JP2004072562A - Spiral antenna - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、直交偏波成分の少ない広角ビームのスパイラルアンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在位置を測位するシステムとしてGPS(Global Positioning System)が知られている。GPSとは、航空機・船舶等の航法支援用として開発されたシステムであり、上空約2万kmを周回する24個のGPS衛星(6軌道面に4個ずつ配置)、GPS衛星の追跡と管制を行う管制局、測位を行うための利用者の受信機で構成されている。航空機・船舶等では、4個以上のGPS衛星からの距離を同時に知ることにより、自分の位置等を測位することができる。GPS衛星からの距離は、GPS衛星から発信された電波が受信機に到達するまでに要した時間から求めている。また、衛星を用いる通信システムの一つとしてインマルサットサービスが知られている。インマルサットサービスは、インマルサット静止衛星を通じて、インマルサット設備と電話、ファックス、データ端末を結ぶ通信サービスである。インマルサット設備には、船舶用の設備や陸上で移動可能な可搬型の設備が用意されている。さらに、衛星デジタルラジオサービス(SDARS:Satellite Digital Audio Radio Service)が開始されている。このSDARSでは、デジタル放送により高品質な音質を実現していると共に、衛星を使用することにより広範囲において受信可能な放送とされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような衛星を利用する通信システムにおける端末装置には、衛星から送信された円偏波を受信するためのアンテナが必要とされている。円偏波を受信可能なアンテナの一つにスパイラルアンテナが知られている。スパイラルアンテナは、指向性を広くすることが可能とされていると共に、構造が簡単な円偏波アンテナとされていることから、衛星を利用する通信システムには好適なアンテナとされている。ところで、グランドプレーン上にスパイラル素子を配置したスパイラルアンテナにおいては、ビーム幅が狭くなってしまうという問題点があった。これを解決するために、スパイラル素子とグランドプレーンとの間に電波吸収体を介在させることが行われている。しかしながら、電波吸収体を介在させると、スパイラルアンテナの構造が複雑になると共に、小型化することができないという問題点があった。
【0004】
そこで、本発明はビーム幅を広くすることができると共に小型化することが可能な簡単な構造のスパイラルアンテナを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のスパイラルアンテナは、スパイラル素子を取り囲むように、導体壁をグランドプレーン上に立設させている。これにより、直交偏波成分を減少させることができると共に、広角ビームを得ることができるようになる。また、電波吸収体等を介在させる必要がないことから構造を簡単化することができると共に、小型化することができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明のスパイラルアンテナの実施の形態の第1の構成例を図1および図3,図4に示す。ただし、図1は本発明にかかる第1のスパイラルアンテナ1の構成を示す斜視図であり、図3はその平面図であり、図4はその側断面図である。
これらの図に示す本発明にかかる第1のスパイラルアンテナ1は、矩形状の導電板からなるグランドプレーン12上に、グランドプレーン12の面から所定高さでほぼ並行に矩形状の基板13が配置されている。基板13は、プリント基板とされており、その一面に図1および図3に示すような4本のスパイラル素子10a,10b,10c,10dが矩形スパイラル状に形成されている。このように、第1のスパイラルアンテナ1は、4線式矩形スパイラルアンテナとされており、基板13を取り囲むように導体板からなる矩形状の導体壁11がグランドプレーン12上に立設されている。導体壁11の高さは基板13とほぼ同じ高さとされ、このこの場合、導体壁11と基板13との間には間隙が形成されている。
【0007】
グランドプレーン12の裏面には、整合回路基板16が配置されており、この整合回路基板16に、スパイラルアンテナ1において円偏波を送信/受信するための図2に示す位相遅延回路16aが形成されている。位相遅延回路16aは、図2に示すようにスパイラル素子10aに0°位相の給電を、スパイラル素子10bに270°位相の給電を、スパイラル素子10cに180°位相の給電を、スパイラル素子10dに90°位相の給電を行っている。なお、位相遅延回路16aには信号源17が接続されている。具体的には、信号源17が接続されている同軸ケーブルが給電部14を構成している接栓に接続され、給電部14が整合回路基板16に形成されている位相遅延回路16aに接続されている。
【0008】
位相遅延回路16aからは、グランドプレーン12上にほぼ垂直に配置されている4本の給電ライン15により、4本のスパイラル素子10a,10b,10c,10dにそれぞれ時計回りに90°ずつ位相の進んだ給電が行われるようになる。そして、4本のスパイラル素子10a,10b,10c,10dが図示する巻方向とされている場合は、スパイラルアンテナ1は右旋円偏波を送信/受信することができるようになる。このような構成とされた第1のスパイラルアンテナ1は、右旋円偏波に直交する左旋円偏波成分が減少するようになると共に、広角ビームとすることができるようになる。また、電波吸収体等を介在させていないことから構造を簡単化することができると共に、小型化することができる。
【0009】
次に、本発明のスパイラルアンテナの実施の形態の第2の構成例を図5ないし図7に示す。ただし、図5は本発明にかかる第2のスパイラルアンテナ2の構成を示す斜視図であり、図6はその平面図であり、図7はその側断面図である。
これらの図に示す本発明にかかるスパイラルアンテナ2は、矩形状の導電板からなるグランドプレーン22上に、グランドプレーン22の面から所定高さでほぼ並行に矩形状の基板23が配置されている。基板23は、プリント基板とされており、その一面に図5および図6に示すような4本のスパイラル素子20a,20b,20c,20dが矩形スパイラル状に形成されている。このように、第2のスパイラルアンテナ2は、4線式矩形スパイラルアンテナとされており、基板33の周縁に接するように導体板からなる矩形状の導体壁21がグランドプレーン22上に立設されている。導体壁21の高さは基板23とほぼ同じ高さとされ、この導体壁21の上端に4本のスパイラル素子20a,20b,20c,20dの最外周縁が接して短絡されている。
【0010】
グランドプレーン22の裏面には、整合回路基板26が配置されており、この整合回路基板26に、スパイラルアンテナ2において円偏波を送信/受信するための図2に示す位相遅延回路16aと同様の位相遅延回路が形成されている。この位相遅延回路も、図2に示すようにスパイラル素子20aに0°位相の給電を、スパイラル素子20bに270°位相の給電を、スパイラル素子20cに180°位相の給電を、スパイラル素子20dに90°位相の給電を行っている。なお、給電部24から整合回路基板26に給電されており、整合回路基板26に形成されている位相遅延回路からは、グランドプレーン22上にほぼ垂直に配置されている4本の給電ライン25により、4本のスパイラル素子20a,20b,20c,20dに時計回りにそれぞれ90°ずつ位相の進んだ給電が行われるようになる。そして、4本のスパイラル素子20a,20b,20c,20dが図示する巻方向とされている場合は、第2のスパイラルアンテナ2は右旋円偏波を送信/受信することができるようになる。このような構成とされた第2のスパイラルアンテナ2は、右旋円偏波に直交する左旋円偏波成分が減少するようになると共に、広角ビームとすることができるようになる。また、電波吸収体等を介在させていないことから構造を簡単化することができると共に、小型化することができる。
