(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの給電点を有する誘電体基板と、
上記誘電体基板上に形成され、２つの上記給電点を結ぶ直線形状のストリップ線路と、
上記ストリップ線路に沿って上記誘電体基板上に形成され、上記ストリップ線路を一方向に伝搬する進行波により同位相で励振される２以上の放射素子と、
上記給電点に対し、上記ストリップ線路を互いに逆方向に伝搬し、上記放射素子を互いに同位相で励振する進行波をそれぞれ供給する給電手段とを備え、
上記ストリップ線路の中央付近に素子幅が最大の上記放射素子が形成され、上記ストリップ線路の両端に近づくほど素子幅が小さい上記放射素子が形成されることを特徴とする進行波励振アンテナ。
【請求項２】
上記給電手段が、入力された進行波を分岐し、分岐された進行波を２つの上記給電点にそれぞれ供給する導波管からなり、
上記給電点が、導波管・ストリップ線路変換器からなることを特徴とする請求項１に記載の進行波励振アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、進行波励振アンテナに係り、更に詳しくは、進行波により励振される多数の放射素子を備え、マイクロ波やミリ波を送受信するアンテナ、例えば、車載用アンテナの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、進行波励振アンテナは、多数の放射素子を波長の整数倍に相当する間隔で配置することにより、これらの放射素子を同位相で励振させ、正面方向へのビームを形成している。このようなアンテナを設計周波数とは異なる周波数で使用した場合、各放射素子を同位相で励振することができず、所望のアンテナ利得を得ることはできない。このため、進行波励振アンテナは、帯域幅が狭く、使用する周波数ごとに異なるアンテナを用意する必要があった。
【０００３】
図１５は、従来の進行波励振アンテナの一例を示した図であり、片側給電のマイクロストリップアンテナ（ＭＳアンテナ）２０１が示されている。このＭＳアンテナ２０１は、給電線路５０の一端に、変換器３が形成され、他端に終端素子５２が形成されている。変換器３は、導波管及び平面線路間で相互に電力変換を行っており、給電線路５０の給電点となる。各放射素子５１は、給電線路５０の管内波長λｓの整数倍の間隔で配置されているため、給電線路５０上を一方向に伝搬する進行波によって各放射素子５１が同位相で励振される。
【０００４】
このような進行波励振アンテナでは、設計周波数の進行波が供給されると、同位相で励振される各放射素子５１の相互作用によって、誘電体基板１に垂直な正面方向にビームが形成される。しかしながら、設計周波数からずれた周波数の進行波が供給されると、各放射素子５１の励振位相にずれが生じ、正面方向に対し傾いたビームが形成され、アンテナ利得が低下するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、進行波励振アンテナの周波数特性を改善することを目的とする。特に、指向特性を顕著に劣化させることなく、アンテナ利得の周波数特性を改善することを目的とする。また、広帯域の進行波励振アンテナを提供することを目的とする。特に、小型で広帯域の進行波励振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】
【００１０】
第１の本発明による進行波励振アンテナは、２つの給電点を有する誘電体基板と、上記誘電体基板上に形成され、２つの上記給電点を結ぶ直線形状のストリップ線路と、上記ストリップ線路に沿って上記誘電体基板上に形成され、上記ストリップ線路を一方向に伝搬する進行波により同位相で励振される２以上の放射素子と、上記給電点に対し、上記ストリップ線路を互いに逆方向に伝搬し、上記放射素子を互いに同位相で励振する進行波をそれぞれ供給する給電手段とを備え、上記ストリップ線路の中央付近に素子幅が最大の上記放射素子が形成され、上記ストリップ線路の両端に近づくほど素子幅が小さい上記放射素子が形成されるように構成される。
【００１１】
