JP4478634B2 - 平面アンテナ - Google Patents

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Description

本発明は、平面アンテナに関し、特に、誘電体板基板上に形成され、円偏波を発生するアンテナとして好適な技術に関する。
近年、自動車等の車両(移動体)には、高周波帯のGPS(Global Positioning System)用のアンテナや、衛星ディジタル放送用の衛星電波を受信するアンテナが搭載されることが多くなってきている。また、高速道路や有料道路の料金を自動的に徴収するETC(自動料金所システム)や、道路交通情報を提供するVICS(道路交通情報通信システム)の電波ビーコンに対しても電波の送受信を行なうアンテナが必要となってきている。
このような移動体が送信又は受信すべき電波の中で、GPS用の電波、衛星ディジタル放送用の衛星電波、ETC用の電波には円偏波が使用されている。そして、従来の円偏波アンテナにはパッチアンテナ(平面アンテナ)が多く利用されている。
図11は従来の平面アンテナの一例を示す模式的平面図であって、下記特許文献1で提案されている平面アンテナの構造を示している。この図11に示す平面アンテナは、右旋回の円偏波を受信できるアンテナであって、図示しない誘電体(透明フィルム)上に、正方形状のループアンテナ(給電素子)120と、一部が折り曲げられて第1の部分140A及び第2の部分140Bを有し、ループアンテナ120に接続されない独立した線状の導体(無給電素子)140とが形成されて構成されている。なお、符号160,170はループアンテナ120に対する給電端子、符号270は給電端子160,170とループアンテナ120との接続導体である連絡導体、符号CPはループアンテナ120の中心点をそれぞれ示している。
また、この図11に示すように、無給電素子140は、ループアンテナ120の外側近傍に配置されており、より詳細には、第1の部分140Aが、ループアンテナ120の一辺と平行に、第2の部分140Bが、給電端子160,170の中間点とこれに対向する頂点を結ぶ直線と平行になるように配置されている。
この無給電素子140の機能について、下記特許文献1の段落0069の記載を引用して説明すると、無給電素子140の無い状態のループアンテナ120、特に、周囲(アンテナ導体の全長)が1波長のループアンテナ120では、垂直方向の電界成分(横成分)のみしか受信しない(つまり、時間によって電界の方向が変化する円偏波を完全に受信できない)が、無給電素子140をループアンテナ120に近接して設けることで、円偏波の縦成分を受信することが可能となる。
即ち、無給電素子140の第2の部分140Bによって円偏波の縦成分を取り込み、この受信した縦成分を、ループアンテナ120のアンテナ導体に近接する第1の部分140Aによって、ループアンテナ120のアンテナ導体に結合させることが可能となる。その結果、円偏波の縦成分と横成分とが同位相でループアンテナ120で受信されることになる。換言すれば、無給電素子140が第2の部分140Bのみであると、受信した円偏波がループアンテナ120に伝わり難いので、受信した円偏波を効率的にループアンテナ120に伝達するために無給電素子140に第1の部分140Aを設けているのである。
なお、従来のアンテナ構造として、例えば下記特許文献2,3により提案されている技術もある。
特許文献2の技術は、複数の双ループアンテナ素子からなる薄型の平面構造で、左旋回円偏波と右旋回円偏波とを同時に双方向から発生させることのできるアンテナ構造に関するものである。
これに対し、特許文献3の技術は、複数のアンテナの相互干渉により形成されるそぞれの指向性が最適となるように、アンテナの平面内において、大きなスクエアロウアンテナの内側にそれよりも小さなダイポールアンテナ、ループアンテナ、平面アンテナを配置した構造に関するものである。
