JP3003609B2 - 筒状放射素子アンテナ - Google Patents
筒状放射素子アンテナInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高周波数信号を面状
の放射素子から放射する面放射素子アンテナの一つであ
る筒状放射素子アンテナに関する。
の放射素子から放射する面放射素子アンテナの一つであ
る筒状放射素子アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の面放射素子アンテナの一つにパッ
チアンテナがある。円形パッチアンテナについて、図１
２の構造図を参照して説明する。（ａ）は斜視図、
（ｂ）は断面図を示している。図１２の円形パッチアン
テナは、後藤尚久著，「図説・アンテナ」（ｐｐ．２０
８，図３．４５，電子情報通信学会，平成７年３月２０
日発行）に示されたものである。
チアンテナがある。円形パッチアンテナについて、図１
２の構造図を参照して説明する。（ａ）は斜視図、
（ｂ）は断面図を示している。図１２の円形パッチアン
テナは、後藤尚久著，「図説・アンテナ」（ｐｐ．２０
８，図３．４５，電子情報通信学会，平成７年３月２０
日発行）に示されたものである。
【０００３】この円形パッチアンテナは、接地導体６か
ら距離ｆだけ離して直径２ｅの円形導体板（円形パッ
チ）である放射素子１Ｐを配置している。放射素子１Ｐ
の中心点Ｏ１から少し離れた位置が放射素子１Ｐの給電
点３２Ａである。給電点３２Ａには同軸線路２Ａの同軸
中心導体２１Ａを延長した給電線３１Ａから給電する。
同軸線路２Ａの同軸外導体２２Ａは接地導体６に接続さ
れる。中心点Ｏ１の電界は零，つまり接地電位になり、
中心点Ｏ１と接地導体６とが放射素子１Ｐの支持のため
に導体線７で接続可能である。
ら距離ｆだけ離して直径２ｅの円形導体板（円形パッ
チ）である放射素子１Ｐを配置している。放射素子１Ｐ
の中心点Ｏ１から少し離れた位置が放射素子１Ｐの給電
点３２Ａである。給電点３２Ａには同軸線路２Ａの同軸
中心導体２１Ａを延長した給電線３１Ａから給電する。
同軸線路２Ａの同軸外導体２２Ａは接地導体６に接続さ
れる。中心点Ｏ１の電界は零，つまり接地電位になり、
中心点Ｏ１と接地導体６とが放射素子１Ｐの支持のため
に導体線７で接続可能である。
【０００４】この円形パッチアンテナの共振波長λｒ
は、放射素子１Ｐと接地導体６との間の等価誘電率をε
とすると、２ｅ≒１．８４１λｒ／｛π（ε）1/2 ｝か
ら、λｒ≒２ｅ・π（ε）1/2 ／１．８４１になる。こ
の共振波長λｒがこの円形パッチアンテナの適正使用波
長となる。なお円形パッチアンテナの放射パターンは、
給電点３２Ａと中心点Ｏ１とを結ぶ線をｘ軸，放射素子
１Ｐの面においてｘ軸に直交する軸をｙ軸，放射素子１
Ｐに垂直な軸をｚ軸とするとき、（ｘ−ｚ面）に関して
はｚ方向に大きいほぼ一様放射パターン，ｙｚ面に関し
てはダイポール型パターンであり、いずれも放射素子１
Ｐから＋ｚ軸方向のみに指向している。
は、放射素子１Ｐと接地導体６との間の等価誘電率をε
とすると、２ｅ≒１．８４１λｒ／｛π（ε）1/2 ｝か
ら、λｒ≒２ｅ・π（ε）1/2 ／１．８４１になる。こ
の共振波長λｒがこの円形パッチアンテナの適正使用波
長となる。なお円形パッチアンテナの放射パターンは、
給電点３２Ａと中心点Ｏ１とを結ぶ線をｘ軸，放射素子
１Ｐの面においてｘ軸に直交する軸をｙ軸，放射素子１
Ｐに垂直な軸をｚ軸とするとき、（ｘ−ｚ面）に関して
はｚ方向に大きいほぼ一様放射パターン，ｙｚ面に関し
てはダイポール型パターンであり、いずれも放射素子１
Ｐから＋ｚ軸方向のみに指向している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した円形パッチア
ンテナ等，従来の面放射素子アンテナは、放射素子が平
面状に広い面積を必要とするので、アンテナ用に狭い面
積しか割けない装置には使用が困難であった。
ンテナ等，従来の面放射素子アンテナは、放射素子が平
面状に広い面積を必要とするので、アンテナ用に狭い面
積しか割けない装置には使用が困難であった。
【０００６】従って本発明は、従来技術による面放射素
子アンテナの欠点を解消し、狭い低面積しか割けない装
置にも有効に設置できる筒状放射素子アンテナを提供す
ることにある。
子アンテナの欠点を解消し、狭い低面積しか割けない装
置にも有効に設置できる筒状放射素子アンテナを提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による筒状放射素
子アンテナは、一方の端部を天板で閉じた筒状導電体で
ある筒状放射素子と、前記筒状放射素子の中心軸上に配
置された同軸線路と、高周波数信号を前記同軸線路の中
心導体と前記筒状放射素子の給電点との間に通電する給
電部とを備える。
子アンテナは、一方の端部を天板で閉じた筒状導電体で
ある筒状放射素子と、前記筒状放射素子の中心軸上に配
置された同軸線路と、高周波数信号を前記同軸線路の中
心導体と前記筒状放射素子の給電点との間に通電する給
電部とを備える。
【０００８】前記筒状放射素子アンテナの第１は、前記
筒状導電体が、円筒状の導電体である構成をとることが
できる。
筒状導電体が、円筒状の導電体である構成をとることが
できる。
【０００９】該筒状放射素子アンテナの一つは、前記筒
状放射素子の筒体の他方の端部形状を種々に変更するこ
とにより、直線偏波用，円偏波用および広帯域用など種
々の用途に合うようにすることができる。
状放射素子の筒体の他方の端部形状を種々に変更するこ
とにより、直線偏波用，円偏波用および広帯域用など種
々の用途に合うようにすることができる。
【００１０】該筒状放射素子アンテナの別の一つは、一
方の端部が閉じられた円筒状導電体である無給電放射素
子を前記筒状放射素子の外面側に有間隔でしかも前記閉
じた部分を重ねてさらに配置した構成をとることができ
る。この筒状放射素子アンテナは、前記筒状放射素子の
外面側と前記無給電放射素子の内面側との間に誘電体を
満たしている構成をとることができ、また、前記無給電
放射素子の筒体長さの２倍と円筒直径とを加えた長さ
と，前記筒状放射素子の筒体長さの２倍と天板直径とを
加えた長さとが、互いに異なる構成をとることもでき
る。
方の端部が閉じられた円筒状導電体である無給電放射素
子を前記筒状放射素子の外面側に有間隔でしかも前記閉
じた部分を重ねてさらに配置した構成をとることができ
る。この筒状放射素子アンテナは、前記筒状放射素子の
外面側と前記無給電放射素子の内面側との間に誘電体を
満たしている構成をとることができ、また、前記無給電
放射素子の筒体長さの２倍と円筒直径とを加えた長さ
と，前記筒状放射素子の筒体長さの２倍と天板直径とを
加えた長さとが、互いに異なる構成をとることもでき
る。
【００１１】また、前記筒状放射素子アンテナ第２で
は、前記筒状放射素子の内面と前記同軸線路の外導体と
の間に誘電体を配設する構成をとることができる。さら
に、前記筒状放射素子の筒体の最少長さが、前記天板の
直径より大きい構成をとることができる。
