JPH08316723A - 誘電体１／４波長励振形アンテナを用いた球面波放射誘電体アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＵＨＦ帯〜準ギガ帯の各種の無線機に適した
球面波放射アンテナ装置を提供すること。 【構成】 球面波放射アンテナ装置は、誘電体１／４波
長励振形アンテナＡＮＴと、該アンテナが挿入、接合さ
れるスルーホール電極３が形成された貫通穴２を有する
と共に接地用導体５が形成された基板１と、該基板が接
合される整合用導体７とを具備し、誘電体１／４波長励
振形アンテナＡＮＴの周囲はアンテナキャップ９によっ
て取り囲まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＵＨＦ帯〜準ギガ帯（８
００ＭＨｚ〜２．６ＧＨｚ帯）の各種携帯無線機の筺体
内又は外部に設置するための球面波放射誘電体アンテナ
装置であって、誘電体１／４波長励振形アンテナと、誘
電体セラミック製のアンテナキャップと、スルーホール
電極と、環状共振電極を設けた誘電体セラミック製基
板、及び整合用導体とを具備する球面波放射誘電体アン
テナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内蔵アンテナとしては、ループア
ンテナ、ヘルカル状アンテナ、及び逆Ｆ型アンテナ等が
あり、使用周波数の１／２波長又は１／４波長に共振さ
せたアンテナであるので、その利得を向上させる方法は
限られている。一方、現在のＵＨＦ〜準ギガ帯における
各種携帯無線機の外形は極めて小型化され、上記の無線
機に装着されているアンテナは、コネクターによる装着
形、出し入れ自由な収納形、転倒形、固定形等であり、
使用時には何れも筺体からアンテナが外部に突出してい
る。しかし、携帯上及び操作上からは、突出したアンテ
ナは作業時に障害になる。例えば、携帯無線機を操作す
る際、アンテナを引き出して使用するために、アンテナ
部の故障が最多といわれている。

【０００３】高誘電率、低損失の誘電体セラミック基板
に、渦巻状、波形状、デジタル状にメタライズしたマイ
クロストリップアンテナは、ＰＨＳ通信（パーソナルハ
ンディホンシステム。１．９ＧＨｚ帯を使用）の端末機
には最適なアンテナであるが、筺体内に収納したアンテ
ナを引き出して使用する形態のものであり、ＧＰＳ通信
（グローバルポジショニングシステム。１．５７ＧＨｚ
を使用）に使用されるアンテナは、完全なマイクロスト
リップアンテナであるので、そのＱ値は高く、従って極
めて狭帯域な受信アンテナである。

【０００４】しかし、現在のアンテナでは、アンテナを
小型化して各種携帯無線機の筺体内に内蔵した場合、ア
ンテナの下部放射の装置内への回り込みが阻止出来ず、
そのアンテナの指向性及びその整合度は劣化するうえ、
送信部からの放射電力は筺体の材質によって誘電損失を
生じ、放射出力は低下してしまうが、上記の筺体の誘電
損失をカバーするだけのアンテナ利得を得ることはでき
ない。故に、現在のところ、内蔵アンテナを使用してい
るＵＨＦ〜準ギガ帯の携帯無線機では、その内蔵アンテ
ナの放射利得が充分でないために、至近距離通信にのみ
有効であり、アンテナを内蔵した携帯無線機は「至近距
離用の端末機である」と言われる所以である。

【０００５】又、前述したＰＨＳ通信は１０ｍｗ、特定
小電力通信（データ伝送１．２ＧＨｚ帯）は１０ｍｗ、
構内無線（データ伝送１．２ＧＨｚ帯）は１００ｍｗと
各端末機の送信出力は極めて小さく、筺体内に前記した
各種内蔵アンテナを設けた場合、アンテナと送信装置と
の整合のずれが、その放射効率に大きく影響を与える
し、又、筺体を形成している材質によってその指向性が
乱される。

【０００６】ところで、出願人は、特願平３−３４４９
０４号（特開平５−１０２７２０号公報参照）におい
て、従来の定在波形アンテナとは原理が異なる誘電体１
／４波長励振形アンテナを提案した。図１４は、この誘
電体１／４波長励振形アンテナ１００の構成を示す。同
図において、誘電体１／４波長励振形アンテナ１００は
適当な長さと内・外径を有する誘電体製の筒体１０１を
備える。筒体１０１の内周面全体に内周面電極１０２が
形成され、筒体１０１の上端面には片端面電極１０３が
形成される。片端面電極１０３の内周縁は内周面電極１
０２と接続される。一方、筒体１０１の外周面の一部に
は、片端面電極１０３と電気的に接続された外周面電極
１０４が形成される。こうして筒体１０１の外周面は、
外周面電極１０４が形成された部分と電極が形成されて
いない部分１０５とに分けられ、これらの部分の面積比
を適切に選択することにより、所望のアンテナ特性を得
ることが出来る。筒体１０１の中に適当な直径の給電導
体１０６を同軸状に挿入すると共に、接続栓１０７の中
心導体１０８を給電導体１０６の下端部と電気的・機械
的に接続する。給電導体１０６の上端部は、内周面電極
１０２と電気的に接触する接続部を持つ固定用金具１０
９により固定され、給電導体１０６は、内周面電極１０
２と同軸状に保持される。

【０００７】しかし、内周面電極１０２に接触する固定
用金具１０９の接触の長さを変化させてアンテナの整合
を取る場合、送信部の出力が大きくなると、１次側と２
次側との電極が接続されているので整合回路の均衡が崩
れて不整合が生じ、反射電力が大きくなるという問題が
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上述べた従
来の問題点に鑑みて成されたもので、本発明の目的は、
ＵＨＦ帯〜準ギガ帯（８００ＭＨｚ〜２．６ＧＨｚ帯）
の各種無線機の筺体内又は外部に設置するのに適した、
誘電体１／４波長励振形アンテナを用いた球面波放射誘
電体アンテナ装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、誘電体１／４波長励振形アンテナと、
前記誘電体１／４波長励振形アンテナの基部を受け入れ
ることができる大きさを有し且つ内面にスルーホール電
極を設けた貫通穴を有する誘電体セラミック製の基板
と、前記基板の一面の前記スルーホール電極から間隔を
保って形成された環状の共振電極と、前記基板に形成さ
れた接地面電極と、前記接地面電極に接合された整合用
導体と、を具備することを特徴とする球面波放射誘電体
アンテナ装置を提供する。

【００１０】前記誘電体１／４波長励振形アンテナは、
誘電体製の筒体と、前記筒体の内周面に形成された内周
面電極と、前記筒体の一端面を覆い且つ前記内周面電極
と電気的に接続された片端面電極と、前記筒体の外周面
の一部に形成され且つ前記片端面電極と電気的に接続さ
れた外周面電極と、前記筒体の内部に設けられ、前記内
周面電極と磁界結合する給電導体と、前記給電導体の周
囲に巻回され、一端が前記給電導体に、他端が前記接続
栓の外部導体に接続された絶縁導体からなる整合用コイ
ルと、を備える。

【００１１】同時双方向通信システムや融合端末機のた
めのアンテナ装置とするために、動作周波数の異なる複
数個の前記誘電体１／４波長励振形アンテナを設けるよ
うにしてもよい。また、前記誘電体１／４波長励振形ア
ンテナを取り囲むように誘電体セラミック製のアンテナ
キャップを装着するようにしてもよい。

【００１２】

【実施例】以下、図１〜図４を参照して、本発明に係る
球面波放射誘電体アンテナ装置の一実施例の構成と動作
とについて説明する。図１は、本発明に係る球面波放射
誘電体アンテナ装置の実施例の斜視図を、図２は、図１
に示すアンテナ装置の誘電体１／４波長励振形アンテナ
以外の部分の断面図を、図３は、図１に示すアンテナ装
置から誘電体１／４波長励振形アンテナとアンテナキャ
ップとを除去したときの上面図を、図４は、図１に示す
誘電体１／４波長励振形アンテナの構造をそれぞれ示し
ている。

【００１３】これらの図において、誘電体１／４波長励
振形アンテナＡＮＴの基部（接続栓１８）は、誘電体セ
ラミック製の基板１に形成され且つ内面にスルーホール
電極３を形成した貫通穴２に挿入、接合される。基板１
の上面に、貫通穴２を取り囲み且つ貫通穴２から適宜な
間隔を保って環状の共振電極４を設け、一方、基板１の
下面に、貫通穴２を取り囲む所定の部分を残して第１の
接地電極を形成し、基板１の側面に第１の接地電極と電
気的に接続された第２の接地電極を形成し、こうして連
続した接地面電極５を設ける。接地面電極５に、誘電体
１／４波長励振形アンテナＡＮＴの基部が通るに足る大
きさの貫通穴６を設けた整合用導体７を接合して誘電体
共振部８を構成する。この実施例では、整合用導体７の
両側の部分は下側へ折り曲げられ、折り曲げ辺７′、
７″とされる。更に、必要に応じて、誘電体１／４波長
励振形アンテナＡＮＴを囲むように誘電体セラミック製
のアンテナキャップ９が装着される。アンテナキャップ
９を共振電極４の上に装着するには、アンテナキャップ
９の切り口をメタライズし、この部分を参照数字２７に
示すように共振電極４に接合すればよい。なお、２つの
導体を接合するには、例えば、クリーム半田を導体に塗
布して熱風によって半田付けし、両導体を電気的、機械
的に接続すればよい。