しかしながら、上記特許文献1で提案されている技術では、その構成上、無給電素子140への電界分布が弱いため、十分に良好な円偏波特性を得るのが困難であった。これは、誘電体基板上に単純にダイポールアンテナ等の線状アンテナを構成すると、主に、誘電体基板の面部に沿った方向にビームが形成されてしまい、誘電体基板の面部と交差する方向(つまり、厚み方向)への放射強度が弱いことが1つの要因と考えられる。
なお、上記特許文献2の技術は、左旋回円偏波と右旋回円偏波とを同時に発生できるようにすることを目的とする技術であり、上記特許文献3の技術は、狭い場所でも複数のアンテナを接近、あるいは、集中して設置でき、小型化が可能であり、また車内からのノイズを防止できるようにすることを目的とする技術であり、いずれも、良好な円偏波特性を得ることを目的とする技術ではない。
本発明は、上記課題に鑑み創案されたもので、簡易な構成で良好な円偏波特性を得ることのできる、平面アンテナを提供することを目的とする。なお、本発明の平面アンテナの適用対象は、車両等の移動体に限られず、POSシステムや商品盗難防止用のセキュリティシステム等にも適用可能である。
発明では、下記の平面アンテナを用いる。
(1)本発明の平面アンテナは、誘電体基板の一方の面に、電力を供給される線状アンテナ素子と、該線状アンテナ素子の発生しうる偏波と交差する交差偏波を発生すべく該線状アンテナ素子の近傍に配置されるとともに、該交差偏波を発生すべく該線状アンテナ素子と交差する方向に延在する線状部分を有し、該線状アンテナ素子の中心点を中心として点対称な位置に設けられた2つの無給電ループ状アンテナ素子とが設けられた、平面アンテナを用いることができる。
ここで、前記無給電ループ状アンテナ素子は、該線状アンテナ素子の両端部近傍に設けられていてもよい。
)さらに、該無給電ループ状アンテナ素子は、該誘電体基板平面内において該線状アンテナ素子と交差する方向に前記線状部分である長辺をもつ四角形状を有していてもよい。
)また、該線状アンテナ素子は、ダイポールアンテナとして構成されていてもよい。
)さらに、本発明の平面アンテナは、誘電体基板の一方の面に、電力を供給される給電ループ状アンテナ素子と、該給電ループ状アンテナ素子の発生しうる主偏波と交差する交差偏波を発生すべく該給電ループ状アンテナ素子の近傍に配置されるとともに、該交差偏波を発生すべく該給電ループ状アンテナ素子と交差する方向に延在する線状部分を有し、該給電ループ状アンテナ素子の中心点を中心として点対称な位置に設けられた2つの無給電ループ状アンテナ素子とが設けられたことを特徴としている。
)ここで、該給電ループ状アンテナ素子は、長方形状を有するとともに、2つの前記無給電ループ状アンテナ素子が、該給電ループ状アンテナ素子の対向する短辺側近傍であって、該給電ループ状アンテナ素子の中心点を中心とした点対称の位置に設けられていてもよい。
(7)また、上記の各無給電ループ状アンテナ素子は、それぞれ、該給電ループ状アンテナ素子の短辺を2等分した線分の一方と該無給電ループ状アンテナ素子の一部とが対向する位置に設けられていてもよい。
(8)さらに、該無給電ループ状アンテナ素子が、該誘電体基板平面内において該給電ループ状アンテナ素子と交差する方向に長辺をもつ四角形状を有していてもよい。
)また、該給電ループ状アンテナ素子が、折り返しダイポールアンテナとして構成されるとともに、2つの前記無給電ループ状アンテナ素子が、該折り返しダイポールアンテナ素子の対向する長辺側近傍であって、該折り返しダイポールアンテナ素子の中心点を中心とした点対称な位置に設けられていてもよい。
(10)さらに、上記の各無給電ループ状アンテナ素子が、それぞれ、該折り返しダイポールアンテナ素子の両端部近傍に設けられていてもよい。
上記本発明の平面アンテナによれば、誘電体基板の一方の面に形成した簡易なアンテナパターン(給電線状アンテナ素子又は給電ループ状アンテナ素子及び無給電ループ状アンテナ素子)で、誘電体基板の両面側に円偏波を特性良く発生させることが可能である。したがって、例えば、GPS用の電波、衛星ディジタル放送用の衛星電波、ETC用の電波など、時間によって電界の方向が変化する円偏波を効率良く受信することが可能となり、円偏波の受信特性を向上することが可能となる。
