JPH10247815A - 多周波複合アンテナ - Google Patents
多周波複合アンテナInfo
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- JPH10247815A JPH10247815A JP9067377A JP6737797A JPH10247815A JP H10247815 A JPH10247815 A JP H10247815A JP 9067377 A JP9067377 A JP 9067377A JP 6737797 A JP6737797 A JP 6737797A JP H10247815 A JPH10247815 A JP H10247815A
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- JP
- Japan
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- patch antenna
- antenna
- antenna element
- conductor
- satellite
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- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モノポールアンテナとパッチアンテナを設置
スペースを拡張することなく互いに干渉せず且つ特性に
悪影響を与え合うことなく異なる複数周波数で動作が可
能なように組合わせた構造にすること。 【解決手段】 誘電体板１の上面に貼着されたパッチア
ンテナ素子２と下面に貼着された地板導体３からなるパ
ッチアンテナの中心に貫通孔４を設け円筒状導体５でパ
ッチアンテナ素子２と地板導体３を短絡し、中心から外
れた点の地板側に同軸給電部11を設け、一方モノポール
アンテナ素子６をパッチアンテナの中心軸線に沿ってパ
ッチアンテナ素子２上方垂直に設け、給電は地板側から
貫通孔４を通して行う。
スペースを拡張することなく互いに干渉せず且つ特性に
悪影響を与え合うことなく異なる複数周波数で動作が可
能なように組合わせた構造にすること。 【解決手段】 誘電体板１の上面に貼着されたパッチア
ンテナ素子２と下面に貼着された地板導体３からなるパ
ッチアンテナの中心に貫通孔４を設け円筒状導体５でパ
ッチアンテナ素子２と地板導体３を短絡し、中心から外
れた点の地板側に同軸給電部11を設け、一方モノポール
アンテナ素子６をパッチアンテナの中心軸線に沿ってパ
ッチアンテナ素子２上方垂直に設け、給電は地板側から
貫通孔４を通して行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、異なる周波数、異
なる偏波面で作動する異種類のアンテナを、その構造の
特徴を生かし合って干渉や特性の劣化を招くことなく構
造の一体化を図り、以てアンテナスペースの小型化を実
現する多周波複合アンテナの技術分野に属する。
なる偏波面で作動する異種類のアンテナを、その構造の
特徴を生かし合って干渉や特性の劣化を招くことなく構
造の一体化を図り、以てアンテナスペースの小型化を実
現する多周波複合アンテナの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】1991年２月に「船舶の安全と遭難に関す
る世界的制度」（略称ＧＭＤＳＳ）が施行されて以来、
船舶の遭難に備えて、船舶に衛星系イーパブが搭載され
ている。この衛星系イーパブは、船舶が遭難したときに
自動的に海面に浮上し、遭難電波を衛星に向けて送信す
るものであり、この電波は極軌道周回衛星のＣＯＳＰＡ
Ｓ−ＳＡＲＳＡＴ衛星で中継されて衛星地球局で受信さ
れる。衛星地球局では、衛星系イーパブに割り当てられ
た符号を受信することにより遭難発生、国籍、船名を知
ることができ、また、衛星系イーパブの電波の周波数に
着目し、高速で軌道を回る衛星が受信する際のドップラ
ー効果を観測し、その後、計算処理して位置を決定する
ことができる。このシステムは現在全地球規模で運営さ
れている。
る世界的制度」（略称ＧＭＤＳＳ）が施行されて以来、
船舶の遭難に備えて、船舶に衛星系イーパブが搭載され
ている。この衛星系イーパブは、船舶が遭難したときに
自動的に海面に浮上し、遭難電波を衛星に向けて送信す
るものであり、この電波は極軌道周回衛星のＣＯＳＰＡ
Ｓ−ＳＡＲＳＡＴ衛星で中継されて衛星地球局で受信さ
れる。衛星地球局では、衛星系イーパブに割り当てられ
た符号を受信することにより遭難発生、国籍、船名を知
ることができ、また、衛星系イーパブの電波の周波数に
着目し、高速で軌道を回る衛星が受信する際のドップラ
ー効果を観測し、その後、計算処理して位置を決定する
ことができる。このシステムは現在全地球規模で運営さ
れている。
【０００３】衛星系イーパブ用アンテナの仕様は、国際
的にＣＯＳＰＡＳ−ＳＡＲＳＡＴ（衛星を利用した船舶
の安全と遭難救助システム）仕様書Ｓ／Ｃ Ｔ００１に
規定されている。周波数は 406.025ＭＨZ、利得は５〜６
０度の仰角範囲において−３〜＋４ｄＢｉと規定され、
方位方向は無指向性である。偏波は垂直偏波が認められ
