(57)【要約】【課題】従来のアレーアンテナ装置では、励振回路、励振回路を接地するグランド層、キャビティ部を貫通してアンテナ下部へ至る垂直給電部を備えるために、複数の層に物理的な穴をあけて結合する加工コストが必要となる問題があった。また、アンテナ素子間隔が広くなりやすく、アンテナ素子間隔が１波長を超える場合にはグレーティングローブが発生していた。【解決手段】複数の開口部を有するキャビティ部１と、偏波面の電波を放射する給電プローブ及び伝送線路を含む励振回路１０と、キャビティ部１と同様の複数の開口部を有するキャビティ部３０を備え、キャビティ部１と励振回路１０とをスルーホールによって相互に接続する。【選択図】  図１
2014096742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開口部を有する第１のキャビティ部と、
前記第１のキャビティ部の上面に配置され、第１の偏波面の電波を放射する第１の給電プローブ及び、前記第１の給電プローブに給電する第１の伝送線路を含む第１の励振回路と、
前記第１の励振回路の上面に配置され、前記第１のキャビティ部の複数の開口部と同一または相似した形状を有する複数の貫通孔を有する第２のキャビティ部とで構成され、
前記第１のキャビティ部と前記第１の励振回路とはスルーホールによって相互に接続されることを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項２】
前記第１のキャビティ部は底部が閉じられ前記複数の開口部が上部に位置する誘電体基板であることを特徴とする請求項１に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項３】
前記スルーホールは前記第１の励振回路から前記第１のキャビティ部の底部に至る範囲に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１の励振回路と前記第２のキャビティ部の間に、
前記第１の偏波面と直交する第２の偏波面の電波を放射する第２の給電プローブ及び、前記第２の給電プローブに給電する第２の伝送線路を含む第２の励振回路とを備え、
前記第１のキャビティ部と前記第１の励振回路と前記第２の励振回路とをスルーホールによって接続された一体の多層基板で構成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項５】
前記スルーホールは前記第２の励振回路から前記第１のキャビティ部の底部に至る範囲に形成されることを特徴とする請求項４に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項６】
前記第１のキャビティ部の下部に配置され、上面に前記第２の励振回路の電界と同じ向きの導体スリット層、下面に電気的に閉じたグランドを有する誘電体基板を備えたスリット基板を備え、
前記第１のキャビティ部と前記第１の励振回路と前記第２の励振回路と前記スリット基板とをスルーホールによって接続された一体の多層基板で構成することを特徴とする請求項４乃至請求項５のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項７】
前記第２のキャビティ部を金属の導体で構成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項８】
前記第１の伝送線路を配する面と垂直方向に配置され、前記第１の伝送線路に給電を行う第１の垂直給電部と、
前記第２の伝送線路を配する面と垂直方向に配置され、前記第２の伝送線路に給電を行う第２の垂直給電部とを有することを特徴とする
請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項９】
前記第１および第２の垂直給電部の外導体をスルーホールで形成した同軸構造で構成することを特徴とする請求項８に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項１０】
前記第１および第２の垂直給電部の導体壁をスルーホールで形成した導波管構造で構成することを特徴とする請求項８に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項１１】
