(57)【要約】【課題】本発明は、低損失、低比重、加工容易、高環境耐性でなおかつ安価な誘電体材料を用いて、所望のビームパターンを形成することができる誘電体アンテナを提供する。【解決手段】本発明の誘電体アンテナは、所定の方向に所定の周波数の電波を放射するアンテナ素子１と、アンテナ素子１から放射される電波の電波放射面前方に設けられ、電波の放射方向に対して垂直な方向に延在する複数の誘電体層３を有し、複数の誘電体層３を電波の放射方向に対して所定の間隔で配置したものである。これにより、複数の誘電体層３を配置した空間に所望の誘電率の誘電体材料を配置したのと同様の効果が得られる。【選択図】図１
2010157865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に所定の周波数の電波を放射するアンテナ素子と、
前記アンテナ素子から放射される電波の電波放射面前方に設けられ、電波の放射方向に対して垂直な方向に延在する誘電体層を複数有し、
前記複数の誘電体層は、前記電波の放射方向に対して所定の間隔を有するよう配置されていることを特徴とする誘電体アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載の誘電体アンテナにおいて、
前記誘電体層は、板状の誘電体であることを特徴とする誘電体アンテナ。
【請求項３】
所定の方向に所定の周波数の電波を放射するアンテナ素子と、
前記アンテナ素子から放射される電波の電波放射面前方に設けられ、前記電波の放射方向に延びるメアンダ形状の誘電体とを有し、
前記メアンダ形状の誘電体は、電波の放射方向に対して垂直な方向に延在する複数の誘電体層の、隣り合う誘電体層同士が互いに接続されたものであり、
前記複数の誘電体層は、電波の放射方向に対して所定の間隔を有するよう配置されていることを特徴とする誘電体アンテナ。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の誘電体アンテナにおいて、
前記所定の間隔は、前記アンテナ素子から放射される電波の１／４波長以下の間隔であることを特徴とする誘電体アンテナ。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の誘電体アンテナにおいて、
誘電体材料で形成されたアンテナケースをさらに備え、
前記複数の誘電体層と前記アンテナケースとにより、前記アンテナ素子から放射される電波のビームフォーミングを行うことを特徴とする誘電体アンテナ。
【請求項６】
請求項５に記載の誘電体アンテナにおいて、
前記アンテナケースの、電波の放射方向に略平行な面に突起を設けたことを特徴とする誘電体アンテナ。
【請求項７】
請求項５に記載の誘電体アンテナにおいて、
前記アンテナケースの内側であって、前記アンテナ素子から放射された電波が垂直に交わる前記アンテナケースの面と略平行で、且つ該アンテナケースの面と略１／４波長離れた位置に、誘電体板を設けたことを特徴とする誘電体アンテナ。
【請求項８】
請求項１から７の何れかに記載の誘電体アンテナにおいて、
前記複数の誘電体層を支持する支持部材を備えることを特徴とする誘電体アンテナ。
【請求項９】
所定の方向に所定の周波数の電波を放射するアンテナ素子と、
前記アンテナ素子の電波放射面前方に誘電体を配置した誘電体領域とからなり、
前記誘電体は、前記アンテナ素子から放射される電波の１／４波長以下の間隔で配置されており、
前記アンテナから放射される電波に対して作用する、前記誘電体領域の実効的な誘電率は、前記誘電体領域に配置された誘電体の誘電率と前記誘電体領域における誘電体の体積に基づいて決定されることを特徴とする誘電体アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の指向特性を得るために、アンテナの電波放射方向前方に誘電体を配置した誘電体アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナの薄型化・小型化技術として、アンテナの電波放射方向前方に誘電体材料を配置して電波の位相を調整することでビームを形成する方法が一般的に知られている。
【０００３】