【００１４】誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴ
は、従来の定在波励振形アンテナ（例えば、棒状波源で
ある半波長ダイポールアンテナ）とは放射原理を全く異
にするものであって、点波源と見做すことができ、同心
球状の球面波の電波を放射することができる。図４に示
すとおり、誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴは、
誘電率が例えば４０〜１２０の誘電体セラミック製の筒
体１０と、筒体１０の外周面に形成された外周面電極１
１と、筒体１０の上面に外周面電極１１と電気的に接続
されるように形成された片端面電極１２と、筒体１０の
内周面全体に片端面電極１２と電気的に接続されるよう
に形成された内周面電極１３と、筒体１０の外周面電極
１１が形成されていない部分である誘電部１４とを備え
ている。筒体１０の内部には、給電導体１５で構成した
バランである整合用コイル１６が内周面電極１３と同軸
状になるように絶縁体（例えばテフロン）製の固定部１
７によって固定される。これにより整合用コイル１６と
内周面電極１３とは磁界結合する。接続栓１８の中心導
体２０は給電導体１５と接続されると共に同軸ケーブル
１９とも接続される。

【００１５】本発明の球面波放射誘電体アンテナ装置に
用いられる誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴは各
電極１１、１２、１３によって圧縮されて１／４波長で
共振（ＴＥＭモード）し、この共振エネルギーは誘電部
１４から導出される。つまり、筒体１０全体が励振さ
れ、筒体１０を核にして等位相面の強電界層が形成され
る。この強電界層の共振エネルギーは、筒体１０を核に
して同心球状に空間に広がって行く球面波の電波であ
り、上記の圧縮された共振エネルギーのその圧縮が解放
され、波長的な通常の電界になるまでの間は、等位相面
の強電界層と考えられる。

【００１６】このように、誘電体１／４波長励振形アン
テナＡＮＴは、従来の垂直定在波形アンテナと異なり、
筒体１０の外周面に形成された外周面電極１１が圧縮さ
れて１／４波長で共振し、筒体１０全体が励振される。
外周面電極１１、片端面電極１２、内周面電極１３、誘
電部１４は平衡型の２次回路を構成する。従って、誘電
体１／４波長励振形アンテナＡＮＴを中心導体２０を有
する不平衡回路である接続栓１８と結合させるために
は、何等かのバラン（平衡／不平衡整合回路）を用いな
ければならない。そこで図４に図示するように、給電導
体１５の直径、給電導体１５と一端が接続された絶縁導
線の絶縁体の外径・厚み・材質・外径、該絶縁導線の巻
線間隔・巻回数等を適切に選択して整合用コイル１６を
形成し、１次回路を構成する。この絶縁導線の他端は接
続栓１８の外部導体と電気的に接続される。上記した各
部を変化させ、目的の周波数付近で自己共振が起るよう
に調整する。こうすると、１次回路が前述したように構
成されているので、周波数帯域幅の広い自己共振が得ら
れる。

【００１７】このように、誘電体１／４波長励振形アン
テナＡＮＴでは、例えば誘電率１００の誘電体セラミッ
ク製の筒体１０の片端面電極１２上に固定部１７によっ
て給電導体１５を固定し、筒体１０の下部に接続栓１８
を介して同軸ケーブル１９が接続され、これによってア
ンテナを給電する。この誘電体１／４波長励振形アンテ
ナＡＮＴは、誘電体セラミック製の筒体１０と、それと
は異質の電極、導体及び誘電体とが合体して形成された
アンテナであるので、強電界層の全方向への球面液の垂
直面内指向性は縦長の８の字型パターンである。即ち、
放射パターンは、その上部及び下部にそれぞれ欠陥があ
り、欠損した以外の放射は同心球状の球面波の電波とな
って全周方向に直接に広がって行く。しかも、実測によ
り、誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴは垂直偏波
とか水平備波といった特定の偏波面を持たないアンテナ
であり、従来の定在波励振形アンテナ（棒状波源）が形
成する８の字型パターンとは、根本的にその放射原理を
異にしている。

【００１８】誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴの
独特の特性として、以下の点を挙げることができる。

【００１９】（１）所望の中心周波数やＱ値を得るに
は、筒体１０の誘電率・形状・寸法、及び、筒体１０に
設ける外周面電極１１と誘電部１４との長さの比等を選
択すればよい。

【００２０】（２）上記のとおり、誘電体１／４波長励
振形アンテナＡＮＴは、その構造上、誘電体セラミック
製の筒体１０に設けた各電極１１、１２、１３によっ
て、１／４波長に圧縮された共振（ＴＥＭモード）を起
して筒体１０全体で励振し、等位相面の強電界層を形成
し、筒体１０を核にして同心球状の球面波の電波を放射
するので、誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴに導
体（金属導体・水滴・人体等）が至近距離に近接して
も、アンテナの放射効率や、アンテナインピーダンスへ
の影響は極めて小さい。

【００２１】（３）誘電体１／４波長励振形アンテナＡ
ＮＴは前述したように、１／４波長に圧縮された共振エ
ネルギーが強電界層を形成し、その強電界層の圧縮が解
放されて波長的に通常の電界になるまでの間は、等位相
面の球面波の電波を放射すると考えられ、点波源と見做
すことができるので、上記の強電界層の中に波源即ちア
ンテナＡＮＴと極めて至近距離に置かれた金属導体（例
えば、反射器、板状導体、棒状導体、片面を連続接地面
にした誘電体基板等）自体の共振によって、アンテナＡ
ＮＴの放射を容易に制御するとこができる。つまり、こ
の球面波の電波は、上記の金属導体により抑圧・圧縮・
共振（励振）され、特定周方向が解放された一種の電磁
ホーン（ラッパ）が構成されたと考えてよく、球面波の
電波は直接に空間に放射される。

【００２２】（４）誘電体１／４波長励振形アンテナＡ
ＮＴは、特定した偏波面を持たない球面波放射のアンテ
ナであるので、これらの金属導体を接地面や接続栓に直
結したとき、該金属導体の裏面への回り込みが大きい。
これを阻止するためには、例えば、誘電損・誘電率の小
さいテフロン等の材質の誘電体によって、上記金属導体
を接地から又は接続栓・同軸ケーブル等から浮かして絶
縁保持しなければならない。また、上記金属導体を接地
して保持した場合にも、上記金属導体はアンテナＡＮＴ
の強電界層に包まれ、上記金属導体の裏面にも強磁界が
誘起されてその直角の方向に電界が放射されるので、無
指向性に近い放射を得ることができる。

【００２３】（５）誘電体セラミック製の筒体１０に使
用出来る現在の誘電体セラミック材料の誘電率は１１０
前後であり、筒体１０の誘電体材料を変化させると、そ
の共振効率は向上するが、そのアンテナ利得の向上には
限度がある。

【００２４】（６）前記したように、この球面波を放射
する誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴは、そのア
ンテナキャップ９の誘電体材質の誘電率を選択するだけ
で容易に任意のアンテナ利得が得られる。

【００２５】本発明に係る球面波放射誘電体アンテナを
全天候性とし、誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴ
の共振周波数を緩やかに変化させるためには、図１、図
２に図示するように、誘電体１／４波長励振形アンテナ
ＡＮＴの各部と適宜な間隔を保った内周面を持つ適当な
長さと内・外径の誘電体製のアンテナキャップ９を装着
するが好ましい。こうすることにより、次のような作用
効果が奏される。

【００２６】（１）アンテナキャップ９の内周面が誘電
体１／４波長励振形アンテナＡＮＴの各部と適宜な間隔
を保っているため、アンテナＡＮＴの全表面から放射さ
れる共振エネルギーはアンテナキャップ９を通して電磁
波となって再放射されるので、アンテナＡＮＴに接近し
た物体に因るアンテナの特性インピーダンスへの影響は
極めて小さい。

【００２７】（２）アンテナキャップ９を構成する誘電
体により電磁波の放射面積が大きくなり、アンテナキャ
ップ９の全側面のみならず上面からも電磁波が再放射さ
れるので、図１の球面波放射誘電体アンテナの指向性は
従来の垂直定在波励振形アンテナのような８の字型パタ
ーンではなく、縦長の８の字型パターンとなる。アンテ
ナキャップ９の誘電体を高くすると、放射パターンは繭
型となる。従って、本発明に係る球面波放射誘電体アン
テナは水平方向及び垂直方向（上方向）にアンテナ利得
を持つので、小型で効率の高いアンテナを得ることがで
き、ＵＨＦ帯〜準ギガ帯（８００ＭＨｚ〜２．６ＧＨｚ
帯）の各種携帯無線機の筺体に設置するのに好適であ
る。

【００２８】（３）アンテナキャップ９を構成する誘電
体の材料やその誘電率を選択することによって球面波放
射誘電体アンテナの共振周波数やＱ値ばかりでなく、ア
ンテナキャップ９の全表面から再放射される電磁波の共
振電圧つまりアンテナ利得をも任意に選択することがで
きる。例えば、球面波放射誘電体アンテナの共振周波数
やＱ値を低くして広帯域な特性にすることができ、アン
テナ利得を変化させることが出来る。

