JP2005184570A - ダイポールアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アンテナ素子に導通されている線路の一方に不平衡電流が発生している場合に、アンテナ素子の電流分布を正弦波状に近似させることができるので、電界面の放射パターンの対称性を改善することができるダイポールアンテナを得ることを目的とする。
【解決手段】 ダイポールアンテナ装置は、同軸ケーブルに接続される同軸コネクタ５と、同軸コネクタ５を固定する誘電体基板１と、誘電体基板１上に構成される給電線路３と、給電線路３と電気的に接続され、所定の電波に対して電流分布が正弦波状に近似されるよう形状または構成を補正したアンテナ素子２ａ、２ｂから構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、誘電体基板上にマイクロストリップで形成されたダイポールアンテナ素子に対して、励振電力を同軸ケーブルから給電するダイポールアンテナ装置に関するものである

従来のダイポールアンテナ装置においては、一対のアンテナ素子と一対の給電線路は、それぞれの対をなす一方が誘電体基板上の表面に、他方が裏面に、薄膜導体にて形成されている。給電線路の形状は、両面共、誘電体の中心に同じ線幅で形成しており、アンテナ素子は、給電線路に対して直交方向に一対かつ対称に形成している。そして、アンテナ素子の長さは、両面の長さをあわせて１／２波長となるよう形成している。（例えば、特許文献１参照）

特開平１０−２２４１４３号公報（第２頁、第１１図）

従来のダイポールアンテナ装置のアンテナ素子は、同軸ケーブルを介して給電される。その際、アンテナ素子と給電線路は平衡回路であるのに対し、同軸ケーブルは不平衡回路であるため、平衡回路と不平衡回路との接続を不用意に行うと同軸ケーブルの外側の外表面から地面等へ流れる不平衡電流が発生し、その分、同軸ケーブルに接続されたアンテナ素子側へ電流が流れず、損失が生じる。従ってこの不平衡電流による損失を抑えるために、また、不要反射や不整合を避けるために、バランという変換器を用いて不平衡回路から平衡回路へのモードの整合を行っている。

図８は従来の技術におけるダイポールアンテナ装置の斜視図である。誘電体基板１に導体であるアンテナ素子２ａ、２ｂ及び給電線路３ａ、３ｂが面ごとに一体で、表面側と裏面側で一対に構成され、裏面側の給電線路３ｂと同軸コネクタ５との間にテーパ状のバラン４が裏面の給電線路３ｂと一体に構成されている。また、同軸コネクタ５はバラン４と同軸ケーブルの外導体とを、また、給電線路３ａと同軸ケーブルの内導体とを導通するよう構成している。このテーパ状のバラン４を用いることで平衡回路であるダイポールアンテナのアンテナ素子２ａ、２ｂ及び給電線路３ａ、３ｂと不平衡回路である同軸ケーブルとの整合をとりつつ接続している。

バラン４のテーパ形状については、そのテーパ角が小さく、その長さが長いほど平衡−不平衡の変換機能を発揮することができる。バラン４の平衡−不平衡の変換機能が十分である場合は、アンテナ素子２ａ、２ｂは平衡回路であるため、それぞれ左右対称の形状をなし、アンテナ素子部２ａと２ｂの長さＬ１、Ｌ２は同じで良い。また、その長さをＬ１＝Ｌ２＝λ／４にすることで、アンテナ素子２ａ、２ｂをあわせて正弦波の１／２波長となるよう構成している。

しかし、マイクロストリップ導体で形成されたダイポールアンテナを用いたダイポールアンテナ装置を製品としてレーダ装置等に用いた場合、製品の小型の要望などにより、テーパ状のバランのそのテーパ角とその長さ十分に得ることができない場合がある。

図９は、従来の技術におけるダイポールアンテナ装置のダイポールアンテナ部の部分図であり、（ａ）は構成図、（ｂ）は不平衡電流発生時のアンテナ素子の電流分布と電界面の放射パターンを示す。バランとしての機能を発揮することが出来ずにモードの整合を十分に行うことが出来ないと、不平衡電流が発生しその分アンテナ素子２ｂ側の電流が減少するため、アンテナ素子部２ａ、２ｂの電流分布を左右対称にすることができなくなり、ダイポールアンテナの電界面の放射パターンも（ｂ）に示すように、対称ではなくなってしまうという問題が生じていた。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、バランの機能が不十分であることにより一対のアンテナ素子に給電する一対の給電線路の励振電流が不平衡となる場合であっても、放射される電波の電界面のパターンの対称性を改善することができるダイポールアンテナ装置を得ることを目的とするものである。

