JP2009088625A - アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能な円偏波アンテナを提供する。
【解決手段】アンテナ１は、平面２Ａを有する接地導体２と、誘電体基板４の主表面４Ａ上に形成される放射素子１１〜１４とを備える。接地導体２の平面２Ａと誘電体基板４の主表面４Ａとは平行である。放射素子１１，１２は互いに同一の矩形を有し、かつ直交する。放射素子１３，１４は互いに同一の矩形を有し、かつ直交する。各放射素子の端部は接地パターン１５に接続される。誘電体基板４と接地導体２との間に金属スペーサが設けられ、誘電体基板４は複数の金属ネジ８により金属スペーサに取り付けられる。複数の金属ネジ８、接地パターン１５および金属スペーサは各放射素子の端部を接地導体２に短絡するための短絡部を構成する。給電点Ｐ１〜Ｐ４の各々には給電線が接続される。よってアンテナ１は第１〜第４の逆Ｆ型アンテナを含むアンテナと等価になる。
【選択図】図３

Description

本発明はアンテナに関し、特に、円偏波アンテナに関する。

従来、円偏波アンテナの構造に関する様々な技術が提案されている。たとえば米国特許第６４５２５６０号明細書（特許文献１）には、スロットアレーアンテナが開示される。このスロットアレーアンテナは、絶縁基板と、接地板と、電波吸収材とを備える。絶縁基板の表面上の導電層には複数のスロット（細長い溝）が形成される。さらに電波吸収材は絶縁基板と接地板とに挟まれる。

特許第３８９８１０１号公報（特許文献２）にはスパイラルアンテナが開示される。このスパイラルアンテナは、グランドプレーン（接地面）と、スパイラル素子と、そのスパイラル素子を取り囲むようにグランドプレーン上に設置された、導体からなる壁とを備える。

特開２００７−６８０９６号公報（特許文献３）には、２段重ねのパッチアンテナを備える２周波共用アンテナが開示される。
米国特許第６４５２５６０号明細書 特許第３８９８１０１号公報 特開２００７−６８０９６号公報

従来の円偏波アンテナの場合、構造が複雑化するという課題、あるいはサイズが大きくなるという課題がある。

たとえば米国特許第６４５２５６０号明細書に開示されたスロットアレーアンテナの場合、電波吸収材によって、所望の偏波（たとえば右旋円偏波）と異なる成分（たとえば左旋円偏波）を打ち消すことができる。しかし電波吸収材が絶縁基板と接地板とに挟まれているので絶縁基板と接地板との間隔が大きくなる。

特許第３８９８１０１号公報に開示されたスパイラルアンテナの場合、所望の偏波と異なる成分を打ち消すために、スパイラル素子とグランドプレーンとの間隔が大きくなる。

特開２００７−６８０９６号公報に開示された２周波共用アンテナの場合、使用周波数帯が互いに異なる２つのパッチアンテナが重ねられる。しかしながら、この２周波共用アンテナは複雑な構造を有する。また２周波共用アンテナのサイズも大きくなる。

円偏波アンテナの構造を簡単にするための方法として、たとえばプリント基板の製造技術を用いることにより、誘電体基板の表面の導電体をアンテナの形状に加工する方法が考えられる。この方法により作製されたアンテナの代表例として、誘電体基板の表面に形成されたダイポールアンテナ（プリントダイポールアンテナ）を挙げることができる。

図１４は、プリントダイポールアンテナにより構成された円偏波アンテナを示す図である。図１４を参照して、アンテナ１０１は、誘電体基板１０４と、放射素子１１１〜１１４と、給電線１１５〜１１８とを備える。放射素子１１１〜１１４と給電線１１５〜１１８とは、誘電体基板１０４の主表面１０４Ａ上に設けられた導電体をエッチング等の方法を用いて加工することにより形成される。

