(57)【要約】【課題】  比較的簡易な構造で、水平方向の利得低下等がなく使い勝手の良い、広帯域化かつ小型化された進行波型アンテナを提供する。【解決手段】  放射素子１と接地導体２とを備えた進行波型アンテナ１０であって、放射素子１の外周面の一部又は全部を覆う誘電体３を備える。この誘電体３の外表面３ａは、放射素子１と接地導体２との間から放射される電波の等位相面に対して平行になるように形成される。これによって、進行波型アンテナ１０から放射される電波の水平方向（ＸＹ面）における利得の低下が抑止される。【選択図】        図１
2006041634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射素子と接地導体とを備えた進行波型アンテナであって、
前記放射素子の外周面の一部又は全部を覆う誘電体を備え、
前記誘電体の外表面は、前記放射素子と前記接地導体との間から放射される電波の等位相面に対して平行になるように形成されたことを特徴とする進行波型アンテナ。
【請求項２】
前記放射素子を中心として当該放射素子に直交する水平面において前記誘電体の外表面から前記放射素子までの実効長さが部分的に異なるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の進行波型アンテナ。
【請求項３】
前記誘電体の外表面から前記放射素子までの実際の長さを部分的に変えることによって、前記実効長さが部分的に異なるように形成したことを特徴とする請求項２に記載の進行波型アンテナ。
【請求項４】
前記誘電体の誘電率を部分的に変えることによって、前記実効長さが部分的に異なるように形成したことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の進行波型アンテナ。
【請求項５】
前記放射素子を中心にして前記誘電体を回転させる回転手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の進行波型アンテナ。
【請求項６】
受信する電波の方向を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に基いて前記回転手段を制御して受信感度を調整することを特徴とする請求項５に記載の進行波型アンテナ。
【請求項７】
給電をおこなう同軸線路の信号線と前記接地導体とを短絡する短絡部材を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の進行波型アンテナ。
【請求項８】
前記短絡部材は、前記同軸線路との接続端部に設けられたことを特徴とする請求項７に記載の進行波型アンテナ。
【請求項９】
前記短絡部材は、前記信号線と前記接地導体との短絡・非短絡を切り替えるスイッチ素子を備えたことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の進行波型アンテナ。
【請求項１０】
前記放射素子及び前記接地導体の少なくとも一方は、誘電性材料の表面に導電性金属材料の皮膜を形成してなることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の進行波型アンテナ。
【請求項１１】
前記放射素子は、円錐状に形成され、
前記接地導体は、円盤状に形成され、
前記放射素子の頂点側が前記接地導体側に配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の進行波型アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体通信機器、情報端末等の無線機器に設置される広帯域の進行波型アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信技術の飛躍的な発展にともなって、無線技術を利用した製品が広く普及している。移動体通信端末、情報端末等の無線機器に設置されるアンテナとしては、広帯域な送受信が可能なディスコーンアンテナ等の進行波型アンテナが従来から広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。
ここで、進行波型アンテナは、定在波の共振を用いる定在波型アンテナとは異なり、反射波を抑えて定在波を発生させないために共振周波数が生じない。これにより、進行波型アンテナは、定在波型アンテナに比べて、周波数帯域が広くなる。
【０００３】
一方、移動体通信端末、情報端末等の無線機器においては、機器の小型化が進められていて、それにともなってアンテナを小型化する開発も盛んに進められている。
【０００４】