この発明は、同軸ケーブルから励振電流を受ける一対の給電線路と、この給電線路の一方を前記同軸ケーブルに接続し平衡回路と不平衡回路の整合をとるバランと、前記一対の給電線路により励振され、異なる形状であることによって励振電流分布が略正弦波形となる一対のアンテナ素子と、前記アンテナ素子、前記給電線路及び前記バランが薄膜導体にて表面に形成されている誘電体基板とを備えたものである。

また、同軸ケーブルから励振電流を受ける一対の給電線路と、この給電線路の一方を前記同軸ケーブルに接続し平衡回路と不平衡回路の整合をとるバランと、前記給電線路により励振される同一形状の一対のアンテナ素子と、このアンテナ素子の一方または両方に載置され、アンテナ素子の電気的長さを互いに異ならせることにより前記アンテナ素子上の励振電流分布を略正弦波形とする誘電体と、前記アンテナ素子、前記給電線路及び前記バランが薄膜導体にて表面に形成されている誘電体基板とを備えたものである。

また、同軸ケーブルと接続され不平衡回路を平衡回路に整合させるバランと、このバラン及び前記同軸ケーブルから励振電流を受け、互いに異なるインピーダンスであることによって前記励振電流を等しくする一対の給電線路と、この給電線路により励振される一対のアンテナ素子と、前記アンテナ素子、前記給電線路及び前記バランが薄膜導体にて表面に形成されている誘電体基板とを備えたものである。

この発明は、同軸ケーブルから励振電流を受ける一対の給電線路と、この給電線路の一方を前記同軸ケーブルに接続し平衡回路と不平衡回路の整合をとるバランと、前記一対の給電線路により励振され、異なる形状であることによって励振電流分布が略正弦波形となる一対のアンテナ素子と、前記アンテナ素子、前記給電線路及び前記バランが薄膜導体にて表面に形成されている誘電体基板とを備えたので、前記アンテナ素子に導通されている線路の一方に不平衡電流が発生している場合に、前記アンテナ素子の電流分布を正弦波状に近似させることができるので、電界面の放射パターンの対称性を改善することができるダイポールアンテナ装置を得ることができる。

また、同軸ケーブルから励振電流を受ける一対の給電線路と、この給電線路の一方を前記同軸ケーブルに接続し平衡回路と不平衡回路の整合をとるバランと、前記給電線路により励振される同一形状の一対のアンテナ素子と、このアンテナ素子の一方または両方に載置され、アンテナ素子の電気的長さを互いに異ならせることにより前記アンテナ素子上の励振電流分布を略正弦波形とする誘電体と、前記アンテナ素子、前記給電線路及び前記バランが薄膜導体にて表面に形成されている誘電体基板とを備えたので、前記アンテナ素子に導通されている線路の一方に不平衡電流が発生している場合に、前記アンテナ素子の電流分布を正弦波状に近似させることができるので、電界面の放射パターンの対称性を改善することができるダイポールアンテナ装置を得ることができ、また小型化できる。

また、同軸ケーブルと接続され不平衡回路を平衡回路に整合させるバランと、このバラン及び前記同軸ケーブルから励振電流を受け、互いに異なるインピーダンスであることによって前記励振電流を等しくする一対の給電線路と、この給電線路により励振される一対のアンテナ素子と、前記アンテナ素子、前記給電線路及び前記バランが薄膜導体にて表面に形成されている誘電体基板とを備えたので、前記アンテナ素子に導通されている線路の一方に不平衡電流が発生している場合に、前記アンテナ素子の電流分布を正弦波状に近似させることができるので、電界面の放射パターンの対称性を改善することができるダイポールアンテナ装置を得ることができる。

実施の形態１．
本実施の形態については、バランを使用してもモードの整合が出来ずに不平衡電流が発生している場合に、アンテナ素子の左右の長さを補正して、電界面の放射パターンの対称性を改善することができる場合について説明する。

