(57)【要約】  スロット１１の折曲端部１４，１５の一部は、導波管１のスロット１１を設けた狭壁面５の法線方向から見て、導波管内壁３と重なるように構成される。  したがって、スロット１１の先端部と導波管１の内壁との結合量を調節することによって、スロット単体のコンダクタンスを小さくすることができる。  よって、スロット長に対して導波管幅が短く制限された際に、導波管一つ当たりに設けられるスロット数を多くした場合においても、導波管接合部とのインピーダンス整合を取ることができる。
2013145842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状が矩形の導波管の少なくとも一つの壁面にスロットが形成された導波管スロットアレーアンテナ装置において、上記導波管のスロットを設けた面の管軸と直交方向を導波管幅方向とすると、上記スロットの中央部は、導波管幅方向に設置され、かつ、上記スロットの先端部の少なくとも一方は、上記導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、上記スロットの先端部の管軸方向に沿って伸張した一部は、上記導波管のスロットを設けた面の法線方向から見て上記導波管の内壁と重なるように構成されることを特徴とする導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項２】
スロットの先端部の一方が導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、上記スロットの中央部と上記スロットの先端部が直角になるように形成されたことを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項３】
スロットの先端部の両方が導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、上記スロットの中央部と上記スロットの先端部が直角になるように形成されたことを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項４】
断面形状が矩形の導波管の少なくとも一つの壁面にスロットが形成された導波管スロットアレーアンテナ装置において、上記導波管のスロットを設けた面の管軸と直交方向を導波管幅方向とすると、上記スロットの中央部は、導波管幅方向に対して所定角度だけ傾斜するように設置され、かつ、上記スロットの先端部の少なくとも一方は、上記導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、上記スロットの先端部の管軸方向に沿って伸張した一部は、上記導波管のスロットを設けた面の法線方向から見て上記導波管の内壁と重なるように構成されることを特徴とする導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項５】
スロットの先端部の一方が導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、上記スロットの中央部と上記スロットの先端部が鋭角になるように形成されたことを特徴とする請求項４記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項６】
スロットの先端部の一方が導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、上記スロットの中央部と上記スロットの先端部が鈍角になるように形成されたことを特徴とする請求項４記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項７】
スロットの先端部の両方が導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、上記スロットの中央部と上記スロットの先端部が鋭角になるように形成されたことを特徴とする請求項４記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項８】
スロットの先端部の両方が導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、上記スロットの中央部と上記スロットの先端部が鈍角になるように形成されたことを特徴とする請求項４記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項９】
スロットの先端部の両方が導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、上記スロットの中央部が湾曲しており、Ｓの字形状で形成されたことを特徴とする請求項４記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１０】
スロットが導波管の狭壁面に設けられたことを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１１】
スロットが導波管の広壁面に設けられたことを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１２】
導波管をリッジが設けられたリッジ導波管としたことを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１３】
導波管を同軸線路である同軸導波管としたことを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１４】
導波管を導波管内部の少なくとも一部に誘電体を充填した誘電体充填導波管としたことを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１５】
スロットが導波管の１／２管内波長の間隔で複数個配置され、かつ、隣接するスロットは、導波管幅方向に対して互いに線対称になるように設けられたこと特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１６】
スロットの全長を１／２波長としたこと特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１７】
請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置を一つのサブアレーとし、上記サブアレーを複数個配列することでアレーアンテナを構成することを特徴とする導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１８】
導波管は、矩形の第一の溝が設けられた二つの凹状部材を所定の間隔を空けて対向させて構成されたことを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１９】
二つの凹状部材のうちの少なくともいずれか一方の凹状部材に、当該凹状部材の第一の溝の内壁から使用周波数における自由空間波長の１／４の奇数倍の位置に第二の溝が設けられることを特徴とする請求項１８記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項２０】
二つの凹状部材のうちの一方の凹状部材は、当該凹状部材の第一の溝の内壁から使用周波数における自由空間波長の１／４の奇数倍の位置に第二の溝が設けられ、二つの凹状部材のうちの他方の凹状部材は、誘電体の上記一方の凹状部材との対向面であって、かつ、該一方の凹状部材の第一の溝に対向する面を除いて第一の導体層が形成され、上記誘電体の上記第一の導体層が形成される背面に第二の導体層が形成され、上記誘電体を貫通して上記第一の導体層および上記第二の導体層間を導通させる複数のスルーホールが形成され、上記誘電体、上記第一の導体層、上記第二の導体層および上記スルーホールにより、上記誘電体が一部充填された矩形の第一の溝が形成される誘電体基板からなることを特徴とする請求項１８記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項２１】
導波管は、矩形の第一の溝が設けられ、かつ、上記第一の溝の内壁から使用周波数における自由空間波長の１／４の奇数倍の位置に第二の溝が設けられた凹状部材と、平板導体とを所定の間隔を空けて対向させて構成されたことを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項２２】
