JP2024027756A - antenna device - Google Patents
antenna device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024027756A JP2024027756A JP2022130834A JP2022130834A JP2024027756A JP 2024027756 A JP2024027756 A JP 2024027756A JP 2022130834 A JP2022130834 A JP 2022130834A JP 2022130834 A JP2022130834 A JP 2022130834A JP 2024027756 A JP2024027756 A JP 2024027756A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna device
- coupling slot
- ground conductor
- signal line
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
【課題】インピーダンス整合を行っても、第１結合スロットと第２結合スロットとの干渉を防止することができるアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置１０１Ａは、板状の金属導体からなる給電パッチ１１と、第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２を有し、金属導体からなる第１地導体３１と、給電パッチ１１と第１地導体３１との間に設けられる第１誘電体基板２１と、第１結合スロット４１を介して、給電パッチ１１と電磁結合する第１給電回路と、第２結合スロット４２を介して、給電パッチ１１と電磁結合する第２給電回路とを備え、第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２は、長さ方向両端部が、第１地導体３１の中心に対して、当該第１地導体３１の外側を向くような、折り曲げ形状となる。【選択図】図１[Problem] To provide an antenna device capable of preventing interference between a first coupling slot and a second coupling slot even when impedance matching is performed. [Solution] The antenna device 101A includes a feed patch 11 made of a plate-shaped metal conductor, a first ground conductor 31 made of a metal conductor having a first coupling slot 41 and a second coupling slot 42, a first dielectric substrate 21 provided between the feed patch 11 and the first ground conductor 31, a first feed circuit electromagnetically coupled to the feed patch 11 via the first coupling slot 41, and a second feed circuit electromagnetically coupled to the feed patch 11 via the second coupling slot 42, and the first coupling slot 41 and the second coupling slot 42 are bent such that both ends in the length direction face outward from the center of the first ground conductor 31. [Selected Figure] Figure 1
Description
本開示は、アンテナ装置に関する。 The present disclosure relates to an antenna device.
特許文献１には、アンテナ装置が開示されている。この特許文献１に開示されたアンテナ装置は、互いに交差する２つの直線偏波を放射するものである。
特許文献１（図４及び図５）に開示されたアンテナ装置は、方形パッチ、第１及び第２マイクロストリップ線路、及び、地導体に形成される第１及び第２結合スロット等を備えている。第１結合スロットは、方形パッチと第１マイクロストリップ線路とを電磁結合させるものである。第２結合スロットは、方形パッチと第２マイクロストリップ線路とを電磁結合させるものである。このため、第１マイクロストリップ線路に入力された高周波信号は、第１結合スロットを介して、一方の直線偏波に対応する電波を、方形パッチに供給する。また、第２マイクロストリップ線路に入力された高周波信号は、第２結合スロットを介して、他方の直線偏波に対応する電波を、方形パッチに供給する。 The antenna device disclosed in Patent Document 1 (FIGS. 4 and 5) includes a rectangular patch, first and second microstrip lines, first and second coupling slots formed in a ground conductor, and the like. . The first coupling slot is for electromagnetically coupling the square patch and the first microstrip line. The second coupling slot is for electromagnetically coupling the rectangular patch and the second microstrip line. Therefore, the high frequency signal input to the first microstrip line supplies radio waves corresponding to one linearly polarized wave to the rectangular patch via the first coupling slot. Furthermore, the high frequency signal input to the second microstrip line supplies radio waves corresponding to the other linearly polarized wave to the square patch via the second coupling slot.
ここで、特許文献１に開示されたアンテナ装置において、第１結合スロット及び第２結合スロットの長さを調整して、各マイクロストリップ線路と方形パッチとの間におけるインピーダンス整合設計を行う場合、第１結合スロット及び第２結合スロットの大きさが大きくなることがある。このため、第１結合スロットと第２結合スロットとが互いに干渉し、インピーダンス整合設計が困難となる場合がある。更に、第１結合スロット及び第２結合スロットの大きさが大きくなることで、アンテナ装置の大きさも大きくなる。このため、特許文献１に開示されたアンテナ装置を素子アンテナとして複数配列し、これらを分配回路で接続することで、アレーアンテナを構成した場合、素子配列が困難となる可能性がある。
Here, in the antenna device disclosed in
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、インピーダンス整合を行っても、第１結合スロットと第２結合スロットとの干渉を防止することができるアンテナ装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide an antenna device that can prevent interference between a first coupling slot and a second coupling slot even when impedance matching is performed. With the goal.
本開示に係るアンテナ装置は、板状の金属導体からなる給電パッチと、第１結合スロット及び第２結合スロットを有し、金属導体からなる第１地導体と、給電パッチと第１地導体との間に設けられる第１誘電体基板と、第１結合スロットを介して、給電パッチと電磁結合する第１給電回路と、第２結合スロットを介して、給電パッチと電磁結合する第２給電回路とを備え、第１結合スロット及び第２結合スロットは、長さ方向両端部が、第１地導体の中心に対して、当該第１地導体の外側を向くような、折り曲げ形状となるものである。 An antenna device according to the present disclosure includes a feeding patch made of a plate-shaped metal conductor, a first coupling slot, and a second coupling slot, and a first ground conductor made of a metal conductor, the feeding patch and the first ground conductor. a first dielectric substrate provided between the two, a first power supply circuit that is electromagnetically coupled to the power supply patch through the first coupling slot, and a second power supply circuit that is electromagnetically coupled to the power supply patch through the second coupling slot. The first coupling slot and the second coupling slot have a bent shape such that both ends in the longitudinal direction face outward from the first ground conductor with respect to the center of the first ground conductor. be.
