(57)【要約】【課題】  広い周波数帯域にわたって性能が改善されたＬＰＤＡアンテナを提供する。【解決手段】    ＬＰＤＡアンテナ７００は、第１および第２のアンテナ素子２００ａ，２００ｂと、一対の伝送線路構造５００ａ，５００ｂとを備える。第１のアンテナ素子２００ａは、中心導体と、この中心導体から外側に向かって延在する複数のダイポールエレメントをそれぞれ含み、導電材料からなる連続部材として構成される。第２のアンテナ素子２００ｂは、第１のアンテナ素子と鏡像関係にあるものの、第１のアンテナ素子２００ａと同様に構成される。第１および第２のアンテナ素子２００ａ，２００ｂのそれぞれと一対の伝送線路構造５００ａ，５００ｂのそれぞれとの間は、電気的不連続性が存在しないように接合されている。この接合には、例えば導電性エポキシ樹脂や鑞付けプロセスを用いる。【選択図】    図７Ａ
2008131647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体と、この中心導体から外側に向かって延在する複数のダイポールエレメントとをそれぞれ含み、導電材料からなる連続部材として構成された第１のアンテナ素子と、
中心導体と、この中心導体から外側に向かって延在する複数のダイポールエレメントとをそれぞれ含み、導電材料からなる連続部材として前記第１のアンテナ素子と鏡像関係をなすように構成された第２のアンテナ素子と、
それぞれが前記第１および第２のアンテナ素子の各中心導体に結合された一対の伝送線路構造と
を備え、
前記第１および第２のアンテナ素子のそれぞれと前記一対の伝送線路構造のそれぞれとの間に電気的不連続性が存在しないように構成されている
ことを特徴とするＬＰＤＡアンテナ。
【請求項２】
前記第１および第２のアンテナ素子は、基板の表面および内部以外に形成されたものである
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項３】
前記第１および第２のアンテナ素子は、それぞれ、単一の金属シートから形成されたものである
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項４】
前記金属シートは、アルミニウム、銅、マグネシウム、黄銅およびそれらの合金よりなる金属グループから選択されたものである
ことを特徴とする請求項３に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項５】
前記第１および第２のアンテナ素子は、それぞれ、単一の金属シートから前記中心導体および複数のダイポールエレメントの外形輪郭を切り抜いて形成されたものである
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項６】
前記外形輪郭は、高圧水ジェットツール、高圧研磨剤ジェットツール、レーザカッティングツール、プラズマカッティングツールまたは機械加工ツールを用いて、前記金属シートから切り抜かれたものである
ことを特徴とする請求項５に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項７】
前記一対の伝送線路構造の各々は、平坦な底面を有する導電部材を含んで構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項８】
前記導電部材は、押し出し加工（extrusion）、鋳造（casting）、モールド成形（molding）または機械加工（machining）プロセスを用いて、金属または合金から形成されたものである
ことを特徴とする請求項７に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項９】
前記一対の伝送線路構造のうちの少なくとも一方は、
前記導電部材の内部に形成され、この導電部材の長手方向に沿って延びるケーブルガイド通路孔と、
前記ケーブルガイド通路孔の内部に配置され、ＬＰＤＡアンテナに給電を行う同軸給電線と
を備えたことを特徴とする請求項７に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項１０】
前記導電部材の前記平坦な底面と前記中心導体との間が中心導体の長さ方向全体にわたって電気的かつ熱的に接続されるように、前記平坦な底面を前記中心導体に恒久的に取り付けることにより、前記第１および第２のアンテナ素子が前記一対の伝送線路構造に結合されている
ことを特徴とする請求項７に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項１１】
