JP4031253B2 - アンテナ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アンテナ装置に関し、特に、通信／レーダ等に好適な、直交する２つの偏波を放射する直交偏波共用マイクロストリップアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来の直交偏波共用マイクロストリップアンテナを示す図であり、例えば特開２０００―３１２１１２号公報に示されたものである。
図において、１は板状の金属導体からなる導体パッチ、２は金属導体からなる地導体、３は誘電体基板、５ａは例えば垂直偏波の電波を放射するために導体パッチ１に給電する給電点、５ｂは垂直偏波と直交する水平偏波の電波を放射するために導体パッチ１に給電する給電点、６は導体パッチ中心である。
【０００３】
また、図１３は、従来の２点給電円偏波励振のマイクロストリップアンテナを示す図であり、例えば特開平１−２８４１０４号公報に示されたものである。
図において、３２ａおよび３２ｂは給電点であり、３３は給電点３２ａと給電点３２ｂのなす角度で９０度以上の角度である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１２のように構成された従来の直交偏波共用マイクロストリップアンテナにおいては、給電点５ａは導体パッチ中心６を通り、垂直偏波に平行な軸上に設けられており、給電点５ｂは導体パッチ中心６を通り、水平偏波に平行な軸上に設けられていた。すなわち、給電点５ａと導体パッチ中心６を通る軸と、給電点５ｂと導体パッチ中心６を通る軸とは直交していた。上記のような位置に給電点を設けた場合、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間に高次モードによる相互結合が生じる。その結果、所望の直線偏波と直交する偏波、すなわち交差偏波特性が劣化するという問題点があった。
【０００５】
また、上記２つの給電点間の相互結合による放射特性劣化を改善するものとして、図１３に示すマイクロストリップアンテナが従来技術としてある。この従来のマイクロストリップアンテナは、２つの給電点オフセット角度をずらし給電点間のアイソレーション値を下げることにより円偏波特性を改善するものであるが、単一の円偏波に対する特性改善であり、直交する２つ直線偏波を共用したときの交差偏波改善を目的にしていないという問題があった。そのため、所望の直交する２つ直線偏波の方向と２つの給電点の位置関係が明らかになっていないという問題点があった。
【０００６】
この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので，直交偏波の給電点間の相互結合により生じた交差偏波を相殺する位置に給電点を定めることにより、交差偏波発生を抑制した直交偏波共用マイクロストリップアンテナを得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係るアンテナ装置は、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の誘電体基板と、上記給電パッチの第１の辺から上記誘電体基板の第１の辺まで、上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸と平行に上記誘電体基板の一面に設けられ、垂直偏波の電波を放射するための第１のマイクロストリップ線路と、上記給電パッチの第１の辺と直交する第２の辺から上記誘電体基板の第２の辺まで、上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行に上記誘電体基板の一面に設けられ、水平偏波の電波を放射するための第２のマイクロストリップ線路とを備え、上記給電パッチと第１のマイクロストリップ線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２のマイクロストリップ線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でないものである。
【０００８】
請求項２の発明に係るアンテナ装置は、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の誘電体基板と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の所定箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の所定箇所に外導体が接続され、垂直偏波の電波を放射するための第１の同軸線路と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に外導体が接続され、水平偏波の電波を放射するための第２の同軸線路とを備え、上記給電パッチと第１の同軸線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２の同軸線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸および上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行でないものである。
【０００９】
請求項３の発明に係るアンテナ装置は、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の第１の誘電体基板と、上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸と垂直に、上記給電パッチと積層方向で重なるように上記地導体に設けられた矩形状の垂直偏波給電用スロットと、上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と垂直に、上記給電パッチと積層方向で重なるように上記地導体に設けられた矩形状の水平偏波給電用スロットと、上記地導体の第１の誘電体基板側とは反対側の面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記垂直偏波給電用スロットとクロスして上記垂直偏波給電用スロットから上記第２の誘電体基板の第１の辺まで、上記垂直偏波軸と平行に上記第２の誘電体基板の地導体側とは反対側の面に設けられ、垂直偏波の電波を放射するための第１のマイクロストリップ線路と、上記水平偏波給電用スロットとクロスして上記水平偏波給電用スロットから上記第２の誘電体基板の第２の辺まで、上記水平偏波軸と平行に上記第２の誘電体基板の地導体側とは反対側の面に設けられ、水平偏波の電波を放射するための第２のマイクロストリップ線路とを備え、上記給電パッチと第１のマイクロストリップ線路とを電磁結合させる上記垂直偏波給電用スロットと第１のマイクロストリップ線路のクロス点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２のマイクロストリップ線路とを電磁結合させる上記水平偏波給電用スロットと第２のマイクロストリップ線路のクロス点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも小さく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と垂直でないものである。
【００１０】
請求項４の発明に係るアンテナ装置は、上記垂直偏波給電用スロットと水平偏波給電用スロットとをそれぞれ上記給電パッチの中心方向へ中心を越える位置まで伸延させ、伸延させた垂直偏波給電用スロットと水平偏波給電用スロットを十文字に重ねあわせることによりクロススロットとしたものである。
【００１１】
請求項５の発明に係るアンテナ装置は、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の第１の誘電体基板と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の所定箇所に内導体が第１の誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の所定箇所に外導体が接続され、垂直偏波の電波を放射するための第１の同軸線路と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に内導体が第１の誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に外導体が接続され、水平偏波の電波を放射するための第２の同軸線路と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記給電パッチの第１の誘電体基板側とは反対側の面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記第２の誘電体基板の給電パッチ側とは反対側の面に設けられた方形の無給電パッチとを備え、上記給電パッチと第１の同軸線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２の同軸線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度であり、かつ上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸および上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸は、それぞれ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸と平行であり、上記垂直偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第１の軸と上記水平偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第２の軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記第１の軸および上記第２の軸はそれぞれ上記水平偏波軸および上記垂直偏波軸と平行でないものである。
【００１２】
請求項６の発明に係るアンテナ装置は、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記給電パッチの第１の辺から上記第１の誘電体基板の第１の辺まで、上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸と平行に上記第１の誘電体基板の一面に設けられ、垂直偏波の電波を放射するための第１のマイクロストリップ線路と、上記給電パッチの第１の辺と直交する第２の辺から上記第１の誘電体基板の第２の辺まで、上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行に上記第１の誘電体基板の一面に設けられ、水平偏波の電波を放射するための第２のマイクロストリップ線路と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記給電パッチの第１の誘電体基板側とは反対側の面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記第２の誘電体基板の給電パッチ側とは反対側の面に設けられた方形の無給電パッチとを備え、上記給電パッチと第１のマイクロストリップ線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２のマイクロストリップ線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でなく、上記垂直偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第１の軸と上記水平偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第２の軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記第１の軸および上記第２の軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でないものである。
【００１３】
請求項７の発明に係るアンテナ装置は、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の誘電体基板と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の所定箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の所定箇所に外導体が接続され、垂直偏波の電波を放射するための第１の同軸線路と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に外導体が接続され、水平偏波の電波を放射するための第２の同軸線路と、上記給電パッチと上記地導体を短絡し金属導体からなる短絡導体とを備え、上記給電パッチと第１の同軸線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２の同軸線路との接続点に水平偏波給電点を設け、かつ上記給電パッチと短絡導体との接続点に短絡点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度であり、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸および上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行であり、上記垂直偏波給電点と上記短絡点を結ぶ第１の軸と上記水平偏波給電点と上記短絡点を結ぶ第２の軸のなす角度が９０度よりも小さく、かつ上記第１の軸および上記第２の軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でないものである。