導波管のスロットが形成された一つの壁面の第一の内壁から該第一の内壁に対向する第二の内壁までの寸法を導波管内壁間寸法とすると、上記スロットが形成された直下の導波管内壁間寸法を、該スロット形成直下以外の導波管内壁間寸法に対して異なるように構成されることを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項２３】
導波管のスロットが形成された一つの壁面に隣接する壁面の第三の内壁から該第三の内壁に対向する第四の内壁までの寸法を導波管内壁間寸法とすると、上記スロットが形成された直下の導波管内壁間寸法を、該スロット形成直下以外の導波管内壁間寸法に対して異なるように構成されることを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項２４】
スロットが形成された直下の第二の内壁に、導体部材が配置されることを特徴とする請求項２２記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項２５】
スロットが形成された直下の第三の内壁および第四の内壁のうちの少なくともいずれか一方に、導体部材が配置されることを特徴とする請求項２３記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項２６】
スロットが形成された直下の第三の内壁および第四の内壁のうちの少なくともいずれか一方に、該内壁が切欠かれた凹部が形成されることを特徴とする請求項２３記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導波管の少なくとも一つの壁面にスロットを有する導波管スロットアレーアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
断面形状が矩形の導波管の壁面に複数のスロットが形成された導波管スロットアレーアンテナ装置において、スロット長を概ね１／２波長とし、スロットを導波管の管軸方向に概ね１／２管内波長の間隔で配置した導波管スロットアレーアンテナ装置は公知である。【０００３】
図４２は従来例１の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
図４２において、導波管１は、端部に短絡面２を有し、もう一方側から給電を行う。
導波管１の管軸方向をｘ方向、スロット１００を形成する壁面上で、導波管１の管軸に直交する方向をｙ方向、スロット１００を形成する壁面の法線方向をｚ方向とする。【０００４】
導波管内壁３は、導波管１の広壁面の内部面、導波管外壁４は、導波管１の広壁面の外部面をそれぞれ示す。
便宜上、ｙ方向の導波管内壁間寸法をｂ、導波管外壁間寸法をＢとする。
狭壁面５は、スロット１００を形成する壁面である。【０００５】
導波管１の狭壁面５に設けられた各々のスロット１０１，１０２は、導波管１の管軸に直交するｙ方向に対して角度＋τ，−τだけそれぞれ斜めに傾けられ、隣り合う各スロットを、隣り合う合スロット間の導波管幅方向の中心線６に対して線対称になるように配列される。
このとき、スロット１００のｙ方向の寸法は、導波管内壁間寸法ｂより小さい。【０００６】
スロット１００は、スロット全長を概ね１／２波長とすることで共振させ、純抵抗とし、スロット１００の配置する角度を、導波管１の管軸に直交するｙ方向に対して角度τだけ傾けて配置することにより、スロット１００の抵抗を調整することで、インピーダンス整合を取っている。【０００７】
また、スロット１００の幅方向に電界が立つため、隣り合う各スロットを中心線６に対して線対称になるように配列することで、管軸方向の偏波を主偏波とした直線偏波を放射させている（下記非特許文献１参照）。【０００８】
従来例１の導波管スロットアレーアンテナにおいて、周波数一定で導波管１のｙ方向の導波管外壁間寸法Ｂおよび導波管内壁間寸法ｂを小さくした場合、共振特性を得るのに必要なスロット１００の長さは、概ね１／２波長で変わらず、導波管１のｙ方向の導波管外壁間寸法Ｂおよび導波管内壁間寸法ｂのみが小さくなる。
このため、図４２において、スロット１００のｙ方向の寸法が、導波管１のｙ方向の導波管外壁間寸法Ｂより大きくなってしまい、スロット１００が導波管内壁３の縁を突出し、共振特性を得るのに必要なスロット長を確保できない。【０００９】
これに対して、導波管幅がスロット長に対して小さいときには、スロットの両端部を管軸方向に折り曲げたクランク形状のスロットを用いることで、スロットが導波管内壁間寸法ｂを超えないようにスロットの共振長を確保するといった方法が提示されている。【００１０】
図４３は従来例２の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
図４３において、クランク形状のスロット２００は、同軸線路２０１の壁面に形成される。上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
このとき、クランク形状のスロット２００のｙ方向の寸法は、導波管内壁間寸法ｂを超えないように構成される（下記特許文献１参照）。【００１１】
上述した同軸線路２０１の壁面に、クランク形状のスロット２００を形成したスロットアレーアンテナにおいて、クランク形状のスロット２００は、スロット２００を共振させるための構成であることは記載されているものの、スロット２００のインピーダンス調整の方法に関しては開示も示唆もされていない。【００１２】
特に、導波管スロットアレーアンテナにクランク形状のスロット２００を用いると、同軸線路２０１の壁面と導波管壁面を流れる電流の様子が異なり、それに伴いスロット２００の動作も異なる。【００１３】
特に、図４２に示したような、導波管１の狭壁面５にスロット１００を設けた導波管スロットアレーアンテナに、クランク形状のスロット２００を適用した場合には、導波管幅に対して共振を得るために求められるスロット長が十分長い場合には、スロット２００の折曲端部が長くなる。【００１４】
これにより、折曲端部が導波管１の管軸に直交する方向ｙに流れる電流を大きく遮るために、スロット単体当たりのコンダクタンスが大きくなってしまう。
したがって、導波管一つ当たりに設けられるスロット数を多くする必要がある場合には、導波管接合部とのインピーダンス整合を取ることができない。
また、管軸方向の偏波を主偏波とすると、折曲端部から生じる主偏波と直交する電界成分が大きくなるために、スロット単体の放射パターンの交差偏波成分も大きくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許３６９６４３３号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】RICHARD  C.JOHNSON，ANTENNA  ENGINEERING  HANDBOOK  THIRD  EDITION，McGrawHill，1993，pp9-5-9-6
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従来の導波管スロットアレーアンテナ装置は以上のように構成されているので、クランク形状のスロット２００の折曲端部が導波管１の管軸に直交する方向ｙに流れる電流を大きく遮るために、スロット単体当たりのコンダクタンスが大きくなってしまう。
したがって、導波管一つ当たりに設けられるスロット数を多くする必要がある場合には、導波管接合部とのインピーダンス整合を取ることができない課題があった。
また、管軸方向の偏波を主偏波とすると、折曲端部から生じる主偏波と直交する電界成分が大きくなるために、スロット単体の放射パターンの交差偏波成分も大きくなってしまう課題があった。【００１８】
本発明は、上記のような課題を解消するためになされたものであり、スロット長に対して導波管幅が短く制限された際に、導波管一つ当たりに設けられるスロット数を多くした場合においても、インピーダンス整合を取ることが可能で、かつ、交差偏波成分の小さい導波管スロットアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の導波管スロットアレーアンテナ装置は、導波管のスロットを設けた面の管軸と直交方向を導波管幅方向とすると、スロットの中央部は、導波管幅方向に設置され、かつ、スロットの先端部の少なくとも一方は、導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、スロットの先端部の管軸方向に沿って伸張した一部は、導波管のスロットを設けた面の法線方向から見て導波管の内壁と重なるように構成されるものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、スロットの先端部の管軸方向に沿って伸張した一部を、導波管の内壁と重なるように構成した。
