ヘリカルアンテナ
【課題】損失性の高い絶縁体材料にて形成されてはいるが、アンテナの特性劣化を極力抑えた支持部材を適用したヘリカルアンテナを得る。
【解決手段】絶縁体フィルム３よりなる筒状体と、前記筒状体の周囲にらせん状に巻かれた線状導体よりなるヘリカル素子４ａ〜４ｄと、前記筒状体の一端側に筒状体の伸長方向に垂直となるように配置された地導体板１と、前記地導体板側に設けられた前記各ヘリカル素子への給電端子２と、前記筒状体の内部に配置された絶縁体でなる支持部材１１とを備え、前記支持部材１１は、前記筒状体の内側直径と等しい直径を持ち、かつ前記地導体板表面に接するように配置されて、前記地導体板に固定される円盤状部位１１ｂを有する。
【解決手段】絶縁体フィルム３よりなる筒状体と、前記筒状体の周囲にらせん状に巻かれた線状導体よりなるヘリカル素子４ａ〜４ｄと、前記筒状体の一端側に筒状体の伸長方向に垂直となるように配置された地導体板１と、前記地導体板側に設けられた前記各ヘリカル素子への給電端子２と、前記筒状体の内部に配置された絶縁体でなる支持部材１１とを備え、前記支持部材１１は、前記筒状体の内側直径と等しい直径を持ち、かつ前記地導体板表面に接するように配置されて、前記地導体板に固定される円盤状部位１１ｂを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ヘリカルアンテナに関し、特に、ヘリカルアンテナの形状保持と特性劣化を防ぐものである。
【背景技術】
【０００２】
ヘリカルアンテナは、容易な構成で円偏波を放射する線状アンテナとして良く知られており、例えば、衛星通信での衛星搭載用、あるいは地上局用、移動体無線端末用など各種用途で利用されている。このヘリカルアンテナの放射部分の概略構造は、らせん状に巻かれた線状導体であり、巻き軸に対して直交する面内（方位方向）で略無指向性の放射が得られる。巻き線を複数のＮ個とし、巻き軸に対して回転対称に等間隔に配置し、２π／Ｎの位相差を与えることにより、前記面内でより対称性の良い放射特性を実現できる。このため、ヘリカルアンテナ自体の方位方向での向きに関係なく、良好な通信を維持できる。
【０００３】
ところで、特に上記のように多線巻きのヘリカルアンテナを製作する場合、製造誤差、軽量化の観点から、例えば特許文献１に記載のように、エッチングなどで既に線状導体の巻き線（これをヘリカル素子と呼ぶことにする）が構成された絶縁体フィルムを筒状に巻いた構造が適用される。軽量化のためには、絶縁体フィルムは非常に薄い厚さのものを適用するのが一般的である。
【０００４】
このため、厳しい環境下で適用する場合、絶縁体フィルムだけでは筒状の形状を維持することが困難となる可能性がある。特に、移動体端末や宇宙で適用の場合は、移動時や打ち上げ時に発生する振動に耐える強度な構造が必要となる。一般的に、特許文献１に記載のように絶縁体フィルム構成のヘリカルアンテナには、円筒状の絶縁体支持部材をフィルム円筒内に挿入して形状保持する方法が取られる。
【０００５】
この支持部材を構成する材料は強固なものが求められるが、強固である場合、概して損失性の高いものとなる。例えば、ガラスエポキシ材の適用が考えられるが、これを筒状支持部材に用いると、ヘリカルアンテナ内部に損失性絶縁体が挿入されることとなり、アンテナの特性が設計値からずれ、特性劣化を引き起こすことが懸念される。
【０００６】
なお、上記のように多線巻きヘリカルアンテナでなく、単線巻きヘリカルアンテナも薄厚絶縁体フィルムにて構成する場合には、その形状保持のために支持部材は必要である。このため、上記のように筒状支持部材であれば、アンテナ特性は影響を受けることとなる。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３２６６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したように、非常に薄い絶縁体フィルム上に線状導体を形成し、それを筒状に巻いて構成されたヘリカルアンテナでは、厳しい環境下において形状保持のためには絶縁体支持部材が必要である。この支持部材は強固であるが故に損失性の高いものとなる。これを従来のように筒状とした場合、ヘリカルアンテナ内部全域に充填されていることと同様となるため、アンテナ特性に与える影響は大きく、特性劣化に繋がりかねない。そこで、筒状のフィルム形状を保持するために強固でありながら、アンテナ特性に及ぼす影響の小さい支持部材の形状が求められている。
【０００９】
この発明は前記のような課題を解決するためになされたもので、損失性の高い絶縁体材料にて形成されてはいるが、アンテナの特性劣化を極力抑えた支持部材を適用したヘリカルアンテナを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るヘリカルアンテナは、絶縁体フィルムよりなる筒状体と、前記筒状体の周囲にらせん状に巻かれた線状導体よりなるヘリカル素子と、前記筒状体の一端側に筒状体の伸長方向に垂直となるように配置された地導体板と、前記地導体板側に設けられた前記各ヘリカル素子への給電端子と、前記筒状体の内部に配置された絶縁体でなる支持部材とを備え、前記支持部材は、前記筒状体の内側直径と等しい直径を持ち、かつ前記地導体板表面に接するように配置されて、前記地導体板に固定される円盤状部位を有することを特徴とする。
【００１１】
また、前記支持部材は、前記筒状体の内側直径より小さい直径を持ち、前記筒状体の軸線方向に伸長した軸棒と、前記筒状体の内側直径と等しい直径を持ち、前記軸棒を中心に配した複数の円盤状部位とを有し、前記地導体板に固定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、損失性の高い絶縁体材料にて形成されてはいるが、アンテナの特性劣化を極力抑えた支持部材を適用したヘリカルアンテナを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に説明する実施の形態では、送信にも受信にも対応できるヘリカルアンテナ構造とし、動作説明などは送信系を想定して述べていく。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るヘリカルアンテナの概略構成を示す図である。ここでは、方位方向で略無指向性の放射が得られる、対称性のある最も一般的なヘリカル構造として、４線巻きヘリカルアンテナを例に図１を参照して説明する。
【００１５】
図１において、地導体板１は、ヘリカルアンテナの固定及びヘリカル給電回路（図示せず）の装荷のために用いる。ヘリカル給電回路は、通例、分配回路部および整合回路部からなり、例えば誘電体基板上にエッチングにて形成されたものとなる。ヘリカル給電回路とヘリカルアンテナとは給電端子２により繋がれる。給電回路が地導体板１の裏面側に装荷されることを想定した場合、給電端子２の形状は、例えば同軸構造などが考えられる。もちろん、地導体板１の表面に給電回路を装荷する構造も考えられるが、放射波の一部が給電回路に到達し、不要共振や動作不良を起こすことも懸念される。
