JPH036903A - 左旋と右旋の２円偏波用アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、１つのマイクロストリップアンテナにより左
旋円偏波および右旋円偏波を送受信し得るようにした左
旋と右旋の２円偏波川アンテナ装置に関するものである
。

（従来の技術） 近年、応答装置を、人が所持しまたは商品等に付設し、
この応答装置に所持する人の適宜な情報または付設され
る商品の品番等を記憶させ、定置される質問装置よりこ
の応答装置にマイクロ波で質問信号を送信し、この質問
信号を受信した応答装置は適宜な応答信号をマイクロ波
で質問装置に送信し、質問装置は受信した応答信号を適
宜な手段で照合することで、大または商品等を識別する
システムが提案されている。この応答装置に記憶させる
個人情報により、応答装置をＩＤカード等として機能さ
せることができる。また、商品の品番や価格等の情報を
記憶させることで、在庫管理や売上管理ができる。

このような応答装置および質問装置からなる通信システ
ムが、特開昭５６−１４０４８６号公報および特開昭６
３−５４０２３号公報等に示されている。これらで示さ
れる応答装置および質問装置からなる通信システムの概
要を、第４図のブロック回路図を参照して説明する。

第４図において、質問装置１に、エネルギ送信回路２が
設けられ、アンテナ３から応答装置４に向けて無変調で
エネルギ波ｆ１が送信される。また、質問ロジック回路
５が設けられ、この質問ロジック回路５から出力される
質問信号が、質問送信回路６によりアンテナ７から応答
装置４に向けて質問信号波ｆ２として送信される。さら
に、質問装置１に応答装置４から送信される応答信号波
ｆ３を受信するアンテナ８が設けられ、このアンテナ８
で受信された応答信号波ｆ３から応答受信回路９で応答
信号が復調されて質問ロジック回路５に与えられる。質
問ロジック回路５では、送信した質問信号に対する応答
装置４からの応答信号により、人および商品等の識別を
行なう。

そして、応答装置４には、アンテナ３から送信されるエ
ネルギ波ｆ、を受信するアンテナ１０が設けられ、この
アンテナ１０で受信されたエネルギ波ｆ、が整流回路１
１で直流電力に変換され、応答ロジック回路１２の電源
端子に与えられて駆動電源として用いられる。また、ア
ンテナ７から送信さ６る質問信号波ｆ２を受信するアン
テナ１３が設けられ、このアンテナ１３で受信された質
問信号波ｆ２から質問受信回路１４で質問信号が復調さ
れて応答ロジック回路１２に与えられる。さらに、応答
ロジック回路１２から出力される応答信号が応答送信回
路１５に与えられ、アンテナ１６から応答信号波ｆ３と
して質問装置１に向けて送信される。なお、応答ロジッ
ク回路１２は、記憶されているデータ等に基づき質問信
号に応じて適宜に演算して応答信号を出力する。

ところで、質問装置１から送信されるエネルギ波ｆ、は
、例えば２４４０ＭＨ２の水平偏波が用いられ、質問信
号波ｆ２は、例えば２４５５ＭＨ２の垂直偏波が用いら
れている。エネルギ波ｆ１と質問信号波ｆ２との搬送周
波数が隣接しているので、偏波面を相違させることによ
りエネルギ波ｆ、と質問信号波ｆ２の区分を容易なもの
としている。そして、これらのエネルギ波ｆ、および質
問信号波ｆ２を、送受信するアンテナ装置として、小型
のものが要望される。特に、応答装置４をＩＤカード等
として利用するときは、人が所持するために小型でな番
すればならない。そこで、アンテナ装置としてマイクロ
ストリップアンテナが用いられる。

さらに、特開昭６３−５４０２３号公報において、水平
偏波のエネルギ波ｆ１と垂直偏波の質問信号波ｆ２を、
第５図のごとく、１つの矩形のマイクロストリップ共振
器で受信して、アンテナ装置の占有面積を小さくする技
術が提案されている。

