JPH1188038A

JPH1188038A - アンテナ

Info

Publication number: JPH1188038A
Application number: JP24067397A
Authority: JP
Inventors: Kengo Shiiba; 健吾椎葉; Atsushi Yoshinomoto; 淳吉ノ元; Yoshio Onaka; 良雄尾中; Yasuki Nagatomo; 泰樹長友
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 1999-03-30

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してい
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
給電ピン４ａ，４ｂを複数備え、その給電手段の少なく
とも一つが右旋回円偏波の電波を送受信でき、また、他
の少なくとも一つが左旋回円偏波の電波を送受信できる
ように構成した。

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／左旋独
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設けられた放射電極と、基板の他方
の主面に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６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１０μｍ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
電率のばらつきを防止できる。

【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。

【００１３】請求項７記載の発明は、請求項６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。

【００１４】請求項８に記載の発明は、請求項１〜６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。

【００１５】請求項９記載の発明は、請求項１〜８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。

【００１６】請求項１０記載の発明は、請求項１〜９に
おいて、基板の面積よりも広い面積を有するとともに反
射特性を有する平板を設け、前記平板上に前記基板を設
けたことによって、受信感度を向上させ、高利得を得る
ことができる。

【００１７】請求項１１記載の発明は、請求項１０にお
いて、平板上に突部もしくは凹部の少なくとも１つを設
け、前記突部あるいは凹部の少なくとも一つに基板を当
接させたことによって、平板と基板との取付精度を向上
させることができ、アンテナ特性のばらつきを抑えるこ
とができる。

【００１８】請求項１２記載の発明は、請求項１０，１
１において、平板上の一方の面に回路基板を取り付け、
前記平板の他方の面にアース電極を対向させたことによ
って、回路基板を含めたアンテナの小型化を行うことが
でき、装置の自体の小型化を行うことができる。

【００１９】請求項１３記載の発明は、請求項１２にお
いて、平板上に突部を設け、前記突部に回路基板を当接
させたことによって、回路基板の取付誤差によるアンテ
ナの特性ばらつきを抑えることができる。

【００２０】請求項１４記載の発明は、請求項１２にお
いて、平板に貫通孔を設け、前記貫通孔に給電手段を挿
入して、回路基板と前記給電手段を接続したことによっ
て、回路基板を含めたアンテナを小型化することができ
る。

【００２１】請求項１５記載の発明は、請求項１０〜１
４において、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、
配線が複数箇所から様々な方向へ、導出されることはな
いので、アンテナの生産性が向上する。

【００２２】請求項１６記載の発明は、平板と基板との
接合、あるいは平板と回路基板との接合を有機接着材か
両面テープのいずれか１つで行ったことによって、強固
に各部材間を接合でき、しかも生産性が向上する。

【００２３】請求項１７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
する無線受信装置であって、請求項１〜１６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復調手段と、前記データ
に応じた音声か画像の少なくとも一つを出力する出力手
段とを備えたによって、配置場所などの限定がなくなる
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
受信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。

【００２４】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。

【００２５】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
６以上９５以下（好ましくは６以上３７以下）であるこ
とが好ましい。比誘電率εｒが６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９５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。

【００２６】基板１の具体的構成材料としては、樹脂，
液晶ポリマー，セラミックなどが挙げられる。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９
２％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ε
ｒのばらつきが増加することがあり、不具合が生じる。

【００２７】また、基板１の表面粗さは、後述する電極
を良質に形成するために表面粗さが１０μｍ以下（特に
好ましくは７μｍ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１０μｍ以上である
と、Ｑ値が低下することがあり、アンテナ利得が下がる
ことがある。

【００２８】基板１をセラミックで構成する場合の更に
具体的材料としては、チタン酸カルシウム系セラミック
やアルミナ系セラミックス等が挙げられる。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】また、基板１の幅をＬ１、長さをＬ２、厚
さをＬ３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。

【００３５】８ｍｍ＜Ｌ１＜６０ｍｍ８ｍｍ＜Ｌ２＜６０ｍｍ１ｍｍ＜Ｌ３＜１５ｍｍ図１，２，３において、２は基板１の主面１ａに形成さ
れた方形状の放射電極、３は基板１の主面１ｂに形成さ
れたアース電極である。

【００３６】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Ａｇあるいは、Ａｇと他の金属材
料との合金は、特性的及び各電極を形成する際に作業性
等が非常に優れているので、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、基板１と各電極の間に、密着
強度などを向上させる目的等で、他の金属材料の膜をバ
ッファ層として形成したり、各電極上に、各電極を保護
するなどの目的等で、耐食性の良い金属材料等を形成し
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。

