JPH11214918A

JPH11214918A - アンテナ

Info

Publication number: JPH11214918A
Application number: JP1529598A
Authority: JP
Inventors: Kengo Shiiba; 健吾椎葉; Atsushi Yoshinomoto; 淳吉ノ元; Yasuki Nagatomo; 泰樹長友; Yoshio Onaka; 良雄尾中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1998-01-28
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】右左旋円偏波同時受信が可能な小型、高利
得、高信頼性のアンテナを提供することを目的とする。【解決手段】基板１の両主面１ａ，１ｂにそれぞれ放
射電極２とアース電極３をそれぞれ設け、放射電極２と
電気的に接合し、アース電極３とは非接触に設けられた
給電手段４を複数備え、基板１が放射電極２とアース電
極３の対向してなる空間の一部分にのみ配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信システム
や無線データ通信等に用いられるアンテナに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、人工衛星や地上の基地局から無線
で送られてくるデータを受信し、高品質のディジタルオ
ーディオ出力を得る装置が開発されている。また、デー
タ圧縮技術の進歩によって、同様な装置によって映像出
力を得ることもできるようになると考えられている。

【０００３】従来、このようなシステムに用いられる無
線の送受信用のアンテナとして、ホイップアンテナ等が
用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな構成では、ホイップアンテナの指向特性から、地上
の基地局からの無線データすなわち地上波の受信には適
しているが、人工衛星からの無線データの受信には適当
ではない。無線データの送受信カバーエリアを広くとる
ためには、人工衛星による無線データの送受信が不可欠
であり、これに適したアンテナが求められている。この
ような用途に適したアンテナとしては、現在カーナビゲ
ーション用に広く利用されているＧＰＳ用マイクロスト
リップアンテナがある。しかしながら、このＧＰＳ用マ
イクロストリップアンテナは、右旋回円偏波の受信専用
に設計・製造されるのが一般的であり、右左旋回共用に
はなっていない。前記の無線データの送受信システムに
おいては、回線チャンネル数を多くとるため右旋回／左
旋回独立に回線チャンネルを割り当てる。このため、小
型で高性能の右左旋回共用アンテナが求められている。

【０００５】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、右左旋回円偏波同時受信が可能な小型、高利得、高
信頼性のアンテナを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の放射電
極とアース電極に対し、複数の給電手段を備え、その給
電手段の少なくとも一つが右旋回円偏波からなる電波の
送受信が、また、他の少なくとも一つが左旋回円偏波か
らなる電波の送受信ができるような構成とした。

【０００７】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、基板と、
基板の一方の主面に対向して設けられた放射電極と、基
板の他方の主面に対向して設けられたアース電極と、放
射電極と電気的に接合し、アース電極とは非接触に設け
られた給電手段を複数備える事により、単一のアンテナ
で偏波面や旋回方向の異なる電波送受信を同時に行うこ
とができるようになる。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、複数備えた給電手段の少なくとも一つが右旋回円偏
波からなる電波の送受信を目的とし、他の少なくとも一
つが左旋回円偏波からなる電波の送受信を目的としたも
ので、単一のアンテナで旋回方向の異なる円偏波の電波
の送受信を同時に行うことができる。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１，２にお
いて、基板の比誘電率εｒは２以上９５以下とすること
によって、アンテナの小型化を促進することができ、共
振周波数の帯域を広くでき、さらには、特性のばらつき
を抑えることができる。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１〜３にお
いて、基板の表面粗さを５０μｍ以下とした事によっ
て、Ｑ値の低下を防止することができ、アンテナの利得
を向上させることができる。

【００１１】請求項５記載の発明は、請求項１〜４にお
いて、基板をセラミックで構成するとともに、焼結密度
を９２％以上とした事によって機械的強度を向上させる
ことができるとともに加工性なども良く、更には、安定
した特性を得ることができるともに、Ｑ値の低下や比誘
電率の低下を防止できる。

