(57)【要約】【課題】同一の誘電率の円極化平板アンテナの体積を１０％〜５０％に縮小しても、元の共振周波数および円極化特性を保持するアンテナ構造を提供する。【解決手段】超小型化した円極化平板アンテナ構造であり、１つのベース、輻射金属片、接地金属片および信号フィード体を含み、そのうち、接地金属片上の４つの側辺に複数のストリップ薄片状のダウン変換金属片を延伸し、ダウン変換効果を形成し、前記ダウン変換金属片は、前記ベースの側面上に被覆し、単一側面上のダウン変換金属片と対面の側面上のダウン変換金属片および対面する側面上のダウン変換金属片が斜めに対角に配置される。アンテナが共振周波数を低減させる必要がある時、ダウン変換金属片の位置および面積を調整するが、ダウン変換金属片が増加させる面積は、前記ベースの側面の半分の面積より大きくあってはならず、或いは、前記ダウン変換金属片の長さを延長させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのベースであり、その上にベースを貫通する孔を有する１つのベースと、
１つの輻射金属片であり、ベース表面上に連結し、その上に前記孔に対応する通孔を開設し、輻射金属片上に４つの角を有し、任意の２つの斜めに対応する角の上に２つの対称な角切断面を有する１つの輻射金属片と、
１つの接地金属片であり、前記ベースの底部に連結し、その上に１つの薄片を有し、前記薄片上に内径が前記孔よりも大きな１つの貫通孔を有し、薄片の４つの側辺に複数のダウン変換金属片を延伸し、前記ダウン変換金属片は、前記ベースの側面上に被覆し、前記単一の側面上のダウン変換金属片は対面する側面上のダウン変換金属片と斜めに配置される１つの接地金属片と、
１つの信号フィード体であり、孔、通孔および貫通孔を貫通し、前記輻射金属片と電気接続を呈し、１つの信号フィード点を形成する１つの信号フィード体と
を含むことを特徴とする円極化平板アンテナ構造。
【請求項２】
前記ダウン変換金属片が、１つのストリップ状薄片、三角形、平行四辺形、波型、Ｌ型等のいずれか１種の形状であることを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造。
【請求項３】
前記ダウン変換金属片が共振周波数を低減する時、ダウン変換金属片の面積を増大させることによって、前記面積ベースが、左側面から右側面に、または右側面から左側面に延伸でき、前記面積が、ベース側面の半分の面積よりも大きいものであることを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造。
【請求項４】
前記ダウン変換金属片が共振周波数を低減する時、ダウン変換金属片の長さをベースの表面上で、輻射金属片と接続しないところまで延伸させることができることを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造。
【請求項５】
前記輻射金属片上の２つの相互に対称な角切断面が、右上方と左下方に対応し、前記接地金属片が延伸したダウン変換金属片が側面の左側面上に設定され、送受信波が右旋転円極化波である右回転円極化平板アンテナを形成することを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造。
【請求項６】
前記輻射金属片上の２つの相互に対称な角切断面が、左上方と右下方に対応し、前記接地金属片が延伸したダウン変換金属片が側面の右側面上に設定され、送受信波が左旋転円極化波である左回転円極化平板アンテナを形成することを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造。
【請求項７】
前記信号フィード体が、Ｔ形であり、その上に１つの柱状実心または管状空心の１つの導体本体を有し、前記本体の一端に１つの端頭を有することを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造。
【請求項８】
前記ベースは、立方体または円形のうちいずれか１種であることを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造。
【請求項９】
前記輻射金属片が、立方体または円形のうちいずれか１種の薄片であることを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造。
【請求項１０】
前記接地金属片が、立方体または円形のうちいずれか１種の薄片であることを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造。