【0011】
次に、本発明のスパイラルアンテナの実施の形態の第3の構成例を図8および図10,図11に示す。ただし、図8は本発明にかかる第3のスパイラルアンテナ3の構成を示す斜視図であり、図10はその平面図であり、図11はその側断面図である。
これらの図に示す本発明にかかる第3のスパイラルアンテナ3は、円形状の導電板からなるグランドプレーン32上に、グランドプレーン32の面から所定高さでほぼ並行に円形状の基板33が配置されている。基板33は、プリント基板とされており、その一面に図8および図10に示すような2本のスパイラル素子30a,30bが円形スパイラル状に形成されている。このように、第3のスパイラルアンテナ3は、2線式円形スパイラルアンテナとされており、円形状の基板33を取り囲むように導体板からなる短い円筒状の導体壁31がグランドプレーン32上に立設されている。この場合、導体壁31の高さは基板33とほぼ同じ高さとされ、この導体壁31と基板33との間には間隙が形成されている。
【0012】
グランドプレーン32の裏面には、整合回路基板36が配置されており、この整合回路基板36に、スパイラルアンテナ3において円偏波を送信/受信するための図9に示す位相遅延回路36aが形成されている。位相遅延回路36aは、図9に示すようにスパイラル素子30aに0°位相の給電を、スパイラル素子30bに180°位相の給電を行っている。なお、位相遅延回路36aには信号源37が接続されている。具体的には、信号源37が接続されている同軸ケーブルが給電部34を構成している接栓に接続され、給電部34が整合回路基板36に形成されている位相遅延回路36aに接続されている。
【0013】
位相遅延回路36aからは、グランドプレーン32上にほぼ垂直に配置されている2本の給電ライン35により、2本のスパイラル素子30a,30bに時計回りに180°位相の進んだ給電が行われるようになる。そして、2本のスパイラル素子30a,30bが図示する巻方向とされている場合は、スパイラルアンテナ3は右旋円偏波を送信/受信することができるようになる。このような構成とされた第3のスパイラルアンテナ3は、右旋円偏波に直交する左旋円偏波成分が減少するようになると共に、広角ビームとすることができるようになる。また、電波吸収体等を介在させていないことから構造を簡単化することができると共に、小型化することができる。
【0014】
次に、本発明のスパイラルアンテナの実施の形態の第4の構成例を図12ないし図14に示す。ただし、図12は本発明にかかる第4のスパイラルアンテナ4の構成を示す斜視図であり、図13はその平面図であり、図14はその側断面図である。
これらの図に示す本発明にかかる第4のスパイラルアンテナ4は、円形状の導電板からなるグランドプレーン42上に、グランドプレーン42の面から所定高さでほぼ並行に円形状の基板43が配置されている。基板43は、プリント基板とされており、その一面に図12および図13に示すような2本のスパイラル素子40a,40bが円形スパイラル状に形成されている。このように、第4のスパイラルアンテナ4は、2線式円形スパイラルアンテナとされており、円形状の基板43を取り囲むように導体板からなる短い円筒状の導体壁41がグランドプレーン42上に立設されている。導体壁41の高さは基板43とほぼ同じ高さとされ、この導体壁41の上端に、2本のスパイラル素子40a、40bの最外周縁が接して短絡されている。
【0015】
グランドプレーン42の裏面には、整合回路基板46が配置されており、この整合回路基板46に、スパイラルアンテナ4において円偏波を送信/受信するための図11に示す位相遅延回路36aと同様の位相遅延回路が形成されている。この位相遅延回路も、図9に示すようにスパイラル素子40aに0°位相の給電を、スパイラル素子40bに180°位相の給電を行っている。なお、給電部44から整合回路基板46に給電されており、整合回路基板46に形成されている位相遅延回路からは、グランドプレーン42上にほぼ垂直に配置されている2本の給電ライン45により、2本のスパイラル素子40a,40bに時計回りにそれぞれ180°位相の進んだ給電が行われている。そして、2本のスパイラル素子40a,40bが図示する巻方向とされている場合は、スパイラルアンテナ4は右旋円偏波を送信/受信することができるようになる。このような構成とされた第4のスパイラルアンテナ4は、右旋円偏波に直交する左旋円偏波成分が減少するようになると共に、広角ビームとすることができるようになる。また、電波吸収体等を介在させていないことから構造を簡単化することができると共に、小型化することができる。
【0016】
以上説明した本発明にかかる第1のスパイラルアンテナ1ないし第4のスパイラルアンテナ4において、スパイラル素子が形成されている基板とグランドプレーンとの間に誘電材料を充填させるようにしてもよい。このようにすると、第1のスパイラルアンテナ1ないし第4のスパイラルアンテナ4をより小型化することが可能となる。なお、基板は高周波特性の良好なテフロン等の基板とされている。また、本発明にかかる第1のスパイラルアンテナ1ないし第4のスパイラルアンテナ4において、スパイラル素子を基板にプリント形成することに替えて、金属板をプレス成形することにより形成したり、金属パイプや金属線を加工してスパイラル素子を形成するようにしてもよい。
【0017】
次に、本発明にかかる第1のスパイラルアンテナ1ないし第4のスパイラルアンテナ4の電気的特性を説明する。はじめに、本発明の実施の形態の第1のスパイラルアンテナ1および第2のスパイラルアンテナ2における垂直面内の指向特性を、導体壁11(21)の寸法およびグランドプレーン12(22)の寸法をパラメータとして図15に示す。図15におけるパラメータgは、図16に示すようにグランドプレーン12(22)の幅のパラメータであり、パラメータLは図16に示すように導体壁11(21)の幅のパラメータである。なお、パラメータhはスパイラル素子10(20)および導体壁11(21)の高さのパラメータであり、θは天頂方向を0°、水平方向を90°とする仰角である。さらに、図15において、λ1.4は、周波数1.4GHzにおける波長を示しており、導体壁の幅L=0.36λ1.4の時に導体壁と基板との幅が一致する。すなわち、第2のスパイラルアンテナ2では、L=0.36λ1.4となる。
【0018】
そこで、図15に示す垂直面内の指向特性は動体壁の高さhが約0.08λ1.4とされた際の指向特性である。そして、最上段に示される導体壁の幅Lが約0.36λ1.4とされた際の指向特性は、本発明の実施の形態の第2のスパイラルアンテナ2(L=0.36λ1.4)における指向特性とされている。この指向特性を参照すると、グランドプレーン22の幅gが約0.6λ1.4とされた際に、実線で示されているメインの右旋円偏波ERに対して直交する不要偏波成分とされる破線で示されている左旋円偏波EL成分がきわめて小さくなる。また、2段目以降に示される導体壁の幅Lが0.4λ1.4〜0.9λ1.4とされた際の指向特性は、本発明の実施の形態の第1のスパイラルアンテナ1における指向特性とされている。この指向特性を参照すると、グランドプレーン22の幅gが0.6λ1.4から狭くなるに従い直交する左旋円偏波EL成分が若干増加すると共に、グランドプレーン22の幅gが0.6λ1.4から広くなるに従い直交する左旋円偏波EL成分が若干増加する。また、メインの右旋円偏波ERのビーム幅は広角ビームとされている。
