JPH06181408A - スパイラルアンテナ並びにその使用方法及び取扱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運搬時におけるスパイラルアンテナの寸法を
低減する。 【構成】 アンテナ基板２６の背面にアンテナ素子への
給電線路を形成する。アンテナ素子は導体スパイラルパ
ターン１４及び１６から構成される。アンテナ基板２６
の裏面に形成する導体スパイラルパターンは、導体スパ
イラルパターン１４とともに平行導体線路を形成する。
両導体スパイラルパターンはその先端においてスルーホ
ール３４により短絡される。アンテナ基板２６と反射板
１２とが別体となるため、運搬時に都合がよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面に２個の導体スパ
イラルパターンによるアンテナ素子が形成されたアンテ
ナ基板及びこのアンテナ基板からｎλ／４（４：奇数、
λ：波長）隔離配置された反射板を備えるスパイラルア
ンテナ、特にその給電構造に関する。また、本発明は、
このスパイラルアンテナの使用方法及び取扱方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】スパイラルアンテナとしては、例えば、
図４に示される構成のものが知られている。この図に示
されるアンテナは、アンテナ基板１０と反射板１２とを
λ／４だけ隔離して配置した構成である。アンテナ基板
１０は誘電体から形成されており、その表面には、２個
の導体スパイラルパターン１４及び１６からなるアンテ
ナ素子が形成されている。このアンテナ素子には、同軸
線路１８により給電が行われている。同軸線路１８は、
反射板１２の背面に設けられたコネクタを介し、アンテ
ナ素子の背面から直接に給電を行っている。なお、反射
板１２は、金属板又は片面の金属層を剥離し片面のみを
金属層とした誘電体基板である。

【０００３】図５には、２線式スパイラルアンテナの他
の構成が示されている。この図においては、同軸線路１
８に代えマイクロストリップ線路が給電線路として使用
されている。すなわち、誘電体基板２２上に形成された
マイクロストリップ線路２４によって、導体スパイラル
パターン１４及び１６からなるアンテナ素子に直接給電
が行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有するスパイラルアンテナにおいては、アン
テナ素子に給電する線路が反射板とスパイラルアンテナ
の間隔をも規定しているため、アンテナを実際に使用す
る時だけではなく、運搬時にもこの間隔を保持しなけれ
ばならないという問題点があった。したがって、このス
パイラルアンテナを特に可搬型スパイラルアンテナとし
て利用する場合、この給電線路による寸法の大きさが問
題となる。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、運搬時の寸法を小
型化することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のスパイラルアンテナは、アンテナ素
子への給電線路をアンテナ基板の裏面に形成したことを
特徴とする。

【０００７】また、本発明のスパイラルアンテナは、ア
ンテナ素子への給電線路が導体スパイラルパターンであ
り、アンテナ素子への給電線路とアンテナ素子に係る導
体スパイラルパターンのうち一方とが平行導体線路を構
成することを特徴とする。

【０００８】本発明のスパイラルアンテナは、スパイラ
ルパターンのうち給電線路と平行導体線路を構成しない
スパイラルパターンに、給電線路が給電し、このスパイ
ラルパターンを接地導体に接続したことを特徴とする。

【０００９】さらに、本発明のスパイラルアンテナの使
用方法は、本発明に係るアンテナ基板を所定位置に固定
し、このアンテナ基板からｎλ／４（ｎ：奇数、λ：波
長）隔離した位置に反射板を固定し、アンテナ基板の裏
面に形成された給電素子を介してアンテナ素子に給電す
ることを特徴とする。

【００１０】そして、本発明のスパイラルアンテナの取
扱方法は、非使用時には、アンテナ基板及び反射板を別
体で取り扱い、使用時には、本発明の使用方法により使
用することを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明のスパイラルアンテナにおいては、アン
テナ素子への給電線路がアンテナ基板の裏面に形成され
る。すなわち、本発明のスパイラルアンテナを使用する
場合、アンテナ基板の裏面に形成された給電線路を介し
てアンテナ素子に給電を行えばよい。したがって、アン
テナ基板と反射板の間に介在し両者の間隔を保持する部
材を用いる必要がなくなるため、運搬時と、スパイラル
アンテナの非使用時における当該アンテナの寸法が小型
となる。

【００１２】また、アンテナ素子への給電線路を導体ス
パイラルパターンとして構成した場合、この給電線路と
アンテナ素子に係る導体スパイラルパターンのうち一方
とにより平行導体線路を構成することが可能となる。こ
のようにすると、当該アンテナ素子に係る導体スパイラ
ルパターンが給電線路の接地導体として機能することと
なり、給電に係る良好な伝送線路が形成される。また、
給電線路の導体幅を適宜設定することにより、アンテナ
素子と給電線路の外部接続端とのインピーダンス整合が
容易に確保される。

