(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に円偏波を放射するパッチ状の放射導体が形成され、他面にアース導体が形成された誘電体基板と、
該誘電体基板の他面から導出されると共に、中心導体が前記誘電体基板の一面に形成された放射導体の給電点に接続され、シールド導体が前記アース導体に接続される給電ケーブルと、
前記誘電体基板の他面に配設され、前記給電ケーブルが挿通する貫通孔を有し、該誘電体基板とほぼ同径とされていると共に、前記放射導体に略直交する周側面に放射素子が形成された絶縁筒体とを備え、
前記放射素子は、上端が前記アース導体に電気的に接続される線状の接続部と、該接続部の下端に形成された方形状の面状部とからなる面状素子が、前記周側面にほぼ等間隔で複数形成されて構成されており、前記放射素子が水平成分および垂直成分で励振可能とされていることを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
【請求項２】
一面に円偏波を放射するパッチ状の放射導体が形成され、他面にアース導体が形成された誘電体基板と、
該誘電体基板の他面から導出されると共に、中心導体が前記誘電体基板の一面に形成された放射導体の給電点に接続され、シールド導体が前記アース導体に接続される給電ケーブルと、
前記誘電体基板の他面に配設され、前記給電ケーブルが挿通する貫通孔を有し、前記誘電体基板とほぼ同径とされていると共に、前記放射導体に略直交する周側面に放射素子が形成された絶縁筒体とを備え、
前記放射素子は、上端が前記アース導体に電気的に接続される線状の接続部と、該接続部の下端に形成された方形状の面状部とからなる面状素子と、上端が前記アース導体に電気的に接続される線状の線状素子とが、前記周側面にほぼ等間隔で複数形成されて構成されており、前記放射素子が水平成分および垂直成分で励振可能とされていることを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
【請求項３】
一面に円偏波を放射するパッチ状の放射導体が形成され、他面にアース導体が形成された誘電体基板と、
該誘電体基板の他面から導出されると共に、中心導体が前記誘電体基板の一面に形成された放射導体の給電点に接続され、シールド導体が前記誘電体基板の他面に形成されたアース導体に接続される給電ケーブルと、
前記誘電体基板の他面に配設され、前記給電ケーブルが挿通する貫通孔を有し、前記誘電体基板とほぼ同径とされていると共に、前記放射導体に略直交する周側面に放射素子が形成された絶縁筒体とを備え、
前記放射素子は、上端が前記アース導体に電気的に接続される線状の接続部と、該接続部の下端に形成された方形状の面状部とからなる面状素子が、前記周側面にほぼ等間隔で複数形成されて構成されており、前記放射素子が水平成分および垂直成分で励振可能とされているマイクロストリップアンテナが、
回転対称の形状とされたアンテナカバーケースに収納されており、該アンテナカバーケースが伸縮自在に筐体に設けられていることを特徴とするマイクロストリップアンテナを備える携帯無線機。
【請求項４】
一面に円偏波を放射するパッチ状の放射導体が形成され、他面にアース導体が形成された誘電体基板と、
該誘電体基板の他面から導出されると共に、中心導体が前記誘電体基板の一面に形成された放射導体の給電点に接続され、シールド導体が前記誘電体基板の他面に形成されたアース導体に接続される給電ケーブルと、
前記誘電体基板の他面に配設され、前記給電ケーブルが挿通する貫通孔を有し、前記誘電体基板とほぼ同径とされていると共に、前記放射導体に略直交する周側面に放射素子が形成された絶縁筒体とを備え、
前記放射素子は、上端が前記アース導体に電気的に接続される線状の接続部と、該接続部の下端に形成された方形状の面状部とからなる面状素子と、上端が前記アース導体に電気的に接続される線状の線状素子とが、前記周側面にほぼ等間隔で複数形成されて構成されており、前記放射素子が水平成分および垂直成分で励振可能とされているマイクロストリップアンテナが、
