JPWO2005117210A1 - 円偏波用のマイクロストリップアンテナおよびそれを備えた無線通信機 - Google Patents

Abstract

誘電体基体２を有し、この誘電体基体２の表面には円偏波発生用の放射電極３のみを形成する。誘電体基体２の裏面には、放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路４を形成すると共に、その信号線路４の形成領域を避けた誘電体基体裏面全面にはグランド電極５を形成する。信号線路４は、誘電体基体２の裏面端縁７から、誘電体基体裏面２ｂにおける放射電極中心位置Ｏに向かう途中位置まで伸長形成された形態と成している。円偏波特性の向上が容易で、製造コストを抑えることができ、さらに、小型化が容易な円偏波用のマイクロストリップアンテナを提供できる。

Description

本発明は、円偏波を利用した無線通信を行うための円偏波用のマイクロストリップアンテナおよびそれを備えた無線通信機に関するものである。

図８ａには円偏波用のアンテナ構造の一例が斜視図により示され、図８ｂには図８ａの円偏波用のアンテナ構造の模式的な断面図が示されている（例えば特許文献１参照）。この円偏波用のアンテナ構造３０は誘電体基板３１を有し、この誘電体基板３１の表面には円偏波発生用の放射電極３２が形成され、誘電体基体３１の裏面にはほぼ全面にグランド電極３３が形成されている。グランド電極３３には給電ピン挿通用の電極非形成部が設けられ、この電極非形成部を通して給電ピン３４が誘電体基板３１内に挿入されている。この給電ピン３４は放射電極３２と容量を介して電磁結合する。また、当該給電ピン３４は、給電用の同軸ケーブルの内部導体に接続され、この給電用の同軸ケーブルを介して、例えば無線通信機の無線通信用の高周波回路（図示せず）に接続される。

この円偏波用のアンテナ構造３０では、例えば、無線通信機の無線通信用の高周波回路から給電用の同軸ケーブルを通って給電ピン３４に送信用の信号が供給されると、その給電ピン３４から放射電極３２に電磁結合により送信用の信号が伝達される。これにより、放射電極３２が励振して円偏波が発生して信号が無線送信される。

図９ａには円偏波用のアンテナ構造の別の構成例が模式的な平面図により示され、図９ｂには図９ａに示すＡ−Ａ部分の模式的な断面図が示されている（例えば特許文献２参照）。この円偏波用のアンテナ構造３６は誘電体基板３７を有し、この誘電体基板３７の表面には円偏波発生用の放射電極３８と、この放射電極３８から伸長形成されている給電電極３９とが形成されている。また、誘電体基板３７の裏面には、コプレーナ線路（ＣＰＷ線路）の信号線路４０が誘電体基板裏面端縁から給電電極３９に対向する位置まで伸長形成されている。また、誘電体基板３７の裏面には、その信号線路４０の形成領域を避けた誘電体基板裏面のほぼ全面にグランド電極４１が信号線路４０と間隔を介して形成されている。

コプレーナ線路の信号線路４０は給電電極３９と電磁結合する。また、当該信号線路４０は、無線通信機の無線通信用の高周波回路（図示せず）に接続される。その高周波回路から送信用の信号がコプレーナ線路の信号線路４０に供給されると、信号線路４０と給電電極３９の電磁結合によって、信号線路４０から給電電極３９に送信用の信号が伝達され、当該給電電極３９から放射電極３８に送信用の信号が通電する。これにより、放射電極３８が励振して円偏波が発生して送信用の信号が無線送信される。

図１０ａには更に別の円偏波用のアンテナ構造の一例が模式的な平面図により示され、図１０ｂには図１０ａのＢ−Ｂ部分の模式的な断面図が示されている（例えば特許文献３参照）。この円偏波用のアンテナ構造４３は誘電体基板４４を有し、この誘電体基板４４の表面には円偏波発生用の放射電極４５が形成されている。誘電体基板４４の裏面には、給電電極４６が誘電体基板裏面の端縁から誘電体基板裏面における放射電極中心位置まで伸長形成されている。また、誘電体基板４４の裏面には、その給電電極４６を避けた誘電体基板裏面全面にグランド電極４７が給電電極４６と間隔を介して形成されている。

