JP6080466B2

JP6080466B2 - Dual frequency circularly polarized antenna

Info

Publication number: JP6080466B2
Application number: JP2012222052A
Authority: JP
Inventors: 嶋原　正隆; 正隆嶋原; 拡志若槻; 中野　久松; 久松中野
Original assignee: Nippon Antenna Co Ltd
Current assignee: Nippon Antenna Co Ltd
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2032-10-04
Also published as: JP2014075693A

Description

本発明は、本発明は、誘電体基板上にほぼ同心に２つのループ素子が配置されている２周波円偏波アンテナに関するものである。 The present invention relates to a dual-frequency circularly polarized antenna in which two loop elements are disposed substantially concentrically on a dielectric substrate.

近接した２つの周波数で同旋の円偏波が得られる２周波円偏波アンテナが、提案されている（非特許文献１参照）。この２周波円偏波アンテナの構成を示す斜視図を図１７に、その上面図を図１８に示す。
これらの図に示す２周波円偏波アンテナ１００は、円形の導電性のグランド板１１１上に、所定間隔で円形の第１ループ素子１１２が配置され、第１ループ素子１１２の内側に第２ループ素子１１３が近接して配置されている。第１ループ素子１１２および第２ループ素子１１３は同じ平面状にほぼ同心で配置され、金属製等とされた導電性のワイヤーやストリップを屈曲することにより構成されている。第１ループ素子１１２には、第１ループ素子１１２から外側に突出する直線状の第１摂動素子１１２ａが設けられており、第１摂動素子１１２ａから時計方向に所定角度回転した位置に第１励振素子１１４が設けられている。第１励振素子１１４は、略Ｌ字状とされて垂直部はグランド板１１１に立設されており、水平部は第１ループ素子１１２の下面に対向しており、両者は電磁結合している。第１励振素子１１４の垂直部の下端とグランド板１１１の間に第１周波数ｆ_Lの信号源が接続されて、第１ループ素子１１２が第１励振素子１１４により第１周波数ｆ_Lで励振される。第１ループ素子１１２の周囲長は第１周波数ｆ_Lの自由空間波長の約１波長の長さとされ、第１ループ素子１１２から第１周波数ｆ_Lの右旋円偏波が放射される。 There has been proposed a dual-frequency circularly polarized antenna that can obtain circularly polarized waves of the same rotation at two adjacent frequencies (see Non-Patent Document 1). FIG. 17 is a perspective view showing the configuration of the dual-frequency circularly polarized antenna, and FIG. 18 is a top view thereof.
In the dual-frequency circularly polarized antenna 100 shown in these drawings, circular first loop elements 112 are arranged at predetermined intervals on a circular conductive ground plate 111, and a second loop is formed inside the first loop element 112. The elements 113 are arranged close to each other. The first loop element 112 and the second loop element 113 are arranged substantially concentrically on the same plane, and are configured by bending a conductive wire or strip made of metal or the like. The first loop element 112 is provided with a linear first perturbation element 112a protruding outward from the first loop element 112. The first excitation is at a position rotated clockwise by a predetermined angle from the first perturbation element 112a. An element 114 is provided. The first excitation element 114 is substantially L-shaped, the vertical part is erected on the ground plate 111, the horizontal part is opposed to the lower surface of the first loop element 112, and both are electromagnetically coupled. . A signal source having a first frequency f _L is connected between the lower end of the vertical portion of the first excitation element 114 and the ground plate 111, and the first loop element 112 is excited by the first excitation element 114 at the first frequency f _L. The Peripheral length of the first loop element 112 is a length of about one wavelength of the free space wavelength of the first frequency f _L, right-hand circularly polarized waves of the first frequency f _L is emitted from the first loop element 112.

また、第２ループ素子１１３には、第２ループ素子１１３から内側に突出する直線状の第２摂動素子１１３ａが設けられており、第２摂動素子１１３ａから時計方向に所定角度回転した位置に第２励振素子１１５が設けられている。第２励振素子１１５は、略Ｌ字状とされて垂直部はグランド板１１１に立設されており、水平部は第２ループ素子１１３の下面に対向しており、両者は電磁結合している。第２励振素子１１５の垂直部の下端とグランド板１１１の間に第２周波数ｆ_Hの信号源が接続されて、第２ループ素子１１３が第２励振素子１１５により第２周波数ｆ_Hで励振される。第２ループ素子１１３の周囲長は第２周波数ｆ_Hの約１波長の長さとされ、第２ループ素子１１３から第２周波数ｆ_Hの右旋円偏波が放射される。
なお、第１周波数ｆ_Lは１．２ＧＨｚ帯の周波数とされ、第２周波数ｆ_Hは第１周波数ｆ_Lに近接した１．５ＧＨｚ帯の周波数とされており、ｆ_H／ｆ_Lは約１．２３とされている。また、第１ループ素子１１２と第２ループ素子１１３とグランド板１１１との間隔は、第１周波数ｆ_Lの自由空間波長の約０．０４波長（第２周波数ｆ_Hの自由空間波長の約０．０５波長）とされている。 Further, the second loop element 113 is provided with a linear second perturbation element 113a protruding inward from the second loop element 113, and the second loop element 113 is located at a position rotated clockwise by a predetermined angle from the second perturbation element 113a. Two excitation elements 115 are provided. The second excitation element 115 is substantially L-shaped, the vertical part is erected on the ground plate 111, the horizontal part is opposed to the lower surface of the second loop element 113, and both are electromagnetically coupled. . A signal source having the second frequency f _H is connected between the lower end of the vertical portion of the second excitation element 115 and the ground plate 111, and the second loop element 113 is excited by the second excitation element 115 at the second frequency f _H. The Peripheral length of the second loop element 113 is a length of about one wavelength of the second frequency f _H, the right-hand circularly polarized waves of the second frequency f _H is emitted from the second loop element 113.
The first frequency f _L is a frequency in the 1.2 GHz band, the second frequency f _H is a frequency in the 1.5 GHz band adjacent to the first frequency f _L , and f _H / f _L is about 1 .23. Further, the first loop element 112 is the distance between the second loop element 113 and the ground plate 111, about the free space wavelength of approximately 0.04 wavelength (second frequency f _H of the free space wavelength of the first frequency f _L 0 .05 wavelength).

以上のように構成されている２周波円偏波アンテナ１００の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の周波数特性を図１９に示す。図１９では横軸が周波数ｆ／ｆ_Lで縦軸がＶＳＷＲとされており、第１ループ素子１１２のＶＳＷＲ特性が実線で、第２ループ素子１１３のＶＳＷＲ特性が破線で示されている。図１９を参照すると、第１ループ素子１１２において第１周波数ｆ_L（ｆ／ｆ_L＝１）におけるＶＳＷＲは約２．５が得られており、第２ループ素子１１３において第２周波数ｆ_H（ｆ／ｆ_L＝１．２３）におけるＶＳＷＲは約１．９が得られている。このように、２周波円偏波アンテナ１００は、第１ループ素子１１２の内側に第２ループ素子１１３が近接して配置されていても、近接した２周波において良好に動作する円偏波アンテナとすることができる。 FIG. 19 shows the frequency characteristics of the voltage standing wave ratio (VSWR) of the dual-frequency circularly polarized antenna 100 configured as described above. In FIG. 19, the horizontal axis is frequency f / f _L and the vertical axis is VSWR, the VSWR characteristic of the first loop element 112 is indicated by a solid line, and the VSWR characteristic of the second loop element 113 is indicated by a broken line. Referring to FIG. 19, the first loop element 112 has a VSWR of about 2.5 at the first frequency f _L (f / f _L = 1), and the second loop element 113 has the second frequency f _H ( The VSWR at f / f _L = 1.23) is about 1.9. As described above, the dual-frequency circularly polarized antenna 100 is a circularly polarized antenna that operates satisfactorily at the two adjacent frequencies even when the second loop element 113 is disposed close to the inside of the first loop element 112. can do.

社団法人電子情報通信学会２０１２年総合大会講演論文集Ｂ−１−１１６「２周波円偏波複合アンテナ」杉町徹外３名著２０１２年３月６日発行The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 2012 General Conference Proceedings B-1-116 “Double Frequency Circularly Polarized Composite Antenna” by Toru Sugimachi 3 March 2012