この様な構成により、ストリップ線路を一方向に伝搬する進行波により、同位相で励振される２以上の放射素子を備えた進行波励振アンテナにおいて、２つの給電点を介して、ストリップ線路を逆方向に伝搬する２つの進行波を供給し、これらの進行波により放射素子を互いに同位相で励振させることができる。このため、アンテナ利得の周波数特性を向上させることができる。特に、指向特性を顕著に劣化させることなく、周波数特性を改善することができる。従って、広帯域の進行波励振アンテナを実現することができる。また、片側給電の進行波励振アンテナに比べてストリップ線路を短くし、より小型の進行波励振アンテナを実現することができる。すなわち、アンテナ利得の周波数特性が改善し、指向特性を顕著に劣化させることなく、ストリップ線路長が短くなるので、ＭＳアンテナの広帯域化及び小型化を実現することができる。
【００１２】
第２の本発明による進行波励振アンテナは、上記構成に加えて、上記給電手段が、入力された進行波を分岐し、分岐された進行波を２つの上記給電点にそれぞれ供給する導波管からなり、上記給電点が、導波管・ストリップ線路変換器からなる。この様な構成により、分岐後の経路長を変更すれば、各放射素子における２つの進行波による励振位相の差を調整することができる。このため、給電手段を容易に製作することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、２つの給電点を結ぶように給電経路が形成され、これらの給電点に対し、給電経路を互いに逆方向に伝搬し、放射素子を互いに同位相で励振する進行波をそれぞれ供給する。このため、進行波励振アンテナの周波数特性を改善することができる。特に、指向特性を顕著に劣化させることなく、アンテナ利得の周波数特性を改善することができる。また、小型で広帯域の進行波励振アンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１による進行波励振アンテナの一例を示した斜視図であり、ＭＳアンテナ１００が示されている。
【図２】図１のＭＳアンテナ１００の展開斜視図である。
【図３】図１のＭＳアンテナ１００の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ切断線による断面図である。
【図５】実施の形態１と比較すべきＭＳアンテナ２０２を示した平面図である。
【図６】本発明の実施の形態１によるアンテナ利得の周波数特性の解析結果を示した図である。
【図７】本発明の実施の形態１による指向特性の解析結果を示した図である。
【図８】本発明の実施の形態１による反射特性の解析結果を示した図である。
【図９】本発明の実施の形態２による進行波励振アンテナの一構成例を示した図であり、ＭＳアンテナ１０１の断面図が示されている。
【図１０】本発明の実施の形態３による進行波励振アンテナの一構成例を示した平面図であり、ＭＳアンテナ１０２が示されている。
【図１１】実施の形態３と比較すべきＭＳアンテナ２０３を示した平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４による進行波励振アンテナの一構成例を示した平面図であり、ＭＳアンテナ１０３が示されている。
【図１３】本発明の実施の形態５による進行波励振アンテナの一構成例を示した斜視図であり、導波管スロットアンテナ１０４が示されている。
【図１４】本発明の実施の形態５による進行波励振アンテナの他の構成例を示した斜視図であり、導波管スロットアンテナ１０５が示されている。
【図１５】従来の進行波励振アンテナの一例を示した図であり、片側給電のＭＳアンテナ２０１が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１〜図４は、本発明の実施の形態１による進行波励振アンテナの一構成例を示した図であり、ＭＳアンテナ１００が示されている。図１には外観図、図２には展開斜視図、図３には平面図、図４には図３のＡ−Ａ切断線による断面図が示されている。このＭＳアンテナ１００は、誘電体基板１及び導波管ブロック２によって構成される。
【００１６】
＜誘電体基板１＞
