(57)【要約】  【課題】  不要な交差偏波成分を抑制しつつ、複数の素子毎に反射量を低減して所望の結合量を得ることが可能なマイクロストリップアレーアンテナを提供する。  【解決手段】  主給電ストリップ線路４の両側辺に対し、放射アンテナ素子を直に接続せず整合ストリップ線路を介して接続する。即ち、アレー素子Ａ１ａは、第１側辺４ａから約４５度の角度で傾斜して延設された略Ｌ字型の副給電ストリップ線路１２ａと、この副給電ストリップ線路１２ａに接続された矩形状の放射アンテナ素子１１ａと、略Ｌ字型の副給電ストリップ線路１２ａにおける屈曲部から放射アンテナ素子１１ａの長手方向と同一方向に延設されたスタブ１３ａとからなる。各アレー素子をこのように構成することで、インピーダンス整合が容易になり、放射アンテナ素子の素子幅を広くすることなく（交差偏波成分を抑制しつつ）大きな結合量が得られ、結合量の制御可能範囲が広がる。【選択図】図１
2010041090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面に導体の接地板が形成された誘電体基板と、その誘電体基板上に形成されたストリップ導体とを有するマイクロストリップアレーアンテナであって、
前記ストリップ導体は、
線状に配設された主給電ストリップ線路と、
前記主給電ストリップ線路の両側辺のうち少なくとも一方の側辺に沿って所定間隔で、その側辺から接続配列された複数のアレー素子と、からなり、
前記アレー素子は、
前記主給電ストリップ線路に接続された副給電ストリップ線路と、
前記副給電ストリップ線路の終端に接続された矩形状の放射アンテナ素子と、
前記副給電ストリップ線路における前記主給電ストリップ線路との接続位置から前記放射アンテナ素子との接続位置までの間の所定の位置に接続されたスタブと、
を有することを特徴とするマイクロストリップアレーアンテナ。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、
前記アレー素子は、前記主給電ストリップ線路の両側辺にそれぞれ接続されていることを特徴とするマイクロストリップアレーアンテナ。
【請求項３】
背面に導体の接地板が形成された誘電体基板と、その誘電体基板上に形成されたストリップ導体とを有するマイクロストリップアレーアンテナであって、
前記ストリップ導体は、
線状に配設された主給電ストリップ線路と、
前記主給電ストリップ線路の両側辺からそれぞれ少なくとも１つ接続されたアレー素子と、からなり、
前記アレー素子は、
前記主給電ストリップ線路に接続された副給電ストリップ線路と、
前記副給電ストリップ線路の終端に接続された矩形状の放射アンテナ素子と、
前記副給電ストリップ線路における前記主給電ストリップ線路との接続位置から前記放射アンテナ素子との接続位置までの間の所定の位置に接続されたスタブと、
を有することを特徴とするマイクロストリップアレーアンテナ。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかに記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、
前記アレー素子は、矩形状の前記放射アンテナ素子におけるその長辺側に前記副給電ストリップ線路が接続されてなる
ことを特徴とするマイクロストリップアレーアンテナ。
【請求項５】
請求項４記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、
前記アレー素子は、前記放射アンテナ素子の前記長辺側における、該長辺の中心から両端の間であって該中心及び該両端を除く所定の位置に、前記副給電ストリップ線路が接続されてなる
ことを特徴とするマイクロストリップアレーアンテナ。
【請求項６】
請求項１〜５いずれかに記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、
前記アレー素子は、前記スタブが、該スタブに流れる電流によって生じる該スタブからの放射電界の方向が前記放射アンテナ素子からの放射電界の方向と同じ方向になるように配設されてなる
ことを特徴とするマイクロストリップアレーアンテナ。
【請求項７】
請求項６記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、
前記アレー素子は、前記放射アンテナ素子と前記スタブが、互いにその長手方向が平行となるように配設されてなる
ことを特徴とするマイクロストリップアレーアンテナ。
【請求項８】
請求項６記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、
前記アレー素子は、前記放射アンテナ素子の電界放射エッジ線と前記スタブの電界放射エッジ線とが同一直線上に存在するように構成されている
ことを特徴とするマイクロストリップアレーアンテナ。
【請求項９】
請求項１〜８いずれかに記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、
前記アレー素子が有する前記放射アンテナ素子の長さは、予め設定された動作周波数における前記主給電ストリップ線路を伝搬する電波が前記副給電ストリップ線路を介して当該放射アンテナ素子に入力されたときの該入力電波の実効波長のｎ／２倍（但しｎは整数）である
ことを特徴とするマイクロストリップアレーアンテナ。
【請求項１０】
請求項１〜９いずれかに記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、
前記アレー素子は、前記放射アンテナ素子が、該放射アンテナ素子の電界放射エッジ線が前記主給電ストリップ線路の長手方向に対して０度又は９０度を除く所定の角度をなすように配設されている
ことを特徴とするマイクロストリップアレーアンテナ。
【請求項１１】
請求項１〜１０いずれかに記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、
前記副給電ストリップ線路は、前記主給電ストリップ線路の側辺に接続されて該側辺から延設された第１線路部と、この第１線路部の端部から所定角度で屈曲するように延設された第２線路部と、からなり、
前記スタブは、前記第１線路部の端部から延設されている
ことを特徴とするマイクロストリップアレーアンテナ。
【請求項１２】
請求項１〜１１いずれかに記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、
当該マイクロストリップアレーアンテナを構成する前記各アレー素子の前記各放射アンテナ素子の幅は、当該マイクロストリップアレーアンテナが所望の指向特性を提供するように予め設定された各放射アンテナ素子の励振振幅を実現するよう、該放射アンテナ素子毎に該設定された前記励振振幅に対応した幅となるようにされている
ことを特徴とするマイクロストリップアレーアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車搭載用レーダをはじめとする各種電波センサの送信および受信アンテナに用いることができる、誘電体基板を用いたマイクロストリップアレーアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
誘電体基板上に形成されたストリップ導体からなるマイクロストリップアレーアンテナは、薄型、低コスト、生産性に優れている、などの特徴から、例えば衝突防止システムやＡＣＣ（Adaptive Cruise Control ）システムといった自動車搭載用レーダをはじめとする各種電波センサの送受信用アンテナとして広く利用されつつある。
【０００３】
その一方で、マイクロストリップ線路は、高い周波数において伝送損失が大きいため、一般的なマイクロストリップアレーアンテナを高い周波数帯に適用する場合、給電損失が大きくなり、高利得なアンテナの実現が困難になるという問題があった。そこで、設計が容易なため一般に広く用いられている並列給電方式に対し、設計は難しいが性能が高い、直列給電方式のマイクロストリップアレーアンテナが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図２０に、特許文献１で提案されている直列給電方式のマイクロストリップアレーアンテナの一例（ストリップ導体のみ）を示す。図２０に示したマイクロストリップアレーアンテナ１００は、背面に導体の接地板が形成された誘電体基板上にストリップ導体が形成されてなるものであり、このストリップ導体は、具体的には、図２０に示すように、線状の給電ストリップ線路１２０の両側辺に複数の矩形状の放射アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１１１，１１２，・・・が所定間隔で突設された形状となっている。
【０００５】
給電ストリップ線路１２０の一方の側辺側（図２０の上側）の各放射アンテナ素子１０１，１０２，１０３，・・・は、給電ストリップ線路１２０に対して約４５°の向きに傾斜して突設されており、他方の側辺側（図２０の下側）の各放射アンテナ素子１１１，１１２，・・・は、給電ストリップ線路１２０に対して約−１３５°の向きに傾斜して突設されている。