その一例として、例えば、特許文献１に記載のアンテナがある。特許文献１に記載のアンテナは、特許文献１の図７に示されているように電波の放射方向に延在する複数の誘電体層２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅを配置し、その最外層である誘電体層２０ａ、２０ｅがアンテナから放射される電波の半波長以上の間隔を置いて設けられている。特許文献１に記載のアンテナは、アンテナ素子から放射された電波を誘電体層２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅでビームフォーミングし、所望の指向特性を得るとともに、従来のホーン等を用いたアンテナに比べてアンテナ高さの低減を実現している。
【特許文献１】特許第３６３４３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、誘電体アンテナを設計する場合、所望のビームパターンを形成するために、最適な誘電率の誘電体材料を選択する必要があるとともに、アンテナの使用条件に応じたアンテナ材料の仕様要求を満たすことが必要となる。
【０００５】
特に、レーダ装置に使用されるアンテナには、少なくとも利得が高いこと、重量が軽いこと、製造（加工）が容易であること、環境耐性が高いことが求められる。しかし、これらの条件を高いレベルで充足する誘電体材料は、非常に少なく、コスト高の要因の一つとなっていた。
【０００６】
また、特許文献１に記載のアンテナは、複数の誘電体層２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅを互いに所定の間隔を置いて配置する必要があるため、誘電体層２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ間に支持部材が必要となり、生産効率が悪いなど、製作上の課題も存在する。
【０００７】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、低損失、低比重、加工容易、高環境耐性で、かつ安価な誘電体材料を用いて、所望のビームパターンを形成することができる誘電体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及び発明の効果】
【０００８】
本発明の誘電体アンテナは、所定の方向に所定の周波数の電波を放射するアンテナ素子と、前記アンテナ素子の電波放射面前方に設けられた誘電体とからなり、アンテナ素子から放射された電波を誘電体でビームフォーミングして所望の指向特性を得る誘電体アンテナに関するものであり、アンテナ素子から放射される電波の電波放射面前方に、電波の放射方向に対して垂直な方向に延在する複数の誘電体層を設け、当該誘電体層を電波の放射方向に対して所定の間隔で配置したことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、アンテナ素子の前方に配置する誘電体層の間隔や形状を最適化することにより、複数の誘電体層を配置した空間に所望の誘電率を与えることができ、アンテナ素子から放射される電波に所望の指向性を与えることが可能になる。つまり、本発明によれば、実際にアンテナ素子前方に配置した誘電体層の誘電率とは異なる実効的な誘電率をアンテナ素子前方の複数の誘電体層を配置した空間に与えることができる。そのため、本発明の誘電体アンテナでは、アンテナ素子前方に配置する誘電体層材料を、誘電損失や比重、コストなどの要求仕様の面から選択することができ、誘電体材料を選択する際の自由度が格段によくなる。
【００１０】
本発明の誘電体層を配置する間隔は、アンテナ素子から放射される電波の１／４波長以下の長さであればよい。複数の誘電体層をアンテナ素子から放射される電波の１／４波長以下の間隔で配置することにより、複数の誘電体層と誘電体層の間の間隙（空気層）との体積比に応じて複数の誘電体層を配置した空間の実効的な誘電率を変化させることができる。
【００１１】
また、アンテナ素子前方に設けた複数の誘電体層を固定することを目的として、誘電体層を支持する支持部材を設けてもよい。なお、この場合は支持部材として空気層に近い誘電率の材料を選択することが望ましい。
【００１２】
また、アンテナ素子の前方に配置される誘電体層は、アンテナ素子からみて、電波の放射方向に複数の誘電体層が形成されていれば足りるため、例えば、板状の誘電体を並べて配置するほか、メアンダ形状の誘電体をアンテナ素子の前方に配置してもよい。
【００１３】
