JP2000323918A - 円偏波型平面アンテナ及びアンテナ装置及び無線装置及び無線システム - Google Patents
円偏波型平面アンテナ及びアンテナ装置及び無線装置及び無線システムInfo
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Abstract
素子や給電回路をプリントしたプリント基板による円偏
波型の平面アンテナにおいて、円偏波の軸比の帯域は極
めて狭くなると言う課題がある。 【解決手段】 この課題を解決するために本発明は、マ
イクロストリップアンテナ素子を2N×2M(N、Mは
整数)の2次元アレイに構成した平面アンテナにおい
て、給電方法が2次元アレイの中央部分より給電した直
列給電で、給電部位の中央から見て、水平方向及び垂直
方向に各々2分割した4ブロックを想定し、各ブロック
のアンテナ素子の向きをπ/2ラジアンづつ回転し、こ
の向きに応じて給電回路の位相をπ/2ラジアンづつ偏
移させるため、小型で薄型の平面アンテナ構成で、1個
のπラジアン位相器と2N個のπ/2ラジアン位相器を
限られた空間内に配置するだけで、低軸比の帯域を拡大
できる。
Description
イクロストリップアンテナによる円偏波アンテナおよび
このアンテナを用いた無線装置、無線システムに関する
ものである。
用いた無線システムとしては、特開平10−16374
5号に記載された有料道路での通行料金を道路脇に設置
した路側無線装置と車に搭載した車載器とマイクロ波帯
の円偏波を用いたものが知られている。また、マイクロ
ストリップアンテナ素子の配置により、低軸比を満足す
る帯域を広げる構成として、特開昭60−206207
号の構成が知られている。
号に記載された従来の円偏波型アンテナを示す。図13
は円偏波型アンテナの概略構成図で、図13において8
0は地導体、81は誘電体基板、82はマイクロストリ
ップアンテナ素子、83はマイクロストリップアンテナ
82をアレイ状に配置した平面アンテナである。図14
は、マイクロストリップアンテナ素子82部分の概略構
成図で、84は給電線路、85は円偏波励振用切り欠
き、86は入出力端子である。
る。平面アンテナ83の放射面側の同一平面上に、分配
及び合成回路等の給電回路をマイクロストリップ線路で
形成した給電線路84で各マイクロストリップアンテナ
素子82に給電する事で所望の指向特性を得ることが可
能なアンテナを構成することが可能となる。マイクロス
トリップアンテナ素子82は、円偏波励振用切欠き85
により円偏波型の電波の送受信が可能となる。
有する無線装置を有料道路の料金所の通行車線上に配置
し、車に搭載した車載器と無線通信により通工料金に関
わる情報をやり取りすることで、自動的にかつ料金所で
止まる事なく通工料金を収受することが可能となる。ま
た円偏波を用いる事で、車や地上面での反射波の影響を
低減できる。
載された従来の円偏波型のアンテナを示す。図15にお
いて、91はマイクロストリップアンテナ素子である。
図15のマイクロストリップアンテナ素子91に記載さ
れた数字は、後述するマイクロストリップアンテナ素子
91の向きと偏移させた給電回路の位相に応じて順番に
番号をつけている。このマイクロストリップアンテナ素
子91をアレイ状に配置する事でアンテナを形成する。
る。各行のマイクロストリップアンテナ素子91は、N
個の素子をPπ/Nラジアンステップでボアサイト軸の
回りに順次回転させその回転に応じて各マイクロストリ
ップアンテナ素子91の給電位相をPπ/Nラジアンス
テップで偏移させ、各列ではM個の素子をPπ/Mラジ
アンステップでボアサイト軸の回りに順次回転させその
回転に応じて各マイクロストリップアンテナ素子91の
給電位相をPπ/Mラジアンステップで偏移させる事
で、シーケンシャルアレイの原理により、広帯域に低軸
比を満足する円偏波を放射することが可能となる。
スの道路上に設置された路側無線装置と車に搭載した車
載無線装置との間で、双方向に無線通信を利用し所定の
情報をやり取りをする事で、有料道路の通行料金を自動
的に収受処理手続きを行うシステムでは、隣接する料金
に複数の路側無線装置を設置する場合がある。この場
合、車載機が隣接料金所の路側無線装置を誤通信を防ぐ