第５図において、矩形マイクロストリップ共振器２０の
水平方向の辺の長さは、水平偏波であるエネルギ波ｆ、
の波長λＩ　（マイクロストリップ共振器２０が設けら
れる低誘電体基板中の波長である。以下の波長も同じく
低誘電体基板中である。）の１／２に設定され、垂直方
向の辺の長さは、垂直偏波である質問信号波ｆ２の波長
λ２の１／２に設定される。そして、矩形マイクロスト
リップ共振器２０の水平方向の一辺中央に質問信号波ｆ
２を取り出す給電線２１が接続され、垂直ｒ向の一辺中
央にエネルギ波ｆ、を取り出す給電線２２が接続される
。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記した応答装置４を例えばＩＤカードとし
て用いる場合に、カード形状の応答装置４をポケットま
たはハンドバックに収納したままで、質問装置１が所持
する人を識別ができれば極めて便利である。このために
は、エネルギ波ｆ、および質問信号波ｆ２として水平お
よび垂直偏波が用いられるので、応答袋＠４に設けられ
たアンテナ装置は、これらの偏波を受信できる姿勢にな
ければならない。しかし、質問装置１から送イ３される
偏波に対して、アンテナ装置の姿勢が縦横方向で一定と
なるようにポケットやハンドバックに応答装置４を収納
することは、実際上管理が困難である。そこで、応答装
置４をポケットやハンドバックから取り出して質問装置
１に一定の姿勢で対向させる作業が必要である。

このような応答装置４の使用上の煩雑さを解消するもの
として、本発明者らはエネルギ波ｆ１および質問信号波
ｆ２を円偏波として送受信すれば良いことを案出した。

円偏波であれば、アンテナ装置の姿勢が縦横方向でいず
れにあっても受信が可能であり、応答装置４をポケット
やハンドバックから取り出す必要がない。そこで、エネ
ルギ波ｆ、として例えば２４４０ＭＨ２の左旋円偏波を
用い、質問信号波ｆ２として例えば２４５５ＭＨ２の右
旋円偏波を用い、これらの円偏波を１つのマイクロスト
リップアンテナで送受信できれば、第５図に示すものと
同様にアンテナ装置の占有面積を小さくすることができ
る。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、左旋
円偏波と右旋円偏波を小さな占有面積で送受信できるよ
うにした左旋と右旋の２円偏波用アンテナ装置を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明の左旋と右旋の２
円偏波用アンテナ装置は、左旋と右旋の２円偏波用のア
ンテナ装置であって、前記２円偏波の波長の平均値の１
／２を一辺とする正方形のマイクロストリップ共振器と
、前記波長の平均値の１／４を一辺とするハイブリッド
リンクと、を設け、このハイブリッドリンクの隣接する
２つの端子に左旋円偏波用給電線と右旋円偏波用給電線
をそれぞれに接続し、前記ハイブリッドリンクの他の２
つの端子を前記マイクロストリップ共振器の隣接する２
辺中央から共振器内側に入り込んでオフセット給電する
ように接続して構成したことを特徴とする左旋と右旋の
２円偏波用アンテナ装置。

そして、第１の低誘電体基板の表面に前記マイクロスト
リップ共振器を配設するとともに裏面にグランド板を積
層配設し、このグランド板に第２の低誘電体基板を直に
積層配設し、この第２の低誘電体基板に前記ハイブリッ
ドリンクおよび左旋と右旋の円偏波用給電線を配設し、
前記マイクロストリップ共振器と前記ハイブリッドリン
クの端子を前記積層された第１と第２の低誘電体基板お
よびグランド板を貫通させた導通ピンによって電気的接
続して構成しても良い。

また、前記ハイブリッドリンクの２つの端子を、前記マ
イクロストリップ共振器にオフセット給電するのに代え
て、前記マイクロストリップ共振器の隣接する２辺に接
して構成することもできる。

（作用） ハイブリッドリンクの一方の端子に与えられた信号は、
マイクロストリップ共振器に接続される２つの端子に９
０度位相のずれた信号として出力され、マイクロストリ
ップ共振器から円偏波として放射される。また、ハイブ
リッドリンクの隣接する他の端子に与えられた信号は、
マイクロストリップ共振器に接続される２つの端子に９
０度位相が逆方向にずれた信号として出力され、マイク
ロストリップ共振器から逆の旋回方向の円偏波として放
射される。しかも、ハイブリッドリンクの一方の端子に
与えられた信号は、隣接する他方の端子で位相が逆とな
って相互に打ち消されて出力されることがなく、２つの
信号のアイソレーションは良好である。また、左旋と右
旋の円偏波を゛受信してハイブリッドリンクで分離出力
する。