【００２９】末尾の表１は、図１に示す球面波放射誘電
体アンテナにおいて同じ形状で誘電体材料が異なるアン
テナキャップ９を装着した場合の共振周波数ｆｏ、Ｑ
値、共振出力電圧値及びアンテナの絶対利得Ｇａ値を示
している。上記のとおり、誘電体１／４波長励振形アン
テナＡＮＴは、特定した偏波面を持たない等位相面の球
面波を放射するアンテナであり、放射される電波の質が
基準λ／２ダイポールアンテナ（測定用＝棒状波源）と
は異なるので、誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴ
を基準λ／２ダイポールアンテナと比較することは不都
合である。そこで、誘電率が空気に近く、その誘電損の
極めて小さいテフロン（誘電率２．１）製のアンテナキ
ャップ９を装着した球面波放射誘電体アンテナは仮想の
等方向性アンテナ（Ｉｓｏｔｏｒｐｅｃ Ａｎｔｅｎｎ
ａ）の放射特性に近似していることに着目して、このア
ンテナを絶対利得１．０ｄＢの基準アンテナとし（表１
のＮｏ．３）、各種の誘電体材料により製作したアンテ
ナキャップを装着した時の絶対利得Ｇａを求めた。

【００３０】表１に示すように、アンテナキャップ９を
作る誘電体材料を選択することによって、任意のアンテ
ナ利得を得ることが出来る。例えば、テフロン製のアン
テナキャップ９を、表１のＮｏ．１５の誘電体プラスチ
ック（ウルテム）製と交換するだけで、アンテナの絶対
利得Ｇａは１．１７ｄＢに向上し、表１のＮｏ．１１の
誘電体セラミック（誘電率４０）製のアンテナキャップ
９に交換すれば、そのアンテナの絶対利得Ｇａは２．０
１ｄＢに向上しする。この値は１／２波長ダイポールア
ンテナの絶対利得１．６４ｄＢを上回る。更に表１のＮ
ｏ．１の誘電体セラミック（誘電率９３）製のアンテナ
キャップ９に交換すれば、その絶対利得は４．３４ｄＢ
という大きな値となり、高利得の球面波放射誘電体アン
テナが得られる。しかも、これらの場合、表１から理解
出来るように、共振周波数ｆｏ及びＱ値は低下するの
で、広帯域な特性のアンテナとなる。

【００３１】ここで、図１〜図４によって説明した本発
明の球面波放射誘電体アンテナ装置に類似した構造のア
ンテナ装置について説明する。まず、図５に図示するよ
うに、誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴの接続栓
１８を整合用導体７の中央の貫通穴６に挿入、接合し、
誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴの周囲を囲む誘
電体セラミック製のアンテナキャップ９を装着したアン
テナ装置について考察する。このアンテナ装置において
は、図５の点線で図示するように、整合用導体７の両折
り曲げ辺７′、７″の両端からアンテナＡＮＴまでの長
さを調整することによって、高周波数送信部とアンテナ
ＡＮＴとの整合をとることができる。しかし、図５に図
示するように、整合用導体７にアンテナＡＮＴの接続栓
１８が直結して接合されているので、誘電体１／４波長
励振形アンテナＡＮＴ独自の特性について前述したよう
に、給電導体１５に整合用コイル１６を巻いて内周面電
極１３と同軸状になるように絶縁保持し、電磁結合した
バラン回路を用いた給電がなされ、完全な平衡回路のア
ンテナである。しかも、このアンテナ装置は点波源と見
做され、同位相面の強電界層を形成して特定の偏波面を
持たない球面波を同心球状に放射するので、整合用導体
７は上記の強電界層に包まれる。このため、球面波の電
波は整合用導体７の裏面に回り込み、接続栓１８の外周
面上に高周波電流Iが流れるので、図５で図示したよう
に、整合用導体７の折り曲げ辺７′、７″の両端を点線
のように延長してもアンテナＡＮＴとの整合を完全に取
ることはできない。

【００３２】そこで、図６に図示するように、誘電体セ
ラミック製の基板１に誘電体１／４波長励振形アンテナ
ＡＮＴの接続栓１８を挿入できる大きさの貫通穴２を穿
ち、貫通穴２の内面にスルーホール電極３を形成し、こ
のスルーホール電極３に誘電体１／４波長励振形アンテ
ナＡＮＴの接続栓１８を挿入、接合し、更に誘電体１／
４波長励振形アンテナＡＮＴの周囲を囲むアンテナキャ
ップ９を装着する。これを中央に大きな（即ち、接続栓
１８を通すに足る大きさの）貫通穴６を有する整合用導
体７上に接合、装着する。また、基板１の上面周辺及び
その側面はメタライズし、連続した接地面電極５を形成
する。

【００３３】このようにして構成された図６のアンテナ
装置は、例えば、従来の垂直偏波地線導体付きダイポー
ルアンテナ（定在波励振形の棒状波源）の動作原理、即
ち、同軸ケーブルの外周面上に流れる高周波電流の阻止
を目的とする複数本の地線導体が設けられ、該地線導体
上からの電磁波の放射は殆どないという動作原理とは全
く異った原理に基づくアンテナ特性を有している。つま
り、図６に図示するように、アンテナＡＮＴは整合用導
体７から誘電体セラミック製の基板１によって絶縁保持
され、図示のアンテナ装置は特定の偏波面を持たない球
面波の共振エネルギー即ち同位相面の強電界層の中に設
けられた整合用導体７の表面上に強磁界が誘起されて整
合用導体７自体が共振し、球面波の電波を上方向に再放
射する。この放射は誘電体１／４波長励振形アンテナＡ
ＮＴの放射と合成される。

【００３４】図６に示すアンテナ装置においては、誘電
体１／４波長励振形アンテナＡＮＴから整合用導体７の
両端までの長さを調整することにより、接続栓１８の外
周面導体上に高周波電流が流れるのを阻止して完全に近
い整合状態を達成することができ、整合用導体７の両端
付近の放射を強め、アンテナ利得を向上させることがで
きる。しかし、整合用導体７の両端付近からも球面波の
電波が放射するので、このアンテナ装置を携帯無線機に
装着した場合、携帯無線機を保持する手の位置や人体に
よって、整合状態や放射パターンが影響される場合もあ
る。そこで、アンテナＡＮＴから整合用導体７の両端ま
での長さをできるだけ短かくしてアンテナの下部放射を
押え、垂直面内指向性をドーム型パターンにする必要が
ある。

【００３５】以上の考察に基づいて、本発明の球面波放
射誘電体アンテナ装置に想到するにいたったものであ
る。誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴが放射する
共振エネルギーである１／４波長に圧縮された強電界層
の中に、つまり至近距離に誘電体セラミック製の基板１
が設けられると、基板１を構成している誘電体セラミッ
クの分子又は原子の中で分極電荷の往復運動が生じて基
板１の表面上に電荷が現われることになり、基板１上に
設けられた環状の共振電極４に強磁界が誘起されて共振
電極４が共振を起す。これによって、球面波の電波が基
板１から上方向に再放射され、アンテナＡＮＴからの球
面波の放射と合成されるので、その結果、垂直面内指向
性はドーム型パターンとなる。

【００３６】また、基板１の下面と接合した整合用導体
７の両端までのアンテナＡＮＴからの長さを調整するこ
とによって、給電用の同軸ケーブルとアンテナＡＮＴと
の整合を取るようにしているが、上記のとおり、共振電
極４が強磁界を誘起して共振を起し、基板１の全表面で
上方向に球面波を再放射するので、整合用導体７の裏面
への球面波の回り込みは阻止され、整合用導体７のアン
テナから両端までの長さを短縮することが出来る。

【００３７】本発明の球面波放射誘電体アンテナ装置に
おける環状の共振電極４の共振周波数は、（１）誘電体
セラミック製の基板１の誘電率及び厚さの選択により、
（２）共振電極４の内周とスルーホール電極３の外周と
の間隔の調整によって容量性リアクタンスを増減させる
ことにより、（３）共振電極４の外周長を変化させて誘
導体リアクタンス分を増減させること、つまり、共振電
極４の面積を調整してインダクタンス分を増減させるこ
とにより、（４）共振電極４上に装着される誘電体セラ
ミック製のアンテナキャップ９の長さ及びアンテナキャ
ップ９を構成する誘導体セラミックの誘電率を選択する
ことによって、調整することができる。

【００３８】次に、本発明の球面波放射誘電体アンテナ
装置を携帯無線機に実装した状態について説明する。ま
ず、図７は、１５００ＭＨｚ帯の携帯自動車電話用、Ｍ
ＣＡ無線用、特定小電力無線用、ワイヤーレス・マイク
用等の端末機の筺体内に、本発明に係る球面波放射誘電
体アンテナ装置を装着した状態を示しており、整合用導
体７の対向する２つの面が筐体２４にネジ２５によって
固定される。

【００３９】図８及び図９は、１．７ＧＨｚ帯の携帯用
のＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）測位機
の筺体内に、本発明に係る球面波放射アンテナ装置を装
着した場合を示しており、測位位置衛星からの電波は円
偏波であるので、整合用導体７は平面型とし、誘電体セ
ラミック製の基板１、環状共振電極４、整合用導体７及
び筺体２４は全て円形であり、円形の整合用導体７の端
部は筺体２８の内側に挿入固定されている。

【００４０】図１０は、本発明に係る球面波放射誘電体
アンテナ装置を１．７ＧＨｚ帯移動体用ＧＰＳ（グロー
バルポジショニングシステム）測位機用の外部アンテナ
として装着した状態を示しており、整合用導体７の下側
には低雑音増幅器回路用基板３０が設けられ、その出力
は同軸ケーブルによって導出されてＧＰＳ測位機に供給
される。また、整合用導体７の端部は電波透過性のよい
材料で作られた保護カバー３１の内面に固定される。保
護カバー３１の下部は固定具３２によって適宜の箇所に
取り付けられる。