したがって、スロットの先端部と導波管の内壁との結合量を調節することによって、スロット単体のコンダクタンスを小さくすることができる。
よって、スロット長に対して導波管幅が短く制限された際に、導波管一つ当たりに設けられるスロット数を多くした場合においても、導波管接合部とのインピーダンス整合を取ることができる。
また、必然的にスロットの中央部を長く、管軸方向に沿って伸張した先端部を短く構成することができる。
よって、放射パターンを形成する成分に関してスロットの中央部に生じる電界の寄与が大きく、スロットの先端部に生じる電界の寄与が小さくなるため、交差偏波成分を小さくすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１による導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
【図２】図１のスロット単体を示す拡大図である。
【図３】図１のＡ−Ａ´断面を示す断面図である。
【図４】導波管スロットアレーアンテナ装置の等価回路を示す回路図である。
【図５】正規化周波数−コンダクタンス特性を示す特性図である。
【図６】正規化周波数−リターンロス特性を示す特性図である。
【図７】角度−正規化利得特性を示す特性図である。
【図８】本発明の実施の形態２による導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
【図９】図８のスロット単体を示す拡大図である。
【図１０】本発明の実施の形態３による導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
【図１４】本発明の実施の形態３による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
【図１５】本発明の実施の形態３による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
【図１６】本発明の実施の形態３による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
【図１７】本発明の実施の形態４による導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面斜視図である。
【図１８】図１７のＤ−Ｄ´断面を示す断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態４による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態４による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態５による導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態５による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態６による導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態７による導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面斜視図である。
【図２５】図２４の導波管スロット単体を示す拡大図である。
【図２６】図２５の導波管断面図である。
【図２７】図２５の上面透視図である。
【図２８】本発明の実施の形態７による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
【図２９】図２８のスロット上面透視図である。
【図３０】本発明の実施の形態７による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
【図３１】図３０のスロット上面透視図である。
【図３２】本発明の実施の形態７による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
【図３３】図３２のスロット上面透視図である。
【図３４】本発明の実施の形態７による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
【図３５】図３４のスロット上面透視図である。
【図３６】本発明の実施の形態７による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
【図３７】図３６のスロット上面透視図である。
【図３８】本発明の実施の形態７による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
【図３９】図３８のＥ−Ｅ´断面を示す断面図である。
【図４０】本発明の実施の形態７による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
【図４１】図４０のスロット上面透視図である。
【図４２】従来例１の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
【図４３】従来例２の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１による導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
図２は図１のスロット単体を示す拡大図、図３は図１のＡ−Ａ´断面を示す断面図である。
図１において、断面形状が矩形の導波管１は、端部に短絡面２を有し、もう一方側から給電を行う。
導波管１の管軸方向をｘ方向、スロット１０を形成する壁面上で、導波管１の管軸に直交する方向をｙ方向、スロット１０を形成する壁面の法線方向をｚ方向とする。
【００２３】
導波管内壁３は、導波管１の広壁面の内部面、導波管外壁４は、導波管１の広壁面の外部面をそれぞれ示す。
便宜上、ｙ方向の導波管内壁間寸法をｂ、導波管外壁間寸法をＢとする。
狭壁面５は、スロット１０を形成する壁面である。
【００２４】
図２において、導波管１の狭壁面５に設けられたスロット１１の中央部１３は、導波管１の管軸に直交するｙ方向に伸張しており、中央部１３の両端の折曲端部１４，１５は、導波管１の管軸方向に平行に伸張している。
スロット１１の中央部１３と、先端部の折曲端部１４，１５とのなす角度が直角のクランク形状となっている。
スロット１１の全体の長さは、概ね１／２波長である。
スロット１１の折曲端部１４，１５の内側をＰ１、外側をＰ２とすれば、内側Ｐ１は、導波管内壁３よりも導波管１の内側に存在し、外側Ｐ２は、導波管内壁３よりも導波管１の外側に存在する。
なお、斜線部は、折曲端部１４，１５において、スロット１１を上面から見て導波管内部に貫通している部分であり、スロット１１と導波管１の内部との結合部Ｐ３である。
【００２５】
図３において、スロット１１のｙ方向の寸法をＳｂとすれば、寸法Ｓｂは、導波管内壁間寸法ｂと導波管外壁間寸法Ｂとの間に設定される。
すなわち、スロット１１を上面から見て、スロット１１は、導波管１の内壁３と重なるように構成される。
【００２６】
図１において、これらスロット１０は、導波管１の管軸方向の長さで、概ね１／２管内波長の間隔で複数個配置され、かつ、管軸方向と直交する中心線６に対して互いに線対称になるように、反転して配列される。
【００２７】
次に動作について説明する。
導波管１に入力された高周波信号は、ＴＥ１０モードで伝搬するため、導波管１の狭壁面５には、管軸に直交する方向ｙに電流が流れる。
導波管１は、短絡されており、その短絡面２から概ね１／４管内波長離れた所で電流は最大となり、その位置にスロット１１を配置する。
そのスロット１１の位置から複数のスロット１１，１２を概ね１／２管内波長おきに配置することにより、各スロット１１，１２は、狭壁面５を流れる最大電流を遮るように設けられる。
【００２８】
スロット１０の長さは、概ね１／２波長となっているため、導波管１を伝搬してきた高周波信号が複数の各スロット１０に結合し、スロット１０が共振する。
このとき、導波管スロットアレーアンテナ装置は、各スロット１０による負荷が並列回路で構成された等価回路で表される。