そして、ハイブリッドリンクおよび左旋と右旋の円偏波
用給電線を配設する第２の低誘電体基板を、グランド板
に直に積層配設するならば、マイクロストリップ共振器
およびハイブリッドリンクのグランド板を１枚で共用で
きる。しかも、２枚の別々のグランド板を重ね合わせた
場合に生じ易い僅かな隙間による導波管作用によって導
通ピンから信号が漏れるようなことがない。

また、ハイブリッドリンクの２つの端子を、マイクロス
トリップ共振器の隣接する２辺中央に接続するならば、
ハイブリッドリンクを第１の低誘電体基板のマイクロス
トリップ共振器と同一平面に配設し得る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図および第２図を参照して
説明する。第１図は、本発明の左旋と右旋の２円偏波用
アンテナ装置の一実施例をアレイ状とした平面図であり
、第２図は、第１図の基板の縦断面を示す図である。

第１図および第２図において、第１の低誘電体基板３０
の表面に、左旋円偏波で送信するエネルギ波ｆ１．の波
長λ、と右旋円偏波で送信する質問信号波ｆ２の波長λ
２の平均値の１／２を一辺とする正方形のマイクロスト
リップ共振器３１．３１−・・が等間隔で４個配置され
ている。そして、第２図に示すごとく、この第１の低誘
電体基板３０の裏面には、アルミニウム等の導電性金属
からなるグランド板３２が積層配設され、このグランド
板３２に第２の低誘電体基板３３が直に積層配設される
。この第２の低誘電体基板３２の表面には、後述するハ
イブリッドリンク３５．３５−および左旋と右旋の円偏
波用給電線としてのマイクロストリップライン３６゜３
６・−が配設される。さらに、ハイブリッドリンク３５
．３５−の２つの端子とマイクロストリップ共振Ｐ５：
ｌ！、３１−は、積層された第１と第２の低誘電体基板
３０．３３およびグランド板３２に貫通させた導通ピン
３７．３７−の両端を半田付けして接続される。

さらに、ハイブリッドリンク３５．３５−は、エネルギ
波ｆ、の波長λ、と質問信号波ｆ２の波長λ２の平均値
の１／４を一辺とする正方四辺形の升状のマイクロスト
リップラインで形成される。

そして、エネルギ波ｆ、が与えられる入出力端子３８ａ
が、左旋円偏波用給電線としてのマイクロストリップラ
イン３６．でまず２つに分岐され、その分岐先がそれぞ
れざらに２つに分岐され、これらの４つの分岐先が４つ
のハイブリッドリンク３５゜３５−の端子ａ、ａ−にす
べて信号波形が同位相となるように接続される。また、
質問信号波ｆ２が与えられる入出力端子３８ｂが、右旋
円偏波用給電線としてのマイクロストリップライン３６
．で同様にして４つに分岐され、４つのハイブリッドリ
ンク３５．３５−の上記端子ａ、ａ・−と隣接する端子
す、ｂ−にすべて信号波形が同位相となるように接続さ
れる。さらに、ハイブリ・ラドリンク３５゜３５−の他
の２つの端子ｃ、ｃｍ、ｄ、ｄ−が、導通ピン３７．３
７−・を介してマイクロストリップ共振器３１．３１−
の隣接する２辺中央から共振器内側に辺の長さの約１／
３だけ入り込んだ点にオフセット給電するように接続さ
れる。

かかる楕成において、入出力端子３８．ｌに与えられた
エネルギ波ｆ、は、ハイブリッドリンク３５゜３５−・
・の端子ｄ、ｄ−の信号に対して端子ｃ、ｃ−で９０度
だけ位相が遅れた信号となって出力される。そこで、マ
イクロストリップ共振器３１．３１−かうエネルギ波ｆ
０の左旋円偏波がＮ１図で紙面の裏から表に向かって送
信される。そして、ハイブリッドリンク３５．３５−の
端子すには、逆相となフて相互に打ち消し合うことでエ
ネルギ波ｆ。

