(57)【要約】【課題】波源が一つの場合に中継素子群において生じ得る所定の中継素子における出力の低さを改善し得るアンテナ装置の提供。【解決手段】アンテナ装置は、第一複数個が第一面に配置され各々が第一電波を出力する波源からなる波源群と、第二複数個が前記第一面に平行な第二面に配置され各々が受信した前記第一電波に所定の処理を行い第二電波として出力する中継素子からなる中継素子群と、を備え、前記中継素子のいずれについても、前記波源の各々と結んだ直線と前記第一面とがなす角に、前記第二面の点と前記波源の各々とを結んだ直線と前記第一面とのなす角のうち最小のものであって前記点を選んで最大化されたもの、よりも大きいものがある。【選択図】      図５
2019054375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一複数個が第一面に配置され各々が第一電波を出力する波源からなる波源群と、
第二複数個が前記第一面に平行な第二面に配置され各々が受信した前記第一電波に所定の処理を行い第二電波として出力する中継素子からなる中継素子群と、を備え、
前記中継素子のいずれについても、前記波源の各々と結んだ直線と前記第一面とがなす角に、前記第二面の点と前記波源の各々とを結んだ直線と前記第一面とのなす角のうち最小のものであって前記点を選んで最大化されたもの、よりも大きいものがある、アンテナ装置。
【請求項２】
前記第二面が平面である、請求項１に記載されたアンテナ装置。
【請求項３】
前記配置が、配列によるものである、請求項１又は請求項２に記載されたアンテナ装置。
【請求項４】
前記波源の第一方向の配列である第一配列における隣り合う二つの前記波源の間の距離が、前記第二面における前記中継素子群の前記第一方向の設置範囲の距離を、前記第一配列における前記波源の配列数である第一配列数で除した値に略等しい、請求項３に記載されたアンテナ装置。
【請求項５】
前記第一複数個の前記波源のうちの任意の一つの前記波源と、第一数の前記中継素子との組合せと、前記第一複数個の前記波源のうちのその一つの前記波源、以外の前記波源、及び、前記第一数の前記中継素子、以外の前記中継素子、との間に導電材が設置され、前記第一数の前記中継素子に含まれるいずれの前記中継素子についても、その前記中継素子に入射した前記波源の各々からの電波と前記第二面とがなす角に、前記最大化されたものよりも大きいものがある、請求項１乃至請求項４のうちのいずれか一に記載されたアンテナ装置。
【請求項６】
前記導電材の形状が、底面を欠くピラミッド状である、請求項５に記載されたアンテナ装置。
【請求項７】
前記導電材の形状が、底面を欠く円錐状である、請求項５に記載されたアンテナ装置。
【請求項８】
前記波源の各々が、第一の偏波と第二の偏波とを出力する、請求項１乃至請求項７のうちのいずれか一に記載されたアンテナ装置。
【請求項９】
前記波源の各々が、前記第一の偏波を出力する第一の導波路の出力端と、前記第二の偏波を出力する第二の導波路の端部との組合せである、請求項８に記載されたアンテナ装置。
【請求項１０】
前記波源のうちの少なくとも一つが、前記第二面に平行に、前記中継素子群に対し相対的に移動する、請求項１乃至請求項９のうちのいずれか一に記載されたアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中給電式アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダ装置等においては、多くのアンテナ素子を平面上に配列し、これらのアンテナ素子で送受信するフェーズドアレイアンテナ装置が用いられる。フェーズドアレイアンテナ装置は、多くのアンテナ素子と、アンテナ素子それぞれに接続される移相器と、を平面上に配置する。フェーズドアレイアンテナ装置は、そして、アンテナ素子のそれぞれに、電源と、制御信号線と、送受信のための高周波信号を給電する給電線と、を配線する。そのため、フェーズドアレイアンテナ装置では、回路や配線の複雑化が問題となる。
【０００３】
そのような回路や配線の複雑化の解消を図るためには、信号を空間給電により供給することでアンテナ素子の給電線を省くことが有効である。そのようなフェーズドアレイアンテナ装置は、例えば、特許文献１及び非特許文献１及び２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８１６７４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＰＡＳＳＩＶＥ  ＰＬＡＮＡＲ  ＴＲＡＮＳＭＩＴ−ＡＲＲＡＹ  ＭＩＣＲＯＳＴＲＩＰ  ＬＥＮＳ  ＦＯＲ  ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＰＵＲＰＯＳＥ、Ｐ．Ｐａｄｉｌｌａ、Ａ．  Ｍｕｎｏｚ−Ａｃｅｖｅｄｏ、ａｎｄ  Ｍ．Ｓｉｅｒｒａ−Ｃａｓｔａｎｅｒ、［平成２９年８月３０日検索］、インターネット（ｈｔｔｐ：／／ｏａ．ｕｐｍ．ｅｓ／８４１７／２／ＩＮＶＥ＿ＭＥＭ＿２０１０＿８２５４２．ｐｄｆ）
【非特許文献２】Ｆｅｅｄｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｏｆ  Ｐｈａｓｅｄ  Ａｒｒａｙｓ、［平成２９年８月３０日検索］、インターネット（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒａｄａｒｔｕｔｏｒｉａｌ．ｅｕ／０６．ａｎｔｅｎｎａｓ／Ｆｅｅｄｉｎｇ％２０Ｓｙｓｔｅｍｓ．ｅｎ．ｈｔｍｌ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１乃至図３は、信号を空間給電により供給する一般的なフェーズドアレイアンテナ装置の例であるアンテナ装置５００を表す概念図である。図１はアンテナ装置５００を波源側から見た場合を想定した図である。図２は、アンテナ装置５００の、図１に表す矢印９０１ａの向きを見た場合を想定した図である。また、図３は、アンテナ装置５００の、図１に表す矢印９０１ｂの向きを見た場合を想定した図である。なお、図２では、図１に表す中継素子２２１乃至２４４は省略する。また、図３においては、図１に表す、中継素子２１２乃至２１４、２２２乃至２２４、２３２乃至２３４及び２４２乃至２４４は、省略する。
【０００７】
アンテナ装置５００は、中継アレイ２００と波源１００とを備える。
【０００８】
中継アレイ２００は、中継素子２１１乃至２４４を備える。中継素子２１１乃至２４４の各々（各中継素子）は、同一平面上に、等距離に配置され、図示しない部材により、互いに固定されている。
【０００９】
各中継素子は、波源１００から送付された第一の電波を電気信号に変換する。そして、各中継素子は、当該電気信号に対し、移相等の処理を行う。各中継素子は、処理後の電気信号を第二の電波に変換する。第二の電波は、中継アレイ２００から見て、波源１００とは反対の向き（図２及び図３の左向き）に放出される。
【００１０】
各中継素子は、例えば、非特許文献１に開示された透過器である。
【００１１】
波源１００は、各中継素子の配置面から所定の距離だけ離れた位置に、図１に表す見方において、中継アレイ２００の中心（重心）に設置されている。波源１００と中継アレイ２００の各中継素子との相対位置は、図示しない部材等により固定されている。
【００１２】
図２に表す中継素子２１４及び２１１並びに図３に表す中継素子２１１及び２４１への、波源１００からの図２及び図３における電波の入射角は、図２及び図３に表す見方において角θ１である。ここで、本明細書においては、入射角は、中継素子の設置面と電波の入射方向とのなす角度をいうこととする。また、図２に表す中継素子２１３及び２１２の各々並びに図３に表す中継素子２２１及び２３１の各々への、波源１００からの入射角は、図２及び図３に表す見方において、角度θ２である。角度θ２は角度θ１より大きい。
【００１３】
ここで、一般に、中継素子の備える受信用アンテナは、入射角が９０度のときに受信電力が最大になるように設計されている。そして、その受信電力は、入射角が小さくなるに従い減少することが経験により理解されている。さらに、その減少の程度は、入射角が小さくなるにつれ大きくなることも経験により理解されている。これらは、一般的に認識されていることと思われる。
【００１４】
そして、中継素子においては、受信用アンテナの受信電力により、中継素子が備える送信用アンテナが電波を放出する。従い、受信用アンテナの受信電力が減少すると、前記送信用アンテナからの電波の出力が低下する。当該出力低下は、中継アレイの端部等の中継素子において顕著である。
