JP2012520594A - 誘電体装荷アンテナ - Google Patents
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Abstract
Description
の有効電気的長さを有する。各ループは、好ましくは、mを整数としたときに、それぞれmλg1/2の電気的長さを有する2つのらせん状導体を含む。第2の群のアンテナエレメントは、λg2を第2の動作周波数における第2の群のアンテナエレメントに沿った管内波長とし、nを整数としたときに、ほぼ(2n−1)λg2/4の電気的長さを有する。したがって、第1及び第2の動作周波数は、第1の群及び第2の群の細長いアンテナエレメントにそれぞれ関連付けられた第1及び第2の共振モードの周波数である。
開回路らせん状エレメントを含むアンテナエレメント構造とを含む。
向に広がる部分の間の側面部分とを有し、上記アンテナは、更に、上記横方向に広がる表面部分の1つに関連付けられたフィード結合ノードのペアと、第1の群及び第2の群の細長い導電性アンテナエレメントを含むアンテナエレメント構造であって、各群は、上記フィード結合ノードからコア側面部分を経て上記横方向に広がる表面部分のもう1つに向かって伸びる少なくとも4本のアンテナエレメントを含む、アンテナエレメント構造とを含み、第1の群のエレメントは、第2の群のエレメントよりも長く、それによって、第1の群及び第2の群のエレメントは、異なる共振周波数の第1及び第2の円偏波共振にそれぞれ関連付けられ、各アンテナエレメント群は、上記フィード結合ノードの1つに接続されたエレメントと、上記フィード結合ノードのもう1つに接続されたエレメントとを有し、これらのエレメントの配置は、各フィード結合ノードに接続されたエレメントについて、(a)隣接するアンテナエレメントのペアを含み、各ペアが、第1の群のエレメントを1本と、第2の群のエレメントを1本とを含むような、尚且つ(b)コア沿いの所定の方向に、第1の群のエレメントが第2の群のエレメントに先行している上記ペアの数が、上記方向に、第2の群のエレメントが第1の群のエレメントに先行している上記ペアの数に等しいような、配置である。
F,11A〜11Dと、フィーダとの間の結合は、らせん状トラック10A〜10F,11A〜11Dに関連付けられた導電性の接続部分を通じてなされ、これらの接続部分は、コア12の遠位端面12D上にめっきされた放射状トラック10AR,10BR,10CR,10DR,10ER,10FR,11AR,11BR,11CR,11DRとして形成される。各接続部分は、それぞれのらせん状トラックの遠位端から、穴12Bの端の近傍でコアの遠位面12D上にめっきされてフィード結合ノードを形成する2つのアーチ形のトラックすなわち導体13K,13Lの1つまで伸びている。
作は、上記のEP1147571Aで、より詳しく説明されている。
エレメントのこの順序は、この条件を満たさないアンテナと比べて優れた放射パターンを発生させることを見出されている。
、成層基板上で利用可能なスペースにおいて、所要のインダクタンスを得るのに十分な長さの1つのトラック部分36L1,36L2を確保できないならば、トラック部分36L1,36L2のいずれかを平行な2つのトラック部分に分け、すなわち間に切り込みを入れ、単位長さあたりのインダクタンスを大きくすることができる。
ピーダンスに整合される。整合回路網によって表わされる分路インピーダンスは、また、モノポールアンテナエレメント11A〜11Dの公差を広くとることを可能にする及びそれぞれの放射パターンを向上させる有益な効果も有する。