回転対称の形状とされたアンテナカバーケースに収納されており、該アンテナカバーケースが伸縮自在に筐体に設けられていることを特徴とするマイクロストリップアンテナを備える携帯無線機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯無線機に搭載して好適なマイクロストリップアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信を目的とした衛星通信システムが種々提案されているが、衛星通信システムには静止衛星を利用する静止移動体衛星通信システムと、非静止衛星を用いる非静止移動体衛星通信システムがある。
非静止移動体衛星通信システムには、低・中高度軌道の衛星を用いるシステム、長楕円軌道の衛星を用いるシステム、傾斜同期軌道を用いるシステムがある。このうちの低・中高度軌道の非静止衛星を用いるシステムには、ＬＥＯ（Low Earth Orbit）通信システムがある。このＬＥＯ通信システムは伝搬遅延時間が小さくされており、また、伝搬損失が小さいため、端末の送信電力を低減でき端末の小型化・軽量化を容易とできる長所を有している。
【０００３】
さらに、ＬＥＯ通信システムには、データ伝送のみを扱う小規模ＬＥＯ（Ｌｉｔｔｌｅ  ＬＥＯ）と、音声伝送が可能な大規模ＬＥＯ（Ｂｉｇ  ＬＥＯ）がある。大規模ＬＥＯの中には米国Ｉｒｉｄｉｕｍ社が計画を推進している国際パーソナル衛星通信システム“イリジウム”がある。このイリジウム・システムは、通信方式が１．６ＧＨｚ帯の周波数を用いたＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式とされており、地球全体をカバーするよう７８０ｋｍの高度に打ち上げられた（６６＋６）個の非静止衛星を用いて通信するようにされている。なお、非静止衛星は、経度３０度間隔で配置される。また、イリジウム・システムには１６１８．３５〜１６２６．５ＭＨｚの周波数帯域幅が割り当てられる。
【０００４】
このイリジウム・システムでは、多くの衛星が必要ではあるものの通信の遅延時間が無視できるので、リアルタイムで音声やデータ等の通信が行える。さらに、端末の送信電力を低減できるため端末を携帯型とすることが可能である。したがって、イリジウム・システム用の携帯無線機を携帯していれば、全世界の電話や携帯電話とリアルタイムで通話やデータ伝送を行うことが可能となる。なお、イリジウム・システムでは携帯無線機に好適なように円偏波（右旋）が用いられている。
【０００５】
このような携帯無線機においては、円偏波を受信する必要があることからヘリカルアンテナやマイクロストリップアンテナが用いられる。
ここで、円偏波を送受信可能な従来のマイクロストリップアンテナの構成を図８に示す。図８（ａ）は、方形マイクロストリップアンテナの平面図であり、図８（ｂ）はその側面図、図８（ｃ）は裏面図である。
図８（ａ）〜（ｃ）に示す方形マイクロストリップアンテナ１００は、所定厚みの円筒状の誘電体基板１１０の表面に方形パッチ状の方形放射導体１１１が形成されており、その裏面には全面にアース導体１１３が形成されている。方形放射導体１１１には円偏波を送受信するために、中心から偏心した位置に給電点１１２が設けられており、この給電点１１２の位置には誘電体基板１１０を貫通するように挿通孔１１０ａが設けられている。
【０００６】
また、誘電体基板１１０の裏面にはセミリジッドケーブルとされた同軸ケーブル１１４が装着されており、同軸ケーブル１１４の中心導体１１４ａは挿通孔１１０ａ内に挿通されて、その先端が給電点１１２にハンダ付けされている。また、同軸ケーブル１１４のシールド導体１１４ｂはアース導体１１３にハンダ付け等により電気的かつ機械的に固着されている。
このように、同軸ケーブル１１４は給電点１１２の位置から導出されるため、図８（ｂ）に示すように誘電体基板１１０の中心から偏心して導出されることになる。そして、方形放射導体１１１で受信された円偏波は同軸ケーブル１１４を介して受信機に導かれ、同軸ケーブル１１４から供給されたＲＦ信号は方形放射導体１１１から円偏波の電磁波として空間へ放射されるようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示す従来のマイクロストリップアンテナの垂直面内指向性を図９に示す。図９において同心円状の目盛は５ｄＢステップの目盛とされており、図９の指向性を観察すると、従来のマイクロストリップアンテナでは天頂方向の利得が一番高くされ、水平方向の指向性の利得は天頂方向の利得に比して約１２ｄＢ低くなっている。この原因は、マイクロストリップアンテナの放射導体が水平面内に位置していること、および、誘電体基板の面積が限られることからアース導体の面積がアースとしての機能を十分に果たす面積とされていないことである。