特許文献１等には、従来のディスコーンアンテナを改良して小型化することを目的とする技術が開示されている。詳しくは、円錐基体の周面に沿ってスパイラル状導電素子が形成されたスカート部を設けて、さらに、このスカート部の頂部近傍に配置された円形の平面基体上に、メアンダ状導電素子が形成されたトップロード部を設けている。
この技術は、平面基体に形成されたメアンダ状導電素子が比較的幅広な帯状の形態であることと、複数のメアンダラインの存在により多共振となし得ることと、によって広帯域化が図られている。また、スカート部に形成されたスパイラル状導電素子によって見かけよりも長い電気長を実現できることから、小型化が図られている。
【０００５】
特許文献２等にも、従来の進行波型アンテナを改良して小型化することを目的とする技術が開示されている。詳しくは、円柱状の誘電体の中心部に形成した貫通孔を中心にして一端面に円錐状の窪みを形成する。そして、その窪みの表面に放射電極（放射素子）を設けて、他方の端面にアース電極（接地導体）を設けて、放射電極に接続され貫通孔を通してアース電極表面に導体を引き出している。
この技術は、円錐状の放射素子の周囲が円柱状の誘電体で覆われた構成とすることで、アンテナの広帯域化と小型化とが図られている。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−８３２３８号公報
【特許文献２】特開平８−１３９５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の進行波型アンテナは、小型化と広帯域化とを両立することを目的とするものであるが、アンテナの構造が複雑となってしまったり、水平方向での利得（ゲイン）が低下してしまったりする不具合があった。
【０００８】
詳しくは、以下の通りである。
特許文献１等の技術では、平面基体にメアンダ状の導体パターンを形成して、スカート部にスパイラル状の導体パターンを形成している。これらの導体パターンは、広帯域化を実現するために高密度化する必要があるために、構造が複雑となっていた。そのために、アンテナは、製造工程も複雑となり、高価なものになってしまう可能性があった。
さらに、特許文献１等にあるアンテナは、無指向性のアンテナであるために、その用途が限定される可能性があった。
【０００９】
特許文献２等の技術では、放射素子を円柱状の誘電体で覆うことによってアンテナ指向性が上方向に変化してしまい、水平方向（アンテナの設置面に対して水平となる方向である。）での利得が低下してしまう可能性が大きかった。本願発明者が、アンテナの上方向（０°）から下方向（１８０°）にかけての指向性の変化を確認したところ、６０°〜９０°の範囲で利得が減少することがわかった。上述の範囲はアンテナの実用上極めて重要な範囲であるために、アンテナの使い勝手が悪くなっていた。
さらに、特許文献２等にあるアンテナも、無指向性のアンテナであるために、その用途が限定される可能性があった。
【００１０】
ここで、アンテナの用途に応じて指向性を持たせたり指向性を変化させたりできることは、大きな利点となる。特に、アンテナの指向性を可変することで、空間における信号の多重化によって通信伝送容量を拡大することができる。
【００１１】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、比較的簡易な構造で、水平方向の利得低下等がなく使い勝手の良い、広帯域化かつ小型化された進行波型アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明者は、上記課題を解決するために研究を重ねた結果、次の事項を知るに至った。
すなわち、放射素子の外周面を覆う誘電体の外表面の形状を、アンテナから放射される電波の等位相面に対して略平行にすることで、水平方向における利得の低下を抑止することができる。
【００１３】
この発明は以上述べた事項に基づくものであり、すなわち、この発明の請求項１記載の発明にかかる進行波型アンテナは、放射素子と接地導体とを備えた進行波型アンテナであって、前記放射素子の外周面の一部又は全部を覆う誘電体を備え、前記誘電体の外表面は、前記放射素子と前記接地導体との間から放射される電波の等位相面に対して平行になるように形成されたものである。
【００１４】
また、請求項２記載の発明にかかる進行波型アンテナは、上記請求項１に記載の発明において、前記放射素子を中心として当該放射素子に直交する水平面において前記誘電体の外表面から前記放射素子までの実効長さが部分的に異なるように形成したものである。
【００１５】
また、請求項３記載の発明にかかる進行波型アンテナは、上記請求項２に記載の発明において、前記誘電体の外表面から前記放射素子までの実際の長さを部分的に変えることによって、前記実効長さが部分的に異なるように形成したものである。