前記導電部材の前記平坦な底面は、鑞付け（brazing）によって前記第１および第２のアンテナ素子の中心導体に恒久的に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１０に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項１２】
前記導電部材の前記平坦な底面は、導電性エポキシ樹脂によって、前記第１および第２のアンテナ素子の中心導体に恒久的に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１０に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項１３】
前記第１および第２のアンテナ素子を前記一対の伝送線路構造に結合することにより、実質的に等しい構造の２つの構造体が形成されており、
互いに平行かつ離間した２つの平面内に前記２つの構造体をそれぞれ保持し得るように構成された１または複数の誘電体スペーサによって、前記２つの構造体が１つに結合されている
ことを特徴とする請求項１０に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項１４】
高周波部と低周波部とを備え、
前記高周波部が、
中心導体と、この中心導体から外側に向かって対数周期的態様で延在する複数の第１のダイポールエレメントとをそれぞれ含むと共に、各々が導電材料からなる連続部材として構成された一対のアンテナ素子と、
それぞれが前記一対のアンテナ素子の各中心導体に結合された一対の伝送線路構造と
を含み、
前記低周波部が、前記一対の伝送線路構造から外側に向かって対数周期的態様で延在する複数の第２のダイポールエレメントを含み、
前記一対のアンテナ素子のそれぞれと前記一対の伝送線路構造のそれぞれとの間に、前記中心導体の長さ方向の全体にわたって、電気的不連続性が存在しないように構成されている
ことを特徴とするＬＰＤＡアンテナ。
【請求項１５】
前記一対の伝送線路構造の各々は、平坦な底面を有する導電部材を含んで構成されている
ことを特徴とする請求項１４に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項１６】
前記一対のアンテナ素子の中心導体は、前記一対の伝送線路構造の前端に近い側において、前記導電部材の前記平坦な底面に鑞付けによって恒久的に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１５に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項１７】
前記一対のアンテナ素子の中心導体は、前記一対の伝送線路構造の前端に近い側において、前記導電部材の前記平坦な底面に導電性エポキシ樹脂によって恒久的に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１５に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項１８】
前記導電部材は、押し出し加工、鋳込み成形、モールド成形または機械加工プロセスを用いて、金属または合金材料から形成されたものである
ことを特徴とする請求項１５に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項１９】
前記一対の伝送線路構造のうちの少なくとも一方は、
前記導電部材の内部に形成され、この導電部材の長手方向に沿って延びるケーブルガイド通路孔と、
前記ケーブルガイド通路孔の内部に配置され、ＬＰＤＡアンテナに給電を行う同軸給電線と
を備えたことを特徴とする請求項１５に記載のＬＰＤＡアンテナ。
【請求項２０】
中心導体と、この中心導体から外側に向かって対数周期的態様で延在する複数のダイポールエレメントとをそれぞれ含む一対のアンテナ素子を、単一の金属シートから前記中心導体および複数のダイポールエレメントの外形輪郭を切り抜くことにより形成するステップと、
平坦な底面を有すると共に長手方向に沿って延びる通路孔とこの通路孔の内部に配置された同軸給電線とを有するように少なくとも１つが構成された導電部材を、それぞれ備えた一対の伝送線路構造を形成するステップと、
前記伝送線路構造の平坦な底面と前記アンテナ素子の各中心導体との間に前記中心導体の長さ方向の全体にわたって電気的連続性が存在するようにして前記平坦な底面を中心導体に恒久的に取り付けることにより、前記一対のアンテナ素子の各々を前記一対の伝送線路構造の各々に結合するステップと
を含むことを特徴とするＬＰＤＡアンテナの製造方法。
【請求項２１】