図１は、本発明に係わるダイポールアンテナ装置の一実施の形態におけるダイポールアンテナ部の部分図である。（ａ）に構成図を示す。誘電体基板１の表面にアンテナ素子２ａと給電線路３ａが薄膜導体によるマイクロストリップで一体に形成され、裏面にアンテナ素子２ａ側と給電線路３ｂが薄膜導体によるマイクロストリップで一体に形成されている。アンテナ素子部２ａ、２ｂは線状で線幅は同一に構成されており、また誘電体基板１の中心付近に構成された線状の給電線路３ａ、３ｂに対して直交に構成されている。

アンテナ素子２ａ、２ｂは共に給電線路３ａ、３ｂを中心軸とした場合に一対に形成され、且つ中心軸に対して左右対称となるよう形成されている。アンテナ素子２ａの長さＬ１とアンテナ素子２ｂの長さＬ２は、不平衡電流が発生しているアンテナ素子２ｂ側を短くするため、Ｌ１＞Ｌ２となるよう構成されている。図示しないが、アンテナ素子２ａ側は給電線路３ａ、同軸コネクタ５を介して同軸ケーブルの内導体に、アンテナ素子２ｂ側は給電素子３ｂ、薄膜導体にて誘電体基板１の裏面に形成されたバラン４、同軸コネクタ５を介して同軸ケーブルの外導体に接続されている。

動作について説明する。同軸ケーブルに空気中で所定の波長λの高周波電流が流れると、それが同軸コネクタ５へ伝達され、給電線路３ａ、３ｂを経由して最終的にアンテナ素子２ａ、２ｂに達する。その際、アンテナ素子２ａ、２ｂの電流分布は、給電線路３ａ、３ｂとの接続部位からの距離をｚとすると、アンテナ素子２ａ側はＩａ（ｚ）＝Ｉａ×ｓｉｎ｛（Ｌ１−ｚ）×２π／λ｝にて与えられ、アンテナ素子２ｂ側はＩｂ（ｚ）＝Ｉｂ×ｓｉｎ｛（Ｌ２−ｚ）×２π／λ｝にて与えられる。アンテナ素子２ａ、２ｂの先端側では振幅が０になる。
ところで、誘電体基板１の裏面でバラン４を経由する際に、平衡−不平衡の変換が不十分であることより不均衡電流が発生していると、給電線路３ｂを経てアンテナ素子２ｂ側の電流分布は、Ｉａ＞Ｉｂとなるため、アンテナ素子２ａ側に較べて小さくなる。

図１（ｂ）にアンテナ素子の電流分布と電界面の放射パターンを示す。アンテナ素子２ｂのＬ２の寸法を、電流分布の小さくなった分λ／４より短くし、アンテナ素子２ａのＬ１の寸法をλ／４より長くして、アンテナ素子２ａ、２ｂ合わせて電流分布が全体として正弦波形状を乱さないよう構成することができる。その際、アンテナ素子２ａ、２ｂの接続部での電流の振幅値を一致させる。即ち、接続部ではアンテナ素子２ａ、２ｂ共にｚ＝０であり、電流分布の式において、Ｉａ×ｓｉｎ（Ｌ１×２π／λ）＝Ｉｂ×ｓｉｎ（Ｌ２×２π／λ）を満たすようにする。尚、給電線路３ｂに不平衡電流が生じていることからＩａ＞Ｉｂであるため、その分をＬ１とＬ２の長さで調整されることとなる。

よって、アンテナ素子２ａ、２ｂの電流分布はＬ１＞Ｌ２であるため左右対称ではないものの、両者あわせて全体として正弦波の半波長に近似した分布となるよう構成することが可能となる。電流分布の中心は図１（ｂ）でいうと上側にシフトする結果となり、電界面の放射パターンも中心はアンテナ素子２ａ、２ｂの長さを補正した分上側にシフトするものの、電界面の放射パターンを対称に近似させることができる。

したがって、アンテナ素子２ａ、２ｂに導通されている線路の一方に不平衡電流が発生している場合に、一方を短く、他方を長く構成して電流分布を正弦波状に近似されるようなアンテナ素子の長さに補正したので、電界面の放射パターンの対称性を改善することができる。

