(57)【要約】【課題】小形なアンテナ装置を提供する。【解決手段】内部に穴１１ａを有し、接地導体ＧＮＤと非接触に設けられた導体部１１を備え、給電ピン１２の内導体１２ａは、接地導体ＧＮＤ及び導体部１１の穴１１ａを非接触に貫通して延伸し、概ね９０度に折れ曲がり、導体部１１と近接して概ね平行に配置される。  給電ピン１２の内導体１２ａが、導体部１１の内側に配置されるため、アンテナ装置全体の占有面積を小さくし、従来の特性を保持しつつ、小形なアンテナ装置を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に第１の導体貫通部を有し、接地導体と非接触に設けられた第１の導体部と、
上記第１の導体部に第１の高周波信号を供給する第１の給電ピンとを備え、
上記第１の給電ピンの内導体は、上記接地導体及び上記第１の導体部の上記第１の導体貫通部を非接触に貫通して延伸し、概ね９０度に折れ曲がり、該第１の導体部と近接して概ね平行に配置され、
上記第１の給電ピンの外導体は、上記接地導体と電気的に接続されたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
接地導体と非接触に設けられた第１の導体部と、
上記第１の導体部に第１の高周波信号を供給する第１の給電ピンとを備え、
上記第１の給電ピンの内導体は、上記接地導体を非接触に貫通して延伸し、概ね９０度に折れ曲がり、上記第１の導体部と上記接地導体の間であって該第１の導体部に近接して概ね平行に配置され、
上記第１の給電ピンの外導体は、上記接地導体と電気的に接続されたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
第１の導体部は、
該第１の導体部の中心を基準として対称な位置に一対の切り欠き部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
内部に第２の導体貫通部を有し、接地導体と第１の導体部の概ね中間の位置に、該接地導体と概ね平行に配置された第２の導体部と、
上記第２の導体部に第２の高周波信号を供給する第２の給電ピンとを備え、
第１の給電ピンの内導体は、上記第２の導体部の上記第２の導体貫通部を非接触に貫通して延伸することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項５】
第１の導体部の接地導体と異なる側に離間して該第１の導体部と概ね平行に配置された第３の導体部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置をアレー状に配置したことを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星通信用及び移動体通信用等に適したアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星通信用及び移動体通信用のアンテナには、省スペース及び低コスト性が求められるため、これらに用いられるアンテナとしては、構成が簡単、形状が小さく、かつ低プロファイルな平面アンテナ（マイクロストリップアンテナ、ＭＳＡ：MicroStrip Antenna）が好ましい。
しかしながら、一般にＭＳＡは狭帯域である課題がある。
【０００３】
ＭＳＡの広帯域化技術の一つとして、給電ピンの内導体がＬ字状のものを用いたアンテナ装置が開示されている（非特許文献１参照）。
図８に、従来技術によるアンテナ装置の概略図を示す。
図８には、断面図Ａ−Ａ´も合わせて示してある。
図８に示すように、アンテナ装置６０は、接地導体ＧＮＤの上方に導体部６１を備える。
給電ピン６２は、内導体６２ａ及び外導体６２ｂで構成され、導体部６１に高周波信号を供給する。
内導体６２ａは、接地導体ＧＮＤを非接触に貫通して、途中でＬ字状に折り曲がり、導体部６１と近接結合する。
また、外導体６２ｂは、接地導体ＧＮＤと接続される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】K. M. Luk，“Broadband microstrip patch antenna，”IEEE Electronics Letters，Vol.34，No.15，1998.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のアンテナ装置は以上のように構成されているので、アンテナの設置スペースに制限がある場合やアンテナをアレー化することためには、小形化が必要である。
しかし、上記アンテナ装置６０では、給電ピン６２が導体部６１よりも外側に配置されるため、アンテナ全体の占有面積が大きくなる課題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、小形な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】
