[发明专利]圆偏振波天线装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于例如移动单元的通信设备的圆偏振波天线装置。

背景技术

使用人造卫星的卫星通信正被用于飞机、汽车等，它采用圆偏振无线电波，以消除区域差异。特别是，对于使用圆偏振波的无线电设备，如GPS(全球定位系统)、使用S波段的DAB(数字音频广播)、ETC(电子收费)等，都需要小尺寸的圆偏振波天线装置作为其天线。为满足这种需要，本申请人已在日本专利申请公开No.2000-183637中提出一种表面安装的圆偏振波天线装置和使用这种天线装置的无线电设备。图11示出上述专利申请中提出的圆偏振波天线。

图11中，圆偏振波天线具有由介电体形成的平板形基板。该基板1的一个主表面上形成辐射导体2，该导体2在平面图中基本上为矩形，它的两个斜对角部分被截去，而在基板的另一主表面上，除了下述馈电导体的卷绕部分以外，在整个表面上形成接地导体3。基板1的一个侧面上设置了一带状馈电导体4，该导体4从其上形成接地导体3的主表面延伸至其上形成辐射导体2的主表面，形成的馈电导体4的每一端卷绕一个主表面。在馈电导体4的相对两侧，基本上在整个其余表面上形成容性负载导体5和6，并与馈电导体4保持电气隔离，容性负载导体5和6连接到接地导体3。

在具有这些特点的圆偏振波天线装置中，在馈电导体4和辐射导体2之间形成杂散电容，而在每个容性负载导体5和6与辐射导体2之间形成负载电容或静电电容。在这种情况下，由于容性负载导体6一侧上的辐射导体2的角部被截去，所以在容性负载导体6与辐射导体2之间的负载电容或静电电容比容性负载导体5与辐射导体2之间的小。

当对馈电导体4提供发射信号功率时，线偏振模式的谐振电流并不流过辐射导体2，而是谐振电流分开进入两个谐振电路，即由辐射导体2和容性负载导体5形成的高频谐振电路，以及由辐射导体2和容性负载导体6形成的高频谐振电路，换言之，简并(degeneration)分离模式的谐振电流流过辐射导体2。这两个简并分离模式的谐振电流具有预定的相位差θ1，它们产生两个互不相同的频率(f1和f2)的辐射电场，并从辐射导体2沿其法向辐射圆偏振电磁波。

但是，在具有上述特征的圆偏振波天线中，容性负载导体5和6的宽度L比辐射导体2的边2a的长度来得大，故两简并分离模式的谐振电流流过的路径取决于容性负载导体5和6的宽度L，而宽度L决定辐射导体2与每个容性负载导体5和6之间的负载电容或静电电容。结果，两简并分离模式的辐射电场之间并不具有90°的相位差，故两辐射电场在空间上并不正交。这导致椭圆偏振波并使天线特性变坏。

还有，由于馈电导体4和每个容性负载导体5和6互相靠近，故它们之间的电磁耦合变大，从而使用辐射导体2发送/接收信号的功率变小，因此有必要增加提供给馈电导体4的发送/接收信号的功率。

此外，在基板1的介电常数是恒定的情况下，当增加容性负载导体5和6的面积时，辐射导体2与每个容性负载导体5和6之间的负载电容或静电电容变大，故简并分离模式的谐振频率下降。这造成不能获得所需频率的问题。

发明内容

已经实现本发明解决上述问题，本发明的目的在于提供一种圆偏振波天线装置，该装置的两简并分离模式辐射电场的正交性得到改进。

为达到上述目的，本发明采用下述配置来解决上述问题。按照本发明的第一方面的圆偏振波天线装置包括：由介电材料形成的基板；在平面图中为四角形(quadrangular)的辐射导体，该辐射导体形成于基板的一个主表面上；形成于基板另一主表面上的接地导体，此另一主表面与辐射导体相对；形成于基板上的馈电导体，从而从此另一主表面向一主表面延伸。在这一圆偏振波天线装置中，辐射导体形成的形状使得沿辐射导体上的两个正交方向的电学长度彼此相等。在基板上，在辐射导体上沿对角线方向的位置上设有在辐射导体与容性负载导体之间产生负载电容的容性负载导体，负载电容决定流过辐射导体的两个谐振电流之间的频率差。

按照本发明第二方面的圆偏振波天线装置包括：由介电材料形成的基板；形成于基板的一个主表面上的辐射导体；形成于基板的另一主表面上的接地导体，该另一主表面与辐射导体相对；形成于基板侧面上的馈电导体，从而从此另一主表面向一主表面延伸。在此圆偏振波天线装置中，辐射导体形成在平面图中的方形，或平面图中的电学方形。在基板上，在辐射导体两对角线的延伸位置或其附近处，设有在接地导体与辐射导体之间形成的容性负载导体，该导体在其一对角线方向与另一对角线方向之间具有互不相同的形状。