【０００６】
このような構成により、給電ストリップ線路１２０の一端側から入力（給電）された電力は、終端側（図２０の右方向）に伝搬していく際に各放射アンテナ素子１０１，１０２，１０３，１１１，１１２，・・・に順次結合して放射される。そのため、終端側にいくほどその電力は徐々に減衰していく。
【０００７】
直列給電方式のマイクロストリップアレーアンテナを用いて、要求される指向性を実現するためには、進行波励振であって各放射アンテナ素子への結合量が1素子ごとに異なる構造となるが故に、１素子ずつ独立に設計する必要がある。具体的には、マイクロストリップアレーアンテナを構成する複数の放射アンテナ素子の素子幅を変化させることで、その各放射アンテナ素子への結合量（各放射アンテナ素子からの放射量）を制御することができる。
【０００８】
仮に、各放射アンテナ素子の形状・寸法を全て同じものにして、各放射アンテナ素子の結合量が全て等しくなるようにすると、給電ストリップ線路１２０を伝搬する電力は入力側から終端へいくほど小さくなっていくことから、各放射アンテナ素子からの放射量も、入力側ほど大きく、終端側ほど小さくなってしまう。
【０００９】
そのため、例えば各放射アンテナ素子からの放射量が均一となるようにするためには、図２０に示すマイクロストリップアレーアンテナ１００のように、給電ストリップ線路１２０を伝搬する電力が大きい入力側の放射アンテナ素子ほど、結合量が小さくなるようにその素子幅を小さくし、逆に、伝搬電力の小さい終端側の放射アンテナ素子ほど、結合量が大きくなるようにその素子幅を大きくすればよい。これにより、結果として各放射アンテナ素子からの放射量を全て均一にすることができる。
【００１０】
このように、特許文献１のマイクロストリップアレーアンテナ１００をはじめとする従来の直列給電方式のマイクロストリップアレーアンテナでは、これを構成する各放射アンテナ素子の結合量（放射量）を各々所望の値にするために、各放射アンテナ素子の幅を調整するようにしていた。
【特許文献１】特開２００１−４４７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の直列給電方式のマイクロストリップアレーアンテナでは、単に放射アンテナ素子の素子幅によって結合量（放射量）を制御する構造であるため、その調整範囲には限界があり、要求されるアンテナ特性（指向性等）によってはそれを実現できないという問題があった。
【００１２】
しかも、放射アンテナ素子の素子幅だけで結合量（放射量）を制御する場合、大きい結合量を実現するために素子幅を大きくすると、幅方向に流れる高周波電流が増加する。即ち、主偏波（放射アンテナ素子の長さ方向）と交差する方向にも電波が放射しやすくなる。そのため、その交差する方向の電波である交差偏波の放射レベルが上昇してしまうという問題があった。
【００１３】
更に、各放射アンテナ素子は給電ストリップ線路に直に接続される構成（即ち、給電ストリップ線路の側辺に放射アンテナ素子が直接突設される構成）であるため、インピーダンス整合がとりにくく、放射アンテナ素子毎に良好な反射特性を実現するのが困難いという問題もあった。
【００１４】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、不要な交差偏波成分を抑制しつつ、複数の素子毎に反射量を低減して所望の結合量を得ることが可能なマイクロストリップアレーアンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、背面に導体の接地板が形成された誘電体基板と、その誘電体基板上に形成されたストリップ導体とを有するマイクロストリップアレーアンテナであって、ストリップ導体は、線状に配設された主給電ストリップ線路と、この主給電ストリップ線路の両側辺のうち少なくとも一方の側辺に沿って所定間隔で、その側辺から接続配列された複数のアレー素子と、からなる。
【００１６】
そして、アレー素子は、主給電ストリップ線路に接続された副給電ストリップ線路と、この副給電ストリップ線路の終端に接続された矩形状の放射アンテナ素子と、副給電ストリップ線路における主給電ストリップ線路との接続位置から放射アンテナ素子との接続位置までの間の所定の位置に接続されたスタブと、を有する。
【００１７】
このように構成されたマイクロストリップアレーアンテナは、複数のアレー素子の各々が、従来のマイクロストリップアレーアンテナ１００（図２０参照）のように矩形状の放射アンテナ素子のみからなるものではなく、副給電ストリップ線路及びスタブ（以下これらをまとめて「整合ストリップ線路」ともいう）を有し、この整合ストリップ線路に矩形状の放射アンテナ素子が接続された構成となっている。つまり、各放射アンテナ素子は、主給電ストリップ線路に対して、直に接続されるのではなく、整合ストリップ線路を介して接続されるのである。
【００１８】
そのため、放射アンテナ素子における副給電ストリップ線路が接続される位置（即ち給電点の位置）やスタブの長さ、形状、接続位置等を適宜設計することで、インピーダンス整合をとりやすくなり、反射量を小さくすることができる。なお、ここでいう反射量とは、主給電ストリップ線路を伝搬してくる入力電力がアレー素子の接続位置で反射して入力側へ戻る量（又はその割合）をいう。本発明のアレー素子は整合ストリップ線路に放射アンテナ素子が接続される構成のため、反射量を小さく抑えることができるのである。
【００１９】
また、整合ストリップ線路を備えていることから、この整合ストリップ線路によって結合量、放射量をある程度制御することが可能となる。なお、ここでいう結合量とは、主給電ストリップ線路を伝搬してくる入力電力のうちどの程度の電力がアレー素子へ結合して放射されるかを示す割合であり、結合量＝（入力−透過量−反射量）／入力、という式で表せる。また、ここでいう放射量とは、放射量＝入力−透過量−反射量、という式で表せるものである。そのため、結合量は入力電力に対する放射量の割合ともいうことができ、結合量を制御するということは即ち放射量を制御することであるともいえる。
【００２０】
従来のマイクロストリップアレーアンテナ１００では放射アンテナ素子の素子幅のみで結合量を制御（つまり放射量を制御）する構成であったのに対し、本発明のマイクロストリップアレーアンテナでは、放射アンテナ素子の幅で結合量を制御できるのに加え、スタブによっても結合量を制御することができる。
【００２１】
そのため、放射アンテナ素子の幅を従来のように広くしなくても、整合ストリップ線路を適宜設計（例えばスタブ長を適宜設計）することで、全体として大きな結合量を得ることができる。
【００２２】
そして、このように素子幅を広くすることなく大きな結合量を得られるため、不要な交差偏波成分を抑制することができ、エネルギーを効率良く主偏波にて放射することができる。
【００２３】
従って、請求項１記載のマイクロストリップアレーアンテナによれば、各アレー素子からの不要な交差偏波成分を抑制しつつ、アレー素子毎に反射量を低減して所望の結合量を得ることができる。そのため、所望の指向性を実現でき、且つ効率の良い高性能のマイクロストリップアレーアンテナを提供することが可能となる。
【００２４】
複数のアレー素子は、主給電ストリップ線路の両側辺のうちいずれか一方にのみ接続するようにしてもよいが、請求項２に記載のように、主給電ストリップ線路の両側辺にそれぞれ接続するようにしてもよい。
【００２５】
請求項３記載の発明は、背面に導体の接地板が形成された誘電体基板と、その誘電体基板上に形成されたストリップ導体とを有するマイクロストリップアレーアンテナであって、ストリップ導体は、線状に配設された主給電ストリップ線路と、この主給電ストリップ線路の両側辺からそれぞれ少なくとも１つ接続されたアレー素子と、からなる。
【００２６】
そして、アレー素子は、主給電ストリップ線路に接続された副給電ストリップ線路と、この副給電ストリップ線路の終端に接続された矩形状の放射アンテナ素子と、副給電ストリップ線路における主給電ストリップ線路との接続位置から放射アンテナ素子との接続位置までの間の所定の位置に接続されたスタブと、を有する。
【００２７】
このように構成されたマイクロストリップアレーアンテナにおいて、各アレー素子の構成自体は、請求項１記載のマイクロストリップアレーアンテナと全く同じであり、整合ストリップ線路（副給電ストリップ線路及びスタブからなるストリップ導体）に矩形状の放射アンテナ素子が接続された構成である。
【００２８】
そのため、請求項３記載のマイクロストリップアレーアンテナによっても、請求項１と同様、各アレー素子からの不要な交差偏波成分を抑制しつつ、アレー素子毎に反射量を低減して所望の結合量を得ることができる。そのため、所望の指向性を実現でき、且つ効率の良い高性能のマイクロストリップアレーアンテナを提供することが可能となる。
【００２９】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３いずれかに記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、アレー素子が、矩形状の放射アンテナ素子におけるその長辺側に副給電ストリップ線路が接続されてなるものである。