本開示によれば、インピーダンス整合を行っても、第１結合スロットと第２結合スロットとの干渉を防止することができる。このため、本開示は、第１結合スロット及び第２結合スロットの大きさを小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。 According to the present disclosure, even if impedance matching is performed, interference between the first coupling slot and the second coupling slot can be prevented. Therefore, according to the present disclosure, the sizes of the first coupling slot and the second coupling slot can be reduced, and the size of the device can be reduced.
以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
実施の形態１．
実施の形態１に係るアンテナ装置１０１Ａ～１０１Ｃについて、図１から図１４を用いて説明する。
先ず、アンテナ装置１０１Ａについて、図１及び図２に用いて説明する。図１は、実施の形態１に係るアンテナ装置１０１Ａの分解斜視図である。図２は、実施の形態１に係るアンテナ装置１０１Ａの正面図である。
First, the
図１及び図２に示す実施の形態１に係るアンテナ装置１０１Ａは、２点給電スロット結合パッチアンテナである。このアンテナ装置１０１Ａは、互いに直交する２つの直線偏波を放射するものである。このような、アンテナ装置１０１Ａは、給電パッチ１１、第１誘電体基板２１、第２誘電体基板２２、第１地導体３１、第１信号線６１、及び、第２信号線６２を有している。アンテナ装置１０１Ａは、給電パッチ１１、第１誘電体基板２１、第１地導体３１、第２誘電体基板２２、及び、信号線６１，６２の順で、それらを上層から下層に向けて積層したものである。
The
アンテナ装置１０１Ａは、正面から見て、方形状（四角形又は矩形）をなしている。詳細には、給電パッチ１１、第１誘電体基板２１、第２誘電体基板２２、及び、第１地導体３１は、アンテナ装置１０１Ａの正面から見て、方形状となっている。このうち、第１誘電体基板２１、第２誘電体基板２２、及び、第１地導体３１は、同じ大きさである。給電パッチ１１は、第１誘電体基板２１、第２誘電体基板２２、及び、第１地導体３１の大きさよりも小さく形成されている。
The
給電パッチ１１は、平板状の金属導体からなる導体パッチである。この給電パッチ１１は、第１誘電体基板２１の表面に設けられている。第１地導体３１は、平板状の金属導体である。第１誘電体基板２１の裏面と第１地導体３１の表面とは、互いに当接している。第１地導体３１の裏面と第２誘電体基板２２の表面とは、互いに当接している。第１信号線６１及び第２信号線６２は、第２誘電体基板２２の裏面に設けられている。なお、裏面とは、表面の反対側に位置する面である。
The
給電パッチ１１は、その４つの辺が、第１誘電体基板２１の４辺、第２誘電体基板２２の４辺、及び、第１地導体３１の４辺とそれぞれ対向するように配置されている。
The
第１信号線６１は、高周波信号が入力されることで、第１直線偏波に対応する電波Ｗ１を、その長さ方向に沿って、給電パッチ１１に供給するものである。この場合、第１直線偏波は、例えば、垂直偏波となる。
The
第２信号線６２は、高周波信号が入力されることで、第１直線偏波と直交する第２直線偏波に対応する電波Ｗ２を、その長さ方向に沿って、給電パッチ１１に供給するものである。この場合、第２直線偏波は、例えば、水平偏波となる。
The
なお、第１信号線６１及び第２誘電体基板２２は、第１給電回路（第１ストリップ線路）を構成するものである。第２信号線６２及び第２誘電体基板２２は、第２給電回路（第２ストリップ線路）を構成するものである。
Note that the
ここで、第１地導体３１は、第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２を有している。第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２は、互いに接触することなく、第１地導体３１を厚さ方向に貫通する貫通孔である。第１結合スロット４１の開口幅、及び、第２結合スロット４２の開口幅は、各長さ方向において、それぞれ一定となっている。また、第１結合スロット４１の開口幅と、第２結合スロット４２の開口幅とは、略同じ寸法となっている。更に、第１結合スロット４１の長さと、第２結合スロット４２の長さとは、略同じ寸法となっている。
Here, the
第１結合スロット４１は、第１給電回路と対応するものである。この第１結合スロット４１は、長さ方向両端部が、第１地導体３１（アンテナ装置１０１Ａ）の中心に対して、当該第１地導体３１の外側を向くような、折り曲げ形状となっている。図１及び図２は、第１結合スロット４１における長さ方向の折り曲げ形状が、コ字形の例を示している。
The
第１結合スロット４１は、１つの直線部４１ａ及び２つの折り曲げ直線部４１ｂ，４１ｃを有している。
The
直線部４１ａは、第１信号線６１と直交するように形成されている。
The
折り曲げ直線部４１ｂは、直線部４１ａに対して、当該直線部４１ａと直交するように接続されている。この折り曲げ直線部４１ｂは、直線部４１ａの一端から給電パッチ１１及び第１地導体３１の外側に向けて延びるように形成されている。折り曲げ直線部４１ｂの一端は、直線部４１ａの一端と接続する一方、折り曲げ直線部４１ｂの他端は、その一端よりも第１地導体３１の外側に配置されている。
The bent
折り曲げ直線部４１ｃは、直線部４１ａに対して、当該直線部４１ａと直交するように接続されている。この折り曲げ直線部４１ｃは、直線部４１ａの他端から給電パッチ１１及び第１地導体３１の外側に向けて延びるように形成されている。折り曲げ直線部４１ｃの一端は、直線部４１ａの他端と接続する一方、折り曲げ直線部４１ｃの他端は、その一端よりも第１地導体３１の外側に配置されている。即ち、折り曲げ直線部４１ｂ，４１ｃは、互いに平行に配置されている。
The bent
第２結合スロット４２は、第２給電回路と対応するものである。この第２結合スロット４２は、長さ方向両端部が、第１地導体３１（アンテナ装置１０１Ａ）の中心に対して、当該第１地導体３１の外側を向くような、折り曲げ形状となっている。図１及び図２は、第２結合スロット４２における長さ方向の折り曲げ形状が、コ字形の例を示している。
The
第２結合スロット４２は、１つの直線部４２ａ及び２つの折り曲げ直線部４２ｂ，４２ｃを有している。
The
直線部４２ａは、第２信号線６２と直交するように形成されている。
The
折り曲げ直線部４２ｂは、直線部４２ａに対して、当該直線部４２ａと直交するように接続されている。この折り曲げ直線部４２ｂは、直線部４２ａの一端から給電パッチ１１及び第１地導体３１の外側に向けて延びるように形成されている。折り曲げ直線部４２ｂの一端は、直線部４２ａの一端と接続する一方、折り曲げ直線部４２ｂの他端は、その一端よりも第１地導体３１の外側に配置されている。
The bent
折り曲げ直線部４２ｃは、直線部４２ａに対して、当該直線部４２ａと直交するように接続されている。この折り曲げ直線部４２ｃは、直線部４２ａの他端から給電パッチ１１及び第１地導体３１の外側に向けて延びるように形成されている。折り曲げ直線部４２ｃの一端は、直線部４２ａの他端と接続する一方、折り曲げ直線部４２ｃの他端は、その一端よりも第１地導体３１の外側に配置されている。即ち、折り曲げ直線部４２ｂ，４２ｃは、互いに平行に配置されている。
The bent
そして、直線部４１ａ，４２ａは、互いに直交するように形成されている。また、直線部４１ａ，４２ａは、第１地導体３１（給電パッチ１１）における互いに隣接した２つの辺のそれぞれと対向している。折り曲げ直線部４１ｂ，４２ｂは、互いに直交するように形成されている。折り曲げ直線部４１ｃ，４２ｃは、互いに直交するように形成されている。即ち、直線部４１ａ，４２ａは、それぞれの長さ方向が互いに直交するように配置されている。折り曲げ直線部４１ｂ，４２ｂは、それぞれの長さ方向が互いに直交するように配置されている。折り曲げ直線部４１ｃ，４２ｃは、それぞれの長さ方向が互いに直交するように配置されている。
The
従って、第１信号線６１は、第１結合スロット４１を介して、給電パッチ１１と電磁結合する。この結果、第１信号線６１は、第１直線偏波に対応する電波Ｗ１を、その長さ方向に沿って、給電パッチ１１に供給する。そして、給電パッチ１１は、その電波Ｗ１によって励振され、第１直線偏波を放射する。また、第２信号線６２は、第２結合スロット４２を介して、給電パッチ１１と電磁結合する。この結果、第２信号線６２は、第２直線偏波に対応する電波Ｗ２を、その長さ方向に沿って、給電パッチ１１に供給する。そして、給電パッチ１１は、その電波Ｗ２によって励振され、第２直線偏波を放出する。
Therefore, the
次に、第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２を、コ字形の折り曲げ形状としたことによる効果について、図３から図１０を用いて説明する。
Next, the effect of forming the
先ず、図３は、従来のアンテナ装置２０１の分解斜視図である。図４は、従来のアンテナ装置２０１の正面図である。図５は、給電パッチ１１の直下における磁界分布を示す図である。図６は、第１結合スロット２１１上における磁流分布を示す図である。
First, FIG. 3 is an exploded perspective view of a
図３及び図４に示す従来のアンテナ装置２０１は、１つの直線偏波を放射するものである。このアンテナ装置２０１は、給電パッチ１１、第１誘電体基板２１、第２誘電体基板２２、第１地導体２１０Ａ、及び、第１信号線２３１を有している。
A
第１地導体２１０Ａは、第１結合スロット２１１を有している。第１結合スロット２１１は、矩形状をなしている。第１信号線２３１は、第２誘電体基板２２の裏面に設けられている。第１結合スロット２１１と第１信号線２３１とは、互いに直交するように配置されている。このため、第１信号線２３１は、第１結合スロット２１１を介して、給電パッチ１１と電磁結合する。この結果、第１信号線２３１は、第１直線偏波に対応する電波Ｗ１を、その長さ方向に沿って、給電パッチ１１に供給する。そして、給電パッチ１１は、その電波Ｗ１によって励振され、第１直線偏波を放射する。
