(57)【要約】【課題】  低姿勢化することができると共に、無指向性の放射特性を得る。【解決手段】  摂動素子を備える矩形の第１パッチ素子１０ａおよび第２パッチ素子１０ｂが直列に接続されて構成されている第１パッチアンテナ１０が第１誘電体基板１１の表面に設けられ、摂動素子を備える矩形の第１パッチ素子２０ａおよび第２パッチ素子２０ｂが直列に接続されて構成されている第２パッチアンテナ２０が第２誘電体基板２１の表面に設けられている。さらに、貼り合わされる第１誘電体基板１１と第２誘電体基板２１との間に、第１パッチアンテナ１０および第２パッチアンテナ２０に給電する給電部３０が設けられる。給電部３０は、矩形パッチ状の給電素子３０ａと、給電素子３０ａに給電するコプレーナ型の給電線路３０ｂと、グランドプレーン３０ｃとから構成されている。【選択図】  図５
2009017117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摂動素子が設けられて円偏波を放射可能な複数のパッチ素子が所定長の接続ラインにより直列接続されている第１パッチアンテナが一面に設けられている縦に長い矩形状の第１誘電体基板と、
ほぼ同形状とされる前記第１誘電体基板に対面して配置され、摂動素子が設けられて円偏波を放射可能な複数のパッチ素子が所定長の接続ラインにより直列接続されている第２パッチアンテナが一面に設けられている縦に長い矩形状の第２誘電体基板と、
重合される前記第１誘電体基板の他面と前記第２誘電体基板の他面との間に設けられ、前記第１パッチアンテナおよび前記第２パッチアンテナに給電する給電部とを備え、
縦に長い矩形状の前記第１誘電体基板および前記第２誘電体基板が重合されて立設された際に、水平面内において無指向性の円偏波放射特性となることを特徴とする無指向性アンテナ。
【請求項２】
前記給電部は、コプレーナ型の給電線路と、該コプレーナ型の給電線路の端部に接続され、前記第１パッチアンテナおよび前記第２パッチアンテナにおける最下段の前記パッチ素子に電磁結合するよう配置された給電素子と、前記コプレーナ型の給電線路および前記給電素子とを囲むグランドプレーンとから構成されていることを特徴とする請求項１記載の無指向性アンテナ。
【請求項３】
前記グランドプレーンの幅が、前記第１誘電体基板および前記第２誘電体基板の幅より狭くされて、ほぼ無指向性の放射特性が得られるようにされていることを特徴とする請求項１記載の無指向性アンテナ。
【請求項４】
前記複数のパッチ素子の間を接続する所定長の前記接続ラインが屈曲されて、前記複数のパッチ素子間の間隔を短くできるようにしたことを特徴とする請求項１記載の無指向性アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摂動素子が設けられて円偏波を放射可能なパッチアンテナを備える低姿勢の無指向性アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）といわれる狭域通信システムが知られている。ＤＳＲＣは、電波の到達距離が数メートルないし数十メートルの無線通信システムのことで、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection Systems：自動料金収受システム)やＩＴＳ（Intelligent Transport Systems：高度道路交通システム）に用いられている。ＥＴＣは、自動車が高速道路などの料金所を通過する際、ゲートに設置されたアンテナと車両に搭載した車載機との間で通信を行い、自動的に料金の支払いを行うシステムである。ＥＴＣを採用すると、料金所において停止する必要がなくなることから、自動車がゲートを通過する所要時間が大幅に短縮される。このため、料金所付近の交通渋滞を緩和することができると共に、排出ガスを低減することができる。
【０００３】
