JPH10507614A - 螺旋アンテナのための１８０゜電力分配器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 １８０°電力分配器（１１００）は，入力信号を受け，それを大きさ等しく，位相が１８０°異なる二つの出力信号に分割する。最初の領域（１１３２）において，非平衡入力信号は基板（１０８）の回路表面上の軌跡（１１０８）に沿って伝搬する。反対表面には接地面（１１０４）がある。第二の領域（１１３４）において，接地面は該信号軌跡（１１０８）の幅に実施的に等しい幅になるようだんだん細くなる（１１４６）。結果として，該信号軌跡の反対面は，実質的に同じ幅の帰還信号軌跡（１１０９）になる。この領域（１１３４）において，該信号は平衡信号であり，そして該信号軌跡（１１０８）中を流れる電流に対して，該反対サイド上の帰還信号軌跡中に流れる大きさ等しく方向反対の電流が存在する。第三の領域（１１３６）において，帰還信号軌跡（１１０９）が基板の回路表面にもたらせれ．そして第二の接地面（１１１２）が反対表面に提供される。この第二の接地（１１１２）面は該第一の接地面（１１０４）に対してローティングしている。該帰還信号は他の信号から位相で１８０°相違している。

Description

【発明の詳細な説明】 螺旋アンテナのための１８０°電力分配器 関連する出願 この出願は，”カドラーフアイラー(Quadrifilar)螺旋アンテナと給電ネット ワーク”という発明の名称で同日に提出された，代理人のラベル番号がＱＣＰＡ ２０７である同一人の出願に関連しており，その全開示は，下記に詳しく再記さ れるような言及によりここに取り込まれる。 発明の背景 １．発明の分野 この発明は，一般に電力分配器に関係し，特にアンテナ給電ネットワークに利 用されるのに適した１８０°電力分配器に関係している。 ２．関連ある技術 パッケージング，電力消費，小形化，そして生産の領域におけるエレクトロニ クスの進歩は，多くの商業的及び個人的な消費者に魅力的である価格ポイントで 携帯可能なパッケージに収まる有用な通信用製品を産みだしてきた。しかし，さ らなる開発を必要とする一つの分野は，そのような通信を容易にするために利用 されるアンテナと給電ネットワークである。典型的には，適当な周波数レンジで の使用に適したアンテナは，携帯可能な装置とともに利用するために望まれる大 きさに比べてより大きい。たびたび，アンテナは，マイクロストリップ技術を使 用して実行される。しかし，そのようなアンテナにおいて，給電ネットワークは しばしば望まれる大きさよりも大きく，或いは望まれない特徴を示す。その一部 は，給電ネットワークでの利用に適したコンポーネントの数とタイプにおける制 限に起因している。 発明の要約 この発明は，カドラーフアイラー螺旋アンテナに利用される給電ネットワーク のような，アンテナ給電ネットワークに利用される１８０°電力分配器に関係す る。典型的なカドラーフアイラー螺旋アンテナは，螺旋状に巻かれた４つの放射 器（radiator）で構成される。送信動作のためには，給電ネットワークは，入力 送信信号を受け，必要な電力分配をおこない，アンテナの放射器に給電するため に必要な位相を提供するための位相同期を行う。受信動作のためには，給電ネッ トワークは，放射器から受信した信号を受け入れ，結合する。さらに具体的に言 うと，送信動作のためには，給電ネットワークは０°，９０°，１８０°，２７ ０°の関連した位相を持つ４つの信号を提供する。受信動作のためには，給電ネ ットワークは，０°，９０°，１８０°，２７０°の関連した位相を持つ４つの 信号を受け入れ，それらを一つの受信信号に結合する。 ここで提示される給電ネットワークとそれらのコンポーネントが，放射器に送 信信号を供するために入力信号を分配する観点から説明される。同様に，これら のネットワークがまた受信動作において受信した信号を結合するためにどのよう に動作するかについては，この分野の当業者には理解されるであろう。 種々の給電ネットワークは，給電ラインとアンテナ要素との間のインターフェ イスを供するために利用され得る。ここに説明される給電ネットワークに従って ，アンテナの駆動に必要とされる０°，９０°，１８０°及び２７０°の信号を 供するために，３つの要素が種々に結合されて利用される得る。そのような一つ の要素は，分枝線カップラであり，他のものは１８０°パワー分配器である。分 枝線カップラは入力信号を受け，この入力信号を二つの出力信号に分割する。そ の二つの出力信号は大きさで同じで，位相は９０°の差がある。 １８０°電力分配器は，入力信号を受け，それを二つの出力信号に分割する。 二つの出力信号は，強さが等しく，位相は１８０°異なっている。１８０°電力 分配器がこれを実施する方法は，以下の通りである。