JPS63169103A - 無線周波アンテナ - Google Patents

無線周波アンテナ

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JPS63169103A
JPS63169103A JP62324225A JP32422587A JPS63169103A JP S63169103 A JPS63169103 A JP S63169103A JP 62324225 A JP62324225 A JP 62324225A JP 32422587 A JP32422587 A JP 32422587A JP S63169103 A JPS63169103 A JP S63169103A
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JP
Japan
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antenna structure
antenna
radio frequency
circular
conductive
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Application number
JP62324225A
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English (en)
Inventor
ラスル、ウエイン、ジアンスン
ラバト、ユージーン、マンスン
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Ball Corp
Original Assignee
Ball Corp
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Publication date
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0464—Annular ring patch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3275—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle mounted on a horizontal surface of the vehicle, e.g. on roof, hood, trunk
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H01Q13/18—Resonant slot antennas the slot being backed by, or formed in boundary wall of, a resonant cavity ; Open cavity antennas

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  • Waveguide Aerials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不発明は、一般に無線周波アンテナ構造、ことに低プロ
フィルの共振マイクロストリップアンテナ輻射体に関す
る。
マイクロストリップアンテナは従来多くのね類のものが
知られている。、切単に述べるとマイクロストリップア
ンテナ輻射体は、一層広い下側の導電性接地面の上方的
２゜波長より短い距離に配置した共振寸法の導電性表面
を備えている。輻射体素子は、中間の誘電体層により又
は適当な機械的隔離柱又は類似物により接地面の上方に
間隔を隔てる。若干の形式のものでは（とくに比較的高
い周波数で）、マイクロストリップ輻射体及び相互接続
マイクロストリップＲＦ胎電ｆｓ構造は、二重被覆の誘
電体シートの一方の側に光化学エツチング法（プリント
回路を形式するのに使われているのと同様な方法）によ
り形成され、又このシートの他方の側は下側の接地面又
は導電性基準狭面の少くとも一部を形成する。
種裡の珍式のマイクロストリップ輻射体が幾つかの望ま
しい゛眠気的及び機械的特性によって一般的に極めてよ
く知られるようになっている。次に衣記した参考文献は
一般にマイクロストリップ幅対構造の説明に関連するも
のである。
Ｘ　　　　　　　　　　　雪　　簑 マイクロストリップアンテナ構造は軍用及び工業用に広
く使われているが、極めて多くの需要者が高周波無線通
信を日常使ってはいても、需要者によるマイクロストリ
ップアンテナの使用ははるかに制限を受ける。たとえば
ますます一般的に普及している車載無線電話は、低プロ