図１７および図１８に示す従来の２周波円偏波アンテナ１００においては、グランド板１１１上に所定間隔をもって第１ループ素子１１２と第２ループ素子１１３とを同一平面上に配置して、機械的に支持する必要がある。この構成では、第１ループ素子１１２と第２ループ素子１１３とを別々に支持する必要があるので、コストダウンや効率の良い量産を行うことができず、量産歩留りも向上しないことから、基板を利用して第１ループ素子１１２と第２ループ素子１１３とを支持することが考えられる。すなわち、第１ループ素子１１２と第２ループ素子１１３とを平板状の基板上に形成することで、第１ループ素子１１２と第２ループ素子１１３とが、同一平面状に配置されることになる。この構成では、平板状の基板上に第１ループ素子１１２と第２ループ素子１１３とを形成するだけで良いことから、部品点数が減少し、量産歩留りが向上すると共に、コストダウンや効率の良い量産を行うことができる。そこで、第１ループ素子と第２ループ素子とを平板状の誘電体基板上に形成した２周波円偏波アンテナ２００の構成を示す上面図を図２０に、その正面図を図２１に、その斜視図を図２１に示す。
これらの図に示す２周波円偏波アンテナ２００は、使用周波数において電気的に無限大と見なせる大きさとされた矩形の導電性のグランド板２１１上に、所定間隔で矩形の素子基板２１０が配置されている。素子基板２１０は、所定の比誘電率εｒの誘電体基板とされ、素子基板２１０上に円形の第１ループ素子２１２が配置され、第１ループ素子２１２の内側に第２ループ素子２１３が近接して配置されている。第１ループ素子２１２および第２ループ素子２１３はほぼ同心で配置され、プリント基板をエッチングしたり金属製のストリップを貼着することにより形成されている。第１ループ素子２１２には、第１ループ素子２１２から外側に突出する直線状の第１摂動素子２１２ａが設けられており、第１摂動素子２１２ａから時計方向に所定角度回転した位置に第１励振素子２１４が設けられている。第１励振素子２１４は、略Ｌ字状とされて垂直部はグランド板２１１に立設されており、水平部は素子基板２１０を介して第１ループ素子２１２に対面しており、両者は電磁結合している。第１励振素子２１４の垂直部の下端とグランド板２１１の間に第１周波数ｆ_Lの信号源からなる第１給電部２１６が設けられており、第１ループ素子２１２が第１励振素子２１４により第１周波数ｆ_Lで励振される。第１周波数ｆ_Lの素子基板２１０上の短縮された波長をλ_Lとすると、第１ループ素子２１２の周囲長は約１λ_Lの長さとされ、第１ループ素子２１２から第１周波数ｆ_Lの右旋円偏波が放射される。 In the conventional dual-frequency circularly polarized antenna 100 shown in FIG. 17 and FIG. 18, the first loop element 112 and the second loop element 113 are arranged on the same plane on the ground plate 111 with a predetermined interval. It is necessary to support. In this configuration, since the first loop element 112 and the second loop element 113 need to be supported separately, cost reduction and efficient mass production cannot be performed, and mass production yield is not improved. It can be considered that the first loop element 112 and the second loop element 113 are supported by use. That is, by forming the first loop element 112 and the second loop element 113 on a flat substrate, the first loop element 112 and the second loop element 113 are arranged on the same plane. . In this configuration, since it is only necessary to form the first loop element 112 and the second loop element 113 on the flat substrate, the number of parts is reduced, the mass production yield is improved, and the cost is reduced and the efficiency is high. Mass production is possible. Therefore, FIG. 20 is a top view showing the configuration of the dual-frequency circularly polarized antenna 200 in which the first loop element and the second loop element are formed on a flat dielectric substrate, FIG. A perspective view is shown in FIG.
In the dual-frequency circularly polarized antenna 200 shown in these drawings, rectangular element substrates 210 are arranged at predetermined intervals on a rectangular conductive ground plate 211 having a size that can be regarded as electrically infinite at a use frequency. ing. The element substrate 210 is a dielectric substrate having a predetermined dielectric constant εr, a circular first loop element 212 is disposed on the element substrate 210, and the second loop element 213 is adjacent to the inside of the first loop element 212. Are arranged. The first loop element 212 and the second loop element 213 are arranged substantially concentrically, and are formed by etching a printed circuit board or attaching a metal strip. The first loop element 212 is provided with a linear first perturbation element 212a protruding outward from the first loop element 212. The first excitation is at a position rotated clockwise by a predetermined angle from the first perturbation element 212a. An element 214 is provided. The first excitation element 214 is substantially L-shaped, the vertical portion is erected on the ground plate 211, and the horizontal portion faces the first loop element 212 via the element substrate 210, both of which are electromagnetic Are connected. A first power feeding unit 216 including a signal source having a first frequency f _L is provided between the lower end of the vertical portion of the first excitation element 214 and the ground plate 211, and the first loop element 212 is formed by the first excitation element 214. Excited at the first frequency f _L. Assuming that the shortened wavelength on the element substrate 210 of the first frequency f _L is λ _L , the peripheral length of the first loop element 212 is about 1λ _L , and the first frequency f _L from the first loop element 212 is A right-handed circularly polarized wave is emitted.

また、第２ループ素子２１３には、第２ループ素子２１３から内側に突出する直線状の第２摂動素子２１３ａが設けられており、第２摂動素子２１３ａから時計方向に所定角度回転した位置に第２励振素子２１５が設けられている。第２励振素子２１５は、略Ｌ字状とされて垂直部はグランド板２１１に立設されており、水平部は第２ループ素子２１３の下面に対向しており、両者は電磁結合している。第２励振素子２１５の垂直部の下端とグランド板２１１の間に第２周波数ｆ_Hの信号源からなる第２給電部２１７が設けられており、第２ループ素子２１３が第２励振素子２１５により第２周波数ｆ_Hで励振される。第２周波数ｆ_Hの素子基板２１０上の短縮された波長をλ_Hとすると、第２ループ素子２１３の周囲長は約１λ_Hの長さとされ、第２ループ素子２１３から第２周波数ｆ_Hの右旋円偏波が放射される。 Further, the second loop element 213 is provided with a linear second perturbation element 213a protruding inward from the second loop element 213, and the second loop element 213 is positioned at a position rotated clockwise by a predetermined angle from the second perturbation element 213a. Two excitation elements 215 are provided. The second excitation element 215 is substantially L-shaped, the vertical part is erected on the ground plate 211, the horizontal part is opposed to the lower surface of the second loop element 213, and both are electromagnetically coupled. . A second power feeding unit 217 including a signal source having a second frequency f _H is provided between the lower end of the vertical portion of the second excitation element 215 and the ground plate 211, and the second loop element 213 is provided by the second excitation element 215. Excited at the second frequency f _H. When the shortened wavelength on the element substrate 210 of the second frequency f _H is λ _H , the peripheral length of the second loop element 213 is about 1λ _H , and the second loop element 213 has the second frequency f _H. A right-handed circularly polarized wave is emitted.

２周波円偏波アンテナ２００において、第１周波数ｆ_Lが１．２ＧＨｚ帯の周波数とされ、第２周波数ｆ_Hが１．５ＧＨｚ帯の周波数とされて、ｆ_H／ｆ_Lが約１．２３とされた場合の寸法について説明する。この場合、第１周波数ｆ_Lの素子基板２１０上の短縮された波長をλ_Lとし、第２周波数ｆ_Hの素子基板２１０上の短縮された波長をλ_Hとする。なお、素子基板２１０の比誘電率εｒは約１０とされ、波長は約６３．２％に短縮されるものとし、長さの後の（）内に物理長を示す。
グランド板２１１の１辺の長さＬ１０１は、グランド板２１１が第１周波数ｆ_Lおよび第２周波数ｆ_Hにおいて電気的に無限大と見なせる長さとされ、素子基板２１０の１辺の長さＬ１０２は約０．４４λ_L／約０．５４λ_H（約６５ｍｍ）とされる。第１ループ素子２１２の半径Ｒ１０１は約０．１６λ_L（約２３ｍｍ）、第２ループ素子２１３の半径Ｒ１０２は０．１６λ_H（約１９ｍｍ）とされ、第１摂動素子２１２ａの長さＬ１０３は約０．０８１λ_L（約１２ｍｍ）とされ、第２摂動素子２１３ａの長さＬ１０４は約０．０７９λ_H（約９．５ｍｍ）とされている。図２０の紙面における垂直線（ｙ軸方向）から反時計方向に角度θ１０１だけ回転した位置に第１摂動素子２１２ａが、反時計方向に角度θ１０２だけ回転した位置に第２摂動素子２１３ａが形成されており、角度θ１０１は約６５°、角度θ１０２は約６７°されている。 In the dual-frequency circularly polarized antenna 200, the first frequency f _L is a frequency in the 1.2 GHz band, the second frequency f _H is a frequency in the 1.5 GHz band, and f _H / f _L is about 1.23. The dimensions of the case will be described. In this case, the shortened wavelength on the element substrate 210 of the first frequency f _L is λ _L, and the shortened wavelength on the element substrate 210 of the second frequency f _H is λ _H. Note that the relative dielectric constant εr of the element substrate 210 is about 10, the wavelength is shortened to about 63.2%, and the physical length is shown in parentheses after the length.
1 side length L101 of the ground plate 211, ground plate 211 is electrically and length which can be regarded as infinity at the first frequency f _L and the second frequency f _H, length of one side L102 of the element substrate 210 About 0.44λ _L / about 0.54λ _H (about 65 mm). The radius R101 of the first loop element 212 is about 0.16λ _L (about 23 mm), the radius R102 of the second loop element 213 is 0.16λ _H (about 19 mm), and the length L103 of the first perturbation element 212a is about It is a 0.081λ _L (about 12 mm), the length of the second perturbation elements 213a L104 is about 0.079λ _H (about 9.5 mm). A first perturbation element 212a is formed at a position rotated counterclockwise by an angle θ101 from a vertical line (y-axis direction) in FIG. 20, and a second perturbation element 213a is formed at a position rotated counterclockwise by an angle θ102. The angle θ101 is about 65 °, and the angle θ102 is about 67 °.

また、第１ループ素子２１２の幅ｗ１０１および第２ループ素子２１３の幅ｗ１０２は共に約１ｍｍとされている。第１励振素子２１４および第２励振素子２１５の垂直部は、図２０の紙面における垂直線上（ｙ軸上）に位置しており、第１励振素子２１４は垂直線（ｙ軸方向）から第１ループ素子２１２上の角度θ１０３の長さとされ、第２励振素子２１５は垂直線（ｙ軸方向）から第２ループ素子２１３上の角度θ４の長さとされており、角度θ１０３は約４７°、角度θ１０４は約４９°とされている。なお、第１励振素子２１４および第２励振素子２１５は直径φ１０１のワイヤーをＬ字状に折曲して構成されており、直径φ１０１は約１ｍｍとされている。さらに、素子基板１１０の上面とグランド板２１１との間の間隔ｈ１０１は約０．０６９λ_L／約０．０８５λ_H（約１０．２ｍｍ）とされ、第１励振素子２１４および第２励振素子２１５の水平部の上側とグランド板２１１との間隔ｈ１０２は約０．０３５λ_L／約０．０４３λ_H（約５．２ｍｍ）とされている。なお、素子基板２１０の厚さｄ１０１は約３．２ｍｍとされている。 The width w101 of the first loop element 212 and the width w102 of the second loop element 213 are both about 1 mm. The vertical portions of the first excitation element 214 and the second excitation element 215 are located on the vertical line (on the y axis) on the paper surface of FIG. 20, and the first excitation element 214 is first from the vertical line (y axis direction). The second excitation element 215 has a length of an angle θ4 on the second loop element 213 from the vertical line (y-axis direction), and the angle θ103 is about 47 °. θ104 is about 49 °. The first excitation element 214 and the second excitation element 215 are configured by bending a wire having a diameter φ101 into an L shape, and the diameter φ101 is about 1 mm. Further, the distance h101 between the upper surface of the element substrate 110 and the ground plate 211 is about 0.069λ _L / about 0.085λ _H (about 10.2 mm), and the first excitation element 214 and the second excitation element 215 The distance h102 between the upper side of the horizontal portion and the ground plate 211 is about 0.035λ _L / about 0.043λ _H (about 5.2 mm). The element substrate 210 has a thickness d101 of about 3.2 mm.