前記多層基板内の前記第１のキャビティ部を構成する導体壁の一部を前記第１の伝送線路または第２の伝送線路の下部から前記第１のキャビティ部の底部に至るブラインドビアホールで構成することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項１２】
前記第１の垂直給電部および第２の垂直給電部を構成する導体壁の一部をブラインドビアホールで構成することを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項１３】
前記第２のキャビティ部を多層基板で構成し、
前記第２のキャビティ部の貫通孔を前記多層基板の基板面に直交するスルーホールと、前記多層基板の空孔とで形成することを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項１４】
前記第１のキャビティ部と前記第１の励振回路と前記第２の励振回路とからなる多層基板と、前記第２のキャビティ部からなる多層基板とを重ねて構成することを特徴とする請求項１３に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項１５】
前記第１のキャビティ部と前記第１の励振回路と前記第２の励振回路とからなる多層基板と、前記第２のキャビティ部からなる多層基板とを一体の多層基板で構成することを特徴とする請求項１４に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項１６】
前記第１のキャビティ部の開口部の径は前記第２のキャビティ部の開口部の径よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置。
【請求項１７】
前記多層基板内の前記第１のキャビティ部を構成するスルーホールと前記第１および第２の垂直給電部を構成するスルーホールとを、同一の加工プロセスにて形成することを特徴とする請求項９乃至請求項１６のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数のアンテナを用いて信号を送受信するアレーアンテナ装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
衛星通信などの無線通信を行う車両や航空機等にアンテナを搭載する場合、積載スペースや積載重量の観点から、アンテナは小型かつ軽量であることが求められる。複数のアンテナを用いて信号を送受信するアレーアンテナはこれを満足する一手段であり、特許文献１ではホーンアンテナを用いたアレーアンテナの構成が示されている。
【０００３】
また、アンテナには直交関係にある２偏波（直交偏波）を共用で使用することが求められる場合がある。これを実現する方法として、特許文献２では２つの矩形ホーンアンテナを交差させて上下に配置する方法、特許文献３では給電プローブを有する２つの基板を直交に重ねて直交偏波を励振する方法が提案されている。
【０００４】
特許文献３に記載のアレーアンテナにおいて偏波を励振する際には、偏波を励振する励振回路の基板、グランド層の基板、片側が閉じられたキャビティ部、貫通孔を有するキャビティ部を重ねることでアレーアンテナが構成され、励振回路に電力を供給するために励振回路の基板からアンテナ下部へ貫通する垂直給電部が備えられる。
【０００５】
直交する２偏波を励振する場合、２偏波の位相をそろえるため、１偏波のみを反射するスリット基板をアンテナ底部に重ねる構成も有効である。この場合、垂直給電部はスリット基板も貫通する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−７６７６１号公報
【特許文献２】ＵＳ２００７／００８５７４４  Ａ１