ており、これに、ＣＯＳＰＡＳ−ＳＡＲＳＡＴ以前から
国際的に定められた別の国際仕様による 121.5ＭＨZ の
遭難信号を同時に送信する２周波衛星系イーパブが通常
用いられる。
的にＣＯＳＰＡＳ−ＳＡＲＳＡＴ（衛星を利用した船舶
の安全と遭難救助システム）仕様書Ｓ／Ｃ Ｔ００１に
規定されている。周波数は 406.025ＭＨZ、利得は５〜６
０度の仰角範囲において−３〜＋４ｄＢｉと規定され、
方位方向は無指向性である。偏波は垂直偏波が認められ
ており、これに、ＣＯＳＰＡＳ−ＳＡＲＳＡＴ以前から
国際的に定められた別の国際仕様による 121.5ＭＨZ の
遭難信号を同時に送信する２周波衛星系イーパブが通常
用いられる。
【０００４】従来の技術を図２を参照して説明する。図
２は従来の衛星系イーパブの一例の概念図であり、アン
テナ部分を詳述し、必要な部分を断面図で示している。
アンテナ部分は、２周波を放射するモノポールアンテナ
素子６、その基部の２周波整合同軸回路７、同軸コネク
タ１４、水密パッキン１５で４分の１波長モードモノポ
ールアンテナを形成している。次に、このモノポールア
ンテナは、水密同軸コネクタ１６を介し、衛星系イーパ
ブの上部筐体９に取り付けられている。
２は従来の衛星系イーパブの一例の概念図であり、アン
テナ部分を詳述し、必要な部分を断面図で示している。
アンテナ部分は、２周波を放射するモノポールアンテナ
素子６、その基部の２周波整合同軸回路７、同軸コネク
タ１４、水密パッキン１５で４分の１波長モードモノポ
ールアンテナを形成している。次に、このモノポールア
ンテナは、水密同軸コネクタ１６を介し、衛星系イーパ
ブの上部筐体９に取り付けられている。
【０００５】衛星系イーパブ内部には、地板１７、送信
周波数が 121.5／406 ＭＨZ のビーコン送信機８などが
あり、同軸ケーブルなどにより前記モノポールアンテナ
素子６と接続される。またビーコン送信機８に電源を供
給する電池１３などがある。衛星系イーパブの下部筐体
１８と上部筐体９とは水密に組み立てられ海面に浮遊で
きる。一般に、下部筐体１８内部には導電膜１９などを
設け地板１７に接続し、海上浮遊の際、海水との静電容
量によって地板効果の拡大を図ることが多い。
周波数が 121.5／406 ＭＨZ のビーコン送信機８などが
あり、同軸ケーブルなどにより前記モノポールアンテナ
素子６と接続される。またビーコン送信機８に電源を供
給する電池１３などがある。衛星系イーパブの下部筐体
１８と上部筐体９とは水密に組み立てられ海面に浮遊で
きる。一般に、下部筐体１８内部には導電膜１９などを
設け地板１７に接続し、海上浮遊の際、海水との静電容
量によって地板効果の拡大を図ることが多い。
【０００６】以上のような構成のイーパブの大きさは、
上面直径で１０cm以下である。そして、４分の１波長モ
ードモノポールアンテナの同軸コネクタ１４および２周
波整合同軸回路７を含む基部部分の直径は約１．５cm程
度である。この、直径１０cm以下の面上に、上述の４分
の１波長モードモノポールアンテナの他、図示されてい
ないが直径約２cm、高さ約２．５cmのキセノンランプお
よびそのフード、それから直径約１．５cmのつまみに長
さ約２cmのレバーの付いた切替スイッチが設けられてい
る。また、筐体は、海面上２０ｍの高さ位置からの落下
に耐えられるような肉厚で且つ内面側は骨組み構造とな
っている。
上面直径で１０cm以下である。そして、４分の１波長モ
ードモノポールアンテナの同軸コネクタ１４および２周
波整合同軸回路７を含む基部部分の直径は約１．５cm程
度である。この、直径１０cm以下の面上に、上述の４分
の１波長モードモノポールアンテナの他、図示されてい
ないが直径約２cm、高さ約２．５cmのキセノンランプお
よびそのフード、それから直径約１．５cmのつまみに長
さ約２cmのレバーの付いた切替スイッチが設けられてい
る。また、筐体は、海面上２０ｍの高さ位置からの落下
に耐えられるような肉厚で且つ内面側は骨組み構造とな
っている。
【０００７】しかしながら、この衛星系イーパブは周回
衛星を使用するため、遭難時に衛星が遭難船上空を通過
中でない限り電波は受信されず、次の衛星通過まで、場
合によっては１時間程度待つ必要がある。また、衛星の
通過後でなければ測位結果が得られず、測位精度も１な
いし５kmと比較的悪いという問題がある。
衛星を使用するため、遭難時に衛星が遭難船上空を通過
中でない限り電波は受信されず、次の衛星通過まで、場
合によっては１時間程度待つ必要がある。また、衛星の
通過後でなければ測位結果が得られず、測位精度も１な
いし５kmと比較的悪いという問題がある。
【０００８】そこで、ＧＭＤＳＳに遭難通報の即時性と
高い測位精度を付与するため、衛星航法システムＧＰＳ
（Global Positioning System)を利用することが提案さ
れている。即ち、ＧＰＳの受信機を衛星系イーパブに搭
載し、一方、新たにＧＰＳ用の静止衛星をＣＯＳＰＡＳ
−ＳＡＲＳＡＴ衛星に加え、この静止衛星に向けて 406
ＭＨZ の信号でＧＰＳの位置情報を送信する機能を付加
する構想であり、ＣＯＳＰＡＳ−ＳＡＲＳＡＴの国際仕
様Ｃ／Ｔ Ｔ．００１ Issue３が制定され1995年11月に
