JP2008054080A - 円偏波パッチアンテナ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明にかかる円偏波パッチアンテナは、摂動素子が付加されたパッチ導体1と、誘電体層を介して前記パッチ導体と平行に配置されたグランド導体2と、グランド導体2のパッチ導体1と対向する位置に、パッチ導体1の外郭と略同形状の外郭で且つパッチ導体1と略直交するように形成されたリング状スロット4と、パッチ導体1及びリング状スロット4をともに励振させるL型プローブ5とから構成される。これにより、パッチ導体1とリング状スロット4とが互いに作用し合い、一点給電方式の円偏波パッチアンテナであっても、小型で且つ高利得、広帯域な特性を得ることができる。
【選択図】 図1
Description
以下、本発明の実施の形態1による円偏波パッチアンテナについて図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施の形態1による円偏波パッチアンテナの構成を示す図であり、図1(a)は斜視図、図1(b)は上面図、図1(c)は側面図をそれぞれ示す。
L型プローブ5に給電された電気信号は、準TEMモードの電磁界を形成してL型プローブ5を伝搬し、その上部に位置するパッチ導体1と電気的に結合することでパッチ導体1を励振する。励振されたパッチ導体1は摂動素子が付加されているため、パッチ導体1上には縮退が解かれた2つの直交モードが励起され、電磁波は円偏波となって放射される。
図5は、図2に示した1点給電右旋円偏波方形パッチアンテナ(グランド導体にリング状スロットを形成)の入力インピーダンス(VSWR)特性を示す図である。
図7は、図2に示した1点給電右旋円偏波方形パッチアンテナ(グランド導体にリング状スロットを形成)の利得周波数特性(右旋円偏波成分)を示す図である。
図8に示すように、グランド導体2にリング状スロット4を形成した場合と、形成しない場合とを比較すると、利得周波数特性はリング状スロット4ありの方がリング状スロット4なしに比べて低域側であるため、小型化の効果が得られていることがわかる。
また、最適なインピーダンス整合回路を付加すれば、整合帯域も非常に広帯域となり、利得の周波数特性においても広帯域となる。
前述した実施の形態1では、L型プローブ給電方式を用いてパッチ導体1及びリング状スロット4をともに励振させるものについて説明したが、図9に示すように、パッチ導体1と同一面のパッチ端から給電する共平面給電方式をとってもよい。L型プローブ給電方式を用いて円偏波パッチアンテナを構成する場合には、図10に示すように、L型プローブ4を誘電体層3により上下方向から挟んで3層構造にする必要があった。一方で、図9に示すように、給電方式を共平面給電方式にすることで円偏波パッチアンテナを両面基板によって製造することができ、更なる構成の簡易化、低コスト化を図ることが可能になる。
本発明の実施の形態1及び2で説明したように、グランド導体2にリング状スロット4を形成したことにより、上記に述べた効果が得られたが、リング状スロット4から放射する電磁波は上下方向へ伝搬していく。そのため、アンテナ背面側へは比較的強い左旋円偏波成分の電磁波が放射される。この放射は、用途によっては不要輻射として有害な作用を及ぼす可能性があり、さらには背面側への不要輻射はボアサイトの利得低下の要因となってしまう。そこで、本発明の実施の形態3では、この背面側への不要輻射を抑制できる円偏波パッチアンテナについて説明する。
図11に示すように、グランド導体2の背面側に導体で形成された反射板10を付加することで、背面輻射を抑圧でき、さらにボアサイトの利得を大幅に向上させることができる。
2 グランド導体
3 誘電体層
4 リング状スロット
5 L型プローブ
6 同軸ケーブル
7 オープンスタブ
8 ショートスタブ
9 共平面給電ライン
10 反射板
Claims (6)
- 摂動素子が付加されたパッチ導体と、
誘電体層を介して前記パッチ導体と平行に配置されたグランド導体と、
前記グランド導体に形成されたスロットと、
前記パッチ導体及び前記スロットをともに励振させる給電回路とを備え、
前記パッチ導体と前記スロットとがそれぞれ励振することによって生成される電磁界ベクトルが同方向となるように、前記パッチ導体及び前記スロットを配置したことを特徴とする円偏波パッチアンテナ。 - 請求項1に記載の円偏波パッチアンテナにおいて、
前記スロットは、摂動素子が付加された円偏波発生可能なスロットであることを特徴とする円偏波パッチアンテナ。 - 請求項1に記載の円偏波パッチアンテナにおいて、
前記スロットは、前記パッチ導体の外郭と略同形状の外郭を有することを特徴とする円偏波パッチアンテナ。 - 摂動素子が付加されたパッチ導体と、
誘電体層を介して前記パッチ導体と平行に配置されたグランド導体と、
前記グランド導体の前記パッチ導体と対向する位置に、前記パッチ導体の外郭と略同形状の外郭で且つ前記パッチ導体と略直交するように形成されたスロットと、
前記パッチ導体及び前記スロットをともに励振させる給電回路とを備えることを特徴とする円偏波パッチアンテナ。 - 請求項1から4の何れかに記載の円偏波パッチアンテナにおいて、
前記スロットは、リング状スロットであることを特徴とする円偏波パッチアンテナ。 - 請求項1から5の何れかに記載の円偏波パッチアンテナにおいて、
背面輻射を抑圧する反射板導体を前記グランド導体の背面側に備えることを特徴とする円偏波パッチアンテナ。
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