【００４１】図８〜図１０に示す球面波放射誘電体アン
テナ装置においても、円板状の整合用導体７の径を変え
ることにより、アンテナと給電用の同軸ケーブルとの整
合を取ることができる。言うまでもなく、図８〜図１０
に示す球面波放射誘電体アンテナ装置はＧＰＳ通信用ば
かりではなく、テレビ中継用の移動体通信、パラボラア
ンテナの一次放射器、パーソナル無線、１．２ＧＨｚ帯
のアマチュア無線、ＭＣＡ通信等の外部用小型アンテナ
としても用いることができる。

【００４２】次に、図１１〜図１３により、本発明に係
る球面波放射誘電体アンテナ装置の他の実施例を説明す
る。この実施例においては、共振周波数の異る２個の誘
電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴ₁、ＡＮＴ₂が１つ
の筐体内に設置される。例えば同時双方向通信システム
においては、これらのアンテナの一方は送信アンテナ、
他方は受信アンテナとして動作する。なお、図１１〜図
１３において、図１〜図１０に用いられたと同じ参照数
字は同じ構成要素を指し、下付きの数字１は一方の誘電
体１／４波長励振形アンテナＡＮＴ₁の、下付きの数字
２は他方の誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴ₂の
構成要素であることを示す。

【００４３】特に図１２に図示すように、誘導体セラミ
ック製の基板１の上面に適当な間隔を保って、それぞれ
外周長の異った環状の共振電極４₁、４₂が設けられ、基
板１の裏面には連続した接地面電極５が設けられ、整合
用導体７には、適当な間隔を保って貫通穴６₁、６₂が設
けられる。図１１から理解されるように、図に向かって
左側のアンテナＡＮＴ₁の動作周波数の方が右側のアン
テナＡＮＴ₂の動作周波数よりも低いので、これらのア
ンテナと給電用の同軸ケーブルとの整合を調整するため
に、整合用導体７の左右の折り曲げ辺７′、７″の長さ
は異なり、アンテナＡＮＴ₁から左側の折り曲げ辺７′
の端縁までの距離の方がアンテナＡＮＴ₂から右側の折
り曲げ辺７″の端縁までの距離よりも長い。それぞれの
アンテナの共振周波数は、給電導体の長さ、整合用コイ
ルの導線の巻き数、誘電体セラミック製の筒体の長さ、
直径、外周面電極と誘電部との長さ、及び、筒体の誘電
率等を選択することによって調整することができる。

【００４４】図１１に示す球面波方誘電体アンテナ装置
は、同時送受信システムばかりでなく、１５００ＭＨｚ
帯の携帯自動車電話と１．９ＧＨｚ帯のＰＨＳ（パーソ
ナルハンデイホンシステム）通信との融合端末機用のア
ンテナ装置として実現される。左側のアンテナＡＮＴ₁
は１５００ＭＨｚ帯用、右側のアンテナＡＮＴ₂は１．
９ＧＨｚ帯用である。この他にも、衛星移動体通信（イ
リジウム衛星）と携帯自動車電話との融合端末機用、衛
星移動体通信（イリジウム衛星）とＰＨＳ通信との融合
端末機用、８００ＭＨｚ帯の携帯自動車電話用双方向同
時通信システム等にも使用できる。

【００４５】この実施例においても、図１に示す球面波
放射誘電体アンテナ装置について説明したと同様に、共
振電極４₁、４₂の共振周波数の調整や、誘電体セラミッ
ク製のアンテナキャップ９₁、９₂の誘電率の選択による
アンテナのＱ値、アンテナの放射利得の調整を行うこと
ができる。

【００４６】これらの誘電体１／４波長励振形アンテナ
ＡＮＴ₁、ＡＮＴ₂は特定の偏波面を持たない球面波を放
射する点波源と見做し得、「ある周波数帯域内では共振
するが、その帯域外では共振しない」という誘電体セラ
ミック共振器特有の構造のアンテナであるので、それぞ
れのアンテナに割り当てられた帯域内の周波数の電波に
対しては鋭く共振して送信又は受信の作動をするが、割
り当てられた帯域外の周波数の電波に対しては共振しな
い。つまり、アンテナＡＮＴ₁、ＡＮＴ₂はフィルター動
作を行う。したがって、これらのアンテナを並置して
も、送信波が受信用アンテナへ回り込むことは極めて小
さいことになる。

【００４７】

【発明の効果】以上、この発明をその実施例について詳
細に説明したところから明らかなとおり、この発明は以
下の格別な効果を奏する。

【００４８】（１）前記したように、本発明に係る球面
波放射誘電体アンテナ装置は、その構造上、誘電体セラ
ミック製の筒体に設けた各電極によって１／４波長に圧
縮された共振（ＴＥＭモード）を起して筒体全体で励振
し、等位相面の強電界層を形成して筒体を核にして同心
球状の球面波の電波を放射する点波源のアンテナと見做
し得るので、従来の定在波励振形アンテナ（直線偏波の
棒状波源）の８の字型放射ではなくドーム型の放射パタ
ーンを持ち、例えば高層ビルの谷間等のような偏波面が
複雑に変化する場所での交信に特に有効である。

【００４９】（２）誘電体セラミック製の基板上に設け
た環状の共振電極の大きさ及び整合用導体の両端までの
長さをそれぞれ調整することによって、アンテナからの
下部放射を制御し、同軸ケーブルとの完全に近い整合を
得ることができる。

【００５０】（３）双方向同時通信用や融合端末機用の
アンテナ装置を構成した場合でも、損失の大きいアンテ
ナ共用器を設ける必要はなく、また、簡単な構成の損失
の小さいバンドパスフイルターやアイソレーター等を介
して送信回路及び受信回路に接続するだけで良いので、
ダイバーシテイ回路は必要としない。更に、個々の誘電
体１／４波長励振形アンテナは、至近距離に併設して
も、それぞれセラミック共振器の形状のアンテナである
ので、相互に回り込む電波は極めて小さい。

【００５１】（４）誘電体セラミック製の基板上に設け
た環状の共振電極が誘電体１／４波長励振形アンテナの
下部放射によって上方向に球面波の電波を再放射するの
で、このアンテナからの放射と合成される結果、本発明
に係る球面波放射誘電体アンテナ装置はドーム型の垂直
面内指向性を示し、アンテナ利得は向上する。

【００５２】（５）本発明に係る球面波放射誘電体アン
テナ装置は、Ｑ値が高く狭帯域でアンテナの利得の低い
従来の衛星測位機のＧＰＳアンテナとは異なり、所望の
アンテナ利得が得られるので、従来のＧＰＳアンテナに
は必要であった高利得な低雑高増幅器を省略することが
できる。

【００５３】（６）本発明のアンテナ装置は、各種通信
の固定局及び基地局用、テレビ中継等の移動体通信用、
各種衛星移動体通信用等の種々の用途のアンテナ装置と
して極めて有効であり、球面波を放射する点波源として
パラボラアンテナの一次放射器に最適である。

【００５４】（７）必要によっては誘電体セラミック製
のアンテナキャップを設置し、その誘電率を選択するこ
とによって、アンテナ装置が取り付けられた筺体による
アンテナ損失をカバーするだけのアンテナ利得を得るこ
とができる。

【００５５】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】誘電体１／４波長励振形アンテナを用いた本発
明に係る球面波放射誘電体アンテナ装置の一実施例の一
部破断斜視図。

【図２】図１に示す球面波放射誘電体アンテナ装置の一
部断面図。

【図３】図１及び図２に示す球面波放射誘電体アンテナ
装置から誘電体１／４波長励振形アンテナ及びアンテナ
キャップを除去したときの上面図。

【図４】図１の誘電体１／４波長励振形アンテナの断面
図。

【図５】図１に示す球面波放射誘電体アンテナ装置に類
似したプロトタイプのアンテナ装置の断面図。

【図６】図１に示す球面波放射誘電体アンテナ装置に類
似した他のプロトタイプのアンテナ装置の断面図。

【図７】本発明に係る球面波放射誘電体アンテナ装置の
応用例を示す図。

【図８】本発明に係る球面波放射誘電体アンテナ装置の
他の応用例を示す図。

【図９】図８における球面波放射誘電体アンテナ装置の
線９−９に沿う断面図。

【図１０】本発明に係る球面波放射誘電体アンテナ装置
の更に他の応用例を示す図。

【図１１】本発明に係る球面波放射誘電体アンテナ装置
の他の実施例を示す断面図。

【図１２】図１１の球面波放射誘電体アンテナ装置にお
ける共振電極の形状を説明するための図。

【図１３】図１１の球面波放射誘電体アンテナ装置にお
ける整合用導体の形状を説明するための図。

【図１４】従来の誘電体１／４波長励振形アンテナの構
成を示す図。

【符号の説明】

１：基板 ２：貫通穴 ３：スルーホール電極
４：共振電極 ５：接地用電極 ６：貫通穴
７：整合用導体 ８：誘電共振部 ９：アンテナキ
ャップ ＡＮＴ：誘電体１／４波長励振形アンテナ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年７月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 誘電体１／４波長励振形アンテナを用
いた球面波放射誘電体アンテナ装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＵＨＦ帯〜準ギガ帯（８
００ＭＨｚ〜２．６ＧＨｚ帯）の各種携帯無線機の筺体
内又は外部に設置するための球面波放射誘電体アンテナ
装置であって、誘電体１／４波長励振形アンテナと、誘
電体セラミック製のアンテナキャップと、スルーホール
電極と、環状共振電極を設けた誘電体セラミック製基
板、及び整合用導体とを具備する球面波放射誘電体アン
テナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内蔵アンテナとしては、ループア
ンテナ、ヘルカル状アンテナ、及び逆Ｆ型アンテナ等が
あり、使用周波数の１／２波長又は１／４波長に共振さ
せたアンテナであるので、その利得を向上させる方法は
限られている。一方、現在のＵＨＦ〜準ギガ帯における
各種携帯無線機の外形は極めて小型化され、上記の無線
機に装着されているアンテナは、コネクターによる装着
形、出し入れ自由な収納形、転倒形、固定形等であり、
使用時には何れも筺体からアンテナが外部に突出してい
る。しかし、携帯上及び操作上からは、突出したアンテ
ナは作業時に障害になる。例えば、携帯無線機を操作す
る際、アンテナを引き出して使用するために、アンテナ
部の故障が最多といわれている。