フイルマイクロストリップアンテナ輻射素子を環境から
この素子を保護するようにして自動車に又は自動車内に
適宜に取付けることができるならば、そしてこのような
アンテナ輻射素子が取付は終ると十分な帯域幅及び無指
向性を生ずることができるならば、このような輻射素子
が有利になる。
次の特許明細書の表は一般に自動車用アンテナ構造の説
明に関連する。
（ト　　　翫　　　ト　　　か　　　噛　　　ト　　　
％　　　　ｐ現用の自動車用無線通信は、自動車の屋根
、フード又はトランクに取付けた普通のホイップ型アン
テナによっている。この形式の普通のホイップアンテナ
は従来品を例示した第１図に示しである。
普通のホイップアンテナは、上下方向に向けた１／２波
長輻射素子１６に装荷コイル１４により接続した上下方
向に向けた半波長輻射素子１２を備えている。気波長素
子は車体の一部に機械的に取付けである。
この種のホイップアンテナは一般に許容できる移動通信
性能を生ずるが、この種のアンテナには幾つかの欠点が
ある。たとえばホイップアンテナは自動車の外面に取付
けなければならない。従ってこのアンテナは天候から保
護されない（又一時的に取りはずさなければ洗車により
損傷を受ける）。
又自動車の外部にホイップアンテナがあると、高価な無
線電話トランシーバがおそらく自動車内に取付けである
格好の手掛かりを盗人に与えることになる。
前記したムーデイ及びアフロンテイの特許明細書には、
ホイップ型アンテナの欠点の若干又は全部を持つ外部取
付けの自動車アンテナについて記載しである。
デュボア及びデカロフ等の特許明細書には、自動車搭乗
者区画内で自動車風防板に又はその近くに取付けたアン
テナ構造について記載しである。
これ等のアンテナは外部取付けのホイップアンチなほど
には目立たないが、これ等のアンテナを包囲するかなり
の金属質構造によりこれ等のアンテナの輻射パターンを
悪化させる。
チャーディンの英国特許明細書には、集中インピーダン
ス共振回路により相互に接続した互いに対向して間隔を
隔てた２つの導電性表面を備えた携帯用アンテナ構造に
ついて記滅しである。チャーディンの特許明細書に記載
しであるシートの一方は無線送受信装置の金属シャシに
一体の金属板であるが、他方のシートは第１のシートか
ら間隔を隔てた金属板（又はプリント回路板に使われる
ような銅被覆積層片）である。
ざイヤーの特許明細書には、金属質の自動車屋根の上方
に一様に間隔を隔てコンデンサを経て給電される円形の
扁平な金属質シートを備えた導波管アンテナについて記
載しである。
ガゾラー及びアレンシュニア等の特許明細書には、非金
属質の自動車屋根構造に一体に取付けた高周波アンテナ
構造について記載しである。
オフムラ等の特許明細書には、自動車のトランクふた内
に一体に取付けた放送周波数帯域の無線アンテナについ
て記載しである。
比軟的大きい帯域幅を持ち、大量に安価に作られ、多く
の求用単に認められる構造の内部又は内側に一体に取付
けることができ、等方性に近い垂直指向性パターンを生
ずる低プロフィルのマイクロス）　ＩＪツノ型−射素子
を提供するのは他めて望ましいことである。
本発明は、少くとも半波長の直径を持ち導電悸基準面の
上方に実質的に気波長より短い距離だけ間隔を隔てた円
形の導電性の輻射体素子を提供するものである。この円
形の輻射体素子はこの素子の中心の近くで基準面に電気
的に短絡され、円形の輻射みぞ穴を外周縁部に持つ短絡
したス波長学径の環状空洞を形成する。基準面と円形輻
射体素子の所定の整合インピーダンス点との間に接続し
たＲＩＦ信号送給結線は、アンテナ構造に又この構造か
らＲＦエネルギーを結合する。
別の環状導電性輻射体素子は、基準面の上方に実質的に
気波長より短い距離に配置され円形の幡射体累子により
形成した円形の輻射スロットから半径方向外方に間隔を
隔てている。この別の輻射体素子は又共振半径方向寸法
を持ちそれぞれの周縁部に別の円形輻射スロットを形成
する。
本発明により形成したアンテナ−造は、比較的広帯域の
時性（たとえば１３　’ｌ　Ｑ　ＭＨｚ　〜８９　Ｑ　
ＭＨｚの周波数範囲にわたって２．０　：　１以下のｖ
ｓｔｕ　）を持ち、垂直偏波し、実質的に無指向性であ
る。
本発明のアンテナ構造は従って剛性の非導電性殻とこの
外殻から間隔を隔てこの外殻との間に空胴な仕切る天井
内張り内層とを待つ搭乗者区画屋根を備える形式の自動
車に＊付けるのに理想的である。このアンテナ構造は、
なるべくは輻射体素子或は非励振素子或はこれ等の画素
子を外殻の内側面て機械的に取付けて、空胴内に配置す
ればよい。
本発明アンテナ構造は、型打ち法を使い安価に量産する
ことができる。円板状金属部片を型打ちしてその中央部
から円筒形突出部分を絞り出す。
