(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の略中心から導出された給電ケーブルとを備え、
前記放射導体の偏心している給電点の直下における前記誘電体基板に形成された挿通孔と、該挿通孔に連通して前記誘電体基板に形成されたスリットを介して、前記給電ケーブルの中心導体が前記放射導体の前記給電点に接続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】
回転対称とされたアンテナカバーケース内に、前記給電ケーブルが導出された前記誘電体基板が収納されていることを特徴とする請求項１記載の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の略中心から導出された給電ケーブルとを備え、前記放射導体の偏心している給電点の直下における前記誘電体基板に形成された挿通孔と、該挿通孔に連通して前記誘電体基板に形成されたスリットを介して、前記給電ケーブルの中心導体が前記放射導体の前記給電点に接続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通信システムは伝播遅延時間が小さくされており、また、伝搬損失が小さくされているため、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７に示す。図７（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７（ｂ）はその側面図、図７（ｃ）は裏面図である。
図７（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７（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７に示す従来のマイクロストリップアンテナを携帯無線機に搭載する場合には、通常はマイクロストリップアンテナを保護するカバーケース内に収納して搭載することになる。しかしながら、図７に示す従来のマイクロストリップアンテナは、同軸ケーブル１１４が中心から偏心して導出されているためアンテナを収納するカバーケースは、同軸ケーブル１１４を収納する部分が偏心するようになり回転対称の形状とはならない。このため、美観を損ねると共に左右に突出する部分の大きさが異なるため、取り扱いが不便になるという問題点があった。特に、アンテナを収納するカバーケースを携帯無線機の筐体に対して伸縮自在に設けた場合には、収納する時にカバーケースの位置決めを行って収納しなければならないという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明は回転対称の形状のカバーケース内に収納することのできるマイクロストリップアンテナを提供することを目的としている。
【０００９】
【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の略中心から導出された給電ケーブルとを備え、前記放射導体の偏心している給電点の直下における前記誘電体基板に形成された挿通孔と、該挿通孔に連通して前記誘電体基板に形成されたスリットを介して、前記給電ケーブルの中心導体が前記放射導体の前記給電点に接続されている。
また、上記マイクロストリップアンテナにおいて、回転対称とされたアンテナカバーケース内に、前記給電ケーブルが導出された前記誘電体基板を収納するようにしてもよい。
【００１０】
さらに、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の略中心から導出された給電ケーブルとを備え、前記放射導体の偏心している給電点の直下における前記誘電体基板に形成された挿通孔と、該挿通孔に連通して前記誘電体基板に形成されたスリットを介して、前記給電ケーブルの中心導体が前記放射導体の前記給電点に接続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。
【００１１】
このような本発明によれば、誘電体基板に同軸ケーブルの中心導体を挿通できるスリットを設けたので、誘電体基板の中心から同軸ケーブルを引き出すことが可能となる。これにより、マイクロストリップアンテナを回転対称の構成とすることができる。したがって、マイクロストリップアンテナを収納するカバーケースを回転対称の形状とすることができるので、美観を損ねないと共に、取り扱いを容易とすることができる。
【００１２】
【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一構成例を図１に示す。図１（ａ）は、円偏波を送受信可能な本発明の方形マイクロストリップアンテナ１の平面図であり、図１（ｂ）はその側面の断面図、図１（ｃ）は裏面図である。
図１（ａ）〜（ｃ）に示す方形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方形放射導体１１が設けられており、その裏面には全面に薄膜状のアース導体１３が設けられている。この方形放射導体１１とアース導体１３は、誘電体基板１０に蒸着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。方形放射導体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。
【００１３】
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の厚みは図１（ｃ）に示すように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、方形放射導体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。
【００１４】
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（ｂ）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方形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。
そして、方形放射導体１１で受信された円偏波は同軸ケーブル１４を介して受信機に導かれ、同軸ケーブル１４から供給されたＲＦ信号は方形放射導体１１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。
なお、スリット１０ｂの幅は同軸ケーブル１４の中心導体１４ａが挿通できる幅であればよい。
【００１５】
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２に示す。図２（ａ）は、円偏波を送受信可能な本発明の円形マイクロストリップアンテナ２の平面図であり、図２（ｂ）はその側面の断面図、図２（ｃ）は裏面図である。
図２（ａ）〜（ｃ）に示す円形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の表面に円形のパッチ状とされた円形放射導体２１が設けられており、その裏面には全面に薄膜状のアース導体２３が設けられている。この円形放射導体２１とアース導体２３は、誘電体基板２０に蒸着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。円形放射導体２１には円偏波を送受信するために、対向する縁部が切り取られていると共に、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。