特開２００４−３２０１４号公報 特開平１０−９３３３０号公報 特許第３００２２５２号公報 特開平１−１４７９０５号公報

図８ａおよび図８ｂに示されるアンテナ構造３０では、給電ピン３４を利用する構成である。このために、例えば、製造工程において、誘電体基板３１に放射電極３２とグランド電極３３を形成した後に、誘電体基板３１に給電ピン３４を差し込み挿入しなければならず、製造が面倒であった。また、アンテナ構造３０の構成では、放射電極３２と、給電ピン３４とはインピーダンス整合している状態で電磁結合していることが望ましい。放射電極３２と給電ピン３４をインピーダンス整合させるためには、放射電極３２と給電ピン３４との間の間隔が予め定められたインピーダンス整合用の間隔となるように、放射電極３２に対する給電ピン３４の先端位置を精度良く配設する必要がある。しかしながら、例えば大量生産する場合には、全ての製品において、誘電体基板３１に給電ピン３４を設計通りに差し込み挿入させることは非常に難しい。つまり、製品によって、放射電極３２と給電ピン３４との間の間隔はばらついて、放射電極３２と給電ピン３４のインピーダンス整合状態がばらつくという問題が生じる。その放射電極３２と給電ピン３４のインピーダンス整合状態のばらつきに起因して無線通信性能がばらつくために、性能の信頼性が劣ってしまう。

また、アンテナ構造３０は、同軸ケーブルを利用して、無線通信機の無線通信用の高周波回路と接続する構成であり、その同軸ケーブルと、アンテナ構造３０との接続は作業が面倒であり、製造コストが掛かるという問題が生じる。

図９ａおよび図９ｂに示されるアンテナ構造３６の構成では、誘電体基板３７の表面には、放射電極３８だけでなく、給電電極３９も形成される構成である。このため、その給電電極３９を設けなければならない分、誘電体基板３７の小型化が難しいという問題が生じる。

図１０ａおよび図１０ｂに示されるアンテナ構造４３の構成では、給電電極４６は、誘電体基板裏面の端縁から、誘電体基板裏面における放射電極中心位置まで伸長形成されている。このため、放射電極４５は次に示すような理由によって円偏波を発生させるための良好な共振が行われず、これにより、アンテナ構造４３は円偏波アンテナとして機能することが難しいという問題がある。

つまり、放射電極４５を流れる電流（共振電流）は、例えば図１０ｃの平面図の点線α，α’に示されるような、放射電極４５の中心Ｏを通る直線状の経路でもって通電する。これに対して、放射電極４５の共振電流に誘起されてグランド電極４７に通電するイメージ電流は、理想的には放射電極４５の共振電流の導通経路α，α’に沿って、つまり、放射電極中心位置Ｏを通る直線状の経路でもって通電することが望ましい。しかし、誘電体基体４４の裏面には、給電電極４６が放射電極中心位置Ｏまで伸長形成され、放射電極中心位置Ｏにはグランド電極４７が形成されていないために、グランド電極４７のイメージ電流は、例えば図１０ｃの実線β，β’に示されるように、給電電極４６を迂回して通電することとなる。つまり、イメージ電流は、放射電極４５の共振電流と同様に放射電極中心位置Ｏを通る直線状の経路でもって通電することができず、イメージ電流の通電経路長は、放射電極４５の共振電流の通電経路長よりも長くなる。これにより、放射電極４５は、円偏波を発生させるための良好な共振ができないというものである。