【００１２】請求項６記載の発明は、請求項１〜５にお
いて、基板を誘電正接が０．００５以下の樹脂で構成し
た事によって機械的強度を保ちながら、軽量化を図り加
工性なども良く、更には、安定した特性を得ることがで
きるともに、Ｑ値の低下や比誘電率の低下を防止でき
る。

【００１３】請求項７記載の発明は、請求項１〜６にお
いて、基板の角部に面取り加工かテーパー加工の少なく
とも一方を施すことによって、板の角部の大きな欠けを
防止できるので、使用途中でアンテナの特性が大きく変
化し、不具合が生じることはない。

【００１４】請求項８記載の発明は、請求項７におい
て、面取り加工としてＣ面取り加工を採用するととも
に、Ｃ面取りのＲを０．１ｍｍ以上としたことによっ
て、確実にしかも生産性良くアンテナを生産することが
できる。

【００１５】請求項９に記載の発明は、請求項１〜７に
おいて、右旋回円偏波及び左旋回円偏波用として各々独
立に備えた給電手段間の電気的相互干渉を防止する手段
として導電性のシールドを各々の給電手段間に設けるこ
とによって、動作の安定したアンテナを生産することが
できる。

【００１６】請求項１０記載の発明は、請求項１〜９に
おいて、給電手段として給電ピンを用い、基板に貫通孔
を設け。前記貫通孔内に前記給電ピンを挿入するととも
に、前記給電ピンと放射電極を接合するとともに前記給
電ピンとアース電極は非接触としたことによって、生産
性を向上させることができる。

【００１７】請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０
において、アンテナと、前記アンテナのアース電極の裏
面側に回路基板を接合し、前記回路基板への電源供給、
入出力信号の授受を行う同軸ケーブルを備える構成とし
たことによって前記アンテナを安定に保持し効率の良い
送受信特性を得ることができ、また、アンテナが送受信
する電波を効率よく増幅し、確実に信号処理回路と信号
のやりとりができる。

【００１８】請求項１２記載の発明は、請求項１１にお
いて、アース電極の一方の面に請求項１〜１１に記載の
アンテナを固定する際の位置決め用の凸部を設け、前記
アース電極の他方の面に前記回路基板を固定する際の位
置決め用凸部を設けることによって生産性良くアンテナ
を生産することができる。

【００１９】請求項１３記載の発明は、請求項１２にお
いて、アンテナ基板の一方の面に放射電極及びアース電
極を固定する際、及び、前記平板上の他方の面に回路基
板を固定する際に両面テープ、または、有機接着剤を用
いることによって生産性良くアンテナを生産することが
できる。

【００２０】請求項１４記載の発明は、請求項１１にお
いて、アース電極に回路基板を直接請求項１〜１１記載
のアンテナに固定できるよう開口部を設け、さらに前記
アース電極の一方の面に請求項１〜１１に記載のアンテ
ナ基板を固定する際の位置決め用の凸部を設け、前記ア
ンテナ基板と前記回路基板を固定する際に両面テープ、
または、有機接着剤を用いることによって生産性良くア
ンテナを生産することができる。

【００２１】請求項１５記載の発明は、人工衛星もしく
は、地上の基地局から無線で送られてくるデータを受信
する装置であって、請求項１〜１４いずれか１記載のア
ンテナと、前記アンテナで受信した受信信号を復調して
データ信号を生成する手段と、前記データ信号を音声も
しくは、映像として出力する手段とを備える事によっ
て、配置場所などの限定が少なくなって、装置のレイア
ウトなどがしやすくなるとともに、確実にデータ通信を
行うことができる。また、アンテナが非常に大きな耐久
性を有するので、無線ＬＡＮ装置の設置条件が広範囲に
なる。さらに、アンテナが外部に大きく突出することが
ないので、破損などの不具合が生じることはない。

【００２２】以下、本発明におけるの実施の形態につい
て説明する。図１，２，３はそれぞれ本発明の一実施の
形態におけるアンテナを示す表面斜視図，裏面斜視図及
び断面図である。