【００３７】各電極等の形成は、印刷法やメッキ法及び
スパッタリング法などが用いられる。特に各電極の膜厚
を比較的薄く形成する場合には、スパッタリング法やメ
ッキ法を用いた方が好ましく、比較的厚く形成する場合
には、印刷法を用いる方が好ましい。本実施の形態の場
合、生産性が良好である事などを理由として印刷法を用
いた。具体的には、Ａｇ等の金属粒子とガラスフリット
及び溶媒などを混ぜたペーストを基板１上に所定の形状
で塗布し、熱処理を加えて、各電極を形成した。

【００３８】また、各電極の膜厚は０．０１μｍ〜５０
μｍ（好ましくは１μｍ〜４０μｍ）とすることが好ま
しい。各電極の膜厚が０．０１μｍ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、各電極の膜厚が５０μｍ以上であると、電極の剥
離が発生しやすくなり、しかもコストが高くなる等の不
具合が生じる。

【００３９】また、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）を有する正方形状の他に、
図４〜図６に示すような長方形や、楕円形，縮退分離素
子付き円形等の他、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。なお、図４〜図６に示す他の実施の形態において
も図示していないが、基板１の放射電極２が設けられて
いる側と反対側の面にはアース電極３が設けられてい
る。

【００４０】４ａ及び４ｂは給電ピンで、給電ピン４ａ
は、右旋回円偏波を送受信するための給電手段を構成し
ており、給電ピン４ｂは、左旋回円偏波を送受信するた
めの給電手段を構成している。さらに、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、パッチ電極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。

【００４１】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。

【００４２】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２の中心Ｐを原点とすると給電
ピンの位置の原点に対する距離Ｚ０は、下記条件を満た
すことが好ましい。・縮退分離素子（切り欠き部）付きの正方形状の放射電
極２（図１）の場合この場合、放射電極２の中心は放射電極２の各辺Ｚ１と
Ｚ１が等しいので、１辺がＺ１の正方形の中心が中心Ｐ
となり、給電ピン４ａ，４ｂとこの中心Ｐ間のそれぞれ
の距離Ｚ０は下記条件を満たすことが好ましい。

【００４３】Ｚ０≦０．２５×Ｚ１・長方形状の放射電極（図４）の場合この場合、対角線（長さＺ２）が交わったところが中心
Ｐとなり、給電ピン４ａ，４ｂとこの中心Ｐ間のそれぞ
れの距離Ｚ０は下記条件を満たすことが好ましい。

【００４４】Ｚ０≦０．３０×Ｚ２・楕円形放射電極（図５）の場合この場合、長軸と短軸の交点が中心Ｐとなり、放射電極
の長軸の軸長Ｚ３１と単軸の軸長Ｚ３２の平均長さをＺ
３とした時給電ピン４ａ，４ｂとこの中心Ｐ間のそれぞ
れの距離Ｚ０は下記条件を満たすことが好ましい。

【００４５】Ｚ０≦０．３０×Ｚ３・縮退分離素子（切り欠き部）付き円形放射電極（図
６）の場合この場合、円（直径Ｚ４）の中心が中心Ｐとなり、給電
ピン４ａ，４ｂとこの中心Ｐ間のそれぞれの距離Ｚ０は
下記条件を満たすことが好ましい。

【００４６】Ｚ０≦０．２５×Ｚ１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。

【００４７】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。・方形の場合Ｌ＝Ｃ／（２×Ｆ×√εｒ）・円形の場合Ｒ＝１.８４１×Ｃ／（２×π×Ｆ×√εｒ）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。

【００４８】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。

【００４９】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（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２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。すなわち、図１４に示すように、放射電極２の全面
積に対して、切欠部（斜線部の２ａ部分）の面積が２０
％以下、好ましくは、１％以上１０％以下となるように
構成した。

【００５０】この間の事情は、図４〜６に示す他の形状
の放射電極についても同様である。図４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。すなわち、図１５に示すように、放射電極２は短辺
を一辺とする正方形状の主放射電極と、その両端に設け
られた斜線部２ａの縮退分離素子を付け加えた構成とな
っていると考え、放射電極２の面積に対して斜線部２ａ
の面積が２０％以下、好ましくは、１％以上１０％以下
となるように構成した。