誘電体基板１には、給電点となる２つの変換器３ａ，３ｂが形成されている。また、誘電体基板１の前面には、アンテナパターン５が形成され、背面には接地板１０が設けられ、アンテナパターン５は、誘電体基板１を挟んで、接地板１０と対向している。アンテナパターン５及び接地板１０は、熱圧着法、スパッタリング法、蒸着法などにより、銅などの導電性薄膜を誘電体基板１の全面に形成した後、フォトエッチング法により上記導電性薄膜をパターニングすることによって形成される。
【００１７】
＜アンテナパターン５＞
アンテナパターン５は、２つの変換器３ａ，３ｂを結ぶように延設された給電線路５０と、この給電線路５０に沿って配置された複数の放射素子５１ｎ，５１ｍからなる。
【００１８】
給電線路５０は、その両端が給電点としての変換器３ａ，３ｂにそれぞれ接続された給電経路であり、例えば、一定幅からなる直線状の形状を有するストリップ線路からなる。
【００１９】
放射素子５１ｎ、５１ｍ（５１と総称する）は、給電線路５０を伝搬する進行波を自由空間へ放射するストリップ片であり、例えば、給電線路５０と交差する方向に延びる線状又は短冊状の形状からなるものとする。各放射素子５１は、互いに平行に延伸する形状からなり、それぞれの放射波の偏波面を一致させている。また、各放射素子５１の素子幅は、給電点から遠くなるほど大きくなっている。つまり、給電線路５０の中央付近において最大となり、両端に近づくほど小さくなる。このような放射素子５１が、給電線路５０の両側に配置されている。
【００２０】
給電線路５０の一方の側辺に沿って形成された複数の放射素子５１ｎは、互いに同位相で励振されるように配置されている。例えば、給電線路５０の管内波長λｓに相当する間隔で配置され、給電線路５０を一方向に伝搬する上記波長の進行波により、互いに同位相で励振される。給電線路５０の他方の側辺に沿って形成された放射素子５１ｍについても、全く同様である。
【００２１】
給電線路５０の異なる側辺に沿って形成された放射素子５１ｎ，５１ｍは、延伸方向が互いに平行で逆向きになっており、かつ、互いに逆位相で励振されるように配置されている。例えば、放射素子５１ｎ，５１ｍは、λｓ／２の間隔で配置されている。このため、全ての放射素子５１ｎ，５１ｍからの放射波は、いずれも自由空間において同位相で偏波面の揃った電磁波となる。
【００２２】
＜変換器３ａ，３ｂ＞
変換器３ａは、出力導波管２３ａ及び給電線路５０の伝送電力を相互に変換する導波管・平面線路変換器である。同様にして、変換器３ｂは、出力導波管２３ｂ及び給電線路５０の伝送電力を相互に変換する導波管・平面線路変換器である。これらの変換器３ａ，３ｂは、導波管ブロック２の出力開口部２５ａ，２５ｂを閉鎖する誘電体基板１の閉鎖領域３０、共振素子３１、短絡板３２及びスルーホール３３により構成される。なお、共振素子３１及び短絡板３２は、誘電体基板１上の導電性薄膜をパターニングすることにより、アンテナパターン５又は接地板１０と同時に形成される。
【００２３】
短絡板３２は、閉鎖領域３０を覆うように誘電体基板１の前面に形成され、出力開口部２５ａ，２５ｂに連通する出力導波管２３ａ，２３ｂを終端させる短絡面を構成している。図中の短絡板３２は長方形からなり、その長辺から内側に向けてストリップ状の切り込み３４が形成されている。この切り込み３４は、閉鎖領域３０の短辺と平行に延び、閉鎖領域３０に達している。給電線路５０は、その一端が短絡板３２の切り込み３４内に形成され、閉鎖領域３０の長辺及び短絡板３２の長辺を横切り、短絡板３２の外側へ引き出されている。
【００２４】
接地板１０は、閉鎖領域３０と一致する内縁を有し、閉鎖領域３０を除く誘電体基板１の背面全体に形成されている。この接地板１０に導波管ブロック２の前面を密着させることによって、接地板１０及び導波管ブロック２を導通させている。
【００２５】
共振素子３１は、接地板１０と導通しないように閉鎖領域３０内に形成された素子である。共振素子３１は、出力開口部２５ａ，２５ｂの短手方向に関する長さを誘電体基板１内における波長の約１／２にすることにより、誘電体基板１上に共振領域を形成している。また、共振素子３１は、誘電体基板１を挟んで給電線路５０の先端と重複するように配置されており、給電線路５０と電磁的に結合されている。
