レフレックス型円偏波アンテナ
【課題】簡素化した構造でもってアンテナの指向性を容易に変更可能であり、円偏波或いはこれに近似する楕円偏波を発生させるレフレックス型円偏波アンテナを提供する。
【解決手段】円偏波を送受信するレフレックス型円偏波アンテナであって、給電素子５と無給電素子６とを組み合わせたアンテナ素子１と、２枚のレフレックス板２ａ、２ｂとを有し、前記アンテナ素子１を、前記一のレフレックス板２ａと離間して対峙する他のレフレックス板２ｂとの間に配置し、送受信用電力を給電・受電する給受電部を、前記一のレフレックス板２ａ側から前記アンテナ素子１に接続し、前記他のレフレックス板２ｂを前記アンテナ素子１に対して電気的に絶縁している。
【解決手段】円偏波を送受信するレフレックス型円偏波アンテナであって、給電素子５と無給電素子６とを組み合わせたアンテナ素子１と、２枚のレフレックス板２ａ、２ｂとを有し、前記アンテナ素子１を、前記一のレフレックス板２ａと離間して対峙する他のレフレックス板２ｂとの間に配置し、送受信用電力を給電・受電する給受電部を、前記一のレフレックス板２ａ側から前記アンテナ素子１に接続し、前記他のレフレックス板２ｂを前記アンテナ素子１に対して電気的に絶縁している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円偏波或いはこれに近似する楕円偏波を励起するレフレックス型円偏波アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳを使って情報の遣り取りを行うものとして、例えば、カーナビや携帯電話が普及している。前記カーナビは自動車に搭載されて自動車の運行に伴って位置移動をする特性を有しており、携帯電話はユーザの行動に伴って位置移動する特性を有している。
【０００３】
前記カーナビや前記携帯電話による情報の授受には円偏波を用いることが有効である。前記円偏波を発生させるアンテナとしてはヘリカルアンテナが一般的であるが、前記ヘリカルアンテナは、導線を筒状に巻き付けることにより円偏波を発生させている。
【０００４】
そして、アンテナの指向性、すなわちアンテナのビームを切り替えるアンテナとして、特許文献１〜特許文献５に開示されたような円偏波アンテナが開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１２８４３５号公報
【特許文献２】特開２０００−３６３３９号公報
【特許文献３】特許第３７１６９１９号
【特許文献４】特開２０００−２５８５３３号公報
【特許文献５】特開２００４−１２８６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１〜５に開示された円偏波アンテナは、そのいずれもがアンテナのビームを切り替える構造が複雑であり、それに伴ってアンテナの構造が大型かつ複雑となり、その構造を簡素化したアンテナが要望されている。
【０００７】
本発明の目的は、簡素化した構造でもってアンテナの指向性を容易に変更可能であり、円偏波或いはこれに近似する楕円偏波を発生させるレフレックス型円偏波アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明に係るレフレックス型円偏波アンテナは、円偏波を送受信するレフレックス型円偏波アンテナであって、
給電素子と無給電素子とを組み合わせたアンテナ素子と、２枚のレフレックス板とを有し、前記アンテナ素子を、前記一のレフレックス板と離間して対峙する他のレフレックス板との間に配置し、送受信用電力を給電・受電する給受電部を、前記一のレフレックス板側から前記アンテナ素子に接続し、前記他のレフレックス板を前記アンテナ素子に対して電気的に絶縁したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アンテナ素子と２枚のレフレックス板との組み合わせにより、簡素化した構造でもってアンテナの指向性を容易に変更することができ、しかも円偏波或いはこれに近似する楕円偏波を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナの基本的な構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナの具体例を示す断面図、（ｂ）は、アンテナ素子とレフレックス板との関係を示す図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナを変形した例における基本的な構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナを変形した例の具体例を示す断面図、（ｂ）は本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナを変形した例におけるアンテナ素子とレフレックス板との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナの基本的な構成を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は、図５に示す本発明の実施形態２に係るレフレックス型円偏波アンテナの具体例を示す断面図、（ｂ）は、アンテナ素子とレフレックス板との関係を示す図である。
【図７】図１に示す本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナに関する実測データを示す図である。
【図８】図１に示す本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、給電素子と無給電素子とのなす角度とその長さの比との関係をシミュレーションした特性図である。
【図９】図１に示す本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、給電素子と無給電素子とのなす角度とその長さの比との関係をシミュレーションした特性図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態１及び２に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、周波数と利得との関係をそれぞれシミュレーションした特性図である。
【図１１】本発明の実施形態１及び２に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、周波数と反射係数との関係をシミュレーションした特性図である。
【図１２】本発明の実施形態１及び２に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、周波数と軸比との関係をシミュレーションした特性図である。
【図１３】本発明の実施形態２に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、ダイポール給電素子と無給電素子とのなす角度とその長さの比との関係をシミュレーションした特性図である。
【図１４】本発明の実施形態２に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、ダイポール給電素子と無給電素子とのなす角度とその長さの比との関係をシミュレーションした特性図である。
【図１５】本発明の実施形態２に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、ダイポール給電素子と無給電素子とのなす角度とその長さの比との関係をシミュレーションした特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
本発明の実施形態に係るレフレックス型円偏波アンテナは、円偏波（以下、円偏波或いはこれに近似する楕円偏波を含む）を送受信するレフレックス型円偏波アンテナであって、図１，図３及び図５に示すように基本的な構成として、給電素子５，９と無給電素子６，８，１０とを組み合わせたアンテナ素子１と、２枚のレフレックス板２ａ，２ｂとを有し、前記アンテナ素子１を、前記一のレフレックス板２ａと離間して対峙する他のレフレックス板２ｂとの間に配置し、送受信用電力を給電・受電する給受電部３を、前記一のレフレックス板２ａ側から前記アンテナ素子１に接続し、前記他のレフレックス板２ｂを前記アンテナ素子１に対して電気的に絶縁したことを特徴とするものである。
【００１３】
レフレックス板２ａ，２ｂは導体から形成されており、電磁波を反射するものである。図示の例として、レフレックス板２ａ，２ｂを円盤状に形成したが、これに限られるものではない。
【００１４】
図１，図３及び図５に基づく説明では、本発明の実施形態に係るレフレックス型円偏波アンテナを円盤状に形成し、そのレフレックス型円偏波アンテナを送信用アンテナとして用いた場合を説明するが、受信用アンテナとして用いても良いものである。送信用アンテナとして用いた場合、給受電部３は送信用電力を給電する給電点として機能し、受信用アンテナとして用いた場合、給受電部３はアンテナに到来した磁界及び電界に基づくアンテナ電流を受電する受電部として機能する。また、レフレックス板２ａ，２ｂは導体で形成され、アンテナ素子１から放射される電磁波を反射する。
【００１５】
本発明の実施形態において、アンテナ素子１によるアンテナの指向性を切り替える構成、すなわち図１，図３及び図５の一点鎖線で示すアンテナの指向性と二点鎖線で示すアンテナの指向性とを切り替える構成について説明する。
【００１６】
先ず、図１，図３及び図５の一点鎖線で示すアンテナの指向性を確保する構成について説明する。図１，図３及び図５に示すように、レフレックス板２ａ，２ｂを円盤状に形成し、前記一のレフレックス板２ａの直径をＤ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径をＤ２である場合に、これらの直径Ｄ１，Ｄ２を、Ｄ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２（λ：波長）の関係に設定する。前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記他のレフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒λ／２（λ：波長）の関係に設定する。この場合、アンテナ素子１から図の一点鎖線で示す前方方向でのアンテナ利得を理論値として最大限にするには、前記間隔Ｓをλ／２に設定することが望ましいものである。なお、アンテナ素子１の製造公差や組み立て公差などを考慮すると、製品上での設定値としての間隔Ｓを理論値よりも範囲を拡大させる必要があり、その間隔Ｓを、λ／２を中心として製作誤差の範囲に収めることが望ましいものである。
【００１７】
前記設定関係をもつ本発明の実施形態に係るレフレックス型円偏波アンテナでは、次の様に作用する。
【００１８】
すなわち、アンテナ素子１は電磁波を前方に配置したレフレックス板２ｂに向けて放射する。アンテナ素子１から放射された電磁波は、アンテナ素子１に対峙する前方のレフレックス板２ｂで後方のレフレックス板２ａ側に反射される。前記反射電磁波は、アンテナ素子１の後方に位置するレフレックス板２ａで再び前方のレフレックス板２ｂ側に反射され、対峙するレフレックス板２ａと２ｂとの間で反射されて、前方のレフレックス板２ｂ側への利得が３〜６ｄＢ程度増加される。そして、本実施形態では、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とをＤ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２の関係に設定し、前記対峙する２枚のレフレックス板２ａ，２ｂ間の間隔ＳをＳ≒λ／２の関係に設定しているため、前記利得増加した電磁波は、図２，図４及び図６に１点鎖線で示す矢印方向、すなわち、アンテナ素子１の前方（レフレクタ板２ａ，２ｂの法線方向）に向けて放射し、空中伝搬する。
【００１９】
次に、図１，図３及び図５の二点鎖線で示すアンテナの指向性を確保する構成について説明する。図１，図３及び図５に示すように、レフレックス板２ａ，２ｂを円盤状に形成し、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）の関係に設定している。前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記他のレフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒１λ（λ：波長）の関係に設定している。この場合、アンテナ素子１から図の二点鎖線で示す横方向へのアンテナ指向性を理論値として最大限にするには、前記間隔Ｓを１λに設定することが望ましいものである。なお、アンテナ素子１の製造公差や組み立て公差などを考慮すると、製品上での設定値としての間隔Ｓは、１λを中心として製作公差の範囲に収めることが望ましいものである。
【００２０】
前記設定関係をもつ本発明の実施形態に係るレフレックス型円偏波アンテナでは、次の様に作用する。
【００２１】
すなわち、アンテナ素子１は電磁波を前方に配置したレフレックス板２ｂに向けて放射する。アンテナ素子１から放射された電磁波は、アンテナ素子１に対峙する前方のレフレックス板２ｂで後方のレフレックス板２ａ側に向けて反射される。前記反射電磁波は、アンテナ素子１の後方に位置するレフレックス板２ａで再び前方のレフレックス板２ｂ側に反射される。そして、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とがＤ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）の関係に設定されているため、前記電磁波は、図２，図４及び図６に１点鎖線で示す矢印方向、すなわち、アンテナ素子１の前方への放射が阻止される。そのため、前記電磁波は、図２，図４及び図６に２点鎖線で示す矢印方向、すなわちレフレックス板２ａ，２ｂの板面に沿う方向（側面方向）に放射し、空中伝搬する。