以上のような寸法とされている２周波円偏波アンテナ２００の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の周波数特性を図２３および図２４に示す。図２３および図２４では横軸が周波数ｆ／ｆ_Lで縦軸がＶＳＷＲとされており、第１ループ素子２１２のＶＳＷＲ特性が図２３に、第２ループ素子２１３のＶＳＷＲ特性が図２４に示されている。図２３を参照すると、第１周波数ｆ_L（ｆ／ｆ_L＝１）で動作する寸法とされた第１ループ素子２１２の第１周波数ｆ_L（ｆ／ｆ_L＝１）におけるＶＳＷＲは約６４．５６と著しく劣化している。また、図２４を参照すると、第２周波数ｆ_H（ｆ／ｆ_L＝１．２３）で動作する寸法とされた第２ループ素子２１３の第２周波数ｆ_H（ｆ／ｆ_L＝１．２３）におけるＶＳＷＲは約２２．１１と著しく劣化している。しかし、第１周波数ｆ_Lと第２周波数ｆ_Hとのほぼ中間の周波数ｆ₁（１．１１ｆ_L）において、第１ループ素子２１２のＶＳＷＲは最も良好な約１．８６が得られており、第２ループ素子２１３のＶＳＷＲは第１周波数ｆ_Lと第２周波数ｆ_Hとのほぼ中間の周波数ｆ₂（１．１０ｆ_L）において、最も良好な約１．９９が得られている。これは、第１ループ素子２１２と第２ループ素子２１３とが近接しており、素子基板２１０を介して電磁気的に強く結合したため、第１ループ素子２１２および第２ループ素子２１３が、第１周波数ｆ_Lと第２周波数ｆ_Hとのほぼ中間の周波数ｆ₁あるいは周波数ｆ₂において共振しているものと考えられる。このように、誘電体基板上に近接した２周波数でそれぞれ共振する２つのループ素子を形成した２周波円偏波アンテナでは、近接した２周波において良好に動作する円偏波アンテナとすることができないという問題点があった。 FIG. 23 and FIG. 24 show the frequency characteristics of the voltage standing wave ratio (VSWR) of the dual-frequency circularly polarized antenna 200 having the dimensions as described above. 23 and 24, the horizontal axis is the frequency f / f _L and the vertical axis is VSWR. The VSWR characteristic of the first loop element 212 is shown in FIG. 23, and the VSWR characteristic of the second loop element 213 is shown in FIG. Has been. Referring to FIG. 23, VSWR of the first frequency f _L of the first loop element 212 is sized (f / f _L = 1) operating at a first frequency f _L (f / f _L = 1) is about 64 Deteriorated significantly with .56. Referring to FIG. 24, the second frequency f _H (f / f _L = 1.23) of the second loop element 213 sized to operate at the second frequency f _H (f / f _L = 1.23). VSWR in the case of) is significantly deteriorated to about 22.11. However, the most favorable VSWR of the first loop element 212 is about 1.86 at a frequency f ₁ (1.11 f _L ) approximately between the first frequency f _L and the second frequency f _H. The best VSWR of the second loop element 213 is about 1.99 at a frequency f ₂ (1.10 f _L ) approximately between the first frequency f _L and the second frequency f _H. This is because the first loop element 212 and the second loop element 213 are close to each other and are strongly electromagnetically coupled via the element substrate 210, so that the first loop element 212 and the second loop element 213 have the first frequency. It can be considered that resonance occurs at a frequency f ₁ or a frequency f ₂ that is approximately between f _L and the second frequency f _H. Thus, a two-frequency circularly polarized antenna formed with two loop elements that resonate at two frequencies close to each other on a dielectric substrate cannot be a circularly polarized antenna that operates well at two adjacent frequencies. There was a problem.

そこで、本発明は、誘電体基板上に近接した２周波数でそれぞれ共振する２つのループ素子を形成しても良好に動作する２周波円偏波アンテナを提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a dual-frequency circularly polarized antenna that operates satisfactorily even if two loop elements that resonate at two frequencies close to each other are formed on a dielectric substrate.

本発明の２周波円偏波アンテナは、第１周波数で共振する第１ループ素子の内側に、該第１周波数に近接した第２周波数で共振する第２ループ素子がほぼ同心で配置されて、前記第１ループ素子と前記第２ループ素子とが一面に形成されており、グランド板上に所定間隔で配置される誘電体からなる素子基板と、前記第１ループ素子の所定位置から外側に突出するよう設けられた第１摂動素子と、前記第２ループ素子の所定位置から内側に突出するよう設けられた第２摂動素子と、前記第１ループ素子の所定位置の下面に対向して電磁結合する水平部と、前記グランド板に直立している垂直部とからなるＬ字状の前記第１ループ素子を励振する第１励振素子と、前記第２ループ素子の所定位置の下面に対向して電磁結合する水平部と、前記グランド板に直立している垂直部とからなるＬ字状の前記第２ループ素子を励振する第２励振素子と、前記第１励振素子における前記垂直部の下端と前記グランド板の間に設けられた前記第１周波数の第１給電部と、前記第２励振素子における前記垂直部の下端と前記グランド板の間に設けられた前記第２周波数の第２給電部とを備え、前記第１ループ素子と前記第２ループ素子との間において、前記素子基板を切り欠いたリング状のスリットが形成されていることを最も主要な特徴としている。 2 frequency circular polarization antenna of the present invention, within the first loop element that resonates at a first frequency, the second loop element to resonate at a second frequency close to the first frequency is disposed substantially concentrically, The first loop element and the second loop element are formed on one surface , projecting outward from a predetermined position of the first loop element, and an element substrate made of a dielectric disposed at a predetermined interval on a ground plate A first perturbation element provided so as to project, a second perturbation element provided so as to protrude inward from a predetermined position of the second loop element, and an electromagnetic coupling opposite to a lower surface of the predetermined position of the first loop element A first excitation element that excites the L-shaped first loop element, and a lower surface at a predetermined position of the second loop element. A horizontal portion for electromagnetic coupling; A second excitation element for exciting an L-shaped second loop element consisting of a vertical portion which is upright command plate, wherein provided at the lower end and the ground plates of the vertical portion of the first excitation element A first power supply section having a first frequency; and a second power supply section having a second frequency provided between a lower end of the vertical portion of the second excitation element and the ground plate, and the first loop element and the first power supply section. The most important feature is that a ring-shaped slit formed by cutting out the element substrate is formed between the two loop elements.

本発明によれば、第１ループ素子と第２ループ素子との間に誘電体基板を切り欠いたリング状のスリットを形成するようにしたから、誘電体基板上に近接した２周波数でそれぞれ共振する２つのループ素子を形成しても良好に動作する２周波円偏波アンテナとすることができる。また、誘電体基板を利用して第１ループ素子と第２ループ素子とを同一平面状に配置していることから、部品点数が減少し、量産歩留りが向上すると共に、コストダウンや効率の良い量産を行うことができるようになる。 According to the present invention, since the ring-shaped slit is formed by cutting out the dielectric substrate between the first loop element and the second loop element, resonance occurs at two frequencies close to each other on the dielectric substrate. Even if two loop elements are formed, a dual-frequency circularly polarized antenna that operates well can be obtained. Further, since the first loop element and the second loop element are arranged on the same plane using the dielectric substrate, the number of parts is reduced, the mass production yield is improved, and the cost is reduced and the efficiency is high. Mass production is now possible.

本発明の第１実施例の２周波円偏波アンテナの構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the dual frequency circularly polarized wave antenna of 1st Example of this invention. 本発明の第１実施例の２周波円偏波アンテナの構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the dual frequency circularly polarized wave antenna of 1st Example of this invention. 本発明の第１実施例の２周波円偏波アンテナの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the dual frequency circularly polarized wave antenna of 1st Example of this invention. 本発明の第１実施例の２周波円偏波アンテナのＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of VSWR of the dual frequency circularly polarized antenna of 1st Example of this invention. 本発明の第１実施例の２周波円偏波アンテナの他のＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of other VSWR of the 2 frequency circularly polarized wave antenna of 1st Example of this invention. 本発明の第１実施例の２周波円偏波アンテナの放射特性を示す図である。It is a figure which shows the radiation characteristic of the dual frequency circularly polarized wave antenna of 1st Example of this invention. 本発明の第１実施例の２周波円偏波アンテナの他の放射特性を示す図である。It is a figure which shows the other radiation characteristic of the dual frequency circularly polarized wave antenna of 1st Example of this invention. 本発明の第２実施例の２周波円偏波アンテナの構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the dual frequency circularly polarized wave antenna of 2nd Example of this invention. 本発明の第２実施例の２周波円偏波アンテナの構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the 2 frequency circularly polarized wave antenna of 2nd Example of this invention. 本発明の第２実施例の２周波円偏波アンテナの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the 2 frequency circularly polarized wave antenna of 2nd Example of this invention. 本発明の第３実施例の２周波円偏波アンテナの構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the 2 frequency circularly polarized wave antenna of 3rd Example of this invention. 本発明の第３実施例の２周波円偏波アンテナの構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the dual frequency circularly polarized wave antenna of 3rd Example of this invention. 本発明の第３実施例の２周波円偏波アンテナの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the dual frequency circularly polarized wave antenna of 3rd Example of this invention. 本発明の第４実施例の２周波円偏波アンテナの構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the 2 frequency circularly polarized wave antenna of 4th Example of this invention. 本発明の第４実施例の２周波円偏波アンテナの構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the 2 frequency circularly polarized wave antenna of 4th Example of this invention. 本発明の第４実施例の２周波円偏波アンテナの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the dual frequency circularly polarized wave antenna of 4th Example of this invention. 従来の２周波円偏波アンテナの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the conventional 2 frequency circularly polarized wave antenna. 従来の２周波円偏波アンテナの構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the conventional 2 frequency circularly polarized wave antenna. 従来の２周波円偏波アンテナのＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of VSWR of the conventional 2 frequency circularly polarized wave antenna. 従来の他の２周波円偏波アンテナの構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the other conventional 2 frequency circularly polarized wave antenna. 従来の他の２周波円偏波アンテナの構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the other conventional 2 frequency circularly polarized wave antenna. 従来の他の２周波円偏波アンテナの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the other conventional 2 frequency circularly polarized wave antenna. 従来の他の２周波円偏波アンテナのＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of VSWR of the other conventional 2 frequency circularly polarized wave antenna. 従来の他の２周波円偏波アンテナの他のＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of other VSWR of the other conventional 2 frequency circularly polarized wave antenna.