4本、開回路エレメントを4本のように、より少ないアンテナエレメントを有するように構成することが可能である。図10を参照すると、本発明にしたがった第3のアンテナでは、閉回路らせん状エレメント及び開回路らせん状エレメントは、コアの周囲に交互の順序で配される。この場合、左旋円偏波のためのこのアンテナの順序は、遠位側の視点から見て時計回りの方向に、開回路(11A)、閉回路(10A)、開回路(11B)、閉回路(10B)の順序である。もう1つのフィード結合ノード13Lに接続されたアンテナエレメントにも、同等の順序が使用される。この配置は、上で言及された順序対称性の条件を満たさない。その代わりに、図11を参照すると、本発明にしたがった更なるアンテナは、やはり、4本の閉回路エレメント10A〜10D及び4本の開回路エレメント11A〜11Dを有する。この場合、コアの頂面上で各アーチ形導体13K,13Lに結合されるエレメントのパターンは、コアの遠位面上でそれぞれのアーチ形エレメント13K,13Lに取り付けられる各エレメントセット10A,10B,11A,11B及び10C,10D,11C,11Dにおいて、閉回路らせん状エレメント及び開回路らせん状エレメントの順序が、それぞれのセットの中心に関して鏡像をなしているという意味で、対称的である。したがってこの実施形態では、各セットにおける順序は、閉回路、開回路、開回路、閉回路である。図2、図9、及び図10と同様に、図11のアンテナは、明瞭さを期するためにその誘電体コアを省いて示されている。
Claims (27)
- 200MHzを上回る周波数における動作のための誘電体装荷アンテナであって、
5よりも大きい比誘電率を有するとともにコア外表面によって画定される内部体積の大部分を占有する固体材料の電気絶縁性誘電体コアを備え、そのコア外表面は、互いに反対を向いた横方向に広がる表面部分と、前記横方向に広がる部分の間の側面部分とを有し、
前記アンテナは、更に、
前記横方向に広がる表面部分の1つに関連付けられたフィード結合ノードと、
前記フィード結合ノードから離れた位置にあるリンク導体と、
アンテナエレメント構造であって、
前記フィード結合ノードから前記コア側面部分を経て前記リンク導体まで伸びる第1の群の細長い導電性アンテナエレメントと、
前記フィード結合ノードから前記リンク導体の方向に前記側面部分を経て、前記リンク導体から離れた実質上の開回路端まで伸びる第2の群の細長い導電性アンテナエレメントと、
を含むアンテナエレメント構造と、
を備えるアンテナ。 - 第1及び第2の動作周波数を有し、
前記第1の群のアンテナエレメントは、1つのフィード接続ノードから前記リンク導体を介してもう1つのフィード接続ノードまで伸びる導電性ループの一部を形成し、これらの各ループは、λg1を前記第1の動作周波数における前記ループに沿った管内波長としたときに、ほぼλg1の有効電気的長さを有し、
前記第2の群のアンテナエレメントは、λg2を前記第2の動作周波数における前記第2の群のアンテナエレメントに沿った管内波長とし、nを整数としたときに、ほぼ(2n−1)λg2/4の電気的長さを有する、
請求項1に記載のアンテナ。 - 各導電性ループは、mを整数としたときに、それぞれmλg2の電気的長さを有する2つのらせん状導体を含む、
請求項2に記載のアンテナ。 - 前記フィード結合ノードのそれぞれに接続された前記アンテナエレメントについて、前記第2の群のアンテナエレメントは、前記第1の群のアンテナエレメントと交互に配置されている、
請求項1ないし3のいずれかに記載のアンテナ。 - 少なくとも前記第1の群のアンテナエレメントは、実質らせん状である、
請求項1ないし4のいずれかに記載のアンテナ。 - 第1及び第2の動作周波数における円偏波放射を伴う動作のためのものであり、
前記第1の群のアンテナエレメントは、このようなエレメントのペアを3つ含み、
前記第2の群のアンテナエレメントは、このようなエレメントのペアを2つ含む、
請求項1ないし5のいずれかに記載のアンテナ。 - 前記第1の群のアンテナエレメントは、実質半回転のらせんであり、
前記第2の群のアンテナエレメントは、実質4分の1回転のらせんである、
請求項1ないし6のいずれかに記載のアンテナ。 - 前記フィード結合ノードは、平衡フィードの一部を形成し、
前記リンク導体は、バラン・スリーブであり、
前記第1の群のアンテナエレメントは、前記フィード結合ノードと前記スリーブのリムとの間に伸びる、
請求項1ないし7のいずれかに記載のアンテナ。 - 前記リンク導体は、λg1を前記第1の動作周波数における前記リムの管内波長としたときに、λg1の電気的長さを有する、
