(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
向かい合う２枚の板金を有しており、一方の板金に形成された複数のスロットから電波を外部へ放射する放射用導波部と、  前記スロットが形成された面から前記放射用導波部の内側に延びるように前記スロット毎に配置され、前記放射用導波部内の電波の伝わり方を変化させるスタブと、を備え、  前記スロットは細長状であり、長手方向の配置間隔が一定であるとともに、短手方向の配置間隔が一定であり、  前記スタブは、前記スロット毎に当該スロットの短手方向の一側又は他側に配置され、  隣り合う前記スロットでは、短手方向の一側と他側のどちら側に前記スタブが配置されるかが異なることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナであって、  前記スタブは円柱形状であり、  前記スタブが前記放射用導波部に機械的に圧入されていることを特徴とするアンテナ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアンテナであって、  前記放射用導波部は、少なくとも表面を構成する表面用板金と、少なくとも裏面を構成する裏面用板金と、から構成されており、  前記表面用板金及び前記裏面用板金のうち少なくとも一方が折り曲げられており、当該折り曲げ部分を利用して、前記表面用板金と前記裏面用板金とが接続されることを特徴とするアンテナ。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載のアンテナであって、  前記スロットと前記スタブの間隔が、前記放射用導波部上の位置に応じて異なることを特徴とするアンテナ。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載のアンテナであって、  気象を観測するために用いられることを特徴とするアンテナ。
【請求項６】
放射用導波部の表面を構成するための表面用板金に、スロットの長手方向の配置間隔及び短手方向の配置間隔が一定となるように、当該スロットを形成するスロット形成工程と、  前記表面用板金の裏側から、前記スロット毎に、当該スロットの短手方向の一側又は他側にスタブを打ち込むスタブ形成工程と、  前記表面用板金と、前記放射用導波部の裏面を構成するための裏面用板金と、を接続する接続工程と、を含むことを特徴とするアンテナの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、スロットが２方向に並べられたスロットアレイアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来から、導電性を有する２枚の導体平板を所定の距離を離して配置し、一方の導体平板にスロットを形成した構成のアンテナが知られている。この構成により、２枚の導体平板間を伝わる電波が上記のスロットから外部に放射される。特許文献１は、この種のアンテナに類似するアンテナを開示する。【０００３】  特許文献１は、導体平板の中央を横切るように複数のプローブを形成した構成のマイクロストリップアンテナを開示する。特許文献１では、このようにプローブを形成することで、ビームの照射方向を導体平板の法線方向と略一致させることができる効果や、アンテナの周波数特性が良くなる効果等が開示されている。【０００４】  特許文献２は、スロットが一方向に並べて配置されたスロットアレイアンテナを開示する。特許文献２は、同軸導波管変換器内にプローブが配置されている。このようにプローブを配置することで、伝達される電磁波のモードを変換することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−０８８０４３号公報
【特許文献２】特開２００５−０７３２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  ところで、特許文献１のマイクロストリップアンテナは、上述のようにプローブを配置することでサイドローブの発生をある程度抑えることができる。【０００７】  これに対して、スロットアレイアンテナでは、仮にスロットを平行に配置するとともに、スロットの間隔を一定にすると、電波同士が干渉して打ち消しあい、電波が放射されなくなる。従って、従来はスロットを傾けて形成したり（図６（ａ））、スロットを形成する間隔を異ならせたりすることで、電波を放射させていた。【０００８】  しかし、このようなスロットアレイアンテナは、スロットが対称的に配置されていないため、図６（ｂ）に示す方向にサイドローブが発生することが知られている。