必要があり、各路側無線装置のアンテナの指向特性を2
次元的に制御する必要がある。このため、各路側無線装
置のアンテナとしては多数の素子から成る2次元アレイ
アンテナで構成される。
金所の道路上に設置されるため、風等の自然現象によっ
ても壊れないように強固に設置する必要がある。この設
置方法は取り付けるアンテナ部の大きさや風を受ける部
位の面責に応じて設計しなければならないが、より小型
で軽量であればあるほど設置用部材は簡略化でき、コス
トを下げる事が可能となる。
上にマイクロストリップアンテナ素子や給電回路をプリ
ントした平面型のアンテナが多く使われる。このような
平面アンテナで円偏波を放射する場合、円偏波の軸比の
帯域は極めて狭くなると言う課題がある。
ャルの原理を平面アンテナに適応する場合、複数のアン
テナ素子で各素子をシーケンシャル化したモジュールで
置き換えるか、各素子を方向を変えながらそれに応じ
て、各アンテナ素子毎に異なった給電回路で給電する必
要があり、結果としてアンテナが大型化されたり、非常
に複雑な給電回路を限られた空間にマイクロストリップ
線路で形成しなければならないと言う課題を有してい
た。
に本発明は、マイクロストリップアンテナ素子を2N×
2M(N、Mは整数)の2次元アレイに構成した平面ア
ンテナにおいて、給電方法が2次元アレイの中央部分よ
り給電した直列給電で、給電部位の中央から見て、水平
方向及び垂直方向に各々2分割した4ブロックを想定
し、各ブロックのアンテナ素子の向きをπ/2またはπ
/4ラジアンづつ回転し、この向きに応じて給電回路の
位相をπ/2またはπ/4ラジアンづつ、1個のπまた
はπ/2ラジアン位相器とN個のπ/2またはπ/4ラ
ジアン位相器だけで、偏移させたものである。
子を角型の円偏波素子で構成し、角型素子の全体面積に
対する1個の切り欠き部位の面積を1.6%〜2.1%で構成
し、比誘電率εrが、3.5<εr<4.2、厚みtが
2<t<4の樹脂系材料で構成されたレドーム材を用
い、レドーム材と平面アンテナ放射面との距離Lを、0.
07λ<L<0.14λにしたものである。
ドーム材の構成において、レドーム材と平面アンテナの
間にデンパ吸収材料材を設けたものである。これによ
り、マイクロストリップアンテナ素子を2次元アレイ状
に配置し構成した平面アンテナを用いても、高指向特性
を有しながら広帯域に低軸比を得る小型な平面アンテナ
とそれを用いたアンテナ装置や無線装置ならびに無線シ
ステムを実現することができる。
は、水平方向並びに垂直方向の指向特性が紡錘形状を有
するように円偏波型のマイクロストリップアンテナ素子
を2N×2M(N、Mは整数)の2次元アレイ構成に配
置し、水平方向及び垂直方向に対称形状のマイクロスト
リップ回路を有し、各アンテナ素子に所望の振幅と位相
を制御し給電する平面アンテナに於いて、水平方向と垂
直方向に4分割したN×Mのアレイ構成からなる4つの
ブロック内のN×M個の全てのアンテナ素子の向きを隣
合うブロック毎に順次π/2ラジアンづつ回転させ、か
つ各ブロック内のN×M個アンテナ素子への給電の位相
を該当するブロック内のアンテナ素子の向きに応じてπ
/2ラジアンづづ水平方向及び垂直方向のマイクロスト
リップ回路に1個のπラジアン位相器と2N個のπ/2
ラジアン位相器を設けて偏移させる事で、小型で薄型の
平面アンテナ構成で極めて少ない位相器を限られた空間
内に配置するだけで、低軸比の帯域を拡大できると言う
実現できると言う作用を有する。
1記載の構成に対し、各ブロック毎のN×M個の全ての
アンテナ素子の向きを隣合うブロック毎に順次π/4ラ
ジアンづつ回転させ、かつ各ブロック内のN×M個アン
テナ素子への給電の位相を該当するブロック内のアンテ
ナ素子の向きに応じてπ/4ラジアンづづ水平方向及び
垂直方向のマイクロストリップ回路に1個のπ/2ラジ
アン位相器と2N個のπ/4ラジアン位相器を設けて偏
移させる事で、小型で薄型の平面アンテナ構成で極めて
少ない位相器を限られた空間内に配置するだけで、低軸
比の帯域を拡大できると言う実現できると言う作用を有
する。
1及び2記載の構成に対し、各アンテナ素子形状が角型
の円偏波アンテナ素子で構成したもので、小型で薄型の
