(57)【要約】【課題】導波管からマイクロストリップアンテナへの給電を行う際に、工数やコストの削減を図れるとともに、広帯域で動作し、素子数が増大してもゲインの低下を防止できるマイクロストリップアンテナを提供することを目的とする。【解決手段】給電部は、並列給電回路の中心部に形成される。給電線のパターンを挟むように第１及び第２のグランドパターン及びを形成する。第２のグランドパターンは切欠を有する。スペーサは、板状部と、開口部と、突出部を有する。また、スペーサは、切欠に対応する位置に切欠を有する。導波管をスペーサを介して給電部に装着し、突出部をグランドパターンと接続し、板状部が空隙を介して並列給電回路を覆う。【選択図】図７
2018046403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の放射素子に並列給電を行うマイクロストリップラインの給電線からなる並列給電回路と、
前記並列給電回路の中心部に設けられる給電部と、
前記給電部と導波管との間に介装されるスペーサとを備え、
前記給電部は、前記並列給電回路の中心部に形成される給電線のパターンと、前記給電線のパターンを挟むように形成される第１及び第２のグランドパターンと、前記第１又は第２のグランドパターンと前記給電線のパターンとを接続する配線パターンとを有するとともに、前記第１又は第２のグランドパターンのうち前記配線パターンが設けられる側のグランドパターンに形成された第１の切欠を有し、
前記スペーサは、板状部と、前記導波管と連通する開口部と、前記開口部に沿って形成された第１及び第２の突出部とを有するとともに、前記第１の切欠に対応する位置に形成された第２の切欠を有し、
前記導波管を前記スペーサを介して前記給電部に装着し、前記スペーサの前記第１及び第２の突出部が前記第１及び第２のグランドパターンと接続し、前記スペーサの前記板状部が空隙を介して前記並列給電回路を覆う
ようにしたマイクロストリップアンテナ。
【請求項２】
更に、前記給電部は、前記第１又は第２のグランドパターンのうち前記配線パターンが設けられていない側のグランドパターンに形成された第３の切欠を有し、
前記スペーサは、前記第３の切欠に対応する位置に形成された第４の切欠を有する請求項１に記載のマイクロストリップアンテナ。
【請求項３】
前記第３及び第４の切欠の幅は、前記第１及び第２の切欠の幅より狭い請求項２に記載のマイクロストリップアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロストリップアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信が多用され、通信の高速化及びそれを行う電子機器に対する高性能化が求められている。また、携帯のし易さ等から、電子機器の小型化が急進している。また、近年、無線による通信容量が急激に大容量化し、それに伴う伝送信号の使用周波数の広帯域化、高周波化が急速に進行している。そのため、従来使用されてきたマイクロ波帯（例えば０．３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ）だけでは対応できず、電子機器の使用周波数帯はミリ波帯（例えば３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）まで拡大されつつある。そのような背景から電子機器に搭載されるアンテナヘの高性能化が強く求められている。また、搭載されるアンテナ前段の回路素子、例えば増幅器、フィルタ、スイッチ、電力分配器などに対しても同様に高い特性が求められている。とりわけ、周波数が高くなるにつれて導体損や誘電体損が顕著に素子の特性に影響してくるため、低損失化が強く求められる。そのため、真空中を伝搬する導波管のような伝送媒体が求められることがある。また、ミリ波の場合、ビームに指向性があるためビームの角度ずれが一つの問題になっている。そのような観点から周波数によってビームが変化しない並列給電型のアンテナが検討されている。
【０００３】