本発明の第１実施例の２周波円偏波アンテナ１の構成を示す上面図を図１に、第１実施例の２周波円偏波アンテナ１の構成を示す正面図を図２に、第１実施例の２周波円偏波アンテナ１の構成を示す斜視図を図３に示す。
これらの図に示す第１実施例の２周波円偏波アンテナ１は、１辺が長さＬ１とされた矩形の導電性のグランド板１１は、使用周波数において電気的に無限大と見なせる大きさとされ、このグランド板１１上に、所定間隔をおいて、１辺が長さＬ２とされた矩形の素子基板１０が配置されている。素子基板１０は、ガラスエポキシ基板やテフロン基板等の所定の比誘電率εｒ（例えば、εｒ≒１０）を有する誘電体基板とされ、素子基板１０の上面に円形の第１ループ素子１２がほぼ中央に形成され、第１ループ素子１２の内側に円形の第２ループ素子１３が近接して配置されている。第１ループ素子１２および第２ループ素子１３はほぼ同心で配置され、プリント基板をエッチングしたり金属製のストリップを貼着することにより、第１ループ素子１２および第２ループ素子１３が形成されている。第１ループ素子１２と第２ループ素子１３との間の素子基板１０に円形のリング状スリット１０ａが形成されて、素子基板１０に形成されている第１ループ素子１２と第２ループ素子１３との間は、円形のリング状に切り欠かれている。第１ループ素子１２には、第１ループ素子１２から外側に突出する直線状の第１摂動素子１２ａが設けられており、第１摂動素子１２ａから時計方向に所定角度回転した位置に第１励振素子１４が設けられている。第１励振素子１４は、略Ｌ字状とされて垂直部はグランド板１１に立設されており、水平部は素子基板１０の下面に対面するよう配置されて、素子基板１０を介して第１ループ素子１２に電磁結合している。第１励振素子１４の垂直部の下端とグランド板１１の間に第１周波数ｆ_Lの信号源からなる第１給電部１６が設けられており、第１ループ素子１２が第１励振素子１４により第１周波数ｆ_Lで励振される。第１周波数ｆ_Lの素子基板１０上の短縮された波長をλ_Lとすると、第１ループ素子１２の周囲長は約１λ_Lの長さとされ、第１ループ素子１２から第１周波数ｆ_Lの右旋円偏波が放射される。 FIG. 1 is a top view showing the configuration of the dual-frequency circularly polarized antenna 1 of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view showing the configuration of the dual-frequency circularly polarized antenna 1 of the first embodiment, and FIG. A perspective view showing the configuration of the dual-frequency circularly polarized antenna 1 of one embodiment is shown in FIG.
In the dual-frequency circularly polarized antenna 1 of the first embodiment shown in these drawings, the rectangular conductive ground plate 11 having one side of the length L1 has a size that can be regarded as electrically infinite at the operating frequency. On the ground plate 11, a rectangular element substrate 10 having a length L2 on one side is arranged at a predetermined interval. The element substrate 10 is a dielectric substrate having a predetermined relative dielectric constant εr (for example, εr≈10) such as a glass epoxy substrate or a Teflon substrate, and the circular first loop element 12 is substantially centered on the upper surface of the element substrate 10. The circular second loop element 13 is arranged in close proximity to the inside of the first loop element 12. The first loop element 12 and the second loop element 13 are arranged substantially concentrically, and the first loop element 12 and the second loop element 13 are formed by etching the printed circuit board or attaching a metal strip. Yes. A circular ring-shaped slit 10a is formed in the element substrate 10 between the first loop element 12 and the second loop element 13, and the first loop element 12 and the second loop element 13 formed in the element substrate 10 Between, it is cut out into a circular ring shape. The first loop element 12 is provided with a linear first perturbation element 12a protruding outward from the first loop element 12, and the first excitation is at a position rotated clockwise by a predetermined angle from the first perturbation element 12a. An element 14 is provided. The first excitation element 14 is substantially L-shaped, the vertical portion is erected on the ground plate 11, and the horizontal portion is disposed so as to face the lower surface of the element substrate 10. The one-loop element 12 is electromagnetically coupled. A first power feeding section 16 including a signal source having a first frequency f _L is provided between the lower end of the vertical portion of the first excitation element 14 and the ground plate 11, and the first loop element 12 is moved by the first excitation element 14. Excited at the first frequency f _L. Assuming that the shortened wavelength on the element substrate 10 of the first frequency f _L is λ _L , the peripheral length of the first loop element 12 is about 1λ _L , and the first frequency f _L of the first frequency f _L A right-handed circularly polarized wave is emitted.

また、第２ループ素子１３には、第２ループ素子１３から内側に突出する直線状の第２摂動素子１３ａが設けられており、第２摂動素子１３ａから時計方向に所定角度回転した位置に第２励振素子１５が設けられている。第２励振素子１５は、略Ｌ字状とされて垂直部はグランド板１１に立設されており、水平部は素子基板１０の下面に対面するよう配置されて、素子基板１０を介して第２ループ素子１３に電磁結合している。第２励振素子１５の垂直部の下端とグランド板１１の間に第２周波数ｆ_Hの信号源からなる第２給電部１７が設けられており、第２ループ素子１３が第２励振素子１５により第２周波数ｆ_Hで励振される。第２周波数ｆ_Hの素子基板１０上の短縮された波長をλ_Hとすると、第２ループ素子１３の周囲長は約１λ_Hの長さとされ、第２ループ素子１３から第２周波数ｆ_Hの右旋円偏波が放射される。 The second loop element 13 is provided with a linear second perturbation element 13a protruding inward from the second loop element 13, and the second loop element 13 is positioned at a position rotated clockwise by a predetermined angle from the second perturbation element 13a. Two excitation elements 15 are provided. The second excitation element 15 is substantially L-shaped, the vertical portion is erected on the ground plate 11, and the horizontal portion is disposed so as to face the lower surface of the element substrate 10. The two-loop element 13 is electromagnetically coupled. Between the lower end of the vertical portion of the second excitation element 15 and the ground plate 11, a second power feeding unit 17 composed of a signal source of the second frequency f _H is provided, and the second loop element 13 is driven by the second excitation element 15. Excited at the second frequency f _H. When the shortened wavelength on the element substrate 10 of the second frequency f _H is λ _H , the peripheral length of the second loop element 13 is about 1λ _H , and the second loop element 13 has the second frequency f _H. A right-handed circularly polarized wave is emitted.

第１実施例の２周波円偏波アンテナ１において、第１周波数ｆ_Lが１．２ＧＨｚ帯の周波数とされ、第２周波数ｆ_Hが１．５ＧＨｚ帯の周波数とされて、ｆ_H／ｆ_Lが約１．２３とされた場合の寸法の一例について説明する。この場合、第１周波数ｆ_Lの素子基板１０上の短縮された波長をλ_Lとし、第２周波数ｆ_Hの素子基板１０上の短縮された波長をλ_Hとする。なお、素子基板１０の比誘電率εｒは約１０とされ、波長は約６３．２％に短縮されるものとし、電気長で示した寸法の後の（）内には物理長が示されている。
グランド板１１の１辺の長さＬ１は、グランド板１１が第１周波数ｆ_Lおよび第２周波数ｆ_Hにおいて電気的に無限大と見なせる長さとされ、素子基板１０の１辺の長さＬ２は約０．４４λ_L／約０．５４λ_H（約６５ｍｍ）とされる。第１ループ素子１２の半径Ｒ１は約０．１６λ_L（約２３ｍｍ）、第２ループ素子の半径Ｒ２は０．１６λ_H（約１９ｍｍ）とされ、第１摂動素子１２ａの長さＬ３は約０．０８１λ_L（約１２ｍｍ）とされ、第２摂動素子１３ａの長さＬ４は約０．０７９λ_H（約９．５ｍｍ）とされている。図１の紙面における垂直線（ｙ軸方向）から反時計方向に角度θ１だけ回転した位置に第１摂動素子１２ａが、反時計方向に角度θ２だけ回転した位置に第２摂動素子１３ａが形成されており、角度θ１は約６５°、角度θ２は約６７°されている。 In the dual-frequency circularly polarized antenna 1 of the first embodiment, the first frequency f _L is a frequency in the 1.2 GHz band, the second frequency f _H is a frequency in the 1.5 GHz band, and f _H / f _L An example of the dimension when the value is about 1.23 will be described. In this case, the shortened wavelength on the element substrate 10 having the first frequency f _L is λ _L, and the shortened wavelength on the element substrate 10 having the second frequency f _H is λ _H. It is assumed that the relative permittivity εr of the element substrate 10 is about 10, the wavelength is shortened to about 63.2%, and the physical length is shown in parentheses after the dimension indicated by the electrical length. Yes.
The length L1 of one side of the ground plate 11 is a length that allows the ground plate 11 to be considered electrically infinite at the first frequency f _L and the second frequency f _H , and the length L2 of one side of the element substrate 10 is About 0.44λ _L / about 0.54λ _H (about 65 mm). The radius R1 of the first loop element 12 is about 0.16λ _L (about 23 mm), the radius R2 of the second loop element is 0.16λ _H (about 19 mm), and the length L3 of the first perturbation element 12a is about 0. 0.081λ _L (about 12 mm), and the length L4 of the second perturbation element 13a is about 0.079λ _H (about 9.5 mm). A first perturbation element 12a is formed at a position rotated counterclockwise by an angle θ1 from a vertical line (y-axis direction) in FIG. 1, and a second perturbation element 13a is formed at a position rotated counterclockwise by an angle θ2. The angle θ1 is about 65 ° and the angle θ2 is about 67 °.