【００１６】
そこで、ここでは、給電回路は地導体板１の裏面側に装荷されるとして説明を続ける。４線巻きヘリカルということで、給電端子２として、ここでは端子２ａ〜２ｄが設けられている。容易に折り曲げることが可能な薄い厚さの絶縁体フィルム３よりなる筒状体の周囲に、らせん状に巻かれたエッチング加工等により製造された線状導体のヘリカル素子４ａ〜４ｄが互いに等間隔で、かつ関軸方向に対して回転対称に配列されており、これら４つのヘリカル素子４ａ〜４ｄは、地導体板１とは逆となる筒状体端部が開放端となりヘリカルアンテナのヘリカル放射部４となる。前述した地導体板１は、絶縁体フィルム３よりなる筒状体の一端側に筒状体の伸長方向に垂直となるように配置され、各ヘリカル素子４ａ〜４ｄへの給電端子２（端子２ａ〜２ｄ）は、地導体板１側に設けられる。
【００１７】
さらに、図１に示すヘリカルアンテナ５の絶縁体フィルム３よりなる筒状体の内部には、所望の強度を持つ絶縁体の支持部材１１が挿入された形で配置されている。この支持部材１１は、筒状体の内側直径より小さい直径を持ち、筒状体の軸線方向に伸長した軸棒１１ａと、筒状体の内側直径と等しい直径を持ち、軸棒１１ａをその中心に配した円盤状部位１１ｂとで構成され、これが絶縁体フィルム３に接することで、筒状形状を保持する。支持部材１１の地導体板１への固定は、例えば、図２に示すように、軸棒１１ａの地導体板１側にネジ穴を切り、地導体板１の裏面側からネジ１２を用いて行う。または接着材等を用いて支持部材１１を地導体板１へ固定することもできる。図１に示すヘリカルアンテナ５は、地導体板１、給電端子２、の絶縁体フィルム３、ヘリカル放射部４及びヘリカルアンテナ５は、地導体板１、給電端子２、の絶縁体フィルム３及びヘリカル放射部４を備える。
【００１８】
次に動作について説明する。図示していないが、地導体板１の裏面に誘電体基板などで給電回路を構成する場合、給電回路の地導体と地導体板１の裏面との導通を取って貼りあわせた構造を取ることが一般的である。このような給電回路から給電端子２を介してヘリカル放射部４を構成する各ヘリカル素子４ａ〜４ｄに給電がなされる。すなわち、ヘリカル放射部４の極近傍に給電回路を構成できるので、給電損失を低く抑えることが可能である。また、この給電構造においては、給電回路を構成するストリップ線路とヘリカル各素子とを例えば同軸型の給電端子２で繋ぐ構造となり、ヘリカル放射部４と地導体板１とは強固に固定されていない。
【００１９】
そこで、図１に示すように、軸棒１１ａと円盤状部位１１ｂとで構成される絶縁体の支持部材１１を、ヘリカル放射部４の形状保持、さらには地導体板１への固定用に用いる。円盤状部位１１ｂのみ各ヘリカル素子４ａ〜４ｄが形成されている絶縁体フィルム３に接触している構造を取ることで、損失性の高い絶縁体材料の影響は軽減され、ヘリカルアンテナ５の特性劣化を防げる特徴を持つ。
【００２０】
各ヘリカル素子４ａ〜４ｄの長さが長い、すなわち、ヘリカル放射部４の高さが高い場合には、円盤状部位１１ｂを複数個設けた支持部材１１とすることで、特性劣化を防ぎつつヘリカルアンテナ形状を保持できる。
【００２１】
ところで、各ヘリカル素子４ａ〜４ｄは、給電回路の働きにより等振幅で、位相差がπ／２となるように励振されるが、その位相差の与える方向によって、ヘリカル放射部４からの放射機構が異なる。
【００２２】
まず、地導体板１側からみてヘリカル素子４ａ〜４ｄの巻いている方向に沿って位相をπ／２進める場合、最初、各ヘリカル素子を上方に向かって信号が伝わるときには、ヘリカル放射部４からの放射はない。すなわち、ヘリカル素子４ａとヘリカル素子４ｃ、およびヘリカル素子４ｂとヘリカル素子４ｄとがそれぞれ平行２線を形成しているのと等価である。これを以後伝送モードと呼ぶこととし、その詳細を後述する。その後、各ヘリカル素子先端部（開放端）にて全反射（位相は同相）した信号は、下方（地導体板１側）に向かうにつれてバックファイア放射しながら徐々に減衰していく。すなわち、ヘリカルアンテナ５としては地導体板１側から給電され、エンドファイア放射の形態となる。
【００２３】
一方、地導体板１側からみてヘリカル素子４ａ〜４ｄの巻いている方向に沿って位相をπ／２遅らす場合は、各信号がヘリカル素子に沿って上方に伝わる際にバックファイア放射しながら、徐々に減衰していく。すなわち、前者とは放射方向が逆となることに注意する。
【００２４】
前者の放射機構の場合、伝送モードにより各ヘリカル素子４ａ〜４ｄの先端部（開放端）まで伝わった信号は、そこで全反射した後、放射しながら下方（地導体板１側）に進むので、ヘリカル放射部４内で定在波的な振る舞いをみせる。
【００２５】
図３は、筒状に巻く前の絶縁体フィルム３を示しており、いわば、図１に示すヘリカル放射部４の展開図である。図３において、２１ａはヘリカル素子４ａとヘリカル素子４ｃとから構成される平行２線、２１ｂはヘリカル素子４ｂとヘリカル素子４ｄとから構成される平行２線である。このように平行２線とみなせるのは、ヘリカル素子４ａとヘリカル素子４ｃなどのように対向するヘリカル素子間の励振位相差がπのためである。各ヘリカル素子４ａ〜４ｄが先端部で開放状態となっており、定在波が生じている際には、開放端にて平行２線２１ａと２１ｂそれぞれの内部に発生している電界は最大となり、そこから、平行２線に沿い電気長でλ／４地導体板１側の箇所で電界０、以降はλ／２間隔で電界０となる。平行２線内の電界値の大きい箇所に絶縁体を挿入すると、平行２線の特性が変化する。すなわち、ヘリカルアンテナとしても、その特性に影響を及ぼす。このことから、電界が０となる箇所に円盤状部位１１ｂを配置した支持部材１１を適用することで、さらにアンテナ特性の劣化を軽減できる。
【００２６】
後者の放射機構の場合、各ヘリカル素子４ａ〜４ｄに給電された信号は、上方に伝搬しながら放射するので、減衰していく。開放端に到達した際には、減衰しきっていることが理想であるが、所望とする放射特性、あるいはアンテナ設置環境制限から十分にヘリカル素子長さ（ヘリカル放射部４の高さ）を取れないことも想定される。このような場合には、前者より小さいが開放端で全反射を生じ、定在波的な振る舞いがみられる。前者と同様に、開放端にて電界最大、平行２線に沿い電気長でλ／４地導体板１側の箇所で電界０、以降はλ／２間隔で電界０となる。このため、前者と同じく電界０の箇所に円盤状部位１１ｂを設けた支持部材１１を形状保持、固定用に適用すればよい。
【００２７】
