(57)【要約】【課題】アンテナシステムの大型化を抑制するとともに、システム構成を簡略化する【解決手段】アンテナ列２は、方向Ｄ１に沿ってＮ個配列されたアンテナ素子２１から構成され、方向Ｄ１に直交する方向Ｄ２に沿ってＭ個配列される。エレメントセット３は、Ｍ個のアンテナ列２のそれぞれに対応してＭ個設けられる。第１給電回路４は、方向Ｄ１に沿ったＮ個のアンテナ素子２１に対応してＮ個設けられ、Ｍ個のエレメントセット３のビームポート３２と１対１で接続される給電部４１をＭ個備えるとともに、電波送信回路７から出力された送信信号を入力する信号入力部４２を備える。電波送信回路７は、制御装置８からの波長指示信号に基づき、この信号で指示される波長の送信信号を出力する。選択スイッチ６は、制御装置８からの選択指示信号に基づき、電波送信回路７から入力した送信信号を、Ｎ個の第１給電回路４の何れか一つに出力する。【選択図】図１
2010183169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された第１配列方向に沿って配列された複数のアンテナ素子からなる複数のアンテナ列と、
１つの前記アンテナ列を構成する前記複数のアンテナ素子それぞれが別々に接続される複数のアンテナポートと、それぞれが前記複数のアンテナ接続部の全てに接続される複数のビームポートとを有し、前記複数のビームポートの中から、前記ビームポートを１つ選択することにより、接続された前記アンテナ列の第１配列方向に沿った指向角度である第１指向角度を制御し、前記複数のアンテナ列毎に設けられた複数の指向角度制御手段とを備え、
前記複数のアンテナ列が、前記第１配列方向と異なる第２配列方向に沿って配列されるアンテナシステムであって、
電波が入出力可能な電波入出力部を備えるとともに、前記複数の指向角度制御手段のそれぞれについて前記第１指向角度が同じとなる前記ビームポートが接続され、接続された複数の前記ビームポートと前記電波入出力部との間で前記電波の波長が変化すると前記ビームポートへ入出力される前記電波の相対的位相差が変化するように構成され、前記第１指向角度が同じとなる前記ビームポート毎に設けられた複数の電波伝搬手段と、
前記複数の電波伝搬手段の中から、前記電波を入出力させる前記電波伝搬手段を１つ選択する選択手段と、
予め設定された複数の設定波長の中から１つの前記設定波長を選択して、この選択した前記設定波長を有する前記電波を前記選択手段に出力する電波出力手段と
を備えることを特徴とするアンテナシステム。
【請求項２】
前記電波出力手段は、
ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）を利用することにより前記電波の波長を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項３】
予め設定された第１配列方向に沿って配列された複数のアンテナ素子からなる複数のアンテナ列と、
１つの前記アンテナ列を構成する前記複数のアンテナ素子それぞれが別々に接続される複数のアンテナポートと、それぞれが前記複数のアンテナ接続部の全てに接続される複数のビームポートとを有し、前記複数のビームポートの中から、前記ビームポートを１つ選択することにより、接続された前記アンテナ列の第１配列方向に沿った指向角度である第１指向角度を制御し、前記複数のアンテナ列毎に設けられた複数の指向角度制御手段とを備え、
前記複数のアンテナ列が、前記第１配列方向と異なる第２配列方向に沿って配列されるアンテナシステムであって、
電波が入出力可能な電波入出力部を備えるとともに、前記複数の指向角度制御手段のそれぞれについて前記第１指向角度が同じとなる前記ビームポートが接続され、接続された複数の前記ビームポートと前記電波入出力部との間で前記電波の波長が変化すると前記ビームポートへ入出力される前記電波の相対的位相差が変化するように構成され、前記第１指向角度が同じとなる前記ビームポート毎に設けられた複数の電波伝搬手段と、
前記複数の電波伝搬手段の中から、前記電波を入出力させる前記電波伝搬手段を１つ選択する選択手段とを備え、
前記複数の電波伝搬手段は、誘電率が温度依存性を有する誘電体を材料として構成され、
前記複数の電波伝搬手段の前記誘電体を加熱する加熱手段と、
予め設定された複数の設定波長の中から１つの前記設定波長を選択して、前記電波伝搬手段を伝搬する前記電波の伝搬波長が、この選択した前記設定波長になるように、前記加熱手段を制御する加熱制御手段とを備える
ことを特徴とするアンテナシステム。
【請求項４】
予め設定された第１配列方向に沿って配列された複数のアンテナ素子からなる複数のアンテナ列と、
１つの前記アンテナ列を構成する前記複数のアンテナ素子それぞれが別々に接続される複数のアンテナポートと、それぞれが前記複数のアンテナ接続部の全てに接続される複数のビームポートとを有し、前記複数のビームポートの中から、前記ビームポートを１つ選択することにより、接続された前記アンテナ列の第１配列方向に沿った指向角度である第１指向角度を制御し、前記複数のアンテナ列毎に設けられた複数の指向角度制御手段とを備え、
前記複数のアンテナ列が、前記第１配列方向と異なる第２配列方向に沿って配列されるアンテナシステムであって、
電波が入出力可能な電波入出力部を備えるとともに、前記複数の指向角度制御手段のそれぞれについて前記第１指向角度が同じとなる前記ビームポートが接続され、接続された複数の前記ビームポートと前記電波入出力部との間で前記電波の波長が変化すると前記ビームポートへ入出力される前記電波の相対的位相差が変化するように構成され、前記第１指向角度が同じとなる前記ビームポート毎に設けられた複数の電波伝搬手段と、
前記複数の電波伝搬手段の中から、前記電波を入出力させる前記電波伝搬手段を１つ選択する選択手段とを備え、
前記複数の電波伝搬手段は、誘電率が電圧依存性を有する誘電体を材料として構成され、
前記複数の電波伝搬手段の前記誘電体に電圧を印加する電圧印加手段と、
予め設定された複数の設定波長の中から１つの前記設定波長を選択して、前記電波伝搬手段を伝搬する前記電波の伝搬波長が、この選択した前記設定波長になるように、前記電圧印加手段を制御する電圧印加制御手段とを備える
【請求項５】
前記複数の指向角度制御手段は、トリプレート構造の積層板で構成される
ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載のアンテナシステム。
【請求項６】
前記複数の指向角度制御手段は、スロット構造の積層板で構成される
ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載のアンテナシステム。
【請求項７】
前記電波伝搬手段は、
当該電波伝搬手段に接続されている複数の前記ビームポート毎に、該ビームポートに対応した前記電波入出力部を有し、当該電波伝搬手段に接続されている複数の前記ビームポート毎に、対応する前記電波入出力部と前記ビームポートとの間で電波が伝播する電波伝播経路を備える
ことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載のアンテナシステム。
【請求項８】
前記電波伝搬手段内を伝播する電波の伝播波長が、前記指向角度制御手段内を伝播する電波の伝播波長よりも短くなるように構成される
ことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れかに記載のアンテナシステム。
【請求項９】
前記電波伝搬手段における、前記電波入出力部と前記ビームポートとの間で電波が伝播する経路内は、前記指向角度制御手段よりも誘電率が高い材料で構成される
ことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れかに記載のアンテナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナの指向性を制御するアンテナシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１配列方向に沿ってＮ個（Ｎは整数）、第１配列方向に直交する第２配列方向に沿ってＭ個（Ｍは整数）配列される計（Ｎ×Ｍ）個のアンテナ素子を備え、第１配列方向と第２配列方向に沿って電波ビームを走査することができるアンテナシステムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００２−５２３９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載のアンテナシステムでは、第１配列方向に沿って電波ビームを走査するために、第１配列方向に沿った配列位置が同じで且つ第２配列方向に沿った配列位置が異なるＭ個のアンテナ素子が接続された第１のエレメントセットをＮ個備える。さらに、第２配列方向に沿って電波ビームを走査するために、それぞれがＮ個の第１のエレメントセットに接続された第２のエレメントセットをＭ個備える。すなわち、上記特許文献１に記載のアンテナシステムは、エレメントセットを（Ｎ＋Ｍ）個備えている。このため、エレメントセットの数の多さに起因して、アンテナシステムが大型化するという問題があった。
【０００５】
また、上記特許文献１に記載のアンテナシステムでは、アンテナ素子の総数に等しい数（すなわち、（Ｎ×Ｍ）個）のビームポートが設けられている。すなわち、（Ｎ×Ｍ）個のビームポートの中から１つのビームポートを選択することにより、電波ビームを放射する放射角度を設定する。このため、ビームポートの数の多さに起因して、ビームポートを選択するための構成が複雑化するという問題があった。
【０００６】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、アンテナシステムの大型化を抑制するとともに、システム構成を簡略化できる技術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】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載のアンテナシステムでは、予め設定された第１配列方向に沿って配列された複数のアンテナ素子からなる複数のアンテナ列が、第１配列方向と異なる第２配列方向に沿って配列されている。そして、複数のアンテナ列毎に設けられた複数の指向角度制御手段がそれぞれ、１つのアンテナ列を構成する複数のアンテナ素子それぞれが別々に接続される複数のアンテナポートと、それぞれが複数のアンテナポートの全てに接続される複数のビームポートとを有し、複数のビームポートの中から、ビームポートを１つ選択することにより、接続されたアンテナ列の第１配列方向に沿った指向角度である第１指向角度を制御する。
【０００８】
また、第１指向角度が同じとなるビームポート毎に設けられた複数の電波伝搬手段は、電波が入出力可能な電波入出力部を備えるとともに、複数の指向角度制御手段のそれぞれについて第１指向角度が同じとなるビームポートが接続され、接続された複数のビームポートと電波入出力部との間で電波の波長が変化するとビームポートへ入出力される電波の相対的位相差が変化するように構成されている。
【０００９】
さらに選択手段が、複数の電波伝搬手段の中から、電波を入出力させる電波伝搬手段を１つ選択するとともに、電波出力手段が、予め設定された複数の設定波長の中から１つの設定波長を選択して、この選択した設定波長を有する電波を選択手段に出力する。
【００１０】
したがって、まず選択手段が、電波を入出力させる電波伝搬手段を１つ選択することにより、複数の指向角度制御手段のそれぞれについて、第１指向角度が同じとなるビームポートから電波が入出力可能となる。このため、複数のアンテナ素子それぞれの第１指向角度が同じになるように、第１指向角度を制御することができる。
【００１１】
さらに電波伝搬手段は、第１指向角度が同じとなるビームポートに接続されている。すなわち電波伝搬手段は、複数の指向角度制御手段を介して、第１配列方向と異なる第２配列方向に沿って配列された複数のアンテナ素子に接続されている。
【００１２】
このため、電波伝搬手段内を伝搬する電波の電波入出力部に到達した時点での位相（以下、入出力部到達時位相ともいう。）が同じであっても、電波伝搬手段内を伝搬する電波のビームポートに到達した時点での位相（以下、ビームポート到達時位相ともいう。）を、電波伝搬手段に接続された複数のビームポート毎に変化させることにより、第２配列方向に沿った指向角度（以下、第２指向角度ともいう。）を変化させることができる。
【００１３】
そして電波出力手段が、複数の設定波長の中から選択した１つの設定波長を有する電波を選択手段に出力するため、選択した設定波長に応じて、ビームポート到達時位相を変化させることができる。なぜならば、ビームポートと電波入出力部との間で電波が伝搬する距離は一定であるからである。これにより、選択した波長に応じて、第２指向角度を制御することができる。
【００１４】
つまり、選択手段による電波伝搬手段の選択により第１指向角度を制御するとともに、電波出力手段が出力する電波の波長の選択により第２指向角度を制御する。
【００１５】
したがって、請求項１に記載のアンテナシステムは、ビームポートを１つ選択することにより第１指向角度を制御する上記の指向角度制御手段を必要とするが、ビームポートを１つ選択することにより第２指向角度を制御する手段を必要としない。すなわち、ビームポートを１つ選択することにより指向角度を制御する手段をアンテナ列の個数分必要とするが、アンテナ素子の個数分必要としない。このため、ビームポートを１つ選択することにより指向角度を制御する手段の数の多さに起因して、アンテナシステムが大型化するのを抑制することができる。
【００１６】
また請求項１に記載のアンテナシステムでは、選択手段が、１つのアンテナ列に接続されたビームポートの個数に相当する数の中から１つを選択する必要があるが、アンテナシステムが有する全てのビームポートの個数に相当する数の中から１つを選択する必要がない。このため、ビームポートの数の多さに起因して、ビームポートを選択するための構成が複雑化することを抑制し、アンテナシステムのシステム構成を簡略化することができる。
【００１７】
なお請求項１に記載のアンテナシステムでは、第２配列方向に沿った指向角度（第２指向角度）を設定波長の選択により変更することができる。このため、アンテナシステムの第２指向角度を調整する場合には、アンテナシステム自体を移動させることなく、設定波長の変更により対応することができる。これにより、第２指向角度の調整作業を容易に行うことができる。
【００１８】
また請求項１に記載のアンテナシステムにおいて、電波出力手段は、請求項２に記載のように、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）を利用することにより電波の波長を変更するようにしてもよい。
【００１９】
また請求項３に記載のアンテナシステムでは、複数の電波伝搬手段は、誘電率が温度依存性を有する誘電体を材料として構成され、加熱手段が、複数の電波伝搬手段の誘電体を加熱するとともに、加熱制御手段が、予め設定された複数の設定波長の中から１つの設定波長を選択して、電波伝搬手段を伝搬する電波の伝搬波長が、この選択した設定波長になるように、加熱手段を制御する。
【００２０】
このように構成されたアンテナシステムによれば、電波伝搬手段を伝搬する電波の波長を、複数の設定波長の中から選択した１つの設定波長に設定することができる。したがって、請求項１に記載のアンテナシステムと同様の効果を得ることができる。
【００２１】