前記一対のアンテナ素子を形成するステップにおいて、高圧水ジェットツール、高圧研磨剤ジェットツール、レーザカッティングツール、プラズマカッティングツールまたは機械的ツールを用いて、前記金属シートから前記外形輪郭を切り抜く
ことを特徴とする請求項２０に記載のＬＰＤＡアンテナの製造方法。
【請求項２２】
前記金属シートを、アルミニウム、銅、マグネシウム、黄銅およびそれらの合金よりなる金属グループから選択する
ことを特徴とする請求項２１に記載のＬＰＤＡアンテナの製造方法。
【請求項２３】
前記一対の伝送線路構造を形成するステップにおいて、押し出し加工、鋳込み成形、モールド成形または機械加工プロセスを用いて、前記導電部材を金属または合金から形成する
ことを特徴とする請求項２０に記載のＬＰＤＡアンテナの製造方法。
【請求項２４】
前記アンテナ素子を前記伝送線路構造に結合するステップにおいて、前記導電部材の前記平坦な底面を、鑞付けによって前記アンテナ素子の中心導体に恒久的に取り付ける
ことを特徴とする請求項２０に記載のＬＰＤＡアンテナの製造方法。
【請求項２５】
前記アンテナ素子を前記伝送線路構造に結合するステップにおいて、前記導電部材の前記平坦な底面を、導電性エポキシ樹脂によって前記アンテナ素子の中心導体に恒久的に取り付ける
ことを特徴とする請求項２０に記載のＬＰＤＡアンテナの製造方法。
【請求項２６】
前記アンテナ素子を前記伝送線路構造に結合するステップの前に、
前記伝送線路構造に形成された１以上の穴に対して位置合わせされた１以上の穴を前記アンテナ素子に形成するステップと、
前記伝送線路構造および対応する前記アンテナ素子にそれぞれ形成された穴に、固定ピンの上面が前記アンテナ素子の表面と同じ高さになるように固定ピンを挿入するステップと
を含むことを特徴とする請求項２０に記載のＬＰＤＡアンテナの製造方法。
【請求項２７】
前記一対のアンテナ素子を形成するステップと、前記一対の伝送線路構造を形成するステップと、前記一対のアンテナ素子の各々を前記一対の伝送線路構造の各々に結合するステップとにより、実質的に等しい構造の２つの構造体を形成し、
前記２つの構造体を、互いに平行かつ離間した２つの平面内にそれらの構造体がそれぞれ保持されるように、１つに結合するステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項２０に記載のＬＰＤＡアンテナの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広帯域アンテナ設計に係わり、より具体的には、広い周波数範囲全体にわたって性能が改善された対数周期ダイポールアレイ（ＬＰＤＡ）アンテナおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の説明および例は背景技術を示しているに過ぎない。
【０００３】
ＬＰＤＡアンテナは、多くの用途のために広く普及している広帯域アンテナである。一般に、ＬＰＤＡアンテナは、スケーリングされて対数周期アレイ状に配置された線状ダイポールまたはテーパ（tapered）ダイポールの集合体を含む。アレイ内の各ダイポールは、長さが異なり、一対の伝送線路構造から外側に伸びる２本のエレメントまたは半分のエレメント（すなわち、「給電導体」）を含む。ダイポールは、ダイポールエレメント長およびダイポールエレメント間隔がアンテナに沿って対数的に変化するように、最短のものから最長のものまで配置される。さらに、ダイポールの長さおよび間隔は、アンテナの動作周波数レンジに依存する。例えば、最長ダイポールの長さはＬＰＤＡアンテナの最低動作周波数に比例し、一方、最短ダイポールの長さはＬＰＤＡアンテナの最高動作周波数に比例する。比較的広い周波数レンジを得るためには、通常、最長エレメントと最短エレメントの間に大きな差異を有する比較的大きなＬＰＤＡアンテナが必要である。
【０００４】
多くの場合、ダイポールは、断面が円筒型のアルミニウム棒（aluminum bar stock）から作られる。しかし、その他の導電材料（銅およびその合金など）を用いたり、他の断面形状（長方形など）を有するようにダイポールエレメントを製作することもできる。多くの場合、ダイポールエレメントは、ねじまたはその他の機械的固定具を用いて給電導体に取り付けられる。別の方法として、ダイポールエレメントは、給電導体に個々に、はんだ付けまたは溶接することが可能である。しかし、はんだ付けおよび溶接に求められる極めて強い局所加熱はアンテナ構造を歪めがちであるため、これらの処理はほとんど使用されない。
【０００５】