以上をまとめると、放射機構に関わらず、ヘリカル素子端部が開放状態の多線巻きヘリカルアンテナ５では、開放端から平行２線に沿い電気長でλ／４地導体板側（筒状の伸長軸で距離ｄ１に相当、図１、図３参照）からλ／２の間隔（同ｄ２）で円盤状部位１１ｂを配置した支持部材１１を用いることで、特性劣化を防ぐ効果がある。なお、電界が０となる全ての箇所に円盤状部位１１ｂを配置する必要はなく、ヘリカル放射部４の形状保持や地導体板１での固定が可能な範囲で配置個数を任意に選定できる。
【００２８】
図４に支持部材１１の詳細な形状を示す。図４において、支持部材１１の最下部に位置する円盤状部位１１ｂとして、支持部材固定用のネジ穴が設けられた円盤状部位１３が備えられ、地導体板１と接続される。ここで、円盤状部位１１ｂは、円盤端部と前記軸棒との接続部とを除いた部分に任意形状の貫通穴を持つ円盤状部位１４が備えられる。支持部材１１と地導体板１を固定する場合に、ヘリカル放射部４の高さによっては図２に示す構造では強度不足となることも考えられる。その場合には、円盤状部位１３を支持部材１１の最下部に構成し、地導体板１にネジ止めすることで固定強度をさらに増すことができる（図５参照）。
【００２９】
前述したとおり、図１に示すように、地導体板１の裏面に構成された給電回路とヘリカル素子とは給電端子２を介して接続されているので、例えば同軸構造としたときなどは、その接続部分は強度が弱い。このため、筒状とした絶縁体フィルム３の内径と同サイズの円盤状部位１３を前記接続部に設けることで、そこを補強できる特徴もある。このため、ヘリカル放射部４の高さが低い場合には、支持部材１１として円盤状部位１３のみを設けたヘリカル構造としても十分に形状保持の効果はある。
【００３０】
また、図４に示すごとく円盤状部位１４を用いることで、形状保持機能を維持しつつ、軽量化が図れる特徴がある。また、実際、筒状体内に挿入される支持部材１１が体積的に減少することから、損失低減にも寄与する。
【００３１】
次に、あるヘリカル素子からみた反射特性測定値の一例を示す。図６は、本実施の形態１の支持部材１１を用いた場合と従来の円筒支持部材を用いた場合との比較、図７は、支持部材１１あり／なしでの比較を示している。ここで、規格化周波数ｆ０は、図７に示す支持部材なしの状態での共振周波数である。両図から明らかなように、従来の円筒支持部材は支持部材なしと比べて大きく特性が変化しているのに対し、支持部材１１は、支持部材なしとの差異は非常に小さい。結果として、支持部材１１の反射特性に与える影響は小さいことが確認できる。なお、ここで示した反射特性は、アクティブインピーダンスではなく、自己インピーダンスである。多線巻きヘリカルアンテナ５では、給電回路に含まれる整合回路部の設計においてアクティブインピーダンス値が重要と前述したが、自己インピーダンスにおいて支持部材１１による影響がないとすれば、アクティブインピーダンスにおいても影響はないと言える。
【００３２】
さらに、放射特性の利得の観点から比較した測定値の一例を図８と図９に示す。図８は、本実施の形態１の支持部材１１を用いた場合と従来の円筒支持部材を用いた場合との比較、図９は支持部材１１あり／なしの比較である。両図において、支持部材なしの方向０における利得にて規格化している。反射特性と同様に、従来の円筒支持部材では、利得低下が生じているが、支持部材１１を用いても支持部材なしとほぼ同様の利得が得られている。
【００３３】
以上の測定結果では、支持部材１１を構成する絶縁体としてガラスエポキシ材を用いており、損失性の高い絶縁体材料を用いても支持部材１１を適用することでヘリカルアンテナ５の特性を劣化させないという効果を確認できた。
【００３４】
ところで、２線巻きヘリカルアンテナでは、伝送モードを含む放射機構を取りえず、各信号がヘリカル素子に沿って上方に伝わる際にバックファイア放射しながら、徐々に減衰していく。この場合は、放射しきれなかった信号が開放端で全反射を生じ、定在波的な振る舞いをする。開放端にて電界最大、平行２線に沿い電気長でλ／４地導体板１側の箇所で電界０、以降はλ／２間隔で電界０となる。このため、電界０の箇所に円盤状部位１１ｂを設けた支持部材１１を形状保持、固定用に適用すればよい。特に、ヘリカル素子長が短い場合には、放射しきれない信号が開放端に多く到達するため、定在波的な振る舞いの度合いが大きくなり、前述してきた支持部材形状、位置の効果が大きくなる。
【００３５】
実施の形態２．
以上の実施の形態１では、地導体板１とは逆側の各ヘリカル素子４ａ〜４ｄが相互に開放状態となっているヘリカルアンテナ５に関するものであるが、次に、それらヘリカル素子４ａ〜４ｄの端部が互いに短絡されたヘリカルアンテナに関して説明する。
【００３６】
図１０は、この発明の実施の形態２に係るヘリカルアンテナの概略構成を示す図である。ここでは、４線巻きヘリカルアンテナを例に図１０を基に説明していく。図１０において、図１と重複する部分については、同一符号を付してその説明を省く。筒状に巻かれた絶縁体フィルム３の地導体板１側とは逆の端部を任意の絶縁体フィルムにて塞ぐ。そして、ヘリカル放射部４を構成する各ヘリカル素子４ａ〜４ｄを塞いだ絶縁体フィルムを伸長し、相互に交差する点で短絡する。さらに、このヘリカル放射部４の先端部に、円盤状部位３１を配置する。つまり、地導体板１とは逆となる筒状体の端部となる位置に、支持部材１１の最上部に位置する円盤状部位３１を配置するのと等価である。円盤状部位の配置間隔（筒状絶縁体フィルムの軸方向間隔）は図に示すようにｄ２とする。
【００３７】
次に動作について説明する。給電回路の配置や給電方法、放射機構等は、実施の形態１の場合と同様であるのでここでは省略する。ヘリカル放射部４の先端部が短絡されているので、例えば、伝送モードを有する放射機構の給電をした場合には、先端部にて各ヘリカル素子上を伝搬してきた信号が全反射する際に位相が反転する。また、ヘリカル素子全長も変ってくるので、各ヘリカル素子給電端からみたアクティブインピーダンスが実施の形態１の場合とは異なる。このことから、給電回路内の整合回路部の設計値も異なる。さらに、伸長した短絡部分からの放射も加味されるので、放射特性も変化すると考える。
【００３８】
このようなヘリカル放射部４の先端部が短絡された構造を持つ絶縁体フィルム構成のヘリカルアンテナに用いる支持部材としては、実施の形態１とは異なり、図１０に示すように、ヘリカル放射部４の先端部に円盤状部位を配置しても良い。それは、図１１のヘリカル放射部４の展開図からもわかるように、ヘリカル放射部４内にて定在波的な振る舞いが生じた場合、平行２線２１ａと平行２線２１ｂ内の電界は先端部で０となり、そこから平行２線に沿い電気長でλ／２下方に進んだ箇所毎で電界が０となる。実施の形態１と同様に、平行２線内の電界値の大きい箇所に絶縁体を挿入すると、平行２線の特性が変化する。すなわち、ヘリカルアンテナとしても、その特性に影響を及ぼす。このため、円盤状部位を電界が０となる箇所に配置することで、ヘリカルアンテナの特性に影響を与えない絶縁体支持部材を構成できる。
【００３９】