また請求項４に記載のアンテナシステムでは、複数の電波伝搬手段は、誘電率が電圧依存性を有する誘電体を材料として構成され、電圧印加手段が、複数の電波伝搬手段の前記誘電体に電圧を印加するとともに、電圧印加制御手段が、予め設定された複数の設定波長の中から１つの設定波長を選択して、電波伝搬手段を伝搬する電波の伝搬波長が、この選択した設定波長になるように、電圧印加手段を制御する。
【００２２】
このように構成されたアンテナシステムによれば、電波伝搬手段を伝搬する電波の波長を、複数の設定波長の中から選択した１つの設定波長に設定することができる。したがって、請求項１に記載のアンテナシステムと同様の効果を得ることができる。
【００２３】
また請求項１〜請求項４の何れかに記載のアンテナシステムでは、複数の指向角度制御手段が、請求項５に記載のように、トリプレート構造の積層板で構成されるようにしてもよいし、請求項６に記載のように、スロット構造の積層板で構成されるようにしてもよい。
【００２４】
指向角度制御手段をトリプレート構造で構成した場合には、スロット構造で構成した場合よりも、積層板を薄くすることができるため、指向角度制御手段を軽量化および小型化することができる。一方、指向角度制御手段をスロット構造で構成した場合には、トリプレート構造で構成した場合よりも指向角度制御手段の寸法が大きくなるが、その分、指向角度制御手段の加工精度を緩くすることができる。
【００２５】
また請求項１〜請求項６の何れかに記載のアンテナシステムでは、請求項７に記載のように、電波伝搬手段が、当該電波伝搬手段に接続されている複数のビームポート毎に、ビームポートに対応した電波入出力部を有し、当該電波伝搬手段に接続されている複数のビームポート毎に、対応する電波入出力部とビームポートとの間で電波が伝搬する電波伝播経路を備えるようにしてもよい。
【００２６】
このように構成された請求項７に記載のアンテナシステムでは、当該電波伝搬手段に接続されている複数のビームポート毎に、電波入出力部とビームポートとの間で電波が伝搬する電波伝播経路が異なる。このため、上記のビームポート到達時位相をビームポート毎に調整するために、電波入出力部とビームポートとの間の上記電波伝播経路の距離を調整するのではなく、選択手段と各電波入出力部との間で電波が伝搬する経路の距離を調整すればよい。
【００２７】
つまり、上記のビームポート到達時位相をビームポート毎に調整するために、異なる指向角度制御手段のビームポート間の距離を長くしたり、ビームポートと電波入出力部との間で電波が伝搬する経路の距離を長くしたりする必要がない。
【００２８】
このため、ビームポート間の距離を短くしたり、電波伝搬手段の寸法を小さくしたりすることができ、これにより、アンテナシステムを小型化することができる。
【００２９】
また請求項１〜請求項７の何れかに記載のアンテナシステムでは、請求項８に記載のように、電波伝搬手段内を伝搬する電波の伝搬波長が、指向角度制御手段内を伝搬する電波の伝搬波長よりも短くなるように構成されるようにするとよい。
【００３０】
このように構成された請求項８に記載のアンテナシステムでは、電波伝搬手段内を伝搬する電波の伝搬波長が、指向角度制御手段内を伝搬する電波の伝搬波長以上である場合と比較して、第２指向角度の変動範囲を広くすることができる。なぜならば、伝搬波長が短い場合のほうが、長い場合と比較して、同一距離を伝搬した場合の位相差が大きくなり、異なるビームポート間における上記ビームポート到達時位相の差が大きくなるからである。
【００３１】
また、請求項１〜請求項７の何れかに記載のアンテナシステムにおいて、請求項８に記載のように、電波伝搬手段内を伝搬する電波の伝搬波長が、指向角度制御手段内を伝搬する電波の伝搬波長よりも短くなるようにするには、請求項９に記載のように、電波伝搬手段における、電波入出力部とビームポートとの間で電波が伝搬する経路内が、指向角度制御手段よりも誘電率が高い材料で構成されるようにするとよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】アンテナシステム１の概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態のアンテナシステム１の一部を分解した状態を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態の誘電体基板１０３，１０５，１０７，１０９，１１１の構成を示す斜視図である。
【図４】電波送信回路７の構成を示すブロック図である。
【図５】ビームの第１配列放射方向を変化させる方法を説明するための図である。
【図６】ビームの第２配列放射方向を変化させる方法を説明するための図である。
【図７】第２実施形態のアンテナシステム１の一部を分解した状態を示す斜視図である。
【図８】別の実施形態の誘電体基板１０７，１０９，１１１の構成を示す斜視図である。
【図９】別の実施形態の第２配列放射方向を示す図である。
【図１０】温度により波長を変化させる構成を説明するための図である。
【図１１】電圧により波長を変化させる構成を説明するための図である。
【図１２】アンテナシステム３０１の一部を分解した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態を図面とともに説明する。
【００３４】
図１は本発明が適用されたアンテナシステム１の概略構成を示す図である。
【００３５】
アンテナシステム１は、図１に示すように、複数のアンテナ列２と、複数のエレメントセット３と、複数の第１給電回路４と、第２給電回路５と、選択スイッチ６と、電波送信回路７と、制御装置８とを備える。
【００３６】
これらのうちアンテナ列２は、第１配列方向Ｄ１に沿ってＮ個（Ｎは整数。本実施形態ではＮ＝３）配列されたアンテナ素子２１から構成される。そしてアンテナ列２は、第１配列方向Ｄ１に直交する第２配列方向Ｄ２に沿ってＭ個（Ｍは整数。本実施形態ではＭ＝３）配列される。すなわち、（Ｎ×Ｍ）個のアンテナ素子２１が平面状に配列される。
【００３７】
またエレメントセット３は、Ｍ個のアンテナ列２のそれぞれに対応してＭ個設けられる。そして各エレメントセット３は、アンテナ列２を構成するＮ個のアンテナ素子２１と第２給電回路５を介して１対１で接続されるＮ個のアンテナポート３１と、Ｎ個の第１給電回路４と１対１で接続されるＮ個のビームポート３２を備える。さらに各エレメントセット３は、Ｎ個のアンテナポート３１とＮ個のビームポート３２とを接続するロットマンレンズ３３を備える。
【００３８】
また第１給電回路４は、第１配列方向Ｄ１に沿って設けられたＮ個のアンテナ素子２１に対応してＮ個設けられている。そして第１給電回路４は、Ｍ個のエレメントセット３のビームポート３２と１対１で接続される給電部４１をＭ個備える。すなわち第１給電回路４には、各エレメントセット３について１つのビームポート３２が接続される。また第１給電回路４は、電波送信回路７から出力された送信信号を入力する信号入力部４２を備える。
【００３９】
また選択スイッチ６は、電波送信回路７から出力された送信信号を入力する入力ポート６１と、入力した送信信号をＮ個の第１給電回路４のそれぞれへ出力するためのＮ個の出力ポート６２とを備える。そして選択スイッチ６は、制御装置８からの選択指示信号に基づいて、Ｎ個の出力ポート６２の中から、入力ポート６１に入力した送信信号を出力する出力ポート６２を１つ選択する。
【００４０】
また電波送信回路７は、制御装置８からの波長指示信号に基づいて、波長指示信号により指示される波長を有する送信信号を出力するように構成されている。
【００４１】