【0019】
さらに、導体壁の幅Lが0.4λ1.4ないし0.9λ1.4とされている、本発明の実施の形態の第1のスパイラルアンテナ1における垂直面内の指向特性においては、導体壁11の幅Lにグランドプレーン12の幅gが近づくにつれて直交する左旋円偏波EL成分が若干増加するようになるが、直交する左旋円偏波EL成分は、メインの右旋円偏波ER成分に対して小さくされている。また、メインの右旋円偏波ERのビーム幅は広角ビームとされている。このように、本発明にかかるスパイラルアンテナにおいては、直交偏波成分を小さくすることができると共に、メインの円偏波のビーム幅を広角ビームとすることができる。
【0020】
なお、本発明のスパイラルアンテナにおいては、導体壁を備えていることが特徴とされており、その作用効果を示すために、図1に示す本発明の第1のスパイラルアンテナ1から導体壁11を取り去ったスパイラルアンテナの垂直面内の指向特性を図40ないし図43に示す。図40は、導体壁を備えていないスパイラルアンテナにおいてグランドプレーンの幅gを0.5λ1.4とした際の垂直面内の指向特性である。不要偏波成分である直交する大きな左旋円偏波EL成分が現出していると共に、メインの右旋円偏波ERのビーム角度が狭くされていることがわかる。また、図41は、導体壁を備えていないスパイラルアンテナにおいてグランドプレーンの幅gを0.6λ1.4とした際の垂直面内の指向特性である。不要偏波成分である直交する大きな左旋円偏波EL成分が現出していると共に、メインの右旋円偏波ERのビーム角度が狭くされていることがわかる。また、図42は、導体壁を備えていないスパイラルアンテナにおいてグランドプレーンの幅gを0.7λ1.4とした際の垂直面内の指向特性である。不要偏波成分である直交するやや大きな左旋円偏波EL成分が現出していると共に、メインの右旋円偏波ERのビーム角度が狭くされていることがわかる。また、図43は、導体壁を備えていないスパイラルアンテナにおいてグランドプレーンの幅gを0.8λ1.4とした際の垂直面内の指向特性である。不要偏波成分である直交するやや大きな左旋円偏波EL成分が現出していると共に、メインの右旋円偏波ERのビーム角度が狭くされていることがわかる。
【0021】
次に、本発明の実施の形態の第2のスパイラルアンテナ2において、導体壁21の幅Lを約0.36λ1.4、導体壁21の高さhを約0.08λ1.4、グランドプレーン22の幅gを約0.5λ1.4とし、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を図17に、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を図18に示す。なお、f=1.228GHzはGPSのL2バンドの周波数であり、f=1.575GHzはGPSのL1バンドの周波数である。
図17を参照すると、周波数f=1.228GHzとした際には、不要偏波成分である直交する左旋円偏波EL成分は、若干現出しているもののわずかであり、良好なメインの右旋円偏波ERが得られている。このメインの右旋円偏波ERのビーム幅は広角ビームとなっていることがわかる。また、図18を参照すると、周波数f=1.575GHzとした際にも、不要偏波成分である直交する左旋円偏波EL成分は、若干現出しているもののわずかであり、良好なメインの右旋円偏波ERが得られている。このメインの右旋円偏波ERのビーム幅は広角ビームとなっていることがわかる。さらに、図19を参照するとハッチングを施したGPSにおけるL1バンドおよびL2バンドにおいてインピーダンスの抵抗分がほぼ50Ωとなっており、給電手段である同軸ケーブルに整合が可能であることがわかる。
【0022】
次に、本発明の実施の形態の第2のスパイラルアンテナ2において、導体壁21の幅Lを約0.36λ1.4、導体壁21の高さhを約0.08λ1.4、グランドプレーン22の幅gを約0.6λ1.4とし、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を図20に、周波数f=1.575GHzとした際の垂直面内の指向特性を図21に、インピーダンスの周波数特性を図22に示す。
図20を参照すると、周波数f=1.228GHzとした際には、不要偏波成分である直交する左旋円偏波EL成分は、ほんのわずか現出しているだけであり、良好なメインの右旋円偏波ERが得られている。このメインの右旋円偏波ERのビーム幅は広角ビームとなっていることがわかる。また、図21を参照すると、周波数f=1.575GHzとした際にも、不要偏波成分である直交する左旋円偏波EL成分は、わずか現出しているだけであり、良好なメインの右旋円偏波ERが得られている。このメインの右旋円偏波ERのビーム幅は広角ビームとなっていることがわかる。さらに、図22を参照するとハッチングを施したGPSにおけるL1バンドおよびL2バンドにおいてインピーダンスの抵抗分がほぼ50Ωとなっており、給電手段である同軸ケーブルに整合が可能であることがわかる。
【0023】
次に、本発明の実施の形態の第2のスパイラルアンテナ2において、導体壁21の幅Lを約0.36λ1.4、導体壁21の高さhを約0.08λ1.4、グランドプレーン22の幅gを約0.7λ1.4とし、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を図23に、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を図24に、インピーダンスの周波数特性を図25に示す。
図23を参照すると、周波数f=1.228GHzとした際には、不要偏波成分である直交する左旋円偏波EL成分は、現出しておらず良好なメインの右旋円偏波ERが得られている。このメインの右旋円偏波ERのビーム幅は、広角ビームとなっていることがわかる。また、図24を参照すると、周波数f=1.575GHzとした際にも、不要偏波成分である直交する左旋円偏波EL成分は、若干現出しているもののわずかであり、良好なメインの右旋円偏波ERが得られている。このメインの右旋円偏波ERのビーム幅は、広角ビームとなっていることがわかる。さらに、図25を参照するとハッチングを施したGPSにおけるL1バンドおよびL2バンドにおいてインピーダンスの抵抗分がほぼ50Ωとなっており、給電手段である同軸ケーブルに整合が可能であることがわかる。
【0024】
次に、本発明の実施の形態の第2のスパイラルアンテナ2において、導体壁21の幅Lを約0.36λ1.4、導体壁21の高さhを約0.08λ1.4、グランドプレーン22の幅gを約0.8λ1.4とし、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を図26に、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を図27に、インピーダンスの周波数特性を図28に示す。