【特許文献３】特開２０１１−１９９４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術では、励振回路、励振回路を接地するグランド層、キャビティ部が同一形状の開口部を有する。その結果、キャビティ部におけるアレーアンテナのアンテナ素子間隔が広くなりやすく、アンテナ素子間隔が１波長を超える場合にはグレーティングローブが発生していた。また、本来放射すべき方向とは別の方向に電力が放射されるため、指向性が劣化する問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るアレーアンテナ装置では、複数の開口部を有する第１のキャビティ部と、前記第１のキャビティ部の上面に重ねて配置され、第１の偏波面の電波を放射する第１の給電プローブ及び、前記第１の給電プローブに給電する第１の伝送線路を含む第１の励振回路と、前記第１の励振回路の上面に重ねて配置され、前記第１のキャビティ部の複数の開口部と同一または相似した形状を有する複数の貫通孔を有する第２のキャビティ部とで構成され、前記第１のキャビティ部と前記第１の励振回路とはスルーホールによって接続された一体の多層基板で構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１のキャビティ部におけるアンテナ素子間隔が縮小され、アレーアンテナを構成した際に、アンテナ素子間隔を１波長未満として素子を配置できる。その結果、グレーティングローブを解消することができるアレーアンテナ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るサブアレーの構成を示す分解斜視図。
【図２】本発明の実施の形態１に係る垂直給電部のｘ−ｙ断面図。
【図３】本発明の実施の形態１に係る垂直給電部のｙ−ｚ断面図。
【図４】本発明の実施の形態１に係るサブアレーのｘ−ｚ断面図。
【図５】本発明の実施の形態１に係る放射パターン。
【図６】本発明の実施の形態１に係るスルーホール部のｙ−ｚ断面図１。
【図７】本発明の実施の形態１に係るスルーホール部のｙ−ｚ断面図２。
【図８】本発明の実施の形態２に係るサブアレーの構成を示す分解斜視図。
【図９】本発明の実施の形態２に係るサブアレーのｘ−ｚ断面図。
【図１０】本発明の実施の形態３に係るキャビティ部の分解斜視図。
【図１１】本発明の実施の形態３に係るサブアレーのｘ−ｚ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るアレーアンテナ装置について説明する。図１は本発明におけるアレーアンテナ装置におけるサブアレーの分解斜視図である。ここでは、アレーアンテナ全体を分割したアレーアンテナの最小単位をサブアレーとして構成している。
【００１２】
図において、１はキャビティ部、２は誘電体基板、３は金属のスルーホール、４は導体層からなるグランド層、１０は励振回路、１１は給電プローブ、１２は伝送線路、１３は垂直給電部、１４は誘電体基板、１５、１６は導体層からなるグランド層、３０はキャビティ部を表す。金属のスルーホール３は誘電体基板１４から誘電体基板２、すなわちキャビティ部１の底部であるグランド層に至る経路に形成される。図１におけるアレーアンテナ装置は、キャビティ部１、励振回路１０、キャビティ部３０を基本部分としている。
【００１３】
まず、キャビティ部１は誘電体基板２とグランド層４で構成される。キャビティ１の底部はグランド層４で電気的に閉じられている。
【００１４】
励振回路１０は金属のスルーホール３、給電プローブ１１、伝送線路１２、誘電体基板１４により構成されており、伝送線路１２及び給電プローブは誘電体基板１４の内部に埋められている。また、伝送線路１２がストリップ伝送線路となるよう誘電体基板１４の上下にグランド層１５、１６が配置される。一般に、ストリップ線路は片方の面にグランド層、もう一方の面にストリップ伝送線路を配置し、グランド層とストリップ伝送線路の間の誘電体基板内に電磁界を集中させることにより電磁波を伝送する。本構成ではグランド層１５、１６と伝送線路１２の間の誘電体基板１４内に電磁界が集中される。また、電磁界は一対の給電プローブ１１から電波として放射される。給電プローブ１１は一対の端子により構成されており、一対の端子において互いに逆相励振される。放射された電波を通過させるため、グランド層１５、１６はキャビティ部３０と同一または相似した形状の貫通孔（開口部）を有している。
【００１５】