平面アンテナ構成で、低軸比の帯域を拡大できると言う
実現できると言う作用を有する。
1及び2記載の構成に対し、各アンテナ素子形状が丸型
の円偏波アンテナ素子で構成したもので、小型で薄型の
平面アンテナ構成で、低軸比の帯域を拡大できると言う
実現できると言う作用を有する。本発明の請求項5に記
載の発明は、請求項1記載の構成に対し、各アンテナ素
子形状が直線偏波型の素子で構成したもので、小型で薄
型の平面アンテナ構成で、低軸比の帯域を拡大できると
言う実現できると言う作用を有する。
状の円偏波型のマイクロストリップアンテナ素子を2次
元アレイ構成に配置し水平方向及び垂直方向のマイクロ
ストリップ回路により各アンテナ素子に所望の振幅と位
相を制御し給電する平面アンテナと、平面アンテナを内
包する筐体と平面アンテナの電磁波放射面側に形成した
樹脂系材料からなるレドーム部を有するアンテナ装置に
おいて、角型アンテナ素子の切り欠き部の面積を平面ア
ンテナ単体の低軸比帯域特性が良好な形状から大きく
し、レドーム部と平面アンテナとの距離を狭める事で、
平面アンテナ単体の低軸比の帯域に比して、小型で薄型
のアンテナ装置で、低軸比の帯域を拡大できると言う実
現できると言う作用を有する。
6記載の構成に対し、角型アンテナ素子において、全体
面積をSとし1つの切り欠き部面積をdSとした場合、
切り欠き部の大きさを1.6%<dS/S<2.1%に
し、比誘電率εrが3.5<εr<4.2で厚みtが2
<t<4mmの樹脂系材料で構成したレドーム部を、平
面アンテナ放射面からの距離をLとした場合、0.07
<L<0.14λ離したもので、小型で薄型のアンテナ
装置で低軸比の帯域を拡大できると言う作用を有する。
6及び7記載の構成に対し、レドーム部がアクリロニト
リル−スチレン−アクリレート共重合体樹脂で構成した
もので、小型で薄型のアンテナ装置で低軸比の帯域を拡
大できると言う作用を有する。
6記載の構成に対し、レドーム部がポリカーボネートで
構成したもので、小型で薄型のアンテナ装置で低軸比の
帯域を拡大できると言う作用を有する。
項6及び8及び9記載の構成に対し、アンテナ素子を丸
型形状の円偏波アンテナ素子で構成したもので、小型で
薄型のアンテナ装置で低軸比の帯域を拡大できると言う
作用を有する。
項1及び2記載の平面アンテナに於いて、マイクロスト
リップアンテン素子形状とレドーム部と筐体の構成が請
求項6乃至9記載の構成にしたアンテナ装置で、アンテ
ナ装置を小型にし低軸比の帯域を拡大できると言う作用
を有する。
項1乃至5記載の円偏波型のアンテナ平面アンテナを内
包する筐体と平面アンテナの電磁波放射面側に形成した
樹脂系材料からなるレドーム部を有するアンテナ装置、
または請求項6乃至11記載のアンテナ装置において、
平面アンテナの電磁波放射面とレドーム部の間に電波吸
収材で満した構成で、平面アンテナとレドーム材間の多
重反射成分による平面アンテナの特性変動度合いを低減
する事ができると言う作用を有する。
項12記載の構成に対し、電波吸収材の吸収率がアンテ
ナの脇に近づくほど高くしたもので、特にアンテナ装置
の側面に存在する複雑な構造物からの多重反射成分を低
減できると言う作用と有する。
項1乃至13記載の平面アンテナまたはアンテナ装置を
用いたマイクロ波帯の電磁波の送受信を行なう無線装置
で、円偏波の低軸比の帯域が広く小型で薄型な平面アン
テナを用いる事で、小型で通信の信頼性が高い無線装置
を実現できると言う作用を有する。
項14記載の無線装置を用いた無線システムで、小型で
通信の信頼性が高い無線システムを実現できると言う作
用を有する。
項15記載の無線装置を有料道路の道路脇などに設置
し、車に搭載された車載無線装置との間でマイクロ波電
磁波帯の無線通信により通行に関わる料金を自動的に収
受する無線システムで、円偏波の低軸比の帯域が広く小
型で薄型な平面アンテナを用いる事で、小型で通信の信
頼性が高い無線装置を実現できると言う作用を有する。
から図12を用いて説明する。
の8素子×8素子構成の円偏波型の平面アンテナの構造
を示す概略図であり、(a)はアンテナ面、(b)は
(a)の裏面である給電面を示す。図1に於いて、1は
平面アンテナ、2は誘電体基板、3はマイクロストリッ