ところで、ＤＳＲＣを用いて車両間において通信を行うことができるが、車両間において通信を行う場合は、通信方向を固定することができないことから無指向性のアンテナを車両に搭載することが好適とされる。
無指向性のアンテナとして特許文献１に記載されている複合型マイクロストリップラインアンテナが知られている。この複合型マイクロストリップラインアンテナは、誘電体板上の表面で平行に対向する２列の直線上に交互に配列されたストリップ導体切片群の対向列上の導体切片を別の導体切片でそれぞれ蛇行状に接続したストリップ導体を有し、上記誘電体板の裏側に半波長以下の幅を有する地導体を設けた２個のマイクロストリップラインの地導体どうしを一体化し、上記ストリップ導体どうしが面対称となるように配設している。そして、この複合型マイクロストリップラインアンテナでは、水平面内において無指向性になると共に、垂直面内において鋭い指向性を有するアンテナとなる。さらに、製作が容易で量産性に富み軽量とすることが可能となる。
【０００４】
しかしながら、上記した複合型マイクロストリップアンテナではアンテナ高は使用周波数における波長の６波長以上を必要としているため、非常に高いアンテナ高となることから低姿勢とすることができなかった。また、ある程度以上ミアンダラインを伸ばさなければ円偏波を放射することができないと共にインピーダンスマッチング部が大きいため、さらに、低姿勢化することが困難であった。
これを解決して低姿勢化することができる円偏波ループラインアンテナが、非特許文献１に開示されている。この円偏波ループラインアンテナは、設計周波数の波長をλとした際に無限導体板上から高さλ／８の位置に、円偏波が放射されるように二つの摂動素子を付加したループアンテナからなる複数のセルを配置し、セルとセルとをラインで繋ぐことにより構成されている。このように構成された円偏波ループラインアンテナでは、放射セル数が少なくても軸比が悪化しないラインアンテナを構成できるものとされている。
【特許文献１】特公昭５８−２０１６３号公報
【非特許文献１】電子情報通信学会論文誌  Ｂ  Ｖｏｌ．Ｊ８５−Ｂ  Ｎｏ．９  ｐｐ．１６２３−１６３２  ２００２年９月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の複合型マイクロストリップアンテナでは、低姿勢化することが困難であり、従来の円偏波ループラインアンテナにおいては、低姿勢化することはできるものの無指向性の放射特性を得ることができないという問題点があった。
そこで、本発明は、低姿勢化することができると共に、無指向性の円偏波放射特性を得ることができる無指向性アンテナを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の無指向性アンテナは、摂動素子が設けられた複数のパッチ素子からなる第１パッチアンテナが一面に設けられている縦に長い矩形状の第１誘電体基板と、摂動素子が設けられた複数のパッチ素子からなる第２パッチアンテナが一面に設けられている縦に長い矩形状の第２誘電体基板との間に、第１パッチアンテナおよび第２パッチアンテナに給電する給電部を設けるようにしたことを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、摂動素子が設けられた複数のパッチ素子からなる第１パッチアンテナが一面に設けられている縦に長い矩形状の第１誘電体基板と、摂動素子が設けられた複数のパッチ素子からなる第２パッチアンテナが一面に設けられている縦に長い矩形状の第２誘電体基板との間に、第１パッチアンテナおよび第２パッチアンテナに給電する給電部を設けるようにしたことから、低姿勢化することができると共に、無指向性の円偏波放射特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施例の無指向性アンテナ１の構成を示す正面図を図１に、無指向性アンテナ１の構成を示す側面図を図２に、無指向性アンテナ１の構成を示す背面図を図３に示す。  