放射素子１１１，１１２は第１のダイポールアンテナを構成する。放射素子１１３，１１４は第２のダイポールアンテナを構成する。第１のダイポールアンテナおよび第２のダイポールアンテナは互いに直交するように誘電体基板１０４の主表面１０４Ａ上に配置される。

位相遅延回路１４１は、第１のダイポールアンテナ（放射素子１１１，１１２）および第２のダイポールアンテナ（放射素子１１３，１１４）に給電するための給電回路である。位相遅延回路１４１は、第１のダイポールアンテナの給電の位相（０°とする）に対して第２のダイポールアンテナの給電の位相を９０°遅延させる。これによりアンテナ１０１は、円偏波を受信（または送信）することができる。

ここで、給電線１１５〜１１８は位相遅延回路１４１に接続される。さらに放射素子１１１〜１１３は、給電線１１５〜１１７にそれぞれ接続される。しかし給電線１１８と放射素子１１４とは直接的に接続できない。このため給電線１１６を跨ぐジャンパ１１９により放射素子１１４と給電線１１８とが接続される。しかしながら、ジャンパ１１９を設けることによってアンテナ１０１の構造が複雑になる。

なお、放射素子１１４と給電線１１８とを接続する配線を形成するためのスペースが確保されるよう、大きな主表面を有する誘電体基板を用いることも考えられる。しかしながら主表面１０４Ａが大きくなることによってアンテナ１０１のサイズが大きくなる。

本発明の目的は、上述の課題を解決するためのものであって、その目的は、小型化が可能な円偏波アンテナを提供することである。

本発明は要約すれば、アンテナであって、第１の平面を有する接地導体と、第１の平面に平行な第２の平面上に配置される複数の放射素子とを備える。複数の放射素子は、互いに同一の矩形を有する第１および第２の放射素子を含む。第１および第２の放射素子は、第１の放射素子の長辺に沿った第１の放射素子の中心線である第１の直線と、第２の放射素子の長辺に沿った第２の放射素子の中心線である第２の直線との交点を回転中心として互いに９０度回転対称である。第１の放射素子は、第１の給電点と、第１の給電点に対して第２の直線に近い側に位置する第１の端部とを有する。第２の放射素子は、第２の給電点と、第２の給電点に対して第１の直線に近い側に位置する第２の端部とを有する。アンテナは、第１の給電点に接続される第１の給電線と、第２の給電点に接続される第２の給電線と、第１および第２の端部ならびに接地導体に接続されることにより第１および第２の端部を接地導体に短絡する短絡部とをさらに備える。

好ましくは、複数の放射素子は、第２の平面上、かつ第２の直線に対して第１の放射素子の反対側に配置される第３の放射素子と、第２の平面上、かつ第１の直線に対して第２の放射素子の反対側に配置される第４の放射素子とをさらに含む。第３および第４の放射素子は、互いに同一の矩形を有するとともに、交点を回転中心として互いに９０度回転対称である。第３の放射素子の長辺の長さは、第１の放射素子の長辺の長さと異なる。第３の放射素子は、第３の給電点と、第３の給電点に対して第２の直線に近い側に位置し、かつ短絡部に接続される第３の端部とを有する。第４の放射素子は、第４の給電点と、第４の給電点に対して第１の直線に近い側に位置し、かつ短絡部に接続される第４の端部とを有する。アンテナは、第３の給電点に接続される第３の給電線と、第４の給電点に接続される第４の給電線とをさらに備える。

好ましくは、アンテナは、第１の主表面と、第１の主表面の反対側に位置する第２の主表面とを有する誘電体基板をさらに備える。第２の平面は、第１の主表面である。複数の放射素子の各々は、第１の主表面に設けられた導電体である。

より好ましくは、誘電体基板は、第２の主表面が第１の平面に対向するように配置される。

より好ましくは、誘電体基板は、第１の主表面が第１の平面に対向するように配置される。

本発明によれば円偏波アンテナを小型化することが可能になる。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、本実施の形態の円偏波アンテナの利用形態を説明するための図である。図１を参照して、アンテナ１は人工衛星５０から送信された電波信号を受信するとともに、その電波信号を受信機２０に出力する。この電波信号は円偏波であり、アンテナ１は円偏波アンテナである。