図26を参照すると、周波数f=1.228GHzとした際には、不要偏波成分である直交する左旋円偏波EL成分は、ほとんど現出しておらず良好なメインの右旋円偏波ERが得られている。このメインの右旋円偏波ERのビーム幅は、広角ビームとなっていることがわかる。また、図27を参照すると、周波数f=1.575GHzとした際にも、不要偏波成分である直交する左旋円偏波EL成分は、若干現出しているものの、良好なメインの右旋円偏波ERが得られている。このメインの右旋円偏波ERのビーム幅は、広角ビームとなっていることがわかる。さらに、図28を参照するとハッチングを施したGPSにおけるL1バンドおよびL2バンドにおいてインピーダンスの抵抗分がほぼ50Ωとなっており、給電手段である同軸ケーブルに整合が可能であることがわかる。
【0025】
次に、本発明の実施の形態の第2のスパイラルアンテナ2において、導体壁21の幅Lを約0.36λ1.4、導体壁21の高さhを約0.08λ1.4、グランドプレーン22の幅gを約0.9λ1.4とし、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を図29に、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を図30に、インピーダンスの周波数特性を図31に示す。
図29を参照すると、周波数f=1.228GHzとした際には、不要偏波成分である直交する左旋円偏波EL成分は、若干現出しているがわずかであり、良好なメインの右旋円偏波ERが得られている。このメインの右旋円偏波ERのビーム幅は、広角ビームとなっていることがわかる。また、図30を参照すると、周波数f=1.575GHzとした際にも、不要偏波成分である直交する左旋円偏波EL成分は、若干現出しているものの、良好なメインの右旋円偏波ERが得られている。このメインの右旋円偏波ERのビーム幅は、広角ビームとなっていることがわかる。さらに、図31を参照するとハッチングを施したGPSにおけるL1バンドおよびL2バンドにおいてインピーダンスの抵抗分がほぼ50Ωとなっており、給電手段である同軸ケーブルに整合が可能であることがわかる。
【0026】
次に、本発明の実施の形態の第2のスパイラルアンテナ2において、導体壁21の幅Lを約0.36λ1.4、導体壁21の高さhを約0.08λ1.4、グランドプレーン22の幅gを約1.0λ1.4とし、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を図32に、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を図33に、インピーダンスの周波数特性を図34に示す。
図32を参照すると、周波数f=1.228GHzとした際には、不要偏波成分である直交する左旋円偏波EL成分は、若干現出しているがわずかであり、良好なメインの右旋円偏波ERが得られている。このメインの右旋円偏波ERのビーム幅は、広角ビームとなっていることがわかる。また、図33を参照すると、周波数f=1.575GHzとした際にも、不要偏波成分である直交する左旋円偏波EL成分は、わずか現出しているだけであり、良好なメインの右旋円偏波ERが得られている。このメインの右旋円偏波ERのビーム幅は、広角ビームとなっていることがわかる。さらに、図34を参照するとハッチングを施したGPSにおけるL1バンドおよびL2バンドにおいてインピーダンスの抵抗分がほぼ50Ωとなっており、給電手段である同軸ケーブルに整合が可能であることがわかる。
【0027】
次に、本発明にかかるスパイラルアンテナを給電手段に整合させる際の整合手段の一例を本発明の第2のスパイラルアンテナ2を例に上げて図35に示し、その一部拡大図を図36に示し、1本のスパイラル素子に対する整合手段の構成の側面図を例示的に図37に示す。
図35および図36に示すように、4本のスパイラル素子20にはそれぞれ給電部24から給電ライン25を介して給電されている。そして、給電ライン25には整合手段が設けられている。図示される整合手段はΓ型給電による整合手段とされており、図36に示すように4本のスパイラル素子20をグランドプレーン22にそれぞれ短絡する短絡素子26a、26b、26c、26dと、短絡素子26a、26b、26c、26dの中途に給電する整合素子27a、27b、27c、27dを備えている。Γ型給電による整合手段における各部の長さは、例えば図37に示すようになる。すなわち、スパイラル素子50がグランドプレーン52から高さhで配置されて、短絡素子56の長さがhとされており、この際の整合素子57における短絡素子56への給電位置の高さとされる縦方向の長さがa、その横方向の長さがd、グランドプレーン52の幅をgとされているとする。ここで、高さhを約0.08λ1.4、幅gを約0.7λ1.4とすると、長さaを約0.06λ1.4、長さdを約0.02λ1.4とした際に整合がとれるようになる。
【0028】
ここで、図35に示すようにΓ型給電により整合した場合の垂直面内の指向特性を図38に、整合を行うことなく直接給電した場合の垂直面内の指向特性を図39に示す。図38を参照すると、不要偏波成分である直交する左旋円偏波EL成分は、現出しておらず良好なメインの右旋円偏波ERが得られている。このメインの右旋円偏波ERのビーム幅は広角ビームとなっている。また、図39を参照すると、不要偏波成分である直交する左旋円偏波EL成分が、わずかに現出している。このように、Γ型給電を行うことにより不要偏波成分である直交する左旋円偏波EL成分を抑圧することができる。なお、Γ型給電は4線式スパイラルアンテナだけでなく本発明にかかる第3のスパイラルアンテナ3および第4のスパイラルアンテナ4である2線式円形スパイラルアンテナにも適用することができる。
【0029】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、スパイラル素子を取り囲むように、導体壁をグランドプレーン上に立設させている。これにより、直交偏波成分を減少させることができると共に、広角ビームを得ることができるようになる。また、電波吸収体等を介在させる必要がないことから構造を簡単化することができると共に、小型化することができる。従って、コストダウンすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる第1のスパイラルアンテナの構成を示す斜視図である。
【図2】本発明の実施の形態にかかる第1のスパイラルアンテナの給電手段の構成を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態にかかる第1のスパイラルアンテナの構成を示す平面図である。
【図4】本発明の実施の形態にかかる第1のスパイラルアンテナの構成を示す側断面図である。
【図5】本発明の実施の形態にかかる第2のスパイラルアンテナの構成を示す斜視図である。
【図6】本発明の実施の形態にかかる第2のスパイラルアンテナの構成を示す平面図である。
【図7】本発明の実施の形態にかかる第2のスパイラルアンテナの構成を示す側断面図である。
【図8】本発明の実施の形態にかかる第3のスパイラルアンテナの構成を示す斜視図である。
【図9】本発明の実施の形態にかかる第3のスパイラルアンテナの給電手段の構成を示す図である。
【図10】本発明の実施の形態にかかる第3のスパイラルアンテナの構成を示す平面図である。
【図11】本発明の実施の形態にかかる第3のスパイラルアンテナの構成を示す側断面図である。
【図12】本発明の実施の形態にかかる第4のスパイラルアンテナの構成を示す斜視図である。
【図13】本発明の実施の形態にかかる第4のスパイラルアンテナの構成を示す平面図である。
【図14】本発明の実施の形態にかかる第4のスパイラルアンテナの構成を示す側断面図である。
【図15】本発明にかかるスパイラルアンテナにおいて、パラメータを変化させた際の垂直面内指向特性の変化を示す図である。
【図16】本発明にかかるスパイラルアンテナのパラメータを示す図である。