一層大きい円板状金属部片を型打ちして、円形の扁平な
肩部と円筒形側壁とこの側壁の上縁部から延びる環状の
外向きに延びるフランジ部分とを持つ円筒形杯状部分を
形成してもよい。円筒形突出部分を持つ部品は他の部品
の杯状部分内に配置する。そしてこの突出部分を杯状部
分の底部に取付ける（たとえば突出部分から延びる舌状
片を円形底部の対応スロット内に挿入することにより）
。
前記した製造方法は、本発明のアンテナ構造を極めて安
価に量産するのに使うことができる。
以下本発明アンテナ構造の実施例を添付図面について詳
細に説明する。
第６図は本発明の好適とする実施例による乗物取付けの
ＵＨＦ無線周波アンテナ構造５０の斜視図である。アン
テナ構造は好適とする実施例では乗用車５４（又はその
他の乗物）の屋根、構造５２内に取付ける（第２図）。
アンテナ構造５０は低プロフィルの構造を持ち実際上に
屋根構造５２内に一体に協働させることができるように
しである。
第３図に示したアンテナ構造５０の実施例は、６個の素
子すなわち円形の導電性輻射体素子５６、環状の非励振
素子５８及び導電性基準面（接地面）６０を備えている
。好適とする実施例の輻射体素子５６の構造を以下に述
べる。
第６図及び第４図に明らかなように円形輻射体素子５６
は導電性材料（たとなばアルミニウム又は鋼）から成る
実質的に扁平な円板６２から成っている。円板６２は扁
平な円形上面６４と扁平な円形下面６６とを備えている
。）４電柱材料から成る円柱６８（所望により中空にし
てもよい）は、円板下面６６に円板６２のはｔ！中央部
で成気的に接続され〔円板６２、円柱６８及び基準面６
０を貫く導電性締は部片により〕、又基準面６０に導電
性を保持して接着しである。円柱６８は、円板６２を基
準面６０の上方に間隔を隔て次に述べるような環状の共
振空胴を仕切る。
円板６２の直径と円柱６８の直径とは、アンテナ構造５
０の所望のＲＦ’作動周波数範囲に基づいて選定し、円
板下面６６及び基準面６０（この基準面は所望により１
Ｑ　ｉｎ　Ｘ　１Ｑ　ｉｎの扁平な銅シートにしてもよ
い）の間に短絡した気波長の半径の環状共振空胴を仕切
るようにする。すなわち基準面６０と円柱外壁γ６と円
板下面６６と円板外周辺８０及び基準面６０の間で円板
下面６６及び基準面６０に直交して引いた仮想ｓｒｓと
により仕切った噴断面を待つ容積Ｔ２は気波長の共振空
胴を形成する。円板６２及び円柱６８の対称形に基づい
て〔第４（Ａ）図３円板６２の全部の各半径に清い同じ
ことがいえる。すなわち円板下面６６及び基準面６０ｄ
の容積は短絡した気液長半径の環状空胴８２と考えられ
る。円板外周辺ｄＯ及び導電性基準面６０の間のすきま
に沿い円形輻射スロット８４が形成される。
好適とする実施例では約８５７　ＭＨｚの所望の中央作
動周波数に対し、円柱６８は約１．１２５１ｎの直径と
約０．６　ｉｎないし０．７５　ｉｎの尚さとを持ち、
円板６２は約４．１２５　ｉｎの直径（半波長よりわず
かに大きい）を待つ。
円板６２、円柱６８及び導電性基準面６０は、多くの利
点を持つＵＨＦＲＦアンテナとして付加的な構造は何等
設けないで使うことができる。各素子のこの組合せの対
称形によって、得られるアンテナは実質的に無指向性の
垂直偏波輻射パターンを持つ。この構造は又、その円対
称形の構成により比較的広帯域の特性を持ち、又所望に
より同軸のＲＦ伝送路により直接給電することができる
〔たとえば同軸心線又は協働する標準同軸コネクタ中心
ピンを円柱６Ｂ及び円板外周辺８０の間で最適のインピ
ーダンス姫合の生ずる場所で円板下面６６の実験的に定
められる点に接続するだけで〕。
本元明者は研究の結果、アンテナ構造帯域幅は円柱６８
の高さ〔従って円板下面６６及び基準面６０間の間隔〕
を増すのに伴って増すことが分った。しかし円板下面６
６及び基準面６０間の間隔は、前記したアンテナ指向性
及びその他の性能特性が望ましければ実質的にス波長以
下にするのがよい（その理由は、円柱６８の電気的高さ
が気波長の程度であれば本アンテナは円形輻射スロット
の特性でなくて１／４波長の頂部負荷垂直モノポールの
特性を１寺つからである）。
はぼ円板６２の平面内の輻射径路に沿うアンテナ構造５
０の有効利得を増すには、アンテナ構造５０の輻射角を
減らすことが望ましい（たとえば若干の移動通信用の場
合に）。たとえば自動車５４内の運転者が通信しようと
する多くの地上目標（たとえば他の移動無線トランシー
バアンテナ、ベースステーションアンテナ等）はおそら
くほぼ円板６２の平面内に位置するすなわち円板６２が
尾表面に平行に配位してあれば水平に浴うぃずれかの場
所）。従って水平に向かう輻射ロープの振幅を増し又円
板６２の直上の零によりカバーされる区域（たとえば第
１６図参照）を増すことが望暑しい。