また制御装置８は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスラインなどからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されている。そして制御装置８は、ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づき、アンテナ素子２１から電波を送信するときの指向角度に応じて、送信信号を入力する第１給電回路４と、予め設定された複数の設定波長の中から１つの設定波長を決定し、決定した第１給電回路４を選択するための上記の選択指示信号と、決定した設定波長を指示するための上記の波長指示信号を出力する。
【００４２】
図２は、アンテナシステム１の一部を分解した状態を示す斜視図である。なお図２では、図を簡略にするために、Ｎ＝３、Ｍ＝２としている。
【００４３】
図２に示すように、複数のアンテナ列２（図２では２個のアンテナ列２ａ，２ｂ）と、複数のエレメントセット３（図２では２個のエレメントセット３ａ，３ｂ）と、複数の第１給電回路４（図２では３個の第１給電回路４ａ，４ｂ，４ｃ）と、第２給電回路５は、複数の金属基板、パターン基板、及び誘電体基板が積層されて構成されている。
【００４４】
まず複数のアンテナ列２は、誘電体基板１０３上に、パターン基板１０２と誘電体基板１１８と金属板１０１が順次積層されて構成されている。
【００４５】
そしてパターン基板１０２上には、第１配列方向Ｄ１に沿ってＮ個、第２配列方向Ｄ２に沿ってＭ個配列されたアンテナ素子２１に対応するパターン１２１（以下、アンテナ素子パターン１２１という）が形成される。さらにパターン基板１０２上には、（Ｎ×Ｍ）個のアンテナ素子パターン１２１のそれぞれと接続された（Ｎ×Ｍ）個の給電線路１２２が形成される。なお、（Ｎ×Ｍ）個の給電線路１２２は、アンテナ素子パターン１２１が接続されていない側の一端に、ロットマンレンズパターン１３０，１４０（後述）の何れかと電気的に接続するための接続部１２３が形成される。
【００４６】
また金属板１０１は、アンテナ素子パターン１２１に対向する箇所に、金属板１０１を貫通するスロット１２４が形成される。
【００４７】
次にエレメントセット３ａは、誘電体基板１０３に近い順から、金属板１０４、誘電体基板１０５、パターン基板１０６、及び誘電体基板１０７が積層されて構成されている。またエレメントセット３ｂは、誘電体基板１０７に近い順から、金属板１０８、誘電体基板１０９、パターン基板１１０、誘電体基板１１１、及び金属板１１２が積層されて構成されている。
【００４８】
そしてパターン基板１０６上には、ロットマンレンズ３３に対応するパターン１３０（以下、ロットマンレンズパターン１３０という）が形成される。さらにパターン基板１１０上には、ロットマンレンズ３３に対応するパターン１４０（以下、ロットマンレンズパターン１４０という）が形成される。
【００４９】
そしてロットマンレンズパターン１３０（１４０）には、Ｎ個のアンテナポート３１に対応するＮ個の接続部１３１（１４１）と、Ｎ個のビームポート３２に対応するＮ個の接続部１３２（１４２）が設けられている。なお、接続部１３１と接続部１４１は互いが非対向となるように配置される。また、接続部１３２と接続部１４２は互いが対向するように配置される。
【００５０】
また金属板１０４には、アンテナ列２ａを構成するアンテナ素子パターン１２１に接続される接続部１２３とロットマンレンズパターン１３０の接続部１３１とを電気的に接続するために、接続部１３１に対向する箇所に、金属板１０４を貫通するスロット１３３が形成される。さらに金属板１０４には、アンテナ列２ｂを構成するアンテナ素子パターン１２１に接続される接続部１２３とロットマンレンズパターン１４０の接続部１４１とを電気的に接続するために、接続部１４１に対向する箇所に、金属板１０４を貫通するスロット１３４が形成される。
【００５１】
また金属板１０８には、アンテナ列２ｂを構成するアンテナ素子パターン１２１に接続される接続部１２３とロットマンレンズパターン１４０の接続部１４１とを電気的に接続するために、接続部１４１に対向する箇所に、金属板１０８を貫通するスロット１４３が形成される。さらに金属板１０８には、ロットマンレンズパターン１３０の接続部１３２と、ロットマンレンズパターン１４０の接続部１４２とを電気的に接続するために、接続部１３２，１４２に対向する箇所に、金属板１０８を貫通するスロット１４４が形成される。
【００５２】
また金属板１１２には、接続部１３２，１４２に対向する箇所に、金属板１１２を貫通するスロット１４５が形成される。
【００５３】
したがって、Ｎ個のスロット１４５からそれぞれ、Ｎ個の接続部１４２及びＮ個のスロット１４４を通過してＮ個の接続部１３２に至るＮ個の経路は、Ｎ個の第１給電回路４（図２中の第１給電回路４ａ，４ｂ，４ｃを参照）を構成する。
【００５４】
また、Ｎ個の接続部１４１からそれぞれ、Ｎ個のスロット１４３及びＮ個のスロット１３４を通過してＮ個の接続部１２３に至るＮ個の経路と、Ｎ個の接続部１３１からそれぞれ、Ｎ個のスロット１３３を通過してＮ個の接続部１２３に至るＮ個の経路は、第２給電回路５を構成する。
【００５５】
図３（ａ）は誘電体基板１０３，１０５の構成を示す斜視図、図３（ｂ）は誘電体基板１０７，１０９の構成を示す斜視図、図３（ｃ）は誘電体基板１１１の構成を示す斜視図である。なお図３では、図を簡略にするために、スロット２５４，２５５，２６４，２６５，２７４（後述）をそれぞれ２個のみ示す。
【００５６】
まず誘電体基板１０３は、図３（ａ）に示すように、金属を材料とする板状部材２５１（以下、金属板２５１という）と、誘電体を材料とする板状部材２５２（以下、誘電体板２５２という）とから構成される。これらのうち金属板２５１には、誘電体板２５２を収容するために金属板２５１を貫通する収容孔２５３と、スロット１３３に対向する箇所で金属板２５１を貫通するスロット２５４と、スロット１３４に対向する箇所で金属板２５１を貫通するスロット２５５とが形成される。なお誘電体基板１０５は、誘電体基板１０３と同様の構成である。
【００５７】
また誘電体基板１０７は、図３（ｂ）に示すように、金属を材料とする板状部材２６１（以下、金属板２６１という）と、誘電体を材料とする板状部材２６２（以下、誘電体板２６２という）とから構成される。これらのうち金属板２６１には、誘電体板２６２を収容するために金属板２６１を貫通する収容孔２６３と、スロット１４３に対向する箇所で金属板２６１を貫通するスロット２６４と、スロット１４４に対向する箇所で金属板２６１を貫通するスロット２６５とが形成される。なお誘電体基板１０９は、誘電体基板１０５と同様の構成である。
【００５８】
また誘電体基板１１１は、図３（ｃ）に示すように、金属を材料とする板状部材２７１（以下、金属板２７１という）と、誘電体を材料とする板状部材２７２（以下、誘電体板２７２という）とから構成される。これらのうち金属板２７１には、誘電体板２７２を収容するために金属板２７１を貫通する収容孔２７３と、スロット１４５に対向する箇所で金属板２７１を貫通するスロット２７４とが形成される。
【００５９】
図４は、電波送信回路７の構成を示すブロック図である。
【００６０】
次に電波送信回路７は、図４に示すように、制御電圧によって発振周波数を変化させることが可能な電圧制御発振器（ＶＣＯ）７１と、波長指示信号により指示される波長となるように電圧制御発振器７１の発振周波数を制御するＰＬＬ回路７２とを備える。
【００６１】
ＰＬＬ回路７２は、基準周波数発生器７３と、分周器７４と、位相比較器７５と、ループフィルタ７６とを備える。
【００６２】
これらのうち基準周波数発生器７３は、例えば水晶発振器で構成されており、発振周波数が固定された基準信号を出力する。また分周器７４は、ＶＣＯ１０２の出力信号を周波数が１／Ｋ（Ｋは正の整数）となるように分周する。なお分周器７４は、波長指示信号に基づいて、分周比１／Ｋを変化させることができるように構成される。
【００６３】