実施の形態２．
本実施の形態については、バランを使用してもモードの整合が出来ずに不平衡電流が発生している場合に、アンテナ素子の線幅を補正して、電界面の放射パターンの対称性を改善することができる場合について説明する。

図２は、本発明に係わるダイポールアンテナ装置の第２の実施の形態におけるダイポールアンテナ部の部分図である。（ａ）に構成図を示す。実施の形態１との違いは、所定の波長λとなる高周波に対して使用する場合、実施の形態１では、アンテナ素子２ａの長さＬ１とアンテナ素子２ｂの長さＬ２の関係がＬ１＞λ／４、Ｌ２＜λ／４であるのに対し、本実施の形態においてはＬ１＝Ｌ２＝λ／４となるよう構成する。また、実施の形態１ではアンテナ素子２ａ、２ｂの線幅は同一であるのに対し、アンテナ素子２ａの線幅Ｗ１とアンテナ素子２ｂの線幅Ｗ２をＷ１＜Ｗ２の関係となるよう構成する。

動作について説明する。図２（ｂ）にアンテナ素子の電流分布と電界面の放射パターンを示す。同軸ケーブルに空気中で所定の波長λとなる高周波が流れると、同軸コネクタ５へ伝達され、給電線路３を経由して最終的にアンテナ素子２ａ、２ｂに達する。誘電体基板１の裏面ではバラン４を経由する際に不均衡電流が発生しているため、アンテナ素子２ａ、２ｂの線幅が同じ場合は、給電線路３を経た後のアンテナ素子２ｂ側の電流分布は、本来アンテナ素子２ａ側に較べて小さくなる。しかし線幅をＷ１＜Ｗ２にしてアンテナ素子２ａ側のインピーダンスを上げることで、アンテナ素子２ａ側に流れる電流を小さくし、アンテナ素子２ａ、２ｂの電流分布を左右対称で、かつ両者あわせて正弦波の半波長に近似した分布となるよう構成することが可能となる。よってこのようなＷ１、Ｗ２に設定することで、電流分布を対称にして電界面の放射パターンを対称にすることができる。

したがって、アンテナ素子２ａ、２ｂに導通されている線路の一方に不平衡電流が発生している場合に、一方の線幅を細く、他方を太く構成して電流分布を正弦波状に近似されるようなアンテナ素子の線幅に補正したので、電界面の放射パターンの対称性を改善することができる。

実施の形態３．
本実施の形態については、バランを使用してもモードの整合が出来ずに不平衡電流が発生している場合に、アンテナ素子部の片側に誘電体を装荷したので、電界面の放射パターンの対称性を改善することができる場合について説明する。

図３は、本発明に係わるダイポールアンテナ装置の第３の実施の形態におけるダイポールアンテナ部の部分図である。（ａ）に構成図を示す。実施の形態１と異なる部分は、アンテナ素子２ａ、２ｂの長さはＬ３、Ｌ４に設定されており、所定の波長λとなる高周波に対して使用する場合に、Ｌ３＝Ｌ４＜λ／４の関係を有する。また、アンテナ素子２ａに装荷誘電体６ａが固着されている点で異なる。装荷誘電体６ａは、例えばＰＥやＰＥＴ等の樹脂成分を含んだ薄膜のフィルムとしてアンテナ素子２ａに固着される場合や、同様の成分を含んだワニス等としてアンテナ素子３ａに塗布される場合などがある。

動作について説明する。同軸ケーブルに空気中で所定の波長λとなる高周波が流れると、同軸コネクタ５へ伝達され、給電線路３を経由して最終的にアンテナ素子２ａ、２ｂに達する。図３（ｂ）にアンテナ素子の電流分布と電界面の放射パターンを示す。アンテナ素子２ａ側に固着された装荷誘電体６ａの部分において、装荷誘電体６ａの空気との比誘電率をε１とすると、波長はλ／ε１となる。また、装荷誘電体６ａの空気との比誘電率ε１を決定することで、アンテナ素子２ａのうち装荷誘電体６ａを固着している部分の長さを電磁的にε１倍長くしたのと同様の効果となる。よってアンテナ素子２ａの長さは、電磁的にα×Ｌ３にすることができる。αは１からε１の間の所定の係数である。

