(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットラインのスロット幅が傾きをもって広くなるように導体を形成し、この導体のうち電磁波放射方向に平行な両側端にコルゲート構造を設けたテーパードスロットアンテナにおいて、
前記コルゲート構造が、テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるようにしたことを特徴とするテーパードスロットアンテナ。
【請求項２】
スロットラインのスロット幅が傾きをもって広くなるように導体を形成し、この導体のうち電磁波放射方向に平行な両側端にコルゲート構造を設けたテーパードスロットアンテナにおいて、
前記テーパードスロットアンテナの幅が、当該テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるようにしたことを特徴とするテーパードスロットアンテナ。
【請求項３】
スロットラインのスロット幅が傾きをもって広くなるように導体を形成し、この導体のうち電磁波放射方向に平行な両側端にコルゲート構造を設けたテーパードスロットアンテナにおいて、
前記コルゲート構造が、テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるようにし、
かつ、前記テーパードスロットアンテナの幅が、当該テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるようにしたことを特徴とするテーパードスロットアンテナ。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１つのテーパードスロットアンテナを同一基板上にアレイ状に設けたことを特徴とするテーパードスロットアンテナアレイ。
【請求項５】
更に、前記それぞれのテーパードスロットアンテナが等間隔に並んでいることを特徴とする請求項４に記載のテーパードスロットアンテナアレイ。
【請求項６】
請求項１〜３のうちいずれか１つのテーパードスロットアンテナを同一基板上にアレイ状に設けると共に、このアレイ状に形成したアンテナの中心位置の周辺に設けたテーパードスロットアンテナの指向性が、当該アレイ状に形成したアンテナの中心側に利得分布を持つようにしたことを特徴とするテーパードスロットアンテナアレイ。
【請求項７】
請求項４〜６のうちいずれか１つのテーパードスロットアンテナアレイを基板に垂直な方向に複数設けると共に、
アンテナ中心位置に設けたテーパードスロットアンテナアレイの指向性が、当該アンテナの正面側に利得分布を持ち、
かつ、アンテナ中心位置の周辺に設けたテーパードスロットアンテナアレイの指向性が、当該アンテナの中心側に利得分布を持つようにしたことを特徴とする２次元アンテナアレイ。
【請求項８】
請求項１〜３のうちいずれか１つのテーパードスロットアンテナと、
前記コルゲート構造および前記テーパードスロットアンテナの幅が、当該テーパードスロットアンテナの中心軸から見て対称となるテーパードスロットアンテナとを、備えたテーパードスロットアンテナアレイ。
【請求項９】
更に、前記それぞれのテーパードスロットアンテナが等間隔に並んでいることを特徴とする請求項８に記載のテーパードスロットアンテナアレイ。
【請求項１０】
前記コルゲート構造および前記テーパードスロットアンテナの幅が当該テーパードスロットアンテナの中心軸から見て対称ゆえその指向性が対称となるテーパードスロットアンテナを中心位置として、
この対称な指向性をもつテーパードスロットアンテナの周辺に、請求項１〜３のうちいずれか１つの指向性が非対称なテーパードスロットアンテナを、アレイ状に設け、
かつ、前記中心位置の周辺に設けたテーパードスロットアンテナの指向性が、当該アレイ状に形成したアンテナの中心側に利得分布を持つようにしたことを特徴とするテーパードスロットアンテナアレイ。
【請求項１１】
請求項８〜１０のうちいずれか１つのテーパードスロットアンテナアレイを基板に垂直な方向に複数設けると共に、
アンテナ中心位置に設けたテーパードスロットアンテナアレイの指向性が、当該アンテナの正面側に利得分布を持ち、
かつ、アンテナ中心位置の周辺に設けたテーパードスロットアンテナアレイの指向性が、当該アンテナの中心側に利得分布を持つようにしたことを特徴とする２次元アンテナアレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、テーパードスロットアンテナおよびテーパードスロットアンテナアレイ並びに２次元アンテナアレイに関し、更に詳しくは、アンテナ開口がある基板端面の法線方向にアンテナを向けたまま、テーパー形状も変えることなく、その指向性を非対称にすることができるテーパードスロットアンテナおよびテーパードスロットアンテナアレイ並びに２次元アンテナアレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
