JPH07115318A - 円偏波用ループアンテナ - Google Patents
円偏波用ループアンテナInfo
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- JPH07115318A JPH07115318A JP26239993A JP26239993A JPH07115318A JP H07115318 A JPH07115318 A JP H07115318A JP 26239993 A JP26239993 A JP 26239993A JP 26239993 A JP26239993 A JP 26239993A JP H07115318 A JPH07115318 A JP H07115318A
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Abstract
装荷することなく良好な円偏波を発生する。 【構成】特性インピーダンスZ0 の伝送線路11,12
を方形ループの一方の対向する二辺に配置し、他の対向
する二辺に特性インピーダンスZ0 と異なるZ1の伝送
線路13,14を配置した。
Description
ナに関する。
り、薄形、小型、軽量で性能の安定した安価な円偏波用
アンテナの開発が進められている。この種のアンテナで
は、マイクロストリップアンテナ(MSA)が良く知ら
れているが、マイクロストリップ線路の動作原理上、基
板には誘電体損失の小さなテフロン等の高価な材料が必
要とされる。
用して円偏波を発生させる試みが種々なされている。こ
の一例として、特開昭61−252701号公報(以
下、文献1という)では、ループ状のアンテナ導体に略
(1/4)λの分岐線路を平行に延在させた円偏波用ル
ープアンテナを開示する。
−B No.8〕(以下、文献2という)には、略1λ
のループ状アンテナ導体にリアクタンスを装荷する構成
を開示する。これらのループアンテナによる円偏波の発
生原理は、アンテナ導体に装荷されるインピーダンス或
いはリアクタンスによって、アンテナ導体にほぼ一定振
幅で進行波位相の電流を発生させることにある。
献1に記載の円偏波用ループアンテナでは、アンテナ導
体と分岐線路との間隔が、また、文献2に記載された円
偏波用ループアンテナでは、装荷リアクタンスの給電点
からの位置(φ=−π/4)が、円偏波を発生する上で
重要であり、これらが厳格に調整されていないと安定し
て円偏波を発生できない。
が加わる環境で使用する場合、アンテナ導体と分岐線路
又は装荷リアクタンスとの相対位置が変動して、発生す
る円偏波が不安定となる。また、文献1,2に記載され
た円偏波用ループアンテナでは、分岐線路又は装荷リア
クタンスの位置がそれぞれループ状のアンテナ導体に対
し非対称な構造となっているため、放射指向性が非対称
となることは免れず、移動体通信用アンテナとしては問
題がある。
で、円偏波を安定に発生し得るとともに、対称な放射指
向性をもたせることを解決すべき課題とする。
アンテナは、特性インピーダンスが異なる二種の伝送線
路を交互に縦続接続してほぼ全長1λのループ状に形成
し、かつ、同一特性インピーダンスの前記伝送線路同士
は対称配置されたアンテナ導体を具備する。第1の好適
な態様では、前記アンテナ導体を、各一辺がλ/4長で
径が異なる線状導体を方形状又は円形状に対称配置して
構成する。
を、λ/4長の単線導体と、該単線導体と同一径、同一
長の平行二線導体とを方形状又は円形状に対称配置して
構成する。なお、各好適な態様における各伝送線路は、
マイクロストリップラインに置き換えることができる。
状に縦続接続された各伝送線路が特性インピーダンスを
異にすることにより、アンテナ導体内で反射を生起して
進行波の電流を生成し、円偏波を発生することができ
る。第1の好適な態様では、アンテナ導体を構成する各
伝送線路の径の相違によって特性インピーダンスを変え
ている。
における径の大きい伝送線路を平行二線導体に置換し得
ることを利用して、特性インピーダンスを相違させてい
る。上記各好適な態様によれば、アンテナ導体には、分
岐導体やリアクタンスが装荷されることがなく、円偏波
の特性がアンテナ導体だけで決まり、安定に円偏波を発
生することができる。
路同士を対称的に配置しているので、確実に放射指向性
の対称性が得られる。
ンテナ導体を構成する伝送線路の特性インピーダンスが
異なることによって円偏波を極めて安定に発生されるこ
とができる。しかも、異なる特性インピーダンスが対称
的に配置にされることにより、放射指向性の対称性が得
られ、例えば自動車等の移動体通信に適する。
ナ導体だけで円偏波を発生するので、分岐線路やリアク
タンスを装荷する必要がなく、円偏波を発生させるため
の調整が不要となり、外部振動の環境下で使用する場合
にも、安定に円偏波を発生させことができる。
を図面を参照して詳細に説明する。本発明に係る円偏波
用ループアンテナは、図1に概念的に示すように、全長
1λのループ状をなすアンテナ導体10によって構成さ
れている。アンテナ導体10は、特性インピーダンスZ
0 に定められたλ/4長の伝送線路11,12と、特性
インピーダンスZ1 に定められたλ/4長の伝送線路1
3,14とが交互に連設された方形ループ状をなし、特