これらの図に示すように、本発明にかかる無指向性アンテナ１は、所定の厚さとされた縦に長い矩形状の第１誘電体基板１１と第２誘電体基板２１とを備え、第１誘電体基板１１と第２誘電体基板２１とは同形状とされて対面するよう重合されている。そして、第１誘電体基板１１の表面には摂動素子が設けられた複数のパッチ素子からなる第１パッチアンテナ１０が設けられており、第２誘電体基板２１の表面には摂動素子が設けられた複数のパッチ素子からなる第２パッチアンテナ２０が設けられている。また、密着するよう貼り合わされる第１誘電体基板１１の裏面と第２誘電体基板２１の裏面との間に給電部３０が配置されている。給電部３０は、第１誘電体基板１１に設けられている第１パッチアンテナ１０と、第２誘電体基板２１に設けられている第２パッチアンテナ２０に電磁結合して給電を行っている。
【０００９】
第１パッチアンテナ１０は、第１パッチ素子１０ａと第２パッチ素子１０ｂの２つのパッチ素子を所定長の接続ライン１０ｃで直列に接続して構成されている。第１パッチ素子１０ａおよび第２パッチ素子１０ｂは、正方形とされた矩形パッチ素子からなり約４５°と約−１３５°の位置に摂動素子１０ｄが設けられて右旋円偏波を放射できるように構成されている。なお、第１パッチ素子１０ａおよび第２パッチ素子１０ｂを直列接続している接続ライン１０ｃの長さは、第１パッチ素子１０ａおよび第２パッチ素子１０ｂから同相の円偏波が放射される長さとされている。
第２パッチアンテナ２０も第１パッチアンテナ１０と同様に構成されており、無指向性アンテナ１に対して第１パッチアンテナ１０と第２パッチアンテナ２０とは軸対称に配置されている。第２パッチアンテナ２０は、第１パッチ素子２０ａおよび第２パッチ素子２０ｂの２つのパッチ素子を所定長の接続ライン２０ｃで直列に接続して構成されている。第１パッチ素子２０ａおよび第２パッチ素子２０ｂは、正方形とされた矩形パッチ素子からなり約４５°と約−１３５°の位置に摂動素子が設けられて右旋円偏波を放射できるように構成されている。第１パッチ素子２０ａおよび第２パッチ素子２０ｂを直列接続している接続ライン２０ｃの長さは、第１パッチ素子２０ａおよび第２パッチ素子２０ｂから同相の円偏波が放射される長さとされている。
【００１０】
次に、給電部３０の構成を図４に示す。給電部３０は、第１誘電体基板１１の裏面あるいは第２誘電体基板２１の裏面に形成することができる。あるいは、フィルム等の厚みの薄い基板上に形成して第１誘電体基板１１と第２誘電体基板２１とを重合する際に、その間に挟み込むようにしても良い。
図４に示すように、給電部３０は正方形の矩形パッチとされた給電素子３０ａと、給電素子３０ａに一端が接続されたコプレーナ型の給電線路３０ｂと、給電素子３０ａおよび給電線路３０ｂとをギャップ３０ｄを介して囲むように配置されたグランドプレーン３０ｃとから構成されている。この給電部３０が、第１誘電体基板１１と第２誘電体基板２１との間に挟持されるよう固着された際に、給電素子３０ａは第１パッチアンテナ１０における下段に位置する第１パッチ素子１０ａおよび第２パッチアンテナ２０における下段に位置する第１パッチ素子２０ａに対向配置されて電磁結合するようになる。このように電磁結合することにより、給電素子３０ａから第１パッチ素子１０ａを介して第１パッチアンテナ１０の各パッチ素子に給電されると共に、第１パッチ素子２０ａを介して第２パッチアンテナ２０の各パッチ素子に給電されるようになる。
【００１１】
