(57)【要約】【課題】  誘電体等の波長短縮効果を用いないで、薄板小寸法構造で円偏波動作を実現する、細幅導体線路の集合構造を有する位相分布型アンテナおよび同アンテナを用いた高周波モジュールを提供する。【解決手段】  アンテナを細幅導体線路３ａ〜３ｃの集合で構成し、同集合を二次元面内に展開し、展開された各導体線路３ａ〜３ｃの各点における誘起電流の同面内に設定した直交する二方向への射影の夫々の複素ベクトル和が、振幅同一、位相差９０度とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の給電点に結合する３つ以上の電磁波の放射に起因する損失を持つ導体線路からなり、前記給電点と遠方の一点を結ぶ直線に直交する平面に対する前記導体線路の射影が、少なくとも一つの導体線路の射影に対して残りの導体線路の射影が垂直の位置関係を有することを特徴とする漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項２】
単一の給電点に結合する３つ以上の電磁波の放射に起因する損失を持つ導体線路からなり、前記給電点と遠方の一点を結ぶ直線に直交する平面に前記導体線路を射影し、前記導体線路に誘起する高周波電流の複素ベクトルを前記平面上に設定される任意の直交する２軸に対する射影の総和を各々の軸についてとり、各総和の振幅の絶対値の比が０．７〜１．３であると共に、各々の軸の位相差の絶対値が８０〜１００度であることを特徴とする漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項３】
有限の接地導体を構成要素に含み、前記導体線路の少なくとも一つの一端が前記接地導体に接地される請求項１又は２記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項４】
有限の接地導体を構成要素に含み、前記導体線路の給電側の他端の全ての他端が開放されている請求項１又は２記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項５】
前記有限の接地導体と前記導体線路が同一平面に形成される請求項３又は４記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項６】
前記平面に対する各導体線路の射影が、同一の比率で且つ同一の方向に湾曲する請求項１乃至５いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項７】
各導体線路の湾曲形状が円の連続した一部である請求項６記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項８】
前記平面に対する各導体線路の射影が、同一の比率で且つ同一の方向に屈曲する請求項１乃至５いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項９】
各導体線路の屈曲形状が正方形の連続した一部である請求項８記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項１０】
導体線路数が３である請求項１乃至９いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項１１】
導体線路数が４である請求項１乃至９いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項１２】
各導体線路が、有限の接地電位を有する導体板の上に形成される請求項１、２、６乃至１１いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項１３】
各導体線路と前記導体板の間の空間が誘電体で充填されている請求項１２記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項１４】
各導体線路と前記導体板の間の空間が磁性体で充填されている請求項１２記載漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項１５】
請求項１乃至１１いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナであって、同アンテナ構造が薄い誘電体シートでラミネートされることを特徴とする漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項１６】
前記給電点に同軸ケーブルの一端が接続され、他の一端が外部接続用給電点となる請求項１乃至１１および１５いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項１７】
前記給電点にフレキシブルプリントケーブルの一端が接続され、他の一端が外部接続用給電点となる請求項１乃至１１および１５いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項１８】
前記接地導体板の給電部方向の面上に誘電体の積層導体構造あるいは磁性体の積層構造が形成され、該給電部に繋がる導体が前記誘電体あるいは磁性体の内部に形成されその積層導体に電気的に結合される請求項１３又は１４記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項１９】
前記接地導体板の給電部方向の面上に誘電体の積層導体構造あるいは磁性体の積層構造が形成され、該給電部に繋がる導体が前記誘電体あるいは磁性体の側面に形成されその積層導体に電気的に結合される請求項１３又は１４記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ。
【請求項２０】
請求項１３，１４，１８，１９いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナを用いることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項２１】