【００１６】
また、請求項４記載の発明にかかる進行波型アンテナは、上記請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記誘電体の誘電率を部分的に変えることによって、前記実効長さが部分的に異なるように形成したものである。
【００１７】
また、請求項５記載の発明にかかる進行波型アンテナは、上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記放射素子を中心にして前記誘電体を回転させる回転手段を備えたものである。
【００１８】
また、請求項６記載の発明にかかる進行波型アンテナは、上記請求項５に記載の発明において、受信する電波の方向を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に基いて前記回転手段を制御して受信感度を調整するものである。
【００１９】
また、請求項７記載の発明にかかる進行波型アンテナは、上記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、給電をおこなう同軸線路の信号線と前記接地導体とを短絡する短絡部材を備えたものである。
【００２０】
また、請求項８記載の発明にかかる進行波型アンテナは、上記請求項７に記載の発明において、前記短絡部材は、前記同軸線路との接続端部に設けられたものである。
【００２１】
また、請求項９記載の発明にかかる進行波型アンテナは、上記請求項７又は請求項８に記載の発明において、前記短絡部材は、前記信号線と前記接地導体との短絡・非短絡を切り替えるスイッチ素子を備えたものである。
【００２２】
また、請求項１０記載の発明にかかる進行波型アンテナは、上記請求項１〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記放射素子及び前記接地導体の少なくとも一方は、誘電性材料の表面に導電性金属材料の皮膜を形成してなるものである。
【００２３】
また、請求項１１記載の発明にかかる進行波型アンテナは、上記請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の発明において、前記放射素子は、円錐状に形成され、前記接地導体は、円盤状に形成され、前記放射素子の頂点側が前記接地導体側に配設されたものである。
【００２４】
なお、本願において、「誘電体の外表面が、電波の等位相面に対して平行になるように形成された」状態とは、誘電体の外表面が電波の等位相面に対してほぼ平行に形成された状態を含むものとする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、放射素子の外周面を誘電体で覆い、その誘電体の外表面を放射電波の等位相面に対して平行になるように形成した。これによって、比較的簡易な構造で、水平方向の利得低下等がなく使い勝手の良い、広帯域化かつ小型化された進行波型アンテナを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２７】
実施の形態１．
図１〜図４にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１は、実施の形態１の進行波型アンテナ１０を示す斜視図である。図２は、図１の進行波型アンテナ１０におけるＸＺ平面の断面図である。
【００２８】
図１及び図２に示すように、本実施の形態１の進行波型アンテナ１０は、主として、放射素子１、接地導体２、誘電体３で構成されている。進行波型アンテナ１０は、同軸線路４（同軸ケーブル）に接続されていて、同軸線路４から給電される。
詳しくは、進行波型アンテナ１０は、円錐状に形成された放射素子１の頂点側が、中心部に貫通穴を有する円盤状に形成された接地導体２の側に配設された、ディスコーンアンテナである。放射素子１及び接地導体２は、いずれも、銅等の導電性金属材料を主たる材料として形成されている。
【００２９】
また、円錐形状の放射素子１の外周面は、全周にわたって誘電体３で覆われている。放射素子１の上面は、露呈されている。このように、本実施の形態１の進行波型アンテナ１０は、放射素子１を中心にして軸対象となるように形成されていて、無指向性のアンテナとなっている。
【００３０】
ここで、進行波型アンテナ１０の誘電体３は、比誘電率が４．０の誘電性材料からなり、その外表面３ａの形状はアンテナ１０から放射される電波の等位相面（波面）に対して平行となるように形成されている。
