(57)【要約】【課題】  放射導体板を小型化でき、誘電体損失も少なく、性能の良好な円偏波型アンテナ装置を提供する。【解決手段】  本発明の円偏波型アンテナ装置は、接地導体１上に設けられた誘電体基板３と、この誘電体基板３上に設けられ、接地導体１に対向してコンデンサを形成する複数の電極５と、誘電体基板３上に所定の間隔を隔てて配置された金属板からなる放射導体板７と、この放射導体板７の複数箇所から誘電体基板３側に折り曲げられた複数の脚片１０とを備え、放射導体板７は、中心Ｃを通って直交する方向に発生する２つの第１，第２の電気長を異にすると共に、脚片１０のそれぞれは、個々の電極５に接続されると共に、それぞれの電極５の面積を等しくしたため、電極５と接地導体１とによってコンデンサが形成されて、共振周波数が低くなって、放射導体板の小型化が図れる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地導体上に設けられた誘電体基板と、この誘電体基板上に設けられ、前記接地導体に対向してコンデンサを形成する複数の電極と、前記誘電体基板上に所定の間隔を隔てて配置された金属板からなる放射導体板と、この放射導体板の複数箇所から前記誘電体基板側に折り曲げられた複数の脚片とを備え、前記放射導体板は、中心を通って直交する方向に発生する２つの第１，第２の電気長を異にすると共に、前記脚片は、前記放射導体板の中心を通り、互いに直交する第１，第２の線上の前記放射導体板の中心部を除く箇所において、前記第１，第２の線上のそれぞれに２個ずつ設けられた４個の前記脚片を有し、前記脚片のそれぞれは、個々の前記電極に接続されると共に、前記第１の線上に設けられた２個の前記脚片が接続される前記電極の面積と、前記第２の線上に設けられた２個の前記脚片が接続される前記電極の面積を等しくしたことを特徴とする円偏波型アンテナ装置。
【請求項２】
四角形状の前記放射導体板には、一つの対角線上に位置する角部に切り落とし部が設けられて、前記放射導体板に発生する前記第１，第２の電気長を異ならしめたことを特徴とする請求項１記載の円偏波型アンテナ装置。
【請求項３】
四角形状の前記放射導体板には、一つの対角線上に位置し、前記放射導体板の中心と角部との間に孔が設けられて、前記放射導体板に発生する前記第１，第２の電気長を異ならしめたことを特徴とする請求項１記載の円偏波型アンテナ装置。
【請求項４】
前記接地導体が前記放射導体板よりも大きな金属板からなる接地導体板で形成されたことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の円偏波型アンテナ装置。
【請求項５】
４個の前記脚片は、前記放射導体板の中心からの距離が等しい位置に設けられたことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の円偏波型アンテナ装置。
【請求項６】
前記脚片が前記放射導体板の外周縁に沿って設けられたことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の円偏波型アンテナ装置。
【請求項７】
前記脚片が前記放射導体板の外周縁よりも中心寄りの位置に設けられたことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の円偏波型アンテナ装置。
【請求項８】
回路基板を有し、この回路基板は、電子部品が搭載された前記誘電体基板で構成されたことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の円偏波型アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＧＰＳアンテナ等に使用して好適なパッチ型の円偏波型アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来の円偏波型アンテナ装置の斜視図であり、次に、従来の円偏波型アンテナ装置の構成を図６に基づいて説明すると、板厚の大きな絶縁材からなる誘電体基板５１の下面には、パターニングされた接地導体５２が設けられると共に、誘電体基板５１の上面には、パターニングされた放射導体５３が設けられている。
【０００３】
また、放射導体５３は、略正方形状を有して、一辺から突出する給電部５４を有すると共に、対向する隅部には、円偏波用カット部５３ａが設けられて、従来の円偏波型アンテナ装置が形成されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