すると、前記したイリジウム・システム等の非静止移動体衛星通信システムにおける携帯無線機に従来のマイクロストリップアンテナを搭載すると、次のような問題点が生じる。
【０００８】
非静止移動体衛星通信システムでは、衛星の位置が周回軌道上を時々刻々と変化し、電波の到来方向が変化することになる。しかしながら、従来のマイクロストリップアンテナの指向性は図９に示すように、天頂方向の利得が高く水平方向の利得が低くなっているため、電波の到来する仰角が低くなった際に良好な通信を行えない恐れが生じるようになる。
これを解決しようとして、衛星追尾方式の携帯無線機とすると、追尾するための構成が複雑になることから、そのコストが上昇してしまうという問題点がある。
【０００９】
そこで、本発明は低仰角および水平方向における指向性の利得を向上するようにしたマイクロストリップアンテナおよびマイクロストリップアンテナを備える携帯無線機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のマイクロストリップアンテナは、一面に円偏波を放射するパッチ状の放射導体が形成され、他面にアース導体が形成された誘電体基板と、該誘電体基板の他面から導出されると共に、中心導体が前記誘電体基板の一面に形成された放射導体の給電点に接続され、シールド導体が前記アース導体に接続される給電ケーブルと、前記誘電体基板の他面に配設され、前記給電ケーブルが挿通する貫通孔を有し、該誘電体基板とほぼ同径とされていると共に、前記放射導体に略直交する周側面に放射素子が形成された絶縁筒体とを備え、前記放射素子は、上端が前記アース導体に電気的に接続される線状の接続部と、該接続部の下端に形成された方形状の面状部とからなる面状素子が、前記周側面にほぼ等間隔で複数形成されて構成されており、前記放射素子が水平成分および垂直成分で励振可能とされている。
【００１１】
また、上記目的を達成することのできる本発明の他のマイクロストリップアンテナは、一面に円偏波を放射するパッチ状の放射導体が形成され、他面にアース導体が形成された誘電体基板と、該誘電体基板の他面から導出されると共に、中心導体が前記誘電体基板の一面に形成された放射導体の給電点に接続され、シールド導体が前記アース導体に接続される給電ケーブルと、前記誘電体基板の他面に配設され、前記給電ケーブルが挿通する貫通孔を有し、前記誘電体基板とほぼ同径とされていると共に、前記放射導体に略直交する周側面に放射素子が形成された絶縁筒体とを備え、前記放射素子は、上端が前記アース導体に電気的に接続される線状の接続部と、該接続部の下端に形成された方形状の面状部とからなる面状素子と、上端が前記アース導体に電気的に接続される線状の線状素子とが、前記周側面にほぼ等間隔で複数形成されて構成されており、前記放射素子が水平成分および垂直成分で励振可能とされている。
【００１２】
また、本発明のマイクロストリップアンテナを備える携帯無線機は、一面に円偏波を放射するパッチ状の放射導体が形成され、他面にアース導体が形成された誘電体基板と、該誘電体基板の他面から導出されると共に、中心導体が前記誘電体基板の一面に形成された放射導体の給電点に接続され、シールド導体が前記誘電体基板の他面に形成されたアース導体に接続される給電ケーブルと、前記誘電体基板の他面に配設され、前記給電ケーブルが挿通する貫通孔を有し、前記誘電体基板とほぼ同径とされていると共に、前記放射導体に略直交する周側面に放射素子が形成された絶縁筒体とを備え、前記放射素子は、上端が前記アース導体に電気的に接続される線状の接続部と、該接続部の下端に形成された方形状の面状部とからなる面状素子が、前記周側面にほぼ等間隔で複数形成されて構成されており、前記放射素子が水平成分および垂直成分で励振可能とされているマイクロストリップアンテナが、回転対称の形状とされたアンテナカバーケースに収納されており、該アンテナカバーケースが伸縮自在に筐体に設けられている。