【０００９】  本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、スロットが２方向に並べられたスロットアレイアンテナにおいて、サイドローブの発生を抑制可能であるとともに重量を抑えた構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。【００１１】  本発明の第１の観点によれば、以下の構成のアンテナが提供される。即ち、このアンテナは、放射用導波部と、スタブと、を備える。前記放射用導波部は、向かい合う２枚の板金を有しており、一方の板金に形成された複数のスロットから電波を外部へ放射する。前記スタブは、前記スロットが形成された面から前記放射用導波部の内側に延びるように前記スロット毎に配置され、前記放射用導波部内の電波の伝わり方を変化させる。前記スロットは細長状であり、前記長手方向の配置間隔が一定であるとともに、前記短手方向の配置間隔が一定である。前記スタブは、前記スロット毎に当該スロットの短手方向の一側又は他側に配置される。隣り合う前記スロットでは、短手方向の一側と他側のどちら側に前記スタブが配置されるかが異なる。【００１２】  これにより、スロットの並びを対称的にしつつ、電波が打ち消し合うことを防止できるので、不要なローブの発生を抑制できる。また、放射用導波部が板金で構成されるので、放射用導波部を軽くすることができるとともに、スタブを取り付ける作業が容易になる。また、スロットが形成された面にスタブが取り付けられるので、加工が必要な板金を１つにすることができるので、アンテナの製造工程を簡単にすることができる。更には、板金製にすることで、鋳造等の従来の製法で作成されたアンテナと比較して、重量を大幅に抑えることができる。【００１３】  前記のアンテナにおいては、前記スタブが円柱形状であり、当該スタブが前記放射用導波部に機械的に圧入されていることが好ましい。【００１４】  これにより、スタブを圧入に適した円柱形状とし、圧入機等によって機械的に圧入することで、簡単かつ正確にスタブを取り付けることができる。特に、本願の放射用導波部は板金であるため、素早く加工を行うことができる。【００１５】  前記のアンテナにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記放射用導波部は、少なくとも表面を構成する表面用板金と、少なくとも裏面を構成する裏面用板金と、から構成されている。前記表面用板金及び前記裏面用板金のうち少なくとも一方が折り曲げられており、当該折り曲げ部分を利用して、前記表面用板金と前記裏面用板金とが接続される。【００１６】  これにより、２枚の板金を連結する板状の部材等が不要となる。また、板金は折曲げ加工（プレス加工）が容易であるため、加工コスト及び組立コストを低減することができる。【００１７】  前記のアンテナにおいては、前記スロットと前記スタブの間隔が、前記放射用導波部上の位置に応じて異なることが好ましい。【００１８】  これにより、放射される電波の強度を調整することができる。【００１９】  前記のアンテナにおいては、気象を観測するために用いられることが好ましい。【００２０】  これにより、本願の効果を気象用のアンテナにおいて発揮させることができる。特に、上述のように本願は板金製であるため重量が抑えられている。そのため、複数のレーダをまとめて配置するとき等において、取回しを向上させることができる。【００２１】  本発明の第２の観点によれば、以下のアンテナの製造方法が提供される。即ち、このアンテナの製造方法は、スロット形成工程と、スタブ形成工程と、接続工程と、を含む。前記スロット形成工程は、放射用導波部の表面を構成するための表面用板金に、スロットの長手方向の配置間隔が一定であるとともに、短手方向の配置間隔が一定となるように当該スロットを形成する。前記スタブ形成工程は、前記表面用板金の裏側から、前記スロットの短手方向の一側又は他側にスタブを打ち込む。前記接続工程は、前記表面用板金と、前記放射用導波部の裏面を構成するための裏面用板金と、を接続する。【００２２】  上記の方法で製造されたアンテナは、不要なローブの発生を防止できる。また、表面用板金の裏側からスタブを打ち込むため、バリが放射用導波部の外側（表面）に位置する。従って、バリを精度良く除去する必要がないため、アンテナの製造を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の斜視図。
【図２】アンテナの平面図。
【図３】アンテナの中央部及び端部の断面図。
【図４】アンテナを製造する工程の一部を説明する図。
【図５】スタブの形状の例及びその組合わせを示す図。
【図６】従来のアンテナのスロットの配置及び発生するサイドローブの方向を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】  次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１の斜視図である。図２は、アンテナ１０の平面図である。