【００１４】
請求項８の発明に係るアンテナ装置は、上記第１の同軸線路に接続された第１の出力端子と、上記第２の同軸線路に接続された第２の出力端子とを有し、上記第１及び第２の出力端子から上記垂直偏波給電点及び水平偏波給電点に等振幅かつ位相差が＋９０度あるいは−９０度の信号を供給する円偏波発生回路をさらに備えたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を、アンテナ装置として直交偏波共用マイクロストリップアンテナを例にとり、図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図１（ａ）はその斜視図、図１（ｂ）はその正面図である。
図において、１は板状の金属導体からなる給電パッチとしての導体パッチであり、ここでは例えば正方形の方形パッチとする。２は金属導体からなる地導体、３は誘電体基板である。４ａは方形パッチ１から第１の直線偏波の電波である垂直偏波を放射させるための第１の給電回路としての垂直偏波給電回路であり、ここでは例えば誘電体基板３上に形成されたマイクロストリップ線路とする。４ｂは方形パッチ１から垂直偏波と直交する第２の直線偏波の電波である水平偏波を放射させるための第２の給電回路としての水平偏波給電回路であり、ここでは例えば誘電体基板３上に形成されたマイクロストリップ線路とする。
【００１７】
５ａは方形パッチ１と垂直偏波給電回路４ａとの接続点である第１の給電点としての垂直偏波給電点、５ｂは方形パッチ１と水平偏波給電回路４ｂとの接続点である第２の給電点としての水平偏波給電点である。６は方形パッチ中心であり、７ａは方形パッチ中心６を通り、垂直偏波と平行な垂直偏波軸であり、７ｂは方形パッチ中心６を通り、水平偏波と平行な水平偏波軸である。８ａは垂直偏波給電点５ａと方形パッチ中心６を通る垂直偏波給電軸、８ｂは水平偏波給電点５ｂと方形パッチ中心６を通る水平偏波給電軸である。垂直偏波給電軸８ａと水平偏波給電軸８ｂのなす角度９は９０度よりも大きく、かつ垂直偏波給電軸８ａおよび水平偏波給電軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではないものとする。
【００１８】
以上のように構成された直交偏波共用マイクロストリップアンテナでは、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制することが可能である。
以下にその原理を、図２に基づいて説明する。
【００１９】
まず、上記角度９が９０度の場合、すなわち垂直偏波軸７ａと垂直偏波給電軸８ａ、水平偏波軸７ｂと水平偏波給電軸８ｂがそれぞれ一致する従来の直交偏波共用マイクロストリップアンテナにおいて垂直偏波の電波を給電した時を考える。このとき方形パッチ１上に流れる電流の様子を示したのが図２（ａ）である。つまり、この場合所望の垂直偏波を発生させるために方形パッチ１上に垂直偏波電流１０が流れる。しかし、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により方形パッチ上には相互結合量に相当する水平偏波電流１１があたかも水平偏波給電点５ｂから給電されたように流れる。この給電点間の相互結合により生じた水平偏波電流１１により水平偏波、すなわち所望の垂直偏波にとっては交差偏波が発生する。
【００２０】
ここで、図２（ｂ）に示すように、垂直偏波給電軸８ａが垂直偏波軸７ａと平行でなく、かつ角度９が９０度よりも大きくなるように垂直偏波給電点５ａを摂動させることを考える。この場合上記垂直偏波給電点から給電すると、方形パッチ１上には垂直偏波電流１０に加え、新たに水平偏波電流１２が流れる。水平偏波電流１２と水平偏波電流１１は互いに逆向きであるので、これらが打ち消しあうことにより交差偏波の発生を抑制することが可能である。
【００２１】
以上のことは水平偏波給電点５ｂから給電した場合も同じである。すなわち、垂直偏波給電軸８ａが垂直偏波軸７ａと平行でなく、かつ水平偏波給電軸８ｂが水平偏波軸７ｂと平行ではないものとし、なおかつ垂直偏波給電軸８ａと水平偏波給電軸８ｂのなす角度９は９０度よりも大きいものとすることにより、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００２２】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図３（ａ）はその斜視図、図３（ｂ）はその正面図、図３（ｃ）は図３（ｂ）中のＡ−Ａ’断面図である。
図において、１３ａは方形パッチ１から垂直偏波を放射させるための垂直偏波給電回路であり、ここでは例えば同軸線路とする。１３ｂは方形パッチ１から上記垂直偏波と直交する水平偏波を放射させるための水平偏波給電回路であり、ここでは例えば同軸線路とする。また、図に示すように、同軸線路１３ａおよび１３ｂの内導体は、それぞれ垂直偏波給電点５ａおよび水平偏波給電点５ｂにおいて方形パッチ１と接続されており、同軸線路１３ａおよび１３ｂの外導体は地導体２と接続されている。さらに、垂直偏波給電軸８ａと水平偏波給電軸８ｂのなす角度９は９０度よりも大きく、かつ垂直偏波給電軸８ａおよび水平偏波給電軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではない、すなわちそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行ではないものとする。
【００２３】
以上のように構成された直交偏波共用のマイクロストリップアンテナでは、上記実施の形態１と同じく、垂直偏波給電軸８ａと水平偏波給電軸８ｂのなす角度９は９０度よりも大きく、かつ垂直偏波給電軸８ａおよび水平偏波給電軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではないので、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００２４】
実施の形態３．
図４および図５は、この発明の実施の形態３による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図４（ａ）はその正面透視図、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＡ−Ａ’断面図、図５はその地導体透視図である。
図において、１４ａは地導体２の背面に設けられ、方形パッチ１から垂直偏波を放射させるための垂直偏波給電回路であり、ここでは例えばマイクロストリップ線路とする。１４ｂは地導体２の背面に設けられ、方形パッチ１から垂直偏波と直交する水平偏波を放射させるための水平偏波給電回路であり、ここでは例えばマイクロストリップ線路とする。
【００２５】
１５ａは方形パッチ１と垂直偏波給電回路１４ａを垂直偏波給電点５ａにおいて電磁結合させるために地導体２に設けられた垂直偏波給電用スロットであり、１５ｂは方形パッチ１と上記水平偏波給電回路１４ｂを水平偏波給電点５ｂにおいて電磁結合させるために地導体２に設けられた水平偏波給電用スロット、１６はマイクロストリップ線路１４ａおよび１４ｂを形成するための誘電体基板である。また、図に示すように、垂直偏波給電点５ａと方形パッチ中心６を結ぶ軸１７ａと水平偏波給電点５ｂと方形パッチ中心６を結ぶ軸１７ｂとのなす角度１８は９０度よりも小さく、かつ軸１７ａおよび軸１７ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと垂直ではない、すなわち所望の垂直偏波および所望の水平偏波と垂直ではないものとする。
【００２６】
以上のように構成された直交偏波共用のマイクロストリップアンテナにおいて、垂直偏波給電点５ａおよび水平偏波給電点５ｂの摂動方向と上記方形パッチ１の相対的な位置関係は、上記実施の形態１あるいは２と同じである。したがって、本実施の形態においても図２記載の原理により交差偏波の発生を抑制することができる。すなわち、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００２７】
実施の形態４．
図６および図７は、この発明の実施の形態４による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図６（ａ）はその正面透視図、図６（ｂ）は図６（ａ）中のＡ−Ａ'断面図、図７はその地導体透視図である。
図において、１９は方形パッチ１と垂直偏波給電回路１４ａを垂直偏波給電点５ａにおいて電磁結合させ、かつ方形パッチ１と水平偏波給電回路１４ｂを水平偏波給電点５ｂにおいて電磁結合させるために地導体２に設けられた十文字状のクロススロットである。また、図に示すように、垂直偏波給電点５ａと方形パッチ中心６を結ぶ軸１７ａと水平偏波給電点５ｂと方形パッチ中心６を結ぶ軸１７ｂとのなす角度１８は９０度よりも小さく、かつ軸１７ａおよび軸１７ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと垂直ではないものとする。
【００２８】
以上のように構成された直交偏波共用のマイクロストリップアンテナでは、上記実施の形態３と同じく、垂直偏波給電点５ａと方形パッチ中心６を結ぶ軸１６ａと水平偏波給電点５ｂと方形パッチ中心６を結ぶ軸１６ｂとのなす角度は９０度よりも小さく、かつ軸１６ａおよび軸１６ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと垂直ではないので、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００２９】
実施の形態５．
図８は、この発明の実施の形態５による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図８（ａ）はその斜視図、図８（ｂ）はその正面透視、図８（ｃ）は図８（ｂ）中のＡ−Ａ’断面図である。
図において、２０は方形パッチ１上方に設けられた無給電パッチ、２１は無給電パッチ２０を形成するための誘電体基板、２２は無給電パッチ中心、２３ａは垂直偏波給電点５ａと無給電パッチ中心２２を結ぶ軸、２３ｂは水平偏波給電点５ｂと無給電パッチ中心２２を結ぶ軸である。また、図に示すように、垂直偏波給電点５ａと方形パッチ中心６を結ぶ軸８ａと水平偏波給電点５ｂと方形パッチ中心６を結ぶ軸８ｂのなす角度は９０度であり、かつ軸８ａおよび軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行である、つまりそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行であるものとする。なおかつ垂直偏波給電点５ａと無給電パッチ中心２２を結ぶ軸２３ａと水平偏波給電点５ｂと無給電パッチ中心２３ｂを結ぶ軸２３ｂのなす角度２４は９０度よりも大きく、かつ軸２３ａおよび軸２３ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではない、つまりそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行ではないものとする。
【００３０】
以上のように構成された直交偏波共用のマイクロストリップアンテナにおいて、垂直偏波給電点５ａおよび水平偏波給電点５ｂと無給電パッチ２０の摂動方向との相対的な位置関係は、実施の形態１あるいは２と同じである。したがって、本実施の形態においても、図２記載の原理により交差偏波の発生を抑制することができる。すなわち、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００３１】
実施の形態６．
図９は、この発明の実施の形態６による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図９（ａ）はその斜視図、図９（ｂ）はその正面透視図である。
本実施の形態では、垂直偏波給電点５ａと方形パッチ中心６を結ぶ軸８ａと水平偏波給電点５ｂと方形パッチ中心６を結ぶ軸８ｂのなす角度は９０度よりも大きく、かつ軸８ａおよび軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではない、つまりそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行ではないものとする。なおかつ垂直偏波給電点５ａと無給電パッチ中心２２を結ぶ軸２３ａと水平偏波給電点５ｂと無給電パッチ中心２３ｂを結ぶ軸２３ｂのなす角度２４は９０度よりも大きく、かつ軸２３ａおよび軸２３ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではない、つまりそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行ではないものとする。