入力信号はマイクロストリ ップ基板の回路表面上のトレース(trace)に沿って伝搬する。マイクロストリッ プの反対表面において，電気的に無限の接地面がある。この領域において，入力 信号は非平衡信号である。 ２番目の領域において，接地面は信号トレイスに直接対する面を除いて非連続 である。この面において，接地面は電気的に無限の接地面から，信号トレイスの 幅に実質的に等しい幅へと徐々に狭くなっている。結果として，信号トレイスに 対して，帰還信号トレイスとして参照されるところの，実質的に同じ幅の第２の トレイスがある。この領域において，信号は平衡信号であり，信号トレイス中を 流れる電流のために，反対表面上の帰還信号トレイス中を流れる電流と等しく方 向反対だある。 三番目の領域において，帰還信号トレイスは，マイクロストリップ基板の回路 表面にもたらされ，そして２番目の電気的に無限の接地面が反対表面に供される 。この２番目の接地面は，最初の接地面に関して浮いている。この３番目の領域 において，回路表面上には現在二つの信号トレイスがあり，各トレイスは他の信 号とは１８０°位相が異なる信号を伝えている。 この発明のさらなる実施例，特徴及び利点は，この発明の種々の実施例の構造 及び動作と同様に，以下に添付図面を参照しつつ詳細に記述される 図面の簡単な説明 添付図面を参照しつつこの発明を記述する。図面において，同じ参照番号は同 一の，あるいは機能が類似している要素を表している。付け加えて，参照番号の 左端の桁は参照番号が最初に現われる図面を特定している。特にアンテナの放射 している部分が図示されているところで，図面は縮尺で描かれてはいない。 図１は，マイクロストリップ カドラーフアイラー螺旋アンテナを示している 。 図２は，無限バラン(balun)給電を有するマイクロストリップ カドラーフア イラー螺旋アンテナのエッチングされた基板の底面を図示している。 図３は，無限バラン給電を有するマイクロストリップ カドラーフアイラー螺 旋アンテナのエッチングされた基板の天面を示している。 図４は，無限バラン給電を有するマイクロストリップ カドラーフアイラー螺 旋アンテナのエッチングされた基板の透視図を示している。 図５（ａ）は，アンテナ放射器上のタブを示している。 図５（ｂ）は，放射器への給電線の接続を示している。 図５（ｃ）は，放射器への給電線の他の接続を示している。 図６（ａ）は，マイクロストリップ カドラーフアイラー螺旋アンテナのエッ チングされた基板の底面を示している。 図６（ｂ）は，マイクロストリップ カドラーフアイラー螺旋アンテナのエッ チングされた基板の天面を示している。 図７は，狭帯域周波数応答特性を示す単一セクション分岐線カップラを図示し ている。 図８は，図７の単一セクション分岐線カップラの周波数応答を示している。 図９は，広帯域周波数応答特性を示す二重セクション分岐線カップラを示して いる。 図１０は，図９の二重セクション分岐線カップラの周波数応答を示している。 図１１は，図１１（ａ），１１（ｂ）及び１１（ｃ）を含めて，この発明のひ とつの実施例に従った１８０°電力分配器を示している。 図１２は，図１２（ａ）及び１２（ｂ）を含めて，非平衡マイクロストリップ と並行された並行プレイト(plate)信号路とそれらの電場パターンを示している 。 図１３は，図１１に図示された１８０°電力分配器の等価回路を示している。 図１４は，この発明のひとつの実施例に従った１８０°電力分配器と二重支線 カップラとを有する狭帯域給電ネットワークを示している。 図１５は，この発明のひとつの実施例に従った１８０°電力分配器と単一分岐 線カップラとを有する狭帯域給電ネットワークを示している。 図１６は，二つの１８０°電力分配器と単一セクション分岐線カップラとを有 する給電ネットワークの実施例を示している。 図１７（ａ）は，図１６に示されたような給電ネットワークのcross-over面の 一具体例の拡大図を示している。 図１７（ｂ）は，図１７（ａ）に示されたクロスオーバー(cross-over)面の横 断面図を図示している。 図１８は，１８０°電力分配器向けのマイクロストリップ基板の天面のための 代表的なレイアウトを示している。 図１９は，１８０°電力分配器向けのマイクロストリップ基板の底面部分のた めの代表的なレイアウトを示している。 図２０は，図１６に示された給電ネットワークを利用するカドラーフアイラー 螺旋アンテナの代表的なレイアウトを示している。 実施例についての詳細な説明 １．発明についての概要と考察 この発明は，１８０°位相が異なる二つの信号を供するために使用される１８ ０°電力分配器に関する。１８０°電力分配器は，入力信号を受け，それを二つ の出力信号に分割する。この二つの信号は，強さが等しく，位相が１８０°異な っている。