テーパードスロットアンテナは、スロットラインのスロット幅が傾きをもって広くなる構造をもっており、アンテナの面に対して平行な方向（スロットラインの進行方向）に電磁波を放射する。しかも、テーパードスロットアンテナは、その構造がスロットラインと同様であることからマイクロストリップラインのように裏面に接地導体を必要としない。このため、ユニプレーナ構造の給電線や整合回路との一体化が容易である。
【０００３】
また、テーパードスロットアンテナは、レンズなどの光学素子と組み合わせて使われることも多い。例えば、ミリ波を使ったイメージングアレイが報告されている。
【０００４】
ところで、上記のようにアンテナと光学素子とを組み合わせて用いる場合や、ミサイルや航空機といった特殊な用途に用いる場合では、電波の放射方向が、アンテナの正面方向とは異なるものが要求されることがある。そのような従来技術としては、アンテナ開口がある基板端面の法線方向に対して、アンテナを傾斜させたもの、または、アンテナのテーパー形状を非対称にしたものなどが知られている。
【０００５】
アンテナのテーパー形状を非対象にした例としては、特開平５−２０６７２４号公報や特開平５−３１５８３３号公報に記載の発明が知られている。これらの発明は、アンテナ開口がある基板端面を斜めにし、法線方向に対して非対称なテーパー形状を形成したものである。これによりアンテナの指向性を、基板端面の法線方向に対して傾斜させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板端面の法線方向に対してアンテナを傾斜させた場合、給電用のフィードラインを曲げなければならないため、損失が大きくなってしまうという問題点がある。特に、アレイの場合には、各アンテナで位相を揃えるのが大変になるという問題点がある。また、アンテナが基板端面の法線方向に対して傾斜しているので、異なる指向性を持つアンテナを並べる場合に余分な面積を取ってしまう。このため、アンテナを近接して並べることができないという問題点がある。
【０００７】
また、テーパードスロットアンテナの特性は、テーパー形状に大きく依存しているため、アンテナのテーパーを非対称にするとアンテナの指向性が変わるだけでなく、利得や反射特性なども大きく変わってしまう。このため、最適な設計を行うのが困難になるという問題点がある。
【０００８】
さらに、上記問題点の生じる根本的な原因は、第１に、アンテナ開口がある基板端面の法線方向にアンテナを向けたまま、第２に、テーパー形状を変えることなく、第３に、指向性を非対称にすることはできなかったという点にある。
【０００９】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アンテナ開口がある基板端面の法線方向にアンテナを向けたまま、テーパー形状も変えることなく、その指向性を非対称にすることが可能なテーパードスロットアンテナおよびテーパードスロットアンテナアレイ並びに２次元アンテナアレイを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に係るテーパードスロットアンテナは、スロットラインのスロット幅が傾きをもって広くなるように導体を形成し、この導体のうち電磁波放射方向に平行な両側端にコルゲート構造を設けたテーパードスロットアンテナにおいて、前記コルゲート構造が、テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるようにしたものである。
【００１１】
発明者は、テーパードスロットアンテナの導体部分のうち電磁波放射方向に平行な両側端にコルゲート構造を設けることで、指向性を劣化させることなく、アンテナを小型化できるということを見い出し、平成８年１２月６日付けで既に出願済みである。この発明は、その後の実験により得られたコルゲート構造の新たな知見に関するものである。
【００１２】
まず、発明者は、前記コルゲート構造を非対称にすると指向性が非対称になることを実験的に見いだした。請求項１に係る発明は、この特性を利用したもので、具体的には、前記コルゲート構造を、テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるように構成した。これより、アンテナ開口がある基板端面の法線方向にアンテナを向けたまま、テーパー形状も変えることなく、その指向性を非対称にすることができるようになる。
【００１３】
また、請求項２に係るテーパードスロットアンテナは、スロットラインのスロット幅が傾きをもって広くなるように導体を形成し、この導体のうち電磁波放射方向に平行な両側端にコルゲート構造を設けたテーパードスロットアンテナにおいて、前記テーパードスロットアンテナの幅が、当該テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるようにしたものである。
【００１４】