プアンテナ素子、4、5、6、7は仮想的に平面アンテ
ナ1を中央部位で軸対称に分割したブロックA、B、
C、D、8は給電部、9、10はX方向給電回路、1
1、12はY方向給電回路、図1の黒く塗りつぶした四
角形で示した13は位相器、白抜きの四角形で示した1
4は分配器、15はπラジアン位相器、16はπ/2ラ
ジアン位相器、17は各マイクロストリップアンテナ素
子3への給電点である。図2は、平面アンテナ1の断面
図で、18はグランド層、19は貫通孔、20は貫通孔
19側面に例えばメッキ処理により形成した導電部、2
1はランドである。
る。平面アンテナ1は、マイクロストリップアンテナ素
子3をプリントし給電点17の位置に貫通孔19を設け
たした誘電体基板2と、片側面に給電回路9乃至12を
プリントし、反対側面にグランド層18を設け、給電点
17の位値に貫通孔19を設けると共に、グランド層1
8には、導電部20とグランド層18とのショートを防
ぐための貫通孔19の径より大きな形状の非導電部位で
あるランド21を設けた誘電体基板2を張合わせる。張
合わせた後、貫通孔19に、例えばメッキ処理を行う事
で導電部20を形成する事でマイクロストリップアンテ
ナ素子3とY方向の給電回路11、12と電気的に接続
される。
錘形状の軸対象な指向特性にするため、各マイクロスト
リップアンテナ素子3に所定の位相と振幅の電気信号が
給電されるように、所望の位相器13と分配器14によ
り構成する。従って、X方向給電回路9と10が給電部
8に対し対称な回路構成になるようにする。同じよう
に、Y方向給電回路11と12も給電部8に対し対称な
回路構成とする。従って、ブロックA4、ブロックB
5、ブロックC6、ブロックD7は、給電部8に対し軸
対称な構造となる。
のパッチアンテナ素子で形成し、所望の円偏波を放射す
るため切り欠き形状が形成されている。ブロックA4を
基本に、ブロックB5、ブロックC6、ブロックD7の
マイクロストリップアンテナ素子3の向きをπ/2ラジ
アンづつ回転させて配置する。ブロックA4の給電回路
に対しX方向給電回路9、10に一つのπラジアン位相
器15を、Y方向給電回路11、12に8個のπ/2ラ
ジアン位相器16を挿入し、各ブロックのマイクロスト
リップアンテナ素子3向きに応じて位相を偏移させる。
性が紡錘形状などのように対称形状のアンテナを実現す
るため、中央部に給電部8を設け直列給電する給電回路
方式にて給電部8に対しX方向、Y方向2分割した、複
数のマイクロストリップアンテナ素子3から構成された
4つのブロック4、5、6、7を対称な構成とし、X方
向給電回路9と10、Y方向給電回路11と12が対称
になるようにする。更に、4つのブロック4、5、6、
7間で、シーケンシャル原理が成立するようにマイクロ
ストリップアンテナ素子3の向きをπ/2ラジアン変え
ると共にこれに応じた位相偏移を与える。位相偏移は、
1つのπラジアン位相器15でX方向給電回路9と10
に、少数のπ/2ラジアン位相器16でY方向給電回路
11と12に設ければ良く、限られた基板2表面で実現
する事が可能となる。
0のマイクロ波帯の平面アンテナ1により得られた軸比
の広帯域化の効果を示したものである。図3(a)は、
全てのマイクロストリップアンテナ素子3を一律な向き
に配置した平面アンテナ1の測定例で、図3(b)は同
じマイクロストリップアンテナ素子3を用い本実施の形
態1の構成による平面アンテナ1での測定結果である。
図3より、低軸比の帯域が改善されているのがわかる。
電体基板2にプリントした平面アンテナ1でに於いても
低軸比の大域を拡大する事が可能となり、広帯域な軸比
を満足するアンテナ装置として平面アンテナ1を用いる
ことが可能となり、アンテナ装置を小型にあるいは薄型
にすることができると言う作用を有する。
8×8素子構成に関して説明したが、4つのブロックの
対称性が得られる構成であれば良い。また、給電回路
9、10、11、12がマイクロストリップアンテナ素
子3面とは反対の面に構成した例を説明したが、同一面
上に構成しても良い。
の形状として、角型の円偏波アンテナ素子で説明した
が、他の形状の素子でも構わない。さらに、直線偏波素
子でも平面アンテナ1からは所望の円偏波を放射する事
が可能となる。