【請求項１１】
前記輻射金属片が円形である時、前記輻射金属片の円周上に左上方と右上方に対応する凸部または切り口のいずれか１つを開設することを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造。
【請求項１２】
前記輻射金属片が円形である時、前記輻射金属片の円周上に右上方と左上方に対応する凸部または切り口のいずれか１つを開設することを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造。
【請求項１３】
前記ベースが円形である時、前記接地金属片が延伸するダウン変換金属片は、円周面上に設定されることを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナに関し、特に、小型化する円極化平板アンテナ構造構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、車両用衛星ナビゲーションシステムは、急速に風潮が起こり、また車内音声システムと結合する車載式以外に、ＰＤＡ、ノートパソコン、携帯電話式等の多種のＧＰＳ製品にも発展し、そのうち、車の持ち主と密接な関係にあるのは、可携帯式車両用ＧＰＳに勝るものがない。車両に配備できない工場出荷のＧＰＳは車主にとって、可携帯式車両用ＧＰＳは、確実にすばらしい選択であり、価格がより親和力を備えている以外に、その可携帯式特性が使用者に車から持って下りて使用させることができ、以後車を交換しても同様に使用することができる。車両に配備できない工場出荷のＧＰＳは、車主にとって、可携帯式車両用ＧＰＳは、確実にすばらしい選択であり、価格がより親和力を備えている以外に、その可携帯式特性が使用者に車から持って下りて使用させることができ、以後車を交換しても同様に使用することができる。
【０００３】
ＧＰＳおよびＰＤＡ、ノートパソコン、携帯電話式等の多種の電子製品に整合し使用する時、いずれも電子装置には、ＧＰＳ信号受信アンテナ構造を内蔵し、図１に示すように、前記アンテナ構造は、１つのベース１Ａ、輻射金属片２Ａ、接地金属片３Ａおよび信号フィード体４Ａから構成されている。この種のアンテナのベースは、高誘電率（８〜１５０）の陶磁器によりＧＰＳの円極化平板アンテナを製成し、共振周波数は、1575.42ＭＨＺである。
【０００４】
近年は、ＰＤＡおよび携帯電話の体積が益々小さくなり、ＧＰＳシステムをＰＤＡおよび携帯電話に整合しようとする時、現有の円極化平板アンテナ（図１参照）はＰＤＡおよび携帯電話内部に実装することができなくなっている。また、この種の円極化平板アンテナの寸法は、更に体積を縮小することが困難である。ベース１Ａの体積が縮小される時、ベース１Ａ表面上に連結する輻射金属片２Ａの面積も対応して縮小され、基板の誘電率が設計を変化させない状況の下、輻射金属片２Ａの面積が縮小された後、前記アンテナの共振周波数は、ＧＰＳ受信帯域から遠く離れた帯域に上昇し、信号受信ができなくなる。アンテナが体積の小さいベースのＰＤＡおよび携帯電話内部に実装できるが、衛星信号を受信することができなくなる。従って、円極化平板アンテナの面積と体積を如何に縮小するかが、本発明の課題である。
【特許文献１】特開平４−１６０６０９号公報
【特許文献２】特開平２−３０８６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明は、平板アンテナの側面に１つのダウン変換金属片を増設し、同一の誘電率の円極化平板アンテナの体積を１０％〜５０％に縮小し、依然として元の共振周波数および円極化特性を保持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明の円極化平板アンテナ構造は、接地金属片上にアンテナ共振中心周波数を低減させる複数のダウン変換金属片を延伸し、前記ダウン変換金属片は、前記誘電材質のベースの側面上を被覆し、単一の側面上のダウン変換金属片および対面する側面上のダウン変換金属片を斜めに配置する。アンテナが共振周波数を必要とする時、ダウン変換金属片の位置および面積を調整することができ、但し、ダウン変換金属片の増加させる面積は、前記ベースの側面の半分の面積より大きくなってはならず、或いは、前記ダウン変換金属片の長さを増加させることができる。
【０００７】