〔1〕第1実施形態の説明
図1は本発明の第1実施形態に係る平面アンテナの構成を示す模式的平面図で、この図1に示す平面アンテナは、ガラスやセラミック等の誘電体基板(以下、単に「誘電体」あるいは「基板」ともいう)10の一方の面に、給電点1eから電力を供給(給電)される線状アンテナ導体であるダイポールアンテナ素子(線状アンテナ素子)1が形成されるとともに、当該ダイポールアンテナ素子1を境界として区切られる基板10上の2つの領域(分割領域)のうちの一方の領域(図1のダイポールアンテナ素子1の上側)において、ダイポールアンテナ素子1の一方の端部1a近傍に、一方の短辺が当該端部1aに近接し長辺がダイポールアンテナ素子1と基板平面(xy平面)内で交差する方向(+y軸方向)に位置するようにループ形状(長方形状)を有する無給電の第1のループアンテナ素子(電磁結合ループとしての無給電ループ状アンテナ素子)2が形成され、且つ、上記分割領域の他方の領域(図1のダイポールアンテナ素子1の下側)において、ダイポールアンテナ素子1の他方の端部1b近傍に、一方の短辺が当該端部1bに近接し長辺がダイポールアンテナ素子1と基板平面内で交差する方向(−y軸方向)に位置するように長方形状を有する無給電の第2のループアンテナ素子(電磁結合ループとしての無給電ループ状アンテナ素子)3が形成されて構成されている。
つまり、上記の各ループアンテナ素子2,3は、ダイポールアンテナ素子1の中心点を中心として点対称となる位置にそれぞれダイポールアンテナ素子1に近接して形成、配置されて、ダイポールアンテナ素子1と電磁的に結合可能に構成されている。なお、各ループアンテナ素子2,3をダイポールアンテナ素子1の両端部1a,1bの近傍に近接して設けているのは、例えば図2に符号20で示すごとく、ダイポールアンテナ素子1の電圧分布は、ダイポールアンテナ素子1の中心(給電点1e付近)から両端部1a,1bへ向かうほど電圧値(絶対値)が大きくなる(両端部1a,1bで最大となる)傾向にあり、結合効率が良好なためである。また、上記の各アンテナ素子1,2,3(導体パターン)は、例えば、銀印刷などの印刷技術を用いて簡単に形成することができる(以降の実施形態においても同様)。
このようなアンテナ構成において、ダイポールアンテナ素子1に給電すると、ダイポールアンテナ素子1が一方の交差偏波成分をもち、各ループアンテナ素子2,3が当該交差偏波成分と位相が90°遅れで偏波も90°異なる他方の交差偏波成分をもつように電界がz軸方向(図1の紙面垂直方向)に放射される。
より詳細には、ダイポールアンテナ素子1によりx軸方向の偏波(水平偏波)成分をもつ電界フィールド(Exフィールド)が発生し、これが各ループアンテナ素子2,3に結合することにより、各ループアンテナ素子2,3に電流が流れる。このとき、ループアンテナ素子2,3は、それぞれ、y軸方向に長辺を有しているため、x軸方向よりもy軸方向に強い偏波(垂直偏波)成分をもつ電界フィールド(Eyフィールド)が発生する。
その結果、z軸方向には、上記のExフィールドとEyフィールドとが合成された電界フィールド、つまり、円偏波〔この場合は、右旋回円偏波(RHCP:Right-Hand Circularly Polarized)〕フィールドが発生する。換言すれば、上記平面アンテナは、無給電ループ状アンテナ素子としてのループアンテナ素子2,3が、線状アンテナ素子としてのダイポールアンテナ素子1の発生しうる偏波(水平偏波)と交差する交差偏波(垂直偏波)を発生すべく配置されており、さらに、ループアンテナ素子2,3は、それぞれ、当該垂直偏波を発生すべくダイポールアンテナ素子1と交差する方向に延在する線状部分を長方形の長辺として有しているのである。