ＬＰＤＡは、使用に際して、最短エレメントを有する端部（すなわち、前端部）が所望の送受信方向に向けられる。多くの場合、パターンの歪みを避けるために、アンテナは前端部で給電される。例えば、給電導体は通常、ダイポールエレメントと垂直な平面内に間隔を空けて配置される。場合によっては、ダイポールエレメントが接続される給電導体のうちの一方の内側に沿って同軸給電線を走らせることにより、アンテナへの給電を行うようにしてもよい。かかる構成は、一般に、「上下給電機構（over/under feed mechanism）」と呼ばれる。
【０００６】
給電信号をアンテナの前方部に持っていくことは２つの目的に適う。第１に、給電信号をアンテナの前方部で供給するようにすることで、信号源コネクタまたは受信コネクタをアンテナの後端部（すなわち、最長エレメントを有する端部）に設けることが可能となり、著しい機械的メリットをもたらす。第２に、前方部でアンテナに給電することは、パターンの歪みを減らし、固有の平衡網をもたらす。例えば、同軸給電線は、上下給電機構の２本の給電導体のうちの１つの内部に完全に含まれてもよい。アンテナの前方部（すなわち「給電領域」）において、同軸給電線の内側導体を一方の導体から突き出して他方の導体に接続するようにしてもよい。給電領域が電気的に小規模である場合には、電流の連続性が維持され、２本の導体に沿って流れる電流の平衡が保たれる。
【０００７】
上記の給電構成は、多くの場合、「無限バラン（平衡不平衡変換器；balun）」と呼ばれる。この給電構成は、技術的には平衡不平衡変換器ではないが、固有の電流平衡をアンテナにもたらし、その結果、別の平衡変換器が不要になる。前端部でアンテナに給電するようにした場合（すなわち、小規模な高周波エレメントの場合）には、閉塞（blockage）が発生せず、アンテナは、広い周波数範囲全体にわたって維持される単一方向パターンをもたらす。
【０００８】
アンテナが「後方で」給電されている場合において放射を「前方に」向けるためには、一連のダイポールエレメントに、位相を１８０度ずらした信号を給電しなければならない。これは、各給電導体を、一連のダイポールにおける互い違いの半分部分に電気的に接続することによって実現される。例えば、１つの給電導体を、一対のダイポールのうちの「左側」エレメントに接続し、次の一対のダイポールの「右側」エレメントに接続し、…という具合に次々に電気的に接続するようにしてもよい。
【０００９】
現在利用可能な最も成功したＬＰＤＡ設計は、「無限バラン」技術を、上で議論した上下給電機構と組み合わせたものである。しかし、これらの技術を組み込んだ伝統的なＬＰＤＡ設計には、依然として多くの不利な点がある。例えば、ねじを使ってダイポールエレメントを給電導体に接続する通常のＬＰＤＡアンテナでは、多くの場合、エレメントの基部（すなわち、ダイポールエレメントと給電導体の間の接点）において、電気的接触が不連続になる。すなわち、ダイポールエレメントが熱膨張することにより、時間の経過と共に固定具が緩み、エレメントの基部と給電導体との間に湿気と酸素が侵入する。これはエレメントの基部に、避けがたい酸化と断続的な電気接触とをもたらす。場合によっては、電気接触問題は、上記のように、ダイポールエレメントを給電導管に直接はんだ付けまたは溶接することによって解決できる。しかし、はんだ付けまたは溶接は、極めて強い局所加熱を必要とし、アンテナ構造を歪めがちである。このため、ダイポールエレメントを給電導体に取り付けるため、大抵の場合、主に機械的固定具（ねじなど）が用いられる。
【００１０】
その上、機械的固定具を用いて取り付けられたダイポールエレメントを用いたＬＰＤＡ設計は、高い動作周波数（例えば、マイクロ波周波数で）では実用的でない。上述したように、動作周波数範囲の高周波数限界が高まるにつれて、ダイポールエレメントの長さはますます短くなる。大抵の場合、各エレメントの製造は同じ加工処理を必要とするため、エレメント寸法に関係なく、各ダイポールエレメントに関する費用は同様なものとになる。したがって、従来のＬＰＤＡアンテナの高周波数限度を、マイクロ波周波数範囲に広げるためには非常に費用がかかる。加えて、上下給電機構では、より高い周波数限度に対応するために、各ダイポールの２つの片割れ部分（two halves）を互い違いにずらす必要がある。しかし、このようなずらし構造は、給電構造の寸法の削減によってのみ抑制可能な干渉偏波放射電界（cross-polarized radiated fields）をもたらす。その結果、給電上の問題を引き起し、組み立てを難しくする。
【００１１】