上記したような問題点を解決するために、この発明は次に示す構成を有して構成されている。すなわち、この発明の円偏波用のマイクロストリップアンテナは、誘電体基体を有し、この誘電体基体の表面には円偏波を発生させるためのλ／２タイプの放射電極のみが形成され、誘電体基体の裏面には、放射電極と電磁結合する放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路が形成されると共に、その信号線路の形成領域を避けた誘電体基体裏面全面にグランド電極が形成されている構成を備えており、放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路は、誘電体基体裏面の端縁から、誘電体基体裏面における放射電極中心位置に向かう途中位置まで伸長形成されていることを特徴としている。また、この発明の無線通信機は、この発明において特徴的な構成を持つ円偏波用のマイクロストリップアンテナが設けられていることを特徴としている。

この発明によれば、誘電体基体裏面に形成される放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路は、誘電体基体裏面の端縁から、誘電体基体裏面における放射電極中心位置に向かう途中位置まで伸長形成されている構成とした。換言すれば、本発明を構成する放射電極給電用の信号線路は、誘電体基体裏面の端縁から誘電体基体裏面における放射電極中心位置まで伸長形成されている放射電極給電用の信号線路に比べて、信号線路長が短い構成となっている。つまり、本発明では、放射電極給電用の信号線路は、放射電極とオーバーラップしている部分（重なっている部分）の長さを短く、あるいは、無くすことができる構成となっている。

放射電極とオーバーラップしている放射電極給電用の信号線路部分の長さが短くなるに従って、その信号線路は、グランド電極のイメージ電流の理想的な通電経路から離れることとなる。このため、この発明の構成を備えることによって、イメージ電流は、放射電極給電用の信号線路に邪魔されることなく、グランド電極における放射電極中心位置を通る経路でもって通電することが可能となる。これにより、グランド電極のイメージ電流の通電経路長が、放射電極に通電する共振電流の通電経路長よりも長くなることを防止できて、放射電極は、円偏波を発生させるための良好な共振を行うことができる。

特に、放射電極給電用の信号線路が放射電極とオーバーラップしていない構成とすることによって、イメージ電流の通電経路に対する放射電極給電用の信号線路の悪影響を抑制することができるので、放射電極はより良好に共振できて、円偏波特性を向上させることができる。これにより、無線通信の信頼性の高い円偏波用のマイクロストリップアンテナを提供することが可能となる。

また、この発明では、放射電極は誘電体基体の表面に、また、放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路は誘電体基体の裏面に、それぞれ、形成されている構成とした。放射電極や放射電極給電用の信号線路は、例えばエッチングやスクリーン印刷工法等の技術を利用して誘電体基体の表面や裏面に容易に、かつ、高精度に形成でき、また、誘電体基体も高精度に容易に作製できるものである。このことから、放射電極と、放射電極給電用の信号線路との間の間隔をばらつき無くほぼ設計通りの間隔とすることができる。これにより、放射電極と、放射電極給電用の信号線路との間に生じる容量をほぼ設計通りの容量とすることが容易である。このため、放射電極と、放射電極給電用の信号線路とを、設計通りの良好なインピーダンス整合状態でもって、電磁結合させることが容易にできて、アンテナ利得の向上を図ることができる。このことも、無線通信の信頼性を高めることに寄与するものである。

さらに、この発明では、放射電極はλ／２タイプの放射電極であるために、当該放射電極をグランドに連接させる必要がない。このことから、放射電極をグランド電極に連接させるために電極を誘電体基体の側面に形成しなくてよい構成である。つまり、この発明では、λ／２タイプの放射電極は誘電体基体の表面のみに形成され、誘電体基体の側面には電極を設けなくて済む構成である。このため、誘電体基体の側面に電極を形成するための製造工程を設けなくともよく、これにより、製造工程の簡略化が図られて製造コストを削減することができる。

さらに、この発明では、誘電体基体の表面には放射電極のみが形成されている構成とした。このため、誘電体基体の表面に、放射電極だけでなく放射電極以外のものも形成されている構成に比べて、誘電体基体（つまり、マイクロストリップアンテナ）の小型化を図ることが容易となる。