【００２９】
図４はこの導波管スロットアレーアンテナ装置の等価回路を表しており、２１はスロット単体のアドミタンス（Ｙ＝Ｇ＋ｊＢ（Ｇ：コンダクタンス、Ｂ：サセプタンス））である。
この際、各スロット１０は共振長としているため、スロット単体のアドミタンス２１のサセプタンス成分は０である。
このため、導波管内のスロット１０の数をＮ（Ｎは任意の自然数）とすると、給電側から短絡面を見たアドミタンスは、各スロットのアドミタンス２１の実部、すなわち、コンダクタンスをＮ倍したものとなる。
したがって、導波管１の特性アドミタンスと、給電側から短絡面を見た負荷アドミタンスを整合させるためには、導波管１の特性アドミタンスを１に規格化すると、スロット一つ当たりに求められるコンダクタンスは、１／Ｎとなる。
各スロット１０が、この条件を満たすことにより、各スロット１０から効率良く電波が放射される。
【００３０】
次に効果について説明する。
図２において、斜線部が、折曲端部１４，１５において、スロット１１と導波管１の内部との結合部Ｐ３となる。
【００３１】
スロットの配置方法に関して、スロットの管軸方向に平行な部分が大きいほど、電流を大きく遮るために、スロットのコンダクタンスは大きくなる。
このため、スロット１１の一部を導波管内壁３から突出させて構成し、スロット１１の折曲端部１４，１５と導波管１の内部との結合量を調節することによって、スロット単体のコンダクタンスを小さくすることができる。
これにより、導波管一つ当たり設けられるスロット数を増加させることができる。
【００３２】
さらに、スロット１１の両端部を導波管１の外側に寄せたことにより、必然的にスロット１１の中央部１３が長く、折曲端部１４，１５が短く構成できる。
このため、放射パターンを形成する成分に関して、スロット１１の中央部１３に生じる電界の寄与が大きく、スロット１１の折曲端部１４，１５に生じる電界の寄与が小さくなるため、交差偏波レベルを小さくすることが可能となる。
【００３３】
この実施の形態１による低コンダクタンス効果の一例として、導波管１の狭壁面５に、図４３に示した従来例２のクランク状のスロット２００を設けた場合と、図１に示した実施の形態１によるスロット１０を設けた場合において、スロット単素子のコンダクタンス値を比較した計算結果を図５に示す。
なお、スロットは、それぞれ中心周波数（ｆ／ｆ０＝１）において、共振特性を得るようにスロット全長を調整している。
図５の横軸は、共振周波数で規格化した周波数を表し、縦軸は、導波管の特性アドミタンスで規格化したアドミタンスの実部、すなわち、規格化コンダクタンス値を表す。
また、Ａ１が従来例２のスロット２００の特性であり、Ｂ１が実施の形態１のスロット１０の特性である。
図５から、中心周波数（ｆ／ｆ０＝１）の際の規格化コンダクタンス値は、従来例２のスロット２００の場合、０．４８、実施の形態１のスロット１０の場合、０．１６という値を採り、従来例２のスロット２００の特性Ａ１に対して、実施の形態１のスロット１０の特性Ｂ１は、１／３のコンダクタンス値に低減していることが確認できる。
【００３４】
図６は、図５で比較した従来例２のスロット２００と、実施の形態１のスロット１０をそれぞれ導波管当たりのスロット数Ｎを６としたアレーアンテナに適用した場合においての反射係数の周波数特性である。
図６において、中心周波数（ｆ／ｆ０＝１）の反射係数は、従来例２のスロット２００の特性Ａ２では、−３．８２ｄＢであるのに対し、実施の形態１のスロット１０の特性Ｂ２では、−１４．７５ｄＢであり、反射係数を１０．９３ｄＢ改善することが確認できる。
このように、実施の形態１を用いてスロット単体の低コンダクタンス化を実現することにより、スロット数Ｎを増加させた場合においても、低い反射係数を得ることが可能である。
【００３５】
上述と同様に、交差偏波レベル低減効果の一例として、スロット単素子の放射パターンの計算結果を図７に示す。
図７の横軸は、角度、縦軸は、アンテナ正面方向（角度＝０°）の利得の値で規格化した利得を表している。
また、Ａ３，Ａ４の破線が従来例２のスロット２００の特性、Ｂ３，Ｂ４の実線が実施の形態１のスロット１０の特性で、Ａ３，Ｂ３は主偏波、Ａ４，Ｂ４は交差偏波を表している。
図７からアンテナ正面方向の主偏波に対する交差偏波レベルは、従来例２のスロット２００で、−４．５１ｄＢで、実施の形態１のスロット１０で、−９．７６ｄＢとなり、実施の形態１によって交差偏波レベルを、５．２５ｄＢ低く抑えることができる。
【００３６】
これらは計算の一例であるが、図２で示した導波管１の内部とスロット１１の折曲端部１４，１５との結合部Ｐ３の量を変えることにより、さらに、コンダクタンスや交差偏波レベルの調整が可能となる。
【００３７】
以上のように、実施の形態１によれば、スロット１１の中央部１３を導波管内壁３から突出させて構成し、スロット１１の折曲端部１４，１５において、スロット１１と導波管１の内部との結合部Ｐ３を設けた。
このため、スロット１１の折曲端部１４，１５と導波管１の内部との結合量を調節することにより、スロット単体のコンダクタンスを小さくすることができる。
よって、スロット長に対して導波管幅が短く制限された際に、導波管一つ当たりに設けられるスロット数を多くした場合においても、導波管接合部とのインピーダンス整合を取ることができる。
また、必然的にスロット１１の中央部１３を長く、管軸方向に沿って伸張した折曲端部１４，１５を短く構成することができる。
よって、放射パターンを形成する成分に関してスロット１１の中央部１３に生じる電界の寄与が大きく、スロット１１の折曲端部１４，１５に生じる電界の寄与が小さくなるため、交差偏波成分を小さくすることができる。
【００３８】
実施の形態２．
図８は実施の形態２による導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
図９は図８のスロット単体を示す拡大図である。
図において、スロット３０は、導波管１の狭壁面５にＺ形状に形成される。
【００３９】
導波管１の狭壁面５に設けられたスロット３１の中央部３３は、導波管１の管軸に直交するｙ方向に対して角度τだけ傾斜するように設置され、中央部３３の両端の折曲端部３４，３５は、導波管１の管軸方向に平行に伸張している。
スロット３１の中央部３３と、先端部の折曲端部３４，３５とのなす角度が鋭角のＺ形状となっている。
スロット３１の全体の長さは、概ね１／２波長である。
斜線部は、折曲端部３４，３５において、スロット３１を上面から見て導波管内部に貫通している部分であり、スロット３１と導波管１の内部との結合部Ｐ３となる。
【００４０】
スロット３１の中央部３３の電界Ｅ１は、スロット３１の幅方向に発生し、それぞれｘ方向、ｙ方向の成分に分解したものが、電界Ｅ２、電界Ｅ３である。また、Ｅ４はスロットの折曲端部３４，３５の電界である。上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００４１】
次に動作について説明する。
まず、コンダクタンスに関して説明する。
スロット３１の中央部３３の角度τを変化させることでも、スロット３１による電流の遮りの度合を調整できるため、さらに、コンダクタンスを調整することが可能である。
したがって、導波管一つ当たりに設けられるスロット数を多くした場合においても、導波管接合部とのインピーダンス整合を取ることができる。
【００４２】
次に、交差偏波に関して説明する。
管軸方向の偏波を主偏波とすると、スロット３１の中央部３３は、所望のコンダクタンスを実現するためにある角度τを有している。
このとき、スロット３１の中央部３３から生じる電界Ｅ１は、スロット幅方向に生じる。
このため、スロット３１の中央部３３からは、中央部３３の角度τに依存して交差偏波成分が生じる。
このスロット３１の中央部３３に生じる電界Ｅ１は、管軸成分の電界Ｅ２と管軸と直交する成分の電界Ｅ３に分解して考えることができる。
一方、スロット３１の折曲端部３４，３５からは管軸に垂直方向に電界Ｅ４が生じる。
したがって、このスロット３１をＺ形状にすることにより、スロット３１の中央部３３から生じる電界Ｅ１の導波管幅方向の成分の電界Ｅ３と、スロット３１の折曲端部３４，３５から生じる電界Ｅ４とが、交差偏波成分を打ち消すように合成されるため、交差偏波成分を小さくすることが可能となる。
【００４３】
以上のように、実施の形態２によれば、スロット３１の中央部３３を、導波管１の管軸に直交するｙ方向に対して角度τだけ傾斜するように設置した。