公表された。この改良システムは、遭難通報の即時化の
実現とともに測位精度を１００ｍ以下と高精度化するこ
とができるもので、近く、世界展開が予測される。
高い測位精度を付与するため、衛星航法システムＧＰＳ
（Global Positioning System)を利用することが提案さ
れている。即ち、ＧＰＳの受信機を衛星系イーパブに搭
載し、一方、新たにＧＰＳ用の静止衛星をＣＯＳＰＡＳ
−ＳＡＲＳＡＴ衛星に加え、この静止衛星に向けて 406
ＭＨZ の信号でＧＰＳの位置情報を送信する機能を付加
する構想であり、ＣＯＳＰＡＳ−ＳＡＲＳＡＴの国際仕
様Ｃ／Ｔ Ｔ．００１ Issue３が制定され1995年11月に
公表された。この改良システムは、遭難通報の即時化の
実現とともに測位精度を１００ｍ以下と高精度化するこ
とができるもので、近く、世界展開が予測される。
【０００９】この改良システムでは、衛星系イーパブ
は、国籍、船名のほか搭載されたＧＰＳ受信機の測位情
報を送信できるので、ドップラー効果の無い静止衛星で
も測位データが得られ、測位精度と即時性が格段に向上
する。なお、静止衛星は３個あれば南北緯度７０度以内
の全世界をカバーできる。南北緯度７０度以上の極地方
は静止衛星によっては充分カバーできないが、従来４個
以上使用されて来たＣＯＳＰＡＳ−ＳＡＲＳＡＴ衛星は
極軌道を周回するものであるから極地方では衛星が上空
を通過する頻度が高いので、遭難通報の即時性は或る程
度確保されているので静止衛星によってカバーされない
ことのデメリットはそれ程大きくはない。このように改
良システムでは、船舶遭難発見の即時性と遭難位置の測
位精度向上のため、ＧＰＳ受信機とＧＰＳアンテナを衛
星系イーパブに搭載することになる。
は、国籍、船名のほか搭載されたＧＰＳ受信機の測位情
報を送信できるので、ドップラー効果の無い静止衛星で
も測位データが得られ、測位精度と即時性が格段に向上
する。なお、静止衛星は３個あれば南北緯度７０度以内
の全世界をカバーできる。南北緯度７０度以上の極地方
は静止衛星によっては充分カバーできないが、従来４個
以上使用されて来たＣＯＳＰＡＳ−ＳＡＲＳＡＴ衛星は
極軌道を周回するものであるから極地方では衛星が上空
を通過する頻度が高いので、遭難通報の即時性は或る程
度確保されているので静止衛星によってカバーされない
ことのデメリットはそれ程大きくはない。このように改
良システムでは、船舶遭難発見の即時性と遭難位置の測
位精度向上のため、ＧＰＳ受信機とＧＰＳアンテナを衛
星系イーパブに搭載することになる。
【００１０】図３に、従来のＧＰＳアンテナとＧＰＳ受
信機を示す。（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側断面図
である。ＧＰＳアンテナは、右旋円偏波の電波を受信す
るアンテナとして構成され、誘電体板１とその上面に貼
着された円板状のパッチアンテナ素子２および誘電体板
１の下面に貼着された地板導体３とからなり、円形中心
においてパッチアンテナ素子２はショートピン２０によ
り地板導体３に接地されている。受信信号は円形中心か
ら所定寸法だけ離れた位置の地板側に設けられた同軸給
電部１１から出力されＧＰＳ受信機１２へ送られる。
信機を示す。（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側断面図
である。ＧＰＳアンテナは、右旋円偏波の電波を受信す
るアンテナとして構成され、誘電体板１とその上面に貼
着された円板状のパッチアンテナ素子２および誘電体板
１の下面に貼着された地板導体３とからなり、円形中心
においてパッチアンテナ素子２はショートピン２０によ
り地板導体３に接地されている。受信信号は円形中心か
ら所定寸法だけ離れた位置の地板側に設けられた同軸給
電部１１から出力されＧＰＳ受信機１２へ送られる。
【００１１】パッチアンテナ素子２には、円形中心と同
軸給電部１１を結ぶ直線に対して右回り４５度方向の線
と円周との交わった部分に切り欠き２１が設けられてい
る。こうすることにより、矢印Ａ向きの放射部分の共振
周波数がわずか高くなりＧＰＳの受信周波数では位相が
４５度進み、これに対して矢印Ｂ向きの放射成分の共振
周波数がわずか低くなり、受信周波数では位相が４５度
遅れることになるので、偏波面がパッチアンテナの面と
同じ右旋円偏波を受波するアンテナとなる。このような
ＧＰＳアンテナで受信された受信信号は同軸給電部１１
からＧＰＳ受信機１２へ送られ、ここで自己の位置が算
出される。
軸給電部１１を結ぶ直線に対して右回り４５度方向の線
と円周との交わった部分に切り欠き２１が設けられてい
る。こうすることにより、矢印Ａ向きの放射部分の共振
周波数がわずか高くなりＧＰＳの受信周波数では位相が
４５度進み、これに対して矢印Ｂ向きの放射成分の共振
周波数がわずか低くなり、受信周波数では位相が４５度
遅れることになるので、偏波面がパッチアンテナの面と
同じ右旋円偏波を受波するアンテナとなる。このような
ＧＰＳアンテナで受信された受信信号は同軸給電部１１
からＧＰＳ受信機１２へ送られ、ここで自己の位置が算
出される。
【００１２】このＧＰＳアンテナの直径は誘電体板１の