ところで、トリプレート構造のアンテナ（つまり、放射電極と、給電電極と、グランド電極とが誘電体層を介しながら積層配置されている三層構造のアンテナ）が提案されている（例えば特許文献４参照）。この提案の構成では、放射電極と、給電電極と、グランド電極とが別々の積層位置に配設される。このために、製造が面倒であるし、また、誘電体層が増加する分、材料コストが掛かるという問題が生じる。これに対して、この発明では、放射電極給電用の信号線路と、グランド電極とが両方共に誘電体基体裏面に形成される構成であるために、それら放射電極給電用の信号線路と、グランド電極とを同時に作製することができるので、製造工程の簡略化を図ることができる。また、誘電体の使用量を抑えることができるので、材料コストの低減を図ることができる。

第１実施例の円偏波用のマイクロストリップアンテナを説明するための斜視図である。 第１実施例の円偏波用のマイクロストリップアンテナを説明するための展開図である。 第１実施例の円偏波用のマイクロストリップアンテナを説明するための平面図である。 第１実施例の構成を持つ円偏波用のマイクロストリップアンテナのシミュレーションにより得られたリターンロス特性の一例を表すグラフである。 図１ａ〜図１ｃに示される円偏波用マイクロストリップアンテナとは別の円偏波用のマイクロストリップアンテナであって、第１実施例における特有な構成を持つ円偏波用のマイクロストリップアンテナの一例を説明するための展開図である。 図３ａに示される円偏波用のマイクロストリップアンテナの平面図である。 図３ａおよび図３ｂに示される円偏波用のマイクロストリップアンテナのリターンロス特性の一例を表すグラフである。 第２実施例の円偏波用のマイクロストリップアンテナを説明するための展開図である。 第２実施例の円偏波用のマイクロストリップアンテナを説明するための平面図である。 ２点給電方式の円偏波用のマイクロストリップアンテナの一実施例を説明するための図である。 放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路のその他の形態例を表したモデル図である。 放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路の別のその他の形態例を表したモデル図である。 さらに、放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路の別のその他の形態例を表したモデル図である。 円偏波用のアンテナ構造の一従来例を説明するための斜視図である。 図８ａに示される円偏波用のアンテナ構造の模式的な断面図である。 図８ａおよび図８ｂに示される円偏波用のアンテナ構造とは別の円偏波用のアンテナ構造の従来例を説明するための平面図である。 図９ａに示される円偏波用のアンテナ構造の模式的な断面図である。 さらに、図８ａおよび図８ｂに示される円偏波用のアンテナ構造とは別の円偏波用のアンテナ構造の従来例を説明するための平面図である。 図１０ａに示される円偏波用のアンテナ構造の模式的な断面図である。 図１０ａに示される円偏波用のアンテナ構造を裏側から見た模式的な平面図である。

符号の説明

１ 円偏波用のマイクロストリップアンテナ
２ 誘電体基体
３ 放射電極
４ 放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路
５ グランド電極

以下に、この発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。

図１ａには第１実施例の円偏波用のマイクロストリップアンテナが模式的な斜視図により示されている。図１ｂには図１ａの円偏波用のマイクロストリップアンテナの模式的な展開図が示されている。図１ｃには図１ａの円偏波用のマイクロストリップアンテナを上方側から見た模式的な平面図が示されている。

第１実施例の円偏波用のマイクロストリップアンテナ１は誘電体基体２を有している。この誘電体基体２は方形状の板状と成し、当該誘電体基体２は、比誘電率が６以上の誘電体により構成されている。誘電体基体２の表面２ａには放射電極３が形成され、誘電体基体２の裏面２ｂには放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路４が形成されると共に、その信号線路４の形成領域を避けた誘電体基体裏面全面にグランド電極５が信号線路４と間隔を介して形成されている。誘電体基体２の側面２ｃ〜２ｆの何れにも電極等の導体は形成されておらず、これら側面２ｃ〜２ｆは導体非形成領域と成っている。