【００２２】
以上のように、本発明の実施形態では、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１と前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２と波長λとの関係、及び対峙するレフレックス板相互間の間隔を規定することにより、アンテナの指向性を切り替えることができる。しかも、そのアンテナの指向性を切り替えるという目的を、アンテナ素子１とレフレックス板２ａ，２ｂとによる簡単な構造で実現することができるものである。
【００２３】
また、前記アンテナ素子１の実効有効長は、λ／４（λ：波長）或いはその近傍に設定する、或いは、λ／２（λ：波長）或いはその近傍に設定することが望ましいものである。なお、アンテナ素子１の実効有効長は理論値としてλ／４或いはλ／２に設定することが望ましいものであるが、アンテナ素子１の製造公差や組み立て公差などを考慮すると、製品上での設定値としてのアンテナ素子１の実効有効長は、λ／４或いはλ／２を中心として製作誤差の範囲に収めることが望ましいものである。
【００２４】
次に、前記アンテナ素子１の実効有効長を上記のようにそれぞれ設定した例を実施形態１及び実施形態２としてさらに具体的に説明する。図２（ａ）は図２（ｂ）の断面図であるが、給電素子５と無給電素子６とを平面状に展開して図示しているため、実際の寸法と相違している。
【００２５】
（実施形態１）
本実施形態１は図１及び図２（ａ）（ｂ）に示すように、例えばシリコン基板のような板状の誘電体４の一面４ａに円盤状の給電・受電用のレフレックス２ａを反射板として形成する。そして、前記レフレックス板２ａの中央部に開口２ｃを設けている。
【００２６】
また、前記アンテナ素子１を給電素子５と無給電素子６とで構成している。具体的に説明すると、給電素子５と無給電素子６とは逆Ｌ型に折り曲げて形成している。そして、無給電素子６の一端６ｂをレフレックス板２ａの開口２ｃの縁部に電気的に接続し、給電素子５の一端５ｂをレフレックス板２ａの開口２ｃに通してレフレックス板２ａとの間を電気的に絶縁している。
【００２７】
さらに、給電素子５の屈曲辺５ｃと、無給電素子６の屈曲辺６ｃとをレフレックス板２ａの盤面に沿わせて配置し、前記屈曲辺５ｃ，６ｃ同士を開き角θをもってハ字状に向きを変えて配置している。また、レフレックス板２ａは、給電素子５及び無給電素子６の後方に配置してある。また、レフレックス板２ａの盤面と前記屈曲辺５ｃ，６ｃとの間は電気的に絶縁している。
【００２８】
なお、図２（ａ）では、給電素子５と無給電素子６とが開き角度θで開いているが、これらの素子が存在していることを明らかにするため、これらの素子を同一面で展開した状態で図示しており、これらの素子の寸法関係が実際のものとは異なって図示してある。
【００２９】
図１及び図２では、給電素子５の立ち上がり辺５ａと屈曲辺５ｃとによるアンテナ素子として実効な範囲（実効有効長）を太線で示しており、その実効有効長をＬ１に設定している。同様に、無給電素子６の立ち上がり辺６ａと屈曲辺６ｃとによるアンテナ素子として実効な範囲（実効有効長）を太線で示しており、その実効有効長をＬ２に設定している。本実施形態１では、給電素子５の実効有効長Ｌ１をλ／４（λ；波長）或いはその近傍に設定している。理論上の実効有効長Ｌ１はλ／４（λ：波長）であるが、許容される製造公差などを考慮した場合、λ／４を中心として製作公差の範囲に変動するため、λ／４或いはその近傍として実効有効長Ｌ１を特定している。
【００３０】
また、無給電素子６の実効有効長Ｌ２は、給電素子５の実効有効長Ｌ１より短く設定している、すなわちＬ２≦Ｌ１の関係に設定している。実効有効長Ｌ１，Ｌ２の関係をシミュレーションにより求めた結果では、開き角θが５４°の場合、実効有効長Ｌ１×０．９４＝実効有効長Ｌ２（Ｌ２＜Ｌ１）となった。このシミュレーションの結果、無給電素子６の実効有効長Ｌ２は給電素子５の実効有効長Ｌ１より短い、すなわち、給電素子５の屈曲辺５ｃと無給電素子６の屈曲辺６ｃとの開き角θとの関係でＬ２≦Ｌ１の関係に設定することが望ましいとの結論を得た。上記のように設定することで、給電素子５と無給電素子６とが電磁結合することにより、給電素子５に流れる電流に対する無給電素子６に流れる電流の位相遅れを同一面内に生じるというシミュレーションの結果を得ている。なお、前記位相遅れは、９０°或いは９０°に近似した遅れ量である。
【００３１】
前記給電素子５と前記無給電素子６とが逆Ｌ型に屈曲してあるため、立ち上がり辺５ａ，６ａの高さに対して横向きの長さが長くなり、レフレクタ板２ａの法線方向での全体の高さを低姿勢に保持している。
【００３２】
さらに、本実施形態１では、誘電体からなるサポータ７をレフレックス板２ａ上に立設し、そのサポータ７の先端に他のレフレックス板２ｂを一のレフレックス板２ａと平行或いはほぼ平行に配列して支持させ、レフレックス板２ｂをアンテナ素子１の前方（図中右側）にアンテナ素子１及びレフレックス板２ａと電気的に絶縁して対峙させている。
【００３３】
アンテナ素子１から図２の１点鎖線で示す方向に電磁波を放射する場合には、前記一のレフレックス板２ａの直径をＤ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径をＤ２とした場合に、Ｄ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２（λ：波長）の関係に設定する。この場合、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記他のレフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒λ／２（λ：波長）に設定する。
【００３４】
前記構成による本実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナの動作について説明する。アンテナ素子１を構成する給電素子５とレフレックス板２ａとの間に給電点３から送信用電力を給電すると、給電素子５に電流が流れ、給電素子５と無給電素子６とが電磁結合することにより、無給電素子５に電流が流れる。この場合、無給電素子６は給電素子５に対して開き角度θをもつ位置に配置してあるため、給電素子５を流れる電流と無給電素子６を流れる電流との間に位相遅れが生じ、円偏波（軸比が１に近い楕円偏波を含む）が発生する。
【００３５】
この場合、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２（λ：波長）の関係に設定してあり、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記レフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒λ／２（λ：波長）に設定されているため、次の様に作用する。
【００３６】
すなわち、給電素子５及び無給電素子６から構成されたアンテナ素子１は電磁波をレフレックス板２ｂに向けて放射する。アンテナ素子１から放射された電磁波は、アンテナ素子１に対峙するレフレックス板２ｂでレフレックス板２ａ側に反射される。前記反射電磁波は、アンテナ素子１の後方に位置するレフレックス板２ａで再び前方のレフレックス板２ｂ側に反射され、対峙するレフレックス板２ａと２ｂとの間で反射されて、前方のレフレックス板２ａへの利得が３〜６ｄＢ程度増加される。そして、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とをＤ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２、前記間隔ＳをＳ≒λ／２の関係に設定しているため、前記利得増加した電磁波は、図２に１点鎖線で示す矢印方向、すなわち、アンテナ素子１の前方に向けて放射し、空中伝搬する。
【００３７】
アンテナ素子１から図２の２点鎖線で示す方向に電磁波を放射する場合には、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）の関係に設定する。この場合、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記他のレフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒１λ（λ：波長）に設定する。
【００３８】
前記構成による本実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナでは、次の様に作用する。すなわち、アンテナ素子１を構成する給電素子５とレフレックス板２ａとの間に給電点３から送信用電力を給電すると、給電素子５に電流が流れ、給電素子５と無給電素子６とが電磁結合することにより、無給電素子５に電流が流れる。この場合、無給電素子６は給電素子５に対して開き角度θをもつ位置に配置してあるため、給電素子５を流れる電流と無給電素子６を流れる電流との間に位相遅れが生じ、円偏波（軸比が１に近い楕円偏波を含む）が発生する。
【００３９】
この場合、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＝Ｄ２＞１λの関係に設定してあり、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記レフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒１λに設定されているため、次の様に作用する。
【００４０】
すなわち、給電素子５及び無給電素子６から構成されたアンテナ素子１は電磁波をレフレックス板２ｂに向けて放射する。アンテナ素子１から放射された電磁波は、アンテナ素子１に対峙するレフレックス板２ｂでレフレックス板２ａ側に反射される。前記反射電磁波は、アンテナ素子１の後方に位置するレフレックス板２ａで再び前方のレフレックス板２ｂ側に反射される。そして、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とがＤ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）の関係に設定されているため、前記電磁波は、図２に１点鎖線で示す矢印方向、すなわち、アンテナ素子１の前方への放射が阻止される。そのため、前記電磁波は、図２に２点鎖線で示す矢印方向、すなわちレフレックス板２ａ，２ｂの板面に沿う方向に放射し、空中伝搬する。
【００４１】
次に、本実施形態１において、前記給電素子５及び前記無給電素子６と前記レフレックス板２ａ，２ｂとの組み合わせにより、円偏波（楕円偏波を含む）が発生することを検証する。
【００４２】
給電素子５に対して１本の無給電素子６を用いる例をシミュレーションにより求め、電界ベクトルの先端の軌跡を図８に示す。図８のシミュレーションでは、給電素子５と無給電素子６との開き角θを５４°、給電素子５の実効有効長Ｌ１をλ／４（λ；使用周波数）に設定し、無給電素子６の実効有効長Ｌ２をＬ１×０．９４に設定している。この場合、軸比は１．２３（約１．８ｄＢ）である。
【００４３】
図８から明らかなように、給電素子５と無給電素子６とを使って電磁波を発生させると、楕円偏波であることが明らかになった。このシミュレーションの結果からして、本発明の実施形態では、前記給電素子５及び前記無給電素子６と前記接地板５との組み合わせにより、円偏波が発生することが検証された。
【００４４】
次に、図８に示したシミュレーションの結果に基づいて、本実施形態１のアンテナを構築して、その偏波特性を実測した。その実測結果を図７に示す。図７に示す偏波特性は、図８に示す電界ベクトルの先端の軌跡に対応するものであり、図７に示す実測の場合、電界ベクトルそのものではなく、送信アンテナのビームの先端を見ている。
【００４５】
図７では、給電素子５と無給電素子６との開き角θを４５°、給電素子５の実効有効長Ｌ１を約λ／４、使用周波数λを１．９ＧＨｚに設定し、無給電素子６の実効有効長Ｌ２をＬ１＝Ｌ２（約λ／４）に設定している。この場合、軸比は約５ｄＢである。
【００４６】
図７において、符号Ｔ１で示す偏波特性は、送信アンテナの正面に対して２５°の角度で実測したものであり、符号Ｔ２で示す偏波特性は、送信アンテナの正面に対して４５°の角度で実測したものであり、符号Ｔ３で示す偏波特性は、送信アンテナの正面に対して６５°の角度で実測したものである。
【００４７】
図７に示す偏波特性からして、本実施形態１に係るアンテナは円偏波アンテナとして機能していることが検証できた。
【００４８】
さらに、本実施形態１に示すアンテナ素子１（給電素子５及び無給電素子６）を用い、かつ、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）、２つのレフレックス板２ａ，２ｂ間の間隔Ｓを、Ｓ≒１λの関係に設定したレフレックス型円偏波アンテナが、アンテナとして機能するか否かをシミュレーションした結果を図１０〜図１１に示している。
【００４９】
前記シミュレーションは、レフレックス板２ａの直径Ｄ１の寸法を、製造公差を考慮して約１λ付近に設定し、一のレフレックス板２ａに対峙する他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２を、製造公差を考慮して約λ／２付近に設定し、対峙する２つのレフレックス板２ａ，２ｂ間の間隔ＳをＳ≒λ／２にそれぞれ設定して実施した。この寸法関係は、上述した、Ｄ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２、Ｓ≒λ／２の関係を満たすものである。