は、前記筒状放射素子の内面と前記同軸線路の外導体と
の間に誘電体を配設する構成をとることができる。さら
に、前記筒状放射素子の筒体の最少長さが、前記天板の
直径より大きい構成をとることができる。
【００１２】さらに、前記筒状放射素子アンテナの第３
では、前記給電点が、前記筒状放射素子の筒体に配置さ
れている構成をとることができる。
では、前記給電点が、前記筒状放射素子の筒体に配置さ
れている構成をとることができる。
【００１３】該筒状放射素子アンテナは、前記給電部
が、前記筒状放射素子の給電点と前記同軸線路の中心導
体とを接続する給電線と、前記筒状放射素子の内面に対
向し，この内面との電気的距離が前記筒状放射素子の内
面と前記同軸線路の外導体との電気的距離にほぼ等しい
接地部とを備える構成をとることができる。前記給電部
は、また前記給電点と前記同軸線路との間にインピーダ
ンス整合素子を接続する構成をとることができる。
が、前記筒状放射素子の給電点と前記同軸線路の中心導
体とを接続する給電線と、前記筒状放射素子の内面に対
向し，この内面との電気的距離が前記筒状放射素子の内
面と前記同軸線路の外導体との電気的距離にほぼ等しい
接地部とを備える構成をとることができる。前記給電部
は、また前記給電点と前記同軸線路との間にインピーダ
ンス整合素子を接続する構成をとることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図１は本発明による筒状放射素子アンテ
ナの実施の形態の一つを示す図である。（ａ）は斜視
図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は放射素子１Ａの展開
図、（ｄ）は放射素子１Ａの筒体拡張図、（ｅ）は整合
特性、（ｆ）は放射パターン図を示している。
して説明する。図１は本発明による筒状放射素子アンテ
ナの実施の形態の一つを示す図である。（ａ）は斜視
図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は放射素子１Ａの展開
図、（ｄ）は放射素子１Ａの筒体拡張図、（ｅ）は整合
特性、（ｆ）は放射パターン図を示している。
【００１５】図１（ａ）および図１（ｂ）を参照する
と、この筒状放射素子アンテナは、一方の端部を天板１
１で閉じた薄い筒状導電体である放射素子１Ａを備えて
いる。天板１１は直径ｂの導体円板であり、つまりこの
放射素子１Ａは円筒状の導電体である。上記筒状導電体
の他の部分である筒体１２Ａは、放射素子１Ａの円筒軸
の全ての方向に亘って長さａである。即ち、筒体１２Ａ
の一方の端部に位置する天板１１から他方の端部１３Ａ
までの最短長さが一様長さａである。高周波数信号を放
射素子１Ａに給電する給電点３２は、天板１１の外周か
ら距離ｄの位置の筒体１２Ａに配置されている。ここ
で、放射素子１Ａの円筒軸方向をｚ軸，給電点３２から
ｚ軸に垂直におろした線をｘ軸，ｘ軸およびｚ軸に互い
に直交する軸をｙ軸としておく。
と、この筒状放射素子アンテナは、一方の端部を天板１
１で閉じた薄い筒状導電体である放射素子１Ａを備えて
いる。天板１１は直径ｂの導体円板であり、つまりこの
放射素子１Ａは円筒状の導電体である。上記筒状導電体
の他の部分である筒体１２Ａは、放射素子１Ａの円筒軸
の全ての方向に亘って長さａである。即ち、筒体１２Ａ
の一方の端部に位置する天板１１から他方の端部１３Ａ
までの最短長さが一様長さａである。高周波数信号を放
射素子１Ａに給電する給電点３２は、天板１１の外周か
ら距離ｄの位置の筒体１２Ａに配置されている。ここ
で、放射素子１Ａの円筒軸方向をｚ軸，給電点３２から
ｚ軸に垂直におろした線をｘ軸，ｘ軸およびｚ軸に互い
に直交する軸をｙ軸としておく。
【００１６】放射素子１Ａの中心軸（ｚ軸）上には同軸
線路２を配置している。同軸線路２は、同軸中心導体２
１と、外直径ｃの同軸外導体２２と、中心導体２１と外
導体２２との間に満たされた誘電体２３とからなる。同
軸線路２のうちの中心導体２１のみを延長させ、この中
心導体２１をほぼ直角に曲げて放射素子１Ａの給電点３
２とを接続する給電線３１とする。図１の筒状放射素子
アンテナにおいて、給電線３１は高周波数信号を同軸線
路２の中心導体２１と放射素子１Ａの給電点３２との間
に通電する給電部をなす。
線路２を配置している。同軸線路２は、同軸中心導体２
１と、外直径ｃの同軸外導体２２と、中心導体２１と外
導体２２との間に満たされた誘電体２３とからなる。同
軸線路２のうちの中心導体２１のみを延長させ、この中
心導体２１をほぼ直角に曲げて放射素子１Ａの給電点３
２とを接続する給電線３１とする。図１の筒状放射素子
アンテナにおいて、給電線３１は高周波数信号を同軸線
路２の中心導体２１と放射素子１Ａの給電点３２との間
に通電する給電部をなす。
【００１７】同軸線路２には、同軸中心導体２１が銅単
線であり，同軸外導体２２が銅管であるいわゆるＳＪケ
ーブルを用いると、同軸外導体２２と放射素子１Ａ（特
に素子１Ａの内面）との相互位置を精度よく保つのに好
都合である。放射素子１Ａと同軸線路２との相互位置を
固定するには、誘電体ピンや誘電体スペーサを用いて公
知の手法で両者を固定すればよい。ここで、放射素子１
Ａの内面と同軸外導体２２との間を誘電体で満たすと、
両者の相互位置固定が容易であるだけでなく、誘電体の
波長短縮効果により放射素子１Ａを小型化でき，つまり
この筒状放射素子アンテナを小型化できるという効果が
ある。
線であり，同軸外導体２２が銅管であるいわゆるＳＪケ
ーブルを用いると、同軸外導体２２と放射素子１Ａ（特
に素子１Ａの内面）との相互位置を精度よく保つのに好
都合である。放射素子１Ａと同軸線路２との相互位置を
固定するには、誘電体ピンや誘電体スペーサを用いて公
知の手法で両者を固定すればよい。ここで、放射素子１
Ａの内面と同軸外導体２２との間を誘電体で満たすと、
両者の相互位置固定が容易であるだけでなく、誘電体の
波長短縮効果により放射素子１Ａを小型化でき，つまり
この筒状放射素子アンテナを小型化できるという効果が
ある。
【００１８】図１（ｃ）は、放射素子１Ａを天板１１と
二つに分けた筒体１２Ａとに展開した図である。給電点
３２から放射素子１Ａに給電された高周波数信号は、矢
印のように流れる電流を生じる。天板１１と端部１３Ａ
との間を流れる電流は、給電点３２を通る電流が最も大
きく、給電点３２から最も離れた場所（図の切離した部
分）では零になる。この電流分布は、図１の筒状放射素
子アンテナが直線偏波アンテナとして動作する電流分布
である。なお、天板１１の中心点Ｏでは、電界が零電位
になる。
二つに分けた筒体１２Ａとに展開した図である。給電点
３２から放射素子１Ａに給電された高周波数信号は、矢
印のように流れる電流を生じる。天板１１と端部１３Ａ
との間を流れる電流は、給電点３２を通る電流が最も大
きく、給電点３２から最も離れた場所（図の切離した部
分）では零になる。この電流分布は、図１の筒状放射素
子アンテナが直線偏波アンテナとして動作する電流分布
である。なお、天板１１の中心点Ｏでは、電界が零電位
になる。