請求項１乃至１９いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナあるいは請求項２０記載の高周波モジュールを搭載したことを特徴とする携帯無線機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は衛星放送、衛星位置情報システムのような、円偏波を用いる無線システムのサービスをユーザーに提供する無線関連機器に適用される漏洩損失性線路型円偏波アンテナおよび同アンテナを搭載した高周波モジュール、あるいは無線端末に関し、特に、同無線機器の寸法に比して大きい長さの波長の電磁波を媒体とする情報無線システムのサービスをユーザーに提供するのに好適な、小型薄型の漏洩損失性線路型円偏波アンテナ及び該アンテナを含む高周波モジュールそしてそれらを搭載した無線端末に係わる。
【背景技術】
【０００２】
種々の無線システムの中、衛星を用いたサービスは各国に亘るシームレスなサービスの提供が可能なこと、通信媒体となる電磁波が概略天頂方向から到来するため高層建造物等の遮蔽効果が少ない、などの特長を生かして、シームレス国際電話、衛星放送、測位システム等多くのシステムが稼動している。
【０００３】
これらシステムは、国際的にシームレスなサービスが提供できるという反面、電磁波が他国、他領域に漏洩する可能性が必然的に高いため、円偏波を用いて隣接する国、地域に対しては異なる偏波（右旋円偏波と左旋円偏波）を割り当てて、このような電磁波の漏洩問題に対処している。
【０００４】
右旋円偏波は左旋円偏波アンテナでは受信できず、左旋円偏波は右旋円偏波アンテナでは受信できない。また、直線偏波アンテナは円偏波の電力の半分しか受信することができない。
【０００５】
このため、円偏波の電磁波を用いる無線サービスをユーザーに効率よく提供するためには、円偏波アンテナの実現が重要な技術課題となる。
【０００６】
円偏波アンテナを実現するためには、従来２つの方法が知られており広く実用に帰している。
【０００７】
第一の方法は、２つの直線偏波アンテナを互いに位置的に直交させ、各々のアンテナの給電位相を９０度ずらすものである。この代表的実現例としては、クロスダイポールが有名で、例えば、非特許文献１に示されているとおり、２つの給電部が必要であり、さらに各々の給電部の位相を９０度ずらす手段（例えば移相器）が必要で、アンテナを適用する無線機器の回路規模が大きくなり、同無線機器の小型化に問題がある。
【０００８】
第二の方法は、マイクロストリップアンテナ等の周辺開放パッチアンテナを用いるものであり、直交する二軸に広がりをもつ矩形あるいは円形型の二次元的パッチを用いて一つの給電点によって円偏波アンテナを実現するものである。例えば非特許文献２に示されているとおり、正方形あるいは円の形状を２つの直交する二軸に対して一方を短く、他方を長く変形することにより、正方形の一辺あるいは円の半周の長さを異なるものにし、それぞれの長さがアンテナが受信すべき電波の波長の１／２より少し長いあるいは短い状態として、給電点からみたお互いに直交する夫々の長さに対して誘導性あるいは容量性として、一点給電でこれら各々の長さに対する給電位相を９０度ずらすものである。
【０００９】
この手法は、第一の手法と比べて給電点がひとつであるので、アンテナに高周波電力を供給する高周波回路規模の大幅な削減が実現され、現在最も多く実用に帰している。
【００１０】
【特許文献１】特開平０１−１５８８０５号公報
【非特許文献１】後藤尚久「図説・アンテナ」１９９５年、電子情報通信学会、２１９頁
【非特許文献２】羽石操他「小型・平面アンテナ」１９９６年、電子情報通信学会、１４３−１４５頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、本手法を用いる場合、アンテナの外形寸法はアンテナが受信する電波の波長の概略１／２の寸法を二次元的に確保（概略波長の１／２の一辺を有する正方形の面積の確保）する必要があり、現代の手のひら大の小型端末への適用にはいまだ問題が残っている。
【００１２】
本手法によるアンテナの寸法を削減するためにアンテナを高誘電率を有する誘電体で裏打ち或いは被覆することにより、誘電体の持つ波長短縮効果によってアンテナを小型化する技術が開発されているが、高誘電率を有する誘電体の採用によるコスト高および、誘電体の波長短縮効果を最大限引き出すための該誘電体の厚み方向の寸法増加など、新たな小型化への問題も生じている。
【００１３】
本発明の目的は、衛星無線システムに代表される円偏波の電磁波を用いる無線サービスをユーザーに提供する円偏波アンテナを、最も簡単な一点給電で、小型且つ薄型の寸法で、誘電体等のコスト高を引き起こす可能性のある波長短縮のための別媒体の付加なしに、実現することができる漏洩損失性線路型円偏波アンテナを提供することであり、また、同円偏波アンテナを用いた高周波モジュールあるいは無線端末を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、単一の給電点に結合する３つ以上の電磁波の放射に起因する損失を持つ導体線路からなり、前記給電点と遠方の一点を結ぶ直線に直交する平面に対する該導体線路の射影が、少なくとも一つの導体線路の射影に対して残りの導体線路の射影が垂直の位置関係を有することを特徴とする漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００１５】
請求項２の発明は、単一の給電点に結合する３つ以上の電磁波の放射に起因する損失を持つ導体線路からなり、前記給電点と遠方の一点を結ぶ直線に直交する平面に前記導体線路を射影し、前記導体線路に誘起する高周波電流の複素ベクトルを前記平面上に設定される任意の直交する２軸に対する射影の総和を各々の軸についてとり、各総和の振幅の絶対値の比が０．７〜１．３であると共に、各々の軸の位相差の絶対値が８０〜１００度であることを特徴とする漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００１６】
請求項３の発明は、有限の接地導体を構成要素に含み、前記導体線路の少なくとも一つの一端が前記接地導体に接地される請求項１又は２記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００１７】
