(57)【要約】【課題】広帯域特性、薄型化を確保しつつアンテナ効率の向上を実現する。【解決手段】スパイラルアンテナは、誘電体基板１２上にスパイラル型に形成されたアンテナ素子１１と、アンテナ素子１１との間に空隙を設けて形成されるキャビティ１３と、アンテナ素子１１のスパイラルの終端部を覆うように配置される電波吸収体１４とを具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板上にスパイラル型に形成されたアンテナ素子と、
前記アンテナ素子との間に空隙を設けて形成されるキャビティと、
前記スパイラルの終端部を覆うように配置される電波吸収体と
を具備することを特徴とするスパイラルアンテナ。
【請求項２】
前記電波吸収体は、環状に形成してなることを特徴とする請求項１に記載のスパイラルアンテナ。
【請求項３】
前記アンテナ素子は、前記スパイラル形状が円形又は多角形に形成してなることを特徴とする請求項１又は２に記載のスパイラルアンテナ。
【請求項４】
前記電波吸収体は、前記スパイラルの中心側が多角形又は波型に形成してなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスパイラルアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、広帯域特性を有するスパイラルアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アンテナの前方方向のみに電磁波を放射するスパイラルアンテナでは、アンテナとキャビティとの間の空間に電波吸収材料を装荷し、広帯域性や薄型化を実現することが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２５２７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、アンテナエレメントとキャビティの間の空隙に電波吸収材料を敷き詰めることで広帯域特性を確保することが可能となる。しかしながら、使用周波数の下限が低くなると、キャビティとスパイラルアンテナとの間の空隙が物理的に広くなるため、使用する電波吸収材料も増加する。この場合、軽量化が課題となる。
【０００５】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、広帯域特性、薄型化を確保しつつアンテナ効率の向上を実現するスパイラルアンテナを提供することにある。
【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、この発明の一態様は、誘電体基板上にスパイラル型に形成されたアンテナ素子と、前記アンテナ素子との間に空隙を設けて形成されるキャビティと、前記スパイラルの終端部を覆うように配置される電波吸収体とを具備することを特徴とするスパイラルアンテナを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
したがってこの発明によれば、広帯域特性、薄型化を確保しつつアンテナ効率の向上を実現するスパイラルアンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るスパイラルアンテナの外形を示す斜視図。
【図２】図１に示したスパイラルアンテナのＡ−Ａ’断面を示す図。
【図３】本実施形態に係るスパイラルアンテナの放射効率を示す図。
【図４】本実施形態に係るスパイラルアンテナの利得を示す図。
【図５】本実施形態に係るスパイラルアンテナの軸比を示す図。
【図６】スパイラル形状を四角形とした場合のアンテナ構成を示す斜視図。
【図７】一点給電のスパイラルアンテナを用いたアンテナ構成を示す斜視図。
【図８】電波吸収体を多角形に形成した場合のアンテナ構成を示す斜視図。
【図９】電波吸収体を波型に形成した場合のアンテナ構成を示す斜視図。
【図１０】電波吸収体を周縁部の一部に配置した場合のアンテナ構成を示す斜視図。
【図１１】電波吸収体を多角形に形成した場合のアンテナ構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。  
図１は、本発明の一実施形態を示すアンテナ外形の斜視図である。図２は、図１に示すアンテナのＡ−Ａ’断面図である。
【００１０】
このスパイラルアンテナは、誘電体基板１２上に、スパイラル型にパターン形成されるアンテナエレメント１１を有し、アンテナエレメント１１との間に一定の空隙をもってこの誘電体基板１２を支持する金属製のキャビティ１３と、アンテナ素子１１のスパイラルの終端部を覆うように配置される電波吸収体１４とを有する。例えば、電波吸収体１４は、キャビティ１３に接するように環状に形成され、アンテナ素子１１のスパイラルの終端部を上部から覆うように誘電体基板１２の上面に配置される。
【００１１】
次に、このように構成されたスパイラルアンテナの動作について説明する。  
スパイラルアンテナの動作原理は、バンド理論で説明できる。すなわち動作周波数に対する波長とアンテナ外周が等しい領域（１波長円周）でアンテナからの放射が起こる。したがって、動作下限周波数において、スパイラルアンテナの最外周が１波長円周よりも小さい場合は、当該周波数においてスパイラルアンテナからの放射が起こらず、スパイラルアームに流れる電流はスパイラルアーム終端部で反射し、特性の劣化を招く。この反射波を抑圧する技術として、通常スパイラルアンテナとキャビティとの間に電波吸収体を敷き詰める手法が用いられるが、重量の増加が問題となっていた。
【００１２】
図３は、Ｚ軸方向における放射効率の周波数応答であり、横軸に周波数［ＧＨｚ］、縦軸に放射効率［％］を示す。破線はスパイラルアンテナとキャビティとの間に電波吸収体を敷き詰めた場合、実線は本実施形態のようにスパイラルアームの上部にフィルム状などの薄い電波吸収体を設けた場合のシミュレーション結果を示す。図４は、図３のシミュレーションにおけるＺ軸方向の利得の周波数応答を表したもので、横軸に周波数［ＧＨｚ］、縦軸に絶対利得［ｄＢｉ］を示す。図５は、図３のシミュレーションにおけるＺ軸方向の軸比の周波数応答を表したもので、横軸に周波数［ＧＨｚ］、縦軸に軸比［ｄＢ］を示す。
【００１３】
図４及び図５から明らかなように、本実施形態のようにスパイラルアームの上部に電波吸収体を配置しても同様な利得及び軸比の特性が得られる。さらに、スパイラルアンテナの上部に電波吸収体を配置する場合は、スパイラルアンテナとキャビティとの間に電波吸収体を設ける場合よりも、その領域を削減することができる。つまり、電波吸収体の使用量が少なくなることで放射される電波が増大するため、アンテナ効率の向上に寄与する。
【００１４】
以上述べたように、上記実施形態では、スパイラルアンテナの終端部を覆うように電波吸収体を配置するように構成することで、広帯域特性、薄型化を確保しつつアンテナ効率の向上を実現することが可能となる。
【００１５】
（変形例）  
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、例えば、次のような変形例が考えられる。上記実施形態では、円形のスパイラルアンテナであったが、この形状は必ずしも円形である必要はない。例えば、図６に示すように、スパイラル形状を四角形などの多角形とした場合でも同様の効果が得られる。
【００１６】
また、上記実施形態では、２本のアームを有し、中心に給電点をもつ円形のアンテナエレメントとしていたが、図７に示すように、アンテナエレメント１本のみで中心に給電点を有する１点給電のスパイラルアンテナにより構成してもよい。図８及び図９に示すように、電波吸収体１４の中心側の形状を多角形にした場合や波型にすることもできる。また、上記実施形態では電波吸収材料１４を環状に構成したが、図１０に示すようにアンテナ素子１１のスパイラルアームの終端部のみを覆うように周縁部の一部に配置するように構成してもよい。また、図１１に示すように、四角形などの多角形のアンテナ装置に、円形のスパイラルアンテナを組み合わせて構成してもよい。
【００１７】
要するに、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００１８】
１１…アンテナエレメント、１２…給電点、１３…キャビティ、１４…電波吸収体。
【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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