また位相比較器７５は、分周器７４で分周した信号の位相と、基準周波数発生器７３から出力された基準信号の位相とを比較し、この位相差を示す位相差信号を出力する。またループフィルタ７６は、位相比較器７５から出力された位相差信号を平滑化して制御電圧を生成する。
【００６４】
これにより電波送信回路７は、波長指示信号により指示される波長を有する送信信号を出力することができる。
【００６５】
さらにエレメントセット３は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、複数のビームポート３２の中から、給電されるビームポート３２を１つ選択することにより、アンテナ列２から出力されるビームの第１配列方向Ｄ１に沿った放射方向（以下、第１配列放射方向ともいう）を変えることができるように構成されている。
【００６６】
すなわち、まず図５（ａ）に示すように、エレメントセット３の３個のアンテナポート３１をそれぞれ「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」とし、３個のビームポート３２をそれぞれ「ａ」，「ｂ」，「ｃ」とする。以下、「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」が付されたアンテナポート３１をそれぞれアンテナポート３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃという。また、「ａ」，「ｂ」，「ｃ」が付されたビームポート３２をそれぞれビームポート３２ａ，３２ｂ，３２ｃという。
【００６７】
そしてエレメントセット３は、図５（ｂ）に示すように、ビームポート３２ａに７６．５ＧＨｚの送信信号を入力した場合には（図中の行Ｃ１を参照）、アンテナポート３１Ａを基準としたアンテナポート３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの位相（以下、３ポート基準位相という）がそれぞれ０，５０，１００［ｄｅｇ．］となるように構成されている。これにより、アンテナ列２から出力されるビームの第１配列放射方向が−１０［ｄｅｇ．］となる。
【００６８】
またエレメントセット３は、ビームポート３２ｂに７６．５ＧＨｚの送信信号を入力した場合には（図中の行Ｃ２を参照）、３ポート基準位相がそれぞれ０，０，０［ｄｅｇ．］となるように構成されている。これにより、アンテナ列２から出力されるビームの第１配列放射方向が０［ｄｅｇ．］となる。
【００６９】
またエレメントセット３は、ビームポート３２ｃに７６．５ＧＨｚの送信信号を入力した場合には（図中の行Ｃ３を参照）、３ポート基準位相がそれぞれ０，−５０，−１００［ｄｅｇ．］となるように構成されている。これにより、アンテナ列２から出力されるビームの第１配列放射方向が＋１０［ｄｅｇ．］となる。
【００７０】
ただしエレメントセット３は、図５（ｃ）に示すように、入力した送信信号の波長に応じて、第１配列放射方向が変化する。
【００７１】
すなわちエレメントセット３は、ビームポート３２ｃに７６．０ＧＨｚの送信信号を入力した場合には（図中の行Ｃ４を参照）、３ポート基準位相がそれぞれ０，−６０，−１２０［ｄｅｇ．］となるように構成されている。これにより、アンテナ列２から出力されるビームの第１配列放射方向が１１［ｄｅｇ．］となる。
【００７２】
またエレメントセット３は、ビームポート３２ｃに７６．５ＧＨｚの送信信号を入力した場合には（図中の行Ｃ５を参照）、３ポート基準位相がそれぞれ０，−５０，−１００［ｄｅｇ．］となるように構成されている。これにより、アンテナ列２から出力されるビームの第１配列放射方向が１０［ｄｅｇ．］となる。
【００７３】
またエレメントセット３は、ビームポート３２ｃに７７．０ＧＨｚの送信信号を入力した場合には（図中の行Ｃ６を参照）、３ポート基準位相がそれぞれ０，−４０，−８０［ｄｅｇ．］となるように構成されている。これにより、アンテナ列２から出力されるビームの第１配列放射方向が９［ｄｅｇ．］となる。
【００７４】
さらに第１給電回路４は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、信号入力部４２に入力される送信信号の波長を変化させることにより、アンテナ列２から出力されるビームの第２配列方向Ｄ２に沿った放射方向（以下、第２配列放射方向ともいう）を変えることができるように構成されている。
【００７５】
すなわち、まず図６（ａ）に示すように、第１給電回路４の３個の給電部４１をそれぞれ「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」とする。以下、「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」が付された給電部４１をそれぞれ給電部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃという。
【００７６】
そして第１給電回路４は、図６（ｂ）に示すように、信号入力部４２に７６．０ＧＨｚの送信信号を入力した場合には（図中の行Ｃ１１を参照）、給電部４１Ａを基準とした給電部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの位相がそれぞれ０，１０，２０［ｄｅｇ．］となるように、給電部４１Ａと給電部４１Ｂとの間の距離Ｈ１（図６（ａ）を参照）と、給電部４１Ｂと給電部４１Ｃとの間の距離Ｈ２（図６（ａ）を参照）が設定されている。これにより、アンテナ列２から出力されるビームの第２配列放射方向が−１［ｄｅｇ．］となる。
【００７７】
また第１給電回路４は、信号入力部４２に７６．５ＧＨｚの送信信号を入力した場合には（図中の行Ｃ１２を参照）、給電部４１Ａを基準とした給電部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの位相がそれぞれ０，０，０［ｄｅｇ．］となるように、給電部４１Ａと給電部４１Ｂとの間の距離Ｈ１（図６（ａ）を参照）と、給電部４１Ｂと給電部４１Ｃとの間の距離Ｈ２（図６（ａ）を参照）が設定されている。これにより、アンテナ列２から出力されるビームの第２配列放射方向が０［ｄｅｇ．］となる。
【００７８】
また第１給電回路４は、信号入力部４２に７７．０ＧＨｚの送信信号を入力した場合には（図中の行Ｃ１３を参照）、給電部４１Ａを基準とした給電部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの位相がそれぞれ０，−１０，−２０［ｄｅｇ．］となるように、給電部４１Ａと給電部４１Ｂとの間の距離Ｈ１（図６（ａ）を参照）と、給電部４１Ｂと給電部４１Ｃとの間の距離Ｈ２（図６（ａ）を参照）が設定されている。これにより、アンテナ列２から出力されるビームの第２配列放射方向が＋１［ｄｅｇ．］となる。
【００７９】
このように構成されたアンテナシステム１では、予め設定された第１配列方向Ｄ１に沿って配列された複数のアンテナ素子２１からなる複数のアンテナ列２が、第１配列方向Ｄ１と異なる第２配列方向Ｄ２に沿って配列されている。そして、複数のアンテナ列２毎に設けられた複数のエレメントセット３がそれぞれ、１つのアンテナ列２を構成する複数のアンテナ素子２１それぞれが別々に接続される複数のアンテナポート３１と、それぞれが複数のアンテナポート３１の全てに接続される複数のビームポート３２とを有し、複数のビームポート３２の中から、ビームポート３２を１つ選択することにより、接続されたアンテナ列２の第１配列方向Ｄ１に沿った指向角度（以下、第１指向角度という）を制御する。
【００８０】
また、第１指向角度が同じとなるビームポート３２毎に設けられた複数の第１給電回路４は、電波が入出力可能な信号入力部４２を備えるとともに、複数のエレメントセット３のそれぞれについて第１指向角度が同じとなるビームポート３２が接続され、接続された複数のビームポート３２と信号入力部４２との間で、接続された複数のビームポート３２と信号入力部４２との間で電波の波長が変化するとビームポート３２へ伝搬される電波の相対的位相差が変化するように構成されている。