【００３２】
以上のように構成された直交偏波共用のマイクロストリップアンテナにおいて、垂直偏波給電点５ａおよび水平偏波給電点５ｂと無給電パッチ２０の摂動方向との相対的な位置関係は、上記実施の形態１と同じである。したがって、本実施の形態においても、図２記載の原理により交差偏波の発生を抑制することができる。すなわち、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００３３】
また、無給電パッチ２０を上記実施の形態２から４のいずれかに記載の給電パッチ１上方に設けた場合においても垂直偏波給電点５ａおよび水平偏波給電点５ｂと無給電パッチ２０の摂動方向との相対的な位置関係は、上記実施の形態１と同じである。したがって、本実施の形態においても、図２記載の原理により交差偏波の発生を抑制することができる。すなわち、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００３４】
実施の形態７．
図１０は、この発明の実施の形態７による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図１０（ａ）はその斜視図、図１０（ｂ）はその正面透視、図１０（ｃ）は図１０（ｂ）中のＡ−Ａ’断面図である。
図において、２５は方形パッチ１と地導体２を短絡する短絡点、２６ａは垂直偏波給電点５ａと短絡点２５を結ぶ軸、２６ｂは水平偏波給電点５ｂと短絡点２５を結ぶ軸、２７は方形パッチ１と地導体２を短絡し金属導体からなる短絡導体である。また、図に示すように、垂直偏波給電点５ａと方形パッチ中心６を結ぶ軸８ａと水平偏波給電点５ｂと方形パッチ中心６を結ぶ軸８ｂのなす角度は９０度であり、かつ軸８ａおよび軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行である、つまりそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行であるものとする。なおかつ垂直偏波給電点５ａと短絡点２５を結ぶ軸２６ａと水平偏波給電点５ｂと短絡点２５を結ぶ軸２６ｂのなす角度２８は９０度よりも小さく、かつ軸２６ａおよび軸２６ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではない、つまりそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行ではないものとする。
【００３５】
以上のように構成された直交偏波共用のマイクロストリップアンテナにおいて、図に示す位置に短絡点を設けると、そこでの電界を強制的に零とする電界があらたに生じる。短絡点が方形パッチ中心６を挟んで、垂直偏波給電点５ａおよび水平偏波給電点５ｂと反対側に有るため、この新たに生じた電界は、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる電界と逆向きとなる。したがって、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００３６】
実施の形態８．
図１１は、この発明の実施の形態８による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図１１（ａ）はその正面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）中のＡ−Ａ’断面図である。
図において、２９は円偏波発生回路であり、３０ａおよび３０ｂはそれぞれ円偏波発生回路２９の入力端子、３１ａ、３１ｂはそれぞれ円偏波発生回路２９の出力端子である。円偏波発生回路の特性としては、入力端子３０ａに電波を入力すると、出力端子３１ａおよび３１ｂから等振幅かつ位相差が＋９０°の電波が出力され、入力端子３０ｂに電波を入力すると、出力端子３１ａおよび３１ｂから等振幅かつ位相差が−９０°の電波が出力されるものとする。また、図に示すように、出力端子３１ａと垂直偏波給電回路１３ａが接続され、出力端子３１ｂと垂直偏波給電回路１３ｂが接続されているものとする。さらに、図に示すように、垂直偏波給電軸８ａと水平偏波給電軸８ｂのなす角度９は９０度よりも大きく、かつ垂直偏波給電軸８ａおよび水平偏波給電軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではない、すなわちそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行ではないものとする。
【００３７】
以上のように構成された直交偏波共用のマイクロストリップアンテナにおいては、垂直偏波給電回路１３ａにより給電される電波と水平偏波給電回路１３ｂにより給電される電波は等振幅かつ位相差＋９０度あるいは−９０度なので、方形パッチ１からは左旋円偏波あるいは右旋円偏波が放射される。さらに、垂直偏波給電軸８ａと水平偏波給電軸８ｂのなす角度９は９０度よりも大きく、かつ垂直偏波給電軸８ａおよび水平偏波給電軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではないので、上記左旋円偏波あるいは右旋円偏波の垂直偏波成分および水平偏波成分は交差偏波が抑制された良好な直線偏波となる。したがって、低交差偏波な左旋円偏波あるいは右旋円偏波を得る効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の誘電体基板と、上記給電パッチの第１の辺から上記誘電体基板の第１の辺まで、上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸と平行に上記誘電体基板の一面に設けられ、垂直偏波の電波を放射するための第１のマイクロストリップ線路と、上記給電パッチの第１の辺と直交する第２の辺から上記誘電体基板の第２の辺まで、上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行に上記誘電体基板の一面に設けられ、水平偏波の電波を放射するための第２のマイクロストリップ線路とを備え、上記給電パッチと第１のマイクロストリップ線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２のマイクロストリップ線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でないので、交差偏波発生を抑制し、また、この交差偏波発生の抑制に特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００４０】
また、請求項２の発明によれば、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の誘電体基板と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の所定箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の所定箇所に外導体が接続され、垂直偏波の電波を放射するための第１の同軸線路と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に外導体が接続され、水平偏波の電波を放射するための第２の同軸線路とを備え、上記給電パッチと第１の同軸線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２の同軸線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸および上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行でないので、交差偏波発生の抑制、アンテナの構成の簡略化に寄与できるという効果がある。
【００４１】
また、請求項３の発明によれば、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の第１の誘電体基板と、上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸と垂直に、上記給電パッチと積層方向で重なるように上記地導体に設けられた矩形状の垂直偏波給電用スロットと、上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と垂直に、上記給電パッチと積層方向で重なるように上記地導体に設けられた矩形状の水平偏波給電用スロットと、上記地導体の第１の誘電体基板側とは反対側の面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記垂直偏波給電用スロットとクロスして上記垂直偏波給電用スロットから上記第２の誘電体基板の第１の辺まで、上記垂直偏波軸と平行に上記第２の誘電体基板の地導体側とは反対側の面に設けられ、垂直偏波の電波を放射するための第１のマイクロストリップ線路と、上記水平偏波給電用スロットとクロスして上記水平偏波給電用スロットから上記第２の誘電体基板の第２の辺まで、上記水平偏波軸と平行に上記第２の誘電体基板の地導体側とは反対側の面に設けられ、水平偏波の電波を放射するための第２のマイクロストリップ線路とを備え、上記給電パッチと第１のマイクロストリップ線路とを電磁結合させる上記垂直偏波給電用スロットと第１のマイクロストリップ線路のクロス点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２のマイクロストリップ線路とを電磁結合させる上記水平偏波給電用スロットと第２のマイクロストリップ線路のクロス点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも小さく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と垂直でないので、交差偏波発生を抑制し、また、この交差偏波発生の抑制に特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００４２】
また、請求項４の発明によれば、上記垂直偏波給電用スロットと水平偏波給電用スロットとをそれぞれ上記給電パッチの中心方向へ中心を越える位置まで伸延させ、伸延させた垂直偏波給電用スロットと水平偏波給電用スロットを十文字に重ねあわせることによりクロススロットとしたので、交差偏波発生の抑制、アンテナの構成の簡略化に寄与できるという効果がある。
【００４３】
また、請求項５の発明によれば、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の第１の誘電体基板と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の所定箇所に内導体が第１の誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の所定箇所に外導体が接続され、垂直偏波の電波を放射するための第１の同軸線路と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に内導体が第１の誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に外導体が接続され、水平偏波の電波を放射するための第２の同軸線路と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記給電パッチの第１の誘電体基板側とは反対側の面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記第２の誘電体基板の給電パッチ側とは反対側の面に設けられた方形の無給電パッチとを備え、上記給電パッチと第１の同軸線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２の同軸線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度であり、かつ上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸および上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸は、それぞれ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸と平行であり、上記垂直偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第１の軸と上記水平偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第２の軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記第１の軸および上記第２の軸はそれぞれ上記水平偏波軸および上記垂直偏波軸と平行でないので、交差偏波発生を抑制し、また、この交差偏波発生の抑制に特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００４４】
