(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周を定める幾何学的形状を持つ開口部を有する平面導電性スロットアンテナ素子；及び
該平面導電性スロットアンテナ素子に沿って、進行波電流分布を分け与えるように前記内周の4分の1の距離だけ離れている1対の間隔が空けられた信号フィードポイント；
を含む平面アンテナ装置であり、前記信号フィードポイントの各々は、前記平面導電性スロットアンテナ素子において、前記内周に向かって内側に開いており、該平面導電性スロットアンテナ素子の外周に向かって前記内周から外側に延びるノッチを含み、
前記平面導電性スロットアンテナ素子の内周は、該平面導電性スロットアンテナ素子の約1動作波長に等しく；
前記平面導電性スロットアンテナ素子は、該平面導電性スロットアンテナ素子に隣り合う地板を有していない、平面アンテナ装置。
【請求項２】
請求項1に記載の平面アンテナ装置であり、前記平面導電性スロットアンテナ素子を、直線、円、デュアル直線、及びデュアル円偏波のうち少なくとも1つを供給するように位相入力で駆動するために、前記信号フィードポイントに結合されたフィード構造部をさらに含む、平面アンテナ装置。
【請求項３】
平面アンテナ装置を作成する方法であって：
内周を定める幾何学的形状を持つ開口部を有する平面導電性スロットアンテナ素子であり、該平面導電性スロットアンテナ素子に隣り合う地板を持たない、平面導電性スロットアンテナ素子を供給するステップ；及び
該平面導電性スロットアンテナ素子の内周に沿って、進行波電流分布を分け与えるように前記内周の4分の1の距離だけ離れている1対の間隔が空けられた信号フィードポイントを形成するステップであり、該信号フィードポイントの各々は、前記平面導電性スロットアンテナ素子において、前記内周に向かって内側に開き、該平面導電性スロットアンテナ素子の外周に向かって前記内周から外側に延びるノッチを含む、ステップ；
を含み、前記平面導電性スロットアンテナ素子の内周は、該平面導電性スロットアンテナ素子の約1動作波長に等しい、方法。
【請求項４】
請求項3に記載の方法であり、前記平面導電性スロットアンテナ素子を、直線、円、デュアル直線、及びデュアル円偏波のうち少なくとも1つを供給するように位相入力で駆動するために、フィード構造部を前記信号フィードポイントに結合させるステップをさらに含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信の分野に関し、さらに詳しくは、アンテナ及び関連する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナは、電磁波及び電流に対するトランスデューサを含み、様々な形状は3つの補完的な形：スロット、パネル及びスケルトンを有してよい。例えば、円形アンテナのスケルトンの形は、円形ワイヤー・ループを含んでよく、補完的なパネル構造は、円形金属ディスクを含んでもよい。そのスロット構造は、金属シートにおける丸穴を含んでもよい。様々な補完形は、低い風抵抗のアンテナ、アルミニウム航空機の胴体、又は、例えば金属スタンピングなどに対するアンテナの具現化など、異なる応用に対して有益である。
【０００３】
デュアル直線又はデュアル円偏波チャンネル・ダイバーシティを有することが可能である。つまり、1つのチャンネルが垂直偏波であり、他方のチャンネルが水平偏波である場合、周波数が再使用されてもよい。あるいは、1つのチャンネルが右円偏波（RHCP）を使用し、他方のチャンネルが左円偏波（LHCP）を使用する場合も、周波数が再使用されてもよい。偏波は、放射される電波における電場の方向のことに関連し、その電場ベクトルが時間と共に回転する場合、その電波は、回転している又は円偏波であると言う。
【０００４】
現在において、アンテナは、様々な環境における使用に対してまだ小型化されていない唯一の関連機器の部品である。コンフォーマルアンテナは、導電性表面からそのままで形成することができ、サイズを追加せずにアンテナ機能を供給する。例えば、スロットは、航空機のサイズを増加させずに又は抗力を増加させずにその航空機の金属構造におけるアンテナであり得る。多くのスロットアンテナは、例えば、直線形状などの線形であってよいが、円スロットアンテナは、有利であるかもしれない：その円は、最小の周囲に対して最大面積を提供することから、最小の円周に対して最大のアンテナ開口を提供する。