さらに、本発明のマイクロストリップアンテナを備える他の携帯無線機は、一面に円偏波を放射するパッチ状の放射導体が形成され、他面にアース導体が形成された誘電体基板と、該誘電体基板の他面から導出されると共に、中心導体が前記誘電体基板の一面に形成された放射導体の給電点に接続され、シールド導体が前記誘電体基板の他面に形成されたアース導体に接続される給電ケーブルと、前記誘電体基板の他面に配設され、前記給電ケーブルが挿通する貫通孔を有し、前記誘電体基板とほぼ同径とされていると共に、前記放射導体に略直交する周側面に放射素子が形成された絶縁筒体とを備え、前記放射素子は、上端が前記アース導体に電気的に接続される線状の接続部と、該接続部の下端に形成された方形状の面状部とからなる面状素子と、上端が前記アース導体に電気的に接続される線状の線状素子とが、前記周側面にほぼ等間隔で複数形成されて構成されており、前記放射素子が水平成分および垂直成分で励振可能とされているマイクロストリップアンテナが、回転対称の形状とされたアンテナカバーケースに収納されており、該アンテナカバーケースが伸縮自在に筐体に設けられている。
【００１３】
このような本発明によれば、誘電体基板の他面側に配置された絶縁筒体に形成されている放射素子が、アース導体に接続されているためアース導体の面積を等価的に大きくすることができ、アンテナの特性を向上することができる。また、放射導体と略直交されて配置される放射素子からも水平成分および垂直成分で励振可能とされて、水平成分および垂直成分の電磁波を送受信することができることから、マイクロストリップアンテナの低仰角および水平方向の指向性の利得を向上することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のマイクロストリップアンテナの実施の形態の第１の構成例を図１に示す。図１（ａ）は、円偏波を送受信可能な本発明のマイクロストリップアンテナ１の一部を破断した正面図であり、図１（ｂ）はその側面図、図１（ｃ）は上面図である。
図１（ａ）〜（ｃ）に示すマイクロストリップアンテナ１では、所定厚みの円筒状とされたセラミック製等の誘電体基板１０の表面に方形のパッチ状とされた放射導体１１が設けられており、その裏面には全面に薄板状のアース導体１３が設けられている。この放射導体１１とアース導体１３は、誘電体基板１０に金属を蒸着することにより形成されたり、あるいは金属薄板を貼着することにより形成されている。放射導体１１には円偏波を送受信するために、中心から偏心した位置に給電点１２が設けられており、この給電点１２の位置には誘電体基板１０に形成されたスリット１０ｂに連通するように挿通孔１０ａが設けられている。
【００１５】
このスリット１０ｂの断面形状は方形状とされており、給電点１２から誘電体基板１０の略中心に至る幅で誘電体基板１０に形成されており、スリット１０ｂの厚みは極力薄く形成されている。
また、誘電体基板１０の裏面にはセミリジッドケーブルとされた同軸ケーブル１４が装着されており、同軸ケーブル１４の中心導体１４ａはスリット１０ｂの下端からスリット１０ｂ内に斜めに挿通されて、スリット１０ｂに連通する挿通孔１０ａ内に挿通される。そして、挿通孔１０ａに挿通された中心導体１４ａの先端が給電点１２にハンダ付けされて、放射導体１１が同軸ケーブル１４により給電される。さらに、同軸ケーブル１４のパイプ状のシールド導体１４ｂの先端はアース導体１３の略中心にハンダ付け等により電気的かつ機械的に固着される。
【００１６】
このように、同軸ケーブル１４のパイプ状のシールド導体１４ｂの先端が誘電体基板１０の略中心に固着されるため、同軸ケーブル１４の中心導体１４ａは図１（ａ）に示すようにスリット１０ｂ内において斜めに挿通されるようになる。これにより、給電点１２が偏心していても同軸ケーブル１４は誘電体基板１０の略中心位置から導出されるようになる。このように構成されたマイクロストリップアンテナ１は回転対称の形状となる。
また、誘電体基板１０の裏面側に円筒状の絶縁筒体１５が配置され、絶縁筒体１５の周側面には複数の面状素子１６がほぼ等間隔で形成されている。この面状素子１６は、絶縁筒体１５に金属を蒸着すること、あるいは金属薄板を貼着することにより形成されている。なお、面状素子１６は放射導体１１と略直交して配置されることになる。
【００１７】