このため、実施の形態１の効果に加えて、スロット３１の中央部３３の角度τを変化させることでも、スロット３１による電流の遮りの度合を調整できるため、さらに、コンダクタンスを調整することが可能である。
したがって、スロット長に対して導波管幅が短く制限された際に、導波管一つ当たりに設けられるスロット数を多くした場合においても、導波管接合部とのインピーダンス整合を取ることができる。
また、スロット３１をＺ形状にすることにより、スロット３１の中央部３３から生じる電界Ｅ１の導波管幅方向の成分の電界Ｅ３と、スロット３１の折曲端部３４，３５から生じる電界Ｅ４とが、交差偏波成分を打ち消すように合成されるため、交差偏波成分を小さくすることができる。
【００４４】
実施の形態３．
図１０は実施の形態３による導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
図において、スロット４０は、導波管１の狭壁面５にクランク形状に形成される。
スロット４１，４２の両端の折曲端部は、導波管１の管軸方向に平行に伸張している。
スロット４１，４２の中央部と、先端部の折曲端部とのなす角度が鈍角になるように形成される。上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００４５】
図１１は実施の形態３による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
図において、スロット５０は、導波管１の狭壁面５にＬ字形状に形成される。
スロット５１，５２の一端の折曲端部は、導波管１の管軸方向に平行に伸張している。
スロット５１，５２の中央部と、先端部の折曲端部とのなす角度が直角になるように形成される。上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００４６】
図１２は実施の形態３による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
図において、スロット６０は、導波管１の狭壁面５にＬ字形状に形成される。
スロット６１，６２の一端の折曲端部は、導波管１の管軸方向に平行に伸張している。
スロット６１，６２の中央部と、先端部の折曲端部とのなす角度が鋭角になるように形成される。上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００４７】
図１３は実施の形態３による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
図において、スロット７０は、導波管１の狭壁面５にＬ字形状に形成される。
スロット７１，７２の一端の折曲端部は、導波管１の管軸方向に平行に伸張している。
スロット７１，７２の中央部と、先端部の折曲端部とのなす角度が鈍角になるように形成される。上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００４８】
図１４は実施の形態３による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
図において、スロット８０は、導波管１の狭壁面５にＳ字形状に形成される。
スロット８１，８２の中央部が湾曲しており、両端の折曲端部は、導波管１の管軸方向に平行に伸張している。上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００４９】
実施の形態１および実施の形態２において、スロットの形状を示したが、この限りではなく、図１０から図１４に示したような形状をしていても良い。
また、図１０から図１３に示したスロットは、直線を折り曲げた形状となっているが、図１４に示したように、スロットが曲線で構成される形状としても良い。
さらに、図１０から図１４では、スロット両端の折曲端部が、＋ｘ方向または−ｘ方向のどちらか一方のみに伸張しているが、スロットの折曲端部は、＋ｘ方向および−ｘ方向の双方向に分岐して構成することもできる。
【００５０】
図１５は実施の形態３による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
図１５において、導波管内壁７は、導波管１の狭壁面の内部面、導波管外壁８は、導波管１の狭壁面の外部面をそれぞれ示す。
便宜上、ｚ方向の導波管内壁間寸法をｃ、導波管外壁間寸法をＣとする。
広壁面９は、スロット９０，９１を形成する壁面である。
スロット９０，９１は、導波管１の広壁面９にクランク形状に形成される。
スロット９０，９１の両端の折曲端部は、導波管１の管軸方向に平行に伸張している。
スロット９０，９１の中央部と、先端部の折曲端部とのなす角度が鈍角になるように形成される。
スロット９０，９１の全体の長さは、概ね１／２波長である。
なお、スロット９０，９１を上面から見て、スロット９０，９１の一端の折曲端部は、導波管１の内壁７と重なるように構成される。上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００５１】
実施の形態１および実施の形態２において、導波管１の狭壁面５にスロットを設置したが、図１５に示したように、導波管１の広壁面９にスロット９０，９１を設置しても良い。
また、導波管１の狭壁面５および広壁面９の両方にスロットを設置しても良い。
【００５２】
図１６は実施の形態３による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面図である。
図において、実施の形態２に示した導波管スロットアレーアンテナを一つのサブアレーとし、そのサブアレーを複数個配列することでアレーアンテナを構成する。
上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
なお、実施の形態２の他、実施の形態１および実施の形態３に示した導波管スロットアレーアンテナを複数個配列することでアレーアンテナを構成しても良い。
【００５３】
さらに、導波管１として、リッジが設けられたリッジ導波管としたり、導波管１として、同軸線路である同軸導波管としたり、導波管１として、導波管内部の少なくとも一部に誘電体を充填した誘電体充填導波管としても良い。
【００５４】
以上のように、実施の形態３によれば、様々な構成の変形例により、実施の形態１および実施の形態２に示した構成に加えて、より設計に自由度を持たせることができる。
【００５５】
実施の形態４.
図１７は実施の形態４による導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面斜視図である。
図１７において、ここでは一例としてスロット１０が、実施の形態１のように導波管の狭壁面５に設けられた場合について示す。
図１８は図１７のＤ−Ｄ´断面を示す断面図である。
【００５６】
図１７において、本実施の形態による導波管スロットアレーアンテナ装置は、矩形の溝３０３が設けられた凹状の導電性部材３０１と、同じく矩形の溝３０４が設けられた凹状の導電性部材３０２とを対向させることにより、断面が概ね矩形の導波管３００を形成している。
図１８において、導波管３００の分割面３３０は、導波管３００の広壁面９の略中央部とし、分割面３３０には２つの凹状の導電性部材３０１，３０２を積層する際に意図的に空けられた隙間３１０を有している。
また、スロット１０は、矩形の溝３０３の底面３３１に設けられる。
なお、分割面３３０で分割され２つの凹状の導電性部材３０１，３０２より構成される導波管３００は、樹脂射出成形により成形した部材に金属メッキを施すことにより製作される。
【００５７】
次に動作について説明する。
本実施の形態における導波管３００の分割面３３０は、広壁面９の中央部としており、実施の形態１で示したように、導波管に入力された高周波信号はＴＥ１０モードで伝搬する。
このとき、分割面３３０がある広壁面９の中央部には電流が生じない。
したがって、本実施の形態において、導波管３００の分割面３３０では導波管内壁３を流れる電流を分断することがない。
これにより、導波管内の高周波信号は、分割面３３０から漏れることなく伝搬し、複数の各スロット１０には高周波信号が結合するため、効率の良い導波管スロットアレーアンテナ装置を実現することができる。
【００５８】
また、導波管３００の分割面３３０に所定の隙間３１０を保持することによって、導電性部材３０１，３０２の接触部に生じる接触摩擦を防止できる。