【図17】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=0.5λ1.4、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図18】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=0.5λ1.4、周波数f=1.575GHzとした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図19】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=0.5λ1.4とした際のインピーダンスの周波数特性を示す図である。
【図20】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=0.6λ1.4、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図21】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=0.6λ1.4、周波数f=1.575GHzとした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図22】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=0.6λ1.4とした際のインピーダンスの周波数特性を示す図である。
【図23】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=0.7λ1.4、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図24】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=0.7λ1.4、周波数f=1.575GHzとした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図25】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=0.7λ1.4とした際のインピーダンスの周波数特性を示す図である。
【図26】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=0.8λ1.4、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図27】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=0.8λ1.4、周波数f=1.575GHzとした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図28】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=0.8λ1.4とした際のインピーダンスの周波数特性を示す図である。
【図29】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=0.9λ1.4、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図30】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=0.9λ1.4、周波数f=1.575GHzとした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図31】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=0.9λ1.4とした際のインピーダンスの周波数特性を示す図である。
【図32】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=1.0λ1.4、周波数f=1.228GHzとした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図33】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=1.0λ1.4、周波数f=1.575GHzとした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図34】本発明にかかる第2のスパイラルアンテナにおいて、g=1.0λ1.4とした際のインピーダンスの周波数特性を示す図である。
【図35】本発明の実施の形態のスパイラルアンテナにかかる整合手段の構成例を示す側面図である。
【図36】本発明の実施の形態のスパイラルアンテナにかかる整合手段の構成例の一部拡大図である。
【図37】本発明の実施の形態のスパイラルアンテナにかかる整合手段における1本のスパイラル素子に対する構成を示す側面図である。
【図38】本発明にかかるスパイラルアンテナにおいて、Γ型給電により整合した際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図39】本発明にかかるスパイラルアンテナにおいて、整合を行うことなく直接給電した際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図40】導体壁を備えていないスパイラルアンテナにおいて、g=0.5λ1.4とした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図41】導体壁を備えていないスパイラルアンテナにおいて、g=0.6λ1.4とした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図42】導体壁を備えていないスパイラルアンテナにおいて、g=0.7λ1.4とした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【図43】導体壁を備えていないスパイラルアンテナにおいて、g=0.8λ1.4とした際の垂直面内の指向特性を示す図である。
【符号の説明】
1 スパイラルアンテナ、2 スパイラルアンテナ、3 スパイラルアンテナ、4 スパイラルアンテナ、10 スパイラル素子、10a,10b,10c,10d スパイラル素子、11 導体壁、12 グランドプレーン、13 基板、14 給電部、15 給電ライン、16 整合回路基板、16a 位相遅延回路、17 信号源、20 スパイラル素子、20a,20b,20c,20d スパイラル素子、21 導体壁、22 グランドプレーン、23 基板、24 給電部、25 給電ライン、26 整合回路基板、26a 短絡素子、27a 整合素子、30a,30b スパイラル素子、31 導体壁、32 グランドプレーン、33 基板、34 給電部、35 給電ライン、36a 位相遅延回路、36 整合回路基板、37 信号源、40a,40b スパイラル素子、41 導体壁、42 グランドプレーン、43 基板、44 給電部、45 給電ライン、46 整合回路基板、50 スパイラル素子、52 グランドプレーン、56 短絡素子、57 整合素子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wide-angle beam spiral antenna having a small orthogonal polarization component.