しかし、このような従来の円偏波型アンテナ装置は、誘電体基板５１による誘電体損失によってアンテナ効率が低下し、また、放射導体５３は四角形状となっているため、全体が大きくなって、小型化に適さないものであった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３７７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の円偏波型アンテナ装置は、誘電体基板５１による誘電体損失によってアンテナ効率が低下し、また、放射導体５３は四角形状となっているため、全体が大きくなって、小型化に適さないという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は放射導体板を小型化でき、誘電体損失も少なく、性能の良好な円偏波型アンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための第１の解決手段として、接地導体上に設けられた誘電体基板と、この誘電体基板上に設けられ、前記接地導体に対向してコンデンサを形成する複数の電極と、前記誘電体基板上に所定の間隔を隔てて配置された金属板からなる放射導体板と、この放射導体板の複数箇所から前記誘電体基板側に折り曲げられた複数の脚片とを備え、前記放射導体板は、中心を通って直交する方向に発生する２つの第１，第２の電気長を異にすると共に、前記脚片は、前記放射導体板の中心を通り、互いに直交する第１，第２の線上の前記放射導体板の中心部を除く箇所において、前記第１，第２の線上のそれぞれに２個ずつ設けられた４個の前記脚片を有し、前記脚片のそれぞれは、個々の前記電極に接続されると共に、前記第１の線上に設けられた２個の前記脚片が接続される前記電極の面積と、前記第２の線上に設けられた２個の前記脚片が接続される前記電極の面積を等しくした構成とした。
【０００９】
また、第２の解決手段として、四角形状の前記放射導体板には、一つの対角線上に位置する角部に切り落とし部が設けられて、前記放射導体板に発生する前記第１，第２の電気長を異ならしめた構成とした。
また、第３の解決手段として、四角形状の前記放射導体板には、一つの対角線上に位置し、前記放射導体板の中心と角部との間に孔が設けられて、前記放射導体板に発生する前記第１，第２の電気長を異ならしめた構成とした。
【００１０】
また、第４の解決手段として、前記接地導体が前記放射導体板よりも大きな金属板からなる接地導体板で形成された構成とした。
また、第５の解決手段として、４個の前記脚片は、前記放射導体板の中心からの距離が等しい位置に設けられた構成とした。
【００１１】
また、第６の解決手段として、前記脚片が前記放射導体板の外周縁に沿って設けられた構成とした。
また、第７の解決手段として、前記脚片が前記放射導体板の外周縁よりも中心寄りの位置に設けられた構成とした。
また、第８の解決手段として、回路基板を有し、この回路基板は、電子部品が搭載された前記誘電体基板で構成された。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の円偏波型アンテナ装置は、接地導体上に設けられた誘電体基板と、この誘電体基板上に設けられ、接地導体に対向してコンデンサを形成する複数の電極と、誘電体基板上に所定の間隔を隔てて配置された金属板からなる放射導体板と、この放射導体板の複数箇所から誘電体基板側に折り曲げられた複数の脚片とを備え、放射導体板は、中心を通って直交する方向に発生する２つの第１，第２の電気長を異にすると共に、脚片は、放射導体板の中心を通り、互いに直交する第１，第２の線上の放射導体板の中心部を除く箇所において、第１，第２の線上のそれぞれに２個ずつ設けられた４個の脚片を有し、脚片のそれぞれは、個々の電極に接続されると共に、第１の線上に設けられた２個の脚片が接続される電極の面積と、第２の線上に設けられた２個の脚片が接続される電極の面積を等しくした構成とした。
このように、電極と接地導体とによってコンデンサが形成されているため、共振周波数が低くなって、放射導体板の小型化が図れる。
また、脚片に接続される電極の面積が等しく、放射導体板における２つの第１，第２の電気長を異ならしめて、円偏波を得るようにしたため、その構成が簡単で、生産性の良好なものが得られる。
また、誘電体基板は、回路基板のような薄い板厚のもので良いため、誘電体損失の影響を極力抑えることができ、性能の良好なものが得られると共に、脚片を電極に半田付けするだけで、放射導体板の取付と、電極への接続ができて、生産性が良く、安価なものが得られる。