【００５０】
図１０（ａ）は、本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナの利得を示すものであり、図１０（ｂ）は、後方のレフレックス板２ａのみを設けた円偏波アンテナの利得を示すものである。図において、横軸に周波数をとり、縦軸に利得をとっている。
【００５１】
図１０（ｂ）に示す円偏波アンテナは最大利得が＋６ｄＢ程度であるのに対して、図１０（ａ）に示す本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナは、後方のレフレックス板２ａに対してアンテナ素子１の前方にレフレックス板２ｂを配置したことにより、図１０（ｂ）のアンテナに対して約＋３ｄＢの利得が増加していることが分かる。
【００５２】
図１１は、本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナにおける周波数と反射係数との関係を示している。図の横軸に周波数をとり、縦軸の単位をｄＢとしている。図１１に示すアンテナ入力端の反射係数でマイナスの数値が大きい周波数（約２．３７５ＧＨｚ付近）のところでマッチングが取れていることが分かる。図１１から、本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナは円偏波アンテナとして機能していることが分かる。
【００５３】
図１２は、放射方向に対してアンテナを左右に振った場合（ビーム内）の軸比を示している。図の横軸に放射方向にアンテナを左右に振る際の角度をとり、縦軸に軸比を取っている。図１２からｆ＝２．１５ＧＨｚでの軸比は近似的に“１”であり、円偏波に近い楕円偏波が発生していることが分かる。
【００５４】
図１０〜図１２から明らかなように、レフレックス板２ａ，２ｂ間にアンテナ素子１を介装した本実施形態１では、アンテナとして機能していることが検証できた。
【００５５】
なお、このシミュレーションを別の例、すなわち、本実施形態２に示すアンテナ素子１（給電素子５及び無給電素子６）を用い、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）の関係に設定し、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記他のレフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒１λ（λ：波長）に設定したレフレックス型円偏波アンテナについて行っても、図１０〜図１２と同様の検証結果を得た。
【００５６】
以上説明したように本実施形態１によれば、給電素子と無給電素子とが電磁結合することにより、前記給電素子に流れる電流に対する前記無給電素子に流れる電流の位相遅れが同一面内に生じ、円偏波或いはこれに近似した偏波を発生させることができ、円偏波アンテナとして用いることができる。さらに、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１と前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２と波長λとの関係、レフレックス板相互間の間隔を規定することにより、アンテナの指向性を切り替えることができる。しかも、そのアンテナの指向性を切り替えるという目的を、アンテナ素子１とレフレックス板２ａ，２ｂとによる簡単な構造で実現することができるものである。
【００５７】
さらに本実施形態１によれば、アンテナ素子が給電素子と無給電素子とを電磁結合させる構成であるため、給電構造を単純化することができ、しかも電流に位相差を持たせる位相器も不要であるため、全体構造を簡素化することができる。
【００５８】
また、前記給電素子と前記無給電素子とを折り曲げて低姿勢に保持することにより、アンテナの高さ方向での寸法を極力低くすることができる。さらに、各素子の一部を立ち上げることにより、横方向に張り出す素子の長さを短縮することができ、横方法及び縦方向での寸法を可及的に小さくすることができる。
【００５９】
また、アンテナ素子からの電磁波を対峙しているレフレックス板の相互間で反射を繰り返すことにより、利得を増加させることができ、送信特性及び受信特性を改善できる。
【００６０】
以上の説明では、給電素子５に対して１本の無給電素子６を用いた例を説明したが、無給電素子６の本数は１本に限られるものではない。無給電素子６の本数を増やした例を図３及び図４に基づいて説明する。その構成は、図１及び図２に示す構成と同様である。相違点のみを説明する。図４（ａ）は図４（ｂ）の断面図であるが、給電素子５と無給電素子６，８とを平面状に展開して図示しているため、実際の寸法と相違している。また、図４（ｂ）では、無給電素子６と８とはほぼ同一の高さに配置しているが、図４（ａ）では、無給電素子６と８との存在を示すために、無給電素子６に対して無給電素子８を高さ方向に位置をずらせて図示しており、実際の位置関係と相違している。
【００６１】
図３及び図４に示す例では、前記給電素子５と前記無給電素子６との間に他の無給電素子８を介在させて３素子とし、前記誘電素子１と前記無給電素子８との間を電磁結合させ、さらに前記無給電素子８と前記無給電素子６との間を電磁結合させることにより、前記給電素子５に流れる電流に対する前記無給電素子６，８にそれぞれ流れる電流の位相遅れを同一面内に生じさせている。
【００６２】
図４（ａ）に示すように、無給電素子８は、無給電素子６と同様に立ち上がり辺８ａと屈曲辺８ｃとを有する逆Ｌ型構造であって、立ち上がり辺８ａの一端が一のレフレックス板２ａに電気的に接続している。また、無給電素子６と無給電素子８はサポータ７ａで支持してその相互間を開き角度θ１をもってハ字型に開いている。無給電素子６，８の屈曲辺６ｃ，８ｃはほぼ同一の高さに保持してある。なお、図４（ａ）では、無給電素子６，８の存在を明らかにするために、無給電素子６，８の屈曲辺６ｃ，８ｃの高さ位置をずらせて図示している。また、図４（ｂ）では、無給電素子６，８間の開き角度θ１、無給電素子８と給電素子５間の開き角度θ２でそれぞれで開いているが、これらの素子が存在していることを明らかにするため、これらの素子を同一面で展開した状態で図示しており、これらの素子の寸法関係が実際のものとは異なって図示してある。
【００６３】
３素子による電界ベクトルの先端の軌跡をシミュレーションした結果を図９に示す。シミュレーションでは、無給電素子６と無給電素子８との開き角θ１を５〜７４°、給電素子５と無給電素子８との開き角θ２を約９０°にそれぞれ設定している。さらに、給電素子５と無給電素子６との実効有効長Ｌ１，Ｌ２を約λ／４（λ：使用周波数）、無給電素子８の実効有効長Ｌ３をＬ１（Ｌ２）×０．９にそれぞれ設定している。この場合、軸比は約２．１ｄＢである。追加した無給電素子８は、誘電体からなるサポータ７ａで支持し、その一端８ｂ及び屈曲部８ａ，８ｃをレフレックス板２ａ及び給電素子５並びに無給電素子６に対して電気的に絶縁させている。また、追加した無給電素子８は、無給電素子６と同様に立ち上がり辺８ａと、レフレックス板２ａの盤面に沿う屈曲辺８ｃとを有しており、追加した無給電素子８の実効有効長Ｌ３は太線で示す長さ（立ち上がり辺８ａ及び屈曲辺８ｃ）としている。また、追加した無給電素子８は、無給電素子６及び給電素子５と電気的に絶縁している。
【００６４】
図９から明らかなように、給電素子５と無給電素子６及び８とを使って電磁波を発生させると、楕円偏波であることが明らかになった。このシミュレーションの結果からして、本発明の実施形態では、前記給電素子５及び前記無給電素子６，８と前記レフレックス板２ａとの組み合わせにより円偏波が発生することが検証された。
【００６５】
また、図３及び図４のように無給電素子を増やし、かつレフレックス板２ａ，２ｂ間にアンテナ素子１を介装したレフレックス型円偏波アンテナについて行っても、図１０〜図１１と同様のシミュレーションを行った結果、図１０〜図１１と同様の特性を示すことを検証した。
【００６６】
図９から明らかなように、給電素子と無給電素子との開き角及び長さに加えて、無給電素子の本数を変化させることにより、前記位相遅れを調整できるものである。
【００６７】
なお、図３及び図４においては、給電素子５と２本の無給電素子６，８との３素子としたが、これに限られるものではない。シミュレーションの結果、給電素子５と無給電素子６との間に介在させる無給電素子８は、１以上の本数であってもよいことが分かっている。なお、素子同士を電磁結合した際のロス等を考慮すると、介在させる無給電素子の本数は１本であることが望ましいものである。
【００６８】
（実施形態２）
本実施形態２に係る無給電無指向性アンテナは図５及び図６に示すようにアンテナ素子１をダイポール給電素子９と無給電素子１０との組み合わせにより構成し、前記ダイポール給電素子９の給受電部３に前記無給電素子１０を電気的に絶縁して交差させ、前記ダイポール給電素子９に前記無給電素子１０を電磁結合させたことを特徴とするものである。なお、送信用のアンテナとして用いる場合を説明するため、給受電部３を給電点３として表記する。なお、受信用アンテナとして用いてもよく、その場合、給電点３は受電点として機能する。
【００６９】
なお、図５では、ダイポール給電素子９と無給電素子１０とが開き角度θで開いているが、これらの素子が存在していることを明らかにするため、これらの素子を同一面で展開した状態で図示しており、これらの素子の寸法関係が実際のものとは異なって図示してある。また、図６（ｂ）に示すように、ダイポール給電素子９と無給電素子１０とは交差しているが、図６（ａ）では、ダイポール給電素子９と給電部３との関係を示すために、ダイポール給電素子９を直線状に図示し、無給電素子１０を黒丸として図示しており、実際の構成と相違している。
【００７０】
具体的に説明すると、ダイポール給電素子９は、使用波長（λ）の１／２波長（λ）の長さをもつ２本の給電素子９ａ，９ｂをその突き合わせ端間を電気的に絶縁して平面上で直線状に配置し、これらの給電素子９ａ，９ｂに給電点３を電気的に接続している。図５及び図６では、給電点３として同軸ケーブルを用い、その同軸ケーブルの中心導体を一方の給電素子９ａ、その外皮導体を他方の給電素子９ｂにそれぞれ電気的に接続している。なお、給電点３として同軸ケーブルを用いたが、それ以外の給電構造を用いてもよいものである。本発明の実施形態で注目すべき点は、給電素子９ａ，９ｂと給電点３との間に位相器を設けていないことである。
【００７１】
前記無給電素子１０には、直線状の導体を用いており、前記無給電素子１０は、前記ダイポール給電素子９の給電部３に電気的に絶縁して交差させてある。その交差構造を具体的に説明すると、前記ダイポール給電素子９は、それを構成する２本の給電素子９ａ，９ｂの対峙する端部間が電気的に絶縁されているため、２本の給電素子９ａ，９ｂ間にはスペースＳが存在する。前記スペースＳを利用して、前記無給電素子１０をダイポール給電素子９のスペースＳに通して前記ダイポール給電素子９と交差させている。前記無給電素子１０を前記ダイポール給電素子９のスペースＳ内に通す際に、前記無給電素子１０を前記ダイポール給電素子９に対して電気的に絶縁している。
【００７２】
そして、前記ダイポール給電素子９に給電点３から給電を行うことにより、前記給電素子９に前記無給電素子１０を電磁結合させている。
【００７３】
また、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比と、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θとに基づいて、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とにそれぞれ流れる電流の位相差を調整している。シミュレーションした結果では、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θを４０〜６０度の範囲に設定することが最も望ましいものであり、この範囲を逸脱した場合でも、実用目的によっては特に問題がないことを確かめている。また、前記ダイポール給電素子９の長さをＬ４、前記無給電素子１０の長さをＬ５とした場合、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比は、９５％程度に設定することが最も望ましいものであり、この範囲を逸脱しても、実用目的によっては特に問題がないことを確かめている。また、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４と前記無給電素子１０の長さＬ５との関係は、Ｌ５＜Ｌ４の関係に設定する。
【００７４】
本発明の実施形態において、給電点３からダイポール給電素子９に給電を行うと、ダイポール給電素子９と無給電素子１０とが電磁結合し、ダイポール給電素子９に流れる電流によって発生する電界が、ダイポール給電素子９の給電素子９ａ→無給電素子１０→ダイポール給電素子９の給電素子９ｂ→無給電素子１０の順に回転するため、Ｘ−Ｙ面上で無指向性の放射パターンを示すこととなる。
【００７５】
