JPH0865033A - スパイラルアンテナ - Google Patents

スパイラルアンテナ

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JPH0865033A
JPH0865033A JP19506194A JP19506194A JPH0865033A JP H0865033 A JPH0865033 A JP H0865033A JP 19506194 A JP19506194 A JP 19506194A JP 19506194 A JP19506194 A JP 19506194A JP H0865033 A JPH0865033 A JP H0865033A
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antenna
spiral
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spiral conductor
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Tamotsu Suda
保 須田
Yasuhiro Kazama
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な円偏波を広周波数帯域に有するスパイ
ラルアンテナの提供。 【構成】 アンテナ基板110の主面に形成されたスパ
イラル導体パターン114及び116を有するアンテナ
素子と、アンテナ基板110の対向面からλ/4だけ離
れた状態に置かれた反射板と、アンテナ基板110の対
向面に形成され、一端がスパイラル導体パターン114
及び116の一方へ連絡接続された給電線路232と、
スパイラル導体パターン114及び116から離れた状
態にそれらスパイラル導体パターンを囲む周囲導体パタ
ーン228と、スパイラル導体パターン114及び11
6のそれぞれの外終端と周囲導体パターン228とを接
続する接続導体パターン221´及び222´とを、備
え、接続導体パターン221´及び222´は、それぞ
れ、アンテナ基板110の主面の外方に向って広がる扇
型形状を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、導体スパイラルパター
ンによるアンテナ素子が形成されたアンテナ基板と、こ
のアンテナ基板からnλ/4(n:奇数、λ:波長)の
間隔で配置された反射板を備えるスパイラルアンテナに
関し、特にこのスパイラルアンテナの円偏波軸比の改善
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】スパイラルアンテナとしては、例えば図
3に示される構造のものが知られている。このスパイラ
ルアンテナは、アンテナ基板110と反射板112とを
nλ/4(n:奇数、λ:波長)の間隔で配置した構成
である。図示のスパイラルアンテナは、nが1の場合で
あり、アンテナ基板110と反射板112とはλ/4だ
け離れている。アンテナ基板110は誘電体基板から形
成されており、誘電体基板110の表面には2個のスパ
イラル導体パターン114及び116からなるアンテナ
素子が形成されている。このアンテナ素子には同軸線路
118を介してアンテナ素子の背面から直接給電を行っ
ている。しかしながらこのような構成のスパイラルアン
テナにおいては、アンテナ素子に給電する同軸線路11
8が反射板112とアンテナ基板との間隔をも規定して
いるため、アンテナを実際に使用する時だけでなく、運
搬時にもこの間隔を保持しなければならず、アンテナが
大型化するという問題があった。
【0003】本願出願人は、このような問題点を解決す
べく図4に示す提案(特願平5−21354号)を既に
行っている。図5は図4のアンテナ基板110を図中右
側から透視して描いたものである。図4及び図5におい
て、228は周囲導体、230はコネクタ、234はス
ルーホール、232はアンテナ基板110の裏側に形成
された給電線路である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この場
合、円偏波軸比2dB以下の良好な円偏波が得られる周
波数帯域は10%程度であり、例えば電話回線等のシス
テムで10%以上の周波数帯域が必要なシステムへの応
用には困難が生じていた。
【0005】本発明の課題は、良好な円偏波軸比を広い
周波数帯域に渡って得ることができるスパイラルアンテ