水平に向かうアンテナ構造５０の利得は増すことができ
る。又アンテナ構造５０の輻射角は、輻射エネルギーを
水平に向かい差向けるように１個又は複数個の梁状導波
器非励振菓子５８を設げることにより減小することがで
きる。このような非励振素子の構造及び動作の説明を次
に述べる。
第３図及び第４図に示した実施例は単一の非励振素子５
８を備えている。非励振素子５ｄは、導電性基準面６０
の上方に間隔を隔てなるべくは円板６２の平面内に位置
する円形の扁平なａｌ（ｊｊｉ状体）８６から成ってい
る。第４図に明らかなように環８６は自由円形周縁部８
８及び別の縁部９０を待つ。縁部９０は、短絡部分９２
により基準面６０に電気的に短絡しである（短絡部分は
又好適とする実施例では壊８６を基準面６０の上方に支
えるのにも使われる）。猿１３６は円板６２と同心であ
る。すなわち墳８６により仕切った円の中心点と円板６
２の中心点とは同じでりる。
ｍｄ６は基準面６１）ｆ／こ平行にするのがよい（円板
６２も同様である）。櫃８６の幅（すなわち壊周縁部ｄ
８及び短絡部分９２の間の距離）は、所望の動作周波数
に基づいて、梁状の１／４波長共振空胴９４を形成する
ように選定する。この空胴は、環下面９６と短絡部分内
面９８と導電性基準面゛６０と仮想線１００とにより仕
切られる。仮想線１００は、基準面６０及び項８６の平
面との両方に直交し環周縁部８８及び基準′面６０の間
に引いである。共振空胴９４は、輻射スロット８４と同
上・の円形輻射スロット１０２に開口する。
好適とする実施例では８５７　ＭＨｚの中央動作周波数
に対し環下面９６及び導電性基準面６０の間の間隔は約
０．６　ｉｎないし０．７５　ｉｎ　（円板下面６６及
び基準面６００間の間隔と同じ間隔）であり、又短絡部
分内面９８及び周−縁部８８間の距離は約１．５ｉｎで
ある。
後述のように円形輻射素子５６は励振され（すなわちＲ
Ｆ伝送路に接続され）、又非励振素子５８は素子５６に
非励振納金する（すなわち伝送路及び非励振素子間は直
接には接続してない）。
輻射スロット１０２は、励振される素子５６により仕切
った輻射スロット８−４と同心の非励振円形輻射スロッ
トである。非励振結合の輻射スロット１０２の効果は、
輻射素子５６により放出される輻射の一層多く水平に向
かい差向け（又本アンテナ構造を信号を受信するのに使
うときは水平方向から受ける輻射の一層多くをスロット
Ｂ４に向がい差向け）ることによりアンテナ構造５ｏの
輻射角を減らすことである。輻射スロット１０２はこの
ようにして、輻射素子５６及び壌８６を水平に配置した
ときに水平方向におけるアンテナ利得を増大する。
スロット８４及びスロット１０２間の間隔はアンテナ構
造５０の輻射特性に臨界的でめる。０．２波長の間：４
を互いに隔てた自己共振非励振直線ダイポール型素子を
備えたいわゆる八木又は八木−ラダ（Ｙａｇｉ−Ｕｄａ
）アンテナ配列の類似源を画くことができる。このよう
な八木配列の説明は、たとえば１４５真に始まるＡＲＲ
Ｌ　（アメリカン・レイデオ・リレイ・リーグ（Ａｍｅ
ｒｉｃａｎ　Ｒａｄｉｏ　ＲｅｌａｙＬｓａｇ（１６）
）　）ナンテ・デック（Ａｎｔｅｎｎａ　Ｂｏｏｋ）を
含むａｌ梅の刊行物に認められる。非励振輻射スロット
１０２及び輻射スロット１　ｊ）４間の関係は、八木配
列の自己共振導波器ダイ式−ル非励振素子とこの配列の
励振されるダイポール素子との間の関係に類似する。
本発明の好適とする実施例では非励振輻射スロット１０
２及び輻射スロッ）　８４　Ｉｓｊの距離は公称０．２
波長（８５７ＭＨｚの中央動作周波数に対し２．７５　
ｉｎ　）である。ただし実際の間隔は、所望のアンテナ
性能特性が得られ共振が確実に生ずるように実験により
最適にするのがよい（その理由は素子５６．５８間の結
合が空胴１３２．９４の両方の共振周波数に影響を及ぼ
すからである）。
第６図（（示したアンテナ構造５０の実施例は、円板６
２、円柱６８、非励振素子５８及び導電性基準面６０を
各別に銅又はその他の導電性材料から作り（たとえ／ｉ
′普通の金属切断法及び愼械加工法を立って）、次いで
普通の締付部片（たとえば薄板金用のねじ又はナツト及
びボルト或はこれ等の全部）を使いアンテナ構造を組立
てることにより製作する。本発明のプロトタイプはこの
ような方法を便って作った。しかしアンテナ構造５０を
故十万（又は故百万）の呆用車に組込むように量産しよ
うとする場合には一層安一で一層時間のかからない製法
を使うのが望ましい。
第５図は円形補射体素子５６及び非励振導波器菓子５８
を待つ別の実施例によるアンテナ構造５０の嘴断面を示
す。第５図に示した実施例は、末物屋根購造５２内に一
体に組込まれ、極めて安価に大祉の部品な容易に生ずる
ことのできる製法を使って２個の形打ちした部品１０４