次に、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ２の比と、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θとに基づいて、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とにそれぞれ流れる電流の位相差を調整することについてシミュレーションした結果について説明する。なお、図１３〜図１５では、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θを５４°に固定して、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比を変化させた場合についてシミュレーションしているが、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θを４０〜６０の範囲内に設定して、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比を変化させてシミュレーションした場合でも、同様の傾向を示していることを確かめている。
【００７６】
図１３は、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θを５４°に固定して、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比を０．９２に設定してシミュレーションした場合での放射パターンを示している。
【００７７】
図１３から明らかなように、ダイポール給電素子９と無給電素子１０とを配置した平面、すなわちＸ−Ｙ面上で略角丸四角形状の放射パターンとなっており、Ｘ−Ｙ面上で無指向性であることが分かる。
【００７８】
図１４は、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θを５４°に固定して、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比を０．９４に設定してシミュレーションした場合での放射パターンを示している。
【００７９】
図１４から明らかなように、ダイポール給電素子９と無給電素子１０とを配置した平面、すなわちＸ−Ｙ面上で略角丸四角形状状の放射パターンとなっており、Ｘ−Ｙ面上で無指向性であることが分かる。図１４に示す放射パターンは図１３に示す放射パターンと同様の傾向を示している。
【００８０】
図１５は、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θを５４°に固定して、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比を０．９６に設定してシミュレーションした場合での放射パターンを示している。
【００８１】
図１５から明らかなように、ダイポール給電素子５と無給電素子６とを配置した平面、すなわちＸ−Ｙ面上で略角丸四角形状状の放射パターンとなっており、Ｘ−Ｙ面上で無指向性であることが分かる。図１５に示す放射パターンは図１３に示す放射パターンと同様の傾向を示している。
【００８２】
以上に示したシミュレーションの結果から明らかなように、本実施形態２に係るアンテナは、アンテナとして作動することが明らかであり、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比と、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θとに基づいて、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とにそれぞれ流れる電流の位相差を調整することが可能であることが分かった。
【００８３】
さらに、本実施形態２では、誘電体からなるサポータ７をレフレックス板２ａ上に立設し、そのサポータ７の先端にレフレックス板２ｂを一のレフレックス板２ａと平行或いはほぼ平行に配列して支持させ、レフレックス板２ｂをアンテナ素子１の前方にアンテナ素子１及びレフレックス板２ａと電気的に絶縁して対峙させている。
【００８４】
アンテナ素子１から図６の１点鎖線で示す方向に電磁波を放射する場合には、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２（λ：波長）の関係に設定してあり、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記レフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒λ／２（λ：波長）に設定している。
【００８５】
前記構成による本実施形態２に係るレフレックス型円偏波アンテナの動作について説明する。アンテナ素子１を構成するダイポール給電素子９と一のレフレックス板２ａとの間に給電点３から送信用電力を給電すると、ダイポール給電素子９に電流が流れ、ダイポール給電素子９と無給電素子１０とが電磁結合することにより、ダイポール給電素子９に流れる電流によって発生する電界が、ダイポール給電素子９の給電素子９ａ→無給電素子１０→ダイポール給電素子９の給電素子９ｂ→無給電素子１０の順に回転するため、Ｘ−Ｙ面上で無指向性の放射パターンを示すこととなる。この場合、無給電素子１０はダイポール給電素子９に対して開き角度θをもつ位置に配置してあるため、ダイポール給電素子９を流れる電流と無給電素子１０を流れる電流との間に位相遅れが生じ、円偏波（軸比が１に近い楕円偏波を含む）が発生する。
【００８６】
この場合、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２（λ：波長）の関係に設定してあり、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記レフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒λ／２（λ：波長）に設定しているため、次の様に作用する。
【００８７】
すなわち、ダイポール給電素子９及び無給電素子１０から構成されたアンテナ素子１は電磁波をレフレックス板２ｂに向けて放射する。アンテナ素子１から放射された電磁波は、アンテナ素子１に対峙するレフレックス板２ｂでレフレックス板２ａ側に反射される。前記反射電磁波は、アンテナ素子１の後方に位置するレフレックス板２ａで再び前方のレフレックス板２ｂ側に反射され、対峙するレフレックス板２ａと２ｂとの間で反射されて、前方のレフレックス板２ｂ側への利得が３〜６ｄＢ程度増加される。そして、前記利得増加した電磁波は、図６に１点鎖線で示す矢印方向、すなわちアンテナ素子１の前方に向けて放射し、空中伝搬する。
【００８８】
本実施形態２では、アンテナ素子１から図６の２点鎖線で示す方向に電磁波を放射する場合には、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）の関係に設定する。この場合、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記他のレフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒１λ（λ：波長）に設定する。
【００８９】
前記構成による本実施形態２に係るレフレックス型円偏波アンテナでは、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とは、Ｄ１＝Ｄ２＞１λの関係にあり、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記レフレックス板２ｂとの間隔Ｓは、Ｓ≒１λに設定されているため、次の様に作用する。
【００９０】
すなわち、アンテナ素子１は電磁波をレフレックス板２ｂに向けて放射する。アンテナ素子１から放射された電磁波は、アンテナ素子１に対峙するレフレックス板２ｂでレフレックス板２ａ側に反射される。前記反射電磁波は、アンテナ素子１の後方に位置するレフレックス板２ａで再び前方のレフレックス板２ｂ側に反射され、対峙するレフレックス板２ａと２ｂとの間で反射される。そして、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とがＤ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）、対峙するレフレックス板２ａ，２ｂの間隔ＳをＳ≒１λの関係に設定されているため、前記電磁波は、図６に１点鎖線で示す矢印方向、すなわちアンテナ素子１の前方への放射が阻止される。そのため、前記利得増加した電磁波は、図６に２点鎖線で示す矢印方向、すなわちレフレックス板２ａ，２ｂの板面に沿う方向に放射し、空中伝搬する。
【００９１】
さらに、本実施形態２において、実施形態１と同様に、レフレックス板２ａ，２ｂ間にアンテナ素子１を介装し、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＞１λ、Ｄ２＞１λの関係、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記レフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒１λに設定したレフレックス型円偏波アンテナについて、図１１〜図１２と同様のシミュレーションを行った結果、図１１〜図１２と同様の特性を示すことを検証した。
【００９２】
以上のように本実施形態２によれば、ダイポール給電素子と無給電素子との組み合わせにより、構造を簡素化し、かつ広帯域の特性を確保できるものである。さらに、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１と前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２と、波長λとの関係を規定することにより、アンテナの指向性を切り替えることができる。しかも、そのアンテナの指向性を切り替えるという目的を、アンテナ素子１とレフレックス板２ａ，２ｂとによる簡単な構造で実現することができるものである。
【００９３】
さらに、本実施形態２によれば、ダイポール給電素子の長さに対する無給電素子の長さの比と、ダイポール給電素子と無給電素子とのなす角度とに基づいて、前記ダイポール給電素子と前記無給電素子とにそれぞれ流れる電流の位相差を調整することができるものである。さらに、ダイポール給電素子と無給電素子とを平面上に配置しているため、その平面に対する高さ方向の寸法を極めて小さくすることができる。
【００９４】
さらに、平面に対する高さ方向での寸法を極めて小さくすることができるため、本発明の実施形態に係る複数のアンテナを平面に対する高さ方向に重ねたとしても、その高さ方向の寸法を必要以上に拡大することはないばかりでなく、その高さ方向に複数のアンテナを積み重ねることにより、その高さ方向での指向性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、簡素化した構造でもってアンテナの指向性を容易に変更可能であり、円偏波或いはこれに近似する楕円偏波を発生させるレフレックス型円偏波アンテナを提供することに貢献できる。
【符号の説明】
【００９６】
１ アンテナ素子
２ａ，２ｂ レフレックス板
３ 給受電部
５ 給電素子
６，８ 無給電素子
９ ダイポール給電素子
１０ 無給電素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円偏波或いはこれに近似する楕円偏波を励起するレフレックス型円偏波アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳを使って情報の遣り取りを行うものとして、例えば、カーナビや携帯電話が普及している。前記カーナビは自動車に搭載されて自動車の運行に伴って位置移動をする特性を有しており、携帯電話はユーザの行動に伴って位置移動する特性を有している。
【０００３】
前記カーナビや前記携帯電話による情報の授受には円偏波を用いることが有効である。前記円偏波を発生させるアンテナとしてはヘリカルアンテナが一般的であるが、前記ヘリカルアンテナは、導線を筒状に巻き付けることにより円偏波を発生させている。
【０００４】
そして、アンテナの指向性、すなわちアンテナのビームを切り替えるアンテナとして、特許文献１〜特許文献５に開示されたような円偏波アンテナが開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１２８４３５号公報
【特許文献２】特開２０００−３６３３９号公報
【特許文献３】特許第３７１６９１９号
【特許文献４】特開２０００−２５８５３３号公報
【特許文献５】特開２００４−１２８６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１〜５に開示された円偏波アンテナは、そのいずれもがアンテナのビームを切り替える構造が複雑であり、それに伴ってアンテナの構造が大型かつ複雑となり、その構造を簡素化したアンテナが要望されている。
【０００７】
本発明の目的は、簡素化した構造でもってアンテナの指向性を容易に変更可能であり、円偏波或いはこれに近似する楕円偏波を発生させるレフレックス型円偏波アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明に係るレフレックス型円偏波アンテナは、円偏波を送受信するレフレックス型円偏波アンテナであって、