【００８１】
さらに選択スイッチ６が、複数の第１給電回路４の中から、電波を入出力させる第１給電回路４を１つ選択するとともに、制御装置８が、予め設定された複数の設定波長の中から１つの設定波長を選択して、この選択した設定波長に、複数の第１給電回路４における信号入力部４２とビームポート３２との間で伝搬する電波の波長を変更する。
【００８２】
なおアンテナシステム１は、電波を出力する電波送信回路７を備えている。そして制御装置８は、選択した設定波長を指示する波長指示信号を電波送信回路７に出力することにより、電波送信回路７に、電波の波長を設定波長に変更させる。
【００８３】
したがって、まず選択スイッチ６が、電波を入出力させる第１給電回路４を１つ選択することにより、複数のエレメントセット３のそれぞれについて、第１指向角度が同じとなるビームポート３２から電波が入出力可能となる。このため、複数のアンテナ素子２１それぞれの第１指向角度が同じになるように、第１指向角度を制御することができる。
【００８４】
さらに第１給電回路４は、第１指向角度が同じとなるビームポートに接続されている。すなわち第１給電回路４は、複数のエレメントセット３を介して、第１配列方向Ｄ１と異なる第２配列方向Ｄ２に沿って配列された複数のアンテナ素子２１に接続されている。
【００８５】
このため、第１給電回路４内を伝搬する電波の信号入力部４２に到達した時点での位相（以下、信号入力部到達時位相ともいう。）が同じであっても、第１給電回路４内を伝搬する電波のビームポート３２に到達した時点での位相（以下、ビームポート到達時位相ともいう。）を、第１給電回路４に接続された複数のビームポート３２毎に変化させることにより、第２配列方向Ｄ２に沿った指向角度（以下、第２指向角度ともいう。）を変化させることができる。
【００８６】
そして制御装置８が、複数の設定波長の中から選択した１つの設定波長に、第１給電回路４内を伝搬する電波の波長を変更するため、選択した設定波長に応じて、ビームポート到達時位相を変化させることができる。なぜならば、ビームポート３２と信号入力部４２との間で電波が伝搬する距離は一定であるからである。これにより、選択した設定波長に応じて、第２指向角度を制御することができる。
【００８７】
つまり、選択スイッチ６による第１給電回路４の選択により第１指向角度を制御するとともに、制御装置８による設定波長の選択により第２指向角度を制御する。
【００８８】
したがって、アンテナシステム１は、ビームポート３２を１つ選択することにより第１指向角度を制御する上記のエレメントセット３を必要とするが、ビームポート３２を１つ選択することにより第２指向角度を制御する手段を必要としない。すなわち、ビームポート３２を１つ選択することにより指向角度を制御する手段をアンテナ列２の個数分必要とするが、アンテナ素子２１の個数分必要としない。このため、ビームポート３２を１つ選択することにより指向角度を制御する手段の数の多さに起因して、アンテナシステム１が大型化するのを抑制することができる。
【００８９】
またアンテナシステム１では、選択スイッチ６が、１つのアンテナ列２に接続されたビームポート３２の個数に相当する数の中から１つを選択する必要があるが、アンテナシステム１が有する全てのビームポート３２の個数に相当する数の中から１つを選択する必要がない。このため、ビームポート３２の数の多さに起因して、ビームポート３２を選択するための構成が複雑化することを抑制し、アンテナシステム１のシステム構成を簡略化することができる。
【００９０】
なおアンテナシステム１では、第２指向角度を設定波長の選択により変更することができる。このため、アンテナシステム１の第２指向角度を調整する場合には、アンテナシステム自体を移動させることなく、設定波長の変更により対応することができる。これにより、第２指向角度の調整作業を容易に行うことができる。
【００９１】
またエレメントセット３は、トリプレート構造の積層板で構成されている。このため、後述のスロット構造で構成した場合よりも積層板を薄くすることができ、エレメントセット３を軽量化および小型化することができる。
【００９２】
以上説明した実施形態において、エレメントセット３は本発明における指向角度制御手段、信号入力部４２は本発明における電波入出力部、第１給電回路４は本発明における電波伝搬手段、選択スイッチ６は本発明における選択手段、制御装置８及び電波送信回路７は本発明における電波出力手段である。
【００９３】
（第２実施形態）
以下に本発明の第２実施形態を図面とともに説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００９４】
第２実施形態のアンテナシステム１は、エレメントセット３ａ，３ｂと第１給電回路４の構成が変更されている点以外は第１実施形態と同じである。
【００９５】
図７は、第２実施形態のアンテナシステム１の一部を分解した状態を示す斜視図である。なお図７では、図を簡略にするために、Ｎ＝３、Ｍ＝２としている。
【００９６】
まずエレメントセット３ａは、パターン基板１０６の構成が変更されている点以外は第１実施形態と同じである。なおパターン基板１０６は、ロットマンレンズパターン１３０のＮ個の接続部１３２がロットマンレンズパターン１４０と非対向となるように配置される点以外は第１実施形態と同じである。
【００９７】
またエレメントセット３ｂは、金属板１０８と金属板１１２の構成が変更されている点以外は第１実施形態と同じである。なお金属板１０８は、接続部１３２に対向するとともに接続部１４２に非対向となるようにスロット１４４が配置される点以外は第１実施形態と同じである。さらに金属板１１２は、接続部１３２に対向する箇所に、金属板１１２を貫通するスロット１４６が形成される点以外は第１実施形態と同じである。
【００９８】
そしてアンテナシステム１は更に、金属板１１２に近い順から、誘電体基板１１３、パターン基板１１４、誘電体基板１１５、及び金属板１１６が積層されて構成されている。
【００９９】
これらのうちパターン基板１１４には、Ｎ個の接続部１３２及びＮ個の接続部１４２のそれぞれと接続されたＮ個の給電線路１５１が形成される。
【０１００】
Ｎ個の給電線路１５１はそれぞれ、１個の接続部１３２と電気的に接続するための第１給電線路１５１ａと、１個の接続部１４２と電気的に接続するための第２給電線路１５１ｂとから構成される。そして、第１給電線路１５１ａ及び第２給電線路１５１ｂの一端には、それぞれ、ロットマンレンズパターン１３０及びロットマンレンズパターン１４０と電気的に接続するための接続部１５２ａ及び接続部１５２ｂが形成される。さらに、第１給電線路１５１ａ及び第２給電線路１５１ｂは、接続部１５２ａ及び接続部１５２ｂが形成されていない側の一端で電気的に接続されており、この一端に、選択スイッチ６の出力ポート６２と電気的に接続するための接続部１５３が形成される。
【０１０１】
また金属板１１６は、接続部１５３に対向する箇所に、金属板１１６を貫通するスロット１５４が形成される。
【０１０２】
したがって、１個のスロット１５４から、１個の接続部１５３、１個の第１給電線路１５１ａ、１個の接続部１５２ａ、１個のスロット１４６、及び１個のスロット１４４を通過して１個の接続部１３２に至る第１経路と、１個のスロット１５４から、１個の接続部１５３、１個の第２給電線路１５１ｂ、１個の接続部１５２ｂ、及び１個のスロット１４５を通過して１個の接続部１４２に至る第２経路とを有する第１給電回路４がＮ個形成される（図７中の第１給電回路４ａ，４ｂ，４ｃを参照）。
【０１０３】