また、第１ループ素子１２の幅ｗ１および第２ループ素子１３の幅ｗ２は共に約１ｍｍとされ、リング状スリット１０ａの幅ｗ３は約２．９ｍｍとされている。第１励振素子１４および第２励振素子１５の垂直部は、図１の紙面における垂直線上（ｙ軸上）に位置しており、第１励振素子１４の水平部は第１ループ素子１２上の角度θ３の長さとされ、第２励振素子１５の水平部は第２ループ素子１３上の角度θ４の長さとされており、角度θ３は約４７°、角度θ４は約４９°とされている。なお、第１励振素子１４および第２励振素子１５は直径φ１のワイヤーがＬ字状に折曲されて構成されており、直径φ１は約１ｍｍとされている。さらに、素子基板１０の上面とグランド板１１との間の間隔ｈ１は約０．０６９λ_L／約０．０８５λ_H（約１０．２ｍｍ）とされ、第１励振素子１４および第２励振素子１５の垂直部の高さｈ２は約０．０３５λ_L／約０．０４３λ_H（約５．２ｍｍ）とされている。なお、素子基板１０の厚さｄ１は約３．２ｍｍとされている。 The width w1 of the first loop element 12 and the width w2 of the second loop element 13 are both about 1 mm, and the width w3 of the ring-shaped slit 10a is about 2.9 mm. The vertical portions of the first excitation element 14 and the second excitation element 15 are located on a vertical line (on the y axis) in the drawing of FIG. 1, and the horizontal portion of the first excitation element 14 is on the first loop element 12. The horizontal portion of the second excitation element 15 is the length of the angle θ4 on the second loop element 13, the angle θ3 is about 47 °, and the angle θ4 is about 49 °. The first excitation element 14 and the second excitation element 15 are configured by bending a wire having a diameter φ1 into an L shape, and the diameter φ1 is about 1 mm. Further, the distance h1 between the upper surface of the element substrate 10 and the ground plate 11 is about 0.069λ _L / about 0.085λ _H (about 10.2 mm), and the first excitation element 14 and the second excitation element 15 The height h2 of the vertical portion is about 0.035λ _L / about 0.043λ _H (about 5.2 mm). The element substrate 10 has a thickness d1 of about 3.2 mm.

第１実施例の２周波円偏波アンテナ１を上記寸法条件の寸法とした際の第１ループ素子１２のＶＳＷＲの周波数特性を図４に、第２ループ素子１３のＶＳＷＲの周波数特性を図５に示す。図４および図５では横軸が周波数ｆ／ｆ_Lで縦軸がＶＳＷＲとされており、図４を参照すると、第１ループ素子１２は、第１周波数ｆ_L（ｆ／ｆ_L＝１）において約１．５２の良好なＶＳＷＲが得られており、第２周波数ｆ_H（ｆ／ｆ_L＝１．２３）におけるＶＳＷＲは約７．５４となっている。また、第２ループ素子１３は、第２周波数ｆ_H（ｆ／ｆ_L＝１．２３）において約１．２３の良好なＶＳＷＲが得られており、第１周波数ｆ_L（ｆ／ｆ_L＝１）におけるＶＳＷＲは約１２．０９となっている。このように、第１ループ素子１２は第１周波数ｆ_Lに共振して良好に動作しており、第２ループ素子１３は第２周波数ｆ_Hに共振して良好に動作していることが分かる。本発明の第１実施例の２周波円偏波アンテナ１が、誘電体基板である素子基板１０上に形成されていても、上記したように近接した２周波において良好に動作するのは、第１ループ素子１２と第２ループ素子１３との間の素子基板１０にリング状スリット１０ａが形成されて、第１ループ素子１２と第２ループ素子１３とがリング状スリット１０ａの作用により電磁気的に結合しにくくなったからと考えられる。 FIG. 4 shows the frequency characteristics of the VSWR of the first loop element 12 and FIG. 5 shows the frequency characteristics of the VSWR of the second loop element 13 when the dual-frequency circularly polarized antenna 1 of the first embodiment is dimensioned as described above. Shown in 4 and 5, the horizontal axis is the frequency f / f _L and the vertical axis is VSWR. Referring to FIG. 4, the first loop element 12 has the first frequency f _L (f / f _L = 1). As a result, a good VSWR of about 1.52 was obtained, and the VSWR at the second frequency f _H (f / f _L = 1.23) was about 7.54. Further, the second loop element 13 has a good VSWR of about 1.23 at the second frequency f _H (f / f _L = 1.23), and the first frequency f _L (f / f _L = The VSWR in 1) is about 12.09. Thus, it can be seen that the first loop element 12 resonates at the first frequency f _L and operates well, and the second loop element 13 resonates at the second frequency f _H and operates well. . Even if the dual-frequency circularly polarized antenna 1 according to the first embodiment of the present invention is formed on the element substrate 10 which is a dielectric substrate, it operates well at two adjacent frequencies as described above. A ring-shaped slit 10a is formed in the element substrate 10 between the first loop element 12 and the second loop element 13, and the first loop element 12 and the second loop element 13 are electromagnetically operated by the action of the ring-shaped slit 10a. It is thought that it became difficult to combine.

次に、第１実施例の２周波円偏波アンテナ１を上記寸法条件の寸法とした際の２周波円偏波アンテナ１の垂直面（ｙ−ｚ面）内の放射特性を図６および図７に示す。
図６に示す放射特性は、１．２ＧＨｚ帯の第１周波数ｆ_Lにおけるｙ−ｚ面内の放射特性であり、利得は約８．２ｄＢｉの高利得が得られており、半値角は約８０．１°のブロードな放射特性が得られている。また、軸比は約２．０ｄＢの良好な値が得られている。図７に示す放射特性は、１．５ＧＨｚ帯の第２周波数ｆ_Hにおけるｙ−ｚ面内の放射特性であり、利得は約８．２ｄＢｉの高利得が得られており、半値角は約７７．３°のブロードな放射特性が得られている。また、軸比は約２．０ｄＢの良好な値が得られている。このように、本発明の第１実施例の２周波円偏波アンテナ１では、近接した第１周波数ｆ_Lおよび第２周波数ｆ_HにおけるＶＳＷＲ、放射特性および軸比などの電気的特性として、良好な電気的特性が得られていることが分かる。 Next, radiation characteristics in the vertical plane (yz plane) of the dual-frequency circularly polarized antenna 1 when the dual-frequency circularly polarized antenna 1 of the first embodiment is dimensioned as described above are shown in FIGS. 7 shows.
The radiation characteristic shown in FIG. 6 is a radiation characteristic in the yz plane at the first frequency f _L in the 1.2 GHz band, a gain of about 8.2 dBi is obtained, and the half-value angle is about 80 Broad radiation characteristics of 1 ° are obtained. Further, a good value of about 2.0 dB is obtained for the axial ratio. The radiation characteristic shown in FIG. 7 is a radiation characteristic in the yz plane at the second frequency f _H in the 1.5 GHz band, a gain of about 8.2 dBi is obtained, and the half-value angle is about 77. Broad radiation characteristics of 3 ° are obtained. Further, a good value of about 2.0 dB is obtained for the axial ratio. As described above, the dual-frequency circularly polarized antenna 1 according to the first embodiment of the present invention has good electrical characteristics such as VSWR, radiation characteristics, and axial ratio at the first and second frequencies f _L and f _{H that} are close to each other. It can be seen that excellent electrical characteristics are obtained.

本発明の第２実施例の２周波円偏波アンテナ２の構成を示す上面図を図８に、その正面図を図９に、その斜視図を図１０に示す。
これらの図に示す第２実施例の２周波円偏波アンテナ２は、１辺が長さＬ１１とされた矩形の導電性のグランド板２１は、使用周波数において電気的に無限大と見なせる大きさとされ、このグランド板２１上に、所定間隔をおいて、１辺が長さＬ１２とされた矩形の素子基板２０が配置されている。素子基板２０は、ガラスエポキシ基板やテフロン基板等の所定の比誘電率εｒ（例えば、εｒ≒５）を有する誘電体基板とされ、素子基板２０の上面に矩形の第１ループ素子２２がほぼ中央に形成され、第１ループ素子２２の内側に第２ループ素子２３が近接して配置されている。第１ループ素子２２および第２ループ素子２３はほぼ同心で配置され、プリント基板をエッチングしたり金属製のストリップを貼着することにより、第１ループ素子２２および第２ループ素子２３が形成されている。第１ループ素子２２と第２ループ素子２３との間の素子基板２０に矩形のリング状スリット２０ａが形成されて、素子基板２０は矩形のリング状に切り欠かれている。第１ループ素子２２には、第１ループ素子２２の紙面の右側の素子部分から外側に突出する直線状の第１摂動素子２２ａが設けられており、第１ループ素子２２の紙面の下側の素子部分に対面して第１励振素子２４が設けられている。第１励振素子２４は、略Ｌ字状とされて垂直部はグランド板２１に立設されており、水平部は素子基板２０の下面に対面するよう配置されて、素子基板２０を介して第１ループ素子２２に電磁結合している。第１励振素子２４の垂直部の下端とグランド板２１の間に第１周波数ｆ_Lの信号源からなる第１給電部２６が設けられており、第１ループ素子２２が第１励振素子２４により第１周波数ｆ_Lで励振される。第１周波数ｆ_Lの素子基板２０上の短縮された波長をλ_Lとすると、第１ループ素子２２の周囲長は約１λ_Lの長さとされ、第１ループ素子２２から第１周波数ｆ_Lの右旋円偏波が放射される。 FIG. 8 is a top view showing the configuration of the dual-frequency circularly polarized antenna 2 of the second embodiment of the present invention, FIG. 9 is a front view thereof, and FIG. 10 is a perspective view thereof.
In the dual-frequency circularly polarized antenna 2 of the second embodiment shown in these figures, the rectangular conductive ground plate 21 with one side having a length L11 has a size that can be regarded as electrically infinite at the operating frequency. On the ground plate 21, a rectangular element substrate 20 with one side having a length L12 is disposed at a predetermined interval. The element substrate 20 is a dielectric substrate having a predetermined relative dielectric constant εr (for example, εr≈5) such as a glass epoxy substrate or a Teflon substrate, and the rectangular first loop element 22 is substantially centered on the upper surface of the element substrate 20. The second loop element 23 is disposed in the vicinity of the first loop element 22. The first loop element 22 and the second loop element 23 are arranged substantially concentrically, and the first loop element 22 and the second loop element 23 are formed by etching the printed circuit board or attaching a metal strip. Yes. A rectangular ring-shaped slit 20a is formed in the element substrate 20 between the first loop element 22 and the second loop element 23, and the element substrate 20 is cut into a rectangular ring shape. The first loop element 22 is provided with a linear first perturbation element 22 a that protrudes outward from an element portion on the right side of the paper surface of the first loop element 22. A first excitation element 24 is provided facing the element portion. The first excitation element 24 is substantially L-shaped, the vertical portion is erected on the ground plate 21, and the horizontal portion is disposed so as to face the lower surface of the element substrate 20. The one-loop element 22 is electromagnetically coupled. Between the lower end of the vertical portion of the first excitation element 24 and the ground plate 21, a first power feeding unit 26 including a signal source having a first frequency f _L is provided, and the first loop element 22 is formed by the first excitation element 24. Excited at the first frequency f _L. Assuming that the shortened wavelength on the element substrate 20 of the first frequency f _L is λ _L , the circumference of the first loop element 22 is about 1λ _L , and the first frequency f _L of the first frequency f _L A right-handed circularly polarized wave is emitted.