The
このとき、図５に示すように、給電パッチ１１の直下においては、磁界Ｍ１が発生する。この磁界Ｍ１は、第１結合スロット２１１の長さ方向に沿って発生する。また、磁界Ｍ１の強さは、給電パッチ１１の中央付近で最大となり、給電パッチ１１の両側部に向かうに従って、徐々に小さくなる。このように、給電パッチ１１の直下に発生する磁界Ｍ１は、給電パッチ１１の両側部において最小となる、余弦状の分布となる。なお、図５に示す磁界Ｍ１の分布は、共振周波数が最も低い、基本モードの分布である。
At this time, as shown in FIG. 5, a magnetic field M1 is generated directly below the
また、第１結合スロット２１１上においては、第１直線偏波に対応する電波Ｗ１が第１信号線２３１の長さ方向に沿って流れることで、電界が当該第１結合スロット２１１の幅方向に沿って励振される。図６に示すように、その第１結合スロット２１１の幅方向に沿って発生した電界は、当該第１結合スロット２１１の長さ方向に沿って流れる磁流Ｍ２と等価となる。そして、磁界Ｍ１と磁流Ｍ２とが結合することにより、給電パッチ１１には、第１直線偏波に対応する電波Ｗ１が励振される。磁界Ｍ１と磁流Ｍ２との結合量は、第１結合スロット２１１の長さを変更することによって調整可能となる。このように、アンテナ装置２０１においては、上記結合量を調整することで、第１信号線２３１と給電パッチ１１との間のインピーダンス整合が可能となる。
Furthermore, on the
次いで、図７は、従来のアンテナ装置２０２の分解斜視図である。図８は、従来のアンテナ装置２０２の正面図である。図９は、従来のアンテナ装置２０２において、インピーダンス整合をした場合の様子を示す正面図である。
Next, FIG. 7 is an exploded perspective view of a
図７及び図８に示す従来のアンテナ装置２０２は、図３及び図４に示す従来のアンテナ装置２０１の構造に、第２結合スロット２１２及び第２信号線２３２を追加した構造となっている。
A
具体的には、アンテナ装置２０２は、互いに直交する２つの直線偏波を放射するものである。このアンテナ装置２０２は、給電パッチ１１、第１誘電体基板２１、第２誘電体基板２２、第１地導体２１０Ｂ、第１信号線２３１、及び、第２信号線２３２を有している。
Specifically, the
第１地導体２１０Ｂは、第１結合スロット２１１及び第２結合スロット２１２を有している。第１結合スロット２１１及び第２結合スロット２１２は、矩形状をなしている。第１信号線２３１及び第２信号線２３２は、第２誘電体基板２２の裏面に設けられている。第１結合スロット２１１と第１信号線２３１とは、互いに直交するように配置されている。第２結合スロット２１２と第２信号線２３２とは、互いに直交するように配置されている。
The
このため、第１信号線２３１は、第１結合スロット２１１を介して、給電パッチ１１と電磁結合する。この結果、第１信号線２３１は、第１直線偏波に対応する電波Ｗ１を、その長さ方向に沿って、給電パッチ１１に供給する。そして、給電パッチ１１は、その電波Ｗ１によって励振され、第１直線偏波を放射する。また、第２信号線２３２は、第２結合スロット２１２を介して、給電パッチ１１と電磁結合する。この結果、第２信号線２３２は、第２直線偏波に対応する電波Ｗ２を、その長さ方向に沿って、給電パッチ１１に供給する。そして、給電パッチ１１は、その電波Ｗ２によって励振され、第２直線偏波を放出する。
Therefore, the
ここで、第１信号線２３１と給電パッチ１１との間のインピーダンス整合、及び、第２信号線２３２と給電パッチ１１との間のインピーダンス整合を図る場合、第１結合スロット２１１の長さ及び第２結合スロット２１２の長さを変更して、各整合に対応した所定の結合量を得る必要がある。しかしながら、図９に示すように、アンテナ装置２０２においては、磁界Ｍ１と磁流Ｍ２との結合量を増大させるために、第１結合スロット２１１の長さ、及び、第２結合スロット２１２の長さを、長くすると、第１結合スロット２１１と第２結合スロット２１２とが、互いに干渉してしまい、インピーダンス整合が困難となってしまう。
Here, when achieving impedance matching between the
次いで、図１０は、従来のアンテナ装置２０２において、インピーダンス整合をした場合の様子を示す正面図である。
Next, FIG. 10 is a front view showing a state in which impedance matching is performed in a
図１０に示す従来のアンテナ装置２０３は、図７及び図８に示す従来のアンテナ装置２０２の第１地導体２１０Ｂに替えて、第１地導体２１０Ｃを備えた構造となっている。アンテナ装置２０３は、互いに直交する直線偏波を放射するものである。
A
第１地導体２１０Ｃは、第１結合スロット２２１及び第２結合スロット２２２を有している。第１結合スロット２２１及び第２結合スロット２２２は、Ｈ形をなしている。第１結合スロット２２１の中央横辺部と第１信号線２３１とは、互いに直交するように配置されている。第２結合スロット２２２の中央横辺部と第２信号線２３２とは、互いに直交するように配置されている。Ｈ形の第１結合スロット２２１及び第２結合スロット２２２は、矩形状をなす第１結合スロット２１１及び第２結合スロット２１２と比較して、その大きさ（開口面積）を小さくできることが、知られている。
The first ground conductor 210C has a
ここで、第１信号線２３１と給電パッチ１１との間のインピーダンス整合、及び、第２信号線２３２と給電パッチ１１との間のインピーダンス整合を図る場合、第１結合スロット２２１の長さ及び第２結合スロット２２２の長さを変更して、各整合に対応した所定の結合量を得る必要がある。しかしながら、図１０に示すように、アンテナ装置２０３においては、磁界Ｍ１と磁流Ｍ２との結合量を増大させるために、第１結合スロット２２１の長さ、及び、第２結合スロット２２２の長さを、長くすると、第１結合スロット２２１と第２結合スロット２２２とが、互いに干渉してしまい、インピーダンス整合が困難となってしまう。
Here, when achieving impedance matching between the
これに対して、図１及び図２に示すアンテナ装置１０１Ａにおいて、磁界Ｍ１と磁流Ｍ２との結合量を増大させるために、第１結合スロット４１の長さ、及び、第２結合スロット４２の長さを、長くする場合、第１結合スロット４１の折り曲げ直線部４１ｂ，４１ｃを、第１地導体３１の外側に向けて延長すると共に、第２結合スロット４２の折り曲げ直線部４２ｂ，４２ｃを、第１地導体３１の外側に向けて延長するだけで良い。このため、第１結合スロット４１と第２結合スロット４２とは、互いに干渉すること無い。この結果、アンテナ装置１０１Ａは、第１信号線６１と給電パッチ１１との間のインピーダンス整合、及び、第２信号線６２と給電パッチ１１との間のインピーダンス整合を、容易に行うことができる。
On the other hand, in the
以上、実施の形態１に係るアンテナ装置１０１Ａは、板状の金属導体からなる給電パッチ１１と、第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２を有し、金属導体からなる第１地導体３１と、給電パッチ１１と第１地導体３１との間に設けられる第１誘電体基板２１と、第１結合スロット４１を介して、給電パッチ１１と電磁結合する第１給電回路と、第２結合スロット４２を介して、給電パッチ１１と電磁結合する第２給電回路とを備える。第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２は、長さ方向両端部が、第１地導体３１の中心に対して、当該第１地導体３１の外側を向くような、折り曲げ形状となる。このため、アンテナ装置１０１Ａは、インピーダンス整合を行っても、第１結合スロット４１と第２結合スロット４２との干渉を防止することができる。この結果、アンテナ装置１０１Ａは、第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２の大きさを小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。よって、アンテナ装置１０１Ａは、アレーアンテナに適用が可能となる、２点給電スロット結合パッチアンテナの構成を得ることができる。
As described above, the
次に、アンテナ装置１０１Ａの変形例１，２となるアンテナ装置１０１Ｂ，１０１Ｃについて、図１１から図１４を用いて説明する。
Next,
先ず、図１１は、実施の形態１に係るアンテナ装置１０１Ｂの分解斜視図である。
図１２は、実施の形態１に係るアンテナ装置１０１Ｂの正面図である。
First, FIG. 11 is an exploded perspective view of the
FIG. 12 is a front view of the
図１１及び図１２に示すように、実施の形態１に係るアンテナ装置１０１Ｂは、アンテナ装置１０１Ａの第１地導体３１に替えて、第１地導体３２を備えた構造となっている。
As shown in FIGS. 11 and 12, the
第１地導体３１は、第１結合スロット５１及び第２結合スロット５２を有している。第１結合スロット５１及び第２結合スロット５２は、互いに接触することなく、第１地導体３２を厚さ方向に貫通する貫通孔である。第１結合スロット５１の開口幅、及び、第２結合スロット５２の開口幅は、各長さ方向において、それぞれ一定となっている。また、第１結合スロット５１の開口幅と、第２結合スロット５２の開口幅とは、略同じ寸法となっている。更に、第１結合スロット５１の長さと、第２結合スロット５２の長さとは、略同じ寸法となっている。
The
第１結合スロット５１は、第１給電回路と対応するものである。この第１結合スロット５１は、長さ方向両端部が、第１地導体３２（アンテナ装置１０１Ｂ）の中心に対して、当該第１地導体３２の外側を向くような、折り曲げ形状となっている。
The
第１結合スロット５１は、１つの直線部５１ａ及び２つの折り曲げ直線部５１ｂ，５１ｃを有している。
The
直線部５１ａは、第１信号線６１の直線部と直交するように形成されている。
The