変えていたマイクロストリップアンテナ素子3の向きを
π/4ラジアンにし、これに応じた位相偏移を与えるた
め、位相偏移は、πラジアン位相器15をπ/2ラジア
ン位相器に、π/2ラジアン位相器16をπ/4ラジア
ン位相器に変えても構わない。
の8素子×8素子構成の円偏波型のアンテナの構造を示
す概略図であり(a)はアンテナ面、(b)は(a)の
裏面である給電面を示す。図4に於いて、30は平面ア
ンテナ、31は誘電体基板、32は角型形状の円偏波素
子で構成されたマイクロストリップアンテナ素子、33
は給電部、34、35はX方向給電回路、36、37は
Y方向給電回路、図4中の黒く塗りつぶした四角形で示
した38は位相器、白抜きの四角形で示した39は分配
器、40は各マイクロストリップアンテナ素子32への
給電点である。なお、平面アンテナ30の断面図は、図
2に示す構造になっている。
ンテナ装置50の概略断面図で、51は筐体、52は内
側に柱状の凸部53を設けたレド−ム、55は図示して
いない無線部と接続するための給電部33に接続された
コネクタで、筐体51とレドーム部52をネジ54など
により固定する事で、凸部53により平面アンテナ30
が筐体に固定される。
る。給電部32から入力された高周波電気信号は、給電
回路34乃至37の各位相器38、各分配器39により
各マイクロストリップアンテナ素子32に所定の位相と
振幅で給電され、平面アンテナ30から特性の指向特性
で電磁波が放射される。各マイクロストリップアンテナ
素子32は角型の円偏波素子で構成されているため、各
マイクロストリップアンテナ素子32の合成された電磁
波も円偏波になるが、低軸比を満足する帯域、例えば軸
比3dBの帯域は数%程度となる。
対し損失が少なくかつ対環境性の優れたもので構成す
る。電磁波の透過性から高分子樹脂系材料が使用される
が、材料の持つ比誘電率に応じて平面アンテナ30から
放射された電磁波の一部はレドーム部52の材料特性に
影響されながら透過し放射され、また一部はレドーム部
52の内側面で反射し平面アンテナ30に戻るなど複雑
な伝搬を示す。これらにより、平面アンテナ30単体の
特性はレドーム部52に影響される。具体的には、低軸
比を示す周波数帯の偏移と帯域が変化する。
m、比誘電率3.5〜4.2程度のアクリロニトリル−
スチレン−アクリレート共重合体樹脂(ASA)板を用
い、周波数f0のマイクロ帯の平面アンテナ30での、
レドーム部52と平面アンテナ30との距離に対するア
ンテナを変化させた場合の、アンテナ装置50から放射
される電磁波の特性を示したもので、図6はレドーム部
52と平面アンテナ30との距離に対する中心周波数の
変化を示し、図7はレドーム部52と平面アンテナ30
との距離に対する軸比3dB以下の帯域幅の変化を示し
たものである。図6に示すように中心周波数は周期的に
変動すると共に、図7に示すように低軸比の帯域幅もレ
ドーム部52と平面アンテナ30との距離に応じて大き
く変化する。帯域が確保できる平面アンテナ30とレド
ーム部52との距離は、アンテナ装置50の小型化に適
したレドーム部52と近い領域で、約0.1λ〜0.2λであ
る。
イクロストリップアンテナ素子32の形状を示すもの
で、図8(b)に示すように角型パッチ全体の面積であ
るS56に対し、切り欠き部の面積であるdS57を2ヶ
所で切り欠いた形状になっている。マイクロストリップ
アンテナ素子32の形状、即ちS56に対するdS57
の比率を例えば1.1%近傍にした場合、平面アンテナ3
0単体での低軸比の帯域を広くする事ができる。この比
率を1.6及び2.1%と高める事で、平面アンテナ30単体
の低軸比帯域幅は狭くなるが、筐体51及びレドーム部
52と組み合わせる事で、アンテナ装置50から放射さ
れる電磁波の低軸比の帯域特性を改善する事ができる。
ンテナ30と厚み3mmで誘電率3.5〜4.2程度の
アクリロニトリル−スチレン−アクリレート共重合体樹
脂板を用いた場合の、S56に対するdS57の比率に
対する軸比3dB以下の帯域幅の変化を示したものであ
る。図9より、平面アンテナ30単体としての低軸比の
帯域特性は良くないマイクロストリップアンテナ素子3
2形状である一般的な切り欠き部の面積dS57より1.
