(57)【要約】【課題】１ＧＨｚ以上の高い周波数帯域においても、電磁波ビームの走査制御または形状制御が容易で、高利得が得られ易い小形のアレーアンテナを実現すること。【解決手段】円柱形の穴に金属を詰めて形成したビアＶＡは、誘電体基板１５の裏面に形成される接地板１６とスタブ１２の端部とを少なくとも高周波に対してショートさせるためのものである。中継接続部１６ａは、このビアＶＡと同軸のリング形状のスリットＳを接地板１６に形成することによって、誘電体基板１５の裏面側に島状に形成されたものである。各中継接続部１６ａは、何れも１つの容量Ｃを介して、接地板１６に接続されている。この容量Ｃは、ストリップ線路１４と接地板１６とを、高周波に対してはショートさせ、同時に直流に対しては絶縁する。また、一方の容量Ｃには、その両端に電位差を設けるように（即ち並列に）直流電源が接続されている。【選択図】図２−Ｃ
2008035424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の導体から成る同一または類似の単位パターンを誘電体基板の表側に所定の方向に複数配列することによって形成されたストリップ線路と、前記誘電体基板の裏面に形成された導体から成る接地板とを有するアレーアンテナにおいて、
与えられた電界によって誘電率が変化する誘電率可変部材と、
前記誘電率可変部材に対して電界を与える電界設定手段と
を有し、
前記単位パターンは、
伝送線路と、
前記伝送線路を途中で分断するギャップと、
前記伝送線路から枝分かれするスタブと
を有し、
前記誘電率可変部材は、
前記ギャップまたは前記スタブに対して接近して配置されており、
前記誘電体基板は、
前記裏面に前記接地板から独立した島状に形成された中継接続部と、前記スタブとを電気的に接続するビアを有し、
前記電界設定手段は、
前記中継接続部に与える直流電位を可変制御することにより前記電界を可変制御する
ことを特徴とするアレーアンテナ。
【請求項２】
前記誘電率可変部材は、
液晶または強誘電体から構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のアレーアンテナ。
【請求項３】
前記電界設定手段は、
前記単位パターン毎にそれぞれ個別に設けられており、
前記直流電位の可変制御を前記単位パターン毎にそれぞれ独立に実行する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアレーアンテナ。
【請求項４】
前記中継接続部と前記接地板とは、
高周波に対して容量を介してショートされている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のアレーアンテナ。
【請求項５】
平面状の導体から成る同一または類似の単位パターンを誘電体基板の表側に所定の方向に複数配列することによって形成されたストリップ線路と、前記誘電体基板の裏面に形成された導体から成る接地板とを有するアレーアンテナにおいて、
誘電体、磁性体、金属導体、またはそれらの複合体のうち少なくとも一つから構成され、前記ストリップ線路からの高さｈが変動可能な可動部材と、
前記可動部材に対して機械的に作用して前記可動部材の前記高さｈを変化させるアクチュエータと
を有し、
前記単位パターンは、
伝送線路と、
前記伝送線路を途中で分断するギャップと、
前記伝送線路から枝分かれするスタブと
を有し、
前記可動部材は、
前記ストリップ線路または前記単位パターンに対して接近して、前記ストリップ線路または前記単位パターンを覆う様に配設されており、
前記誘電体基板は、
前記スタブと前記接地板とを高周波に対してショートさせるビアを有する
ことを特徴とするアレーアンテナ。
【請求項６】
前記アクチュエータと前記可動部材は、
前記単位パターン毎にそれぞれ個別に設けられ、
前記高さｈに関する可変制御は、
前記単位パターン毎にそれぞれ独立に実行される
ことを特徴とする請求項５に記載のアレーアンテナ。
【請求項７】
前記ビアと前記接地板とは、
前記裏面側において容量を介して、高周波に対してショートされている
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載のアレーアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面に接地板を有する誘電体基板の表側に導体から成る所定の単位パターンを一軸方向に周期的に繰り返し配置することによって形成されたストリップ線路を有するアレーアンテナ（漏れ波アンテナ）に関し、特に、アンテナの指向性を制御可能としたものに関する。
この発明は、ミリ波帯域又はマイクロ波帯域の電磁波を送信または受信するレーダや通信機器などに有益であり、アンテナの小型化または配設空間の省スペース化に大いに有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
誘電体基板上にCRLH（Composite Right and Left Handed ）伝送線路を備えた従来のストリップアレーアンテナ（漏れ波アンテナ）の構成例を図１６に例示する。このCRLH線路には、伝送線路（Ｘ軸方向の主線路）を周期的に分断するギャップや、その伝送線路から枝分かれしたスタブなどが具備されている。このアンテナでは、ギャップが供するキャパシタンスや、スタブが供するインダクタンスの作用により、ある周波数帯において、伝送される電磁波の群速度の向きと位相速度の向きを相互に反対の向きとすることができる。これにより、伝送される電磁波の周波数を変化させることができるので、主線路上で電磁波が伝播する向きとは反対向きの図中のｚ軸の正の向きからｘ軸の負の向きの方に傾斜したθ＜０なる角度領域に対しても電磁波を放射することができる。その結果、放射ビームの方向を変化させる場合には、その放射ビームの走査範囲を広くとることができる。この様な、位相速度と群速度の向きが反対となる原理については、例えば下記の非特許文献１などに詳しい開示がある。
【０００３】
また、下記の非特許文献２には、給電点から入力する電磁波の周波数を一定値に固定したまま、所定の電子制御に基づいて放射ビームの放射角を可変制御する制御方式が開示されている。この放射角の制御方式では、例えば図１６などの様な配線パターンの個々のギャップやスタブに対して、それぞれバラクタダイオードを接近させて配置し、各バラクタダイオードの容量を可変制御することによって放射ビームの放射角を可変制御している。指向性の制御は、各ストリップ線路に印加する電圧を制御することで行うことができる。即ち、誘電体基板の表面に垂直な方向を中心（角度基準）として伝送方向に沿った、給電点側寄り又は終端点側寄り等の指向性（即ち、図１６の角度θに関する指向性）は、各単位パターンへの給電電圧に基づいて変化する。
【０００４】
また、下記の特許文献１には、中央にビアのある金属パッチを誘電体基板上に周期的に配置したＥＢＧ構造（Electrical Band Gap 構造）の反射体を利用したビーム走査アンテナ（図１７−Ａ，−Ｂ）が提案されている。このビーム走査アンテナは、反射体が有する各金属パッチ間のキャパシタンスを変化させることによって、所定の方向からその反射体に入射した電磁波の反射波の進行方向、すなわち、反射の指向性を可変制御するもので、各金属パッチ間のキャパシタンスは、金属パッチが貼り付けられた可動板を水平方向に動かすことによって可変制御される。
【０００５】
なお、通常、電磁波センシングや無線通信などの分野では、放射電磁波の周波数を変化させることなく、アンテナの放射ビームの指向性が制御可能であることが望ましい。
【非特許文献１】伊藤龍男、他２名、’CHARACTERISTICS AND APPLICATIONS OF PLANAR NEGATIVE REFRACTIVE INDEX MEDIA’，ＭＷＥ２００３，ＷＳ０２−０３
【非特許文献２】伊藤龍男、他２名、’Electronically-Controlled Metamaterial-Based Transmission Line as a Continuous-Scanning Leaky-Wave Antenna’，2004 IEEE MTT-S Digest TU1D-4.