例えば非特許文献１では６０ＧＨｚ帯向けに導波管から並列給電型のマイクロストリップアンテナに遷移する構造が報告されている。また、特許文献１に記載されているように、トリプレート線路を用い広帯域かつ低損失な並列給電型のアンテナが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３７２０４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Wideband 4×8 Array Antennas with Aperture Coupled Patch Antenna Elements on LTCC、Dong Suk Jun、Alexander Bondarik、Hong-Yeol Lee、Han-Cheol Ryu、Mun Cheol Paek、Kwang-Yong Kang、Ik Guen Choi、Journal of the Korean Institute of Electromagnetic Engineering and science,  Vol.10,  No.3, Sep.2010 JKIEES 2010-10-3-12
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１では、所望の特性を得るために、導波管から並列給電型のマイクロストリップアンテナへの給電の経路に、多層の積層基板が必要になる。また、非特許文献１では、基板の他に、導体キャップの加工が必要となり、工数やコストの増大も招いている。
【０００７】
また、マイクロストリップアンテナでは、給電点から各放射素子に、マイクロストリップラインの給電線により給電が行われる。マイクロストリップラインは開放線路であるから、導波管のフランジの影響等を受けやすい。また、マイクロストリップラインの給電線を長く引き延ばすと、給電線路による減衰や周波数特性の影響を受けやすい。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、導波管からマイクロストリップアンテナへの給電を行う際に、工数やコストの削減を図れるとともに、広帯域で動作し、素子数が増大してもゲインの低下を防止できるマイクロストリップアンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るマイクロストリップアンテナ（１）は、複数の放射素子（２１）に並列給電を行うマイクロストリップラインの給電線（３１、３２ａ及び３２ｂ〜４７ａ及び４７ｂ）からなる並列給電回路（３０）と、前記並列給電回路（３０）の中心部に設けられる給電部（２０）と、前記給電部（２０）と導波管（７０）との間に介装されるスペーサ（６０）とを備え、前記給電部（２０）は、前記並列給電回路（３０）の中心部に形成される給電線（３１）のパターンと、前記給電線（３１）のパターンを挟むように形成される第１及び第２のグランドパターン（５１，５２）と、前記第１又は第２のグランドパターン（５１，５２）と前記給電線（３１）のパターンとを接続する配線パターン（５７）とを有するとともに、前記第１又は第２のグランドパターンのうち前記配線パターン（５７）が設けられる側のグランドパターン（５２）に形成された第１の切欠（５６）を有し、前記スペーサ（６０）は、板状部（６１）と、前記導波管（７０）と連通する開口部（６２）と、前記開口部（６２）に沿って形成された第１及び第２の突出部（６３，６４）とを有するとともに、前記第１の切欠（５６）に対応する位置に形成された第２の切欠（６６）を有し、前記導波管（７０）を前記スペーサ（６０）を介して前記給電部（２０）に装着し、前記スペーサ（６０）の前記第１及び第２の突出部（６３，６４）が前記第１及び第２のグランドパターン（５１，５２）と接続し、前記スペーサ（６０）の前記板状部（６１）が空隙を介して前記並列給電回路（３０）を覆うようにしている。
【００１０】
また、本発明の一態様に係るマイクロストリップアンテナにおいて、更に、前記給電部（２０）は、前記第１又は第２のグランドパターンのうち前記配線パターンが設けられていない側のグランドパターン（５１）に形成された第３の切欠（５５）を有し、前記スペーサ（６０）は、前記第３の切欠（５５）に対応する位置に形成された第４の切欠（６５）を有してもよい。