【００１３】
また、四角形状の放射導体板には、一つの対角線上に位置する角部に切り落とし部が設けられて、放射導体板に発生する第１，第２の電気長を異ならしめたため、その構成が簡単で、生産性の良好なものが得られる。
【００１４】
また、四角形状の放射導体板には、一つの対角線上に位置し、放射導体板の中心と角部との間に孔が設けられて、放射導体板に発生する第１，第２の電気長を異ならしめたため、その構成が簡単で、生産性の良好なものが得られる。
【００１５】
また、接地導体が放射導体板よりも大きな金属板からなる接地導体板で形成されたため、接地導体板は、鉄板等の安価な金属板が使用できて、安価なものが得られる。
【００１６】
また、４個の脚片は、放射導体板の中心からの距離が等しい位置に設けられたため、放射導体板の中心から脚片の先端までの距離を等しくできて、電気的な特性を安定させることができる。
【００１７】
また、脚片が放射導体板の外周縁に沿って設けられたため、面積の広い放射導体板が得られる。
【００１８】
また、脚片が放射導体板の外周縁よりも中心寄りの位置に設けられたため、折り曲げ片からなる脚片は、放射導体板の外周縁からの切り曲げによって形成できて材料取りが良く、安価なものが得られる。
【００１９】
また、回路基板を有し、この回路基板は、電子部品が搭載された誘電体基板で構成されたため、回路基板は、放射導体板と接地導体板の間に配置できて、スペースファクタが良く、小型化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の円偏波型アンテナ装置の図面を説明すると、図１は本発明の円偏波型アンテナ装置の第１実施例に係る平面図、図２は図１の２−２線における断面図、図３は図２の３−３線における断面図、図４は本発明の円偏波型アンテナ装置の第１実施例に係る接地導体板の平面図、図５は本発明の円偏波型アンテナ装置の第２実施例に係る平面図である。
【００２１】
次に、本発明の円偏波型アンテナ装置の第１実施例の構成を図１〜図４に基づいて説明すると、接地導体である金属板からなる接地導体板１は、特に図４に示すように、四方の位置で、上方に向かって折り曲げられた折曲片１ａと、この折曲片１ａに隣接した位置を含む複数の箇所に設けられた逃げ孔１ｂを有する。
【００２２】
四角形をなした回路基板２は、絶縁板からなる誘電体基板３と、この誘電体基板３に設けられた配線パターン４と、誘電体基板３の四隅部分に設けられた複数の第１、第２，第３，第４の電極５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを有する。
【００２３】
そして、第１〜第４の電極５ａ〜５ｄの面積は、等しく形成されているていると共に、誘電体基板３には、第１〜第５の電極５ａ〜５ｄを含む複数の箇所に設けられた貫通孔３ａを有する。
【００２４】
そして、回路基板２には、誘電体フイルタ等を含む電子部品６が搭載されて、マッチング回路、フイルタ回路、増幅回路等からなる所望の電気回路が形成されている。
このような回路基板２は、折曲片１ａが貫通孔３ａに挿通された状態で、回路基板２の下面が接地導体板１上に載置されて、折曲片１ａが配線パターン４に半田付けされて、回路基板２が折曲片１ａによって支持されている。
【００２５】
また、回路基板２が接地導体板１上に取り付けられた際、第１〜第４の電極５ａ〜５ｄは、誘電体基板３を挟んで接地用導体板１と対向して、それぞれコンデンサが形成された状態となる。
【００２６】
略正方形状（四角形状）の金属板からなる放射導体板７は、特に図１に示すように、中心Ｃを通って互いに直交する第１，第２の線Ｓ１，Ｓ２の内で、第１の線Ｓ１上（一つの対角線上）に位置する角部に設けられた円偏波用の切り落とし部８と、下方に切り曲げされた折り曲げ片からなる一つの給電部９を有する。
【００２７】
そして、給電部９は、第１，第２の線Ｓ１，Ｓ２に対して４５度ずれた位置あると共に、第１，第２の線Ｓ１，Ｓ２方向が電界方向となると共に、この第１の線Ｓ１方向には、第１の電気長が発生し、また、第２の線Ｓ２方向には、第２の電気長が発生して、放射導体板７における第１，第２の電気長が異なるようになっており、第１の電気長が第２の電気長よりも小さくなっている。
【００２８】
また、放射導体板７は、中心Ｃを通り、互いに直交する第３，第４の線Ｓ３，Ｓ４上に位置で、中心部を除く箇所で、第３，第４の線Ｓ３，Ｓ４上の外周縁までの間に設けられた４個の脚片１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを有する。