請求項４の発明は、有限の接地導体を構成要素に含み、前記導体線路の給電側の他端の全ての他端が開放されている請求項１又は２記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００１８】
請求項５の発明は、前記有限の接地導体と前記導体線路が同一平面に形成される請求項３又は４記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００１９】
請求項６の発明は、前記平面に対する各導体線路の射影が、同一の比率で且つ同一の方向に湾曲する請求項１乃至５いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００２０】
請求項７の発明は、各導体線路の湾曲形状が円の連続した一部である請求項６記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００２１】
請求項８の発明は、前記平面に対する各導体線路の射影が、同一の比率で且つ同一の方向に屈曲する請求項１乃至５いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００２２】
請求項９の発明は、各導体線路の屈曲形状が正方形の連続した一部である請求項８記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００２３】
請求項１０の発明は、導体線路数が３である請求項１乃至９いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００２４】
請求項１１の発明は、導体線路数が４である請求項１乃至９いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００２５】
請求項１２の発明は、各導体線路が、有限の接地電位を有する導体板の上に形成される請求項１、２、６乃至１１いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００２６】
請求項１３の発明は、各導体線路と前記導体板の間の空間が誘電体で充填されている請求項１２記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００２７】
請求項１４の発明は、各導体線路と前記導体板の間の空間が磁性体で充填されている請求項１２記載漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００２８】
請求項１５の発明は、請求項１乃至１１いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナであって、同アンテナ構造が薄い誘電体シートでラミネートされることを特徴とする漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００２９】
請求項１６の発明は、前記給電点に同軸ケーブルの一端が接続され、他の一端が外部接続用給電点となる請求項１乃至１１および１５いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００３０】
請求項１７の発明は、前記給電点にフレキシブルプリントケーブルの一端が接続され、他の一端が外部接続用給電点となる請求項１乃至１１および１５いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００３１】
請求項１８の発明は、前記接地導体板の給電部方向の面上に誘電体の積層導体構造あるいは磁性体の積層構造が形成され、該給電部に繋がる導体が前記誘電体あるいは磁性体の内部に形成されその積層導体に電気的に結合される請求項１３又は１４記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００３２】
請求項１９の発明は、前記接地導体板の給電部方向の面上に誘電体の積層導体構造あるいは磁性体の積層構造が形成され、該給電部に繋がる導体が前記誘電体あるいは磁性体の側面に形成されその積層導体に電気的に結合される請求項１３又は１４記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナである。
【００３３】
請求項２０の発明は、請求項１３，１４，１８，１９いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナを用いることを特徴とする高周波モジュールである。
【００３４】
請求項２１の発明は、請求項１乃至１９いずれか記載の漏洩損失性線路型円偏波アンテナあるいは請求項２０記載の高周波モジュールを搭載したことを特徴とする携帯無線機器である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、小さい寸法で一点給電円偏波アンテナが、誘電体等の波長短縮用部材を用いることなく実現できるので、小型の円偏波アンテナを新たなコスト高を引き起こすことなく実現する効果があり、且つ小型薄型化されたアンテナを含む薄型モジュールが実現可能であり、同アンテナおよびモジュールを用いることにより、円偏波を用いる無線システムの無線端末の小型化、薄型化に効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下本発明の実施形態を添付図面により説明する。
【００３７】
先ず、本発明の基本原理を説明する。
【００３８】
特許文献１で示されるように、アンテナの電気的構造は漏洩損失性伝送線路によって記述することができる。
【００３９】
同漏洩損失性伝送線路は式１のように表現される。
【００４０】
Ｚｃ＝ｔａｎ（βＬ−ｊαＬn ）              式１
式１でＺｃは特性インピーダンス、βは伝播定数、αは損失定数、ｎは非線形漏洩乗数、Ｌは線路長である。
【００４１】
式１が意味するところは、アンテナが漏洩損失性伝送線路によって構成されている場合、換言すれば一次元的方向に電流が分布するアンテナが使用する波長に比べて十分に細いとみなされる幅の導体線路の集合体で構成されている場合、給電点から見た各線路のインピーダンスは、式１を虚数部と実数部に分解した際に、各々リアクタンス素子と抵抗素子に分解することが出来る。