【００２６】
スルーホール３３は、誘電体基板１の貫通孔に導電性材料を充填させることにより形成されている。このスルーホール３３を介して、短絡板３２及び接地板１０を導通させることにより、短絡板３２を導波管ブロック２と同電位に保持している。
【００２７】
＜導波管ブロック２＞
導波管ブロック２は、１つの入力開口部２０を２つの出力開口部２５ａ，２５ｂと連通する導波管を形成している。つまり、入力開口部２０に入力された進行波は、導波管ブロック２内で分岐され、分岐後の進行波が２つの出力開口部２５ａ，２５ｂへ伝送される。
【００２８】
導波管ブロック２内には、入力導波管２１、分岐部２２及び出力導波管２３ａ，２３ｂが形成されている。入力導波管２１は、入力開口部２０及び分岐部２２を連通する導波管であり、入力開口部２０に入力された進行波は、入力導波管２１によって分岐部２２へ伝送される。分岐部２２は、入力導波管２１を介して入力される進行波を２つに分岐する分岐手段であり、互いに略同一の電力となるように分岐する。出力導波管２３ａ，２３ｂは、分岐部２２及び出力開口部２５ａ，２５ｂを連通する導波管であり、分岐後の進行波は、出力導波管２３ａ，２３ｂによって出力開口部２５ａ，２５ｂへ伝送される。
【００２９】
つまり、ＭＳアンテナ１００では、入力開口部２０から入力された進行波が、導波管ブロック２内で分岐され、分岐後の進行波が、変換器３ａ，３ｂに伝送される。このため、分岐後の進行波は、給電線路５０の両端にそれぞれ供給され、給電線路５０上を互いに逆方向に伝搬する。
【００３０】
＜各進行波による励振位相＞
給電線路５０を逆方向に伝搬する２つの進行波は、任意の放射素子５１において同位相となるように構成される。２つの進行波の位相差は、分岐部２２から変換器３ａ，３ｂを経由して着目している放射素子５１に至る経路長を調整することにより制御することができる。
【００３１】
例えば、出力導波管２３ａの長さＬａが、出力導波管２３ｂの長さＬｂと同一である場合、変換器３ａ，３ｂには、同位相の進行波が入力される（図４参照）。変換器３ａ，３ｂでは、共振素子３１に対し給電線路５０が逆方向に引き出されていることから、導波管２３ａ，２３ｂから同位相の進行波が入力された場合、逆位相の進行波が給電線路５０へそれぞれ出力される。このため、変換器３ａから最も近い放射素子５１ｍまでの距離Ｌ１が、変換器３ｂから最も近い放射素子５１ｎまでの距離Ｌ２と同一である場合、これらの放射素子５１ｎ，５１ｍは、逆位相で励振され、偏波面が一致する電磁波を放出することができる（図３参照）。
【００３２】
つまり、Ｌａ＝Ｌｂ、Ｌ１＝Ｌ２の関係が成立している場合、変換器３ａ，３ｂをそれぞれ経由し、給電線路５０上を逆方向に伝搬する進行波は、任意の放射素子５１を同位相で励振することができる。このため、給電線路５０の片側のみに給電点を有する従来のマイクロストリップ線路２０１に比べて、利得を向上させることができる。従って、より少ない数の放射素子５１と、より短い給電線路５０を用いて、アンテナ利得を低下させることなく、周波数帯域を広げることができる。
【００３３】
なお、給電線路５０上を逆方向に伝搬する進行波が、任意の放射素子５１を同位相で励振するための条件は、Ｌａ＝Ｌｂ、Ｌ１＝Ｌ２だけでないことは言うまでもない。例えば、Ｌａ及びＬｂは、出力導波管２３ａ，２３ｂの管内波長λｇの整数倍の差を有していてもよいし、Ｌ１及びＬ２は、給電線路５０の管内波長λｓの整数倍の差を有していてもよい。さらに、Ｌａ及びＬｂの経路差による位相差が、Ｌ１及びＬ２による経路差による位相差によって相殺されるように構成されていてもよい。
【００３４】
＜比較例＞
図５は、本実施の形態と比較すべきＭＳアンテナ２０２を示した平面図である。このＭＳアンテナ２０２は、２つの変換器３ａ，３ｂと、２つの片側給電のアンテナパターン５ａ，５ｂとを備えている。
【００３５】
アンテナパターン５ａは、一端に変換器３ａが接続され、他端に終端素子５２ａが接続された給電線路５０ａと、この給電線路５０ａに沿って配置された複数の放射素子５１とにより構成される。同様にして、アンテナパターン５ｂは、一端に変換器３ｂが接続され、他端に終端素子５２ｂが接続された給電線路５０ｂと、この給電線路５０ｂに沿って配置された複数の放射素子５１とにより構成される。