【００１９】放射素子１Ａの筒体拡張図として示された
図１（ｄ）は、筒体１２Ａの任意の位置を、天板１１の
中心点Ｏを中心とし，中心点Ｏからの表面距離（ｂ／２
＋天板１１の最外側から上記任意の位置までの距離）を
半径として示している。つまり、端部１３Ａの軌跡は直
径（ｂ＋２ａ）の円である。この筒体拡張図は、本実施
の形態による筒状放射素子アンテナの動作を円形パッチ
アンテナとの類推で説明するために用意したものであ
る。
図１（ｄ）は、筒体１２Ａの任意の位置を、天板１１の
中心点Ｏを中心とし，中心点Ｏからの表面距離（ｂ／２
＋天板１１の最外側から上記任意の位置までの距離）を
半径として示している。つまり、端部１３Ａの軌跡は直
径（ｂ＋２ａ）の円である。この筒体拡張図は、本実施
の形態による筒状放射素子アンテナの動作を円形パッチ
アンテナとの類推で説明するために用意したものであ
る。
【００２０】図１（ａ）〜（ｄ）に示した実施の形態に
よる筒状放射素子アンテナは、面放射素子アンテナであ
る。面放射素子アンテナの共振波長λｒは面放射素子の
両端間距離に依存する。図１の筒状放射素子アンテナの
共振波長λｒは、放射素子１Ａにおいて，給電点３２お
よび天板１１の中心点Ｏを通る（ｘ−ｚ面）上の距離
（ｂ＋２ａ）に主として依存する関数である。図１の筒
状放射素子アンテナにおいては、ａ≒０．２１λｒ，ｂ
≒０．０５λｒ，ｃ≒０．０２λｒで適切動作すること
が実験的に確かめられている。つまり、（２ａ＋ｂ）≒
０．４７λｒであった。上述した円形パッチアンテナで
は２ｅ＝１．８４１λｒ／π＝０．５８６λｒ（等価誘
電率ε＝１とする）であり、（２ａ＋ｂ）＝２ｅと考え
ると，本実施の形態による筒状放射素子アンテナの寸法
は、面放射素子の端面間距離だけを比較すると，円形パ
ッチアンテナより幾分小型になっていることになる。な
お、共振波長λｒは放射素子１Ａにおける電流密度が高
い部分の影響が大きいことは勿論である。また、この筒
状放射素子アンテナは、上記寸法のとき、天板１１と給
電点３２との距離ｄを約０．０７λｒにすると、給電点
３２と同軸線路２とが特性インピーダンス５０Ωでほぼ
整合した。
よる筒状放射素子アンテナは、面放射素子アンテナであ
る。面放射素子アンテナの共振波長λｒは面放射素子の
両端間距離に依存する。図１の筒状放射素子アンテナの
共振波長λｒは、放射素子１Ａにおいて，給電点３２お
よび天板１１の中心点Ｏを通る（ｘ−ｚ面）上の距離
（ｂ＋２ａ）に主として依存する関数である。図１の筒
状放射素子アンテナにおいては、ａ≒０．２１λｒ，ｂ
≒０．０５λｒ，ｃ≒０．０２λｒで適切動作すること
が実験的に確かめられている。つまり、（２ａ＋ｂ）≒
０．４７λｒであった。上述した円形パッチアンテナで
は２ｅ＝１．８４１λｒ／π＝０．５８６λｒ（等価誘
電率ε＝１とする）であり、（２ａ＋ｂ）＝２ｅと考え
ると，本実施の形態による筒状放射素子アンテナの寸法
は、面放射素子の端面間距離だけを比較すると，円形パ
ッチアンテナより幾分小型になっていることになる。な
お、共振波長λｒは放射素子１Ａにおける電流密度が高
い部分の影響が大きいことは勿論である。また、この筒
状放射素子アンテナは、上記寸法のとき、天板１１と給
電点３２との距離ｄを約０．０７λｒにすると、給電点
３２と同軸線路２とが特性インピーダンス５０Ωでほぼ
整合した。
【００２１】図１の実施の形態による筒状放射素子アン
テナは、放射素子１Ａの天板１１の直径ｂが０．０３λ
ｒ〜０．０６λｒ，筒体１２Ａの長さａが０．１８λｒ
〜０．２５λｒ，同軸外導体２２の外直径ｃが０．００
５λｒ〜０．０４λｒのときに所期の動作をする。天板
１１と給電点３２との距離ｄの条件は整合させるべき同
軸線路２の特性インピーダンスによって変化し、特性イ
ンピーダンスが５０Ωの場合にはｄ≒ａ／３程度がよ
い。特性インピーダンスが高くなると、一般にｄも大き
くする必要がある。同軸線路２の特性インピーダンスと
給電点３２のインピーダンスとを整合させるため、後述
例の如く、給電線３１にインピーダンス整合回路を接続
してよい。なお、放射素子１Ａの寸法については上記寸
法よりもｂを大きく，ａをｂより小さくし、また給電点
３２を天板１１上に配置しても、筒状放射素子アンテナ
の動作をさせることが可能であるが、狭い面積の場所に
面放射素子アンテナを設置するという本発明の目的から
は幾分外れることになる。
テナは、放射素子１Ａの天板１１の直径ｂが０．０３λ
ｒ〜０．０６λｒ，筒体１２Ａの長さａが０．１８λｒ
〜０．２５λｒ，同軸外導体２２の外直径ｃが０．００
５λｒ〜０．０４λｒのときに所期の動作をする。天板
１１と給電点３２との距離ｄの条件は整合させるべき同
軸線路２の特性インピーダンスによって変化し、特性イ
ンピーダンスが５０Ωの場合にはｄ≒ａ／３程度がよ
い。特性インピーダンスが高くなると、一般にｄも大き
くする必要がある。同軸線路２の特性インピーダンスと
給電点３２のインピーダンスとを整合させるため、後述
例の如く、給電線３１にインピーダンス整合回路を接続
してよい。なお、放射素子１Ａの寸法については上記寸
法よりもｂを大きく，ａをｂより小さくし、また給電点
３２を天板１１上に配置しても、筒状放射素子アンテナ
の動作をさせることが可能であるが、狭い面積の場所に
面放射素子アンテナを設置するという本発明の目的から
は幾分外れることになる。
【００２２】図１（ｅ）は図１（ａ）および（ｂ）の形
状による筒状放射素子アンテナの１例の整合特性であ
る。放射素子１Ａの天板１１の直径ｂが９ｍｍ，筒体１
２Ａの長さａが３９ｍｍ，天板１１と給電点３２との距
離ｄが１４ｍｍ，同軸外導体２２の外直径ｃが３．６ｍ
ｍのとき、この筒状放射素子アンテナは、周波数ｆｒ＝
１．６ＧＨｚ（λｒ＝１８７．４ｍｍ）付近で動作し、
最大リターンロスは２０ｄＢ以上である。
状による筒状放射素子アンテナの１例の整合特性であ
る。放射素子１Ａの天板１１の直径ｂが９ｍｍ，筒体１
２Ａの長さａが３９ｍｍ，天板１１と給電点３２との距
離ｄが１４ｍｍ，同軸外導体２２の外直径ｃが３．６ｍ
ｍのとき、この筒状放射素子アンテナは、周波数ｆｒ＝
１．６ＧＨｚ（λｒ＝１８７．４ｍｍ）付近で動作し、
最大リターンロスは２０ｄＢ以上である。
【００２３】図１（ｆ）は図１（ｅ）の寸法における筒
状放射素子アンテナの放射パターン図である。（ｘ−ｚ
面）および（ｙ−ｚ面）ともほぼ同じ放射パターンを示
している。このアンテナは、円形パッチアンテナと異な
ってｚ軸から垂直方向にも放射面があるため、放射パタ
ーンの主指向方向は、（ｘ−ｙ）平面から正方向のｚ軸
方向に加え、（ｘ−ｙ）平面から直下のｚ軸を除く負方
向にもある。
状放射素子アンテナの放射パターン図である。（ｘ−ｚ
面）および（ｙ−ｚ面）ともほぼ同じ放射パターンを示
している。このアンテナは、円形パッチアンテナと異な
ってｚ軸から垂直方向にも放射面があるため、放射パタ
ーンの主指向方向は、（ｘ−ｙ）平面から正方向のｚ軸
方向に加え、（ｘ−ｙ）平面から直下のｚ軸を除く負方
向にもある。
【００２４】なお、図１の実施の形態による筒状放射素
子アンテナは放射素子１Ａが円筒状放射素子であるが、