第１誘電体基板１１と第２誘電体基板２１とが重合された際に、給電部３０におけるグランドプレーン３０ｃ上に、第１パッチアンテナ１０および第２パッチアンテナ２０が誘電体基板１１，２１の厚みだけ離隔されてそれぞれ配置されることになる。これにより、グランドプレーン３０ｃが第１パッチアンテナ１０および第２パッチアンテナ２０のグランドプレーンとして作用し、第１パッチアンテナ１０および第２パッチアンテナ２０から右旋円偏波が放射される。また、グランドプレーン３０ｃの幅Ｗ１は第１誘電体基板１１および第２誘電体基板２１の幅Wより狭くされて、第１パッチアンテナ１０および第２パッチアンテナ２０から放射された円偏波が互いに回り込むようになり、無指向性アンテナ１を立設した際の水平面であるｙ−ｚ面において無指向性アンテナ１の放射特性がほぼ無指向性となる。
なお、第１パッチアンテナ１０および第２パッチアンテナ２０をフィルム等の厚みの薄い基板上に形成して、それぞれを第１誘電体基板１１の表面あるいは第２誘電体基板２１の表面に貼着するようにしてもよい。
【００１２】
次に、本発明にかかる無指向性アンテナ１をＤＳＲＣ通信に適用して、その中心周波数である５．８１ＧＨｚにて設計を行った際の各部の寸法例を次に示す。
第１誘電体基板１１と第２誘電体基板２１の材質は、例えばＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）とされ、その比誘電率εｒは約３．３８とされている。５．８１ＧＨｚにおける自由空間波長λは約５１．６４ｍｍであるが、無指向性アンテナ１の表面（第１誘電体基板１１および第２誘電体基板２１の表面）における実効比誘電率による波長短縮率は約０．６８となり、その際の波長λｇｈは約３４．８９ｍｍとなる。また、無指向性アンテナ１の内部の（第１誘電体基板１１および第２誘電体基板２１の内部の）比誘電率εｒによる波長短縮率は約０．５４となり、その際の波長λｇは約２８．０９ｍｍとなる。これをふまえ、図１ないし図３に示す無指向性アンテナ１の高さＨは約１．１６２λとされ、幅Ｗは約０．６７８λとされ、無指向性アンテナ１の厚さＤは約０．０６２λとされている。この場合、第１誘電体基板１１と第２誘電体基板２１の幅および高さは無指向性アンテナ１と同寸法となり、それぞれの基板の厚さは、厚さＤの約半分（約０．０３１λ）とされるが、厚さは一般的な円偏波のパッチアンテナが動作する範囲の高さとされる約０．０１λ〜約０．１λ程度の範囲で自由に選ぶことができる。この第１誘電体基板１１および第２誘電体基板２１の厚さにより、第１パッチアンテナ１０および第２パッチアンテナ２０が円偏波を放射できるように、給電部３０におけるグランドプレーン３０ｃから所定の高さに配置されるようになる。
【００１３】
さらに、正方形とされている第１パッチ素子１０ａと第２パッチ素子１０ｂおよび第１パッチ素子２０ａと第２パッチ素子２０ｂにおける各パッチ素子の１辺の長さＬ１が約０．３７８λｇｈとされ、各パッチ素子を繋ぐ接続ライン１０ｃ、２０ｃの線路長Ｌ３が約０．３１０λｇｈとされている。この場合、基本的には各パッチ素子の縦横２辺の長さ２Ｌ１と接続ライン１０ｃ、２０ｃの長さＬ３との和が約１λｇｈになるように各寸法が選択され、無指向性アンテナ１の電気的特性を観察しながら最良の特性が得られるようにそこから微調を行って設計する。パッチ素子は円形であってもよく、円形とした場合は、円形パッチの半周長と接続ラインの長さの和が約１λｇｈになるように各寸法が選択され、そこから最良の特性が得られるように微調整を行うようにする。また、各パッチ素子が備える一対の摂動素子１０ｄ、２０ｄの切り込みの長さＬ２は約０．０７２λｇｈとされ、各パッチ素子が円偏波を放射できるように摂動素子の切り込みの長さＬ２を調整する。なお、摂動素子１０ｄ、２０ｄは切り込みに限らず、一般的に円偏波を放射する形状なら何でもよく、例えば所定長さの突起としてもよい。さらにまた、各パッチ素子を繋ぐ接続ライン１０ｃ、２０ｃの幅Ｌ４は約０．０２９λｇｈとされている。なお、接続ライン１０ｃ、２０ｃの幅は任意の幅に選択することができるが、加工精度の影響を受けにくい細さが限界とされる。
【００１４】