ここで、ループアンテナ素子2,3の形状(ダイポールアンテナ素子1との結合部分の形状)、ダイポールアンテナ素子1とループアンテナ素子2,3とのy軸方向の距離、x軸方向の位置をそれぞれ調整することによって、直交する交差電界成分の強度、位相を調整することができ、理想的な円偏波に近づけることが可能である。
例えば、シミュレーションパラメータとして、誘電体基板10のサイズを300mm(縦)×300mm(横)×6mm(厚み)、比誘電率εrを7、ダイポールアンテナ素子1,ループアンテナ素子2,3の導電率を5×106、ダイポールアンテナ素子1の長さを送受信する無線信号の波長λの半波長(λ/2)の長さ(例えば、97.4mm)とし、各ループアンテナ素子2,3は、それぞれ、長辺が95mm、短辺が15mm(95mm×15mm)で合計の長さが220mmのサイズとし、さらに、ダイポールアンテナ素子1からy軸方向に7mm程度、ダイポールアンテナ素子1の中心点からx軸方向に33mm程度離れた位置に配置した構成において、953MHzの無線信号によりダイポールアンテナ素子1を給電すると、シミュレーション結果として、図3〜図6に示すような円偏波特性が得られる。
なお、図3は上記平面アンテナの3次元の電力利得放射パターンを示し、図4は上記平面アンテナの3次元の右旋回円偏波利得放射パターンを示し、図5は上記平面アンテナの2次元(xz平面、即ち、給電されたダイポールアンテナ素子1に沿った面)の右旋回円偏波利得放射パターンを示し、図6は上記平面アンテナの2次元(yz平面、即ち、給電されたダイポールアンテナ素子1と直交する面)の右旋回円偏波利得放射パターンを示している。
このように、本実施形態の平面アンテナによれば、基板10の一方の面に形成した簡易なアンテナ素子1,2,3(導体パターン)で、基板10の両面側に円偏波を特性良く発生させることが可能である。
なお、左旋回円偏波(LHCP:Left-Hand Circularly Polarized)フィールドを発生させたい場合は、ループアンテナ素子2,3を、それぞれ、ダイポールアンテナ素子1を中心として反対側に配置(図1とは逆の点対称位置となるように配置)すればよい。
〔2〕第2実施形態の説明
図7は本発明の第2実施形態に係る平面アンテナの構成を示す模式的平面図で、この図7に示す平面アンテナは、ガラスやセラミック等の誘電体基板10の一方の面(xy平面上)に、給電点1eにより電力を供給(給電)される四角形状(長方形状)のループアンテナ素子(給電ループ状アンテナ素子)1Aが形成されるとともに、このループアンテナ素子1Aのx軸方向に対向する2辺(短辺)11,12のうちの一方の辺11に近接して無給電の長方形状のループアンテナ素子(電磁結合ループとしてのアンテナ導体)2がy軸方向にその長辺が延在するように形成され、且つ、他方の辺12に近接して無給電の長方形状のループアンテナ素子(電磁結合ループとしてのアンテナ導体)3がy軸方向にその長辺が延在するように形成されて構成されている。
つまり、上記の各ループアンテナ素子2,3は、ループアンテナ素子1Aの外側であってループアンテナ素子1Aの中心点を中心として点対称となる位置にそれぞれループアンテナ素子1Aに近接して形成、配置されて、ループアンテナ素子1Aと辺11,12を介して電磁的に結合可能に構成されている。
なお、本例においても、各ループアンテナ素子2,3の配置位置は、それぞれ、ループアンテナ素子1Aによって形成される電圧分布に基づいて決定される。即ち、ループアンテナ素子1Aに給電すると、当該ループアンテナ素子1Aによる電圧分布は、例えば図8中に符号21で示すように、ループアンテナ素子1Aの一方の長辺(給電点1eと対向する辺)13の中心付近からその両端に向けて電圧値(絶対値)が大きくなるとともに、同じく符号22で示すように、他方の長辺(給電点1eが存在する辺)14の中心付近からその両端に向けて電圧値(絶対値)が大きくなる傾向にあるので、結合効率が良好となる辺11,12近傍で、かつ、辺11,12を2等分した一方の線分とループアンテナ素子2,3の少なくとも一部(長辺の一部)とが対向するように、ループアンテナ素子2,3を配置するのが好ましいことになる。