給電素子と無給電素子とを組み合わせたアンテナ素子と、２枚のレフレックス板とを有し、前記アンテナ素子を、前記一のレフレックス板と離間して対峙する他のレフレックス板との間に配置し、送受信用電力を給電・受電する給受電部を、前記一のレフレックス板側から前記アンテナ素子に接続し、前記他のレフレックス板を前記アンテナ素子に対して電気的に絶縁したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アンテナ素子と２枚のレフレックス板との組み合わせにより、簡素化した構造でもってアンテナの指向性を容易に変更することができ、しかも円偏波或いはこれに近似する楕円偏波を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナの基本的な構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナの具体例を示す断面図、（ｂ）は、アンテナ素子とレフレックス板との関係を示す図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナを変形した例における基本的な構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナを変形した例の具体例を示す断面図、（ｂ）は本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナを変形した例におけるアンテナ素子とレフレックス板との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナの基本的な構成を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は、図５に示す本発明の実施形態２に係るレフレックス型円偏波アンテナの具体例を示す断面図、（ｂ）は、アンテナ素子とレフレックス板との関係を示す図である。
【図７】図１に示す本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナに関する実測データを示す図である。
【図８】図１に示す本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、給電素子と無給電素子とのなす角度とその長さの比との関係をシミュレーションした特性図である。
【図９】図１に示す本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、給電素子と無給電素子とのなす角度とその長さの比との関係をシミュレーションした特性図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態１及び２に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、周波数と利得との関係をそれぞれシミュレーションした特性図である。
【図１１】本発明の実施形態１及び２に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、周波数と反射係数との関係をシミュレーションした特性図である。
【図１２】本発明の実施形態１及び２に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、周波数と軸比との関係をシミュレーションした特性図である。
【図１３】本発明の実施形態２に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、ダイポール給電素子と無給電素子とのなす角度とその長さの比との関係をシミュレーションした特性図である。
【図１４】本発明の実施形態２に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、ダイポール給電素子と無給電素子とのなす角度とその長さの比との関係をシミュレーションした特性図である。
【図１５】本発明の実施形態２に係るレフレックス型円偏波アンテナにおいて、ダイポール給電素子と無給電素子とのなす角度とその長さの比との関係をシミュレーションした特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
本発明の実施形態に係るレフレックス型円偏波アンテナは、円偏波（以下、円偏波或いはこれに近似する楕円偏波を含む）を送受信するレフレックス型円偏波アンテナであって、図１，図３及び図５に示すように基本的な構成として、給電素子５，９と無給電素子６，８，１０とを組み合わせたアンテナ素子１と、２枚のレフレックス板２ａ，２ｂとを有し、前記アンテナ素子１を、前記一のレフレックス板２ａと離間して対峙する他のレフレックス板２ｂとの間に配置し、送受信用電力を給電・受電する給受電部３を、前記一のレフレックス板２ａ側から前記アンテナ素子１に接続し、前記他のレフレックス板２ｂを前記アンテナ素子１に対して電気的に絶縁したことを特徴とするものである。
【００１３】
レフレックス板２ａ，２ｂは導体から形成されており、電磁波を反射するものである。図示の例として、レフレックス板２ａ，２ｂを円盤状に形成したが、これに限られるものではない。
【００１４】
図１，図３及び図５に基づく説明では、本発明の実施形態に係るレフレックス型円偏波アンテナを円盤状に形成し、そのレフレックス型円偏波アンテナを送信用アンテナとして用いた場合を説明するが、受信用アンテナとして用いても良いものである。送信用アンテナとして用いた場合、給受電部３は送信用電力を給電する給電点として機能し、受信用アンテナとして用いた場合、給受電部３はアンテナに到来した磁界及び電界に基づくアンテナ電流を受電する受電部として機能する。また、レフレックス板２ａ，２ｂは導体で形成され、アンテナ素子１から放射される電磁波を反射する。
【００１５】
本発明の実施形態において、アンテナ素子１によるアンテナの指向性を切り替える構成、すなわち図１，図３及び図５の一点鎖線で示すアンテナの指向性と二点鎖線で示すアンテナの指向性とを切り替える構成について説明する。
【００１６】
先ず、図１，図３及び図５の一点鎖線で示すアンテナの指向性を確保する構成について説明する。図１，図３及び図５に示すように、レフレックス板２ａ，２ｂを円盤状に形成し、前記一のレフレックス板２ａの直径をＤ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径をＤ２である場合に、これらの直径Ｄ１，Ｄ２を、Ｄ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２（λ：波長）の関係に設定する。前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記他のレフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒λ／２（λ：波長）の関係に設定する。この場合、アンテナ素子１から図の一点鎖線で示す前方方向でのアンテナ利得を理論値として最大限にするには、前記間隔Ｓをλ／２に設定することが望ましいものである。なお、アンテナ素子１の製造公差や組み立て公差などを考慮すると、製品上での設定値としての間隔Ｓを理論値よりも範囲を拡大させる必要があり、その間隔Ｓを、λ／２を中心として製作誤差の範囲に収めることが望ましいものである。
【００１７】
前記設定関係をもつ本発明の実施形態に係るレフレックス型円偏波アンテナでは、次の様に作用する。
【００１８】
すなわち、アンテナ素子１は電磁波を前方に配置したレフレックス板２ｂに向けて放射する。アンテナ素子１から放射された電磁波は、アンテナ素子１に対峙する前方のレフレックス板２ｂで後方のレフレックス板２ａ側に反射される。前記反射電磁波は、アンテナ素子１の後方に位置するレフレックス板２ａで再び前方のレフレックス板２ｂ側に反射され、対峙するレフレックス板２ａと２ｂとの間で反射されて、前方のレフレックス板２ｂ側への利得が３〜６ｄＢ程度増加される。そして、本実施形態では、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とをＤ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２の関係に設定し、前記対峙する２枚のレフレックス板２ａ，２ｂ間の間隔ＳをＳ≒λ／２の関係に設定しているため、前記利得増加した電磁波は、図２，図４及び図６に１点鎖線で示す矢印方向、すなわち、アンテナ素子１の前方（レフレクタ板２ａ，２ｂの法線方向）に向けて放射し、空中伝搬する。
【００１９】
次に、図１，図３及び図５の二点鎖線で示すアンテナの指向性を確保する構成について説明する。図１，図３及び図５に示すように、レフレックス板２ａ，２ｂを円盤状に形成し、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）の関係に設定している。前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記他のレフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒１λ（λ：波長）の関係に設定している。この場合、アンテナ素子１から図の二点鎖線で示す横方向へのアンテナ指向性を理論値として最大限にするには、前記間隔Ｓを１λに設定することが望ましいものである。なお、アンテナ素子１の製造公差や組み立て公差などを考慮すると、製品上での設定値としての間隔Ｓは、１λを中心として製作公差の範囲に収めることが望ましいものである。
【００２０】
前記設定関係をもつ本発明の実施形態に係るレフレックス型円偏波アンテナでは、次の様に作用する。
【００２１】
すなわち、アンテナ素子１は電磁波を前方に配置したレフレックス板２ｂに向けて放射する。アンテナ素子１から放射された電磁波は、アンテナ素子１に対峙する前方のレフレックス板２ｂで後方のレフレックス板２ａ側に向けて反射される。前記反射電磁波は、アンテナ素子１の後方に位置するレフレックス板２ａで再び前方のレフレックス板２ｂ側に反射される。そして、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とがＤ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）の関係に設定されているため、前記電磁波は、図２，図４及び図６に１点鎖線で示す矢印方向、すなわち、アンテナ素子１の前方への放射が阻止される。そのため、前記電磁波は、図２，図４及び図６に２点鎖線で示す矢印方向、すなわちレフレックス板２ａ，２ｂの板面に沿う方向（側面方向）に放射し、空中伝搬する。
【００２２】
以上のように、本発明の実施形態では、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１と前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２と波長λとの関係、及び対峙するレフレックス板相互間の間隔を規定することにより、アンテナの指向性を切り替えることができる。しかも、そのアンテナの指向性を切り替えるという目的を、アンテナ素子１とレフレックス板２ａ，２ｂとによる簡単な構造で実現することができるものである。
【００２３】
また、前記アンテナ素子１の実効有効長は、λ／４（λ：波長）或いはその近傍に設定する、或いは、λ／２（λ：波長）或いはその近傍に設定することが望ましいものである。なお、アンテナ素子１の実効有効長は理論値としてλ／４或いはλ／２に設定することが望ましいものであるが、アンテナ素子１の製造公差や組み立て公差などを考慮すると、製品上での設定値としてのアンテナ素子１の実効有効長は、λ／４或いはλ／２を中心として製作誤差の範囲に収めることが望ましいものである。
【００２４】
次に、前記アンテナ素子１の実効有効長を上記のようにそれぞれ設定した例を実施形態１及び実施形態２としてさらに具体的に説明する。図２（ａ）は図２（ｂ）の断面図であるが、給電素子５と無給電素子６とを平面状に展開して図示しているため、実際の寸法と相違している。
【００２５】
（実施形態１）
本実施形態１は図１及び図２（ａ）（ｂ）に示すように、例えばシリコン基板のような板状の誘電体４の一面４ａに円盤状の給電・受電用のレフレックス２ａを反射板として形成する。そして、前記レフレックス板２ａの中央部に開口２ｃを設けている。
【００２６】
また、前記アンテナ素子１を給電素子５と無給電素子６とで構成している。具体的に説明すると、給電素子５と無給電素子６とは逆Ｌ型に折り曲げて形成している。そして、無給電素子６の一端６ｂをレフレックス板２ａの開口２ｃの縁部に電気的に接続し、給電素子５の一端５ｂをレフレックス板２ａの開口２ｃに通してレフレックス板２ａとの間を電気的に絶縁している。
【００２７】
さらに、給電素子５の屈曲辺５ｃと、無給電素子６の屈曲辺６ｃとをレフレックス板２ａの盤面に沿わせて配置し、前記屈曲辺５ｃ，６ｃ同士を開き角θをもってハ字状に向きを変えて配置している。また、レフレックス板２ａは、給電素子５及び無給電素子６の後方に配置してある。また、レフレックス板２ａの盤面と前記屈曲辺５ｃ，６ｃとの間は電気的に絶縁している。
【００２８】
なお、図２（ａ）では、給電素子５と無給電素子６とが開き角度θで開いているが、これらの素子が存在していることを明らかにするため、これらの素子を同一面で展開した状態で図示しており、これらの素子の寸法関係が実際のものとは異なって図示してある。
【００２９】
図１及び図２では、給電素子５の立ち上がり辺５ａと屈曲辺５ｃとによるアンテナ素子として実効な範囲（実効有効長）を太線で示しており、その実効有効長をＬ１に設定している。同様に、無給電素子６の立ち上がり辺６ａと屈曲辺６ｃとによるアンテナ素子として実効な範囲（実効有効長）を太線で示しており、その実効有効長をＬ２に設定している。本実施形態１では、給電素子５の実効有効長Ｌ１をλ／４（λ；波長）或いはその近傍に設定している。理論上の実効有効長Ｌ１はλ／４（λ：波長）であるが、許容される製造公差などを考慮した場合、λ／４を中心として製作公差の範囲に変動するため、λ／４或いはその近傍として実効有効長Ｌ１を特定している。
【００３０】