すなわち、請求項１の発明は、１つのベースであり、その上にベースを貫通する孔を有する１つのベースと、１つの輻射金属片であり、ベース表面上に連結し、その上に前記孔に対応する通孔を開設し、輻射金属片上に４つの角を有し、任意の２つの斜めに対応する角の上に２つの対称な角切断面を有する１つの輻射金属片と、１つの接地金属片であり、前記ベースの底部に連結し、その上に１つの薄片を有し、前記薄片上に内径が前記孔よりも大きな１つの貫通孔を有し、薄片の４つの側辺に複数のダウン変換金属片を延伸し、前記ダウン変換金属片は、前記ベースの側面上に被覆し、前記単一の側面上のダウン変換金属片は対面する側面上のダウン変換金属片と斜めに配置される１つの接地金属片と、１つの信号フィード体であり、孔、通孔および貫通孔を貫通し、前記輻射金属片と電気接続を呈し、１つの信号フィード点を形成する１つの信号フィード体とを含むことを特徴とする円極化平板アンテナ構造である。
【０００８】
請求項２の発明は、前記ダウン変換金属片が、１つのストリップ状薄片、三角形、平行四辺形、波型、Ｌ型等のいずれか１種の形状であることを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造である。
請求項３の発明は、前記ダウン変換金属片が共振周波数を低減する時、ダウン変換金属片の面積を増大させることによって、前記面積ベースが、左側面から右側面に、または右側面から左側面に延伸でき、前記面積が、ベース側面の半分の面積よりも大きいものであることを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造である。
請求項４の発明は、前記ダウン変換金属片が共振周波数を低減する時、ダウン変換金属片の長さをベースの表面上で、輻射金属片と接続しないところまで延伸させることができることを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造である。
請求項５の発明は、前記輻射金属片上の２つの相互に対称な角切断面が、右上方と左下方に対応し、前記接地金属片が延伸したダウン変換金属片が側面の左側面上に設定され、送受信波が右旋転円極化波である右回転円極化平板アンテナを形成することを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造である。
請求項６の発明は、前記輻射金属片上の２つの相互に対称な角切断面が、左上方と右下方に対応し、前記接地金属片が延伸したダウン変換金属片が側面の右側面上に設定され、送受信波が左旋転円極化波である左回転円極化平板アンテナを形成することを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造である。
【０００９】
請求項７の発明は、前記信号フィード体が、Ｔ形であり、その上に１つの柱状実心または管状空心の１つの導体本体を有し、前記本体の一端に１つの端頭を有することを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造である。
請求項８の発明は、前記ベースは、立方体または円形のうちいずれか１種であることを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造である。
請求項９の発明は、前記輻射金属片が、立方体または円形のうちいずれか１種の薄片であることを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造である。
請求項１０の発明は、前記接地金属片が、立方体または円形のうちいずれか１種の薄片であることを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造である。
請求項１１の発明は、前記輻射金属片が円形である時、前記輻射金属片の円周上に左上方と右上方に対応する凸部または切り口のいずれか１つを開設することを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造である。
請求項１２の発明は、前記輻射金属片が円形である時、前記輻射金属片の円周上に右上方と左上方に対応する凸部または切り口のいずれか１つを開設することを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造である。