放射素子１Ａの天板１１を正方形等の矩形形状にしても
よく，同様に筒体１２Ａも天板１１に合わせて矩形断面
にする。この場合には、同軸線路２の断面形状も矩形形
状にするのがよい。正方形断面の筒状放射素子アンテナ
は、正方形パッチアンテナと類推比較されることにな
る。
子アンテナは放射素子１Ａが円筒状放射素子であるが、
放射素子１Ａの天板１１を正方形等の矩形形状にしても
よく，同様に筒体１２Ａも天板１１に合わせて矩形断面
にする。この場合には、同軸線路２の断面形状も矩形形
状にするのがよい。正方形断面の筒状放射素子アンテナ
は、正方形パッチアンテナと類推比較されることにな
る。
【００２５】図２ないし図９の各各は、図１の筒状放射
素子アンテナに用いる放射素子の第２の例ないし第９の
例をそれぞれ説明する図である。各図において、（ａ）
は図１（ａ）に対応する斜視図、（ｂ）は図１（ｃ）に
対応する放射素子の展開図、（ｃ）は図１（ｄ）に対応
する放射素子の筒体拡張図である。なお、（ｃ）に示す
破線は円形パッチアンテナの放射素子形状を示してい
る。これらの筒状放射素子アンテナは基本構成が図１の
筒状放射素子アンテナと同じであるので、以下の図２な
いし図９の説明においては、特徴となる点を中心に説明
する。
素子アンテナに用いる放射素子の第２の例ないし第９の
例をそれぞれ説明する図である。各図において、（ａ）
は図１（ａ）に対応する斜視図、（ｂ）は図１（ｃ）に
対応する放射素子の展開図、（ｃ）は図１（ｄ）に対応
する放射素子の筒体拡張図である。なお、（ｃ）に示す
破線は円形パッチアンテナの放射素子形状を示してい
る。これらの筒状放射素子アンテナは基本構成が図１の
筒状放射素子アンテナと同じであるので、以下の図２な
いし図９の説明においては、特徴となる点を中心に説明
する。
【００２６】図２を参照すると、この筒状放射素子アン
テナの筒状放射素子１Ｂは、筒状放射素子１Ａと同じ基
本構成をとる。筒状放射素子１Ｂの筒体１２Ｂの他方の
端部１３Ｂが、給電点３２から筒状放射素子１Ｂの中心
軸ｚに垂直におろした線と，中心軸ｚとがなす平面（ｘ
−ｚ面）に関して直交する方向に長短をなす直線となっ
ている。つまり、給電点３２から９０°の位置にある筒
体１２Ｂの長さは、ａ±Δａになっている。Δａはａの
２０％以下に設定するのがよい。（ｃ）に示す放射素子
１Ｂの形状はｙ軸方向に尖った凹凸をなす円形パッチに
類似している。放射素子１Ｂを用いた筒状放射素子アン
テナは、（ｃ）を用いて円形パッチアンテナと類推する
と、円偏波アンテナとして動作することが理解される。
なお、本発明による筒状放射素子アンテナは、円形パッ
チアンテナとは構造および放射パターンにおいて明らか
に異なっているとともに、正確な特性解析も勿論可能で
あることを強調しておきたい。
テナの筒状放射素子１Ｂは、筒状放射素子１Ａと同じ基
本構成をとる。筒状放射素子１Ｂの筒体１２Ｂの他方の
端部１３Ｂが、給電点３２から筒状放射素子１Ｂの中心
軸ｚに垂直におろした線と，中心軸ｚとがなす平面（ｘ
−ｚ面）に関して直交する方向に長短をなす直線となっ
ている。つまり、給電点３２から９０°の位置にある筒
体１２Ｂの長さは、ａ±Δａになっている。Δａはａの
２０％以下に設定するのがよい。（ｃ）に示す放射素子
１Ｂの形状はｙ軸方向に尖った凹凸をなす円形パッチに
類似している。放射素子１Ｂを用いた筒状放射素子アン
テナは、（ｃ）を用いて円形パッチアンテナと類推する
と、円偏波アンテナとして動作することが理解される。
なお、本発明による筒状放射素子アンテナは、円形パッ
チアンテナとは構造および放射パターンにおいて明らか
に異なっているとともに、正確な特性解析も勿論可能で
あることを強調しておきたい。
【００２７】図３を参照すると、この筒状放射素子アン
テナの筒状放射素子１Ｃは、筒状放射素子１Ｂと同様
に、筒体１２Ｃの他方の端部１３Ｃが、給電点３２から
筒状放射素子１Ｃの中心軸ｚに垂直におろした線と，中
心軸ｚとがなす平面（ｘ−ｚ面）に関して直交する方向
に長短をなしているが、その軌跡は曲線（ウエーブ）で
ある。給電点３２から９０°の位置にある筒体１２Ｃの
長さもａ±Δａになっている。この筒状放射素子１Ｃで
もΔａはａの２０％以下に設定するのがよい。（ｃ）に
示す放射素子１Ｃの形状は、ｙ軸方向に緩い凹凸をなす
円形パッチに類似している。図３の放射素子１Ｃを用い
ても、この筒状放射素子アンテナは円形パッチアンテナ
との類推により、円偏波アンテナとして動作することが
わかる。
テナの筒状放射素子１Ｃは、筒状放射素子１Ｂと同様
に、筒体１２Ｃの他方の端部１３Ｃが、給電点３２から
筒状放射素子１Ｃの中心軸ｚに垂直におろした線と，中
心軸ｚとがなす平面（ｘ−ｚ面）に関して直交する方向
に長短をなしているが、その軌跡は曲線（ウエーブ）で
ある。給電点３２から９０°の位置にある筒体１２Ｃの
長さもａ±Δａになっている。この筒状放射素子１Ｃで
もΔａはａの２０％以下に設定するのがよい。（ｃ）に
示す放射素子１Ｃの形状は、ｙ軸方向に緩い凹凸をなす
円形パッチに類似している。図３の放射素子１Ｃを用い
ても、この筒状放射素子アンテナは円形パッチアンテナ
との類推により、円偏波アンテナとして動作することが
わかる。
【００２８】図４を参照すると、この筒状放射素子アン
テナの筒状放射素子１Ｄは、筒体１２Ｄの他方の端部１
３Ｄが、給電点３２から筒状放射素子１Ｄの中心軸ｚに
垂直におろした線と，中心軸ｚとがなす平面（ｘ−ｚ
面）に関して直交する方向において直線的に短かくされ
ている。つまり、給電点３２を通る筒体１２Ｄの長さは
ａ±Δａになっている。Δａはａの２０％以下に設定す
るのがよい。（ｃ）に示す放射素子１Ｄの形状はｘ軸方
向に尖った凹をなす円形パッチに類似しており、放射素
子１Ｄを用いる筒状放射素子アンテナは、円形パッチア
ンテナと類推すると，エッジ（端部１３Ｄのｙ軸方向周
辺）で電流が多く流れることから、ブロードビームの直
線偏波アンテナとして動作することがわかる。
テナの筒状放射素子１Ｄは、筒体１２Ｄの他方の端部１
３Ｄが、給電点３２から筒状放射素子１Ｄの中心軸ｚに
垂直におろした線と，中心軸ｚとがなす平面（ｘ−ｚ
面）に関して直交する方向において直線的に短かくされ
ている。つまり、給電点３２を通る筒体１２Ｄの長さは
ａ±Δａになっている。Δａはａの２０％以下に設定す
るのがよい。（ｃ）に示す放射素子１Ｄの形状はｘ軸方
向に尖った凹をなす円形パッチに類似しており、放射素
子１Ｄを用いる筒状放射素子アンテナは、円形パッチア
ンテナと類推すると，エッジ（端部１３Ｄのｙ軸方向周
辺）で電流が多く流れることから、ブロードビームの直
線偏波アンテナとして動作することがわかる。
【００２９】図５を参照すると、この筒状放射素子アン
テナの筒状放射素子１Ｅは、筒体１２Ｅの他方の端部１
３Ｅが、給電点３２から筒状放射素子１Ｅの中心軸ｚに
垂直におろした線と，中心軸ｚとがなす平面（ｘ−ｚ
面）方向に長短をなす曲線（ウエーブ）になっている。
つまり、給電点３２を通る筒体１２Ｅの長さはａ±Δａ
になっている。Δａはａの２０％以下に設定するのがよ
い。（ｃ）に示す放射素子１Ｅの形状はｘ軸方向に緩い