，１０６から作る。
乗用車５４の普通の自動車屋根構造５２は、剛性の非導
電性（たとえばプラスチック材の）外殻１０８と外殻１
０Ｂから間隔を隔てた天井板内張り層１１０とを備えそ
の間に約１ｉｎの高さを待つ空胴１１２を形成するよう
にしである。内張り層１１０は板紙又はその他の安価な
熱ｆＩＡ縁材料から作る。フオーム又は布の層（図示し
てない）は、美観上及びその他の理由で自動車５４の搭
乗者区画を仕切る天井板面１１４に配置しである。天井
板層１１０は、自動車搭乗者区画の内側屋根として考え
られる（又天井灯を取付けた）構造でちる。
外殻１０８は、自立性を持ち、天候に対して良好な深護
体になるのに十分な剛性及び強さを持つ。
第５図に示した実施例によるアンテナ構造５０は２部品
すなわち部品１０４及び部品１０６から作っである。部
品１０６は円板６２及び円柱６８を形成するが、部品１
０４は壌８６、短絡部分！３２及び導電性基準面６０を
形成する（自動車シャ７に・戒気的に接続され接地面と
してもシールドとしても作用し自動車内の搭乗者をマイ
クロ波に露出しないように［１＋ｉするアルミニウムは
くの層又はその池の薄い導電性層と協働して）。
第６図では部品１０６は、普通の型打ち機及び型を使っ
て導電性金属（アルミニウムはその両路が安く縁量で延
性を待つので好適であるが、代りに銅を使ってもよい）
から成る円板を型打ちすることにより作る。部品１０６
を型打ちして作る円板は、円板６２の所望の直径よりな
るべくはわずかに大きい直径を持ち、又円板中心部から
所望の長さの突出部分（円柱６８）を絞り出すことがで
きるのに十分なだけ厚い厚さを持つ。
部品１０６を作る円板は弾性クランプを筺い周辺のまわ
りを締付ける。次いで円板の中心部から金属を下向きに
絞り出すのに十分な力で円板の中心部内に（たとえば円
板の下方に位置し棒本体に整合させた円筒形の穴内に）
棒状型打ち工具を工師させる。このような普通の型打ち
法は、当業者にはよく知られているから詳しい説明は省
くことにする（又前記したのとは異なるｈｍの互いに異
なる型打ち法を使い部品１０６を作ってもよい）。
部品１０６を作る円板は型打ちして突出部分１１８を円
板の中心部に形成し円板下面６６から延びるようにする
（第６図に示した向きに下向きに）。突出部分１１Ｂは
、これが円板下面６６につながる点で円すい台形であり
遠い方の終点１１９では円筒形である。円板上面６４の
中央部に生ずる円すい形凹人部１２０は輻射素子５６の
性能をあまり低下させない。又円柱６８はその全長に沿
い理想的には円筒形で基準面６０の近くと共に円板下面
６６の近くで櫃状空胴Ｔ２が気波長の寸法を待つように
するが、円柱６８の円すい台形のテーパ付き形状は環状
空胴８４の共振性をあまり低下させない。同じ型打ち工
程の一部として（又は第１の型打ち後に生ずる付加的な
機械加工処理又は型打ち処理によって）、図示のように
突出部分１１８の遠い方の終端１１９から延びる耳片又
は舌状片１２２を形成する。
部品゛１０４を作るには円筒形の型を使い一層大きい円
板（同様にアルミニウム又は銅から成る）を型打ちして
円筒形側壁１２２′及び円形底部１２６を持つ円筒形杯
状部分を形成する（このような方法は一般にケーキなべ
及びその他の類似の物品を形成するのに使われる）。型
打ち工程に次いで普遍のっぽ出し機を使い杯状部分側壁
１２２′の上縁部を外向きに延びるフランジ部分１２４
に折曲げる（使用つげ出し機の種類に従って、円筒形側
壁１２２′に直角を挟む環状フランツを形成するのに１
つ又は複数の各別の工程が必要である）。
仕上がり部品１０４は、杯状部分の底縁部１２７を閉じ
る実質的に扁平な円形底部１２６を持つ。
フランジ１２４は、円筒形部分の開いた縁部から外向き
に延び、底部゛１２６を含む平面に平行な平面に位置す
るのがよい。舌仏片°Ｉ２２に対応する穴１３０を底部
１２６に切欠くのがよい。
次いで部品１ｔ）４．１０６は、舌状片１２２を穴１３
０内に挿入し、舌状片１２２を折曲げ（又ははんだ付け
やろう付けのような成る種の金属の接着／固着法を使い
）、突出部分１１８（すなわち円柱６８）が底部１２６
にほぼ直交しフランジ１２４（すなわち環８６）が円板
６２と同心になるようにすることにより組立てる。
このようにして得られる組立て構造体は、第５図に示す
ように底部１２６の導電性下面をアルミニウムはく層１
１６に電気的に結合することにより、杯状部分をはく層
１１６に電気的機械的に接続した保持環（図示してない
）に押入することにより（又は若干のその他の費用上有
効な方法により）又円板６２又はフランジ１２４或はこ
れ等の両方を外殻１０８に裁械的に取付ける（たとえば
プラスチック材のピン１３４を使って）ことによって、
自動車屋根構造５２内に取付ける。