【００２５】  アンテナ装置１は、図略の電波生成部（マグネトロン等）や制御部等とともに、レーダ装置を構成している。アンテナ装置１は、例えば気象観測用に用いられるが、他の用途（通信等）に用いることも可能である。
【００２６】  アンテナ装置１は、図１に示すように、アンテナ１０と、伝達部２０と、支持台５０と、を備えている。アンテナ１０は、垂直方向（仰角を変化させる方向）及び水平方向（方位角を変化させる方向）に回転可能に構成されている。
【００２７】  支持台５０は、脚部と、脚部に固定された支持板と。を備えている。この支持板には、伝達部２０を構成する各部品（ギアや導波管等）が取り付けられている。また、この支持台５０には、アンテナ１０を垂直方向に回転させるためのモータ（図略）と、アンテナ１０を水平方向に回転させるためのモータ（図略）と、が取り付けられている。
【００２８】  伝達部２０は、これらのモータの動力をギア等によって伝達して、アンテナ１０を垂直方向及び水平方向に回転させることができる。また、伝達部２０は、電波生成部が生成した電波（電磁波）をアンテナ１０に伝達する図略の導波管を備えている。
【００２９】  アンテナ１０は、放射用導波部１１と、スタブ１８と、を備えている。この放射用導波部１１は、表面用板金１５と、裏面用板金１６と、から構成されている。
【００３０】  表面用板金１５は、放射用導波部１１の表面（電波反射面）を構成する部材である。この表面用板金１５には、表面にスロット１７が形成されるとともに、スタブ１８が配置されている。このスロット１７及びスタブ１８の詳細については後述する。
【００３１】  裏面用板金１６は、放射用導波部１１の裏面（電波反射面の反対側の面）を構成する部材である。この裏面用板金１６には、伝達部２０の導波管等と接続するための図略の開口部が形成されている。
【００３２】  表面用板金１５及び裏面用板金１６は、図３（ｂ）の断面図に示すように、端部同士を固定部材３１によって取り付けられている。
【００３３】  具体的には、表面用板金１５には、３箇所において折曲げ加工（プレス加工）が行われており、コ字状部（略Ｕ字状部）１５ａと、接続部１５ｂと、が形成されている。コ字状部１５ａは、放射用導波部１１の側面を構成する部分である。接続部１５ｂは、表面用板金１５と裏面用板金１６とを接続するために用いる部分である。
【００３４】  また、裏面用板金１６には、１箇所において折曲げ加工が行われており、接続部１６ａが形成されている。この接続部１６ａは、上述の固定部材３１によって、接続部１５ｂに取り付けられる。また、上記のように表面用板金１５と裏面用板金１６とを取り付けた場合にも、放射用導波部１１の側面が一部開口しているが、当該開口部分は金属製のテープ等によって塞がれている。
【００３５】  以上のようにして、放射用導波部１１内に、導電性の部材で覆われた空間を実現することができる。
【００３６】  スロット１７は、放射用導波部１１の空間内を伝播した電波を外部に放射するの貫通孔である。また、スロット１７は、長孔状であり、この長孔の長手方向及び短手方向に並べて形成されている（図２を参照）。また、長手方向の配置間隔及び短手方向の配置間隔は一定である。
【００３７】 スタブ１８は、円柱状の部材である。スタブ１８は、スロット１７毎に、当該スロット１７の短手方向の一側又は他側に取り付けられている。また、上下又は左右に隣り合うスロット１７では、スタブ１８が短手方向の一側に形成されるか他側に形成されるかが異なる（スタブ１８が互い違いに配置される）。スタブ１８は、図３（ａ）に示すように、表面用板金１５から裏面用板金１６に向けて延びるように配置される。
【００３８】  この構成により、放射用導波部１１の空間内において電波の伝わり方を変化させることができる。従って、上記のようにスロット１７が対称的に並べられている場合であっても、放射される電波同士が打ち消しあうことを防止できる。また、スロット１７が対称的に並べられているため、図６（ｂ）で示した方向のサイドローブが発生することを抑制できる。以上により、サイドローブを抑制した電波を放射用導波部１１から外部へ放射することができる。
【００３９】  放射用導波部１１が放射した電波は、雨や雲等によって反射する。この反射波は、上述の電波の経路を逆向きに伝わり、レーダ装置の制御部等によって解析される。これにより、水滴の位置、大きさ、及び密度等を求めることができる。
【００４０】  次に、表面用板金１５にスロット１７及びスタブ１８を形成する方法について説明する。図４は、アンテナ１０（特に放射用導波部１１）を製造する工程の一部を説明する図である。