[0002]
[Prior art]
GPS (Global Positioning System) is known as a system for measuring the current position. GPS is a system developed for navigation support of aircraft and ships, etc., 24 GPS satellites orbiting about 20,000 km above the sky (four in each orbit plane), tracking and control of GPS satellites And a receiver of the user for performing positioning. An aircraft, a ship, or the like can determine its own position or the like by simultaneously knowing the distances from four or more GPS satellites. The distance from the GPS satellite is obtained from the time required for the radio wave transmitted from the GPS satellite to reach the receiver. Inmarsat service is known as one of the communication systems using satellites. Inmarsat service is a communication service that connects Inmarsat facilities with telephone, fax and data terminals through Inmarsat geostationary satellites. Inmarsat facilities include facilities for ships and portable facilities that can be moved on land. Further, a satellite digital radio service (SDARS: Satellite Digital Audio Service) has been started. In SDARS, high quality sound quality is realized by digital broadcasting, and broadcasting is receivable over a wide range by using satellites.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
A terminal device in a communication system using such a satellite needs an antenna for receiving circularly polarized waves transmitted from the satellite. A spiral antenna is known as one of the antennas that can receive circularly polarized waves. The spiral antenna is considered to be a suitable antenna for a communication system using a satellite because it is possible to increase the directivity and is a circularly polarized antenna having a simple structure. By the way, in the spiral antenna in which the spiral element is arranged on the ground plane, there is a problem that the beam width becomes narrow. In order to solve this, a radio wave absorber is interposed between the spiral element and the ground plane. However, the interposition of the radio wave absorber complicates the structure of the spiral antenna and has a problem that the size cannot be reduced.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide a spiral antenna having a simple structure that can increase the beam width and reduce the size.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in a spiral antenna of the present invention, a conductor wall is erected on a ground plane so as to surround a spiral element. Thereby, the orthogonal polarization component can be reduced, and a wide-angle beam can be obtained. Further, since there is no need to interpose a radio wave absorber or the like, the structure can be simplified and the size can be reduced.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIGS. 1, 3, and 4 show a first configuration example of an embodiment of a spiral antenna of the present invention. 1 is a perspective view showing the configuration of the first
In the first
[0007]
On the back surface of the ground plane 12, a matching circuit board 16 is arranged. On the matching circuit board 16, a
[0008]
From the
[0009]
Next, FIGS. 5 to 7 show a second configuration example of the spiral antenna according to the embodiment of the present invention. 5 is a perspective view showing a configuration of the second
In the
[0010]
A matching circuit board 26 is arranged on the back surface of the ground plane 22. The matching circuit board 26 has the same configuration as the
[0011]
Next, FIGS. 8, 10, and 11 show a third configuration example of the spiral antenna according to the embodiment of the present invention. 8 is a perspective view showing the configuration of the
In the
[0012]
On the back surface of the ground plane 32, a matching circuit board 36 is arranged. On the matching circuit board 36, a
[0013]
From the
[0014]
Next, FIGS. 12 to 14 show a fourth configuration example of the spiral antenna according to the embodiment of the present invention. 12 is a perspective view showing the configuration of the
In the
[0015]
A matching circuit board 46 is arranged on the back surface of the ground plane 42. The matching circuit board 46 has the same configuration as the
[0016]
In the first to
[0017]
Next, electrical characteristics of the first to
[0018]
Therefore, the directional characteristic in the vertical plane shown in FIG. 15 is such that the height h of the moving body wall is about 0.08λ. 1.4 This is the directional characteristic when The width L of the conductor wall shown at the top is about 0.36λ. 1.4 The directional characteristic when the second spiral antenna 2 (L = 0.36λ) of the embodiment of the present invention is used. 1.4 ). Referring to this directional characteristic, the width g of the ground plane 22 is about 0.6λ. 1.4 The main right-hand circularly polarized wave E shown by the solid line. R The left-handed circularly polarized wave E indicated by a broken line that is an unnecessary polarization component orthogonal to L The components are extremely small. The width L of the conductor wall shown in the second and subsequent stages is 0.4λ. 1.4 ~ 0.9λ 1.4 The directional characteristic at this time is the directional characteristic of the
[0019]
Further, the width L of the conductor wall is 0.4λ. 1.4 Or 0.9λ 1.4 In the directional characteristic in the vertical plane of the
[0020]
Note that the spiral antenna of the present invention is characterized by having a conductor wall. In order to show the operation and effect, the
[0021]
Next, in the
Referring to FIG. 17, when frequency f = 1.228 GHz, orthogonally left-handed circularly polarized waves E, which are unnecessary polarization components, are generated. L The component is slight, although slightly appearing, and is a good main right-handed circularly polarized wave E. R Is obtained. This main right-hand circularly polarized wave E R It can be seen that the beam width is a wide-angle beam. Referring to FIG. 18, even when the frequency f is set to 1.575 GHz, the orthogonal left-hand circularly polarized wave E, which is an unnecessary polarization component, is generated. L The component is slight, although slightly appearing, and is a good main right-handed circularly polarized wave E. R Is obtained. This main right-hand circularly polarized wave E R It can be seen that the beam width is a wide-angle beam. Further, referring to FIG. 19, the resistance of the impedance is approximately 50Ω in the L1 band and the L2 band in the hatched GPS, and it can be seen that the matching with the coaxial cable as the power supply means is possible.