【００１５】
本発明は、波源が一つの場合に中継素子群において生じ得る所定の中継素子における出力の低さを改善し得るアンテナ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のアンテナ装置は、第一複数個が第一面に配置され各々が第一電波を出力する波源からなる波源群と、第二複数個が前記第一面に平行な第二面に配置され各々が受信した前記第一電波に所定の処理を行い第二電波として出力する中継素子からなる中継素子群と、を備え、前記中継素子のいずれについても、前記波源の各々と結んだ直線と前記第一面とがなす角に、前記第二面の点と前記波源の各々とを結んだ直線と前記第一面とのなす角のうち最小のものであって前記点を選んで最大化されたもの、よりも大きいものがある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のアンテナ装置等は、波源が一つの場合に中継素子群において生じ得る所定の中継素子における出力の低さを改善し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一般的なフェーズドアレイアンテナ装置を表す概念図（その１）である。
【図２】一般的なフェーズドアレイアンテナ装置を表す概念図（その２）である。
【図３】一般的なフェーズドアレイアンテナ装置を表す概念図（その３）である。
【図４】第一実施形態のアンテナ装置の第一の構成例を表す概念図（その１）である。
【図５】第一実施形態のアンテナ装置の第一の構成例を表す概念図（その２）である。
【図６】第一実施形態のアンテナ装置の第一の構成例を表す概念図（その３）である。
【図７】各波源の処理部への第一の接続構造例を表す図である。
【図８】各波源の処理部への第二の接続構造例を表す図である。
【図９】各波源の処理部への第三の接続構造例を表す図である。
【図１０】中継素子の構成例を表す概念図である。
【図１１】第一実施形態のアンテナ装置の第二の構成例を表す概念図である。
【図１２】第一実施形態のアンテナ装置の第三の構成例を表す概念図である。
【図１３】第一実施形態のアンテナ装置の第四の構成例を表す概念図である。
【図１４】第一実施形態のアンテナ装置の第五の構成例を表す概念図である。
【図１５】第一実施形態のアンテナ装置の第六の構成例を表す概念図である。
【図１６】第一実施形態のアンテナ装置の第七の構成例を表す概念図である。
【図１７】第一実施形態のアンテナ装置の第八の構成例を表す概念図である。
【図１８】第二実施形態のアンテナ装置の第一の構成例を表す概念図（その１）である。
【図１９】第二実施形態のアンテナ装置の第一の構成例を表す概念図（その２）である。
【図２０】第二実施形態のアンテナ装置の第一の構成例を表す概念図（その３）である。
【図２１】第二実施形態のアンテナ装置の第二の構成例を表す概念図である。
【図２２】第二実施形態のアンテナ装置の第三の構成例を表す概念図（その１）である。
【図２３】第二実施形態のアンテナ装置の第三の構成例を表す概念図（その２）である。
【図２４】第二実施形態のアンテナ装置の第三の構成例を表す概念図（その３）である。
【図２５】第三実施形態のアンテナ装置の構成例を表す概念図である。
【図２６】第四実施形態のアンテナ装置の構成例を表す概念図である。
【図２７】実施形態のアンテナ装置の最小限の構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜第一実施形態＞
第一実施形態は、複数の波源を備える空中給電型アンテナ装置についての実施形態である。
［構成と動作］
図４乃至図６は、第一実施形態のアンテナ装置の第一の例であるアンテナ装置５００ａの構成を表す概念図である。
【００２０】
図４は、アンテナ装置５００ａを波源側から見た場合を想定した図である。図５は、アンテナ装置５００ａの図４に表す矢印９０１ａの向きを見た場合を想定した図である。図６は、アンテナ装置５００ａの図４に表す矢印９０１ｂの向きを見た場合を想定した図である。なお、図５では、図４に表す中継素子２２１乃至２４４並びに波源１２１及び１２２は図示を省略してある。また、図６においては、図４に表す、中継素子２１２乃至２１４及び２２２乃至２２４及び２３２乃至２３４及び２４２乃至２４４並びに波源１１２及び１２２は、図示を省略してある。
【００２１】
アンテナ装置５００ａは、中継アレイ２００ａと、４つの波源である波源１１１乃至１２２とを備える。
【００２２】
中継アレイ２００ａは、１６個の中継素子である中継素子２１１乃至２４４を備える。
【００２３】
中継素子２１１乃至２４４の各々（各中継素子）は、図４に表すように、第一方向９１１ａに４つ配列した列が、第一方向９１１ａと垂直な第二方向９１１ｂに４列配列している。各中継素子は、図４に表すように等距離に配置され、図示しない部材により固定されている。各中継素子の向きは互いに等しい。隣り合う二つの中継素子間の距離は、第一方向９１１ａ、第二方向９１１ｂ、共に、距離Ｌ／３である。ここで、距離Ｌは、中継素子の第一方向９１１ａの設置範囲である、第一方向９１１ａの最左端の中継素子と最右端の中継素子との距離である。ここで、本明細書では、中継素子の設置範囲は、中継素子の備える受信用アンテナの中心部の設置範囲をいうものとする。距離Ｌは、中継素子の第二方向９１１ｂの設置範囲である、第二方向９１１ｂの最上端の中継素子と最下端の中継素子との距離でもある。
【００２４】
４つの波源１１１乃至１２２は、中継アレイ２００ａにおける各中継素子の配列面と平行に、互いに等しい素子の向きで配列し、図示しない部材により互いに固定されている。
【００２５】
各波源が配置された平面と各中継素子が配置された面との距離は、図１乃至図３に表す波源１００と各中継素子が配置された面と等しいものとする。
【００２６】
隣り合う二つの波源の間の距離（波源の電波を放射する部分の中心部間の距離）は、図４に表す第一方向９１１ａ及び第二方向９１１ｂ共に距離Ｌ／２である。また、波源１１１及び１１２の各々と中継素子２１１乃至２１４の列との距離は、図４に表す見方において、Ｌ／４である。また、波源１１１及び１２１の各々と中継素子２１１乃至２４１の列との距離は、図４に表す見方において、Ｌ／４である。また、波源１２１及び１２２の各々と中継素子２４１乃至２４４の列との距離は、図４に表す見方においてＬ／４である。また、波源１２２及び１１２の各々と中継素子２１４乃至２４４の列との距離は、図４に表す見方においてＬ／４である。
【００２７】
各波源は、図５及び図６に表す見方において、左向きに拡散する電波を放出する。
【００２８】
波源１１１から中継素子２１１に入射する電波８０２ａの、図５に表す見方における入射角、及び、波源１１２から中継素子２１４に入射する電波８０３ａの図５に表す見方における入射角は共に角度θ５である。波源１１１から中継素子２１１に入射する電波８０２ａの、図６に表す見方における入射角、及び、波源１２１から中継素子２４１に入射する電波８０４ａの、図６に表す見方における入射角も、角度θ５である。
【００２９】
波源１１１から中継素子２１２に入射する電波８０２ｂの、図５に表す見方における入射角、及び、波源１１２から中継素子２１３に入射する電波８０３ｂの、図５に表す見方における入射角は、共に角度θ６である。波源１１１から中継素子２２１に入射する電波８０２ｅの、図６に表す見方における入射角、及び、波源１２１から中継素子２３１に入射する電波８０４ｂの、図６に表す見方における入射角も、角度θ６である。
【００３０】
波源１１１から中継素子２１３に入射する電波８０２ｃの、図５に表す見方における入射角、及び、波源１１２から中継素子２１２に入射する電波８０３ｃの、図５に表す見方における入射角は、共に角度θ７である。波源１１１から中継素子２３１に入射する電波８０２ｆの、図６に表す見方における入射角、及び、波源１２１から中継素子２２１に入射する電波８０４ｃの、図６に表す見方における入射角も、角度θ７である。
【００３１】
波源１１１から中継素子２１４に入射する電波８０２ｄの図５に表す見方における入射角、及び、波源１１２から中継素子２１１に入射する電波８０３ｄの、図５に表す見方における入射角は、共に角度θ８である。波源１１１から中継素子２４１に入射する電波８０２ｇの、図６に表す見方における入射角、及び、波源１２１から中継素子２１１に入射する電波８０４ｄの、図６に表す見方における入射角も、角度θ８である。
【００３２】
角度θ５、θ６、θ７及びθ８は、図５及び図６に表す見方において、θ６、θ５、θ７、θ８の順に大きな角度である。