放射電極３は略正方形状のλ／２タイプの放射電極（つまり、無線通信に使用される電波の波長λの約１／２の電気長を持つ放射電極）と成している。この第１実施例の円偏波用のマイクロストリップアンテナ１は、１点給電方式（つまり、放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路４がただ１つだけ設けられている構成）である。このために、放射電極３には、縮退分離を生じさせるために、互いに対角位置にある２つの隅部にそれぞれ切り欠き６（６ａ，６ｂ）が設けられている。これにより、放射電極３には縮退分離が生じて放射電極３は円偏波の電波の無線通信を行うことができる。この第１実施例では、前記の如く、誘電体基体２の比誘電率が６以上であるので、誘電体基体２による波長短縮効果が強くなって、放射電極３等の小型化を図ることができ、これにより、円偏波用のマイクロストリップアンテナ１の小型化を促進させることができる構成となっている。

放射電極給電用の信号線路４は、グランド電極５と共にコプレーナ線路を構成しており、当該信号線路４は、正方形状の誘電体基体裏面２ｂの一辺（端縁）７から、誘電体基体裏面２ｂにおける放射電極中心位置Ｏに向かう途中位置まで直線状に伸長形成されている。この信号線路４の長さは、信号線路４と放射電極３との間の電磁結合量に関与するものであり、当該信号線路４の長さは、当該信号線路４と放射電極３がインピーダンス整合状態でもって電磁結合できる適宜な長さに設定されている。

以下に、この第１実施例の具体例を示す。この具体例では、誘電体基体２の比誘電率は６であり、当該誘電体基体２のサイズは１０mm×１０mm×１mmである。放射電極３は方形状のλ／２タイプの放射電極と成し、この放射電極３の横Ｗ₃（図１ｂ参照）は7.55mmであり、縦Ｌ₃は８mmであり、放射電極３はその中心位置を誘電体基体２の中心位置にほぼ一致させて形成されている。このため、誘電体基体２の横方向に沿う端縁から放射電極３の横方向に沿う端縁までの電極非形成部分の幅Ｄ１，Ｄ２はそれぞれ１mmである。また、誘電体基体２の縦方向に沿う端縁から放射電極３の縦方向に沿う端縁までの電極非形成部分の幅Ｄ３，Ｄ４はそれぞれ1.225mmとなっている。

切り欠き６（６ａ，６ｂ）の横幅Ｈ_Wは0.7mmであり、縦幅Ｈ_Lは0.6mmである。放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路４の幅Ｗ₄は1.８mmであり、長さＬ₄は３mmである。この信号線路４の周囲のグランド電極５との間の隙間間隔Ｄ５は0.5mmである。信号線路４の伸長先端位置と、誘電体基体裏面２ｂにおける放射電極中心位置Ｏとの間の間隔Ｌoは２mmである。つまり、信号線路４は、放射電極３の端縁と中心位置Ｏとの中間位置まで伸長形成されている。

本発明者は、このような構成を持つ円偏波用のマイクロストリップアンテナ１のリターンロス特性および軸比をシミュレーションにより求めた。図２にそのリターンロス特性のシミュレーション結果がグラフにより示されている。また、放射電極３に垂直な方向（天頂方向）の円偏波の軸比は1.4dBであった。これらの結果に示されるように、この具体例の構成を持つ円偏波用のマイクロストリップアンテナ１によって、約7.3ＧHzの周波数において良好な円偏波による無線通信が達成できることが分かる。