【特許文献１】米国特許：ＵＳ６，５５２，６９６Ｂ１
【発明の開示】
【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に記載されている従来のアレーアンテナにおいては、給電電力の周波数を大きく変化させない限り、上記の様なθ＜０なる角度領域をも含んだ広範囲に渡ってビームの指向性を任意に持たせることは困難であり、このため、この従来のアンテナでは、一定の周波数の電磁波の放射ビームの放射角を任意に可変制御することはできない。このため、この方式を採用したアンテナは、少なくとも通信やセンシングなどの用途には不利または不向きである。
【０００７】
また、非特許文献２に記載されている従来のアレーアンテナには、可変容量としてバラクタダイオードが用いられているが、一般にバラクタダイオードは伝送損失が大きいため、数ＧＨｚ以上の周波数帯域においては、バラクタダイオードを所望の可変容量として動作させることは難しい。このため、数ＧＨｚ以上の周波数帯域の電磁波を取り扱うアレーアンテナにこの従来技術を用いることはできない。
また、放射角が可変制御可能な１ＧＨｚ以下の周波数帯域などにおいても、一般にバラクタダイオードでは標準容量（所定の基準容量）に対する容量変位の比率（変化率）を十分大きく確保することは必ずしも容易ではないので、放射角の変動範囲を大きく確保することも必ずしも容易とは言えない。
【０００８】
また、非特許文献３に記載されている従来のビーム走査アンテナ（図１７−Ａ，−Ｂ）には、以下の様な生産性や制御性や、或いは小型化や薄板化など係わる問題がある。
（１）図１７−Ａ，−Ｂに示す様に、ＥＢＧ構造の反射体を用いてビーム走査アンテナを構成するので、この反射体に対して電磁波を照射するための別の給電用アンテナを別途用意する必要がある。また、電磁波ビームの放射において上記の反射体が介在するため、高い反射効率を実現しない限り、所望の放射ビームを高利得で得ることは難しい。
（２）可動板を水平方向に動かすことによって、アンテナの放射ビームの指向性を可変制御することはできるが、各金属パッチには周期的な位置関係に関する強い制約があり、各金属パッチをそれぞれ独立に位置制御することはできない。このため、この従来のビーム走査アンテナに対して、ビーム幅やビームパターンを可変制御するなどのビーム成形技法を導入することができない。
【０００９】
また、目的のアンテナを構成する誘電体基板の誘電率または透磁率を、能動的に制御された電界または磁界によって可変制御して、これによってアレーアンテナの放射ビームの放射角を所望の角度に可変制御する制御方式を考えることもできるが、誘電率が変化する例えばフェライトなどの材料をアンテナ基板に用いた場合には、アンテナ中を伝播する電磁波の電力損失が非常に大きくなるので、アンテナの利得を大きく確保することは困難になる。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、１ＧＨｚ以上の高い周波数帯域においても、電磁波ビームの走査制御または形状制御が容易で、高利得が得られ易い小形のアレーアンテナを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、本発明の第１の手段は、平面状の導体から成る同一または類似の単位パターンを誘電体基板の表側に所定の方向に複数配列することによって形成されたストリップ線路と、その誘電体基板の裏面に形成された導体から成る接地板とを有するアレーアンテナにおいて、与えられた電界によって誘電率が変化する誘電率可変部材と、この誘電率可変部材に対して電界を与える電界設定手段とを備え、上記の単位パターンに、伝送線路と、この伝送線路を途中で分断するギャップと、この伝送線路から枝分かれするスタブとを備え、上記の誘電率可変部材を上記のギャップまたはスタブに対して接近して配置し、上記の誘電体基板に、接地板から独立した島状に上記の誘電体基板の裏面に形成された中継接続部と上記のスタブとを電気的に接続するビアを設け、上記の電界設定手段によって、この中継接続部に与える直流電位を可変制御することにより、上記の電界を可変制御することである。
【００１２】
ただし、本願発明のアレーアンテナは何れも、ストリップ線路が１本のラインアンテナであっても、複数本のストリップ線路から成る平面アンテナであっても良い。言い換えれば、上記の単位パターンは、１列に配列しても良いし、複数列に渡ってそれぞれ配列しても良い。
また、上記の電界の可変制御は、電界強度を連続的に変化させ得るものであっても、段階的に変化させるものであってもよく、直流電位の単なるｏｎ／ｏｆｆ制御によるものであっても良い。したがって、例えば、上記の電界設定手段で与える電界の強さの加減によって、上記の誘電率可変部材の各方向の誘電率は、単調かつ連続的に自在に可変制御することもできる。
なお、上記のビアには金属導体を埋め込むものとする。
【００１３】
また、本発明の第２の手段は、上記の第１の手段において、上記の誘電率可変部材を液晶または強誘電体から構成することである。
また、本発明の第３の手段は、上記の第１又は第２の手段において、上記の電界設定手段を上記の単位パターン毎にそれぞれ個別に設け、上記の直流電位の可変制御をこれらの単位パターン毎にそれぞれ独立に実行することである。
また、本発明の第４の手段は、上記の第１乃至第３の何れか１つの手段において、上記の中継接続部と接地板とを高周波に対して容量を介してショートさせることである。
【００１４】
また、本発明の第５の手段は、平面状の導体から成る同一または類似の単位パターンを誘電体基板の表側に所定の方向に複数配列することによって形成されたストリップ線路と、この誘電体基板の裏面に形成された導体から成る接地板とを有するアレーアンテナにおいて、誘電体、磁性体、金属導体、またはそれらの複合体のうち少なくとも一つから構成され、ストリップ線路からの高さｈが変動可能な可動部材と、この可動部材に対して機械的に作用して可動部材の高さｈを変化させるアクチュエータとを設け、上記の単位パターンに、伝送線路と、この伝送線路を途中で分断するギャップと、この伝送線路から枝分かれするスタブとを設け、上記の可動部材をストリップ線路または単位パターンに対して接近させてストリップ線路または単位パターンを覆う様に配設し、上記の誘電体基板に、上記のスタブと接地板とを高周波に対してショートさせるビアを設けることである。
ただし、上記のビアには金属導体を埋め込むものとする。また、上記の高さｈは、単位パターンが配列される誘電体基板の表面から垂直に計った距離である。
【００１５】
また、本発明の第６の手段は、上記の第５の手段において、アクチュエータと可動部材を上記の各単位パターン毎にそれぞれ個別に設け、上記の高さｈに関する可変制御を上記の各単位パターン毎にそれぞれ独立に実行することである。