誘電率で決まるが、一般的に誘電率１０程度の物を用
い、小型化した物で地板導体３の直径は５cm程度を越
え、パッチアンテナ素子２の直径は３．５cm程度であ
る。更に、利得低下を承知で誘電体板に高誘電率（４０
程度）のものを用いれば地板導体３の直径３cm、パッチ
アンテナ素子２の直径２cm程度のものにできる。ＧＰＳ
を利用する、ＧＭＤＳＳの改良システムでは、このよう
なＧＰＳアンテナを、衛星系イーパブの上部筐体に設け
なければならない。
誘電率で決まるが、一般的に誘電率１０程度の物を用
い、小型化した物で地板導体３の直径は５cm程度を越
え、パッチアンテナ素子２の直径は３．５cm程度であ
る。更に、利得低下を承知で誘電体板に高誘電率（４０
程度）のものを用いれば地板導体３の直径３cm、パッチ
アンテナ素子２の直径２cm程度のものにできる。ＧＰＳ
を利用する、ＧＭＤＳＳの改良システムでは、このよう
なＧＰＳアンテナを、衛星系イーパブの上部筐体に設け
なければならない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、衛星系
イーパブの上部筐体９には、既に述べたように、わずか
直径１０cm以下のスペースに基部直径が１．５cmの４分
の１波長モードモノポールアンテナが設けられており、
その他にキセノンランプおよびそのフード（直径２cm、
高さ２．５cm）や切替スイッチ（直径約１．５cm、レバ
ー２cm）が設けられており、更には上部筐体９の内側は
落下衝撃に耐えるよう骨組構造になっている。そのよう
な場所へ地板の直径が５cmになるようなＧＰＳアンテナ
を並べて設けようとしても、スペース的に非常に無理が
あり、並べて設けることは困難である。イーパブの上部
筐体９の径を大きくすれば、ＧＰＳアンテナを並べて設
けることは不可能ではないが、装置機器類の小型化とい
う観点から大きな抵抗があるばかりでなく、並べて設け
た場合に、直径３．５cm程度のパッチアンテナの直ぐ傍
に基部直径が１．５cmのモノポールアンテナが存在する
ことになり、これによってパッチアンテナに対し電波の
陰が生じるうえ、パッチアンテナの性能を悪化させてし
まうという大きな問題がある。
イーパブの上部筐体９には、既に述べたように、わずか
直径１０cm以下のスペースに基部直径が１．５cmの４分
の１波長モードモノポールアンテナが設けられており、
その他にキセノンランプおよびそのフード（直径２cm、
高さ２．５cm）や切替スイッチ（直径約１．５cm、レバ
ー２cm）が設けられており、更には上部筐体９の内側は
落下衝撃に耐えるよう骨組構造になっている。そのよう
な場所へ地板の直径が５cmになるようなＧＰＳアンテナ
を並べて設けようとしても、スペース的に非常に無理が
あり、並べて設けることは困難である。イーパブの上部
筐体９の径を大きくすれば、ＧＰＳアンテナを並べて設
けることは不可能ではないが、装置機器類の小型化とい
う観点から大きな抵抗があるばかりでなく、並べて設け
た場合に、直径３．５cm程度のパッチアンテナの直ぐ傍
に基部直径が１．５cmのモノポールアンテナが存在する
ことになり、これによってパッチアンテナに対し電波の
陰が生じるうえ、パッチアンテナの性能を悪化させてし
まうという大きな問題がある。
【００１４】この問題は、イーパブの上部筐体の径を大
きくしないで、ＧＰＳアンテナの小型化を図り並べて配
置した場合には、モノポールアンテナがＧＰＳアンテナ
に対して相対的により大きくなるため一層顕著に現われ
る。これは、モノポールアンテナがパッチアンテナの円
に対して片側に配置されることになりパッチアンテナの
各部分に対する影響の度合いがアンバランスになるため
である。このように、イーパブの上部筐体９に２つのア
ンテナを並べて設けるスペースが取れたとしても、並べ
て設けること自体に根本的な問題がある。
きくしないで、ＧＰＳアンテナの小型化を図り並べて配
置した場合には、モノポールアンテナがＧＰＳアンテナ
に対して相対的により大きくなるため一層顕著に現われ
る。これは、モノポールアンテナがパッチアンテナの円
に対して片側に配置されることになりパッチアンテナの
各部分に対する影響の度合いがアンバランスになるため
である。このように、イーパブの上部筐体９に２つのア
ンテナを並べて設けるスペースが取れたとしても、並べ
て設けること自体に根本的な問題がある。
【００１５】本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、
両アンテナの構造的特徴を生かして、イーパブ上部筐体
のスペースを大きくすることなく、モノポールアンテナ
の存在がパッチアンテナの特性に悪影響を及ぼすことが
なく、且つ相互に送受信信号の干渉のない構造の多周波
複合アンテナを提供することにある。
両アンテナの構造的特徴を生かして、イーパブ上部筐体
のスペースを大きくすることなく、モノポールアンテナ
の存在がパッチアンテナの特性に悪影響を及ぼすことが
なく、且つ相互に送受信信号の干渉のない構造の多周波
複合アンテナを提供することにある。
【００１６】
【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、本発明の多周波複合アンテナは以下の手段構成か