【００４２】
このことを明らかに示すために、給電点に、一つ以上の漏洩損失性伝送線路で構成される伝送線路群が、複数結合している状態を考える。
【００４３】
各伝送線路群は上述のようにリアクタンス素子と抵抗素子に分解できるが、論旨を明確にするために、アドミッタンス表現を採用すると、唯一の給電点に伝送線路群の数だけアドミッタンスが並列に結合する回路で表現できる。
【００４４】
アンテナの観点から考えれば、アドミッタンスはコンダクタンス（実部）とサセプタンス（虚部）の並列回路であるから、給電点での整合条件はサセプタンスの和が零であることであり、サセプタンスの和が高周波回路部の特性インピーダンスの値に等しいときに完全整合が実現される。
【００４５】
伝送線路群を構成する伝送線路の電気長が、アンテナが動作すべき周波数に対応する波長に比べて小さい（具体的には１／２波長未満）場合は、伝送線路群上に誘起する高周波電流の位相は同一と考えられる。従って、給電点から見れば、各伝送線路群は給電点に対して個別の振幅と位相を有する誘起電流が流れ込んでいるとみなしてよい。
【００４６】
一方、円偏波とは円偏波を受信する視点から考えれば、円偏波が到来する方向に垂直な面内に設置した、お互いに直交する２軸に対する電磁波の強度が同じで位相が互いに９０度異なっている現象を指している。
【００４７】
電磁気学が教えるところによれば、導体上を流れる電流の向きと、同電流が生成する電磁波の電界の向きは遠方では同じ向きとなるので、上記伝送線路群の実態であるアンテナを構成する細幅導体線路の集合を給電点と遠方の一点を結ぶ直線に垂直な平面に投影し、波長に比べて十分に短い各導体線路上に誘起する高周波電流の複素ベクトルの上記平面上に設定された任意の直交する２軸に対する射影の総和を夫々の軸についてとり、各総和の振幅が同一で位相の差が９０度となれば、このとき、細幅導体線路の集合は取りも直さず円偏波アンテナとなっていると考えてよい。
【００４８】
これらの円偏波の条件は、給電点から各伝送線路群に流れ込む誘起電流に着目すれば、その誘起電流の振幅と位相に関する同一の条件に他ならないから、各伝送線路群のアドミッタンス表現におけるサセプタンス成分とコンダクタンス成分を用いて、振幅はこれらの二乗平均、位相はこれらの比の逆正接により容易に求めることができる。
【００４９】
以上の様な、漏洩損失性伝送線路の概念を用いた新原理からなるアンテナでは、給電点は一つであり、従来技術の項で説明した「概略波長の１／２の寸法」の制限がないので、同従来技術の寸法限界を打ち破る小型アンテナ実現の可能性が生じる。
【００５０】
例えば、図１に示す３つの漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｂ、３ｃからなる構成では、設計未知変数をＬ１，Ｌ２，Ｌ３として、（１）給電点におけるサセプタンス零、（２）Ｌ１およびＬ３上に誘起する（流れ込む）電流と、Ｌ２上に誘起する（流れ込む）電流の振幅が同一、（３）Ｌ１およびＬ３上に誘起する（流れ込む）電流と、Ｌ２上に誘起する（流れ込む）電流の位相差が９０度、の３条件式からＬ１、Ｌ２、Ｌ３を決定すれば、アンテナの使用周波数１．５ＧＨｚ、漏洩損失係数α＝０．００１・βの条件下で、夫々概略使用波長の１／３、１／４、１／６となる。
【００５１】
図１の状態そのままで、既に（１／３＋１／６）×１／４＝１／２×１／４の小型化が実現されているが、円偏波に同じ方向の他の円偏波を重畳させてもやはり円偏波になることに着目すれば、図２の様にコの字型構造を導入して、（１／３＋１／４）／３×（１／３＋１／６）／３〜１／５×１／６の従来技術に対して大幅な小型化が達成可能である。
【００５２】
本発明により得られた結果は、従来技術からなるアンテナの寸法（概略使用波長の１／２の一辺を有する正方形）より遥かに小さい寸法で一点給電円偏波アンテナが、誘電体等の波長短縮用部材を用いることなく実現できることを示しており、小型の円偏波アンテナを新たなコスト高を引き起こすことなく実現する効果を実証している。
【００５３】
次に、本発明の一実施の形態を図１を用いてさらに説明する。
【００５４】
図１は本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの一実施の形態の構成を示す図であり、アンテナが接続される高周波回路を模擬した高周波電源１が給電点２に接続され、該高周波電源１と並列に、漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｂ、３ｃが給電点２に接続されている。
【００５５】
漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｃは先端開放型であり、漏洩損失性伝送線路３ｂは先端短絡型である。漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｃは、空間的に同一直線状に配置され、漏洩損失性伝送線路３ｂは漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｃとは空間的に直交するように配置されるとする。
【００５６】
そして、円偏波が到来する給電点２と遠方の一点を結ぶ直線ｌに垂直な平面Ｐをとり、その平面Ｐに、漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｂ、３ｃを投影し、各漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｂ、３ｃ上に誘起する高周波電流の複素ベクトルの上記平面Ｐに設定された任意の直交する２軸Ａ，Ｂに対する射影をとり、各総和の振幅が各々の軸Ａ，Ｂで同一（具体的には各々の軸の総和の絶対値の比が、０．７〜１．３、好ましくは０．９〜１．１）で、各々の軸Ａ，Ｂの位相差が略９０度（具体的には各々の総和の偏角との差の絶対値が８０〜１００度）となるように設定すれば円偏波アンテナとすることができる。
【００５７】
本実施の形態によれば、給電点２におけるリアクタンス零、お互いに空間的に直交する高周波誘起電流の振幅が等しく、位相差が９０度、の３条件を最も少ない未知数３で実現できるので、最も少ない漏洩損失性伝送線路数で円偏波アンテナを実現する効果を有する。