請求項１３の発明は、前記ベースが円形である時、前記接地金属片が延伸するダウン変換金属片は、円周面上に設定されることを特徴とする請求項１記載の円極化平板アンテナ構造である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の円極化平板アンテナ構造によれば、アンテナの側面に１つのダウン変換金属片を増設し、同一の誘電率の円極化平板アンテナの体積を１０％〜５０％に縮小し、依然として元の共振周波数および円極化特性を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の円極化平板アンテナ構造の好適な実施例を図に沿って説明する。
図２，３は、本発明の第１平板アンテナ外観立体図および分解説明図である。図に示すように、本発明の縮小化した円極化平板アンテナ構造は、１つのベース１、輻射金属片２、接地金属片３および信号フィード体４を有する。前記の各部材は、超小型で手持ち式ＧＰＳ衛星ナビゲーションシステム内部に内蔵し使用できるアンテナ構造を組成する。
【００１２】
上記ベース１は、１つの立方体であり、高誘電率（８〜１５０）の陶磁器により製成され、その上表面上にベース１を貫通する１つの孔１１を有する。
前記輻射金属片２は、１つの立方体薄片であり、前記ベース１表面上に設置し、その上に上記孔１１に対応する通孔２１を開設し、輻射金属片２上に４つの角を有し、任意の２つの斜めに対応する角の角切断面２２に形成するアンテナが、右回転または左回転する円極化平板アンテナである。本図面中、前記輻射金属片２上の角切断面２２は、右上方と左下方に対応し、従って右回転円極化平板アンテナに属する。
【００１３】
図４において、前記接地金属片３は、１つの立方体薄片であり、その上に１つのベース１の底部に連結する薄片３１を有し、前記薄片３１上に１つの内径が前記孔１１よりも大きい貫通孔３２を有し、また、薄片２１の４つの側辺に複数のストリップ薄片状のダウン変換金属片３３を延伸し、ダウン変換金属片３３は、前記ベース１の側面１２上に被覆し、単一側面１２上のダウン変換金属片３３および対面する側面１２’上のダウン変換金属片３３を斜めに対応して配置する。本図面中、前記ダウン変換金属片３３は、アンテナの共振周波数を低減することに用い、アンテナのベース１の体積が縮小する時、対応して輻射金属片２の面積が縮小し、アンテナの共振周波数が向上するので、ダウン変換金属片３３を利用し、アンテナの共振周波数を必要な周波数レベルに回復させる。
【００１４】
ここで、上記ダウン変換金属片とは、２つの同一な寸法の平板アンテナ（同一の体積、接地面、輻射金属片を有する）の間の相違が、前記四辺の金属片を加えるか否かだけである場合、これらの金属片を加えたアンテナの共振中心周波数は、四辺の金属片を加えていないものに比較し、明らかに低周波帯域に偏移するので、アンテナ共振中心周波数を低減させる効果を有するが、このようなアンテナ金属片を意味する。
【００１５】
前記信号フィード体４は、Ｔ形であり、その上に１つの柱状実心または管状空心の導体本体４１を有し、前記本体４１の一端に１つの端頭４２を有し、信号フィード体４の本体４１は、孔１１、通孔２１および貫通孔４２を貫通し、前記本体の一端の端頭４２は、前記輻射金属片２と電気接続を呈し、輻射金属片２が信号を受信する時、前記信号フィード体４は、１つの信号フィード点を形成する。
ダウン変換金属片３３の設計は、元の誘電率が同一な材質のアンテナの体積を縮小させることができ（１０〜５０％）、現在の軽薄短小の手持ち式電子装置内部に内装し使用することができる。
【００１６】
図４，図５は、本発明の平板アンテナの平面および側面図である。図に示すように、前記平板アンテナのベース１上の輻射金属片２の角切断面２２が右上方および左下方に対応する時、前記接地金属片３が延伸するダウン変換金属片３３は、側面１２の左側面１２１上に設定し、１つの送受信電波が右回転円極化波である右回転円極化平板アンテナを形成する。
【００１７】
アンテナが更に共振周波数の低減を必要とする時、ダウン変換金属片３３の面積を大きくすることができるが、ダウン変換金属片３３が大きくできる面積は、前記ベース１の側面１２の半分の面積であり、ダウン変換金属片３３の面積がベース１の側面の半分の面積より大きくなる時、アンテナの輻射増幅および効率特性に大きく影響を及ぼす。
【００１８】
図６，図７は、本発明の第２平板アンテナの平面および側面図である。図に示すように、前記平板アンテナのベース１上の輻射金属片２の角切断面２２が右上方および左下方に対応する時、前記接地金属片３が延伸するダウン変換金属片３３は、側面１２の右側面１２２上に設定し、１つの送受信電波が左回転円極化波である左回転円極化平板アンテナを形成する。