【００３３】
このように、各中継素子には、複数の波源からの電波が入射する。そして、各中継素子に入射する電波の入射角のうち、その中継素子において大きい方の入射角は、角度θ５と角度θ６のいずれかである。角度θ５は角度θ６より小さいので、各中継素子に入射する二つの電波の入射角のうち大きい方の入射角、の最小値は、角度θ５である。
【００３４】
一方、一般的なアンテナ装置である、図１乃至図３に表すアンテナ装置５００における、各中継素子への入射角の最小値は、角度θ１である。
【００３５】
角度θ５は、角度θ１よりも大きい。
【００３６】
そのため、アンテナ装置５００ａは、入射角が比較的小さい中継素子も、図１乃至図３に表すアンテナ装置５００と比較して、大きな、波源からの入力電力を得る。そのため、アンテナ装置５００ａは、入射角が比較的小さい中継素子も、図１乃至図３に表すアンテナ装置５００と比較して、大きな、出力電波を放出し得る。  ここで、図４乃至図６に表す各波源は、外部から入力される信号を処理部により処理した送信用電力から変換された電波を図４乃至図６に表す中継アレイ２００ａに向けて無線空間に放出する。各波源の前記処理部への接続構造には、以下の図７乃至図９に表す各場合が想定され得る。
【００３７】
図７は、図４乃至図６に表す各波源の処理部への第一の接続構造例である接続構造１７１ａを表す図である。
【００３８】
接続構造１７１ａは、波源１００と処理部１５６ａとを備える。
【００３９】
処理部１５６ａは、外部から入力された信号を送信用電力信号に変換する。処理部１５６ａは、当該送信用電力を、波源１００ａに供給する。
【００４０】
波源１００ａは、図４乃至図６に表す波源１１１乃至１２２の各々の例である。波源１００ａは、例えば、電波送信用のアンテナである。接続構造１７１ａにおいては、波源１００ａは処理部１５６ａに接続されている。波源１００ａは、処理部１５６ａが送付する電力を電波に変換し、当該電波を無線空間に放出する。
【００４１】
図８は、図４乃至図６に表す各波源の処理部への第二の接続構造例である接続構造１７１ｂを表す図である。
【００４２】
接続構造１７１ｂは、波源１１１ａ乃至１２２ａと、給電経路１６１と、処理部１５６ｂとを備える。
【００４３】
処理部１５６ｂは、外部から入力された信号を送信用電力信号に変換する。処理部１５６ｂは、当該送信用電力を、給電経路１６１を通じて波源１００ａに供給する。
【００４４】
波源１１１ａ乃至１２２ａは、図４乃至図６に表す波源１１１乃至１２２の例である。波源１１１ａ乃至１２２ａの各々は、送信用アンテナである。波源１１１ａ乃至１２２ａの各々は、処理部１５６ｂからの共通の給電経路である給電経路１６１を通じて処理部１５６ｂから供給される電力を電波に変換し、当該電波を無線空間に放出する。
【００４５】
図９は、図４乃至図６に表す各波源の処理部への第三の接続構造例である接続構造１７１ｃを表す図である。
【００４６】
接続構造１７１ｃは、処理部１５６ｃと、変換部１８１ａと、導波路１７６とを備える。
【００４７】
処理部１５６ｃは、外部から入力された信号を送信用電力信号に変換する。処理部１５６ｃは、当該送信用電力を、変換部１８１ａに供給する。
【００４８】
変換部１８１ａは、処理部１５６ｃから供給される電力を電波に変換し、当該電波を導波路１７６の右端部に入力する。
【００４９】
導波路１７６は、右端部から入力された電波を左端部である波源１１１ｂ乃至１２２ｂの各々から無線空間に放出する。波源１１１ｂ乃至１２２ｂの各々は、導波路１７６の端部（左端部）である。波源１１１ｂ乃至１２２ｂは、図４乃至図６に表す波源１１１乃至１２２の例である。
【００５０】
導波路１７６は、例えば、導波管やＳＩＷである。ここで、ＳＩＷは、Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅの略である。
【００５１】
図９に表すように伝送経路に導波路を用いた場合には、伝送損失を低減することが可能になる。
【００５２】
図１０は、図４乃至図６に表す各中継素子の例である中継素子２５０の構成を表す概念図である。
【００５３】
中継素子２５０は、アンテナ２５１ａ及び２５１ｂと処理部２７２とを備える。
【００５４】
アンテナ２５１ｂは、受信用アンテナである。アンテナ２５１ｂは、図４乃至図６に表す各波源から送付された電波である第一電波を第一電力信号に変換する。当該第一電力信号は処理部２７２に送付される。処理部２７２は、前記第一電力信号に対し所定の処理を行い、処理後の電力信号である第二電力信号を生成する。前記所定の処理は、例えば、移相処理である。処理部２７２は、前記第二電力信号を、アンテナ２５１ａに入力する。
【００５５】
アンテナ２５１ａは送信用アンテナである。アンテナ２５１ａは、処理部２７２から入力された前記第二電力信号を第二電波に変換する。前記第二電波は、無線空間に放出される。
【００５６】
なお、上記のような中継素子２５０の例は、例えば、非特許文献１に開示がある。
【００５７】
以上は、第一方向に４つの中継素子が配列した列を前記第一方向に垂直な第二方向に４列配置した中継アレイを有するアンテナ装置についての説明である。しかしながら、中継素子の配列数、及び、波源の数は、任意の複数である。
【００５８】
以下に、本実施形態のアンテナ装置の他の例をいくつか紹介する。
【００５９】
図１１は、本実施形態のアンテナ装置の第二の例であるアンテナ装置５００ｅの構成を表す概念図である。図１１は、アンテナ装置５００ｅを波源側から見た場合を想定した図である。
【００６０】
アンテナ装置５００ｅは、中継アレイ２００ａと、６個の波源である波源１１１乃至１３２を備える。
【００６１】
中継アレイ２００ａの説明は、図４に表す中継アレイ２００ａの説明と同じである。
【００６２】
波源１１１乃至１３２は、中継アレイ２００ａにおける中継素子の配置面である第一配置面に平行であり、図１１に向かって所定の距離手前にある、波源の配置面である第二配置面に、各波源の向きが等しくなるように配置されている。
【００６３】
波源１１１及び１１２の各々は、波源同士の距離が距離Ｌ／２になるように、第一方向９１１ａに配置されている。
【００６４】
波源１２１及び１２２の各々は、波源同士の距離が距離Ｌ／２になるように、第一方向９１１ａに配置されている。
【００６５】
波源１３１及び１３２の各々は、波源同士の距離が距離Ｌ／２になるように、第一方向９１１ａに配置されている。
【００６６】
波源１１１、１２１及び１３１の各々は、隣り合う波源同士の距離が距離Ｌ／３になるように、第二方向９１１ｂに配置されている。
【００６７】
波源１１２、１２２及び１３２の各々は、隣り合う波源同士の距離が距離Ｌ／３になるように、第二方向９１１ｂに配置されている。
【００６８】
ここで、各波源の配置された面と各中継素子の配置された面との距離は、波源が一つの場合と等しいものとする。そして、アンテナ装置５００ｅの各中継素子において、いずれかの波源からの電波の入射角が最も小さいその入射角を特定したとする。その場合において、特定した入射角は、いずれの中継素子においても、波源が一つの場合の各中継素子におけるある波源からの電波の入射角の最小値よりも大きい。そのため、第一実施形態のアンテナ装置の各中継素子は、同一中継素子における各波源からの入射角の最大値、が最も小さい中継素子においても、波源が一つの場合と比較して、より大きな、波源からの電波による受信電力を得ることができる。
【００６９】
図１２は、本実施形態のアンテナ装置の第三の例であるアンテナ装置５００ｆの構成を表す概念図である。図１２は、アンテナ装置５００ｆを波源側から見た場合を想定した図である。
【００７０】
アンテナ装置５００ｆは、中継アレイ２００ａと、５個の波源である波源１１１乃至１３１を備える。
【００７１】
中継アレイ２００ａの説明は、図４に表す中継アレイ２００ａの説明と同じである。
【００７２】
波源１１１乃至１３１は、中継アレイ２００ａにおける中継素子の配置面である図示しない第一配置面に平行であり、図１２に向かって所定の距離手前にある、波源の配置面である第二配置面に、各波源の向きが等しくなるように配置されている。
【００７３】
波源１１１、１２１及び１３１の各々は、隣り合う波源同士の距離が距離Ｌ／３になるように、第二方向９１１ｂに配置されている。
【００７４】
また、波源１１２及び１２２は、波源同士の距離が距離Ｌ／２になるように、第二方向９１１ｂに配置されている。
【００７５】
波源１１１、１２１及び１３１の列と波源１１２及び１２２の列との第一方向９１１ａの距離は、距離Ｌ／２である。
【００７６】