また、第２ループ素子２３には、第２ループ素子２３の紙面の右側の素子部分から内側に突出する直線状の第２摂動素子２３ａが設けられており、第２ループ素子２３の紙面の下側の素子部分に対面して第２励振素子２５が設けられている。第２励振素子２５は、略Ｌ字状とされて垂直部はグランド板２１に立設されており、水平部は素子基板２０の下面に対面するよう配置されて、素子基板２０を介して第２ループ素子２３に電磁結合している。第２励振素子２５の垂直部の下端とグランド板２１の間に第２周波数ｆ_Hの信号源からなる第２給電部２７が設けられており、第２ループ素子２３が第２励振素子２５により第２周波数ｆ_Hで励振される。第２周波数ｆ_Hの素子基板２０上の短縮された波長をλ_Hとすると、第２ループ素子２３の周囲長は約１λ_Hの長さとされ、第２ループ素子２３から第２周波数ｆ_Hの右旋円偏波が放射される。 Further, the second loop element 23 is provided with a linear second perturbation element 23a that protrudes inward from an element portion on the right side of the paper surface of the second loop element 23, and below the paper surface of the second loop element 23. A second excitation element 25 is provided facing the element portion on the side. The second excitation element 25 is substantially L-shaped, the vertical portion is erected on the ground plate 21, and the horizontal portion is disposed so as to face the lower surface of the element substrate 20. The two-loop element 23 is electromagnetically coupled. Between the lower end of the vertical portion of the second excitation element 25 and the ground plate 21, a second power feeding unit 27 including a signal source having the second frequency f _H is provided, and the second loop element 23 is formed by the second excitation element 25. Excited at the second frequency f _H. Assuming that the shortened wavelength on the element substrate 20 of the second frequency f _H is λ _H , the peripheral length of the second loop element 23 is about 1λ _H , and the second loop element 23 has the second frequency f _H. A right-handed circularly polarized wave is emitted.

第２実施例の２周波円偏波アンテナ２において、第１の周波数ｆ_Lが１．２ＧＨｚ帯の周波数とされ、第２の周波数ｆ_Hが１．５ＧＨｚ帯の周波数とされて、ｆ_H／ｆ_Lが約１．２３とされた場合の寸法の一例について説明する。この場合、第１周波数ｆ_Lの素子基板２０上の短縮された波長をλ_Lとし、第２周波数ｆ_Hの素子基板２０上の短縮された波長をλ_Hとする。なお、素子基板２０の比誘電率εｒは約５とされ、波長は約８９．４％に短縮されるものとし、電気長で示した寸法の後の（）内には物理長が示されている。
グランド板２１の１辺の長さＬ１１は、グランド板１１が第１周波数ｆ_Lおよび第２周波数ｆ_Hにおいて電気的に無限大と見なせる長さとされ、素子基板２０の１辺の長さＬ１２は約０．３３λ_L／約０．４１λ_H（約７０ｍｍ）とされる。矩形の第１ループ素子２２の１辺の長さＬ１７は約０．２１λ_L（約４５．３ｍｍ）、矩形の第２ループ素子の１辺の長さＬ１８は約０．２２λ_H（約３７．８５ｍｍ）とされ、第１摂動素子２２ａの長さＬ１３は約０．０４１λ_L（約１１ｍｍ）とされ、第２摂動素子２３ａの長さＬ１４は約０．０５９λ_H（約１０ｍｍ）とされている。第１摂動素子２２ａは、右側の素子部分の端部から長さＬ１４の位置に設けられており、長さＬ１４は約０．０７３λ_L（約１５．８ｍｍ）とされ、第２摂動素子２３ａは右側の素子部分の端部から長さＬ１６の位置に設けられており、長さＬ１６は約０．０５６λ_H（約９．５ｍｍ）とされている。 In the dual-frequency circularly polarized antenna 2 of the second embodiment, the first frequency f _L is a frequency of 1.2 GHz band, the second frequency f _H is a frequency of 1.5 GHz band, and f _H / An example of dimensions when f _L is about 1.23 will be described. In this case, the shortened wavelength on the element substrate 20 of the first frequency f _L is λ _L, and the shortened wavelength on the element substrate 20 of the second frequency f _H is λ _H. Note that the relative dielectric constant εr of the element substrate 20 is about 5, the wavelength is shortened to about 89.4%, and the physical length is shown in parentheses after the dimension indicated by the electrical length. Yes.
The length L11 of one side of the ground plate 21 is a length that allows the ground plate 11 to be considered electrically infinite at the first frequency f _L and the second frequency f _H , and the length L12 of one side of the element substrate 20 is About 0.33λ _L / about 0.41λ _H (about 70 mm). The length L17 of one side of the rectangular first loop element 22 is about 0.21λ _L (about 45.3 mm), and the length L18 of one side of the rectangular second loop element is about 0.22λ _H (about 37. 85 mm), the length L13 of the first perturbation element 22a is about 0.041λ _L (about 11 mm), and the length L14 of the second perturbation element 23a is about 0.059λ _H (about 10 mm). . The first perturbation element 22a is provided at a position of a length L14 from the end of the right element portion. The length L14 is about 0.073λ _L (about 15.8 mm), and the second perturbation element 23a is It is provided at a position of a length L16 from the end of the right element portion, and the length L16 is about 0.056λ _H (about 9.5 mm).

また、第１ループ素子２２の幅ｗ１１および第２ループ素子２３の幅ｗ１２は共に約１ｍｍとされ、矩形のリング状スリット２０ａの幅ｗ１３は約１．７ｍｍとされている。第１励振素子２４および第２励振素子２５の垂直部は、縦方向の中心線上（ｙ軸上）にほぼ位置しており、第１励振素子２４の水平部の長さＬ１７は約０．０８６λ_L（約１６ｍｍ）とされ、第２励振素子２５の長さＬ１８は約０．０８２λ_H（約１４ｍｍ）とされている。なお、第１励振素子２４および第２励振素子２５は直径φ１１のワイヤーをＬ字状に折曲して構成されており、直径φ１１は約１ｍｍとされている。さらに、素子基板２０の上面とグランド板２１との間の間隔ｈ１１は約０．０３５λ_L／約０．０４３λ_H（約７．４ｍｍ）とされ、第１励振素子２４および第２励振素子２５の垂直部の高さｈ１２は約０．０２１λ_L／約０．０２７λ_H（約４．５ｍｍ）とされている。なお、素子基板２０の厚さｄ１１は約１．６ｍｍとされている。 The width w11 of the first loop element 22 and the width w12 of the second loop element 23 are both about 1 mm, and the width w13 of the rectangular ring-shaped slit 20a is about 1.7 mm. The vertical portions of the first excitation element 24 and the second excitation element 25 are substantially located on the longitudinal center line (on the y axis), and the length L17 of the horizontal portion of the first excitation element 24 is about 0.086λ. _L (about 16 mm), and the length L18 of the second excitation element 25 is about 0.082λ _H (about 14 mm). The first excitation element 24 and the second excitation element 25 are configured by bending a wire having a diameter φ11 into an L shape, and the diameter φ11 is about 1 mm. Further, the distance h11 between the upper surface of the element substrate 20 and the ground plate 21 is set to about 0.035λ _L / about 0.043λ _H (about 7.4 mm), and the first excitation element 24 and the second excitation element 25 The height h12 of the vertical portion is about 0.021λ _L / about 0.027λ _H (about 4.5 mm). The element substrate 20 has a thickness d11 of about 1.6 mm.

第２実施例の２周波円偏波アンテナ２を上記寸法条件の寸法とした際の第１ループ素子２２のＶＳＷＲの周波数特性、および、第２ループ素子２３のＶＳＷＲの周波数特性は、図４および図５に示す第１実施例の２周波円偏波アンテナ１における第１ループ素子１２および第２ループ素子１３のＶＳＷＲの周波数特性とほぼ同様となる。すなわち、第１ループ素子２２は第１周波数ｆ_Lに共振して良好に動作し、第２ループ素子２３は第２周波数ｆ_Hに共振して良好に動作するようになる。本発明の第２実施例の２周波円偏波アンテナ２が、誘電体基板である素子基板２０上に形成されていても、上記したように近接した２周波において良好に動作するのは、第１ループ素子２２と第２ループ素子２３との間の素子基板２０に矩形のリング状スリット２０ａが形成されて、第１ループ素子２２と第２ループ素子２３とがリング状スリット２０ａの作用により電磁気的に結合しないようになったからと考えられる。
また、第２実施例の２周波円偏波アンテナ２を上記寸法条件の寸法とした際の２周波円偏波アンテナ２の放射特性も、図６および図７に示す第１実施例の２周波円偏波アンテナ１の放射特性と同様となる。すなわち、本発明の第２実施例の２周波円偏波アンテナ２においても、近接した第１周波数ｆ_Lおよび第２周波数ｆ_HにおけるＶＳＷＲ、放射特性および軸比などの電気的特性として、良好な電気的特性が得られるようになる。 The frequency characteristics of the VSWR of the first loop element 22 and the frequency characteristics of the VSWR of the second loop element 23 when the two-frequency circularly polarized antenna 2 of the second embodiment is dimensioned as described above are shown in FIG. The frequency characteristics of the VSWR of the first loop element 12 and the second loop element 13 in the dual-frequency circularly polarized antenna 1 of the first embodiment shown in FIG. That is, the first loop element 22 resonates at the first frequency f _L and operates well, and the second loop element 23 resonates at the second frequency f _H and operates well. Even if the dual-frequency circularly polarized antenna 2 according to the second embodiment of the present invention is formed on the element substrate 20 which is a dielectric substrate, the second frequency circularly polarized antenna 2 operates well at the two adjacent frequencies as described above. A rectangular ring-shaped slit 20a is formed in the element substrate 20 between the first loop element 22 and the second loop element 23, and the first loop element 22 and the second loop element 23 are electromagnetically operated by the action of the ring-shaped slit 20a. This is thought to be because they are no longer combined.
Further, the radiation characteristics of the dual-frequency circularly polarized antenna 2 when the dual-frequency circularly polarized antenna 2 of the second embodiment is dimensioned as described above are also the two frequencies of the first embodiment shown in FIGS. This is the same as the radiation characteristic of the circularly polarized antenna 1. That is, also in the dual-frequency circularly polarized antenna 2 of the second embodiment of the present invention, the electrical characteristics such as the VSWR, the radiation characteristic, and the axial ratio at the first frequency f _L and the second frequency f _H that are close to each other are excellent. Electrical characteristics can be obtained.