らなる。即ち、本発明の多周波複合アンテナは、誘電体
板の上面に、円形又は多角形のパッチ状導体のパッチア
ンテナ素子が貼着され、誘電体板の下面には地板導体が
貼着され、パッチアンテナ素子、誘電体板および地板導
体にはパッチアンテナ素子の中心位置を中心軸位置とし
てパッチアンテナ素子の面に対して垂直な円形貫通孔が
設けられ、該円形貫通孔の内壁に沿ってパッチアンテナ
素子と地板導体とを接続する円筒状導体が設けられ、パ
ッチアンテナ面に対して垂直な中心軸線に沿ってパッチ
アンテナ素子上方にモノポールアンテナ素子を有するモ
ノポールアンテナが設けられ、前記円筒状導体の中心軸
に沿ってモノポールアンテナへの給電導体が設けられ、
パッチアンテナへの給電部およびモノポールアンテナへ
の給電部が地板側にあることを特徴とする多周波複合ア
ンテナである。
めに、本発明の多周波複合アンテナは以下の手段構成か
らなる。即ち、本発明の多周波複合アンテナは、誘電体
板の上面に、円形又は多角形のパッチ状導体のパッチア
ンテナ素子が貼着され、誘電体板の下面には地板導体が
貼着され、パッチアンテナ素子、誘電体板および地板導
体にはパッチアンテナ素子の中心位置を中心軸位置とし
てパッチアンテナ素子の面に対して垂直な円形貫通孔が
設けられ、該円形貫通孔の内壁に沿ってパッチアンテナ
素子と地板導体とを接続する円筒状導体が設けられ、パ
ッチアンテナ面に対して垂直な中心軸線に沿ってパッチ
アンテナ素子上方にモノポールアンテナ素子を有するモ
ノポールアンテナが設けられ、前記円筒状導体の中心軸
に沿ってモノポールアンテナへの給電導体が設けられ、
パッチアンテナへの給電部およびモノポールアンテナへ
の給電部が地板側にあることを特徴とする多周波複合ア
ンテナである。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の基本は、誘
電体板の上面に円形又は多角形のパッチ状導体のパッチ
アンテナ素子が貼着され、誘電体板の下面に地板導体が
貼着されたパッチアンテナとモノポールアンテナとの組
み合わせであって、その組み合わせ構造は、モノポール
アンテナを、パッチアンテナの円形中心を通る垂直な中
心軸線に沿わせて上方に設け、一方パッチアンテナの中
心位置で、パッチアンテナ素子、誘電体板および地板導
体を貫通する貫通孔を設け、該貫通孔の内壁に沿ってパ
ッチアンテナ素子と地板導体を接続する円筒状導体を設
けて、パッチアンテナの中心ショートピンの機能を果た
せるとともにこの円筒状導体を通り抜ける導体によって
モノポールアンテナに地板側から給電するというもので
ある。パッチアンテナの給電点は普通通り中心から外れ
た点で地板側に設けられる。このような構造であるた
め、パッチアンテナの偏波面はパッチアンテナの面と同
じであるのに対してモノポールアンテナの偏波面はパッ
チアンテナの面に対して垂直であり互いの偏波面が直交
するため本質的に干渉が生じない。
電体板の上面に円形又は多角形のパッチ状導体のパッチ
アンテナ素子が貼着され、誘電体板の下面に地板導体が
貼着されたパッチアンテナとモノポールアンテナとの組
み合わせであって、その組み合わせ構造は、モノポール
アンテナを、パッチアンテナの円形中心を通る垂直な中
心軸線に沿わせて上方に設け、一方パッチアンテナの中
心位置で、パッチアンテナ素子、誘電体板および地板導
体を貫通する貫通孔を設け、該貫通孔の内壁に沿ってパ
ッチアンテナ素子と地板導体を接続する円筒状導体を設
けて、パッチアンテナの中心ショートピンの機能を果た
せるとともにこの円筒状導体を通り抜ける導体によって
モノポールアンテナに地板側から給電するというもので
ある。パッチアンテナの給電点は普通通り中心から外れ
た点で地板側に設けられる。このような構造であるた
め、パッチアンテナの偏波面はパッチアンテナの面と同
じであるのに対してモノポールアンテナの偏波面はパッ
チアンテナの面に対して垂直であり互いの偏波面が直交
するため本質的に干渉が生じない。
【００１８】また、両アンテナの特性に対する相互の影
響についても、モノポールアンテナにとってその基部に
存在する円形のパッチアンテナは従来の地板１７と同等
のものでありその影響はないに等しい。逆に、パッチア
ンテナにとってモノポールアンテナの存在の影響は全く
ないわけではないが、モノポールアンテナがパッチアン
テナの円形中心垂直軸上にあるため、その影響は軸周囲
３６０度に渡って同じであり影響に対する補正調整が一
通りでよく行い易く影響を小さくすることができる。ま
た、モノポールアンテナによる電波の影の問題にしても
並べて配置した場合に較べ半減以下となる。
響についても、モノポールアンテナにとってその基部に
存在する円形のパッチアンテナは従来の地板１７と同等
のものでありその影響はないに等しい。逆に、パッチア
ンテナにとってモノポールアンテナの存在の影響は全く
ないわけではないが、モノポールアンテナがパッチアン
テナの円形中心垂直軸上にあるため、その影響は軸周囲
３６０度に渡って同じであり影響に対する補正調整が一
通りでよく行い易く影響を小さくすることができる。ま
た、モノポールアンテナによる電波の影の問題にしても
並べて配置した場合に較べ半減以下となる。
【００１９】かくして、２種類のアンテナが設置スペー