【００１１】
また、本発明の一態様に係るマイクロストリップアンテナにおいて、前記第３及び第４の切欠（５５，６５）の幅は、前記第１及び第２の切欠（５６，６６）の幅より狭くしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、工数やコストの削減を図れるとともに、広帯域で動作し、素子数が増大してもゲインの低下を防止できるマイクロストリップアンテナを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係るアレーアンテナの構成を示す斜視図及びその断面図である。
【図２】第１実施形態に係るアレーアンテナにおける第１の誘電体基板の構成を示す平面図である。
【図３】第１実施形態に係るアレーアンテナにおける第２の誘電体基板の構成を示す平面図である。
【図４】第１実施形態に係るアレーアンテナにおける地導体板の構成を示す平面図である。
【図５】第１実施形態に係るアレーアンテナにおけるスペーサの構成を示す平面図及び側面図である。
【図６】第１実施形態に係るアレーアンテナにおける給電部の付近を拡大図である。
【図７】第１実施形態に係るアレーアンテナにおけるスペーサの取付構造の説明図である。
【図８】第１実施形態に係るアレーアンテナの反射特性を示すグラフである。
【図９】第１実施形態に係るアレーアンテナの７３ＧＨｚにおける放射特性を示すグラフである。
【図１０】第１実施形態に係るアレーアンテナのｙｚ平面の放射特性の周波数依存性を示すグラフである。
【図１１】計測に用いるアレーアンテナの基本条件の説明図である。
【図１２】スペーサの上側の切欠の有無による反射特性の比較を示すグラフである。
【図１３】スペーサの上側の切欠が無い場合の計測に用いるアレーアンテナの基本条件の説明図である。
【図１４】スペーサの下側の切欠の有無による反射特性の比較を示すグラフである。
【図１５】スペーサの下側の切欠が無い場合の計測に用いるアレーアンテナの基本条件の説明図である。
【図１６】配線パターンの有無による反射特性の比較を示すグラフである。
【図１７】配線パターンが無い場合の計測に用いるアレーアンテナの基本条件の説明図である。
【図１８】グランドパターンの下側の切欠の形状を変えた場合の反射特性の比較を示すグラフである。
【図１９】グランドパターンの下側の切欠の形状を変えた場合の計測に用いるアレーアンテナの基本条件の説明図である。
【図２０】グランドパターンの上側の切欠の形状を変えた場合の反射特性の比較を示すグラフである。
【図２１】グランドパターンの上側の切欠の形状を変えた場合の計測に用いるアレーアンテナの基本条件の説明図である。
【図２２】第２の誘電体基板をスペーサで覆った場合と覆わない場合とで反射特性の比較を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１（Ａ）は、第１実施形態に係るアレーアンテナ１（マイクロストリップアンテナ）の構成を示す斜視図であり、図１（Ｂ)は、そのＡ−Ａ’断面図である。
【００１５】
図１（Ａ）に示すように、第１実施形態に係るアレーアンテナ１は、複数の放射素子２１を配設した基板１０とスペーサ６０とからなる。放射素子２１は、マイクロストリップアンテナとして機能する。図１（Ｂ）に示すように、基板１０は、第１の誘電体基板１１と、第２の誘電体基板１２とを、地導体板１３を介して積層して構成される。第１の誘電体基板１１及び第２の誘電体基板１２としては、例えばＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ；液晶ポリマー）基板が用いられる。ＬＣＰ基板の比誘電率は例えば２．９であり、誘電正接は例えば０．００２５であり、高い周波数で用いることが可能である。第１の誘電体基板１１及び第２の誘電体基板１２の厚さは例えば０．１ｍｍである。
【００１６】