なお、この具体例では、信号線路４は、誘電体基体裏面端縁から、放射電極３の端縁と中心位置Ｏとの間の中間位置まで伸長形成されていたが、信号線路４の伸長先端位置は、放射電極３の端縁と中心位置Ｏとの間の中間位置に限定されるものではない。すなわち、信号線路４の長さは、信号線路４と放射電極３が良好にインピーダンス整合するための長さに設定されるものである。信号線路４と放射電極３を良好にインピーダンス整合させるための信号線路４の長さは、誘電体基体２の比誘電率や、無線通信に使用する予め定められた設定の周波数等によって異なる。このため、信号線路４の長さは、誘電体基体２の端縁から、放射電極３の端縁と中心位置Ｏとの間の中間位置まで伸長形成された長さに限定されるものではなく、信号線路４は、その中間位置よりも放射電極３の中心位置Ｏに近付いた位置まで伸長形成された長さであってもよいし、誘電体基体２の端縁から、放射電極３の端縁と中心位置Ｏとの間の中間位置に達する途中位置まで伸長形成された長さであってもよい。例えば、図３ａには別の具体例が展開図により示され、図３ｂには、図３ａに示される円偏波用のマイクロストリップアンテナ１を上方側から見た模式的な平面図が示されている。

この図３ａおよび図３ｂに示される具体例では、誘電体基体２の比誘電率は２０であり、当該誘電体基体２のサイズは、１０mm×１０mm×１mmである。放射電極３は略方形状のλ／２タイプの放射電極と成し、この放射電極３の横Ｗ₃（図３ａ参照）は7.72mmであり、縦Ｌ₃は８mmであり、放射電極３はその中心位置を誘電体基体２の中心位置にほぼ一致させて形成されている。このため、誘電体基体２の横方向に沿う端縁から放射電極３の横方向に沿う端縁までの電極非形成部分の幅Ｄ１，Ｄ２はそれぞれ１mmである。また、誘電体基体２の縦方向に沿う端縁から放射電極３の縦方向に沿う端縁までの電極非形成部分の幅Ｄ３，Ｄ４はそれぞれ1.14mmとなっている。

切り欠き６（６ａ，６ｂ）の横幅Ｈ_Wは0.6mmであり、縦幅Ｈ_Lは0.4mmである。放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路４の幅Ｗ₄は2.2mmであり、長さＬ₄は1.6mmである。この信号線路４の周囲のグランド電極５との間の隙間間隔Ｄ５は0.5mmである。信号線路４の伸長先端位置と、誘電体基体裏面２ｂにおける放射電極中心位置Ｏとの間の間隔Ｌoは3.4mmである。つまり、信号線路４は、図１ａ〜図１ｃに示される構成例に比べて、その長さが短くなって、放射電極３とオーバーラップしている部分が短くなっている。

この具体例の構成を持つ円偏波用のマイクロストリップアンテナ１に関して、リターンロス特性および軸比をシミュレーションにより求めた。図４にそのリターンロス特性のシミュレーション結果がグラフにより示されている。また、放射電極３に垂直な方向（天頂方向）の円偏波の軸比は2.1dBであった。これらの結果に示されるように、この具体例の円偏波用のマイクロストリップアンテナ１は、約4.1ＧHzの周波数において、良好な円偏波を発生させることができ、かつ、アンテナ利得が向上できるものであることが分かる。

以下に、第２実施例を説明する。なお、この第２実施例の説明において、第１実施例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

図５ａには第２実施例の円偏波用のマイクロストリップアンテナ１が模式的な展開図により示されている。また、図５ｂには図５ａの円偏波用のマイクロストリップアンテナ１を上方側から見た模式的な平面図が示されている。この第２実施例では、放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路４は、誘電体基体２の裏面端縁７から、誘電体基体裏面における放射電極中心位置Ｏに向かう方向に伸長形成されており、この信号線路４の伸長先端は、放射電極３の形成領域の外側に位置している。つまり、この第２実施例では、信号線路４は、放射電極３とオーバーラップしない構成となっている。

また、この第２実施例では、信号線路４は、誘電体基体裏面端縁側の端部よりも伸長先端側の端部の方が幅広となっている形態を有している。図５ａおよび図５ｂの例では、信号線路４は略Ｔ字形状となっている。このように、信号線路４における伸長先端側の端部を誘電体基体裏面端縁側の端部よりも幅広にすることによって、信号線路４が全長に渡って誘電体基体裏面端縁側の端部の幅を持つ等幅である場合に比べて、信号線路４と放射電極３の電磁結合を強くすることができる。このため、信号線路４を短くしても、信号線路４と放射電極３がインピーダンス整合状態でもって電磁結合するという良好な電磁結合状態を実現できる。このことから、この第２実施例の如く信号線路４が放射電極３とオーバーラップしない構成とすることが容易になる。