【００５１】図５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。すなわち、
図１６に示す様に放射電極２は短軸を直径とした主放射
電極と斜線部２ａの縮退分離素子で構成され、放射電極
の面積に対して斜線部２ａの面積が２０％以下、好まし
くは、１％以上１０％以下となるように構成した。

【００５２】図６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。すなわち、図１７に示す様に放射電極２の全面積に
対して、切欠部（斜線部の２ａ部分）の面積が２０％以
下、好ましくは、１％以上１０％以下となるように構成
した。

【００５３】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。

【００５４】まず、電波などの反射特性が良好な鉄板、
銅板、アルミ板等の導電性平板５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６に給電ピン４ａ，４ｂを挿入する
挿入孔を設け、この導電性平板５をはさむように、回路
基板６の挿入孔にアンテナの給電ピン４ａ，４ｂを挿入
する。すなわち、アンテナのアース電極３、回路基板６
が、それぞれ導電性平板５と対向するようにアンテナを
載置する。そして、回路基板６のアンテナ及び導電性平
板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ンテナと導電性平板及
び導電性平板と回路基板との間に設けてもよい。また、
アンテナ及び回路基板を導電性平板に固定する際に、簡
単かつ精度良く位置決めを行えるよう平板に凸部を設け
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。更に、上述の場合では、導電性平板５に突起等を
設け場合について説明したが、プレス加工などによっ
て、導電性平板５に貫通しない凹部を設け、この凹部内
に基板１を入れて位置決めする等の構成もとることがで
きる。この場では、アンテナの全周と導電性平板５に設
けられた凹部の全周で保持されることになり、確実な位
置決めを行うことができる。

【００５５】なお、導電性平板５は基板１の面積よりも
広い面積で構成することが受信効率等の面から考えると
好ましい。最も好ましいのは、導電性平板５の面積が基
板１の面積の１．５倍以上となることであり、この条件
を満たすことによって、非常に受信感度を向上させるこ
とができる。更に、導電性平板５の面積が基板１の面積
の２．０倍以上となる様に構成することで、確実に受信
感度を向上させることができ、受信感度を最も安定させ
ることができる。更に、図１８に示すように基板１は導
電性平板５の中央部に取り付けることによって、指向性
が無く、安定した特性を得ることができる。なお、アン
テナにある程度の指向性を持たせる場合の一つの手段と
して、図１８に示すようにＮ１〜Ｎ４の間隔をそれぞれ
異ならせることが考えられる。この場合には、基板１は
導電性平板５の中央部に配置されないことになる。この
様に基板１の導電性平板５における取付位置によって、
アンテナに指向性を持たせたり無くなしたりすることが
でき、搭載する無線受信機の仕様等によって適宜決定さ
せる。

【００５６】更に、導電性平板５として、上述の説明で
は、一枚の金属板を用いたが、例えばプリント基板上に
導電性の薄膜などを形成する構成のものでも良い。この
場合は、導電性平板５の重量等を低減させることにな
り、アンテナの軽量化等を行うことができる。

【００５７】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。この時、シールドは図示し
ていないが２つの給電ピンの間に配置される。この様
に、２つの給電ピンの間にシールドが特に必要な場合
は、アンテナを小型化したときに２つの給電ピンの間隔
が非常に短くなったとき等である。

【００５８】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。

【００５９】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、鉄板、銅板、アルミ板等の導電
性平板７に回路基板６が収納されるに十分な貫通孔を設
けると共に、回路基板６に給電ピン４ａ，４ｂを挿入す
る挿入孔を設け、この導電性平板７に落とし込むように
アンテナのアース電極３と対向して、回路基板６の挿入
孔にアンテナの給電ピン４ａ，４ｂを挿入する。すなわ
ち、アンテナのアース電極３と回路基板６が、導電性平
板７の内側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、
回路基板と導電性平板がアンテナ基板のアース電極面に
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６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
をアンテナと導電性平板及びアンテナと回路基板との間
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、前記の実施の形態と同様である。

【００６０】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。そのようすを
図１０，１１に示す。図１０は、本発明になるアンテナ
の指向特性、図１１は、周波数特性を示したものであ
る。半球状の指向性、広帯域で高い送受信利得を有して
いることがわかる。このように、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。

【００６１】また、上述の様に一つの放射電極２に給電
ピン４ａ，４ｂを設けることによって右旋回円偏波を送
受信できかつ左旋回円偏波を送受信することができるの
で、アンテナの小型化、軽量化を行える。