【００３０】
このように構成された請求項４記載のマイクロストリップアレーアンテナによれば、放射アンテナ素子における、比較的インピーダンスの低い位置に副給電ストリップ線路を接続してそこから放射アンテナ素子への給電を行うことができるため、容易にインピーダンス整合をとることができるようになる。
【００３１】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、アレー素子が、放射アンテナ素子の長辺側における、該長辺の中心から両端の間であって該中心及び該両端を除く所定の位置に、副給電ストリップ線路が接続されてなるものである。
【００３２】
矩形状の放射アンテナ素子において、長辺側における中心部はインピーダンスがほぼ０であり、逆に、長辺側における端部はインピーダンスが高い。そのため、長辺側における中心部及び端部を除き、その間の所定の位置に副給電ストリップ線路を接続するようにすれば、より容易にインピーダンス整合をとることができる。
【００３３】
なお、具体的にどの位置に接続するかは、主給電ストリップ線路のインピーダンスや整合ストリップ線路のインピーダンス等を考慮して、これらと整合がとれるように適宜決めればよく、例えば整合ストリップ線路の特性インピーダンスが５０Ωならば放射アンテナ素子の長辺側におけるインピーダンス５０Ωの点に副給電ストリップ線路を接続する、といった構成をとることができる。
【００３４】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５いずれかに記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、アレー素子において、スタブが、該スタブに流れる電流によって生じる該スタブからの放射電界の方向が前記放射アンテナ素子からの放射電界の方向と同じ方向になるように配設されている。
【００３５】
本発明のマイクロストリップアレーアンテナは、副給電ストリップ線路にスタブを接続している構成上、当然ながらこのスタブにも電流が流れ、この電流によってスタブからも電波が放射される。このスタブからの放射は、放射アンテナ素子からの放射量に比べれば微小な量ではあるものの、放射アンテナ素子からの放射に影響を与えるため、基本的にはあまり好ましくない。
【００３６】
そこで、本来は不要であるスタブからの放射を有効に利用すべく、スタブからの放射電界と放射アンテナ素子からの放射電界とが同じ方向となるよう、放射アンテナ素子及びスタブをそれぞれ配設するのである。換言すれば、スタブを、整合のためだけではなく、電波を放射する放射素子としても積極的に機能させるのである。
【００３７】
従って、このように構成された請求項６記載のマイクロストリップアレーアンテナによれば、スタブからの放射が放射アンテナ素子からの放射とともに有効利用されるため、放射アンテナ素子からの放射電界に悪影響を与えることがなくなり、しかも、アレー素子全体としての放射効率を向上させることができる。
【００３８】
請求項７記載の発明は、請求項６記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、アレー素子が、放射アンテナ素子とスタブが、互いにその長手方向が平行となるように配設されてなるものである。このような構成にすることで、放射アンテナ素子とスタブに流れる電流の方向が同じ方向となるため、両者の放射電界の方向を同じ方向とすることができる。
【００３９】
請求項８記載の発明は、請求項６記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、アレー素子が、放射アンテナ素子の電界放射エッジ線とスタブの電界放射エッジ線とが同一直線上に存在するように構成されている。このように各電界放射エッジ線が同一直線上となるようにすることで、アレー素子の反射量をより低く抑えることができる。なお、電界放射エッジ線とは、放射アンテナ素子及びスタブそれぞれの輪郭線の一部であって、放射する電界の向きと直交する辺をいう。
【００４０】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８いずれかに記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、アレー素子が有する放射アンテナ素子の長さは、予め設定された動作周波数における主給電ストリップ線路を伝搬する電波が副給電ストリップ線路を介して当該放射アンテナ素子に入力されたときの該入力電波の実効波長のｎ／２倍（但しｎは整数）である。このように放射アンテナ素子の長さを実効波長のｎ／２倍にすることで、各放射アンテナ素子から最も効率良く電波を放射することができる。
【００４１】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９いずれかに記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、アレー素子が、放射アンテナ素子が、該放射アンテナ素子の電界放射エッジ線が主給電ストリップ線路の長手方向に対して０度又は９０度を除く所定の角度をなすように配設されてなるものである。
【００４２】
このように構成されたマイクロストリップアレーアンテナでは、各アレー素子からの放射電界の方向を主給電ストリップ線路の長手方向に対して平行或いは直交ではなく斜めに傾斜した方向とすることができる。これにより、例えば自動車のレーダのアンテナとして使用した場合には対向車からの電波を受信しないようにすることができるなど、所望の偏波特性を持ったマイクロストリップアレーアンテナを提供することができる。
【００４３】
請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０いずれかに記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、副給電ストリップ線路は、主給電ストリップ線路の側辺に接続されて該側辺から延設された第１線路部と、この第１線路部の端部から所定角度で屈曲するように延設された第２線路部とからなり、スタブは、第１線路部の端部から延設されている。
【００４４】
このように構成されたマイクロストリップアレーアンテナによれば、例えば副給電ストリップ線路における第１線路部とスタブとを一直線状に形成したり、放射アンテナ素子と第１線路部が平行になるように形成したりできるなど、アレー素子の設計の自由度が広がる。
【００４５】
請求項１２記載の発明は、請求項１〜１１いずれかに記載のマイクロストリップアレーアンテナであって、当該マイクロストリップアレーアンテナを構成する各アレー素子の各放射アンテナ素子の幅は、当該マイクロストリップアレーアンテナが所望の指向特性を提供するように予め設定された各放射アンテナ素子の励振振幅を実現するよう、該放射アンテナ素子毎に該設定された励振振幅に対応した幅となるようにされている。
【００４６】
このように各放射アンテナ素子の幅を設定することで、マイクロストリップアレーアンテナ全体として、所望の指向特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
（１）マイクロストリップアレーアンテナの全体構造
まず、図１を用いて本実施形態のマイクロストリップアレーアンテナ１の構成を説明する。図１（ａ）はマイクロストリップアレーアンテナ１の平面図であり図１（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【００４８】
図１に示す如く、本実施形態のマイクロストリップアレーアンテナ１は、背面に導体の接地板３が形成された誘電体基板２上にストリップ導体が形成されてなるものである。誘電体基板２上のストリップ導体は、図１（ａ）に示すように、主として、直線状に配設された主給電ストリップ線路４と、この主給電ストリップ線路４の両側辺に接続された複数のアレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃとからなるものである。
【００４９】
具体的には、主給電ストリップ線路４の両側辺のうち一方の第１側辺４ａには、誘電体基板２上において三つのアレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃが、この第１側辺４ａに沿って所定間隔で接続されている。この所定間隔は、例えば動作周波数（本例では７６．５ＧＨｚ）におけるストリップ導体を伝搬する電波の波長λｇ（以下単に「管内波長」という）と同じ長さである。主給電ストリップ線路４の両側辺のうち他方の第２側辺４ｂには、誘電体基板２上において三つのアレー素子Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃが、この第２側辺４ｂに沿って所定間隔（本例では管内波長λｇ）で接続されている。
【００５０】