また、本発明の第７の手段は、上記の第５または第６の何れか１つの手段において、上記のビアと接地板とを、誘電体基板の裏面側において容量を介して、高周波に対してショートさせることである。
以上の本発明の手段により、前記の課題を効果的、或いは合理的に解決することができる。
【発明の効果】
【００１６】
ＣＲＬＨ漏れ波アンテナのスタブの構成形態としては、スタブの先端に一定の面積（即ち擬似的な接地容量）を有する幅広の端部領域を設けることで仮想的にグランド接続の代わりにする方式と、金属導体を詰めたビアを誘電体基板に設けて、表側のスタブの終端部を基板裏面のグランド（接地板）にこのビアを介して少なくとも高周波的にショートさせる方式の２通りを考えることができる。
そして、ビアを用いる後者の方式によれば、上記の端部領域を設ける必要がなくなるため、その単位パターンにおいては、前者の方式を採用する場合よりも、誘電体基板の表側の放射面積が減少すると共にスタブに流れる電流が減少する。このため、後者の方式によれば、導体から成る単位パターンを誘電体基板の表面に数多く配列する場合に、給電部付近に配列された単位パターンからの無駄な放射が効果的に抑えられると同時に、給電点から遠い単位パターンにまで給電電力を効率よく配給することができる。このため、各単位パターンの間で放射量が均一化されるか、少なくとも各単位パターンの間で放射量の偏りが効果的に減少する。この結果、アンテナの利得が向上すると共に放射ビームの形状が、前者の方式よりも細くなる。
したがって、ビアを用いる後者の方式を採用する本発明のアレーアンテナによれば、高い利得と優れた指向性を同時に得ることができる。
【００１７】
以下、前述の本発明の各手段によるそれぞれの作用・効果について説明する。
例えば、本発明の第１の手段によれば、上記の電界設定手段を使って、上記の誘電率可変部材が置かれる空間領域の電界を可変制御することができるので、それらの誘電率可変部材を構成する分子レベルの電気双極子のモーメントベクトルの方向を所望の方向に可変制御することができる。よって、この可変作用に基づいて、上記の誘電率可変部材の各方向の誘電率が制御可能となる。更に、この誘電率可変部材の誘電率の変化により、ストリップ線路を構成する上記の各ギャブが持つキャパシタンスや、上記の各スタブが持つインダクタンスや、或いは各単位パターンと接地板との間の各キャパシタンスまたはアドミタンスなどが変化する。
【００１８】
したがって、本発明の第１の手段によれば、これらの可変作用に基づいて、アンテナの指向性を広域に渡って任意に制御することができる（指向性可変制御機能）。また、上記の可変動作は液晶等の分子レベルの動作に基づくものであるから、走査動作の高速化や装置の小形化などにも有利である。
なお、ビアの裏面側に配置される上記の中継接続部は、上記の電界設定手段が備える直流電源に対して高周波的にはアースされるが、この様な接地経路は、その他にも例えば本発明の第４の手段の様にして容量を用いて補ってもよいし、また、補わなくてもよい。この様なビアを用いることによって、前述の幅広の端部領域を表側のスタブの先端に設ける必要がなくなるため、優れた指向性と高い利得が得られることは前述の通りである。
【００１９】
また、本発明の第１の手段によれば、上記の電界設定手段が有する直流電源に上記の中継接続部が接続されるため、表側に位置する単位パターンの一部を構成するスタブは、高周波に対しては上記のビアを介して接地状態となる。また、この中継接続部は誘電体基板の裏面側に配設されるので、この中継接続部と直流電源とを接続するバイアス線路は、誘電体基板の裏面側に隠すことができる。
したがって、本発明の第１の手段によれば、そのバイアス線路から表側へ放射される高周波の漏れ出しを効果的に抑えることができ、よって、アレーアンテナの放射特性に対するバイアス線路の悪影響を効果的に排除することができる。このため、アンテナの設計が容易となると共に、アンテナの放射特性が従来よりも良好となる。
【００２０】
また、上記の中継接続部と基板裏面の接地板との間は直流的にはショートされず、この間には上記の電界設定手段によって任意の直流電位差を与えることができるので、これによって上記の指向性可変制御機能が保証される。
ちなみに、上記のバイアス線路は、その配線幅を例えば１０μｍ程度にまで十分に細くすれば、そのリアクタンスに基づいて高周波を伝達しなくなるので表側に設けても構わなくなる。しかしながら、現在のエッチング加工の技術水準に照らすと、基板上に形成可能な配線の幅は、８０〜１００μｍ程度の細さが限界である。このため、上記の所望の加工精度を実現することは容易ではなく、よって、配線幅を十分に細くして基板の表側にバイアス線路を配設する様な方式は、少なくとも今のところ余り現実的なアプローチとは言えない。
一方、本発明の第１の手段によれば、上記のバイアス線路は、誘電体基板の裏面側に隠れるため、配線が若干太くなりがちなワイヤーボンディングなどの工法も、誘電体基板の裏面側においては、従来よりも自由に導入することができ、配線の加工が容易である。
【００２１】
また、本発明の第２の手段によれば、上記の誘電率可変部材が示す誘電率の可変範囲をより広く確保することができるので、放射ビームの走査角の範囲をより大きく確保することができる。また、本発明の第２の手段によれば、放射ビームの形状を所望の形状に制御する場合にも、それらの制御性（自由度）をより高く確保することができる。
【００２２】
また、本発明の第５の手段の可動部材を基板に対して垂直に機械的に動かすと、これにより、ギャップやスタブの近傍の等価誘電率を変化させたり、ギャップが供するキャパシタやスタブが供するインダクタの電気長を変化させることができる。即ち、上記の高さｈを可変制御することにより、ギャップのキャパシタンスやスタブのインダクタンスを変化させることができるため、アレーアンテナから放射される電磁波の強度や位相分布などを自在に可変制御することができる。したがって、本発明の第５の手段によれば、上記の高さｈを上記のアクチュエータを用いて可変制御することにより、当該アレーアンテナの指向性を可変制御することができる。
【００２３】
また、この時の高さｈの変動幅は、１ｍｍ未満の十分に小さな長さに留めることができるので、本発明の第５の手段によれば、１ＧＨｚ以上の高い周波数帯域においても、所定の周波数に対してビーム指向の走査範囲の広い、従来よりも格段に小形のアレーアンテナを実現することができる。これは、個々の可動部材の微小変位に基づいて、放射ビームの指向性が可変制御できるので、アレーアンテナ全体の方位を機械的に変化させて指向性を可変制御する従来方式の場合に比べ、所望のアレーアンテナをよりコンパクトに形成することができるためである。
なお、本発明の第５の手段においても、上記のビアを用いることによって前述の幅広の端部領域を表側のスタブの先端に設ける必要がなくなり、その結果、優れた指向性と高い利得が得られることは前述の通りである。