従って、アンテナ素子２ｂのＬ４の寸法を、電流分布の小さくなった分λ／４より短くし、幾何学的寸法がＬ３（＜λ／４）のアンテナ素子２ａの長さを電磁的にα×Ｌ３に長くすることでλ／４より長くして、アンテナ素子２ａ、２ｂ合わせて電流分布が全体として正弦波形状を乱さないよう構成することができる。その際、アンテナ素子２ａ、２ｂの接続部での電流の振幅値を一致させる。即ち、接続部ではアンテナ素子２ａ、２ｂ共にｚ＝０であり、実施の形態１に示した電流分布の式において、Ｉａ×ｓｉｎ（α×Ｌ３×２π／λ）＝Ｉｂ×ｓｉｎ（Ｌ４×２π／λ）を満たすようにする。

上記のように設定することにより、アンテナ素子２ａ、２ｂの電流分布は左右対称ではないものの、両者あわせて全体として正弦波の半波長に近似した分布となるよう構成することが可能となる。電流分布の中心は図３（ｂ）でいうと上側にシフトする結果となり、電界面の放射パターンも中心はアンテナ素子２ａ、２ｂを補正した分上側にシフトするものの、電界面の放射パターンを対称であった場合に近似させることができる。
また、Ｌ３の寸法を実施の形態１のＬ１と比較した場合に１／α倍程度に短縮できる。よってこの実施の形態では、Ｌ３の寸法を実際に長くするのではなく、装荷誘電体６ａを塗布して電磁的に長くすることで、実施の形態１と同様の機能で、小型化することができる。

したがって、アンテナ素子２ａ、２ｂに導通されている線路の一方に不平衡電流が発生している場合に、一方に装荷誘電体６ａを塗布して電磁的に長くなるよう構成して電流分布を正弦波状に近似されるようなアンテナ素子の構成を補正したので、電界面の放射パターンの対称性を改善することができ、また小型化できる。

実施の形態４．
本実施の形態については、バランを使用してもモードの整合が出来ずに不平衡電流が発生している場合に、アンテナ素子部の両側に誘電体を装荷したので、電界面の放射パターンの対称性を改善することができる場合について説明する。

図４は、本発明に係わるダイポールアンテナ装置の第４の実施の形態におけるダイポールアンテナ部の部分図である。（ａ）に構成図を示す。実施の形態３と異なる部分は、アンテナ素子２ａ側に装荷誘電体６ａが塗布されているだけではなく、アンテナ素子２ｂ側にも装荷誘電体６ｂが塗布されている点で異なる。また、装荷誘電体６ａと装荷誘電体６ｂは空気に対する比誘電率がε１、ε２と異なっており、ε１＞ε２の関係を有する。この違いは、例えばＰＥやＰＥＴの樹脂成分自身の差異や、共に含まれているフィラーの成分が異なることによる。このフィラーの成分の中の代表的な成分としてガラス成分があり、ガラス成分の比率の差異によっても誘電率は変動するため、異なる種類の装荷誘電体を得ることは可能である。

動作について説明する。同軸ケーブルに空気中で所定の波長λとなる高周波が流れると、同軸コネクタ５へ伝達され、給電線路３を経由して最終的にアンテナ素子２ａ、２ｂに達する。図４（ｂ）にアンテナ素子の電流分布と電界面の放射パターンを示す。アンテナ素子２ａ側に塗布された空気との比誘電率ε１となる装荷誘電体６ａと、アンテナ素子２ｂ側に塗布された空気との比誘電率ε２となる装荷誘電体６ｂによって、装荷誘電体６ａ、６ｂが固着しているアンテナ素子２ａ、２ｂの部分の長さを電磁的にε１、ε２倍長くしたのと同様の効果となる。よってアンテナ素子２ａ、２ｂの長さは、電磁的にα×Ｌ３、β×Ｌ４にすることができる。βは１からε２の間の所定の係数である。

従って、電磁的なアンテナ素子２ｂのβ×Ｌ４の寸法を、電流分布の小さくなった分λ／４より短くし、電磁的なアンテナ素子２ａのα×Ｌ３の寸法をλ／４より長くして、アンテナ素子２ａ、２ｂ合わせて電流分布が全体として正弦波形状を乱さないよう構成することができる。その際、アンテナ素子２ａ、２ｂの接続部での電流の振幅値を一致させる。即ち、接続部ではアンテナ素子２ａ、２ｂ共にｚ＝０であり、実施の形態１に示した電流分布の式において、Ｉａ×ｓｉｎ（α×Ｌ３×２π／λ）＝Ｉｂ×ｓｉｎ（β×Ｌ４×２π／λ）を満たすようにする。