【０００３】高誘電率、低損失の誘電体セラミック基板
に、渦巻状、波形状、デジタル状にメタライズしたマイ
クロストリップアンテナは、ＰＨＳ通信（パーソナルハ
ンディホンシステム。１．９ＧＨｚ帯を使用）の端末機
には最適なアンテナであるが、筺体内に収納したアンテ
ナを引き出して使用する形態のものであり、ＧＰＳ通信
（グローバルポジショニングシステム。１．５７ＧＨｚ
を使用）に使用されるアンテナは、完全なマイクロスト
リップアンテナであるので、そのＱ値は高く、従って極
めて狭帯域な受信アンテナである。

【０００４】しかし、現在のアンテナでは、アンテナを
小型化して各種携帯無線機の筺体内に内蔵した場合、ア
ンテナの下部放射の装置内への回り込みが阻止出来ず、
そのアンテナの指向性及びその整合度は劣化するうえ、
送信部からの放射電力は筺体の材質によって誘電損失を
生じ、放射出力は低下してしまうが、上記の筺体の誘電
損失をカバーするだけのアンテナ利得を得ることはでき
ない。故に、現在のところ、内蔵アンテナを使用してい
るＵＨＦ〜準ギガ帯の携帯無線機では、その内蔵アンテ
ナの放射利得が充分でないために、至近距離通信にのみ
有効であり、アンテナを内蔵した携帯無線機は「至近距
離用の端末機である」と言われる所以である。

【０００５】又、前述したＰＨＳ通信は１０ｍｗ、特定
小電力通信（データ伝送１．２ＧＨｚ帯）は１０ｍｗ、
構内無線（データ伝送１．２ＧＨｚ帯）は１００ｍｗと
各端末機の送信出力は極めて小さく、筺体内に前記した
各種内蔵アンテナを設けた場合、アンテナと送信装置と
の整合のずれが、その放射効率に大きく影響を与える
し、又、筺体を形成している材質によってその指向性が
乱される。

【０００６】ところで、出願人は、特願平３−３４４９
０４号（特開平５−１０２７２０号公報参照）におい
て、従来の定在波形アンテナとは原理が異なる誘電体１
／４波長励振形アンテナを提案した。図１４は、この誘
電体１／４波長励振形アンテナ１００の構成を示す。同
図において、誘電体１／４波長励振形アンテナ１００は
適当な長さと内・外径を有する誘電体製の筒体１０１を
備える。筒体１０１の内周面全体に内周面電極１０２が
形成され、筒体１０１の上端面には片端面電極１０３が
形成される。片端面電極１０３の内周縁は内周面電極１
０２と接続される。一方、筒体１０１の外周面の一部に
は、片端面電極１０３と電気的に接続された外周面電極
１０４が形成される。こうして筒体１０１の外周面は、
外周面電極１０４が形成された部分と電極が形成されて
いない部分１０５とに分けられ、これらの部分の面積比
を適切に選択することにより、所望のアンテナ特性を得
ることが出来る。筒体１０１の中に適当な直径の給電導
体１０６を同軸状に挿入すると共に、接続栓１０７の中
心導体１０８を給電導体１０６の下端部と電気的・機械
的に接続する。給電導体１０６の上端部は、内周面電極
１０２と電気的に接触する接続部を持つ固定用金具１０
９により固定され、給電導体１０６は、内周面電極１０
２と同軸状に保持される。

【０００７】しかし、内周面電極１０２に接触する固定
用金具１０９の接触の長さを変化させてアンテナの整合
を取る場合、送信部の出力が大きくなると、１次側と２
次側との電極が接続されているので整合回路の均衡が崩
れて不整合が生じ、反射電力が大きくなるという問題が
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上述べた従
来の問題点に鑑みて成されたもので、本発明の目的は、
ＵＨＦ帯〜準ギガ帯（８００ＭＨｚ〜２．６ＧＨｚ帯）
の各種無線機の筺体内又は外部に設置するのに適した、
誘電体１／４波長励振形アンテナを用いた球面波放射誘
電体アンテナ装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、誘電体１／４波長励振形アンテナと、
前記誘電体１／４波長励振形アンテナの基部を受け入れ
ることができる大きさを有し且つ内面にスルーホール電
極を設けた貫通穴を有する誘電体セラミック製の基板
と、前記基板の一面の前記スルーホール電極から間隔を
保って形成された環状の共振電極と、前記基板に形成さ
れた接地面電極と、前記接地面電極に接合された整合用
導体と、を具備することを特徴とする球面波放射誘電体
アンテナ装置を提供する。

【００１０】前記誘電体１／４波長励振形アンテナは、
誘電体製の筒体と、前記筒体の内周面に形成された内周
面電極と、前記筒体の一端面を覆い且つ前記内周面電極
と電気的に接続された片端面電極と、前記筒体の外周面
の一部に形成され且つ前記片端面電極と電気的に接続さ
れた外周面電極と、前記筒体の内部に設けられ、前記内
周面電極と磁界結合する給電導体と、前記給電導体の周
囲に巻回され、一端が前記給電導体に、他端が前記接続
栓の外部導体に接続された絶縁導体からなる整合用コイ
ルと、を備える。

【００１１】同時双方向通信システムや融合端末機のた
めのアンテナ装置とするために、動作周波数の異なる複
数個の前記誘電体１／４波長励振形アンテナを設けるよ
うにしてもよい。また、前記誘電体１／４波長励振形ア
ンテナを取り囲むように誘電体セラミック製のアンテナ
キャップを装着するようにしてもよい。

【００１２】

【実施例】以下、図１〜図４を参照して、本発明に係る
球面波放射誘電体アンテナ装置の一実施例の構成と動作
とについて説明する。図１は、本発明に係る球面波放射
誘電体アンテナ装置の実施例の斜視図を、図２は、図１
に示すアンテナ装置の誘電体１／４波長励振形アンテナ
以外の部分の断面図を、図３は、図１に示すアンテナ装
置から誘電体１／４波長励振形アンテナとアンテナキャ
ップとを除去したときの上面図を、図４は、図１に示す
誘電体１／４波長励振形アンテナの構造をそれぞれ示し
ている。

【００１３】これらの図において、誘電体１／４波長励
振形アンテナＡＮＴの基部（接続栓１８）は、誘電体セ
ラミック製の基板１に形成され且つ内面にスルーホール
電極３を形成した貫通穴２に挿入、接合される。基板１
の上面に、貫通穴２を取り囲み且つ貫通穴２から適宜な
間隔を保って環状の共振電極４を設け、一方、基板１の
下面に、貫通穴２を取り囲む所定の部分を残して第１の
接地電極を形成し、基板１の側面に第１の接地電極と電
気的に接続された第２の接地電極を形成し、こうして連
続した接地面電極５を設ける。接地面電極５に、誘電体
１／４波長励振形アンテナＡＮＴの基部が通るに足る大
きさの貫通穴６を設けた整合用導体７を接合して誘電体
共振部８を構成する。この実施例では、整合用導体７の
両側の部分は下側へ折り曲げられ、折り曲げ辺７′、
７″とされる。更に、必要に応じて、誘電体１／４波長
励振形アンテナＡＮＴを囲むように誘電体セラミック製
のアンテナキャップ９が装着される。アンテナキャップ
９を共振電極４の上に装着するには、アンテナキャップ
９の切り口をメタライズし、この部分を参照数字２７に
示すように共振電極４に接合すればよい。なお、２つの
導体を接合するには、例えば、クリーム半田を導体に塗
布して熱風によって半田付けし、両導体を電気的、機械
的に接続すればよい。

【００１４】誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴ
は、従来の定在波励振形アンテナ（例えば、棒状波源で
ある半波長ダイポールアンテナ）とは放射原理を全く異
にするものであって、点波源と見做すことができ、同心
球状の球面波の電波を放射することができる。図４に示
すとおり、誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴは、
誘電率が例えば４０〜１２０の誘電体セラミック製の筒
体１０と、筒体１０の外周面に形成された外周面電極１
１と、筒体１０の上面に外周面電極１１と電気的に接続
されるように形成された片端面電極１２と、筒体１０の
内周面全体に片端面電極１２と電気的に接続されるよう
に形成された内周面電極１３と、筒体１０の外周面電極
１１が形成されていない部分である誘電部１４とを備え
ている。筒体１０の内部には、給電導体１５で構成した
バランである整合用コイル１６が内周面電極１３と同軸
状になるように絶縁体（例えばテフロン）製の固定部１
７によって固定される。これにより整合用コイル１６と
内周面電極１３とは磁界結合する。接続栓１８の中心導
体２０は給電導体１５と接続されると共に同軸ケーブル
１９とも接続される。