多くの衛星通信システムでは、人工衛星から円偏波が送信される。したがって円偏波を受信するためのアンテナが必要となる。図１に示すように、アンテナ１は衛星通信システムに適用することが可能である。

本実施の形態では、人工衛星５０はＧＰＳ（Global Positioning System）衛星である。よく知られているように、ＧＰＳは現在位置を測位するためのシステムである。ＧＰＳは、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なう管制局、測位を行なうための受信機で構成される。たとえば航空機あるいは船舶は、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られる。

ＧＰＳ衛星が送信する電波の周波数帯は、Ｌ１帯（周波数１．５７５ＧＨｚ）およびＬ２帯（周波数１．２２８ＧＨｚ）を含む。近年では測定精度を高めるためにＬ１帯およびＬ２帯の両方を用いた測位および測量が行なわれている。アンテナ１は、このような測位および測量のためにＬ１帯の電波およびＬ２帯の電波の両方を受信する２周波共用円偏波アンテナである。

次に、アンテナ１の構成について説明する。
図２は、アンテナ１の構成を示す斜視図である。

図３は、図２に示すアンテナ１の平面図である。
図４は、図３に示す矢印Ａ方向のアンテナ１の側面図である。

図５は、図３に示す矢印Ｂ方向のアンテナ１の側面図である。
図２〜図５を参照して、アンテナ１は、接地導体２と、誘電体基板４と、金属スペーサ６と、複数の金属ネジ８とを備える。

接地導体２は板状の導電体であり、平面２Ａを有する。誘電体基板４は、互いに平行な主表面４Ａ，４Ｂを有する。誘電体基板４は、その主表面４Ｂが接地導体２の平面２Ａと対向するように配置される。

金属スペーサ６は接地導体２と誘電体基板４とに挟まれる。複数の金属ネジ８の各々のネジ部分は誘電体基板４、金属スペーサ６および接地導体２を貫通する。複数の金属ネジ８によって誘電体基板４が金属スペーサ６に取り付けられるとともに、金属スペーサ６が接地導体２に取り付けられる。なお、複数の金属ネジ８の各々のネジ部分の先端は接地導体２を貫通せずに接地導体２の内部に位置してもよい。

金属スペーサ６は、誘電体基板４の主表面４Ｂに接する平面６Ａと、接地導体２の平面２Ａに接する平面６Ｂとを有する。平面６Ａと平面６Ｂとは平行である。また、上述したように誘電体基板４の主表面４Ａ，４Ｂは平行である。よって主表面４Ａは平面２Ａと平行である。

アンテナ１は、さらに、放射素子１１〜１４と、接地パターン１５とを備える。放射素子１１〜１４と接地パターン１５とは誘電体基板４の主表面４Ａに配置される。放射素子１１〜１４と、接地パターン１５とは、たとえば誘電体基板４の主表面４Ａに設けられた導電体をエッチング等の方法を用いて加工することにより形成される。このような加工技術はプリント基板の製造では一般的に用いられている。よって、放射素子１１〜１４と接地パターン１５とを容易に形成することができる。

放射素子１１，１２は互いに同一の長方形である。直線Ｘは、放射素子１１の長辺に沿った放射素子１１の中心線である。直線Ｙは、放射素子１２の長辺に沿った放射素子１２の中心線である。放射素子１１，１２は、直線Ｘ，Ｙの交点Ｏを回転中心として互いに９０°回転対称である。したがって、放射素子１１の長辺の方向と放射素子１２の長辺の方向とは直交する。

放射素子１３は直線Ｙに対して放射素子１１と反対側に位置する。放射素子１４は直線Ｘに対して放射素子１２と反対側に位置する。放射素子１３，１４は同一の長方形である。

放射素子１３の長辺に沿った放射素子１３の中心線は直線Ｘである。放射素子１４の長辺に沿った放射素子１４の中心線は直線Ｙである。放射素子１３，１４は、直線Ｘ，Ｙの交点Ｏを回転中心として互いに９０°回転対称である。したがって、放射素子１３の長辺の方向と放射素子１４の長辺の方向とは直交する。