図１０では、円盤状部位がヘリカル放射部４の先端から配置されているが、必ず先端部に配置しなくてはならないということではない。形状保持ができるならば、図１１に示す電界が０となる箇所のいずれかに配置すればよい。
【００４０】
実施の形態３．
以上の実施の形態１および２では、多線巻きヘリカルアンテナに関するものであるが、ここでは、絶縁体フィルムを筒状に巻いて構成する単線巻きのヘリカルアンテナに関して述べる。
【００４１】
図１２は、この発明の実施の形態３に係るヘリカルアンテナの概略構成を示す図である。図１２において、図１と重複する部分については、同一符号を付してその説明を省略する。新たン符号４１は、絶縁体フィルム３上に形成された線状導体によるヘリカル素子である。ヘリカル素子長が短く、共振タイプのヘリカルアンテナにおいては、図１３の展開図に示すような電流分布および電圧分布を示す。図１３中の４２が電流分布であり、ヘリカル素子端部で０（節）、入力部で最大（腹）となり、その間はλ／４毎に節と腹を繰り返す。また、４３が電圧分布であり、ヘリカル素子端部で最大、入力部で０となり、その間はλ／４毎に節と腹を繰り返す。この場合、電圧最大点においては、その周囲の電界も大きいため、その位置に絶縁体を設けることは、ヘリカルアンテナの特性劣化に繋がる恐れがある。そこで、支持部材１１を構成する円盤状部位１１ｂは電圧０の位置に配置すると、アンテナ特性への影響を低減できる。結局、実施の形態１に示すヘリカル素子端部が互いに開放された多線巻きヘリカルアンテナに設ける支持部材と同じ位置に円盤状部位が配置することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施の形態１に係るヘリカルアンテナの概略構成図である。
【図２】図１に示す支持部材１１の地導体板１への固定方法の説明図である。
【図３】図１に示すヘリカル放射部４の展開図である。
【図４】最下部に円盤状部位１３を構成した支持部材１１の形状を示す図である。
【図５】図４に示す支持部材１１を地導体板１にネジ止めすることで固定強度を増すようにした固定方法の説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１の支持部材１１を用いた場合と従来の円筒支持部材を用いた場合の反射特性の比較を示した図である。
【図７】この発明の実施の形態１の支持部材１１あり／なしでの反射特性の比較を示した図である。
【図８】この発明の実施の形態１の支持部材１１を用いた場合と従来の円筒支持部材を用いた場合の放射特性の比較を示した図である。
【図９】この発明の実施の形態１の支持部材１１あり／なしでの放射特性の比較を示した図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係るヘリカルアンテナの概略構成図である。
【図１１】図１０に示すヘリカル放射部４の展開図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係るヘリカルアンテナの概略構成図である。
【図１３】図１２に示すヘリカル放射部４の展開図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 地導体板、２ 給電端子、２ａ〜２ｄ 端子、３ 絶縁体フィルム、４ ヘリカル放射部、４ａ〜４ｄ，４１ ヘリカル素子、５ ヘリカルアンテナ、１１ 支持部材、１１ａ 軸棒、１１ｂ，１３，１４，３１ 円盤状部位、１２ ネジ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ヘリカルアンテナに関し、特に、ヘリカルアンテナの形状保持と特性劣化を防ぐものである。
【背景技術】
【０００２】
ヘリカルアンテナは、容易な構成で円偏波を放射する線状アンテナとして良く知られており、例えば、衛星通信での衛星搭載用、あるいは地上局用、移動体無線端末用など各種用途で利用されている。このヘリカルアンテナの放射部分の概略構造は、らせん状に巻かれた線状導体であり、巻き軸に対して直交する面内（方位方向）で略無指向性の放射が得られる。巻き線を複数のＮ個とし、巻き軸に対して回転対称に等間隔に配置し、２π／Ｎの位相差を与えることにより、前記面内でより対称性の良い放射特性を実現できる。このため、ヘリカルアンテナ自体の方位方向での向きに関係なく、良好な通信を維持できる。
【０００３】
ところで、特に上記のように多線巻きのヘリカルアンテナを製作する場合、製造誤差、軽量化の観点から、例えば特許文献１に記載のように、エッチングなどで既に線状導体の巻き線（これをヘリカル素子と呼ぶことにする）が構成された絶縁体フィルムを筒状に巻いた構造が適用される。軽量化のためには、絶縁体フィルムは非常に薄い厚さのものを適用するのが一般的である。
【０００４】
このため、厳しい環境下で適用する場合、絶縁体フィルムだけでは筒状の形状を維持することが困難となる可能性がある。特に、移動体端末や宇宙で適用の場合は、移動時や打ち上げ時に発生する振動に耐える強度な構造が必要となる。一般的に、特許文献１に記載のように絶縁体フィルム構成のヘリカルアンテナには、円筒状の絶縁体支持部材をフィルム円筒内に挿入して形状保持する方法が取られる。
【０００５】
この支持部材を構成する材料は強固なものが求められるが、強固である場合、概して損失性の高いものとなる。例えば、ガラスエポキシ材の適用が考えられるが、これを筒状支持部材に用いると、ヘリカルアンテナ内部に損失性絶縁体が挿入されることとなり、アンテナの特性が設計値からずれ、特性劣化を引き起こすことが懸念される。
【０００６】
なお、上記のように多線巻きヘリカルアンテナでなく、単線巻きヘリカルアンテナも薄厚絶縁体フィルムにて構成する場合には、その形状保持のために支持部材は必要である。このため、上記のように筒状支持部材であれば、アンテナ特性は影響を受けることとなる。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３２６６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したように、非常に薄い絶縁体フィルム上に線状導体を形成し、それを筒状に巻いて構成されたヘリカルアンテナでは、厳しい環境下において形状保持のためには絶縁体支持部材が必要である。この支持部材は強固であるが故に損失性の高いものとなる。これを従来のように筒状とした場合、ヘリカルアンテナ内部全域に充填されていることと同様となるため、アンテナ特性に与える影響は大きく、特性劣化に繋がりかねない。そこで、筒状のフィルム形状を保持するために強固でありながら、アンテナ特性に及ぼす影響の小さい支持部材の形状が求められている。
【０００９】