また、本発明の誘電体アンテナのアンテナ素子及び誘電体層を保護することを目的としてアンテナケースを設けてもよい。この場合、アンテナケース自体が誘電体材料としてアンテナ素子から放射される電波に作用することを考慮し、アンテナケースとともに、アンテナ素子前方に配置する複数の誘電体層の形状や間隔を併せて設計することが必要である。
【００１４】
また、アンテナケースの電波の放射方向に略平行な面に突起を設けてもよく、この場合、アンテナケース付きの誘電体アンテナの指向特性をより改善することが可能になる。また、アンテナケースの内側に、さらに誘電体板を設けてもよく、誘電体板を、アンテナ素子から放射された電波が垂直に交わるアンテナケースの面と略平行で、且つ該アンテナケースの面と１／４波長離れた位置に配置することでアンテナケースで反射する電波の影響を抑制することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１による誘電体アンテナについて説明する。
図１は、本発明の実施の形態１による誘電体アンテナの構造を示す断面図である。
図１に示すように本発明の実施の形態１による誘電体アンテナは、アンテナ素子１と、アンテナケース２と、複数の誘電体層３とからなる。なお、ここでは複数の誘電体層３が配置された領域を誘電体領域４とよぶ。
【００１６】
アンテナ素子１は、所定の方向に所定の周波数の電波を放射する輻射器として機能する。なお、図１に示すアンテナ素子１は導波管型のスロットアレイアンテナであり、導波管に設けられたスロットから図示右方向に電波を放射する。
【００１７】
アンテナケース２は、アンテナ素子１及び複数の誘電体層３を覆うケースである。アンテナケース２はアンテナ素子１から放射される電波に対して影響を与えるため、アンテナケース２は低損失であるとともに、アンテナ素子１から放射される電波の指向特性への影響を考慮して、後述する複数の誘電体層３とともにアンテナケース２の誘電率や形状が設計される。
【００１８】
また、一般に、レーダ装置で使用されるアンテナは所定方向に指向性を有し、該アンテナを水平方向に回転させながら信号の送受信を繰り返して全周方向の探索信号を得ている。レーダ装置のアンテナは屋外で使用されることから、アンテナケース２には風による抵抗の低減や、雨雪からアンテナ素子１を守るなどの役割が求められる。そのため、アンテナケース２には、加工が容易で環境耐性の高く、誘電損失が比較的低いＡＥＳ樹脂などの材料が用いられる。
【００１９】
誘電体領域４は、電波の放射方向に垂直な方向に延在する複数の誘電体層３が設けられた領域であり、アンテナ素子１から放射される電波の電波放射面前方に配置されている。誘電体領域４はアンテナ素子１から放射される電波に作用してアンテナ素子１から放射される電波の指向性を制御する。前述のアンテナケース２とこの誘電体領域４を最適設計することにより、アンテナ素子１から放射される電波のビームフォーミングを実現し、誘電体アンテナは所望の指向特性を得ている。
【００２０】
誘電体領域４を構成する誘電体層３は、それぞれが電波の放射方向に対して垂直な方向に延在する板状の誘電体であり、電波の放射方向に対して所定の間隔で配置されている。この層状に形成された誘電体層３と誘電体層３の間に形成される間隙（空気層）とは一体となってアンテナ素子１から放射される電波に作用し、所望のビームパターンを形成する。
【００２１】
誘電体層３を配置する所定の間隔は、アンテナ素子から放射される電波に対して隣り合う誘電体層３が別個独立ではなく、相互に作用しあえる程度の間隔である。そのため、誘電体層３を配置する所定の間隔は、少なくともアンテナ素子１から放射される電波の１／４波長以下にすることが望ましい。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態１による誘電体アンテナの変形例を示す断面図である。図２に示すように、誘電体層３の固定用として複数の誘電体層３を支える支持部材５を配置してもよい。なお、支持部材５はアンテナ素子１から放射される電波の指向性に影響を与えない誘電率を有する材料のものであればよく、空気に近い誘電率の誘電体材料を選択すればよい。
【００２３】
次に、アンテナ素子１から放射された電波に与える誘電体領域４の作用について図３及び図４を用いて具体的に説明する。
図３は図４に示すシミュレーションで比較した誘電体アンテナの構成を説明するための概念図である。図３（ａ）は本発明の実施の形態１による誘電体アンテナを示し、図３（ｂ）は従来の誘電体アンテナを示す。