5倍から2倍の大きさの切り欠き形状とし、レドーム部
52と平面アンテナ30との距離を0.07λ〜0.14λとす
る事で、従来の低軸比の帯域より約2〜2.5倍に広げる
事ができる。
子32の角型パッチ形状を、dS56/S56を1.6
〜2.2%とし、誘電率3.5〜4.2程度の厚み2〜
4mmのレドーム部52を、平面アンテナ30から距離
0.07λ〜0.14λに設置する事で、誘電体基板2にマイク
ロストリップアンテナ素子32や給電回路34乃至37
をプリントした平面アンテナ1でに於いても低軸比の帯
域を拡大する事が可能となり、給電回路が対象でない場
合でも、広帯域な軸比を満足するアンテナ装置50とし
てマイクロストリップ構造の平面アンテナ30を用いる
ことが可能となり、アンテナ装置50を小型にあるいは
薄型にすることができると言う作用を有する。
2を丸型の円偏波素子で構成しても良い。また、レドー
ム材52として、比誘電率約3のポリカーボネ−ト材に
おいても、図6、7及び9に示す特性と同じような傾向
を示す。
でのアンテナ装置50の断面図である。図10において
図5と異なる部分は、平面アンテナ30とレドーム部5
2の間に、低減衰特性の電波吸収材58を挿入したもの
である。
る。実施の形態2で説明したように平面アンテナ30か
ら放射された電磁波のうち一部は、レドーム部52と平
面アンテナ30間で多重反射され平面アンテナ30の特
性を劣化させるが、レドーム部52と平面アンテナ30
間で多重反射成分は電波吸収材58により減衰される。
52との間に電波吸収材58を設ける事で、平面アンテ
ナ30とレドーム部52との間の多重反射成分による特
性劣化を低減する事が可能となり、優れた特性を有する
アンテナ装置50を実現できる。
30の周辺部位ほどレドーム側面などの形状により複雑
になる。従って、周辺部位ほど減衰特性を大きくなるよ
うに電波吸収材58の減衰特性を空間的に分布させても
良い。
た発泡ウレタンなどを、平面アンテナ30とレドーム部
52間の隙間に充満し固定しても良い。
クロストリップアンテナを用いたアンテナ装置で料金所
の路側無線装置を構成し、車両に搭載された車載無線装
置との間で無線通信により所定の情報を双方向にやり取
りする無線システムである自動料金収受システムの有料
道路の動作を説明するための料金所近傍を上から見た概
略図である。
1は隣接車線に設けられた路側無線装置、62は路側無
線装置60内のアンテナで形成される通信領域、63は
路側無線装置61内のアンテナで形成される通信領域、
64は料金所に進入してきた車両、65は車両64に搭
載された車載装置、66は車両64が通過する料金所車
線、67は反対車線、68は中央分離帯である。
した図である。図11に於いて50は実施の形態1乃至
3で説明した平面アンテナ1または30を内包したアン
テナ装置、70は送信回路や受信回路から構成された無
線回路、71はベースバンド処理や暗号処理機能を有す
る信号処理部、72は複数の路側無線装置が接続された
ネットワーク、73はネットワーク72に接続された中
央制御装置である。
る。有料道路の料金所に車両64が進入して来た時、車
両64に搭載している車載装置65と路側無線装置60
とは通行料金を自動的に収受するために必要な情報を円
偏波の電磁波を用い双方向通信する。例えば、入口側で
は入口情報を路側無線装置60から送り車載装置65で
記憶する。出口側料金所では、路側無線装置60は車載
装置65から入口情報と運転手に関わる個人情報を得る
ことで、入口側から出口側までの通行料金が算出でき
る。
ットワーク72を通じ、料金所内の複数の路側無線装置
60からの情報を一元管理する中央制御装置73に転送
し、例えば運転手の銀行口座から通行料金を引き落とす
ことで料金所で車両64を止めずに自動的に通行料金の
支払手続きを行うことができる。
6上、例えば地上高5mの位置に設置され、当該料金所
車線66を通行する車両64に搭載された車載装置65
とだけ通信可能になるように、路側無線装置60内のア
ンテナの指向特性を制御する。この通信領域62,63
は、例えば地上高1mの高さで、幅3m×長さ4mに設
定されている。従って、路側無線装置60内の平面アン
テナは、水平方向、垂直方向とも軸対称な指向特性を有
する例えば実施の形態1に記載した平面アンテナ1を用
いる事が可能となる。
らの反射成分を交差偏波識別度に応じて減らす事が可能
となりが、実施の形態1乃至3記載の平面アンテナ1ま
たは30により低軸比の帯域を確保する事が可能とな
り、結果として通信の信頼性が高いシステムを構築する
事ができる。
アンテナ及びアンテナ装置を用いた小型な路側無線装置
60や路側無線装置60を用いた信頼性の高い有料道路
の自動料金収受システム用を実現する事ができると言う
作用を有している。
料金収受システムについて説明したが、円偏波を用い、
限られた領域に存在する装置と電磁波を使い通信する無
線装置や無線システムでも構わない。
板に水平方向N素子、垂直方向M素子のマイクロストリッ
プアンテナ素子や水平方向、垂直方向に軸対称な給電回
路をプリントした平面型の2次元マイクロストリップア
レイアンテナにおいて、水平方向、垂直方向に2分割し
た4つのブロックで、マイクロストリップアンテナ素子
の向きをπ/2またはπ/4ラジアンづつ変えると共に
それに応じた偏移量の位相器を垂直方向1個、水平方向
N個設ける事で、低軸比の帯域が広い平面アンテナが実
現でき、小型で信頼性の高い円偏波を用いた無線装置や