また、第１側辺４ａに接続された各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃと、第２側辺４ｂに接続された各アレー素子Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃとは、主給電ストリップ線路４の長手方向において約λｇ／２だけずらして配置されている。
【００５１】
主給電ストリップ線路４の第１側辺４ａにおける最も入力端に近い位置に接続されたアレー素子Ａ１ａは、主給電ストリップ線路４に接続された副給電ストリップ線路１２ａと、この副給電ストリップ線路１２ａの終端に接続された矩形状の放射アンテナ素子１１ａと、副給電ストリップ線路１２ａにおける所定位置に接続されたスタブ１３ａとにより構成されている。
【００５２】
他の各アレー素子Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃについても同様であり、第１側辺４ａにおける入力端から２番目の位置に接続されたアレー素子Ａ１ｂは、副給電ストリップ線路１２ｂと放射アンテナ素子１１ｂとスタブ１３ｂとにより構成され、第１側辺４ａにおける入力端から３番目の位置に接続されたアレー素子Ａ１ｃは、副給電ストリップ線路１２ｃと放射アンテナ素子１１ｃとスタブ１３ｃとにより構成され、第２側辺４ｂにおける最も入力端に近い位置に接続されたアレー素子Ａ２ａは、副給電ストリップ線路２２ａと放射アンテナ素子２１ａとスタブ２３ａとにより構成され、第２側辺４ｂにおける入力端から２番目の位置に接続されたアレー素子Ａ２ｂは、副給電ストリップ線路２２ｂと放射アンテナ素子２１ｂとスタブ２３ｂとにより構成され、第２側辺４ｂにおける入力端から３番目の位置に接続されたアレー素子Ａ２ｃは、副給電ストリップ線路２２ｃと放射アンテナ素子２１ｃとスタブ２３ｃとにより構成されている。
【００５３】
主給電ストリップ線路４の入力端（図１における左端側）から入力された電力は、主給電ストリップ線路４を終端側（図１における右方向）へ伝搬するにつれて、この主給電ストリップ線路４の両側辺に接続された各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃにその伝搬電力の一部が順次結合して放射され、残された電力が終端側へ伝搬していく。そのため、主給電ストリップ線路４を伝搬する電力は終端に近づくほど徐々に減衰していく。
【００５４】
なお、主給電ストリップ線路４の終端には、残留電力を吸収するための整合終端素子５が設けられている。但し、有効に電力を放射させるために、整合終端素子５に代えて所定形状の放射アンテナ素子を設けても良く、主給電ストリップ線路４の終端をどのように
構成するかは適宜決めることができる。
【００５５】
（２）アレー素子の構成
各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃは、主給電ストリップ線路４に対する接続方向が第１側辺４ａ側と第２側辺４ｂ側とで異なるものの、アレー素子自体の形状はいずれも同じである。そこで、各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃの詳細構成について、第１側辺４ａにおける最も入力端に近い位置に接続されたアレー素子Ａ１ａの構成を例に挙げて、図２に基づいて説明する。図２は、このアレー素子Ａ１ａの詳細構成を表す平面図である。
【００５６】
図２に示すように、アレー素子Ａ１ａは、副給電ストリップ線路１２ａが、約９０度の角度で屈曲した略Ｌ字型の形状となっている。即ち、副給電ストリップ線路１２ａは、線路幅Ｄの主給電ストリップ線路４の第１側辺４ａからこの主給電ストリップ線路４の長手方向に対して約４５度の向きに傾斜して延設された、長さＬｋの第１線路部と、この第１線路部の先端側からこの第１線路部の長手方向に対して約９０度の角度で屈曲して延設された第２線路部とにより構成されている。
【００５７】
そして、副給電ストリップ線路１２ａに対し、その屈曲部からは、主給電ストリップ線路４の長手方向に対して約４５度の向きに傾斜するように、長さＬｓのスタブ１３ａが延設されている。つまり、スタブ１３ａは、副給電ストリップ線路１２ａにおける屈曲前の第１線路部の先端からそのままその第１線路部の長手方向と同方向に延設された構成となっており、見かけ上は第１線路部とスタブ１３ａとで１つの線状のストリップ線路が形成されている。
【００５８】
副給電ストリップ線路１２ａの終端（屈曲された第２線路部の端部）には、放射アンテナ素子１１ａが接続されている。この放射アンテナ素子１１ａの長さＬｅは、管内波長λｇの約半分（λｇ／２）である。
【００５９】
放射アンテナ素子１１ａは、長さＬｅが幅Ｗｅよりも長い矩形状に形成されたものであり、その長辺側における所定の給電点１４ａに副給電ストリップ線路１２ａが接続されている。この給電点１４ａは、放射アンテナ素子１１ａの長辺における、中心から端部の間における所定の位置に設定されている。
【００６０】
矩形状の放射アンテナ素子１１ａにおいて、長辺側は短辺側に比べて全体的にインピーダンスが低い。そして、長辺側においては、中心部はインピーダンスがほぼ０であり、逆に、長辺側における端部はインピーダンスが高い。そのため、長辺側における中心部から端部の間の所定位置（但し中心及び端部は除く）を給電点１４ａとして設定し、ここに副給電ストリップ線路１２ａを接続することで、インピーダンス整合をとりやすくなる。具体的には、例えば副給電ストリップ線路１２ａ側の特性インピーダンスが５０Ωならば放射アンテナ素子１１ａの長辺側におけるインピーダンス５０Ωの点に副給電ストリップ線路１２ａを接続する、といった構成をとることができる。
【００６１】
また、放射アンテナ素子１１ａは、その長手方向がスタブ１３ａの長手方向と平行となるように配設されている。つまり、放射アンテナ素子１１ａ及びスタブ１３ａはいずれも、その長手方向が、主給電ストリップ線路４の長手方向に対して約４５度の角度で傾斜した状態となっている。
【００６２】
本実施形態のアレー素子Ａ１ａは、副給電ストリップ線路１２ａにおける屈曲部にスタブ１３ａを接続している構成上、当然ながらこのスタブ１３ａにも電流が流れ、この電流によってスタブ１３ａからも電波が放射される。このスタブ１３ａからの放射は、放射アンテナ素子１１ａからの放射量に比べれば微小な量ではあるものの、放射アンテナ素子１１ａからの放射に影響を与えるため、基本的にはあまり好ましくなく、本来は不要な放射成分である。
【００６３】
しかし、このスタブ１３ａからの放射電界の方向を放射アンテナ素子１１ａからの放射電界の方向と一致させるようにすれば、スタブ１３ａからの放射も有効な放射成分として有効利用することが可能となる。
【００６４】
そこで本実施形態では、本来は不要であるスタブ１３ａからの放射を有効に利用すべく、スタブ１３ａからの放射電界と放射アンテナ素子１１ａからの放射電界とが同じ方向となるよう、放射アンテナ素子１１ａとスタブ１３ａを平行に配設している。両者を平行に配設すれば、両者に流れる電流（主偏波成分）が同方向となるため、両者からの放射電界の方向も同じ方向となる。これにより、スタブ１３ａを、整合のためだけではなく、電波を放射する放射素子としても積極的に機能させることができる。
【００６５】
更に、本実施形態のアレー素子Ａ１ａは、放射アンテナ素子１１ａの輪郭エッジ線の一辺である電界放射エッジ線１１０ａと、スタブ１３ａの電界放射エッジ線１３０ａとが、同一直線上に存在するように構成されている。
【００６６】
なお、上述のように、放射アンテナ素子１１ａ及びスタブ１３ａがいずれもその長手方向が主給電ストリップ線路４に対して約４５度の角度で傾斜していることから、双方の各電界放射エッジ線１１０ａ，１３０ａも、いずれも、主給電ストリップ線路４に対して傾斜（約−１３５度）していることとなる。
【００６７】
このように、本実施形態では、主給電ストリップ線路４に対して放射アンテナ素子１１ａが直に接続されるのではなく、副給電ストリップ線路１２ａ及びスタブ１３ａからなる整合ストリップ線路を介して放射アンテナ素子１１ａが接続されている。そのため、放射アンテナ素子１１ａにおける副給電ストリップ線路１２ａが接続される位置（給電点１４ａの位置）やスタブ１３ａの長さ、形状、接続位置等を適宜設計することで、インピーダンス整合をとりやすくなり、反射量を小さくすることができる。
【００６８】
また、整合ストリップ線路を備えていることから、この整合ストリップ線路によって（具体的にはスタブ１３ａの寸法等を適宜設計すること等によって）、主給電ストリップ線路４からアレー素子Ａ１ａへの結合量（アレー素子Ａ１ａからの放射量）をある程度制御することが可能となる。
【００６９】
アレー素子Ａ１ａを設計する上で決定すべき寸法パラメータとしては、図２に示すように、放射アンテナ素子１１ａの長さＬｅと幅Ｗｅ、スタブ１３ａの長さＬｓと幅Ｗｓ、副給電ストリップ線路１２ａにおける主給電ストリップ線路４からの延設部分である第１線路部の長さＬｋと屈曲後の第２線路部の幅Ｗｋ、放射アンテナ素子１１ａとスタブ１３ａの幅方向における配置間隔Ｐｓ、当該アレー素子Ａ１ａ全体の素子幅Ｗ（＝Ｗｅ＋Ｗｓ＋Ｐｓ）、放射アンテナ素子１１ａの中心点１５ａと放射アンテナ素子１１ａにおける給電点１４ａとの距離ｄ（放射アンテナ素子１１ａの長手方向における距離）がある。これら各寸法パラメータを適切に設計することで、結合量（放射量）、インピーダンス、反射特性、放射特性など、所望の特性を有するアレー素子を実現できる。