この複数の面状素子１６は、図１（ｂ）に示すように方形状の面状部１６ａと、この面状部１６ａに下端が連接されている線状の接続部１６ｂとから構成されている。この接続部１６ｂの上端はハンダ付け等によりアース導体１３の周縁に接続されている。この面状素子１６からは水平成分および垂直成分の電磁波が放射されるようになり、面状素子１６が放射導体１１に略直交して配置されているため、マイクロストリップアンテナ１の低仰角および水平方向の指向性の利得が向上されるようになる。さらに、面状素子１６はアース導体としても作用するようになり、アース導体１３の面積の不足を面状素子１６により補うことができる。
【００１８】
面状素子１６についてさらに説明すると、面状素子１６の方形状の面状部１６ａの高さＨ１は約０．０６λｇ〜０．０８λｇ（λｇは、目的とする周波数における絶縁筒体１５の比誘電率に応じて短縮された管内波長）とされ、その幅Ｗ１は約０．０８λｇ〜０．１λｇとされている。また、面状素子１６の線状とされた接続部１６ｂの高さＨ２は約０．０１λｇ〜０．０２λｇとされ、その幅Ｗ２は約０．０１λｇ〜０．０４λｇとされている。このように、面状素子１６の高さＨ３（＝Ｈ１＋Ｈ２）と幅Ｗ１はほぼ同じ寸法とされ、高さＨ３方向に励振される電流により垂直成分が放射され、幅Ｗ１方向に励振される電流により水平成分が放射されるようになる。
【００１９】
これにより、アース導体１３から面状素子１６に流れる電流を利用して、マイクロストリップアンテナ１の指向特性を図３に示すように改善することができる。すなわち、図１に示す本発明のマイクロストリップアンテナ１における垂直面内の指向性を図３に示すが、同心円状の目盛は５ｄＢステップとされ、図３の指向性を観察すると、図９に示す従来のマイクロストリップアンテナの指向特性に比して水平方向の利得が約５ｄＢ向上されると共に、低仰角の利得も向上されていることがわかる。
【００２０】
これにより、本発明のマイクロストリップアンテナ１を衛星の位置が時々刻々と変化するイリジウム・システムのような非静止移動体衛星通信システムに適用しても、良好な通信を行えるようになる。
なお、スリット１０ｂの幅は同軸ケーブル１４の中心導体１４ａが挿通できる幅とされている。
上記した面状素子１６を、少なくとも３つ絶縁筒体１５にほぼ等間隔で設けるようにすれば、図３に示す指向性と同様の指向性を得ることができる。また、面状素子は、図１に示す面状素子１６に替えて、図２（ａ）（ｂ）に示す形状の面状素子を用いるようにしてもよい。図２（ａ）に示す面状素子４１はホームベース型の面状部４１ａと、面状部４１ａの頂部から引き出された線状の接続部４１ｂとから構成されている。また、図２（ｂ）に示す面状素子４２は菱形の面状部４２ａと、面状部４２ａの頂部から引き出された線状の接続部４２ｂとから構成されている。このような面状素子４１，４２を用いるようにしても、マイクロストリップアンテナ１の低仰角および水平方向の指向性の利得を向上することができる。
【００２１】
次に、本発明のマイクロストリップアンテナの実施の形態の第２の構成例を図４に示す。図４（ａ）は、円偏波を送受信可能な本発明のマイクロストリップアンテナ２の一部を破断した正面図であり、図４（ｂ）はその側面図、図４（ｃ）はその上面図である。
図４（ａ）〜（ｃ）に示すマイクロストリップアンテナ２では、所定厚みの円筒状とされたセラミック製等の誘電体基板２０の表面に方形のパッチ状とされた放射導体２１が設けられており、その裏面には全面に薄板状のアース導体２３が設けられている。この放射導体２１とアース導体２３は、誘電体基板２０に金属を蒸着することにより形成されたり、あるいは金属薄板を貼着することにより形成されている。放射導体２１には円偏波を送受信するために、中心から偏心した位置に給電点２２が設けられており、この給電点２２の位置には誘電体基板２０に形成されたスリット２０ｂに連通するように挿通孔２０ａが設けられている。
【００２２】
このスリット２０ｂの断面形状は方形状とされており、給電点２２から誘電体基板２０の略中心に至る幅で誘電体基板２０に形成されており、スリット２０ｂの厚みは極力薄く形成されている。
また、誘電体基板２０の裏面にはセミリジッドケーブルとされた同軸ケーブル２４が装着されており、同軸ケーブル２４の中心導体２４ａはスリット２０ｂの下端からスリット２０ｂ内に斜めに挿通されて、スリット２０ｂに連通する挿通孔２０ａ内に挿通される。そして、挿通孔２０ａに挿通された中心導体２４ａの先端が給電点２２にハンダ付けされて、放射導体２１が同軸ケーブル２４により給電される。さらに、同軸ケーブル２４のパイプ状のシールド導体２４ｂの先端はアース導体２３の略中心にハンダ付け等により電気的かつ機械的に固着される。