【０００５】
電磁波（及び、具体的にはラジオ波）は、伝播ラインに一致する平面内において正弦波として変化し、それは、磁場に対しても同じである。電気及び磁気面は直交し、それらの交点は、その電波の伝播のライン上にある。その電場面が回転（その伝播のラインに関して）していない場合、電波は直線偏波である。時間の関数として、その電場面（及び、従って磁気面）が回転する場合、電波は円偏波である。回転偏波は、一般的に楕円形であり、その回転速度は、全ての波長における1つの全サイクルで一定である。送信された電波の偏波は、一般的に、その送信しているアンテナ（及びフィード）‐そのアンテナのタイプ及びその方向によって決定される。例えば、モノポール・アンテナ及びダイポール・アンテナは、直線偏波のアンテナの2つの一般的な例である。軸モードのらせんアンテナは、円偏波のアンテナの一般的な例であり、もう１つの例は、横軸にフィードされたダイポールの交差したアレイである。直線偏波は、通常、垂直又は水平の何れか一方としてさらに特徴付けられる。円偏波は、通常、右又は左のいずれか一方としてさらに分類される。
【０００６】
ダイポール・アンテナは、恐らく、全てのアンテナのタイプの中で最も幅広く使用されている。しかし、当然のことながら、直線において構成されていない導体から放射することが可能である。好ましいアンテナの形状は、しばしば、ユークリッドであり、その最適化及び実用性に関して古くから知られている。一般的に、アンテナは、よく根付いているように、ダイポール及びループに対応する分岐及び巻きのタイプ、及び線及び円形構造に関して分類されてよい。
【０００７】
多くの構造は、ループ・アンテナとして記載されているが、標準の許容されているループ・アンテナは円形である。共振ループは、全波円周円形導体であり、しばしば「全波ループ」と呼ばれる。典型的な従来技術の全波ループは、直線偏波を使用し、2つのバラの花弁状の放射パターンを有し、2つの対向するローブ（lobe）は、そのループ平面に直角であり、約3.6dBiの増幅率を有する。反射器は、しばしば、一方向パターンを得るために全波ループ・アンテナと共に使用される。
【０００８】
デュアル直線偏波（同じアンテナからの同時の垂直及び水平偏波）は、一般的に、交差したダイポール・アンテナから得られている。例えば、Rungeによる特許文献1は、交差したダイポール・システムを提案している。ダイポールにおける円偏波は、George  Brown（非特許文献１）のおかげだと考えられる。そのダイポール・ターンスタイル・アンテナにおいて、2つのダイポール・アンテナは、ターンスタイルX形状において構成されており、各ダイポールは、直角位相（0、90度）で他のダイポールに関してフィードされる。円偏波は、ブロードサイド／平面に垂直方向に生じる。そのダイポール・ターンスタイル・アンテナは、幅広く使用されるが、デュアル偏波ループ・アンテナがより望ましい。しかし、全波ループは、より小さい面積においてより大きい増幅率を与える。全波ループ及び半波ダイポールの増幅率は、それぞれ、3.6dBi及び2.1dBiである。
【０００９】
スロット形状ターンスタイルアンテナ（slot  form  turnstile  antenna）は、C.A.Lindbergによる非特許文献1において記載されている。Lindbergによると、2つのダイポールは、交差したスロットとして金属シートにおいて具現化される。内部の端部は、例えば、端子で0、90、270、360度であり、それらのスロットを交差して0、90度である、2つの直角位相フィードにおいて2つのポートを形成する4つの端子を含む。交差するダイポール及びスロットダイポールは、円偏波に対して共通しており、それにもかかわらずX形状よりもむしろ円形が、より小さいサイズ及びより優れた指向性に関して有利である。
【００１０】