【００７０】
なお、主給電ストリップ線路４の第１側辺４ａに接続されている他の各アレー素子Ａ１ｂ，Ａ１ｃについても、図２に示したアレー素子Ａ１ａと同じ構成である。
また、第２側辺４ｂに接続されている各アレー素子Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃについても、素子の構成自体は図２に示したアレー素子Ａ１ａと同じである。但し、主給電ストリップ線路４に対する接続方向が異なる。即ち、第２側辺４ｂ側では、各アレー素子Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃの各副給電ストリップ線路２２ａ，２２ｂ，２２ｃが、主給電ストリップ線路４に対して約−１３５度の向きに傾斜して延設されている。
【００７１】
これは即ち、第２側辺４ｂ側の各アレー素子Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃにおける各放射アンテナ素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃの長手方向及び各スタブ２３ａ，２３ｂ，２３ｃの長手方向がいずれも、主給電ストリップ線路４の長手方向に対して約−１３５度の角度をなしているということである。
【００７２】
そのため、第１側辺４ａ側の各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃを含め、マイクロストリップアレーアンテナ１を構成する各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃは、各放射アンテナ素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ、及び各スタブ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃが、いずれも、その長手方向が平行（同一方向）となっている。
【００７３】
また、本実施形態のマイクロストリップアレーアンテナ１は、主給電ストリップ線路４の第１側辺４ａに接続された各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃの各放射アンテナ素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃの幅Ｗｅが、全て等しい幅ではなく、入力端側から徐々に大きな幅となるように形成されている。つまり、最も入力端に近い放射アンテナ素子１１ａの幅Ｗｅが最も小さく、最も終端側に近い放射アンテナ素子１１ｃの幅Ｗｅが最も大きい。
【００７４】
第２側辺４ｂ側に接続された各アレー素子Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃの各放射アンテナ素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃの幅Ｗｅについても同様であり、入力端から終端にかけてその幅Ｗｅが大きくなるように形成されている。
【００７５】
このように、主給電ストリップ線路４における接続位置によって放射アンテナ素子の幅Ｗｅを変えているのは、本実施形態では一例として各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃからの放射量が均一になるように設定されていることによる。
【００７６】
各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃからの放射量が均一になるためには、主給電ストリップ線路４を伝搬する電力が大きい入力端側のアレー素子ほど、その放射アンテナ素子の幅Ｗｅを小さくして結合量を小さくする必要がある。逆に、主給電ストリップ線路４を伝搬する電力が小さくなる終端側のアレー素子ほど、その放射アンテナ素子の幅Ｗｅを大きくして結合量を大きくする必要がある。
【００７７】
各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃからの放射量を均一とするのはあくまでも一例であり、マイクロストリップアレーアンテナ１に対して要求される諸仕様、特性等に応じて、各放射アンテナ素子の幅Ｗｅ、更にはアレー素子全体の幅Ｗを適宜設定すればよい。
【００７８】
即ち、マイクロストリップアレーアンテナ１に対して要求される指向特性等に応じて、各放射アンテナ素子において実現すべき励振振幅は予め定まるものである。そのため、各放射アンテナ素子の幅（アレー素子の幅）は、この励振振幅が実現されるよう、この励振振幅に対応した幅となるように設定されるのである。
【００７９】
（３）アレー素子の特性比較
次に、図２に示したアレー素子Ａ１ａの諸特性について、従来のマイクロストリップアレーアンテナ１００（図２０参照）を構成する放射アンテナ素子との比較例を、図３〜図５を用いて説明する。図３は結合量の比較例、図４は偏波特性の比較例、図５は反射・透過特性の比較例である。なお、図３〜図５において、「発明構造」とは、図２に示した、主給電ストリップ線路４にアレー素子Ａ１ａが接続された構造を意味し、「従来構造」とは、従来のマイクロストリップアレーアンテナ１００のように主給電ストリップ線路４に対して矩形状の放射アンテナ素子が直に接続された構造を意味する。
【００８０】
まず、結合量について図３に基づいて説明する。図３において横軸はアレー素子全体の素子幅Ｗ［mm］である。図３に示すように、全体として、発明構造の方が従来構造よりも大きな結合量が実現されており、例えば素子幅１が［mm］の場合、従来構造では２５．５４％であるのに対して発明構造では３４．５％もの結合量が得られる。
【００８１】
従来構造の場合、大きな結合量を得るためには素子幅を大きくしなければならず、例えば３０％の結合量を得るためには素子幅を１［mm］より大きくしなければならない。素子幅が大きくなると、その分、放射アンテナ素子の長手方向に流れる電流（主偏波成分）の他に、これと交差する方向に流れる電流（交差偏波成分）も増加し、その交差偏波の放射レベルが大きくなってしまう。そのため、この交差偏波の影響を考慮すると素子幅をあまり大きくすることはできず、従来構造の場合は実用的には２０％台の結合量までが限界であり、３０％以上の結合量が得られる放射アンテナ素子を構成するのは困難であった。
【００８２】
これに対し、発明構造の場合、例えば３０％の結合量を得るために必要な素子幅は約０．７［mm］と、従来構造に比べて非常に小さな素子幅で実現できる。つまり、素子幅を大きくしなくても大きな結合量を得ることができる。
【００８３】
次に、偏波特性について図４に基づいて説明する。この偏波特性は、水平面における、主偏波と交差偏波の双方の指向特性（相対振幅）を比較したものであり、発明構造と従来構造とで素子幅Ｗが同じ幅（例えば１［mm］）である場合の比較例である。なお、図４における横軸の角度は、主偏波方向を基準（０°）とする水平面角度である。
【００８４】
図４に示すように、主偏波については、発明構造及び従来構造の双方ともほぼ同等の特性となっている。これに対し、交差偏波については、全体として、発明構造の方が従来構造よりも低減されている。特に、メインビームである０°における交差偏波は、従来構造に比べて発明構造の方が大幅に低減されている。
【００８５】
これは即ち、放射アンテナ素子の幅Ｗｅについては従来構造よりも発明構造の方が小さく構成でき、幅が小さいほど主偏波方向に流れる電流以外の電流成分が小さくなるからである。つまり、発明構造では、従来構造よりも放射アンテナ素子の幅Ｗｅが小さくなりながらも、主偏波については従来と同等の特性を実現しつつ、交差偏波については従来よりも大幅な低減が実現されている。
【００８６】
次に、反射特性及び透過特性について、図５に基づいて説明する。図５は、反射特性（反射係数Ｓ１１）及び透過特性（透過係数Ｓ２１）の双方を比較したものであり、発明構造と従来構造とで素子幅Ｗが同じ幅（例えば１［mm］）である場合の比較例である。
【００８７】
図５に示すように、透過係数Ｓ２１については、発明構造及び従来構造の双方ともほぼ同等の特性となっており、平均的には発明構造の方が良い特性である。透過特性が良好ということは、換言すれば、損失が少ないということを意味するものであり、よって、発明構造は従来構造に対して同等或いはそれ以上の高効率が実現される。
【００８８】
一方、反射係数Ｓ１１については、動作周波数である７６．５ＧＨｚにおいて、発明構造の方が大きく低下している。即ち、動作周波数において、従来構造では−１６．１ｄＢだったのに対し、発明構造では−５０．４ｄＢにまで大幅に低減されている。
【００８９】