【００２４】
図３（ａ）に示す本発明の誘電体アンテナは、誘電体として誘電率２．３のポリプロピレン（ＰＰ）を用い、複数の板状の誘電体層３が配置された空間（誘電体領域４）における誘電体と空気の体積比が１：１となるように、複数の誘電体層をそれぞれアンテナ素子1から放射される電波の１／４波長以下の間隔となるよう配置した。
【００２５】
一方で、図３（ｂ）に示す従来の誘電体アンテナは、図３（ａ）に示す本発明の誘電体アンテナの複数の誘電体層３が配置された空間（誘電体領域４）に、誘電率１．６５の誘電体を配置した誘電体アンテナである。
【００２６】
図４は、図３に示す誘電体アンテナの垂直偏波と水平偏波の指向性を示すシミュレーション結果を示す図である。図４に示すように、図３（ａ）、図３（ｂ）に示した誘電体アンテナの指向特性は略同一となる。
【００２７】
つまり、発泡誘電体のように空気と誘電体とを均一に分布させない場合でも、誘電体層３を所定の間隔で配置することにより、複数の誘電体層３を配置した誘電体領域４の実効的な誘電率を変化させることができる。この誘電体領域４の実効的な誘電率は、複数の誘電体層３と誘電体層３の間の間隙（空気層）との体積比に応じて変化させることができる。
【００２８】
ここで誘電体領域４の実効的な誘電率の求め方について説明する。
実効誘電率εｒ'は、誘電体と空気の体積比を１：ｘとすると、空気の誘電率が１であることから数１により求めることができる。
【数１】
2010157865.tif 000003
【００２９】
そのため、設計上必要な実効誘電率と使用する誘電体の誘電率εrが決まれば、数２より誘電体と空気の体積比ｘを求めることができる。
【数２】
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ただし、誘電体領域４に配置する複数の誘電体層４の間隔は、アンテナ素子1から放射される電波の１／４波長以下にする必要がある。
【００３０】
以下に、この隣り合う誘電体層４の間隔について図５及び図６を用いて具体的に説明する。
図５は図６に示すシミュレーションで比較した誘電体アンテナの構成を説明するための概念図である。図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）は、何れも略同一の誘電体領域４に誘電率５の誘電体層３を配置したものであり、誘電体領域４における各誘電体層３の間隔をそれぞれ、アンテナ素子１から放射される電波の０．１６λ、１／４λ、１／３λにしている。なお、誘電体層の厚みは、前述の数１及び数２に基づいて誘電体領域４の実効的な誘電率が略同一になるようにしている。
【００３１】
図６は図５に示す誘電体アンテナの垂直偏波と水平偏波の指向性を示すシミュレーション結果を示す図である。図６に示すように、誘電体層３の間隔が０．１６λと１／４λの場合には略同一の指向特性が得られているのに対し、誘電体層３の間隔が１／３λの場合には異なる指向特性となってしまう。
【００３２】
このように、誘電体層３の間隔を疎にしすぎると、複数の誘電体層３が配置された誘電体領域４がアンテナ素子１から放射される電波に一体として作用しなくなり、誘電体領域４に配置された誘電体層３と誘電体層３間の間隙（空気層）とが個別にアンテナ素子１から放射される電波に作用してしまう。
【００３３】
そのため、誘電体層３を配置する所定の間隔は、アンテナ素子から放射される電波に対して相互に作用し合う間隔であることが必要であり、その間隔はアンテナ素子１から放射される電波の１／４λ以下であることが望ましい。
【００３４】
なお、本実施の形態１では誘電体領域４に板状の誘電体層３を複数設けた例について説明したが、誘電体領域４に配置された誘電体層３の形状及び間隔を調整することにより、誘電体領域４の実効的な誘電率を自由に変化させることが可能である。
【００３５】
例えば、図７に示すように、アンテナ素子１からの電波の放射方向に対して、誘電体領域４における誘電体層３の間隔を中心部分は密に、外側部分は疎にすることにより、誘電体領域４における実効的な誘電率を中心部分から外側にかけて高誘電率から低誘電率に変化させることも可能になる。
【００３６】
また、図８に示すように、板状の誘電体層３の形状を、アンテナ素子１からの電波の放射方向に対して中心部分を厚く、外側部分を薄くすることによっても、誘電体領域４における実効的な誘電率を中心部分から外側にかけて高誘電率から低誘電率に変化させることが可能になる。