また、無給電素子６の実効有効長Ｌ２は、給電素子５の実効有効長Ｌ１より短く設定している、すなわちＬ２≦Ｌ１の関係に設定している。実効有効長Ｌ１，Ｌ２の関係をシミュレーションにより求めた結果では、開き角θが５４°の場合、実効有効長Ｌ１×０．９４＝実効有効長Ｌ２（Ｌ２＜Ｌ１）となった。このシミュレーションの結果、無給電素子６の実効有効長Ｌ２は給電素子５の実効有効長Ｌ１より短い、すなわち、給電素子５の屈曲辺５ｃと無給電素子６の屈曲辺６ｃとの開き角θとの関係でＬ２≦Ｌ１の関係に設定することが望ましいとの結論を得た。上記のように設定することで、給電素子５と無給電素子６とが電磁結合することにより、給電素子５に流れる電流に対する無給電素子６に流れる電流の位相遅れを同一面内に生じるというシミュレーションの結果を得ている。なお、前記位相遅れは、９０°或いは９０°に近似した遅れ量である。
【００３１】
前記給電素子５と前記無給電素子６とが逆Ｌ型に屈曲してあるため、立ち上がり辺５ａ，６ａの高さに対して横向きの長さが長くなり、レフレクタ板２ａの法線方向での全体の高さを低姿勢に保持している。
【００３２】
さらに、本実施形態１では、誘電体からなるサポータ７をレフレックス板２ａ上に立設し、そのサポータ７の先端に他のレフレックス板２ｂを一のレフレックス板２ａと平行或いはほぼ平行に配列して支持させ、レフレックス板２ｂをアンテナ素子１の前方（図中右側）にアンテナ素子１及びレフレックス板２ａと電気的に絶縁して対峙させている。
【００３３】
アンテナ素子１から図２の１点鎖線で示す方向に電磁波を放射する場合には、前記一のレフレックス板２ａの直径をＤ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径をＤ２とした場合に、Ｄ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２（λ：波長）の関係に設定する。この場合、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記他のレフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒λ／２（λ：波長）に設定する。
【００３４】
前記構成による本実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナの動作について説明する。アンテナ素子１を構成する給電素子５とレフレックス板２ａとの間に給電点３から送信用電力を給電すると、給電素子５に電流が流れ、給電素子５と無給電素子６とが電磁結合することにより、無給電素子５に電流が流れる。この場合、無給電素子６は給電素子５に対して開き角度θをもつ位置に配置してあるため、給電素子５を流れる電流と無給電素子６を流れる電流との間に位相遅れが生じ、円偏波（軸比が１に近い楕円偏波を含む）が発生する。
【００３５】
この場合、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２（λ：波長）の関係に設定してあり、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記レフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒λ／２（λ：波長）に設定されているため、次の様に作用する。
【００３６】
すなわち、給電素子５及び無給電素子６から構成されたアンテナ素子１は電磁波をレフレックス板２ｂに向けて放射する。アンテナ素子１から放射された電磁波は、アンテナ素子１に対峙するレフレックス板２ｂでレフレックス板２ａ側に反射される。前記反射電磁波は、アンテナ素子１の後方に位置するレフレックス板２ａで再び前方のレフレックス板２ｂ側に反射され、対峙するレフレックス板２ａと２ｂとの間で反射されて、前方のレフレックス板２ａへの利得が３〜６ｄＢ程度増加される。そして、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とをＤ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２、前記間隔ＳをＳ≒λ／２の関係に設定しているため、前記利得増加した電磁波は、図２に１点鎖線で示す矢印方向、すなわち、アンテナ素子１の前方に向けて放射し、空中伝搬する。
【００３７】
アンテナ素子１から図２の２点鎖線で示す方向に電磁波を放射する場合には、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）の関係に設定する。この場合、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記他のレフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒１λ（λ：波長）に設定する。
【００３８】
前記構成による本実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナでは、次の様に作用する。すなわち、アンテナ素子１を構成する給電素子５とレフレックス板２ａとの間に給電点３から送信用電力を給電すると、給電素子５に電流が流れ、給電素子５と無給電素子６とが電磁結合することにより、無給電素子５に電流が流れる。この場合、無給電素子６は給電素子５に対して開き角度θをもつ位置に配置してあるため、給電素子５を流れる電流と無給電素子６を流れる電流との間に位相遅れが生じ、円偏波（軸比が１に近い楕円偏波を含む）が発生する。
【００３９】
この場合、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＝Ｄ２＞１λの関係に設定してあり、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記レフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒１λに設定されているため、次の様に作用する。
【００４０】
すなわち、給電素子５及び無給電素子６から構成されたアンテナ素子１は電磁波をレフレックス板２ｂに向けて放射する。アンテナ素子１から放射された電磁波は、アンテナ素子１に対峙するレフレックス板２ｂでレフレックス板２ａ側に反射される。前記反射電磁波は、アンテナ素子１の後方に位置するレフレックス板２ａで再び前方のレフレックス板２ｂ側に反射される。そして、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とがＤ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）の関係に設定されているため、前記電磁波は、図２に１点鎖線で示す矢印方向、すなわち、アンテナ素子１の前方への放射が阻止される。そのため、前記電磁波は、図２に２点鎖線で示す矢印方向、すなわちレフレックス板２ａ，２ｂの板面に沿う方向に放射し、空中伝搬する。
【００４１】
次に、本実施形態１において、前記給電素子５及び前記無給電素子６と前記レフレックス板２ａ，２ｂとの組み合わせにより、円偏波（楕円偏波を含む）が発生することを検証する。
【００４２】
給電素子５に対して１本の無給電素子６を用いる例をシミュレーションにより求め、電界ベクトルの先端の軌跡を図８に示す。図８のシミュレーションでは、給電素子５と無給電素子６との開き角θを５４°、給電素子５の実効有効長Ｌ１をλ／４（λ；使用周波数）に設定し、無給電素子６の実効有効長Ｌ２をＬ１×０．９４に設定している。この場合、軸比は１．２３（約１．８ｄＢ）である。
【００４３】
図８から明らかなように、給電素子５と無給電素子６とを使って電磁波を発生させると、楕円偏波であることが明らかになった。このシミュレーションの結果からして、本発明の実施形態では、前記給電素子５及び前記無給電素子６と前記接地板５との組み合わせにより、円偏波が発生することが検証された。
【００４４】
次に、図８に示したシミュレーションの結果に基づいて、本実施形態１のアンテナを構築して、その偏波特性を実測した。その実測結果を図７に示す。図７に示す偏波特性は、図８に示す電界ベクトルの先端の軌跡に対応するものであり、図７に示す実測の場合、電界ベクトルそのものではなく、送信アンテナのビームの先端を見ている。
【００４５】
図７では、給電素子５と無給電素子６との開き角θを４５°、給電素子５の実効有効長Ｌ１を約λ／４、使用周波数λを１．９ＧＨｚに設定し、無給電素子６の実効有効長Ｌ２をＬ１＝Ｌ２（約λ／４）に設定している。この場合、軸比は約５ｄＢである。
【００４６】
図７において、符号Ｔ１で示す偏波特性は、送信アンテナの正面に対して２５°の角度で実測したものであり、符号Ｔ２で示す偏波特性は、送信アンテナの正面に対して４５°の角度で実測したものであり、符号Ｔ３で示す偏波特性は、送信アンテナの正面に対して６５°の角度で実測したものである。
【００４７】
図７に示す偏波特性からして、本実施形態１に係るアンテナは円偏波アンテナとして機能していることが検証できた。
【００４８】
さらに、本実施形態１に示すアンテナ素子１（給電素子５及び無給電素子６）を用い、かつ、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）、２つのレフレックス板２ａ，２ｂ間の間隔Ｓを、Ｓ≒１λの関係に設定したレフレックス型円偏波アンテナが、アンテナとして機能するか否かをシミュレーションした結果を図１０〜図１１に示している。
【００４９】
前記シミュレーションは、レフレックス板２ａの直径Ｄ１の寸法を、製造公差を考慮して約１λ付近に設定し、一のレフレックス板２ａに対峙する他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２を、製造公差を考慮して約λ／２付近に設定し、対峙する２つのレフレックス板２ａ，２ｂ間の間隔ＳをＳ≒λ／２にそれぞれ設定して実施した。この寸法関係は、上述した、Ｄ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２、Ｓ≒λ／２の関係を満たすものである。
【００５０】
図１０（ａ）は、本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナの利得を示すものであり、図１０（ｂ）は、後方のレフレックス板２ａのみを設けた円偏波アンテナの利得を示すものである。図において、横軸に周波数をとり、縦軸に利得をとっている。
【００５１】
図１０（ｂ）に示す円偏波アンテナは最大利得が＋６ｄＢ程度であるのに対して、図１０（ａ）に示す本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナは、後方のレフレックス板２ａに対してアンテナ素子１の前方にレフレックス板２ｂを配置したことにより、図１０（ｂ）のアンテナに対して約＋３ｄＢの利得が増加していることが分かる。
【００５２】
図１１は、本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナにおける周波数と反射係数との関係を示している。図の横軸に周波数をとり、縦軸の単位をｄＢとしている。図１１に示すアンテナ入力端の反射係数でマイナスの数値が大きい周波数（約２．３７５ＧＨｚ付近）のところでマッチングが取れていることが分かる。図１１から、本発明の実施形態１に係るレフレックス型円偏波アンテナは円偏波アンテナとして機能していることが分かる。
【００５３】
図１２は、放射方向に対してアンテナを左右に振った場合（ビーム内）の軸比を示している。図の横軸に放射方向にアンテナを左右に振る際の角度をとり、縦軸に軸比を取っている。図１２からｆ＝２．１５ＧＨｚでの軸比は近似的に“１”であり、円偏波に近い楕円偏波が発生していることが分かる。
【００５４】
図１０〜図１２から明らかなように、レフレックス板２ａ，２ｂ間にアンテナ素子１を介装した本実施形態１では、アンテナとして機能していることが検証できた。
【００５５】
なお、このシミュレーションを別の例、すなわち、本実施形態２に示すアンテナ素子１（給電素子５及び無給電素子６）を用い、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）の関係に設定し、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記他のレフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒１λ（λ：波長）に設定したレフレックス型円偏波アンテナについて行っても、図１０〜図１２と同様の検証結果を得た。
【００５６】
以上説明したように本実施形態１によれば、給電素子と無給電素子とが電磁結合することにより、前記給電素子に流れる電流に対する前記無給電素子に流れる電流の位相遅れが同一面内に生じ、円偏波或いはこれに近似した偏波を発生させることができ、円偏波アンテナとして用いることができる。さらに、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１と前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２と波長λとの関係、レフレックス板相互間の間隔を規定することにより、アンテナの指向性を切り替えることができる。しかも、そのアンテナの指向性を切り替えるという目的を、アンテナ素子１とレフレックス板２ａ，２ｂとによる簡単な構造で実現することができるものである。
【００５７】
さらに本実施形態１によれば、アンテナ素子が給電素子と無給電素子とを電磁結合させる構成であるため、給電構造を単純化することができ、しかも電流に位相差を持たせる位相器も不要であるため、全体構造を簡素化することができる。
【００５８】
また、前記給電素子と前記無給電素子とを折り曲げて低姿勢に保持することにより、アンテナの高さ方向での寸法を極力低くすることができる。さらに、各素子の一部を立ち上げることにより、横方向に張り出す素子の長さを短縮することができ、横方法及び縦方向での寸法を可及的に小さくすることができる。
【００５９】