このようなアンテナ構成において、ループアンテナ素子1Aに給電すると、辺11,12よりも辺13,14の方が長いため、x軸方向に強い偏波(水平偏波)成分をもつ電界フィールド(Exフィールド)が発生し、これが各ループアンテナ素子2,3に辺11,12を介して結合することにより、各ループアンテナ素子2,3に電流が流れる。
そして、この場合も、ループアンテナ素子2,3は、それぞれ、y軸方向に長辺を有しているため、x軸方向よりもy軸方向に強い偏波(垂直偏波)成分をもつ電界フィールド(Eyフィールド)が発生する。その結果、z軸方向(図7の紙面垂直方向)には、上記のExフィールドとEyフィールドとが合成された電界フィールド、つまり、円偏波〔右旋回円偏波(RHCP)〕フィールドが発生する。
換言すれば、本例においても、上記平面アンテナは、無給電ループ状アンテナ素子としてのループアンテナ素子2,3が、給電ループ状アンテナとしてのループアンテナ素子1Aの発生しうる主偏波(水平偏波)と交差する交差偏波(垂直偏波)を発生すべく配置されており、さらに、ループアンテナ素子2,3は、それぞれ、当該垂直偏波を発生すべくダイポールアンテナ素子1と交差する方向に延在する線状部分を長方形の長辺として有しているのである。
そして、本例においても、ループアンテナ素子2,3の形状(ループアンテナ素子1Aとの結合部分の形状)、ループアンテナ素子1Aとループアンテナ素子2,3とのx軸方向の距離、y軸方向の位置をそれぞれ調整することによって、直交する交差電界成分の強度、位相を調整することができ、理想的な円偏波に近づけることが可能である。
このように、本実施形態の平面アンテナによれば、基板10の一方の面に形成した簡易なアンテナ素子1A,2,3(導体パターン)で、基板10の両面側に円偏波を特性良く発生させることが可能である。したがって、例えば、GPS用の電波、衛星ディジタル放送用の衛星電波、ETC用の電波など、時間によって電界の方向が変化する円偏波を効率良く受信することが可能となり、円偏波の受信特性を向上することが可能となる。
なお、本例においても、左旋回円偏波(LHCP)フィールドを発生させたい場合は、ループアンテナ素子2,3を、それぞれ、ループアンテナ素子1Aの長軸(x軸)の中心ラインに対して反対側に配置(図7とは逆の点対称位置となるように配置)すればよい。
〔3〕第3実施形態の説明
図9は本発明の第3実施形態に係る平面アンテナの構成を示す模式的平面図で、この図9に示す平面アンテナは、ガラスやセラミック等の誘電体基板10の一方の面(xy平面上)に、給電点1eにより電力を供給(給電)される給電ループ状アンテナ素子としてのフォールデッド(折り曲げ)ダイポールアンテナ素子1Bが形成されるとともに、このアンテナ素子1Bのy軸方向に対向する2辺(長辺)15,16のうちの一方の辺15に近接して無給電の長方形状のループアンテナ素子(電磁結合ループとしてのアンテナ導体)2がy軸方向にその長辺が延在するように形成され、且つ、アンテナ素子1Bの他方の辺16に近接して無給電の長方形状のループアンテナ素子(電磁結合ループとしてのアンテナ導体)3がy軸方向にその長辺が延在するように形成されて構成されている。
つまり、この図9に示す平面アンテナは、図1に示す構成において、ダイポールアンテナ素子1をフォールデッドダイポールアンテナ素子1B(以下、単に「アンテナ素子1B」と略記することがある)に代えた構成に相当し、一方のループアンテナ素子2が、当該アンテナ素子1Bの長辺15の一方の端部(折り曲げ部)1c近傍に形成、配置されるとともに、他方のループアンテナ素子3が、フォールデッドダイポールアンテナ素子1Bの長辺16の他方の端部(折り曲げ部)1d近傍に形成、配置されることにより、フォールデッドダイポールアンテナ素子1Bの中心点を中心として点対称となる位置にそれぞれアンテナ素子1Bに近接して形成、配置されて、アンテナ素子1Bと辺15,16を介して電磁的に結合可能に構成されている。