【００２３】
このように、同軸ケーブル２４のパイプ状のシールド導体２４ｂの先端が誘電体基板２０の略中心に固着されるため、同軸ケーブル２４の中心導体２４ａは図４（ａ）に示すようにスリット２０ｂ内において斜めに挿通されるようになる。これにより、給電点２２が偏心していても同軸ケーブル２４は誘電体基板２０の略中心位置から導出されるようになる。このように構成されたマイクロストリップアンテナ２は回転対称の形状となる。
また、誘電体基板２０の裏面側に円筒状の絶縁筒体２５が配置され、絶縁筒体２５の周側面には複数本の線状素子２６がほぼ等間隔で形成されている。この線状素子２６は、絶縁筒体２５に金属を蒸着すること、あるいは金属薄板を貼着することにより形成されている。なお、線状素子２６は放射導体２１と略直交して配置されることになる。
【００２４】
この複数の線状素子２６の上端はハンダ付け等によりアース導体２３の周縁に接続されており、線状素子２６からは主に垂直成分の電磁波が放射されるようになり、線状素子２６が放射導体２１に略直交して配置されているため、マイクロストリップアンテナ２の低仰角および水平方向の指向性の利得が向上されるようになる。さらに、線状素子２６はアース導体としても作用するようになり、アース導体２３の面積の不足を線状素子２６により補うことができる。
線状素子２６についてさらに説明すると、線状素子２６の高さＨ４は約０．１λｇ〜０．２５λｇ（λｇは、目的とする周波数における絶縁筒体２５の比誘電率に応じて短縮された管内波長）とされ、その幅Ｗ３は約０．０１λｇ〜０．０４λｇとされている。そして、線状素子２６の高さＨ４方向に励振される電流により垂直成分が主に放射されるようになる。
【００２５】
これにより、本発明のマイクロストリップアンテナ２の低仰角および水平方向の指向性の利得が向上され、衛星の位置が時々刻々と変化するイリジウム・システムのような非静止移動体衛星通信システムに適用しても、良好な通信を行えるようになる。
上記した線状素子２６を少なくとも３本、絶縁筒体２５にほぼ等間隔で設けるようにすれば、低仰角および水平方向の指向性の利得が向上される。
【００２６】
次に、本発明のマイクロストリップアンテナの実施の形態の第３の構成例を図５に示す。図５（ａ）は、円偏波を送受信可能な本発明のマイクロストリップアンテナ３の一部を破断した正面図であり、図５（ｂ）はその側面図、図５（ｃ）はその上面図である。
図５（ａ）〜（ｃ）に示すマイクロストリップアンテナ３では、所定厚みの円筒状とされたセラミック製等の誘電体基板３０の表面に方形のパッチ状とされた放射導体３１が設けられており、その裏面には全面に薄板状のアース導体３３が設けられている。この放射導体２１とアース導体３３は、誘電体基板３０に金属を蒸着することにより形成されたり、あるいは金属薄板を貼着することにより形成されている。放射導体３１には円偏波を送受信するために、中心から偏心した位置に給電点３２が設けられており、この給電点３２の位置には誘電体基板３０に形成されたスリット３０ｂに連通するように挿通孔３０ａが設けられている。
【００２７】
このスリット３０ｂの断面形状は方形状とされており、給電点３２から誘電体基板３０の略中心に至る幅で誘電体基板３０に形成されており、スリット３０ｂの厚みは極力薄く形成されている。
また、誘電体基板３０の裏面にはセミリジッドケーブルとされた同軸ケーブル３４が装着されており、同軸ケーブル３４の中心導体３４ａはスリット３０ｂの下端からスリット３０ｂ内に斜めに挿通されて、スリット３０ｂに連通する挿通孔３０ａ内に挿通される。そして、挿通孔３０ａに挿通された中心導体３４ａの先端が給電点３２にハンダ付けされて、放射導体３１が同軸ケーブル３４により給電される。さらに、同軸ケーブル３４のパイプ状のシールド導体３４ｂの先端はアース導体３３の略中心にハンダ付け等により電気的かつ機械的に固着される。
【００２８】
このように、同軸ケーブル３４のパイプ状のシールド導体３４ｂの先端が誘電体基板３０の略中心に固着されるため、同軸ケーブル３４の中心導体３４ａは図５（ａ）に示すようにスリット３０ｂ内において斜めに挿通されるようになる。これにより、給電点３２が偏心していても同軸ケーブル３４は誘電体基板３０の略中心位置から導出されるようになる。このように構成されたマイクロストリップアンテナ３は回転対称の形状となる。