この第３，第４の線Ｓ３，Ｓ４は、第１，第２の線Ｓ１，Ｓ２に対して４５度ずれた状態となっている。
【００２９】
この４個の脚片１０ａ〜１０ｄは、中心Ｃからの距離が等しい位置で、下方に折り曲げられて形成されると共に、外周縁７ａよりも中心Ｃ寄りの位置に設けられている。
また、放射導体板７の電界強度は、第１，第２の線Ｓ１，Ｓ２上の外周部における箇所が強い状態となっているが、脚片１０ａ〜１０ｄは、第１，第２の線Ｓ１，Ｓ２から離れて電界強度が比較的弱い箇所に設けられた状態となっている。
【００３０】
なお、この実施例では、脚片１０ａ〜１０ｄが外周縁７ａよりも中心Ｃ寄りの位置に設けられたもので説明したが、脚片１０ａ〜１０ｄが外周縁７ａに沿って設けられたものでも良い。
【００３１】
そして、放射導体板７は、給電部９の先端部の凸部、及び、脚片１０ａ〜１０ｄの先端部の凸部が誘電体基板３の貫通孔３ａに挿通され、給電部９が配線パターン４に半田付けされると共に、脚片１０ａ〜１０ｄのそれぞれは、個々の第１〜第４の電極５ａ〜５ｄに半田付けされる。
【００３２】
この時、第１〜第４の電極５ａ〜５ｄは、誘電体基板３を挟んで接地導体板１と対向して、コンデンサが形成されると共に、脚片１０ａ〜１０ｄと給電部９は、逃げ孔１ｂによって接地導体板１と導通しないようになっている。
【００３３】
このようにして回路基板２に取り付けられた放射導体板７は、接地導体板１と回路基板２に所定の間隔を隔てて平行な状態で配置されると共に、放射導体板７の第１の電気長は、第１の線Ｓ１上の放射導体板７の長さと、第１，第２の電極５ａ、５ｂによるコンデンサの容量の大きさで決められ、また、放射導体板７の第２の電気長は、第２の線Ｓ２上の放射導体板７の長さと、第３，第４の電極５ｃ、５ｄによるコンデンサの容量の大きさで決められる。
【００３４】
この実施例では、第１〜第４の電極５ａ〜５ｄで形成されるコンデンサの容量は等しくなっているが、放射導体板７に生じる第１，第２の電気長が異なるため、第１，第２の線Ｓ１，Ｓ２での第１，第２の電気長の差が生じているため、円偏波型アンテナ装置が得られるようになっている。
【００３５】
また、放射導体板７が取り付けられた際、下部全体には、放射導体板７より面積の大きな接地導体板１が存在すると共に、放射導体板７と接地導体板１との間には、放射導体板７の平面領域内に回路基板２が位置した状態となっている。
そして、第１，第２の線Ｓ１，Ｓ２上の放射導体板７の長さと、第１〜第４の電極５ａ〜５ｄの容量を設けることによって、周波数を低くできて、円偏波型アンテナ装置の小型化が図れる。
【００３６】
また、図５は本発明の円偏波型アンテナ装置の第２実施例を示し、この第２実施例の構成を説明すると、この第２実施例の放射導体板７は、中心Ｃを通る第２の第２の線Ｓ２上で、中心Ｃと角部との間に孔７ｂが設けられて、放射導体板７における第１，第２の電気長が異なるようになっており、孔７ｂを設けることによって、第２の電気長が第１の電気長よりも大きくしたものである。
【００３７】
その他の構成は、上記第１実施例と同様であり、同一部品に同一番号を付して、ここではその説明を省略する。
【００３８】
なお、上記実施例では、一つの給電部を設けたもので説明したが、二つの給電部を設けたものでも良いこと勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の円偏波型アンテナ装置の第１実施例に係る平面図。
【図２】図１の２−２線における断面図。
【図３】図２の３−３線における断面図。
【図４】本発明の円偏波型アンテナ装置の第１実施例に係る接地導体板の平面図。
【図５】本発明の円偏波型アンテナ装置の第２実施例に係る平面図。
【図６】従来の円偏波型アンテナ装置の斜視図。
【符号の説明】
【００４０】
１：接地導体板（接地導体）
１ａ：折曲片
１ｂ：逃げ孔
２：回路基板
３：誘電体基板
３ａ：貫通孔
４：配線パターン
５ａ：第１の電極
５ｂ：第２の電極
５ｃ：第３の電極
５ｄ：第４の電極
６：電子部品
７：放射導体板
７ａ：外周縁
８：切り落とし部
９：給電部
１０ａ：脚片
１０ｂ：脚片
１０ｃ：脚片
１０ｄ：脚片
Ｃ：中心
Ｓ１：第１の線
Ｓ２：第２の線
Ｓ３：第３の線
Ｓ４：第４の線
【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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