無線システムを配置すれば良くπまたはπ/2またはπ
/4ラジアン位相器を給電回路になやアンテナ装置が実
現できると言う有利な効果が得られる。
ストリップアンテナの概略構造図
略断面図
比特性を示す図
ストリップアンテナの概略構造図
略構造図
性変化を示す図
性変化を示す図
プアンテナ素子形状を示す概略構造図
プアンテナ素子形状に対する軸比特性の改善効果を示す
図
概略構造図
金収受システムの動作を説明する料金所近傍を上から見
た概略図
概略構成図
Claims (17)
- 【請求項1】 水平方向並びに垂直方向の指向特性が紡
錘形状を有するように円偏波型のマイクロストリップア
ンテナ素子を2N×2M(N、Mは整数)の2次元アレ
イ構成に配置し、各アンテナ素子に所望の振幅と位相を
制御し給電する平面アンテナに於いて、水平方向と垂直
方向に4分割したN×Mのアレイ構成からなる4つのブ
ロック内のN×M個の全てのアンテナ素子の向きを隣合
うブロック毎に順次π/2ラジアンづつ回転させ、かつ
各ブロック内のN×M個アンテナ素子への給電の位相を
該当するブロック内のアンテナ素子の向きに応じてπ/
2ラジアンづづ水平方向及び垂直方向のマイクロストリ
ップ回路に1個のπラジアン位相器と2N個のπ/2ラ
ジアン位相器を設けて偏移させた円偏波型平面アンテ
ナ。 - 【請求項2】 各ブロック毎のN×M個の全てのアンテ
ナ素子の向きを隣合うブロック毎に順次π/4ラジアン
づつ回転させ、かつ各ブロック内のN×M個アンテナ素
子への給電の位相を該当するブロック内のアンテナ素子
の向きに応じてπ/4ラジアンづづ水平方向及び垂直方
向のマイクロストリップ回路に1個のπ/2ラジアン位
相器と2N個のπ/4ラジアン位相器を設けて偏移させ
た請求項1記載の円偏波型の平面アンテナ。 - 【請求項3】 各アンテナ素子形状が角型の円偏波アン
テナ素子で構成された請求項1および2記載の円偏波型
の平面アンテナ。 - 【請求項4】 各アンテナ素子形状が丸型の円偏波アン
テナ素子で構成された請求項1および2記載の円偏波型
の平面アンテナ。 - 【請求項5】 各アンテナ素子形状が直線偏波型の素子
で構成された請求項1記載の円偏波型の平面アンテナ。 - 【請求項6】 角型形状の円偏波型のアンテナ素子を2
次元アレイ構成に配置し水平方向及び垂直方向のマイク
ロストリップ回路により各アンテナ素子に所望の振幅と
位相を制御し給電する平面アンテナと、平面アンテナを
内包する筐体と平面アンテナの電磁波放射面側に形成し
た樹脂系材料からなるレドーム部を有するアンテナ装置
において、角型アンテナ素子の切り欠き部の面積を平面
アンテナ単体の低軸比帯域特性が良好な形状から大きく
し、レドーム部と平面アンテナとの距離を狭めた円偏波
型のアンテナ装置。 - 【請求項7】 角型アンテナ素子において、全体面積を
Sとし1つの切り欠き部面積をdSとした場合、切り欠
き部の大きさを1.6%<dS/S<2.1%にし、比
誘電率εrが3.5<εr<4.2で厚みtが2<t<
4mmの樹脂系材料で構成したレドーム部を、平面アン
テナ放射面からの距離をLとした場合、0.07<L<
0.14λ離した請求項6記載のアンテナ装置。 - 【請求項8】 レドーム部がアクリロニトリル−スチレ
ン−アクリレート共重合体樹脂である請求項6及び7記
載のアンテナ装置。 - 【請求項9】 レドーム部がポリカーボネートである請
求項6記載のアンテナ装置。 - 【請求項10】 アンテナ素子が丸型形状の円偏波アン
テナ素子である請求項6乃至9のいずれか記載のアンテ
ナ装置。 - 【請求項11】 請求項1及び2記載の平面アンテナに
於いて、マイクロストリップアンテン素子形状とレドー
ム部と筐体の構成が請求項6乃至9のいずれか記載のア
ンテナ装置。 - 【請求項12】 請求項1乃至5記載の円偏波型のアン
テナ平面アンテナを内包する筐体と平面アンテナの電磁
波放射面側に形成した樹脂系材料からなるレドーム部を
有するアンテナ装置、または請求項6乃至11記載のア
ンテナ装置において、平面アンテナの電磁波放射面とレ
ドーム部の間に電波吸収材で満したアンテナ装置。 - 【請求項13】 電波吸収材の吸収率をアンテナの脇に
近づくほど高くした請求項12記載のアンテナ装置。 - 【請求項14】 請求項1乃至13記載の平面アンテナ
またはアンテナ装置を有し、マイクロ波帯の電磁波の送
受信を行なう無線装置。 - 【請求項15】 請求項14記載の無線装置を有する無
線システム。 - 【請求項16】 有料道路の道路脇などに設置された請
求項15記載の無線装置と、車に搭載された車載無線装
置との間でマイクロ波電磁波帯の無線通信により通行に
関わる料金を自動的に収受する無線システム。 - 【請求項17】 水平方向及び垂直方向に対称形状のマ
イクロストリップ回路を有し、2次元構成の中央部位よ
り給電し、最初に水平方向に2分配しこの水平方向の給
電回路からN箇所で垂直方向分配することを特徴とする
請求項1記載の円偏波型平面アンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13092199A JP2000323918A (ja) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | 円偏波型平面アンテナ及びアンテナ装置及び無線装置及び無線システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13092199A JP2000323918A (ja) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | 円偏波型平面アンテナ及びアンテナ装置及び無線装置及び無線システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000323918A true JP2000323918A (ja) | 2000-11-24 |
