JP3787597B2 - ループアンテナの給電方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ループアンテナの給電方法に関するものであり、特に、薄型化と組立の容易化を図った、ループアンテナの給電方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のループアンテナの給電方法を図7に従って説明する。同図はループアンテナ1を示し、方形ループ素子2の両端は、平衡給電線3を通じて平衡不平衡変換及びインピーダンス変換回路4の平衡線路接続端子に接続され、他方の不平衡線路接続端子と受信機(図示せず)または送信機とを同軸ケーブル5(一般的に特性インピーダンス50Ωまたは75Ω)によって接続している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
図7に示したループアンテナ1は、平衡不平衡変換及びインピーダンス変換回路4を要するので、部品点数並びに組立工数が多く、高コストとなるという問題があるとともに、より、小型化及び薄型化が望まれている。
【0004】
そこで、部品点数が少なく、且つ、小型のループアンテナを提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、ループ素子をグラウンドプレーンと平行、且つ離間させて配置し、ループ素子とグラウンドプレーンとの間に、ループ素子のループに沿って平行に給電導体を配置し、給電導体の一端に同軸線路の中心導体を接続して給電点とし、同軸線路の外部導体をグラウンドプレーンに接続して、電磁結合により同軸線路からループ素子に給電するループアンテナの給電方法において、
上記ループ素子は周長が1波長の長さであり、上記給電導体は、前記ループ素子の1/4波長の長さ分に亘り該ループ素子の真下で、且つ、該ループ素子に沿うように配置されているループアンテナの給電方法を提供するものである。
【0006】
また、上記ループ素子は、放射方向に一定の幅を有し、ループ中心軸方向に薄い平板形状であるループアンテナの給電方法、並びに、上記給電導体はグラウンドプレーンと平行な平板形状であるループアンテナの給電方法を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を図に従って説明する。図1は右旋円偏波用ループアンテナ11の構造解説図であり、周囲長C(約1波長)の正方形ループ素子12、長さLV+LHのL字形給電導体13、及び円偏波を発生させるために設けた素子長ΔLの摂動素子部14a,14bと、ループ素子12よりも大面積の金属板によるグラウンドプレーン15とによって構成されている。
【0008】
ループ素子12はグラウンドプレーン15の上方に平行に配置され、グラウンドプレーン15にはループ素子12のループの一点に対向する導体貫通穴16を設けている。給電導体13は、グラウンドプレーン15とは接触せず、導体挿通穴16から垂直に立ち上がって水平に屈曲し、ループ素子12に沿ってループ素子12と平行に配置されている。グラウンドプレーン15の裏面側へ貫通した給電導体13の端部は、同軸給電線路の中心導体17aに接続し、同軸給電線路の外部導体17bはグラウンドプレーン15に接続して、電磁結合により給電導体13からループ素子12へ給電する。
【0009】
ここで、ループ素子12のワイヤ半径をp,グラウンドプレーン15からのループ素子12の高さをhとし、C=1.032λ1.472 ,ΔL=0.029λ1.472 ,LV=0.014λ1.472 ,LH=0.236λ1.472 ,h=0.0491λ1.472 とする。但し、λ1.472 は、設計周波数1.472GHzにおける自由空間波長である。
【0010】
図2乃至図4は上記ループアンテナ11の解析結果を示し、図2は50Ω同軸線路に対するリターンロスを示す。−14dB以下のリターンロスとなる帯域は、1.5%(1.461GHzから1.483GHz)である。
【0011】
図3はθ=0°(アンテナ正面方向)の放射パターンを示し、右旋円偏波(ER )の半電力ビーム幅は、約70°であり、逆旋偏波成分(EL )は−20dB以下となっている。
【0012】
図4は、軸比A.R.と利得の周波数特性を示し、軸比3dB以下となる円偏波放射帯域は、約0.5%である。中心周波数における利得は9.4dBであり、この帯域における利得の変動は、約0.1dBである。
【0013】
尚、図示は省略するが、摂動素子部14a,14bの位置を180°回転し、給電導体13の方向を左右反転すれば、左旋円偏波用のループアンテナとなる。また、ループ素子12から摂動素子部14a,14bを取除けば、水平偏波、または垂直偏波に対応する直線偏波用ループアンテナとなる。