また、請求項６の発明によれば、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記給電パッチの第１の辺から上記第１の誘電体基板の第１の辺まで、上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸と平行に上記第１の誘電体基板の一面に設けられ、垂直偏波の電波を放射するための第１のマイクロストリップ線路と、上記給電パッチの第１の辺と直交する第２の辺から上記第１の誘電体基板の第２の辺まで、上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行に上記第１の誘電体基板の一面に設けられ、水平偏波の電波を放射するための第２のマイクロストリップ線路と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記給電パッチの第１の誘電体基板側とは反対側の面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記第２の誘電体基板の給電パッチ側とは反対側の面に設けられた方形の無給電パッチとを備え、上記給電パッチと第１のマイクロストリップ線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２のマイクロストリップ線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でなく、上記垂直偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第１の軸と上記水平偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第２の軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記第１の軸および上記第２の軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でないので、交差偏波発生の抑制、アンテナの構成の簡略化に寄与できるという効果がある。
【００４５】
また、請求項７の発明によれば、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の誘電体基板と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の所定箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の所定箇所に外導体が接続され、垂直偏波の電波を放射するための第１の同軸線路と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に外導体が接続され、水平偏波の電波を放射するための第２の同軸線路と、上記給電パッチと上記地導体を短絡し金属導体からなる短絡導体とを備え、上記給電パッチと第１の同軸線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２の同軸線路との接続点に水平偏波給電点を設け、かつ上記給電パッチと短絡導体との接続点に短絡点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度であり、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸および上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行であり、上記垂直偏波給電点と上記短絡点を結ぶ第１の軸と上記水平偏波給電点と上記短絡点を結ぶ第２の軸のなす角度が９０度よりも小さく、かつ上記第１の軸および上記第２の軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でないので、交差偏波発生を抑制し、また、この交差偏波発生の抑制に特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００４６】
さらに、請求項８の発明によれば、上記第１の同軸線路に接続された第１の出力端子と、上記第２の同軸線路に接続された第２の出力端子とを有し、上記第１及び第２の出力端子から上記垂直偏波給電点及び水平偏波給電点に等振幅かつ位相差が＋９０度あるいは−９０度の信号を供給する円偏波発生回路をさらに備えたので、交差偏波発生の抑制、アンテナの構成の簡略化に寄与でき、また、低交差偏波な左旋円偏波あるいは右旋円偏波を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の原理を説明するための図である。
【図３】 この発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図４】 この発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図６】 この発明の実施の形態４によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図７】 この発明の実施の形態４によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図８】 この発明の実施の形態５によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図９】 この発明の実施の形態６によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図１０】 この発明の実施の形態７によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図１１】 この発明の実施の形態８によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図１２】 従来の直交偏波共用マイクロストリップアンテナを示す構成図図である。
【図１３】 従来の２点給電円偏波励振のマイクロストリップアンテナを示す構成図である。
【符号の説明】
１ 方形パッチ（導体パッチ）、２ 地導体、３，１６ 誘電体基板、４ａ，１４ａ マイクロストリップ線路（垂直偏波給電回路）、４ｂ，１４ｂ マイクロストリップ線路（水平偏波給電回路）、５ａ 垂直偏波給電点、５ｂ 水平偏波給電点、６ 方形パッチ中心、７ａ 垂直偏波軸、７ｂ 水平偏波軸、８ａ 垂直偏波給電軸、８ｂ 水平偏波給電軸、１３ａ 垂直偏波給電用同軸線路、１３ｂ 水平偏波給電用同軸線路、１５ａ 垂直偏波給電用スロット、１５ｂ 水平偏波給電用スロット、１７ａ 垂直偏波給電点と方形パッチ中心を結ぶ軸、１７ｂ 水平偏波給電点と方形パッチ中心を結ぶ軸、１９ クロススロット、２５短絡点、２６ａ 垂直偏波給電点と短絡点を結ぶ軸、２６ｂ 水平偏波給電点と短絡点を結ぶ軸、２７ 短絡導体、２９ 円偏波発生回路、３０ａ，３０ｂ 入力端子、３１ａ，３１ｂ 出力端子。
【発明の属する技術分野】
この発明は、アンテナ装置に関し、特に、通信／レーダ等に好適な、直交する２つの偏波を放射する直交偏波共用マイクロストリップアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来の直交偏波共用マイクロストリップアンテナを示す図であり、例えば特開２０００―３１２１１２号公報に示されたものである。
図において、１は板状の金属導体からなる導体パッチ、２は金属導体からなる地導体、３は誘電体基板、５ａは例えば垂直偏波の電波を放射するために導体パッチ１に給電する給電点、５ｂは垂直偏波と直交する水平偏波の電波を放射するために導体パッチ１に給電する給電点、６は導体パッチ中心である。
【０００３】
また、図１３は、従来の２点給電円偏波励振のマイクロストリップアンテナを示す図であり、例えば特開平１−２８４１０４号公報に示されたものである。
図において、３２ａおよび３２ｂは給電点であり、３３は給電点３２ａと給電点３２ｂのなす角度で９０度以上の角度である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１２のように構成された従来の直交偏波共用マイクロストリップアンテナにおいては、給電点５ａは導体パッチ中心６を通り、垂直偏波に平行な軸上に設けられており、給電点５ｂは導体パッチ中心６を通り、水平偏波に平行な軸上に設けられていた。すなわち、給電点５ａと導体パッチ中心６を通る軸と、給電点５ｂと導体パッチ中心６を通る軸とは直交していた。上記のような位置に給電点を設けた場合、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間に高次モードによる相互結合が生じる。その結果、所望の直線偏波と直交する偏波、すなわち交差偏波特性が劣化するという問題点があった。
【０００５】
また、上記２つの給電点間の相互結合による放射特性劣化を改善するものとして、図１３に示すマイクロストリップアンテナが従来技術としてある。この従来のマイクロストリップアンテナは、２つの給電点オフセット角度をずらし給電点間のアイソレーション値を下げることにより円偏波特性を改善するものであるが、単一の円偏波に対する特性改善であり、直交する２つ直線偏波を共用したときの交差偏波改善を目的にしていないという問題があった。そのため、所望の直交する２つ直線偏波の方向と２つの給電点の位置関係が明らかになっていないという問題点があった。
【０００６】
この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので，直交偏波の給電点間の相互結合により生じた交差偏波を相殺する位置に給電点を定めることにより、交差偏波発生を抑制した直交偏波共用マイクロストリップアンテナを得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係るアンテナ装置は、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の誘電体基板と、上記給電パッチの第１の辺から上記誘電体基板の第１の辺まで、上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸と平行に上記誘電体基板の一面に設けられ、垂直偏波の電波を放射するための第１のマイクロストリップ線路と、上記給電パッチの第１の辺と直交する第２の辺から上記誘電体基板の第２の辺まで、上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行に上記誘電体基板の一面に設けられ、水平偏波の電波を放射するための第２のマイクロストリップ線路とを備え、上記給電パッチと第１のマイクロストリップ線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２のマイクロストリップ線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でないものである。
【０００８】
請求項２の発明に係るアンテナ装置は、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の誘電体基板と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の所定箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の所定箇所に外導体が接続され、垂直偏波の電波を放射するための第１の同軸線路と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に外導体が接続され、水平偏波の電波を放射するための第２の同軸線路とを備え、上記給電パッチと第１の同軸線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２の同軸線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸および上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行でないものである。
【０００９】
請求項３の発明に係るアンテナ装置は、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の第１の誘電体基板と、上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸と垂直に、上記給電パッチと積層方向で重なるように上記地導体に設けられた矩形状の垂直偏波給電用スロットと、上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と垂直に、上記給電パッチと積層方向で重なるように上記地導体に設けられた矩形状の水平偏波給電用スロットと、上記地導体の第１の誘電体基板側とは反対側の面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記垂直偏波給電用スロットとクロスして上記垂直偏波給電用スロットから上記第２の誘電体基板の第１の辺まで、上記垂直偏波軸と平行に上記第２の誘電体基板の地導体側とは反対側の面に設けられ、垂直偏波の電波を放射するための第１のマイクロストリップ線路と、上記水平偏波給電用スロットとクロスして上記水平偏波給電用スロットから上記第２の誘電体基板の第２の辺まで、上記水平偏波軸と平行に上記第２の誘電体基板の地導体側とは反対側の面に設けられ、水平偏波の電波を放射するための第２のマイクロストリップ線路とを備え、上記給電パッチと第１のマイクロストリップ線路とを電磁結合させる上記垂直偏波給電用スロットと第１のマイクロストリップ線路のクロス点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２のマイクロストリップ線路とを電磁結合させる上記水平偏波給電用スロットと第２のマイクロストリップ線路のクロス点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも小さく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と垂直でないものである。
