JP2018207346A - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、アンテナ装置100の具体的な構成について述べる。アンテナ装置100は、図1及び図2に示すように、地板1、パッチパターン2、支持部3、L型スリット4、第1給電点5、及び第2給電点6を備える。便宜上以降では、地板1に対してパッチパターン2が設けられている側を、アンテナ装置100にとっての上側として各部の説明を行う。
ここでは図4を用いて、パッチパターン2の形状について改めて説明するとともに、当該パッチパターン2における第1給電点5及び第2給電点6の設置位置について説明する。まず、前提として本実施形態におけるパッチパターン2は正方形状であるため、パッチパターン2は、パッチパターン2の中心C1を通ってX軸に平行な直線(以降、第1横軸)Ax1に対して線対称である。また、パッチパターン2は、中心C1を通ってY軸に平行な直線(以降、第1縦軸)Ay1に対しても線対称である。すなわち、パッチパターン2は、互いに直交する2つの対称軸のそれぞれに対して線対称な形状に形成されている。
上記の第1給電点5及び第2給電点6の設置態様は、パッチパターン2にとっては、中心C1を通る互いに直交する2つの軸Ax1、Ay1上に1つずつ給電点が配置された構成に相当する。また、パッチパターン2の第1横軸Ax1が延びる方向の長さ、第1縦軸Ay1が延びる方向の長さは何れも電気的に0.5×λ1に相当する長さに設定されている。故に、第1給電点5及び第2給電点6のそれぞれから、第1周波数であって且つ位相が90°ずれた電流を流すことによって、図5に示すように互いに直交する二つの電流をパッチパターン2上に励振させることができる。
上述した実施形態では第1横軸Ax1と第2縦軸Ay2との交点、及び、第1縦軸Ay1と第2横軸Ax2との交点の、それぞれに給電点を配置した構成を開示したがこれに限らない。各給電点は、各軸からずれた位置に配置されていても良い。第1給電点5は第1横軸Ax1との距離が所定の許容距離以内であり、かつ、第2縦軸Ay2との距離が許容距離以内となる位置に配置されていれば良い。また、第2給電点6は第1縦軸Ay1との距離が許容距離以内であり、かつ、第2横軸Ax2との距離が許容距離以内となる位置に配置されていれば良い。図10のAr1は第1横軸Ax1との距離が所定の許容距離以内であり、かつ、第2縦軸Ay2との距離が許容距離以内となる領域を概念的に表している。また、図10中のAr2は、第1縦軸Ay1との距離が許容距離以内であり、かつ、第2横軸Ax2との距離が許容距離以内となる領域を概念的に表している。
また、他の態様として、図11に示すように、中心C1を円の中心とする半径R1の円(以降、第1円)と、中心C2を円の中心とする半径R2の円(以降、第2円)の交点に給電点を配置しても良い。半径R1は中心C1から中心C2までの長さより大きい値に設定されればよい。また、半径R2の値は、半径R1と半径R2の比が第1波長λ1と第2波長λ2の比と一致するように設定されることが好ましい。半径R1が請求項に記載の第1長さに相当し、半径R2が請求項に記載の第2長さに相当する。
上述した実施形態等では、ひとつながりに形成されたL字状のスリットを設けることによって、サブパッチ部21を形成する態様を開示したが、サブパッチ部21を実現するためのスリットの形成態様はこれに限らない。
以上では、パッチパターン2の形状を正方形状とする態様を開示したが、これに限らない。パッチパターン2は、互いになす角度が直角と見なすことができる角度となっている2つの軸のそれぞれに対して線対称な形状に形成されていればよい。ここでの直角と見なすことができる角度とは、90°を中心とする所定の角度範囲に含まれる角度である。ここでは60°から120°までの角度は、直角と見なす事ができるものとする。故に、正方形以外にも、円形(楕円を含む)や、正方形以外の長方形、正八角形、正六角形、正三角形なども、互いになす角度が直角と見なすことができる角度となっている2つの軸のそれぞれに対して線対称な形状に該当する。
Claims (10)
- 所定の第1周波数の円偏波と、前記第1周波数よりも高い所定の第2周波数の円偏波のそれぞれを送信又は受信するためのアンテナ装置であって、
板状の導体部材である地板(1)と、
前記地板と所定の間隔をおいて対向するように設置された板状の導体部材であって、互いになす角度が直角と見なすことができる角度となっている2つの軸である第1軸(Ax1)と第2軸(Ay1)のそれぞれに対して線対称な形状に形成されているパッチパターン(2)と、
給電点としての第1給電点(5)と、
前記第1給電点とは異なる位置に設けられた給電点としての第2給電点(6)と、を備え、
