JP2018019171A - 円偏波アンテナ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】長方形状に屈曲されており且つ両端部が互いに対向している形状を持つ第1導体素子110と、第1導体素子110と同じ形状を持つ第2導体素子120と、長方形状に屈曲されており且つ両端部が互いに対向している形状を持ち、第1導体素子110によって囲まれるように配置されている第3導体素子130と、第3導体素子130と同じ形状を持ち、第2導体素子120によって囲まれるように配置されている第4導体素子140と、第1導体素子110と第3導体素子130とを接続する第1接続部113と、第2導体素子120と第4導体素子140とを接続する第2接続部124を含む。第1導体素子と第2導体素子、第3導体素子と第4導体素子、第1接続部と第2接続部はそれぞれ点対称となるように配置されている。
【選択図】図3
Description
図3に示すように、実施形態の円偏波アンテナ1は、誘電体基板100と、誘電体基板100の一方の面に配置されている第1導体素子110と、誘電体基板100の一方の面に配置されている第2導体素子120と、誘電体基板100の一方の面に配置されている第3導体素子130と、誘電体基板100の一方の面に配置されている第4導体素子140と、誘電体基板100の一方の面に配置されており、第1導体素子110と第3導体素子130とを接続する第1接続部113と、誘電体基板100の一方の面に配置されており、第2導体素子120と第4導体素子140とを接続する第2接続部124とを含んでいる。このように、第1導体素子110と、第2導体素子120と、第3導体素子130と、第4導体素子140と、第1接続部113と、第2接続部124は、同一平面(つまり、この実施形態では、誘電体基板100の一方の面)上に配置されている。
第1導体素子110は、所定の大きさを持つ第1長方形の周に倣って屈曲されている帯状の形状を有している(図3参照)。この帯状の第1導体素子110の全長、つまり、第1導体素子110の一端からその他端までの第1導体素子110に沿った長さは予め定められた第1長さL1である。第1長方形の周長は第1長さL1よりも少し長い。このため、第1導体素子110の両端部は第1ギャップ110aを介して互いに対向している。「対向」とは、図3に示すように同一直線上で両端部が向かい合う場合のみならず、例えば、図4に示すように、第1長方形の角部に第1ギャップ110aが位置するような屈曲形状を第1導体素子110が持つことで第1導体素子110の両端部が直交して向かい合う場合も含まれる。なお、第1長方形には正方形も含まれる。
第2導体素子120は、第1導体素子110を誘電体基板100の一方の面上で平行移動させ且つ当該面の法線周りに回転させたときに、第1導体素子110と一致する形状を有している。具体的には次のとおりである。
第3導体素子130は、第1長方形の長辺よりも短い長辺を持つ第2長方形の周に倣って屈曲されている帯状の形状を有している(図3参照)。この帯状の第3導体素子130の全長、つまり、第3導体素子130の一端からその他端までの第3導体素子130に沿った長さは第1長さL1よりも短い第2長さL2である。第2長方形の周長は第2長さL2よりも少し長い。このため、第3導体素子130の両端部は第3ギャップ130aを介して互いに対向している。「対向」については、<第1導体素子>の項目での「対向」の説明を、第1導体素子110を第3導体素子130に、第1ギャップ110aを第3ギャップ130aに、それぞれ読み替えて、ここに適用する。なお、第2長方形には正方形も含まれる。このため、上記の「第1長方形の長辺よりも短い長辺を持つ第2長方形」は、第1長方形が正方形で第2長方形が非正方形である場合には、「第1長方形の一辺よりも短い長辺を持つ第2長方形」に読み替え、第1長方形が非正方形で第2長方形が正方形である場合には、「第1長方形の長辺よりも短い一辺を持つ第2長方形」に読み替え、第1長方形および第2長方形が正方形である場合には、「第1長方形の一辺よりも短い一辺を持つ第2長方形」に読み替えればよい。
第4導体素子140は、第3導体素子130を誘電体基板100の一方の面上で平行移動させ且つ当該面の法線周りに回転させたときに、第3導体素子130と一致する形状を有している。具体的には次のとおりである。
第1導体素子110と第2導体素子120は、第1ギャップ110aの位置と第2ギャップ120aの位置を除いて、直交する二つの対称軸50a,50bを持つように、配置されている。また、第1ギャップ110aと第2ギャップ120aは、二つの対称軸50a,50bの交点に関して点対称となるように位置している。したがって、第1導体素子110と第2導体素子120は、二つの対称軸50a,50bの交点を対称点として、点対称となるように配置されている(図3参照)。
このような円偏波アンテナ1では、第1導体素子110の給電部位と第2導体素子120の給電部位は、上記対称点(つまり、二つの対称軸50a,50bの交点)に関して点対称となるように位置している(図3参照)。
誘電体基板100の材質(比誘電率など)、形状、大きさ、厚さ、第1長さL1、第2長さL2、第1導体素子110と第2導体素子120と第3導体素子130と第4導体素子140のそれぞれの材質(電気伝導率など)、厚さ、線路幅、第1ギャップ110aと第2ギャップ120aのそれぞれの長さ、第3ギャップ130aと第4ギャップ140aのそれぞれの長さ、第1接続部113と第2接続部124のそれぞれの材質、形状、大きさ、厚さなどは、設計要求や円偏波アンテナの使用目的などを考慮して適宜に設定される。