本発明の第３実施例の２周波円偏波アンテナ３の構成を示す上面図を図１１に、２周波円偏波アンテナ３の構成を示す正面図を図１２に、２周波円偏波アンテナ３の構成を示す斜視図を図１３に示す。
本発明の第３実施例の２周波円偏波アンテナ３は、第１実施例の２周波円偏波アンテナ１におけるリング状スリット１０ａを、複数の円弧状スリット３０ａと、隣接する円弧状スリット３０ａ同士をつなげる複数の繋ぎ部３０ｂとに置き換えた構成とされている。さらに、素子基板１０の裏面の四隅に角柱状のスペーサ３８が設けられており、４隅に設けられた４つのスペーサ３８により、素子基板１０の上面とグランド板１１との間隔がｈ１に保持されている。第３実施例の２周波円偏波アンテナ３においては、円弧状スリット３０ａと隣接する円弧状スリット３０ａとが繋ぎ部３０ｂによりつなげられていることから、第１ループ素子１２を設けた素子基板１０の部分と、第２ループ素子１３を設けた素子基板１０の部分とが繋ぎ部３０ｂにより物理的につながっている。これにより、素子基板１０の裏面の４隅にそれぞれスペーサ３８を設けることで、素子基板１０をグランド板１１上に間隔ｈ１で設置することができる。この場合、それぞれのスペーサ３８の上面は両面テープや接着剤により素子基板１０の裏面に貼着され、それぞれのスペーサ３８の下面は両面テープや接着剤によりグランド板１１の表面に貼着される。
なお、第１実施例の２周波円偏波アンテナ１では、リング状スリット１０ａにより第１ループ素子１２を設けた素子基板１０の部分と、第２ループ素子１３を設けた素子基板１０の部分とが物理的に分離されることから、素子基板１０をグランド板１１上に設置する際には、分離された素子基板１０のそれぞれを間隔ｈ１でグランド板１１上に固着する２つの固着手段が必要になる。 FIG. 11 is a top view showing the configuration of the dual-frequency circularly polarized antenna 3 of the third embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a front view showing the configuration of the dual-frequency circularly polarized antenna 3. FIG. 13 is a perspective view showing the configuration of No. 3.
The dual-frequency circularly polarized antenna 3 of the third embodiment of the present invention includes a ring-shaped slit 10a in the dual-frequency circularly polarized antenna 1 of the first embodiment, a plurality of arc-shaped slits 30a, and an adjacent arc-shaped slit 30a. It is set as the structure replaced with the some connection part 30b which connects mutually. Furthermore, prismatic spacers 38 are provided at the four corners of the back surface of the element substrate 10, and the distance between the upper surface of the element substrate 10 and the ground plate 11 is maintained at h1 by the four spacers 38 provided at the four corners. ing. In the dual-frequency circularly polarized antenna 3 of the third embodiment, the arc-shaped slit 30a and the adjacent arc-shaped slit 30a are connected by the connecting portion 30b. Therefore, the element substrate 10 provided with the first loop element 12 is used. And the part of the element substrate 10 provided with the second loop element 13 are physically connected by the connecting part 30b. Thus, the spacers 38 are provided at the four corners on the back surface of the element substrate 10, so that the element substrate 10 can be installed on the ground plate 11 at the interval h <b> 1. In this case, the upper surface of each spacer 38 is attached to the back surface of the element substrate 10 with a double-sided tape or an adhesive, and the lower surface of each spacer 38 is attached to the surface of the ground plate 11 with a double-sided tape or an adhesive.
In the dual-frequency circularly polarized antenna 1 of the first embodiment, a portion of the element substrate 10 provided with the first loop element 12 by the ring-shaped slit 10a, and a portion of the element substrate 10 provided with the second loop element 13 When the element substrate 10 is placed on the ground plate 11, two fixing means for fixing each of the separated element substrates 10 to the ground plate 11 at the interval h1 are necessary. become.

第３実施例の２周波円偏波アンテナ３において、複数の円弧状スリット３０ａと、円弧状スリット３０ａ同士をつなげる複数の繋ぎ部３０ｂとを設ける構成、および、素子基板１０の裏面の四隅にそれぞれ角柱状のスペーサ３８を設ける構成を除く構成は、第１実施例の２周波円偏波アンテナ１と同様とされているので、その説明は省略する。
第３実施例の２周波円偏波アンテナ３において、第１の周波数ｆ_Lが１．２ＧＨｚ帯の周波数とされ、第２の周波数ｆ_Hが１．５ＧＨｚ帯の周波数とされて、ｆ_H／ｆ_Lが約１．２３とされた場合の寸法は、円弧状スリット３０ａと繋ぎ部３０ｂとの寸法を除いて同様とされている。そこで、円弧状スリット３０ａと繋ぎ部３０ｂとの寸法の一例について説明すると、円弧状スリット３０ａの長さＬ５は約１５．５ｍｍとされ、円弧状スリット３０ａの幅ｗ３３は約２．５ｍｍとされ、隣接する円弧状スリット３０ａ同士をつなげる繋ぎ部３０ｂの長さδ１は約１ｍｍとされている。なお、素子基板１０の比誘電率εｒは約１０とされ、波長は約６３．２％に短縮される。
また、本発明の第３実施例の２周波円偏波アンテナ３においても、近接した第１周波数ｆ_Lおよび第２周波数ｆ_HにおけるＶＳＷＲ、放射特性および軸比などの電気的特性として、第１実施例の２周波円偏波アンテナ１における電気的特性と同様な良好な電気的特性が得られるようになる。 In the dual-frequency circularly polarized wave antenna 3 of the third embodiment, a configuration in which a plurality of arc-shaped slits 30a and a plurality of connecting portions 30b that connect the arc-shaped slits 30a are provided, and four corners on the back surface of the element substrate 10 are provided. Since the configuration excluding the configuration in which the prismatic spacer 38 is provided is the same as the dual-frequency circularly polarized antenna 1 of the first embodiment, the description thereof is omitted.
In the dual-frequency circularly polarized antenna 3 of the third embodiment, the first frequency f _L is a frequency in the 1.2 GHz band, the second frequency f _H is a frequency in the 1.5 GHz band, and f _H / The dimensions when f _L is about 1.23 are the same except for the dimensions of the arc-shaped slit 30a and the connecting portion 30b. Therefore, an example of the dimensions of the arc-shaped slit 30a and the connecting portion 30b will be described. The length L5 of the arc-shaped slit 30a is about 15.5 mm, and the width w33 of the arc-shaped slit 30a is about 2.5 mm. The length δ1 of the connecting portion 30b that connects the adjacent arc-shaped slits 30a is about 1 mm. The relative dielectric constant εr of the element substrate 10 is about 10, and the wavelength is shortened to about 63.2%.
Also in the dual-frequency circularly polarized antenna 3 of the third embodiment of the present invention, the electrical characteristics such as the VSWR, the radiation characteristic, and the axial ratio at the first frequency f _L and the second frequency f _H that are close to each other are the first. Good electrical characteristics similar to the electrical characteristics of the dual-frequency circularly polarized antenna 1 of the embodiment can be obtained.

本発明の第４実施例の２周波円偏波アンテナ４の構成を示す上面図を図１４に、２周波円偏波アンテナ４の構成を示す正面図を図１５に、２周波円偏波アンテナ４の構成を示す斜視図を図１６に示す。
本発明の第４実施例の２周波円偏波アンテナ４は、第２実施例の２周波円偏波アンテナ２における矩形のリング状スリット２０ａを、複数の長孔状スリット４０ａと、隣接する長孔状スリット４０ａ同士をつなげる複数の繋ぎ部４０ｂとに置き換えた構成とされている。さらに、素子基板２０の裏面の四隅に角柱状のスペーサ４８が設けられており、４隅に設けられた４つのスペーサ４８により、素子基板２０の上面とグランド板２１との間隔がｈ１１に保持されている。第４実施例の２周波円偏波アンテナ４においては、長孔状スリット４０ａと隣接する長孔状スリット４０ａとが繋ぎ部４０ｂによりつなげられていることから、第１ループ素子２２を設けた素子基板２０の部分と、第２ループ素子２３を設けた素子基板２０の部分とが物理的につながっている。これにより、素子基板２０の裏面の４隅にそれぞれスペーサ４８を設けることで、素子基板２０をグランド板２１上に間隔ｈ１１で設置することができる。この場合、それぞれのスペーサ４８の上面は両面テープや接着剤により素子基板２０の裏面に貼着され、それぞれのスペーサ４８の下面は両面テープや接着剤によりグランド板２１の表面に貼着される。
なお、第２実施例の２周波円偏波アンテナ２では、矩形のリング状スリット２０ａにより第１ループ素子２２を設けた素子基板２０の部分と、第２ループ素子２３を設けた素子基板２０の部分とが物理的に分離されることから、素子基板２０をグランド板２１上に設置する際には、分離された素子基板２０のそれぞれを間隔ｈ１１でグランド板２１上に固着する２つの固着手段が必要になる。 FIG. 14 is a top view showing the configuration of the dual-frequency circularly polarized antenna 4 of the fourth embodiment of the present invention, FIG. 15 is a front view showing the configuration of the dual-frequency circularly polarized antenna 4, and FIG. The perspective view which shows the structure of 4 is shown in FIG.
The dual-frequency circularly polarized antenna 4 of the fourth embodiment of the present invention has a rectangular ring-shaped slit 20a in the dual-frequency circularly polarized antenna 2 of the second embodiment, which is adjacent to a plurality of long hole-shaped slits 40a. It is set as the structure replaced with the some connection part 40b which connects the hole-shaped slits 40a. Furthermore, prismatic spacers 48 are provided at the four corners of the back surface of the element substrate 20, and the distance between the upper surface of the element substrate 20 and the ground plate 21 is maintained at h11 by the four spacers 48 provided at the four corners. ing. In the dual-frequency circularly polarized antenna 4 of the fourth embodiment, the element provided with the first loop element 22 is formed by connecting the long hole slit 40a and the adjacent long hole slit 40a by the connecting portion 40b. The portion of the substrate 20 and the portion of the element substrate 20 provided with the second loop element 23 are physically connected. As a result, by providing the spacers 48 at the four corners on the back surface of the element substrate 20, the element substrate 20 can be installed on the ground plate 21 at the interval h <b> 11. In this case, the upper surface of each spacer 48 is attached to the back surface of the element substrate 20 with a double-sided tape or an adhesive, and the lower surface of each spacer 48 is attached to the surface of the ground plate 21 with a double-sided tape or an adhesive.
In the dual-frequency circularly polarized antenna 2 of the second embodiment, the portion of the element substrate 20 provided with the first loop element 22 by the rectangular ring-shaped slit 20a and the element substrate 20 provided with the second loop element 23 are provided. Since the portions are physically separated from each other, when the element substrate 20 is installed on the ground plate 21, two fixing means for fixing each of the separated element substrates 20 on the ground plate 21 at the interval h11. Is required.