ここで、各波源の配置された面と各中継素子の配置された面との距離は、波源が一つの場合と等しいものとする。そして、アンテナ装置５００ｆの各中継素子において、ある波源からの電波の入射角が最も小さいその入射角を特定したとする。その場合において、特定した入射角は、いずれの中継素子においても、波源が一つの場合の各中継素子におけるある波源からの電波の入射角の最小値よりも大きい。そのため、第一実施形態のアンテナ装置の各中継素子は、同一中継素子における各波源からの入射角の最大値、が最も小さい中継素子でも、波源が一つの場合と比較して、より大きな、波源からの電波による受信電力を得ることができる。
【００７７】
図１３は、本実施形態のアンテナ装置の第四の例であるアンテナ装置５００ｇの構成を表す概念図である。図１３は、アンテナ装置５００ｇを波源側から見た場合を想定した図である。
【００７８】
アンテナ装置５００ｇは、中継アレイ２００ａと、９個の波源である波源１１１乃至１３３を備える。
【００７９】
中継アレイ２００ａの説明は、図４に表す中継アレイ２００ａの説明と同じである。
【００８０】
波源１１１乃至１３３は、中継アレイ２００ａにおける中継素子の配置面である図示しない第一配置面に平行であり、図１３に向かって所定の距離手前にある、波源の配置面である第二配置面に、各波源の向きが等しくなるように配置されている。
【００８１】
波源１１１、１２１及び１３１の各々は、隣り合う波源同士の距離が距離Ｌ／３になるように、第二方向９１１ｂに配置されている。
【００８２】
また、波源１１２、１２２及び１３２は、隣り合う波源同士の距離が距離Ｌ／２になるように、第二方向９１１ｂに配置されている。
【００８３】
また、波源１１３、１２３及び１３３は、隣り合う波源同士の距離が距離Ｌ／２になるように、第二方向９１１ｂに配置されている。
【００８４】
隣り合う、第二方向の波源の列同士の第一方向９１１ａの距離は、距離Ｌ／３である。
【００８５】
ここで、各波源の配置された面と各中継素子の配置された面との距離は、波源が一つの場合と等しいものとする。そして、アンテナ装置５００ｇの各中継素子において、ある波源からの電波の入射角が最も小さいその入射角を特定したとする。その場合において、特定した入射角は、いずれの中継素子においても、波源が一つの場合の各中継素子におけるある波源からの電波の入射角の最小値よりも大きい。そのため、第一実施形態のアンテナ装置の各中継素子は、同一中継素子における各波源からの入射角の最大値、が最も小さい中継素子においても、波源が一つの場合と比較して、より大きな、波源からの電波による受信電力を得ることができる。
【００８６】
図１４は、本実施形態のアンテナ装置の第五の例であるアンテナ装置５００ｈの構成を表す概念図である。図１４は、アンテナ装置５００ｈを波源側から見た場合を想定した図である。
【００８７】
アンテナ装置５００ｈは、中継アレイ２００ｂと、６個の波源である波源１１１乃至１３２を備える。
【００８８】
中継アレイ２００ｂにおいて、中継素子２１１、２２１、２３１及び２４１は、隣り合う中継素子同士の距離が距離Ｌ／３になるように、第二方向９１１ｂに、各中継素子の向きが等しくなるように、中継素子の配置面である第一配置面に配置されている。
【００８９】
また、中継素子２１２、２２２、２３２及び２４２は、隣り合う中継素子同士の距離が距離Ｌ／３になるように、第二方向９１１ｂに、各中継素子の向きが等しくなるように、中継素子の配置面である第一配置面に配置されている。
【００９０】
また、中継素子２１３、２２３、２３３及び２４３は、隣り合う中継素子同士の距離が距離Ｌ／３になるように、第二方向９１１ｂに、各中継素子の向きが等しくなるように、中継素子の配置面である第一配置面に配置されている。
【００９１】
また、中継素子２１１、２２１、２３１及び２４１の配列と、中継素子２１２、２２２、２３２及び２４２の配列と、中継素子２１３、２２３、２３３及び２４３の配列とは、隣り合う配列同士の第一方向９１１ａの距離が距離Ｌ／３である。
【００９２】
波源１１１乃至１３２は、中継アレイ２００ａにおける中継素子の配置面（第一配置面）に平行であり、図１４に向かって所定の距離手前にある、波源の配置面である第二配置面に、波源の向きが等しくなるように配置されている。
【００９３】
波源１１１、１２１及び１３１の各々は、隣り合う波源同士の距離が距離Ｌ／３になるように、第二方向９１１ｂに配置されている。
【００９４】
また、波源１１２、１２２及び１３２は、隣り合う波源同士の距離が距離Ｌ／３になるように、第二方向９１１ｂに配置されている。
【００９５】
波源１１１、１２１及び１３１の列と波源１１２、１２２及び１３２の列との第一方向９１１ａの距離は、距離Ｍ／２である。ここで、Ｍは、第一方向の最左端の中継素子の配列である中継素子２１１、２２１、２３１及び２４１の配列と、第一方向の最右端の中継素子の配列である中継素子２１３、２２３、２３３及び２４３の配列との第一方向９１１ａの距離である。
【００９６】
ここで、各波源の配置された面と各中継素子の配置された面との距離は、波源が一つの場合と等しいものとする。そして、アンテナ装置５００ｈの各中継素子において、ある波源からの電波の入射角が最も小さいその入射角を特定したとする。その場合において、特定した入射角は、いずれの中継素子においても、波源が一つの場合の各中継素子におけるある波源からの電波の入射角の最小値よりも大きい。そのため、第一実施形態のアンテナ装置の各中継素子は、同一中継素子における各波源からの入射角の最大値、が最も小さい中継素子においても、波源が一つの場合と比較して、より大きな、波源からの電波による受信電力を得ることができる。
【００９７】
図１５は、本実施形態のアンテナ装置の第六の例であるアンテナ装置５００ｉの構成を表す概念図である。図１５は、アンテナ装置５００ｈを波源側から見た場合を想定した図である。
【００９８】
アンテナ装置５００ｉは、中継アレイ２００ｃと、２個の波源である波源１１１及び１２１を備える。
【００９９】
中継アレイ２００ｃにおいて、中継素子２１１、２２１、２３１及び２４１は、隣り合う中継素子同士の距離が距離Ｌ／３になるように、第二方向９１１ｂに、各中継素子の向きが等しくなるように、中継素子の配置面である第一配置面に配置されている。
【０１００】
波源１１１及び１２１は、中継アレイ２００ａにおける中継素子の配置面（第一配置面）に平行であり、図１５に向かって所定の距離手前にある、波源の配置面である第二配置面に、波源の向きが等しくなるように配置されている。
【０１０１】
波源１１１及び１２１の各々は、波源同士の距離が距離Ｌ／２になるように、第二方向９１１ｂに配置されている。
【０１０２】
ここで、各波源の配置された面と各中継素子の配置された面との距離は、波源が一つの場合と等しいものとする。そして、アンテナ装置５００ｉの各中継素子において、ある波源からの電波の入射角が最も小さいその入射角を特定したとする。その場合において、特定した入射角は、いずれの中継素子においても、波源が一つの場合の各中継素子におけるある波源からの電波の入射角の最小値よりも大きい。そのため、第一実施形態のアンテナ装置の各中継素子は、同一中継素子における各波源からの入射角の最大値、が最も小さい中継素子においても、波源が一つの場合と比較して、より大きな、波源からの電波による受信電力を得ることができる。
【０１０３】
図１６は、本実施形態のアンテナ装置の第七の例であるアンテナ装置５００ｊの構成を表す概念図である。図１６は、アンテナ装置５００ｊを波源側から見た場合を想定した図である。
【０１０４】
アンテナ装置５００ｊは、中継アレイ２００ｄと、２個の波源である波源１１１及び１２１を備える。
【０１０５】
中継アレイ２００ｄにおいて、中継素子２１１、２２１、２３１、２４１、２５１及び２６１は、隣り合う中継素子同士の距離が距離Ｌ／５になるように、第二方向９１１ｂに、中継素子の配置面である第一配置面に配置されている。当該配置の際の各中継素子の向きは等しい。
【０１０６】
中継素子２１２、２２２、２３２、２４２、２５２及び２６２、中継素子２１３、２２３、２３３、２４３、２５３及び２６３、並びに、中継素子２１４、２２４、２３４、２４４、２５４及び２６４についても同様である。中継素子２１５、２２５、２３５、２４５、２５５及び２６５、並びに、中継素子２１６、２２６、２３６、２４６、２５６及び２６６についても同様である。第一方向９１１ａに隣り合う中継素子の第二方向の配列の距離は、距離Ｌ／５である。
【０１０７】