図２は、第１の誘電体基板１１の構成を示す平面図である。図２に示すように、第１の誘電体基板１１には、例えば（１．０５ｍｍ×１．０５ｍｍ）の正方形の放射素子２１が、（４行×４列）に二次元状に配設されている。各放射素子２１の間隔は、例えば２．９ｍｍである。
【００１７】
図３は第２の誘電体基板１２の構成を示す平面図である。図３に示すように、第２の誘電体基板１２には、並列給電回路３０を構成するマイクロストリップラインの給電線３１、３２ａ及び３２ｂ〜４７ａ及び４７ｂが導電パターンにより形成されている。
【００１８】
すなわち、図３に示すように、並列給電回路３０の中心に、給電部２０が設けられる。給電部２０に給電線３１の中心が配置される。給電線３１の一端は、給電線３２ａ及び３２ｂに分岐される。給電線３２ａの一端は、給電線３４ａ及び３４ｂに分岐される。給電線３４ａの一端は、給電線４０ａ及び４０ｂに分岐される。給電線４０ａ及び４０ｂの先端から放射素子２１への給電が行われる。給電線３４ｂの一端は、給電線４１ａ及び４１ｂに分岐される。給電線４１ａ及び４１ｂの先端から放射素子２１への給電が行われる。
【００１９】
給電線３２ｂの一端は、給電線３５ａ及び３５ｂに分岐される。給電線３５ａの一端は、給電線４２ａ及び４２ｂに分岐される。給電線４２ａ及び４２ｂの先端から放射素子２１への給電が行われる。給電線３５ｂの一端は、給電線４３ａ及び４３ｂに分岐される。給電線４３ａ及び４３ｂの先端から放射素子２１への給電が行われる。
【００２０】
給電線３１の他端は、給電線３３ａ及び３３ｂに分岐される。給電線３３ａの一端は、給電線３６ａ及び３６ｂに分岐される。給電線３６ａの一端は、給電線４４ａ及び４４ｂに分岐される。給電線４４ａ及び４４ｂの先端から放射素子２１への給電が行われる。給電線３６ｂの一端は、給電線４５ａ及び４５ｂに分岐される。給電線４５ａ及び４５ｂの先端から放射素子２１への給電が行われる。
【００２１】
給電線３３ｂの一端は、給電線３７ａ及び３７ｂに分岐される。給電線３７ａの一端は、給電線４６ａ及び４６ｂに分岐される。給電線４６ａ及び４６ｂの先端から放射素子２１への給電が行われる。給電線３７ｂの一端は、給電線４７ａ及び４７ｂに分岐される。給電線４７ａ及び４７ｂの先端から放射素子２１への給電が行われる。
【００２２】
また、図３に示すように、給電部２０には、給電線３１を挟むように、第１のグランドパターン５１と第２のグランドパターン５２とが形成される。
【００２３】
図４は地導体板１３の構成を示す平面図である。図４に示すように、地導体板１３には、放射素子２１に対応する位置に、複数のスロット２３が形成されている。第１の誘電体基板１１と第２の誘電体基板１２とを地導体板１３を介して積層することで、第１の誘電体基板１１の各放射素子２１は、それぞれ、地導体板１３のスロット２３を介して、第２の誘電体基板１２の各給電線の先端と結合される。
【００２４】
本実施形態では、図３に示したように、給電線３１、３２ａ及び３２ｂ〜４７ａ及び４７ｂにより並列給電回路３０が構成され、この並列給電回路３０の中心に給電部２０が設けられる。そして、給電部２０からの電磁波は、並列給電回路を構成する給電線３１、３２ａ及び３２ｂ〜４７ａ及び４７ｂを介して、放射素子２１に給電される。このような並列給電では、給電部２０から各放射素子２１への線路長が等距離となるように、給電線３１、３２ａ及び３２ｂ〜４７ａ及び４７ｂの長さが設定され、各放射素子２１への給電経路がパワーや周波数によらずに同一となる。このため、各放射素子２１からの同一方向にビームが形成され、各放射素子２１からの電磁波のビームずれが生じないため、良好な特性が得られる。そして、給電部２０が並列給電回路３０の中心位置になることから、各放射素子２１への伝送路長が最小となり、伝送路による損失の影響がなくなる。特に、放射素子２１の数が増加した場合でも、所望のゲインが確保できる。
【００２５】
また、図１（Ｂ）に示したように、本実施形態では、第２の誘電体基板１２上には、スペーサ６０が所定の間隙（例えば０．５ｍｍ）を介して配設される。スペーサ６０により、給電部２０を並列給電回路３０の中心に置いても、導波管のフランジ部の影響を抑制できるとともに、反射特性が改善できる。