【００１０】
請求項４の発明に係るアンテナ装置は、上記垂直偏波給電用スロットと水平偏波給電用スロットとをそれぞれ上記給電パッチの中心方向へ中心を越える位置まで伸延させ、伸延させた垂直偏波給電用スロットと水平偏波給電用スロットを十文字に重ねあわせることによりクロススロットとしたものである。
【００１１】
請求項５の発明に係るアンテナ装置は、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の第１の誘電体基板と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の所定箇所に内導体が第１の誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の所定箇所に外導体が接続され、垂直偏波の電波を放射するための第１の同軸線路と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に内導体が第１の誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に外導体が接続され、水平偏波の電波を放射するための第２の同軸線路と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記給電パッチの第１の誘電体基板側とは反対側の面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記第２の誘電体基板の給電パッチ側とは反対側の面に設けられた方形の無給電パッチとを備え、上記給電パッチと第１の同軸線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２の同軸線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度であり、かつ上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸および上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸は、それぞれ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸と平行であり、上記垂直偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第１の軸と上記水平偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第２の軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記第１の軸および上記第２の軸はそれぞれ上記水平偏波軸および上記垂直偏波軸と平行でないものである。
【００１２】
請求項６の発明に係るアンテナ装置は、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記給電パッチの第１の辺から上記第１の誘電体基板の第１の辺まで、上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸と平行に上記第１の誘電体基板の一面に設けられ、垂直偏波の電波を放射するための第１のマイクロストリップ線路と、上記給電パッチの第１の辺と直交する第２の辺から上記第１の誘電体基板の第２の辺まで、上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行に上記第１の誘電体基板の一面に設けられ、水平偏波の電波を放射するための第２のマイクロストリップ線路と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記給電パッチの第１の誘電体基板側とは反対側の面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記第２の誘電体基板の給電パッチ側とは反対側の面に設けられた方形の無給電パッチとを備え、上記給電パッチと第１のマイクロストリップ線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２のマイクロストリップ線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でなく、上記垂直偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第１の軸と上記水平偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第２の軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記第１の軸および上記第２の軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でないものである。
【００１３】
請求項７の発明に係るアンテナ装置は、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の誘電体基板と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の所定箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の所定箇所に外導体が接続され、垂直偏波の電波を放射するための第１の同軸線路と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に外導体が接続され、水平偏波の電波を放射するための第２の同軸線路と、上記給電パッチと上記地導体を短絡し金属導体からなる短絡導体とを備え、上記給電パッチと第１の同軸線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２の同軸線路との接続点に水平偏波給電点を設け、かつ上記給電パッチと短絡導体との接続点に短絡点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度であり、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸および上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行であり、上記垂直偏波給電点と上記短絡点を結ぶ第１の軸と上記水平偏波給電点と上記短絡点を結ぶ第２の軸のなす角度が９０度よりも小さく、かつ上記第１の軸および上記第２の軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でないものである。
【００１４】
請求項８の発明に係るアンテナ装置は、上記第１の同軸線路に接続された第１の出力端子と、上記第２の同軸線路に接続された第２の出力端子とを有し、上記第１及び第２の出力端子から上記垂直偏波給電点及び水平偏波給電点に等振幅かつ位相差が＋９０度あるいは−９０度の信号を供給する円偏波発生回路をさらに備えたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を、アンテナ装置として直交偏波共用マイクロストリップアンテナを例にとり、図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図１（ａ）はその斜視図、図１（ｂ）はその正面図である。
図において、１は板状の金属導体からなる給電パッチとしての導体パッチであり、ここでは例えば正方形の方形パッチとする。２は金属導体からなる地導体、３は誘電体基板である。４ａは方形パッチ１から第１の直線偏波の電波である垂直偏波を放射させるための第１の給電回路としての垂直偏波給電回路であり、ここでは例えば誘電体基板３上に形成されたマイクロストリップ線路とする。４ｂは方形パッチ１から垂直偏波と直交する第２の直線偏波の電波である水平偏波を放射させるための第２の給電回路としての水平偏波給電回路であり、ここでは例えば誘電体基板３上に形成されたマイクロストリップ線路とする。
【００１７】
５ａは方形パッチ１と垂直偏波給電回路４ａとの接続点である第１の給電点としての垂直偏波給電点、５ｂは方形パッチ１と水平偏波給電回路４ｂとの接続点である第２の給電点としての水平偏波給電点である。６は方形パッチ中心であり、７ａは方形パッチ中心６を通り、垂直偏波と平行な垂直偏波軸であり、７ｂは方形パッチ中心６を通り、水平偏波と平行な水平偏波軸である。８ａは垂直偏波給電点５ａと方形パッチ中心６を通る垂直偏波給電軸、８ｂは水平偏波給電点５ｂと方形パッチ中心６を通る水平偏波給電軸である。垂直偏波給電軸８ａと水平偏波給電軸８ｂのなす角度９は９０度よりも大きく、かつ垂直偏波給電軸８ａおよび水平偏波給電軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではないものとする。
【００１８】
以上のように構成された直交偏波共用マイクロストリップアンテナでは、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制することが可能である。
以下にその原理を、図２に基づいて説明する。
【００１９】
まず、上記角度９が９０度の場合、すなわち垂直偏波軸７ａと垂直偏波給電軸８ａ、水平偏波軸７ｂと水平偏波給電軸８ｂがそれぞれ一致する従来の直交偏波共用マイクロストリップアンテナにおいて垂直偏波の電波を給電した時を考える。このとき方形パッチ１上に流れる電流の様子を示したのが図２（ａ）である。つまり、この場合所望の垂直偏波を発生させるために方形パッチ１上に垂直偏波電流１０が流れる。しかし、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により方形パッチ上には相互結合量に相当する水平偏波電流１１があたかも水平偏波給電点５ｂから給電されたように流れる。この給電点間の相互結合により生じた水平偏波電流１１により水平偏波、すなわち所望の垂直偏波にとっては交差偏波が発生する。
【００２０】
ここで、図２（ｂ）に示すように、垂直偏波給電軸８ａが垂直偏波軸７ａと平行でなく、かつ角度９が９０度よりも大きくなるように垂直偏波給電点５ａを摂動させることを考える。この場合上記垂直偏波給電点から給電すると、方形パッチ１上には垂直偏波電流１０に加え、新たに水平偏波電流１２が流れる。水平偏波電流１２と水平偏波電流１１は互いに逆向きであるので、これらが打ち消しあうことにより交差偏波の発生を抑制することが可能である。
【００２１】
以上のことは水平偏波給電点５ｂから給電した場合も同じである。すなわち、垂直偏波給電軸８ａが垂直偏波軸７ａと平行でなく、かつ水平偏波給電軸８ｂが水平偏波軸７ｂと平行ではないものとし、なおかつ垂直偏波給電軸８ａと水平偏波給電軸８ｂのなす角度９は９０度よりも大きいものとすることにより、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００２２】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図３（ａ）はその斜視図、図３（ｂ）はその正面図、図３（ｃ）は図３（ｂ）中のＡ−Ａ’断面図である。
図において、１３ａは方形パッチ１から垂直偏波を放射させるための垂直偏波給電回路であり、ここでは例えば同軸線路とする。１３ｂは方形パッチ１から上記垂直偏波と直交する水平偏波を放射させるための水平偏波給電回路であり、ここでは例えば同軸線路とする。また、図に示すように、同軸線路１３ａおよび１３ｂの内導体は、それぞれ垂直偏波給電点５ａおよび水平偏波給電点５ｂにおいて方形パッチ１と接続されており、同軸線路１３ａおよび１３ｂの外導体は地導体２と接続されている。さらに、垂直偏波給電軸８ａと水平偏波給電軸８ｂのなす角度９は９０度よりも大きく、かつ垂直偏波給電軸８ａおよび水平偏波給電軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではない、すなわちそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行ではないものとする。
【００２３】
以上のように構成された直交偏波共用のマイクロストリップアンテナでは、上記実施の形態１と同じく、垂直偏波給電軸８ａと水平偏波給電軸８ｂのなす角度９は９０度よりも大きく、かつ垂直偏波給電軸８ａおよび水平偏波給電軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではないので、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００２４】