波源１１１及び１２１は、中継アレイ２００ｄにおける中継素子の配置面（第一配置面）に平行であり、図１６に向かって所定の距離手前にある、波源の配置面である第二配置面に、波源の向きが等しくなるように配置されている。
【０１０８】
波源１１１及び１２１の各々は、波源同士の距離が距離Ｌ／２になるように、第二方向９１１ｂに配置されている。
【０１０９】
ここで、各波源の配置された面と各中継素子の配置された面との距離は、波源が一つの場合と等しいものとする。そして、アンテナ装置５００ｊの各中継素子において、ある波源からの電波の入射角が最も小さいその入射角を特定したとする。その場合において、特定した入射角は、いずれの中継素子においても、波源が一つの場合の各中継素子におけるある波源からの電波の入射角の最小値よりも大きい。そのため、第一実施形態のアンテナ装置の各中継素子は、同一中継素子における各波源からの入射角の最大値、が最も小さい中継素子においても、波源が一つの場合と比較して、より大きな、波源からの電波による受信電力を得ることができる。
【０１１０】
図１７は、本実施形態のアンテナ装置の第八の例であるアンテナ装置５００ｋの構成を表す概念図である。図１７は、アンテナ装置５００ｋを波源側から見た場合を想定した図である。
【０１１１】
アンテナ装置５００ｋは、中継アレイ２００ａと、２個の波源である波源１１１及び１２１を備える。
【０１１２】
中継アレイ２００ａの説明は、図４に表す中継アレイ２００ａの説明と同じである。
【０１１３】
波源１１１及び１２１は、中継アレイ２００ａにおける中継素子の配置面である図示しない第一配置面に平行であり、図１７に向かって所定の距離手前にある、波源の配置面である第二配置面に、各波源の向きが等しくなるように配置されている。
【０１１４】
波源１１１及び１１２の各々は、波源同士の距離が距離Ｌ／２になるように、第一方向９１１ａに配置されている。ただし、波源１１１及び１１２は、図１７において想定されているアンテナ装置５００ｋの見方において上端に偏って配置されている。ただし、波源１１１及び１１２は、図１７において想定されているアンテナ装置５００ｋの見方において、中継素子が配置されている範囲の内側に位置している。
【０１１５】
ここで、各波源の配置された面と各中継素子の配置された面との距離は、波源が一つの場合と等しいものとする。そして、アンテナ装置５００ｋの各中継素子において、ある波源からの電波の入射角が最も小さいその入射角を特定したとする。その場合において、特定した入射角は、いずれの中継素子においても、波源が一つの場合の各中継素子におけるある波源からの電波の入射角の最小値よりも大きい。そのため、第一実施形態のアンテナ装置の各中継素子は、同一中継素子における各波源からの入射角の最大値、が最も小さい中継素子においても、波源が一つの場合と比較して、より大きな、波源からの電波による受信電力を得ることができる。
［効果］
第一実施形態のアンテナ装置において、ある波源からの電波の入射角が最も小さいその入射角を特定したとする。その場合において、特定した入射角は、いずれの中継素子においても、波源が一つの場合の各中継素子におけるある波源からの電波の入射角の最大値よりも小さい。そのため、第一実施形態のアンテナ装置の各中継素子は、ある波源からの電波の入射角が最も小さいその入射角を特定したとする。その場合において、特定した入射角は、いずれの中継素子においても、波源が一つの場合の各中継素子におけるある波源からの電波の入射角の最小値よりも大きい。ただし、各波源の配置された面と各中継素子の配置された面との距離は、波源が一つの場合と等しいものとする。そのため、第一実施形態のアンテナ装置の各中継素子は、同一中継素子における各波源からの入射角の最大値、が最も小さい中継素子においても、波源が一つの場合と比較して、より大きな、波源からの電波による受信電力を得ることができる。従い、第一実施形態のアンテナ装置は、波源との距離が一定の平面上に形成された所定の中継素子における出力の低さを改善し得る。
【０１１６】
そのため、第一実施形態のアンテナ装置は、波源が一つの場合のアンテナ装置の各中継素子と比較して、波源と中継アレイとの距離を短くすることによる小型化が可能である。
＜第二実施形態＞
第二実施形態は、異なる複数の波源から入射する電波の影響を除去し得るアンテナ装置に関する実施形態である。
［構成と動作］
図１８乃至図２０は本実施形態のアンテナ装置の第一の例であるアンテナ装置５００ｂの構成を表す概念図である。図１８は、アンテナ装置５００ｂを波源側から見た場合を想定した図である。また、図１９はアンテナ装置５００ｂの図２１に表す矢印９０１ａの向きを見た場合を想定した図である。また、図２０はアンテナ装置５００ｂの図２１に表す矢印９０１ｂの向きを見た場合を想定した図である。なお、図１９においては、中継素子２１１乃至２１４以外の中継素子、波源１２１及び１２２、並びに導体板３０１ｃは図示を省略してある。また、図２０においては、中継素子２１１、２２１、２３１及び２４１以外の中継素子、波源１１２及び１２２、並びに導体板３０１ｄは図示を省略してある。
【０１１７】
アンテナ装置５００ｂは、中継アレイ２００ａと、波源１１１乃至１２２と、導体板３０１ａ乃至３０１ｄとを備える。
【０１１８】
中継アレイ２００ａの説明は、図４に表す中継アレイ２００ａの説明と同じである。また、波源１１１乃至１２２の説明は、図４に表す波源１１１乃至１２２の説明と同じである。ただし、以下の説明と先の説明とが矛盾する場合は、以下の説明を優先する。
【０１１９】
波源１１１と中継素子２１１、２１２、２２１及び２２２との組合せと、波源１１２と中継素子２１３、２１４、２２３及び２２４との組合せの間には、位置９０６ａから位置９０６ｂまで続く平板状の導体板である導体板３０１ａが設けられている。
【０１２０】
波源１１１と中継素子２１１、２１２、２２１及び２２２との組合せと、波源１２１と中継素子２３１、２３２、２４１及び２４２との組合せの間には、位置９０６ａから位置９０６ｃまで続く平板状の導体板である導体板３０１ｂが設けられている。
【０１２１】
波源１２１と中継素子２３１、２３２、２４１及び２４２との組合せと、波源１２２と中継素子２３３、２３４、２４３及び２４４との組合せの間には、位置９０６ａから位置９０６ｄまで続く平板状の導体板である導体板３０１ｃが設けられている。
【０１２２】
波源１１２と中継素子２１３、２１４、２２３及び２２４との組合せと、波源１２２と中継素子２３３、２３４、２４３及び２４４との組合せの間には、導体板３０１ｄが設けられている。導体板３０１ｄは、位置９０６ａから位置９０６ｅまで続く平板状の導体板である。
【０１２３】
導体板３０１ａ乃至３０１ｄの各々は、例えば、金属板である。
【０１２４】
導体板３０１ａ及び３０１ｂにより、波源１１１から放出された電波は、中継素子２１１、２１２、２２１及び２２２のみに到達する。例えば、図１９に表すように、波源１１１から放出された電波８０３ｃ及び８０２ｄは導体板３０１ａにより遮断され、中継素子２１３及び２１４には到達しない。また、図２０に表すように、波源１１１から放出された電波８０２ｆ及び８０２ｇは導体板３０１ｃにより遮断され、中継素子２３１及び２４１には到達しない。
【０１２５】
同様にして、波源１２１から放出された電波は、導体板３０１ｂ及び３０１ｃにより、中継素子２３１、２３２、２４１及び２４２のみに到達する。また、波源１２２から放出された電波は、導体板３０１ｂ及び３０１ｃにより、中継素子２３１、２３２、２４１及び２４２のみに到達する。また、波源１１２から放出された電波は、導体板３０１ａ及び３０１ｄにより、中継素子２１３、２２３、２１４及び２２４のみに到達する。
【０１２６】
以上により、アンテナ装置５００ｂにおいては、各中継素子に入力される電波は、一つの波源から放出されたものに限られる。一つの中継素子に距離の異なる複数の波源から電波が到達すると、位相の異なる複数電波の干渉等により、信号の振幅や位相のムラができる場合がある。その結果、アンテナゲインの低下やサイドローブの増加が生じ得る。アンテナ装置５００ｂは、そのような、悪影響を抑え得る。
【０１２７】
図２１は、第二実施形態のアンテナ装置の第二の例であるアンテナ装置５００ｃの構成を表す図である。図２１は、アンテナ装置５００ｃを波源側から見た場合を想定した図である。
【０１２８】
アンテナ装置５００ｃは、図１８に表すアンテナ装置５００ｂが備える構成に加えて、導体板３０１ｅ乃至３０１ｌを備える。
【０１２９】
導体板３０１ｅ乃至３０１ｌの各々は、例えば、金属板である。
【０１３０】