スを拡げることなく且つ互いに干渉せず、またアンテナ
特性に悪影響を与えることなく一体的構造で設けること
ができる。実施の形態としては、衛星系イーパブのモノ
ポールアンテナとＧＰＳ用のパッチアンテナの組み合わ
せがあるが、これに限られず、モノポールアンテナとパ
ッチアンテナを用いて多周波の動作を行わせる複合アン
テナとしても広く適用できる。
スを拡げることなく且つ互いに干渉せず、またアンテナ
特性に悪影響を与えることなく一体的構造で設けること
ができる。実施の形態としては、衛星系イーパブのモノ
ポールアンテナとＧＰＳ用のパッチアンテナの組み合わ
せがあるが、これに限られず、モノポールアンテナとパ
ッチアンテナを用いて多周波の動作を行わせる複合アン
テナとしても広く適用できる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の多周波複合アンテナの実施例
として衛星系イーパブに適用した例を参照して説明す
る。図１は、衛星系イーパブに用いられた本発明の多周
波複合アンテナの実施例の構成を示す図である。まず、
ＧＰＳ用受信アンテナとしては、イーパブ筐体内に誘電
体板１の上面に円形パッチ状導体のパッチアンテナ素子
２が貼着され、下面に地板導体３が貼着され、パッチア
ンテナ素子２の円形中心位置でパッチアンテナ素子２、
誘電体板１および地板導体３を貫通する貫通孔４が設け
られており、該貫通孔４の内壁に沿ってパッチアンテナ
素子２と地板導体３とを接続する円筒状導体５が設けら
れている。この円筒状導体５は、図３のＧＰＳアンテナ
のショーピン２０の機能を果たすとともに、その中心軸
位置を通る給電導体に対し、同軸外部導体の機能を果た
している。
として衛星系イーパブに適用した例を参照して説明す
る。図１は、衛星系イーパブに用いられた本発明の多周
波複合アンテナの実施例の構成を示す図である。まず、
ＧＰＳ用受信アンテナとしては、イーパブ筐体内に誘電
体板１の上面に円形パッチ状導体のパッチアンテナ素子
２が貼着され、下面に地板導体３が貼着され、パッチア
ンテナ素子２の円形中心位置でパッチアンテナ素子２、
誘電体板１および地板導体３を貫通する貫通孔４が設け
られており、該貫通孔４の内壁に沿ってパッチアンテナ
素子２と地板導体３とを接続する円筒状導体５が設けら
れている。この円筒状導体５は、図３のＧＰＳアンテナ
のショーピン２０の機能を果たすとともに、その中心軸
位置を通る給電導体に対し、同軸外部導体の機能を果た
している。
【００２１】モノポールアンテナ素子６は、パッチアン
テナ素子２の円形中心位置を通る垂直な中心軸線に沿っ
て上方に設けられている。円筒状導体５の下部には 12
1.5ＭＨZ と 406ＭＨZ の２周波を送信するための２周
波整合同軸回路７が設けられている。ビーコン送信機８
の２周波の送信信号はこの２周波整合同軸回路７を通し
てモノポールアンテナ素子６へ給電され空間へ方位無指
向性で放射される。モノポールアンテナ素子６は上部筐
体９に設けられた貫通孔の水密パッキン１０と円筒状導
体５内の絶縁体により保持されている。
テナ素子２の円形中心位置を通る垂直な中心軸線に沿っ
て上方に設けられている。円筒状導体５の下部には 12
1.5ＭＨZ と 406ＭＨZ の２周波を送信するための２周
波整合同軸回路７が設けられている。ビーコン送信機８
の２周波の送信信号はこの２周波整合同軸回路７を通し
てモノポールアンテナ素子６へ給電され空間へ方位無指
向性で放射される。モノポールアンテナ素子６は上部筐
体９に設けられた貫通孔の水密パッキン１０と円筒状導
体５内の絶縁体により保持されている。
【００２２】一方、静止衛星からのＧＰＳの右旋円偏波
の電波はパッチアンテナ素子２、誘電体板１および地板
導体３で形成されるＧＰＳアンテナで受信され、円形中
心位置から外れた位置で地板導体側に設けられた同軸給
電部１１から出力され、ＧＰＳ受信機１２へ送られる。
ＧＰＳ受信機１２はこの信号によって自己の位置を算出
する。算出した位置情報はビーコン送信機８へ送られこ
こで 406ＭＨZ の信号に乗せられてモノポールアンテナ
素子６から空間へ放射される。ビーコン送信機８および
ＧＰＳ受信機１２へは電池１３から必要な電力が供給さ
れる。上部筐体９は、パッチアンテナから空間への電波
放射を妨げぬ電波透過性のプラスチックで構成されてい
る。
の電波はパッチアンテナ素子２、誘電体板１および地板
導体３で形成されるＧＰＳアンテナで受信され、円形中
心位置から外れた位置で地板導体側に設けられた同軸給
電部１１から出力され、ＧＰＳ受信機１２へ送られる。
ＧＰＳ受信機１２はこの信号によって自己の位置を算出
する。算出した位置情報はビーコン送信機８へ送られこ
こで 406ＭＨZ の信号に乗せられてモノポールアンテナ
素子６から空間へ放射される。ビーコン送信機８および
ＧＰＳ受信機１２へは電池１３から必要な電力が供給さ
れる。上部筐体９は、パッチアンテナから空間への電波
放射を妨げぬ電波透過性のプラスチックで構成されてい
る。
【００２３】以上の実施例ではパッチアンテナ素子は円
形の例であるが円形に代わる多角形であってもよい。ま
た、パッチアンテナ中心に設けられている円筒状導体も