この発明は前記のような課題を解決するためになされたもので、損失性の高い絶縁体材料にて形成されてはいるが、アンテナの特性劣化を極力抑えた支持部材を適用したヘリカルアンテナを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るヘリカルアンテナは、絶縁体フィルムよりなる筒状体と、前記筒状体の周囲にらせん状に巻かれた線状導体よりなるヘリカル素子と、前記筒状体の一端側に筒状体の伸長方向に垂直となるように配置された地導体板と、前記地導体板側に設けられた前記各ヘリカル素子への給電端子と、前記筒状体の内部に配置された絶縁体でなる支持部材とを備え、前記支持部材は、前記筒状体の内側直径と等しい直径を持ち、かつ前記地導体板表面に接するように配置されて、前記地導体板に固定される円盤状部位を有することを特徴とする。
【００１１】
また、前記支持部材は、前記筒状体の内側直径より小さい直径を持ち、前記筒状体の軸線方向に伸長した軸棒と、前記筒状体の内側直径と等しい直径を持ち、前記軸棒を中心に配した複数の円盤状部位とを有し、前記地導体板に固定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、損失性の高い絶縁体材料にて形成されてはいるが、アンテナの特性劣化を極力抑えた支持部材を適用したヘリカルアンテナを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に説明する実施の形態では、送信にも受信にも対応できるヘリカルアンテナ構造とし、動作説明などは送信系を想定して述べていく。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るヘリカルアンテナの概略構成を示す図である。ここでは、方位方向で略無指向性の放射が得られる、対称性のある最も一般的なヘリカル構造として、４線巻きヘリカルアンテナを例に図１を参照して説明する。
【００１５】
図１において、地導体板１は、ヘリカルアンテナの固定及びヘリカル給電回路（図示せず）の装荷のために用いる。ヘリカル給電回路は、通例、分配回路部および整合回路部からなり、例えば誘電体基板上にエッチングにて形成されたものとなる。ヘリカル給電回路とヘリカルアンテナとは給電端子２により繋がれる。給電回路が地導体板１の裏面側に装荷されることを想定した場合、給電端子２の形状は、例えば同軸構造などが考えられる。もちろん、地導体板１の表面に給電回路を装荷する構造も考えられるが、放射波の一部が給電回路に到達し、不要共振や動作不良を起こすことも懸念される。
【００１６】
そこで、ここでは、給電回路は地導体板１の裏面側に装荷されるとして説明を続ける。４線巻きヘリカルということで、給電端子２として、ここでは端子２ａ〜２ｄが設けられている。容易に折り曲げることが可能な薄い厚さの絶縁体フィルム３よりなる筒状体の周囲に、らせん状に巻かれたエッチング加工等により製造された線状導体のヘリカル素子４ａ〜４ｄが互いに等間隔で、かつ関軸方向に対して回転対称に配列されており、これら４つのヘリカル素子４ａ〜４ｄは、地導体板１とは逆となる筒状体端部が開放端となりヘリカルアンテナのヘリカル放射部４となる。前述した地導体板１は、絶縁体フィルム３よりなる筒状体の一端側に筒状体の伸長方向に垂直となるように配置され、各ヘリカル素子４ａ〜４ｄへの給電端子２（端子２ａ〜２ｄ）は、地導体板１側に設けられる。
【００１７】
さらに、図１に示すヘリカルアンテナ５の絶縁体フィルム３よりなる筒状体の内部には、所望の強度を持つ絶縁体の支持部材１１が挿入された形で配置されている。この支持部材１１は、筒状体の内側直径より小さい直径を持ち、筒状体の軸線方向に伸長した軸棒１１ａと、筒状体の内側直径と等しい直径を持ち、軸棒１１ａをその中心に配した円盤状部位１１ｂとで構成され、これが絶縁体フィルム３に接することで、筒状形状を保持する。支持部材１１の地導体板１への固定は、例えば、図２に示すように、軸棒１１ａの地導体板１側にネジ穴を切り、地導体板１の裏面側からネジ１２を用いて行う。または接着材等を用いて支持部材１１を地導体板１へ固定することもできる。図１に示すヘリカルアンテナ５は、地導体板１、給電端子２、の絶縁体フィルム３、ヘリカル放射部４及びヘリカルアンテナ５は、地導体板１、給電端子２、の絶縁体フィルム３及びヘリカル放射部４を備える。
【００１８】
次に動作について説明する。図示していないが、地導体板１の裏面に誘電体基板などで給電回路を構成する場合、給電回路の地導体と地導体板１の裏面との導通を取って貼りあわせた構造を取ることが一般的である。このような給電回路から給電端子２を介してヘリカル放射部４を構成する各ヘリカル素子４ａ〜４ｄに給電がなされる。すなわち、ヘリカル放射部４の極近傍に給電回路を構成できるので、給電損失を低く抑えることが可能である。また、この給電構造においては、給電回路を構成するストリップ線路とヘリカル各素子とを例えば同軸型の給電端子２で繋ぐ構造となり、ヘリカル放射部４と地導体板１とは強固に固定されていない。
【００１９】
そこで、図１に示すように、軸棒１１ａと円盤状部位１１ｂとで構成される絶縁体の支持部材１１を、ヘリカル放射部４の形状保持、さらには地導体板１への固定用に用いる。円盤状部位１１ｂのみ各ヘリカル素子４ａ〜４ｄが形成されている絶縁体フィルム３に接触している構造を取ることで、損失性の高い絶縁体材料の影響は軽減され、ヘリカルアンテナ５の特性劣化を防げる特徴を持つ。
【００２０】
各ヘリカル素子４ａ〜４ｄの長さが長い、すなわち、ヘリカル放射部４の高さが高い場合には、円盤状部位１１ｂを複数個設けた支持部材１１とすることで、特性劣化を防ぎつつヘリカルアンテナ形状を保持できる。
【００２１】
ところで、各ヘリカル素子４ａ〜４ｄは、給電回路の働きにより等振幅で、位相差がπ／２となるように励振されるが、その位相差の与える方向によって、ヘリカル放射部４からの放射機構が異なる。
【００２２】
まず、地導体板１側からみてヘリカル素子４ａ〜４ｄの巻いている方向に沿って位相をπ／２進める場合、最初、各ヘリカル素子を上方に向かって信号が伝わるときには、ヘリカル放射部４からの放射はない。すなわち、ヘリカル素子４ａとヘリカル素子４ｃ、およびヘリカル素子４ｂとヘリカル素子４ｄとがそれぞれ平行２線を形成しているのと等価である。これを以後伝送モードと呼ぶこととし、その詳細を後述する。その後、各ヘリカル素子先端部（開放端）にて全反射（位相は同相）した信号は、下方（地導体板１側）に向かうにつれてバックファイア放射しながら徐々に減衰していく。すなわち、ヘリカルアンテナ５としては地導体板１側から給電され、エンドファイア放射の形態となる。
【００２３】
一方、地導体板１側からみてヘリカル素子４ａ〜４ｄの巻いている方向に沿って位相をπ／２遅らす場合は、各信号がヘリカル素子に沿って上方に伝わる際にバックファイア放射しながら、徐々に減衰していく。すなわち、前者とは放射方向が逆となることに注意する。
【００２４】