波源１１１と中継素子２１１、２１２、２２１及び２２２との組合せは、周囲を導体板３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｅ及び３０１ｆにより囲まれている。これにより、波源１１１から放出される電波は中継素子２１１、２１２、２２１及び２２２以外の中継素子には到着しない。
【０１３１】
また、波源１２１と中継素子２３１、２３２、２４１及び２４２との組合せは、周囲を導体板３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｇ及び３０１ｈにより囲まれている。これにより、波源１１２から放出される電波は中継素子２３１、２３２、２４１及び２４２以外の中継素子には到着しない。
【０１３２】
また、波源１２２と中継素子２３３、２３４、２４３及び２４４との組合せは、周囲を導体板３０１ｃ、３０１ｄ、３０１ｉ及び３０１ｊにより囲まれている。これにより、波源１２２から放出される電波は中継素子２３３、２３４、２４３及び２４４以外の中継素子には到着しない。
【０１３３】
また、波源１１２と中継素子２１３、２２３、２１４及び２２４との組合せは、周囲を導体板３０１ａ、３０１ｄ、３０１ｋ及び３０１ｌにより囲まれている。これにより、波源１１２から放出される電波は中継素子２１３、２２３、２１４及び２２４以外の中継素子には到着しない。
【０１３４】
以上により、アンテナ装置５００ｃにおいて、各中継素子に入力される電波は、一つの波源から放出されたものに限られる。一つの中継素子に距離の異なる複数の波源から電波が到達すると、位相の異なる複数電波の干渉等により、信号の振幅や位相のムラができる場合がある。その結果、アンテナゲインの低下やサイドローブの増加が生じ得る。アンテナ装置５００ｃは、そのような、悪影響を抑え得る。
【０１３５】
図２２乃至図２４は本実施形態のアンテナ装置の第三の例であるアンテナ装置５００ｄの構成を表す概念図である。図２２は、アンテナ装置５００ｄを波源のさらに手前側から見た場合を想定した図である。また、図２３はアンテナ装置５００ｄの図２２に表す矢印９０１ａの向きを見た場合を想定した図である。また、図２４はアンテナ装置５００ｄの図２２に表す矢印９０１ｂの向きを見た場合を想定した図である。なお、図２３においては、中継素子２１１乃至２１４以外の中継素子、波源１２１及び１２２、並びに導体板３０１ｃは図示を省略してある。また、図２４においては、中継素子２１１、２２１、２３１及び２４１以外の中継素子、波源１２１及び１２２、並びに遮蔽材３０６ｂ及び３０６ｃは図示を省略してある。
【０１３６】
アンテナ装置５００ｄは、中継アレイ２００ａと、波源１１１乃至１２２と、遮蔽材３０６ａ乃至３０６ｄとを備える。
【０１３７】
中継アレイ２００ａの説明は、図４に表す中継アレイ２００ａの説明と同じである。また、波源１１１乃至１２２の説明は、図４に表す波源１１１乃至１２２の説明と同じである。ただし、以下の説明と先の説明とが矛盾する場合は、以下の説明を優先する。
【０１３８】
遮蔽材３０６ａ乃至３０６ｄの各々は、導体で形成された、底面のないピラミッド状の部材である。
【０１３９】
波源１１１と中継素子２１１、２１２、２２１及び２２２との組合せの周囲は、遮蔽材３０６ａの底面部分を除き遮蔽材３０６ａで覆われている。これにより、波源１１１から放出される電波は中継素子２１１、２１２、２２１及び２２２以外の中継素子には到着しない。
【０１４０】
また、波源１２１と中継素子２３１、２３２、２４１及び２４２との組合せは、遮蔽材３０６ｂの底面部分を除き遮蔽材３０６ｂで覆われている。これにより、波源１２１から放出される電波は中継素子２３１、２３２、２４１及び２４２以外の中継素子には到着しない。
【０１４１】
また、波源１２２と中継素子２３３、２３４、２４３及び２４４との組合せは、遮蔽材３０６ｃの底面部分を除き遮蔽材３０６ｃで覆われている。これにより、波源１２２から放出される電波は中継素子２３３、２３４、２４３及び２４４以外の中継素子には到着しない。
【０１４２】
また、波源１１２と中継素子２１３、２１４、２２３及び２２４との組合せは、遮蔽材３０６ｄの底面部分を除き遮蔽材３０６ｄで覆われている。これにより、波源１１２から放出される電波は中継素子２１３、２１４、２２３及び２２４以外の中継素子には到着しない。
【０１４３】
以上により、アンテナ装置５００ｄにおいては、各中継素子に入力される電波は、一つの波源から放出されたものに限られる。一つの中継素子にその中継素子との間の距離の異なる複数の波源から電波が到達すると、位相の異なる複数電波の干渉等により、波の振幅や位相のムラができる場合がある。その結果、アンテナゲインの低下やサイドローブの増加が生じ得る。アンテナ装置５００ｄは、そのような、悪影響を抑え得る。
【０１４４】
図示は省略するが、遮蔽材３０６ａ乃至３０６ｄの各々は、底面を欠くピラミッド状の形状の一部を欠く形状であっても構わない。また、遮蔽材３０６ａ乃至３０６ｄの各々は、底面を欠く円錐状であっても構わない。また、遮蔽材３０６ａ乃至３０６ｄの各々は、底面を欠く円錐状の形状の一部を欠く形状であっても構わない。
［効果］
本実施形態のアンテナ装置は、まず、第一実施形態のアンテナ装置と同様な効果を奏し、それに加えて次の効果を奏する。
【０１４５】
本実施形態のアンテナ装置は、導体で仕切ることにより、一つの中継装置に入力される電波を一つの波源からのものに限られるようにする。一つの中継素子に距離の異なる複数の波源から電波が到達すると、位相の異なる複数電波の干渉等により、信号の振幅や位相のムラができる場合がある。その結果、アンテナゲインの低下やサイドローブの増加が生じ得る。前記アンテナ装置は、そのような、悪影響を抑え得る。
＜第三実施形態＞
本実施形態は、異なる偏波を放出し得るアンテナ装置に関する実施形態である。
［構成と動作］
図２５は、本実施形態のアンテナ装置の例であるアンテナ装置５００ｍの構成を表す概念図である。なお、図２５に表す各構成の位置関係は、実際の各構成の位置関係を必ずしも表さないものとする。
【０１４６】
アンテナ装置５００ｍは、中継アレイ２００と、導波路１７６ａ及び１７６ｂと、処理部１５６とを備える。
【０１４７】
導波路１７６ａ及び１７６ｂは、例えば、導波管やＳＩＷである。ここで、ＳＩＷは、Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅの略である。
【０１４８】
導波路１７６ａの左側端部のうち図２５で最上部に位置するものと、導波路１７６ｂの左側端部のうち図２５で最上部に位置するものとの組合せは、波源１１１である。
【０１４９】
導波路１７６ａの左側端部のうち図２５で二番目に上部に位置するものと、導波路１７６ｂの左側端部のうち図２５で二番目に上部に位置するものとの組合せは、波源１１２である。
【０１５０】
導波路１７６ａの左側端部のうち図２５で三番目に上部に位置するものと、導波路１７６ｂの左側端部のうち図２５で三番目に上部に位置するものとの組合せは、波源１２１である。
【０１５１】
導波路１７６ａの左側端部のうち図２５で最下部に位置するものと、導波路１７６ｂの左側端部のうち図２５で最下部に位置するものとの組合せは、波源１２２である。
【０１５２】
中継アレイ２００における各中継素子の配列は、例えば、図４乃至図６に表す中継アレイ２００ａにおける各中継素子の配列である。
【０１５３】
波源１１１乃至１２２の配列は、例えば、図４乃至図６に表す波源１１１乃至１２２の配列である。
【０１５４】
導波路１７６ａの右端部は処理部１５６の発生部１８６ａに接続されている。また、導波路１７６ｂの右端部は処理部１５６の発生部１８６ｂに接続されている。
【０１５５】
処理部１５６は、発生部１８６ａ及び１８６ｂと、副処理部１６６とを備える。
【０１５６】
副処理部１６６は、外部からの入力信号により電力信号を発生する。当該電力信号は、発生部１８６ａ及び１８６ｂの各々に供給される。
【０１５７】
副処理部１６６は、発生部１８６ａ及び１８６ｂの各々への電力信号の供給を時系列で切り替える場合も想定される。また、発生部１８６ａ及び１８６ｂの各々への電力信号の供給を同時に行う場合も想定され得る。
【０１５８】
発生部１８６ａは、副処理部１６６から供給された電力信号を、第一の偏波の電波信号に変換する。変換された第一偏波の電波信号は、導波路１７６ａの右端部に入力される。これにより、各波源は、第一の偏波の電波信号を放出する。
【０１５９】
発生部１８６ａは、副処理部１６６から供給された電力信号を、第二の偏波の電波信号に変換する。変換された第二偏波の電波信号は、導波路１７６ｂの右端部に入力される。これにより、各波源は、第二の偏波の電波信号を放出する。
【０１６０】