キャビティ部３０は貫通孔（開口部）を有した金属で構成され、貫通孔はアンテナ素子としての役割を果たす。キャビティ部１とキャビティ部３０との間を接続し、電波を放射させるため、誘電体基板１４、グランド層１６、キャビティ部１にはキャビティ部３０の開口部と同一または相似した形状で金属のスルーホール３が配置される。スルーホール３は励振回路１０からキャビティ１の底部であるグランド層４に至る複数の層を接続し、電波が通過するキャビティの側壁としての役割を果たす。本実施の形態では、開口部と同一または相似した形状を有する金属のスルーホール３によって誘電体基板１４、グランド層１６、誘電体基板２（キャビティ部１の底部）を接続する。スルーホール３はキャビティ１の側壁としての役割も果たし、電波はスルーホール３を側壁として多層基板間を伝搬する。また、垂直給電部１３を構成するためのスルーホールを同じ製造工程において配置し、形成されたスルーホールに垂直給電部が配置される。
【００１６】
本発明のアレーアンテナ装置の基本動作を説明する。励振回路１０を構成する誘電体基板１４では、伝送線路１２から各アンテナ素子に対応する給電プローブ１１の１対の端子に互いに逆相の電圧が加えられ、給電プローブ１１から電波が放射される。放射された電波は、キャビティ部３０へ直接伝搬する経路とキャビティ部１の底部で反射されてキャビティ部３０へ伝搬する経路によってキャビティ部３０に到達し、キャビティ部３０の貫通孔から放射される。また、キャビティ部３０の貫通孔はそれぞれアンテナ素子の役割を果たし、各アンテナ素子から放射される電波の位相関係に基づき強い電波が一定の方向へ放射される。代表的な例として、各アンテナ素子から同じ位相を有する電波が放射され、正面方向に強い電波が送信されるように設計する構成がある。それ以外に、各アンテナ素子から放射される電波が異なる位相となるように設計し、正面ではない特定の方向に電波を放射することも可能である。
【００１７】
本実施の形態では、キャビティ１の側壁としての役割を果たすスルーホール３と垂直給電部１３を構成するスルーホールが同一の加工プロセスで製造される。従来技術ではキャビティ部１と励振回路１０の基板を個別に製造し、別の加工プロセスで物理的な穴をあけて、同軸線路を設定することにより垂直給電部を配置していた。これに対して、本発明では垂直給電部１３を構成するためのスルーホールとスルーホール３が同じ製造工程において配置され、別の加工プロセスを不要とすることができる。また、本発明ではキャビティ部１と励振回路１０とを誘電体多層基板として構成し、スルーホールを用いて一体構成とすることで、重ね合わされた基板全体の厚さを薄くすることができる。
【００１８】
図２に伝送線路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄへ給電するための垂直給電部１３を同軸構造とした場合の誘電体基板１４の構成を示す。図において、５は中心導体、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは給電プローブを示している。中心導体５はピンまたはスルーホールで構成され、伝送線路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと接続されてアンテナ下部へ至る。中心導体５を取り囲む６点が外導体で、黒く示した４点はスルーホールとしてもよいし、ブラインドビアホールとしてもよい。白抜きの２点は伝送線路１２ｂと接触しないようブラインドビアホールとして配置する。このように、垂直給電部１３を構成する導体壁の一部をブラインドビアホールで構成することも可能である。
【００１９】
なお、給電プローブの一対の端子１１ａ、１１ｂのうち一方の端子は他方の端子に対して逆相となるように設計されるため、垂直給電部１３の中心導体５から給電プローブ１１ａ、１１ｂに至る２つの経路は経路差が半波長異なるように設計される。
【００２０】
このように伝送線路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと接触しないようにピンまたはスルーホールを配置して多層基板を接続することにより、励振特性に影響を与えることなくスルーホールを配置できる。中心導体５の周囲に円形に配置された複数の点のうちから、伝送線路１２ａ，１２ｂに接触しない点を抽出してスルーホールを配置することも本発明の特徴である。
【００２１】