【００２６】
図５は、スペーサ６０の構成を示す平面図及び側面図である。図５に示すように、スペーサ６０は、板状部６１と、開口部６２と、突出部６３及び６４とから構成される。板状部６１は、矩形形状の導体板であり、基板１０と対応する形状とされている。板状部６１の中心には、矩形の開口部６２が形成される。この開口部６２に沿って、突出部６３及び６４が形成される。突出部６３及び６４は、板状部６１に対して、例えば０．５ｍｍ突出している。また、開口部６２には、開口部６２内で互いに対向するように、切欠６５及び６６が形成される。切欠６５の幅は切欠６６の幅より狭くなっている。
【００２７】
なお、このスペーサ６０は、例えばアルミニウム板を基板１０に対応する形状に切断し、その略中心に矩形の開口部６２を穿設し、突出部６３及び６４の部分を除くその全面を切削加工することで成形できる。
【００２８】
図６は、第２の誘電体基板１２上の給電部２０の付近を拡大して示したものである。図６に示すように、給電部２０には、給電線３１を挟むように、第１のグランドパターン５１と第２のグランドパターン５２とが形成される。第１のグランドパターン５１及び第２のグランドパターン５２は、スルーホール（図示せず）を介して、地導体板１３に接続されている。第１のグランドパターン５１には、切欠５５が形成される。第２のグランドパターン５２には、切欠５６が形成される。切欠５５及び切欠５６は、給電線３１を介して互いに対向するように配置される。また、第１のグランドパターン５１に形成される切欠５５の幅は、第２のグランドパターン５２に形成される切欠５６の幅より狭くなっている。切欠５５及び切欠５６の位置は、切欠６５及び切欠６６の位置と対応している。また、給電線３１の中央部と第２のグランドパターン５２との間には、給電線３１と交差するように、配線パターン５７が設けられる。
【００２９】
図７は、スペーサ６０の取付構造の説明図である。図７に示すように、スペーサ６０は、第２の誘電体基板１２上に配設される。第２の誘電体基板１２上にスペーサ６０を配設すると、図７に示すように、スペーサ６０の突出部６３及び突出部６４と、第２の誘電体基板１２上の第１のグランドパターン５１及び第２のグランドパターン５２とが接触し、電気的に接続される。
【００３０】
また、図７に示すように、導波管７０は、スペーサ６０を介して、第２の誘電体基板１２上の給電部２０に装着される。導波管７０をスペーサ６０を介して装着すると、図７に示すように、導波管７０の開口とスペーサ６０の開口部６２とが連通し、給電部２０と同軸上に位置するようになる。導波管７０としては、例えばＷＲ−１２（ＥＩＡＪ規格）が用いられる。ＷＲ−１２は、６０ＧＨｚから９０ＧＨｚの伝搬に用いられる方形導波管で、内径寸法が（３．１ｍｍ×１．５５ｍｍ）のものである。導波管７０は、直径２０ｍｍのフランジ部を有している。
【００３１】
このように、本実施形態では、第２の誘電体基板１２上に、スペーサ６０が配設され、導波管７０がスペーサ６０を介して、給電部２０に装着される。これにより、第２の誘電体基板１２は、例えば０．５ｍｍの空隙を介して、スペーサ６０の板状部６１で覆われることになり、導波管７０のフランジ部の影響を抑制できる。
【００３２】
また、本実施形態では、図６に示したように、第１のグランドパターン５１には、切欠５５が設けられ、第２のグランドパターン５２には、切欠５６が設けられる。また、図５に示したように、スペーサ６０には、これと対応する切欠６５及び６６が設けられる。また、第２のグランドパターン５２と給電線３１とを接続する配線パターン５７が設けられる。これにより、放射素子２１に至る伝送路の反射特性の改善を図ることができる。
【００３３】