なお、以下では、放射素子１１の長辺の方向と放射素子１２の長辺の方向とが直交することを「放射素子１１と放射素子１２とが直交する」と説明する。同様に、以下では、放射素子１３の長辺の方向と放射素子１４の長辺の方向とが直交することを「放射素子１３と放射素子１４とが直交する」と説明する。

放射素子１１〜１４は給電点Ｐ１〜Ｐ４をそれぞれ有する。放射素子１１〜１４は、さらに、端部１１Ａ〜１４Ａをそれぞれ有する。

端部１１Ａは、給電点Ｐ１に対して直線Ｙに近い側に位置する。
端部１２Ａは、給電点Ｐ２に対して直線Ｘに近い側に位置する。

端部１３Ａは、給電点Ｐ３に対して直線Ｙに近い側に位置する。
端部１４Ａは、給電点Ｐ４に対して直線Ｘに近い側に位置する。

各放射素子の端部（端部１１Ａ〜１４Ａ）は接地パターン１５に接続される。接地パターン１５は、複数の金属ネジ８の各々のネジ頭と接触する。上述したように金属ネジ８のネジ部分は金属スペーサ６および接地導体２を貫通する。複数の金属ネジ８によって、接地パターン１５と金属スペーサ６と接地導体２とが短絡される。これにより各放射素子の端部（端部１１Ａ〜１４Ａ）は接地導体２と短絡される。すなわち、接地パターン１５、複数の金属ネジ８、および金属スペーサ６は、各放射素子１１の端部を接地導体２に短絡するための短絡部を構成する。

図４および図５を参照して、アンテナ１は、さらに、給電線２１〜２４と、コネクタ３１〜３４とを有する。

給電線２１は、給電点Ｐ１とコネクタ３１とを接続する。
給電線２２は、給電点Ｐ２とコネクタ３２とを接続する。

給電線２３は、給電点Ｐ３とコネクタ３３とを接続する。
給電線２４は、給電点Ｐ４とコネクタ３４とを接続する。

図６は、図４に示す給電線２４の近傍をより詳細に説明する図である。図６を参照して、給電線２４の一方端は、はんだ３５によって放射素子１４と接続される。これにより給電線２４と給電点Ｐ４とが電気的に接続される。なお図４および図５に示すように給電線２１〜２３の各々の一方端も、はんだ３５によって対応する放射素子に接続される。したがって給電線２１〜２４は、給電点Ｐ１〜Ｐ４とそれぞれ電気的に接続される。

本実施の形態のアンテナ１は、第１〜第４の逆Ｆアンテナを含むアンテナと等価である。

第１の逆Ｆアンテナは、接地導体２と、放射素子１１と、給電線２１と、短絡部（複数の金属ネジ８、接地パターン１５、および金属スペーサ６）とにより構成される。

第２の逆Ｆアンテナは、接地導体２と、放射素子１２と、給電線２２と、短絡部とにより構成される。

第３の逆Ｆアンテナは、接地導体２と、放射素子１３と、給電線２３と、短絡部とにより構成される。

第４の逆Ｆアンテナは、接地導体２と、放射素子１４と、給電線２４と、短絡部とにより構成される。

放射素子１１と放射素子１２とは直交する。放射素子１１と放射素子１２とに給電し、かつ、放射素子１１の給電の位相と放射素子１２の給電の位相とを９０°異ならせることにより、第１および第２の逆Ｆアンテナは円偏波を受信することができる。

同様に、放射素子１３と放射素子１４とは直交する。したがって放射素子１３と放射素子１４とに給電し、かつ、放射素子１３の給電の位相と放射素子１４の給電の位相とを９０°異ならせることにより、第３および第４の逆Ｆアンテナは円偏波を受信することができる。