テーパードスロットアンテナの基板幅を狭くすることによりＥ面の指向性が狭くなる傾向があるということは、「IEEE Trans on Antennas and Propagation, Vol, AP-35, No.9、1987 p.1058-1065 "Analysis of the Tapered Slot Antenna" RAMAKRISHNA JANASWAMY and DANIEL H.SCHAUBERT」により指摘されていた。しかしＥ面の指向性が狭くなるとともにＥ面、Ｈ面のサイドロブレベルが高くなってしまい、そのままでは使いものにならなかった。
【００１５】
そこで、発明者は、基板幅を非対称に狭くすると指向性が非対称になることを実験的に見いだし、この請求項２に係る発明に至った。具体的には、テーパードスロットアンテナの幅が、当該テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるようにした。これにより、アンテナ開口がある基板端面の法線方向にアンテナを向けたまま、テーパー形状も変えることなく、その指向性を非対称にすることができるようになる。なお、このコルゲート構造により、基板の幅が狭くても指向性が劣化することはない。
【００１６】
また、請求項３に係るテーパードスロットアンテナは、スロットラインのスロット幅が傾きをもって広くなるように導体を形成し、この導体のうち電磁波放射方向に平行な両側端にコルゲート構造を設けたテーパードスロットアンテナにおいて、前記コルゲート構造が、テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるようにし、かつ、前記テーパードスロットアンテナの幅が、当該テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるようにしたものである。
【００１７】
さらに、発明者は、コルゲート構造とアンテナの幅両方を非対称にしてもやはり、指向性が非対称になることを実験的に見いだした。そこで、請求項３の発明では、コルゲート構造が、テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるようにし、かつ、前記テーパードスロットアンテナの幅が、当該テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるようにした。これによりアンテナ開口がある基板端面の法線方向にアンテナを向けたまま、テーパー形状も変えることなく、その指向性を非対称にすることができるようになる。
【００１８】
また、請求項４に係るテーパードスロットアンテナアレイは、上記いずれかのテーパードスロットアンテナを同一基板上にアレイ状に設けたものである。
【００１９】
すなわち、少なくとも上記指向性が非対称なテーパードスロットアンテナをアレイ状に設け、好ましくは、つぎの請求項５および６の如く指向性が対称なテーパードスロットアンテナをアンテナの中心に設ければ、アンテナ開口がある基板端面の法線方向にアンテナを向けたまま、テーパー形状も変えることなく、アンテナアレイが実現できる。
【００２０】
また、請求項５に係るテーパードスロットアンテナアレイは、上記テーパードスロットアンテナアレイにおいて、更に、前記それぞれのテーパードスロットアンテナを等間隔に並べたものである。
【００２１】
テーパードスロットアレイをイメージングアレイに用いる場合には、上記の如く、それぞれのテーパードスロットアンテナを等間隔に並べてやるのが好ましい。かかる構成により最大限の分解能を得ることができるためである。
【００２２】
また、請求項６に係るテーパードスロットアンテナアレイは、上記いずれかのテーパードスロットアンテナを同一基板上にアレイ状に設けると共に、このアレイ状に形成したアンテナの中心位置の周辺に設けたテーパードスロットアンテナの指向性が、当該アレイ状に形成したアンテナの中心側に利得分布を持つようにしたものである。
【００２３】
テーパードスロットアレイをイメージングアレイに用いる場合には、光学素子と位置関係から指向性の利得分布を光学系の中心方向に向けるようにするのが好ましい。そこで、この発明では、アレイ状に形成したアンテナの中心位置の周辺に設けたテーパードスロットアンテナの指向性が、当該アレイ状に形成したアンテナの中心側に利得分布を持つようにした。このようにすれば、アレイ周辺においても開口効率の低下を防ぐことができる。
【００２４】
また、請求項７に係る２次元アンテナアレイは、上記いずれかのテーパードスロットアンテナアレイを基板に垂直な方向に複数設けると共に、アンテナ中心位置に設けたテーパードスロットアンテナアレイの指向性が、当該アンテナの正面側に利得分布を持ち、かつ、アンテナ中心位置の周辺に設けたテーパードスロットアンテナアレイの指向性が、当該アンテナの中心側に利得分布を持つようにしたものである。
【００２５】
２次元アンテナアレイを２次元イメージングアレイに用いる場合には、光学素子との位置関係から上記テーパードスロットアンテナアレイの指向性の利得分布をアンテナの中心に向けるようにするのが好ましい。そこで、この発明では、アンテナの中心に利得分布を集めるようにした。例えば、それぞれのテーパードスロットアンテナアレイを光学系の中心方向に傾けることにより、アレイ周辺でも開口効率の低下を防ぐことができるようになる。