よって、アンテナ素子２ａ、２ｂの電流分布は左右対称ではないものの、両者あわせて正弦波の半波長に近似した分布となるよう構成することが可能となる。電流分布の中心は図４（ｂ）でいうと上側にシフトする結果となり、電界面の放射パターンも中心はアンテナ素子２ａ、２ｂを補正した分上側にシフトするものの、電界面の放射パターンを対称であった場合に近似させることができる。
また、Ｌ３の寸法を実施の形態１のＬ１と比較した場合に１／α倍程度に短縮でき、る。Ｌ４の寸法を実施の形態１のＬ２と比較した場合に１／β倍程度に短縮できる。よってこの実施の形態では、Ｌ３、Ｌ４の寸法を実際に長くするのではなく、装荷誘電体６ａ、６ｂを塗布して電磁的に長くすることで、実施の形態３と同様の機能で、さらに小型化することができる。

したがって、アンテナ素子２ａ、２ｂに導通されている線路の一方に不平衡電流が発生している場合に、一方に装荷誘電体６ａを塗布して電磁的に長くなるよう構成し、他方に装荷誘電体６ｂを塗布して電磁的に短くなるよう構成して電流分布を正弦波状に近似されるようなアンテナ素子の構成を補正したので、電界面の放射パターンの対称性を改善することができ、また小型化できる。

実施の形態５．
本実施の形態については、バランを使用してもモードの整合が出来ずに不平衡電流が発生している場合に、左右のアンテナ素子の傾斜角を補正して、電界面の放射パターンの対称性を改善することができる場合について説明する。

図５は、本発明に係わるダイポールアンテナ装置の第５の実施の形態におけるダイポールアンテナ部の部分図である。（ａ）に構成図を示す。実施の形態１との違いは、所定の波長λとなる高周波に対して使用する場合、実施の形態１では、アンテナ素子２ａの長さＬ１とアンテナ素子２ｂの長さＬ２の関係がＬ１＞λ／４、Ｌ２＜λ／４であるのに対し、本実施の形態においてはＬ１＝Ｌ２＝λ／４となるよう構成する。また、実施の形態１において、アンテナ素子２ａ，２ｂ長手方向の向きは給電線路３に対して直交でＹの正負方向であったが、本実施の形態においては、給電線路３のＹ方向に対してアンテナ素子２ａはθ１を、アンテナ素子２ａはθ２の傾斜角を形成している点で異なる。

動作について説明する。同軸ケーブルに空気中で所定の波長λとなる高周波が流れると、同軸コネクタ５へ伝達され、給電線路３を経由して最終的にアンテナ素子２ａ、２ｂに達する。図５（ｂ）にアンテナ素子の電流分布と電界面の放射パターンを示す。図５（ａ）に示すアンテナ素子２ａ、２ｂの電流により形成されるＸ軸の負方向の電界面の放射パターンは、図中のベクトルＡｃｏｓθ１、Ｂｃｏｓθの成分となる。したがって、アンテナ素子２ａがなす角度θ１をアンテナ素子２ｂがなす角度θ２より大きくして、アンテナ素子２ａ、２ｂの電流分布のＸ軸の負方向のベクトル成分を両者あわせて正弦波の半波長に近似した分布となるよう構成することが可能となる。よってアンテナ素子２ａ、２ｂの給電線路３方向に対する電界面の放射パターンの対称性を改善することができる。

したがって、アンテナ素子２ａ、２ｂに導通されている線路の一方に不平衡電流が発生している場合に、一方の傾斜角を大きく、他方を小さく構成して電流分布のＸ軸の負方向のベクトル成分を正弦波状に近似されるようなアンテナ素子の傾斜角に補正したので、電界面の放射パターンの対称性を改善することができる。

実施の形態６．
本実施の形態については、バランを使用してもモードの整合が出来ずに不平衡電流が発生している場合に、給電線路３の線路幅を補正したので、電界面の放射パターンの対称性を改善することができる場合について説明する。