１８０°電力分配器は，非平衡信号を平衡信号に変換することにより ，これを為し，それから，該信号と０°と１８０°信号のようなその帰還の２つ を出力として供する。これが履行される方法は，以下に詳細に説明される。 ２．カドラーフアイラー螺旋アンテナ 詳細にこの発明を説明する前に，動作環境の例を記述することは有効である。 その後，この動作環境の例においてこの発明を説明する。この説明のために選択 された典型的な動作環境はカドラーフアイラー螺旋アンテナである。そのような アンテナは，図１〜６に図示されている。図１は，カドラーフアイラー螺旋マイ クロストリップアンテナ１００である。このアンテナ１００は，基板１０８上に エッチングされた放射器１０４により構成されている。基板は，放射器１０４が シリンダーのほぼ中心軸の回りにヘリカル状に巻回されているようなシリンダー 形状に巻かれた薄いフレキシブルな材料である。 図２〜４は，カドラーフアイラー螺旋アンテナ１００を組み立てるために使用 される要素を示している。図２及び３は，それぞれ，基板１０８の底面２００と 天面１０８の展望図を示している。基板１０８は，放射器セクション２０４と給 電セクション２０８を含んでいる。 この明細書を通じて，基板１０８の表面は”天面“と”底面“とを表している ことに留意のこと。この命名法は説明のためのみに採用されており，このような 命名法の使用は，基板１０８の特定の空間方向を指示すると解釈されてはならな い。更に，ここに説明され図示された実施例においては，アンテナは，形成され たシリンダーの外表面上に天面を持つシリンダー形状に，基板を形成することに より作られるものとして説明されている。他の実施例においては，基板は，シリ ンダーの外表面上に底面を持つシリンダー形状に形成されている。 選択された実施例において，マイクロストリップ基板１００は，ポリテトラフ ルオロエチレン（ＰＴＦＥ），ＰＴＦＥ／ガラス混合物，或いは他の誘電体物質 の薄い，フレキシブルな層である。好適には，基板１００は０．１３mm或いは０ ． ００５インチの厚さである。信号軌跡と接地軌跡は，銅を使用して形成される。 他の実施例においては，他の導電材料がコスト，環境への配慮及び他のファクタ ー上から銅に代わって選択されることができる。 給電ネットワーク３０８は，給電セクション２０８上でエッチングされ，放射 器１０４に供する０°，９０°，１８０°及び２７０°の信号を供する。底面２ ００の給電セクション２０８は，給電回路３０８のための接地面２１２を形成す る。給電回路３０８のための信号軌跡は，給電セクション２０８の天面３００上 にエッチングされる。給電回路３０８のための特別の実施例は下記セクション４ で詳細に説明される。 考察の目的のために，放射器セクション２０４は，給電セクション２０８に隣 接して第一の終端２３２を有し，（放射器セクション２０４の反対終端に）第２ の終端２３４を有する。実施されたアンテナ具体例に従うと，放射器１０４は放 射器セクション２０４の底面２００にエッチングされることができる。 放射器１０４が第一の終端２３２から第２の終端２３４へ広がる長さは，アン テナの給電ポイントと，望まれる放射パターンのような他の設計考慮事項に依存 している。典型的には，この長さは１／４波長の整数倍である。 無限のバラン配置を持つアンテナ実施例は図２〜５に図示されている。この実 施例において，底面２００上の放射器１０４は第一の終端２３２から反対側の終 端２３４までの放射器セクション２０４の長さに広がっている。これらの放射器 は，放射器１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ及び１０４Ｄとして図示されている。 この無限バランの実施例において，放射器１０４は放射器セクション２０４の天 面３００上にエッチングされた給電線３１６により第２の終端２３４で給電され る。給電線３１６は放射器１０４に給電するために，第一の終端２３２から第２ の終端２３４まで広がっている。この配置において，給電ポイントは，第２の終 端２３４である。基板１０８に（給電線３１６の反対で）接している放射器１０ ４Ａ，１０４Ｄの表面は，給電ネットワークからアンテナの給電ポイントにアン テナ信号を供するところの給電線３１６のための接地を供している。 図４は，無限バランの実施例の各展望図である。この展望図はさらに基板１０ ８上にエッチングされた給電３１６と放射器１０４をさらに図示している。この 展望図はまた給電３１６が接続４０４を利用して放射器１０４に接続されている 様子を図示している。接続４０４は，実際には物理的に図４に図示されたように は為されていない。図５（Ａ），５（Ｂ）及び５（Ｃ）を含む図５は，接続４０ ４を為すための他の実施例を図示している。図５（Ａ）は放射器セクション２０ ４の部分的展望図を示すダイアグラムである。