(57)【要約】【課題】  共振周波数の微調整が容易な短縮型パッチアンテナの製造方法を提供する。【解決手段】  短縮型パッチアンテナの製造方法に係わる手段として、外部から給電されて電波を放射するアンテナ面と、該アンテナ面に対向し、かつ接地される接地面と、該接地面と前記アンテナ面とを接続する短絡面とからなる導体を誘電体の表面に設けた短縮型パッチアンテナの製造方法において、アンテナ面と接地面と所定間隔で複数の調整用スリットを有する短絡面とからなる導体を誘電体の表面に設ける成形工程と、調整用スリットの間の導体を除去することにより共振周波数を所望値に調整する調整工程とを有する。【選択図】      図１
2006128893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から給電されて電波を放射するアンテナ面と、該アンテナ面に対向し、かつ接地される接地面と、該接地面と前記アンテナ面とを接続する短絡面とからなる導体を誘電体の表面に設けた短縮型パッチアンテナの製造方法であって、
前記アンテナ面と接地面と所定間隔で複数の調整用スリットを有する短絡面とからなる導体を前記誘電体の表面に設ける成形工程と、
前記調整用スリットの間の導体を除去することにより共振周波数を所望値に調整する調整工程と
を有することを特徴とする短縮型パッチアンテナの製造方法。
【請求項２】
外部から給電されて電波を放射するアンテナ面と、該アンテナ面に対向し、かつ接地される接地面と、該接地面と前記アンテナ面とを接続する短絡面とからなる導体を誘電体の表面に設けた短縮型パッチアンテナであって、
前記アンテナ面が略円形の飛翔体の外郭の一部を形成するように円環状に形状設定されていることを特徴とする短縮型パッチアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短縮型パッチアンテナ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
短縮型パッチアンテナは、外部から給電されて電波を放射する矩形状のアンテナ面と、該アンテナ面に対向し、かつ接地されるアンテナ面と同形状の接地面と、該接地面の一辺と該一辺に対峙するアンテナ面の一辺とを接続する短絡面とからなる導体を立方体の誘電体の表面に設けたものである。このような構造の短縮型パッチアンテナは、一般的なパッチアンテナとの比較において、半分の大きさで同一の共振周波数を得ることができるという特徴を有する。
【０００３】
このような短縮型パッチアンテナの共振周波数は、矩形状のアンテナ面の幅Ｌ（短絡面が設けられた辺とこれに平行な辺との間隔）によって決定される。したがって、従来の短縮型パッチアンテナの製造における調整工程では、短絡面が設けられた辺に平行な辺（調整辺）に沿って導体を切削除去して幅Ｌを調整することにより、共振周波数を所望の目標値に調整していた。このような短縮型パッチアンテナについては、例えば以下の非特許文献１に詳細が開示されている。
【非特許文献１】最新平面アンテナ技術（総合技術センター発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の共振周波数の調整方法は、短絡面が設けられた辺との平行状態を維持するように調整辺をまっすぐに切削除去する必要があるために微調整が困難であるという問題があった。
一方、短縮型パッチアンテナは、アンテナ面が平面として構成されており、アンテナ面の鉛直方向を中心とした領域に指向性を有する。したがって、指向性が比較的狭く限定されており、用途に応じては指向領域が不十分となる。
【０００５】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的とするものである。
（１）共振周波数の微調整が容易な短縮型パッチアンテナの製造方法を提供する。