第４実施例の２周波円偏波アンテナ４において、複数の長孔状スリット４０ａと、長孔状スリット４０ａ同士をつなげる複数の繋ぎ部４０ｂとを設ける構成、および、素子基板２０の裏面の四隅にそれぞれ角柱状のスペーサ４８を設ける構成を除く構成は、第２実施例の２周波円偏波アンテナ２と同様とされているので、その説明は省略する。
第４実施例の２周波円偏波アンテナ４において、第１の周波数ｆ_Lが１．２ＧＨｚ帯の周波数とされ、第２の周波数ｆ_Hが１．５ＧＨｚ帯の周波数とされて、ｆ_H／ｆ_Lが約１．２３とされた場合の寸法は、長孔状スリット４０ａと繋ぎ部４０ｂとの寸法を除いて同様とされている。そこで、長孔状スリット４０ａと繋ぎ部４０ｂとの寸法の一例について説明すると、長孔状スリット４０ａの長さＬ１９は約９．７ｍｍとされ、長孔状スリット４０ａの幅ｗ４３は約１．４７５ｍｍとされ、隣接する長孔状スリット４０ａ同士をつなげる繋ぎ部４０ｂの長さδ２は約０．５ｍｍとされている。なお、素子基板２０の比誘電率εｒは約５とされ、波長は約８９．４％に短縮される。
また、本発明の第４実施例の２周波円偏波アンテナ４においても、近接した第１周波数ｆ_Lおよび第２周波数ｆ_HにおけるＶＳＷＲ、放射特性および軸比などの電気的特性として、第２実施例の２周波円偏波アンテナ２における電気的特性と同様な良好な電気的特性が得られるようになる。 In the dual-frequency circularly polarized wave antenna 4 of the fourth embodiment, a configuration in which a plurality of long hole slits 40a and a plurality of connecting portions 40b for connecting the long hole slits 40a are provided, and four corners on the back surface of the element substrate 20 Since the configuration excluding the configuration in which the prismatic spacers 48 are respectively provided is the same as the dual-frequency circularly polarized antenna 2 of the second embodiment, the description thereof is omitted.
In the dual-frequency circularly polarized antenna 4 of the fourth embodiment, the first frequency f _L is a frequency in the 1.2 GHz band, the second frequency f _H is a frequency in the 1.5 GHz band, and f _H / The dimensions when f _L is about 1.23 are the same except for the dimensions of the long hole slit 40a and the connecting portion 40b. Therefore, an example of the dimensions of the long hole slit 40a and the connecting portion 40b will be described. The length L19 of the long hole slit 40a is about 9.7 mm, and the width w43 of the long hole slit 40a is about 1.475 mm. The length δ2 of the connecting portion 40b that connects the adjacent long hole slits 40a is about 0.5 mm. The relative dielectric constant εr of the element substrate 20 is about 5, and the wavelength is shortened to about 89.4%.
Also in the dual-frequency circularly polarized antenna 4 of the fourth embodiment of the present invention, the second electrical characteristics such as the VSWR, the radiation characteristic, and the axial ratio at the first frequency f _L and the second frequency f _H that are close to each other are used. Good electrical characteristics similar to the electrical characteristics of the dual-frequency circularly polarized antenna 2 of the embodiment can be obtained.

上記説明した本発明の各実施例の２周波円偏波アンテナにおいて、摂動素子は直線状とし、励振素子はＬ字状としたが、これ以外の形状としたり、設置する場所を変更してもよい。また、素子基板の比誘電率は約１０あるいは約５としたが、これ以外の比誘電率としてもよい。さらに、第１ループ素子および第２ループ素子は、円形あるいは矩形に限らず５角形以上の多角形としたり楕円形としても良い。さらにまた、スペーサは角柱状としたが、これに限ることはなく円柱状、三角柱状、多角柱状としてもよく、スペーサの個数も４個に限ることはなく、５個以上としても良い。
以上の説明においては、本発明の各実施例の２周波円偏波アンテナの各部の寸法についても示したが、その寸法は一例であって、その寸法に限るものではなく所定の範囲内の寸法としても十分２周波円偏波アンテナとして動作する。ただし、電気的特性は若干劣化するようになる。本発明においては、第１ループ素子と第２ループ素子との間にスリットを設ける構成を最も主要な特徴としているのであり、各部の寸法を主要な特徴としているものではない。 In the dual-frequency circularly polarized wave antenna of each embodiment of the present invention described above, the perturbation element is linear and the excitation element is L-shaped. Good. Moreover, although the relative dielectric constant of the element substrate is about 10 or about 5, other relative dielectric constants may be used. Further, the first loop element and the second loop element are not limited to a circle or a rectangle, but may be a pentagon or more polygon or an ellipse. Furthermore, although the spacer is in the shape of a prism, it is not limited to this, and it may be a cylinder, a triangle, or a polygon, and the number of spacers is not limited to four, but may be five or more.
In the above description, the dimensions of each part of the dual-frequency circularly polarized antenna of each embodiment of the present invention are also shown. However, the dimensions are merely examples, and the dimensions are not limited to the dimensions but within a predetermined range. However, it operates as a dual-frequency circularly polarized antenna. However, the electrical characteristics are slightly deteriorated. In the present invention, the configuration in which a slit is provided between the first loop element and the second loop element is the main feature, and the dimensions of each part are not the main features.

１２周波円偏波アンテナ、２２周波円偏波アンテナ、３２周波円偏波アンテナ、４２周波円偏波アンテナ、１０素子基板、１０ａリング状スリット、１１グランド板、１２第１ループ素子、１２ａ第１摂動素子、１３第２ループ素子、１３ａ第２摂動素子、１４第１励振素子、１５第２励振素子、１６第１給電部、１７第２給電部、２０素子基板、２０ａリング状スリット、２１グランド板、２２第１ループ素子、２２ａ第１摂動素子、２３第２ループ素子、２３ａ第２摂動素子、２４第１励振素子、２５第２励振素子、２６第１給電部、２７第２給電部、３０ａ円弧状スリット、３０ｂ繋ぎ部、３８スペーサ、４０ａ長孔状スリット、４０ｂ繋ぎ部、４８スペーサ、１００２周波円偏波アンテナ、１１０素子基板、１１１グランド板、１１２第１ループ素子、１１２ａ第１摂動素子、１１３第２ループ素子、１１３ａ第２摂動素子、１１４第１励振素子、１１５第２励振素子、２００２周波円偏波アンテナ、２１０素子基板、２１１グランド板、２１２第１ループ素子、２１２ａ第１摂動素子、２１３第２ループ素子、２１３ａ第２摂動素子、２１４第１励振素子、２１５第２励振素子、２１６第１給電部、２１７第２給電部 1 2 frequency circular polarization antenna, 2 2 frequency circular polarization antenna, 3 2 frequency circular polarization antenna, 4 2 frequency circular polarization antenna, 10 element substrate, 10a ring slit, 11 ground plate, 12 first loop element , 12a First perturbation element, 13 Second loop element, 13a Second perturbation element, 14 First excitation element, 15 Second excitation element, 16 First feeding part, 17 Second feeding part, 20 Element substrate, 20a Ring shape Slit, 21 Ground plate, 22 First loop element, 22a First perturbation element, 23 Second loop element, 23a Second perturbation element, 24 First excitation element, 25 Second excitation element, 26 First feeding section, 27 First 2 Feeding section, 30a Arc-shaped slit, 30b Connecting section, 38 spacer, 40a Slotted slit, 40b Connecting section, 48 spacer, 100 Two-frequency circularly polarized wave amplifier 110, 110 element substrate, 111 ground plate, 112 first loop element, 112a first perturbation element, 113 second loop element, 113a second perturbation element, 114 first excitation element, 115 second excitation element, 200 2 frequency circle Polarized antenna, 210 element substrate, 211 ground plate, 212 first loop element, 212a first perturbation element, 213 second loop element, 213a second perturbation element, 214 first excitation element, 215 second excitation element, 216 first 1 feeding part, 217 2nd feeding part

Claims

Inside the first loop element that resonates at a first frequency, the second loop element is disposed substantially concentric to resonate at a second frequency close to the first frequency, the said first loop element second loop element Doo is formed on one surface, the element substrate formed of a dielectric body arranged at predetermined intervals on the ground plate,
A first perturbation element provided to protrude outward from a predetermined position of the first loop element;
A second perturbation element provided to protrude inward from a predetermined position of the second loop element;
A first excitation element that excites the L-shaped first loop element including a horizontal part that is electromagnetically coupled to the lower surface of the first loop element at a predetermined position and a vertical part that stands upright on the ground plate. When,
A second excitation element for exciting the L-shaped second loop element comprising a horizontal portion that is electromagnetically coupled to the lower surface at a predetermined position of the second loop element and a vertical portion that stands upright on the ground plate When,
A first power feeding portion of the first frequency provided between a lower end of the vertical portion of the first excitation element and the ground plate;
A second power feeding portion of the second frequency provided between the lower end of the vertical portion of the second excitation element and the ground plate;
A two-frequency circularly polarized antenna having a ring-shaped slit formed by cutting out the element substrate between the first loop element and the second loop element.

When the first loop element and the second loop element are circular, a slit formed in the element substrate is formed in a circular ring shape, and the first loop element and the second loop element 2. The dual-frequency circularly polarized antenna according to claim 1 , wherein the slit formed in the element substrate is formed in a rectangular ring shape .

The slit formed in the element substrate is composed of a plurality of arc-shaped or slot- shaped slit portions arranged in a ring shape, and is 1/15 of the length of the slit portion between the adjacent slit portions. 3. The dual-frequency circularly polarized antenna according to claim 2, wherein a connecting portion having the following length is formed.