図３を参照して、電波Ｗは、同軸線路４内を伝播した後に、放射素子１と接地導体２との間を伝播して、徐々に空間へと放射される。この放射素子１と接地導体２との間（放射素子１の外周面である。）に誘電体３を設けることで、そこを伝播する電波Ｗの波長が短縮される（このような現象を「波長短縮効果」という。）。これによって、進行波型アンテナ１０の小型化が実現される。
【００３１】
また、放射素子１と接地導体２との間を伝播する電波Ｗの等位相面（波面）に対して、誘電体３の外表面３ａがほぼ平行になるように形成することにより（図３を参照できる。）、アンテナ１０から放射される電波Ｗの乱れがなく、アンテナ指向性が上下方向（図２の破線矢印で示す０°〜１８０°の方向である。）に変化する不具合が抑止される。
なお、図３中に示す矢印は、アンテナ１０から放射される電波のうち最も強さが大きな電波を示す。したがって、誘電体３の外表面３ａは、アンテナ１０から放射される電波のうち最も強さが大きな電波の進行方向に対して垂直になるように形成されていることになる。
【００３２】
図４は、上述した誘電体３による効果を示すグラフである。すなわち、図４は、進行波型アンテナ１０から放射される電波Ｗの上下方向（ＸＺ面又はＹＺ面）における指向性を示すものである。
図４において、横軸はアンテナ１０に対する上下方向の観測角度（単位は°である。）を示し、縦軸はゲイン（アイソトロピック利得であり、単位はｄＢｉである。）を示す。
【００３３】
アンテナ１０に対する観測角度は、図２を参照して、Ｚ方向の上方を０°として、Ｚ方向の下方を１８０°とした。したがって、接地導体２の面上は、観測角度がほぼ９０°の位置となる。このようなアンテナ１０に対する観測角度を、アンテナ１０から放射される電波の電界面内で変化させて、その位置におけるゲインを測定して、アンテナ１０の上下方向の指向性を評価した。
【００３４】
なお、図４において、実線Ｓ１は本実施の形態１の進行波型アンテナ１０における上下方向の指向性を示し、破線Ｓ２は比較のために本実施の形態１の進行波型アンテナ１０から誘電体３を除去したアンテナにおける上下方向の指向性を示す。
【００３５】
図４から、外表面３ａが電波面に対して平行に形成された誘電体３を設置した場合の上下方向のアンテナ指向性は、誘電体３が設置されていない場合のものとほとんど変らないことがわかる。一方、図示は省略するが、外表面３ａが電波面に対して平行に形成されていない誘電体３を設置した場合（外表面３ａがＺ軸にほぼ平行に形成された場合である。）の上下方向のアンテナ指向性は、観測角度が６０°〜９０°の範囲でゲインが減少することが確認された。
このように、放射素子１の周囲に設ける誘電体３の外表面３ａが電波面に対して平行に形成されることで、電界面内の指向性の変化がほとんど生じないで、水平方向の利得の低下を抑止することができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施の形態１の構成によれば、比較的簡易な構造で、比較的低廉で、水平方向の利得低下等がなく使い勝手の良い、広帯域化かつ小型化された、無指向性の進行波型アンテナを提供することができる。本実施の形態１の進行波型アンテナ１０は、特に、送受信対象の位置が特定できないような用途に有効なアンテナとなる。
【００３７】
なお、本実施の形態１では、図３に示すように、誘電体３の外表面３ａの稜線を直線状に形成したが、誘電体３の外表面３ａの稜線を曲線状に形成して電波面にさらに近似させることもできる。
【００３８】
また、先に定義したように、「誘電体３の外表面３ａが、電波の等位相面に対して平行になるように形成された」状態とは、本実施の形態１のように、誘電体３の外表面３ａが電波の等位相面に対してほぼ平行に形成された状態を含むものである。
定性的には、進行波型アンテナ１０から放射される電波の乱れがなくてアンテナ指向性が上下方向に変化する不具合が抑止される範囲で、誘電体３の外表面３ａを「ほぼ平行」に形成することになる。
定量的には、誘電体３を放射素子１の周囲に設けることによる水平方向付近（図２の上下方向６０°〜９０°の範囲である。）のゲインの低下が３ｄＢ以内となる範囲で、誘電体３の外表面３ａを「ほぼ平行」に形成することが好ましい。
【００３９】
実施の形態２．
図５〜図７にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図５は、実施の形態２の進行波型アンテナ１０を示す斜視図である。図６は、図５の進行波型アンテナ１０を上方からみた上面図である。本実施の形態２の進行波型アンテナ１０は、放射素子１の外周面の一部にのみ誘電体３を覆設している点が、放射素子１の外周面の全部に誘電体３を覆設している前記実施の形態１のものとは相違する。
【００４０】