折り曲げ直線部５１ｂは、直線部５１ａに対して、当該直線部５１ａと交差するように接続されている。この折り曲げ直線部５１ｂは、直線部５１ａの一端から給電パッチ１１及び第１地導体３２の外側に向かうに従って、直線部５１ａの軸方向外側に向けて広がるように形成されている。折り曲げ直線部５１ｂの一端は、直線部５１ａの一端と接続する一方、折り曲げ直線部５１ｂの他端は、その一端よりも第１地導体３２の外側に配置されている。
The bent
折り曲げ直線部５１ｃは、直線部５１ａに対して、当該直線部５１ａと交差するように接続されている。この折り曲げ直線部５１ｃは、直線部５１ａの他端から給電パッチ１１及び第１地導体３２の外側に向かうに従って、直線部５１ａの軸方向外側に向けて広がるように形成されている。折り曲げ直線部５１ｃの一端は、直線部５１ａの他端と接続する一方、折り曲げ直線部５１ｃの他端は、その一端よりも第１地導体３２の外側に配置されている。即ち、折り曲げ直線部５１ｂ，５１ｃは、直線部５１ａの一端及び他端から給電パッチ１１及び第１地導体３２の外側に向かうに従って、徐々に離れるように形成されている。
The bent
第２結合スロット５２は、第２給電回路と対応するものである。この第２結合スロット５２は、長さ方向両端部が、第１地導体３２（アンテナ装置１０１Ｂ）の中心に対して、当該第１地導体３２の外側を向くような、折り曲げ形状となっている。
The
第２結合スロット５２は、１つの直線部５２ａ及び２つの折り曲げ直線部５２ｂ，５２ｃを有している。
The
直線部５２ａは、第２信号線６２の直線部と直交するように形成されている。
The
折り曲げ直線部５２ｂは、直線部５２ａに対して、当該直線部５２ａと交差するように接続されている。この折り曲げ直線部５２ｂは、直線部５２ａの一端から給電パッチ１１及び第１地導体３２の外側に向かうに従って、直線部５１ａの軸方向外側に向けて広がるように形成されている。折り曲げ直線部５２ｂの一端は、直線部５２ａの一端と接続する一方、折り曲げ直線部５２ｂの他端は、その一端よりも第１地導体３２の外側に配置されている。
The bent
折り曲げ直線部５２ｃは、直線部５２ａに対して、当該直線部５２ａと交差するように接続されている。この折り曲げ直線部５２ｃは、直線部５２ａの他端から給電パッチ１１及び第１地導体３２の外側に向かうに従って、直線部５２ａの軸方向外側に向けて広がるように形成されている。折り曲げ直線部５２ｃの一端は、直線部５２ａの他端と接続する一方、折り曲げ直線部５２ｃの他端は、その一端よりも第１地導体３２の外側に配置されている。即ち、折り曲げ直線部５２ｂ，５２ｃは、直線部５２ａの一端及び他端から給電パッチ１１及び第１地導体３２の外側に向かうに従って、徐々に離れるように形成されている。
The bent
そして、直線部５１ａ，５２ａは、互いに直交するように形成されている。また、直線部５１ａ，５２ａは、第１地導体３１（給電パッチ１１）における互いに隣接した２つの辺とそれぞれ対向している。折り曲げ直線部５１ｂ，５２ｂは、互いに直交するように形成されている。折り曲げ直線部５１ｃ，５２ｃは、互いに直交するように形成されている。即ち、直線部５１ａ，５２ａは、それぞれの長さ方向が互いに直交するように配置されている。折り曲げ直線部５１ｂ，５２ｂは、それぞれの長さ方向が互いに直交するように配置されている。折り曲げ直線部５１ｃ，５２ｃは、それぞれの長さ方向が互いに直交するように配置されている。
The
以上、実施の形態１に係るアンテナ装置１０１Ｂは、板状の金属導体からなる給電パッチ１１と、第１結合スロット５１及び第２結合スロット５２を有し、金属導体からなる第１地導体３２と、給電パッチ１１と第１地導体３２との間に設けられる第１誘電体基板２１と、第１結合スロット５１を介して、給電パッチ１１と電磁結合する第１給電回路と、第２結合スロット５２を介して、給電パッチ１１と電磁結合する第２給電回路とを備える。第１結合スロット５１及び第２結合スロット５２は、長さ方向両端部が、第１地導体３２の中心に対して、当該第１地導体３２の外側を向くような、折り曲げ形状となる。このため、アンテナ装置１０１Ｂは、インピーダンス整合を行っても、第１結合スロット５１と第２結合スロット５２との干渉を防止することができる。この結果、アンテナ装置１０１Ｂは、第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２の大きさを小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。よって、アンテナ装置１０１Ａは、アレーアンテナに適用が可能となる、２点給電スロット結合パッチアンテナの構成を得ることができる。
As described above, the
次いで、図１３は、実施の形態１に係るアンテナ装置１０１Ｃの分解斜視図である。
図１４は、実施の形態１に係るアンテナ装置１０１Ｃの正面図である。
Next, FIG. 13 is an exploded perspective view of the
FIG. 14 is a front view of the
図１３及び図１４に示すように、実施の形態１に係るアンテナ装置１０１Ｃは、アンテナ装置１０１Ａの第１地導体３１、第１信号線６１、及び、第２信号線６２に替えて、第１地導体３１Ａ、第１信号線７１、及び、第２信号線７２を備えた構造となっている。
As shown in FIGS. 13 and 14, the
なお、第１信号線７１及び第２誘電体基板２２は、第１給電回路（第１ストリップ線路）を構成するものである。第２信号線７２及び第２誘電体基板２２は、第２給電回路（第２ストリップ線路）を構成するものである。
Note that the
給電パッチ１１は、その４つの角部が、第１誘電体基板２１の４辺、第２誘電体基板２２の４辺、及び、第１地導体３１Ａの４辺とそれぞれ対向するように配置されている。
The
第１信号線７１は、高周波信号が入力されることで、第１直線偏波に対応する電波Ｗ１を、その長さ方向に沿って、給電パッチ１１に供給するものである。第２信号線７２は、高周波信号が入力されることで、第１直線偏波と直交する第２直線偏波に対応する電波Ｗ２を、その長さ方向に沿って、給電パッチ１１に供給するものである。この場合、第１直線偏波は、垂直偏波に対して＋４５度傾斜する、＋４５度偏波となる。また、第２直線偏波は、水平偏波に対して－４５度傾斜する、－４５度偏波となる。
The
第１地導体３１Ａは、第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２を有している。第１結合スロット４１の直線部４１ａは、第１信号線７１と直交するように形成されている。第２結合スロット４２の直線部４２ａは、第２信号線７２と直交するように形成されている。即ち、第１地導体３１Ａの第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２は、当該第１地導体３１，３１Ａの中心を回転中心として、第１地導体３１の第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２の位置に対して、４５度回転した位置に配置されている。
The
このため、第１地導体３１Ａにおける直線部４１ａ，４２ａは、給電パッチ１１における互いに隣接した２つの辺とそれぞれ対向している。また、第１地導体３１Ａにおける直線部４１ａ，４２ａは、第１地導体３１Ａにおける互いに隣接した２つの角部とそれぞれ対向している。
Therefore, the
以上、実施の形態１に係るアンテナ装置１０１Ｃは、板状の金属導体からなる給電パッチ１１と、第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２を有し、金属導体からなる第１地導体３１Ａと、給電パッチ１１と第１地導体３１Ａとの間に設けられる第１誘電体基板２１と、第１結合スロット４１を介して、給電パッチ１１と電磁結合する第１給電回路と、第２結合スロット４２を介して、給電パッチ１１と電磁結合する第２給電回路とを備える。第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２は、長さ方向両端部が、第１地導体３１Ａの中心に対して、当該第１地導体３１Ａの外側を向くような、折り曲げ形状となる。このため、アンテナ装置１０１Ｃは、インピーダンス整合を行っても、第１結合スロット４１と第２結合スロット４２との干渉を防止することができる。この結果、アンテナ装置１０１Ｃは、第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２の大きさを小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。よって、アンテナ装置１０１Ａは、アレーアンテナに適用が可能となる、２点給電スロット結合パッチアンテナの構成を得ることができる。
As described above, the
実施の形態２．
実施の形態２に係るアンテナ装置１０２Ａ，１０２Ｂについて、図１５から図２０を用いて説明する。なお、上述した実施の形態１で説明した構成と同様の機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
先ず、アンテナ装置１０２Ａについて、図１５及び図１６を用いて説明する。図１５は、実施の形態２に係るアンテナ装置１０２Ａの分解斜視図である。図１６は、実施の形態２に係るアンテナ装置１０２Ａの正面図である。
First, the
図１５及び図１６に示すように、実施の形態２に係るアンテナ装置１０２Ａは、実施の形態１に係るアンテナ装置１０１Ａの給電パッチ１１に替えて、給電パッチ１２を備えた構造となっている。給電パッチ１１は、方形状をなしているのに対して、給電パッチ１２は、十字状をなしている。
As shown in FIGS. 15 and 16, an
給電パッチ１２は、第１パッチ１２ａ及び第２パッチ１２ｂから構成されている。第１パッチ１２ａ及び第２パッチ１２ｂは、平板状の金属導体からなる導体パッチである。即ち、給電パッチ１２は、第１パッチ１２ａと第２パッチ１２ｂとを交差させて組み合わせることで、十字状に形成されている。
The
第１結合スロット４１は、第１パッチ１２ａの一端部と対向している。第２結合スロット４２は、第２パッチ１２ｂの一端部と対向している。
The
次に、給電パッチ１２を十字状に形成したことによる効果について、図１７及び図１８を用いて説明する。図１７は、方形状の給電パッチ１１上における電流分布を示す図である。図１８は、十字状の給電パッチ１２上における電流分布を示す図である。
Next, the effect of forming the