（２）より指向性の広い短縮型パッチアンテナを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、短縮型パッチアンテナの製造方法に係わる手段として、外部から給電されて電波を放射するアンテナ面と、該アンテナ面に対向し、かつ接地される接地面と、該接地面と前記アンテナ面とを接続する短絡面とからなる導体を誘電体の表面に設けた短縮型パッチアンテナの製造方法において、アンテナ面と接地面と所定間隔で複数の調整用スリットを有する短絡面とからなる導体を誘電体の表面に設ける成形工程と、調整用スリットの間の導体を除去することにより共振周波数を所望値に調整する調整工程とを有する、という解決手段を採用する。
【０００７】
また、本発明では、短縮型パッチアンテナに係わる手段として、外部から給電されて電波を放射するアンテナ面と、該アンテナ面に対向し、かつ接地される接地面と、該接地面と前記アンテナ面とを接続する短絡面とからなる導体を誘電体の表面に設けた短縮型パッチアンテナにおいて、アンテナ面が略円形の飛翔体の外郭の一部を形成するように円環状に形状設定されている、という解決手段を採用する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係わる短縮型パッチアンテナの製造方法によれば、短絡面に複数の調整用スリットを設け、該調整用スリットの間の導体を除去することにより共振周波数を調整するので、従来の調整辺をまっすぐに切削除去することによる共振周波数の調整方法に比較して、共振周波数の微調整が容易であると共に作業性が良い。
また、本発明に係わる短縮型パッチアンテナによれば、アンテナ面が略円形の飛翔体の外郭の一部を形成するように円環状に形状設定されているので、飛翔体の中心軸線の回りに指向性を有することが可能であり、よって従来の平面状の短縮型パッチアンテナに比較して指向性を広くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係わる短縮型パッチアンテナの構成を示す斜視図である。この図において、符号１は短縮型パッチアンテナ、２は誘電体、３は導体、３ａはアンテナ面、３ｂは接地面、３ｃは短絡面、３ｄ1〜３ｄ8は調整用スリット、またＡは飛翔体である。
【００１０】
本短縮型パッチアンテナ１は、誘電体２及び導体３（斜線で示す。）から形成されている。誘電体２は所定厚かつ所定長さの円管状に成形されている。導体３は、上記誘電体２の表面に貼り付けられたものであり、アンテナ面３ａ、接地面３ｂ、短絡面３ｃ及び調整用スリット３ｄ1〜３ｄ8を備えている。アンテナ面３ａは、図示するように誘電体２の外周面に設けられており、外部から給電点に給電されることによって電波を放射する。接地面３ｂは、誘電体２の内周面に設けられており、電気的に接地されている。すなわち、誘電体２の外周面に設けられたアンテナ面３ａと誘電体２の内周面に設けられた接地面３ｂとは互いに対向する関係にある。
【００１１】
短絡面３ｃは、上述したように対向関係にあるアンテナ面３ａと接地面３ｂの一方の辺同士を接続することによって電気的に短絡させるものである。調整用スリット３ｄ1〜３ｄ8は、短絡面３ｃを形成する導体３を所定間隔でスリット状に除去することによって短絡面３ｃ上に所定間隔で形成されたものである。なお、この図１では、調整用スリット３ｄ1〜３ｄ8が短絡面３ｃだけではなくアンテナ面３ａを形成する導体３の一部をも除去する状態に形成されているが、短絡面３ｃを形成する導体３のみを除去することによって調整用スリット３ｄ1〜３ｄ8を形成しても良い。
【００１２】
また、このように構成された本短縮型パッチアンテナ１は誘電体２の形状に基づいて円環状に形状設定されているが、本短縮型パッチアンテナ１のこのような形状は、アンテナ面３ａが飛翔体Ａの外郭の一部を形成するように、飛翔体Ａの断面形状に即して設定されたものである。すなわち、本短縮型パッチアンテナ１は、アンテナ面３ａが円形断面を有する飛翔体Ａの先端近傍における外郭の一部を滑らかに形成するように円環状に形成されている。
【００１３】
次に、このように構成された本短縮型パッチアンテナ１の製造方法及び作用・効果について詳しく説明する。
【００１４】
本短縮型パッチアンテナ１は、成形工程を経ることによって上述した構成に形成される。すなわち、円管状の誘電体２の表面全体に例えばメッキ等の手法によって導体３を付着させ、例えばエッチング手法により誘電体２の一部を除去することによってアンテナ面３ａ、接地面３ｂ、短絡面３ｃ及び調整用スリット３ｄ1〜３ｄ8を形成することによって形成される。