このように、信号線路４が放射電極３とオーバーラップしない構成とすることにより、信号線路４に邪魔されることなく、グランド電極５に通電するイメージ電流の通電経路をより理想的な導通経路（例えば、図１０ｃの点線α，α’に示されるような放射電極の中心位置を通る直線状の導通経路）に近付けることができることとなる。このため、円偏波用のマイクロストリップアンテナ１の円偏波特性を向上させることができる。

以下に、第３実施例を説明する。この第３実施例は無線通信機に関するものである。この第３実施例の無線通信機は、第１又は第２の実施例に示した円偏波用のマイクロストリップアンテナ１を有していることを特徴としている。それ以外の無線通信機構成には様々な構成があり、ここでは、その何れの構成をも採用してよく、その説明は省略する。また、第１又は第２の実施例の円偏波用のマイクロストリップアンテナ１に関しては、前述したので、その説明も省略する。

この第３実施例の無線通信機は、第１又は第２の実施例に示した円偏波用のマイクロストリップアンテナ１が設けられているので、当該円偏波用のマイクロストリップアンテナ１のコスト削減や小型化により、無線通信機の低コスト化や小型化を図ることができる。また、円偏波用のマイクロストリップアンテナ１の無線通信性能向上によって、無線通信機の無線通信に対する信頼性を向上させることができる。

なお、この発明は第１〜第３の各実施例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第１〜第３の各実施例では、円偏波用のマイクロストリップアンテナ１は１点給電方式タイプのものであったが、本発明は、２点給電方式の円偏波用のマイクロストリップアンテナにも適用することができる。この場合には、例えば、図６の模式的な展開図に示されるように、円偏波用のマイクロストリップアンテナ１には、２つの放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路４（４Ａ，４Ｂ）が形成される。これら信号線路４（４Ａ，４Ｂ）は互いに分離独立したものであり、当該信号線路４（４Ａ，４Ｂ）は、それぞれ、誘電体基体２の裏面端縁７Ａ，７Ｂから、誘電体基体裏面２ｂにおける放射電極中心位置Ｏに向かう途中位置まで伸長形成され、その信号線路４Ａの伸長方向Ａと、信号線路４Ｂの伸長方向Ｂとは直交関係にある。これら信号線路４（４Ａ，４Ｂ）のそれぞれの長さは、放射電極３とインピーダンス整合状態でもって電磁結合できる適宜な長さに設定されており、信号線路４（４Ａ，４Ｂ）の一部分が放射電極３とオーバーラップしている場合もあるし、信号線路４（４Ａ，４Ｂ）は放射電極３とオーバーラップしていない場合もある。

このような２点給電方式を採用することにより、次に示す効果を得ることができる。つまり、放射電極３は、円偏波を発生させるために異なる２つの励振モードを持ち、２点給電方式の場合には、それら２つの励振モードは互いに直交関係となる。このため、２つの放射電極給電用の信号線路４（４Ａ，４Ｂ）のうちの一方側から他方側を見たときに、一方側は他方側が電磁気的に見えない状態となる。つまり、信号線路４Ａ，４Ｂは互いに電磁気的に見えない状態となる。このことから、放射電極給電用の信号線路４が１つしかない１点給電方式に比べて、放射電極給電用の信号線路４と、放射電極３との電磁結合が弱くとも、放射電極給電用の信号線路４と、放射電極３とのインピーダンス整合を取ることができる。このため、放射電極給電用の信号線路４が放射電極３とオーバーラップしている部分の長さを短くできたり、放射電極給電用の信号線路４が放射電極３とオーバーラップしていない構成とすることが容易となる。この結果、グランド電極５に通電するイメージ電流の理想的な導通経路上に信号線路４が配置されないように信号線路４を設計することが可能となる。これにより、イメージ電流の導通経路を理想的な導通経路に近付けることができて、円偏波のアンテナ特性の向上を図ることができる。