前記第一の偏波及び前記第二の偏波は、例えば、垂直偏波と水平偏波である。あるいは、前記第一の偏波及び前記第二の偏波は、例えば、右旋円偏波と左旋円偏波である。
【０１６１】
なお、図２５に表す中継アレイ２００の備える各中継素子としては、周知の、垂直偏波と水平偏波のいずれに対しても、右旋円偏波と左旋円偏波のいずれに対しても、等しい処理を行う透過器を用いる。
【０１６２】
当該透過器が、仮に、非特許文献１が開示するものであるとする。その場合、当該透過器は入射波により金属パターンを励振し共振器として動作させることで移相量を制御する。前記透過器において、入力された垂直偏波は、前記金属パターンを垂直方向に励振し、一定の移相量を持って再放射（透過）される。一方、水平偏波は、前記金属パターンを水平方向に励振し同様に一定の移相量を持って再放射される。従い、透過器への入力電波が垂直偏波であるか水平偏波であるかにより移送量に違いが出ないようにする必要がある。
【０１６３】
前記金属パターンの形状を４回回転対称にすることにより、垂直偏波であるか水平偏波であるかによる移送量の違いを抑えることが可能になる。垂直方向と水平方向で前記金属パターンの励振のされ方が等しくなるためである。
【０１６４】
一方、円偏波は、垂直偏波と水平偏波の合成波である。そのため、前記金属パターンの形状を４回回転対称にすることにより、右旋円偏波の移相量と左旋円偏波の移相量も等しくすることができる。
【０１６５】
図２５で表す場合のように電波の伝送経路を導波路により形成した場合には、伝送損失を低減することが可能になる。
【０１６６】
発生部１８６ａ及び１８６ｂとしては、周知の垂直偏波と水平偏波と共用のアンテナや、周知の右旋円偏波と左旋円偏波共用のアンテナを用いることができる。
［効果］
本実施形態のアンテナ装置は、まず、第一実施形態のアンテナ装置と同様の効果を奏する。それに加えて、本実施形態のアンテナ装置は、異なる二つの偏波を放出し得る。
＜第四実施形態＞
本実施形態は、電波の放出方向の調整が可能なアンテナ装置に関する実施形態である。
［構成と動作］
図２６は、本実施形態のアンテナ装置の例であるアンテナ装置５００ｌの構成を表す概念図である。
【０１６７】
アンテナ装置５００ｌは、中継アレイ２００ｌと、移動装置４０１と、基体４２１と、波源１１１及び１２１とを備える。
【０１６８】
中継アレイ２００ｌは、中継素子２１１乃至２４１と部材４０６とを備える。
【０１６９】
各中継素子は、部材４０６により、等しい向きに固定されている。
【０１７０】
移動装置４０１は、部材４１１と４１６とを備える。移動装置４０１は部材４１６の面９１６ｅ上を、部材４１１を、面９１６ｅの面内方向に移動させることが可能である。移動装置４０１としては、例えば、市販のＸ−Ｙステージを用いることができる。
【０１７１】
部材４０６の面９１６ａは、基体４２１の面９１６ｂに固定されている。
【０１７２】
波源１１１及び１２１は、移動装置４０１の部材４１１の面９１６ｄに、波源の向きが互いに等しくなるように固定されている。
【０１７３】
上記により、アンテナ装置５００ｌは、各中継素子の位置を固定した状態で、波源１１１及び１２１を、中継アレイとの距離を一定に保ったまま、図２６の上下方向や図面に垂直な方向に移動させることができる。
【０１７４】
各中継素子と各波源との上記動作による相対位置の変化により中継アレイが図２６の左方に放出する電波の放出角度は変化する。
【０１７５】
中継アレイの各中継素子は、一般に、波源からの電波が中継後の放出方向の正面方向で等位相となるように個々の中継記の移相量を調整する。波源の位置が変わり、入射角度が変わると各透過器に入射する波の間で空間的な位相差が生じる。放出する電波の放出角度が変化するのは、この位相差の分だけ、中継アレイを通過後の電波の干渉条件が変わりビーム放出角度が全体として変わるためである。
【０１７６】
アンテナ装置５００ｌは、上記により、電波の放出角度を調整し得る。
【０１７７】
なお、アンテナ装置５００ｌにおいては、中継素子２１１乃至２４１のいずれについても、角に、仮に一つの波源を面９１６ｄ上に設置した場合の前記角の最大値よりも大きいものがある場合が、波源の移動範囲に含まれる。前記角は、各波源と結んだ直線と各中継素子の配置された面とがなす角である。
［効果］
本実施形態のアンテナ装置は、第一実施形態のアンテナ装置と同様の効果を備える。それに加えて、本実施形態のアンテナ装置は、中継アレイからの電波放出角度の調整が可能である。
【０１７８】
以上の実施形態の説明では、各中継素子が平面上に形成されているアンテナ装置の例について説明した。しかしながら、本発明のアンテナ装置の各中継素子は、曲面上に形成されていても構わない。
【０１７９】
ただし、各中継素子が曲面上に形成されている場合よりも平面上に形成されている場合の方が、一般的に、アンテナ装置の設計や製造が容易である。
【０１８０】
なお、中継素子が曲面上に形成されている場合の、波源からの電波が曲面となす角である入射角は、中継素子が形成されている点において前記曲面に接する平面と前記電波の入射方向とがなす角度である。さらに、中継素子が曲面上の所定の面積を持つ範囲に形成されている場合の前記点は、中継素子の受信用アンテナに係る前記曲面上の設置範囲の重心である。
【０１８１】
また、以上の実施形態の説明では、各中継素子は等間隔で直線状に配列しているアンテナ装置の例について説明した。しかしながら、本発明のアンテナ装置の各中継素子の配列は直線状で無くても構わない。また、本発明のアンテナ装置の各中継素子の配列は不規則な間隔のものであっても構わない。さらには、各中継素子は、配列していなくても構わない。
【０１８２】
ただし、各中継素子が配列している場合の方が配列していない場合よりも、アンテナ装置の設計が容易である。
【０１８３】
さらには、配列が等間隔の場合の方が、アンテナ装置の設計が一層容易である。
【０１８４】
さらには、配列がマトリクス状の場合の方が、アンテナ装置の設計が一層容易である。
【０１８５】
図２７は、実施形態のアンテナ装置の最小限の構成であるアンテナ装置５００ｘの構成を表すブロック図である。
【０１８６】
アンテナ装置５００ｘは、波源群１００ｘと、中継素子群２００ｘとを備える。
【０１８７】
波源群１００ｘは、第一複数個が第一面に配置され各々が第一電波を出力する図示しない波源からなる。
【０１８８】
中継素子群２００ｘは、第二複数個が前記第一面に平行な第二面に配置され各々が受信した前記第一電波に所定の処理を行い第二電波として出力する図示しない中継素子からなる。
【０１８９】
前記中継素子のいずれについても、前記波源の各々と結んだ直線と前記第一面とがなす角に、前記第二面の点と前記波源の各々とを結んだ直線と前記第一面とのなす角のうち最小のものであって前記点を選んで最大化されたもの、よりも大きいものがある。
【０１９０】
仮に波源を一つしか設置しない場合は、その波源を、前記最大化のために選ばれた点に設置した場合が、所定の中継素子の出力低下を最も抑えられる。
【０１９１】
アンテナ装置５００ｘは、前記中継素子のいずれについても、角に、前記第二面の点と前記波源の各々とを結んだ直線と前記第一面とのなす角のうち最小のものであって前記点を選んで最大化されたもの、よりも大きいものがある。ここで、前記角は、前記波源の各々と結んだ直線と前記第一面とがなす角である。そのため、アンテナ装置５００ｘは、所定の中継素子における出力の低さを改善し得る。
【０１９２】
そのため、アンテナ装置５００ｘは、前記構成により、［発明の効果］の項に記載した効果を奏する。
【０１９３】
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で更なる変形、置換、調整を加えることができる。例えば、各図面に示した要素の構成は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。
【０１９４】
また、前記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記述され得るが、以下には限られない。
【０１９５】
（付記Ａ１）
第一複数個が第一面に配置され各々が第一電波を出力する波源からなる波源群と、
第二複数個が前記第一面に平行な第二面に配置され各々が受信した前記第一電波に所定の処理を行い第二電波として出力する中継素子からなる中継素子群と、を備え、
前記中継素子のいずれについても、前記波源の各々と結んだ直線と前記第一面とがなす角に、前記第二面の点と前記波源の各々とを結んだ直線と前記第一面とのなす角のうち最小のものであって前記点を選んで最大化されたもの、よりも大きいものがある、アンテナ装置。