の信号は出力されない。

また、入出力端子３ａ、に与えられた質問信号波ｆ２は
、ハイブリッドリンク３５．３５−・の端子Ｃ１Ｃ・−
の信号に対して端子ｄ、ｄ−で９０度だけ位相が遅れた
信号となって出力される。そこで、マイクロストリップ
共振器３１．３１−から質問信号波ｆ２の右旋円偏波が
：４１図で紙面の裏から表に向って送信される。そして
、質問信号波ｆ２は、ハイブリッドリンク３５．３５−
の端子ａには出力されない。

さらに、第１図で紙面の表から裏に向う周波数ｆ、また
は第２に近い左旋円偏波が入来すると、マイクロストリ
ップ共振器３１．３１−に接続されたハイブリッドリン
ク３５．３５の端子ｃ、ｃ−の信号に対して端子ｄ、ｄ
−には９０度位相が遅れた信号が出力され、端子ａで同
相で加算され、入出力端子３８８に出力される。なお、
端子すでは逆相で信号が打ち消し合される。このように
して、左旋円偏波が受信し得る。

また、第１図の紙面で表から裏に向かう周波数ｆ、また
は第２に近い右旋円偏波が入来すると、マイクロストリ
ップ共振器３１．３１−に接続されたハイブリッドリン
ク３５．３５の端子ｄ、ｄ−の信号に対して端子Ｃ，Ｃ
−には９０度位相が遅れた信号が出力され、端子すで同
相で加算され、入出力端子３８ｂに出力される。なお、
端子ａでは逆相で信号が打ち消し合われる。このように
して、右旋円偏波が受信し得る。

ところで、上記実施例では、グランド板３２に直に第２
の低誘電体基板３３を配設し、マイクロストリップ共振
器３１．３１・・・とハイブリッドリンク３５゜３５−
・・等に対して１枚のグランド板３２を共用しているの
で、導通ピン３７による信号の減衰はない。

ところで、第２の低誘電体基板３３に独自のグランド板
を配設したものを用い、２枚のグランド板を重ね合わせ
るようにして積層構造とすることもできる。しかし、２
枚のグランド板が重ね合わされるように構成した場合は
、その２枚のグランド板間に僅かな隙間が生じ易い。そ
して、この隙間が導波管として作用をし、導通ピン３７
から放射された信号がこの隙間を介して漏れ、マイクロ
ストリップ共振器３１．３１−に加わる信号に減衰を生
じさせる。よって、上記実施例のごとく、第１の低誘電
体基板３０に積層配設されたグランド板３２に、直に第
２の低誘電体基板３３が積層配設されることが望ましい
。

第３図は、本発明の左旋と右旋の２円偏波用アンテナ装
置の他の実施例を示す要部平面図である。第３図におい
て、第１図と同一部材には同一符号を付けて重複する説
明を省略する。

第３図において、マイクロストリップ兵服器３】とハイ
ブリッドリンク３５は、低誘電体基板の同一平面に配設
される。そして、左旋円偏波用給電線としてのマイクロ
ストリップライン３６．がハイブリッドリンク３５の端
子ａに接続され、右旋円偏波用給電線としてのマイクロ
ストリップライン３６ｂがハイブリッドリンク３５の端
子すに接続される。

さらに、ハイブリッドリンク３５の端子ｄが、マイクロ
ストリップ共振３３１の一辺の中央部にマイクロストリ
ップライン３９１を介して接続される。また、端子Ｃが
、マイクロストリップ共振器３１の端子ｄが接続された
辺に対して時計回りで隣接する−・辺の中央部にマイク
ロストリップライン３９．を介して接続される。

かかる構成にあっても、第１図に示す実施例と同様に、
左旋円偏波用給電線としてのマイクロストリップライン
３Ｂ□に与えられたエネルギ波ｆ１は、左旋円偏波とし
て送信され、他方の右旋円偏波用給電線としてのマイク
ロストリップライン３６ｂに与えられた質問信号波ｆ２
は、右旋円偏波として送信される。そして、マイクロス
トリップ共振器３Ｉとハイブリッドリンク３５およびマ
イクロストリ、ツブライン３Ｂ、、３６ｂ、３９．．３
９ｂが低誘電体基板の同一平面上に配設できるので、エ
ツチングや蒸着等の同一工程で形成することができ、製
造が容易である。