これは即ち、従来構造では主給電ストリップ線路に対して放射アンテナ素子が直に接続されていたのに対し、発明構造では、主給電ストリップ線路４に対して、整合ストリップ線路を介して放射アンテナ素子が接続されているからである。整合ストリップ線路を介して放射アンテナ素子を接続することで、インピーダンス整合を容易にとることができ、故に、反射量を大幅に低減することが可能となるのである。
【００９０】
（４）マイクロストリップアレーアンテナの指向性比較
次に、図１に示したマイクロストリップアレーアンテナ１の水平面指向性（相対振幅）について、従来のマイクロストリップアレーアンテナ１００との比較例を、図６に示す。なお、図６において、「発明構造のアレーアンテナアンテナ１」とは、図１に示したマイクロストリップアレーアンテナ１を意味し、「従来構造のアレーアンテナ１００」とは、図２０に示したマイクロストリップアレーアンテナ１００を意味する。
【００９１】
図６に示すように、発明構造のマイクロストリップアレーアンテナ１は、従来構造のマイクロストリップアレーアンテナ１００に対し、角度０°のメインローブはほぼ同等の特性を実現しつつ、サイドローブについては大きく低減されている。
【００９２】
これは、マイクロストリップアレーアンテナ１を構成する各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃの各々を、要求される特性が実現されるように厳密に設計、製作することができるからである。個々のアレー素子について、インピーダンス整合をとりつつしかも交差偏波を抑えつつ、結合量を厳密に制御できることで、マイクロストリップアレーアンテナ１全体として、所望の指向特性を高性能に実現することができるのである。
【００９３】
（５）素子寸法と特性との関係
次に、本実施形態のマイクロストリップアレーアンテナ１を構成する各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃにおける、寸法パラメータと特性との関係について、図７及び図８を用いて説明する。図７は、図２に示したアレー素子Ａ１ａにおける放射アンテナ素子１１ａの長さ（以下単に「素子長」ともいう）Ｌｅを変化させたときの、反射特性（反射係数Ｓ１１）の変化を示す図であり、図８は、同じくアレー素子Ａ１ａにおけるスタブ１３ａの長さ（以下単に「スタブ長」ともいう）Ｌｓを変化させたときの、反射特性（反射係数Ｓ１１）の変化を示す図である。
【００９４】
図７に示すように、素子長Ｌｅを変化させると、周波数に対するＳ１１の全体的な変化の傾向は同等であるものの、共振周波数が変化する。本例では、動作周波数（７６．５ＧＨｚ）に対する最適な素子長Ｌｅは、この７６．５ＧＨｚで共振する（即ちＳ１１が最も低くなる）１．２８［mm］であり、これより長くなると共振周波数が低い方へシフトし、これより短くなると共振周波数が高い方へシフトする。
【００９５】
一方、スタブ長Ｌｓを変化させると、図８に示すように、共振周波数が変化すると共に、Ｓ１１も全体的に増減する。即ち、本例では、動作周波数に対する最適なスタブ長Ｌｓは、この動作周波数で共振する０．６７［mm］であり、これより長くなると共振周波数が低い方へシフトすると共にＳ１１も全体的に上昇し、これより短くなると共振周波数が高い方へシフトすると共にＳ１１も全体的に上昇する。
【００９６】
（６）放射アンテナ素子とスタブの各電界放射エッジ線の相対関係
次に、本実施形態のマイクロストリップアレーアンテナ１を構成するアレー素子Ａ１ａにおける、スタブ長Ｌｓと特性との関係について、特に、スタブ１３ａの電界放射エッジ線と放射アンテナ素子１１ａの電界放射エッジ線との相対関係の違いによる特性の変化について、図９及び図１０を用いて説明する。
【００９７】
本実施形態のアレー素子Ａ１ａは、上述したように、放射アンテナ素子１１ａの素子長Ｌｅやスタブ１３ａのスタブ長Ｌｅによって特性が変化するが、これら両者の長さを、放射アンテナ素子１１ａの電界放射エッジ線１１０ａとスタブ１３ａの電界放射エッジ線１３０ａとが同一直線上に存在するように設定すると、結合量や反射特性等の各特性が良好になる。
【００９８】
図９及び図１０は、双方の電界放射エッジ線が同一直線上にあるときに最良の特性が得られるアレー素子Ａ１ａの構造において、スタブ長Ｌｓを変化させたときの、反射特性（図９）及び透過特性（図１０）を示すものである。図９及び図１０において、スタブ長Ｌｓの「最適値」とは、放射アンテナ素子とスタブの双方の電界放射エッジ線１１０ａ，１３０ａが同一直線上にあるときのスタブ長を意味する。
【００９９】
図９に示すように、スタブ長Ｌｓが最適値の場合は、動作周波数において共振し、反射係数Ｓ１１も最も小さくなる。そして、スタブ長Ｌｓがこの最適値から長くなると、共振周波数が低い方へシフトすると共にＳ１１も全体的に上昇する。また、スタブ長Ｌｓが最適値より短くなると、共振周波数が高い方へシフトすると共にＳ１１も全体的に上昇する。
【０１００】
一方、透過特性（透過係数Ｓ２１）については、図１０に示すように、スタブ長Ｌｓを変化させても、動作周波数においてそれほど大きな変化はなく、動作周波数より低い帯域において若干の違いが見られる程度である。
【０１０１】
（７）第１実施形態の効果
以上説明した本実施形態のマイクロストリップアレーアンテナ１によれば、主給電ストリップ線路４に対して放射アンテナ素子を直に接続するのではなく、整合ストリップ線路を介して放射アンテナ素子を接続するようにしているため、インピーダンス整合をとりやすくなり、各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃにおける反射量を低減することができる。
【０１０２】
また、整合ストリップ線路を備えていることから、各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃにおける結合量を、これらを構成する各放射アンテナ素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃの素子幅Ｗｅと整合ストリップ線路（主にスタブ長Ｌｓ）との双方によってある程度広範囲に制御することができる。そのため、放射アンテナ素子の素子幅Ｗｅを広くしなくても、整合ストリップ線路を適宜設計することで、アレー素子全体として大きな結合量を得ることができる。これは即ち、各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃからの不要な交差偏波成分を抑制しつつ、アレー素子毎に反射量を低減して所望の結合量を得ることができるということであり、これにより、全体として所望の指向性を実現でき、且つ効率の良い高性能のマイクロストリップアレーアンテナ１を提供することが可能となる。
【０１０３】
特に、本実施形態では、各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃが、矩形状の放射アンテナ素子の長辺側のうち、その中心と端部との間の所定の位置に副給電ストリップ線路が接続されているため、よりインピーダンス整合のとりやすい構造となっている。
【０１０４】
また、本実施形態では、各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃが、放射アンテナ素子とスタブの長手方向が平行となるように形成されており、これにより、放射アンテナ素子からの放射電界方向とスタブからの放射電界方向が一致する。そのため、本来は不要であるスタブからの放射成分を、放射アンテナ素子からの主偏波成分と共に有効利用でき、アレー素子全体としての放射効率を向上させることができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、マイクロストリップアレーアンテナ１を構成する各アレー素子Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃは、各放射アンテナ素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ、及び各スタブ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃが、いずれも、その長手方向が平行（同一方向）となっている。そのため、マイクロストリップアレーアンテナ１全体としての放射能力を向上させ、受信感度を向上させることができる。
【０１０６】
また、各放射アンテナ素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ、及び各スタブ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃはいずれも、主給電ストリップ線路４に対して約４５度（約−１３５度）の角度で傾斜して形成されているため、斜め４５度の方向を向いた偏波面を有するマイクロストリップアレーアンテナを実現することができる。
【０１０７】
［第２実施形態］