本発明の実施例を図5に示す。図5に示す実施例の円偏波アンテナでは、第1接続部113と第2接続部124は対称軸50b上に位置している。図5に示す実施例の円偏波アンテナは次のような仕様を持つ。なお、記号および採寸については、図5中の寸法線を参照のこと。
誘電体基板の比誘電率:3.0
誘電体基板の厚さ:w_d=0.135mm
誘電体基板の大きさ:W×H=133.1mm×127.1mm
第1長方形の周長=第1長さL1+第1ギャップの長さ=第1長さL1+第2ギャップの長さ:2(a+b)=351.3mm
第1長方形のアスペクト比:a/b=0.5
第1ギャップの長さ=第2ギャップの長さ:Δs=6mm
第1導体素子の線路幅=第2導体素子の線路幅:w_l=2mm
第1接続部113が接続している第1導体素子の部位から第1ギャップまでの距離=第2接続部124が接続している第2導体素子の部位から第2ギャップまでの距離:s=193.1mm
第1導体素子と第2導体素子との間隔:w=6mm
第2長方形の周長=第2長さL2+第3ギャップの長さ=第2長さL2+第4ギャップの長さ:2(a’+b’)=275.1mm
第2長方形のアスペクト比:a’/b’=0.585
第3ギャップの長さ=第4ギャップの長さ:Δs’=1.3mm
第3導体素子の線路幅=第4導体素子の線路幅:w_l’=2mm
第1接続部113が接続している第3導体素子の部位から第3ギャップまでの距離=第2接続部124が接続している第4導体素子の部位から第4ギャップまでの距離:s’=146.0mm
第3導体素子と第4導体素子との間隔:w’=13.8mm
第1接続部113の長さ=第2接続部124の長さ:w_c=3.4mm
給電用の第5導体素子の大きさ=給電用の第6導体素子の大きさ:w_t×l_t=6mm×4.3mm
給電用の第5導体素子と給電用の第6導体素子との間隔:w_f=2mm
この他、本発明は上述の実施形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
Claims (4)
- 所定の大きさを持つ第1長方形の周に倣っており且つ少なくとも第1ギャップを介して互いに対向している二つの端部を持つ帯状の形状を有する、第1導体素子と、
上記第1長方形の周に倣っており且つ少なくとも第2ギャップを介して互いに対向している二つの端部を持つ帯状の形状を有し、上記第1導体素子が配置されている平面上にて上記第1導体素子と接触しないように配置されている、第2導体素子と、
上記第1長方形の長辺よりも短い長辺を持つ第2長方形の周に倣っており且つ少なくとも第3ギャップを介して互いに対向している二つの端部を持つ帯状の形状を有し、上記平面上にて上記第1導体素子によって囲まれるように配置されている、第3導体素子と、
上記第2長方形の周に倣っており且つ少なくとも第4ギャップを介して互いに対向している二つの端部を持つ帯状の形状を有し、上記平面上にて上記第2導体素子によって囲まれるように配置されている、第4導体素子と、
上記平面上で上記第1導体素子と上記第3導体素子とを接続する第1接続部と、
上記平面上で上記第2導体素子と上記第4導体素子とを接続する第2接続部と
を含み、
上記第1導体素子と上記第2導体素子は、予め定められた対称点に関して点対称となるように、配置されており、
上記第3導体素子と上記第4導体素子は、上記対称点に関して点対称となるように、配置されており、
上記第1接続部と上記第2接続部は、上記対称点に関して点対称となるように、配置されており、
上記第1導体素子の給電部位と上記第2導体素子の給電部位は、上記対称点に関して点対称となるように位置している
円偏波アンテナ。 - 請求項1に記載の円偏波アンテナにおいて、
上記第1導体素子は、上記第1導体素子のうち上記第1長方形の長辺に倣った部位が上記点対称による二つの対称軸のうち上記第1導体素子とも上記第2導体素子とも交わらない対称軸(以下、非交差対称軸と呼称する)と平行となるように、配置されており、
上記第2導体素子は、上記第2導体素子のうち上記第1長方形の長辺に倣った部位が上記非交差対称軸と平行となるように、配置されている
ことを特徴とする円偏波アンテナ。 - 請求項1または請求項2に記載の円偏波アンテナにおいて、
上記第3導体素子は、上記第3導体素子のうち上記第2長方形の長辺に倣った部位が上記第1導体素子のうち上記第1長方形の長辺に倣った部位と平行となるように、配置されており、
上記第4導体素子は、上記第4導体素子のうち上記第2長方形の長辺に倣った部位が上記第2導体素子のうち上記第1長方形の長辺に倣った部位と平行となるように、配置されている
ことを特徴とする円偏波アンテナ。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の円偏波アンテナにおいて、
上記第1導体素子と上記第2導体素子と上記第3導体素子と上記第4導体素子と上記第1接続部と上記第2接続部を内部に含む最小の長方形の面積よりも大きい面積を持ち、且つ、当該円偏波アンテナを正視したときに、少なくとも上記第1導体素子と上記第2導体素子と上記第3導体素子と上記第4導体素子と上記第1接続部と上記第2接続部とオーバーラップするように、上記平面と平行であって上記平面から所定の長さだけ離れた平面上に配置されている、反射板を含む
ことを特徴とする円偏波アンテナ。
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