【００１６】
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の厚みは図２（ｃ）に示すように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、円形放射導体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。
【００１７】
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２（ｂ）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円形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。
そして、円形放射導体２１で受信された円偏波は同軸ケーブル２４を介して受信機に導かれ、同軸ケーブル２４から供給されたＲＦ信号は円形放射導体２１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。
なお、スリット２０ｂの幅は同軸ケーブル２４の中心導体２４ａが挿通できる幅であればよい。
【００１８】
上記図１および図２で説明したスリット１０ｂ，２０ｂの断面形状は方形状とされていたが、本発明のマイクロストリップアンテナにおけるスリットの形状を図３，図４に示す形状としてもよい。
図３（ａ）〜（ｃ）に第２のスリットの形状を示すが、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は側面の断面図、図３（ｃ）は裏面図である。これらの図に示すスリット３１ｂの形状は上に行くほど幅が狭くされたくさび状とされており、その上端は挿通孔３１ａとされている。挿通孔３１ａの位置は誘電体基板３１の表面に形成される放射導体の給電点の位置とされる。また、誘電体基板３１の裏面に形成されているスリット３１ｂの下端の幅は、図３（ｃ）に示すように上記給電点と誘電体基板３１の略中心までの幅とされる。
【００１９】
次に、図４（ａ）〜（ｃ）に第３のスリットの形状を示すが、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は側面の断面図、図４（ｃ）は裏面図である。これらの図に示すスリット３２ａの形状は上に行くほど幅が広くされたくさび状とされており、その下端は同軸ケーブルの中心導体を挿入する挿通孔３２ｂとされている。誘電体基板３２の裏面に形成されている挿通孔３２ｂの位置は、誘電体基板３２の略中心の位置とされる。また、誘電体基板３１の表面に形成されるスリット３２ａの上端の幅は、図４（ａ）に示すように誘電体基板３２の表面に形成される放射導体の給電点と誘電体基板３２の略中心までの幅とされる。
なお、上記の説明では誘電体基板を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の一般的な誘電材からなる誘電体基板としてもよい。
【００２０】
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５，図６に示す。図５（ａ）は一部を断面図で示す携帯無線機の平面図、図５（ｂ）は携帯無線機の側面図、図５（ｃ）は一部を断面図で示す携帯無線機の上面図、図６はアンテナ部を収納した携帯無線機を示す平面図である。
図５（ａ）〜（ｃ）において、携帯無線機４０の筐体４０ａ内には送受信回路が収納されており、筐体４０ａには各種表示を行う表示部４０ｂと、ダイアルしたり各種操作を行う複数のボタン４０ｃが設けられている。この筐体４０ａに対してアンテナ部４１が伸縮自在に設けられている。アンテナ部４１を筐体４０ａに対して収納した状態を図６に示す。
【００２１】
アンテナ部４１は、マイクロストリップアンテナ４２と、マイクロストリップアンテナ４２を収納している上部アンテナカバーケース４１ａと下部アンテナカバーケース４１ｂとから構成される。マイクロストリップアンテナ４２は、前記図１あるいは図２に示す構成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４１ａには、マイクロストリップアンテナにおける誘電体基板が収納され、下部アンテナカバーケース４１ｂには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４１ａと下部アンテナカバーケース４１ｂは、合成樹脂製とされ、回転対称の形状とされている。
【００２２】
このような構成の携帯無線機４０においては、アンテナ部４１の上部にマイクロストリップアンテナ４２が設けられているので、アンテナ部４１が伸張状態でも収納状態でも送受信可能となる。また、携帯無線機４０が待ち受け時とされているときには、アンテナ部４１を図６に示すように筐体４０ａに収納してコンパクトに携帯することが可能とされる。
なお、筐体４０ａに対して伸縮自在としたアンテナ部４１を伸張した際に、アンテナ部４１を筐体４０ａに対して傾動自在としてもよい。
【００２３】
【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、誘電体基板に同軸ケーブルの中心導体を挿通することのできるスリットを設けたので、誘電体基板の中心から同軸ケーブルを引き出すことを可能とすることができる。これにより、マイクロストリップアンテナを回転対称の形状とすることができる。したがって、マイクロストリップアンテナを収納するカバーケースを回転対称の形状とすることができるので、携帯無線機に取り付けた際にその美観を損ねないと共に、取り扱いを容易とすることができる。
【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スリットの第２の構成例を示す図である。
【図４】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スリットの第３の構成例を示す図である。
【図５】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際に、アンテナ部を収納した状態を示す図である。
【図７】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。
【符号の説明】
１，１００  方形マイクロストリップアンテナ
２  円形マイクロストリップアンテナ
１０，２０，３１，３２  誘電体基板
１０ａ，２０ａ，３１ａ，３２ｂ，１１０ａ  挿通孔
１０ｂ，２０ｂ，３１ｂ，３２ａ  スリット
１１，１１１  方形放射導体
１２，２２，１１２  給電点
１３，２３，１１３  アース導体
１４，２４，１１４  同軸ケーブル
１４ａ，２４ａ，１１４ａ  中心導体
１４ｂ，２４ｂ，１１４ｂ  シールド導体
２１  円形放射導体
４０  携帯無線機
４０ａ  筐体
４０ｂ  表示部
４０ｃ  ボタン
４１  アンテナ部
４１ａ  上部アンテナカバーケース
４１ｂ  下部アンテナカバーケース
４２  マイクロストリップアンテナ
【図１】
0003889886.tif 000002
【図２】
0003889886.tif 000003
【図３】
0003889886.tif 000004
【図４】
0003889886.tif 000005
【図５】
0003889886.tif 000006
【図６】
0003889886.tif 000007
【図７】
0003889886.tif 000008