実施の形態３．
図４および図５は、この発明の実施の形態３による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図４（ａ）はその正面透視図、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＡ−Ａ’断面図、図５はその地導体透視図である。
図において、１４ａは地導体２の背面に設けられ、方形パッチ１から垂直偏波を放射させるための垂直偏波給電回路であり、ここでは例えばマイクロストリップ線路とする。１４ｂは地導体２の背面に設けられ、方形パッチ１から垂直偏波と直交する水平偏波を放射させるための水平偏波給電回路であり、ここでは例えばマイクロストリップ線路とする。
【００２５】
１５ａは方形パッチ１と垂直偏波給電回路１４ａを垂直偏波給電点５ａにおいて電磁結合させるために地導体２に設けられた垂直偏波給電用スロットであり、１５ｂは方形パッチ１と上記水平偏波給電回路１４ｂを水平偏波給電点５ｂにおいて電磁結合させるために地導体２に設けられた水平偏波給電用スロット、１６はマイクロストリップ線路１４ａおよび１４ｂを形成するための誘電体基板である。また、図に示すように、垂直偏波給電点５ａと方形パッチ中心６を結ぶ軸１７ａと水平偏波給電点５ｂと方形パッチ中心６を結ぶ軸１７ｂとのなす角度１８は９０度よりも小さく、かつ軸１７ａおよび軸１７ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと垂直ではない、すなわち所望の垂直偏波および所望の水平偏波と垂直ではないものとする。
【００２６】
以上のように構成された直交偏波共用のマイクロストリップアンテナにおいて、垂直偏波給電点５ａおよび水平偏波給電点５ｂの摂動方向と上記方形パッチ１の相対的な位置関係は、上記実施の形態１あるいは２と同じである。したがって、本実施の形態においても図２記載の原理により交差偏波の発生を抑制することができる。すなわち、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００２７】
実施の形態４．
図６および図７は、この発明の実施の形態４による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図６（ａ）はその正面透視図、図６（ｂ）は図６（ａ）中のＡ−Ａ'断面図、図７はその地導体透視図である。
図において、１９は方形パッチ１と垂直偏波給電回路１４ａを垂直偏波給電点５ａにおいて電磁結合させ、かつ方形パッチ１と水平偏波給電回路１４ｂを水平偏波給電点５ｂにおいて電磁結合させるために地導体２に設けられた十文字状のクロススロットである。また、図に示すように、垂直偏波給電点５ａと方形パッチ中心６を結ぶ軸１７ａと水平偏波給電点５ｂと方形パッチ中心６を結ぶ軸１７ｂとのなす角度１８は９０度よりも小さく、かつ軸１７ａおよび軸１７ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと垂直ではないものとする。
【００２８】
以上のように構成された直交偏波共用のマイクロストリップアンテナでは、上記実施の形態３と同じく、垂直偏波給電点５ａと方形パッチ中心６を結ぶ軸１６ａと水平偏波給電点５ｂと方形パッチ中心６を結ぶ軸１６ｂとのなす角度は９０度よりも小さく、かつ軸１６ａおよび軸１６ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと垂直ではないので、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００２９】
実施の形態５．
図８は、この発明の実施の形態５による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図８（ａ）はその斜視図、図８（ｂ）はその正面透視、図８（ｃ）は図８（ｂ）中のＡ−Ａ’断面図である。
図において、２０は方形パッチ１上方に設けられた無給電パッチ、２１は無給電パッチ２０を形成するための誘電体基板、２２は無給電パッチ中心、２３ａは垂直偏波給電点５ａと無給電パッチ中心２２を結ぶ軸、２３ｂは水平偏波給電点５ｂと無給電パッチ中心２２を結ぶ軸である。また、図に示すように、垂直偏波給電点５ａと方形パッチ中心６を結ぶ軸８ａと水平偏波給電点５ｂと方形パッチ中心６を結ぶ軸８ｂのなす角度は９０度であり、かつ軸８ａおよび軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行である、つまりそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行であるものとする。なおかつ垂直偏波給電点５ａと無給電パッチ中心２２を結ぶ軸２３ａと水平偏波給電点５ｂと無給電パッチ中心２３ｂを結ぶ軸２３ｂのなす角度２４は９０度よりも大きく、かつ軸２３ａおよび軸２３ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではない、つまりそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行ではないものとする。
【００３０】
以上のように構成された直交偏波共用のマイクロストリップアンテナにおいて、垂直偏波給電点５ａおよび水平偏波給電点５ｂと無給電パッチ２０の摂動方向との相対的な位置関係は、実施の形態１あるいは２と同じである。したがって、本実施の形態においても、図２記載の原理により交差偏波の発生を抑制することができる。すなわち、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００３１】
実施の形態６．
図９は、この発明の実施の形態６による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図９（ａ）はその斜視図、図９（ｂ）はその正面透視図である。
本実施の形態では、垂直偏波給電点５ａと方形パッチ中心６を結ぶ軸８ａと水平偏波給電点５ｂと方形パッチ中心６を結ぶ軸８ｂのなす角度は９０度よりも大きく、かつ軸８ａおよび軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではない、つまりそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行ではないものとする。なおかつ垂直偏波給電点５ａと無給電パッチ中心２２を結ぶ軸２３ａと水平偏波給電点５ｂと無給電パッチ中心２３ｂを結ぶ軸２３ｂのなす角度２４は９０度よりも大きく、かつ軸２３ａおよび軸２３ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではない、つまりそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行ではないものとする。
【００３２】
以上のように構成された直交偏波共用のマイクロストリップアンテナにおいて、垂直偏波給電点５ａおよび水平偏波給電点５ｂと無給電パッチ２０の摂動方向との相対的な位置関係は、上記実施の形態１と同じである。したがって、本実施の形態においても、図２記載の原理により交差偏波の発生を抑制することができる。すなわち、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００３３】
また、無給電パッチ２０を上記実施の形態２から４のいずれかに記載の給電パッチ１上方に設けた場合においても垂直偏波給電点５ａおよび水平偏波給電点５ｂと無給電パッチ２０の摂動方向との相対的な位置関係は、上記実施の形態１と同じである。したがって、本実施の形態においても、図２記載の原理により交差偏波の発生を抑制することができる。すなわち、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００３４】
実施の形態７．
図１０は、この発明の実施の形態７による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図１０（ａ）はその斜視図、図１０（ｂ）はその正面透視、図１０（ｃ）は図１０（ｂ）中のＡ−Ａ’断面図である。
図において、２５は方形パッチ１と地導体２を短絡する短絡点、２６ａは垂直偏波給電点５ａと短絡点２５を結ぶ軸、２６ｂは水平偏波給電点５ｂと短絡点２５を結ぶ軸、２７は方形パッチ１と地導体２を短絡し金属導体からなる短絡導体である。また、図に示すように、垂直偏波給電点５ａと方形パッチ中心６を結ぶ軸８ａと水平偏波給電点５ｂと方形パッチ中心６を結ぶ軸８ｂのなす角度は９０度であり、かつ軸８ａおよび軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行である、つまりそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行であるものとする。なおかつ垂直偏波給電点５ａと短絡点２５を結ぶ軸２６ａと水平偏波給電点５ｂと短絡点２５を結ぶ軸２６ｂのなす角度２８は９０度よりも小さく、かつ軸２６ａおよび軸２６ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではない、つまりそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行ではないものとする。
【００３５】
以上のように構成された直交偏波共用のマイクロストリップアンテナにおいて、図に示す位置に短絡点を設けると、そこでの電界を強制的に零とする電界があらたに生じる。短絡点が方形パッチ中心６を挟んで、垂直偏波給電点５ａおよび水平偏波給電点５ｂと反対側に有るため、この新たに生じた電界は、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる電界と逆向きとなる。したがって、垂直偏波給電点５ａと水平偏波給電点５ｂとの間の相互結合により生じる交差偏波を抑制する効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００３６】
実施の形態８．
図１１は、この発明の実施の形態８による直交偏波共用マイクロストリップアンテナの構成を説明するための図であって、図１１（ａ）はその正面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）中のＡ−Ａ’断面図である。
図において、２９は円偏波発生回路であり、３０ａおよび３０ｂはそれぞれ円偏波発生回路２９の入力端子、３１ａ、３１ｂはそれぞれ円偏波発生回路２９の出力端子である。円偏波発生回路の特性としては、入力端子３０ａに電波を入力すると、出力端子３１ａおよび３１ｂから等振幅かつ位相差が＋９０°の電波が出力され、入力端子３０ｂに電波を入力すると、出力端子３１ａおよび３１ｂから等振幅かつ位相差が−９０°の電波が出力されるものとする。また、図に示すように、出力端子３１ａと垂直偏波給電回路１３ａが接続され、出力端子３１ｂと垂直偏波給電回路１３ｂが接続されているものとする。さらに、図に示すように、垂直偏波給電軸８ａと水平偏波給電軸８ｂのなす角度９は９０度よりも大きく、かつ垂直偏波給電軸８ａおよび水平偏波給電軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではない、すなわちそれぞれ所望の垂直偏波および所望の水平偏波と平行ではないものとする。
【００３７】
以上のように構成された直交偏波共用のマイクロストリップアンテナにおいては、垂直偏波給電回路１３ａにより給電される電波と水平偏波給電回路１３ｂにより給電される電波は等振幅かつ位相差＋９０度あるいは−９０度なので、方形パッチ１からは左旋円偏波あるいは右旋円偏波が放射される。さらに、垂直偏波給電軸８ａと水平偏波給電軸８ｂのなす角度９は９０度よりも大きく、かつ垂直偏波給電軸８ａおよび水平偏波給電軸８ｂはそれぞれ垂直偏波軸７ａおよび水平偏波軸７ｂと平行ではないので、上記左旋円偏波あるいは右旋円偏波の垂直偏波成分および水平偏波成分は交差偏波が抑制された良好な直線偏波となる。したがって、低交差偏波な左旋円偏波あるいは右旋円偏波を得る効果がある。また、交差偏波抑制のための特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の誘電体基板と、上記給電パッチの第１の辺から上記誘電体基板の第１の辺まで、上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸と平行に上記誘電体基板の一面に設けられ、垂直偏波の電波を放射するための第１のマイクロストリップ線路と、上記給電パッチの第１の辺と直交する第２の辺から上記誘電体基板の第２の辺まで、上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行に上記誘電体基板の一面に設けられ、水平偏波の電波を放射するための第２のマイクロストリップ線路とを備え、上記給電パッチと第１のマイクロストリップ線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２のマイクロストリップ線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でないので、交差偏波発生を抑制し、また、この交差偏波発生の抑制に特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００４０】