つまり、導波管７０を介して伝送される電磁波は、ＴＥ１０モードである。これに対して、マイクロストリップラインの給電線３１、給電線３２ａ及び３２ｂ〜４７ａ及び４７ｂを介して伝送される電磁波は、準ＴＥＭモードである。第２のグランドパターン５２と給電線３１とを接続する配線パターン５７の方向は、導波管７０の電界の方向と同方向である。このため、導波管７０を介して伝送される電磁波は、ＴＥ１０モードから準ＴＥＭモードに変換され、給電線３１の両方向に伝達されていく。このとき、給電部２０には、第１のグランドパターン５１及び第２のグランドパターン５２の切欠５５及び切欠５６と、スペーサ６０の切欠６５及び６６が形成されている。これにより、電磁波の流れに不連続成分がなくなり、反射特性が改善される。また、第１のグランドパターン５１及び第２のグランドパターン５２の切欠５５及び切欠５６により、キャパシタンス成分が生じる。これにより、パターンにより生じたインダクタンス成分が打ち消され、インピーダンスマッチングが取りやすくなる。
【００３４】
図８は、第１実施形態に係るアレーアンテナ１の反射特性を示すグラフである。図８において、横軸は周波数を示し、縦軸はＳパラメータの反射特性｜Ｓ１１｜を示している。図８に示すように、定在波比ＶＳＷＲが２．５に相当する（Ｓ１１＝−７．５ｄＢ）以下の周波数帯が７２ＧＨｚから７９ＧＨｚで得られていることが確認できる。
【００３５】
また、図９は、第１実施形態に係るアレーアンテナ１の７３ＧＨｚにおける放射特性を示すグラフである。図９において、横軸は角度を示し、縦軸は利得を示す。符号ｇ１は、ｚｘ平面での放射特性であり、符号ｇ２は、ｙｚ平面での放射特性である。図９に示すように、約０ｄｅｇのとき、天頂方向に１５ｄＢｉ程度の利得が得られることが確認できる。また、図９に示すように、ｚｘ平面での放射特性の最大値の角度と、ｙｚ平面での放射特性の最大値の角度にずれがない。
【００３６】
また、図１０は、第１実施形態に係るアレーアンテナ１のｙｚ平面の放射特性の周波数依存性を示すグラフである。図１０において、横軸は角度を示し、縦軸は利得を示す。符号ｇ１１は周波数７３ＧＨｚのｙｚ平面での放射特性であり、符号ｇ１２は７４ＧＨｚのｙｚ平面での放射特性であり、符号ｇ１３は７５ＧＨｚのｙｚ平面での放射特性である。符号ｇ１４は７６ＧＨｚのｙｚ平面での放射特性であり、符号ｇ１５は７７ＧＨｚのｙｚ平面での放射特性である。図１０に示すグラフから、周波数に依らず、ビームの天頂方向が同一であることが確認できる。この結果は、伝播経路が各アンテナ素子で同一であることによるものと考えられる。
【００３７】
以上の結果から、第１実施形態に係るアレーアンテナ１では、所定のゲインが得られるとともに、良好な反射特性及び放射特性が得られることが確認できる。
【００３８】
次に、スペーサ６０の切欠６５及び６６、第１のグランドパターン５１及び第２のグランドパターン５２の切欠５５及び５６、配線パターン５７、板状部６１の効果について説明する。また、図１１は、計測に用いるアレーアンテナの基本条件の説明図である。本実施形態では、図１１（Ａ）に示すように、スペーサ６０には、切欠６５及び６６が設けられる。また、図１１（Ｂ）に示すように、第１のグランドパターン５１に切欠５５が設けられ、第２のグランドパターン５２に切欠５６が設けられる。また、図１１（Ｂ）に示すように、第２のグランドパターン５２と給電線３１とを接続する配線パターン５７が設けられる。また、図２に示したように、第２の誘電体基板１２は、スペーサ６０の板状部６１で覆われる。これらの効果について、以下に説明する。
【００３９】
まず、スペーサ６０の切欠６５が有る場合と、切欠６５が無い場合とで、特性の比較を行う。図１２は、スペーサ６０の切欠６５の有無による反射特性の変化を比較したものである。図１２において、横軸は周波数を示し、縦軸はＳパラメータの反射特性｜Ｓ１１｜を示している。符号ｇ２１は切欠有りの反射特性であり、符号ｇ２２は切欠無しの反射特性である。
【００４０】
また、図１３は、スペーサの上側の切欠が無い場合の計測に用いるアレーアンテナの基本条件の説明図である。図１３（Ａ）に示すように、スペーサ６０には、切欠６６が設けられる。また、図１３（Ｂ）に示すように、第２のグランドパターン５２に切欠５６が設けられる。また、図１３（Ｂ）に示すように、第２のグランドパターン５２と給電線３１とを接続する配線パターン５７が設けられる。
【００４１】