図１７に示すように、高周波信号が第１信号線６１のみに入力された場合、電流Ｅは、給電パッチ１１上において、第１結合スロット４１における直線部４１ａの直線方向と直交するように流れる。このとき、電流Ｅの一部は、第２結合スロット４２の近傍を流れることになる。このため、第１結合スロット４１と第２結合スロット４２との間（２点給電間）のアイソレーションが低下してしまう。この結果、交差偏波となる第１直線偏波及び第２直線偏波、又は、楕円偏波の軸比が、劣化してしまう。
As shown in FIG. 17, when a high frequency signal is input only to the
これに対して、図１８に示すように、アンテナ装置１０２Ａは、第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２を、第１地導体３１Ａの中心に対して、当該第１地導体３１Ａの外側を向くような、折り曲げ形状としている。このため、アンテナ装置１０２Ａにおいては、Ｈ形の結合スロット等の従来の結合スロットを備える場合と比べて、第１結合スロット４１によって励振された電流Ｅと、第２結合スロット４２によって励振された電流とが、直交しなくなる。このため、アンテナ装置１０２Ａは、十字状の給電パッチ１２に、コ字形の第１給電スロット４１及び第２給電スロット４２を適用することで、従来の結合スロットを備える場合と比較して、アイソレーションを向上させることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 18, the
次に、アンテナ装置１０２Ａの変形例１となるアンテナ装置１０２Ｂについて、図１９から図２０を用いて説明する。図１９は、実施の形態２に係るアンテナ装置１０２Ｂの分解斜視図である。図２０は、実施の形態２に係るアンテナ装置１０２Ｂの正面図である。
Next, an
図１９及び図２０に示すように、実施の形態２に係るアンテナ装置１０２Ｂは、アンテナ装置１０２Ａの第１地導体３１、第１信号線６１、及び、第２信号線６２に替えて、第１地導体３１Ａ、第１信号線７１、及び、第２信号線７２を備えた構造となっている。
As shown in FIGS. 19 and 20, the
このため、第１信号線７１は、高周波信号が入力されることで、第１直線偏波となる＋４５度偏波に対応する電波Ｗ１を、給電パッチ１２に供給することができる。また、第２信号線７２は、高周波信号が入力されることで、第２直線偏波となる－４５度偏波に対応する電波Ｗ２を、給電パッチ１２に供給することができる。この結果、アンテナ装置１０２Ｂは、互いに直交する２つの直線偏波を、給電パッチ１２から空間に放射することができる。
Therefore, the
実施の形態３．
実施の形態３に係るアンテナ装置１０３Ａ，１０３Ｂについて、図２１から図２４を用いて説明する。
先ず、アンテナ装置１０３Ａについて、図２１及び図２２を用いて説明する。図２１は、実施の形態３に係るアンテナ装置１０３Ａの分解斜視図である。図２２は、実施の形態３に係るアンテナ装置１０３Ａの平面図である。
First, the
図２１及び図２２に示すように、実施の形態３に係るアンテナ装置１０３Ａは、実施の形態１に係るアンテナ装置１０１Ａの構造に、第３誘電体基板２３及び第２地導体３３を加えた構造となっている。アンテナ装置１０３Ａは、給電パッチ１１、第１誘電体基板２１、第１地導体３１、第２誘電体基板２２、信号線６１，６２、第３誘電体基板２３、及び、第２地導体３３の順で、それらを上層から下層に向けて積層したものである。
As shown in FIGS. 21 and 22, an
このとき、第１信号線６１、第２誘電体基板２２、第３誘電体基板２３、第１地導体３１、及び、第２地導体３３は、第１給電回路（第１ストリップ線路）を構成するものである。第２信号線６２、第２誘電体基板２２、第３誘電体基板２３、第１地導体３１、及び、第２地導体３３は、第２給電回路（第２ストリップ線路）を構成するものである。
At this time, the
アンテナ装置１０１Ａにおいては、第１信号線６１及び第２信号線６２は、第２誘電体基板２２の裏面に設けられているだけであって、露出した状態になっている。このため、アンテナ装置１０１Ａにおいては、電波Ｗ１の第１信号線６１からの放射、及び、電波Ｗ２の第２信号線６２からの放射が、発生してしまう。この結果、アンテナ装置１０１Ａは、第１直線偏波及び第２直線偏波の放射パターンが劣化するおそれがある。
In the
これに対して、アンテナ装置１０３Ａは、第１信号線６１及び第２信号線６２を、第２誘電体基板２２と第３誘電体基板２３との間に挟み込んで遮蔽している。このため、アンテナ装置１０３Ａは、電波Ｗ１の第１信号線６１からの放射、及び、電波Ｗ２の第２信号線６２からの放射を抑制することができる。この結果、アンテナ装置１０３Ａは、第１直線偏波及び第２直線偏波の放射パターンの劣化を抑えることができる。
In contrast, in the
次に、アンテナ装置１０３Ａの変形例１となるアンテナ装置１０３Ｂについて、図２３及び図２４を用いて説明する。図２３は、実施の形態３に係るアンテナ装置１０３Ｂの分解斜視図である。図２４は、実施の形態３に係るアンテナ装置１０３Ｂの平面図である。
Next, an
図２３及び図２４に示すように、実施の形態３に係るアンテナ装置１０３Ｂは、アンテナ装置１０３Ａの給電パッチ１１、第１地導体３１、第１信号線６１、及び、第２信号線６２に替えて、給電パッチ１２、第１地導体３１Ａ、第１信号線７１、及び、第２信号線７２を備えた構造となっている。
As shown in FIGS. 23 and 24, the
このため、第１信号線７１は、高周波信号が入力されることで、第１直線偏波となる＋４５度偏波に対応する電波Ｗ１を、給電パッチ１２に供給することができる。また、第２信号線７２は、高周波信号が入力されることで、第２直線偏波となる－４５度偏波に対応する電波Ｗ２を、給電パッチ１２に供給することができる。この結果、アンテナ装置１０３Ｂは、互いに直交する２つの直線偏波を、給電パッチ１２から空間に放射することができる。
Therefore, the
実施の形態４．
実施の形態４に係るアンテナ装置１０４Ａ～１０４Ｃについて、図２５から図３０を用いて説明する。
Embodiment 4.
先ず、実施の形態１０４Ａについて、図２５及び図２６を用いて説明する。図２５は、実施の形態４に係るアンテナ装置１０４Ａの分解斜視図である。図２６は、実施の形態４に係るアンテナ装置１０４Ａの平面図である。
First,
図２５及び図２６に示すように、実施の形態４に係るアンテナ装置１０４Ａは、実施の形態３に係るアンテナ装置１０３Ａの構造に、複数のビア２４を加えた構造となっている。
As shown in FIGS. 25 and 26, the
ビア２４は、第１地導体３１と第２地導体３３との間を短絡させるための柱状の金属導体である。このビア２４は、第３誘電体基板２３をその厚さ方向に貫通するように設けられている。また、ビア２４は、第１信号線６１及び第２信号線６２の周囲を囲むように配置されている。
The via 24 is a columnar metal conductor for short-circuiting the
一般に、第１信号線６１及び第２信号線６２を伝搬する高周波信号の一部は、第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２を通過する際、平行平板モードに変換される場合がある。この場合、平行平板モードの電波は、空間に放射されないため、アンテナとしての効率が低下してしまう。これに対して、アンテナ装置１０４Ａにおいては、複数のビア２４が、第１信号線６１及び第２信号線６２の周囲を囲むように配置されているため、高周波信号の平行平板モードへの変換が、抑制される。このため、アンテナ装置１０４Ａは、アンテナの効率を向上させることができる。
Generally, a part of the high frequency signal propagating through the
次に、アンテナ装置１０４Ａの変形例１となるアンテナ装置１０４Ｂについて、図２７及び図２８を用いて説明する。図２７は、実施の形態４に係るアンテナ装置１０４Ｂの分解斜視図である。図２７は、実施の形態４に係るアンテナ装置１０４Ｂの平面図である。
Next, an
図２７及び図２８に示すように、アンテナ装置１０４Ｂは、アンテナ装置１０４Ａの給電パッチ１１に替えて、給電パッチ１２を備えた構造となっている。このため、第１結合スロット４１と第２結合スロット４２との間（２点給電間）のアイソレーションは、向上する。この結果、交差偏波となる第１直線偏波及び第２直線偏波、又は、楕円偏波の軸比は、改善される。
As shown in FIGS. 27 and 28, the
次に、アンテナ装置１０４Ａの変形例２となるアンテナ装置１０４Ｃについて、図２９及び図３０を用いて説明する。図２９は、実施の形態４に係るアンテナ装置１０４Ｃの分解斜視図である。図３０は、実施の形態４に係るアンテナ装置１０４Ｃの平面図である。
Next, an
図２９及び図３０に示すように、実施の形態４に係るアンテナ装置１０４Ｃは、アンテナ装置１０４Ａの第１地導体３１、第１信号線６１、及び、第２信号線６２に替えて、第１地導体３１Ａ、第１信号線７１、及び、第２信号線７２を備えた構造となっている。ビア２４は、第１信号線７１及び第２信号線７２の周囲を囲むように配置されている。
As shown in FIGS. 29 and 30, the
このため、第１信号線７１は、高周波信号が入力されることで、第１直線偏波となる＋４５度偏波に対応する電波Ｗ１を、給電パッチ１２に供給することができる。また、第２信号線７２は、高周波信号が入力されることで、第２直線偏波となる－４５度偏波に対応する電波Ｗ２を、給電パッチ１２に供給することができる。この結果、アンテナ装置１０４Ｃは、互いに直交する２つの直線偏波を、給電パッチ１２から空間に放射することができる。
Therefore, the
実施の形態５．
実施の形態５に係るアンテナ装置１０５Ａ，１０５Ｂについて、図３１から図３３を用いて説明する。
先ず、実施の形態５に係るアンテナ装置１０５Ａについて、図３１を用いて説明する。図３１は、実施の形態５に係るアンテナ装置１０５Ａの分解斜視図である。
First, an
図３１に示すように、実施の形態５に係るアンテナ装置１０５Ａは、実施の形態４に係るアンテナ装置１０４Ｃの構造に、円偏波発生部８０Ａを追加した構造となっている。
As shown in FIG. 31, an
円偏波発生部８０Ａは、２つの入力端子８１ａ，８１ｂ及び２つの出力端子８２ａ，８２ｂを有している。出力端子８２ａは、第１信号線７１と電気的に接続されている。出力端子８２ｂは、第２信号線７２と電気的に接続されている。円偏波発生部８０Ａは、例えば、ハイブリッドカプラである。
The circularly polarized