完全な円筒でなくとも円筒に代わり得る多角形筒であっ
てもよい。以上のような構成により、本発明の多周波複
合アンテナは、イーパブの上部筐体面のスペースを拡張
することなく、静止衛星からのＧＰＳ電波（1.57ＧＨZ
右旋円偏波）を受信するとともに、 121.5ＭＨZ と 406
ＭＨZ の垂直偏波を送信できることになる。
形の例であるが円形に代わる多角形であってもよい。ま
た、パッチアンテナ中心に設けられている円筒状導体も
完全な円筒でなくとも円筒に代わり得る多角形筒であっ
てもよい。以上のような構成により、本発明の多周波複
合アンテナは、イーパブの上部筐体面のスペースを拡張
することなく、静止衛星からのＧＰＳ電波（1.57ＧＨZ
右旋円偏波）を受信するとともに、 121.5ＭＨZ と 406
ＭＨZ の垂直偏波を送信できることになる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の多周波複合
アンテナは、誘電体板の、上面に貼着したパッチアンテ
ナ素子と、下面に貼着した地板導体とからなるパッチア
ンテナと、その中心を通る垂直中心軸線に沿ってモノポ
ールアンテナを設ける一体的構成とし、モノポールアン
テナへは、パッチアンテナの中心に設けた円筒状導体を
くぐって地板側から給電するようにしたので、モノポー
ルアンテナだけを設ける場合のスペース或いは、パッチ
アンテナだけを設ける場合の平面スペースを拡張するこ
となく両アンテナを設けることができるとともに、両ア
ンテナの送受信信号間の干渉がなく且つ互いにアンテナ
特性に悪影響を及ぼすことがないという利点ある。
アンテナは、誘電体板の、上面に貼着したパッチアンテ
ナ素子と、下面に貼着した地板導体とからなるパッチア
ンテナと、その中心を通る垂直中心軸線に沿ってモノポ
ールアンテナを設ける一体的構成とし、モノポールアン
テナへは、パッチアンテナの中心に設けた円筒状導体を
くぐって地板側から給電するようにしたので、モノポー
ルアンテナだけを設ける場合のスペース或いは、パッチ
アンテナだけを設ける場合の平面スペースを拡張するこ
となく両アンテナを設けることができるとともに、両ア
ンテナの送受信信号間の干渉がなく且つ互いにアンテナ
特性に悪影響を及ぼすことがないという利点ある。
【図１】本発明の多周波複合アンテナを衛星系イーパブ
に適用した実施例の構成を示す説明図である。
に適用した実施例の構成を示す説明図である。
【図２】従来の衛星系イーパブのモノポールアンテナの
説明図である。
説明図である。
【図３】従来のＧＰＳ電波受信用のパッチアンテナの説
明図である。
明図である。
１ 誘電体板 ２ パッチアンテナ素子 ３ 地板導体 ４ 貫通孔 ５ 円筒状導体 ６ モノポールアンテナ素子 ７ ２周波整合同軸回路 ８ ビーコン送信機 ９ 上部筐体 １０ 水密パッキン １１ 同軸給電部 １２ ＧＰＳ受信機 １３ 電池 １４ 同軸コネクタ １５ 水密パッキン １６ 水密同軸コネクタ １７ 地板 １８ 下部筐体 １９ 導電膜 ２０ ショートピン ２１ 切り欠き
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｑ 21/28 Ｈ０１Ｑ 21/28
Claims (1)
- 【請求項１】 誘電体板の上面に、円形又は多角形のパ
ッチ状導体のパッチアンテナ素子が貼着され、誘電体板
の下面には地板導体が貼着され、パッチアンテナ素子、
誘電体板および地板導体にはパッチアンテナ素子の中心
位置を中心軸位置としてパッチアンテナ素子の面に対し
て垂直な円形貫通孔が設けられ、該円形貫通孔の内壁に
沿ってパッチアンテナ素子と地板導体とを接続する円筒
状導体が設けられ、パッチアンテナ面に対して垂直な中
心軸線に沿ってパッチアンテナ素子上方にモノポールア
ンテナ素子を有するモノポールアンテナが設けられ、前
記円筒状導体の中心軸に沿ってモノポールアンテナへの
給電導体が設けられ、パッチアンテナへの給電部および
モノポールアンテナへの給電部が地板側にあることを特
徴とする多周波複合アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9067377A JPH10247815A (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | 多周波複合アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9067377A JPH10247815A (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | 多周波複合アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10247815A true JPH10247815A (ja) | 1998-09-14 |
Family