[0022]
Next, in the
Referring to FIG. 20, when the frequency f = 1.228 GHz, the orthogonal left-handed circularly polarized wave E, which is an unnecessary polarization component, is used. L The components are only marginally present and have good main right hand circular polarization E R Is obtained. This main right-hand circularly polarized wave E R It can be seen that the beam width is a wide-angle beam. Referring to FIG. 21, even when the frequency f is set to 1.575 GHz, the orthogonal left-hand circularly polarized wave E, which is an unnecessary polarization component, is generated. L The component is only slightly revealed and has a good main right hand circular polarization E R Is obtained. This main right-hand circularly polarized wave E R It can be seen that the beam width is a wide-angle beam. Further, referring to FIG. 22, the resistance of the impedance in the L1 band and the L2 band in the hatched GPS is approximately 50Ω, and it can be seen that matching is possible with the coaxial cable as the feeding means.
[0023]
Next, in the
Referring to FIG. 23, when frequency f = 1.228 GHz, orthogonally left-handed circularly polarized wave E, which is an unnecessary polarization component, is used. L The component does not appear and has good main right hand circular polarization E R Is obtained. This main right-hand circularly polarized wave E R It can be seen that the beam width is a wide-angle beam. Referring to FIG. 24, even when the frequency f is set to 1.575 GHz, the orthogonal left-hand circularly polarized wave E, which is an unnecessary polarized wave component, is generated. L The component is slight, although slightly appearing, and is a good main right-handed circularly polarized wave E. R Is obtained. This main right-hand circularly polarized wave E R It can be seen that the beam width is a wide-angle beam. Furthermore, referring to FIG. 25, the resistance of the impedance in the L1 band and the L2 band of the hatched GPS is approximately 50Ω, and it can be seen that matching with the coaxial cable as the power supply means is possible.
[0024]
Next, in the
Referring to FIG. 26, when the frequency f is set to 1.228 GHz, an orthogonal left-handed circularly polarized wave E, which is an unnecessary polarization component, is generated. L The component hardly appears and a good main right-handed circularly polarized wave E R Is obtained. This main right-hand circularly polarized wave E R It can be seen that the beam width is a wide-angle beam. Referring to FIG. 27, even when the frequency f is set to 1.575 GHz, the orthogonal left-hand circularly polarized wave E, which is an unnecessary polarization component, is generated. L Although the component appears slightly, it has good main right-handed circularly polarized wave E. R Is obtained. This main right-hand circularly polarized wave E R It can be seen that the beam width is a wide-angle beam. Further, referring to FIG. 28, the resistance of the impedance in the L1 band and the L2 band in the hatched GPS is approximately 50Ω, and it can be seen that matching with the coaxial cable as the power supply means is possible.
[0025]
Next, in the
Referring to FIG. 29, when the frequency f is set to 1.228 GHz, the orthogonal left-handed circularly polarized wave E, which is an unnecessary polarization component, is generated. L The components appear slightly but slightly, and the good main right-handed circularly polarized wave E R Is obtained. This main right-hand circularly polarized wave E R It can be seen that the beam width is a wide-angle beam. Further, referring to FIG. 30, even when the frequency f is set to 1.575 GHz, the orthogonal left-hand circularly polarized wave E, which is an unnecessary polarization component, is generated. L Although the component appears slightly, it has good main right-handed circularly polarized wave E. R Is obtained. This main right-hand circularly polarized wave E R It can be seen that the beam width is a wide-angle beam. Further, referring to FIG. 31, the resistance of the impedance is approximately 50Ω in the L1 band and the L2 band in the hatched GPS, and it can be seen that the matching with the coaxial cable as the power supply means is possible.
[0026]
Next, in the
Referring to FIG. 32, when the frequency f = 1.228 GHz, the orthogonal left-hand circularly polarized wave E, which is an unnecessary polarization component, is used. L The components appear slightly but slightly, and the good main right-handed circularly polarized wave E R Is obtained. This main right-hand circularly polarized wave E R It can be seen that the beam width is a wide-angle beam. Referring to FIG. 33, even when the frequency f is set to 1.575 GHz, the orthogonal left-hand circularly polarized wave E, which is an unnecessary polarization component, is generated. L The component is only slightly revealed and has a good main right hand circular polarization E R Is obtained. This main right-hand circularly polarized wave E R It can be seen that the beam width is a wide-angle beam. Further, referring to FIG. 34, the resistance of the impedance is approximately 50Ω in the L1 band and the L2 band in the hatched GPS, and it can be seen that matching with the coaxial cable as the power supply means is possible.
[0027]
Next, an example of matching means for matching the spiral antenna according to the present invention with the feeding means is shown in FIG. 35 taking the
As shown in FIGS. 35 and 36, power is supplied to the four spiral elements 20 from the power supply unit 24 via the power supply line 25. The power supply line 25 is provided with matching means. The matching means shown is a matching means based on the Γ-type power supply, and as shown in FIG.
[0028]
Here, as shown in FIG. 35, FIG. 38 shows the directivity in the vertical plane when matching is performed by Γ-shaped power supply, and FIG. 39 shows the directivity in the vertical plane when power is directly supplied without performing matching. Referring to FIG. 38, orthogonal left-handed circular polarization E, which is an unnecessary polarization component, L The component does not appear and has good main right hand circular polarization E R Is obtained. This main right-hand circularly polarized wave E R Is a wide-angle beam. Referring to FIG. 39, orthogonal left-handed circularly polarized wave E, which is an unnecessary polarization component, is used. L Ingredients appear slightly. As described above, by performing the Γ-type power supply, the orthogonal left-handed circularly polarized wave E, which is an unnecessary L Components can be suppressed. The な お -shaped power supply can be applied not only to the 4-wire spiral antenna, but also to the 2-wire circular spiral antenna which is the
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the conductor wall is erected on the ground plane so as to surround the spiral element. Thereby, the orthogonal polarization component can be reduced, and a wide-angle beam can be obtained. Further, since there is no need to interpose a radio wave absorber or the like, the structure can be simplified and the size can be reduced. Therefore, cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a first spiral antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a feeding unit of a first spiral antenna according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a first spiral antenna according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side sectional view showing a configuration of a first spiral antenna according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a second spiral antenna according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a second spiral antenna according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side sectional view showing a configuration of a second spiral antenna according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of a third spiral antenna according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a feeding unit of a third spiral antenna according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a plan view showing a configuration of a third spiral antenna according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a side sectional view showing a configuration of a third spiral antenna according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a perspective view showing a configuration of a fourth spiral antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a plan view showing a configuration of a fourth spiral antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a side sectional view showing a configuration of a fourth spiral antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing a change in directional characteristics in a vertical plane when a parameter is changed in the spiral antenna according to the present invention.