この実施例に従って，放射器１０ ４は第２の終端２３４でタブ５０４を提供されている。アンテナがシリンダー中 で回転される時は，適当な放射器／給電線のペアが接続される。そのような接続 の例が，図５（Ｂ）及び５（Ｃ）に示されており，ここではタブ５０４がシリン ダーの中心方向に支持されている。 図５（Ｂ）に示された実施例において，接続４０４は短い接続体５０８を利用 して放射器１０４Ｃと給電線３１６を半田付け（或いは他の電気的接続）により 為される。図５（Ｂ）において，給電線３１６はシリンダーの内部表面上にあり ，それ故に長点線として図示されている。 図５に示した実施例において，放射器１０４Ａと反対面上の給電線３１６とは ，シリンダーの中心方向に保持され，オーバーラップされ，関連ある放射器，こ こでは１０４Ｃに，適当な給電ライン３１６に好ましくは半田付けによりオーバ ーラップのポイントで電気的に接続されている。 まさに説明された無限バランの実施例よりも簡明な実施例が図６（Ａ）と６（ Ｂ）とを含む図６に示されている。図６（Ａ）は底面２００を示し，図６（Ｂ） は天面３００を示している。この実施例において，放射器１０４は天面３００上 でエッチングされ，第一の終端２３２で給電されている。これらの放射器は，放 射器１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，及び１０４Ｄとして示されている。この実 施例において，放射器１０４は底面２００上には供されていない。 こりらの放射器が第一の終端２３２で給電される結果，無限バラン給電の実施 例において必要とされたバラン給電線３１６は必要ではない。このように，この 実施例は一般に実施しやすく，給電線３１６により導入されるいかなるロスも避 けることができる。 図６（Ａ）と６（Ｂ）に図示された実施例において，放射器１０４の長さはλ ／２の整数倍であることに留意する。ここでλは，アンテナの中心周波数の波長 である。そのような放射器１０４がλ／２の整数倍である実施例において，放射 器１０４は第２の終端２３４において一緒に電気的に接続されている。この接続 は，基板がシリンダーに形成される時にアンテナの周囲にリングを形成する第２ の終端２３４を横切る導体により，形成される。この実施例は，図２０に図示さ れている。放射器１０４の長さがλ／４の奇数倍である，他の実施例において， 放射器１０４は アンテナをその中心周波数で共振させておくために第２の終端 ２３４で電気的にオープンのままとする。 この発明は，この例であるカドラーフアイラー螺旋アンテナの状況の点から説 明される。これらの点からの説明は，ただ便宜的のために為されているにすぎな い。この発明は，この例とした状況においての適応に限定されることは意図して いない。事実，以下の説明を読んだ後，他の状況でこの発明を実施する方法は， 関連技術における当業者には明白になるであろう。 ３．分岐線カップラ 分岐線カップラは，電力分配と指向性カップリングのための簡単かつ安価な 手段として利用されてきた。単一セクション，狭帯域分岐線カップラ７００は図 ７に図示されている。カップラ７００は，主線分岐アーム７０４，第二の分岐ア ーム７０８及び二つの分路分岐アーム７１２を含んでいる。入力信号は主線分岐 アーム７０４（主線７０４として言及）に供され，分路分岐アーム７１２により 第二の分岐アーム７０８（第二の線７０８として言及）に結合される。第二の線 ７０８は，好ましくはマッチングされた終端インピーダンスをもつ一つの終端で 接地接続されている。好ましくは，分路分岐アーム７１２は，１／４波長で分離 された１／４波長の長いセクションであり，約１波長の周囲長を持つセクション を形成する。 出力端において，主線７０４と第二の線７０８の各々は，出力信号を送る。こ れらの信号はお互いに９０°位相が相違する。両出力信号は入力信号のパワーレ ベルの約半分の信号を供する。 そのような単一セクション分岐線カップラ７００の一つの特性は，その周波数 応答がいくぶん狭いことである。図８は，反射されたエネルギー８０４の点から みた，典型的な単一セクション分岐線カップラ７００の周波数応答８０８を図示 している。 より広い範囲の周波数に適応するように，二重セクション分岐線カップラが実 行されることができる。そのような二重セクション分岐線カップラ９００が図９ に示めされている。単一セクション分岐線カップラ７００と二重セクション分岐 線カップラ９００との間の主要な物理的相違は，二重セクション分岐線カップラ ９００は付加的な分路分岐アーム９１４を含むことである。 単一セクション分岐線カップラ７００を越える二重セクション分岐線カップラ ９００の利点は，二重セクション分岐線カップラ９００はより広い周波数応答を 供することである。すなわち，反射されたエネルギーが受入れ可能なレベル以下 である周波数範囲が，単一セクション分岐線カップラ７００のそれより広いこと である。