円偏波発生部８０Ａにおいては、一方の入力端子８１ａから高周波信号が入力されると、出力端子８２ａ，８２ｂから、互いに＋９０度の位相差が付いた高周波信号が、第１信号線７１及び第２信号線７２に出力される。また、円偏波発生部８０Ａにおいては、他方の入力端子８１ｂから高周波信号が入力されると、出力端子８２ａ，８２ｂから、互いに－９０度の位相差が付いた高周波信号が、第１信号線７１及び第２信号線７２に出力される。このため、アンテナ装置１０５Ａは、右旋円偏波及び左円偏波を、給電パッチ１２から空間に放射することができる。
In the circularly polarized
このように、アンテナ装置１０５Ａは、アンテナ装置１０４Ｃの構造に、円偏波発生部８０Ａを追加することで、円偏波アンテナ装置を構成することができる。なお、アンテナ装置１０５Ａは、上述した実施の形態１～４に係るアンテナ装置１０１Ａ～１０１Ｃ，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４Ａ，１０４Ｂの構造に、円偏波発生部８０Ａを追加しても、それらを、円偏波アンテナ装置とすることができる。
In this way, the
以上、実施の形態５に係るアンテナ装置１０５Ａは、高周波信号が入力される２つの入力端子８１ａ，８１ｂと、第１給電回路及び第２給電回路のそれぞれと接続する２つの出力端子８２ａ，８２ｂとを有する円偏波発生部８０Ａを備える。この円偏波発生部８０Ａは、入力端子８１ａ又は入力端子８１ｂから入力された高周波信号を、２つの出力端子８２ａ，８２ｂから、互いに９０度の位相差を付けて出力する。このため、アンテナ装置１０５Ａは、円偏波アンテナ装置に構成され、右旋円偏波及び左円偏波を、給電パッチ１２から空間に放射することができる。
As described above, the
次に、実施の形態５に係るアンテナ装置１０５Ａの変形例となるアンテナ装置１０５Ｂについて、図３２及び図３３を用いて説明する。図３２は、実施の形態５に係るアンテナ装置１０５Ｂの分解斜視図である。図３３は、実施の形態５に係るアンテナ装置１０５Ｂをアレー化した場合の構成を示す分解斜視図である。
Next, an
図３２に示すように、実施の形態５に係るアンテナ装置１０５Ｂは、実施の形態５に係るアンテナ装置１０５Ａの円偏波発生部８０Ａに替えて、円偏波発生部８０Ａを備えた構成となっている。
As shown in FIG. 32, the
円偏波発生部８０Ｂは、１つの入力端子８１ａ、２つの出力端子８２ａ，８２ｂ、１つの分配回路８３、及び、１つの遅延回路８４を有している。分配回路８３は、入力端子８１ａから入力された高周波信号を、出力端子８２ａ，８２ｂに分配するものである。遅延回路８４は、出力端子８２ａから第１信号線７１に出力された高周波信号に対して、その位相を９０度遅らせるものである。このため、出力端子８２ａから第１信号線７１に出力された高周波信号と、出力端子８２ｂから第２信号線７２に出力された高周波信号との間には、位相差が９０度付くことになる。
The circularly polarized
このように、アンテナ装置１０５Ｂは、アンテナ装置１０４Ｃの構造に、円偏波発生部８０Ｂを追加することで、円偏波アンテナ装置を構成することができる。なお、アンテナ装置１０５Ｂは、上述した実施の形態１～４に係るアンテナ装置１０１Ａ～１０１Ｃ，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４Ａ，１０４Ｂの構造に、円偏波発生部８０Ｂを追加しても、それらを、円偏波アンテナ装置とすることができる。
In this way, the
以上、実施の形態５に係るアンテナ装置１０５Ｂは、高周波信号が入力される１つの入力端子８１ａと、第１給電回路及び第２給電回路のそれぞれと接続する２つの出力端子８２ａ，８２ｂと、入力端子８１ａから入力された高周波信号を、各出力端子８２ａ，８２ｂに分配する分配回路８３と、第１給電回路と当該第１給電回路に対応する一方の出力端子８２ａとの間に設けられ、その一方の出力端子８２ａから出力された高周波信号に対して、その位相を９０度遅延させる遅延回路８４とを有する、円偏波発生部８０Ｂを備える。このため、アンテナ装置１０５Ｂは、円偏波アンテナ装置に構成され、右旋円偏波及び左円偏波を、給電パッチ１２から空間に放射することができる。
As described above, the
また、図３３は、実施の形態５に係るアンテナ装置１０５Ｂをアレー化した場合の構成を示す分解斜視図である。図３３に示すように、円偏波アンテナ装置となる複数のアンテナ装置１０５Ｂをアレー化する場合、アレー用の分配回路９０を設ければ良い。アレーアンテナは、複数のアンテナ装置１０５Ｂ及び分配回路９０から構成される。なお、図３３は、アレーアンテナを構成する複数のアンテナ装置１０５Ｂのうち、代表して、１つのアンテナ装置１０５Ｂのみを図示するものである。
Further, FIG. 33 is an exploded perspective view showing a configuration when the
分配回路９０は、１つの入力端子９１と、複数の出力端子９２とを有している。各出力端子９２は、各アンテナ装置１０５Ｂの入力端子８１ａとそれぞれ電気的に接続されている。分配回路９０は、各アンテナ装置１０５Ｂの入力端子８１ａに対して、対応する出力端子９２を介して、高周波信号を出力する。このように、アレーアンテナは、複数のアンテナ装置１０５Ｂを分配回路９０によって接続することにより、各アンテナ装置１０５Ｂから、右旋円偏波及び左円偏波を、給電パッチ１２から空間に放射することができる。
次に、本開示のアンテナ装置に対する解析結果について、図３４から図３６を用いて説明する。なお、図３４から図３６に示す解析結果に対応する電磁解析モデルは、図２９に示す実施の形態４に係るアンテナ装置１０４Ｃとしている。
Next, analysis results for the antenna device of the present disclosure will be described using FIGS. 34 to 36. Note that the electromagnetic analysis model corresponding to the analysis results shown in FIGS. 34 to 36 is an
図３４は、本開示のアンテナ装置の反射係数解析値である。図２９に示すように、第１信号線７１及び第２信号線７２は、第１結合スロット４１及び第２結合スロット４２を介して、十字状の給電パッチ１２と電磁結合している。また、第１信号線７１及び第２信号線７２の周囲には、複数のビア２４が配置されている。このため、第１信号線７１及び第２信号線７２には、互いに位相差が９０度となる高周波信号が、それぞれ入力される。
FIG. 34 shows reflection coefficient analysis values of the antenna device of the present disclosure. As shown in FIG. 29, the
図３４の横軸は、中心周波数ｆｃで規格化した周波数を示している。図３４の縦軸は、第１信号線７１及び第２信号線７２の反射係数を示している。第１信号線７１は、「Port１」と示し、第２信号線７２は、「Port２」と示す。この図３４に示すように、第１信号線７１と第２信号線７２とは、周波数の値がｆｃで共振する。このため、アンテナ装置１０４Ｃにおいては、第１結合スロット４１と第２結合スロット４２とが互いに干渉しないため、第１信号線７１と給電パッチ１２との間のインピーダンス整合、及び、第２信号線７２と給電パッチ１２との間のインピーダンス整合を、容易に行うことができる。
The horizontal axis in FIG. 34 indicates the frequency normalized by the center frequency fc. The vertical axis in FIG. 34 indicates the reflection coefficients of the
図３５は、本開示のアンテナ装置の通過係数解析値である。図３５の横軸は、中心周波数ｆｃで規格化した周波数を示している。図３５の縦軸は、第１信号線７１及び第２信号線７２の通過係数を示している。この図３５に示すように、通過係数は、４％以上の比帯域内で、－３５ｄＢ以下となっている。このため、アンテナ装置１０４Ｃにおいては、第１結合スロット４１と第２結合スロット４２との間（２点給電間）のアイソレーションが、向上する。
FIG. 35 is a passage coefficient analysis value of the antenna device of the present disclosure. The horizontal axis in FIG. 35 indicates the frequency normalized by the center frequency fc. The vertical axis in FIG. 35 indicates the passage coefficients of the
図３６は、本開示のアンテナ装置の軸比解析値である。図３６の横軸は、中心周波数ｆｃで規格化した周波数を示している。図３６の縦軸は、給電パッチ１２における第１パッチ１２ａと第２パッチ１２ｂとの間の軸比を示している。この図３６に示すように、軸比は、４％以上の比帯域内で、０．５ｄＢ以下となっている。このため、アンテナ装置１０４Ｃは、良好な給電パッチ１２の軸比を得ることができる。
FIG. 36 shows axial ratio analysis values of the antenna device of the present disclosure. The horizontal axis in FIG. 36 indicates the frequency normalized by the center frequency fc. The vertical axis in FIG. 36 indicates the axial ratio between the
なお、本開示は、その開示の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、或いは、各実施の形態における任意の構成要素の変形、若しくは、各実施の形態における任意の構成要素の省略が可能である。 Note that this disclosure does not include any free combination of embodiments, modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment, within the scope of the disclosure. It is possible.