すなわち、この例では、図１３（Ａ）に示すように、スペーサ６０の切欠６５（上側の切欠）が設けられていない。このように、スペーサ６０の切欠６５が有る場合と無い場合とで特性の比較を行ったものである。図１２に示す特性から、切欠６５が無い場合、反射量は増加し、帯域は縮小する。このことから、切欠６５が反射の低減に寄与していることが確認できる。
【００４２】
次に、スペーサ６０の切欠６６が有る場合と、切欠６６が無い場合とで、特性の比較を行う。図１４は、スペーサ６０の切欠６６の有無による反射特性の変化を比較したものである。図１４において、横軸は周波数を示し、縦軸はＳパラメータの反射特性｜Ｓ１１｜を示している。符号ｇ３１は切欠６６がある場合の特性であり、符号ｇ３２は切欠６６がない場合の特性である。
【００４３】
また、図１５は、スペーサの下側の切欠が無い場合の計測に用いるアレーアンテナの基本条件の説明図である。図１５（Ａ）に示すように、スペーサ６０には、切欠６５が設けられる。また、図１５（Ｂ）に示すように、第１のグランドパターン５１に切欠５５が設けられる。また、図１５（Ｂ）に示すように、第２のグランドパターン５２と給電線３１とを接続する配線パターン５７が設けられる。
【００４４】
すなわち、この例では、図１５（Ａ）に示すように、スペーサ６０の切欠６６（下側の切欠）が設けられていない。このように、スペーサ６０の切欠６６が有る場合と無い場合とで特性の比較を行ったものである。図１４に示す特性から、スペーサ６０に切欠６６を設けることで、反射特性が改善できることが確認できる。
【００４５】
次に、第２のグランドパターン５２と給電線３１とを接続する配線パターン５７が有る場合と、配線パターン５７が無い場合とで、特性の比較を行う。図１６は、配線パターン５７の有無による反射特性の比較を行ったものである。図１６において、横軸は周波数を示し、縦軸はＳパラメータの反射特性｜Ｓ１１｜を示している。符号ｇ４２は配線パターン５７がある場合の特性であり、符号ｇ４２は配線パターン５７が無い場合の特性である。
【００４６】
また、図１７は、配線パターンが無い場合の計測に用いるアレーアンテナの基本条件の説明図である。図１７（Ａ）に示すように、スペーサ６０には、切欠６５及び６６が設けられる。また、図１７（Ｂ）に示すように、第１のグランドパターン５１に切欠５５が設けられ、第２のグランドパターン５２に切欠５６が設けられる。また、図１７（Ｂ）に示すように、第２のグランドパターン５２と給電線３１とを接続する配線パターン５７が設けられていない。
【００４７】
すなわち、この例では、図１７（Ｂ）に示すように、第２のグランドパターン５２と給電線３１とを接続する配線パターン５７が設けられていない。このように、配線パターン５７が有る場合と無い場合とで特性の比較を行ったものである。図１６に示す特性から、配線パターン５７を設けることで、反射特性が大幅に改善できることが確認できる。これは、導波管７０の電界方向と同じ方向に、配線パターン５７を設けることで、反射が改善できることに起因するものと考えられる。
【００４８】
次に、第２のグランドパターン５２の切欠５６の形状とスペーサ６０の切欠６６の形状とが一致する場合と、一致しない場合とで、特性の比較を行う。図１８は、第２のグランドパターン５２の切欠５６の形状をスペーサ６０の切欠６６の形状と同様にした場合と、第２のグランドパターン５２の切欠５６を銅箔で埋めた場合とで、反射特性の比較を行ったものである。図１８において、横軸は周波数を示し、縦軸はＳパラメータの反射特性｜Ｓ１１｜を示している。符号ｇ５１は第２のグランドパターン５２の切欠５６の形状をスペーサ６０の切欠６６の形状と同様にした場合の特性であり、符号ｇ５２は特性が第２のグランドパターン５２の切欠５６を銅箔で埋めた場合の特性である。
【００４９】
また、図１９は、グランドパターンの下側の切欠の形状を変えた場合の計測に用いるアレーアンテナの基本条件の説明図である。図１９（Ａ）に示すように、スペーサ６０には、切欠６５及び６６が設けられる。また、図１９（Ｂ）に示すように、第１のグランドパターン５１に切欠５５が設けられ、第２のグランドパターン５２に切欠５６が設けられ、切欠５６が銅箔で埋められている。また、図１９（Ｂ）に示すように、第２のグランドパターン５２と銅箔を介して給電線３１とを接続する配線パターン５７が設けられる。