Niccolai,  et  al.による「Circular-polarized  Two-way  Antenna」と題する特許文献2は、右又は左円偏波のいずれか一方に構成される、円偏波の電磁波を送信及び受信するためのアンテナに関連している。そのアンテナは、導電性地板及びその地板から間隔が取られた円形導電性閉ループを有する。すなわち、その円形ループ構造において不連続性は一切存在しない。信号送信ラインは、第1ポイントでそのループに電気的に結合され、深針は、間隔が空けられた第2ポイントでそのループに電気的に結合されている。このアンテナは、地板を必要とし、並列フィード構造部を含む。そうすることによって、RFポテンシャルがそのループと地板との間に印加される。その「ループ」及び地板は、実際には、お互いに半波ダイポール・エレメント（dipole  half  element）である。
【００１１】
Nakanoによる「Loop  Antenna  for  Radiating  Circularly  Polarized  Waves」と題する特許文献4は、円偏波の電磁波に対するループ・アンテナに向けられている。フィードされる駆動パワーは、内部同軸ラインを通してフィードポイントに搬送されてよく、フィーダー導体は、I形状の導体を通って、地板の方を向いて間隔を置いて配置されたCタイプ・ループ・エレメントへと行く。そのCタイプ・ループ・エレメントにおいて形成された遮断周波数の作用によって、そのCタイプ・ループ・エレメントは、円偏波の電磁波を放射する。しかし、デュアル円偏波は供給されない。
【００１２】
Parsche  et  al.による「Multiple  Polarization  And  Associated  Method」と題する特許文献2は、ワイヤーで作られた単一ループ・アンテナにおける円偏波に対する方法を含む。全波円周ループは、2つの駆動点を使用して直角位相（0°、90°）でフィードされる。
【００１３】
しかし、直線、円、デュアル直線及びデュアル円偏波を含む如何なる偏波での作動に対しても、比較的小さい平面アンテナがいまだに必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第1,892,221号明細書
【特許文献２】米国特許第5,977,921号明細書
【特許文献３】米国特許第5,838,283号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第2008／0135720号明細書
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】C.A.  Lindberg，“A  Shallow-Cavity  UHF  Crossed-Slot  Antenna”，Institute  for  Electrical  andElectronics  Engineers（IEEE）  Transactions  on  Antennas  and  Propagation，Vol.AP-17，No.15，1969年9月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
前述背景を考慮して、本発明の目的は、従って、例えば、直線、円、デュアル直線及びデュアル円偏波等のような多目的偏波機能を有する平面スロットアンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この及び他の目的、特徴及び利点は、本発明に従って、平面で導電性の内周を定義する幾何学的形状を有するスロットアンテナ素子、及びそのスロットアンテナ素子の内周に沿って、進行波電流分布を分け与えるようにその内周の4分の1の距離によって離れた一対の間隔が空けられた信号フィードポイントを含む平面アンテナ装置によって供給される。その平面導電性スロットアンテナ素子の内周は、それの約1動作周波数に等しくてよい。そのような比較的小さく低価格のアンテナ装置は、多目的偏波機能を有し、そのサイズに対して拡大された増幅率を含む。
【００１８】
その平面導電性スロットアンテナ素子を、直線、円、デュアル直線及びデュアル円偏波のうち少なくとも1つを供給するように位相入力で駆動するために、フィード構造部が、信号フィードポイントに結合されてもよい。その平面導電性スロットアンテナ素子は、それに隣り合う地板を持っておらず、その平面導電性スロットアンテナ素子の幾何学的形状は、円又は多角形であってよい。
【００１９】