上記第１実施形態では、図１及び図２に示したような構成のマイクロストリップアレーアンテナ１について説明したが、これは本発明の実施の形態としての一例であって、例えば図１１に示すように構成することもできる。以下、図１１に示す本実施形態のマイクロストリップアレーアンテナ３０について説明する。
【０１０８】
（１）マイクロストリップアレーアンテナの構成
本実施形態のマイクロストリップアレーアンテナ３０は、図１１に示すように、主給電ストリップ線路４に対し、その両側辺に複数のアレー素子Ａ３ａ，Ａ３ｂ，Ａ３ｃ，Ａ４ａ，Ａ４ｂ，Ａ４ｃが接続されてなるものである。各側辺に接続されるアレー素子の数や接続間隔は、第１実施形態のマイクロストリップアレーアンテナ１と全く同じである。
【０１０９】
主給電ストリップ線路４の第１側辺４ａにおける最も入力端に近い位置に接続されたアレー素子Ａ３ａは、主給電ストリップ線路４に接続された副給電ストリップ線路３２ａと、この副給電ストリップ線路３２ａの終端に接続された矩形状の放射アンテナ素子３１ａと、副給電ストリップ線路３２ａにおける所定位置に接続されたスタブ３３ａとにより構成されている。
【０１１０】
他の各アレー素子Ａ３ｂ，Ａ３ｃ，Ａ４ａ，Ａ４ｂ，Ａ４ｃについても同様であり、第１側辺４ａにおける入力端から２番目の位置に接続されたアレー素子Ａ３ｂは、副給電ストリップ線路３２ｂと放射アンテナ素子３１ｂとスタブ３３ｂとにより構成され、第１側辺４ａにおける入力端から３番目の位置に接続されたアレー素子Ａ３ｃは、副給電ストリップ線路３２ｃと放射アンテナ素子３１ｃとスタブ３３ｃとにより構成され、第２側辺４ｂにおける最も入力端に近い位置に接続されたアレー素子Ａ４ａは、副給電ストリップ線路４２ａと放射アンテナ素子４１ａとスタブ４３ａとにより構成され、第２側辺４ｂにおける入力端から２番目の位置に接続されたアレー素子Ａ４ｂは、副給電ストリップ線路４２ｂと放射アンテナ素子４１ｂとスタブ４３ｂとにより構成され、第２側辺４ｂにおける入力端から３番目の位置に接続されたアレー素子Ａ４ｃは、副給電ストリップ線路４２ｃと放射アンテナ素子４１ｃとスタブ４３ｃとにより構成されている。
【０１１１】
（２）アレー素子の構成
各アレー素子Ａ３ａ，Ａ３ｂ，Ａ３ｃ，Ａ４ａ，Ａ４ｂ，Ａ４ｃは、主給電ストリップ線路４に対する接続方向が第１側辺４ａ側と第２側辺４ｂ側とで異なるものの、アレー素子自体の形状はいずれも同じである。そこで、各アレー素子Ａ３ａ，Ａ３ｂ，Ａ３ｃ，Ａ４ａ，Ａ４ｂ，Ａ４ｃの詳細構成について、第１側辺４ａにおける最も入力端に近い位置に接続されたアレー素子Ａ３ａの構成を例に挙げて、図１２に基づいて説明する。図１２は、このアレー素子Ａ３ａの詳細構成を表す平面図である。
【０１１２】
図１２に示すように、アレー素子Ａ３ａは、主給電ストリップ線路４から、この主給電ストリップ線路４の長手方向に対して約９０度の角度で延設された直線状の副給電ストリップ線路３２ａと、この副給電ストリップ線路３２ａの終端に接続された矩形状の放射アンテナ素子３１ａ（素子長Ｌｓ＝λｇ／２）と、副給電ストリップ線路３２ａにおける長手方向の所定位置からこの副給電ストリップ線路３２ａに対して約９０度の角度（即ち主給電ストリップ線路４に対しては平行）で延設されたスタブ３３ａとからなるものである。
【０１１３】
放射アンテナ素子３１ａは、長さＬｅが幅Ｗｅよりも長い矩形状に形成されたものであり、その長辺側における所定の給電点３４ａに副給電ストリップ線路３２ａが接続されている。この給電点３４ａは、放射アンテナ素子３１ａの長辺における、中心から端部の間における所定の位置に設定されている。
【０１１４】
また、放射アンテナ素子３１ａは、その長手方向がスタブ３３ａの長手方向と平行となるように配設されている。つまり、放射アンテナ素子１１ａ及びスタブ１３ａはいずれも、その長手方向が、主給電ストリップ線路４の長手方向と平行となっている。そのため、第１実施形態と同様、スタブ３３ａからの放射も有効な放射成分として有効利用される。
【０１１５】
更に、本実施形態のアレー素子Ａ３ａも、第１実施形態と同様、放射アンテナ素子３１ａの電界放射エッジ線３１０ａと、スタブ３３ａの電界放射エッジ線３３０ａとが、同一直線上に存在するように構成されている。
【０１１６】
このように構成された本実施形態のマイクロストリップアレーアンテナ３０におけるアレー素子Ａ３ａの反射特性及び透過特性の一例を、図１３に示す。図１３の特性は、アレー素子Ａ３ａの各寸法パラメータを適宜設計（例えば素子幅Ｗが１［mm］となるように設計）したときの、反射係数Ｓ１１及び透過係数Ｓ２１の周波数特性である。
【０１１７】
図５に示した第１実施形態の特性図と比較して明らかなように、第１実施形態に比べれば、反射係数Ｓ１１の最小値が−３１．７ｄＢと、若干性能の低下が認められるが、従来構造に比べれば非常に良好な反射特性が実現されている。透過特性については第１実施形態とほぼ同等である。
【０１１８】
第１側辺４ａに接続されている他の各アレー素子Ａ３ｂ，Ａ３ｃ、及び第２側辺４ｂに接続されている各アレー素子Ａ４ａ，Ａ４ｂ，Ａ４ｃについても、図１２に示したアレー素子Ａ３ａと同じ構成である。
【０１１９】
このような構成により、マイクロストリップアレーアンテナ３０を構成する各アレー素子Ａ３ａ，Ａ３ｂ，Ａ３ｃ，Ａ４ａ，Ａ４ｂ，Ａ４ｃは、各放射アンテナ素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ、及び各スタブ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃが、いずれも、その長手方向が互いに平行（同一方向）となっている。
【０１２０】
（３）素子寸法と特性との関係
次に、本実施形態のマイクロストリップアレーアンテナ３０を構成する各アレー素子Ａ３ａ，Ａ３ｂ，Ａ３ｃ，Ａ４ａ，Ａ４ｂ，Ａ４ｃにおける、寸法パラメータと特性との関係について、図１４〜図１６を用いて説明する。図１４は、図１２に示したアレー素子Ａ３ａにおける放射アンテナ素子３１ａの素子長Ｌｅを変化させたときの、反射特性（反射係数Ｓ１１）の変化を示す図であり、図１５は、同じくアレー素子Ａ３ａにおけるスタブ３３ａのスタブ長Ｌｓを変化させたときの、反射特性（反射係数Ｓ１１）の変化を示す図であり、図１６は、同じくアレー素子Ａ３ａにおける、放射アンテナ素子３１ａとスタブ３３ａとの間隔Ｐｓを変化させたときの、反射特性（反射係数Ｓ１１）の変化を示す図である。
【０１２１】
図１４に示すように、素子長Ｌｅを変化させると、共振周波数が変化すると共にＳ１１も全体的に増減する。本例では、動作周波数（７６．５ＧＨｚ）に対する最適な素子長Ｌｅは、この７６．５ＧＨｚで共振する（即ちＳ１１が最も低くなる）１．２９［mm］であり、これより長くなると共振周波数が低い方へシフトすると共にＳ１１の値も上昇する。１．２９［mm］より長くなると、Ｓ１１だけをみればより小さくなっているものの、共振周波数は高い方へとシフトしている。
【０１２２】
一方、スタブ長Ｌｓを変化させた場合も、図１５に示すように、共振周波数が変化すると共にＳ１１も全体的に増減する。即ち、本例では、動作周波数に対する最適なスタブ長Ｌｓは、この動作周波数で共振する０．７３［mm］であり、これより短くなると共振周波数が高い方へシフトすると共にＳ１１も全体的に上昇する。０．７３［mm］より長くなると、Ｓ１１だけをみればより小さくなっているものの、共振周波数は低い方へとシフトしている。
【０１２３】
放射アンテナ素子３１ａとスタブ３３ａの間隔Ｐｓを変化させると、図１６に示すように、共振周波数についてはほとんど変化がみられないものの、Ｓ１１の最小値は変化する。そのため図１６においては、Ｓ１１が最小となるときのＰｓ＝０．１［mm］が最適値といえる。
【０１２４】
（４）第２実施形態の効果
以上説明した本実施形態のマイクロストリップアレーアンテナ３０によっても、主給電ストリップ線路４に対して放射アンテナ素子を直に接続するのではなく、整合ストリップ線路を介して放射アンテナ素子を接続するようにしているため、インピーダンス整合をとりやすくなり、各アレー素子Ａ３ａ，Ａ３ｂ，Ａ３ｃ，Ａ４ａ，Ａ４ｂ，Ａ４ｃにおける反射量を低減することができる。
【０１２５】
また、整合ストリップ線路を備えていることから、結合量の制御を、素子幅Ｗｅと整合ストリップ線路（主にスタブ長Ｌｓ）との双方によって行うことができるため、放射アンテナ素子の素子幅Ｗｅを広くしなくても、整合ストリップ線路を適宜設計することで、アレー素子全体として大きな結合量を得ることができる。そしてこのように素子幅Ｗｅを広くする必要がなくなることから、不要な交差偏波成分を抑制しつつ、アレー素子毎に反射量を低減して所望の結合量を得ることができる。
【０１２６】
また、本実施形態でも、各アレー素子Ａ３ａ，Ａ３ｂ，Ａ３ｃ，Ａ４ａ，Ａ４ｂ，Ａ４ｃが、放射アンテナ素子とスタブの長手方向が平行となるように形成されており、これにより、放射アンテナ素子からの放射電界方向とスタブからの放射電界方向が一致する。そのため、本来は不要であるスタブからの放射成分を、放射アンテナ素子からの主偏波成分と共に有効利用でき、アレー素子全体としての放射効率を向上させることができる。
【０１２７】
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