図５及び図６に示すように、本実施の形態２の進行波型アンテナ１０も、前記実施の形態１と同様に、円錐形状の放射素子１と、円盤形状の接地導体２と、比誘電率が４．０の誘電体３と、で構成されている。進行波型アンテナ１０は、同軸線路４に接続されていて、同軸線路４から給電される。
【００４１】
本実施の形態２では、放射素子１の外周面のほぼ半周に誘電体３が覆設されている。誘電体３の外表面（半周分の外表面である。）の形状は、前記実施の形態１と同様に、アンテナ１０から放射される電波の等位相面に対して平行となるように形成されている。
このように、本実施の形態２の進行波型アンテナ１０は、前記実施の形態１のアンテナ１０における誘電体３を半分切り欠いたものとなっていて、指向性可変型のアンテナとして機能する。
【００４２】
詳しくは、図６を参照して、放射素子１を中心にした水平面（ＸＹ面）において、誘電体３の外表面から放射素子１までの長さ（実際の長さ）が部分的に異なるように形成されている。具体的に、誘電体３が設けられた半周領域（−９０°〜９０°の右半分の範囲である。）では、誘電体３の外表面から放射素子１までの長さがその肉厚分ある。これに対して、誘電体３が設けられていない半周領域では、（９０°〜−９０°の左半分の範囲である。）では、誘電体３の外表面から放射素子１までの長さが０となる。
【００４３】
このことは、放射素子１を中心にした水平面において、誘電体３の外表面から放射素子１までの実効長さが部分的に異なるように形成されていることを意味するものである。
ここで、「実効長さ」とは、誘電体３によって波長が短縮される電波（電磁波）に対する実効的な長さである。実効長さをＬｅとし、実際の長さ（幾何的な長さである。）をＬｐとし、誘電体３の比誘電率をεとしたときに、
Ｌｅ＝Ｌｐ×ε1/2
なる関係が成立する。そして、アンテナ１０の半径方向における実効長さを部分的に異ならせることによって、所望の方向にアンテナ指向性を与えることができる。
【００４４】
図７は、上述した誘電体３による効果を示すグラフである。すなわち、図７は、進行波型アンテナ１０から放射される電波の水平方向（ＸＹ面）における指向性を示すものである。
図７において、横軸はアンテナ１０に対する水平方向の観測角度（単位は°である。）を示し、縦軸はゲイン（アイソトロピック利得であり、単位はｄＢｉである。）を示す。
【００４５】
アンテナ１０に対する観測角度は、図６を参照して、誘電体３の中央部を０°として、時計回転方向をプラス、反時計回転方向をマイナスとした。したがって、誘電体３が設けられた領域は−９０°〜９０°の範囲となり、誘電体３が設けられていない領域は９０°〜−９０°の範囲となる。このようなアンテナ１０に対する観測角度を変化させて、その位置におけるゲインを測定して、アンテナ１０の水平方向の指向性を評価した。
【００４６】
なお、図７において、実線Ｓ３は本実施の形態２の進行波型アンテナ１０における水平方向の指向性を示し、破線Ｓ４は比較のために前記実施の形態１の進行波型アンテナ１０における水平方向の指向性を示す。
【００４７】
図７から、誘電体３を全体的に設置した場合には水平方向のアンテナ指向性がないのに対して、誘電体３を部分的に設置した場合には水平方向のアンテナ指向性が顕著にあらわれることが確認できる。具体的には、誘電体３の中央部の方向（０°の方向である。）に放射される電波が強くなる。
なお、図示は省略するが、本実施の形態２の誘電体３においても、外表面３ａが電波面に対して平行に形成されているために、上下方向の電界範囲における特定方向の利得の低下を抑止することができる。
【００４８】
以上説明したように、本実施の形態２の構成によれば、比較的簡易な構造で、比較的低廉で、所望のアンテナ指向性を有して使い勝手の良い、広帯域化かつ小型化された、指向性可変型の進行波型アンテナを提供することができる。本実施の形態２の進行波型アンテナ１０は、特に、送受信対象の位置が特定できるような用途に有効なアンテナとなる。
【００４９】
なお、本実施の形態２における進行波型アンテナ１０に、放射素子１を中心にして誘電体３を任意の方向に回転させる回転手段を設けることが好ましい。回転手段としては、アンテナ１０自体をＺ軸を中心にして回転させる手段としてもよいし、誘電体３のみをＺ軸を中心にして回転させる手段としてもよい。そして、送受信の対象物の方向に誘電体３の中央部の方向（０°の方向である。）が一致するように回転手段を制御することで、アンテナ１０の送受信の感度が向上することになる。
【００５０】
このように回転手段を用いてアンテナ１０の送受信の感度を調整する場合には、受信する電波（到来電波）の方向を検知する検知手段を設けて、その検知手段の検知結果に基いて回転手段を制御することが好ましい。具体的には、ステッピングモータ等の回転手段によって誘電体３を回転させながら、複数の回転位置における到来電波の強さを検知手段によって検知する。そして、到来電波の強さが最も強くなる回転位置に、誘導体３の位置を固定するように、回転手段を制御する。これにより、アンテナ１０の受信感度を自動的に向上することができる。