【００５８】
本発明の他の実施の形態を図２を用いて説明する。
【００５９】
図２は本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの他の実施の形態の構造を示す図であり、給電点２と遠方の一点を結ぶ直線に直交する平面と平行な面への同アンテナ構造の射影を示している。
【００６０】
漏洩損失性伝送線路３ａおよび３ｂと漏洩損失性伝送線路３ｃが給電点２に結合しており、漏洩損失性伝送線路３ａおよび漏洩損失性伝送線路３ｃと３ｂは給電点２から遠ざかる方向から見てその部分部分が各々直交する配置となっている。円偏波に同じ方向に回転する円偏波を重畳しても円偏波となるために、本実施の形態の漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｂ、３ｃが図１の実施の形態の電気的条件を満たしていれば、円偏波を空間に放射することができる。
【００６１】
本実施形態では、図１の漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｂ、３ｃがすべて直線状に配置される例と比べて、アンテナ全体を小体積中に形成することが可能となり、小型の円偏波アンテナを実現する効果がある。
【００６２】
本発明の他の実施の形態を図３を用いて説明する。
【００６３】
図３は本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの実施の形態の構成を示す図であり、図１の実施の形態と異なる点は、アンテナを構成する漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｂ、３ｃが全て先端開放型であることである。
【００６４】
アンテナを構成する全ての漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｂ、３ｃが開放型であるので、本実施の形態からなる円偏波アンテナは特定の接地導体を必要とせず、高周波回路から離れた位置で円偏波アンテナを動作させることが可能となる。
【００６５】
本発明の他の実施の形態を図４を用いて説明する。
【００６６】
図４は本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの実施の形態の構成を示す図であり、図１の実施の形態と異なる点は、給電点２にアンテナを構成する３つの漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｂ、３ｃに加えて先端短絡型漏洩損失性伝送線路３ｄが結合されていることである。
【００６７】
本実施の形態によれば、給電点２におけるリアクタンス零、お互いに空間的に直交する高周波誘起電流の振幅が等しく、位相差が９０度、の３条件に加えて、給電点２から見たアンテナのインピーダンスの実部を高周波回路の特性インピーダンスに一致させることが可能となり、高周波回路（高周波電源１）から供給される電力を効率よくアンテナから空間に放射させる効果がある。
【００６８】
本発明の他の実施の形態を図５を用いて説明する。
【００６９】
図５は本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの実施の形態の構成を示す図であり、図４の実施の形態と異なる点は、アンテナを構成する漏洩損失性伝送線路３ａ〜３ｄが全て先端開放型であり、図１の実施の形態に対する図３の実施の形態の効果と同様の効果を図４の実施の形態に対して加えることが出来る。
【００７０】
本発明の他の実施の形態を図６を用いて説明する。
【００７１】
図６は本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの実施の形態の構造を示す図であり、図２の実施の形態では、漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｂ、３ｃが３つの等長線分から形成されるコの字型に屈曲しているが、本実施の形態では、矩形の一角を削除した構造で互いに相似の関係を保ちつつ屈曲している。
【００７２】
本実施の形態では、図１に示される全てのＬ１、Ｌ２、Ｌ３の組み合わせについて実現可能ではないが、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の値がお互いに離れている場合、図２の実施の形態に比べてアンテナ構造をさらに小型化する効果を有する。
【００７３】
本発明の他の実施の形態を図７を用いて説明する。
【００７４】
図７は本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの実施の形態の構造を示す図であり、図２の実施の形態では、漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｂ、３ｃが３つの等長線分から形成されるコの字型に屈曲しているが、本実施の形態では、漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｂ、３ｃが、円弧の一部を削除した構造で互いに相似の関係を保ちつつ湾曲している。
【００７５】
すなわち、漏洩損失性伝送線路３ａに対して、漏洩損失性伝送線路３ｂは、給電点２を中心に９０度回転した位置に、漏洩損失性伝送線路３ｃは、漏洩損失性伝送線路３ｂに対して９０度回転した位置になるよう、それぞれ給電点２に結合される。また漏洩損失性伝送線路３ａと漏洩損失性伝送線路３ｃの開放端を結ぶ線は、給電点２を通り、かつ、その漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｃの二つの円を結ぶ直径方向の線に直角な漏洩損失性伝送線路３ｂの直径方向の線に対して角度θ傾斜するように、さらに漏洩損失性伝送線路３ｂの開放端の給電点２を通る線は、漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｃの二つの円を結ぶ直径方向の線に対して角度φ傾斜するように形成される。
【００７６】