信号フィードポイントの各々は、その平面導電性スロットアンテナ素子において不連続性を定義しても良い。その信号フィードポイントの各々は、その平面導電性スロットアンテナ素子におけるノッチ（notch）であってもよい。そのノッチの各々は、その内周に内側方向に開き、その内周からその平面導電性スロットアンテナ素子の外周に向かって外側に延びてよい。そのノッチの各々は、その内周の関連する接線に外側且つ垂直に延びてよい。
【００２０】
方法態様は、内周を定義する幾何学的形状を有する平面導電性スロットアンテナ素子を含み、その平面導電性スロットアンテナ素子の内周に沿って間隔が空けられ、進行波電流分布を分け与えるようにその内周の4分の1の距離で離れた一対の信号フィードポイントを形成する平面アンテナ装置を作成することに向けられる。その平面導電性スロットアンテナ素子の内周は、その約1動作周波数に等しくてよい。その方法は、その平面導電性スロットアンテナ素子を、直線、円、デュアル直線、及びデュアル円偏波のうち少なくとも1つを供給するように位相入力で駆動するために、フィード構造部をその信号フィードポイントに結合させるステップを含んでよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に従って平面スロットアンテナ装置の実施形態を示す概略図である。
【図２】図1の平面スロットアンテナ装置及びバッキング空洞（backing  cavity）を含む断面図である。
【図３】本発明に従ってデュアル円偏波のフィード構造部を含む平面アンテナ装置のもう１つの実施形態を示す概略図である。
【図４】本発明に従って平面スロットアンテナ装置の他の実施形態を示す概略図である。
【図５】図3の平面スロットアンテナ装置に対して周波数にわたる電圧定常波比（VSWR）応答を示すグラフである。
【図６】標準の放射線パターン座標系における本発明の平面スロットアンテナ装置を描く図である。
【図７】本発明の平面スロットアンテナ装置のXZ（高度面）遠視野放射線パターンのプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
ここで、本発明は、以下において本発明の望ましい実施形態が示されている付属の図表を参照してさらに詳しく記載される。しかし、本発明は、多数の異なる形において具現化されてもよく、本文献において説明される実施形態に限定されているとして解釈すべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が綿密且つ完全であるように提供され、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるであろう。類似の数字は、全体を通して類似の要素を示し、プライム表記法が代替の実施形態における類似の要素を示すために使用される。
【００２３】
最初に図1を参照すると、直線、円、デュアル直線、デュアル円偏波機能を持つアンテナ装置10の実施形態が記載される。アンテナ装置10は、例えば、自動車の屋根などの表面上での使用に対して、実質的に平坦且つ等角であってよく、比較的小さく、そのサイズに関して最も大きい増幅率を持ってよい。そのアンテナ装置10は、例えば、携帯電話などのパーソナル通信、及び／又はGPSナビゲーション及び衛星デジタル・オーディオ・サービス（SDARS）などの衛星通信に対して使用されてもよい。
【００２４】
平面アンテナ装置10は、内周14を定義する幾何学的形状の開口部13を有する平面導電性スロットアンテナ素子12を含む。そのスロットアンテナ素子12は、プリント基板（PWB）上の導電層又は例えば0.010”真ちゅう（brass）の型打ちした金属シートを形成してもよい。示される実施形態において、その平面導電性スロットアンテナ素子12における開口部13の形状は円形であり、その内周14は内側の円周である。その直径は、内側の円周が1.04波長であるように空気中で0.331波長であってよい。従って、例えば1000MHzの周波数で、開口部13直径は12.3インチであってよく、従って内側の円周は12.3/π＝3.91インチである。
【００２５】
その平面アンテナ装置10は、スロットアンテナ素子12が平面且つ円形であることを必要とするようには制限されていない。スロットアンテナ素子12は、例えば、航空機胴体の金属シートで構成されてよく、それは、機体の曲率及び形状を推定している。従って、平面アンテナ装置10は、スロットアンテナ素子12が導電性ハウジング、金属壁、自動車本体などにおいて適所に形成されている、原型のアンテナであってよい。