【０１２８】
上記第１実施形態及び第２実施形態では、図１及び図１１に示した構成のマイクロストリップアレーアンテナ１，３０についてそれぞれ説明したが、これは本発明の実施の形態としての一例であって、主給電ストリップ線路４に接続するアレー素子の構成は、主給電ストリップ線路４に接続された副給電ストリップ線路と、これに接続された矩形状の放射アンテナ素子と、副給電ストリップ線路に接続されたスタブとを備えたものである限り、種々の構成をとることができる。
【０１２９】
例えば、図１７に示すようなマイクロストリップアレーアンテナ５０を構成してもよい。図１７に示すマイクロストリップアレーアンテナ５０は、主給電ストリップ線路４に対し、その両側辺に複数のアレー素子Ａ５ａ，Ａ５ｂ，Ａ５ｃ，Ａ６ａ，Ａ６ｂ，Ａ６ｃが接続されてなるものである。各側辺に接続されるアレー素子の数や接続間隔は、第１実施形態のマイクロストリップアレーアンテナ１と全く同じである。  各アレー素子Ａ５ａ，Ａ５ｂ，Ａ５ｃ，Ａ６ａ，Ａ６ｂ，Ａ６ｃはいずれも、基本的な形状は同じであるため、代表として主給電ストリップ線路４の第１側辺４ａにおける最も入力端に近い位置に接続されたアレー素子Ａ５ａについて、その形状を説明する。
【０１３０】
このアレー素子Ａ５ａは、主給電ストリップ線路４から、この主給電ストリップ線路４の長手方向に対して約９０度の角度で延設された略Ｌ字型の副給電ストリップ線路５２ａと、この副給電ストリップ線路５２ａの終端に接続された矩形状の放射アンテナ素子５１ａ（素子長Ｌｓ＝λｇ／２）と、副給電ストリップ線路５２ａにおける屈曲部から主給電ストリップ線路４と直交する方向に延設されたスタブ５３ａとからなるものである。放射アンテナ素子５１ａとスタブ５３ａはその長手方向が平行である。
【０１３１】
このように構成された図１７のマイクロストリップアレーアンテナ５０によっても、第１実施形態や第２実施形態と同様、不要な交差偏波成分を抑制しつつ、アレー素子毎に反射量を低減して所望の結合量を得ることができる。
【０１３２】
また、上記各実施形態では、主給電ストリップ線路４の両側辺にそれぞれ複数のアレー素子を接続配列した構成のマイクロストリップアレーアンテナを示したが、主給電ストリップ線路４の両側辺のうち例えば第１側辺４ａのみ、或いは第２側辺４ｂのみに複数のアレー素子を接続配列するようにしてもよい。
【０１３３】
また、主給電ストリップ線路４の両側辺にそれぞれアレー素子を接続する構成においては、必ずしも、両側辺それぞれに複数のアレー素子を接続する必要はなく、例えば図１８（ｂ）に例示したように、両側辺それぞれにアレー素子を１つずつ接続した構成としてもよい。また、主給電ストリップ線路４の両側辺にそれぞれアレー素子を接続する構成において、各側辺に接続するアレー素子の数は同数としてもよいし異なる数としてもよい。
【０１３４】
つまり、主給電ストリップ線路４に接続するアレー素子の数や、どの側辺に接続するか等については、要求される指向特性などに応じて適宜決めればよい。
但し、所定の方向以外への放射がより抑制された指向特性を得たい場合は、主給電ストリップ線路４の一方の側辺にのみアレー素子を接続する構成よりも、両側辺にアレー素子を接続する構成の方がよい。このことについて、図１８及び図１９を用いて説明する。
【０１３５】
図１８（ａ）は、主給電ストリップ線路４の一方の側辺にのみ１つのアレー素子Ａ１ａが接続されてなる１素子アンテナ７０を示し、同図（ｂ）は、主給電ストリップ線路４の両側辺にそれぞれ１つずつアレー素子Ａ１ａ、Ａ２ａが接続されてなる２素子アレーアンテナ８０を示す。
【０１３６】
そして、これら各アンテナ７０，８０の水平面指向特性（相対振幅）を、図１９に示す。図１９に示すように、メインビーム方向（０°）の相対振幅は各アンテナ７０，８０ともに同レベルであるが、その両側の範囲については、１素子アンテナ７０よりも２素子アレーアンテナ８０の方がより良い特性となっている。このように、特定の方向以外の放射成分をより低く抑えるためには、主給電ストリップ線路４の両側辺にアレー素子を接続する構成の方が適している。
【０１３７】
また、放射アンテナ素子の長さや、主給電ストリップ線路の側辺における各アレー素子の間隔は、管内波長λｇとの関係においてマイクロストリップアレーアンテナ全体の特性によって決定されるものであるため、上述した長さのｎ倍（ｎは整数）も使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】第１実施形態のマイクロストリップアレーアンテナの構成を表す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図２】第１実施形態のマイクロストリップアレーアンテナを構成するアレー素子の詳細構成を表す平面図である。
【図３】第１実施形態のアレー素子（発明構造）と従来の放射アンテナ素子（従来構造）の、結合量の比較例を示す図である。
【図４】第１実施形態のアレー素子（発明構造）と従来の放射アンテナ素子（従来構造）の、偏波特性の比較例を示す図である。
【図５】第１実施形態のアレー素子（発明構造）と従来の放射アンテナ素子（従来構造）の、反射特性及び透過特性の比較例を示す図である。
【図６】第１実施形態のマイクロストリップアレーアンテナと従来のマイクロストリップアレーアンテナの、水平面指向性の比較例を示す図である。
【図７】第１実施形態のマイクロストリップアレーアンテナを構成するアレー素子における、放射アンテナ素子の長さＬｅと反射特性との関係を示す図である。
【図８】第１実施形態のマイクロストリップアレーアンテナを構成するアレー素子における、スタブの長さＬｓと反射特性との関係を示す図である。
【図９】第１実施形態のマイクロストリップアレーアンテナを構成するアレー素子における、放射アンテナ素子とスタブの双方の電界放射エッジ線の相対関係と反射特性との関係を示す図である。
【図１０】第１実施形態のマイクロストリップアレーアンテナを構成するアレー素子における、放射アンテナ素子とスタブの双方の電界放射エッジ線の相対関係と透過特性との関係を示す図である。
【図１１】第２実施形態のマイクロストリップアレーアンテナの構成（導体ストリップの部分のみ）を表す平面図である。
【図１２】第２実施形態のマイクロストリップアレーアンテナを構成するアレー素子の詳細構成を表す平面図である。
【図１３】第２実施形態のマイクロストリップアレーアンテナを構成するアレー素子における、反射特性及び透過特性を示す図である。
【図１４】第２実施形態のマイクロストリップアレーアンテナを構成するアレー素子における、放射アンテナ素子の長さＬｅと反射特性との関係を示す図である。
【図１５】第２実施形態のマイクロストリップアレーアンテナを構成するアレー素子における、スタブの長さＬｓと反射特性との関係を示す図である。
【図１６】第２実施形態のマイクロストリップアレーアンテナを構成するアレー素子における、放射アンテナ素子とスタブの間隔Ｐｓと反射特性との関係を示す図である。
【図１７】マイクロストリップアレーアンテナの他の構成例（導体ストリップの部分のみ）を表す平面図である。
【図１８】主給電ストリップ線路に対するアレー素子の接続形態を説明する図であり、（ａ）は主給電ストリップ線路の一方の側辺に１つのアレー素子が接続された場合を示し、（ｂ）は主給電ストリップ線路の両側辺にそれぞれ１つのアレー素子が接続された場合を示す。
【図１９】図１８の（ａ）、（ｂ）それぞれの構成における水平面指向性を示す図である。
【図２０】従来のマイクロストリップアレーアンテナの構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１３９】
１，３０，５０，１００・・・マイクロストリップアレーアンテナ、２・・・誘電体基板、３・・・接地板、４・・・主給電ストリップ線路、４ａ・・・第１側辺、４ｂ・・・第２側辺、５・・・整合終端素子、１１ａ〜１１ｃ，２１ａ〜２１ｃ，３１ａ〜３１ｃ，４１ａ〜４１ｃ，５１ａ〜５１ｃ，６１ａ〜６１ｃ・・・放射アンテナ素子、１２ａ〜１２ｃ，２２ａ〜２２ｃ，３２ａ〜３２ｃ，４２ａ〜４２ｃ，５２ａ〜５２ｃ，６２ａ〜６２ｃ・・・副給電ストリップ線路、１３ａ〜１３ｃ，２３ａ〜２３ｃ，３３ａ〜３３ｃ，４３ａ〜４３ｃ，５３ａ〜５３ｃ，６３ａ〜６３ｃ・・・スタブ、１４ａ，３４ａ・・・給電点、１５ａ，３５ａ・・・中心点、７０・・・１素子アンテナ、８０・・・２素子アレーアンテナ、１１０ａ，１３０ａ，３１０ａ，３３０ａ・・・電界放射エッジ線
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１９】
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【図１】
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【図２】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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