性インピーダンスが一致した伝送線路同士対向するよう
になっている。アンテナ導体10の給電端子1,5は、
隣接した伝送線路11,14の交点を開放して設けられ
ている。
(a)に示すように、給電端子1,5、節点2、3及び
4で分けられる各伝送線路11〜14が縦続接続された
等価回路で表すことができる。放射抵抗は各伝送線路1
1〜14に等価的に配分されている。ここで、各伝送線
路11〜14と、等価的に配分された放射抵抗raと
は、それぞれ直列回路をなし、かつ、縦続接続の直列要
素となっている。また、等価的に配分された放射抵抗r
aは、各伝送線路11〜14の両側にra/2ごと集中
して表される。
て本円偏波用ループアンテナが円偏波を発生する条件を
求める。図2(a)の回路において、電圧V1 ,電流I
1 の信号が、給電端子1に印加され、給電端子5に電圧
V5 ,電流I1 の信号として送電されるものとすれば、
アンテナ導体10が円偏波を発生する条件は、端子条件
より、 V1 −V5 =V0 …………(1) I1 =I5 …………(2) が成立しなければならない。
5 ,I5 は、 すなわち、I1 =CV5 +DI1 が得られる。
円偏波を放射するには、特性インピーダンスZ0 の伝送
線路11(又は12)と特性インピーダンスZ1 の伝送
線路13(又は14)とを流れる電流I1 ,I2 の位相
差に関して次式の成立が必要条件である。 ただし、上符号は左旋円偏波、下符号は右旋円偏波を表
し、以下、複号同順とする。V1 ,I1 とV2 ,I
2 は、図2(b)より、 式(6)と式(7)により、
るから、
導体10の高さhが、h≪λのときに成立する。よっ
て、式(9)は、
を満たし、右旋円偏波となり、Z1 >Z0 のとき上符号
を満たし、左旋円偏波となる。この逆関係は、図3
(a),(b)に示すような構造上の対称性から明らか
に成立することがわかる。
テナの放射抵抗Raを用いて近似する。Z0 =Z1 のと
き、直線偏波となり、節点2と4の抵抗は0となって、
図4(a)の等価回路になる。λ/2の線路は、インピ
ーダンスとして省略できるので、図4(a)の回路は同
図(b)のように変形され、 となる。一方、h≪λの場合、1波長ループアンテナの
放射抵抗Raは、概略、反射板15上の半波長ダイポー
ルの放射抵抗Rd の2倍と考えることができる。従っ
て、
きる。次に、本発明に係る円偏波用ループアンテナを具
体化した一実施例を図5に示す。図5に示す円偏波用ル
ープアンテナは、反射板15上に、半径がa0 でλ/4
長の線状導体16、17と、半径がa1 (>a0 )でλ
/4長の線状導体18,19とを、方形ループ状に交互
に配列してアンテナ導体20を構成したものである。給
電は、隣接した線状導体の交点を開放して行う。
径a0 の線状導体16,17と、半径a1 の線状導体1
8,19は、 で表される特性インピーダンスを呈し、図1に示したア
ンテナ導体10を実現する。
す半径ae の線状導体が、
行二線導体に置き換えることができることにより、図5
に示した半径a1 の線状導体18,19を、距離dの平
行二線導体23,24にそれぞれ置き換え、該平行二線
導体23,24の各端点間同士を線状導体16,17の
半径a0 を維持した単線導体21,22で連結してアン
テナ導体30を構成したものである。ここに、平行二線
導体23、24は、単線導体21、22の半径a0 と同
値である。給電は、平行二線導体24と単線導体21と
の交点を開放して行う。
軸比を測定した結果を示す。縦軸は軸比〔dB〕を表
し、横軸は周波数〔GHz〕を表す。なお、平行二線導
体23(又は24)の距離dは、1.44mm、長さL
yは22.5mm、単線導体21(又は22)の長さ
は、距離dを加算した長さLxとして37.5mm、半
径a0 は0.3mmである。
(1.5〜2GHz)の周波数域で、良好な特性となっ
ていることがわかる。このように本発明を達成する各実
施例によれば、径の異なる又は同一径の線状導体を要素
とするアンテナ導体だけで円偏波を発生することがで
き、分岐導体やリアクタンスを装荷することがないの
で、調整が不要であり、外部振動等に影響されず、円偏
波を極めて安定に発生することができる。
体との併用によって特性インピーダンスを異ならせ、こ
れら二種類の線状導体を方形ループの各対向する二辺に
配置しているので、放射指向性の対称性が得られ、例え
ば自動車等の移動体通信に好適である。更に、径の相違
又は同一径の線状導体をループ状に形成するだけでよい
ので、一体成形等の手段で容易な作製が可能となり、コ
ストを低減できる利点がある。
任意であり、反射板は無くてもよい。また、アンテナ導
体を板状の誘電体に埋設形態で構成することもできる。
また、上記各実施例に用いた線状導体は、マイクロスト
リップラインへの置き換えが容易であり、プリント基板
として構成することもできる。さらに、アンテナ導体の
ループは方形に限らず、例えば円形への変更は容易であ
る。
発生原理を説明する概念図であり、(a)はアンテナ導
体だけを示す平面図、(b)は斜視的に示す説明図あ
る。
の等価回路図であり、(b)は1ブロック分の等価回路
図である。
線路の配置によって右旋円偏波(a)と左旋円偏波
(b)となることを示す説明図である。
ンピーダンスが一様の通常のループアンテナの放射抵抗