放射素子１１，１２の各々の長辺の長さはａ１である。放射素子１３，１４の各々の長辺の長さはａ２である。ａ１，ａ２は、使用周波数帯の中心波長の約１／４の長さに設定される。本実施の形態では、ａ１，ａ２は、第１および第２の逆Ｆアンテナからなる円偏波アンテナの使用周波数帯と、第３および第４の逆Ｆアンテナからなる円偏波アンテナの使用周波数帯とが異なるよう設定される。したがってアンテナ１を２周波共用アンテナとして用いることができる。図３に示すように本実施の形態ではａ１はａ２より小さい。

図７は、放射素子１１〜１４に給電するための給電回路を示す図である。図７を参照して、給電回路４０は、位相遅延回路４１と、位相遅延回路４２とを含む。

位相遅延回路４１は、コネクタ３１，３２に接続されることにより放射素子１１，１２に給電する。位相遅延回路４１は、放射素子１１の給電の位相（０°とする）に対して放射素子１２の給電の位相を９０°遅延させる。

位相遅延回路４２は、コネクタ３３，３４に接続されることにより放射素子１３，１４に給電する。位相遅延回路４２は、放射素子１３の給電の位相（０°とする）に対して放射素子１４の給電の位相を９０°遅延させる。

このように、本実施の形態によれば、第１および第２の逆Ｆアンテナにより第１の円偏波アンテナが構成される。一般的に逆Ｆアンテナの放射素子の長さは約λ／４（λは使用周波数帯の中心波長）である。したがって、本実施の形態においても放射素子の長辺の長さは約λ／４となる。たとえば円偏波アンテナをクロスダイポールアンテナによって構成した場合、放射素子の長さは約λ／２となる。さらに、クロスダイポールアンテナの場合、２つのダイポールアンテナ（すなわち４つの放射素子）が必要である。本実施の形態によれば小型化された円偏波アンテナを実現できる。

さらに、本実施の形態によれば、第３および第４の逆Ｆアンテナによって、第１の円偏波アンテナと使用周波数帯が異なる第２の円偏波アンテナが構成される。第１の円偏波アンテナと第２の円偏波アンテナとを組合わせることにより２周波共用アンテナが構成される。これにより２周波共用円偏波アンテナを小型化することができる。

さらに、本実施の形態によれば、誘電体基板の主表面に形成された、互いに直交する２つの放射素子と、接地導体と、短絡部と、その２つの放射素子にそれぞれ給電するための２つの給電線とによって１つの円偏波アンテナを構成することができる。したがって、本実施の形態によれば円偏波アンテナの構造を簡単にすることができる。

さらに、本実施の形態のアンテナは簡単な構造を有するので、本実施の形態のアンテナの組立を容易に行なうことができる。

［本実施の形態のアンテナの特性］
本実施の形態のアンテナ１を作製し、そのアンテナの特性を測定した。図３を参照しながら本実施の形態のアンテナ１の具体的な構成を説明する。誘電体基板４にはガラスエポキシ樹脂基板を使用した。ガラスエポキシ樹脂基板の比誘電率εrは約４．５であった。また、ガラスエポキシ樹脂基板の厚さは約１．６ｍｍであった。

誘電体基板４の主表面４Ａ上の導電体をエッチングすることにより放射素子１１〜１４および接地パターン１５を形成した。放射素子１１，１２の長辺の長さａ１を約３３ｍｍとし、放射素子１３，１４の長辺の長さａ２を約４６．５ｍｍとした。なお誘電体基板４の誘電率に起因する波長短縮効果によって、各放射素子の長辺の長さは中心波長の１／４よりも短くなる。また、放射素子１１〜１４を主表面４Ａ上に配置させるため、一辺の長さが約９０ｍｍの正方形の誘電体基板を用いた。