FIG. 16 is a diagram showing parameters of the spiral antenna according to the present invention.
FIG. 17 shows a second spiral antenna according to the present invention, wherein g = 0.5λ. 1.4 FIG. 7 is a diagram showing directivity characteristics in a vertical plane when frequency f = 1.228 GHz.
FIG. 18 shows a second spiral antenna according to the present invention, wherein g = 0.5λ. 1.4 FIG. 7 is a diagram showing directivity characteristics in a vertical plane when the frequency f is 1.575 GHz.
FIG. 19 shows a second spiral antenna according to the present invention, wherein g = 0.5λ. 1.4 It is a figure which shows the frequency characteristic of the impedance at the time of setting.
FIG. 20 shows a second spiral antenna according to the present invention, wherein g = 0.6λ. 1.4 FIG. 7 is a diagram showing directivity characteristics in a vertical plane when frequency f = 1.228 GHz.
FIG. 21 shows a second spiral antenna according to the present invention, wherein g = 0.6λ. 1.4 FIG. 7 is a diagram showing directivity characteristics in a vertical plane when the frequency f is 1.575 GHz.
FIG. 22 shows a second spiral antenna according to the present invention, wherein g = 0.6λ. 1.4 It is a figure which shows the frequency characteristic of the impedance at the time of setting.
FIG. 23 shows a second spiral antenna according to the present invention, wherein g = 0.7λ. 1.4 FIG. 7 is a diagram showing directivity characteristics in a vertical plane when frequency f = 1.228 GHz.
FIG. 24 shows a second spiral antenna according to the present invention, in which g = 0.7λ. 1.4 FIG. 7 is a diagram showing directivity characteristics in a vertical plane when the frequency f is 1.575 GHz.
FIG. 25 shows a second spiral antenna according to the present invention, wherein g = 0.7λ. 1.4 It is a figure which shows the frequency characteristic of the impedance at the time of setting.
FIG. 26 shows a second spiral antenna according to the present invention, wherein g = 0.8λ. 1.4 FIG. 7 is a diagram showing directivity characteristics in a vertical plane when frequency f = 1.228 GHz.
FIG. 27 shows a second spiral antenna according to the present invention, wherein g = 0.8λ. 1.4 FIG. 7 is a diagram showing directivity characteristics in a vertical plane when the frequency f is 1.575 GHz.
FIG. 28 shows a second spiral antenna according to the present invention, wherein g = 0.8λ. 1.4 It is a figure which shows the frequency characteristic of the impedance at the time of setting.
FIG. 29 shows a second spiral antenna according to the present invention, wherein g = 0.9λ. 1.4 FIG. 7 is a diagram showing directivity characteristics in a vertical plane when frequency f = 1.228 GHz.
FIG. 30 shows a second spiral antenna according to the present invention, in which g = 0.9λ. 1.4 FIG. 7 is a diagram showing directivity characteristics in a vertical plane when the frequency f is 1.575 GHz.
FIG. 31 shows a second spiral antenna according to the present invention, in which g = 0.9λ. 1.4 It is a figure which shows the frequency characteristic of the impedance at the time of setting.
FIG. 32 shows a second spiral antenna according to the present invention, wherein g = 1.0λ. 1.4 FIG. 7 is a diagram showing directivity characteristics in a vertical plane when frequency f = 1.228 GHz.
FIG. 33 shows a second spiral antenna according to the present invention, wherein g = 1.0λ. 1.4 FIG. 7 is a diagram showing directivity characteristics in a vertical plane when the frequency f is 1.575 GHz.
FIG. 34: In the second spiral antenna according to the present invention, g = 1.0λ 1.4 It is a figure which shows the frequency characteristic of the impedance at the time of setting.
FIG. 35 is a side view showing a configuration example of a matching unit according to the spiral antenna of the embodiment of the present invention.
FIG. 36 is a partially enlarged view of a configuration example of a matching unit according to the spiral antenna of the embodiment of the present invention.
FIG. 37 is a side view showing the configuration of one matching spiral element in the spiral antenna according to the embodiment of the present invention.
FIG. 38 is a diagram showing directivity characteristics in a vertical plane when matching is performed by Γ-type feeding in the spiral antenna according to the present invention.
FIG. 39 is a diagram showing directivity characteristics in a vertical plane when power is directly supplied without performing matching in the spiral antenna according to the present invention.
FIG. 40 shows a spiral antenna without a conductor wall, g = 0.5λ. 1.4 FIG. 9 is a diagram showing a directional characteristic in a vertical plane when the above is set.
FIG. 41 shows a spiral antenna having no conductor wall, g = 0.6λ. 1.4 FIG. 9 is a diagram showing a directional characteristic in a vertical plane when the above is set.
FIG. 42 shows a spiral antenna without a conductor wall, g = 0.7λ. 1.4 FIG. 9 is a diagram showing a directional characteristic in a vertical plane when the above is set.
FIG. 43 shows a spiral antenna without a conductor wall, g = 0.8λ. 1.4 FIG. 9 is a diagram showing a directional characteristic in a vertical plane when the above is set.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該スパイラル素子とほぼ同じ高さをしており、該スパイラル素子を取り囲むように、前記グランドプレーン上に立設されている導体壁と、
を備えていることを特徴とするスパイラルアンテナ。A plurality of spiral elements formed so as to face each other at a predetermined height from the ground plane,
A conductor wall having substantially the same height as the spiral element, and standing on the ground plane so as to surround the spiral element;
A spiral antenna comprising:
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