【０１９６】
（付記Ａ２）
前記第二面が平面である、付記Ａ１に記載されたアンテナ装置。
【０１９７】
（付記Ａ３）
前記配置が、配列によるものである、付記Ａ１又は付記Ａ２に記載されたアンテナ装置。
【０１９８】
（付記Ａ４）
前記波源の第一方向の配列である第一配列における隣り合う二つの前記波源の間の距離が、前記第二面における前記中継素子群の前記第一方向の設置範囲の距離を、前記第一配列における前記波源の配列数である第一配列数で除した値に略等しい、付記Ａ３に記載されたアンテナ装置。
【０１９９】
（付記Ａ５）
前記波源の、前記第一方向に略直角の方向である第二方向の配列である第二配列における隣り合う二つの前記波源の間の距離が、前記第二面における前記中継素子群の前記第二方向の設置範囲の距離を、前記第二配列における前記波源の配列数である第二配列数で除した値に略等しい、付記Ａ４に記載されたアンテナ装置。
【０２００】
（付記Ａ６）
前記配置が前記第二面にマトリクス状にされている、付記Ａ３乃至付記Ａ５のうちのいずれか一に記載されたアンテナ装置。
【０２０１】
（付記Ａ７）
前記配置が、第四複数の列と前記第二複数を前記第四複数で除した数の行とからなるものである、付記Ａ６に記載されたアンテナ装置。
【０２０２】
（付記Ａ８）
前記第一複数個の波源の各々が、入力端が一つで出力端が前記第五複数の出力端の導波路の、前記出力端である、付記Ａ１乃至付記Ａ７のうちのいずれか一に記載されたアンテナ装置。
【０２０３】
（付記Ａ９）
前記第五複数が前記第一複数である、付記Ａ８に記載されたアンテナ装置。
【０２０４】
（付記Ａ１０）
前記第一複数個の前記波源のうちの任意の一つの前記波源と、第一数の前記中継素子との組合せと、前記第一複数個の前記波源のうちのその一つの前記波源、以外の前記波源、及び、前記第一数の前記中継素子、以外の前記中継素子、との間に導電材が設置され、前記第一数の前記中継素子に含まれるいずれの前記中継素子についても、その前記中継素子に入射した前記波源の各々からの電波と前記第二面とがなす角に、前記最大化されたものよりも大きいものがある、付記Ａ１乃至付記Ａ９のうちのいずれか一に記載されたアンテナ装置。
【０２０５】
（付記Ａ１１）
前記導電材が、前記組合せの周りを囲うように形成された、付記Ａ１０に記載されたアンテナ装置。
【０２０６】
（付記Ａ１２）
前記導電材の形状が、底面を欠くピラミッド状である、付記Ａ１０及び付記Ａ１１のうちのいずれか一に記載されたアンテナ装置。
【０２０７】
（付記Ａ１３）
前記導電材の形状が、底面を欠く円錐状である、付記Ａ８及び付記Ａ９のうちのいずれか一に記載されたアンテナ装置。
【０２０８】
（付記Ａ１４）
前記波源の各々が、第一の偏波と第二の偏波とを出力する、付記Ａ１乃至付記Ａ１３のうちのいずれか一に記載されたアンテナ装置。
【０２０９】
（付記Ａ１５）
前記波源の各々が、前記第一の偏波と前記第二の偏波とを時系列で切り替えて出力する、付記Ａ１４に記載されたアンテナ装置。
【０２１０】
（付記Ａ１６）
前記波源の各々が、前記第一の偏波を出力する第一の導波路の出力端と、前記第二の偏波を出力する第二の導波路の端部との組合せである、付記Ａ１４及び付記Ａ１５のうちのいずれか一に記載されたアンテナ装置。
【０２１１】
（付記Ａ１７）
前記波源のうちの少なくとも一つが、前記第二面に平行に、前記中継素子群に対し相対的に移動する、付記Ａ１乃至付記Ａ１６のうちのいずれか一に記載されたアンテナ装置。
【０２１２】
（付記Ａ１８）
前記波源のいずれもが、前記第二面に平行に、前記中継素子群に対し相対的に移動する、付記Ａ１７に記載されたアンテナ装置。
【０２１３】
（付記Ａ１９）
前記処理が移相である、付記Ａ１乃至付記Ａ１８のうちのいずれか一に記載された付記Ａ１に記載されたアンテナ装置。
【符号の説明】
【０２１４】
１００、１００ａ、１１１、１１１ａ、１１１ｂ、１１２、１１２ａ、１１２ｂ、１１３、１２１、１２１ａ、１２１ｂ、１２２、１２２ａ、１２２ｂ、１２３、１３１、１３２、１３３    波源
１００ｘ    波源群
１５６、１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃ、２７２    処理部
１６１    給電経路
１６６    副処理部
１７１ａ、１７１ｂ、１７１ｃ    接続構造
１７６、１７６ａ、１７６ｂ    導波路
１８１ａ    変換部
１８６ａ、１８６ｂ    発生部
２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ    中継アレイ
２００ｘ    中継素子群
２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２５０、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６、２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６    中継素子
２５１ａ、２５１ｂ    アンテナ
３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄ、３０１ｅ、３０１ｆ、３０１ｇ、３０１ｈ、３０１ｉ、３０１ｊ、３０１ｋ、３０１ｌ    導体板
３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、３０６ｄ    遮蔽材
４０１    移動装置
４０６、４１１、４１６    部材
４２１    基体
５００、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ、５００ｄ、５００ｅ、５００ｆ、５００ｇ、５００ｈ、５００ｈ、５００ｉ、５００ｊ、５００ｋ、５００ｌ、５００ｍ、５００ｘ    アンテナ装置
８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃ、８０１ｄ、８０１ｅ、８０１ｆ、８０１ｇ、８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃ、８０２ｄ、８０２ｅ、８０２ｆ、８０２ｇ、８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃ、８０３ｄ、８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃ、８０４ｄ    電波
９０１ａ、９０１ｂ    矢印
９０６ａ、９０６ｂ、９０６ｃ、９０６ｄ、９０６ｅ、９０６ｆ、９０６ｇ、９０６ｈ、９０６ｉ    位置
９１１ａ    第一方向
９１１ｂ    第二方向
９１６ａ、９１６ｂ、９１６ｃ、９１６ｄ、９１６ｅ    面
Ｌ、Ｍ    距離
θ１、θ２、θ３、θ４、θ５、θ６、θ７、θ８    角度
【図１】
2019054375.tif 000003
【図２】
2019054375.tif 000004
【図３】
2019054375.tif 000005
【図４】
2019054375.tif 000006
【図５】
2019054375.tif 000007
【図６】
2019054375.tif 000008
【図７】
2019054375.tif 000009
【図８】
2019054375.tif 000010
【図９】
2019054375.tif 000011
【図１０】
2019054375.tif 000012
【図１１】
2019054375.tif 000013
【図１２】
2019054375.tif 000014
【図１３】
2019054375.tif 000015
【図１４】
2019054375.tif 000016
【図１５】
2019054375.tif 000017
【図１６】
2019054375.tif 000018
【図１７】
2019054375.tif 000019
【図１８】
2019054375.tif 000020
【図１９】
2019054375.tif 000021
【図２０】
2019054375.tif 000022
【図２１】
2019054375.tif 000023
【図２２】
2019054375.tif 000024
【図２３】
2019054375.tif 000025
【図２４】
2019054375.tif 000026
【図２５】
2019054375.tif 000027
【図２６】
2019054375.tif 000028
【図２７】
2019054375.tif 000029