【００５１】
実施の形態３．
図８〜図１０にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図８は、実施の形態３の進行波型アンテナ１０を示す斜視図である。図９は、図８の進行波型アンテナ１０の断面図である。本実施の形態３の進行波型アンテナ１０は、同軸線路４と接地導体２との間に短絡部材５を設置している点が、前記実施の形態２のものとは相違する。
【００５２】
図８及び図９に示すように、本実施の形態３の進行波型アンテナ１０は、前記実施の形態２と同様に、円錐形状の放射素子１と、円盤形状の接地導体２と、放射素子１の外周面の一部を覆う誘電体３と、を備えている。進行波型アンテナ１０は、同軸線路４に接続されていて、同軸線路４から給電される。
【００５３】
さらに、本実施の形態３では、同軸線路４とアンテナ１０との接続端部６であって、同軸線路４の信号線と接地導体２との間に、短絡部材５（短絡線）が設置されている。すなわち、同軸線路４の信号線と接地導体２とは常に短絡した状態になっている。これによって、バックローブ（送受信対象の方向とは異なる方向に生じる最大の電波である。）を減じることができる。
【００５４】
図１０は、上述したバックローブが低減される効果を示すグラフである。図１０は、前記実施の形態２における図７と同様に、進行波型アンテナ１０から放射される電波の水平方向における指向性を示すグラフである。
なお、図１０において、実線Ｓ５は本実施の形態３の進行波型アンテナ１０（短絡部材５を有するアンテナである。）における水平方向の指向性を示し、破線Ｓ６は比較のために前記実施の形態２の進行波型アンテナ１０（短絡部材５を有さないアンテナである。）における水平方向の指向性を示す。
【００５５】
図１０から、短絡部材５を設置することで、バックローブが低減されて、誘電体３の中央部の方向（０°の方向である。）の指向性が強くなることが確認できる。バックローブが低減されることで、メインローブに対する比率（ＦＢ比）も低減されるため、送受信の効率の高いアンテナとなる。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態３の構成によれば、比較的簡易な構造で、比較的低廉で、所望のアンテナ指向性を有して使い勝手の良い、広帯域化かつ小型化された、指向性可変型の進行波型アンテナを提供することができる。本実施の形態３の進行波型アンテナ１０は、特に、送受信対象の位置が特定できるような用途に有効なアンテナとなる。
【００５７】
なお、本実施の形態３の進行波型アンテナ１０において、短絡部材５に同軸線路４と接地導体２との短絡・非短絡とを切り替えるスイッチ素子を設けることができる。このような構成においては、スイッチ素子によって電気的スイッチのオン・オフを切り替えることによって、同軸線路４と接地導体２との導通・非導通を切り替えることが可能になる。すなわち、スイッチ素子をオンしたときには同軸線路４と接地導体２とが導通して図１０の実線Ｓ５の状態になり、スイッチ素子をオフしたときには同軸線路４と接地導体２とが非導通になり図１０の破線Ｓ６の状態になる。これにより、進行波型アンテナ１０におけるアンテナ指向性を制御することが可能となる。
【００５８】
実施の形態４．
図１１〜図１３にて、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。
図１１は、実施の形態４の進行波型アンテナ１０を示す斜視図である。図１２は、図１１の進行波型アンテナ１０の上面図である。本実施の形態４の進行波型アンテナ１０は、誘電体の材料（比誘電率）によって放射素子１と誘電体の外表面との実効長さを部分的に変えている点が、誘電体の形状によって放射素子１と誘電体の外表面との実効長さを部分的に変えている前記実施の形態２のものとは相違する。
【００５９】
図１１及び図１２に示すように、本実施の形態４の進行波型アンテナ１０は、前記実施の形態２と同様に、円錐形状の放射素子１と円盤形状の接地導体２とを備え、同軸線路４に接続されている。
本実施の形態４の誘電体は、比誘電率の異なる２つの誘電体３Ａ、３Ｂで構成されている。詳しくは、一方の誘電体３Ａは、比誘電率が４．０の誘電性材料で形成されていて、放射素子１の外周面のうちの半周を覆っている。他方の誘電体３Ｂは、比誘電率が１．５の誘電性材料で形成されていて、放射素子１の外周面のうちの残りの半周を覆っている。なお、２つの誘電体３Ａ、３Ｂの外表面は、いずれも、電波面に対して平行に形成されている。