【００１３】加えて、給電線路と平行導体線路を構成し
ないスパイラルパターンに給電を行い、このスパイラル
パターンの一端を接地した場合、スパイラルパターンに
流れる電流が互いに１８０°位相が異なる進行波電流で
バランスし、良好な円偏波が発生する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、図４または図５に示される従来
例と同様の構成には同一の符号を付し説明を省略する。

【００１５】図１には、本発明の一実施例に係る２線式
スパイラルアンテナの構成が示されている。この図に示
されるように、本実施例においては、アンテナ基板２６
と反射板１２の間に第１従来例における同軸線路１８や
第２従来例におけるマイクロストリップ線路２４のよう
な部材が介在していない。この実施例においては、導体
スパイラルパターン１４及び１６からなるアンテナ素子
に対する給電が、コネクタ３０及び、アンテナ基板２６
の背面に形成された導体スパイラルパターン３２を介し
て行われる。

【００１６】この導体スパイラルパターン３２の形状
は、例えば図２に示されるような形状のものである。こ
の図は、図１のアンテナ基板２６を図中右側から透視し
て描いたものである。導体スパイラルパターン３２は、
導体スパイラルパターン１４と平行導体線路を形成する
よう配置されており、その先端はスルーホール３４を介
して導体スパイラルパターン１４に短絡されている。導
体スパイラルパターン１４は、後述するように接地され
る導体２８と接続されている。すなわち、導体スパイラ
ルパターン１４及び３２から構成される平行導体線路
は、導体スパイラルパターン１４を接地導体とする終端
短絡の線路である。

【００１７】導体スパイラルパターン３２の幅は、スル
ーホール３４に接近するにつれ連続的に狭くなるように
設定されている。これは、導体スパイラルパターン１４
及び１６から構成されるアンテナ素子の入力インピーダ
ンスが１７０Ω程度と高く、コネクタ３０の入力インピ
ーダンスが５０Ωと低いことに基づくものである。すな
わち、導体スパイラルパターン３２の幅設定は、コネク
タ３０及びこれに接続される図示しないケーブルと、ア
ンテナ素子とのインピーダンス整合のためのものであ
る。

【００１８】コネクタ３０は、当該コネクタ３０に接続
されるケーブルの外導体（接地導体）がアンテナ基板２
６表面の導体２８に接続され、当該ケーブルの内導体
（芯線）が導体スパイラルパターン３２に接続されるよ
う、アンテナ基板２６の端部に設けられている。従っ
て、コネクタ３０を介して外部からケーブルによる給電
を行った場合、導体２８が接地電位となる。また、導体
スパイラルパターン３２及び１４により構成される平行
導体線路にコネクタ３０を介して給電が行われると、導
体スパイラルパターン１４に対して所定位置に配置され
た導体スパイラルパターン１６に、相互結合により導体
スパイラルパターン１４より１８０度位相が進んだ電流
が誘起される。この結果、導体スパイラルパターン１４
及び１６からなるアンテナ素子から、円偏波が施された
電波が輻射される。

【００１９】導体２８は、この円偏波の軸比を改善する
機能を有している。すなわち、導体２８のエッジ（導体
スパイラルパターン１４及び１６側の端）によって、ア
ンテナ素子からの輻射の軸比が改善される。なお、この
ため、当該エッジは円形とする。

【００２０】このように、本実施例によれば、アンテナ
基板２６と反射板１２との間に介在物を設けることな
く、２線式スパイラルアンテナを構成することができ
る。また、導体２８のエッジ形状によって円偏波の軸比
を改善することができる。

【００２１】特に、アンテナ基板２６と反射板１２の間
に介在物を必要としないという特徴は、この実施例に係
るスパイラルアンテナの使用及び取扱の上で有効であ
る。例えばスパイラルアンテナをアタッシュケースによ
り運搬して使用する場合を考えた場合、運搬時には、本
実施例のスパイラルアンテナであればアンテナ基板２６
と反射板１２とを別体で取り扱うことができるため、運
搬に係るアンテナの寸法が小型となる。また、使用時に
は、図１に示されるように、アンテナ基板２６及び反射
板１２をその距離がｎλ／４となるようスリット等によ
り固定すればよい。このようにすることにより、本実施
例によれば、その使用性、取扱性が非常に向上したスパ
イラルアンテナが実現される。

【００２２】図３には、本発明の他の実施例に係るスパ
イラルアンテナの構成が示されている。この図に示され
るスパイラルアンテナは、導体スパイラルパターン３２
とスルーホール３４を介して接続されるのが、導体スパ
イラルパターン３２と平行導体線路を形成する導体スパ
イラルパターン１４ではなく、他方の導体スパイラルパ
ターン１６であること、及び、この導体スパイラルパタ
ーン１６が導体２８に接続されていることが図１の実施
例と相違している。この実施例において用いられる導体
スパイラルパターン３２は、図２に示される導体スパイ
ラルパターン３２とほぼ同様の形状であるが、スルーホ
ール３４の位置が相違するのに伴い、若干相違した形状
を用いる必要がある。