【００３７】
このように、本発明の誘電体アンテナによれば、誘電体層３の形状及び間隔を調整することにより、所望の誘電率の誘電体を誘電体領域４に設けたのと同様の効果を得ることができる。
【００３８】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２による誘電体アンテナについて説明する。
図９は、本発明の実施の形態２による誘電体アンテナを示す断面図である。なお、本発明の実施の形態２による誘電体アンテナは、前述した本発明の実施の形態１の複数の誘電体層３に代えて、メアンダ形状の誘電体７を配置した点において、前述した本発明の実施の形態１による誘電体アンテナと相違する。そのため、前述した本発明の実施の形態１による誘電体アンテナと同一の構成要素については同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００３９】
誘電体７は、アンテナ素子１から放射される電波の電波放射面前方に設けられており、アンテナ素子１から放射される電波の放射方向に延びるメアンダ形状の誘電体である。
【００４０】
このメアンダ形状の誘電体７は、本発明の実施の形態１で説明した誘電体層３の端部を互いに接続したものであり、電波の放射方向に対して垂直な方向に延在する複数の層状誘電体７１が電波の放射方向に対して所定の間隔で配置されている。
【００４１】
このメアンダ形状の誘電体７は、前述の実施の形態１による誘電体アンテナと同様に、電波の放射方向に対して垂直な方向に延在する複数の層状誘電体７１と層状誘電体７１間に形成される間隙とが一体となって、アンテナ素子１から放射される電波に作用し、所望のビームパターンを形成する。なお、層状誘電体７１を配置する所定の間隔は、前述の実施の形態1による誘電体アンテナと同様に、少なくともアンテナ素子１から放射される電波の１／４波長以下の間隔にすることが望ましい。
【００４２】
このようなメアンダ形状の誘電体７は、前述の実施の形態１と同様に、メアンダ形状を構成する誘電体の厚みや間隔を調整することにより、誘電体７を配置した空間に所望の誘電率の誘電体を配置したのと同様の効果を得ることができる。
【００４３】
また、メアンダ形状の誘電体７は、押し出し成型等により簡易に製造することができる。そのため、前述の実施の形態１で説明した誘電体アンテナのように板状の誘電体層３を並べて配置する場合に比べて、各誘電体層３間の位置決めが容易であり、複数の誘電体層３を個別に支持する支持部材も不要となる。また、メアンダ形状の誘電体７は安価に製造可能であり、製作誤差も小さいといったメリットもある。
【００４４】
図１０は、本発明の実施の形態２による誘電体アンテナの変形例を示す断面図である。
例えば、メアンダ形状の誘電体７の固定用として、図１０（ａ）に示すように、メアンダ形状の誘電体７の上下方向からメアンダ形状の誘電体７を支える支持部材５を配置するようにしてもよい。この支持部材５はアンテナ素子１から放射される電波の指向特性に影響を与えない誘電率を有する材料のものであればよく、空気に近い低誘電率の誘電体材料を選択すればよい。
【００４５】
また、図１０（ｂ）に示すようにメアンダ形状の誘電体７の一部を延在させて支持部材７２を形成し、該支持部材７２とアンテナケース２と接続することにより、アンテナケースにメアンダ形状の誘電体７を固定するようにしてもよい。また、図１０（ｃ）に示すように複数のメアンダ形状の誘電体７ａ、７ｂ、７ｃを上下方向に層状に形成し、相互にメアンダ形状の誘電体７ａ、７ｂ、７ｃ同士が支え合うような構造をとっても良い。
【００４６】
次に、本発明の実施の形態２による誘電体アンテナの効果について図１１及び図１２を用いて説明する。
図１１は図１２に示すシミュレーションで比較した誘電体アンテナの構成を説明するための概念図である。
【００４７】
図１１（ａ）に示すメアンダ構造の誘電体７は、誘電率２．３のポリプロピレン（ＰＰ）により形成されており、その形状はＡ＝７０ｍｍ、Ｂ＝１４ｍｍ、Ｃ＝Ｄ＝２ｍｍとした。また、図１１（ｂ）に示す誘電体層８は、誘電率２．３のポリプロピレン（ＰＰ）を１層設けたものであり、その形状はＥ＝７０ｍｍ、Ｆ＝６ｍｍとした。また、図１１（ｃ）に示す誘電体層９は、誘電率２．３のポリプロピレン（ＰＰ）を３層設けたものであり、その形状はＧ＝７０ｍｍ、Ｈ＝３ｍｍとし、各誘電体層９の間隔Ｉをそれぞれ３ｍｍとした。