【００２６】
1対の間隔が空けられた信号フィードポイント16、18が、平面導電性スロットアンテナ素子12の内周14に沿っており、その内周の4分の1の距離で離れている。図1において示されるように、信号源20、22は、信号フィードポイント16、18で接続されているとして示されている。
【００２７】
平面導電性スロットアンテナ素子12における円開口部13として、信号フィードポイント16、18の分離距離は、その円周に沿って約90°である。その信号フィードポイント16、18の分離及びその位相は、以下においてさらに詳しく考察されるように、フィード構造部が、その平面導電性スロットアンテナ素子12において進行波電流分布を分け与えることを可能にする。その平面導電性スロットアンテナ素子12の内周14は、その約1動作周波数に等しい。
【００２８】
図2を参照すると、図1の実施形態のプロファイル・ビューの断面が示され、バッキング・空洞40を含む。その空洞40は、選択的に、一方向放射及び受信のためにスロットアンテナ素子12の片側に形成され、空洞40は、空気又は発泡スチロールなどの非導電性材料で充填されてもよい。その空洞40は、アルミニウム又は黄銅であってよい導電性空洞壁42によって定義される。開口部13は空気であるか、又はポリスチレン又は発泡スチロールなどの非導電性の充填材を含む。図2において参照文字bで示される空洞深さは、例えば、1000MHzで1/20波長又は0.59インチなど、電気的に薄くてよい。参照文字aで示される空洞のマイクロストリップ寸法は、例えば、1000MHzで空気において1/4波長又は2.95インチであってよい。本発明は、特定の空洞モード又は空洞さえも必要とするように限定されていないが、その示される空洞は、横電磁界（TEM）モードである。そのような比較的小さく、費用のかからないアンテナ装置10は、多目的放射線機能、多重偏波機能を有し、そのサイズに対して拡大した増幅率を含む。
【００２９】
図1を参照すると、信号フィードポイント16、18の各々は、例示的に、その平面導電性スロットアンテナ素子12においてノッチ（notch）24、26を含む。そのノッチ24、26の各々は、内周14に内側に向かって開き、そのノッチの各々は、その内周から平面導電性スロットアンテナ素子12の外周15に外側に向かって（例えば、その例において1/4波長）延びる。図1において、簡略化のため、ノッチ24、26の各々は、例示的に、半径方向に外側に、その内周14の関連する接線に垂直に延びる。
【００３０】
さらに図1を参照すると、そのスロットアンテナ素子12は、直線、円、デュアル直線、及びデュアル円偏波のうち少なくとも1つを供給するように位相及び振幅で駆動されてよい。信号源20、22が、例えば、それぞれ0度で1ボルト及び0度で1ボルトであるなど、等しい振幅及び等しい位相を有する場合、その電波の垂直成分が信号源22によって発せられ、その電波の水平成分は信号源20によって発せられることから、デュアル直線偏波がもたらされる。信号フィードポイント16、18は、お互いから電気的に絶縁されており、信号源20、22は、同じ周波数において異なる通信を多重化し、偏波ダイバーシティなどを供給してよい。本発明のプロトタイプにおいて、20から30dBまでの絶縁が、信号フィードポイント16、18の間で測定されている。スロットアンテナ素子12は、当然のことながら、同じく構成された偏波において送信及び受信を提供する相互装置である。
【００３１】
図1をさらに参照すると、信号源20が、例えば位相−90度で1ボルトであり、信号22が0度で1ボルトであるとき、そのスロットアンテナ素子12から、このページから上に向かって出る方向に右円偏波が生成される。逆に言えば、信号源20が、位相＋90度で1ボルトであり、信号源22が0度で1ボルトであるとき、そのスロットアンテナ素子12から、このページから上に向かって出る方向に左円偏波が生成される。円偏波は、出力及び位相の励起を分配するために使用される外部のフィード構造部に依存して、単一円又はデュアル円である。
【００３２】