前記パッチパターンの第1軸方向の長さ及び第2軸方向の長さは、何れも電気的に前記第1周波数の電波の波長である第1波長の半分に相当する長さに設定されており、
前記パッチパターンには、前記第1周波数の電流の伝搬は阻害しない一方、前記第2周波数の電流の伝搬を阻害する幅を有するスリット(4)が少なくとも1つ配置されており、
前記スリットは、前記パッチパターンと相似形状であって、前記第1軸に平行な直線と前記第2軸に平行な直線のそれぞれに対して線対称な形状のサブパッチ部(21)を前記パッチパターンの縁部の一部と協働して形成するように配置されており、
前記サブパッチ部の、前記第1軸に平行であって前記サブパッチ部の対称軸として作用する前記直線である第3軸が延びる方向の長さ、及び、前記第2軸に平行であって前記サブパッチ部の対称軸として作用する前記直線である第4軸が延びる方向の長さは、何れも電気的に前記第2周波数の電波の波長である第2波長の半分に相当する長さに設定されており、
前記パッチパターンにおいて前記サブパッチ部以外の領域である剰余領域と前記サブパッチ部とは少なくとも1箇所で電気的に接続されており、
前記第1給電点及び第2給電点は、前記サブパッチ部に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記第1給電点は、前記サブパッチ部において、前記第1軸との距離が所定の許容距離以内であり、かつ、前記第4軸との距離が前記許容距離以内となる位置に配置されており、
前記第2給電点は、前記サブパッチ部において、前記第2軸との距離が前記許容距離以内であり、かつ、前記第1軸に平行であって前記サブパッチ部の対称の軸として作用する直線である前記第3軸との距離が前記許容距離以内となる位置に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項2に記載のアンテナ装置であって、
前記第1給電点は、前記第1軸と前記第4軸とが交わる点に配置されており、前記第2給電点は、前記第2軸と前記第3軸とが交わる点に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記第1給電点は、前記第1軸と前記第2軸との交点を中心とし、かつ、所定の第1長さを半径とする円である第1円と、前記第3軸と前記第4軸との交点を中心とし、かつ、前記第1長さよりも短い所定の第2長さを半径とする円である第2円との交点のうちの何れか一方に配置されており、
前記第2給電点は、前記第1円と前記第2円との交点のうちの他方に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項4に記載のアンテナ装置であって、
前記第1長さ及び前記第2長さのそれぞれは、前記第1長さと前記第2長さの比が前記第1波長と前記第2波長の比と等しくなるように設定されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1から5の何れか1項に記載のアンテナ装置であって、
前記第3軸が前記第1軸とは重ならず、且つ、前記第4軸が前記第2軸と重ならないように前記スリットは形成されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1から6の何れか1項に記載のアンテナ装置であって、
前記パッチパターンは、1辺の長さが前記第1波長の半分に相当する長さに設定された正方形状であって、
前記パッチパターンには、前記スリットとして、前記第1軸に平行に延設されているスリットである第1スリット(4X、41)と、前記第2軸に平行に延設されているスリットである第2スリット(4Y、42)と、が設けられており、
前記第1スリット及び前記第2スリットのそれぞれの長さは何れも前記第2波長の半分よりも短い値に設定されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項7に記載のアンテナ装置であって、
前記第1スリット及び前記第2スリットのそれぞれの長さは、前記第2波長の4分の1よりも長いことを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項7又は8に記載のアンテナ装置であって、
前記スリットは、全体としてL字型であって、前記パッチパターンの1つの角部が前記サブパッチ部の1つの角部となるように配置されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1から9の何れか1項に記載のアンテナ装置であって、
前記スリットの幅は、前記第1波長の10分の1よりも小さく、かつ、前記第2波長の10分の1よりも大きい値に設定されていることを特徴とするアンテナ装置。
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