次に図６を参照して、接地導体２の平面２Ａからの誘電体基板４の主表面４Ｂの高さｈを約８ｍｍに設定した。また、金属スペーサ６と給電線２４との間隔ｓを約３ｍｍに設定した。なお、他の給電線（給電線２１〜２３）と金属スペーサ６との間隔も約３ｍｍに設定した。

アンテナ１に、図７に示す位相遅延回路４１，４２を接続して、アンテナ利得を測定した。図８は、本実施の形態のアンテナ１の利得の測定結果を示す図である。図８に示すように、Ｌ１帯（周波数ｆ＝1．５７５ＧＨｚ）のアンテナ利得およびＬ２帯（周波数ｆ＝１．２２８ＧＨｚ）のアンテナ利得は、ともに約０（ｄＢｉ）であった。

図９は、周波数ｆ＝１．２２８ＧＨｚでのアンテナ１の指向性の測定結果を示す図である。図１０は、周波数ｆ＝１．５７５ＧＨｚでのアンテナ１の指向性の測定結果を示す図である。図９および図１０を参照して、周波数ｆが１．２２８ＧＨｚの場合、および周波数ｆが１．５７５ＧＨｚの場合のいずれも、０°方向の放射強度が最大となる。なお０°方向とは、図４および図５に示す矢印の方向である。

［本実施の形態のアンテナの変形例］
図１１は、本実施の形態のアンテナ１の変形例を示す図である。図１１を参照して、アンテナ１Ａは、誘電体基板４の主表面４Ａが接地導体２の平面２Ａと対向する点でアンテナ１と異なる。誘電体基板４の主表面４Ａに形成される導電体のパターンは、図２，図３に示す放射素子１１〜１４および接地パターン１５と同じである。さらに、アンテナ１Ａの他の部分の構成はアンテナ１の対応する部分の構成と同様である。

誘電体基板４の主表面４Ａを接地導体２の平面２Ａと対向させることにより、接地パターン１５と金属スペーサ６とを直接的に接触させることができる。これにより、放射素子１１〜１４の端部をより確実に接地導体２に短絡させることが可能になる。

アンテナ１の構成では、アンテナ１の複数の金属ネジ８のいずれかが十分に締め付けられていない場合に、誘電体基板４と金属スペーサ６との間に隙間が生じる可能性がある。誘電体基板４と金属スペーサ６との間に隙間が生じることによって放射素子１１〜１４の各々の端部の接地が十分でない場合、アンテナ１が受信すべき電波の周波数と、アンテナ１が実際に受信した電波の周波数との間にずれ（いわゆる周波数ずれ）が生じる。この変形例によれば、放射素子１１〜１４の端部をより確実に接地することができるため、周波数ずれを抑制することが可能になる。

［本実施の形態のアンテナの他の構成例］
図１２は、本実施の形態のアンテナの他の構成例を示す斜視図である。

図１３は、図１２に示すアンテナの平面図である。
図１２および図１３を参照して、アンテナ１Ｂは、接地導体２と、放射部５１Ａ，５２Ａ，５３Ａ，５４Ａと、短絡部５１Ｂ，５２Ｂ，５３Ｂ，５４Ｂと、接続部５１Ｃ，５２Ｃ，５３Ｃ，５４Ｃとを含む。

放射部５１Ａ、短絡部５１Ｂおよび接続部５１Ｃは１枚の金属板を折り曲げることにより形成される。したがって放射部５１Ａの一端が短絡部５１Ｂに接続され、短絡部５１Ｂが接続部５１Ｃに接続される。同様に、放射部５１Ａ、短絡部５１Ｂおよび接続部５１Ｃ以外の放射部、短絡部および接続部も一枚の金属板を折り曲げることにより形成される。よって各放射部の一端は対応する短絡部に接続され、その短絡部は対応する接続部に接続される。

接続部５１Ｃ，５２Ｃ，５３Ｃ，５４Ｃは、接地導体２の平面２Ａに接続される。したがって放射部５１Ａ，５２Ａ，５３Ａ，５４Ａの各々の端部（短絡部に接続された端部）は、接地導体２に短絡される。