【００２６】
また、請求項８に係るテーパードスロットアンテナアレイは、上記請求項１〜３のうちいずれか１つに係るテーパードスロットアンテナと、前記コルゲート構造および前記テーパードスロットアンテナの幅が、当該テーパードスロットアンテナの中心軸から見て対称となるテーパードスロットアンテナとを、備えたものである。
【００２７】
すなわち、指向性が非対称なテーパードスロットアンテナをアレイ状に設け、かつ、指向性が対称なテーパードスロットアンテナをアンテナの中心に設ければ、アンテナ開口がある基板端面の法線方向にアンテナを向けたまま、テーパー形状も変えることなく、アンテナアレイが実現できる。
【００２８】
また、請求項９に係るテーパードスロットアンテナアレイは、上記請求項８に係るテーパードスロットアンテナにおいて、更に、前記それぞれのテーパードスロットアンテナが等間隔に並んでいるものである。
【００２９】
テーパードスロットアレイをイメージングアレイに用いる場合には、上記の如く、それぞれのテーパードスロットアンテナを等間隔に並べてやるのが好ましい。かかる構成により最大限の分解能を得ることができるためである。
【００３０】
また、請求項１０に係るテーパードスロットアンテナアレイは、前記コルゲート構造および前記テーパードスロットアンテナの幅が当該テーパードスロットアンテナの中心軸から見て対称ゆえその指向性が対称となるテーパードスロットアンテナを中心位置として、この対称な指向性をもつテーパードスロットアンテナの周辺に、請求項１〜３のうちいずれか１つに係る指向性が非対称なテーパードスロットアンテナを、アレイ状に設け、かつ、前記中心位置の周辺に設けたテーパードスロットアンテナの指向性が、当該アレイ状に形成したアンテナの中心側に利得分布を持つようにしたものである。
【００３１】
テーパードスロットアレイをイメージングアレイに用いる場合には、光学素子と位置関係から指向性の利得分布を光学系の中心方向に向けるようにするのが好ましい。そこで、この発明では、アレイ状に形成したアンテナの中心位置の周辺に設けたテーパードスロットアンテナの指向性が、当該アレイ状に形成したアンテナの中心側に利得分布を持つようにし、かつ、中心位置に設けたテーパードスロットアンテナの指向性が、当該アレイ状に形成したアンテナの正面側に利得分布を持つようにした。このようにすれば、アレイ周辺においても開口効率の低下を防ぐことができる。
【００３２】
また、請求項１１に係る２次元アンテナアレイは、請求項８〜１０のうちいずれか１つに係るテーパードスロットアンテナアレイを基板に垂直な方向に複数設けると共に、アンテナ中心位置に設けたテーパードスロットアンテナアレイの指向性が、当該アンテナの正面側に利得分布を持ち、かつ、アンテナ中心位置の周辺に設けたテーパードスロットアンテナアレイの指向性が、当該アンテナの中心側に利得分布を持つようにしたものである。
【００３３】
２次元アンテナアレイを２次元イメージングアレイに用いる場合には、光学素子との位置関係から上記テーパードスロットアンテナアレイの指向性の利得分布をアンテナの中心に向けるようにするのが好ましい。そこで、この発明では、アンテナの中心に利得分布を集めるようにした。例えば、上記請求項８〜１０に係るテーパードスロットアンテナアレイを光学系の中心方向に傾けることにより、アレイ周辺でも開口効率の低下を防ぐことができるようになる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係るテーパードスロットアンテナ１００を示す上面図である。符号１は、このアンテナが形成されている誘電体基板である。この誘電体基板１は、５０μｍのカプトン上に５μｍの銅が積層されたものである。符号２は、アンテナ開口部であり、設計周波数６０ＧＨｚ、アンテナ長２０ｍｍ、開口５ｍｍとなっている。
【００３６】
また、このテーパードスロットアンテナ１００は、アンテナ側部の誘電体基板１上の金属が周期的に矩形に取り除かれたコルゲート構造３、４を有している。コルゲート構造３は、０．２ｍｍ×０．３ｍｍの矩形が０．４ｍｍ周期で並んだ構造である。コルゲート構造４は、０．２ｍｍ×１ｍｍの矩形が０．４ｍｍ周期で並んだ構造である。符号５は、アンテナからＣＰＷの給電線６にモードを変換するバランである。
【００３７】
この実施の形態１では、アンテナの中心軸ａ−ａ’からみてアンテナの幅ｂ、ｂ’が対称に（ｂ＝ｂ’＝５ｍｍ）、また、コルゲート構造３、４の幅ｃ、ｃ’が非対称になっている（ｃ＝０．３ｍｍ、ｃ’＝１ｍｍ）。
【００３８】
図２は、図１のテーパードスロットアンテナ１００の指向性を６０ＧＨｚで測定した結果を示すグラフ図である。測定の結果、Ｅ面（図中（ａ））、Ｈ面（図中（ｂ））共にサイドロブが低く、良好な指向性が得られた。また、Ｅ面では、アンテナの正面方向に対して非対称な指向性が得られた。これは、本発明の有効性を示すものである。
【００３９】
（実施の形態２）