典型的な二重セクション分岐線カップラの周波数応答が図１０に示され ている。しかし，真のブロードバンドの利用のためには，二重セクション分岐線 カップラ９００は，動作周波数範囲において遭遇する反射されたエネルギー８０ ４レベルに起因していまだ完全には理想的てはない。 ４．１８０°電力分配器及びネットワーク アンテナの他のタイプと同様に，セクション２において上述したようなカドラ ーフアイラー螺旋アンテナは，アンテナ放射器１０４を駆動するために必要な０ °，９０°，１８０°及び２７０°の信号を供する給電ネットワークを必要とす る。このセクション４で説明されるものは，１８０°電力分配器についての好ま しい実施例と，放射器１０４とアンテナへの給電線との間のインターフエイスを 行うために実施されることができるいくつかの給電ネットワークである。給電ネ ットワークは，いくつかのコンポーネント：１８０°電力分配器，単一セクショ ン分岐線カップラ７００及び二重セクション分岐線カップラ９００，の点から説 明される。 この発明に対応した１８０°電力分配器は，現在，図１１及び図１２を参照し て説明される。図１１は，図１１（Ａ），１１（Ｂ）及び１１（Ｃ）よりなる。 図１２は，図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）よりなる。この１８０°電力分配器の 背景にあるコンセプトは，信号は，導電性信号路の接地部分を切り換えることに より，平衡信号から不平衡信号へ移行されるということである。図１１（Ａ）は ， １８０°電力分配器のひとつの実施例を示している。マイクロストリップ技術を 使用して実施される１８０°電力分配器１１００の両表面は，あたかも基板１０ ８が透明であるかのようにして，図１１に示されている。議論のため，１８０° 電力分配器１１００は，３つのエリア：入力エリア１１３２，転移エリア１１３ ４及び出力エリア１１３６，を持つように説明されている。 図示された実施例に従って，導電性路１１０８はアンテナの給電部分２０８の 天面３００上に供されている。導電性路１１０８は，位相が１８０°異なり実質 的に大きさが等しい二つの信号に分割されるところの入力信号を受ける。入力エ リア１１３２において，天面３００上の導電性路１１０８は，底面２００上の実 効的に無限接地面１１０４をもって供される。導電性路１１０８がそれに対する 接地面１１０４を有する限りにおいて，導電性路１１０８により運ばれる入力信 号は，不平衡信号である。この概念は，導電性路１１０８に対する接地平面１１ ０４と有限幅の導電性路１１０８を示している図１２（Ａ）に図示されている。 このフイールドラインは，導電性路１１０８と接地面１１０４との間のフイール ドパターンを図示している。 転移エリア１１３４で，導電性路１１０８は連続するが，しかし接地面１１０ ４は導電性路１１０８の幅に実施的に等しい幅にだんだん細くなっている。これ は，図１１（Ａ）及び１１（Ｂ）においてだんだん細くなった部分１１４６と帰 還導電性路１１０９として図示されている。底面２００上の帰還導電性路１１０ ９は天面３００上の導電性路１１０８と実質的に並んでいることに留意。言葉を 変えれば，導電性路１１０８と帰還導電性路１１０９は，同じ縦軸に沿って配列 されている。 入力信号が，だんだん細くなった接地部分１１４６に対するエリアで導電性路 １１０８に沿って伝搬するように，入力信号は，不平衡から平衡信号に転移する 。接地部分と導電性路１１０８が実質的に同じ幅であるところで（すなわち，導 電性路１１０８が帰還導電性路１１０９と実質的に整列されているところで）， 信号は平衡信号である。帰還導電性路を越えた導電性路１１０８の断面が図１２ （Ｂ）に示されている。フイールドラインが，導電性路１１０８と接地面１１０ ４（現在，平衡信号通路の部分）の間のフイールドパターンを示している。平衡 信号路は，導電性路１１０８と帰還導電性路１１０９により作られる。 信号が今や平衡していることにより，帰還導電性路１１０９上を流れる電流は ，導電性路１１０８上を流れる電流と大きさが等しく方向が反対である。このよ うに，帰還導電性路１１０９上の信号は，出力エリア１１３６で導電性路１１０ ８上の信号と位相が１８０°ずれている。それゆえに，出力エリア１１３６にお いて，二つの信号，導電性路１１０８上の信号（０°信号として参照される）と ，導電性路１１０９上に形成される１８０°信号，が存在する。 アンテナ放射器１０４に，或いは給電ネットワーク３０８における他の回路に １８０°信号を供するために，該１８０°信号は１１１６（或いは，平坦なスル ーホール，或いは接続デバイスのような他のもの）経由で天面３００に導入され ることができる。そして，該信号は，天面３００上にある導電性路１１１０上で 継続する。