【００４１】  初めに、所定の形状に切り取った表面用板金１５を用意する（図４（ａ））。そして、この表面用板金１５の裏面に例えばタレットパンチプレス等によって、スロット１７を形成する（図４（ｂ））。
【００４２】  次に、前述のように表面用板金１５に折曲げ加工（プレス加工）を行い、コ字状部１５ａと接続部１５ｂとを形成する（図４（ｃ））。
【００４３】  次に、圧入機等によって、表面用板金１５の裏面からスタブ１８を打ち込む（圧入する、図４（ｄ））。また、圧入作業では、加工面の反対側の面には、バリが生じることがある。板金に生じたバリは簡単に除去できるが、仮にバリが放射用導波部１１の空間内に存在すると、この空間内を伝わる電波が少し歪んでしまうことがある。この点、本実施形態では、表面用板金１５の裏面から打ち込む構成であるので、放射用導波部１１の空間内にバリが存在することを確実に防止することができる。
【００４４】  そして、前記のように表面用板金１５と裏面用板金１６とを接続する。以上のようにして、放射用導波部１１を作成することができる。なお、ここで挙げた製造方法は一例であり、工程の順番や各工程で利用する機械等は適宜変更することができる。例えばスロット１７を形成する工程と、スタブ１８を圧入する工程を入れ換えることができる。
【００４５】  次に、スタブ１８の他の例について説明する。本実施形態では、放射される電波同士が打ち消しあうことをスタブ１８によって防止する構成である。ここで、スタブ１８の位置、大きさ、形状等は、上記実施形態で挙げた例が最適とは限らず、適宜変化させることでアンテナ特性等が良好となることが考えられる。
【００４６】  例えば、スタブ１８を形成する位置（スロット１７とスタブ１８との間の距離）を一定ではなく打ち込まれる位置等に応じて変化させても良い、また、スタブの大きさや形状及び打ち込みの有無を変更しても良い。また、打ち込まれる位置に応じて、大きさや形状が異なる構成にしても良い。スロット１７とスタブ１８との距離を変化させることにより、アンテナ１０から放射される電波の強さを変えることができる。
【００４７】 スタブ１８の形状としては、図５（ａ）のスタブ１８ａのように、表面用板金１５に固定される部分の径が、他の部分（放射用導波部１１の内部に突出する部分）の径よりも大きい形状（Ｔ字状）であっても良い。また、図５（ｂ）のスタブ１８ｂのように、表面用板金１５に固定される部分の径が他の部分よりも小さい形状であっても良い。
【００４８】 スタブ１８の組み合わせとしては、スタブ１８ａが隣り合うように配置しても良いし、スタブ１８ｂが隣り合うように配置しても良い。また、スタブ１８ａとスタブ１８ｂとが隣り合うように配置しても良い。なお、スタブ１８ａ同士を隣り合わせにする場合、径が大きい部分同士が干渉するため、スタブ間の距離ｄに制約が加わる。
【００４９】  また、スタブ１８を柱状ではなく平板状にした場合であっても本願の効果を発揮させることができる。しかし、柱状にすることで、打ち込みの有無をきめ細かく制御できるので、良好なアンテナ特性を得られる可能性がある。
【００５０】  以上に説明したように、アンテナ１０は、放射用導波部１１と、スタブ１８と、を備える。放射用導波部１１は、向かい合う２枚の板金を有しており、一方の板金に形成された複数のスロット１７から電波を外部へ放射する。スタブ１８は、スロット１７が形成された面から放射用導波部１１の内側に延びるようにスロット１７毎に配置され、放射用導波部１１内の電波の伝わり方を変化させる。スロット１７は細長状であり、長手方向の配置間隔が一定であるとともに、短手方向の配置間隔が一定である。スタブ１８は、スロット１７毎に当該スロット１７の短手方向の一側又は他側に配置される。隣り合うスロット１７では、短手方向の一側と他側のどちら側にスタブが配置されるかが異なる。
【００５１】  以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００５２】  放射用導波部１１は、板金同士を直接連結する構成に限られず、他の部材を介して連結されていても良い。
【００５３】  放射用導波部１１は、複数回折り曲げられた表面用板金１５と、折り曲げられていない裏面用板金１６と、が接続されることで作成されていても良い。
【００５４】 スタブ１８は、機械的に圧入される構成に限られず、例えばネジ等によって人が取り付ける構成であっても良い。また、スタブ１８の形状も上記で説明した構成に限られず、任意の形状とすることができる。
【符号の説明】
【００５５】  １  アンテナ装置  １０  アンテナ  １１  放射用導波部  １５  表面用板金  １６  裏面用板金  １７  スロット  １８  スタブ
【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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