同軸ＲＦ給電ケーデル１３６は円板６２の所定のインピ
ーダンス整合点１３８に直接接続しである（この点の位
置はプロトタイゾで実験的に定められ又接続を行うため
の穴１４０は量産幅に円板６２を貫いて切欠くことがで
きる）。同軸ケーブル１３６は円筒壁１２２′を貫いて
切欠いた穴１４２を貫通させる。各部品１０４．１０６
を作る円板の直径及び厚さく及びもちろん型打ち法に使
う型の寸法）は、第３図及び第４図に述べた臨界的寸法
が最終的に作った構造に得られるように注意深く選定す
る。
前記したように単一の非励振素子５８はアンテナ構造５
０の輻射角をかなり減少させる。付加的な同心短絡＊８
６はなお一層小さい輻射角を生ずるのに使われる（従っ
て水平方向に向かっては有効利得をさらに増大する）。
第７図及び第８図は、円形幅射体累子５６、環状非励振
素子５８、第２の環状非励振素子１４２及び第３の外側
非励振素子１１０を備えた別の実施例によるアンテナ構
造５０を示す。非励振素子１４２．１７０は前記した非
励振素子５Ｂとほぼ同じ構造を持つが、各素子１４２．
１７１１は共に非励振累子横８６より大きい直径を待つ
（その理由は谷素子１４２　、１７１３が環８６から半
径方向外方に間隔を隔てているからである）。
非励振素子１４２は、素子５８．５６と同心であり、ｄ
ａ６及び円板６２と同じ平面上にある環１４４を備えて
いる。非励振素子１４２により仕切った非励振輻射スロ
ット１４６及び協働するス波長共振窒胴１４８は、谷ス
ロツ）８４．１０２に非励振結合され別の輻射導波器と
して作用する。
非励振素子１７０は、各素子５ａ、５６．１４２と同心
であり、ｆＪ８６，１４４及び円板６２と同じ平面上に
ある櫨１７２を備えている。非励振素子１４２により仕
切った非励振輻射スロット１７４及び協働する１／４波
長共振窒胴゛１１６は、各スロツ）ｄ４．１ｔ１２，１
４６に非励振結合されなお別の輻射導波器として作用す
る。
含スロットｌＬ１２．１４６．１７４間の間隔は、公称
的には前記した０、２波長八木配列間隔に追従するが、
実際の間隔は実験により最適にしなければならない。
輻射角をさらに減少させることは、なお別の同心の非励
振素子を設けることによってできる。第７図及び第８図
に示した構造（６個の環状非励振素子と円形の輻射素子
５６とを持つ）を構成し試験した所、比較的小さい輻射
角（従って水平方向に向っての付加的な利得）と比較的
広帯域の特性とを示した。しかし用途によっては、２個
又は３個以上の環状非励振素子を設けても、アンテナ性
能をさらに向上させることにはならない（実際上若干の
用途では水平方向に向かっての利得は減少しても、製造
費及び複雑さを減らすように非励振素子は１個だけしか
又は全く使わない）。
前記したように前記のアンテナ５０は、比較的広帯域の
特性を持ち、従って許容できるインピーダンス歪合の状
態で比較的広い動作周波数範囲にわたって動作すること
ができる。しかし移動無線通信相では憔めてムい範囲の
動作周波数（たとえば８２０ＭＨ２ないし８９　Ｑ　Ｍ
Ｈ２）にわたりこの全４囲で許容できるＶＳＷＲ（２，
０対１又はそれ以下）でアンテナ構造５０を動作させる
のが望ましいことが多い。この広い帯域幅を得るにはア
ンテナ構造５０は、第９図及び第１０図に示したような
マイクロストリップライン型インピーダンス整合ネット
ワーク１５０を備えるように修正すればよい。
整合ネットワーク１５０は、絶縁材ストリップ１５４に
配置したマイクロストリップライン１５２を備えている
。ストリップ１５４は円板上面６４に配置しである。第
１０図に示すように同軸ケーブル心ｄ１５６は、普通の
はんだ継手１５８又は類似物を使いマイクロストリップ
ライン１５２に直接接続する。円板６２及び絶縁ストリ
ップ１５４にそれぞれ穴１６０，１６２をめけて心線１
５６が円板６２に電気的に接触しないで円板６２をマイ
クロストリップライン１５２まで貫通できるようにして
おる。マイクロストリップライン１５２及び円板６２間
の容量性リアクタンスは同軸ケーブル心＋ＩＩ！１５６
（或はアンテナ構造５０に給電するのに使われる普通の
ＲＦコネクタのフィードスルーピン）により導入される
誘導性リアクタンスと協働して、共振回路を生じ広帯域
インピーダンス整合が得られる。
第１１図、第１２図及び第１６図は自動車５４の屋根構
造５２内に取付けた第３図に示したアンテナ構造５０の
ＲＩＰ輻射パターンを示す。第１１図は、Ｘ−７平面（
円板６２をこの平面内に位置させたときは水平の平面）
内のアンテナ構造５０の垂直偏波無指向性輻射パターン
と又一部は非励振素子５８の作用による２方向における
比較的小さい輻射角（この小さい輻射角は又第１２図に
も示しである）とを示す。第１６図は２つのプロットを
示すスミス線図である。これ等のプロットは、屋根構造
