JP6623101B2

JP6623101B2 - 円偏波アンテナ

Info

Publication number: JP6623101B2
Application number: JP2016068163A
Authority: JP
Inventors: 由晴羽田野
Original assignee: Aiphone Co Ltd
Current assignee: Aiphone Co Ltd
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2019-12-18
Anticipated expiration: 2036-03-30
Also published as: JP2017184009A

Description

本発明は円偏波アンテナに関し、詳しくは方形型パッチアンテナから成る円偏波アンテナに関する。

従来の方形型パッチアンテナから成る円偏波アンテナおいて、軸比の周波数特性とインピーダンス整合の周波数特性とを個別に調整可能としたものに、例えば特許文献１に記載された構成の円偏波アンテナがある。この円偏波アンテナは、第１の誘電体基板の片面に縮退分離素子を備えた放射導体を配置し、第１の誘電体基板に重なる様に且つ平行に第２の誘電体基板を配置して地導体とした。

特開２００３−１１０３４７号公報

上記従来の円偏波アンテナは、軸比の周波数特性とインピーダンス整合の周波数特性とを個別に調整できた。しかしながら、軸比の周波数特性を調整するには、放射導体の形状を調整することになるため、調整が容易ではなかった。また、２枚の誘電体基板を平行に配置して給電線により両者を連結する構造であるため、構造が複雑でコスト高であった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、インピーダンス整合の周波数特性を維持したまま、放射導体自体を調整することなく軸比の周波数特性を調整できる簡易な構造の円偏波アンテナを提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、誘電体基板の一方の面に、正方形板状であって縮退分離素子を備えた放射導体が形成され、当該放射導体の一辺中央に給電点を有する円偏波アンテナであって、前記給電点を設けた辺に直交する辺の中央から、前記放射導体と同一面上で外方に向けて、送受する信号周波数の２分の１波長から５分の３波長の間の長さで形成されて成る１本の紐状のスタブが突設されて成ると共に、前記放射導体に対峙する前記誘電体基板の他方の面には、グランド導体が面形成されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、スタブの長さを変更すればインピーダンス整合の周波数特性を維持したまま軸比の共振周波数を調整することが可能であり、簡易な操作で調整できる。

また、スタブが半波長で良い場合はスタブの余分な部分を切断すれば良いし、半波長より僅かに長くする必要がある場合であっても切断作業で良く、スタブを継ぎ足すような面倒な作業が必要なく簡易な作業で調整できる。

本発明によれば、スタブの長さを変更すればインピーダンス整合の周波数特性を維持したまま軸比の共振周波数を調整することが可能であり、簡易な操作で調整できる。

本発明に係る円偏波アンテナの一例を示す基板正面図である。スタブの長さを変化させた場合の軸比の周波数特性である。（ａ）〜（ｃ）は円偏波アンテナの他の例を示している。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る円偏波アンテナの一例を示し、誘電体基板（以下、単に「基板」とする）上に形成した放射導体パターンを示している。図１において、１は放射導体、２は給電点、３は縮退分離素子、４はスタブ、５は基板である。尚、基板５の裏面は全面グランド導体（図示せず）が形成されてる。

放射導体１は略正方形をなし、一辺の長さＬａは送受する円偏波周波数の略半波長となっている。また、縮退分離素子３は放射導体１の対向する一対の角部が４５度の所定の幅で切り欠かれて形成されている。
更に、給電点２は周囲４辺のうちの一辺の中央に設けられている。即ち、図１に示す縮退分離素子３を形成した端部からの距離Ｌｆは１Ｌａの２分の１の値である。

そして、スタブ４は給電点２を設けた辺に隣接して直交する２辺のうちの一方の辺の中央から突設され、放射導体１と同一面上で細長く紐状に形成されている。全体の長さは放射導体１と同様に円偏波周波数の半波長の長さを基本としている。
但し、本発明の目的にあるように、このスタブ４は軸比の共振周波数を調整する際に長さが変更される素子であり、切断して短くする調整方法の方が簡単であるため、作製時は半波長より僅かに長めとなっている。例えば５分の３波長の長さで作製され、切断の作業だけで希望する軸比の共振周波数特性を得ることを可能としている。

また、ここではスタブ４はＬ字状に折り曲げ形成され、連結片の長さＬ１と折り曲げた先の折り曲げ片の長さＬ２の合計がスタブ４の長さとなる。このように折り曲げることで、放射導体１を形成している基板５を大きくすることなく基板５上にスタブ４の形成を可能としている。

図２はこの円偏波アンテナの軸比の周波数特性を示し、スタブの長さを変えた場合の特性の変化を示している。図２において、Ｄ１は位相０度の特性、Ｄ２は位相＋１５度の特性、Ｄ３は移動−１５度の特性をそれぞれ示している。そして、スタブ４の長さを例えば４ｍｍ変化させることで１５度の位相変化を可能としている。

このように、スタブ４の長さを変更すればインピーダンス整合の周波数特性を維持したまま軸比の共振周波数を調整することが可能であり、簡易な操作で調整できる。
また、スタブ４が半波長で良い場合はスタブ４の余分な部分を切断すれば良いし、半波長より僅かに長くする必要がある場合であっても切断作業で良く、スタブ４を継ぎ足すような面倒な作業が必要なく簡易な作業で調整できる。

図３は円偏波アンテナの他の形状を示している。図３（ａ）はスタブ４の折り曲げ方向を図１とは逆の方向としている。図３（ｂ）では図１とは対向する辺にスタブ４を形成している。また図３（ｃ）では、折り曲げず真っ直ぐ形成している。
このように、スタブ４の形成部位は、給電点２を設けた辺の左右何れでも良いし、当然折り曲げなくても良い。

１・・放射導体、２・・給電点、３・・縮退分離素子、４・・スタブ、５・・基板（誘電体基板）。

Claims

誘電体基板の一方の面に、正方形板状であって縮退分離素子を備えた放射導体が形成され、当該放射導体の一辺中央に給電点を有する円偏波アンテナであって、
前記給電点を設けた辺に直交する辺の中央から、前記放射導体と同一面上で外方に向けて、送受する信号周波数の２分の１波長から５分の３波長の間の長さで形成されて成る１本の紐状のスタブが突設されて成ると共に、
前記放射導体に対峙する前記誘電体基板の他方の面には、グランド導体が面形成されて成ることを特徴とする円偏波アンテナ。