また、アンテナ素子からの電磁波を対峙しているレフレックス板の相互間で反射を繰り返すことにより、利得を増加させることができ、送信特性及び受信特性を改善できる。
【００６０】
以上の説明では、給電素子５に対して１本の無給電素子６を用いた例を説明したが、無給電素子６の本数は１本に限られるものではない。無給電素子６の本数を増やした例を図３及び図４に基づいて説明する。その構成は、図１及び図２に示す構成と同様である。相違点のみを説明する。図４（ａ）は図４（ｂ）の断面図であるが、給電素子５と無給電素子６，８とを平面状に展開して図示しているため、実際の寸法と相違している。また、図４（ｂ）では、無給電素子６と８とはほぼ同一の高さに配置しているが、図４（ａ）では、無給電素子６と８との存在を示すために、無給電素子６に対して無給電素子８を高さ方向に位置をずらせて図示しており、実際の位置関係と相違している。
【００６１】
図３及び図４に示す例では、前記給電素子５と前記無給電素子６との間に他の無給電素子８を介在させて３素子とし、前記誘電素子１と前記無給電素子８との間を電磁結合させ、さらに前記無給電素子８と前記無給電素子６との間を電磁結合させることにより、前記給電素子５に流れる電流に対する前記無給電素子６，８にそれぞれ流れる電流の位相遅れを同一面内に生じさせている。
【００６２】
図４（ａ）に示すように、無給電素子８は、無給電素子６と同様に立ち上がり辺８ａと屈曲辺８ｃとを有する逆Ｌ型構造であって、立ち上がり辺８ａの一端が一のレフレックス板２ａに電気的に接続している。また、無給電素子６と無給電素子８はサポータ７ａで支持してその相互間を開き角度θ１をもってハ字型に開いている。無給電素子６，８の屈曲辺６ｃ，８ｃはほぼ同一の高さに保持してある。なお、図４（ａ）では、無給電素子６，８の存在を明らかにするために、無給電素子６，８の屈曲辺６ｃ，８ｃの高さ位置をずらせて図示している。また、図４（ｂ）では、無給電素子６，８間の開き角度θ１、無給電素子８と給電素子５間の開き角度θ２でそれぞれで開いているが、これらの素子が存在していることを明らかにするため、これらの素子を同一面で展開した状態で図示しており、これらの素子の寸法関係が実際のものとは異なって図示してある。
【００６３】
３素子による電界ベクトルの先端の軌跡をシミュレーションした結果を図９に示す。シミュレーションでは、無給電素子６と無給電素子８との開き角θ１を５〜７４°、給電素子５と無給電素子８との開き角θ２を約９０°にそれぞれ設定している。さらに、給電素子５と無給電素子６との実効有効長Ｌ１，Ｌ２を約λ／４（λ：使用周波数）、無給電素子８の実効有効長Ｌ３をＬ１（Ｌ２）×０．９にそれぞれ設定している。この場合、軸比は約２．１ｄＢである。追加した無給電素子８は、誘電体からなるサポータ７ａで支持し、その一端８ｂ及び屈曲部８ａ，８ｃをレフレックス板２ａ及び給電素子５並びに無給電素子６に対して電気的に絶縁させている。また、追加した無給電素子８は、無給電素子６と同様に立ち上がり辺８ａと、レフレックス板２ａの盤面に沿う屈曲辺８ｃとを有しており、追加した無給電素子８の実効有効長Ｌ３は太線で示す長さ（立ち上がり辺８ａ及び屈曲辺８ｃ）としている。また、追加した無給電素子８は、無給電素子６及び給電素子５と電気的に絶縁している。
【００６４】
図９から明らかなように、給電素子５と無給電素子６及び８とを使って電磁波を発生させると、楕円偏波であることが明らかになった。このシミュレーションの結果からして、本発明の実施形態では、前記給電素子５及び前記無給電素子６，８と前記レフレックス板２ａとの組み合わせにより円偏波が発生することが検証された。
【００６５】
また、図３及び図４のように無給電素子を増やし、かつレフレックス板２ａ，２ｂ間にアンテナ素子１を介装したレフレックス型円偏波アンテナについて行っても、図１０〜図１１と同様のシミュレーションを行った結果、図１０〜図１１と同様の特性を示すことを検証した。
【００６６】
図９から明らかなように、給電素子と無給電素子との開き角及び長さに加えて、無給電素子の本数を変化させることにより、前記位相遅れを調整できるものである。
【００６７】
なお、図３及び図４においては、給電素子５と２本の無給電素子６，８との３素子としたが、これに限られるものではない。シミュレーションの結果、給電素子５と無給電素子６との間に介在させる無給電素子８は、１以上の本数であってもよいことが分かっている。なお、素子同士を電磁結合した際のロス等を考慮すると、介在させる無給電素子の本数は１本であることが望ましいものである。
【００６８】
（実施形態２）
本実施形態２に係る無給電無指向性アンテナは図５及び図６に示すようにアンテナ素子１をダイポール給電素子９と無給電素子１０との組み合わせにより構成し、前記ダイポール給電素子９の給受電部３に前記無給電素子１０を電気的に絶縁して交差させ、前記ダイポール給電素子９に前記無給電素子１０を電磁結合させたことを特徴とするものである。なお、送信用のアンテナとして用いる場合を説明するため、給受電部３を給電点３として表記する。なお、受信用アンテナとして用いてもよく、その場合、給電点３は受電点として機能する。
【００６９】
なお、図５では、ダイポール給電素子９と無給電素子１０とが開き角度θで開いているが、これらの素子が存在していることを明らかにするため、これらの素子を同一面で展開した状態で図示しており、これらの素子の寸法関係が実際のものとは異なって図示してある。また、図６（ｂ）に示すように、ダイポール給電素子９と無給電素子１０とは交差しているが、図６（ａ）では、ダイポール給電素子９と給電部３との関係を示すために、ダイポール給電素子９を直線状に図示し、無給電素子１０を黒丸として図示しており、実際の構成と相違している。
【００７０】
具体的に説明すると、ダイポール給電素子９は、使用波長（λ）の１／２波長（λ）の長さをもつ２本の給電素子９ａ，９ｂをその突き合わせ端間を電気的に絶縁して平面上で直線状に配置し、これらの給電素子９ａ，９ｂに給電点３を電気的に接続している。図５及び図６では、給電点３として同軸ケーブルを用い、その同軸ケーブルの中心導体を一方の給電素子９ａ、その外皮導体を他方の給電素子９ｂにそれぞれ電気的に接続している。なお、給電点３として同軸ケーブルを用いたが、それ以外の給電構造を用いてもよいものである。本発明の実施形態で注目すべき点は、給電素子９ａ，９ｂと給電点３との間に位相器を設けていないことである。
【００７１】
前記無給電素子１０には、直線状の導体を用いており、前記無給電素子１０は、前記ダイポール給電素子９の給電部３に電気的に絶縁して交差させてある。その交差構造を具体的に説明すると、前記ダイポール給電素子９は、それを構成する２本の給電素子９ａ，９ｂの対峙する端部間が電気的に絶縁されているため、２本の給電素子９ａ，９ｂ間にはスペースＳが存在する。前記スペースＳを利用して、前記無給電素子１０をダイポール給電素子９のスペースＳに通して前記ダイポール給電素子９と交差させている。前記無給電素子１０を前記ダイポール給電素子９のスペースＳ内に通す際に、前記無給電素子１０を前記ダイポール給電素子９に対して電気的に絶縁している。
【００７２】
そして、前記ダイポール給電素子９に給電点３から給電を行うことにより、前記給電素子９に前記無給電素子１０を電磁結合させている。
【００７３】
また、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比と、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θとに基づいて、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とにそれぞれ流れる電流の位相差を調整している。シミュレーションした結果では、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θを４０〜６０度の範囲に設定することが最も望ましいものであり、この範囲を逸脱した場合でも、実用目的によっては特に問題がないことを確かめている。また、前記ダイポール給電素子９の長さをＬ４、前記無給電素子１０の長さをＬ５とした場合、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比は、９５％程度に設定することが最も望ましいものであり、この範囲を逸脱しても、実用目的によっては特に問題がないことを確かめている。また、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４と前記無給電素子１０の長さＬ５との関係は、Ｌ５＜Ｌ４の関係に設定する。
【００７４】
本発明の実施形態において、給電点３からダイポール給電素子９に給電を行うと、ダイポール給電素子９と無給電素子１０とが電磁結合し、ダイポール給電素子９に流れる電流によって発生する電界が、ダイポール給電素子９の給電素子９ａ→無給電素子１０→ダイポール給電素子９の給電素子９ｂ→無給電素子１０の順に回転するため、Ｘ−Ｙ面上で無指向性の放射パターンを示すこととなる。
【００７５】
次に、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ２の比と、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θとに基づいて、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とにそれぞれ流れる電流の位相差を調整することについてシミュレーションした結果について説明する。なお、図１３〜図１５では、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θを５４°に固定して、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比を変化させた場合についてシミュレーションしているが、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θを４０〜６０の範囲内に設定して、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比を変化させてシミュレーションした場合でも、同様の傾向を示していることを確かめている。
【００７６】
図１３は、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θを５４°に固定して、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比を０．９２に設定してシミュレーションした場合での放射パターンを示している。
【００７７】
図１３から明らかなように、ダイポール給電素子９と無給電素子１０とを配置した平面、すなわちＸ−Ｙ面上で略角丸四角形状の放射パターンとなっており、Ｘ−Ｙ面上で無指向性であることが分かる。
【００７８】
図１４は、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θを５４°に固定して、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比を０．９４に設定してシミュレーションした場合での放射パターンを示している。
【００７９】
図１４から明らかなように、ダイポール給電素子９と無給電素子１０とを配置した平面、すなわちＸ−Ｙ面上で略角丸四角形状状の放射パターンとなっており、Ｘ−Ｙ面上で無指向性であることが分かる。図１４に示す放射パターンは図１３に示す放射パターンと同様の傾向を示している。
【００８０】
図１５は、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θを５４°に固定して、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比を０．９６に設定してシミュレーションした場合での放射パターンを示している。
【００８１】
図１５から明らかなように、ダイポール給電素子５と無給電素子６とを配置した平面、すなわちＸ−Ｙ面上で略角丸四角形状状の放射パターンとなっており、Ｘ−Ｙ面上で無指向性であることが分かる。図１５に示す放射パターンは図１３に示す放射パターンと同様の傾向を示している。
【００８２】
以上に示したシミュレーションの結果から明らかなように、本実施形態２に係るアンテナは、アンテナとして作動することが明らかであり、前記ダイポール給電素子９の長さＬ４に対する前記無給電素子１０の長さＬ５の比と、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とのなす角度θとに基づいて、前記ダイポール給電素子９と前記無給電素子１０とにそれぞれ流れる電流の位相差を調整することが可能であることが分かった。
【００８３】
さらに、本実施形態２では、誘電体からなるサポータ７をレフレックス板２ａ上に立設し、そのサポータ７の先端にレフレックス板２ｂを一のレフレックス板２ａと平行或いはほぼ平行に配列して支持させ、レフレックス板２ｂをアンテナ素子１の前方にアンテナ素子１及びレフレックス板２ａと電気的に絶縁して対峙させている。
【００８４】
アンテナ素子１から図６の１点鎖線で示す方向に電磁波を放射する場合には、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２（λ：波長）の関係に設定してあり、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記レフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒λ／２（λ：波長）に設定している。
【００８５】