また、第２実施例では、放射電極給電用の信号線路４は、放射電極３とオーバーラップせず、かつ、誘電体基体裏面端縁側の端部よりも伸長先端側の端部の方が幅広の形態となっていた。これに対して、例えば、信号線路４が、誘電体基体裏面端縁側の端部から伸長先端側の端部までの全長に渡って等幅となっている場合であっても、例えば、信号線路４が太くて信号線路４と放射電極３の電磁結合を強くできる場合には、その信号線路４は、放射電極３とオーバーラップしない構成としてもよい。また、信号線路４が、誘電体基体裏面端縁側の端部よりも伸長先端側の端部の方が幅広の形態を有している場合であっても、信号線路４と放射電極３の電磁結合の強さによっては、例えば、信号線路４の幅広側の一部が放射電極３とオーバーラップしている構成としてもよい。

さらに、第２実施例では、信号線路４は略Ｔ字形状と成していたが、信号線路４は、誘電体基体裏面端縁側の端部よりも伸長先端側の端部の方が幅広の形態となっていればよく、例えば、信号線路４は図７ａや図７ｂや図７ｃに示されるような形状であってもよい。つまり、図７ａに示される信号線路４は、誘電体基体裏面端縁から伸長形成の途中までは等幅と成し、この等幅な部分から伸長形成先端に至るまでの部分の幅が連続的に広がっている形状となっている。図７ｂに示される信号線路４は、誘電体基体裏面端縁から伸長形成先端に至るまで連続的に幅が広がっている形状となっている。図７ｃに示される信号線路４は、誘電体基体裏面端縁から伸長形成先端に至るまで段階的に幅が広がっている形状となっている。

さらに、第１〜第３の各実施例では、誘電体基体２は、略方形状であったが、円形状や、楕円形状や、三角形状や、五角以上の多角形状等の、方形状以外の形状であってもよい。また、放射電極３の形状に関しても同様に、円偏波を発生させることが可能な形態であれば、略正方形状に限定されるものではない。

本発明において特有な構成を備えることによって、円偏波用のマイクロストリップアンテナやそれを備えた無線通信機の小型化やコスト低減を図ることが容易になることから、本発明は、例えば、小型化が要求される携帯移動タイプの無線通信機や、携帯移動タイプの無線通信機に内蔵される円偏波用のマイクロストリップアンテナとして適用することが可能である。

Claims (6)

1. 誘電体基体を有し、この誘電体基体の表面には円偏波を発生させるためのλ／２タイプの放射電極のみが形成され、誘電体基体の裏面には、放射電極と電磁結合する放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路が形成されると共に、その信号線路の形成領域を避けた誘電体基体裏面全面にグランド電極が形成されている構成を備えており、放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路は、誘電体基体裏面の端縁から、誘電体基体裏面における放射電極中心位置に向かう途中位置まで伸長形成されていることを特徴とする円偏波用のマイクロストリップアンテナ。
2. 誘電体基体は、比誘電率が６以上の誘電体により構成されていることを特徴とする請求項１記載の円偏波用のマイクロストリップアンテナ。
3. 放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路は、誘電体基体裏面端縁側の端部よりも伸長先端側の端部の方が幅広の形態と成していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の円偏波用のマイクロストリップアンテナ。
4. 誘電体基体の裏面には、伸長方向が互いに直交する２つの互いに分離独立した放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路が形成されており、円偏波用のマイクロストリップアンテナは２点給電方式の円偏波用のマイクロストリップアンテナであることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載の円偏波用のマイクロストリップアンテナ。
5. 放射電極給電用のコプレーナ線路の信号線路は、放射電極とオーバーラップしていないことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の円偏波用のマイクロストリップアンテナ。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の円偏波用のマイクロストリップアンテナが設けられていることを特徴とした無線通信機。
   

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