【００１５】本発明の球面波放射誘電体アンテナ装置に
用いられる誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴは各
電極１１、１２、１３によって圧縮されて１／４波長で
共振（ＴＥＭモード）し、この共振エネルギーは誘電部
１４から導出される。つまり、筒体１０全体が励振さ
れ、筒体１０を核にして等位相面の強電界層が形成され
る。この強電界層の共振エネルギーは、筒体１０を核に
して同心球状に空間に広がって行く球面波の電波であ
り、上記の圧縮された共振エネルギーのその圧縮が解放
され、波長的な通常の電界になるまでの間は、等位相面
の強電界層と考えられる。

【００１６】このように、誘電体１／４波長励振形アン
テナＡＮＴは、従来の垂直定在波形アンテナと異なり、
筒体１０の外周面に形成された外周面電極１１が圧縮さ
れて１／４波長で共振し、筒体１０全体が励振される。
外周面電極１１、片端面電極１２、内周面電極１３、誘
電部１４は平衡型の２次回路を構成する。従って、誘電
体１／４波長励振形アンテナＡＮＴを中心導体２０を有
する不平衡回路である接続栓１８と結合させるために
は、何等かのバラン（平衡／不平衡整合回路）を用いな
ければならない。そこで図４に図示するように、給電導
体１５の直径、給電導体１５と一端が接続された絶縁導
線の絶縁体の外径・厚み・材質・外径、該絶縁導線の巻
線間隔・巻回数等を適切に選択して整合用コイル１６を
形成し、１次回路を構成する。この絶縁導線の他端は接
続栓１８の外部導体と電気的に接続される。上記した各
部を変化させ、目的の周波数付近で自己共振が起るよう
に調整する。こうすると、１次回路が前述したように構
成されているので、周波数帯域幅の広い自己共振が得ら
れる。

【００１７】このように、誘電体１／４波長励振形アン
テナＡＮＴでは、例えば誘電率１００の誘電体セラミッ
ク製の筒体１０の片端面電極１２上に固定部１７によっ
て給電導体１５を固定し、筒体１０の下部に接続栓１８
を介して同軸ケーブル１９が接続され、これによってア
ンテナを給電する。この誘電体１／４波長励振形アンテ
ナＡＮＴは、誘電体セラミック製の筒体１０と、それと
は異質の電極、導体及び誘電体とが合体して形成された
アンテナであるので、強電界層の全方向への球面液の垂
直面内指向性は縦長の８の字型パターンである。即ち、
放射パターンは、その上部及び下部にそれぞれ欠陥があ
り、欠損した以外の放射は同心球状の球面波の電波とな
って全周方向に直接に広がって行く。しかも、実測によ
り、誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴは垂直偏波
とか水平偏波といった特定の偏波面を持たないアンテナ
であり、従来の定在波励振形アンテナ（棒状波源）が形
成する８の字型パターンとは、根本的にその放射原理を
異にしている。

【００１８】誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴの
独特の特性として、以下の点を挙げることができる。

【００１９】（１）所望の中心周波数やＱ値を得るに
は、筒体１０の誘電率・形状・寸法、及び、筒体１０に
設ける外周面電極１１と誘電部１４との長さの比等を選
択すればよい。

【００２０】（２）上記のとおり、誘電体１／４波長励
振形アンテナＡＮＴは、その構造上、誘電体セラミック
製の筒体１０に設けた各電極１１、１２、１３によっ
て、１／４波長に圧縮された共振（ＴＥＭモード）を起
して筒体１０全体で励振し、等位相面の強電界層を形成
し、筒体１０を核にして同心球状の球面波の電波を放射
するので、誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴに導
体（金属導体・水滴・人体等）が至近距離に近接して
も、アンテナの放射効率や、アンテナインピーダンスへ
の影響は極めて小さい。

【００２１】（３）誘電体１／４波長励振形アンテナＡ
ＮＴは前述したように、１／４波長に圧縮された共振エ
ネルギーが強電界層を形成し、その強電界層の圧縮が解
放されて波長的に通常の電界になるまでの間は、等位相
面の球面波の電波を放射すると考えられ、点波源と見做
すことができるので、上記の強電界層の中に波源即ちア
ンテナＡＮＴと極めて至近距離に置かれた金属導体（例
えば、反射器、板状導体、棒状導体、片面を連続接地面
にした誘電体基板等）自体の共振によって、アンテナＡ
ＮＴの放射を容易に制御するとこができる。つまり、こ
の球面波の電波は、上記の金属導体により抑圧・圧縮・
共振（励振）され、特定周方向が解放された一種の電磁
ホーン（ラッパ）が構成されたと考えてよく、球面波の
電波は直接に空間に放射される。

【００２２】（４）誘電体１／４波長励振形アンテナＡ
ＮＴは、特定した偏波面を持たない球面波放射のアンテ
ナであるので、これらの金属導体を接地面や接続栓に直
結したとき、該金属導体の裏面への回り込みが大きい。
これを阻止するためには、例えば、誘電損・誘電率の小
さいテフロン等の材質の誘電体によって、上記金属導体
を接地から又は接続栓・同軸ケーブル等から浮かして絶
縁保持しなければならない。また、上記金属導体を接地
して保持した場合にも、上記金属導体はアンテナＡＮＴ
の強電界層に包まれ、上記金属導体の裏面にも強磁界が
誘起されてその直角の方向に電界が放射されるので、無
指向性に近い放射を得ることができる。

【００２３】（５）誘電体セラミック製の筒体１０に使
用出来る現在の誘電体セラミック材料の誘電率は１１０
前後であり、筒体１０の誘電体材料を変化させると、そ
の共振効率は向上するが、そのアンテナ利得の向上には
限度がある。

【００２４】（６）前記したように、この球面波を放射
する誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴは、そのア
ンテナキャップ９の誘電体材質の誘電率を選択するだけ
で容易に任意のアンテナ利得が得られる。

【００２５】本発明に係る球面波放射誘電体アンテナを
全天候性とし、誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴ
の共振周波数を緩やかに変化させるためには、図１、図
２に図示するように、誘電体１／４波長励振形アンテナ
ＡＮＴの各部と適宜な間隔を保った内周面を持つ適当な
長さと内・外径の誘電体製のアンテナキャップ９を装着
するが好ましい。こうすることにより、次のような作用
効果が奏される。

【００２６】（１）アンテナキャップ９の内周面が誘電
体１／４波長励振形アンテナＡＮＴの各部と適宜な間隔
を保っているため、アンテナＡＮＴの全表面から放射さ
れる共振エネルギーはアンテナキャップ９を通して電磁
波となって再放射されるので、アンテナＡＮＴに接近し
た物体に因るアンテナの特性インピーダンスへの影響は
極めて小さい。

【００２７】（２）アンテナキャップ９を構成する誘電
体により電磁波の放射面積が大きくなり、アンテナキャ
ップ９の全側面のみならず上面からも電磁波が再放射さ
れるので、図１の球面波放射誘電体アンテナの指向性は
従来の垂直定在波励振形アンテナのような８の字型パタ
ーンではなく、縦長の８の字型パターンとなる。アンテ
ナキャップ９の誘電率を高くすると、放射パターンは繭
型となる。従って、本発明に係る球面波放射誘電体アン
テナは水平方向及び垂直方向（上方向）にアンテナ利得
を持つので、小型で効率の高いアンテナを得ることがで
き、ＵＨＦ帯〜準ギガ帯（８００ＭＨｚ〜２．６ＧＨｚ
帯）の各種携帯無線機の筺体に設置するのに好適であ
る。

【００２８】（３）アンテナキャップ９を構成する誘電
体の材料やその誘電率を選択することによって球面波放
射誘電体アンテナの共振周波数やＱ値ばかりでなく、ア
ンテナキャップ９の全表面から再放射される電磁波の共
振電圧つまりアンテナ利得をも任意に選択することがで
きる。例えば、球面波放射誘電体アンテナの共振周波数
やＱ値を低くして広帯域な特性にすることができ、アン
テナ利得を変化させることが出来る。

【００２９】末尾の表１は、図１に示す球面波放射誘電
体アンテナにおいて同じ形状で誘電体材料が異なるアン
テナキャップ９を装着した場合の共振周波数ｆｏ、Ｑ
値、共振出力電圧値及びアンテナの絶対利得Ｇａ値を示
している。上記のとおり、誘電体１／４波長励振形アン
テナＡＮＴは、特定した偏波面を持たない等位相面の球
面波を放射するアンテナであり、放射される電波の質が
基準λ／２ダイポールアンテナ（測定用＝棒状波源）と
は異なるので、誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴ
を基準λ／２ダイポールアンテナと比較することは不都
合である。そこで、誘電率が空気に近く、その誘電損の
極めて小さいテフロン（誘電率２．１）製のアンテナキ
ャップ９を装着した球面波放射誘電体アンテナは仮想の
等方向性アンテナ（Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ａｎｔｅｎｎ
ａ）の放射特性に近似していることに着目して、このア
ンテナを絶対利得１．０の基準アンテナとし（表１のＮ
ｏ．３）、各種の誘電体材料により製作したアンテナキ
ャップを装着した時の絶対利得Ｇａを求めた。