本実施の形態では、図６の実施の形態に比べて漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｂ、３ｃが滑らかに湾曲されているので、漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｂ、３ｃから空間により一様に電波が放射され、アンテナの放射効率を向上させる効果がある。
【００７７】
本発明の他の実施の形態を図８を用いて説明する。
【００７８】
図８は本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの実施の形態の構造を示す図であり、図２の実施の形態と異なる点は、漏洩損失性伝送線路３ａ、３ｂ、３ｃのほかに、漏洩損失性伝送線路３ｄが給電点２に結合し、４つの漏洩損失性伝送線路３ａ〜３ｄが非等長線分から形成されるコの字型に互いに相似の関係を保持しつつ屈曲して、全体に逆卍字状に形成されていることである。
【００７９】
本実施の形態では、給電点２に漏洩損失性伝送線路３ａ〜３ｄが４つ結合しているので給電点２におけるアンテナと高周波回路との完全整合が可能となり、図２の実施の形態に比べて高周波回路から供給される電力の空間への放射の効率を向上させることが出来る。
【００８０】
本発明の他の実施の形態を図９を用いて説明する。
【００８１】
図９は本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの実施の形態の構造を示す図であり、板状の接地導体４の縁辺部に共平面的に、細幅導体線路１３ａ、１３ｂ、１３ｃが形成され、給電点２にて接地導体４との間で給電される。
【００８２】
細幅導体線路１３ａ、１３ｃは先端開放で、細幅導体線路１３ｂは先端が接地導体４と電気的に結合され先端短絡である。細幅導体線路１３は前出の実施の形態中の漏洩損失性伝送線路３ａ〜３ｃの実態であり、図４、５、８の第四の漏洩損失性伝送線路３ｄを設けた実施の形態を、本実施の形態と同様に新たな第四の細幅導体線路によって実体化可能であることは言うまでも無い。
【００８３】
本実施の形態によれば、アンテナ自体がその構造に接地導体４を含んでいるので、周辺に導体が存在するような環境においてアンテナ動作を安定させることが出来る。
【００８４】
本発明の実施の形態を図１０を用いて説明する。
【００８５】
図１０は本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの他の実施の形態の構造を示す図であり、給電点２と細幅導体線路３（図示なし）の集合、またある場合は接地導体４の集合である導体群１９が、薄い誘電体シート１８によってラミネートされている。
【００８６】
また、誘電体シート１８の一部は接合窓１４が設けてあり、給電点２が誘電体シート１８に覆われない構造になっている。接合窓１４において同軸ケーブル５の一端が心線と被覆線共々給電点２に電気的に結合されている。
【００８７】
本発明によれば、誘電体シート１８によって導体群１９がラミネートされているので、錆などの化学反応等による導体の劣化を防ぐことができ、アンテナ製品の信頼性を向上させる効果がある。また、アンテナの給電点を同軸ケーブル５によって外部に引き出すことが可能となるので、アンテナとアンテナに高周波電力を供給する高周波回路の無線機器内での配置の自由度が増す効果もある。
【００８８】
本発明の実施の形態を図１１を用いて説明する。
【００８９】
図１１は本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの他の実施の形態の構造を示す図であり、図１０の実施の形態と異なる点は、接合窓１４においてフレキシブルプリント板７によって形成されるコプレナ線路のホット導体７ｃとアース導体７ｇが共々給電点２に電気的に結合されている。
【００９０】
本発明によれば、図１０の実施の形態の同軸ケーブルに対して安価な製造コストのフレキシブルプリント板７を給電線として用いることか出来るので、アンテナ全体の製造コストを低減することができる。また、アンテナの給電点２をフレキシブルプリント板７によって外部に引き出すことが可能となるので、アンテナとアンテナに高周波電力を供給する高周波回路の無線機器内での配置の自由度が増す効果もある。
【００９１】
本発明の他の実施の形態を図１２を用いて説明する。
【００９２】
図１２は本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの他の実施の形態の構造を示す図であり、図２、６、７、８、９の実施の形態の漏洩損失性線路型円偏波アンテナを構成する導体群１９を、回路基板等の有限接地導体６上に設置した構造となっている。
【００９３】
本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの設計を行う際に、該有限接地導体の電磁気的効果を組み込むことが可能で、そのような設計手法を用いることで、アンテナを回路基板等に装着した際の特性の変化を予め繰り込んだアンテナ探索が実現され、アンテナの無線機器内への実装時における特性劣化を抑制する効果がある。
【００９４】
本発明の実施の形態を図１３を用いて説明する。
【００９５】
図１３は本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの他の実施の形態の構造を示す図であり、図２、６、７、８、９、１０の実施例と異なる点は、平面形状である導体群１９の代わりに曲面状導体群８が用いられ、アンテナ構造が結果として曲面構造で得られる点である。
【００９６】
本実施の形態によれば、本発明からなる分布位相型円偏波アンテナを無線機器内部に実装する際に、無線機器のデザイン等から来る実装エリアの形状に対してアンテナ構造を柔軟に変更可能であり、本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナを実装する無線機器のデザインの自由度を向上させる効果がある。
【００９７】
本発明の他の実施の形態を図１４を用いて説明する。
【００９８】
図１４（ａ）、（ｂ）は本発明からなる高周波モジュールの実施の形態を示す図であり、図１４（ａ）は、高周波モジュールの平面図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【００９９】