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。 Hereinafter, various aspects of the present disclosure will be collectively described as supplementary notes.
（付記１）
板状の金属導体からなる給電パッチと、
第１結合スロット及び第２結合スロットを有し、金属導体からなる第１地導体と、
前記給電パッチと前記第１地導体との間に設けられる第１誘電体基板と、
前記第１結合スロットを介して、前記給電パッチと電磁結合する第１給電回路と、
前記第２結合スロットを介して、前記給電パッチと電磁結合する第２給電回路とを備え、
前記第１結合スロット及び前記第２結合スロットは、
長さ方向両端部が、前記第１地導体の中心に対して、当該第１地導体の外側を向くような、折り曲げ形状となる
ことを特徴とするアンテナ装置。
（付記２）
前記第１結合スロット及び前記第２結合スロットは、コ字形をなす
ことを特徴とする付記１記載のアンテナ装置。
（付記３）
前記給電パッチは、
板状の金属導体からなる第１パッチと、
前記第１パッチと直交するように配置され、板状の金属導体からなる第２パッチとを有し、
前記第１パッチと前記第１結合スロットとは対向し、
前記第２パッチと前記第２結合スロットとは対向する
ことを特徴とする付記１記載のアンテナ装置。
（付記４）
前記第１給電回路は、
第１信号線と、
前記第１信号線と前記第１地導体との間に設けられる第２誘電体基板とから構成され、
前記第２給電回路は、
第２信号線と、
前記第２信号線と前記第１地導体との間に設けられる前記第２誘電体基板とから構成される
ことを特徴とする付記１から付記３のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
（付記５）
前記第１給電回路は、
第１信号線と、
前記第１地導体と、
前記第１信号線を挟んで、前記第１地導体の反対側に配置される第２地導体と、
前記第１信号線と前記第１地導体との間に設けられる第２誘電体基板と、
前記第１信号線と前記第２地導体との間に設けられる第３誘電体基板とから構成され、
前記第２給電回路は、
第２信号線と、
前記第１地導体と、
前記第２信号線を挟んで、前記第１地導体の反対側に配置される前記第２地導体と、
前記第２信号線と前記第１地導体との間に設けられる前記第２誘電体基板と、
前記第２信号線と前記第２地導体との間に設けられる前記第３誘電体基板とから構成され、
ことを特徴とする付記１から付記３のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
（付記６）
前記第２誘電体基板に設けられ、前記第１信号線及び前記第２信号線の周囲を囲むように配置される複数のビアを備える
ことを特徴とする付記５記載のアンテナ装置。
（付記７）
信号が入力される２つの入力端子と、前記第１給電回路及び前記第２給電回路のそれぞれと接続する２つの出力端子とを有する円偏波発生部を備え、
前記円偏波発生部は、
一方の入力端子から入力された信号を、前記２つの出力端子から、互いに９０度の位相差を付けて出力する
ことを特徴とする付記１から付記６のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
（付記８）
信号が入力される１つの入力端子と、
前記第１給電回路及び前記第２給電回路のそれぞれと接続する２つの出力端子と、
前記入力端子から入力された信号を、各出力端子に分配する分配回路と、
前記第１給電回路と当該第１給電回路に対応する一方の出力端子との間に設けられ、その一方の出力端子から出力された信号に対して、その位相を９０度遅延させる遅延回路とを有する、円偏波発生部を備える
ことを特徴とする付記１から付記６のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
(Additional note 1)
A power supply patch made of a plate-shaped metal conductor,
a first ground conductor comprising a metal conductor and having a first coupling slot and a second coupling slot;
a first dielectric substrate provided between the power supply patch and the first ground conductor;
a first power supply circuit electromagnetically coupled to the power supply patch via the first coupling slot;
a second power supply circuit electromagnetically coupled to the power supply patch via the second coupling slot;
The first coupling slot and the second coupling slot are
An antenna device characterized in that both ends in the length direction have a bent shape such that both ends of the first ground conductor face outward from the first ground conductor with respect to the center of the first ground conductor.
(Additional note 2)
The antenna device according to
(Additional note 3)
The power supply patch is
a first patch made of a plate-shaped metal conductor;
a second patch arranged perpendicularly to the first patch and made of a plate-shaped metal conductor;
the first patch and the first coupling slot face each other;
The antenna device according to
(Additional note 4)
The first power supply circuit includes:
a first signal line;
a second dielectric substrate provided between the first signal line and the first ground conductor;
The second power supply circuit includes:
a second signal line;
The antenna device according to any one of
(Appendix 5)
The first power supply circuit includes:
a first signal line;
the first ground conductor;
a second ground conductor disposed on the opposite side of the first ground conductor across the first signal line;
a second dielectric substrate provided between the first signal line and the first ground conductor;
a third dielectric substrate provided between the first signal line and the second ground conductor,
The second power supply circuit includes:
a second signal line;
the first ground conductor;
the second ground conductor disposed on the opposite side of the first ground conductor across the second signal line;
the second dielectric substrate provided between the second signal line and the first ground conductor;
the third dielectric substrate provided between the second signal line and the second ground conductor;
The antenna device according to any one of
(Appendix 6)
The antenna device according to
(Appendix 7)
comprising a circularly polarized wave generating section having two input terminals into which signals are input, and two output terminals connected to each of the first feeding circuit and the second feeding circuit,
The circularly polarized wave generating section is
The antenna device according to any one of
(Appendix 8)
one input terminal into which a signal is input;
two output terminals connected to each of the first power supply circuit and the second power supply circuit;
a distribution circuit that distributes the signal input from the input terminal to each output terminal;
A delay circuit is provided between the first power supply circuit and one output terminal corresponding to the first power supply circuit, and delays the phase of the signal output from the one output terminal by 90 degrees. The antenna device according to any one of
１１，１２ 給電パッチ、１２ａ 第１パッチ、１２ｂ 第２パッチ、２１ 第１誘電体基板、２２ 第２誘電体基板、２３ 第３誘電体基板、２４ ビア、３１，３１Ａ，３２ 第１地導体、３３ 第２地導体、４１，５１ 第１結合スロット、４１ａ，５１ａ 直線部、４１ｂ，５１ｂ 折り曲げ直線部、４１ｃ，５１ｃ 折り曲げ直線部、４２，５２ 第２結合スロット、４２ａ，５２ａ 直線部、４２ｂ，５２ｂ 折り曲げ直線部、４２ｃ，５２ｃ 折り曲げ直線部、６１，７１ 第１信号線、６２，７２ 第２信号線、８０Ａ，８０Ｂ 円偏波発生部、８１ａ，８１ｂ 入力端子、８２ａ，８２ｂ 出力端子、８３ 分配回路、８４ 遅延回路、９０ 分配回路、９１ 入力端子、９２ 出力端子、１０１Ａ～１０１Ｃ，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４Ａ～１０４Ｃ，１０５Ａ，１０５Ｂ アンテナ装置、２０１，２０２，２０３ 従来のアンテナ装置、２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ 第１地導体、２１１，２２１ 第１結合スロット、２１２，２２２ 第２結合スロット、２３１ 第１信号線、２３２ 第２信号線、Ｗ１，Ｗ２ 電波、Ｍ１ 磁界、Ｍ２ 磁流、Ｅ 電流。 11, 12 power supply patch, 12a first patch, 12b second patch, 21 first dielectric substrate, 22 second dielectric substrate, 23 third dielectric substrate, 24 via, 31, 31A, 32 first ground conductor, 33 Second ground conductor, 41, 51 First coupling slot, 41a, 51a Straight section, 41b, 51b Folded straight section, 41c, 51c Folded straight section, 42, 52 Second coupling slot, 42a, 52a Straight section, 42b, 52b Folded straight part, 42c, 52c Folded straight part, 61, 71 First signal line, 62, 72 Second signal line, 80A, 80B Circularly polarized wave generator, 81a, 81b Input terminal, 82a, 82b Output terminal, 83 distribution circuit, 84 delay circuit, 90 distribution circuit, 91 input terminal, 92 output terminal, 101A-101C, 102A, 102B, 103A, 103B, 104A-104C, 105A, 105B antenna device, 201, 202, 203 conventional antenna device , 210A, 210B, 210C first ground conductor, 211, 221 first coupling slot, 212, 222 second coupling slot, 231 first signal line, 232 second signal line, W1, W2 radio wave, M1 magnetic field, M2 magnetic current , E current.