放射部５１Ａ，５２Ａ，５３Ａ，５４Ａは、接地導体２の平面２Ａと平行な平面４Ｃ上に配置される。平面４Ｃは仮想的な平面である。

放射部５１Ａ，５２Ａは互いに同一の長方形である。直線Ｘは、放射部５１Ａの長辺に沿った放射部５１Ａの中心線である。直線Ｙは、放射部５２Ａの長辺に沿った放射部５２Ａの中心線である。放射部５１Ａ，５２Ａは、直線Ｘ，Ｙの交点Ｏを回転中心として互いに９０°回転対称である。放射部５１Ａの長辺の長さ、および放射部５２Ａの長辺の長さはａ１である。

放射部５３Ａは直線Ｙに対して放射部５１Ａと反対側に位置する。放射部５４Ａは直線Ｘに対して放射部５２Ａと反対側に位置する。放射部５３Ａ，５４Ａは同一の長方形である。

直線Ｘは、放射部５３Ａの長辺に沿った放射部５３Ａの中心線である。直線Ｙは、放射部５４Ａの長辺に沿った放射部５４Ａの中心線である。放射部５３Ａ，５４Ａは、直線Ｘ，Ｙの交点Ｏを回転中心として互いに９０°回転対称である。放射部５３Ａの長辺の長さ、および放射部５４Ａの長辺の長さはａ２である。

放射部５１Ａ〜５４Ａは、それぞれ給電点Ｐ１〜Ｐ４を有する。給電点Ｐ１〜Ｐ４の各々には給電線が接続される。ただし図が煩雑になるのを避けるために図１２および図１３には給電線は示されていない。

アンテナ１Ｂの構成要素とアンテナ１の構成要素との対応を以下に説明する。放射部５１Ａ〜５４Ａは、それぞれ放射素子１１〜１４に対応する。短絡部５１Ｂ〜５４Ｂと接続部５１Ｃ〜５４Ｃとは、アンテナ１の短絡部に対応する。したがってアンテナ１Ｂは第１〜第４の逆Ｆアンテナを含むアンテナと等価である。図１２、図１３に示すように、本実施の形態のアンテナに含まれる放射素子は、誘電体基板の主表面に形成された導電体に限定されない。

なお、本発明のアンテナは受信アンテナと限定されるものではなく、送信アンテナとして用いることも可能である。

また、本発明のアンテナは円偏波の受信または送信のために用いることが可能である。したがって、本発明のアンテナの用途は特に限定されない。

また、本実施の形態のアンテナは２周波共用アンテナである。しかし、本発明のアンテナは、２周波共用アンテナと限定されない。本発明のアンテナは、少なくとも、ある周波数帯の電波を受信（または送信）するための２つの逆Ｆアンテナを含んでいればよい。したがって、本実施の形態のアンテナも、第１および第２の逆Ｆアンテナのみからなる円偏波アンテナ（Ｌ１帯の電波を受信するアンテナ）、または第３および第４の逆Ｆアンテナのみからなる円偏波アンテナ（Ｌ２帯の電波を受信するアンテナ）として構成してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態の円偏波アンテナの利用形態を説明するための図である。 アンテナ１の構成を示す斜視図である。 図２に示すアンテナ１の平面図である。 図３に示す矢印Ａ方向のアンテナ１の側面図である。 図３に示す矢印Ｂ方向のアンテナ１の側面図である。 図４に示す給電線２４の近傍をより詳細に説明する図である。 放射素子１１〜１４に給電するための給電回路を示す図である。 本実施の形態のアンテナ１の利得の測定結果を示す図である。 周波数ｆ＝１．２２８ＧＨｚでのアンテナ１の指向性の測定結果を示す図である。 周波数ｆ＝１．５７５ＧＨｚでのアンテナ１の指向性の測定結果を示す図である。 本実施の形態のアンテナ１の変形例を示す図である。 本実施の形態のアンテナの他の構成例を示す斜視図である。 図１２に示すアンテナの平面図である。 プリントダイポールアンテナにより構成された円偏波アンテナを示す図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１０１ アンテナ、２ 接地導体、２Ａ，４Ｃ，６Ａ，６Ｂ 平面、４，１０４ 誘電体基板、４Ａ，４Ｂ，１０４Ａ 主表面、６ 金属スペーサ、８ 金属ネジ、１１〜１４，１１１〜１１４ 放射素子、１１Ａ〜１４Ａ 端部、１５ 接地パターン、２０ 受信機、２１〜２４，１１５〜１１８ 給電線、３１〜３４ コネクタ、４０ 給電回路、４１，４２，１４１ 位相遅延回路、５０ 人工衛星、５１Ａ〜５４Ａ 放射部、５１Ｂ〜５４Ｂ 短絡部、５１Ｃ〜５４Ｃ 接続部、１１９ ジャンパ、Ａ，Ｂ 矢印、Ｏ 交点、Ｐ１〜Ｐ４ 給電点、Ｓ 間隔、Ｘ，Ｙ 直線。