なお、本例においても、各ループアンテナ素子2,3の配置位置は、それぞれ、アンテナ素子1Bによって形成される電圧分布に基づいて決定される。即ち、フォールデッドダイポールアンテナ素子1Bに給電すると、当該アンテナ素子1Bによる電圧分布は例えば図10中に符号23で示すように、アンテナ素子1Bの中心からその両端部1c,1dへ向かうほど電圧値(絶対値)が大きくなる(両端部1c,1dで最大となる)傾向にあるので、結合効率が良好となる辺15(16)の端部近傍にループアンテナ素子2,3を配置するのが好ましいことになる。
このようなアンテナ構成において、アンテナ素子1Bに給電すると、長辺15,16を流れる電流により、x軸方向に強い偏波(水平偏波)成分をもつ電界フィールド(Exフィールド)が発生し、これが各ループアンテナ素子2,3に辺15,16を介して結合することにより、各ループアンテナ素子2,3に電流が流れる。
そして、この場合も、ループアンテナ素子2,3は、それぞれ、y軸方向に長辺を有しているため、x軸方向よりもy軸方向に強い偏波(垂直偏波)成分をもつ電界フィールド(Eyフィールド)が発生する。その結果、z軸方向(図9の紙面垂直方向)には、上記のExフィールドとEyフィールドとが合成された電界フィールド、つまり、円偏波〔右旋回円偏波(RHCP)〕フィールドが発生する。
換言すれば、本例においても、上記平面アンテナは、無給電ループ状アンテナ素子としてのループアンテナ素子2,3が、給電ループ状アンテナ素子としてのフォールデッドダイポールアンテナ素子1Bの発生しうる偏波(水平偏波)と交差する交差偏波(垂直偏波)を発生すべく配置されており、さらに、ループアンテナ素子2,3は、それぞれ、当該垂直偏波を発生すべくダイポールアンテナ素子1Bと交差する方向に延在する線状部分を長方形の長辺として有しているのである。
そして、本例においても、ループアンテナ素子2,3の形状(アンテナ素子1Bとの結合部分の形状)、アンテナ素子1Bとループアンテナ素子2,3とのx軸方向の距離、y軸方向の位置をそれぞれ調整することによって、直交する交差電界成分の強度、位相を調整することができ、理想的な円偏波に近づけることが可能である。
このように、本実施形態の平面アンテナによれば、基板10の一方の面に形成した簡易なアンテナ素子1B,2,3(導体パターン)で、基板10の両面側に円偏波を特性良く発生させることが可能である。
また、本例においても、左旋回円偏波(LHCP)フィールドを発生させたい場合は、ループアンテナ素子2,3を、それぞれ、アンテナ素子1Bの長軸(x軸)の中心ラインに対して反対側に配置(図9とは逆の点対称位置となるように配置)すればよい。
〔4〕その他
本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
即ち、本発明の平面アンテナは、無給電ループ状アンテナ素子が、給電線状アンテナ素子又は給電ループ状アンテナ素子(以下、まとめて給電素子という)の発生しうる偏波(主偏波)と交差する交差偏波を発生すべく配置されていれば足り、また、無給電ループ状アンテナ素子は、当該交差偏波を発生すべく給電素子と交差する方向に延在する線状部分を有していれば、その形状は不問である。
例えば、上述した例では、無給電ループ状アンテナ素子としてのループアンテナ素子2,3の形状をいずれも長方形(四角形)としているが、例えば、三角形や円形、楕円形、他の多角形状としてもよい。
〔5〕付記
(付記1)
誘電体基板の一方の面に、電力を供給される線状アンテナ素子と、該線状アンテナ素子の近傍に配置された無給電ループ状アンテナ素子とが設けられたことを特徴とする、平面アンテナ。
(付記2)
該無給電ループ状アンテナ素子が、該線状アンテナ素子の発生しうる偏波と交差する交差偏波を発生すべく配置されていることを特徴とする、付記1記載の平面アンテナ。
(付記3)