高周波数限界を高めたＬＰＤＡアンテナを製作するための一つの手法は、プリント基板（ＰＣＢ）上にアンテナを実装することである。例えば、Braathenによる特許文献１は、ダイポールエレメントおよび１本の給電導体が絶縁基板の片面にパターニングされると同時に２本目の給電導体が基板の反対側面にパターニングされたＬＰＤＡアンテナを提案している。給電導体は、基板内に埋め込み可能な、または基板の両面に連結可能なマイクロストリップ線路として実装される。位相交差（phase transposition）は、基板内に形成されたビアを通って、２本目の給電導体を互い違いのダイポールエレメントに接続することによって実現される。このように、誘電体基板は、複数のダイポールエレメントを支持すると共に、それらが所望の共面構造（co-planar configuration）となるように保つ。一方、ビアは様々な位置で２本目の給電導体をダイポールエレメントに接続する。
【００１２】
プリント回路技術を用いて構築されたＬＰＤＡアンテナは高周波動作を可能にするものの、一連の不都合点を有する。例えば、いかなるプリント回路の誘電体基板も（たとえ誘電率が低くても）、アンテナによって生じた電磁場を必ず乱してしまうことである。利用可能な最善の基板（例えば、ＰＴＦＥ系の基板）は、おそらく約２．０程度の比誘電率を示すものであろう。これらの基板ですら、電磁場を著しく乱れさせ、最終的には、意図した放射パターンを低下させる。
【００１３】
その上、プリント回路アンテナは、通常、狭い高周波レンジにわたる動作に限定され、比較的広い周波数レンジにわたって動作するように低コストで適合させるのは容易ではない。小型のプリント回路ＬＰＤＡアンテナと大型の従来型ＬＰＤＡアンテナとを組み合わせて、比較的広い周波数レンジをカバーしようという試みが行われている。しかし、２つの異なるＬＰＤＡ（すなわち、プリント回路ＬＰＤＡ内には誘電体が存在する一方、従来型ＬＰＤＡ内には誘電体が存在しないことから、必然的に、これらの２つのＬＰＤＡは異種のものである）の結合は、特にクロスオーバー領域（すなわち、従来型ＬＰＤＡの上限周波数とプリント回路ＬＰＤＡの下限周波数とが交錯する領域）において、必然的に、何らかの性能劣化を招く。誘電体基板の存在はまた、ＬＰＤＡアンテナの周波数とは無関係な特性をも低下させる傾向がある。
【特許文献１】米国特許番号第５，９０３，６７０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、ＬＰＤＡアンテナデザインの改良が依然として求められている。
本発明は、係る問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、従来型ＬＰＤＡデザインおよびプリント回路ＬＰＤＡデザインの両方に関連する上記問題を克服することが可能な改良されたＬＰＤＡアンテナおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以下、ＬＰＤＡアンテナおよびその製造方法について様々な実施の形態を上げて説明するが、これらの説明は、決して、特許請求の範囲の主題を限定するものと解釈されるべきではない。
【００１６】
本発明の第１の形態は、ＬＰＤＡアンテナおよびその製造方法を提供するものである。ＬＰＤＡアンテナは、一対の伝送線路構造に連結される一対のアンテナ素子を含む。第１のアンテナ素子は、対数周期的態様で中心導体から外側に伸びる複数のダイポールエレメント（すなわち、ダイポールの片方）を含むように導電材料からなる連続体として製作されたものである。第２のアンテナ素子は、第１のアンテナ素子と鏡像関係にはあるものの、同様の構成である。多くの場合、導電材料は、アルミニウム、銅、黄銅、マグネシウムおよびこれらの合金で構成されるが、これらに限定されない金属群から選択し得るものである。導電材料としては、重量および費用が低いことから、アルミニウムを用いるのが好ましい。但し、その他の低密度金属およびその合金を用いてもよい。
【００１７】
第１および第２のアンテナ素子は、それぞれ、均一の厚さを有する金属のシート（あるいは板）から製作することができる。例えば、アンテナ素子の各々は、金属のシート（あるいは板）から複数のダイポールエレメントの外形輪郭および中心導体を切り出すことによって製作可能である。例えば、高圧水ジェットツール、高圧研磨剤ジェットツール、レーザカッティングツール、プラズマカッティングツールまたは機械加工ツールを用いて、金属シート（あるいは板）から外形輪郭を切り出すことができる。但し、アンテナ素子の製作プロセスは、上記のようなカッティングによる方法に限定されるものではなく、例えば、鋳造（casting）やモールド成形（molding）等の他の方法によって行うようにしてもよい。用いるプロセスが特定のものであるか否かにかかわらず、アンテナ素子は、ダイポールエレメントを誘電体基板の上または内部にプリントまたはパターニングするプロセスを経ずに製作される。