請求項1ないし8のいずれかに記載のアンテナ。 - 前記第2の動作周波数は、前記第1の動作周波数よりも下である、
請求項1ないし9のいずれかに記載のアンテナ。 - 前記フィード結合ノードのそれぞれに接続された前記アンテナエレメントについて、前記アンテナエレメントによって形成されるパターンは、前記第1の群のアンテナエレメント及び前記第2の群のアンテナエレメントの順序が前記パターンに関連した中心線に関して鏡像をなすようなパターンである、
請求項1ないし10のいずれかに記載のアンテナ。 - 前記細長い導電性アンテナエレメントの群は、それぞれ、前記フィード結合ノードの1つに接続されたエレメントと、前記フィード結合ノードのもう1つに接続されたエレメントとを有し、
前記エレメントの配置は、各フィード結合ノードに接続された複数の前記エレメントについて、(a)隣接するアンテナエレメントのペアを含み、各ペアが、前記第1の群のエレメントを1本と、前記第2の群のエレメントを1本とを含むようであり、尚且つ(b)前記コア沿いの所定の方向に、前記第1の群のエレメントが前記第2の群のエレメントに先行している前記ペアの数が、前記方向に、前記第2の群のエレメントが前記第1の群のエレメントに先行している前記ペアの数に等しいような、配置である、
請求項1ないし11のいずれかに記載のアンテナ。 - 500MHzを上回る第1及び第2の周波数帯域における動作のための誘電体装荷ヘリカルアンテナであって、
それぞれの周波数帯域は、それぞれの中心周波数の平均の少なくとも5パーセント離れた中心周波数を有し、
前記アンテナは、
コア外表面によって画定される内部体積の大部分を占有する固体の誘電体材料で作成されたコアと、
前記第1の帯域内の共振周波数を定める複数の実質半回転の閉回路導電性らせん状エレメント、及び前記第2の帯域内の共振周波数を定める複数の実質4分の1波長の開回路らせん状エレメントを含むアンテナエレメント構造と、
を備えるアンテナ。 - 200MHzを上回る第1及び第2の動作周波数を有する誘電体装荷アンテナであって、
5よりも大きい比誘電率を有するとともにコア外表面によって画定される内部体積の大部分を占有する固体材料の電気絶縁性誘電体コアを備え、そのコア外表面は、互いに反対を向いた横方向に広がる表面部分と、前記横方向に広がる部分の間の側面部分とを有し、
前記アンテナは、更に、
前記横方向に広がる表面部分の1つに関連付けられたフィード結合ノードと、
前記フィード結合ノードから、前記コアの前記側面部分上を、前記横方向に広がる表面部分のもう1つに向かって伸びて、開回路端において終結する細長い導電性アンテナエレ
メントのペアを少なくとも1つ含むアンテナエレメント構造と、
を備え、
前記細長いエレメントは、それぞれ、λgを前記動作周波数の1つにおける前記エレメントに沿った管内波長とし、nを整数としたときに、ほぼ(2n−1)λg/4の電気的長さを有する、
アンテナ。 - 前記アンテナエレメント構造は、前記細長い導電性アンテナエレメントのペアを少なくとも2つ有し、
前記細長い導電性アンテナエレメントのペアのうち、1つのペアのエレメントの電気的長さは、もう1つのペアのエレメントの電気的長さよりも大きい、
請求項14に記載のアンテナ。 - 前記コアは、実質円柱状であり、
前記2つのペアの前記細長いアンテナエレメントは、実質らせん状であるとともに、共通の中心軸を有する、
請求項14又は15に記載のアンテナ。 - 請求項14ないし16のいずれかに記載のバックファイヤ型アンテナ。
- 前記フィード結合ノードに結合されたバランを備える、
請求項14ないし16のいずれかに記載のアンテナ。 - 前記コア内を通っている同軸フィード線と、
前記コアを取り囲み、前記フィード線の外側被覆に前記コアの前記横方向に広がる表面部分のもう1つにおいて接続されたバラン・スリーブと、
を備える請求項18に記載のアンテナアンテナ。 - 前記動作周波数の両方における円偏波放射を伴う動作のための、請求項14ないし19のいずれかに記載のアンテナ。
- 200MHzを上回る周波数における動作のための誘電体装荷アンテナであって、