前記構成による本実施形態２に係るレフレックス型円偏波アンテナの動作について説明する。アンテナ素子１を構成するダイポール給電素子９と一のレフレックス板２ａとの間に給電点３から送信用電力を給電すると、ダイポール給電素子９に電流が流れ、ダイポール給電素子９と無給電素子１０とが電磁結合することにより、ダイポール給電素子９に流れる電流によって発生する電界が、ダイポール給電素子９の給電素子９ａ→無給電素子１０→ダイポール給電素子９の給電素子９ｂ→無給電素子１０の順に回転するため、Ｘ−Ｙ面上で無指向性の放射パターンを示すこととなる。この場合、無給電素子１０はダイポール給電素子９に対して開き角度θをもつ位置に配置してあるため、ダイポール給電素子９を流れる電流と無給電素子１０を流れる電流との間に位相遅れが生じ、円偏波（軸比が１に近い楕円偏波を含む）が発生する。
【００８６】
この場合、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２（λ：波長）の関係に設定してあり、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記レフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒λ／２（λ：波長）に設定しているため、次の様に作用する。
【００８７】
すなわち、ダイポール給電素子９及び無給電素子１０から構成されたアンテナ素子１は電磁波をレフレックス板２ｂに向けて放射する。アンテナ素子１から放射された電磁波は、アンテナ素子１に対峙するレフレックス板２ｂでレフレックス板２ａ側に反射される。前記反射電磁波は、アンテナ素子１の後方に位置するレフレックス板２ａで再び前方のレフレックス板２ｂ側に反射され、対峙するレフレックス板２ａと２ｂとの間で反射されて、前方のレフレックス板２ｂ側への利得が３〜６ｄＢ程度増加される。そして、前記利得増加した電磁波は、図６に１点鎖線で示す矢印方向、すなわちアンテナ素子１の前方に向けて放射し、空中伝搬する。
【００８８】
本実施形態２では、アンテナ素子１から図６の２点鎖線で示す方向に電磁波を放射する場合には、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）の関係に設定する。この場合、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記他のレフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒１λ（λ：波長）に設定する。
【００８９】
前記構成による本実施形態２に係るレフレックス型円偏波アンテナでは、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とは、Ｄ１＝Ｄ２＞１λの関係にあり、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記レフレックス板２ｂとの間隔Ｓは、Ｓ≒１λに設定されているため、次の様に作用する。
【００９０】
すなわち、アンテナ素子１は電磁波をレフレックス板２ｂに向けて放射する。アンテナ素子１から放射された電磁波は、アンテナ素子１に対峙するレフレックス板２ｂでレフレックス板２ａ側に反射される。前記反射電磁波は、アンテナ素子１の後方に位置するレフレックス板２ａで再び前方のレフレックス板２ｂ側に反射され、対峙するレフレックス板２ａと２ｂとの間で反射される。そして、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とがＤ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）、対峙するレフレックス板２ａ，２ｂの間隔ＳをＳ≒１λの関係に設定されているため、前記電磁波は、図６に１点鎖線で示す矢印方向、すなわちアンテナ素子１の前方への放射が阻止される。そのため、前記利得増加した電磁波は、図６に２点鎖線で示す矢印方向、すなわちレフレックス板２ａ，２ｂの板面に沿う方向に放射し、空中伝搬する。
【００９１】
さらに、本実施形態２において、実施形態１と同様に、レフレックス板２ａ，２ｂ間にアンテナ素子１を介装し、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１、前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２とを、Ｄ１＞１λ、Ｄ２＞１λの関係、前記一のレフレックス板２ａと、前記アンテナ素子１を挟んで対峙する前記レフレックス板２ｂとの間隔Ｓを、Ｓ≒１λに設定したレフレックス型円偏波アンテナについて、図１１〜図１２と同様のシミュレーションを行った結果、図１１〜図１２と同様の特性を示すことを検証した。
【００９２】
以上のように本実施形態２によれば、ダイポール給電素子と無給電素子との組み合わせにより、構造を簡素化し、かつ広帯域の特性を確保できるものである。さらに、前記一のレフレックス板２ａの直径Ｄ１と前記他のレフレックス板２ｂの直径Ｄ２と、波長λとの関係を規定することにより、アンテナの指向性を切り替えることができる。しかも、そのアンテナの指向性を切り替えるという目的を、アンテナ素子１とレフレックス板２ａ，２ｂとによる簡単な構造で実現することができるものである。
【００９３】
さらに、本実施形態２によれば、ダイポール給電素子の長さに対する無給電素子の長さの比と、ダイポール給電素子と無給電素子とのなす角度とに基づいて、前記ダイポール給電素子と前記無給電素子とにそれぞれ流れる電流の位相差を調整することができるものである。さらに、ダイポール給電素子と無給電素子とを平面上に配置しているため、その平面に対する高さ方向の寸法を極めて小さくすることができる。
【００９４】
さらに、平面に対する高さ方向での寸法を極めて小さくすることができるため、本発明の実施形態に係る複数のアンテナを平面に対する高さ方向に重ねたとしても、その高さ方向の寸法を必要以上に拡大することはないばかりでなく、その高さ方向に複数のアンテナを積み重ねることにより、その高さ方向での指向性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、簡素化した構造でもってアンテナの指向性を容易に変更可能であり、円偏波或いはこれに近似する楕円偏波を発生させるレフレックス型円偏波アンテナを提供することに貢献できる。
【符号の説明】
【００９６】
１ アンテナ素子
２ａ，２ｂ レフレックス板
３ 給受電部
５ 給電素子
６，８ 無給電素子
９ ダイポール給電素子
１０ 無給電素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円偏波を送受信するレフレックス型円偏波アンテナであって、
給電素子と無給電素子とを組み合わせたアンテナ素子と、２枚のレフレックス板とを有し、
前記アンテナ素子を、前記一のレフレックス板と離間して対峙する他のレフレックス板との間に配置し、
送受信用電力を給電・受電する給受電部を、前記一のレフレックス板側から前記アンテナ素子に接続し、
前記他のレフレックス板を前記アンテナ素子に対して電気的に絶縁したことを特徴とするレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項２】
前記一のレフレックス板の直径をＤ１、前記他のレフレックス板の直径をＤ２とした場合に、Ｄ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２（λ：波長）の関係に設定したことを特徴とする請求項１に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項３】
前記一のレフレックス板の直径をＤ１、前記他のレフレックス板の直径をＤ２とした場合に、Ｄ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）の関係に設定したことを特徴とする請求項１に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項４】
前記一のレフレックス板と、前記他のレフレックス板との間隔をＳとした場合、Ｓ≒λ／２（λ：波長）に設定したことを特徴とする請求項２に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項５】
前記一のレフレックス板と、前記他のレフレックス板との間隔をＳとした場合、Ｓ≒１λ（λ：波長）に設定したことを特徴とする請求項３に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項６】
前記アンテナ素子の実効有効長を、λ／４（λ：波長）或いはその近傍に設定したことを特徴とする請求項２又は３に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項７】
前記アンテナ素子の実効有効長を、λ／２（λ：波長）或いはその近傍に設定したことを特徴とする請求項２又は３に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項８】
前記アンテナ素子を、Ｌ字型給電素子と、前記Ｌ字型給電素子に対して電磁結合する無給電素子とにより構成し、
前記一のレフレックス板側から前記Ｌ字型給電素子に前記給受電部を接続し、
前記無給電素子を前記一のレフレックス板に電気的に接続したことを特徴とする請求項１に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項９】
前記アンテナ素子を、ダイポール給電素子と無給電素子との組み合わせにより構成し、
前記一のレフレックス板側から前記ダイポール給電素子に前記給受電部を接続し、
前記ダイポール給電素子の給受電部に前記無給電素子を電気的に絶縁して交差させ、
前記ダイポール給電素子に前記無給電素子を電磁結合させたことを特徴とする請求項１に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項１】
円偏波を送受信するレフレックス型円偏波アンテナであって、
給電素子と無給電素子とを組み合わせたアンテナ素子と、２枚のレフレックス板とを有し、
前記アンテナ素子を、前記一のレフレックス板と離間して対峙する他のレフレックス板との間に配置し、
送受信用電力を給電・受電する給受電部を、前記一のレフレックス板側から前記アンテナ素子に接続し、
前記他のレフレックス板を前記アンテナ素子に対して電気的に絶縁したことを特徴とするレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項２】
前記一のレフレックス板の直径をＤ１、前記他のレフレックス板の直径をＤ２とした場合に、Ｄ１＞１λ、０＜Ｄ２＜λ／２（λ：波長）の関係に設定したことを特徴とする請求項１に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項３】
前記一のレフレックス板の直径をＤ１、前記他のレフレックス板の直径をＤ２とした場合に、Ｄ１＝Ｄ２＞１λ（λ：波長）の関係に設定したことを特徴とする請求項１に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項４】
前記一のレフレックス板と、前記他のレフレックス板との間隔をＳとした場合、Ｓ≒λ／２（λ：波長）に設定したことを特徴とする請求項２に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項５】
前記一のレフレックス板と、前記他のレフレックス板との間隔をＳとした場合、Ｓ≒１λ（λ：波長）に設定したことを特徴とする請求項３に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項６】
前記アンテナ素子の実効有効長を、λ／４（λ：波長）或いはその近傍に設定したことを特徴とする請求項２又は３に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項７】
前記アンテナ素子の実効有効長を、λ／２（λ：波長）或いはその近傍に設定したことを特徴とする請求項２又は３に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項８】
前記アンテナ素子を、Ｌ字型給電素子と、前記Ｌ字型給電素子に対して電磁結合する無給電素子とにより構成し、
前記一のレフレックス板側から前記Ｌ字型給電素子に前記給受電部を接続し、
前記無給電素子を前記一のレフレックス板に電気的に接続したことを特徴とする請求項１に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【請求項９】
前記アンテナ素子を、ダイポール給電素子と無給電素子との組み合わせにより構成し、
前記一のレフレックス板側から前記ダイポール給電素子に前記給受電部を接続し、
前記ダイポール給電素子の給受電部に前記無給電素子を電気的に絶縁して交差させ、
前記ダイポール給電素子に前記無給電素子を電磁結合させたことを特徴とする請求項１に記載のレフレックス型円偏波アンテナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−２１３１５７（Ｐ２０１０−２１３１５７Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５９２２６（Ｐ２００９−５９２２６）
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（８０１００００２７）学校法人明治大学 (161)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（８０１００００２７）学校法人明治大学 (161)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]