図３は、この発明の実施の形態２に係るテーパードスロットアンテナ２００を示す上面図である。符号３１は、このアンテナが形成されている誘電体基板である。この誘電体基板１は、５０μｍのカプトン上に５μｍの銅が積層されたものである。符号３２は、アンテナ開口部であり、設計周波数６０ＧＨｚ、アンテナ長２０ｍｍ、開口５ｍｍとなっている。
【００４０】
また、このテーパードスロットアンテナ２００は、アンテナ側部の誘電体基板３１上の金属が周期的に矩形に取り除かれたコルゲート構造３３、３４を有している。コルゲート構造３３、３４は、０．２ｍｍ×１ｍｍの矩形が０．４ｍｍ周期で並んだ構造である。符号３５は、アンテナからＣＰＷの給電線３６にモードを変換するバランである。
【００４１】
この実施の形態２では、アンテナの中心軸ａ−ａ’からみてアンテナの幅ｂ、ｂ’が非対称に（ｂ＝４ｍｍ、ｂ’＝５ｍｍ）、また、コルゲート構造３３、３４の幅ｃ、ｃ’が対称になっている（ｃ＝ｃ’＝１ｍｍ）。
【００４２】
図４は、図３のテーパードスロットアンテナ２００の指向性を６０ＧＨｚで測定した結果を示すグラフ図である。測定の結果、Ｅ面（図中（ａ））、Ｈ面（図中（ｂ））共にサイドロブが低く、良好な指向性が得られた。また、Ｅ面では、アンテナの正面方向に対して非対称な指向性が得られた。これは、本発明の有効性を示すものである。
【００４３】
（実施の形態３）
図５は、この発明の実施の形態３に係るテーパードスロットアンテナ３００を示す上面図である。符号５１は、このアンテナが形成されている誘電体基板である。この誘電体基板５１は、５０μｍのカプトン上に５μｍの銅が積層されたものである。符号５２は、アンテナ開口部であり、設計周波数６０ＧＨｚ、アンテナ長２０ｍｍ、開口５ｍｍとなっている。
【００４４】
また、このテーパードスロットアンテナ３００は、アンテナ側部の誘電体基板５１上の金属が周期的に矩形に取り除かれたコルゲート構造５３、５４を有している。コルゲート構造５３は、０．２ｍｍ×０．５ｍｍの矩形が０．４ｍｍ周期で並んだ構造である。コルゲート構造５４は、０．２ｍｍ×１ｍｍの矩形が０．４ｍｍ周期で並んだ構造である。符号５５は、アンテナからＣＰＷの給電線５６にモードを変換するバランである。
【００４５】
この実施の形態３では、アンテナの中心軸ａ−ａ’からみてアンテナの幅ｂ、ｂ’が非対称に（ｂ＝４ｍｍ、ｂ’＝５ｍｍ）、また、コルゲート構造５３、５４の幅ｃ、ｃ’が非対称になっている（ｃ＝０．５ｍｍ、ｃ＝：１ｍｍ）。
【００４６】
図６は、図５のテーパードスロットアンテナ３００の指向性を６０ＧＨｚで測定した結果を示すグラフ図である。測定の結果、上記実施の形態１および２と同様に、Ｅ面（図中（ａ））、Ｈ面（図中（ｂ））共にサイドロブが低く、良好な指向性が得られた。また、Ｅ面では、アンテナの正面方向に対して非対称な指向性が得られた。これは、本発明の有効性を示すものである。
【００４７】
（実施の形態４）
図７は、この発明の実施の形態４に係るテーパードスロットアンテナアレイを示す上面図である。このテーパードスロットアンテナアレイ１０００は、テーパードスロットアンテナ１１００をアレイ状に等間隔配列して形成したものである。符号７１は、テーパードスロットアンテナ１１００が形成されている誘電体基板である。この誘電体基板７１は、５０μｍのカプトン上に５μｍの銅が積層されたものである。符号７２は、アンテナ開口部であり、設計周波数６０ＧＨｚ、アンテナ長２０ｍｍ、開口５ｍｍとなっている。
【００４８】
また、このテーパードスロットアンテナ１１００は、アンテナ側部の誘電体基板７１上の金属が周期的に矩形に取り除かれたコルゲート構造７３、７４を有している。
【００４９】
このテーパードスロットアンテナアレイ１０００は、アンテナの中心軸ａ１−ａ１’〜ａ５−ａ５’からみて、各アンテナの幅ｂ１、ｂ１’〜ｂ５、ｂ５’が対称になっている。また、コルゲート構造７３、７４の幅が、中心のアンテナは対称に、その他のアンテナはアレイの中心側に利得分布を持つよう非対称になっている。具体的には、アンテナの幅がｂ１＝ｂ１’＝ｂ２＝ｂ２’＝ｂ３＝ｂ３’＝ｂ４＝ｂ４’＝ｂ５＝ｂ５’＝５ｍｍであり、コルゲート構造の幅がｃ１＝０．３ｍｍ、ｃ１’＝１ｍｍ、ｃ２＝０．３ｍｍ、ｃ２’＝０．６ｍｍ、ｃ３＝０．３ｍｍ、ｃ３’＝０．３ｍｍ、ｃ４＝０．６ｍｍ、ｃ４’＝０．３ｍｍ、ｃ５＝１ｍｍ、ｃ５’＝０．３ｍｍである。
【００５０】
また、変形例として、中心位置にある指向性が対称なテーパードスロットアンテナを除き、指向性が非対称なテーパードスロットアンテナのみで構成してもよい。
【００５１】
（実施の形態５）
図８は、図７のテーパードスロットアンテナアレイ１０００と光学素子とを組み合わせた例を示す摸式図である。符号８１は、光学素子である。符号８３、８４は、各テーパードスロットアンテナ１１００の指向性を模式的に表している。テーパードスロットアンテナアレイ１０００の中心に位置するテーパードスロットアンテナ１１００の指向性８３は、その最大利得が正面方向になるように制御される。一方、前記テーパードスロットアンテナ１１００の周辺に位置するテーパードスロットアンテナ１１００の指向性８４は、その最大利得がテーパードスロットアンテナアレイ１０００の中心方向になるようにそれぞれ制御される。