【００３６】
また、終端素子５２ａ，５２ｂが内側、変換器３ａ，３ｂが外側となるように、給電線路５０ａ，５０ｂは同一直線上に配置され、アンテナパターン５ａ，５ｂの各放射素子５１は、偏波面が一致する電磁波を放出するように配置されている。つまり、アンテナパターン５ａ，５ｂは一連に配置され、全体として１つのアンテナパターンを形成している。
【００３７】
このＭＳアンテナ２０２は、実施の形態１によるＭＳアンテナ１００と比較すれば、一連の給電線路５０ａ，５０ｂの両端に、２つの給電点としての変換器３ａ，３ｂが配置されている点で共通するが、給電線路５０ａ，５０ｂが中央で分離され、終端素子５２ａ，５２ｂが設けられている点で異なる。
【００３８】
図６は、本発明の実施の形態１によるアンテナ利得の周波数特性の解析結果を示した図であり、周波数を横軸、設計周波数７６．５ＧＨｚに対する相対利得を縦軸にとって示している。図中のＧ１は本実施の形態によるＭＳアンテナ１００、Ｇ２は比較例のＭＳアンテナ２０２、Ｇ３は従来例のＭＳアンテナ２０１の周波数特性である。
【００３９】
この解析結果によれば、設計周波数の±１．５ＧＨｚの範囲における利得低下の最大値は、比較例の周波数特性Ｇ２では１．４ｄＢ、従来例の周波数特性Ｇ３では１．７ｄＢであるのに対し、実施の形態１の周波数特性Ｇ１では０．５ｄＢとなっている。従って、本実施の形態によれば、アンテナ利得の周波数特性が大幅に改善されることがわかる。
【００４０】
ここで、比較例の周波数特性Ｇ２は、従来の周波数特性Ｇ３に比べて良好であり、特に低域側では実施の形態１の周波数特性Ｇ１に近い。この様な結果が得られた理由は、比較例のＭＳアンテナ２０２では、給電線路５０ａ，５０ｂが分離され、同じ給電線路に沿って配置された放射素子５１間の最大距離が、従来例のＭＳアンテナ２０１よりも短く、周波数ずれにより、これらの放射素子５１間に生じる位相差が小さいからであると考えられる。
【００４１】
なお、比較例のＭＳアンテナ２０２では、給電線路５０ａ，５０ｂが分離され、終端素子５２ａ，５２ｂに接続されている。終端素子５２ａ，５２ｂに到達した電力は損失となるため、給電線路５０ａ，５０ｂを連結した実施の形態１によるＭＳアンテナ１００に比べれば、比較例のＭＳアンテナ２０２では小さな利得しか得られない。
【００４２】
図７は、本発明の実施の形態１による指向特性の解析結果を示した図であり、正面方向に対する角度を横軸、正面方向に対する相対利得を縦軸にとって示している。図中のＤ１は本実施の形態によるＭＳアンテナ１００の指向特性、Ｄ２は比較例のＭＳアンテナ２０２の指向特性である。
【００４３】
この解析結果によれば、実施の形態１の指向特性Ｄ１では、比較例の指向特性Ｄ２に比べて、第１サイドローブのレベルが０．６ｄＢ低下しており、比較例よりも指向特性が改善されることがわかる。この様な結果が得られた理由は、比較例のＭＳアンテナ２０２の給電線路５０ａ，５０ｂが中央で分離されていることによると考えられる。つまり、比較例のＭＳアンテナ２０２では、放射素子５１を整列させた素子アレーの中央に放射素子５１が配置されない空白領域が生じ、励振分布が崩れている。その結果、比較例のＭＳアンテナ２０２では、実施の形態１のＭＳアンテナ１０１に比べて、サイドローブレベルが上昇すると考えられる。
【００４４】
図８は、本発明の実施の形態１による反射特性の解析結果を示した図であり、周波数を横軸、反射量を縦軸にとって、散乱パラメータＳ１１として求められる値を示している。図中のＲ１は本実施の形態によるＭＳアンテナ１００の反射特性、Ｒ２は比較例のＭＳアンテナ２０２の反射特性である。この解析結果によれば、実施の形態１では、比較例の場合とほぼ同等の反射特性が得られることがわかる。
【００４５】