凹をなす円形パッチに類似しており、放射素子１Ｅを用
いた筒状放射素子アンテナは、円形パッチアンテナとの
類推により，ｘ軸方向にシャープビームになる直線偏波
アンテナとして動作することがわかる。
テナの筒状放射素子１Ｅは、筒体１２Ｅの他方の端部１
３Ｅが、給電点３２から筒状放射素子１Ｅの中心軸ｚに
垂直におろした線と，中心軸ｚとがなす平面（ｘ−ｚ
面）方向に長短をなす曲線（ウエーブ）になっている。
つまり、給電点３２を通る筒体１２Ｅの長さはａ±Δａ
になっている。Δａはａの２０％以下に設定するのがよ
い。（ｃ）に示す放射素子１Ｅの形状はｘ軸方向に緩い
凹をなす円形パッチに類似しており、放射素子１Ｅを用
いた筒状放射素子アンテナは、円形パッチアンテナとの
類推により，ｘ軸方向にシャープビームになる直線偏波
アンテナとして動作することがわかる。
【００３０】図６を参照すると、この筒状放射素子アン
テナの筒状放射素子１Ｆは、筒体１２Ｆの他方の端部１
３Ｆが、給電点３２から筒状放射素子１Ｆの中心軸ｚに
垂直におろした線と，中心軸ｚとがなす平面（ｘ−ｚ
面）方向において切欠部１３Ｆａおよび１３Ｆｂによっ
て天板１１方向に短くされている。（ｃ）に示す放射素
子１Ｆの形状はｙ軸方向に緩い凹をなす円形パッチに類
似している。図６の放射素子１Ｆを用いても、この筒状
放射素子アンテナは円形パッチアンテナとの類推によ
り、図５の放射素子１Ｅを用いたと同様に、ｘ軸方向に
シャープビームになる直線偏波アンテナとして動作する
ことがわかる。切欠部１３Ｆａ，１３Ｆｂの切欠き深さ
は上記Δａとする。切欠部１３Ｆａ，１３Ｆｂの各各の
面積は、放射素子１Ｆの面積の２０％以下に設定するの
がよい。切欠部１３Ｆａ，１３Ｆｂの形状は矩形または
三角形でよい。
テナの筒状放射素子１Ｆは、筒体１２Ｆの他方の端部１
３Ｆが、給電点３２から筒状放射素子１Ｆの中心軸ｚに
垂直におろした線と，中心軸ｚとがなす平面（ｘ−ｚ
面）方向において切欠部１３Ｆａおよび１３Ｆｂによっ
て天板１１方向に短くされている。（ｃ）に示す放射素
子１Ｆの形状はｙ軸方向に緩い凹をなす円形パッチに類
似している。図６の放射素子１Ｆを用いても、この筒状
放射素子アンテナは円形パッチアンテナとの類推によ
り、図５の放射素子１Ｅを用いたと同様に、ｘ軸方向に
シャープビームになる直線偏波アンテナとして動作する
ことがわかる。切欠部１３Ｆａ，１３Ｆｂの切欠き深さ
は上記Δａとする。切欠部１３Ｆａ，１３Ｆｂの各各の
面積は、放射素子１Ｆの面積の２０％以下に設定するの
がよい。切欠部１３Ｆａ，１３Ｆｂの形状は矩形または
三角形でよい。
【００３１】図７を参照すると、この筒状放射素子アン
テナの筒状放射素子１Ｇは、筒体１２Ｇの他方の端部１
３Ｇが、給電点３２から筒状放射素子１Ｇの中心軸ｚに
垂直におろした線と，中心軸ｚとがなす平面（ｘ−ｚ
面）に関し，４５°方向において切欠部１３Ｇａおよび
１３Ｇｂによって短かくされている。切欠部１３Ｇａお
よび１３Ｇｂは、筒体１２Ｇを天板１１方向に矩形状に
深く切り欠いている。切欠部１３Ｇａ，１３Ｇｂの各各
の面積は、放射素子１Ｇの面積の２０％以下に設定する
のがよい。（ｃ）に示す放射素子１Ｇの形状はｘ軸に対
して４５°の位置で矩形の凹部を形成した円形パッチに
類似しており、放射素子１Ｇを用いた筒状放射素子アン
テナは、円形パッチアンテナとの類推により，右旋の円
偏波アンテナとして動作することがわかる。
テナの筒状放射素子１Ｇは、筒体１２Ｇの他方の端部１
３Ｇが、給電点３２から筒状放射素子１Ｇの中心軸ｚに
垂直におろした線と，中心軸ｚとがなす平面（ｘ−ｚ
面）に関し，４５°方向において切欠部１３Ｇａおよび
１３Ｇｂによって短かくされている。切欠部１３Ｇａお
よび１３Ｇｂは、筒体１２Ｇを天板１１方向に矩形状に
深く切り欠いている。切欠部１３Ｇａ，１３Ｇｂの各各
の面積は、放射素子１Ｇの面積の２０％以下に設定する
のがよい。（ｃ）に示す放射素子１Ｇの形状はｘ軸に対
して４５°の位置で矩形の凹部を形成した円形パッチに
類似しており、放射素子１Ｇを用いた筒状放射素子アン
テナは、円形パッチアンテナとの類推により，右旋の円
偏波アンテナとして動作することがわかる。
【００３２】図８を参照すると、この筒状放射素子アン
テナの筒状放射素子１Ｈは、給電点３２から筒状放射素
子１Ｈの中心軸ｚに垂直におろした線と，中心軸ｚとが
なす平面（ｘ−ｚ面）に関して４５°方向において、筒
体１２Ｈの他方の端部１３Ｈを突出部１３Ｈａおよび１
３Ｈｂによって突出させている。突出部１３Ｈａおよび
１３Ｈｂは、筒体１２Ｈを−ｚ方向に矩形状に突出させ
たものである。突出部１３Ｈａ，１３Ｈｂの各各の面積
は、放射素子１Ｈの面積の２０％以下に設定するのがよ
い。（ｃ）に示す放射素子１Ｈの形状はｘ軸に対して４
５°の位置で矩形の突出部を形成した円形パッチに類似
しており、放射素子１Ｈを用いた筒状放射素子アンテナ
は、円形パッチアンテナとの類推により，左旋の円偏波
アンテナとして動作することがわかる。
テナの筒状放射素子１Ｈは、給電点３２から筒状放射素
子１Ｈの中心軸ｚに垂直におろした線と，中心軸ｚとが
なす平面（ｘ−ｚ面）に関して４５°方向において、筒
体１２Ｈの他方の端部１３Ｈを突出部１３Ｈａおよび１
３Ｈｂによって突出させている。突出部１３Ｈａおよび
１３Ｈｂは、筒体１２Ｈを−ｚ方向に矩形状に突出させ
たものである。突出部１３Ｈａ，１３Ｈｂの各各の面積
は、放射素子１Ｈの面積の２０％以下に設定するのがよ
い。（ｃ）に示す放射素子１Ｈの形状はｘ軸に対して４
５°の位置で矩形の突出部を形成した円形パッチに類似
しており、放射素子１Ｈを用いた筒状放射素子アンテナ
は、円形パッチアンテナとの類推により，左旋の円偏波
アンテナとして動作することがわかる。
【００３３】図９を参照すると、この筒状放射素子アン
テナの筒状放射素子１Ｉは、筒体１２Ｉの他方の端部１
３Ｉから天板１１の方に向って少くとも４つのスリット
１３Ｉａを形成している。スリット１３Ｉａの長さは、
筒体１２Ａの長さの１／２程度が適当である。（ｃ）に
示す放射素子１Ｉの形状は周辺から中心の方向に多数の
スリットを形成した円形パッチに類似しており、放射素
子１Ｉを用いた筒状放射素子アンテナは、円形パッチア
ンテナとの類推により，広帯域の直線偏波アンテナとし
て動作することがわかる。
テナの筒状放射素子１Ｉは、筒体１２Ｉの他方の端部１
３Ｉから天板１１の方に向って少くとも４つのスリット
１３Ｉａを形成している。スリット１３Ｉａの長さは、
筒体１２Ａの長さの１／２程度が適当である。（ｃ）に
示す放射素子１Ｉの形状は周辺から中心の方向に多数の
スリットを形成した円形パッチに類似しており、放射素
子１Ｉを用いた筒状放射素子アンテナは、円形パッチア
ンテナとの類推により，広帯域の直線偏波アンテナとし
て動作することがわかる。
【００３４】図１ないし図９を参照して説明した放射素
子１Ａないし１Ｉにおいて、共通していることの一つ
は、筒体１２Ａないし１２Ｉの最小長さは、天板１１の
直径より大きくしていることである。このため、本実施
の形態による筒状放射素子アンテナの特徴の一つは、設