【００２４】
また、本発明の第３または第６の手段によれば、上記のキャパシタンスやインダクタンスを各単位パターン毎に制御することができるので、アンテナのビーム幅やビーム形状をも自在に可変制御することができる。
【００２５】
例えば、上記のキャパシタンスやインダクタンスを各単位パターン毎に制御することによって、アンテナの有効長を可変制御することができるので、これによって、アンテナのビーム幅を可変制御することができる。この有効長は、当該アンテナを構成する単位パターンの配列の全長の内、実際にアンテナとして実質的に有効に作用する部分の長さのことであり、この長さは各単位パターンの各放射量に基づいて判定することができる。より具体的には、これらのアンテナの有効長は、所定の周波数帯に対して動作しにくい単位パターンの並びをアンテナの終端側に設けてそこにバンドギャップを形成することによって可変制御することができ、所定の周波数帯に対して動作しにくい上記の単位パターンの並びの長さ（単位パターンの長さ×単位パターンの個数）が長い場合ほど、アンテナの有効長を短く設定することができる。
【００２６】
また、個々の単位パターン毎にそれらの位相を可変制御することによって、個々の単位パターン毎にそれらの指向性を制御すれば、アレーアンテナのビーム形状にヌルを形成することができる。また、例えばテーラー分布などの様な適当な放射パターンを採用すれば、上記のキャパシタンスやインダクタンスを各単位パターン毎に制御することによって、サイドローブの小さなビーム形状を実現することも可能となる。
また、これらの可変制御を任意に組み合わせることによって、以上で述べた放射ビームの指向性の可変機能や放射ビームの形状の可変機能など各種の所望の機能を何れも任意に組み合わせて同時に実現することができる。
【００２７】
また、本発明の第４または第７の手段によれば、各単位パターンと接地板との間の容量や上記の各ギャップの容量などを設計する場合に、これらの容量に関する設計の自由度が大きくなる。このため、本発明の第４または第７の手段によれば、所望のアンテナの放射ビームの指向性、ビーム形状、走査範囲などのチューニングが容易となる。また、この様な自由度の導入は、装置の小形化にも効果的に寄与し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
上記の単位パターンは、少なくとも設計や製造の容易性の観点からすれば、同一パターンのものを周期的に配列することが望ましいが、必ずしも同一パターンのものを周期的に配列する必要はない。また、ストリップ線路の構成要素となる上記の単位パターンは、伝送線路やスタブなどの各部の太さや長さなどの寸法が、必ずしも揃える必要はなく、また、ギャップなどの間隔なども不揃いでも良い。
また、上記のスタブはストリップ線路の片側だけにあっても、同位置で両側にあっても良く、或いは、進行方向に沿って設ける側を交互に反転しても良い。また、通常、上記のスタブはストリップ線路に対して直角に設けられるが、その角度は一般に任意で良い。また、上記のギャップを構成するストリップ線路の対峙部分は、そのキャパシタンスを大きくするために、伝送方向に対して垂直な方向の幅を広く構成しても良い。
【００２９】
また、以下に例示する各実施例のアレーアンテナが放射または受信する電磁波の周波数は、概ね１０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの範囲（ミリ波帯及び準ミリ波帯）において概ね略一定に固定された周波数を想定したものであり、単位パターンをｘ軸方向に繰り返し形成する際のそのパターン形成周期は、勿論従来と同様にしてその周波数に合わせて決定すれば良い。ただし、本発明によって得ることができる作用・効果は、必ずしも上記の周波数帯域内の電磁波を取り扱うアレーアンテナだけに限定されるものではない。
【００３０】
また、特に上記の誘電率可変部材を液晶で構成する場合には、上記の電界を掛けていない時にその液晶分子を所望の向きに揃えるために、その方向に溝が彫られた板（例えば配向膜など）を用いることが望ましい。即ち、この様な液晶分子の配向制御には、例えば液晶ディスプレーの分野の技術などを適用したり応用したりすることができる。
【００３１】
また、特に上記の本発明の第５の手段を採用する場合には、以下の実施形態なども有効である。即ち、例えば、上記のアクチュエータは、例えば、圧電素子（ピエゾ素子）などを用いて構成することが可能であり、この場合には、電気的に上記の高さｈを制御することができる。ただし、上記の高さｈは、機械的な駆動制御機構を用いて可変制御しても良い。
【００３２】
また、誘電体と金属導体との複合体、若しくは磁性体と金属導体との複合体で、上記の可動部材を構成した場合には、その誘電体や磁性体の表面に金属導体を設けても良く、或いはその誘電体や磁性体の内部に金属導体を設けても良い。
ただし、ストリップ線路全体または単位パターン全体を覆う様な広範に渡って連なる金属導体を配置すると、当該アレーアンテナからの電磁波の放射が阻止されてしまうので、板状または網状に広く連なった金属導体を上記の可動部材の構成に使用することはない。これらの金属導体を用いる場合には、それらの金属導体は、例えば誘電体基板の中に局所的に含めるなどして、上記の可動部材の少なくとも一部として局所的に分散配置する。
【００３３】
また、上記の可動部材は、必ずしも上記の単位パターンの全体を覆う様に配設しなくても良い。例えば、上記の可動部材によって、ギャップだけを上から覆う様にしても良いし、スタブだけを上から覆う様にしても良いし、それらの両方だけを上から覆う様にしても良い。ギャップの近傍に配設される可動部材の部分がそのギャップのキャパシタンスを支配的に変化させ、スタブの近傍に配設される部分がそのスタブのインダクタンスを支配的に変化させる。
【００３４】
なお、上記の可動部材の材料としては、例えばフッ素樹脂やセラミックスなどが適している。これらの材料を用いれば、上記の可動部材の比誘電率を２〜１０に制御することができるので、１ＧＨｚ以上の高い周波数帯域においても使用可能な、ビーム指向の走査範囲の広い小形のアレーアンテナを安価に実現することができる。
【００３５】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
ただし、本発明の実施形態は、以下に示す個々の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３６】