【００２３】図１，２，３において、１は基板で、基板
１は誘電体材料で構成される。基板１の比誘電率εｒは
２以上９５以下（好ましくは２以上３７以下）であるこ
とが好ましい。比誘電率εｒが２より小さいと、基板１
が大きくなりすぎてアンテナの小型化を行うことができ
ず、比誘電率εｒが３７より大きいと、共振周波数帯域
が狭くなりすぎて、ちょっとした組成の違いや、欠けな
どの発生によって共振周波数帯域が外れてしまい、所定
の特性を得ることはできないとともに、特性のばらつき
が大きくなるという不具合が生じる。また、比誘電率ε
ｒが２以上１２以下の領域では、Ｑ値の低下の少ない、
誘電正接が０．００５以下の樹脂基板が、また、６以上
３７以下の領域においては、同様に、Ｑ値の低下の少な
い、誘電正接が０．００５以下のセラミック基板が好ま
しい。

【００２４】基板１の具体的構成材料としては、ガラス
／フッ素樹脂、ガラス／熱硬化ＰＰＯ樹脂、ＢＴレジ
ン、セラミック粉末ＰＴＦＥ積層板、セラミック／ウィ
スカ等の樹脂系基板、アルミナ、フォルステライト、チ
タン酸カルシウム等のセラミック系基板などが挙げられ
る。これらの構成材料のなかでも、耐候性が良く、機械
的強度が大きく、安価であることを考慮すると、セラミ
ックを用いることが好ましい。セラミックを基板の構成
材料として用いる場合、抗析力などを大きくするために
焼結密度は９２％以上（より好ましくは９５％以上）が
好ましい。焼結密度が９２％以下であると、Ｑ値の低下
や比誘電率εｒが低下することがあり、不具合が生じ
る。

【００２５】また、基板１の表面粗さは、後述する電極
との界面における特性のばらつきを抑制するために、５
０μｍ以下（特に好ましくは１０μｍ以下、更に好まし
くは５μｍ以下）とすることが好ましい。表面粗さが５
０μｍ以上であると、実効誘電率のばらつき要因とな
り、アンテナの共振周波数のずれを引き起こし、所望の
周波数におけるアンテナ利得が下がることがある。

【００２６】基板１の形状は、図１，２，３に示す様な
方形板状や、他に楕円板状，多角形板状（断面が三角
形，四角形，五角形・・・・・）とすることができる。
この時、多角形板状とする場合には、各辺が略等しい多
角形状とすることが好ましい。

【００２７】また、本実施の形態では、基板１の厚みを
均一に（中央部と端部の厚さがほぼ同じ）する事によっ
て、特性の均一化または特性の安定化を行うことができ
るが、使用状況や、使用機械の種類等によって、基板１
の厚みを所定の部分間で異ならせても良い。即ち、例え
ば、基板１に複数の凹部や段差部を形成したり、基板１
の一方の端部の厚みを反対側の端部の厚みよりも厚くし
たり薄くしたりすることができる。

【００２８】更に、基板１の角部には面取りやテーパー
などを施すことによって、基板１の角部１ｃに大きな欠
けなどが発生して特性が変化することを防止できる。

【００２９】従って、前述の様に、角部に予め、面取り
やテーパー等を施しておくことによって、送信や受信特
性が途中で基板１の角部１ｃに大きな欠けが生じること
によって変化することはほとんどなくなる。

【００３０】この時、生産性や確実な角部処理が施せる
事などを考慮すると、Ｃ面取りを施すことが好ましい。
この時のＣ面取りのＲは０．１ｍｍ以上（好ましくは
０．２ｍｍ以上）とすることによって、ちょっとした衝
撃などが基板１に加わっても、基板１の角部の欠け等の
発生はほとんどなくなり、もし基板１が欠けるほど大き
な衝撃などが加わったとしても、ほんのわずかな欠けし
か発生せず、送信や受信特性の大きな変化が生じること
はない。この基板１の面取りやテーパー加工等は、基板
１を構成する材料が何であれ、必要であるが、上述の様
に比較的欠けが発生しやすいセラミックを用いた場合に
は、特に有効である。更に、他の実施の形態として、基
板１の角部にＣ面取りやテーパー加工を施さずに、基板
１の角部に、欠け防止を行う有機系の樹脂などを設ける
事によって、角部の大きな欠けを防止できる。