図１４（ａ）、（ｂ）において、接地導体板２０を共通の接地電位板とする高周波受信回路４０が、誘電体板３０の接地導体板２０に対向する面に形成され、図２、６、７、８、９の構造を示す導体群１９で表される漏洩損失性線路型円偏波アンテナの構造を支持誘電体層３１を介して誘電体板３０上に具備し、その対向する面に、高周波受信回路の高周波入力線４１が形成され、分布位相型円偏波アンテナの給電部２、該支持誘電体層３１中に形成されるスルーホール１５を介して結合し、高周波受信回路の電源線４２、制御信号線４３および出力線４４が形成されている。
【０１００】
分布位相型円偏波アンテナの給電点２が導体群１９の縁辺部に位置する場合には、スルーホール１５を端面スルーホールとして、支持誘電体層３１の側面に形成して、同給電点２と高周波入力線４１を結合することも出来る。
【０１０１】
本モジュールでは、アンテナの給電部２に生じる受信信号電圧が、高周波入力線４１を介し、高周波受信回路４０に入力され、増幅、フィルタによる周波数弁別および波形整形、周波数ダウンコンバート等の処理を行い、中間周波数あるいはベースバンド周波数に変換され、出力線４４を介しモジュール外に信号を供給する。
【０１０２】
高周波受信回路４０の電源および制御信号は、それぞれ、電源線４２および制御信号線４３を介しモジュール外部から供給される。
【０１０３】
本実施の形態によれば、アンテナ一体構造で薄型に高周波受信モジュールを実現できるので、高周波受信モジュール自体の体積削減および無線機器への搭載への自由度向上さらに同無線機器内部での占有体積削減を実現でき、結果として無線機器の小型化、薄型化に効果がある。
【０１０４】
本発明の他の実施の形態を図１５を用いて説明する。
【０１０５】
図１５（ａ）、（ｂ）は本発明からなる高周波モジュールの他の実施の形態を示す図であり、図１５（ａ）は、高周波モジュールの平面図、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【０１０６】
図１５（ａ）、（ｂ）において、図１４の実施の形態と異なる点は、高周波受信回路４０の代わりに高周波送受信回路５０が具備され、該高周波送受信回路５０に入力線５５が誘電体板３０の接地導体板２０に対向する面に形成されている事である。
【０１０７】
本モジュールでは、アンテナの給電部２に生じる送受信信号電圧が、高周波入力線４１を介し、高周波受信回路５０に入出力され、増幅、フィルタによる周波数弁別および波形整形、周波数ダウンコンバート等の処理を行い、中間周波数あるいはベースバンド周波数に変換され、出力線４４あるいは入力線５５を介しモジュール外と信号のやり取りをする。
【０１０８】
高周波送受信回路５０の電源および制御信号は、それぞれ、電源線４２および制御信号線４３を介しモジュール外部から供給される。
【０１０９】
本実施の形態によれば、アンテナ一体構造で薄型に高周波送受信モジュールを実現できるので、高周波送受信モジュール自体の体積削減および無線機器への搭載への自由度向上さらに同無線機器内部での占有体積削減を実現でき、結果として無線機器の小型化、薄型化に効果がある。
【０１１０】
本発明の他の実施の形態を図１６を用いて説明する。
【０１１１】
図１６（ａ）〜（ｃ）は本発明からなる高周波モジュールの他の実施の形態を示す図であり、図１６（ａ）は高周波モジュールの平面図、図１６（ｂ）は裏面図、図１６（ｃ）は図１６（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【０１１２】
図１６（ａ）〜（ｃ）において、図１５の実施の形態と異なる点は、接地導体板２０の誘電体板３０が形成されている面と別の面に第二の誘電体板６０が形成され、該第二の誘電体板６０の接地導体板２０が形成されている面と別の対向する面に第二の高周波送受信回路６２が形成され、第一の高周波送受信回路である高周波送受信回路５０と該第二の高周波送受信回路６２の信号および電力が、誘電体板３０および第二の誘電体板６０中に形成される第二のスルーホール６１を介してやり取りされる事である。
【０１１３】
本実施の形態によれば、図１５の実施の形態に比べて、高周波送受信回路をモジュールの両面に形成できるので、薄型モジュールの面積を低減することが可能となり、無線機器が薄型よりも小型化すなわち全体積削減に目的がおかれている場合に大きな効果を有する。
【０１１４】
本発明の他の実施の形態を図１７を用いて説明する。
【０１１５】
図１７は本発明からなる高周波モジュールの他の実施の形態を示す図であり、図１７（ａ）は平面図、図１７（ｂ）は裏面図、図１７（ｃ）は図１７（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【０１１６】
図１７（ａ）〜（ｃ）において、図１６の実施の形態と異なる点は、接地導体板２０と誘電体板３０との間に第三の誘電体板７１が形成され、接地導体板２０と第二の誘電体板６０との間に第四の誘電体板７２が形成され、第一の誘電体板である誘電体板３０と第三の誘電体板７１との接合面に第一の中間配線面７３が形成され、第二の誘電体板６０と第四の誘電体板７２との接合面に第二の中間配線面７４が形成され、第一の高周波送受信回路である高周波送受信回路５０と該第二の高周波送受信回路６２の信号および電力が、誘電体板３０および第二の誘電体板６０中に形成される第二のスルーホール６１および、第一の中間配線面７３に形成される配線パタンと第二の中間配線面７４に形成される配線パタンとを介してやり取りされる事である。
【０１１７】
本実施の形態によれば、図１６の実施の形態に比べて、高周波送受信回路を形成する配線パタンをモジュールの両面のみならずモジュールの内部にも形成できるので、薄型モジュールの面積をさらに低減することが可能となり、無線機器が薄型よりも小型化すなわち全体積削減に目的がおかれている場合に大きな効果を有する。
【０１１８】
本発明の他の実施の形態を図１８を用いて説明する。
【０１１９】