【0014】
図5は他の実施形態を示し、グラウンドプレーン15の導体貫通穴16を、方形ループ素子12の角に対向する位置に配置し、給電導体13を方形ループ素子12の一辺と平行に配置したもので、前述したループアンテナ11と同様に電磁結合によりループ素子12へ給電するものである。
【0015】
図6は請求項2並びに3記載の給電方法を示し、方形ループ素子18はワイヤではなく、金属板を成形した平板形状であり、放射方向に一定の幅を有している。給電導体19もループ素子18と同様に、金属板を成形した平板形状である。
【0016】
ループ素子18の内周と外周の中心を通る線の全長は約1波長となっていて、内周長と外周長との差が大きく、共振帯域幅が広くなる。また、平板形状の給電導体19も同様の共振帯域幅拡張効果がある。
【0017】
尚、この発明は上記の実施形態に限定するものではなく、この発明の技術的範囲内において種々の改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたものに及ぶことは当然である。
【0018】
【発明の効果】
以上説明したように、本願請求項 1 記載の発明のループアンテナの給電方法は、ループ素子に給電線路を接続せず、ループ素子に近接させて配置した給電導体からループ素子へ電磁結合によって給電するので、ループアンテナの入力インピーダンスを低減でき、ループ素子とグラウンドプレーンとの間隔を減少させることが可能となって、低姿勢且つ高感度のアンテナを実現できる。また、ループ素子と給電線の接続が不要であるので組立も容易化する。
そして、給電導体は、前記ループ素子の1/4波長の長さ分に亘り該ループ素子の真下で、且つ、該ループ素子に沿うように配置されているので、上記ループ素子に1/4波長の給電導体を配置することに伴い、ループアンテナ正面方向の放射パターンが天頂方向への利得を大きく取ることができ、より感度の高いアンテナを実現することができる(図3)。
更に、本願請求項2記載の発明は、前記請求項1記載の発明の効果に加えて、ループ素子のループ部は、放射方向に一定の幅を有し、ループ中心軸方向に薄い平板形状であるので、内周長と外周長との差が大きく、その結果、共振帯域幅が広くなる。
更に又、本願請求項3記載の発明は、前記請求項1記載の発明の効果に加えて、給電導体はグラウンドプレーンと平行な平板形状であるので、給電導体19も前記ループ部と同様に、平板形状による外周長の大きさに伴い該給電導体の共振帯域を拡張するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載のループアンテナの給電方法を示す解説図。
【図2】図1のループアンテナのリターンロス特性のグラフ。
【図3】図1のループアンテナのθ=0°(アンテナ正面方向)の放射パターングラフ。
【図4】図1のループアンテナの軸比と利得の周波数特性グラフ。
【図5】ループアンテナの他の実施形態を示す解説図。
【図6】請求項2並びに3記載のループアンテナの給電方法を示し、(a)はループアンテナの正面図、(b)は側面図である。
【図7】従来のループアンテナの給電方法を示す解説図。
【符号の説明】
11 偏波用ループアンテナ
12 ループ素子
13 給電導体
14a,14b 摂動素子部
15 グラウンドプレーン
16 導体貫通穴
17a 中心導体
17b 外部導体
18 ループ素子
19 給電導体
Claims (3)
- ループ素子をグラウンドプレーンと平行、且つ離間させて配置し、ループ素子とグラウンドプレーンとの間に、ループ素子のループに沿って平行に給電導体を配置し、給電導体の一端に同軸線路の中心導体を接続して給電点とし、同軸線路の外部導体をグラウンドプレーンに接続して、電磁結合により同軸線路からループ素子に給電するループアンテナの給電方法において、
上記ループ素子は周長が1波長の長さであり、上記給電導体は、前記ループ素子の1/4波長の長さ分に亘り該ループ素子の真下で、且つ、該ループ素子に沿うように配置されていることを特徴とするループアンテナの給電方法。 - 上記ループ素子のループ部は、放射方向に一定の幅を有し、ループ中心軸方向に薄い平板形状であることを特徴とする請求項1記載のループアンテナの給電方法。
- 上記給電導体はグラウンドプレーンと平行な平板形状であることを特徴とする請求項1記載のループアンテナの給電方法。
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