図3を参照すると、平面アンテナ装置10の他の実施形態が、記載される。そのフィード構造部30は、例示的に、直角位相（90度）ハイブリッド出力分配器32、及び、例えばその出力分配器を信号フィードポイント16、18に接続する複数の同軸ケーブル34、36を有する付属のフィード・ネットワークを含む。そのようなフィード構造部30は、平面アンテナ装置10のスロットアンテナ素子12を、当業者が理解するように、デュアル円偏波、すなわち右及び左円偏波の両方が同時に起こる偏波に対して適切な位相入力で駆動する。円偏波ポート54、56は、お互いから電気的に絶縁されており、同じ周波数で異なる通信を多重化し、同時の通信送信及び受信を供給し、偏波ダイバーシティなどを供給してよい（20から30dBの絶縁が実際に存在してよい）。
【００３３】
他のフィード構造部30が、本発明に対して検討される。例えば、0度ハイブリッドは、そのスロットアンテナ素子12からデュアル直線偏波を供給する。しかし、これは、フィード構造部30を持たないスロットアンテナ素子12から直接得られてもよく、反応性T又はウィルキンソン型出力分配器が、不均等な長さのケーブル34、36を単一円偏波のために持つフィード構造部30として使用されてもよい。ここで、図4を参照すると、平面アンテナ装置10′のもう1つの実施形態が記載される。ここで、平面導電性スロットアンテナ素子12′は、不定形な外側形状15′及び、例えば正方形などの多角形状を有する。その例において、その平面導電性スロットアンテナ素子12′における開口部13′の形状は正方形であり、その内周14′は約１動作周波数に等しいことから、各側は、その動作周波数の約4分の1に等しい。また、その信号フィードポイント16′、18′は、その動作周波数の約4分の1である内周14′の4分の1の距離で離れている。
【００３４】
信号フィードポイント16′、18′は、直線、円、デュアル直線、及びデュアル円偏波のうち少なくとも1つを供給するように位相入力で平面導電性パッチアンテナ素子12′を駆動するように結合されていてよい。平面アンテナ装置10′は、平面アンテナ装置10の電気特性を概算し、例えば、全波周囲多角形開口部13′は、全波円周円形開口部13に機能的に等しいか、又はそれにおよそ等しく、不定形外周15′は、その円形外周15に対して役立つ概算を提供する。図1の実施形態は、最小サイズに対して最適であってよい一方、図4の実施形態が、さらに簡単に製造されてよい。
【００３５】
図5は、スロットアンテナ素子12の図1の実施形態の50オーム・システムで作動したときに測定されたVSWR応答のグラフである。見られるように、副同調（チェビシェフ（Chebyshev）の多項式）タイプ応答が、180MHzの2:1VSWR帯域又は45パーセントで供給された。導体面40は、直径1.5メートルの円形ディスクであり、幾何学的形状の開口部13は、直径0.24メートルの円形である。従って、その開口部13は、中心周波数（リップル・ピーク周波数）の390MHzで円周が0.98波長である。本発明において、結合及び駆動抵抗は、ノッチ24、26（最も低い抵抗は、ノッチの閉鎖した端部の近くで得られる）に沿った信号フィードポイント16、18の位置によって設定される。周波数微調整は、ノッチ24、26の深さを増加又は減少させることによって成し遂げられる。外周15の直径は、開口部13の直径に関して、そのアンテナの同調ではそれほど重要でない。
【００３６】
図6は、標準放射線パターン座標系における平面アンテナ装置を描く。図7は、図1に記載されたような平面スロットアンテナ装置の例に対する、バッキング空洞無しのXZ面高度カット放射線パターンを示す極プロットである。合計の場が、グラフにプロットされ、その単位は、等方性に関して且つ円偏波に対してdBic又はデシベルである。そのパターン周波数は390MHzであり、開口部14は直径0.24メートルである。
【００３７】
当然のことながら、そのスロットアンテナ12は、2つのバラの花弁（cosn）放射パターン形状を供給し、アンテナ面に対してほぼブロードサイドでパターン最大値（lobe）を持し、7.2dBic増幅率及び57度の半出力帯域を持つ。そのパターン・ピークでの偏波は、軸率0.98を持つ右円偏波であった。本発明は、当然のことながら、一方向放射を得るために空洞バッキングで作動してよく、その場合、増幅率は、3dBから＋10.2dBiまで増加してよい。YZ面放射パターン（非表示）は、図7におけるXZ放射パターンに似ている。XY方位面放射パターン（非表示）は、およそ円形の直線偏波であり、振幅がおよそ−9dBiであり、フィード・ノッチ24、26の方位に沿ってわずかな最小値を持つ。その放射パターンは、ペンシルヴァニア州ピッツバーグにおけるAnsoft  CorporationによるAnsoft  High  Frequency  Structure  Simulator（HFSS）コードにおける有限要素数値電磁気モデリングによって計算される。