置面積がごく少くてすむポール状アンテナにできること
である。
子１Ａないし１Ｉにおいて、共通していることの一つ
は、筒体１２Ａないし１２Ｉの最小長さは、天板１１の
直径より大きくしていることである。このため、本実施
の形態による筒状放射素子アンテナの特徴の一つは、設
置面積がごく少くてすむポール状アンテナにできること
である。
【００３５】図１０は図１の筒状放射素子アンテナに用
いる給電部の別の例の縦断面図であり、（ａ）は第２の
例、（ｂ）は第３の例を示している。
いる給電部の別の例の縦断面図であり、（ａ）は第２の
例、（ｂ）は第３の例を示している。
【００３６】図１０（ａ）を参照すると、この筒状放射
素子アンテナの給電部は、給電線３２と接地部３３Ａと
を備えている。給電線３１は放射素子１Ａの筒体１２Ａ
に配設した給電点３２と同軸線路２の同軸中心導体２１
とを接続する。この例での給電線３２は同軸中心導体２
１を延長して使用している。接地部３３Ａは同軸線路２
の同軸外導体２２に接続されるとともに，天板１１に対
向する円板である。接地部３３Ａの円板部と天板１１の
内面との電気的距離は、筒体１２の内面と同軸外導体２
２との電気的距離とほぼ等しくしておく。この結果、放
射素子１Ａと接地面との電気的距離の均一性がよくな
り、放射パターン等のアンテナ特性が向上する。また接
地部３３Ａは、誘導性インピーダンスを呈し勝ちな給電
線３１の線路インピーダンスに容量を付加する効果があ
り、給電点３１と同軸線路２との間のインピーダンス整
合に役立つ。
素子アンテナの給電部は、給電線３２と接地部３３Ａと
を備えている。給電線３１は放射素子１Ａの筒体１２Ａ
に配設した給電点３２と同軸線路２の同軸中心導体２１
とを接続する。この例での給電線３２は同軸中心導体２
１を延長して使用している。接地部３３Ａは同軸線路２
の同軸外導体２２に接続されるとともに，天板１１に対
向する円板である。接地部３３Ａの円板部と天板１１の
内面との電気的距離は、筒体１２の内面と同軸外導体２
２との電気的距離とほぼ等しくしておく。この結果、放
射素子１Ａと接地面との電気的距離の均一性がよくな
り、放射パターン等のアンテナ特性が向上する。また接
地部３３Ａは、誘導性インピーダンスを呈し勝ちな給電
線３１の線路インピーダンスに容量を付加する効果があ
り、給電点３１と同軸線路２との間のインピーダンス整
合に役立つ。
【００３７】図１０（ｂ）を参照すると、この筒状放射
素子アンテナの給電部は、給電線３２と接地部３３Ｂと
を備えている。給電線３１は放射素子１Ａの筒体１２Ｊ
に配設した給電点３２と同軸線路２の同軸中心導体２１
とを接続する。この例での給電線３１も同軸中心導体２
１を延長して使用している。
素子アンテナの給電部は、給電線３２と接地部３３Ｂと
を備えている。給電線３１は放射素子１Ａの筒体１２Ｊ
に配設した給電点３２と同軸線路２の同軸中心導体２１
とを接続する。この例での給電線３１も同軸中心導体２
１を延長して使用している。
【００３８】接地部３３Ｂは、同軸線路２の同軸外導体
２２を天板１１方向に延長し，この延長部分に導体円板
を接続している。この導体円板は放射素子１１の内面に
対向し，この内面との電気的距離が筒体１２Ｊの内面と
同軸外導体２２との電気的距離にほぼ等しくされてい
る。なお、接地部３３Ｂの筒体１２Ｊと対向する部分に
穴を明けており、同軸中心導体２３と給電点３２とはこ
の穴を通る給電線３１で接続されている。接地部３３Ｂ
の内面側には先端を開放にした導体を容量性のスタブ３
４として接続する。このスタブ３４は給電点３２と同軸
線路２との間のインピーダンス整合用に用意したもので
ある。
２２を天板１１方向に延長し，この延長部分に導体円板
を接続している。この導体円板は放射素子１１の内面に
対向し，この内面との電気的距離が筒体１２Ｊの内面と
同軸外導体２２との電気的距離にほぼ等しくされてい
る。なお、接地部３３Ｂの筒体１２Ｊと対向する部分に
穴を明けており、同軸中心導体２３と給電点３２とはこ
の穴を通る給電線３１で接続されている。接地部３３Ｂ
の内面側には先端を開放にした導体を容量性のスタブ３
４として接続する。このスタブ３４は給電点３２と同軸
線路２との間のインピーダンス整合用に用意したもので
ある。
【００３９】図１０（ｂ）の筒状放射素子アンテナは、
放射素子１Ｊの内面と同軸外導体２２および同軸外導体
２２に接続の接地部３３との間を誘電体４で満たしてい
る。誘電体４は、放射素子１Ｊと同軸外導体２２との間
の相互位置固定を容易にするとともに、その波長短縮効
果により小型化した放射素子１Ｊを用いることを可能に
している。
放射素子１Ｊの内面と同軸外導体２２および同軸外導体
２２に接続の接地部３３との間を誘電体４で満たしてい
る。誘電体４は、放射素子１Ｊと同軸外導体２２との間
の相互位置固定を容易にするとともに、その波長短縮効
果により小型化した放射素子１Ｊを用いることを可能に
している。
【００４０】図１１は本発明による筒状放射素子アンテ
ナの実施の形態の別の一つを示す縦断面図であり、
（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示している。
ナの実施の形態の別の一つを示す縦断面図であり、
（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示している。
【００４１】図１１（ａ）を参照すると、この筒状放射
素子アンテナは、放射素子１Ａ，同軸線路２および給電
部（３とする）を含む，図１の筒状放射素子アンテナに
無給電放射素子５Ａを付加した構造である。無給電放射
素子５Ａは筒体５２Ａの一方の端部を円板状の天板５１
Ａで閉じた円筒状導電体である。無給電放射素子５Ａは
放射素子１Ａの外面側に天板１１と天板５１Ａとを有間
隔で重ねて配置している。つまり、放射素子１Ａは無給
電放射素子５Ａの入れ子になっている。筒体１２Ａと５
２Ａとの間隔は天板１１と天板５１Ａとの間隔とほぼ同
じにする。
素子アンテナは、放射素子１Ａ，同軸線路２および給電
部（３とする）を含む，図１の筒状放射素子アンテナに
無給電放射素子５Ａを付加した構造である。無給電放射
素子５Ａは筒体５２Ａの一方の端部を円板状の天板５１
Ａで閉じた円筒状導電体である。無給電放射素子５Ａは
放射素子１Ａの外面側に天板１１と天板５１Ａとを有間
隔で重ねて配置している。つまり、放射素子１Ａは無給
電放射素子５Ａの入れ子になっている。筒体１２Ａと５
２Ａとの間隔は天板１１と天板５１Ａとの間隔とほぼ同
じにする。
【００４２】この筒状放射素子アンテナは、図１のアン
テナの広帯域化を目的として構成したものである。無給
電放射素子５Ａも放射素子１Ａとほぼ同様の共振姿態を
もち、天板５１Ａの直径をｂ１，筒体１２Ａの長さをａ
１とするとき、無給電放射素子の共振波長λｎは、（２
ａ１＋ｂ１）≒０．４７λｎで計算される。従って、無
給電放射素子５Ａの筒体５２Ａの長さの２倍と天板５１
Ａの直径とを加えた長さ（２ａ１＋ｂ１）と，放射素子
１Ａの筒体１２Ａ長さの２倍と天板１１の直径とを加え
た長さ（２ａ＋ｂ）とを互いに異ならしめると、放射素