【００２３】この実施例においても、導体スパイラルパ
ターン３２が給電線路として使用され、導体スパイラル
パターン１４がこの導体スパイラルパターン３２の接地
導体として機能している。したがって、導体スパイラル
パターン１４には、導体スパイラルパターン３２と１８
０°位相が異る電流が流れる。一方、導体スパイラルパ
ターン１６は導体スパイラルパターン３２とスルーホー
ル３４を介して接続されている。したがって、導体スパ
イラルパターン１４に流れる電流と導体スパイラルパタ
ーン１６に流れる電流とは互いに１８０°位相が異なっ
た電流となる。さらに、この実施例では、導体スパイラ
ルパターン１６が、導体スパイラルパターン１４と同
様、導体２８に接続され、一端が接地されている。した
がって、進行波電流が流れ、導体スパイラルパターン１
４と１６に流れる電流は良好にバランスした電流とな
る。このような進行波電流が流れる結果、図３に示され
るアンテナは広帯域動作することとなり、良好な円偏波
が発生する。

【００２４】なお、この実施例においても、図１に示さ
れる実施例と同様の効果が得られる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アンテナ基板の裏面にアンテナ素子への給電線路を形成
したため、アンテナ基板と反射板との間に給電線路等の
介在物が不要となり、この結果、運搬時等、非使用時の
アンテナ寸法が低減される。従って、使用性、取扱性に
すぐれたスパイラルアンテナが得られる。

【００２６】また、本発明によれば、アンテナ素子への
給電線路が導体スパイラルパターンとして構成され、こ
の給電線路とアンテナ素子に係る導体スパイラルパター
ンのうち一方とが平行導体線路を構成するようにしたた
め、アンテナ素子への給電を良好な線路によって行うこ
とができる。また、給電線路の幅設定によりアンテナ素
子と外部回路とのインピーダンス整合を確保することが
できる。

【００２７】加えて、本発明によれば、給電線路と平行
導体線路を形成しない導体スパイラルパターンに、給電
線路から給電を行い、このスパイラルパターンの一端を
接地導体に接続するようにしたため、アンテナ素子に係
るスパイラルパターンに流れる電流が良好にバランス
し、良好な円偏波が発生することとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るスパイラルアンテナの
構成を示す斜視図である。

【図２】この実施例におけるアンテナ基板裏面の導体ス
パイラルパターンを示す透視図である。

【図３】本発明の他の実施例に係るスパイラルアンテナ
の構成を示す斜視図である。

【図４】第１従来例に係るスパイラルアンテナの構成を
示す斜視図である。

【図５】第２従来例に係るスパイラルアンテナの構成を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１２ 反射板 １４，１６，３２ 導体スパイラルパターン ２６ アンテナ基板 ２８ 導体 ３０ コネクタ ３４ スルーホール

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体から形成されその表面に２個の導
   体スパイラルパターンがアンテナ素子として形成された
   アンテナ基板と、このアンテナ基板からｎλ／４（ｎ：
   奇数、λ：波長）隔離配置されアンテナ素子の輻射を反
   射する反射板と、を備えるスパイラルアンテナにおい
   て、 アンテナ素子への給電線路をアンテナ基板の裏面に形成
   したことを特徴とするスパイラルアンテナ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスパイラルアンテナにお
   いて、 アンテナ素子への給電線路が導体スパイラルパターンで
   あり、 アンテナ素子への給電線路とアンテナ素子に係る導体ス
   パイラルパターンのうち一方とが平行導体線路を構成す
   ることを特徴とするスパイラルアンテナ。
3. 【請求項３】 請求項１記載のスパイラルアンテナにお
   いて、 アンテナ素子に係るスパイラルパターンのうち給電線路
   と平行導体線路を構成していないスパイラルパターン
   に、給電線路が給電し、 給電線路から給電を受けるスパイラルパターンを接地導
   体に接続したことを特徴とするスパイラルアンテナ。
4. 【請求項４】 誘電体から形成され、その表面には２個
   の導体スパイラルパターンによるアンテナ素子が、裏面
   にはアンテナ素子への給電線路がそれぞれ形成されたア
   ンテナ基板を所定位置に固定し、 このアンテナ基板からｎλ／４（ｎ：奇数、λ：波長）
   隔離した位置に、アンテナ素子の輻射が反射されるよう
   反射板を固定し、 給電線路を介してアンテナ素子に給電することを特徴と
   するスパイラルアンテナの使用方法。
5. 【請求項５】 非使用時には、誘電体から形成されその
   表面に２個の導体スパイラルパターンがアンテナ素子と
   して形成されたアンテナ基板及びアンテナ素子の輻射を
   反射可能な材質で形成された反射板を別体で取り扱い、 使用時には、請求項４記載の使用方法により使用するこ
   とを特徴とするスパイラルアンテナの取扱方法。