前者の放射機構の場合、伝送モードにより各ヘリカル素子４ａ〜４ｄの先端部（開放端）まで伝わった信号は、そこで全反射した後、放射しながら下方（地導体板１側）に進むので、ヘリカル放射部４内で定在波的な振る舞いをみせる。
【００２５】
図３は、筒状に巻く前の絶縁体フィルム３を示しており、いわば、図１に示すヘリカル放射部４の展開図である。図３において、２１ａはヘリカル素子４ａとヘリカル素子４ｃとから構成される平行２線、２１ｂはヘリカル素子４ｂとヘリカル素子４ｄとから構成される平行２線である。このように平行２線とみなせるのは、ヘリカル素子４ａとヘリカル素子４ｃなどのように対向するヘリカル素子間の励振位相差がπのためである。各ヘリカル素子４ａ〜４ｄが先端部で開放状態となっており、定在波が生じている際には、開放端にて平行２線２１ａと２１ｂそれぞれの内部に発生している電界は最大となり、そこから、平行２線に沿い電気長でλ／４地導体板１側の箇所で電界０、以降はλ／２間隔で電界０となる。平行２線内の電界値の大きい箇所に絶縁体を挿入すると、平行２線の特性が変化する。すなわち、ヘリカルアンテナとしても、その特性に影響を及ぼす。このことから、電界が０となる箇所に円盤状部位１１ｂを配置した支持部材１１を適用することで、さらにアンテナ特性の劣化を軽減できる。
【００２６】
後者の放射機構の場合、各ヘリカル素子４ａ〜４ｄに給電された信号は、上方に伝搬しながら放射するので、減衰していく。開放端に到達した際には、減衰しきっていることが理想であるが、所望とする放射特性、あるいはアンテナ設置環境制限から十分にヘリカル素子長さ（ヘリカル放射部４の高さ）を取れないことも想定される。このような場合には、前者より小さいが開放端で全反射を生じ、定在波的な振る舞いがみられる。前者と同様に、開放端にて電界最大、平行２線に沿い電気長でλ／４地導体板１側の箇所で電界０、以降はλ／２間隔で電界０となる。このため、前者と同じく電界０の箇所に円盤状部位１１ｂを設けた支持部材１１を形状保持、固定用に適用すればよい。
【００２７】
以上をまとめると、放射機構に関わらず、ヘリカル素子端部が開放状態の多線巻きヘリカルアンテナ５では、開放端から平行２線に沿い電気長でλ／４地導体板側（筒状の伸長軸で距離ｄ１に相当、図１、図３参照）からλ／２の間隔（同ｄ２）で円盤状部位１１ｂを配置した支持部材１１を用いることで、特性劣化を防ぐ効果がある。なお、電界が０となる全ての箇所に円盤状部位１１ｂを配置する必要はなく、ヘリカル放射部４の形状保持や地導体板１での固定が可能な範囲で配置個数を任意に選定できる。
【００２８】
図４に支持部材１１の詳細な形状を示す。図４において、支持部材１１の最下部に位置する円盤状部位１１ｂとして、支持部材固定用のネジ穴が設けられた円盤状部位１３が備えられ、地導体板１と接続される。ここで、円盤状部位１１ｂは、円盤端部と前記軸棒との接続部とを除いた部分に任意形状の貫通穴を持つ円盤状部位１４が備えられる。支持部材１１と地導体板１を固定する場合に、ヘリカル放射部４の高さによっては図２に示す構造では強度不足となることも考えられる。その場合には、円盤状部位１３を支持部材１１の最下部に構成し、地導体板１にネジ止めすることで固定強度をさらに増すことができる（図５参照）。
【００２９】
前述したとおり、図１に示すように、地導体板１の裏面に構成された給電回路とヘリカル素子とは給電端子２を介して接続されているので、例えば同軸構造としたときなどは、その接続部分は強度が弱い。このため、筒状とした絶縁体フィルム３の内径と同サイズの円盤状部位１３を前記接続部に設けることで、そこを補強できる特徴もある。このため、ヘリカル放射部４の高さが低い場合には、支持部材１１として円盤状部位１３のみを設けたヘリカル構造としても十分に形状保持の効果はある。
【００３０】
また、図４に示すごとく円盤状部位１４を用いることで、形状保持機能を維持しつつ、軽量化が図れる特徴がある。また、実際、筒状体内に挿入される支持部材１１が体積的に減少することから、損失低減にも寄与する。
【００３１】
次に、あるヘリカル素子からみた反射特性測定値の一例を示す。図６は、本実施の形態１の支持部材１１を用いた場合と従来の円筒支持部材を用いた場合との比較、図７は、支持部材１１あり／なしでの比較を示している。ここで、規格化周波数ｆ０は、図７に示す支持部材なしの状態での共振周波数である。両図から明らかなように、従来の円筒支持部材は支持部材なしと比べて大きく特性が変化しているのに対し、支持部材１１は、支持部材なしとの差異は非常に小さい。結果として、支持部材１１の反射特性に与える影響は小さいことが確認できる。なお、ここで示した反射特性は、アクティブインピーダンスではなく、自己インピーダンスである。多線巻きヘリカルアンテナ５では、給電回路に含まれる整合回路部の設計においてアクティブインピーダンス値が重要と前述したが、自己インピーダンスにおいて支持部材１１による影響がないとすれば、アクティブインピーダンスにおいても影響はないと言える。
【００３２】
さらに、放射特性の利得の観点から比較した測定値の一例を図８と図９に示す。図８は、本実施の形態１の支持部材１１を用いた場合と従来の円筒支持部材を用いた場合との比較、図９は支持部材１１あり／なしの比較である。両図において、支持部材なしの方向０における利得にて規格化している。反射特性と同様に、従来の円筒支持部材では、利得低下が生じているが、支持部材１１を用いても支持部材なしとほぼ同様の利得が得られている。
【００３３】
以上の測定結果では、支持部材１１を構成する絶縁体としてガラスエポキシ材を用いており、損失性の高い絶縁体材料を用いても支持部材１１を適用することでヘリカルアンテナ５の特性を劣化させないという効果を確認できた。
【００３４】
ところで、２線巻きヘリカルアンテナでは、伝送モードを含む放射機構を取りえず、各信号がヘリカル素子に沿って上方に伝わる際にバックファイア放射しながら、徐々に減衰していく。この場合は、放射しきれなかった信号が開放端で全反射を生じ、定在波的な振る舞いをする。開放端にて電界最大、平行２線に沿い電気長でλ／４地導体板１側の箇所で電界０、以降はλ／２間隔で電界０となる。このため、電界０の箇所に円盤状部位１１ｂを設けた支持部材１１を形状保持、固定用に適用すればよい。特に、ヘリカル素子長が短い場合には、放射しきれない信号が開放端に多く到達するため、定在波的な振る舞いの度合いが大きくなり、前述してきた支持部材形状、位置の効果が大きくなる。
【００３５】
実施の形態２．
以上の実施の形態１では、地導体板１とは逆側の各ヘリカル素子４ａ〜４ｄが相互に開放状態となっているヘリカルアンテナ５に関するものであるが、次に、それらヘリカル素子４ａ〜４ｄの端部が互いに短絡されたヘリカルアンテナに関して説明する。
【００３６】