反対表面（底面２００）上で，フローテイングしている接地面１１１ ２は導電性路１１１０上の信号のための実効的に無限の接地を提供する。接地面 １１１２は接地面１１０４に関してフローテイングしていることに留意。 明確にする為に，底面２００のひとつの実施例が図１１（Ｂ）に図示されてい る。これは接地面１１０４，だんだん細くされた部分１１４６及び帰還導電性路 １１０９を示している。また，図１１（Ｂ）には，導電性路１１０８と帰還導電 性路１１０９が配置されている縦軸から離れるように帰還導電性路１１０９が広 がっているところのタブ１１４２が図示されている。タブ１１４２は，帰還導電 性路１１０９が１８０°帰還信号を天面３００にもたらす１１１６経由で接続す るエリアを提供する。接地面１１０４，テーパーが付けられた部分１１４６，タ ブ１１４２及び帰還導電性路１１０９が別個の要素として記述されているが，こ れら全ては連続した導電性物質を使用した基板上に供されることができることに 留意。 導電性路１１０８と１１１０が均一の幅を持つものとして図示されているが， これら導電性路１１０８と１１１０の幅は，変えることができる。導電性路１１ ０８と１１１０の幅を変えることが望まれる一つの理由は，回路のインピーダン スに整合することである。事実，図１１（Ｃ）に図示された実施例において，導 電性路１１０８と１１１０の幅は，クロスオーバーポイントの近くで増加して， このエリアでのキャパシタンスを増加させ，特性インピーダンスＺ_oを下げる。 １８０°電力分配器の等価回路が図１３に示されている。この等価回路は，図 １１，１２及び１３に関連して説明される。上述したように，入力信号は，導電 性路１１０８上に供される。図１３において，これは入力線１３０８として示さ れている。入力信号と接地面１１０４との間の相互作用は導電性路１１０８と接 地面１１０４との間の実効的分路キャパシタンスである。キヤパシタ１３１２と し図示された，このキャパシタンスは，図１１（Ｃ）に示された低いＺ_oのマイ クロストリップにより形成される。 出力エリアにおいて，キャパシタ１３２２により図示されるように該エリアに おいて導電性路１１０８の幅により形成された接地面１１１２と導電性路１１０ ８との間の実効的分路キャパシタンスが存在する。同様に，導電性路１１１０の 幅は，キャパシタンス１３２４により図示されているように，接地面１１１２と 導電性路１１１０との間の実効的分路キャパシタンスをもたらす。 導電性路１１０８，１１１０が分離される時で，しかしそれらがフローテイン グしている接地１１１２を越える以前の転移の後に，そこに伝搬する信号は，実 効的にシリーズ インダクタンスに会う。これは，インダクター１３１４と１３ １６により示されている。インダクタンスの大きさは，この領域における導電性 路１１０８，１１１０の長さに比例する。このシリーズ インダクタンスが望ま しくない故に，この長さは可能な限り短くされる。また，このインダクタンスを 相殺するために，付加的なキャパシタンスが，好ましくは信号路１１０８，１１ １０の両端で加えられる。この付加的なキャパシタンスは，転移領域の中と近く で，信号路１１０８，１１０９及び１１１０の幅を増やすことにより加えられる 。この一つの例は，図１１（Ｃ）に図示されている。 出力における接地１３３２（即ち接地面１１１２）は入力接地１３３４（接地 面１１０４）に関してフローテイングしている。 ここに説明されるようなカドラーフアイラー螺旋アンテナの適当な動作のため に，伝搬信号は０°，９０°，１８０°及び２７０°の信号に分割されなければ ならない。同様に，０°，９０°，１８０°及び２７０°の信号は一つの受信信 号に結合されなければならない。これを実現するために，給電回路３０８が提供 される。このセクションにおいて，給電回路３０８のいくつかの実施例が開示さ れている。これらの実施例は１８０°電力分配器と，この明細書のセクション３ において上述された分岐線カップラとの組み合わせを利用する。 給電回路３０８についての最初の実施例は，二つの単一セクション分岐線カッ プラ７００と，一つの１８０°電力分配器１１００とを組み合わせる。この実施 例は，図１４に示されている。この実施例に従うと，入力信号は，ポイントＣで 給電ネットワークに供される。１８０°電力分配器１１００は，入力信号を，位 相が１８０°異なる二つの信号に分割する。これらは０°信号と１８０°信号と して参照される。これら信号の各々は，単一セクション分岐線カップラ７００に 給される。特に，０°信号は分岐線カップラ７００Ａに給され，１８０°信号は 分岐線カップラ７００Ｂに給される。 分岐線カップラ７００Ａ，７００Ｂは各々９０°位相が異なり大きさが等しい 二つの出力を供する。これらは０°信号及び９０°信号として参照される。