また、誘電体基板３０の裏面側に円筒状の絶縁筒体３５が配置され、絶縁筒体３５の周側面には複数の面状素子３６と線状素子３７とがほぼ等間隔で交互に形成されている。この面状素子３６と線状素子３７は、絶縁筒体３５に金属を蒸着すること、あるいは金属薄板を貼着することにより形成されている。なお、面状素子３６と線状素子３７は放射導体３１と略直交して配置されることになる。
【００２９】
この複数の面状素子３６は、図５（ｂ）に示すように方形状の面状部３６ａと、この面状部３６ａに下端が連接されている線状の接続部３６ｂとから構成されている。そして、接続部３６ｂの上端はハンダ付け等によりアース導体３３の周縁に接続されていると共に、複数の線状素子３７の上端もハンダ付け等によりアース導体３３の周縁に接続されている。この面状素子３６および線状素子３７からは水平成分および垂直成分の電磁波が放射されるようになり、面状素子３６および線状素子３７が放射導体３１に対して垂直に配置されているため、マイクロストリップアンテナ３の低仰角および水平方向の指向性の利得が向上されるようになる。さらに、面状素子３６および線状素子３７はアース導体として作用するようになり、アース導体３３の面積の不足を面状素子３６および線状素子３７により補うことができる。
【００３０】
面状素子３６は図１に示す第１の構成例における面状素子１６と同様の構成とされており、線状素子３７は図４に示す第２の構成例における線状素子２６と同様の構成とされているので、アース導体３３から面状素子３６および線状素子３７に流れる電流を利用して、マイクロストリップアンテナ３の低仰角および水平方向の指向特性を改善することができる。
これにより、本発明のマイクロストリップアンテナ３を衛星の位置が時々刻々と変化するイリジウム・システムのような非静止移動体衛星通信システムに適用しても、良好な通信を行えるようになる。
なお、上記した面状素子３６と線状素子３７を、少なくとも３つづつ絶縁筒体３５にほぼ等間隔で設けるようにすれば、低仰角および水平方向の指向性の利得を向上することができる。また、面状素子は、図５に示す面状素子３６に替えて、図２（ａ）（ｂ）に示すホームベース型あるいは菱形の面状素子４１，４２を用いるようにしてもよい。
【００３１】
上記説明したマイクロストリップアンテナの第１の構成例ないし第３の構成例において、パッチ状の放射導体の形状は方形に限らず、円形の放射導体としてもよい。円形の放射導体とする場合は、対向する周縁部を一部切り取ったり、対向する周縁部に切溝を設けるようにして円偏波の送受信を行えるようにする。
また、上記説明したマイクロストリップアンテナの第１の構成例ないし第３の構成例において、方形状の放射導体の頂点の位置に面状素子あるいは線状素子を設けているが，本発明はこれに限るものではなく面状素子および線状素子は放射導体に対して任意の位置に設けることができる。
なお、誘電体基板はセラミック製として説明したが、これに限ることはなく所定の誘電率を有する一般的な誘電材からなる誘電体基板であってもよい。
さらに、誘電体基板に形成されたスリットの断面形状は、方形状に限らずくさび状としてもよい。この場合は、偏心された給電点と誘電体基板の裏面の略中心とを連通させるようなスリットの形状とされる。
【００３２】
次に、本発明に係るマイクロストリップアンテナをイリジウム・システム等に適用した携帯無線機の構成例を図６，図７に示す。図６（ａ）は一部を断面図で示す携帯無線機の平面図、図６（ｂ）は携帯無線機の側面図、図７（ａ）はアンテナ部を収納した携帯無線機を示す平面図、図７（ｂ）は一部を断面図で示す携帯無線機の上面図である。
図６（ａ）（ｂ）において、携帯無線機５０の筐体５０ａ内には送受信回路が収納されており、筐体５０ａには各種表示を行う表示部５０ｂと、ダイアルしたり各種操作を行う複数のボタン５０ｃが設けられている。この筐体５０ａに対してアンテナ部５１が伸縮自在に設けられている。なお、アンテナ部５１を筐体５０ａに対して伸長した状態が図６に、アンテナ部５１を収納した状態が図７に示されている。
【００３３】