次に、コプレーナ型の給電線路３０ｂの長さＨ３は約０．１９２λｇとされ、その幅Ｗ２は約０．０３６λｇとされ、正方形の給電素子３０ａの一辺の長さＨ１は約０．４２７λｇとされる。グランドプレーン３０ｃと給電素子３０ａとの間の間隔Ｗ３は約０．０３６λｇとされ、ギャップ３０ｄの外縁の一辺の長さＨ２は約０．４９８λｇとされている。また、グランドプレーン３０ｃの幅Ｗ１は約０．５７０λｇとされ、その高さＨは無指向性アンテナ１の高さＨと同じとされ約０．１．１６２λとされている。この場合、給電線路３０ｂあるいは給電素子３０ａとグランドプレーン３０ｃとの間隔Ｗ３あるいはギャップ３０ｄの外縁の一辺の長さＨ２、給電素子３０ａの一辺の長さＨ１、各パッチ素子を繋ぐ接続ライン１０ｃ、２０ｃの幅Ｌ４を調整する事によってインピーダンスマッチングを図るようにする。
【００１５】
次に、本発明にかかる無指向性アンテナ１の分解組立図を図５に示す。無指向性アンテナ１を組み立てるには、まず、第１誘電体基板１１の表面に図１に示す構成の第１パッチ素子１０ａおよび第２パッチ素子１０ｂを有する第１パッチアンテナ１０を設ける。この場合、第１パッチアンテナ１０を第１誘電体基板１１上に金属材を蒸着したり金属薄膜を貼着することにより形成するようにしてもよい。また、金属材を蒸着したり金属薄膜を貼着することによりフィルム上に第１パッチアンテナ１０を形成して、このフィルムを第１誘電体基板１１上に貼着するようにしてもよい。次いで、第２誘電体基板２１の表面に図３に示す構成の第１パッチ素子２０ａおよび第２パッチ素子２０ｂを有する第２パッチアンテナ２０を設ける。この場合、第２パッチアンテナ２０を第２誘電体基板２１上に金属材を蒸着したり金属薄膜を貼着することにより形成するようにしてもよい。また、金属材を蒸着したり金属薄膜を貼着することによりフィルム上に第２パッチアンテナ２０を形成して、このフィルムを第２誘電体基板２１上に貼着するようにしてもよい。
【００１６】
そして、第１誘電体基板１１の裏面あるいは第２誘電体基板２１の裏面に、図４に示す構成の給電部３０を設ける。この場合、給電素子３０ａ、給電線路３０ｂおよびグランドプレーン３０ｃを有する給電部３０を第１誘電体基板１１の裏面あるいは第２誘電体基板２１の裏面に金属材を蒸着したり金属薄膜を貼着することにより形成するようにしてもよい。また、金属材を蒸着したり金属薄膜を貼着することによりフィルム上に給電部３０を形成して、このフィルムを第１誘電体基板１１の裏面あるいは第２誘電体基板２１の裏面に貼着するようにしてもよい。次に、第１誘電体基板１１の裏面と第２誘電体基板２１の裏面とを貼り合わせることにより、図１ないし図３に示す無指向性アンテナ１を組み立てることができる。
【００１７】
このように構成されると共に上記寸法例とされた際の本発明にかかる無指向性アンテナ１の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の周波数特性を図６に示す。図６を参照すると、５．７７５ＧＨｚ〜５．８４５ＧＨｚのＤＳＲＣの使用帯域内においてＶＳＷＲが約２．０以下となる良好なインピーダンス特性が得られている。
また、この場合の本発明にかかる無指向性アンテナ１のｙ−ｚ面におけるゲイン特性を図７に示す。図７を参照すると、ｙ−ｚ面とされる無指向性アンテナ１を立設した際の水平面内において偏差の少ないほぼ無指向性の放射特性が得られていることが分かる。なお、最大利得は約４．５ｄＢｉｃ得られており、偏差は約１．４ｄＢ程度となっている。
さらに、この場合の本発明にかかる無指向性アンテナ１のｙ−ｚ面における軸比特性を図８に示す。図８を参照すると、ｙ−ｚ面とされる水平面内において良好な軸比特性が得られており、円偏波が放射されていることが分かる。