ナを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、誘電体
からなり、主面とこの主面に対向する対向面とを有する
アンテナ基板と、このアンテナ基板の前記主面に形成さ
れた第1及び第2のスパイラル導体パターンを有するア
ンテナ素子と、前記アンテナ基板の前記対向面からnλ
/4(n:奇数、λ:波長)だけ離れた状態に置かれ、
前記アンテナ素子からの輻射を反射する反射板と、前記
アンテナ基板の前記対向面に形成され、一端が前記アン
テナ素子の前記第1及び前記第2のスパイラル導体パタ
ーンの一方へ連絡接続され、前記アンテナ素子へ給電す
る際の線路となる給電線路と、前記アンテナ基板の前記
主面に形成され、前記第1及び前記第2のスパイラル導
体パターンから離れた状態に前記第1及び前記第2のス
パイラル導体パターンを囲む周囲導体パターンと、前記
アンテナ基板の前記主面に形成され、前記第1及び前記
第2のスパイラル導体パターンのそれぞれの外終端と前
記周囲導体パターンとを接続する第1及び第2の接続導
体パターンとを、備え、前記第1及び前記第2の接続導
体パターンは、それぞれ、前記アンテナ基板の前記主面
の外方に向って広がる扇型形状を有することを特徴とす
るスパイラルアンテナが得られる。
【0007】更に本発明によれば、前記周囲導体パター
ンは、円形状の内縁部を有し、該円形状の内縁部が前記
第1及び前記第2のスパイラル導体パターンから離れた
状態に前記第1及び前記第2のスパイラル導体パターン
を囲っていることを特徴とするスパイラルアンテナが得
られる。
【0008】又、本発明によれば、前記給電線路は、前
記アンテナ基板の前記対向面に形成され、一端が前記ア
ンテナ素子の前記第1及び前記第2のスパイラル導体パ
ターンの前記一方へ連絡接続され、前記アンテナ素子へ
給電する際の線路となる給電用スパイラル導体パターン
であり、この給電用スパイラル導体パターンと、前記ア
ンテナ素子の前記第1及び前記第2のスパイラル導体パ
ターンの他方とは、平行導体線路を構成していることを
特徴とするスパイラルアンテナが得られる。
【0009】
【作用】本発明のスパイラルアンテナにおいては、アン
テナ素子への給電線路がアンテナ基板の裏側に形成され
る。すなわち、本発明のスパイラルアンテナを使用する
場合、アンテナ基板の裏側に形成された給電線路を介し
てアンテナ素子に給電を行えば良い。従って、アンテナ
基板と反射板との間に介在し、両者の間隔を保持する部
材を用いる必要がなくなるため、運搬時(スパイラルア
ンテナの非使用時)における当該アンテナの寸法が小型
となる。
【0010】また、第1及び第2のスパイラル導体パタ
ーンのそれぞれの外終端と周囲導体パターンとを接続す
る第1及び第2の接続導体パターンを、それぞれ、アン
テナ基板の主面の外方に向って広がる扇型形状としたこ
とにより、周囲導体パターンの外縁部からスパイラル状
のアンテナ素子を見たインピーダンスが広帯域に渡って
一定となるため、従来の方式に比べて良好な円偏波を生
ずる周波数帯域を広くすることが可能となる。
【0011】
【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0012】図1を参照すると、本発明の一実施例によ
る2線スパイラルアンテナの構成が示されている。また
図2は図1のアンテナ基板110を図中右側から透視し
て描いたものである。
【0013】図1及び図2を参照して、このスパイラル
アンテナは、誘電体からなり、主面とこの主面に対向す
る対向面とを有するアンテナ基板110を有する。アン
テナ素子は、アンテナ基板110の主面に形成されたス
パイラル導体パターン114及び116を有する。反射
板112は、アンテナ基板の対向面からnλ/4(n:
奇数、λ:波長)だけ離れた状態に置かれ、アンテナ素
子からの輻射を反射する。図示のスパイラルアンテナ
は、nが1の場合であり、アンテナ基板110と反射板
112とはλ/4だけ離れている。
【0014】給電線路232は、アンテナ基板110の
対向面に形成され、一端がアンテナ素子のスパイラル導
体パターン114及び116の一方(図示の例では、ス
パイラル導体パターン114)の内終端へ、スルーホー
ル234を介して連絡接続され、他端がコネクタ230
に接続され、アンテナ素子へコネクタ230を介して給
電する際の線路となる。詳細には、給電線路232は、
給電用スパイラル導体パターンから形成され、この給電
用スパイラル導体パターンの内終端がアンテナ素子のス