【００４８】
図１２は、図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）に示す誘電体アンテナの垂直偏波と水平偏波の指向性を示すシミュレーション結果である。なお、シミュレーションではアンテナ素子１から９．４ＧＨｚの電波を発生させ、アンテナから放射される電波の指向特性を測定した。なお、アンテナケース２は何れも２ｍｍの板厚からなるＡＥＳ樹脂を用いた。
表１は図１１に示すシミュレーション結果の主要特性を纏めたものである。
【表１】
2010157865.tif 000005
【００４９】
表１に示すように、本発明の実施の形態２による誘電体アンテナと従来の１層モデルの誘電体アンテナを比較した場合、ビーム幅が１．７°小さくビームが絞れていることが分かる。また、本発明の実施の形態２による誘電体アンテナと従来の３層モデルの誘電体アンテナを比較した場合、ビーム幅は０．３°大きくなるが、サイドローブ比が２．２ｄＢよくなっていることが分かる。
【００５０】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３による誘電体アンテナについて説明する。
図１３は本発明の実施の形態３による誘電体アンテナの構造を示す断面図である。なお、本発明の実施の形態３による誘電体アンテナは、前述した本発明の実施の形態２による誘電体アンテナに突起部１０を設けた点において、前述した本発明の実施の形態２による誘電体アンテナと相違する。そのため、前述した本発明の実施の形態２による誘電体アンテナと同一の構成要素については同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００５１】
突起部１０は、アンテナケース２の電波の放射方向と略平行な面に形成された突起であり、所定の誘電体材料で形成されている。突起部１０は個別に製作された突起部１０をアンテナケース２の内側に取り付ける他、アンテナケース２と同一の誘電体材料を用いてアンテナケース２と一体形成してもよい。
【００５２】
図１４に、突起部１０を設けた誘電体アンテナのシミュレーション結果を示す。
なお、誘電体アンテナの構成は図１１（ａ）で説明した誘電体アンテナと同様のものを用い、さらにアンテナ素子１前方のアンテナケース２上に厚さ０．５ｍｍ、長さ５０ｍｍの突起部５を設けたものである。突起部５の材質はアンテナケース２と同じＡＥＳ樹脂を用いた。
表２は図１３に示すシミュレーション結果の主要特性を纏めたものである。
【表２】
2010157865.tif 000006
【００５３】
表２に示すように、本発明の実施の形態３による誘電体アンテナは、本発明の実施の形態２で説明した誘電体アンテナに突起部１０を設けることにより、ビーム幅を１．０°小さくすることができるとともに、サイドローブ比が０．６ｄＢよくなっている。
このように、突起部１０を設けることにより、アンテナの指向特性をより改善することが可能になる。
【００５４】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４による誘電体アンテナについて説明する。
図１５は本発明の実施の形態４による誘電体アンテナの構造を示す断面図である。なお、本発明の実施の形態４による誘電体アンテナは、前述した本発明の実施の形態３による誘電体アンテナのアンテナケース２を２重開口にした点において、前述した本発明の実施の形態３による誘電体アンテナと相違する。そのため、前述した本発明の実施の形態３による誘電体アンテナと同一の構成要素については同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００５５】
誘電体板１１は、アンテナケース２の内側に、アンテナ素子１から放射された電波が垂直に交わるアンテナケース２の面と略平行に配置されている。このアンテナケース２の面と誘電体板１１とは空気層を挟んで略１／４λ波長離れて配置され、２重開口を形成している。これにより、アンテナ素子１から放射された電波の誘電体板１１での反射波と、アンテナ素子１から放射された電波のアンテナケース２での反射波とは、互いに打ち消しあい、誘電体アンテナの背面方向への電波の放射を抑圧することが可能になる。
【００５６】
図１６に、誘電体板１１を設けた誘電体アンテナのシミュレーション結果を示す。なお、誘電体アンテナの構成は図１４のシミュレーションで用いた誘電体アンテナと同様のものを用いた。誘電体板１１の厚さは１ｍｍとし、材質はアンテナケース２と同じＡＥＳ樹脂を用いた。