本実施の形態では、２つの凹状の導電性部材３０１，３０２は、樹脂射出成形により成形した部材に金属メッキを施すことにより製作される。
したがって、２つの凹状の導電性部材３０１，３０２の接触部に生じる接触摩擦を防止により、金属メッキの剥離を防止できる。
導波管３００の金属メッキが剥離すると伝搬特性が劣化してしまい、アンテナ特性にも劣化を招いてしまうため、これを未然に防ぐことによってアンテナの寿命を長くすることが可能となる。
【００５９】
図１９は実施の形態４による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
図１９において、突起部３４０は、導電性部材３０１の導電性部材３０２との対向面に設けられる。
このように、２つの凹状の導電性部材３０１，３０２を積層する際に、導波管内壁３から十分離れた位置に、互いに接触する突起部３４０を設けることによって、所定の隙間３１０を保持して固定することができる。
なお、図１９において、突起部３４０の形態としては、導電性部材３０１および導電性部材３０２の双方にそれぞれ突起を設けても、どちらか一方にだけ突起を設けても構わない。
【００６０】
図２０は実施の形態４による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
図２０において、スペーサ３４１は、導電性部材３０１と導電性部材３０２との対向面に挟まれるように設けられる。
このように、突起部３４０の代わりにスペーサ３４１を挟むようにしても良く、同様に所定の隙間３１０を保持して固定することができる。
なお、接触部となる導電性部材３０１，３０２の突起部３４０およびスペーサ３４１には、金属メッキを施さない。これは摩擦による金属メッキの剥離部が起点となって金属メッキの剥離箇所が拡大するのを防ぐためである。
【００６１】
なお、本実施の形態において、導波管スロットアレーアンテナ装置を構成する導電性部材３０１，３０２の製造方法は、樹脂成形についてのみに限定して説明したが、この限りではなく、導波管を金属の切削、ダイカスト、拡散接合といった製造方法を用いても良く、これらの任意の自由な組み合わせでも良い。
【００６２】
以上のように、実施の形態４によれば、矩形の溝３０３が設けられた凹状の導電性部材３０１と、矩形の溝３０４が設けられた凹状の導電性部材３０２とを、隙間３１０を空けて対向させることにより、断面が概ね矩形の導波管３００を形成した。
このため、導波管内の高周波信号は、分割面３３０から漏れることなく伝搬し、効率の良い導波管スロットアレーアンテナ装置を実現することができる。
また、導電性部材３０１，３０２が表面に金属メッキを施した樹脂で形成された場合においても、接触摩擦による金属メッキの剥離を防止し、アンテナ特性の劣化を防止することができる。
【００６３】
実施の形態５.
図２１は実施の形態５による導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
図２１において、本実施の形態による導波管スロットアレーアンテナ装置は、実施の形態４の導波管構造に加え、導波管の内壁３から使用周波数における自由空間波長の概ね１／４の奇数倍の位置に溝３５０を設けたものである。上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００６４】
次に動作について説明する。
上述した実施の形態４においては、導波管断面が理想的な矩形導波管の場合に、導波管内を流れる電流が０となる広壁面９の概ね中央部で分割することにより、導波管内を流れる高周波信号が分割面から漏れることなく、効率の良い導波管スロットアレーアンテナ装置が得られる。
【００６５】
しかし、導波管３００の狭壁面５にスロット１０などの非対称構造があった場合、樹脂射出成形時の抜き勾配、加工Ｒなどにより、導波管断面が分割面３３０に対して非対称構造になった場合には、必ずしも導波管３００の広壁面９の中央部が理想的な分割面とならない場合がある。
また、導波管３００を構成する凹状の導電性部材３０１，３０２の溝３０３，３０４の深さに製造誤差が生じると、導波管３００が広壁面９の中央部で分割されない場合もある。
【００６６】
図２１において、実施の形態５の導波管３００は、実施の形態４と同様、導電性部材３０１と導電性部材３０２を所定の隙間３１０を保持して積層した構造となっている。
導波管内壁３の隙間３１０側の始点Ｓから自由空間波長の概ね１／４の奇数倍の位置Ｏに溝３５０を設けることによって、導波管両端の溝３５０の端部Ｏで開放（インピーダンス無限大）、導波管内壁３の隙間３１０側の始点Ｓでは短絡となったチョーク構造として動作する。
これにより、導波管３００の分割面３３０の隙間３１０から漏れる高周波信号を最小限に抑えることが可能となる。
なお、隣接させる溝３５０は、隣接するサブアレーや導波管線路であっても良い。
また、導電性部材３０１に設けた溝３５０は、導電性部材３０１，３０２の両方に設けることや、導電性部材３０２のみに設けることも可能であり、この場合にも同様に動作する。
【００６７】
図２２は実施の形態５による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
図２２において、凹状の導電性部材３０５は、矩形の溝３０６が設けられる。
平板導体３６０は、導電性部材３０２に代えて設けられ、導電性部材３０５と所定の隙間３１０を保持して対向配置される。
図２１で示したとおり、チョーク構造が正常に動作することにより、導波管の分割面３３０は、導波管の広壁面９の中央部に限らず、任意に位置を選ぶことが可能である。
例えば、図２２のように、導波管のスロット１０を設けた面に対向する面で分割し、導波管の管壁をプリント基板の平板導体３６０と共用することも可能である。
この場合には、導波管を構成する導電性部材３０５が一つで構成できるため、導波管スロットアレーアンテナ装置を製造するコストを約半分にすることができる。
【００６８】
以上のように、実施の形態５によれば、導波管の内壁３から使用周波数における自由空間波長の概ね１／４の奇数倍の位置に溝３５０を設けた。
このため、導波管３００に製造誤差があっても、隙間から漏れる高周波信号を最小限に抑えることができる。
また、平板導体３６０を、導電性部材３０５と所定の隙間３１０を保持して対向配置した。
このため、導電性部材３０５が一つで構成でき、製造コストを低減することができる。
【００６９】
実施の形態６.
図２３は実施の形態６による導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図である。
図２３において、本実施の形態による導波管スロットアレーアンテナ装置は、図２２で示した凹状の導電性部材３０５に、凹状の誘電体基板３７０を所定の隙間３１０を保持して対向配置される。
誘電体基板３７０は、誘電体３７１の導電性部材３０５との対向面であって、溝３０６に対向する面を除いて銅箔３７２が形成され、誘電体３７１の背面に銅箔３７３が形成される。
また、誘電体３７１を貫通して銅箔３７２，３７３間を導通させる複数のスルーホール３７４が設けられる。
よって、誘電体３７１、銅箔３７２，３７３およびスルーホール３７４により、誘電体３７１が一部充填された矩形の溝が形成される。上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００７０】
次に動作について説明する。
本実施の形態６においては、凹状の導電性部材３０５に、凹状の誘電体基板３７０を対向させることにより、導波管として動作させるものである。
この場合には、導波管の分割面３３０は、誘電体基板３７０の厚みによって決定される。
このため、導波管の断面構造は、導波管の分割面３３０に対して非対称な構造となる。
【００７１】
図２３において、分割面３３０には実施の形態５同様のチョーク構造を設けている。
これにより、隙間３１０からの高周波信号の漏れによる損失が抑制され、かつ、誘電体３７１が一部充填された導波管を得ることができる。
また、導波管内の一部に誘電体３７１が充填された導波管を容易に構成可能で、導波管管内波長の波長短縮効果により導波管を小型に構成することができる。
【００７２】
以上のように、実施の形態６によれば、凹状の導電性部材を、誘電体３７１、銅箔３７２，３７３およびスルーホール３７４により、誘電体３７１が一部充填された矩形の溝が形成される誘電体基板３７０からなるものとした。
このため、誘電体３７１による導波管の管内波長の短縮効果により、導波管を小型化することができる。
【００７３】
実施の形態７.