このように構成されたアンテナシステム１では、第１給電回路４が、第１給電回路４に接続されている複数のビームポート３２毎に、ビームポート３２（すなわち、接続部１３２，１４２）に対応した電波入力部（すなわち、接続部１５２ａ，１５２ｂ）を有し、第１給電回路４に接続されている複数のビームポート３２毎に、対応する電波入力部（接続部１５２ａ，１５２ｂ）とビームポート３２（接続部１３２，１４２）との間で電波が伝搬する電波伝播経路を備える。
【０１０４】
これにより、第１給電回路４に接続されている複数のビームポート３２毎に、信号入力部４２とビームポート３２との間で電波が伝搬する電波伝播経路が異なる。このため、上記のビームポート到達時位相をビームポート３２毎に調整するために、信号入力部４２とビームポート３２との間の上記電波伝播経路の距離を調整するのではなく、選択スイッチ６と各信号入力部４２との間で電波が伝搬する経路の距離を調整すればよい。
【０１０５】
つまり、上記のビームポート到達時位相をビームポート３２毎に調整するために、異なるエレメントセット３のビームポート３２間の距離を長くしたり、ビームポート３２と信号入力部４２との間で電波が伝搬する経路の距離を長くしたりする必要がない。
【０１０６】
このため、ビームポート３２間の距離を短くしたり、第１給電回路４の寸法を小さくしたりすることができ、これにより、アンテナシステム１を小型化することができる。
【０１０７】
以上説明した実施形態において、第１経路および第２経路は本発明における電波伝播経路である。
【０１０８】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に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ることができる。
【０１０９】
例えば上記第１実施形態においては、誘電体基板１０７，１０９，１１１のスロット内が中空であるものを示した。しかし図８（ａ）に示すように、誘電体基板１０７，１０９は、誘電体板２６２より誘電率が高い誘電体を材料とする板状部材２６６（以下、誘電体板２６６という）がスロット２６５内に配置されるようにしてもよいし、図８（ｂ）に示すように、誘電体基板１１１は、誘電体板２７２より誘電率が高い誘電体を材料とする板状部材２７５（以下、誘電体板２７５という）がスロット２７４内に配置されるようにしてもよい。これにより、第１給電回路４内を伝搬する電波の伝搬波長を、エレメントセット３内を伝搬する電波の伝搬波長よりも短くすることができる。
【０１１０】
このように構成されたアンテナシステム１では、第１給電回路４内を伝搬する電波の伝搬波長が、エレメントセット３内を伝搬する電波の伝搬波長以上である場合と比較して、第２指向角度の変動範囲を広くすることができる。なぜならば、伝搬波長が短い場合のほうが、長い場合と比較して、同一距離を伝搬した場合の位相差が大きくなり、異なるビームポート３２間における上記ビームポート到達時位相の差が大きくなるからである。
【０１１１】
例えば図９（ａ）に示すように、信号入力部４２に７６．０ＧＨｚの送信信号を入力した場合には（図中の行Ｃ２１を参照）、給電部４１Ａを基準とした給電部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの位相がそれぞれ０，２０，４０［ｄｅｇ．］となる。これにより、アンテナ列２から出力されるビームの第２配列放射方向が−２［ｄｅｇ．］となる。
【０１１２】
また、信号入力部４２に７６．５ＧＨｚの送信信号を入力した場合には（図中の行Ｃ２２を参照）、給電部４１Ａを基準とした給電部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの位相がそれぞれ０，０，０［ｄｅｇ．］となる。これにより、アンテナ列２から出力されるビームの第２配列放射方向が０［ｄｅｇ．］となる。
【０１１３】
また、信号入力部４２に７７．０ＧＨｚの送信信号を入力した場合には（図中の行Ｃ２３を参照）、給電部４１Ａを基準とした給電部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの位相がそれぞれ０，−２０，−４０［ｄｅｇ．］となる。これにより、アンテナ列２から出力されるビームの第２配列放射方向が＋２［ｄｅｇ．］となる。
【０１１４】
ただし、誘電体基板のスロット内に誘電体板を配置しただけで、図９（ａ）に示す配列放射方向の制御が可能になるのではない。すなわち、誘電体基板のスロット内に誘電体板を配置することによって、信号入力部４２に７６．５ＧＨｚの送信信号を入力した場合の、給電部４１Ａを基準とした給電部４１Ｂ，４１Ｃの位相が０［ｄｅｇ．］から外れる。このため図９（ｂ）に示すように、給電部４１Ｂ，４１Ｃからアンテナ素子２１に至る経路の長さを変える。これにより、給電部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃに接続されたアンテナ素子２１をそれぞれアンテナ素子２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃとして、アンテナ素子２１Ａを基準としたアンテナ素子２１Ｂ，２１Ｃの位相が０［ｄｅｇ．］となる。
【０１１５】
例えば、誘電体基板のスロット内に誘電体板を配置することによって、給電部４１Ａを基準とした給電部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃの位相が０，１０，２０［ｄｅｇ．］となった場合には、給電部４１Ｂからアンテナ素子２１Ｂに至る経路の距離を３５０［ｄｅｇ．］の位相分長くするとともに（延長部ＥＸ１を参照）、給電部４１Ｃからアンテナ素子２１Ｃに至る経路の距離を３４０［ｄｅｇ．］の位相分長くする（延長部ＥＸ２を参照）。
【０１１６】
また、エレメントセット３の誘電率を小さくすることにより、エレメントセット３内を伝搬する送信信号の伝搬波長が長くなるため、図５（ｄ）に示すように、入力した送信信号の周波数に応じた３ポート基準位相の変動が小さくなる。すなわち、第１実施形態では、入力した送信信号の周波数が７６．０，７６．５，７７．０ＧＨｚである場合の第１配列放射方向がそれぞれ１１，１０，９［ｄｅｇ．］であり、第１配列放射方向の変動範囲は２［ｄｅｇ．］である（図５（ｃ）を参照）。これに対し、エレメントセット３の誘電率を小さくすることにより、例えば、入力した送信信号の周波数が７６．０，７６．５，７７．０ＧＨｚである場合の第１配列放射方向をそれぞれ１０．５，１０，９．５［ｄｅｇ．］とすることができ、第１配列放射方向の変動範囲を１［ｄｅｇ．］とすることができる（図５（ｄ）を参照）。
【０１１７】
ただし、エレメントセット３の誘電率を小さくしただけで、図５（ｄ）に示すように第１配列放射方向の変動範囲の制御が可能になるのではない。すなわち、エレメントセット３の誘電率を小さくすることによって、信号入力部４２に７６．５ＧＨｚの送信信号を入力した場合の、アンテナポート３１Ａを基準としたアンテナポート３１Ｂ，３１Ｃの位相がそれぞれ−５０，−１００［ｄｅｇ．］から外れる。このため、アンテナ素子２１Ａを基準としたアンテナ素子２１Ｂ，２１Ｃの位相が−５０，−１００［ｄｅｇ．］となるように、図９（ｂ）と同様にして、アンテナポート３１Ｂ，３１Ｃからアンテナ素子２１に至る経路の長さを変える必要がある。
【０１１８】
また上記第１実施形態においては、電波送信回路７内で送信信号の波長を変化させるものを示した。しかし、誘電率が温度依存性を有する誘電体で第１給電回路４を構成し、この誘電体の温度を変化させることにより、送信信号の波長を変化させるようにしてもよい。
【０１１９】
図１０は、誘電体の温度を変化させる構成を示すブロック図である。誘電体の温度を変化させるために、例えば図１０に示すように、第１給電回路４を加熱するヒータ２０１と、ヒータ２０１の温度を測定する温度センサ２０２と、温度センサ２０２による測定結果に基づいてヒータ２０１の温度を制御する温度制御回路２０３とを備えるようにしてもよい。第１給電回路４を構成する誘電体の誘電率が変化することにより、第１給電回路４内を伝搬する送信信号の波長が変化するからである。