【００５７】
図１６に示すように、誘電体板１１を設けない本発明の実施の形態３による誘電体アンテナは、誘電体板１１を設けた本発明の実施の形態４による誘電体アンテナに比べ、サイドローブは若干低くなっているが、バックローブと呼ばれる背面方向への反射波が−２０ｄＢ程度と高い。これはアンテナケース２で反射波したアンテナ素子１からの電波が原因と考えられる。
一方で、本発明の実施の形態４による誘電体アンテナは、誘電体板１１を設けたことにより、誘電体板１１での反射波とアンテナケース２での反射波とが互いに打ち消しあい、バックローブを大幅に低減することが可能になる。
【００５８】
なお、本発明は、本発明の各実施の形態で説明した発明の本旨を逸しない範囲で自由に設計変更可能であり、本発明の各実施の形態で説明した内容に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態１による誘電体アンテナの構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態１による誘電体アンテナの変形例を示す断面図である。
【図３】図４に示すシミュレーションで比較した誘電体アンテナの構成を説明するための概念図である
【図４】図３に示す誘電体アンテナの垂直偏波と水平偏波の指向性を示すシミュレーション結果を示す図である。
【図５】図６に示すシミュレーションで比較した誘電体アンテナの構成を説明するための概念図である。
【図６】図５に示す誘電体アンテナの垂直偏波と水平偏波の指向性を示すシミュレーション結果を示す図である。
【図７】本発明の実施形態１による誘電体アンテナの変形例を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態１による誘電体アンテナの変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態２による誘電体アンテナの構造を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態２による誘電体アンテナの変形例を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態２による誘電体アンテナの効果を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の実施形態２による誘電体アンテナの効果を説明するためのシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態３による誘電体アンテナの構造を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施形態３による誘電体アンテナの効果を説明するためのシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態４による誘電体アンテナの構造を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施形態４による誘電体アンテナの効果を説明するためのシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  アンテナ素子
２  アンテナケース
３  誘電体層
７、７ａ、７ｂ、７ｃ  誘電体
４  誘電体領域
５、７２  支持部材
発泡誘電体
１０  突起部
７１  層状誘電体  
【図１】
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【図２】
2010157865.tif 000008
【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１１】
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【図１２】
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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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