アンテナ部５１は、マイクロストリップアンテナ５２と、マイクロストリップアンテナ５２を収納している上部アンテナカバーケース５１ａと下部アンテナカバーケース５１ｂとから構成される。マイクロストリップアンテナ５２は、前記図１，図４，図５に示す構成のいずれかのマイクロストリップアンテナとされる。上部アンテナカバーケース５１ａには、マイクロストリップアンテナ５２における誘電体基板および絶縁筒体が収納され、下部アンテナカバーケース５１ｂにはセミリジッドの同軸ケーブルが収納される。この上部アンテナカバーケース５１ａと下部アンテナカバーケース５１ｂは、合成樹脂製とされ、回転対称の形状とされている。
【００３４】
このような構成の携帯無線機５０においては、アンテナ部５１の上部にマイクロストリップアンテナ５２が設けられているので、アンテナ部５１が伸張状態でも収納状態でも送受信可能となる。また、円偏波を送受信可能なマイクロストリップアンテナ５２の指向性は図３に示すように水平方向においても良好な指向性とされているため、衛星が時々刻々と移動したり通話時に携帯無線機５０が傾けられたりしても良好な通話やデータ伝送が可能となる。
なお、携帯無線機５０が待ち受け時とされているときには、アンテナ部５１を図７に示すように筐体５０ａに収納してコンパクトに携帯することが可能とされる。
【００３５】
【発明の効果】
上記説明したように本発明のマイクロストリップアンテナは、誘電体基板の裏面側に配置された絶縁筒体に形成されている放射素子が、アース導体に接続されているため、アース導体の面積を等価的に大きくすることができ、アンテナの特性を向上することができる。また、放射導体と略直交されて配置される放射素子からも水平成分および垂直成分で励振可能とされて、水平成分および垂直成分の電磁波を送受信することができることから、マイクロストリップアンテナの低仰角および水平方向の指向性の利得を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロストリップアンテナの実施の形態の第１の構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態のマイクロストリップアンテナにおける面状素子の変形例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態のマイクロストリップアンテナにおける垂直面内の指向性を示す図である。
【図４】本発明のマイクロストリップアンテナの実施の形態の第２の構成例を示す図である。
【図５】本発明のマイクロストリップアンテナの実施の形態の第３の構成例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態のマイクロストリップアンテナを携帯無線機に取り付けた構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態のマイクロストリップアンテナを携帯無線機に取り付けた際に、アンテナ部を収納した状態を示す図である。
【図８】従来のマイクロストリップアンテナの構成を示す図である。
【図９】従来のマイクロストリップアンテナにおける垂直面内の指向性を示す図である。
【符号の説明】
１，２，３，５２  マイクロストリップアンテナ
１０，２０，３０，１１０  誘電体基板
１０ａ，２０ａ，３０ａ，１１０ａ  挿通孔
１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ  スリット
１１，２１，３１  放射導体
１２，２２，３２，１１２  給電点
１３，２３，３３，１１３  アース導体
１４，２４，３４，１１４  同軸ケーブル
１４ａ，２４ａ，３４ａ，１１４ａ  中心導体
１４ｂ，２４ｂ，３４ｂ，１１４ｂ  シールド導体
１５，２５，３５  絶縁筒体
１６，３６，４１，４２  面状素子
１６ａ，３６ａ，４１ａ，４２ａ  面状部
１６ｂ，３６ｂ，４１ｂ，４２ｂ  接続部
２６，３７  線状素子
５０ｃ  ボタン
５０  携帯無線機
５０ａ  筐体
５０ｂ  表示部
５１  アンテナ部
５１ａ  上部アンテナカバーケース
５１ｂ  下部アンテナカバーケース
１００  方形マイクロストリップアンテナ
１１１  方形放射導体
【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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【図９】
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