【００３８】
平面アンテナ装置10に関する作動の理論が以下に記載される。幾何学的形状を持つ開口部13は、回折効果が、RF電流が導体面40の内周14端部の近くに集まるようにすることから、スロット補対全波ループ・アンテナを供給するために、円開口又は近似を形成する。その円開口端部に沿った電流分布は、励起位相に従って、直線偏波に対して正弦曲線であり、円偏波に対して進行波である。例えば、それぞれ位相0度で1ボルト且つ位相0度で1ボルトであるなと、信号フィードポイント16、18における等しい振幅及び等しい位相励起に対して、定常波電流分布が、内周14に沿って形成し、電流最大値は、信号フィードポイント16、18の間における半地点にある。45°傾いた直線偏波が放射され、垂直及び水平部分が、信号フィードポイント16、18にそれぞれ発せられ、それは、デュアル直線偏波状態である。
【００３９】
作動の理論を続けると、ここで円偏波に対して、信号フィードポイント16、18における直角位相励起（0°、90°）は、それぞれ内周14に沿って正弦及び余弦電流を互いに重ね合わせ［cosθ＝sin(θ＋90°)］、cos2θ＋sin2θ＝1であることから、均一の電流振幅及びそれにおける直線位相前進の進行波分布をもたらす。その電流は、信号フィードポイント16、18で印加された電位の2乗である。信号フィードポイント16、18は、ハイブリッドであり、それらは1波長の内周14に沿って1／4波長だけ離れていることからお互いから電気的に絶縁／非結合している。それによって、分岐ライン結合器タイプの直角位相ハイブリッドが、分岐ライン無しでもその場で形成される。遠視野放射は、従って、アンテナにおいて一般的であるように、電流分布のフーリエ変換である。全波ループ・アンテナは、円周が約1波長の薄いワイヤーの円を含んでもよく、本発明は、バビネ（babinet）の原理によるスロット均等物として分析することができる。
【００４０】
スロットアンテナ素子12は、ノッチ24、26による励起を必要とするようには限定されない。例えば、ガンマ・マッチ（gamma  match）などのシャントフィードは、Yagi  Udaアンテナの技術における当業者によく知られているように、内周14に沿って構成されてもよい。ノッチ24、26が励起に使用される場合、それらは、小型化のために折り畳まれるか、又は円周方向にルートが取られる（routed）ことに留意されたい。
【００４１】
方法態様は、例えば、内周14を定義する円又は多角形などの幾何学的形状を有する平面導電性スロットアンテナ素子12を供給するステップ、及び平面導電性スロットアンテナ素子の内周に沿って、進行波電流分布を分け与えるように内周の4分の1の距離で離れている1対の間隔が空けられた信号フィードポイント16、18を形成するステップを含む、平面アンテナ装置10を作成するステップを対象とする。その平面導電性スロットアンテナ素子12の内周14は、その約１動作波長に等しい。
【００４２】
その方法は、平面導電性スロットアンテナ素子12を、直線、円、デュアル直線、及びデュアル円偏波のうち少なくとも1つの供給するように位相入力で駆動するために、フィード構造部30、30′を信号フィードポイント16、18に結合させるステップを含んでもよい。
【００４３】
従って、本発明は、多重偏波に対する機能を持つ平面アンテナを提供する。それは、航空機又は携帯型通信に対するその場の又はコンフォーマルアンテナを形成してよい。本発明は、スロット・ダイポール・ターンスタイルよりも大きい増幅率を供給し、面積がより小さい。そのVSWR応答は、帯域の拡大のために副同調を含んでもよい。
【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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