本実施の形態によるＭＳアンテナ１００は、誘電体基板１上に形成されたアンテナパターン５が、給電点としての変換器３ａ，３ｂを結ぶ給電線路５０と、給電線路５０に沿って形成された複数の放射素子５１とによって構成される。そして、これらの放射素子５１が、給電線路５０を一方向に伝搬する進行波により同位相で励振されるように配置されている。そして、各変換器３ａ，３ｂから供給され、給電線路５０を逆方向に伝搬する進行波が、任意の放射素子５１を互いに同位相で励振している。
【００４６】
このような構成により、片側給電のＭＳアンテナ２０１に比べて、アンテナ利得の周波数特性を向上させることができる。また、給電線路５０が分離された両側給電のＭＳアンテナ２０２と比べても、反射特性を劣化させることなく、サイドローブのレベルを抑制し、指向特性を向上させることができる。
【００４７】
また、本実施の形態によるＭＳアンテナ１００は、分岐部２２を有する導波管ブロック２を備え、入力された進行波を分岐し、分岐後の進行波を変換器３ａ，３ｂへ伝搬している。このため、分岐部２２から変換器３ａ，３ｂの経路長、又は、変換器３ａ，３ｂから放射素子５１までの経路長を調整することにより、変換器３ａ，３ｂを経由した各進行波が放射素子５１を同位相で励振させることができる。
【００４８】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２による進行波励振アンテナの一構成例を示した断面図であり、図３のＡ−Ａ切断面の他の例として、ＭＳアンテナ１０１の断面が示されている。このＭＳアンテナ１０１は、図１〜図４のＭＳアンテナ１００と比較すれば、導波管ブロック２が分岐部２２を有していない点で異なる。
【００４９】
この導波管ブロックは、２つの入力開口部２０ａ，２０ｂが形成されるとともに、入力開口部２０ａを出力開口部２５ａと連通する導波管２１ａと、入力開口部２０ｂを出力開口部２５ｂと連通する導波管２１ｂとを備えている。
【００５０】
このＭＳアンテナ１０１は、入力開口部２０ａ，２０ｂに対し、放射素子５１を同位相で励振する進行波をそれぞれ入力することにより、実施の形態１のＭＳアンテナ１００と同様に使用することができる。入力開口部２０ａ，２０ｂに入力される進行波は、１つの進行波を外部で分岐したものであってもよいし、独立して生成された２つの進行波であってもよい。
【００５１】
実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３による進行波励振アンテナの一構成例を示した平面図であり、ＭＳアンテナ１０２が示されている。このＭＳアンテナ１０２は、図３に示したＭＳアンテナ１００のアンテナパターン５の両側に、片側給電のアンテナパターン５ｃ，５ｄが追加されている。
【００５２】
片側給電のアンテナパターン５ｃは、一端に変換器３ａが接続され、他端に終端素子５２ｃが接続された給電線路５０ｃと、この給電線路５０ｃに沿って配置された複数の放射素子５１とにより構成される。同様にして、片側給電のアンテナパターン５ｄは、一端に変換器３ｂが接続され、他端に終端素子５２ｄが接続された給電線路５０ｄと、この給電線路５０ｄに沿って配置された複数の放射素子５１とにより構成される。
【００５３】
給電線路５０，５０ｃは、同一の変換器３ａから逆方向に延設されている。同様にして、給電線路５０，５０ｄも、同一の変換器３ｂから逆方向に延設されている。また、これらの給電線路５０，５０ｃ，５０ｄは、同一の直線上に配置され、それぞれの放射素子５１は、偏波面が一致する電磁波を放出するように配置されている。つまり、アンテナパターン５，５ｃ及び５ｄは、一連に配置され、全体として１つのアンテナパターンを形成している。
【００５４】
図１１は、本実施の形態と比較すべきＭＳアンテナ２０３を示した平面図である。このＭＳアンテナ２０３は、図５に示したＭＳアンテナ２０２の片側給電のアンテナパターン５ａ，５ｂの外側に、さらに片側給電のアンテナパターン５ｃ，５ｄが追加されている。
【００５５】
ＭＳアンテナ１０２，２０３を比較すれば、変換器３ａ，３ｂ間のアンテナパターンが相違している。この相違によって、ＭＳアンテナ１０２は、ＭＳアンテナ２０３に比べて、アンテナ利得の周波数特性が改善され、また、指向特性も改善されている。
【００５６】
実施の形態４．