図１０は、この発明の実施の形態２に係るヘリカルアンテナの概略構成を示す図である。ここでは、４線巻きヘリカルアンテナを例に図１０を基に説明していく。図１０において、図１と重複する部分については、同一符号を付してその説明を省く。筒状に巻かれた絶縁体フィルム３の地導体板１側とは逆の端部を任意の絶縁体フィルムにて塞ぐ。そして、ヘリカル放射部４を構成する各ヘリカル素子４ａ〜４ｄを塞いだ絶縁体フィルムを伸長し、相互に交差する点で短絡する。さらに、このヘリカル放射部４の先端部に、円盤状部位３１を配置する。つまり、地導体板１とは逆となる筒状体の端部となる位置に、支持部材１１の最上部に位置する円盤状部位３１を配置するのと等価である。円盤状部位の配置間隔（筒状絶縁体フィルムの軸方向間隔）は図に示すようにｄ２とする。
【００３７】
次に動作について説明する。給電回路の配置や給電方法、放射機構等は、実施の形態１の場合と同様であるのでここでは省略する。ヘリカル放射部４の先端部が短絡されているので、例えば、伝送モードを有する放射機構の給電をした場合には、先端部にて各ヘリカル素子上を伝搬してきた信号が全反射する際に位相が反転する。また、ヘリカル素子全長も変ってくるので、各ヘリカル素子給電端からみたアクティブインピーダンスが実施の形態１の場合とは異なる。このことから、給電回路内の整合回路部の設計値も異なる。さらに、伸長した短絡部分からの放射も加味されるので、放射特性も変化すると考える。
【００３８】
このようなヘリカル放射部４の先端部が短絡された構造を持つ絶縁体フィルム構成のヘリカルアンテナに用いる支持部材としては、実施の形態１とは異なり、図１０に示すように、ヘリカル放射部４の先端部に円盤状部位を配置しても良い。それは、図１１のヘリカル放射部４の展開図からもわかるように、ヘリカル放射部４内にて定在波的な振る舞いが生じた場合、平行２線２１ａと平行２線２１ｂ内の電界は先端部で０となり、そこから平行２線に沿い電気長でλ／２下方に進んだ箇所毎で電界が０となる。実施の形態１と同様に、平行２線内の電界値の大きい箇所に絶縁体を挿入すると、平行２線の特性が変化する。すなわち、ヘリカルアンテナとしても、その特性に影響を及ぼす。このため、円盤状部位を電界が０となる箇所に配置することで、ヘリカルアンテナの特性に影響を与えない絶縁体支持部材を構成できる。
【００３９】
図１０では、円盤状部位がヘリカル放射部４の先端から配置されているが、必ず先端部に配置しなくてはならないということではない。形状保持ができるならば、図１１に示す電界が０となる箇所のいずれかに配置すればよい。
【００４０】
実施の形態３．
以上の実施の形態１および２では、多線巻きヘリカルアンテナに関するものであるが、ここでは、絶縁体フィルムを筒状に巻いて構成する単線巻きのヘリカルアンテナに関して述べる。
【００４１】
図１２は、この発明の実施の形態３に係るヘリカルアンテナの概略構成を示す図である。図１２において、図１と重複する部分については、同一符号を付してその説明を省略する。新たン符号４１は、絶縁体フィルム３上に形成された線状導体によるヘリカル素子である。ヘリカル素子長が短く、共振タイプのヘリカルアンテナにおいては、図１３の展開図に示すような電流分布および電圧分布を示す。図１３中の４２が電流分布であり、ヘリカル素子端部で０（節）、入力部で最大（腹）となり、その間はλ／４毎に節と腹を繰り返す。また、４３が電圧分布であり、ヘリカル素子端部で最大、入力部で０となり、その間はλ／４毎に節と腹を繰り返す。この場合、電圧最大点においては、その周囲の電界も大きいため、その位置に絶縁体を設けることは、ヘリカルアンテナの特性劣化に繋がる恐れがある。そこで、支持部材１１を構成する円盤状部位１１ｂは電圧０の位置に配置すると、アンテナ特性への影響を低減できる。結局、実施の形態１に示すヘリカル素子端部が互いに開放された多線巻きヘリカルアンテナに設ける支持部材と同じ位置に円盤状部位が配置することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施の形態１に係るヘリカルアンテナの概略構成図である。
【図２】図１に示す支持部材１１の地導体板１への固定方法の説明図である。
【図３】図１に示すヘリカル放射部４の展開図である。
【図４】最下部に円盤状部位１３を構成した支持部材１１の形状を示す図である。
【図５】図４に示す支持部材１１を地導体板１にネジ止めすることで固定強度を増すようにした固定方法の説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１の支持部材１１を用いた場合と従来の円筒支持部材を用いた場合の反射特性の比較を示した図である。
【図７】この発明の実施の形態１の支持部材１１あり／なしでの反射特性の比較を示した図である。
【図８】この発明の実施の形態１の支持部材１１を用いた場合と従来の円筒支持部材を用いた場合の放射特性の比較を示した図である。
【図９】この発明の実施の形態１の支持部材１１あり／なしでの放射特性の比較を示した図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係るヘリカルアンテナの概略構成図である。
【図１１】図１０に示すヘリカル放射部４の展開図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係るヘリカルアンテナの概略構成図である。
【図１３】図１２に示すヘリカル放射部４の展開図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 地導体板、２ 給電端子、２ａ〜２ｄ 端子、３ 絶縁体フィルム、４ ヘリカル放射部、４ａ〜４ｄ，４１ ヘリカル素子、５ ヘリカルアンテナ、１１ 支持部材、１１ａ 軸棒、１１ｂ，１３，１４，３１ 円盤状部位、１２ ネジ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体フィルムよりなる筒状体と、
前記筒状体の周囲にらせん状に巻かれた線状導体よりなるヘリカル素子と、
前記筒状体の一端側に筒状体の伸長方向に垂直となるように配置された地導体板と、
前記地導体板側に設けられた前記各ヘリカル素子への給電端子と、
前記筒状体の内部に配置された絶縁体でなる支持部材と
を備え、
前記支持部材は、前記筒状体の内側直径と等しい直径を持ち、かつ前記地導体板表面に接するように配置されて、前記地導体板に固定される円盤状部位を有する
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項２】
絶縁体フィルムよりなる筒状体と、
前記筒状体の周囲にらせん状に巻かれた線状導体よりなるヘリカル素子と、
前記筒状体の一端側に筒状体の伸長方向に垂直となるように配置された地導体板と、
前記地導体板側に設けられた前記各ヘリカル素子への給電端子と、
前記筒状体の内部に配置された絶縁体でなる支持部材と
を備え、