このように、本発明にかかる無指向性アンテナ１においては、図１ないし図３に示す構成とすることにより、ほぼ無指向性の円偏波放射特性を得ることができると共に、２素子の短いパッチアンテナとしてもゲインの良好な円偏波放射特性を得ることができ、実用的とされた低姿勢の無指向性アンテナを提供することができるようになる。
【００１８】
次に、本発明にかかる無指向性アンテナ１における変形例を示す。図９には、図４に示す給電部３０に替えて採用することができる給電部の変形例の構成を示している。図９に示す変形例の給電部４０は、矩形パッチとされる給電素子３０ａに替えてループとされる給電素子４０ａと、給電素子４０ａに一端が接続されたコプレーナ型の給電線路４０ｂと、給電素子４０ａおよび給電線路４０ｂとをギャップ４０ｄを介して囲むように配置されたグランドプレーン４０ｃとから構成されている。
また、図１０には、図４に示す給電部３０に替えて採用することができる他の給電部の変形例の構成を示している。図１０に示す他の変形例の給電部４１は、矩形パッチとされる給電素子３０ａに替えて下に頂点を位置させた二等辺三角形状とされる給電素子４１ａと、給電素子４１ａの下の頂点に一端が接続されたコプレーナ型の給電線路４１ｂと、給電素子４１ａおよび給電線路４１ｂとをギャップ４１ｄを介して囲むように配置されたグランドプレーン４１ｃとから構成されている。
なお、給電素子の形状を変更することにより所定のインピーダンスにインピーダンスマッチングさせることができる。すなわち、給電部４０における給電素子４０ａおよび給電部４１における給電素子４１ａの形状を変更することにより、所定のインピーダンスにインピーダンスマッチングを行うことが可能となる。また、コプレーナ型の給電線路のインピーダンスは、線路幅およびギャップ幅により変更することができる。
【００１９】
さらに、図１１には第１パッチアンテナ１０、第２パッチアンテナ２０に替えて採用することのできるパッチアンテナの変形例の構成を示す。図１１に示すパッチアンテナ５０は、第１パッチ素子５０ａ、第２パッチ素子５０ｂと第３パッチ素子５０ｃの３つのパッチ素子を有し、第１パッチ素子５０ａと第２パッチ素子５０ｂとは所定長の第１接続ライン５０ｄで直列に接続され、第２パッチ素子５０ｂと第３パッチ素子５０ｃとは所定長の第２接続ライン５０ｅで直列に接続されている。第１パッチ素子５０ａ〜第３パッチ素子５０ｃは、正方形の矩形パッチ素子からなり約４５°と約−１３５°の位置に摂動素子５０ｆが対面して設けられて右旋円偏波を放射できるように構成されている。また、第１接続ライン５０ｄおよび第２接続ライン５０ｅの長さは、第１パッチ素子５０ａ〜第３パッチ素子５０ｃから同相の円偏波が放射される長さとされている。このように、無指向性アンテナ１におけるパッチアンテナを３素子のパッチ素子からなるパッチアンテナとすると、アンテナ高が若干高くなるが、よりゲイン特性が向上された無指向性アンテナとすることができる。
【００２０】
さらにまた、図１２には第１パッチアンテナ１０、第２パッチアンテナ２０に替えて採用することのできるパッチアンテナの他の変形例の構成を示す。図１２に示すパッチアンテナ５１は、第１パッチ素子５１ａ、第２パッチ素子５１ｂ、第３パッチ素子５１ｃ、第４パッチ素子５１ｄの４つのパッチ素子を有し、第１パッチ素子５１ａと第２パッチ素子５１ｂとは第１接続ライン５１ｅで直列に接続され、第２パッチ素子５１ｂと第３パッチ素子５１ｃとは第２接続ライン５１ｆで直列に接続され、第３パッチ素子５１ｃと第４パッチ素子５１ｄとは第３接続ライン５１ｇで直列に接続されている。第１パッチ素子５１ａないし第４パッチ素子５１ｄは、正方形の矩形パッチ素子からなり約４５°と約−１３５°の位置に摂動素子５１ｈが対面して設けられて円偏波を放射できるように構成されている。また、第１接続ライン５０ｅないし第３接続ライン５１ｇの長さは、第１パッチ素子５１ａないし第４パッチ素子５１ｄから同相の円偏波が放射される長さとされている。このように、無指向性アンテナ１におけるパッチアンテナを４素子のパッチアンテナとするとアンテナ高がより高くなるが、よりゲイン特性が向上された無指向性アンテナとすることができる。