【００１５】
そして、このような成形工程の後工程として行われる調整工程によって共振周波数が所望値に調整されることによって製品として完成する。この調整工程では、本短縮型パッチアンテナ１の共振周波数特性をネットワークアナライザ等の計測器でモニタしつつ調整用スリット３ｄ1〜３ｄ8の間の導体３を除去（例えば切除）することにより、アンテナ面３ａと接地面３ｂとの間に位置する短絡面３ｃのトータル幅を調節し、以って共振周波数を所望値に調整する。
【００１６】
このような本短縮型パッチアンテナ１の製造方法によれば、従来技術とは異なり、調整用スリット３ｄ1〜３ｄ8の間の導体３を単純に除去することのみによって共振周波数を所望値に調整することができるので調整作業が容易であり、また複数設けられた調整用スリット３ｄ1〜３ｄ8の間の導体３を順次除去することによって共振周波数を調整するので、調整用スリット３ｄ1〜３ｄ8の個数を多くすることによって共振周波数の調整幅を細かくすることができ、よって調整精度の高い共振周波数の調整を簡単な調整作業によって実現することができる。
【００１７】
なお、図１では、便宜的に８つの調整用スリット３ｄ1〜３ｄ8を示しており、これら調整用スリット３ｄ1〜３ｄ8の間の導体３のうち、共振周波数の調整の結果、調整用スリット３ｄ1と調整用スリット３ｄ2の間の導体３のみが除去された状態を示している。調整用スリット３ｄ1〜３ｄ8の個数は、要求される共振周波数の調整制度に応じて任意設定することができる。
【００１８】
図２は、本短縮型パッチアンテナ１の共振周波数特性を示す特性図である。この特性図は、上述した構成の本短縮型パッチアンテナ１を解析モデル化することにより本短縮型パッチアンテナ１の共振周波数特性を解析的に求めたシミュレーション結果である。（ａ）は調整前の共振周波数特性を示し、（ｂ）は調整後の共振周波数特性を示している。すなわち、調整前の共振周波数は約２．３ＧＨｚであるが、調整用スリット３ｄ1〜３ｄ8の間の導体３を１箇所、２箇所、……と順次除去ることにより共振周波数は徐々に低下し、最終的に２．３ＧＨｚの目標共振周波数に調整されている。
【００１９】
また、図３は、本短縮型パッチアンテナ１の中心軸線回りの放射パターンを示す特性図（シミュレーション結果）である。なお、この特性図は上記図２（ｂ）に対応するものであり、共振周波数調整後における中心軸線回りの放射パターンを示している。この特性図から分かるように、本短縮型パッチアンテナ１は、中心軸線回りつまり中心軸線に直交する方向における放射パターンが略均一であり、指向性に優れていることが分かる。すなわち、本短縮型パッチアンテナ１によれば、飛翔体Ａの飛行方向に直交する方向において３６０°どの角度に対しても略均一の強度で電波を放射することができる。
【００２０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、短縮型パッチアンテナ１を円環状に形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば楕円環状等、他の形状であっても良い。
（２）また、用途も飛翔体Ａ用に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係わる短縮型パッチアンテナの構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係わる短縮型パッチアンテナの周波数特性を示す特性図（シミュレーション結果）である。
【図３】本発明の一実施形態に係わる短縮型パッチアンテナの調整後における放射パターン（指向特性）を示す特性図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…短縮型パッチアンテナ、２…誘電体、３…導体、３ａ…アンテナ面、３ｂ…接地面、３ｃ…短絡面、３ｄ1〜３ｄ8…調整用スリット、Ａ…飛翔体
【図１】
2006128893.tif 000003
【図２】
2006128893.tif 000004
【図３】
2006128893.tif 000005