分岐 線カップラ７００Ａへの入力は分岐線カップラ７００Ｂへの入力と１８０°異な ることから，分岐線カップラ７００Ａからの０°及び９０°出力信号は，分岐線 カップラ７００Ｂからの０°及び９０°信号と１８０°異なる。その結果，給電 ネットワークの出力において，０°，９０°，１８０°及び２７０°信号をカド ラーファイラーアンテナに給電することが求められる。これら０°，９０°，１ ８０°及び２７０°信号の各々は，放射器１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ及び１ ０４Ｄの各々に供給される。 図１５に示された，給電回路３０８についての他の実施例は，二つの１８０° 電力分配器１１００と単一セクション分岐線カップラ７００とを利用する。この 実施例に従って，単一セクション分岐線カップラ７００は，最初に位相が互いに ９０°異なり大きさが等しい二つの出力信号を形成するために，入力信号を分割 する。これら０°及び９０°の出力信号は，１８０°電力分配器１１００Ａと１ ８０°電力分配器１１００Ｂの各々に給される。各１８０°電力分配器１１００ は位相が１８０°異なるが大きさが等しい二つの信号を供することから，二つの １８０°分配器１１００の出力は０°，９０°，１８０°及び２７０°信号であ る。 しかし，これら信号は正しい順序ではないことを留意。１８０°電力分配器１ １００Ｂは９０°及び２７０°信号を供するが，１８０°電力分配器１１００Ａ は０°及び１８０°信号を供する。このように，正しい順序で放射器１０４Ａに 信号を供するために，９０°及び１８０°導電路は相関的位置を変えなければな らない。 信号の相関的位置を変えるための一つの方法は，それが他の信号を横切るまで ，それら二つの信号の内の一つを底面２００に供することである。この位置にお いて，信号軌跡は，底面２００上の小面積としてエッチングされる。その小面積 の周囲は清掃された場所で，接地面がない。しかし，この清掃は，接地面上にネ ガティブな影響を有している。それゆえに，いかなるものをも清掃することなし に，連続面として接地面を残すことが望ましい。 他の実施例において，信号位置は，二つの導電路の間に絶縁ブリッジを持つ他 の導電路を交差して一つの導電路を走らすことにより交換される。これは，接地 面が連続することを許す。他に代わる実施例において，該交差は，交差している 信号と接地面との間の絶縁セクションを利用して接地面を交差して信号軌跡を走 らすことにより，作られる。この他に代わる実施例において，ただ一つの妨害は ，底面２００上の接地面を通って該信号が通過することである。 給電回路３０８は，０°，９０°，１８０°及び２７０°信号を必要とするカ ドラーファイラー螺旋アンテナの点から，ここでは説明されるが，上記説明を読 んだ後，開示された技術を０°，９０°，１８０°及び２７０°信号を要求する 他の形状のアンテナに実施するための方法は，この分野における当業者に明白で ある。さらに，１８０°位相が異なる二つの信号を必要とする他の状況において １８０°電力分配器１１００を使用する方法は，この分野における当業者に明白 になるであろう。 ここで提供される設計図はコンポーネントの相関関係を説明するために提供さ れ，最適な設計を必然的に表わすものではない，ことに留意されなければならな い。実例により供された開示を含めてここに供された開示をベースにして，最適 な設計は物質，電力，スペース，及びサイズの規制を考慮しつつ，標準的な設計 最適化技術を使用して得ることができる。しかし，レイアウトの例は，分岐線カ ップラ７００及び１８０°電力分配器１１００に関して，以下に説明される。 図１６は，図１５に示された給電ネットワーク用の設計を示す設計図である。 図１６を参照して，分岐線カップラ７００が図７に示された形状よりも面積効率 のよい設計で示されている。１８０°電力分配器１１００は，キャパシタンスを 増加し，特性インピーダンスを減少するために，交差エリアで大きな軌跡を持つ ように示されている。また，図１６には，９０°と１８０°信号がクロスするク ロスオーバーセクション１６０４が図示されている。ハッシング(hashing)１６ ２２無しの固体輪郭が底面２００上の軌跡の輪郭を示している。ハッシュドされ た(hashed)エリアは天面３００上の軌跡を示している。 図１７（Ａ）は，交差セクション１６０４の拡大図である。路Ａ１を路Ａ２へ 接続するための導電性ブリッジは，図１７（Ａ）には図示されていないことを留 意のこと。図１６及び１７（Ａ）に図示されているように，導電性信号路は関連 位置を交換している。導電路Ａ１上の信号は，導電路Ｂ１を越えて導電路Ａ２に ブリッジする。図１７（Ｂ）は，導電性路Ａ１を導電性路Ａ２に電気的に接続（ ブリッジ）するために使用れている導電性ブリッジＡ３を図示している。 