【０００７】
本発明のアンテナ装置は、内部に第１の導体貫通部を有し、接地導体と非接触に設けられた第１の導体部を備え、第１の給電ピンの内導体は、接地導体及び第１の導体部の第１の導体貫通部を非接触に貫通して延伸し、概ね９０度に折れ曲がり、第１の導体部と近接して概ね平行に配置されたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１の給電ピンの内導体が、第１の導体部の内側に配置されるため、アンテナ全体の占有面積を小さくし、従来の特性を保持しつつ、小形なアンテナ装置を提供することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す概略図である。
【図２】アンテナ装置の反射特性のシミュレーション結果を示す特性図である。
【図３】本発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す概略図である。
【図４】アンテナ装置の反射特性のシミュレーション結果を示す特性図である。
【図５】本発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態４によるアンテナ装置を示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態５によるアンテナ装置を示す概略図である。
【図８】従来のアンテナ装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるアンテナ装置の概略図である。
図１には、断面図Ａ−Ａ´も合わせて示してある。
図１に示すように、アンテナ装置１０は、接地導体ＧＮＤと、接地導体ＧＮＤの上方に配置された導体部（第１の導体部）１１と、高周波信号を供給する給電ピン（第１の給電ピン）１２を備える。
給電ピン１２は、内導体１２ａと外導体１２ｂで構成される。
内導体１２ａは、接地導体ＧＮＤ及び導体部１１に設けられた穴（第１の導体貫通部）１１ａを非接触に貫通して延伸し、導体部１１の上方で概ね９０度に折れ曲がり、導体部１１と近接して概ね平行に配置される。
また、外導体１２ｂは、接地導体ＧＮＤと接続される。
【００１１】
なお、図１では、給電ピン１２は、導体部１１の動径方向に延伸しているが、本発明はこれに限られるものではなく、他方向であってもよい。
また、図１では、導体部１１が円形であるが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、矩形状にすることもできる。
【００１２】
図１に示すアンテナ装置１０の利点について、図８に示すアンテナ装置６０と比較して説明する。
図２は、それぞれのアンテナ装置の反射特性のシミュレーションした結果を示す特性図である。
図２において、反射特性１６ａ、反射特性１６ｂは、それぞれアンテナ装置６０、アンテナ装置１０に対する結果である。
導体部１１および導体部６１の半径は共に４４ｍｍ、接地導体ＧＮＤと導体部１１ないし導体部６１の距離は６ｍｍとした。
給電ピン１２，６２の長さおよび位置は、それぞれの場合で最適化されている。
反射特性１６ａ、反射特性１６ｂは同等の特性を示している。
【００１３】
上述のように、本実施の形態１によれば、アンテナ装置１０は、給電ピン１２の内導体１２ａが、導体部１１の内側に配置されるため、アンテナ全体の占有面積を小さくし、従来の特性を保持しつつ、小形なアンテナ装置を提供することが可能となる。
【００１４】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２によるアンテナ装置の概略図である。
図３に示すように、図１のアンテナ装置１０と異なり、アンテナ装置２０は、給電ピン（第１の給電ピン）２２の内導体２２ａが接地導体ＧＮＤを非接触に貫通して延伸し、概ね９０度に折れ曲がり、導体部１１と接地導体ＧＮＤの間であって、導体部１１と近接して概ね平行に配置される。
また、外導体２２ｂは、接地導体ＧＮＤと接続される。
図３において、上述した図１に対応する部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１５】
図３に示すアンテナ装置２０の利点について、図１に示すアンテナ装置１０と比較して説明する。
図４は、それぞれのアンテナ装置の反射特性をシミュレーションした結果を示す特性図である。
図４において、反射特性２６ｂはアンテナ装置２０に対する結果である。
導体部１１の半径は４４ｍｍ、接地導体ＧＮＤと導体部１１の距離は６ｍｍとした。
給電ピン１２，２２の長さおよび位置は最適化されている。
反射特性１６ｂ、反射特性２６ｂは同等の特性を示している。
【００１６】
上述のように、本実施の形態２によれば、アンテナ装置２０は、アンテナ装置１０と異なり、内導体２２ａが導体部１１と接地導体ＧＮＤの間に配置され、アンテナ装置２０の方が低姿勢となるため、従来の特性を保持しつつ、更に低姿勢なアンテナ装置を提供することが可能となる。