図３に図２におけるＣ−Ｃ断面、図４に図１におけるＡ-Ａ断面図を示す。図３、４において、キャビティ部１、グランド層１６、励振回路１０、グランド層１５は複数の誘電体層が積層された多層基板として一体化されている。その結果、サブアレーはこの多層基板と金属のキャビティ部３０のみによって構成され、構造が簡易化される。本実施の形態では誘電体多層基板により一体構成とする点に特徴がある。このように一体構成とすることで、複数のサブアレーを導波管を用いて接続する場合にも、個々のアンテナ素子を導波管で接続する従来技術と比較して導波管の分岐数を低減でき、構成を簡単にできる。
【００２２】
図４において３１はキャビティ部３０の複数の開口部の間に挟まれた金属部分を示している。図において、アンテナ開口を密に配置するためには、キャビティ部３１の幅をなるべく小さくすることが必要となる。また、下限周波数ｆ１から上限周波数ｆｈまでで用いるアレーアンテナにおいて、不要な方向への放射を回避しつつアンテナ素子の利得を大きくするには、キャビティ部３０の径ｄ２をｆｈにおいて１波長未満のなるべく大きい値(ｄ２＜ｃ/ｆｈ、ｃは光速)とすることが重要となる。ここで、径ｄ１、ｄ２は図１に示されているようにそれぞれキャビティ部１におけるスルーホール３の径、キャビティ部３０における開口径を表している。
【００２３】
一方、スルーホール３を伝送線路１２の配置に影響を与えないように配置すると、伝送線路１２の配置にはスペースを要するため、キャビティ部１におけるスルーホール３の径ｄ１は径ｄ２よりも小さくなる。ここで、誘電体多層基板１０を誘電体が充填された径ｄ１の正方形の導波管とみなすと、基本モードのカットオフ周波数ｆｃは
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(εrは誘電体の比誘電率)で与えられる。すなわち、誘電体の比誘電率εrが大きくなるほど、カットオフ周波数ｆｃは小さくなる。従って、キャビティ部１として比誘電率εrの大きな誘電体が充填された導波管を用いると、誘電体のない空孔と比べてカットオフ周波数ｆｃを小さくできる。その結果、キャビティ部１の径ｄ１を縮小しても帯域下限周波数ｆ１以下のカットオフ周波数ｆｃを維持でき、誘電体多層基板１０での反射特性の悪化を回避できる。
【００２４】
なお、従来技術ではキャビティ部１は誘電体のない空孔の開口を有する金属で構成されており、ｄ１をｄ２より小さくするとカットオフ周波数ｆｃが下限周波数ｆ１よりも大きな値となる。その結果、不要な反射が発生していた。そこで、カットオフ周波数ｆｃを下限周波数ｆ１よりも小さくするため、ｄ１がｄ２と同じとなるように設計すると、伝送線路１２を挟む２つのスルーホール３と同じ幅となるようにアンテナ素子間のキャビティ部３１を設計する必要がある。その結果、図４の構成よりもアンテナ素子間のキャビティ部３１の幅は広くなり、アンテナ素子間隔ｄ０も大きくなるため、ｄ０が１波長を超える場合には不要な信号が放射されていた。
【００２５】
これに対して、本発明では誘電体が充填された誘電体多層基板を用いることにより、キャビティ部１の径ｄ１をキャビティ部３０の径ｄ２より小さくし、なおかつ、カットオフ周波数ｆｃを帯域下限周波数ｆ１以下とすることができる。その結果、ｄ１をｄ２より小さくしつつ、誘電体基盤での不要な反射を抑えることができる。
【００２６】
図５にｘ方向８素子、ｙ方向８素子の計６４素子で構成されるアレーアンテナを想定した場合のアレーアンテナの放射パターンを示す。図５の性能評価では、図１の４素子サブアレーをｘ方向、ｙ方向にそれぞれ４つずつ同じ間隔で配置した６４素子アレーを想定している。本発明では図４の開口径を想定し、従来技術では不要な反射が発生しないようｄ２をｄ１と同じとしている。また、図４に示される放射方向θ(deg)に放射される電波を放射パターンとして示している。
【００２７】
図５では従来技術においてアンテナ素子間隔が１λを超え、不要な放射方向であるθ＝±６０°付近でグレーティングローブが生じている。これは、従来技術ではｄ２をｄ１と同じとした結果、アンテナ素子間隔ｄ０が１波長を超えて不要な信号が放射されているためである。一方、本発明ではアンテナ素子間隔ｄ０が１λ未満となるためグレーティングローブは生じない。このように、本発明を用いてｄ１をｄ２より小さくすると、グレーティングローブの問題を解消しつつアンテナ素子を密に配置できる。ここではｘ−ｙ面上の放射パターンについて説明を行ったが、ｘ−ｚ面、ｙ−ｚ面上の放射パターンについても同様の現象が生じる。
【００２８】