【００３１】また、基板１の幅をＬ１、長さをＬ２、厚
さをＬ３、放射電極の一辺の長さをＺ１とした時に、下
記条件を満たすことによって、アンテナを送受信装置に
内蔵または、回路基板等に張り付けること等ができ、外
部に大きくアンテナ部が突出したり、露出することがな
い。

【００３２】０．２５×Ｚ１＜Ｌ１＜０．９５×Ｚ１０．２５×Ｚ１＜Ｌ２＜０．９５×Ｚ１１ｍｍ＜Ｌ３＜１５ｍｍ特に厚さＬ３においては１ｍｍを下回ると、基板１自体
の機械的強度が低くなり、割れなどが発生しやすくなる
と共にアンテナとしての送受信時の効率が悪くなり安定
した電波の送受信ができなくなってしまう。

【００３３】図１，２，３において、２は基板１の主面
１ａに対向して設けられた方形状の放射電極、３は基板
１の主面１ｂに対向して設けられたアース電極である。

【００３４】放射電極２，アース電極３（以下、各電極
と略す）は、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ、Ｐｄの金属材料単体、
あるいはそれらの合金、若しくは、前記金属材料の他の
金属（Ｔｉ，Ｎｉ等）との合金などが用いられる。これ
らの材料の中で、特にリン青銅、ベリリウム銅等は、導
電率に優れ、バネ材にも使用されるように機械的強度に
も優れているので、好適に用いられる。更に、各電極
は、一層で形成しても良いし、二層以上の複数層で構成
しても良い。即ち、各電極の表面に、耐腐食性、防錆性
などを向上させる目的等で、耐食性の良い金属材料等を
形成しても良い。また、同様の目的で、電極表面を化学
処理しても良い。更に各電極には、不純物として、特性
に影響を及ぼさない程度に、酸素や窒素や炭素の少なく
とも１つを不純物として含ませてもよい。

【００３５】各電極等の形成は、金属板を金型によっ
て、打ち抜き加工することによって容易に得られるが、
端面の保護等を目的とした上記の化学処理などを行うこ
とが好ましい。

【００３６】また、各電極の厚みは５０μｍ以上とし、
耐食性、防錆性向上の為の金属層や化学処理層は、１０
μｍ以下にすることが好ましい。各電極の厚みが５０μ
ｍ以下であると、スキンデプスより薄くなりアンテナの
利得が低下することがあり、耐食性、防錆性向上の為の
金属層や化学処理層は、１０μｍ以上にすると高周波に
おける導体損や誘電体損の原因となることがあり好まし
くない為である。

【００３７】一方、一般的な放射電極の形状は、送受信
するべき電波の種類によって異なるが、右旋回／左旋回
円偏波共用アンテナの場合、図１に示すような縮退分離
素子（三角形の切り欠き部）を有する方形状の他に、図
４に示すような長方形（図４（ａ））や楕円形（図４
（ｂ））、縮退分離素子付き円形（図４（ｃ））、その
他、円偏波条件を満たす多角形状（断面が三角形，四角
形，五角形・・・・・）とすることができる。この時、
多角形状とする場合には、各辺が略等しい多角形状とす
ることが好ましい。

【００３８】４ａ，４ｂは給電ピンで、給電ピン４ａ，
４ｂはＦｅやＣｕ等の導電材料で構成されており、更
に、放射電極２等との接合性を良くするために、表面に
半田等の導電性の金属膜等を形成しても良い。また、給
電ピン４ａ，４ｂの耐食性等を向上させるために、Ａ
ｕ，ＮｉやＴｉ等で構成された耐食性の大きな材料をコ
ーティングしてもよい。