また、請求項２の発明によれば、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の誘電体基板と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の所定箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の所定箇所に外導体が接続され、垂直偏波の電波を放射するための第１の同軸線路と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に外導体が接続され、水平偏波の電波を放射するための第２の同軸線路とを備え、上記給電パッチと第１の同軸線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２の同軸線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸および上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行でないので、交差偏波発生の抑制、アンテナの構成の簡略化に寄与できるという効果がある。
【００４１】
また、請求項３の発明によれば、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の第１の誘電体基板と、上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸と垂直に、上記給電パッチと積層方向で重なるように上記地導体に設けられた矩形状の垂直偏波給電用スロットと、上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と垂直に、上記給電パッチと積層方向で重なるように上記地導体に設けられた矩形状の水平偏波給電用スロットと、上記地導体の第１の誘電体基板側とは反対側の面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記垂直偏波給電用スロットとクロスして上記垂直偏波給電用スロットから上記第２の誘電体基板の第１の辺まで、上記垂直偏波軸と平行に上記第２の誘電体基板の地導体側とは反対側の面に設けられ、垂直偏波の電波を放射するための第１のマイクロストリップ線路と、上記水平偏波給電用スロットとクロスして上記水平偏波給電用スロットから上記第２の誘電体基板の第２の辺まで、上記水平偏波軸と平行に上記第２の誘電体基板の地導体側とは反対側の面に設けられ、水平偏波の電波を放射するための第２のマイクロストリップ線路とを備え、上記給電パッチと第１のマイクロストリップ線路とを電磁結合させる上記垂直偏波給電用スロットと第１のマイクロストリップ線路のクロス点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２のマイクロストリップ線路とを電磁結合させる上記水平偏波給電用スロットと第２のマイクロストリップ線路のクロス点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも小さく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と垂直でないので、交差偏波発生を抑制し、また、この交差偏波発生の抑制に特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００４２】
また、請求項４の発明によれば、上記垂直偏波給電用スロットと水平偏波給電用スロットとをそれぞれ上記給電パッチの中心方向へ中心を越える位置まで伸延させ、伸延させた垂直偏波給電用スロットと水平偏波給電用スロットを十文字に重ねあわせることによりクロススロットとしたので、交差偏波発生の抑制、アンテナの構成の簡略化に寄与できるという効果がある。
【００４３】
また、請求項５の発明によれば、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の第１の誘電体基板と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の所定箇所に内導体が第１の誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の所定箇所に外導体が接続され、垂直偏波の電波を放射するための第１の同軸線路と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に内導体が第１の誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に外導体が接続され、水平偏波の電波を放射するための第２の同軸線路と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記給電パッチの第１の誘電体基板側とは反対側の面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記第２の誘電体基板の給電パッチ側とは反対側の面に設けられた方形の無給電パッチとを備え、上記給電パッチと第１の同軸線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２の同軸線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度であり、かつ上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸および上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸は、それぞれ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸と平行であり、上記垂直偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第１の軸と上記水平偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第２の軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記第１の軸および上記第２の軸はそれぞれ上記水平偏波軸および上記垂直偏波軸と平行でないので、交差偏波発生を抑制し、また、この交差偏波発生の抑制に特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００４４】
また、請求項６の発明によれば、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記給電パッチの第１の辺から上記第１の誘電体基板の第１の辺まで、上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸と平行に上記第１の誘電体基板の一面に設けられ、垂直偏波の電波を放射するための第１のマイクロストリップ線路と、上記給電パッチの第１の辺と直交する第２の辺から上記第１の誘電体基板の第２の辺まで、上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行に上記第１の誘電体基板の一面に設けられ、水平偏波の電波を放射するための第２のマイクロストリップ線路と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記給電パッチの第１の誘電体基板側とは反対側の面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記第２の誘電体基板の給電パッチ側とは反対側の面に設けられた方形の無給電パッチとを備え、上記給電パッチと第１のマイクロストリップ線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２のマイクロストリップ線路との接続点に水平偏波給電点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でなく、上記垂直偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第１の軸と上記水平偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第２の軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記第１の軸および上記第２の軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でないので、交差偏波発生の抑制、アンテナの構成の簡略化に寄与できるという効果がある。
【００４５】
また、請求項７の発明によれば、板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、金属導体からなる地導体と、上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の誘電体基板と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の所定箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の所定箇所に外導体が接続され、垂直偏波の電波を放射するための第１の同軸線路と、上記給電パッチの誘電体基板側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に外導体が接続され、水平偏波の電波を放射するための第２の同軸線路と、上記給電パッチと上記地導体を短絡し金属導体からなる短絡導体とを備え、上記給電パッチと第１の同軸線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２の同軸線路との接続点に水平偏波給電点を設け、かつ上記給電パッチと短絡導体との接続点に短絡点を設け、上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度であり、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸および上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行であり、上記垂直偏波給電点と上記短絡点を結ぶ第１の軸と上記水平偏波給電点と上記短絡点を結ぶ第２の軸のなす角度が９０度よりも小さく、かつ上記第１の軸および上記第２の軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でないので、交差偏波発生を抑制し、また、この交差偏波発生の抑制に特別な回路などを必要としないため、アンテナの構成が簡易なものになるという効果がある。
【００４６】
さらに、請求項８の発明によれば、上記第１の同軸線路に接続された第１の出力端子と、上記第２の同軸線路に接続された第２の出力端子とを有し、上記第１及び第２の出力端子から上記垂直偏波給電点及び水平偏波給電点に等振幅かつ位相差が＋９０度あるいは−９０度の信号を供給する円偏波発生回路をさらに備えたので、交差偏波発生の抑制、アンテナの構成の簡略化に寄与でき、また、低交差偏波な左旋円偏波あるいは右旋円偏波を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の原理を説明するための図である。
【図３】 この発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図４】 この発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図６】 この発明の実施の形態４によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図７】 この発明の実施の形態４によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図８】 この発明の実施の形態５によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図９】 この発明の実施の形態６によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図１０】 この発明の実施の形態７によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図１１】 この発明の実施の形態８によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図１２】 従来の直交偏波共用マイクロストリップアンテナを示す構成図図である。
【図１３】 従来の２点給電円偏波励振のマイクロストリップアンテナを示す構成図である。
【符号の説明】