Claims (8)
第１結合スロット及び第２結合スロットを有し、金属導体からなる第１地導体と、
前記給電パッチと前記第１地導体との間に設けられる第１誘電体基板と、
前記第１結合スロットを介して、前記給電パッチと電磁結合する第１給電回路と、
前記第２結合スロットを介して、前記給電パッチと電磁結合する第２給電回路とを備え、
前記第１結合スロット及び前記第２結合スロットは、
長さ方向両端部が、前記第１地導体の中心に対して、当該第１地導体の外側を向くような、折り曲げ形状となる
ことを特徴とするアンテナ装置。 A power supply patch made of a plate-shaped metal conductor,
a first ground conductor comprising a metal conductor and having a first coupling slot and a second coupling slot;
a first dielectric substrate provided between the power supply patch and the first ground conductor;
a first power supply circuit electromagnetically coupled to the power supply patch via the first coupling slot;
a second power supply circuit electromagnetically coupled to the power supply patch via the second coupling slot;
The first coupling slot and the second coupling slot are
An antenna device characterized in that both ends in the length direction have a bent shape such that both ends of the first ground conductor face outward from the first ground conductor with respect to the center of the first ground conductor.
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1, wherein the first coupling slot and the second coupling slot are U-shaped.
板状の金属導体からなる第１パッチと、
前記第１パッチと直交するように配置され、板状の金属導体からなる第２パッチとを有し、
前記第１パッチと前記第１結合スロットとは対向し、
前記第２パッチと前記第２結合スロットとは対向する
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。 The power supply patch is
a first patch made of a plate-shaped metal conductor;
a second patch arranged perpendicularly to the first patch and made of a plate-shaped metal conductor;
the first patch and the first coupling slot face each other;
The antenna device according to claim 1, wherein the second patch and the second coupling slot face each other.
第１信号線と、
前記第１信号線と前記第１地導体との間に設けられる第２誘電体基板とから構成され、
前記第２給電回路は、
第２信号線と、
前記第２信号線と前記第１地導体との間に設けられる前記第２誘電体基板とから構成される
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。 The first power supply circuit includes:
a first signal line;
a second dielectric substrate provided between the first signal line and the first ground conductor;
The second power supply circuit includes:
a second signal line;
The antenna device according to claim 1, comprising: the second dielectric substrate provided between the second signal line and the first ground conductor.
第１信号線と、
前記第１地導体と、
前記第１信号線を挟んで、前記第１地導体の反対側に配置される第２地導体と、
前記第１信号線と前記第１地導体との間に設けられる第２誘電体基板と、
前記第１信号線と前記第２地導体との間に設けられる第３誘電体基板とから構成され、
前記第２給電回路は、
第２信号線と、
前記第１地導体と、
前記第２信号線を挟んで、前記第１地導体の反対側に配置される前記第２地導体と、
前記第２信号線と前記第１地導体との間に設けられる前記第２誘電体基板と、
前記第２信号線と前記第２地導体との間に設けられる前記第３誘電体基板とから構成され、
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。 The first power supply circuit includes:
a first signal line;
the first ground conductor;
a second ground conductor disposed on the opposite side of the first ground conductor across the first signal line;
a second dielectric substrate provided between the first signal line and the first ground conductor;
a third dielectric substrate provided between the first signal line and the second ground conductor,
The second power supply circuit includes:
a second signal line;
the first ground conductor;
the second ground conductor disposed on the opposite side of the first ground conductor across the second signal line;
the second dielectric substrate provided between the second signal line and the first ground conductor;
the third dielectric substrate provided between the second signal line and the second ground conductor;
The antenna device according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項５記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 5, further comprising a plurality of vias provided on the second dielectric substrate and arranged so as to surround the first signal line and the second signal line.
前記円偏波発生部は、
一方の入力端子から入力された信号を、前記２つの出力端子から、互いに９０度の位相差を付けて出力する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。 comprising a circularly polarized wave generating section having two input terminals into which signals are input, and two output terminals connected to each of the first feeding circuit and the second feeding circuit,
The circularly polarized wave generating section is
7. The signal inputted from one input terminal is outputted from the two output terminals with a phase difference of 90 degrees from each other. antenna device.
前記第１給電回路及び前記第２給電回路のそれぞれと接続する２つの出力端子と、
前記入力端子から入力された信号を、各出力端子に分配する分配回路と、
前記第１給電回路と当該第１給電回路に対応する一方の出力端子との間に設けられ、その一方の出力端子から出力された信号に対して、その位相を９０度遅延させる遅延回路とを有する、円偏波発生部を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。 one input terminal into which a signal is input;
two output terminals connected to each of the first power supply circuit and the second power supply circuit;
a distribution circuit that distributes a signal input from the input terminal to each output terminal;
A delay circuit is provided between the first power supply circuit and one output terminal corresponding to the first power supply circuit, and delays the phase of the signal output from the one output terminal by 90 degrees. The antenna device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a circularly polarized wave generating section.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022130834A JP2024027756A (en) | 2022-08-19 | 2022-08-19 | antenna device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022130834A JP2024027756A (en) | 2022-08-19 | 2022-08-19 | antenna device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024027756A true JP2024027756A (en) | 2024-03-01 |
Family
ID=90039862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022130834A Pending JP2024027756A (en) | 2022-08-19 | 2022-08-19 | antenna device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2024027756A (en) |
-
2022
- 2022-08-19 JP JP2022130834A patent/JP2024027756A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5043738A (en) | Plural frequency patch antenna assembly | |
| US7589676B2 (en) | Aperture-coupled antenna | |
| US5001492A (en) | Plural layer co-planar waveguide coupling system for feeding a patch radiator array | |
| JP2002026638A (en) | Antenna system | |
| JP2000261235A (en) | Triplate line feeding type microstrip antenna | |
| US11955733B2 (en) | Millimeter-wave end-fire magneto-electric dipole antenna | |
| Yu et al. | Broadband millimeter-wave endfire circularly polarized array with a low-profile feeding structure | |
| JP3234393B2 (en) | Antenna device | |
| Yang et al. | Design of a wide-beam microstrip array antenna for automotive radar application | |
| JP2004007034A (en) | Two-element and multi-element array type slot antenna | |
| JP3415453B2 (en) | Microstrip antenna | |
| Sun et al. | C-shaped open slot antenna array for millimeter-wave applications | |
| Kim et al. | Slot-coupled circularly polarized array antenna with substrate-integrated waveguide cavity for parallel-plate-mode suppression | |
| JPH02288707A (en) | Flat plate guide antenna | |
| JP3725415B2 (en) | Diversity antenna device | |
| JPH03101507A (en) | planar antenna | |
| JP4516246B2 (en) | antenna | |
| JP2024027756A (en) | antenna device | |
| Chen et al. | A cross-polarization suppressed probe-fed patch antenna and its applications to wide-angle beam-scanning arrays | |
| JP3517021B2 (en) | Dual-polarized planar antenna | |
| JP2002033617A (en) | Feeder system | |
| JPH08116211A (en) | Plane antenna system | |
| JP5546256B2 (en) | Slot array antenna | |
| Kim et al. | Gain-enhanced cavity-backed cross slot antenna with truncated ground walls | |
| JPH05160626A (en) | Triplate type plane antenna with non-feed element |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20250613 |