図６は、本発明に係わるダイポールアンテナ装置の第６の実施の形態におけるダイポールアンテナ部の部分図である。（ａ）に構成図を示す。実施の形態１との違いは、所定の波長λとなる高周波に対して使用する場合、実施の形態１では、アンテナ素子２ａの長さＬ１とアンテナ素子２ｂの長さＬ２の関係がＬ１＞λ／４、Ｌ２＜λ／４であるのに対し、本実施の形態においてはＬ１＝Ｌ２＝λ／４となるよう構成する。また、実施の形態１では、アンテナ素子２ａ側の給電線路３ａとアンテナ素子２ｂ側の給電線路３ｂの線路幅は同じであるが、本実施の形態においては、それぞれＤ１、Ｄ２をなしており、Ｄ１＜Ｄ２となっている。

動作について説明する。同軸ケーブルに空気中で所定の波長λとなる高周波が流れると、同軸コネクタ５へ伝達され、給電線路３を経由して最終的にアンテナ素子２ａ、２ｂに達する。図６（ｂ）にアンテナ素子の電流分布と電界面の放射パターンを示す。給電線路３ａとアンテナ素子２ａは一体に形成されていることから、給電される電流の振幅は給電線路３ａからアンテナ素子２ａにかけて連続して減衰していき、アンテナ素子２ａの末端で０となる。また、給電線路３ｂとアンテナ素子２ｂについても同様である。よって、給電線路３ａの線路幅Ｄ１をＤ２より細くすることによりインピーダンスを増大させ、給電線路部３ａで電流振幅の減衰を給電線路部３ｂより大きくすることができる。よってこのような給電線路３ａ、３ｂの線幅Ｄ１、Ｄ２に設定することで、アンテナ素子２ａ、２ｂの電流分布を左右対称で、かつ両者あわせて正弦波の半波長に近似した分布となるよう構成することが可能となる。よって電界面の放射パターンを対称にすることができる。

したがって、アンテナ素子２ａ、２ｂに導通されている線路の一方に不平衡電流が発生している場合に、一方の給電線路３ａの線幅を小さく、他方を大きく構成してアンテナ素子の電流分布を正弦波状に近似されるような給電線路の線幅に補正したので、電界面の放射パターンの対称性を改善することができる。

実施の形態７．
本実施の形態については、バランを使用してもモードの整合が出来ずに不平衡電流が発生している場合に、給電線路３の線路長を補正したので、電界面の放射パターンの対称性を改善することができる場合について説明する。

図７は、本発明に係わるダイポールアンテナ装置の第６の実施の形態におけるダイポールアンテナ部の部分図である。（ａ）に構成図を示す。実施の形態１との違いは、実施の形態１との違いは、所定の波長λとなる高周波に対して使用する場合、実施の形態１では、アンテナ素子２ａの長さＬ１とアンテナ素子２ｂの長さＬ２の関係がＬ１＞λ／４、Ｌ２＜λ／４であるのに対し、本実施の形態においてはＬ１＝Ｌ２＝λ／４となるよう構成する。また、実施の形態１では、アンテナ素子２ａ側の給電線路３ａとアンテナ素子２ｂ側の給電線路３ｂの線路長は同じであるが、本実施の形態においては、アンテナ素子２ａ側の給電線路３ａに迂回部を設け、アンテナ素子２ｂ側の給電線路３ｂの線路長よりも長く設定している。

動作について説明する。同軸ケーブルに空気中で所定の波長λとなる高周波が流れると、同軸コネクタ５へ伝達され、給電線路３を経由して最終的にアンテナ素子２ａ、２ｂに達する。図７（ｂ）にアンテナ素子の電流分布と電界面の放射パターンを示す。 その際、給電線路３ａとアンテナ素子２ａは一体に形成されていることから、給電される電流の振幅は給電線路３ａからアンテナ素子２ａにかけて連続して減衰していき、アンテナ素子２ａの末端で０となる。また、給電線路３ｂとアンテナ素子２ｂについても同様である。よって、給電線路３ａの線路長を給電線路３ｂより長くすることにより、給電線路３ａで電流振幅の減衰を給電線路部３ｂより大きくすることができる。よって給電線路３ａ線路３ａの長さを適正化させてアンテナ素子２ａ、２ｂの電流分布を左右対称で、かつ両者あわせて正弦波の半波長に近似した分布となるよう構成することが可能となる。アンテナ素子２ａ、２ｂの電界面の放射パターンを対称にすることができる。