【００５２】
（実施の形態６）
図９は、この発明の実施の形態６に係るテーパードスロットアンテナアレイを示す上面図である。このテーパードスロットアンテナアレイ１００１は、テーパードスロットアンテナ１１０１をアレイ状に等間隔配列して形成したものである。符号９１は、テーパードスロットアンテナ１１０１が形成されている誘電体基板である。この誘電体基板９１は、５０μｍのカプトン上に５μｍの銅が積層されたものである。符号９２は、アンテナ開口部であり、設計周波数６０ＧＨｚ、アンテナ長２０ｍｍ、開口５ｍｍとなっている。
【００５３】
また、このテーパードスロットアンテナ１１０１は、アンテナ側部の誘電体基板９１上の金属が周期的に矩形に取り除かれたコルゲート構造９３、９４を有している。
【００５４】
このテーパードスロットアンテナアレイ１００１は、アンテナの中心軸ａ１−ａ１’〜ａ５−ａ５’からみて、各アンテナの幅ｂ１、ｂ１’〜ｂ５、ｂ５’が中心のアンテナは対称に、その他のアンテナはアレイの中心側に利得分布を持つよう非対称になっている。また、コルゲート構造９３、９４の幅が対称になっている。具体的には、アンテナの幅がｂ１＝４ｍｍ、ｂ１’＝５ｍｍ、ｂ２＝４．５ｍｍ、ｂ２’＝５ｍｍ、ｂ３＝５ｍｍ、ｂ３’＝５ｍｍ、ｂ４＝５ｍｍ、ｂ４’＝４．５ｍｍ、ｂ５＝５ｍｍ、ｂ５’＝４ｍｍであり、コルゲート構造の幅がｃ１＝ｃ１’＝ｃ２＝ｃ２’＝ｃ３＝ｃ３’＝ｃ４＝ｃ４’＝ｃ５＝ｃ５’＝１ｍｍである。
【００５５】
また、上記同様に、変形例として、中心位置にある指向性が対称なテーパードスロットアンテナを除き、指向性が非対称なテーパードスロットアンテナのみで構成してもよい。
【００５６】
（実施の形態７）
図１０は、図９のテーパードスロットアンテナアレイ１００１と光学素子とを組み合わせた例を示す摸式図である。符号１０１は、光学素子である。符号１０３、１０４は、各テーパードスロットアンテナ１１０１の指向性を模式的に表している。テーパードスロットアンテナアレイ１００１の中心に位置するテーパードスロットアンテナ１１０１の指向性１０３は、その最大利得が正面方向になるように制御される。一方、前記テーパードスロットアンテナ１１０１の周辺に位置するテーパードスロットアンテナ１１０１の指向性１０４は、その最大利得がテーパードスロットアンテナアレイ１００１の中心方向になるようにそれぞれ制御される。
【００５７】
（実施の形態８）
図１１は、この発明の実施の形態８に係るテーパードスロットアンテナアレイを示す上面図である。このテーパードスロットアンテナアレイ１００２は、テーパードスロットアンテナ１１０２をアレイ状に等間隔配列して形成したものである。符号１１１は、テーパードスロットアンテナ１１０２が形成されている誘電体基板である。この誘電体基板１１１は、５０μｍのカプトン上に５μｍの銅が積層されたものである。符号１１２は、アンテナ開口部であり、設計周波数６０ＧＨｚ、アンテナ長２０ｍｍ、開口５ｍｍとなっている。
【００５８】
また、このテーパードスロットアンテナ１１０２は、アンテナ側部の誘電体基板１１１上の金属が周期的に矩形に取り除かれたコルゲート構造１１３、１１４を有している。
【００５９】
このテーパードスロットアンテナアレイ１００２は、アンテナの中心軸ａ１−ａ１’〜ａ５−ａ５’からみて、各アンテナの幅ｂ１、ｂ１’〜ｂ５、ｂ５’が中心のアンテナは対称に、その他のアンテナはアレイの中心側に利得分布を持つよう非対称になっている。また、コルゲート構造９３、９４の幅も、中心のアンテナは対称に、その他のアンテナはアレイの中心側に利得分布を持つよう非対称になっている。具体的には、アンテナの幅がｂ１＝４ｍｍ、ｂ１’＝５ｍｍ、ｂ２＝４．５ｍｍ、ｂ２’＝５ｍｍ、ｂ３＝５ｍｍ、ｂ３’＝５ｍｍ、ｂ４＝５ｍｍ、ｂ４’＝４．５ｍｍ、ｂ５＝５ｍｍ、ｂ５’＝４ｍｍであり、コルゲート構造の幅がｃ１＝０．３ｍｍ、ｃ１’＝１ｍｍ、ｃ２＝０．６ｍｍ、ｃ２’＝１ｍｍ、ｃ３＝１ｍｍ、ｃ３’＝１ｍｍ、ｃ４＝１ｍｍ、ｃ４’＝０．６ｍｍ、ｃ５＝１ｍｍ、ｃ５’＝０．３ｍｍである。
【００６０】
また、上記同様に、変形例として、中心位置にある指向性が対称なテーパードスロットアンテナを除き、指向性が非対称なテーパードスロットアンテナのみで構成してもよい。
【００６１】
（実施の形態９）
図１２は、図１１のテーパードスロットアンテナアレイ１００２と光学素子とを組み合わせた例を示す摸式図である。符号１２１は、光学素子である。符号１２３、１２４は、各テーパードスロットアンテナ１１０２の指向性を模式的に表している。テーパードスロットアンテナアレイ１００２の中心に位置するテーパードスロットアンテナ１１０２の指向性１２３は、その最大利得が正面方向になるように制御される。一方、前記テーパードスロットアンテナ１１０２の周辺に位置するテーパードスロットアンテナ１１０２の指向性１２４は、その最大利得がテーパードスロットアンテナアレイ１００２の中心方向になるようにそれぞれ制御される。