から近似するための等価回路図である。
る。
ある。
る。
る。
導体、11,12…伝送線路、13,14…伝送線路、
15…反射板、16,17…線状導体、18,19…線
状導体、20…アンテナ導体、21、22…単線導体、
23,24…平行二線導体、Z0 ,Z1 …特性インピー
ダンス。
Claims (3)
- 【請求項1】特性インピーダンスが異なる二種の伝送線
路を交互に縦続接続してほぼ全長1λのループ状に形成
し、かつ、同一特性インピーダンスの前記伝送線路同士
を対称配置してなるアンテナ導体を具備した円偏波用ル
ープアンテナ。 - 【請求項2】前記アンテナ導体は、各一辺がλ/4長で
径が異なる線状導体を方形ループ状に形成したものであ
ることを特徴とする請求項1記載の円偏波用ループアン
テナ。 - 【請求項3】前記アンテナ導体は、λ/4長の単線導体
と、該単線導体と同一径で同一長の平行二線導体とを方
形ループ状に形成したものであることを特徴とする請求
項2記載の円偏波用ループアンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26239993A JP3443897B2 (ja) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | 円偏波用ループアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26239993A JP3443897B2 (ja) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | 円偏波用ループアンテナ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07115318A true JPH07115318A (ja) | 1995-05-02 |
JP3443897B2 JP3443897B2 (ja) | 2003-09-08 |
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ID=17375237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP26239993A Expired - Fee Related JP3443897B2 (ja) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | 円偏波用ループアンテナ |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3443897B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0806808A2 (en) * | 1996-05-08 | 1997-11-12 | Harada Industry Co., Ltd. | On- vehicle windowpane antenna apparatus |
EP0901182A2 (en) * | 1997-09-04 | 1999-03-10 | Harada Industry Co., Ltd. | GPS wave antenna apparatus |
KR19990029462A (ko) * | 1997-09-02 | 1999-04-26 | 제임스 이. 미러 | 안테나 장치 |
WO2001065638A1 (fr) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif d'antenne |
US7289075B2 (en) | 2003-12-10 | 2007-10-30 | Asahi Glass Company, Limited | Planar antenna |
CN108631055A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-10-09 | 南京邮电大学 | 一种双频圆极化偶模环天线 |
-
1993
- 1993-10-20 JP JP26239993A patent/JP3443897B2/ja not_active Expired - Fee Related
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EP0806808A2 (en) * | 1996-05-08 | 1997-11-12 | Harada Industry Co., Ltd. | On- vehicle windowpane antenna apparatus |
KR19990029462A (ko) * | 1997-09-02 | 1999-04-26 | 제임스 이. 미러 | 안테나 장치 |
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CN108631055A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-10-09 | 南京邮电大学 | 一种双频圆极化偶模环天线 |
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