【００３９】また、給電ピンの替わりに、放射電極の一
部を線状に折り曲げ加工する事により、給電部を放射電
極と一体的に形成することもできる。

【００４０】給電ピン４ａ，４ｂは基板１に設けられた
貫通孔１ｄに挿入され、一端は放射電極２に電気的に接
合しており、アース電極３には接触していない。アース
電極３と給電ピン４ａ，４ｂが接触する確率を減らすた
めに、アース電極３の貫通孔１ｄの周りの部分には空隙
部３ａが設けられている。給電ピン４ａ，４ｂと放射電
極２は、半田や導電性有機接合材等の導電性接合材にて
互いに接着することによって基板１に固定している。

【００４１】また、給電ピン４ａ，４ｂを設ける位置
（給電ピン４ａ，４ｂの中心、もしくは貫通孔１ｄの中
心）を調整することによって、アンテナのインピーダン
スの不整合を防止し、特性の劣化を防止することができ
る。すなわち、放射電極の中心を原点とすると給電ピン
の位置の原点に対する距離Ｚａ，Ｚｂは、下記条件を満
たすことが好ましい。この時、アンテナの入力インピー
ダンスの整合状態によっては給電ピン４は、基板１の外
側に位置することもある。この場合は、貫通孔１ｄは不
要となる。

【００４２】縮退分離素子（切り欠き部）付き方形放射電極（図１）の場合放射電極の辺長をＺ１とした時、Ｚａ，Ｚｂ≦０．８０×Ｚ１長方形放射電極（図４（あ））の場合放射電極の対角線長をＺ２とした時、Ｚａ，Ｚｂ≦０．８５×Ｚ２楕円形放射電極（図４（ｂ））の場合放射電極の長円方向の軸長Ｚ３１と短円方向の軸長Ｚ３２の平均値をＺ３とした時、Ｚａ，Ｚｂ≦０．８５×Ｚ３縮退分離素子（切り欠き部）付き円形放射電極（図４（ｃ））の場合放射電極の半径をＺ４とした時、Ｚａ，Ｚｂ≦０．８０×Ｚ４等である。放射電極形状は、上記４種類に限らないた
め、全てを網羅できないが、以上のようなインピーダン
ス調整によって、通常、高周波回路において設計される
５０Ωでのインピーダンスマッチングを行うことができ
る。これによって、アンテナのインピーダンスの不整合
による損失を防止し、送受信特性の劣化を防止すること
ができる。

【００４３】次に共振周波数ｆ０を調整する方法につい
て説明する。共振周波数は、放射電極の寸法、基板の厚
み、比誘電率等から決まり大略以下のような式に従う。

【００４４】方形の場合Ｌ＝Ｃ・｛１−ｋ・（１−１／√εｒ）｝／（２・Ｆ）円形の場合Ｒ＝1.841・Ｃ・｛１−ｋ・（１−１／√εｒ）｝／（２・π・Ｆ）Ｌは方形放射電極の辺長、Ｒは円形放射電極の半径、Ｃは光速、Ｆは共振周波数、εｒは基板の比誘電率である。

【００４５】本発明においては、基板サイズが放射電極
サイズより小さいため、放射電極とアース電極間に誘電
体基板が挿荷されている部分と空気層になっている部分
とに分けて考えなくてはならない。ｋは、その補正係数
である。また、上式は、大略の寸法を表すものであり、
実際には、基板の厚み、誘電体の材料特性などの効果を
考慮して最適な寸法が得られる。

【００４６】例えば、共振周波数ｆ０を高くする場合に
は、図１に示すＺ１を短くすることによって行うことが
でき、Ｚ１を長くすることによって共振周波数ｆ０を低
くすることができる。また、周波数帯域幅を大きくとる
ためには縮退分離素子素子（切り欠き部）の面積を大き
くすればよい。しかし、縮退分離素子を大きくしすぎる
とインピーダンスの整合が取れなくなる。従って、縮退
分離素子の大きさは、全放射電極の面積に対して２０％
以下、好ましくは、１％以上１０％以下にするのが望ま
しい。

【００４７】この間の事情は、図４に示す他の形状の放
射電極についても同様である。図４（ａ）の長方形放射
電極の場合は、以下の通りである。すなわち長方形の短
辺を一辺とする正方形を主放射電極と考え、その他の部
分を縮退分離素子、そして、この主放射電極と縮退分離
素子を合わせたものが全放射電極と考える。この時、全
放射電極の面積に対して縮退分離素子の面積は、２０％
以下、好ましくは、１％以上１０％以下にするのが望ま
しい。