子１Ａの共振周波数ｆｒと無給電放射素子ｆｎとが異な
り、この筒状放射素子アンテナは互いに異なる２つの周
波数ｆｒおよびｆｎで良好なアンテナ特性を得ることが
でき，広帯域化を図ることができる。図１１（ａ）のア
ンテナは、（２ａ１＋ｂ１）〈（２ａ＋ｂ）であり、波
長λｒより低周波数側にも広帯域化される。
テナの広帯域化を目的として構成したものである。無給
電放射素子５Ａも放射素子１Ａとほぼ同様の共振姿態を
もち、天板５１Ａの直径をｂ１，筒体１２Ａの長さをａ
１とするとき、無給電放射素子の共振波長λｎは、（２
ａ１＋ｂ１）≒０．４７λｎで計算される。従って、無
給電放射素子５Ａの筒体５２Ａの長さの２倍と天板５１
Ａの直径とを加えた長さ（２ａ１＋ｂ１）と，放射素子
１Ａの筒体１２Ａ長さの２倍と天板１１の直径とを加え
た長さ（２ａ＋ｂ）とを互いに異ならしめると、放射素
子１Ａの共振周波数ｆｒと無給電放射素子ｆｎとが異な
り、この筒状放射素子アンテナは互いに異なる２つの周
波数ｆｒおよびｆｎで良好なアンテナ特性を得ることが
でき，広帯域化を図ることができる。図１１（ａ）のア
ンテナは、（２ａ１＋ｂ１）〈（２ａ＋ｂ）であり、波
長λｒより低周波数側にも広帯域化される。
【００４３】図１１（ａ）を参照すると、この筒状放射
素子アンテナは、図１の筒状放射素子アンテナに無給電
放射素子５Ａと同様構成の無給電放射素子５Ｂを付加し
た構造である。但し、無給電素子５Ｂの筒体５２Ｂの長
さがａ２，天板５１Ｂの直径がｂ２である。この筒状放
射素子アンテナでは、（２ａ２＋ｂ２）〉（２ａ＋ｂ）
にしているので、波長λｒより高周波数側にも広帯域化
される。
素子アンテナは、図１の筒状放射素子アンテナに無給電
放射素子５Ａと同様構成の無給電放射素子５Ｂを付加し
た構造である。但し、無給電素子５Ｂの筒体５２Ｂの長
さがａ２，天板５１Ｂの直径がｂ２である。この筒状放
射素子アンテナでは、（２ａ２＋ｂ２）〉（２ａ＋ｂ）
にしているので、波長λｒより高周波数側にも広帯域化
される。
【００４４】図１１の筒状放射素子アンテナでも、
（ａ）の場合には放射素子１Ａの外面側と無給電放射素
子５Ａの内面側との間に、（ｂ）の場合には放射素子１
Ａの外面側と無給電放射素子５Ｂの内面側との間に誘電
体を満たすことにより、放射素子１Ａと無休電放射素子
との間の相互位置固定を容易にするとともに、誘電体の
波長短縮効果により小型化することができる。
（ａ）の場合には放射素子１Ａの外面側と無給電放射素
子５Ａの内面側との間に、（ｂ）の場合には放射素子１
Ａの外面側と無給電放射素子５Ｂの内面側との間に誘電
体を満たすことにより、放射素子１Ａと無休電放射素子
との間の相互位置固定を容易にするとともに、誘電体の
波長短縮効果により小型化することができる。
【００４５】また、図１１の筒状放射素子アンテナは、
放射素子１Ａの筒体１２Ａ，無給電放射素子５２Ａ，５
２Ｂの他方の端部の形状を、図２ないし図９の例のよう
にそれぞれ加工することによって、種々の特性を有する
アンテナを形成できるのは勿論である。
放射素子１Ａの筒体１２Ａ，無給電放射素子５２Ａ，５
２Ｂの他方の端部の形状を、図２ないし図９の例のよう
にそれぞれ加工することによって、種々の特性を有する
アンテナを形成できるのは勿論である。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように本発明による筒状放
射素子アンテナは、一方の端部を天板で閉じた筒状導電
体である筒状放射素子と、前記筒状放射素子の中心軸上
に配置された同軸線路と、高周波数信号を前記同軸線路
の中心導体と前記筒状放射素子の給電点との間に通電す
る給電部とを備えるので、新たな構成による面放射素子
を用いてアンテナ外形をポール状にすることができ、ア
ンテナ設置用に狭い面積しか割けない装置にも容易に適
用できるという効果がある。
射素子アンテナは、一方の端部を天板で閉じた筒状導電
体である筒状放射素子と、前記筒状放射素子の中心軸上
に配置された同軸線路と、高周波数信号を前記同軸線路
の中心導体と前記筒状放射素子の給電点との間に通電す
る給電部とを備えるので、新たな構成による面放射素子
を用いてアンテナ外形をポール状にすることができ、ア
ンテナ設置用に狭い面積しか割けない装置にも容易に適
用できるという効果がある。
【００４７】また、この筒状放射素子アンテナは、前記
筒状放射素子の筒体の他方の端部形状を種々に加工した
り，無給電放射素子を付加することにより、種々のアン
テナ特性を得ることができる。
筒状放射素子の筒体の他方の端部形状を種々に加工した
り，無給電放射素子を付加することにより、種々のアン
テナ特性を得ることができる。
【図１】本発明による筒状放射素子アンテナの実施の形
態の一つを示す図である。
態の一つを示す図である。
【図２】図１の筒状放射素子アンテナに用いる放射素子
の第２の例の説明図である。
の第２の例の説明図である。
【図３】図１の筒状放射素子アンテナに用いる放射素子
の第３の例の説明図である。
の第３の例の説明図である。
【図４】図１の筒状放射素子アンテナに用いる放射素子
の第４の例の説明図である。
の第４の例の説明図である。
【図５】図１の筒状放射素子アンテナに用いる放射素子
の第５の例の説明図である。
の第５の例の説明図である。
【図６】図１の筒状放射素子アンテナに用いる放射素子
の第６の例の説明図である。
の第６の例の説明図である。
【図７】図１の筒状放射素子アンテナに用いる放射素子
の第７の例の説明図である。
の第７の例の説明図である。
【図８】図１の筒状放射素子アンテナに用いる放射素子
の第８の例の説明図である。
の第８の例の説明図である。
【図９】図１の筒状放射素子アンテナに用いる放射素子
の第９の例の説明図である。
の第９の例の説明図である。
【図１０】図１の筒状放射素子アンテナに用いる給電部
の別の例の縦断面図であり、（ａ）は第２の例、（ｂ）
は第３の例を示している。
の別の例の縦断面図であり、（ａ）は第２の例、（ｂ）
は第３の例を示している。
【図１１】本発明による筒状放射素子アンテナの実施の
形態の別の一つを示す縦断面図であり、（ａ）は第１の
例、（ｂ）は第２の例を示している。
形態の別の一つを示す縦断面図であり、（ａ）は第１の
例、（ｂ）は第２の例を示している。
【図１２】従来のパッチアンテナの構造図である。
１Ａ〜１Ｊ 放射素子 １１ 天板 １２Ａ〜１２Ｊ 筒体 １３Ａ〜１３Ｉ 端部 ２ 同軸線路 ２１ 同軸中心導体 ２２ 同軸外導体 ２３ 誘電体 ３ 給電部 ３１ 給電線 ３２ 給電点 ３３Ａ，３３Ｂ 接地部 ３４ スタブ ４ 誘電体 ５Ａ，５Ｂ 無給電放射素子 ５１Ａ，５１Ｂ 天板 ５２Ａ，５２Ｂ 筒体
Claims (19)
- 【請求項１】 一方の端部を天板で閉じた筒状導電体で
ある筒状放射素子と、前記筒状放射素子の中心軸上に配
置された同軸線路と、高周波数信号を前記同軸線路の中
心導体と前記筒状放射素子の給電点との間に通電する給
電部とを備えることを特徴とする筒状放射素子アンテ
ナ。 - 【請求項２】 前記筒状導電体が、円筒状の導電体であ
ることを特徴とする請求項１記載の筒状放射素子アンテ