Family
ID=15045859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13092199A Pending JP2000323918A (ja) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | 円偏波型平面アンテナ及びアンテナ装置及び無線装置及び無線システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000323918A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004120130A (ja) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Hitachi Kokusai Electric Inc | グランド板付アンテナ及びグランド板付アレーアンテナ |
JP2007264680A (ja) * | 2005-03-11 | 2007-10-11 | Rcs:Kk | 無線マーカ |
JP2010210297A (ja) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 広覆域レーダ装置 |
CN102097013A (zh) * | 2010-12-27 | 2011-06-15 | 北京握奇数据***有限公司 | 一种etc***中车载单元的定位装置和方法 |
JP2011120240A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-16 | Korea Electronics Telecommun | 無線通信システムにおける円偏波アンテナ及びその製造方法 |
JP2019517222A (ja) * | 2016-05-24 | 2019-06-20 | カイメタ コーポレイション | 薄型通信端末及び薄型通信端末を提供する方法 |
JP2021085775A (ja) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | 日立Astemo株式会社 | ミリ波電波センサ及びこれを備えた車両 |
-
1999
- 1999-05-12 JP JP13092199A patent/JP2000323918A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004120130A (ja) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Hitachi Kokusai Electric Inc | グランド板付アンテナ及びグランド板付アレーアンテナ |
JP2007264680A (ja) * | 2005-03-11 | 2007-10-11 | Rcs:Kk | 無線マーカ |
JP4551877B2 (ja) * | 2005-03-11 | 2010-09-29 | 有限会社アール・シー・エス | 無線マーカ |
JP2010210297A (ja) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 広覆域レーダ装置 |
JP2011120240A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-16 | Korea Electronics Telecommun | 無線通信システムにおける円偏波アンテナ及びその製造方法 |
CN102097013A (zh) * | 2010-12-27 | 2011-06-15 | 北京握奇数据***有限公司 | 一种etc***中车载单元的定位装置和方法 |
CN102097013B (zh) * | 2010-12-27 | 2013-08-21 | 北京握奇数据***有限公司 | 一种etc***中车载单元的定位装置和方法 |
JP2019517222A (ja) * | 2016-05-24 | 2019-06-20 | カイメタ コーポレイション | 薄型通信端末及び薄型通信端末を提供する方法 |
JP2021085775A (ja) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | 日立Astemo株式会社 | ミリ波電波センサ及びこれを備えた車両 |
WO2021106418A1 (ja) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | 日立Astemo株式会社 | ミリ波電波センサ及びこれを備えた車両 |
JP7370829B2 (ja) | 2019-11-28 | 2023-10-30 | 日立Astemo株式会社 | ミリ波電波センサ及びこれを備えた車両 |
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