【００６２】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１２は上述のアンテナを用いた無線受
信装置を示す図であり、図１２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は上述のアンテ
ナを備えた無線受信装置で、１００は本体で、本体１０
０には図１〜図９に示したアンテナ１０１と、音声を発
するスピーカ１０２，１０３と、所定のデータなどを入
力する入力器１０４と、送られてきたデータに従った画
像等が表示される表示器１０５等が設けられている。

【００６３】図１３は上述の無線受信装置を示すブロッ
ク図である。１１１はアンテナ１０１で受信した所定の
周波数の信号を通過させるフィルタ手段である。このフ
ィルタ手段１１１には、通過信号を増幅する手段を付加
することも可能である。このフィルタ手段１１１に増幅
手段を付加させることによって、通過した信号が劣化す
ることを防止でき、より確実なデータの受信等を行うこ
とができる。１０６は所定の周波数の信号を復調して所
定のデータに変換する復調手段、１０７は変換されたデ
ータが文字情報の場合には表示器１０５にデータを送出
し、表示器１０５に所定の画像を表示させ、変換された
データが音声情報の場合には、データを音声信号変換手
段１０８に送出する選択手段である。音声信号変換手段
１０８は送られてきたデータに対応した音声信号を作製
し、増幅手段１０９を介してスピーカ１０２，１０３か
ら音声を出力させる。１１０は制御手段で、制御手段１
１０は入力器１０４から入力されたデータに基づいて、
フィルタ手段１１１に特定の周波数の信号を通過させる
様に制御したり、増幅手段１０９に信号を送り、音声信
号をどの程度増幅させてスピーカ１０２，１０３から放
出される音量を制御したりする。

【００６４】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るが、前述の図
１〜１１に示すアンテナを用いることによって、効率良
くかつ確実に右旋回円偏波及び左旋回円偏波の電波を同
時に受信でき、極めて高品質のデータ通信が行えるよう
になった。

【００６５】また、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。

【００６６】

【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】本発明の実施の形態におけるアンテナの送受
信特性を示す図

【図１１】本発明の実施の形態におけるアンテナの送受
信特性を示す図

【図１２】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１３】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ブロック図

【図１４】本発明の一実施の形態におけるアンテナを示
す平面図

【図１５】本発明の一実施の形態におけるアンテナを示
す平面図

【図１６】本発明の一実施の形態におけるアンテナを示
す平面図

【図１７】本発明の一実施の形態におけるアンテナを示
す平面図

【図１８】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

【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３ａ切り欠き部４ａ，４ｂ給電ピン５，７導電性平板６回路基板８人工衛星９無線受信装置１０１アンテナ１０２，１０３スピーカ１０５表示器１１１フィルタ手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長友泰樹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設けられ
た放射電極と、前記基板の他方の主面に設けられたアー
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た事を特徴
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６以上９５以下であ
る事を特徴とする請求項１，２いずれか１記載のアンテ
ナ。
【請求項４】基板の表面粗さを１０μｍ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１〜５い
ずれか１記載のアンテナ。
【請求項７】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６記載のアンテナ。
【請求項８】各々独立に備えた複数の給電手段間に導電
性のシールドを設けたことを特徴とする請求項１〜７記
載のアンテナ。
【請求項９】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１〜８いずれか１記載のアンテナ。
【請求項１０】基板の面積よりも広い面積を有するとと
もに反射特性を有する平板を設け、前記平板上に前記基
板を設け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】平板上に突部もしくは凹部の少なくとも
１つを設け、前記突部あるいは凹部の少なくとも一つに
基板を当接させたことを特徴とする請求項１０記載のア
ンテナ。
【請求項１２】平板上の一方の面に回路基板を取り付
け、前記平板の他方の面にアース電極を対向させたこと
を特徴とする請求項１０，１１いずれか１記載のアンテ
ナ。
【請求項１３】平板上に突部を設け、前記突部に回路基
板を当接させたことを特徴とする請求項１２記載のアン
テナ。
【請求項１４】平板に貫通孔を設け、前記貫通孔に給電
手段を挿入して、回路基板と前記給電手段を接続したこ
とを特徴とする請求項１２記載のアンテナ。
【請求項１５】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
する請求項１０〜１４いずれか１記載のアンテナ。
【請求項１６】平板と基板との接合、あるいは平板と回
路基板との接合を有機接着材か両面テープのいずれか１
つで行ったことを特徴とする請求項１０〜１５いずれか
１記載のアンテナ。
【請求項１７】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無線受信装置であっ
て、請求項１〜１６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
成する復調手段と、前記データに応じた音声か画像の少
なくとも一つを出力する出力手段とを備えた事を特徴と
する無線受信装置。