１ 方形パッチ（導体パッチ）、２ 地導体、３，１６ 誘電体基板、４ａ，１４ａ マイクロストリップ線路（垂直偏波給電回路）、４ｂ，１４ｂ マイクロストリップ線路（水平偏波給電回路）、５ａ 垂直偏波給電点、５ｂ 水平偏波給電点、６ 方形パッチ中心、７ａ 垂直偏波軸、７ｂ 水平偏波軸、８ａ 垂直偏波給電軸、８ｂ 水平偏波給電軸、１３ａ 垂直偏波給電用同軸線路、１３ｂ 水平偏波給電用同軸線路、１５ａ 垂直偏波給電用スロット、１５ｂ 水平偏波給電用スロット、１７ａ 垂直偏波給電点と方形パッチ中心を結ぶ軸、１７ｂ 水平偏波給電点と方形パッチ中心を結ぶ軸、１９ クロススロット、２５短絡点、２６ａ 垂直偏波給電点と短絡点を結ぶ軸、２６ｂ 水平偏波給電点と短絡点を結ぶ軸、２７ 短絡導体、２９ 円偏波発生回路、３０ａ，３０ｂ 入力端子、３１ａ，３１ｂ 出力端子。
Claims (8)
- 板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、
金属導体からなる地導体と、
上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の誘電体基板と、
上記給電パッチの第１の辺から上記誘電体基板の第１の辺まで、上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸と平行に上記誘電体基板の一面に設けられ、垂直偏波の電波を放射するための第１のマイクロストリップ線路と、
上記給電パッチの第１の辺と直交する第２の辺から上記誘電体基板の第２の辺まで、上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行に上記誘電体基板の一面に設けられ、水平偏波の電波を放射するための第２のマイクロストリップ線路とを備え、
上記給電パッチと第１のマイクロストリップ線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２のマイクロストリップ線路との接続点に水平偏波給電点を設け、
上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でない
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、
金属導体からなる地導体と、
上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の誘電体基板と、
上記給電パッチの誘電体基板側の面の所定箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の所定箇所に外導体が接続され、垂直偏波の電波を放射するための第１の同軸線路と、
上記給電パッチの誘電体基板側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に外導体が接続され、水平偏波の電波を放射するための第２の同軸線路とを備え、
上記給電パッチと第１の同軸線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２の同軸線路との接続点に水平偏波給電点を設け、
上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸および上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行でない
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、
金属導体からなる地導体と、
上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の第１の誘電体基板と、
上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸と垂直に、上記給電パッチと積層方向で重なるように上記地導体に設けられた矩形状の垂直偏波給電用スロットと、
上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と垂直に、上記給電パッチと積層方向で重なるように上記地導体に設けられた矩形状の水平偏波給電用スロットと、
上記地導体の第１の誘電体基板側とは反対側の面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、
上記垂直偏波給電用スロットとクロスして上記垂直偏波給電用スロットから上記第２の誘電体基板の第１の辺まで、上記垂直偏波軸と平行に上記第２の誘電体基板の地導体側と は反対側の面に設けられ、垂直偏波の電波を放射するための第１のマイクロストリップ線路と、
上記水平偏波給電用スロットとクロスして上記水平偏波給電用スロットから上記第２の誘電体基板の第２の辺まで、上記水平偏波軸と平行に上記第２の誘電体基板の地導体側とは反対側の面に設けられ、水平偏波の電波を放射するための第２のマイクロストリップ線路とを備え、
上記給電パッチと第１のマイクロストリップ線路とを電磁結合させる上記垂直偏波給電用スロットと第１のマイクロストリップ線路のクロス点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２のマイクロストリップ線路とを電磁結合させる上記水平偏波給電用スロットと第２のマイクロストリップ線路のクロス点に水平偏波給電点を設け、
上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも小さく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と垂直でない
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 上記垂直偏波給電用スロットと水平偏波給電用スロットとをそれぞれ上記給電パッチの中心方向へ中心を越える位置まで伸延させ、伸延させた垂直偏波給電用スロットと水平偏波給電用スロットを十文字に重ねあわせることによりクロススロットとした
ことを特徴とする請求項３記載のアンテナ装置。 - 板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、
金属導体からなる地導体と、
上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の第１の誘電体基板と、
上記給電パッチの誘電体基板側の面の所定箇所に内導体が第１の誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の所定箇所に外導体が接続され、垂直偏波の電波を放射するための第１の同軸線路と、
上記給電パッチの誘電体基板側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に内導体が第１の誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に外導体が接続され、水平偏波の電波を放射するための第２の同軸線路と、
上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記給電パッチの第１の誘電体基板側とは反対側の面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、
上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記第２の誘電体基板の給電パッチ側とは反対側の面に設けられた方形の無給電パッチとを備え、
上記給電パッチと第１の同軸線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２の同軸線路との接続点に水平偏波給電点を設け、
上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度であり、かつ上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸および上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸は、それぞれ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸と平行であり、
上記垂直偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第１の軸と上記水平偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第２の軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記第１の軸および上記第２の軸はそれぞれ上記水平偏波軸および上記垂直偏波軸と平行でない
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、
金属導体からなる地導体と、
上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、
上記給電パッチの第１の辺から上記第１の誘電体基板の第１の辺まで、上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸と平行に上記第１の誘電体基板の一面に設けられ、垂直偏波の電波を放射するための第１のマイクロストリップ線路と、
上記給電パッチの第１の辺と直交する第２の辺から上記第１の誘電体基板の第２の辺まで、上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行に上記第１の誘電体基板の一面に設けられ、水平偏波の電波を放射するための第２のマイクロストリップ線路と、
上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記給電パッチの第１の誘電体基板側とは反対側の面に設けられた方形の第２の誘電体基板と、
上記給電パッチよりも小さく、中心が上記給電パッチの中心からずれて、上記第２の誘電体基板の給電パッチ側とは反対側の面に設けられた方形の無給電パッチとを備え、
上記給電パッチと第１のマイクロストリップ線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２のマイクロストリップ線路との接続点に水平偏波給電点を設け、
上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でなく、
上記垂直偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第１の軸と上記水平偏波給電点と上記無給電パッチの中心を結ぶ第２の軸のなす角度が９０度よりも大きく、かつ上記第１の軸および上記第２の軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でない
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 板状の金属導体からなる正方形の給電パッチと、
金属導体からなる地導体と、
上記給電パッチが一面に設けられ、上記地導体が一面とは反対側の他面の全面に設けられた方形の誘電体基板と、
上記給電パッチの誘電体基板側の面の所定箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の所定箇所に外導体が接続され、垂直偏波の電波を放射するための第１の同軸線路と、
上記給電パッチの誘電体基板側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に内導体が誘電体基板を貫通して接続され、上記地導体の誘電体基板側の面と反対側の面の上記所定箇所とは異なる別の箇所に外導体が接続され、水平偏波の電波を放射するための第２の同軸線路と、
上記給電パッチと上記地導体を短絡し金属導体からなる短絡導体とを備え、
上記給電パッチと第１の同軸線路との接続点に垂直偏波給電点を設けるとともに、上記給電パッチと第２の同軸線路との接続点に水平偏波給電点を設け、かつ上記給電パッチと短絡導体との接続点に短絡点を設け、
上記垂直偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ垂直偏波給電軸と上記水平偏波給電点と上記給電パッチの中心を結ぶ水平偏波給電軸のなす角度が９０度であり、かつ上記垂直偏波給電軸および上記水平偏波給電軸はそれぞれ上記給電パッチの中心を通り垂直偏波と平行な垂直偏波軸および上記給電パッチの中心を通り水平偏波と平行な水平偏波軸と平行であり、
上記垂直偏波給電点と上記短絡点を結ぶ第１の軸と上記水平偏波給電点と上記短絡点を結ぶ第２の軸のなす角度が９０度よりも小さく、かつ上記第１の軸および上記第２の軸はそれぞれ上記垂直偏波軸および上記水平偏波軸と平行でない
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 上記第１の同軸線路に接続された第１の出力端子と、上記第２の同軸線路に接続された第２の出力端子とを有し、上記第１及び第２の出力端子から上記垂直偏波給電点及び水平偏波給電点に等振幅かつ位相差が＋９０度あるいは−９０度の信号を供給する円偏波発生回路をさらに備えた
ことを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
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