【００１７】
なお、導体部１１に穴１１ａが設けられている場合について説明したが、穴１１ａが設けられていなくてもよい。
【００１８】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３によるアンテナ装置の概略図である。
図５に示すように、アンテナ装置３０は、導体部３１の外周部であって導体部３１の中心を基準とした際に対称となる位置に一対の切り欠き部３４ａ，３４ｂを備える。
図５において、上述した図１に対応する部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００１９】
導体部２１に高周波信号を供給すると、切り欠き部３４ａ，３４ｂが設けられた方向とそれに直交する径の大きさが異なるため、電流の位相差が生じ円偏波が励振される。
【００２０】
上述のように、本実施の形態３によれば、アンテナ装置３０は、導体部３１の外周側であって導体部３１の中心を基準とした際に対称となる位置に円偏波を励振させる一対の切り欠き部３４ａ，３４ｂを備えたので、実施の形態１及び実施の形態２の効果に加えて、円偏波を励振させることが可能となる。
【００２１】
なお、上述では、一対の切り欠き部３４ａ，３４ｂを配置する場合について説明したが、一対の突起部であってもよい。
【００２２】
実施の形態４．
図６は、本発明の実施の形態４によるアンテナ装置の概略図である。
図６に示すように、アンテナ装置４０は、接地導体ＧＮＤと導体部１１の間に、接地導体ＧＮＤと概ね平行に導体部（第２の導体部）４１が配置され、給電ピン４２の内導体４２ａは、導体部４１に設けられた穴（第２の導体貫通部）４１ａを通過する。
また、外導体４２ｂは、接地導体ＧＮＤと接続される。
さらに、導体部４１に高周波信号を供給する給電ピン（第２の給電ピン）４３が取り付けられ、内導体４３ａは、接地導体ＧＮＤを非接触に貫通して延伸し、導体部４１に接続される。
また、外導体４３ｂは、接地導体ＧＮＤと接続される。
図６において、上述した図１に対応する部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２３】
上述のように、本実施の形態４によれば、アンテナ装置４０は、導体部１の他、導体部４１を設け、給電ピン４２により導体部１に高周波信号を供給すると共に、給電ピン４３により導体部４１に異なる高周波信号を供給することにより、２周波で動作する開口共用アンテナを実現できる。
【００２４】
なお、上述では、接地導体ＧＮＤ、導体部４１、導体部１１の順に配置される場合について説明したが、接地導体ＧＮＤ、導体部１１、導体部４１の順であってもよい。
【００２５】
実施の形態５．
図７は、本発明の実施の形態５によるアンテナ装置の概略図である。
図７に示すように、アンテナ装置５０は、導体部１１の上方に、導体部１１と概ね平行に配置された導体部（第３の導体部）５１が設けられる。
導体部５１は、適切にその大きさを調整して導体部１１の非励振素子となるようにする。
【００２６】
上述のように、本実施の形態５によれば、アンテナ装置５０は、導体部１１の上方に、導体部１１の非励振素子となるように適切に大きさが調整された導体部５１を設けたので、アンテナ装置５０はより広帯域な特性を有することが可能となる。
【００２７】
また、上記実施の形態１から上記実施の形態５に示したアンテナ装置１０〜５０を、適当な間隔でアレー化することができる。
これにより、高利得化が見込めると共に、ビーム制御を行うことが可能となる。
【００２８】
さらに、導体部１１と接地導体ＧＮＤの間、導体部４１と接地導体ＧＮＤの間、および導体部５１と導体部１１の間を空気として説明したが、誘電体基板であってもよい。
その場合、導体部１１、導体部４１、および導体部５１は、基板のエッチング加工等により形成された導体箔であってもよい。
【００２９】
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１０，２０，３０，４０，５０  アンテナ装置、１１，３１  導体部（第１の導体部）、１１ａ  穴（第１の導体貫通部）、１２，２２，４２  給電ピン（第１の給電ピン）、  １２ａ，２２ａ，４２ａ，４３ａ  内導体、１２ｂ，２２ｂ，４２ｂ，４３ｂ  外導体、１６ａ，１６ｂ，２６ｂ  反射特性、３４ａ，３４ｂ  切り欠き部、４１  導体部（第２の導体部）、４１ａ  穴（第２の導体貫通部）、４３  給電ピン（第２の給電ピン）、５１  導体部（第３の導体部）、ＧＮＤ  接地導体。
【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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