【００６０】
このように、比誘電率の異なる２つの誘電体３Ａ、３Ｂを用いて放射素子１の外周を覆うことは、前記実施の形態２と同様に、放射素子１と誘電体の外表面との実効長さを部分的に変えていることになる。すなわち、本実施の形態４では、前記実施の形態２で説明した式（Ｌｅ＝Ｌｐ×ε1/2）中の比誘電率（ε）を変化させることで、前記実施の形態２と同様の効果を得ている。
【００６１】
図１３は、比誘電率の異なる２つの誘電体３Ａ、３Ｂを用いることによる効果を示すグラフである。図１３は、前記実施の形態２における図７と同様に、進行波型アンテナ１０から放射される電波の水平方向における指向性を示すグラフである。
なお、図１３において、実線Ｓ７は本実施の形態４の進行波型アンテナ１０における水平方向の指向性を示し、破線Ｓ８は比較のために前記実施の形態１の進行波型アンテナ１０における水平方向の指向性を示す。
【００６２】
図１３から、全体的に比誘電率が均一な誘電体３を設置した場合には水平方向のアンテナ指向性がないのに対して、部分的に比誘電率の異なる誘電体３Ａ、３Ｂを設置した場合には水平方向のアンテナ指向性が顕著にあらわれることが確認できる。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態４の構成によれば、前記実施の形態２と同様に、比較的簡易な構造で、比較的低廉で、所望のアンテナ指向性を有して使い勝手の良い、広帯域化かつ小型化された、指向性可変型の進行波型アンテナを提供することができる。
【００６４】
なお、上記各実施の形態では、放射素子１及び接地導体２を、銅等の導電性金属材料にて形成した。これに対して、放射素子１及び接地導体２の少なくとも一方を、樹脂等の誘電性材料の外表面に銅等の導電性金属材料の皮膜を形成したものとすることができる。これにより、放射素子１及び接地導体２を導電性金属材料のみで形成する場合に比べて、軽量かつ低廉なアンテナ１０を提供することができる。
【００６５】
また、上記各実施の形態では、進行波型アンテナとしてのディスコーンアンテナに対して、本発明を適用した。しかし、これに限定されることなく、バイコニカルアンテナ等の進行波型アンテナに対しても、本発明を適用することができる。この場合、伝送線路の信号線に接続された電極（放射素子である。）と接地導体に接続された電極（接地導体である。）とを備えるバイコニカルアンテナにおける、放射素子の外周面の一部又は全部に誘電体を覆設することで、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、上記各実施の形態の中で示唆した以外にも、上記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】この発明の実施の形態１における進行波型アンテナを示す斜視図である。
【図２】図１の進行波型アンテナを示す断面図である。
【図３】図２の進行波型アンテナから放射される電波を示す概略図である。
【図４】図１の進行波型アンテナから放射される電波の上下方向における指向性を示すグラフである。
【図５】この発明の実施の形態２における進行波型アンテナを示す斜視図である。
【図６】図５の進行波型アンテナを示す上面図である。
【図７】図５の進行波型アンテナから放射される電波の水平方向における指向性を示すグラフである。
【図８】この発明の実施の形態３における進行波型アンテナを示す斜視図である。
【図９】図８の進行波型アンテナを示す断面図である。
【図１０】図８の進行波型アンテナから放射される電波の水平方向における指向性を示すグラフである。
【図１１】この発明の実施の形態４における進行波型アンテナを示す斜視図である。
【図１２】図１１の進行波型アンテナを示す上面図である。
【図１３】図１１の進行波型アンテナから放射される電波の水平方向における指向性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６８】
１  放射素子、
２  接地導体、
３、３Ａ、３Ｂ  誘電体、
３ａ  外表面、
４  同軸線路、
５  短絡部材、
６  接続端部、
１０  進行波型アンテナ。
【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】
2006041634.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006041634.tif 000009
【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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