図２４は実施の形態７による導波管スロットアレーアンテナ装置を示す上面斜視図である。
図２５は図２４のスロット単体を取り出した上面斜視図、図２６は図２５の管軸方向に垂直な断面図、図２７は図２５の管軸方向に平行な上面図である。
図２４から図２７において、本実施の形態７による導波管スロットアレーアンテナ装置は、図１で示した導波管１のスロット１０を形成する狭壁面の内部面を導波管内壁４１０とし、導波管内壁４１０の対向面を導波管内壁４１１とする。
スロット１０が形成された直下の導波管内壁４１１に、導体部材４００が各々配置される。
導体部材４００は、スロット１０形成直下の導波管内壁４１０，４１１の間隔が狭くなるように、四角柱に形成された一つの側面が導波管内壁４１１に配置される。
【００７４】
図２６において、ａ，ｂ，ｄは導波管内壁間寸法であり、ａはスロット１０直下以外の狭壁面の導波管内壁４１０，４１１間の寸法、ｂは広壁面の導波管内壁間の寸法、ｄはスロット１０直下の狭壁面の導波管内壁４１０から導体部材４００までの寸法である。なお、上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００７５】
次に動作について説明する。
図２６において、スロット１０直下以外の導波管内壁間寸法ａに対してスロット１０直下の導波管内壁間寸法ｄを狭くすると、スロット１０直下の導波管内壁４１０と、その導波管内壁４１０に対向する導波管内壁４１１に配置された導体部材４００との間に磁界が集中する。
このため、スロット１０直下の導波管内壁間寸法ｄを狭くするほどスロット部の誘導性が大きくなる。
これにより、スロット部のリアクタンス成分を任意に調節することが可能となる。
【００７６】
図２８は実施の形態７による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図であり、図２９は図２８の上面図である。
図２８および図２９において、図１で示した導波管１の広壁面の内部面を導波管内壁４１２とし、スロット１０が形成された直下の導波管内壁４１２に、導体部材４０１が各々配置される。
導体部材４０１は、スロット１０形成直下の導波管内壁４１２同士の間隔が狭くなるように、四角柱に形成された一つの側面が導波管内壁４１２に配置される。
【００７７】
図２８において、ｆは導波管内壁間寸法であり、スロット１０直下の広壁面の導波管内壁４１２に配置された導体部材４０１間の寸法である。なお、上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００７８】
次に動作について説明する。
図２８および図２９において、スロット１０直下以外の導波管内壁間寸法ｂに対してスロット１０直下の導波管内壁間寸法ｆを狭くすると、スロット１０直下の導波管内壁４１０に隣り合う導波管内壁４１２に共に配置された導体部材４０１の間に電界が集中する。
このため、スロット１０直下の導波管内壁間寸法ｆを狭くするほどスロット部の容量性が大きくなる。
これにより、スロット部のリアクタンス成分を任意に調節することが可能となる。
【００７９】
図３０は実施の形態７による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図であり、図３１は図３０の上面図である。
図３０および図３１において、スロット１０が形成された直下の導波管内壁４１１に、導体部材４０２が各々配置される。
導体部材４０２は、スロット１０形成直下の導波管内壁４１０，４１１の間隔が狭くなるように、四角柱に形成された底面が導波管内壁４１１の一部に配置される。なお、上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００８０】
図３２は実施の形態７による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図であり、図３３は図３２の上面図である。
図３２および図３３において、スロット１０が形成された直下の導波管内壁４１１に、導体部材４０３が各々配置される。
導体部材４０３は、スロット１０形成直下の導波管内壁４１０，４１１の間隔が狭くなるように、円柱に形成された底面が導波管内壁４１１の一部に配置される。なお、上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００８１】
図３４は実施の形態７による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図であり、図３５は図３４の上面図である。
図３４および図３５において、スロット１０が形成された直下の一方の導波管内壁４１２に、導体部材４０４が各々配置される。
導体部材４０４は、スロット１０形成直下の導波管内壁４１２の間隔が狭くなるように、四角柱に形成された一つの側面が導波管内壁４１２に配置される。なお、上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００８２】
図３６は実施の形態７による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図であり、図３７は図３６の上面図である。
図３６および図３７において、スロット１０が形成された直下の導波管内壁４１１，４１２に、導体部材４０５が各々配置される。
導体部材４０５は、スロット１０形成直下の導波管内壁４１０，４１１の間隔および導波管内壁４１２同士の間隔が狭くなるように、四角柱に形成された一つの側面が導波管内壁４１１，４１２に配置される。なお、上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００８３】
図３８は実施の形態７による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図であり、図３９は図３８のＥ−Ｅ´断面図である。
図３８および図３９において、スロット１０が形成された直下の導波管内壁４１２に、凹部４０６が各々形成される。
凹部４０６は、スロット１０形成直下の導波管内壁４１２同士の間隔が広くなるように、導波管内壁４１２が切欠かれる。
図３８において、ｇは導波管内壁間寸法であり、スロット１０直下の広壁面の凹部４０６を考慮した導波管内壁４１２間の寸法である。なお、上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
なお、図３８および図３９では、凹部４０６は、スロット１０形成直下の導波管内壁４１２同士の間隔が広くなるように、導波管内壁４１２を切欠いたが、スロット１０形成直下の導波管内壁４１０，４１１の間隔が広くなるように、導波管内壁４１１を切欠いても良い。
【００８４】
図４０は実施の形態７による他の導波管スロットアレーアンテナ装置を示す断面図であり、図４１は図４０の上面図である。
図４０および図４１において、スロット１０が形成された直下の導波管内壁４１０と導波管内壁４１１との間に、導体部材４０７が各々配置される。
導体部材４０７は、スロット１０形成直下の導波管内壁４１０，４１１の間隔が狭くなるように、四角柱に形成された両底面が導波管内壁４１２に配置される。
図４０において、ｄ１，ｄ２は導波管内壁間寸法であり、ｄ１はスロット１０直下の狭壁面の導波管内壁４１０から導体部材４０７までの寸法、ｄ２は導体部材４０７からスロット１０直下の狭壁面の導波管内壁４１１までの寸法である。
導波管内壁間寸法ｄ１＋ｄ２が導波管内壁間寸法ｄよりも小さくなることから、スロット１０形成直下の導波管内壁４１０，４１１の間隔を狭くすることができる。なお、上述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
【００８５】
図２４から図２９において、導波管内壁間寸法を変えるための導体部材の形状の一例を示したが、この限りではなく、図３０から図３３に示したように、導波管内壁の一部だけを伸張させた導体部材の形状をしていても良い。
また、図３４から図３７に示したように、導波管内壁間寸法を変えるための導体部材は、スロットが形成された導波管内壁と対向する導波管内壁およびスロットが形成された導波管内壁と隣り合う導波管内壁の少なくとも一つの導波管内壁に設けることができる。