同様に、アンテナが共振周波数の低減を必要とする時、ダウン変換金属片３３の面積を大きくすることができるが、ダウン変換金属片３３が大きくできる面積は、前記ベース１の側面１２の半分の面積であり、ダウン変換金属片３３の面積がベース１の側面の半分の面積より大きくなる時、アンテナの輻射増幅特性に大きく影響を及ぼす。
【００１９】
図８は、本発明の第３平板アンテナの説明図である。図８〜図１１に掲載した円極化平板アンテナのダウン変換金属片３３は、１つの三角形、平行四辺形、波形、Ｌ型形状等のいずれか１つの形状であり、前記ダウン変換金属片３３は、塗布または粘着方式を利用し、ベース１の側面１２の左側面１２１または右側面１２２上に粘着するか、または左側面１２１から右側面１２２上に延伸するか、または右側面１２２から左側面１２１上に延伸し、但しダウン変換金属片３３の塗布または粘着面積は、側面１２の半分の面積より大きくなってはならない。
【００２０】
図１２は、本発明の第４平板アンテナの説明図である。図に示すように、アンテナが共振周波数の低減を必要とする時、ダウン変換金属片３３の面積を増加させる以外に、ダウン変換金属片３３の長さを延長することができ、ダウン変換金属片３３の長さをベース１の表面上まで延長することができるが、但し、輻射金属片２とは接触しない。
【００２１】
図１３、図１４は、本発明の第５平板アンテナの説明図である。図に示すように、掲載される輻射金属片２は円形状を呈し、輻射金属片２の円周上に左上方と右上方に対応する凸部または切り口２３を開設し、前記接地金属片３が延伸するダウン変換金属片３３は、側面１２の右側面１２２上に設定され、１つの送受信電波が左回転円極化波である左回転円極化平板アンテナを形成する。
【００２２】
図１５は、本発明の第６平板アンテナの説明図である。図に示すように、掲載される平板アンテナのベース１および接地金属片３がいずれも円形であり、前記表面の輻射金属片２の角切断面２２が右上方と左下方に対応する時、前記接地金属片３が延伸するダウン変換金属片３３は、円周面１４上に設定され、１つの送受信電波が右回転円極化波である右回転円極化平板アンテナを形成する。
【００２３】
図１６、図１７は、本発明の第７平板アンテナの説明図である。図に示すように、掲載される平板アンテナのベース１、輻射金属片２および接地金属片３は、いずれも１つの円形である時、前記輻射金属片２の円周上に左上方と右下方に対応する凸部または切り口２３を開設し、前記接地金属片３が延伸するダウン変換金属片３３は、円周面１４上に設定され、１つの送受信電波が左回転円極化波である左回転円極化平板アンテナを形成する。
【００２４】
なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】公知の円極化平板アンテナ構造説明図である。
【図２】本発明の第１平板アンテナ外観立体説明図である。
【図３】本発明の第１平板アンテナ構造分解説明図である。
【図４】本発明の第１平板アンテナ平面図である。
【図５】本発明の第１平板アンテナ側面図である。
【図６】本発明の第２平板アンテナ平面図である。
【図７】本発明の第２平板アンテナ側面図である。
【図８】本発明の第３平板アンテナの説明図である。
【図９】本発明の第３平板アンテナの説明図である。
【図１０】本発明の第３平板アンテナの説明図である。
【図１１】本発明の第３平板アンテナの説明図である。
【図１２】本発明の第４平板アンテナの説明図である。
【図１３】本発明の第５平板アンテナの説明図である。
【図１４】本発明の第５平板アンテナの説明図である。
【図１５】本発明の第６平板アンテナの説明図である。
【図１６】本発明の第７平板アンテナの説明図である。
【図１７】本発明の第７平板アンテナの説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１Ａ  ベース
２Ａ  輻射金属片
３Ａ  接地金属片
４Ａ  信号フィード体
１  ベース
１１  孔
１２，１２’  側面
１２１  左側面
１２２  右側面
１４  円周面
２  輻射金属片
２１  通孔
２２  角切断面
２３  凸部、切り口
３  接地金属片
３１  薄片
３２  貫通孔
３３，３３’  ダウン変換金属片
４  信号フィード体
４１  本体
４２  端頭
【図１】
2008227984.tif 000003
【図２】
2008227984.tif 000004
【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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