【００４８】このように、縮退分離素子は、図１のよう
に切り欠くことによっても構成でき、図４（ａ）のよう
に加えることによっても構成できる。例えば、正方形や
円形の主放射電極に、長方形や三角形等の縮退分離素子
を追加しても良い。この時、縮退分離素子の面積が、全
放射電極の２０％以下、好ましくは、１％以上１０％以
下であるのは上記の場合と同様である。

【００４９】図４（ｂ）の楕円形放射電極の場合は、楕
円形の短軸を一辺とする円形を主放射電極と考え、その
他の部分を縮退分離素子、そして、この主放射電極と縮
退分離素子を合わせたものが全放射電極と考えれば良
い。この時、全放射電極の面積に対して縮退分離素子の
面積は、２０％以下、好ましくは、１％以上１０％以下
にするのが望ましいのは長方形の場合と同様である。

【００５０】図４（ｃ）の縮退分離素子（切り欠き部）
付き円形放射電極の場合は、図１の場合と同様であり、
全放射電極の面積に対して縮退分離素子の面積は、２０
％以下、好ましくは、１％以上１０％以下にするのが望
ましい。

【００５１】又、図５に示す様に基板１と放射電極２を
円形としアース電極３を方形状としても良いし、図６に
示す様に図５において放射電極２の外端に切り欠きを設
けて特性を調整してもよい。

【００５２】次に、本実施の形態における、アンテナの
回路基板への取付の一例について、図７を参照して説明
する。

【００５３】まず、アース電極３に給電ピン４ａ，４ｂ
が電気的に絶縁されて貫通するのに十分な貫通孔を設け
ると共に、回路基板５に給電ピン４ａ，４ｂを挿入する
挿入孔を設け、アース電極３をはさむように、回路基板
５の挿入孔にアンテナの給電ピン４ａ，４ｂを挿入す
る。そして、回路基板５のアンテナと反対側の面に形成
された給電配線と給電ピン４ａ，４ｂを半田等の接合材
を用いてそれぞれ接合する。なお、この時、取付強度を
向上させるために、両面テープや有機接着材などをアー
ス電極と回路基板との間に設けてもよい。また、アンテ
ナ基板及び回路基板をアース電極に固定する際に、簡単
かつ精度良く位置決めを行えるようアース電極に凸部を
設けても良い。凸部は、製作上の平易さを考慮して、図
８に示すような半抜き、切り曲げ等により構成するのが
望ましい。さらに、右旋回円偏波及び左旋回円偏波用と
して各々独立に備えた給電ピン間の電気的相互干渉を防
止する手段として導電性のシールドを設けることができ
る。導電性のシールドは鉄板、銅板、アルミ板等の他、
フェライト板等の磁性板や導電性平板と磁性平板の複合
平板なども考えられる。また、回路基板を外部からの電
波や輻射などによって影響されないように、これらの導
電性平板、磁性平板、複合平板などを用いてボックス状
に覆い、シールドすることが望ましい。

【００５４】次に、他の実施の形態について、図９を参
照して説明する。まず、アース電極３に回路基板５が収
納されるに十分な貫通孔を設けると共に、回路基板５に
給電ピン４を挿入する挿入孔を設け、このアース電極３
に落とし込むようにアンテナの基板１と対向して、回路
基板５の挿入孔にアンテナの給電ピン４を挿入する。す
なわち、アンテナ基板の一方の面と回路基板５が、アー
ス電極３で対向するようにアンテナを載置する。この
時、回路基板は、アンテナの基板１より十分に小さく、
回路基板とアンテナ基板がアース電極面において、十分
固定できるようにしなければならない。そして、回路基
板のアンテナを載置した側と反対側の面に形成された給
電配線と給電ピン４を半田等の接合材を用いてそれぞれ
接合する。なお、この時、取付強度を向上させるため
に、両面テープや有機接着材などをアンテナ基板と回路
基板との間に設けてもよい。また、導電性平板上にアン
テナを固定するための凸部を設けたり、右旋回円偏波及
び左旋回円偏波用として各々独立に備えた給電ピン間の
電気的相互干渉を防止する手段として導電性のシールド
を設けることは、上記の実施の形態と同様である。