ID=13343272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9067377A Pending JPH10247815A (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | 多周波複合アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10247815A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000074172A1 (en) * | 1999-05-31 | 2000-12-07 | Allgon Ab | Patch antenna and a communication device including such an antenna |
| FR2806535A1 (fr) * | 2000-03-14 | 2001-09-21 | Francois Tourres | Antenne multifrequence sans separateur pour vehicule |
| US6522301B2 (en) | 2000-10-27 | 2003-02-18 | Japan Radio Co., Ltd. | Above deck unit for automatic identification system |
| WO2006035881A1 (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Toto Ltd. | マイクロストリップアンテナ及びマイクロストリップアンテナを用いた高周波センサ |
| WO2006103820A1 (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nippon Antena Kabushiki Kaisha | 車載用アンテナ |
| JP2007208692A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Nippon Soken Inc | パッチアンテナ |
| JP2013223073A (ja) * | 2012-04-16 | 2013-10-28 | Japan Radio Co Ltd | 複合アンテナ及び複合アンテナ装置 |
| JP2021501543A (ja) * | 2017-10-30 | 2021-01-14 | ビーエイイー・システムズ・インフォメーション・アンド・エレクトロニック・システムズ・インテグレイション・インコーポレーテッド | デュアルバンドｇｐｓ／ｉｆｆアンテナ |
-
1997
- 1997-03-05 JP JP9067377A patent/JPH10247815A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000074172A1 (en) * | 1999-05-31 | 2000-12-07 | Allgon Ab | Patch antenna and a communication device including such an antenna |
| FR2806535A1 (fr) * | 2000-03-14 | 2001-09-21 | Francois Tourres | Antenne multifrequence sans separateur pour vehicule |
| US6522301B2 (en) | 2000-10-27 | 2003-02-18 | Japan Radio Co., Ltd. | Above deck unit for automatic identification system |
| WO2006035881A1 (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Toto Ltd. | マイクロストリップアンテナ及びマイクロストリップアンテナを用いた高周波センサ |
| US7773035B2 (en) | 2004-09-30 | 2010-08-10 | Toto Ltd. | Microstrip antenna and high frequency sensor using microstrip antenna |
| WO2006103820A1 (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nippon Antena Kabushiki Kaisha | 車載用アンテナ |
| JP2007208692A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Nippon Soken Inc | パッチアンテナ |
| JP2013223073A (ja) * | 2012-04-16 | 2013-10-28 | Japan Radio Co Ltd | 複合アンテナ及び複合アンテナ装置 |
| JP2021501543A (ja) * | 2017-10-30 | 2021-01-14 | ビーエイイー・システムズ・インフォメーション・アンド・エレクトロニック・システムズ・インテグレイション・インコーポレーテッド | デュアルバンドｇｐｓ／ｉｆｆアンテナ |
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