該無給電ループ状アンテナ素子が、該交差偏波を発生すべく該線状アンテナ素子と交差する方向に延在する線状部分を有していることを特徴とする、付記2記載の平面アンテナ。
(付記4)
2つの前記無給電ループ状アンテナ素子が、該線状アンテナ素子の中心点を中心として点対称な位置に設けられたことを特徴とする、付記2記載の平面アンテナ。
(付記5)
前記無給電ループ状アンテナ素子が、該線状アンテナ素子の両端部近傍に設けられたことを特徴とする、付記4記載の平面アンテナ。
(付記6)
該無給電ループ状アンテナ素子が、該誘電体基板平面内において該線状アンテナ素子と交差する方向に前記線状部分である長辺をもつ四角形状を有していることを特徴とする、付記3〜5のいずれか1項に記載の平面アンテナ。
(付記7)
該線状アンテナ素子が、ダイポールアンテナとして構成されていることを特徴とする、付記1〜6のいずれか1項に記載の平面アンテナ。
(付記8)
誘電体基板の一方の面に、電力を供給される給電ループ状アンテナ素子と、該給電ループ状アンテナ素子の近傍に配置された無給電ループ状アンテナ素子とが設けられたことを特徴とする、平面アンテナ。
(付記9)
該無給電ループ状アンテナ素子が、該給電ループ状アンテナ素子の発生しうる主偏波と交差する交差偏波を発生すべく配置されていることを特徴とする、付記8記載の平面アンテナ。
(付記10)
該無給電ループ状アンテナ素子が、該交差偏波を発生すべく該給電ループ状アンテナ素子と交差する方向に延在する線状部分を有していることを特徴とする、付記9記載の平面アンテナ。
(付記11)
該給電ループ状アンテナ素子が、長方形状を有するとともに、
2つの前記無給電ループ状アンテナ素子が、該給電ループ状アンテナ素子の対向する短辺側近傍であって、該給電ループ状アンテナ素子の中心点を中心とした点対称の位置に設けられたことを特徴とする、付記8〜10のいずれか1項に記載の平面アンテナ。
(付記12)
上記の各無給電ループ状アンテナ素子が、それぞれ、該給電ループ状アンテナ素子の短辺を2等分した線分の一方と該無給電ループ状アンテナ素子の一部とが対向する位置に設けられたことを特徴とする、付記11記載の平面アンテナ。
(付記13)
該無給電ループ状アンテナ素子が、該誘電体基板平面内において該給電ループ状アンテナ素子と交差する方向に長辺をもつ四角形状を有していることを特徴とする、付記9〜12のいずれか1項に記載の平面アンテナ。
(付記14)
該給電ループ状アンテナ素子が、折り返しダイポールアンテナとして構成されるとともに、
2つの前記無給電ループ状アンテナ素子が、該折り返しダイポールアンテナ素子の対向する長辺側近傍であって、該折り返しダイポールアンテナ素子の中心点を中心とした点対称な位置に設けられたことを特徴とする、付記8〜10のいずれか1項に記載の平面アンテナ。
(付記15)
上記の各無給電ループ状アンテナ素子が、それぞれ、該折り返しダイポールアンテナ素子の両端部近傍に設けられたことを特徴とする、付記14記載の平面アンテナ。
以上詳述したように、本発明の平面アンテナによれば、GPS用の電波、衛星ディジタル放送用の衛星電波、ETC用の電波、POSシステムやセキュリティシステムにおけるRF-IDタグからの電波など、時間によって電界の方向が変化する円偏波を効率良く受信することが可能となるため、無線電波を利用する技術分野において極めて有用と考えられる。
本発明の第1実施形態に係る平面アンテナの構成を示す模式的平面図である。 図1に示す平面アンテナに給電したときの電圧分布をアンテナ構成と併せて示す模式的平面図である。 図1に示す平面アンテナの3次元の電力利得放射パターンの一例を示す図である。 図1に示す平面アンテナの3次元の右旋回円偏波利得放射パターンの一例を示す図である。 図1に示す平面アンテナの2次元の右旋回円偏波利得放射パターンの一例を示す図である。 図1に示す平面アンテナの2次元の右旋回円偏波利得放射パターンの一例を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る平面アンテナの構成を示す模式的平面図である。 図7に示す平面アンテナに給電したときの電圧分布をアンテナ構成と併せて示す模式的平面図である。 本発明の第3実施形態に係る平面アンテナの構成を示す模式的平面図である。 図9に示す平面アンテナに給電したときの電圧分布をアンテナ構成と併せて示す模式的平面図である。 従来の平面アンテナの一例を示す模式的平面図である。