【００６２】
（実施の形態１０）
図１３は、２次元アンテナアレイと光学素子とを組み合わせた例を示す摸式図である。２次元アンテナアレイ２０００は、図７のテーパードスロットアンテナアレイ１０００を基板に垂直な方向に複数配置することによって実現する。符号１３１は、光学素子である。符号１３２は、テーパードスロットアンテナアレイ１０００の断面を示す。また、符号１３３、１３４は、各テーパードスロットアンテナアレイ１０００の指向性を模式的に表している。
【００６３】
２次元アンテナアレイ２０００の中心に位置するテーパードスロットアンテナアレイ１０００の指向性１３３は、その最大利得が正面方向になるように配置する。一方、前記テーパードスロットアンテナアレイ１０００の周辺に位置するテーパードスロットアンテナアレイ１０００の指向性１３４は、その最大利得が２次元アンテナアレイ２０００の中心方向になるようにそれぞれ配置する。
【００６４】
なお、実施の形態６のテーパードスロットアンテナアレイ１００１、実施の形態８のテーパードスロットアンテナアレイ１００２を基板に垂直な方向に複数配置することによって２次元アンテナアレイを実現するようにしてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のテーパードスロットアンテナ（請求項１）によれば、スロットラインのスロット幅が傾きをもって広くなるように導体を形成し、この導体のうち電磁波放射方向に平行な両側端にコルゲート構造を設けたテーパードスロットアンテナにおいて、前記コルゲート構造が、テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるようにしたので、アンテナ開口がある基板端面の法線方向にアンテナを向けたまま、テーパー形状も変えることなく、その指向性を非対称にすることができるようになる。
【００６６】
つぎの発明のテーパードスロットアンテナ（請求項２）によれば、スロットラインのスロット幅が傾きをもって広くなるように導体を形成し、この導体のうち電磁波放射方向に平行な両側端にコルゲート構造を設けたテーパードスロットアンテナにおいて、前記テーパードスロットアンテナの幅が、当該テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるようにしたので、アンテナ開口がある基板端面の法線方向にアンテナを向けたまま、テーパー形状も変えることなく、その指向性を非対称にすることができるようになる。
【００６７】
つぎの発明によるテーパードスロットアンテナ（請求項３）によれば、スロットラインのスロット幅が傾きをもって広くなるように導体を形成し、この導体のうち電磁波放射方向に平行な両側端にコルゲート構造を設けたテーパードスロットアンテナにおいて、前記コルゲート構造が、テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるようにし、かつ、前記テーパードスロットアンテナの幅が、当該テーパードスロットアンテナの中心軸から見て非対称となるようにしたので、アンテナ開口がある基板端面の法線方向にアンテナを向けたまま、テーパー形状も変えることなく、その指向性を非対称にすることができるようになる。
【００６８】
つぎの発明によるテーパードスロットアンテナアレイ（請求項４）によれば、上記いずれかのテーパードスロットアンテナを同一基板上にアレイ状に設けたので、テーパー形状を変えることなく、アンテナアレイを実現することができる。
【００６９】
つぎの発明によるテーパードスロットアンテナアレイ（請求項５）によれば、上記テーパードスロットアンテナアレイにおいて、更に、前記それぞれのテーパードスロットアンテナを等間隔に並べたので、最大限の分解能を得ることができる。このため、テーパードスロットアレイをイメージングアレイに用いる場合に適する。
【００７０】
つぎの発明によるテーパードスロットアンテナアレイ（請求項６）によれば、上記いずれかのテーパードスロットアンテナを同一基板上にアレイ状に設けると共に、このアレイ状に形成したアンテナの中心位置の周辺に設けたテーパードスロットアンテナの指向性が、当該アレイ状に形成したアンテナの中心側に利得分布を持つようにしたので、アレイ周辺においても開口効率の低下を防ぐことができる。このため、テーパードスロットアレイをイメージングアレイに用いる場合に適する。
【００７１】
つぎの発明による２次元アンテナアレイ（請求項７）によれば、上記いずれかのテーパードスロットアンテナアレイを基板に垂直な方向に複数設けると共に、アンテナ中心位置に設けたテーパードスロットアンテナアレイの指向性が、当該アンテナの正面側に利得分布を持ち、かつ、アンテナ中心位置の周辺に設けたテーパードスロットアンテナアレイの指向性が、当該アンテナの中心側に利得分布を持つようにしたので、アレイ周辺でも開口効率の低下を防ぐことができるようになる。このため、２次元アンテナアレイを２次元イメージングアレイに用いる場合に適する。