【００５５】以上の様に構成されたアンテナは、非常に
小型・高性能であり、右左旋回円偏波同時受信が可能
で、広い送受信エリアをカバーできる人工衛星による無
線データの送受信に好適な性能を有している。さらに
は、送受信特性がきわめて良好であるので、良好なデー
タのやりとりなどを行うことができ、データの転送エラ
ーなどを起こすことはきわめて少なくなる。

【００５６】次に、上述のアンテナを用いた応用例につ
いて説明する。図１０は本発明の一実施の形態における
アンテナを用いた無線装置を示す図であり、図１０にお
いて、８は無線でデータを送信してくる人工衛星であ
り、９は例えば図１１に示すような回路ブロックからな
る無線受信装置である。図１１において、１０１は上述
のアンテナ、１１１は無線受信部、１０７は受信したデ
ータの信号処理部、１０８，１０９は音声信号をスピー
カー１０２，１０３から出力できるように変換する信号
処理部、１０５，１１０は映像信号をディスプレイ１０
４から出力できるように変換する信号処理部である。こ
の装置では、右旋回円偏波及び左旋回円偏波を同時に受
信できることが必要であり、前述の図１から図９に示す
アンテナを用いている。

【００５７】図１２及び図１３は、図１に示す本発明に
なるアンテナの受信特性を示したものである。ここで、
図１２は、周波数特性を、図１３は、指向特性を示して
いる。図１２の横軸は周波数、縦軸は利得を表してお
り、広帯域にわたって、非常に良好な利得が得られてい
ることがわかる。また、図１３アンテナ天面方向を０
度、背面方向を１８０度とした時の指向特性であるが、
広角度にわたって良好な利得が得られることがわかる。
このように、本発明になるアンテナを用いれば、送受信
感度が高く、小型のアンテナが実現できることがわか
る。

【００５８】以上の様に構成された無線受信装置では、
アンテナを非常に小型化することができ、しかも人工衛
星から到来する電波を効率良く受信することができるの
で、地上のどのような場所に無線受信装置を配置して
も、データ通信を確実に行うことができる。

【００５９】

【発明の効果】本発明は、基板の両面にそれぞれアース
電極と放射電極とを備え、放射電極と電気的に接合し、
アース電極とは非接触に給電手段を複数備え、給電手段
の少なくとも一つが右旋回円偏波からなる電波の送受信
またはそのいずれかを行えるようにし、他の少なくとも
一つが左旋回円偏波からなる電波の送受信またはそのい
ずれかを行えるようにすることによって、右旋回円偏波
及び左旋回円偏波の電波を同時に送受信できるようにす
ると共に、アンテナの小型・高性能化を図ることができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるアンテナを示す
表面斜視図