５２内に取付けた第６図に示したアンテナ４造５０の実
際に計測した輻射パターン（電磁昇彊さ計測値）（この
プロットはＡとする）と、同じ自動車に取付けたトラン
ク取付けの１／２波長ホイップアンテナ（第１図に示し
た形式の）のプロット（このプロットはＢとする）とで
ある。
第１４図は第７図及び第８図に示したアンテナ構造５０
０Åカインピーダンス計測値の成順を示すスミス線図で
ある。この−図は、８２０ＭＨ２ないし８９　Ｑ　ＭＨ
ｚの・範囲にわたり２．０ないし１以下のＶＳＷＲ電圧
定在波比）の得られることを示す。
第１５図は、円形輻射体素子５６にほぼ同じ寸法及び形
状を待つ円板状２４電性基準面６０を持つ別の実施例に
よるアンテナ構造５０を示す。対称形によって有利なこ
の実施例は基準面６０７）下側のＲＦシールドを必要と
しない用途に有用である。
以上無指向性ＲＦ＠射パターンを持ち、大量に作ること
が安価かつ容易で低プロフィルのνぐツケージに構成す
ることのできる新規かつ有利なアンテナ構造について述
べたわけである。本発明アンテナ構造は、適合性を持ち
（すなわち本アンテナ画造はその支持体とはぼ同じ平面
内にある）又このこととその寸法の小さいこととによっ
て乗用車の屋根構造に協働させることができる。前記し
たアンテナ構造は、これ等の特性により乗用単移動無線
口ＨＦアンテナとして使うのに住めて適している。
以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本発
明はなおその精神を逸脱しないで抽挿の変化変型を行う
ことができるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のホイップ型ス波長移動アンテナ輻射体の
線図的側面図、第２図は乗用車及び屋根構造の線図的側
面図である。第６図は本発明の好適とする実施例による
円形輻射本素子及び単一の頃状非励振素子を備えたアン
テナ構造の斜視図、第４図は第６図の実施例の拡大噴断
面図、第４（Ａ）図は輻射体素子及び基準面間に仕切ら
れた共振寸法の環状共振９胴を示す第３図の円形輻射本
素子の平面図である。第５図は円形輻射本素子及び単一
の環状非励振素子を持ち第２図の自動車屋根構造に取付
けた本発明の別の実施例によるアンテナ構造の横断面図
、第６図は第５図に示したアンテナ構造を形成する２個
の型打ち部品を縮小して示す展開斜視図、第７図は円形
輻射本素子及び３個の環状非励振素子を待つ本発明のな
お別の実施例の横断面図、第８図は第７図の実施例の縮
小平面図でおる。第９図は円形輻射本素子を待つが非励
振素子は設けてなくて広蛍域インピーダンス督合を得る
ように容量性マイクロストリップラインスタブ共振イン
ピーダンス巌合ネットワークを・備えた本発明のさらに
別の実施例によるアンテナ構造の平面図、第１０図は第
９図の谷童性スタデインピーダンス整合ネットワークを
第５図の実施例に協働させて示す横断面図である。第１
１図は本発明アンテナ構造の輻射パターンの斜視図、第
１２図は第６図に示した実施例の輻射パターンの成因的
側面図、第１６図は乗用車に取付けた第７図のアンテナ
構造の垂直偏波輻射パターンの実際の電磁界強さ計測値
と第１図に示した従来のホイップアンテナの輻射パター
ンとを示すスミス−図、第１４図は８２０ＭＨ２ないし
８９０　ＭＨｚの周波数範囲にわたって計測した本発明
アンテナ構造の入力インーーダンスのスミス線図、第１
５図は円形輻射本素子と同寸法の円形基準面を待つ本発
明のさらに別の実施例の斜視図である。 ・・・外周辺、８２・・・環状空胴、８４・・・輻射ス
ロット、８６・・・扁平項、８８・・・周縁部、（１）
２・・・輻射スロット、１０４・・・第２部品、１０６
・・・第１部品、１１８・・・円筒形突出部分、１１９
・・・桁端部、１２０・・・凹入部、１２４・・・フラ
ンジ、１２６・・・底部、１３０・・・ＲＦ給電線 ｒＦＪＧ、６ ｒ’ＦＩＧ、ｔ。

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）導電性の基準面と、少くとも１／２波長の直径を
    持ち前記基準面の上方に実質的に１／４波長以下の距離
    に配置され円形輻射体素子中心の付近で前記基準面に電
    気的に短絡され第１の円形輻射スロットを外周縁に持つ
    短絡した１／４波長半径の環状空胴を形成するようにし
    た円形の導電性輻射体素子と、前記基準面と前記円形輻
    射体素子の所定の整合インピーダンス点との間に位置さ
    せたＲＦ信号給電結線と、前記第１円形輻射スロットか
    ら半径方向外方に間隔を隔て又前記基準面の上方に実質
    的に１／４波長以下の距離に配置され、共振半径方向寸
    法を持ち少くとも１つの別の円形輻射スロットを周縁の