図１に本実施例１のアレーアンテナ１００の平面図を示す。比誘電率が２．２の４フッ化エチレン樹脂から成る誘電体基板１５の中央には、矩形のプール領域１５ａが形成されており、このプール領域１５ａの中には、ネマティック液晶に光重合成ポリマーを混合して成る液晶１３（誘電率可変部材）が充鎮されている。また、この液晶１３を包む各面には、ｘ軸方向に延びた配向溝が形成されている。給電点ｐ1 から終端点ｐ2 へ展開されているストリップ線路１４の殆どの部位は、この液晶１３の上にパターン形成されている。このストリップ線路１４は例えば銅などの導体から形成することができ、その殆どの部位は、単位パターンＵの周期的な繰り返しによって形成されている。単位パターンＵは、ｘ軸方向に延びる主線路１１と、この主線路１１を幹としてｙ軸方向に延びるスタブ１２と、主線路１１を途中で分断するギャップＧ１から構成されている。
【００３７】
このアレーアンテナ１００は、上記の単位パターンＵをｘ軸方向に１６周期配列して構成されている。分断された主線路１１の対峙面から形成されるこのギャップＧ１はキャパシタを構成するものであり、その対峙部１１ａ，１１ｂはそれぞれ、ギャップＧ１のキャパシタンスを増大させるために、ｙ軸方向に拡張して形成されている。また、ｙ軸方向に突き出したスタブ１２の端部には、ビアＶＡが形成されている。
【００３８】
図２−Ａ，−Ｂ，−Ｃにアレーアンテナ１００の単位パターンＵの平面図と、その各断面α、断面βにおける断面図をそれぞれ示す。誘電体基板１５の裏面には、平板状の導体から成る接地板１６が形成されている。ビアＶＡは、誘電体基板１５の裏面に形成される接地板とスタブ１２の端部とを少なくとも高周波に対してショートさせるためのものであり、誘電体基板１５にｚ軸方向に掘り空けた円柱形の穴に金属を詰めて形成したものである。ビアＶＡの裏面側は、中継接続部１６ａに接続されている。この中継接続部１６ａは、ビアＶＡと同軸のリング形状のスリットＳを接地板１６に形成することによって、誘電体基板１５の裏面側に島状に形成されたものである。各中継接続部１６ａは、何れも１つの容量Ｃを介して、接地板１６に接続されている。この容量Ｃは、ストリップ線路１４と接地板１６とを、高周波に対してはショートさせ、同時に直流に対しては絶縁する。また、一方の容量Ｃには、その両端に電位差を設けるように（即ち並列に）直流電源が接続されている。即ち、この直流電源の一方の配線ｑ1 は中継接続部１６ａに、もう一方の配線ｑ2 は接地板１６に接続されている。この様な直流電源は、各単位パターンＵ毎に配設してもよいし、例えば並列接続などによって、１つの直流電源を各単位パターンＵの間で共有する様にしても良い。
【００３９】
この様な電界設定手段（上記の直流電源や配線ｑ1 ，ｑ2 など）を用いて、ストリップ線路１４の下に配置された液晶１３（誘電率可変部材）に対してｚ軸方向に電界を掛けると、液晶１３を構成する液晶分子が回転して向きを変えるので、この時、ｚ軸方向の誘電率は高くなる。
例えば、上記の液晶１３のｚ軸方向の厚みを約０．１２７ｍｍに設定した場合、上記の電界設定手段でストリップ線路１４と接地板１６との間に１００Ｖの電圧をかけると、液晶１３のｚ軸方向の比誘電率は約２．２から約２．８まで変化する。また、この電圧を５０Ｖにすると、液晶１３のｚ軸方向の比誘電率は約２．４になる。
【００４０】
図３−Ａは、アレーアンテナ１００の放射シミュレーションにおける配線図である。ここでは、上記の直流電源を電圧可変の電源とし、各単位パターンＵの間で共有する様に、各単位パターンＵを電源に対して並列に接続した。
【００４１】
一方、図３−Ｂには、同放射シミュレーションに対する比較例の構成を示す。このアレーアンテナ９００においては、ビアを設けずに直接スタブ１２の幅広の端部１２ａから配線ｑ3 を用いて、各単位パターンのストリップ線路に直流電位を与える方式とした。ここで、端部１２ａを幅広に形成する理由は、この部位によって接地点を擬似的に具現するためであり、これによって、仮想的な接地容量が構成されている。
本実施例のアレーアンテナ１００では、表側のストリップ線路１４の面積がアレーアンテナ９００のものよりも小さいため、ストリップ線路１４と接地板１６との間の容量も小さくなってしまうが、それらは、上記の容量Ｃ（図２−Ｃ）によって補ったり調整したりすることができる。また、上記の幅広の端部１２ａが奏する容量（上記の接地容量）についても同様に、上記の容量Ｃ（図２−Ｃ）によって、補ったり調整したりすることができる。
【００４２】
したがって、この様な調整を適当に行えば、アレーアンテナ１００を、その放射面積以外の点でアレーアンテナ９００（比較列）と略等価な回路に構成することができる。言い換えれば、これらの調整パラメータを集中定数素子を用いて簡単に具備できる点でも、本実施例１のアレーアンテナ１００のスタブの接地方式は優れており、例えば本実施例の様な裏面の容量Ｃを介した接地方式によれば、所望のアンテナの放射ビームの指向性、ビーム形状、走査範囲などのチューニングが容易となる。また、この様な自由度の導入は、目的のアレーアンテナの小形化にも寄与する。
【００４３】
図４−Ａ〜Ｃに、本実施例１の放射シミュレーションの結果（放射特性）を示す。本シミュレーション結果より、以下のことが分かる。ただし、この放射シミュレーションでは、給電する高周波の周波数を７６ＧＨｚとし、上記の容量Ｃを５ｐＦと仮定した。
（１）ビアを有する本実施例１のアレーアンテナ１００では、直流電源の電圧を０Ｖから１００Ｖまで変化させることによって、放射ビームの放射ピークの方位角θを＋２８°から−２４°まで振ることができる。
（２）アレーアンテナ１００（ビアあり）では、アレーアンテナ９００よりも利得が約１ｄＢｉ高い。
（３）アレーアンテナ１００（ビアあり）のビーム幅は、アレーアンテナ９００のものよりも狭い。（この放射特性は、観測対象とすべきターゲットを絞り込む際などに、非常に有利である。）
【００４４】
これらのシミュレーション結果は、アレーアンテナ１００においては、給電点付近に配列される単位パターンＵからの無駄な放射が抑制されると共に、その分の給電電力が終端点付近の単位パターンにまで効率よく行き届くために、各単位パターン間で放射が均一化された結果生じるものと考えられる。
また、アレーアンテナ９００では、バイアス線路（配線ｑ3 ）を誘電体基板の表側に露出させざるを得ないが、アレーアンテナ１００では、ビアＶＡの導入によって、これらの配線（配線ｑ1 ，ｑ2 ）を裏面側に隠すことができるため、これらのバイアス線路からの放射が、所望のアレーアンテナの放射特性に悪影響を与える恐れも払拭される。
【実施例２】
【００４５】
図５−Ａ，−Ｂに、本実施例２の放射シミュレーションにおける配線図を示す。本実施例では、実施例１のアレーアンテナ１００に対して、各単位パターン毎にその配線ｑ1 上にそれぞれスイッチＳＷを設けることによって新たにアレーアンテナ１１０を構成し、これらのスイッチＳＷのｏｎ／ｏｆｆ状態に基づいて、アンテナの放射ビームの幅を可変制御できる様にした。
【００４６】