Claims (5)

1. 第１の平面を有する接地導体と、
   前記第１の平面に平行な第２の平面上に配置される複数の放射素子とを備え、
   前記複数の放射素子は、
   互いに同一の矩形を有する第１および第２の放射素子を含み、
   前記第１および第２の放射素子は、前記第１の放射素子の長辺に沿った前記第１の放射素子の中心線である第１の直線と、前記第２の放射素子の長辺に沿った前記第２の放射素子の中心線である第２の直線との交点を回転中心として互いに９０度回転対称であり、
   前記第１の放射素子は、
   第１の給電点と、
   前記第１の給電点に対して前記第２の直線に近い側に位置する第１の端部とを有し、
   前記第２の放射素子は、
   第２の給電点と、
   前記第２の給電点に対して前記第１の直線に近い側に位置する第２の端部とを有し、
   前記第１の給電点に接続される第１の給電線と、
   前記第２の給電点に接続される第２の給電線と、
   前記第１および第２の端部ならびに前記接地導体に接続されることにより前記第１および第２の端部を前記接地導体に短絡する短絡部とをさらに備える、アンテナ。
2. 前記複数の放射素子は、
   前記第２の平面上、かつ前記第２の直線に対して前記第１の放射素子の反対側に配置される第３の放射素子と、
   前記第２の平面上、かつ前記第１の直線に対して前記第２の放射素子の反対側に配置される第４の放射素子とをさらに含み、
   前記第３および第４の放射素子は、互いに同一の矩形を有するとともに、前記交点を回転中心として互いに９０度回転対称であり、
   前記第３の放射素子の長辺の長さは、前記第１の放射素子の長辺の長さと異なり、
   前記第３の放射素子は、
   第３の給電点と、
   前記第３の給電点に対して前記第２の直線に近い側に位置し、かつ前記短絡部に接続される第３の端部とを有し、
   前記第４の放射素子は、
   第４の給電点と、
   前記第４の給電点に対して前記第１の直線に近い側に位置し、かつ前記短絡部に接続される第４の端部とを有し、
   前記アンテナは、
   前記第３の給電点に接続される第３の給電線と、
   前記第４の給電点に接続される第４の給電線とをさらに備える、請求項１に記載のアンテナ。
3. 前記アンテナは、
   第１の主表面と、前記第１の主表面の反対側に位置する第２の主表面とを有する誘電体基板をさらに備え、
   前記第２の平面は、前記第１の主表面であり、
   前記複数の放射素子の各々は、前記第１の主表面に設けられた導電体である、請求項１または２に記載のアンテナ。
4. 前記誘電体基板は、前記第２の主表面が前記第１の平面に対向するように配置される、請求項３に記載のアンテナ。
5. 前記誘電体基板は、前記第１の主表面が前記第１の平面に対向するように配置される、請求項３に記載のアンテナ。

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