図１のＢ−Ｂ断面図を図６に示す。この断面は図１においてスルーホール３が並ぶ位置の断面に相当する。図６のように、スルーホール３は伝送線路１２を阻害しないように避けて配置される。また、図７のように伝送線路１２の下部からからキャビティ１の底部に至るブラインドビアホール３ａを配置し、伝送線路１２を阻害しない範囲でキャビティ１の誘電体基板２とグランド層４を結合することもできる。
【００２９】
以上の構成により、単純な構成かつアレーアンテナの放射パターンにおいて、グレーティングローブを解消することができるアレーアンテナ装置を得ることができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では４アンテナ素子のサブアレーを一例として想定したが、サブアレーのアンテナ素子数は２以上のいかなるアンテナ素子数であっても構わない。また、サブアレーを複数配置してアンテナ全体を構成しても構わない。
【００３１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るアレーアンテナ装置について説明する。実施の形態１では１つの偏波を有する電波の放射を扱ったのに対して、本実施の形態では直交する２つの偏波を放射するアレーアンテナ装置を扱う。
【００３２】
図８は本発明におけるサブアレーの分解斜視図である。本アレーアンテナでは図１の構成に加えて、励振回路２０、グランド層２５、スリット基板４０が新たに加えられている。なお、４３はグランド層であり、図１のグランド層４と同じである。
【００３３】
励振回路１０の構成は実施の形態１と同じであるため、説明を省略する。
【００３４】
励振回路２０は励振回路１０と同じ構造を有するが、励振回路１０の偏波面と直交する偏波面を励振するため、励振回路１０に対して直交した（９０°回転した）配置を有している。また、伝送線路２２がストリップ線路となるよう誘電体基板２４の上下にキャビティ部１の開口部と同一または相似した形状の貫通孔を有するグランド層２５、１５を配置する。ここで、グランド層１５は励振回路１０と励振回路２０との両方のグランドの役割を果たしている。
【００３５】
アンテナの底部には誘電体基板４１の上面に、励振回路２０の電界と同じ向きの導体スリット層４２を配置し、下面に配置された閉じたグランド層４３と誘電体基板４１と導体スリット層４２を合わせてスリット基板４０とする。
【００３６】
キャビティ部１とグランド層４３との導通を確保するため、誘電体基板４１にはキャビティ部１の開口部に沿って金属のスルーホール３が配置され、スルーホール３はキャビティの側壁の役割を果たす。全体としてみると、励振回路２０からキャビティ１の底部に至る層にスルーホールで形成され、キャビティの側壁の役割を果たす。
【００３７】
図８では、伝送線路１２および伝送線路２２へ給電するための垂直給電部１３および垂直給電部２３を同軸構造として実現する構成を示している。ここでは同軸構造の外導体のみを示しており、スルーホールで実現する。同軸構造の内導体はピンを挿入してもよいし、スルーホールを用いてもよい。また、垂直給電部１３および垂直給電部２３を構成する導体壁の一部をブラインドビアホールで構成することも可能である。
【００３８】
垂直給電部１３と垂直給電部２３とスルーホール３とを同じ加工プロセスで構成することで、従来必要であった垂直給電部を実現するための別加工プロセスおよび垂直給電部のための別部材を不要とすることができる。
【００３９】
また、垂直給電部１３と垂直給電部２３の導体壁をスルーホールで形成した導波管構造とすることも可能である。この場合にも、従来必要であった垂直給電部を実現するための別加工プロセスおよび垂直給電部のための別部材を不要とすることができる。
【００４０】
本発明では、スリット基板４０、キャビティ部１、励振回路１０、励振回路２０を誘電体多層基板により一体構成する点に大きな特徴がある。実施の形態１では１つの偏波を実現するための構成を誘電体多層基板による一体構成としたが、本実施の形態では２つの直交偏波を実現するための構成を一体構成とする。
【００４１】
図８のＡ−Ａ断面図を図９に示す。図から明らかなように、スリット基板４０、キャビティ部１、励振回路１０、第２の励振回路２０を一体構成したのちの構成要素は、この多層基板と金属のキャビティ部３０のみとなり、構造が簡易化される。
【００４２】