ナ。 - 【請求項３】 前記筒状放射素子の内面側と前記同軸線
路の外導体との間には、誘電体が配設されていることを
特徴とする請求項２記載の筒状放射素子アンテナ。 - 【請求項４】 前記筒状放射素子の筒体の最少長さが、
前記天板の直径より大きいことを特徴とする請求項２記
載の筒状放射素子アンテナ。 - 【請求項５】 前記給電点が、前記筒状放射素子の筒体
に配設されていることを特徴とする請求項２記載の筒状
放射素子アンテナ。 - 【請求項６】 前記筒状放射素子の筒体の他方の端部
が、前記給電点から前記筒状放射素子の中心軸に垂直に
おろした線と前記中心軸とがなす平面に関して直交する
方向に長短をなす直線または曲線になっていることを特
徴とする請求項２記載の筒状放射素子アンテナ。 - 【請求項７】 前記筒状放射素子の筒体の他方の端部
が、前記給電点から前記筒状放射素子の中心軸に垂直に
おろした線と前記中心軸とがなす平面に関して直交する
方向において短かくされていることを特徴とする請求項
２記載の筒状放射素子アンテナ。 - 【請求項８】 前記筒状放射素子の筒体の他方の端部
が、前記給電点から前記筒状放射素子の中心軸に垂直に
おろした線と前記中心軸とがなす平面に関して４５°方
向において短かくされていることを特徴とする請求項２
記載の筒状放射素子アンテナ。 - 【請求項９】 前記筒状放射素子の筒体の他方の端部
が、前記給電点から前記筒状放射素子の中心軸に垂直に
おろした線と前記中心軸とがなす平面に関して４５°方
向において突出していることを特徴とする請求項２記載
の筒状放射素子アンテナ。 - 【請求項１０】 前記筒状放射素子の筒体には、他方の
端部から前記天板の方に向って少くとも４つのスリット
が形成されていることを特徴とする請求項２記載の筒状
放射素子アンテナ。 - 【請求項１１】 前記給電部が、前記筒状放射素子の給
電点と前記同軸線路の中心導体とを接続する給電線と、
前記同軸線路の外導体に接続されるとともに前記天板に
対向する接地部とを備えることを特徴とする請求項５記
載の筒状放射素子アンテナ。 - 【請求項１２】 前記給電部が、前記筒状放射素子の給
電点と前記同軸線路の中心導体とを接続する給電線と、
前記筒状放射素子の内面に対向し，この内面との電気的
距離が前記筒状放射素子の内面と前記同軸線路の外導体
との電気的距離にほぼ等しい接地部とを備えることを特
徴とする請求項５記載の筒状放射素子アンテナ。 - 【請求項１３】 前記給電部が、前記給電点と前記同軸
線路の中心導体との間に容量性スタブを接続することを
特徴とする請求項５記載の筒状放射素子アンテナ。 - 【請求項１４】 一方の端部が閉じられた円筒状導電体
である無給電放射素子を前記筒状放射素子の外面側に有
間隔でしかも前記閉じた部分を重ねてさらに配置したこ
とを特徴とする請求項２記載の筒状放射素子アンテナ。 - 【請求項１５】 前記筒状放射素子の外面側と前記無給
電放射素子の内面側との間に誘電体を満たしていること
を特徴とする請求項１４記載の筒状放射素子アンテナ。 - 【請求項１６】 前記無給電放射素子の筒体長さの２倍
と円筒直径とを加えた長さと，前記筒状放射素子の筒体
長さの２倍と天板直径とを加えた長さとが、互いに異な
ることを特徴とする請求項１４記載の筒状放射素子アン
テナ。 - 【請求項１７】 一方の端部を天板で閉じた円筒状導電
体である円筒状放射素子と、前記円筒状放射素子の中心
軸上に配置された同軸線路と、高周波数信号を前記同軸
線路の中心導体と前記円筒状放射素子の筒体に配設され
た給電点との間に通電する給電部とを備えることを特徴
とする筒状放射素子アンテナ。 - 【請求項１８】 前記給電部が、前記円筒状放射素子の
給電点と前記同軸線路の中心導体とを接続する給電線
と、前記給電線に接続したインピーダンス整合素子と、
前記円筒状放射素子の内面に対向するとともに，この内
面との電気的距離を前記円筒状放射素子の内面と前記同
軸線路の外導体との電気的距離にほぼ等しく設定した接
地部とを備えることを特徴とする請求項１７記載の筒状
放射素子アンテナ。 - 【請求項１９】 一方の端部が閉じられた円筒状導電体
である無給電放射素子を前記円筒状放射素子の外面側に
有間隔でしかも前記閉じた部分を重ねるように配置した
ことを特徴とする請求項１７記載の筒状放射素子アンテ
ナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9021357A JP3003609B2 (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 筒状放射素子アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9021357A JP3003609B2 (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 筒状放射素子アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10224140A JPH10224140A (ja) | 1998-08-21 |
| JP3003609B2 true JP3003609B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=12052850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9021357A Expired - Fee Related JP3003609B2 (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 筒状放射素子アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3003609B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2896919B1 (fr) * | 2006-02-01 | 2010-04-16 | Centre Nat Detudes Spatiales Cnes | Antenne a polarisation circulaire ou lineaire. |
| JP4822288B2 (ja) * | 2008-03-27 | 2011-11-24 | 株式会社 仲池技研 | ダイポールアンテナ及びこれを用いた無線通信機 |
| US10903619B2 (en) * | 2017-05-17 | 2021-01-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor package |
-
1997
- 1997-02-04 JP JP9021357A patent/JP3003609B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10224140A (ja) | 1998-08-21 |
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