【０１２０】
なお、温度制御回路２０３は本発明における加熱制御手段、ヒータ２０１は本発明における加熱手段である。
【０１２１】
また、第１給電回路４を加熱することで第１給電回路４が熱膨張し、これにより第１給電回路４内を伝搬する送信信号の伝搬波長を変化させることができる。すなわち、この熱膨張を利用して、送信信号の波長を変化させるようにしてもよい。
【０１２２】
なお図１０では、第１給電回路４を加熱するものを示したが、アンテナシステム１全体を加熱するようにしてもよい。
【０１２３】
或いは、誘電率が電圧依存性を有する誘電体（例えば、液晶）で第１給電回路４を構成し、この誘電体に印加する電圧を変化させることにより、第１給電回路４内を伝搬する送信信号の伝搬波長を変化させるようにしてもよい。
【０１２４】
図１１（ａ）は、誘電体に印加する電圧を変化させる構成を示すためのロットマンレンズパターン１３０の平面図である。また図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ断面部を示す図である。
【０１２５】
誘電体に印加する電圧を変化させるために、例えば図１１（ａ）に示すように、誘電体２４０（図１１（ｂ）を参照）に印加される電圧の供給源となる電源２２１と、電源２２１から供給された電源電圧を昇圧または降圧して出力する電圧制御回路２２２と、電圧制御回路２２２から出力された電圧を誘電体２４０に供給するための電圧供給パターン２２３とを備えるようにしてもよい。
【０１２６】
これらのうち電圧制御回路２２２は、第１給電回路４内を伝搬する送信信号の伝搬波長が所望の長さになるように、電源２２１から供給された電源電圧を調整して出力する。
【０１２７】
また電圧供給パターン２２３は、バイアス給電線路２３１と整合スタプ２３２とから構成される。バイアス給電線路２３１は、一端がロットマンレンズパターン１３０に接続されるとともに他端が電圧制御回路２２２の電圧出力部に接続される線路である。また整合スタプ２３２は、送信信号の伝搬波長の４分の１の長さを有する線路である。そして整合スタプ２３２は、バイアス給電線路２３１の一端から他端に向かって、送信信号の伝搬波長の４分の１の長さ離れた箇所で、整合スタプ２３２の一端がバイアス給電線路２３１に接続されているとともに、その他端が開放状態（オープン）となっている。
【０１２８】
このように構成された電圧供給パターン２２３は、ロットマンレンズパターン１３０内を伝搬する送信信号が電圧供給パターン２２３を介して電圧制御回路２２２に伝搬するのを阻止する。
【０１２９】
そして図１１（ｂ）に示すように、ロットマンレンズパターン１３０と金属板１０４との間に配置されている誘電体２４０は電圧供給パターン２２３と接触しているため、電圧制御回路２２２から出力された電圧が誘電体２４０に印加される。
【０１３０】
すなわち、送信信号を電圧制御回路２２２に伝搬させることなく、誘電体２４０に電圧を印加させることができる。
【０１３１】
なお、電圧制御回路２２２は本発明における電圧印加制御手段、電源２２１及び電圧供給パターン２２３は本発明における電圧印加手段である。
【０１３２】
また、図１１ではロットマンレンズパターン１３０に電圧供給パターン２２３を接続するものを示したが、ロットマンレンズパターン１４０に電圧供給パターン２２３を接続するようにしてもよい。
【０１３３】
また上記実施形態では、ロットマンレンズパターン１３０（１４０）における接続部１３１（１４１）の数と接続部１３２（１４２）の数とが同じものを示したが、接続部１３１（１４１）の数と接続部１３２（１４２）の数とが異なっているようにしてもよい。
【０１３４】
また上記実施形態においては、ロットマンレンズを備えたものを示したが、ロットマンレンズの代わりに、バトラーマトリックスを備えるようにしてもよい。
【０１３５】
また上記実施形態においては、電波を送信するための電波送信回路７を備えたものを示したが、これに限られるものではなく、電波送信回路７の代わりに、電波を受信するための電波受信回路を備えるようにしてもよいし、電波を送受信するための電波送受信回路を備えるようにしてもよい。
【０１３６】
また上記実施形態においては、トリプレート構造の積層板でアンテナシステム１が構成されるものを示したが、スロット構造の積層板でアンテナシステムが構成されるようにしてもよい。
【０１３７】
図１２は、スロット構造の積層板で構成されたアンテナシステム３０１の一部を分解した状態を示す斜視図である。アンテナシステム３０１は、例えば図１２に示すように、複数のアンテナ列２に相当するアンテナ列を構成するスロット構造の積層板３０２と、エレメントセット３ａに相当するエレメントセットを構成するスロット構造の積層板３０３ａと、エレメントセット３ｂに相当するエレメントセットを構成するスロット構造の積層板３０３ｂと、積層板３０３ａと積層板３０３ｂから出力される送信信号を積層板３０２に伝送するスロット構造の積層板３０４ａ，３０４ｂとが積層されて構成されるようにしてもよい。
【０１３８】
このように構成されたアンテナシステム３０１によれば、トリプレート構造で構成した場合よりもエレメントセットの寸法が大きくなるが、その分、エレメントセットの加工精度を緩くすることができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１…アンテナシステム、２…アンテナ列、３…エレメントセット、４…第１給電回路、５…第２給電回路、６…選択スイッチ、７…電波送信回路、８…制御装置、２１…アンテナ素子、３１…アンテナポート、３２…ビームポート、３３…ロットマンレンズ、４１…給電部、４２…信号入力部、６１…入力ポート、６２…出力ポート、７１…電圧制御発振器、７２…ＰＬＬ回路、７３…基準周波数発生器、７４…分周器、７５…位相比較器、７６…ループフィルタ、１０１…金属板、１０２…パターン基板、１０３…誘電体基板、１０４…金属板、１０５…誘電体基板、１０６…パターン基板、１０７…誘電体基板、１０８…金属板、１０９…誘電体基板、１１０…パターン基板、１１１…誘電体基板、１１２…金属板、１１３…誘電体基板、１１４…パターン基板、１１５…誘電体基板、１１６…金属板、１１８…誘電体基板、１２１…アンテナ素子パターン、１２２…給電線路、１２３…接続部、１２４…スロット、１３０…ロットマンレンズパターン、１３１，１３２…接続部、１３３，１３４…スロット、１４０…ロットマンレンズパターン、１４１，１４２…接続部、１４３，１４４，１４５，１４６…スロット、１５１…給電線路、１５１ａ…第１給電線路、１５１ｂ…第２給電線路、１５２ａ，１５２ｂ，１５３…接続部、２０１…ヒータ、２０２…温度センサ、２０３…温度制御回路、２２１…電源、２２２…電圧制御回路、２２３…電圧供給パターン、２３１…バイアス給電線路、２３２…整合スタプ、２４０…誘電体、２５１…金属板、２５２…誘電体板、２５３…収容孔、２５４，２５５…スロット、２６１…金属板、２６２…誘電体板、２６３…収容孔、２６４，２６５…スロット、２７１…金属板、２７２…誘電体板、２７３…収容孔、２７４…スロット、２７５…誘電体板、３０１…アンテナシステム、３０２，３０３ａ，３０３ｂ，３０４ａ，３０４ｂ…積層板
【図１】
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【図２】
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【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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