パイラル導体パターン114及び116の一方(図示の
例では、スパイラル導体パターン114)の内終端へ、
スルーホール234を介して連絡接続され、給電用スパ
イラル導体パターンの外終端がコネクタ230に接続さ
れており、この給電用スパイラル導体パターンがアンテ
ナ素子へコネクタ230を介して給電する際の線路とな
る。この給電用スパイラル導体パターンと、アンテナ素
子のスパイラル導体パターン114及び116の他方
(図示の例では、スパイラル導体パターン116)と
は、アンテナ基板110を挟んで、平行導体線路を構成
している。即ち、この給電用スパイラル導体パターン
は、アンテナ素子のスパイラル導体パターン114及び
116の他方(即ち、スパイラル導体パターン116)
の外終端から内終端までの部分と、アンテナ基板110
を挟んで平行導体線路を構成している。
【0015】周囲導体パターン228は、アンテナ基板
110の主面に形成され、スパイラル導体パターン11
4及び116から離れた状態にスパイラル導体パターン
114及び116を囲んでいる。詳細には、周囲導体パ
ターン228は、円形状の内縁部を有し、該円形状の内
縁部がスパイラル導体パターン114及び116から離
れた状態にスパイラル導体パターン114及び116を
囲っている。
【0016】接続導体パターン221´及び222´
は、アンテナ基板の主面に形成され、スパイラル導体パ
ターン114及び116のそれぞれの外終端と周囲導体
パターン228の内縁部とを接続する。接続導体パター
ン221´及び222´は、それぞれ、アンテナ基板1
10の主面の外方に向って広がる扇型形状を有してい
る。
【0017】このように、本実施例においては、アンテ
ナ基板110と反射板112との間に図3に示した同軸
線路118やマイクロストリップ線路のような部材が介
在していない。この実施例においては、2線式スパイラ
ルアンテナと同一面内に構成されたアンテナ素子へ外周
部より給電するために配置された接続導体パターン22
1´及び222´の形状を扇型の形状にしている。また
スパイラル導体パターン114及び116からなるアン
テナ素子に対する給電は、コネクタ230及びアンテナ
基板110の背面に形成されたスパイラル導体パターン
からなる給電線路232を介して行われる。
【0018】このスパイラル導体パターンからなる給電
線路232は、スパイラル導体パターン116と平行導
体線路を形成するように配置されており、その先端はス
ルーホール234を介してスパイラル導体パターン11
6に接続されている。すなわち、スパイラル導体パター
ン116及び232から構成される平行導体線路は、ス
パイラル導体パターン116を接地導体とする平行給電
線路でスパイラル導体パターン114を中央部から給電
している。
【0019】給電用スパイラル導体パターンからなる給
電線路232の幅は、スルーホール234に接近するに
つれ(即ち、給電用スパイラル導体パターンの内終端に
近付くにつれ)連続的に狭くなるように設定されてい
る。これはスパイラル導体パターン116及び114か
ら構成されるアンテナ素子の入力インピーダンスが17
0Ω程度と高く、コネクタ30の入力インピーダンスが
50Ωと低いことに基づくものである。すなわちスパイ
ラル導体パターンからなる給電線路232の幅設定は、
コネクタ30及びこれに接続される図示しないケーブル
と、アンテナ素子とのインピーダンス整合のためのもの
である。
【0020】ところで、先出願(特願平5−21354
号)においては、2個のスパイラルアンテナ素子を同一
面内に構成した周囲導体パターン228は、スパイラル
アンテナ素子と円形にスロットの間を平行線路で接続し
ていた。しかしながら、本構成では通常のレッヘル線路
とそれに直交して配置した接地導体からなる平衡−不平
衡変換回路(バラン)を十分に構成することが出来ず、
このため広帯域特性を有するスパイラルアンテナの特性
を十分活用することが出来なかった。
【0021】一方、本構成の周囲導体パターン228の
場合には、スパイラルアンテナ素子と周囲のスロットの
間の線路の形状を扇型にすることによってあたかもレッ
ヘル線路と直交するかのような電流がスロット端部に流
れ、この結果、理想的な平衡−不平衡変換回路と同等な
作用を行い、広帯域動作が可能となる。具体的には、2
dB以下の良好な円偏波軸比を周波数帯域10%以上に
渡って得ることができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
1及び第2のスパイラル導体パターンのそれぞれの外終