【図２】本発明の一実施の形態におけるアンテナを示す
裏面斜視図

【図３】本発明の一実施の形態におけるアンテナを示す
断面図

【図４】本発明の一実施の形態におけるアンテナを示す
表面斜視図

【図５】本発明の一実施の形態におけるアンテナを示す
表面斜視図

【図６】本発明の一実施の形態におけるアンテナを示す
表面斜視図

【図７】本発明の他の実施の形態におけるアンテナを示
す斜視図

【図８】本発明の他の実施の形態におけるアンテナを示
す斜視図

【図９】本発明の他の実施の形態におけるアンテナを示
す平面図

【図１０】本発明の一実施の形態におけるアンテナを用
いた無線受信装置を示す図

【図１１】本発明のアンテナを用いた無線受信装置の回
路ブロック図

【図１２】本発明の一実施の形態におけるアンテナの周
波数特性を示すグラフ

【図１３】本発明の一実施の形態におけるアンテナの指
向特性を示すグラフ

【符号の説明】

１基板１ａ，１ｂ主面１ｃ角部１ｄ貫通孔２放射電極３アース電極４ａ，４ｂ給電ピン５回路基板８人工衛星９無線受信装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者尾中良雄大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、前記基板の一方の主面に対向して
設けられた放射電極と、前記基板の他方の主面に対向し
て設けられたアース電極と、前記放射電極と電気的に接
合し、アース電極とは非接触に設けられた給電手段を複
数備え、前記基板が前記放射電極と前記アース電極が対
向してなる空間の一部分にのみ配設されている事を特徴
とするアンテナ。
【請求項２】複数備えた給電手段の少なくとも一つが右
旋回円偏波からなる電波の送受信またはそのいずれかを
目的とし、他の少なくとも一つが左旋回円偏波からなる
電波の送受信またはそのいずれかを目的とする事を特徴
とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】基板の比誘電率εｒは２以上９５以下であ
る事を特徴とする請求項１，２いずれか記載のアンテ
ナ。
【請求項４】基板の表面粗さを５０μｍ以下とした事を
特徴とする請求項１〜３いずれか１記載のアンテナ。
【請求項５】基板をセラミックで構成するとともに、焼
結密度を９２％以上とした事を特徴とする請求項１〜４
いずれか１記載のアンテナ。
【請求項６】基板を誘電正接が０．００５以下の樹脂で
構成した事を特徴とする請求項１〜４いずれか１記載の
アンテナ。
【請求項７】基板の角部に面取り加工かテーパー加工の
少なくとも一方を施すことを特徴とする請求項１〜６い
ずれか１記載のアンテナ。
【請求項８】面取り加工としてＣ面取り加工を採用する
とともに、Ｃ面取りのＲを０．１ｍｍ以上とした事を特
徴とする請求項７記載のアンテナ。
【請求項９】右旋回円偏波及び左旋回円偏波用として各
々独立に備えた給電手段間の電気的相互干渉を防止する
手段として導電性のシールドを各々の給電手段間に設け
たことを特徴とする請求項１〜８記載のアンテナ。
【請求項１０】給電手段として給電ピンを用い、基板に
貫通孔を設け。前記貫通孔内に前記給電ピンを挿入する
とともに、前記給電ピンと放射電極を接合するとともに
前記給電ピンとアース電極は非接触としたことを特徴と
する請求項１〜９いずれか１記載のアンテナ。
【請求項１１】請求項１〜１０に記載してなる前記アン
テナと、前記アンテナのアース電極の裏面側に回路基板
を接合し、前記回路基板への電源供給、入出力信号の授
受を行う同軸ケーブルを備える構成としたことを特徴と
するアンテナ装置。
【請求項１２】前記アース電極の一方の面に請求項１〜
１０に記載のアンテナの基板を固定する際の位置決め用
の凸部を設け、前記アース電極の他方の面に前記回路基
板を固定する際の位置決め用凸部を設けたことを特徴と
する請求項１１記載のアンテナ装置。
【請求項１３】請求項１〜１０に記載のアンテナの基板
の一方の面に放射電極及びアース電極を固定する際、及
び、前記アース電極の他方の面に前記回路基板を固定す
る際に両面テープ、または、有機接着剤を用いたことを
特徴とする請求項１１，１２いずれか１記載のアンテナ
装置。
【請求項１４】前記アース電極に前記回路基板を直接請
求項１〜１１記載のアンテナに固定できるよう開口部を
設け、さらに前記アース電極の一方の面に請求項１〜１
１に記載のアンテナ基板を固定する際の位置決め用の凸
部を設け、前記アンテナ基板と前記回路基板を固定する
際に両面テープ、または、有機接着剤を用いたことを特
徴とする請求項１１記載のアンテナ装置。
【請求項１５】人工衛星もしくは、地上の基地局から無
線で送られてくるデータを受信する装置であって、請求
項１〜１４いずれか１記載のアンテナと、前記アンテナ
で受信した受信信号を復調してデータ信号を生成する手
段と、前記データ信号を音声もしくは、映像として出力
する手段とを備えた事を特徴とする無線受信装置。