なお、上記実施例では、２４４０ＭＨ２の左旋円偏波と
２４５５ＭＨ２の右旋円偏波を対象とするアンテナ装置
を一例として説明したが５上記周波数に限られず、マイ
クロ波帯のいかなる隣接または同一周波数の左旋および
右旋円偏波を送受信するよう構成しても良い。また、本
発明の左旋と右旋の２円偏波用アンテナ装置は、質問装
置！および応答装置４からなる通信システムのアンテナ
装置への通用に限られないことは勿論である。

（発明の効果） 本発明の左旋と右旋の２円偏波用アンテナ装置は、以上
説明したように構成されているので、以下のごとき優れ
た効果を奏する。

まず、１つのアンテナ装置で左旋および右旋の２円偏波
を送受信することができ、アンテナ装置の占有面積が小
さく、それだけ本発明のアンテナ装置が設けられる装置
の小型化が容易である。そして、円偏波を送受信するの
で、アンテナ装置の姿勢が縦横方向でいずれにあっても
適正な送受信が可能である。ざらに、送受信される左旋
および右旋の２円偏波の信号のアイソレーションが良好
で、２つの給電線に相互に漏れることがない。

そして、ハイブリッドリンクが配設される第２の低誘電
体基板をグランド板に直に積層配設するならば、１枚の
グランド板を共用できて安価である。しかも、積層され
た複数の基板を貫通する導通ピンによる信号の漏れがな
い。

また、ハイブリッドリンクの２つの端子をマイクロスト
リップ共振器の隣接す・る２辺中央に接続するならば、
ハイブリッドリン゛りとマイクロストリップ共振器を低
誘電体基板の同一平面上に配設することができ、同一工
程で製造でき、製造コストを安価にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の左旋とも旋の２円偏波用アンテナ装
置の一実施例をアレイ状とした平面図であり、３２図は
、第１図の基板の縦断面を示す図であり、第３図は、本
発明の左旋と右旋の２円偏波用アンテナ装置の他の実施
例を示す要部平面図であり、第４図は、本発明の左旋と
右旋の２円偏波用アンテナ装置を応用して好適な応答装
置および質問装置からなる通信システムの概要を示すブ
ロック回路図であり、第５図は、第４図の通信システム
に応用される従来のアンテナ装置の一例を示す図である
。 ３０：第１の低誘電体基板、 ３１：マイクロストリップ共振器、 ３２ニゲランド板、 ３３：第２の低誘電体基板、 ３５：ハイブリッドリンク、 ３６．３９　　：マイクロストリップライン、３８二人
出力端子。 第２図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）左旋と右旋の２円偏波用のアンテナ装置であって
   、前記２円偏波の波長の平均値の１／２を一辺とする正
   方形のマイクロストリップ共振器と、前記波長の平均値
   の１／４を一辺とするハイブリッドリンクと、を設け、
   このハイブリッドリンクの隣接する２つの端子に左旋円
   偏波用給電線と右旋円偏波用給電線をそれぞれに接続し
   、前記ハイブリッドリンクの他の２つの端子を前記マイ
   クロストリップ共振器の隣接する２辺中央から共振器内
   側に入り込んでオフセット給電するように接続して構成
   したことを特徴とする左旋と右旋の２円偏波用アンテナ
   装置。
2. （２）請求項１記載の左旋と右旋の２円偏波用アンテナ
   装置において、第１の低誘電体基板の表面に前記マイク
   ロストリップ共振器を配設するとともに裏面にグランド
   板を積層配設し、このグランド板に第２の低誘電体基板
   を直に積層配設し、この第２の低誘電体基板に前記ハイ
   ブリッドリンクおよび左旋と右旋の円偏波用給電線を配
   設し、前記マイクロストリップ共振器と前記ハイブリッ
   ドリンクの端子を前記積層された第１と第２の低誘電体
   基板およびグランド板を貫通させた導通ピンによって電
   気的接続したことを特徴とする左旋と右旋の２円偏波用
   アンテナ装置。
3. （３）請求項１記載の左旋と右旋の２円偏波用アンテナ
   装置において、前記ハイブリッドリンクの２つの端子を
   、前記マイクロストリップ共振器にオフセット給電する
   のに代えて、前記マイクロストリップ共振器の隣接する
   ２辺中央に接続したことを特徴とする左旋と右旋の２円
   偏波用アンテナ装置。