonali suddette.
5. 5. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 1, in cui almeno uno dei conduttori di carico capacitivo suddetti si estende fino alla prima superficie principale su cui è disposto il conduttore di radiazione suddetto.
6. 6. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazioneΊ , in cui ciascuno dei conduttori di carico capacitivo suddetti ha una forma sinuosa.
7. 7. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 1, in cui il substrato suddetto comprende un parallelepipedo rettangolo.
8. 8. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 1, in cui almenio uno dei conduttori di carico capacitivo suddetti si estende sulla prima superficie principale suddetta con un isolamento capacitivo dal conduttore di radiazione suddetto prodotto da una intercapedine.
9. 9. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 1, in cui il substrato è circolare in una vista in pianta.
10. 10. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 7, in cui angoli del substrato suddetto sono tagliati ad un certo angolo ed i conduttori di carico capacitivo suddetti sono disposti in corrispondenza degli angoli suddetti.
11. 11. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare , comprendente: un substrato comprendente un materiale dielettrico; un conduttore di radiazione disposto su una prima superficie principale del substrato suddetto; un conduttore di massa disposto su una seconda superficie principale del substrato suddetto, in cui la seconda superficie principale suddetta è opposta al conduttore di radiazione suddetto; un conduttore di alimentazione disposto su una superficie laterale del substrato suddetto in modo da estendersi dalla seconda superficie principale suddetta verso la prima superficie principale suddetta; in cui il conduttore di radiazione suddetto comprende almeno una forma selezionata tra una forma quadrata in una vista in pianta ed una forma elettricamente quadrala in una vista in pianta; e conduttori di carico capacitivo disposti almeno in posizioni selezionate tra posizioni di prolungamento di due linee diagonali sul conduttore di radiazione suddetto e posizioni vicine, sul substrato suddetto, in cui i conduttori di carico capacitivo suddetti sono disposti tra il conduttore di massa suddetto ed il conduttore di radiazione suddetto, ed hanno forme differenti l'uno dall'altro tra le due direzioni diagonali suddette.
12. 12. Dispositivo d’antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 11, in cui: il substrato suddetto comprende un esaedro avente due superile! principali e quattro superfici laterali; ciascuno dei conduttori di caricò capacitivo suddetti è disposto su una prima superficie laterale su cui è disposto il conduttore di alimentazione suddetto, lungo uno spigolo tra la prima superficie laterale suddetta ed una superficie laterale ad essa adiacente, ed una lunghezza di un primo conduttore di carico capacitivo suddetto una cui prima estremità è collegata al conduttore di massa suddetto, è più corta di una lunghezza di un secondo conduttore di carico capacitivo suddetto; e su una seconda superficie laterale opposta àlla prima superficie laterale su cui è disposto il conduttore di alimentazione suddetto, conduttori di carico capacitivo ciascuno dei quali ha la stessa lunghezza di un rispettivo conduttore di carico capacitivo in una direzione diagonale sulla superficie principale suddetta, sono disposti ciascuno lungo uno spigolo tra la seconda superficie laterale suddetta ed una superficie laterale ad essa adiacente.
13. 13. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 11, in cui ciascuno dei conduttori di carico capacitivo suddetti è diviso in una molteplicità di pezzi di conduttore di carico capacitivo con intercapedini inserite tra loro.
14. 14. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 11, in cui: il . conduttore di radiazione suddetto ha pezzi di estensione del conduttore di radiazione ciascuno dei quali si estende verso il basso da unà porzione d'angolo del conduttore di radiazione suddetto lungo uno spigolo tra superflci laterali adiacenti 1'una all'altra; e i pezzi di estensione del conduttore di radiazione suddetti sono formati in modo da avere intercapedini differenti l'una dall'altra tra i pezzi di estensione del conduttore di radiazione suddetti ed i conduttori di carico capacitivo suddetti, tra direzioni diagonali differenti tra le direzioni diagonali suddette.
15. 15. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 11, in cui almeno uno dei conduttori di carico capacitivo suddetti si estende fino alla prima superficie principale su cui è disposto il conduttore di radiazione suddetto.
16. 16. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 11, in cui ciascuno dei conduttori di carico capacitivo suddetti ha una forma sinuosa.
17. 17. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 11, in cui il substrato suddetto comprende un parallelepipedo rettangolo.
18. 18. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 11, in cui almeno uno dei conduttori di carico capacitivo suddetti si estende sulla prima superficie principale suddetta isolato dal conduttore di radiazione suddetto mediante un'infercapedine.
19. 19. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 11, in cui il substrato è circolare in una vista in pianta.
20. 20. Dispositivo d'antenna per onde a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione 17, in cui angoli del substrato suddetto sono tagliati ad un certo angolo ed i conduttori di carico capacitivo suddetti sono disposti in corrispondenza degli angoli suddetti.