符号の説明
1 ダイポールアンテナ素子(線状アンテナ素子)
1A ループアンテナ素子(給電ループ状アンテナ素子)
1B フォールデッド(折り曲げ)ダイポールアンテナ素子
1a,1b 端部
1c,1d 端部(折り曲げ部)
1e 給電点
2,3 ループアンテナ素子(電磁結合ループとしての無給電ループ状アンテナ素子)
10 誘電体基板
11,12 辺(短辺)
13,14,15,16 辺(長辺)

Claims (10)

  1. 誘電体基板の一方の面に、
    電力を供給される線状アンテナ素子と、
    該線状アンテナ素子の発生しうる偏波と交差する交差偏波を発生すべく該線状アンテナ素子の近傍に配置されるとともに、該交差偏波を発生すべく該線状アンテナ素子と交差する方向に延在する線状部分を有し、該線状アンテナ素子の中心点を中心として点対称な位置に設けられた2つの無給電ループ状アンテナ素子とが設けられた
    ことを特徴とする、平面アンテナ
  2. 前記無給電ループ状アンテナ素子が、該線状アンテナ素子の両端部近傍に設けられたことを特徴とする、請求項記載の平面アンテナ。
  3. 該無給電ループ状アンテナ素子が、該誘電体基板平面内において該線状アンテナ素子と交差する方向に前記線状部分である長辺をもつ四角形状を有していることを特徴とする、請求項1又は2に記載の平面アンテナ。
  4. 該線状アンテナ素子が、ダイポールアンテナとして構成されていることを特徴とする、請求項1〜のいずれか1項に記載の平面アンテナ。
  5. 誘電体基板の一方の面に、
    電力を供給される給電ループ状アンテナ素子と、
    該給電ループ状アンテナ素子の発生しうる主偏波と交差する交差偏波を発生すべく該給電ループ状アンテナ素子の近傍に配置されるとともに、該交差偏波を発生すべく該給電ループ状アンテナ素子と交差する方向に延在する線状部分を有し、該給電ループ状アンテナ素子の中心点を中心として点対称な位置に設けられた2つの無給電ループ状アンテナ素子とが設けられた
    ことを特徴とする、平面アンテナ。
  6. 該給電ループ状アンテナ素子が、長方形状を有するとともに、
    2つの前記無給電ループ状アンテナ素子が、該給電ループ状アンテナ素子の対向する短辺側近傍であって、該給電ループ状アンテナ素子の中心点を中心とした点対称の位置に設けられたことを特徴とする、請求項記載の平面アンテナ。
  7. 上記の各無給電ループ状アンテナ素子が、それぞれ、該給電ループ状アンテナ素子の短辺を2等分した線分の一方と該無給電ループ状アンテナ素子の一部とが対向する位置に設けられたことを特徴とする、請求項6記載の平面アンテナ。
  8. 該無給電ループ状アンテナ素子が、該誘電体基板平面内において該給電ループ状アンテナ素子と交差する方向に長辺をもつ四角形状を有していることを特徴とする、請求項5〜7のいずれか1項に記載の平面アンテナ。
  9. 該給電ループ状アンテナ素子が、折り返しダイポールアンテナとして構成されるとともに、
    2つの前記無給電ループ状アンテナ素子が、該折り返しダイポールアンテナ素子の対向する長辺側近傍であって、該折り返しダイポールアンテナ素子の中心点を中心とした点対称な位置に設けられたことを特徴とする、請求項記載の平面アンテナ。
  10. 上記の各無給電ループ状アンテナ素子が、それぞれ、該折り返しダイポールアンテナ素子の両端部近傍に設けられたことを特徴とする、請求項9記載の平面アンテナ。
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