図１２は、本発明の実施の形態４による進行波励振アンテナの一構成例を示した平面図であり、ＭＳアンテナ１０３が示されている。このＭＳアンテナ１０３は、４つ変換器３ａ〜３ｄを有する誘電体基板１上に、３つの両端給電のアンテナパターン５と、２つの片側給電のアンテナパターン５ｃ，５ｄが形成され、これらのアンテナパターン５，５ｃ及び５ｄが、全体として１つのアンテナパターンを形成している。
【００５７】
このＭＳアンテナ１０３は、誘電体基板１が４つの給電点を備え、隣接する各給電点間には両端給電のアンテナパターン５がそれぞれ配置され、また、両端の給電点には外側へ延びるアンテナパターン５ｃ，５ｄがそれぞれ形成されている。
【００５８】
同様にして、誘電体基板１が３以上の給電点を有する場合、隣接する各給電点間に両端給電のアンテナパターン５を配置し、両端の給電点に外側へ延びるアンテナパターン５ｃ，５ｄを形成すれば、給電点の数に応じて、アンテナ利得の周波数特性が良好で、指向特性も良好なＭＳアンテナを構成することができる。
【００５９】
実施の形態５．
図１３は、本発明の実施の形態５による進行波励振アンテナの一構成例を示した斜視図であり、導波管スロットアンテナ１０４（以下、ＷＧアンテナと呼ぶ）が示されている。このＷＧアンテナ１０４は、導波管２６に複数のスロット２７が形成されている。スロット２７は、偏波面の一致する電磁波を放出する放射素子であり、互いに同位相で励振されるように配置されている。例えば、導波管２６の管内波長λｇに相当する間隔で配置され、導波管２６を一方向に伝搬する上記波長の進行波により、互いに同位相で励振される。また、スロット２７は、延伸方向が互いに平行になるように配置され、全てのスロット２６からの放射波は、いずれも自由空間において同位相で偏波面の揃った電磁波となる。
【００６０】
入力開口部２０に入力された進行波は、入力導波管２１によって分岐部２２へ伝送される。分岐部２２は、入力導波管２１を介して入力される進行波を２つに分岐する分岐手段であり、互いに略同一の電力となるように分岐する。出力導波管２３ａ，２３ｂは、分岐部２２と導波管２６の両端とを連通する導波管であり、分岐後の進行波は、出力導波管２３ａ，２３ｂによって導波管２６へ伝送される。つまり、導波管２６は、給電点２４ａ，２４ｂを結ぶ給電線路であり、給電点２４ａ，２４ｂを介して供給された進行波は、導波管２６内を逆方向に伝搬する。これらの進行波が、任意のスロット２７を同位相で励振するように構成すれば、アンテナ利得の周波数特性が良好で、指向特性も良好なＷＧアンテナを実現することができる。
【００６１】
図１４は、本発明の実施の形態５による進行波励振アンテナの他の構成例を示した斜視図であり、導波管スロットアンテナ１０５が示されている。このＷＧアンテナ１０５は、図１３のＷＧアンテナ１０４の導波管２６を給電点２４ａ，２４ｂよりも外側に延伸させたものである。つまり、導波管２６は、給電点２４ａ，２４ｂを結ぶ両端給電の給電線路と、給電点２４ａ，２４ｂから外側へ延びる片側給電の給電線路とを連結したものである。従って、実施の形態３の場合と同様、導波管２６の中央を分離した導波管スロットアンテナと比べれば、アンテナ利得の周波数特性が改善され、また、指向特性も改善されている。
【符号の説明】
【００６２】
１  誘電体基板
２  導波管ブロック
３，３ａ〜３ｄ  変換器
５，５ａ〜５ｄ  アンテナパターン
１０  接地板
２０，２０ａ，２０ｂ  入力開口部
２１，２１ａ，２１ｂ  入力導波管
２２  分岐部
２３ａ，２３ｂ  出力導波管
２４ａ，２４ｂ  給電点
２５ａ，２５ｂ  出力開口部
２６  導波管
２７  スロット
３０  閉鎖領域
３１  共振素子
３２  短絡板
３３  スルーホール
５０，５０ａ〜５０ｄ  給電線路
５１，５１ｎ，５１ｍ  放射素子
５２，５２ａ〜，５２ｄ  終端素子
１００〜１０３  ＭＳアンテナ
１０４，１０５  ＷＧアンテナ
λｇ  導波管の管内波長
λｓ  ストリップ線路の管内波長
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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