5よりも大きい比誘電率を有するとともにコア外表面によって画定される内部体積の大部分を占有する固体材料の実質円柱状の電気絶縁性誘電体コアであって、そのコア外表面は、前記コアの中心軸に対して横方向に広がる互いに反対を向いた遠位側及び近位側の外表面部分と、前記横方向に広がる部分の間の実質円筒状の側面部分とを有する、誘電体コアと、
前記コアの前記遠位側外表面部分の領域に配置され、平衡フィード終端を形成するフィードノードと、
細長い開回路導電性アンテナエレメントのペアを少なくとも1つ含むアンテナエレメント構造であって、前記アンテナエレメントは、λgを前記アンテナの動作周波数における前記エレメントに沿った管内波長とし、nを整数としたときに、ほぼ(2n−1)λg/4の電気的長さを有し、前記フィードノードから、らせん状アンテナエレメント部分を経て前記コアの前記円筒状側面部分上のそれぞれの開回路端まで伸びる、アンテナエレメント構造と、
前記コア内を通っている通路内のフィード線と、
前記フィード線に接続されたバランと、
を備えるアンテナ。 - 前記コアの前記近位側外表面部分の領域において接続されたシングルエンドフィードを
有し、
前記バランは、前記フィード接続に接続されるとともに前記コア近位側外表面部分及び前記コア側面部分の近位側に広がって前記アンテナの動作周波数における4分の1波長開回路スタブを形成する導電層を含む、
請求項21に記載のアンテナ。 - 前記バラン導電層は、前記コアを取り囲み、前記コア側面部分上に、前記アンテナの動作周波数における経路に沿った単一管内波長に等しい電気的長さを持つ環状の導電性経路を形成する、
請求項22に記載のアンテナ。 - 前記動作周波数における円偏波放射を伴う動作のためであり、前記アンテナエレメント構造は、前記細長い導電性アンテナエレメントのペアを少なくとも2つ含む、
請求項21ないし23のいずれかに記載のアンテナ。 - 200MHzを上回る第1及び第2の周波数帯域における動作のための誘電体装荷アンテナであって、
5よりも大きい比誘電率を有するとともにコア外表面によって画定される内部体積の大部分を占有する固体材料の電気絶縁性誘電体コアを備え、そのコア外表面は、互いに反対を向いた横方向に広がる表面部分と、前記横方向に広がる部分の間の側面部分とを有し、
前記アンテナは、更に、
前記横方向に広がる表面部分の1つに関連付けられたフィード結合ノードのペアと、
第1の群及び第2の群の細長い導電性アンテナエレメントを含むアンテナエレメント構造であって、各群は、前記フィード結合ノードから前記コア側面部分を経て前記横方向に広がる表面部分のもう1つに向かって伸びる少なくとも4本のアンテナエレメントを含む、アンテナエレメント構造と、
を備え、
前記第1の群のエレメントは、前記第2の群のエレメントよりも長く、それによって、前記第1の群のエレメント及び前記第2の群のエレメントは、異なる共振周波数の第1及び第2の円偏波共振にそれぞれ関連付けられ、
各アンテナエレメント群は、前記フィード結合ノードの1つに接続されたエレメントと、前記フィード結合ノードのもう1つに接続されたエレメントとを有し、これらのエレメントの配置は、各フィード結合ノードに接続されたエレメントについて、(a)隣接するアンテナエレメントのペアを含み、各ペアが、前記第1の群のエレメントを1本と、前記第2の群のエレメントを1本とを含むようであり、尚且つ(b)前記コア沿いの所定の方向に、前記第1の群のエレメントが前記第2の群のエレメントに先行している前記ペアの数が、前記方向に、前記第2の群のエレメントが前記第1の群のエレメントに先行している前記ペアの数に等しいような、配置である、
アンテナ。 - 各フィード結合ノードに接続されたエレメントに関して、前記第1の群のエレメント及び前記第2の群のエレメントは、前記コアの前記側面部分の周囲に交互の順序で配置される、
請求項25に記載のアンテナ。 - 前記第1の群のアンテナエレメントは、6本のらせん状アンテナエレメントを含み、
前記第2の群のアンテナエレメントは、4本のらせん状アンテナエレメントを含む、
請求項26に記載のアンテナ。
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