前記支持部材は、前記筒状体の内側直径より小さい直径を持ち、前記筒状体の軸線方向に伸長した軸棒と、前記筒状体の内側直径と等しい直径を持ち、前記軸棒を中心に配した複数の円盤状部位とを有し、前記地導体板に固定される
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項３】
請求項２に記載のヘリカルアンテナにおいて、
前記複数の円盤状部位は、相互の間隔を、円盤状部位間内のヘリカル素子長が電気的に略半波長と等しくなるように配置した
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項４】
請求項２または３に記載のヘリカルアンテナにおいて、
前記複数の円盤状部位のうち最下部の円盤状部位は、前記ヘリカルアンテナの最下部の位置に配置され、前記地導体板に固定される
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項５】
請求項２から４までのいずれか１項に記載のヘリカルアンテナにおいて、
前記複数の円盤状部位のうち最上部の円盤状部位は、前記筒状体の前記地導体板とは逆の端部からヘリカル素子長が電気的に略１／４波長となる位置に配置される
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項６】
請求項５に記載のヘリカルアンテナにおいて、
前記ヘリカル素子は、互いに等間隔で、かつ筒軸方向に対して回転対称に配列された複数のヘリカル素子でなり、
前記複数のヘリカル素子は、前記地導体板とは逆となる前記筒状体の端部にて開放となっている
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項７】
請求項２から４までのいずれか１項に記載のヘリカルアンテナにおいて、
前記地導体板とは逆となる前記筒状体の端部となる位置に、前記支持部材の最上部に位置する円盤状部位を設けた
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項８】
請求項７に記載のヘリカルアンテナにおいて、
前記ヘリカル素子は、互いに等間隔で、かつ筒軸方向に対して回転対称に配列された複数のヘリカル素子でなり、
前記地導体板とは逆となる前記筒状体の端部にて前記複数のヘリカル素子が互いに短絡となっている
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載のヘリカルアンテナにおいて、
前記円盤状部位は、任意形状の貫通穴が設けられている
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項１】
絶縁体フィルムよりなる筒状体と、
前記筒状体の周囲にらせん状に巻かれた線状導体よりなるヘリカル素子と、
前記筒状体の一端側に筒状体の伸長方向に垂直となるように配置された地導体板と、
前記地導体板側に設けられた前記各ヘリカル素子への給電端子と、
前記筒状体の内部に配置された絶縁体でなる支持部材と
を備え、
前記支持部材は、前記筒状体の内側直径と等しい直径を持ち、かつ前記地導体板表面に接するように配置されて、前記地導体板に固定される円盤状部位を有する
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項２】
絶縁体フィルムよりなる筒状体と、
前記筒状体の周囲にらせん状に巻かれた線状導体よりなるヘリカル素子と、
前記筒状体の一端側に筒状体の伸長方向に垂直となるように配置された地導体板と、
前記地導体板側に設けられた前記各ヘリカル素子への給電端子と、
前記筒状体の内部に配置された絶縁体でなる支持部材と
を備え、
前記支持部材は、前記筒状体の内側直径より小さい直径を持ち、前記筒状体の軸線方向に伸長した軸棒と、前記筒状体の内側直径と等しい直径を持ち、前記軸棒を中心に配した複数の円盤状部位とを有し、前記地導体板に固定される
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項３】
請求項２に記載のヘリカルアンテナにおいて、
前記複数の円盤状部位は、相互の間隔を、円盤状部位間内のヘリカル素子長が電気的に略半波長と等しくなるように配置した
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項４】
請求項２または３に記載のヘリカルアンテナにおいて、
前記複数の円盤状部位のうち最下部の円盤状部位は、前記ヘリカルアンテナの最下部の位置に配置され、前記地導体板に固定される
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項５】
請求項２から４までのいずれか１項に記載のヘリカルアンテナにおいて、
前記複数の円盤状部位のうち最上部の円盤状部位は、前記筒状体の前記地導体板とは逆の端部からヘリカル素子長が電気的に略１／４波長となる位置に配置される
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項６】
請求項５に記載のヘリカルアンテナにおいて、
前記ヘリカル素子は、互いに等間隔で、かつ筒軸方向に対して回転対称に配列された複数のヘリカル素子でなり、
前記複数のヘリカル素子は、前記地導体板とは逆となる前記筒状体の端部にて開放となっている
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項７】
請求項２から４までのいずれか１項に記載のヘリカルアンテナにおいて、
前記地導体板とは逆となる前記筒状体の端部となる位置に、前記支持部材の最上部に位置する円盤状部位を設けた
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項８】
請求項７に記載のヘリカルアンテナにおいて、
前記ヘリカル素子は、互いに等間隔で、かつ筒軸方向に対して回転対称に配列された複数のヘリカル素子でなり、
前記地導体板とは逆となる前記筒状体の端部にて前記複数のヘリカル素子が互いに短絡となっている
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載のヘリカルアンテナにおいて、
前記円盤状部位は、任意形状の貫通穴が設けられている
ことを特徴とするヘリカルアンテナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２８４２２８（Ｐ２００９−２８４２２８Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３４３１４（Ｐ２００８−１３４３１４）
【出願日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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