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公開番号2025112532
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024006814
出願日2024-01-19
発明の名称アンテナ装置
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H01Q 9/27 20060101AFI20250725BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】前方側へのみ電波を出射する構成において、薄型化を実現しつつ、スパイラルアンテナ固有の広帯域特性を向上可能なアンテナ装置を提供すること。
【解決手段】実施形態のアンテナ装置は、アンテナアセンブリ、反射体及び複数種類のパッチを備える。アンテナアセンブリは、前方側及び後方側へ電波を放射するスパイラルアンテナを備える。反射体は、後方側からアンテナアセンブリに対向する反射面を備え、スパイラルアンテナから後方側へ放射された電波を、反射面で反射する。複数種類のパッチは、反射体の反射面に形成される。複数種類のパッチでは、径方向に沿った寸法に対する周方向に沿った寸法の比率が、種類に関係なく互いに対して同一になるとともに、種類ごとに、面積が異なる。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
前方側及び後方側へ電波を放射するスパイラルアンテナを備えるアンテナアセンブリと、
前記後方側から前記アンテナアセンブリに対向する反射面を備え、前記スパイラルアンテナから前記後方側へ放射された前記電波を、前記反射面で反射する反射体と、
前記反射体の前記反射面に形成される複数種類のパッチであって、径方向に沿った寸法に対する周方向に沿った寸法の比率が、種類に関係なく互いに対して同一になるとともに、種類ごとに、面積が異なる複数種類のパッチと、
を具備する、アンテナ装置。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記反射面では、前記複数種類のパッチによって、複数のパッチ列が、前記径方向に並んで配置され、
前記複数のパッチ列のそれぞれでは、前記複数種類のパッチの中の複数のパッチが、前記周方向に沿って配列される、
請求項１のアンテナ装置。
【請求項３】
前記複数のパッチ列のそれぞれでは、一定の周方向ピッチで、前記複数のパッチが前記周方向に沿って配列され、
前記複数のパッチの配列における前記周方向ピッチは、前記複数のパッチ列で、互いに対して同一の大きさになり、
前記複数のパッチ列は、一定の径方向ピッチで、前記径方向に並んで配置される、
請求項２のアンテナ装置。
【請求項４】
前記複数のパッチ列のそれぞれでは、互いに対して同一の面積及び種類の複数のパッチが、前記周方向に沿って配列され、
前記複数のパッチ列のそれぞれでは、配列される前記複数のパッチの面積及び種類が、前記径方向に隣合うパッチ列とは異なる、
請求項２又は３のアンテナ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、アンテナ装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
スパイラルアンテナを備えるアンテナアセンブリに対して後方側に反射体を配置したアンテナ装置が、用いられている。このアンテナ装置では、スパイラルアンテナは、前方側及び後方側の両方に電波を放射し、反射体の反射面は、後方側からアンテナアセンブリに対向する。そして、スパイラルアンテナから後方側へ放射された電波は、反射体の反射面で反射され、反射された電波がアンテナ装置から前方側へ出射される。これにより、アンテナ装置から前方側へのみ電波を出射させることが、実現される。
【０００３】
前述のようにスパイラルアンテナからの電波を前方側へのみ出射させるアンテナ装置として、メタサーフェス体によって反射面が形成される反射体を、反射体として用いたものがある。反射体に用いられるメタサーフェス体では、金属から形成される複数のパッチ（扇形パッチ）が、誘電体基板の前面に配置され、誘電体基板の前面及び複数のパッチによって、反射体の反射面が形成される。メタサーフェス体が反射体の反射面を前述のようにして形成することにより、広帯域でアンテナ特性を確保可能となり、スパイラルアンテナ固有の広帯域特性を確保可能となる。また、メタサーフェス体によって反射体の反射面を形成することにより、アンテナアセンブリから反射体の反射面までの後方側への離間距離を、使用する周波数帯域に含まれる適宜の周波数の電波の１０分の１波長程度にすることが可能となり、アンテナアセンブリから反射体の反射面までの離間距離が、短くなる。これにより、アンテナ装置において、前後方向に沿った寸法を小さくすることが可能となり、薄型化を実現可能となる。
【０００４】
ここで、メタサーフェス体によって反射体の反射面が形成されるアンテナ装置では、反射体の反射面に配置される複数のパッチの面積を互いに対して同一又は略同一にすると、特定の周波数範囲において、アンテナ特性の１つである利得が低下する。スパイラルアンテナが設けられるアンテナ装置では、メタサーフェス体によって反射面を形成する等して薄型化を実現しつつ、スパイラルアンテナ固有の広帯域特性を向上させることが、求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０００－２５２７３８号公報
【非特許文献】
【０００６】
M. Tanabe and H. Nakano, “Low-profile Wideband Spiral Antenna with a Circular HIS Reflector Composed of Homogenous Fan-shaped Patch Elements,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 68, No. 10, pp. 7219-7222, October 2020.
M. Tanabe and H. Nakano, “Light-weight wideband spiral antenna with a Two-layer circular HIS reflector: TL-CirHISR spiral antenna,” IET Microwaves, Antennas and Propagation, Vol. 14, Iss. 14, pp. 1895-1901, October 2020.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、前方側へのみ電波を出射する構成において、薄型化を実現しつつ、スパイラルアンテナ固有の広帯域特性を向上可能なアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、アンテナ装置は、アンテナアセンブリ、反射体及び複数種類のパッチを備える。アンテナアセンブリは、前方側及び後方側へ電波を放射するスパイラルアンテナを備える。反射体は、後方側からアンテナアセンブリに対向する反射面を備え、スパイラルアンテナから後方側へ放射された電波を、反射面で反射する。複数種類のパッチは、反射体の反射面に形成される。複数種類のパッチでは、径方向に沿った寸法に対する周方向に沿った寸法の比率が、種類に関係なく互いに対して同一になるとともに、種類ごとに、面積が異なる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、第１の実施形態に係るアンテナ装置を概略的に示す斜視図である。
図２は、図１のアンテナ装置を概略的に示す分解斜視図である。
図３は、第１の実施形態に係るアンテナ装置の反射体を、前方側から視た状態で示す概略図である。
図４は、第１の実施形態に係るアンテナ装置において、反射体３の反射面１３の一部を拡大して示す概略図である。
図５は、実施形態に関連する検証において、実施形態の構成のアンテナ装置、及び、比較例の構成のアンテナ装置のそれぞれについて、周波数に対する利得の特性の計算結果の一例を示す概略図である。
図６は、図５の一例において、枠α１で囲まれた範囲を拡大して示す概略図である。
図７は、実施形態に関連する検証において、実施形態の構成のアンテナ装置、及び、比較例の構成のアンテナ装置のそれぞれについて、周波数に対する軸比の特性の計算結果の一例を示す概略図である。
図８は、実施形態に関連する検証において、実施形態の構成のアンテナ装置、及び、比較例の構成のアンテナ装置のそれぞれについて、周波数に対する入力インピーダンスの特性の計算結果の一例を示す概略図である。
図９は、第１の変形例に係るアンテナ装置を概略的に示す分解斜視図である。
図１０は、第２の変形例に係るアンテナ装置の反射体を概略的に示す斜視図である。
図１１は、第３の変形例に係るアンテナ装置の反射体を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態等について、図面を参照して説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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