また、図示していないが、実施の形態１と同様に、伝送線路１２の下部からスリット基板４０の底部に至るブラインドビアホールを配置し、伝送線路１２を阻害しない範囲でキャビティ１の誘電体基板２とスリット基板４０を結合することもできる。放射パターンでの効果は両偏波ともに図５と同様であり、説明を省略する。
【００４３】
以上の構成により、加工工程の少ない単純なアレーアンテナの構成を実現しつつ、放射パターンにおいてグレーティングローブを解消することができるアレーアンテナ装置を得ることができる。
【００４４】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係るアレーアンテナ装置について説明する。
【００４５】
実施の形態２ではキャビティ部３０を空孔を有する金属により構成したのに対して、本実施の形態ではキャビティ部３０を誘電体基板により構成する。
【００４６】
本実施の形態におけるアレーアンテナの基本構成は図８においてキャビティ部３０を図１０に置き換えた構成となる。図１０では誘電体基板３１の上面および下面に、貫通孔を有するグランド層３２、３３を設ける。この貫通孔は実施の形態２におけるキャビティ部３０の貫通孔に対応する。グランド層３２とグランド層３３との導通を確保するため、誘電体基板３１には、キャビティ部３０の開口部に沿って金属のスルーホール３が配置され、電波はスルーホール３を側壁として多層基板間を伝搬する。
【００４７】
本実施の形態はスリット基板４０、キャビティ部１、励振回路１０、励振回路２０を一体構成とすること、および、キャビティ部３０を誘電体多層基板により構成することが本発明の特徴である。なお、ここではスリット基板４０を備えた構成について説明を行ったが、スリット基板４０を用いない場合には、キャビティ部１、励振回路１０、励振回路２０を一体構成とすること、および、キャビティ部３０を誘電体多層基板により構成することが本発明の特徴である。
【００４８】
図１１に本発明のアレーアンテナのｘ−ｚ断面図を示す。図から明らかなように、スリット基板４０、キャビティ部１、励振回路１０、励振回路２０を一体構成としたのちの構成要素は一体構成された多層基板とキャビティ部３０の基板のみとなり、構造が簡易化される。このように、多層基板とキャビティ部３０の基板は単に重ね合わせて配置させて互いを接着する構成としてもよいし、両者を新たに一体の多層基板としてもよい。この場合、全てが一体構成となり、構造がより簡易化される。図１１ではスリット基板４０を備えた構成を示しているが、スリット基板４０を備えない構成とすることも可能である。この場合、キャビティ部１、励振回路１０、励振回路２０を一体構成とした構成となる。
【００４９】
放射パターンにおける効果は両偏波ともに図５と同様であり、説明を省略する。以上により、加工構成の少ない単純なアレーアンテナの構成を実現しつつ、放射パターンにおいてグレーティングローブを解消できるアレーアンテナ装置を得ることができる。
【００５０】
以上、実施の形態１から３において用いた用語は以下のような用語として用いても構わない。キャビティ部１、キャビティ部３０をそれぞれ第１のキャビティ、第２のキャビティと呼んでも構わない。励振回路１０、励振回路２０をそれぞれ第１の励振回路、第２の励振回路と呼んでも構わない。伝送線路１２、伝送線路２２をそれぞれ第１の伝送線路、第２の伝送線路と呼んでも構わない。垂直給電部１３、垂直給電部２３をそれぞれ第１の垂直給電部、第２の垂直給電部と呼んでも構わない。
【符号の説明】
【００５１】
１：キャビティ部
２：誘電体基板
３：金属のスルーホール
３a：ブラインドビアホール
４：グランド層
５：中心導体
１０：励振回路
１１、１１ａ、１１ｂ：給電プローブ
１２、１２ａ、１２ｂ：伝送線路
１３：垂直給電部
１４：誘電体基板
１５、１６：グランド層
２０：励振回路
２１：給電プローブ
２２：伝送線路
２３：垂直給電部
２４：誘電体基板
２５：グランド層
３０、３１：キャビティ部
３２、３３：グランド層
４０：スリット基板
４１：誘電体基板
４２：導体スリット層
４３：グランド層
【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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