【００２１】
さらにまた、図１３には第１パッチアンテナ１０、第２パッチアンテナ２０に替えて採用することのできるパッチアンテナのさらに他の変形例の構成を示す。図１３に示すパッチアンテナ５２は１つのパッチ素子５２ａを有し、正方形の矩形パッチ素子とされているパッチ素子５１ａは、約４５°と約−１３５°の位置に摂動素子５２ｂが対面して設けられて円偏波を放射できるように構成されている。このように、無指向性アンテナ１におけるパッチアンテナを１素子のパッチアンテナとすると、ゲインは若干低下するがアンテナ高をより低姿勢とすることができる。
上記したように、本発明にかかる無指向性アンテナ１においては、必要な利得に応じて直列接続するパッチ素子の数を任意に選ぶことができる。
【００２２】
さらにまた、図１４に第１パッチアンテナ１０および第２パッチアンテナ２０のさらに他の変形例の構成を示す。図１４に示すパッチアンテナ６０は、第１パッチ素子６０ａおよび第２パッチ素子６０ｂとを有し、第１パッチ素子６０ａと第２パッチ素子６０ｂとはミアンダ状に屈曲された所定長の接続ライン６０ｃで直列に接続されている。第１パッチ素子６０ａおよび第２パッチ素子６０ｂは、正方形の矩形パッチ素子からなり約４５°と約−１３５°の位置に摂動素子６０ｄが対面して設けられて右旋円偏波を放射できるように構成されている。また、屈曲された接続ライン６０ｃの長さは、第１パッチ素子６０ａおよび第２パッチ素子６０ｂから同相の円偏波が放射される長さとされている。このように、無指向性アンテナ１における複数の各パッチ素子の間をミアンダ状に屈曲された接続ライン６０ｃにより接続することにより、アンテナ高をより低姿勢とすることができる。従って、必要な利得に応じた多数のパッチ素子数が選択されても、低姿勢の円偏波を放射することのできる無指向性アンテナとすることができる。
【００２３】
さらにまた、図１５に第１パッチアンテナ１０および第２パッチアンテナ２０のさらに他の変形例の構成を示す。図１５に示すパッチアンテナ６１は、第１パッチ素子６１ａおよび第２パッチ素子６１ｂとを有し、第１パッチ素子６１ａと第２パッチ素子６１ｂとは鋸歯状に屈曲された所定長の接続ライン６１ｃで直列に接続されている。第１パッチ素子６１ａおよび第２パッチ素子６１ｂは、正方形の矩形パッチ素子からなり約４５°と約−１３５°の位置に摂動素子６１ｄが対面して設けられて右旋円偏波を放射できるように構成されている。また、屈曲された接続ライン６１ｃの長さは、第１パッチ素子６１ａおよび第２パッチ素子６１ｂから同相の円偏波が放射される長さとされている。このように、無指向性アンテナ１における複数の各パッチ素子の間を鋸歯状に屈曲された接続ライン６１ｃにより接続することにより、アンテナ高をより低姿勢とすることができる。従って、必要な利得に応じた多数のパッチ素子数が選択されても、低姿勢の円偏波を放射することのできる無指向性アンテナとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上の説明では、本発明はＤＳＲＣ用のアンテナとして説明したが、これに限るものではなく無指向性を要求される種々のアンテナに適用することができる。この場合、円偏波を放射できることから要求される偏波が水平偏波、垂直偏波、円偏波のいずれにも対応することができる。また、本発明にかかる無指向性アンテナは右旋の円偏波を放射するものとしたが、各パッチ素子の摂動素子を約１３５°と約−４５°の位置に設けることにより左旋の円偏波を放射することができるようになる。さらに、本発明にかかる無指向性アンテナにおいて、矩形パッチ素子に替えて摂動素子を備える円形パッチ素子やループ素子を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例の無指向性アンテナの構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施例の無指向性アンテナの構成を示す側面図である。