したがって、アンテナ素子２ａ、２ｂに導通されている線路の一方に不平衡電流が発生している場合に、一方の給電線路３ａの線路長を長く、他方を短く構成してアンテナ素子の電流分布を正弦波状に近似されるような給電線路の線路長に補正したので、電界面の放射パターンの対称性を改善することができる。

このように、アンテナ素子２ａ、２ｂに導通されている線路の一方に不平衡電流が発生している場合に、アンテナ素子形状や構成もしくは給電線路の形状を適正に補正することで、アンテナ素子の電流分布を正弦波状に近似させることができ、電界面の放射パターンの対称性を改善することができる。

本発明に係わるダイポールアンテナ装置の一実施の形態におけるダイポールアンテナ部の部分図である。 本発明に係わるダイポールアンテナ装置の第２の実施の形態におけるダイポールアンテナ部の部分図である。 本発明に係わるダイポールアンテナ装置の第３の実施の形態におけるダイポールアンテナ部の部分図である。 本発明に係わるダイポールアンテナ装置の第４の実施の形態におけるダイポールアンテナ部の部分図である。 本発明に係わるダイポールアンテナ装置の第５の実施の形態におけるダイポールアンテナ部の部分図である。 本発明に係わるダイポールアンテナ装置の第６の実施の形態におけるダイポールアンテナ部の部分図である。 本発明に係わるダイポールアンテナ装置の第７の実施の形態におけるダイポールアンテナ部の部分図である。 従来の技術におけるダイポールアンテナ装置の斜視図である。 従来の技術におけるダイポールアンテナ装置のダイポールアンテナ部の部分図である。

符号の説明

１ 誘電体基板、２ａ〜２ｂ アンテナ素子部、３ａ〜３ｂ 給電線路、４ バラン、５ 同軸コネクタ、６ａ〜６ｂ 装荷誘電体。

Claims (8)

1. 同軸ケーブルから励振電流を受ける一対の給電線路と、この給電線路の一方を前記同軸ケーブルに接続し平衡回路と不平衡回路の整合をとるバランと、前記一対の給電線路により励振され、異なる形状であることによって励振電流分布が略正弦波形となる一対のアンテナ素子と、前記アンテナ素子、前記給電線路及び前記バランが薄膜導体にて表面に形成されている誘電体基板とを備えたダイポールアンテナ装置。
2. 前記一対のアンテナ素子は、一方が長く、他方が短く形成されていることを特徴とする請求項１に記載のダイポールアンテナ装置。
3. 前記一対のアンテナ素子は、一方の線幅が細く、他方が太く形成されていることを特徴とする請求項１に記載のダイポールアンテナ装置。
4. 前記一対のアンテナ素子が前記給電線路となす角度が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載のダイポールアンテナ装置。
5. 同軸ケーブルから励振電流を受ける一対の給電線路と、この給電線路の一方を前記同軸ケーブルに接続し平衡回路と不平衡回路の整合をとるバランと、前記給電線路により励振される同一形状の一対のアンテナ素子と、このアンテナ素子の一方または両方に載置され、アンテナ素子の電気的長さを互いに異ならせることにより前記アンテナ素子上の励振電流分布を略正弦波形とする誘電体と、前記アンテナ素子、前記給電線路及び前記バランが薄膜導体にて表面に形成されている誘電体基板とを備えたダイポールアンテナ装置。
6. 同軸ケーブルと接続され不平衡回路を平衡回路に整合させるバランと、このバラン及び前記同軸ケーブルから励振電流を受け、互いに異なるインピーダンスであることによって前記励振電流を等しくする一対の給電線路と、この給電線路により励振される一対のアンテナ素子と、前記アンテナ素子、前記給電線路及び前記バランが薄膜導体にて表面に形成されている誘電体基板とを備えたダイポールアンテナ装置。
7. 前記給電線路の線路幅は、一方が細く、他方が太く形成されていることを特徴とする請求項６に記載のダイポールアンテナ装置。
8. 前記給電線路の線路長は、一方が長く、他方が細く構成されていることを特徴とする請求項６に記載のダイポールアンテナ装置。
   

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