図５−Ａ，−Ｂの直流電源の電圧は何れも１００Ｖであるが、図５−Ａが表す接続状態ａにおいては、１６個の全てのスイッチＳＷがｏｆｆ状態になっているため、各誘電率可変部材（液晶１３）のｚ軸方向の比誘電率はそれぞれ何れも２．２のままになっている。一方、図５−Ｂが表す接続状態ｂにおいては、給電点寄りの８つの単位パターンＵに対応する各スイッチＳＷがそれぞれｏｆｆ状態になっており、残り半分の終端点Ｐ2 寄りの８つの単位パターンＵについては、対応する各スイッチＳＷがｏｎ状態になっている。このため、終端点Ｐ2 寄りの８つの単位パターンＵの各誘電率可変部材（液晶１３）のｚ軸方向の比誘電率はそれぞれ２．８に変化している。
【００４７】
この時、上記の接続状態ｂ（図５−Ｂ）では、事実上有効なアンテナ長が接続状態ａ（図５−Ａ）の半分になっている。これは、液晶１３の個々の分子からなる各双極子モーメントが電界に従ってそれぞれｚ軸方向に配向されると、図２−ＡのギャップＧ１の部分（容量）を高周波が伝播し難くなると同時に、伝播された高周波が接地板１６にアースされ易くなるためであり、この作用に基づいて、接続状態ｂでは終端点Ｐ2 寄りの８つの各単位パターンＵはアンテナ素子（放射エレメント）としては殆ど動作しない。以下、この様な非動作の単位パターンＵの群列によって形成される、アレーアンテナの非動作部をバンドギャップと言う。
【００４８】
図６に、この放射シミュレーションの結果（放射特性）を示す。このグラフから分かる様に、利得が３ｄＢｉ〜４ｄＢｉの付近では、アレーアンテナ１１０の接続状態ａにおける放射ビームの幅は、接続状態ｂの時の凡そ半分になっている。また、放射ピークにおける利得は、接続状態ａの時が１０．１ｄＢｉで、接続状態ｂの時が７．６ｄＢｉになっている。これらの結果より、近距離のものを幅広く検出したい場合には、図５−Ｂの様に制御するとよく、遠方のものを角度を絞って検出したい場合には、図５−Ａの様な制御形態が適していることが分かる。
また、アンテナの放射ビームの幅は、他の類例を後から図１５を用いて例示するのと同様に、非動作状態に設定する（即ち、液晶の双極子モーメントがｚ軸方向に配向される）単位パターンＵの数によって制御することができる。
【００４９】
更に、図５−Ｂの接続形態ｂにおいて、直流電源の電圧を１００Ｖから５０Ｖに変更して、同様のシミュレーションを行った。その結果を図７のグラフｂに示す。ただし、この図７中のグラフａは、図４−Ａのビアありの場合のグラフを比較参照のためにそのまま写したものである。各電源の電圧をこの様に比較的狭い範囲（０Ｖ〜５０Ｖ）で制御した場合には、バンドギャップは形成されず、各単位パターンＵからの放射量や放射の方向を任意に制御することができる。
本図７のグラフａとグラフｂとでは、ピーク利得に殆ど差異がないが、グラフｂには、＋２°の周辺にヌルが形成されている。これは、給電側の８つの単位パターンＵからの放射ビームがBackward側に向き、終端側の８つの単位パターンＵからの放射ビームがForward 側に向くためであり、この作用により、アンテナの略正面の方向にヌルが向く。また、このヌルが向く方向は、直流電源の電圧を変化させることにより制御可能である。
したがって、例えばノイズ源の方位が既知である場合などには、その方向に上記のヌルの方向を合わせることによって、当該アレーアンテナのＳ／Ｎ比を効果的に向上させることができる。
【実施例３】
【００５０】
図８に示す本実施例３のアレーアンテナ１２０は、実施例１のアレーアンテナ１００において、図２−Ｃの直流電源を各単位パターンＵ毎に設けたものであり、これらの各直流電源の電圧は、それぞれ個別に可変制御することができる。上記の実施例２におけるビーム幅調整機能やヌル形成機能は、個々の単位パターンＵに掛ける電界の大きさをそれぞれ可変制御することによって実現されるものであるから、勿論本実施例３のアレーアンテナ１２０によっても、同様の機能を実現することができる。
【００５１】
なお、この構造においても同様に、特に各電源の電圧を比較的狭い範囲（例：０Ｖ〜５０Ｖ）で制御した場合には、バンドギャップ（上記の非動作部）は形成されず、各単位パターンＵからの放射量や放射の方向を任意に制御することができる。このため、本実施例３のアレーアンテナ１２０を用いれば、上記のヌル形成機能などの他にも、例えば以下の機能を実現することもできる。
【００５２】
（サイドローブ抑制機能）
本サイドローブ抑制機能は、ｘｚ面上に現われるサイドローブの放射レベルを抑えるものであり、この機能は各単位パターンＵからの放射の分布を一般的に知られているテイラー分布とすることによって実現することができる。
【実施例４】
【００５３】
図９に本実施例４のアレーアンテナ２００の斜視図および断面図を示す。誘電体基板１は、４フッ化エチレン樹脂（：比誘電率２．２）から形成された厚さ約０．１３ｍｍの板状材料から成り、これが高さ変動可能な可動部材に相当している。この誘電体基板１は、ピエゾ素子２を介して、当該アンテナの本体１０に接続されている。ピエゾ素子２は、その表面に電圧を印加することによって、誘電体基板１の法線方向、即ち図中のｚ軸方向に伸縮動作することができる。即ち、このピエゾ素子２が、誘電体基板１の高さｈを変化させるアクチュエータに相当している。
【００５４】
図９の断面図に示すように、本体１０は、誘電体基板１５をベースに形成されており、この誘電体基板１５の上面にはストリップ線路１４が形成されている。また、この誘電体基板１５の裏面には金属層から形成された接地板１６が積層されている。更に、この接地板１６とストリップ線路１４とは、ビアＶＡによってショートされている。このビアＶＡは、誘電体基板１５にｚ軸方向に掘り空けた円柱形の穴に金属を詰めて形成したものである。
【００５５】
図１０に、この本体１０の平面図を示す。上記のストリップ線路１４は、実施例１の単位パターンＵのｘ軸方向における周期的な配列によって形成されており、上記のビアＶＡは、ストリップ線路１４の一部を構成するスタブ１２の先端に設けられている。即ち、これらの配線パターンは、図１の配線パターンと同様に形成されている。ただし、この本体１０の誘電体基板１５には、液晶を充填する領域がなく、本実施例４のアレーアンテナ２００には、液晶は用いられていない。
【００５６】
図９の高さｈは、この本体１０のベースを成す上記の誘電体基板１５の上面から、上記の誘電体基板１の裏面までの距離を示すものであり、ｚ軸方向に測る。この高さｈは、上記の様にその印加電圧が可変制御可能なピエゾ素子２（アクチュエータ）の伸縮動作によって、自在に可変制御することができる。
【００５７】
図１１に、このアレーアンテナ２００の放射シミュレーションの結果、即ち、指向性の高さｈに関する依存特性を示す。この指向性は、上記の高さｈを以下に示す３通りに変化させてそれぞれ測定したものである。ただし、この時の給電電力の周波数は、７６ＧＨｚとした。この時の放射パターンのピーク位置（角度θ）は、ｈ＝１．０ｍｍの時にはθ＝−１４°であり、ｈ＝０．６ｍｍの時にはθ＝＋２°であり、ｈ＝０．２ｍｍの時にはθ＝＋２０°であった。