【図３】本発明の実施例の無指向性アンテナの構成を示す背面図である。
【図４】本発明の実施例の無指向性アンテナにおける給電部の詳細構成を示す図である。
【図５】本発明の実施例の無指向性アンテナの分解組立図である。
【図６】本発明の実施例の無指向性アンテナのＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。
【図７】本発明の実施例の無指向性アンテナのｙ−ｚ面におけるゲイン特性を示す図である。
【図８】本発明の実施例の無指向性アンテナのｙ−ｚ面における軸比特性を示す図である。
【図９】本発明の実施例の無指向性アンテナにおける給電部の変形例の構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施例の無指向性アンテナにおける給電部の他の変形例の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施例の無指向性アンテナにおけるパッチアンテナの変形例の構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施例の無指向性アンテナにおけるパッチアンテナの他の変形例の構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施例の無指向性アンテナにおけるパッチアンテナのさらに他の変形例の構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施例の無指向性アンテナにおけるパッチアンテナのさらに他の変形例の構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施例の無指向性アンテナにおけるパッチアンテナの変形例のさらに他の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  無指向性アンテナ、１０  第１パッチアンテナ、１０ａ  第１パッチ素子、１０ｂ  第２パッチ素子、１０ｃ  接続ライン、１０ｄ  摂動素子、１１  第１誘電体基板、２０  第２パッチアンテナ、２０ａ  第１パッチ素子、２０ｂ  第２パッチ素子、２０ｃ  接続ライン、２１  第２誘電体基板、３０  給電部、３０ａ  給電素子、３０ｂ  給電線路、３０ｃ  グランドプレーン、３０ｄ  ギャップ、４０  給電部、４０ａ  給電素子、４０ｂ  給電線路、４０ｃ  グランドプレーン、４０ｄ  ギャップ、４１  給電部、４１ａ  給電素子、４１ｂ  給電線路、４１ｃ  グランドプレーン、４１ｄ  ギャップ、５０  パッチアンテナ、５０ａ  第１パッチ素子、５０ｂ  第２パッチ素子、５０ｃ  第３パッチ素子、５０ｄ  第１接続ライン、５０ｅ  第２接続ライン、５０ｆ  摂動素子、５１  パッチアンテナ、５１ａ  第１パッチ素子、５１ｂ  第２パッチ素子、５１ｃ  第３パッチ素子、５１ｄ  第４パッチ素子、５１ｅ  第１接続ライン、５１ｆ  第２接続ライン、５１ｇ  第３接続ライン、５１ｈ  摂動素子、５２  パッチアンテナ、５２ａ  パッチ素子、５２ｂ  摂動素子、６０  パッチアンテナ、６０ａ  第１パッチ素子、６０ｂ  第２パッチ素子、６０ｃ  接続ライン、６０ｄ  摂動素子、６１  パッチアンテナ、６１ａ  第１パッチ素子、６１ｂ  第２パッチ素子、６１ｃ  接続ライン、６１ｄ  摂動素子
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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