図１７（Ｂ）に示された実施例において，導電性ブリッジＡ３は，絶縁性物質 １７４２上にマウントされた導体１７４０として実施されている。図示された実 例において，導電性テープ１７４４或いはこれに限定されるものではないが半田 やワイヤのような他の導電性手段が，導体１７４０を導電性路Ａ１，Ａ２に電気 的に接続するために使用される。他の実施例においては，Ａ３は絶縁物質１７４ ２より長く，そして路Ａ１，Ａ２に直接電気的に接続される。 図１８及び１９は，マイクロストリップ基板の天面と底面上における軌跡を示 している。図１８は，導電性路１１０８と１１１０の例示的設計を示している。 また，１１１６経由でタブ１１４２に接続するよう配置されたエリア１８０４を 示している。 図２０は，図１６に示された給電ネットワーク３０８を使用するカドラーファ イラー螺旋アンテナの典型的な配置を示している。この実施例において，放射器 １０４は信号軌跡２００４により第二の終端で短絡されている。 種々の接地面として固体接地面が示されているが，実施される給電ネットワー ク及び／又はアンテナに応じて，他の接地構成が利用し得ることは，関連分野の 当業者には明白であることに留意。他の接地構成には，例えば，接地メッシュ， 切り取り線のある接地面等が含まれることができる。 結論 好ましい実施例についての前記説明は，該技術分野の当業者が本発明を作る又 は使用することを可能とするために提供される。これらの実施例に対する種々の 変形は，該技術分野の当業者に難なく明白であり，そしてここに定義された一般 原理は発明能力を要すること無く他の実施例に応用し得る。このように，本発明 はここに示された実施例に限定される意図は無く，ここに開示された原理と新規 な特徴とに一致する最も広い範囲を与えられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，Ｈ Ｕ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．互いに１８０°の相対的な位相を有する二つの出力信号を提供する，下記を 具備する装置： 基板； 前記基板の第一の表面に配置された第一の導電性路；及び接地面を形成す る前記基板の第二の表面上に配置され，前記第一の導電性路の幅に実質的に等し い幅を有しかつ前記第一の導電性路と実質的に並んで前記第二の表面上に位置さ れる第二の導電性路を形成するために，前記接地面からだんだん細くなっている 接地部分。 ２．請求項１に記載された装置で，さらに下記を具備する装置： 前記基板の前記第一の表面に配置された第三の導電性路； 前記第二の表面に配置され前記第二の導電性路から延長しているタブ；及 び 前記第二の表面上の前記タブと前記第一の表面上の前記第三の導電性路と の間の電気的接続。 ３．請求項１に記載された装置で，さらに下記を具備する装置： 前記基板の第一の表面上に配置された第三の導電性路；及び 前記第二の表面上の前記第二の導電性路と前記第一の表面上の前記第三の 導電性路との間の電気的接続。 ４．下記を具備する，位相が１８０°異なる二つの出力信号を提供するための装 置： 入力エリア，転移エリア及び出力エリアを有する基板； 前記基板の第一の表面上に配置され，及び前記入力エリア，前記転移エリ ア及び前記出力エリアに広がっている第一の導電性路； 前記基板の前記入力エリア中に接地面を形成する前記基板の第二の表面上 に配置され，及び前記基板の前記転移エリアの中でだんだん細くされた部分を形 成するために該接地面からだんだん細くなっている接地部分；及び 前記基板の前記第二の表面上の前記だんだん細くされた部分から延長して いて，前記第一の導電性路の幅と実質的に等しい幅をもち，そして前記第一の導 電性路と実質的に並んで第二の表面上に配置されている第二の導電性路。 ５．請求項４に記載された装置で，さらに下記を具備する装置： 前記基板の前記出力エリアにおける前記基板の前記第一の表面上に配置さ れた第三の導電性路； 前記第二の表面上に配置され，前記第二の導電性路から延長されているタ ブ；及び 前記第二の表面上の前記タブと前記第一の表面上の前記第三の導電性路と の間の電気的接続。 ６．請求項４に記載された装置で，さらに下記を具備する装置： 前記基板の前記出力エリアにおける前記基板の前記第一の表面上に配置さ れた第三の導電性路；及び 前記第二の表面上の前記第二の導電性路と前記第一の表面上の前記第三の 導電性路との間の電気的接続。 ７．少なくとも前記第一，第二及び第三の導電性路の一つは，装置の特性インピ ーダンスを減じるために前記基板の前記出力領域において幅広である，請求項４ に記載された装置。 ８．少なくとも前記第一及び第二の導電性路の一つは，装置の特性インピーダン スを減じるために前記基板の前記転移領域において幅広である，請求項４に記載 された装置。