図１８は本発明からなる高周波モジュールを搭載する実施の形態の通信装置の構成を示す図であり、折り曲げ型表面筐体１２１にスピーカ１２２、表示部１２３、キーパット１２４、マイク１２５が搭載され、該筐体１２１に収納されるフレキシブルケーブル１２８で結合された第１の回路基板１２６と第２の回路基板１２７の上に、ベースバンド或いは中間周波回路部１２９および本発明からなる高周波モジュール１３５が搭載され、該ベースバンド或いは中間周波回路部１２９と高周波モジュール１３５の信号、制御信号、電源を結合する接地導体パタン１３０が形成され、電池１３２と共に、第１の裏面筐体１３３と第２の裏面筐体１３４で収納する構造である。
【０１２０】
この構造で特徴的なことは、本発明からなる高周波モジュール１３５が回路基板１２７をはさんで表示部１２３あるいはマイク１２５の反対方向に位置することである。
【０１２１】
本実施例によれば、複数の無線システムのサービスを享受する無線端末を内蔵アンテナの形態で実現できるので、該無線端末の小型化、使用者の収納・持ち運び時の利便性の向上に大きな効果がある。
【０１２２】
本発明の他の実施の形態を図１９を用いて説明する。
【０１２３】
図１９は本発明からなるアンテナ素子を搭載する他の実施の形態の通信装置の構成を示す図であり、表面筐体１４１にスピーカ１２２、表示部１２３、キーパット１２４、マイク１２５が搭載され、その筐体１４１に収納される回路基板１３６上に、ベースバンド或いは中間周波回路部１２９および本発明からなる高周波モジュール１３５が搭載され、ベースバンド或いは中間周波回路部１２９と高周波モジュール１３５の信号、制御信号、電源を結合する接地導体パタン１３１が形成され、電池１３２と共に、裏面筐体１３４で収納する構造である。
【０１２４】
この構造で特徴的なことは、本発明からなるアンテナ素子が回路基板１３６をはさんで表示部１２３あるいはマイク１２５あるいはスピーカ１２２あるいはキーパッド１２４の反対方向に位置することである。
【０１２５】
本実施の形態によれば、複数の無線システムのサービスを享受する無線端末を内蔵アンテナの形態で実現できるので、該無線端末の小型化、使用者の収納・持ち運び時の利便性の向上に大きな効果がある。
【０１２６】
また、図１８の実施の形態と比較すれば、回路基板および筐体を一体に製造できるので、端末体積の小型化、組立工数の削減による製造コストの低減に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの構成図である。
【図２】本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの構造図である。
【図３】本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの構成図である。
【図４】本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの構成図である。
【図５】本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの構成図である。
【図６】本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの構造図である。
【図７】本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの構造図である。
【図８】本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの構造図である。
【図９】本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの実態構造図である。
【図１０】本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの実態構造図である。
【図１１】本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの実態構造図である。
【図１２】本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの実態構造図である。
【図１３】本発明からなる漏洩損失性線路型円偏波アンテナの実態構造図である。
【図１４】本発明からなる高周波モジュールの一実施の形態の構成図と断面図である。
【図１５】本発明からなる高周波モジュールの一実施の形態の構成図と断面図である。
【図１６】本発明からなる高周波モジュールの一実施の形態の構成図と断面図である。
【図１７】本発明からなる高周波モジュールの一実施の形態の構成図と断面図である。
【図１８】本発明からなる高周波モジュールを搭載した無線端末の一構造を示す図である。
【図１９】本発明からなる高周波モジュールを搭載した無線端末の一構造を示す図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１  高周波電源
２  給電点
３  漏洩損失性伝送線路
４  接地導体
５  同軸線路
６  有限接地導体
７  フレキシブルプリント板
８  曲面状導体群
１３  細幅導体線路
１４  接合窓
１５  スルーホール
１８  誘電体フィルム
１９  導体群
２０  接地導体板
３０  誘電体板
３１  支持誘電体層
４０  高周波受信回路
４１  高周波信号入力線
４２  電源線
４３  制御線
４４  入力線
５０  高周波送受信回路
５５  入出力線
６０  第二の誘電体板
６１  スルーホール
６２  第二の高周波送受信回路
７１  第三の誘電体板
７２  第四の誘電体板
７３  第一の中間配線面
７４  第二の中間配線
１２１  折り曲げ型表面筐体
１２２  スピーカ
１２３  表示板
１２４  キーパッド
１２５  マイク
１２６  第一の回路基板
１２７  第二の回路基板
１２９  ベースバンド或いは中間周波回路部
１３０  接地導体パタン
１３２  電池
１３３  第一の裏面筐体
１３４  第二の裏面筐体
１３５  高周波モジュール
１３６  回路基板
１４１  表面筐体
１４３  裏面筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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