さらに、図３８および図３９に示すように、導波管内壁間寸法を変えるための構造は、導波管内壁を凹ませ、スロット直下の導波管内壁間寸法を広くする構造や、図４０および図４１に示すように、スロット直下の導波管内壁間の空間に導体部材を設ける構造であっても良い。
この場合においても、スロット部のリアクタンス成分を任意に調節することが可能である。
【００８６】
以上のように、実施の形態７によれば、スロット１０が形成された直下の広壁面間あるいは狭壁面間の導波管内壁間寸法を、スロット１０形成直下以外の導波管内壁間寸法に対して異なるように構成した。
このため、スロット１０形成直下の広壁面間あるいは狭壁面間の導波管内壁間寸法を調整することにより、スロット部のリアクタンス成分を任意に調整することができる。
【００８７】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、導波管のスロットを設けた面の管軸と直交方向を導波管幅方向とすると、スロットの中央部は、導波管幅方向に設置され、かつ、スロットの先端部の少なくとも一方は、導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、スロットの先端部の管軸方向に沿って伸張した一部は、導波管のスロットを設けた面の法線方向から見て導波管の内壁と重なるように構成されるので、導波管の少なくとも一つの壁面にスロットが形成された導波管スロットアレーアンテナ装置に適している。
【符号の説明】
【００８９】
１，３００  導波管、２  短絡面、３，７，４１０〜４１２  導波管内壁、４，８  導波管外壁、５  狭壁面、６  中心線、９  広壁面、１０〜１２，３０〜３２，４０〜４２，５０〜５２，６０〜６２，７０〜７２，８０〜８２，９０，９１  スロット、１３，３３  中央部、１４，１５，３４，３５  折曲端部、２１  アドミタンス、３０１，３０２，３０５  導電性部材、３０３，３０４，３０６，３５０  溝、３１０  隙間、３３０  分割面、３３１  底面、３４０  突起部、３４１  スペーサ、３６０  平板導体、３７０  誘電体基板、３７１  誘電体、３７２，３７３  銅箔、３７４  スルーホール、４００〜４０５，４０７  導体部材、４０６  凹部。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年4月15日(2014.4.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状が矩形の導波管の少なくとも一つの壁面にスロットが形成された導波管スロットアレーアンテナ装置において、上記導波管のスロットを設けた面の管軸と直交方向を導波管幅方向とすると、上記スロットの中央部は、導波管幅方向に設置され、かつ、上記スロットの先端部の少なくとも一方は、上記導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、上記スロットの先端部の管軸方向に沿って伸張した一部は、上記導波管のスロットを設けた面の法線方向から見て上記導波管の内壁と重なるように構成されることを特徴とする導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項２】
スロットの先端部の少なくとも一方が導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、上記スロットの中央部と上記スロットの先端部が直角になるように形成されたことを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項３】
断面形状が矩形の導波管の少なくとも一つの壁面にスロットが形成された導波管スロットアレーアンテナ装置において、上記導波管のスロットを設けた面の管軸と直交方向を導波管幅方向とすると、上記スロットの中央部は、導波管幅方向に対して所定角度だけ傾斜するように設置され、かつ、上記スロットの先端部の少なくとも一方は、上記導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、上記スロットの先端部の管軸方向に沿って伸張した一部は、上記導波管のスロットを設けた面の法線方向から見て上記導波管の内壁と重なるように構成されることを特徴とする導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項４】
スロットの先端部の少なくとも一方が導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、上記スロットの中央部と上記スロットの先端部が鋭角になるように形成されたことを特徴とする請求項３記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項５】
スロットの先端部の少なくとも一方が導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、上記スロットの中央部と上記スロットの先端部が鈍角になるように形成されたことを特徴とする請求項３記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項６】
スロットの先端部の両方が導波管の管軸方向に沿って伸張した形状を有しており、上記スロットの中央部が湾曲しており、Ｓの字形状で形成されたことを特徴とする請求項３記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項７】
導波管をリッジが設けられたリッジ導波管としたことを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項８】
導波管を同軸線路である同軸導波管としたことを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項９】
導波管を導波管内部の少なくとも一部に誘電体を充填した誘電体充填導波管としたことを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置を一つのサブアレーとし、上記サブアレーを複数個配列することでアレーアンテナを構成することを特徴とする導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１１】
導波管は、矩形の第一の溝が設けられた二つの凹状部材を所定の間隔を空けて対向させて構成されたことを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１２】
二つの凹状部材のうちの少なくともいずれか一方の凹状部材に、当該凹状部材の第一の溝の内壁から使用周波数における自由空間波長の１／４の奇数倍の位置に第二の溝が設けられることを特徴とする請求項１１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１３】
導波管は、矩形の第一の溝が設けられ、かつ、上記第一の溝の内壁から使用周波数における自由空間波長の１／４の奇数倍の位置に第二の溝が設けられた凹状部材と、平板導体とを所定の間隔を空けて対向させて構成されたことを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１４】
導波管のスロットが形成された一つの壁面の第一の内壁から該第一の内壁に対向する第二の内壁までの寸法を導波管内壁間寸法とすると、上記スロットが形成された直下の導波管内壁間寸法を、該スロット形成直下以外の導波管内壁間寸法に対して異なるように構成されることを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【請求項１５】
導波管のスロットが形成された一つの壁面に隣接する壁面の第三の内壁から該第三の内壁に対向する第四の内壁までの寸法を導波管内壁間寸法とすると、上記スロットが形成された直下の導波管内壁間寸法を、該スロット形成直下以外の導波管内壁間寸法に対して異なるように構成されることを特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテナ装置。
【国際調査報告】
2013145842.tif 000046
2013145842.tif 000047