例えば、この様に、本実施例のアレーアンテナ２００では、上記のアクチュエータで上記の高さｈを可変制御することによって、放射ビームの方向を自在に可変制御することができる。
【００５８】
この実施例４のアレーアンテナ２００に対する比較例を図１２に示す。図１２のストリップ線路１４は、図３−Ｂのものと同様に形成されたものであり、本比較例では、この図１２の本体１０′を用いて、上記と略同等のシミュレーションを実施した。ただし、図１２の本体１０′には、液晶が具備されておらず、勿論、直流電源やそのバイアス線路も接続されていない。
【００５９】
図１３に、この比較例に係わる放射シミュレーションの結果を示す。この指向性は、上記の高さｈを、ｈ＝０．１ｍｍ，０．０５ｍｍ，０．０２５ｍｍの３通りに変化させて、それぞれ測定したものである。給電電力の周波数は、７６．５ＧＨｚとした。この時の放射パターンのピーク位置（角度θ）は、ｈ＝０．０５ｍｍの時θ≒０°（ｚ軸方向）であり、ｈ＝０．１ｍｍの時θ≒＋２５°であり、ｈ＝０．０２５ｍｍの時θ≒−２８°であった。
【００６０】
図１１と図１３の各グラフを比較すると分かる様に、スタブ１２に端部１２ａを設けて仮想的な接地状態を実現する方式よりも、実際にビアＶＡを用いて裏面の接地板１６に直接スタブ１２の先端を接地する方式の方が、放射ビームの幅をより細くすることができる。これは、実施例１で示した作用と同様の作用によるものである。即ち、アレーアンテナ２００においては、給電点付近に配列される単位パターンＵからの無駄な放射が抑制されると共に、その分の給電電力が終端点付近の単位パターンにまで効率よく行き届くために、各単位パターン間で放射が均一化されるものと考えられる。
また、この様にビーム幅の細い放射特性は、観測対象とすべきターゲットを絞り込む際などに、非常に有利である。
【実施例５】
【００６１】
図１４に本実施例５のアレーアンテナ２１０の斜視図を示す。このアレーアンテナ２１０は、上記の実施例４のアレーアンテナ２００を改良したものであり、本体１０については、実施例４のアレーアンテナ２００に用いたものと同一材料で同一構造のものを使用した。ただし、個々の単位パターンＵの形状などの構成は同一としたが、単位パターンＵのｘ軸方向における繰り返し回数は、１１単位とした。
【００６２】
このアレーアンテナ２１０の特徴は、アレーアンテナ２００の誘電体基板１を各単位パターンＵ毎にそれぞれ対応させて、分割して配列した点にある。即ち、このアレーアンテナ２１０においては、アレーアンテナ２００の誘電体基板１が、１ａ〜１ｋの計１１枚にそれぞれ分割されてｘ軸方向に並べられている。また、この分割に伴って、アレーアンテナ２００のピエゾ素子２（アクチュエータ）も、各誘電体基板１ａ〜１ｋ毎に対応させて、それぞれ個別に配設されている。即ち、例えば、ピエゾ素子２ｋは、誘電体基板１ｋをｚ軸方向に並進移動させるためのアクチュエータである。ピエゾ素子２ａ〜２ｊについても同様である。
【００６３】
（実施例５の作用と効果）
各誘電体基板１ａ〜１ｋの高さｈは、２ａ〜２ｋの各圧電素子に印加する電圧をそれぞれ可変制御することによって、それぞれ可変制御することができる。そして、この高さｈの可変制御を各単位パターン毎にそれぞれ独立に実行することによって、以下の作用・効果を得ることができる。
【００６４】
（１）アンテナのビーム幅を自在に変更する
例えば、上記のアクチュエータを用いて、ギャップのキャパシタンス成分やスタブのインダクタンス成分を可変制御することができるので、これにより、一部の単位パターンを所定の周波数に対して非動作状態に制御することができる。そして、この場合、それらの非動作状態の単位パターンによって、当該アレーアンテナの終端側に、即ち、給電点の反対側にバンドギャップを形成することができるので、この作用により、当該アレーアンテナの有効長を可変制御することができる。その際、アレーアンテナの有効長が短い場合ほど、当該アレーアンテナのビーム幅が広くなるので、アンテナのビーム幅を自在に可変制御することが可能となる。ただし、上記の有効長とは、当該アンテナを構成する単位パターンの配列の全長の内、実際にアンテナとして実質的に有効に作用する部分の長さのことであり、この長さは各単位パターンの各放射量に基づいて判定することができる。
【００６５】
図１５に、アレーアンテナ２１０の放射シミュレーションの結果（方位−利得特性）を例示する。例えば、給電電力の周波数を７６．０ＧＨｚとし、誘電体基板１ａ〜１ｃの高さｈをそれぞれ０．１ｍｍに、誘電体基板１ｄ〜１ｋの高さｈをそれぞれ０．０２５ｍｍにすると、図１５の（ｃ）に示す様なビーム形状が得られる。また、同一周波数で、誘電体基板１ａ〜１ｇの高さｈを０．１ｍｍに、誘電体基板１ｈ〜１ｋの高さｈを０．０２５ｍｍにすると、図１５の（ｂ）に示す様なビーム形状が得られる。また、同一周波数で、誘電体基板１ａ〜１ｋの高さｈをそれぞれ全て０．１ｍｍにすると、図１５の（ａ）に示す様なビーム形状が得られる。
【００６６】
（２）不要なサイドローブの放射量を抑制する
また、高さｈの可変制御を各単位パターン毎にそれぞれ独立に実行すれば、サイドローブレベルを抑制することも可能となる。即ち、上記のアクチュエータを用いて、上記の単位パターンの各放射量の分布を、例えば周知のテイラー分布などの様なサイドローブ抑制作用を奏する適当な分布に制御することができ、これによって、当該アレーアンテナのサイドローブの放射量を小さく抑制することができる。
【００６７】
（３）所望の向きにヌルを形成する
また、高さｈの可変制御を各単位パターン毎にそれぞれ独立に実行すれば、単位パターンの各指向性を相異なる複数の向きに制御することによって、それらの向きから外れた向きにヌルを形成することができ、これによって、任意の方向からの信号の受信を低減させることができる。例えば、アンテナの正面方向にヌルを形成したい場合には、半数の単位パターンのビームの向きを後方波（Backward波）の側（即ち、左手系のビームの向き）に向け、残りの半数の単位パターンのビームの向きを前方波（Forward 波）の側（即ち、右手系のビームの向き）に向ければ良い。これにより、正面方向からの信号の受信を低減させることができる。
【００６８】
ただし、例えば、単位パターンの各指向性を相異なる２つの向きに組分けして制御する場合、一方の向きに放射させる単位パターンの組に属する各単位パターンは、必ずしも単位パターンの配列上に連続に一纏まりに配置する必要はない。即ち、相異なる指向性を与える単位パターンを交互に配置しても良いし、一方の向きに放射させる単位パターンの組を配列上の連続的な１組にまとめても良い。また、上記の複数の向きは、３方向でも４方向以上でも良い。
【００６９】
〔その他の変形例〕