端と周囲導体パターンとを接続する第1及び第2の接続
導体パターンを、それぞれ、アンテナ基板の主面の外方
に向って広がる扇型形状としたことにより、周囲導体パ
ターンの外縁部からスパイラル状のアンテナ素子を見た
インピーダンスが広帯域に渡って一定となるため、従来
の方式に比べて良好な円偏波を生ずる周波数帯域を広く
することが可能となる。即ち、本発明によれば、スパイ
ラルアンテナ素子と同一面内に構成した接地導体(第1
及び第2の接続導体パターン)形状を変えるだけで、本
来のスパイラルアンテナが有する広帯域動作が可能とな
り、この結果、電話回線用アンテナ等への利用も可能と
なる優れたアンテナが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるスパイラルアンテナの
斜視図である。
【図2】図1のスパイラルアンテナのアンテナ基板11
0を図中右側から透視して描いた図である。
【図3】従来のスパイラルアンテナの斜視図である。
【図4】従来の別のスパイラルアンテナの斜視図であ
る。
【図5】図4のスパイラルアンテナのアンテナ基板11
0を図中右側から透視して描いた図である。
【符号の説明】
110 アンテナ基板 112 反射板 114 スパイラル導体パターン 116 スパイラル導体パターン 118 同軸線路 221´ 接続導体パターン 222´ 接続導体パターン 228 周囲導体パターン 230 コネクタ 232 給電線路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体からなり、主面とこの主面に対向
    する対向面とを有するアンテナ基板と、 このアンテナ基板の前記主面に形成された第1及び第2
    のスパイラル導体パターンを有するアンテナ素子と、 前記アンテナ基板の前記対向面からnλ/4(n:奇
    数、λ:波長)だけ離れた状態に置かれ、前記アンテナ
    素子からの輻射を反射する反射板と、 前記アンテナ基板の前記対向面に形成され、一端が前記
    アンテナ素子の前記第1及び前記第2のスパイラル導体
    パターンの一方へ連絡接続され、前記アンテナ素子へ給
    電する際の線路となる給電線路と、 前記アンテナ基板の前記主面に形成され、前記第1及び
    前記第2のスパイラル導体パターンから離れた状態に前
    記第1及び前記第2のスパイラル導体パターンを囲む周
    囲導体パターンと、 前記アンテナ基板の前記主面に形成され、前記第1及び
    前記第2のスパイラル導体パターンのそれぞれの外終端
    と前記周囲導体パターンとを接続する第1及び第2の接
    続導体パターンとを備え、 前記第1及び前記第2の接続導体パターンは、それぞ
    れ、前記アンテナ基板の前記主面の外方に向って広がる
    扇型形状を有することを特徴とするスパイラルアンテ
    ナ。
  2. 【請求項2】 前記周囲導体パターンは、円形状の内縁
    部を有し、該円形状の内縁部が前記第1及び前記第2の
    スパイラル導体パターンから離れた状態に前記第1及び
    前記第2のスパイラル導体パターンを囲っていることを
    特徴とする請求項1に記載のスパイラルアンテナ。
  3. 【請求項3】 前記給電線路は、前記アンテナ基板の前
    記対向面に形成され、一端が前記アンテナ素子の前記第
    1及び前記第2のスパイラル導体パターンの前記一方へ
    連絡接続され、前記アンテナ素子へ給電する際の線路と
    なる給電用スパイラル導体パターンであり、 この給電用スパイラル導体パターンと、前記アンテナ素
    子の前記第1及び前記第2のスパイラル導体パターンの
    他方とは、平行導体線路を構成していることを特徴とす
    る請求項1又は2に記載のスパイラルアンテナ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100468201B1 (ko) * 2001-11-01 2005-01-26 박익모 두 개의 스파이럴 라인을 이용한 마이크로스트립 스파이럴안테나

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100468201B1 (ko) * 2001-11-01 2005-01-26 박익모 두 개의 스파이럴 라인을 이용한 마이크로스트립 스파이럴안테나

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