    一方に形成するようにした少くとも１個の環状の別の導
    電性輻射体素子とを包含する乗物取付け用無線周波アン
    テナ。
  2. （２）別の環状導電性輻射体素子が約１／４波長の半径
    方向寸法を持ちその内半径部を基準面に短絡して環状の
    短絡した１／４波長の半径の円形輻射スロットを外周縁
    に形成するようにした特許請求の範囲第（１）項記載の
    無線周波アンテナ。
  3. （３）第２の輻射スロットを第１輻射スロットの半径方
    向外方に約０．２ないし０．４波長の距離に位置させた
    特許請求の範囲第（１）項記載の無線周波アンテナ。
  4. （４）別の環状導電性輻射体素子に、直接接続のＲＦ給
    電点を持たなくて前記輻射体素子及び導電性基準面を水
    平に配置したときに水平方向で増大したアンテナ利得を
    生ずる非励振導波器を設けた特許請求の範囲第（１）項
    記載の無線周波アンテナ。
  5. （５）別の環状導電性輻射体素子を備え、これ等の逐次
    の付加的素子をそれぞれすぐ先行する素子の半径方向外
    方に位置させた特許請求の範囲第（１）項、第（２）項
    、第（３）項又は第（４）項に記載の無線周波アンテナ
    。
  6. （６）乗物の搭乗者区分の上方に導電性基準面を配置し
    て前記乗物の屋根内に取付けた特許請求の範囲第（１）
    項記載の無線周波アンテナ。
  7. （７）ＲＦ信号給電結線を、輻射体素子に配置され他の
    給電結線部品と共振するように接続して広い周波数帯域
    にわたり実質的に整合したＲＦインピーダンスを生ずる
    ようにした所定長さのマイクロストリップ伝送線により
    構成した特許請求の範囲第（１）項記載の無線周波アン
    テナ。
  8. （８）８２５ＭＨｚないし８９０ＭＨｚの動作帯域幅を
    持つ特許請求の範囲第（１）項記載の無線周波アンテナ
    。
  9. （９）導電性素子を、型成形したアルミニウム構造によ
    り構成した特許請求の範囲第（１）項記載の無線周波ア
    ンテナ。
  10. （１０）導電性材料から成り円形の周辺部と互いに対向
    する第１及び第２の表面とを持ち又前記第１表面のほぼ
    中央部の凹入部と末端の終端部を持ち前記第２表面から
    突出する円筒形の中空突出部分とを備え前記凹入部を前
    記突出部分内の中空部に連通させた第１の部品と、導電
    性材料から成り底部部分を持つ実質的に円筒形の凹入部
    を外向きに延びるフランジにより囲んだ第２の部品と、
    この第２部品の底部部分に前記の第１部品の突出部分終
    端部を機械的電気的に取付ける取付部片と、前記第２部
    品と前記第１部品の所定のインピーダンス整合点との間
    に接続したＲＦ給電線とを包含する底プロフイルＵＨＦ
    無線周波アンテナ構造。
  11. （１１）フランジを環状にした特許請求の範囲第（１０
    ）項記載のアンテナ構造。
  12. （１２）フランジの幅を、第１部品の円形周辺の直径の
    約半分にした特許請求の範囲第（１０）項記載のアンテ
    ナ構造。
  13. （１３）第２部品の円筒形凹入部の底部を、円形にし第
    １部品の直径より実質的に大きい直径を持つようにした
    特許請求の範囲第（１０）項記載のアンテナ構造。
  14. （１４）第１部品周辺部とフランジとの間に環状のすき
    まを仕切つた特許請求の範囲第（１０）項記載のアンテ
    ナ構造。
  15. （１５）第１の部品の第１の表面とフランジとを同じ平
    面に位置するようにした特許請求の範囲第（１０）項記
    載のアンテナ構造。
  16. （１６）取付部片を、終端部から延びる構造と、底部部
    分を貫いて形成され前記構造を挿入した少くとも１個の
    穴とにより構成した特許請求の範囲第（１０）項記載の
    アンテナ構造。
  17. （１７）第２部品の底部部分に結合した導電性材料から
    成るシートを備えた特許請求の範囲第（１０）項記載の
    アンテナ構造。
  18. （１８）突出部分をこれが第２の表面に接合する場所で
    円すい台形にした特許請求の範囲第（１０）項記載のア
    ンテナ構造。
  19. （１９）突出部分に円すい台形部分とこれに接合した円
    筒形部分とを設け、この円筒形部分が終端部に終り、前
    記円すい台形部分を第１の部分の残りの部分に連結した
    特許請求の範囲第（１０）項記載のアンテナ構造。
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