本発明の実施形態は、上記の形態に限定されるものではなく、その他にも以下に例示される様な変形を行っても良い。この様な変形や応用によっても、本発明の作用に基づいて本発明の効果を得ることができる。
（変形例１）
例えば、先の実施例２では、アレーアンテナ１１０（図５−Ａ，−Ｂ）の直流電源の電圧を１００Ｖに固定してシミュレーションを行ったが、アレーアンテナ１１０の直流電源は、電圧を任意に可変制御できる直流電源にしてもよい。この場合には、実施例１，２のシミュレーション結果からも分かる様に、スイッチを用いて放射ビームの幅を任意の幅に制御すると同時に、その直流電圧を可変制御することによって、更にその任意幅の放射ビームの走査制御を広い角度領域に渡って自在に行うことができる。
【００７０】
（変形例２）
また、上記の直流電源は、交流電源としてもよい。図４−Ａ〜Ｃのシミュレーション結果から分かる様に、上記の直流電源の電圧を周期的に変化させれば、その周期に従って放射ビームの走査制御を行うことも可能となる。したがって、上記の直流電源の代わりに、例えば１０Ｈｚの交流電源を用いれば、１秒間当り１０回の走査動作を実現することができる。
【００７１】
（変形例３）
また、上記の実施例４、実施例５では、可動部材として誘電体を上下に移動させているが、これらの誘電体の内部には、例えば金属片などを入れても良い。その場合は単に誘電率を制御するだけでなく、同時にギャップやスタブの電気長を制御することもでき、よって、誘電体の移動に対するビーム角θの変化をより敏感に設定することが可能となる。したがって、この様な改造を施せば、ビーム方向の変化範囲をより幅広く確保したり、或いは、アクチュエータを更に小型化したりすることも可能又は更に容易となる。
【００７２】
（変形例４）
また、上記の実施例４、実施例５では、可動部材を上下方向（ｚ軸方向）に並進移動させているが、可動部材の運動は、並進往復運動でも回動運動でも良い。任意の形態の運動によって、上記の高さｈを可変制御することができる。
【００７３】
（変形例５）
また、本願発明のアレーアンテナは、スロットアンテナに内蔵する放射源として利用してもよい。言い換えれば、例えばアンテナの利得を調整したりサイドローブレベルを低減させたりするために、本願発明のアレーアンテナの上部に基板に対して平行に、スロット放射用のスロット板を設けるなどしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、無線通信や電磁波センシングに有用であり、例えば、無線通信装置や、車両の事故防止システムやオートクルーズ制御システムなどに用いられる障害物センサや、或いはその他の車両周辺の物体に対する物体探索手段などとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施例１のアレーアンテナ１００の平面図
【図２−Ａ】アレーアンテナ１００の単位パターンＵの平面図
【図２−Ｂ】アレーアンテナ１００の単位パターンＵの断面αにおける断面図
【図２−Ｃ】アレーアンテナ１００の単位パターンＵの断面βにおける断面図
【図３−Ａ】アレーアンテナ１００の放射シミュレーションにおける配線図
【図３−Ｂ】同放射シミュレーションに対する比較例の構成を示す平面図
【図４−Ａ】同放射シミュレーションの結果（放射特性）を示すグラフ
【図４−Ｂ】同放射シミュレーションの結果（放射特性）を示すグラフ
【図４−Ｃ】同放射シミュレーションの結果（放射特性）を示すグラフ
【図５−Ａ】実施例２の放射シミュレーションにおける配線図
【図５−Ｂ】実施例２の放射シミュレーションにおける配線図
【図６】同放射シミュレーションの結果（放射特性）を示すグラフ
【図７】同放射シミュレーションの結果（放射特性）を示すグラフ
【図８】実施例３のアレーアンテナ１２０の配線図
【図９】実施例４のアレーアンテナ２００の斜視図および断面図
【図１０】アレーアンテナ２００の本体１０の平面図
【図１１】アレーアンテナ２００の放射シミュレーションの結果を示すグラフ
【図１２】アレーアンテナ２００の比較例の本体１０′の平面図
【図１３】同比較例に係わる放射シミュレーションの結果を示すグラフ
【図１４】実施例５のアレーアンテナ２１０の斜視図
【図１５】アレーアンテナ２１０の放射シミュレーションの結果を示すグラフ
【図１６】従来のストリップアレーアンテナの構造と動作を示す斜視図
【図１７−Ａ】ＥＢＧ構造の反射体を持つ従来のビーム走査アンテナの平面図
【図１７−Ｂ】同ビーム走査アンテナの構造と動作を示す側面図
【符号の説明】
【００７６】
１００  ：  アレーアンテナ
１１  ：  主線路
１２  ：  スタブ
１３  ：  液晶
１４  ：  ストリップ線路
１５  ：  誘電体基板
１６  ：  接地板
Ｇ１  ：  ギャップ
ＶＡ  ：  ビア
Ｕ  ：  単位パターン
【図１】
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【図２−Ａ】
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【図２−Ｂ】
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【図２−Ｃ】
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【図３−Ａ】
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【図３−Ｂ】
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【図４−Ａ】
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【図４−Ｂ】
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【図４−Ｃ】
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【図５−Ａ】
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【図５−Ｂ】
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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】
2008035424.tif 000023
【図１６】
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【図１７−Ａ】
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【図１７−Ｂ】
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