【００３０】表１に示すように、アンテナキャップ９を
作る誘電体材料を選択することによって、任意のアンテ
ナ利得を得ることが出来る。例えば、テフロン製のアン
テナキャップ９を、表１のＮｏ．１５の誘電体プラスチ
ック（ウルテム）製と交換するだけで、アンテナの絶対
利得Ｇａは１．１７に向上し、表１のＮｏ．１１の誘電
体セラミック（誘電率４０）製のアンテナキャップ９に
交換すれば、そのアンテナの絶対利得Ｇａは２．０１に
向上しする。この値は１／２波長ダイポールアンテナの
絶対利得１．６４を上回る。更に表１のＮｏ．１の誘電
体セラミック（誘電率９３）製のアンテナキャップ９に
交換すれば、その絶対利得は４．３４という大きな値と
なり、高利得の球面波放射誘電体アンテナが得られる。
しかも、これらの場合、表１から理解出来るように、共
振周波数ｆｏ及びＱ値は低下するので、広帯域な特性の
アンテナとなる。

【００３１】ここで、図１〜図４によって説明した本発
明の球面波放射誘電体アンテナ装置に類似した構造のア
ンテナ装置について説明する。まず、図５に図示するよ
うに、誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴの接続栓
１８を整合用導体７の中央の貫通穴６に挿入、接合し、
誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴの周囲を囲む誘
電体セラミック製のアンテナキャップ９を装着したアン
テナ装置について考察する。このアンテナ装置において
は、図５の点線で図示するように、整合用導体７の両折
り曲げ辺７′、７″の両端からアンテナＡＮＴまでの長
さを調整することによって、高周波送信部とアンテナＡ
ＮＴとの整合をとることができる。しかし、図５に図示
するように、整合用導体７にアンテナＡＮＴの接続栓１
８が直結して接合されているので、誘電体１／４波長励
振形アンテナＡＮＴ独自の特性について前述したよう
に、給電導体１５に整合用コイル１６を巻いて内周面電
極１３と同軸状になるように絶縁保持し、電磁結合した
バラン回路を用いた給電がなされ、完全な平衡回路のア
ンテナである。しかも、このアンテナ装置は点波源と見
做され、同位相面の強電界層を形成して特定の偏波面を
持たない球面波を同心球状に放射するので、整合用導体
７は上記の強電界層に包まれる。このため、球面波の電
波は整合用導体７の裏面に回り込み、接続栓１８の外周
面上に高周波電流Iが流れるので、図５で図示したよう
に、整合用導体７の折り曲げ辺７′、７″の両端を点線
のように延長してもアンテナＡＮＴとの整合を完全に取
ることはできない。

【００３２】そこで、図６に図示するように、誘電体セ
ラミック製の基板１に誘電体１／４波長励振形アンテナ
ＡＮＴの接続栓１８を挿入できる大きさの貫通穴２を穿
ち、貫通穴２の内面にスルーホール電極３を形成し、こ
のスルーホール電極３に誘電体１／４波長励振形アンテ
ナＡＮＴの接続栓１８を挿入、接合し、更に誘電体１／
４波長励振形アンテナＡＮＴの周囲を囲むアンテナキャ
ップ９を装着する。これを中央に大きな（即ち、接続栓
１８を通すに足る大きさの）貫通穴６を有する整合用導
体７上に接合、装着する。また、基板１の上面周辺及び
その側面はメタライズし、連続した接地面電極５を形成
する。

【００３３】このようにして構成された図６のアンテナ
装置は、例えば、従来の垂直偏波地線導体付きダイポー
ルアンテナ（定在波励振形の棒状波源）の動作原理、即
ち、同軸ケーブルの外周面上に流れる高周波電流の阻止
を目的とする複数本の地線導体が設けられ、該地線導体
上からの電磁波の放射は殆どないという動作原理とは全
く異った原理に基づくアンテナ特性を有している。つま
り、図６に図示するように、アンテナＡＮＴは整合用導
体７から誘電体セラミック製の基板１によって絶縁保持
され、図示のアンテナ装置は特定の偏波面を持たない球
面波の共振エネルギー即ち同位相面の強電界層の中に設
けられた整合用導体７の表面上に強磁界が誘起されて整
合用導体７自体が共振し、球面波の電波を上方向に再放
射する。この放射は誘電体１／４波長励振形アンテナＡ
ＮＴの放射と合成される。

【００３４】図６に示すアンテナ装置においては、誘電
体１／４波長励振形アンテナＡＮＴから整合用導体７の
両端までの長さを調整することにより、接続栓１８の外
周面導体上に高周波電流が流れるのを阻止して完全に近
い整合状態を達成することができ、整合用導体７の両端
付近の放射を強め、アンテナ利得を向上させることがで
きる。しかし、整合用導体７の両端付近からも球面波の
電波が放射するので、このアンテナ装置を携帯無線機に
装着した場合、携帯無線機を保持する手の位置や人体に
よって、整合状態や放射パターンが影響される場合もあ
る。そこで、アンテナＡＮＴから整合用導体７の両端ま
での長さをできるだけ短かくしてアンテナの下部放射を
押え、垂直面内指向性をドーム型パターンにする必要が
ある。

【００３５】以上の考察に基づいて、本発明の球面波放
射誘電体アンテナ装置に想到するにいたったものであ
る。誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴが放射する
共振エネルギーである１／４波長に圧縮された強電界層
の中に、つまり至近距離に誘電体セラミック製の基板１
が設けられると、基板１を構成している誘電体セラミッ
クの分子又は原子の中で分極電荷の往復運動が生じて基
板１の表面上に電荷が現われることになり、基板１上に
設けられた環状の共振電極４に強磁界が誘起されて共振
電極４が共振を起す。これによって、球面波の電波が基
板１から上方向に再放射され、アンテナＡＮＴからの球
面波の放射と合成されるので、その結果、垂直面内指向
性はドーム型パターンとなる。

【００３６】また、基板１の下面と接合した整合用導体
７の両端までのアンテナＡＮＴからの長さを調整するこ
とによって、給電用の同軸ケーブルとアンテナＡＮＴと
の整合を取るようにしているが、上記のとおり、共振電
極４が強磁界を誘起して共振を起し、基板１の全表面で
上方向に球面波を再放射するので、整合用導体７の裏面
への球面波の回り込みは阻止され、整合用導体７のアン
テナから両端までの長さを短縮することが出来る。

【００３７】本発明の球面波放射誘電体アンテナ装置に
おける環状の共振電極４の共振周波数は、（１）誘電体
セラミック製の基板１の誘電率及び厚さの選択により、
（２）共振電極４の内周とスルーホール電極３の外周と
の間隔の調整によって容量性リアクタンスを増減させる
ことにより、（３）共振電極４の外周長を変化させて誘
導体リアクタンス分を増減させること、つまり、共振電
極４の面積を調整してインダクタンス分を増減させるこ
とにより、（４）共振電極４上に装着される誘電体セラ
ミック製のアンテナキャップ９の長さ及びアンテナキャ
ップ９を構成する誘導体セラミックの誘電率を選択する
ことによって、調整することができる。

【００３８】次に、本発明の球面波放射誘電体アンテナ
装置を携帯無線機に実装した状態について説明する。ま
ず、図７は、１５００ＭＨｚ帯の携帯自動車電話用、Ｍ
ＣＡ無線用、特定小電力無線用、ワイヤーレス・マイク
用等の端末機の筺体内に、本発明に係る球面波放射誘電
体アンテナ装置を装着した状態を示しており、整合用導
体７の対向する２つの面が筐体２４にネジ２５によって
固定される。

【００３９】図８及び図９は、１．７ＧＨｚ帯の携帯用
のＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）測位機
の筺体内に、本発明に係る球面波放射アンテナ装置を装
着した場合を示しており、測位位置衛星からの電波は円
偏波であるので、整合用導体７は平面型とし、誘電体セ
ラミック製の基板１、環状共振電極４、整合用導体７及
び筺体２４は全て円形であり、円形の整合用導体７の端
部は筺体２８の内側に挿入固定されている。

【００４０】図１０は、本発明に係る球面波放射誘電体
アンテナ装置を１．７ＧＨｚ帯移動体用ＧＰＳ（グロー
バルポジショニングシステム）測位機用の外部アンテナ
として装着した状態を示しており、整合用導体７の下側
には低雑音増幅器回路用基板３０が設けられ、その出力
は同軸ケーブルによって導出されてＧＰＳ測位機に供給
される。また、整合用導体７の端部は電波透過性のよい
材料で作られた保護カバー３１の内面に固定される。保
護カバー３１の下部は固定具３２によって適宜の箇所に
取り付けられる。

【００４１】図８〜図１０に示す球面波放射誘電体アン
テナ装置においても、円板状の整合用導体７の径を変え
ることにより、アンテナと給電用の同軸ケーブルとの整
合を取ることができる。言うまでもなく、図８〜図１０
に示す球面波放射誘電体アンテナ装置はＧＰＳ通信用ば
かりではなく、テレビ中継用の移動体通信、パラボラア
ンテナの一次放射器、パーソナル無線、１．２ＧＨｚ帯
のアマチュア無線、ＭＣＡ通信等の外部用小型アンテナ
としても用いることができる。

【００４２】次に、図１１〜図１３により、本発明に係
る球面波放射誘電体アンテナ装置の他の実施例を説明す
る。この実施例においては、共振周波数の異る２個の誘
電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴ₁、ＡＮＴ₂が１つ
の筐体内に設置される。例えば同時双方向通信システム
においては、これらのアンテナの一方は送信アンテナ、
他方は受信アンテナとして動作する。なお、図１１〜図
１３において、図１〜図１０に用いられたと同じ参照数
字は同じ構成要素を指し、下付きの数字１は一方の誘電
体１／４波長励振形アンテナＡＮＴ₁の、下付きの数字
２は他方の誘電体１／４波長励振形アンテナＡＮＴ₂の
構成要素であることを示す。