【００５０】
すなわち、この例では、図１９（Ｂ）に示すように、第２のグランドパターン５２の切欠５６を銅箔で埋めて、第２のグランドパターン５２の切欠５６の形状とスペーサ６０の切欠６６の形状とを異なる形状としている。図１８に示す特性から、第２のグランドパターン５２の切欠５６の形状とスペーサ６０の切欠６６の形状と同様にすることで、反射特性が改善できることが確認できる。
【００５１】
次に、第１のグランドパターン５１の切欠５５の形状とスペーサ６０の切欠６５の形状とが一致する場合と、一致しない場合とで、特性の比較を行う。図２０は、第１のグランドパターン５１の切欠５５の形状をスペーサ６０の切欠６５の形状と同様にした場合と、第１のグランドパターン５１の切欠５５を銅箔で埋めた場合とで、反射特性の比較を行ったものである。図２０において、横軸は周波数を示し、縦軸はＳパラメータの反射特性｜Ｓ１１｜を示している。符号ｇ６１は第１のグランドパターン５１の切欠５５の形状とスペーサ６０の切欠６５の形状とを一致させた場合の特性であり、符号ｇ６２は特性が第１のグランドパターン５１の切欠５５を銅箔で埋めた場合の特性である。
【００５２】
また、図２１は、グランドパターンの上側の切欠の形状を変えた場合の計測に用いるアレーアンテナの基本条件の説明図である。図２１（Ａ）に示すように、スペーサ６０には、切欠６５及び６６が設けられる。また、図２１（Ｂ）に示すように、第１のグランドパターン５１に切欠５５が設けられ、第２のグランドパターン５２に切欠５６が設けられ、切欠５５が銅箔で埋められている。また、図２１（Ｂ）に示すように、第２のグランドパターン５２と給電線３１とを接続する配線パターン５７が設けられる。
【００５３】
すなわち、この例では、図２１（Ｂ）に示すように、第１のグランドパターン５１の切欠５５を銅箔で埋めて、第１のグランドパターン５１の切欠５５の形状とスペーサ６０の切欠６５の形状とを異なる形状としている。図２０に示す特性から、第１のグランドパターン５１の切欠５５を銅箔で埋めた場合、反射特性が僅かに悪化することが確認でき、第１のグランドパターン５１の切欠５５の形状とスペーサ６０の切欠６５の形状とを一致させることで、反射特性が改善できることが確認できる。
【００５４】
次に、第２の誘電体基板１２をスペーサ６０の板状部６１で覆った場合と、覆わない場合とで、特性の比較を行う。図２２は、第２の誘電体基板１２をスペーサ６０の板状部６１で覆った場合と、第２の誘電体基板１２をスペーサ６０の板状部６１で覆わない場合とで、反射特性の比較を行ったものである。図２２において、横軸は周波数を示し、縦軸はＳパラメータの反射特性｜Ｓ１１｜を示している。符号ｇ７１は第２の誘電体基板１２をスペーサ６０の板状部６１で覆った場合の特性であり、符号ｇ７２は覆わない場合の特性である。図２２に示す特性から、第２の誘電体基板１２をスペーサ６０の板状部６１で覆うことで、反射特性が改善できることが確認できる。
【００５５】
以上のように、本実施形態によれば、工数やコストの削減を図れるとともに、広帯域で動作し、素子数が増大してもゲインの低下を防止できるマイクロストリップアンテナを実現できる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１…アレーアンテナ，１０…基板，２０…給電部，２１…放射素子，３０…並列給電回路，３１、３２ａ及び３２ｂ〜４７ａ及び４７ｂ…給電線，５１…第１のグランドパターン，５２…第２のグランドパターン，５５，５６…切欠，５７…配線パターン，６０…スペーサ，６１…板状部，６２…開口部，６３，６４…突出部，６５，６６…切欠，７０…導波管
【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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