【００７２】
つぎの発明によるテーパードスロットアンテナアレイ（請求項８）によれば、上記いずれか１つに係るテーパードスロットアンテナ（請求項１〜３）と、前記コルゲート構造および前記テーパードスロットアンテナの幅が、当該テーパードスロットアンテナの中心軸から見て対称となるテーパードスロットアンテナとを、備えたので、アンテナ開口がある基板端面の法線方向にアンテナを向けたまま、テーパー形状も変えることなく、アンテナアレイが実現できる。
【００７３】
つぎの発明によるテーパードスロットアンテナアレイ（請求項９）によれば、上記テーパードスロットアンテナ（請求項８）において、更に、前記それぞれのテーパードスロットアンテナを等間隔に並べたので、最大限の分解能を得ることができる。このため、テーパードスロットアレイをイメージングアレイに用いる場合に適する。
【００７４】
つぎの発明によるテーパードスロットアンテナアレイ（請求項１０）によれば、前記コルゲート構造および前記テーパードスロットアンテナの幅が当該テーパードスロットアンテナの中心軸から見て対称ゆえその指向性が対称となるテーパードスロットアンテナを中心位置として、この対称な指向性をもつテーパードスロットアンテナの周辺に、上記いずれか１つに係る指向性が非対称なテーパードスロットアンテナ（請求項１〜３）を、アレイ状に設け、かつ、前記中心位置の周辺に設けたテーパードスロットアンテナの指向性が、当該アレイ状に形成したアンテナの中心側に利得分布を持つようにしたので、アレイ周辺においても開口効率の低下を防ぐことができる。このため、テーパードスロットアレイをイメージングアレイに用いる場合に適する。
【００７５】
つぎの発明による２次元アンテナアレイ（請求項１１）によれば、上記テーパードスロットアンテナアレイ（請求項８〜１０）を基板に垂直な方向に複数設けると共に、アンテナ中心位置に設けたテーパードスロットアンテナアレイの指向性が、当該アンテナの正面側に利得分布を持ち、かつ、アンテナ中心位置の周辺に設けたテーパードスロットアンテナアレイの指向性が、当該アンテナの中心側に利得分布を持つようにしたので、アレイ周辺でも開口効率の低下を防ぐことができるようになる。このため、２次元アンテナアレイを２次元イメージングアレイに用いる場合に適する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るテーパードスロットアンテナを示す上面図である。
【図２】図１に示したテーパードスロットアンテナの指向性を６０ＧＨｚで測定した結果を示すグラフ図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係るテーパードスロットアンテナを示す上面図である。
【図４】図３に示したテーパードスロットアンテナの指向性を６０ＧＨｚで測定した結果を示すグラフ図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係るテーパードスロットアンテナを示す上面図である。
【図６】図５のテーパードスロットアンテナの指向性を６０ＧＨｚで測定した結果を示すグラフ図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係るテーパードスロットアンテナアレイを示す上面図である。
【図８】図７のテーパードスロットアンテナアレイと光学素子とを組み合わせた例を示す摸式図である。
【図９】この発明の実施の形態５に係るテーパードスロットアンテナアレイを示す上面図である。
【図１０】図９のテーパードスロットアンテナアレイと光学素子とを組み合わせた例を示す摸式図である。
【図１１】この発明の実施の形態６に係るテーパードスロットアンテナアレイを示す上面図である。
【図１２】図１１のテーパードスロットアンテナアレイと光学素子とを組み合わせた例を示す摸式図である。
【図１３】２次元アレイアンテナと光学素子とを組み合わせた例を示す摸式図である。
【符号の説明】
１００  テーパードスロットアンテナ
１  誘電体基板
２  アンテナ開口部
３，４  コルゲート構造
５  バラン
１０００  テーパードスロットアンテナアレイ
２０００  ２次元アンテナアレイ
【図１】
0003658199.tif 000002
【図２】
0003658199.tif 000003
【図３】
0003658199.tif 000004
【図４】
0003658199.tif 000005
【図５】
0003658199.tif 000006
【図６】
0003658199.tif 000007
【図７】
0003658199.tif 000008
【図８】
0003658199.tif 000009
【図９】
0003658199.tif 000010
【図１０】
0003658199.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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