【００４３】特に図１２に図示すように、誘導体セラミ
ック製の基板１の上面に適当な間隔を保って、それぞれ
外周長の異った環状の共振電極４₁、４₂が設けられ、基
板１の裏面には連続した接地面電極５が設けられ、整合
用導体７には、適当な間隔を保って貫通穴６₁、６₂が設
けられる。図１１から理解されるように、図に向かって
左側のアンテナＡＮＴ₁の動作周波数の方が右側のアン
テナＡＮＴ₂の動作周波数よりも低いので、これらのア
ンテナと給電用の同軸ケーブルとの整合を調整するため
に、整合用導体７の左右の折り曲げ辺７′、７″の長さ
は異なり、アンテナＡＮＴ₁から左側の折り曲げ辺７′
の端縁までの距離の方がアンテナＡＮＴ₂から右側の折
り曲げ辺７″の端縁までの距離よりも長い。それぞれの
アンテナの共振周波数は、給電導体の長さ、整合用コイ
ルの導線の巻き数、誘電体セラミック製の筒体の長さ、
直径、外周面電極と誘電部との長さ、及び、筒体の誘電
率等を選択することによって調整することができる。

【００４４】図１１に示す球面波放射誘電体アンテナ装
置は、同時送受信システムばかりでなく、１５００ＭＨ
ｚ帯の携帯自動車電話と１．９ＧＨｚ帯のＰＨＳ（パー
ソナルハンデイホンシステム）通信との融合端末機用の
アンテナ装置として実現される。左側のアンテナＡＮＴ
₁は１５００ＭＨｚ帯用、右側のアンテナＡＮＴ₂は１．
９ＧＨｚ帯用である。この他にも、衛星移動体通信（イ
リジウム衛星）と携帯自動車電話との融合端末機用、衛
星移動体通信（イリジウム衛星）とＰＨＳ通信との融合
端末機用、８００ＭＨｚ帯の携帯自動車電話用双方向同
時通信システム等にも使用できる。

【００４５】この実施例においても、図１に示す球面波
放射誘電体アンテナ装置について説明したと同様に、共
振電極４₁、４₂の共振周波数の調整や、誘電体セラミッ
ク製のアンテナキャップ９₁、９₂の誘電率の選択による
アンテナのＱ値、アンテナの放射利得の調整を行うこと
ができる。

【００４６】これらの誘電体１／４波長励振形アンテナ
ＡＮＴ₁、ＡＮＴ₂は特定の偏波面を持たない球面波を放
射する点波源と見做し得、「ある周波数帯域内では共振
するが、その帯域外では共振しない」という誘電体セラ
ミック共振器特有の構造のアンテナであるので、それぞ
れのアンテナに割り当てられた帯域内の周波数の電波に
対しては鋭く共振して送信又は受信の作動をするが、割
り当てられた帯域外の周波数の電波に対しては共振しな
い。つまり、アンテナＡＮＴ₁、ＡＮＴ₂はフィルター動
作を行う。したがって、これらのアンテナを並置して
も、送信波が受信用アンテナへ回り込むことは極めて小
さいことになる。

【００４７】

【発明の効果】以上、この発明をその実施例について詳
細に説明したところから明らかなとおり、この発明は以
下の格別な効果を奏する。

【００４８】（１）前記したように、本発明に係る球面
波放射誘電体アンテナ装置は、その構造上、誘電体セラ
ミック製の筒体に設けた各電極によって１／４波長に圧
縮された共振（ＴＥＭモード）を起して筒体全体で励振
し、等位相面の強電界層を形成して筒体を核にして同心
球状の球面波の電波を放射する点波源のアンテナと見做
し得るので、従来の定在波励振形アンテナ（直線偏波の
棒状波源）の８の字型放射ではなくドーム型の放射パタ
ーンを持ち、例えば高層ビルの谷間等のような偏波面が
複雑に変化する場所での交信に特に有効である。

【００４９】（２）誘電体セラミック製の基板上に設け
た環状の共振電極の大きさ及び整合用導体の両端までの
長さをそれぞれ調整することによって、アンテナからの
下部放射を制御し、同軸ケーブルとの完全に近い整合を
得ることができる。

【００５０】（３）双方向同時通信用や融合端末機用の
アンテナ装置を構成した場合でも、損失の大きいアンテ
ナ共用器を設ける必要はなく、また、簡単な構成の損失
の小さいバンドパスフイルターやアイソレーター等を介
して送信回路及び受信回路に接続するだけで良いので、
ダイバーシテイ回路は必要としない。更に、個々の誘電
体１／４波長励振形アンテナは、至近距離に併設して
も、それぞれセラミック共振器の形状のアンテナである
ので、相互に回り込む電波は極めて小さい。

【００５１】（４）誘電体セラミック製の基板上に設け
た環状の共振電極が誘電体１／４波長励振形アンテナの
下部放射によって上方向に球面波の電波を再放射するの
で、このアンテナからの放射と合成される結果、本発明
に係る球面波放射誘電体アンテナ装置はドーム型の垂直
面内指向性を示し、アンテナ利得は向上する。

【００５２】（５）本発明に係る球面波放射誘電体アン
テナ装置は、Ｑ値が高く狭帯域でアンテナの利得の低い
従来の衛星測位機のＧＰＳアンテナとは異なり、所望の
アンテナ利得が得られるので、従来のＧＰＳアンテナに
は必要であった高利得な低雑音増幅器を省略することが
できる。

【００５３】（６）本発明のアンテナ装置は、各種通信
の固定局及び基地局用、テレビ中継等の移動体通信用、
各種衛星移動体通信用等の種々の用途のアンテナ装置と
して極めて有効であり、球面波を放射する点波源として
パラボラアンテナの一次放射器に最適である。

【００５４】（７）必要によっては誘電体セラミック製
のアンテナキャップを設置し、その誘電率を選択するこ
とによって、アンテナ装置が取り付けられた筺体による
アンテナ損失をカバーするだけのアンテナ利得を得るこ
とができる。

【００５５】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】誘電体１／４波長励振形アンテナを用いた本発
明に係る球面波放射誘電体アンテナ装置の一実施例の一
部破断斜視図。

【図２】図１に示す球面波放射誘電体アンテナ装置の一
部断面図。

【図３】図１及び図２に示す球面波放射誘電体アンテナ
装置から誘電体１／４波長励振形アンテナ及びアンテナ
キャップを除去したときの上面図。

【図４】図１の誘電体１／４波長励振形アンテナの断面
図。

【図５】図１に示す球面波放射誘電体アンテナ装置に類
似したプロトタイプのアンテナ装置の断面図。

【図６】図１に示す球面波放射誘電体アンテナ装置に類
似した他のプロトタイプのアンテナ装置の断面図。

【図７】本発明に係る球面波放射誘電体アンテナ装置の
応用例を示す図。

【図８】本発明に係る球面波放射誘電体アンテナ装置の
他の応用例を示す図。

【図９】図８における球面波放射誘電体アンテナ装置の
線９−９に沿う断面図。

【図１０】本発明に係る球面波放射誘電体アンテナ装置
の更に他の応用例を示す図。

【図１１】本発明に係る球面波放射誘電体アンテナ装置
の他の実施例を示す断面図。

【図１２】図１１の球面波放射誘電体アンテナ装置にお
ける共振電極の形状を説明するための図。

【図１３】図１１の球面波放射誘電体アンテナ装置にお
ける整合用導体の形状を説明するための図。

【図１４】従来の誘電体１／４波長励振形アンテナの構
成を示す図。

【符号の説明】 １：基板 ２：貫通穴 ３：スルーホール電極
４：共振電極 ５：接地用電極 ６：貫通穴
７：整合用導体 ８：誘電共振部 ９：アンテナキ
ャップ ＡＮＴ：誘電体１／４波長励振形アンテナ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体１／４波長励振形アンテナと、 前記誘電体１／４波長励振形アンテナの基部を受け入れ
   ることができる大きさを有し且つ内面にスルーホール電
   極を設けた貫通穴を有する誘電体セラミック製の基板
   と、 前記基板の一面の前記スルーホール電極から間隔を保っ
   て形成された環状の共振電極と、 前記基板に形成された接地面電極と、 前記接地面電極に接合された整合用導体と、を具備する
   ことを特徴とする球面波放射誘電体アンテナ装置。
2. 【請求項２】 前記誘電体１／４波長励振形アンテナ
   が、 誘電体製の筒体と、 前記筒体の内周面に形成された内周面電極と、 前記筒体の一端面を覆い且つ前記内周面電極と電気的に
   接続された片端面電極と、 前記筒体の外周面の一部に形成され且つ前記片端面電極
   と電気的に接続された外周面電極と、 前記筒体の内部に設けられ、前記内周面電極と磁界結合
   する給電導体と、 前記給電導体の周囲に巻回され、一端が前記給電導体
   に、他端が前記接続栓の外部導体に接続された絶縁導体
   からなる整合用コイルと、を備えることを特徴とする請
   求項１記載の球面波放射誘電体アンテナ装置。
3. 【請求項３】 動作周波数の異なる複数個の前記誘電体
   １／４波長励振形アンテナを備えることを特徴とする請
   求項１又は２記載の球面波放射誘電体アンテナ装置。
4. 【請求項４】 前記誘電体１／４波長励振形アンテナを
   取り囲むように固定された誘電体セラミック製のアンテ
   ナキャップを備えることを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれか１つに記載の球面波放射誘電体アンテナ装置。