【００１８】
伝送線路構造は、各々が平坦な底面を有する導電部材を含むように製作するのが好ましい。導電部材の形成には、様々な製作方法が使用可能である。例えば、導電部材は、押し出し加工（extrusion）、鋳造（casting）、モールド成形（molding）または機械加工（machining）プロセスを用いて、金属または合金から製作可能である。伝送線路構造の少なくとも一方は、ケーブルガイドまたは通路孔を含むように形成するのが好ましい。ケーブルガイドまたは通路孔は、例えば、導電部材の少なくとも一方の内部に、導電部材の全長にわたって延在するように形成する。これにより、ＬＰＤＡアンテナに給電するための絶縁線または絶縁ケーブル（例えば、同軸ケーブル）をケーブルガイドまたは通路孔に通すことが可能になる。
【００１９】
アンテナ素子は、アンテナ素子と、対応する伝送線路構造との間に電気的（または熱的）不連続が存在しないように、伝送線路構造に結合される。特に、アンテナ素子は、伝送線路構造の各導電部材の平坦な底面を第１および第２のアンテナ素子の各中心導体に恒久的に取り付けることによって一対の伝送線路構造に連結するのが好ましい。導電部材の平坦な底面は、蝋付け処理を用いてアンテナ素子の中心導体に恒久的に取り付けるのが好ましい。あるいは、導電性エポキシ樹脂を用いて導電部材の平坦な底面をアンテナ素子の中心導体に恒久的に取り付けるようにしてもよい。これにより、中心導体の全長にわたって、平坦な底面と中心導体との間を連続的に（途切れなく）電気的・熱的に接続するプロセスを確実に行うことができる。
【００２０】
本発明の第１の形態では、第１および第２のアンテナ素子を一対の伝送線路構造に結合することにより、ほぼ等しい構造の２つの構造体を形成すると共に、１または複数の誘電体スペーサによって、互いに平行かつ離間した２つの平面内に上記の２つの構造体をそれぞれ保持しつつ、両者を１つに結合するのが好ましい。
【００２１】
場合によっては、導電部材の平坦な底面からアンテナ素子の中心導体を通る１または複数の位置合わせ穴を設けるようにしてもよい。この場合、各伝送線路構造に対してアンテナ素子の正確な組立を確実にするための固定ピンを挿入することができるように、平坦な底面に形成する穴の位置と中心導体に形成する穴の位置とを対応させる。但し、固定ピンおよび位置合わせ穴は、必ずしも必要なものではない。
【００２２】
本発明の第２の形態は、高周波数部分と低周波数部分（すなわち、ハイブリッド型アンテナ）を備えるＬＰＤＡアンテナを提供するものである。高周波数部分は一対のアンテナ素子と第１の伝送線路構造対を含む。アンテナ素子は各々、対数周期的態様で中心導体から外側に延びる複数の第１のダイポールエレメントを含むように、導電材料からなる連続体として構成されている。第１の伝送線路構造対の各々は、中心導体の全長にわたって、アンテナ素子と、対応する各伝送線路構造との間に電気的・熱的な不連続性が存在しないように、アンテナ素子の各中心導体に恒久的に取り付けられている。
【００２３】
第１の伝送線路構造対における各導電部材の平坦な底面をアンテナ素子の中央導体に恒久的に取り付けるには、蝋付け処理を用いることができる。あるいは、平坦な底面を中央導体に恒久的に取り付けるために、導電性エポキシ樹脂を用いてもよい。高周波数部分は、約３００ＭＨｚから約６０００ＭＨｚの比較的高い周波数帯域で動作するように構成可能である。但し、当業者であれば、異なる周波数帯域で動作させるためには、高周波数部分をどのように変更すればよいか、判るであろう。
【００２４】
低周波数部分は、対数周期的態様で第２の伝送線路構造対の各々から外側に伸びる複数の第２のダイポールエレメントを含む。低周波数部分は、個々のダイポールエレメントをねじ等の機械的固定具を用いて第２の伝送線路構造対に取り付けるという通常の方法で製作可能である。低周波数部分は、約８０ＭＨｚから約３００ＭＨｚの比較的低い周波数帯域で動作するように構成可能である。但し、当業者であれば、異なる周波数帯域で動作させるためには、低周波数部分をどのように変更すればよいか、判るであろう。
【００２５】
ハイブリッド型ＬＰＤＡアンテナは、高周波数部分を低周波数部分に接続することによって実現可能である。高周波数部分の低周波数部分への接続は、第１および第２の伝送線路構造を（別々に製作するのではなく）ただ一対の伝送線路構造として（共通に）製作することで実現可能である。このような構成は、例えば、伝送線路構造の前端部側領域でアンテナ素子を導電部材の平坦な底面に蝋付けすると共に、同じ伝送線路構造の後端部側領域で従来型ダイポールエレメントを導電部材の側面に取り付けるようにすることで実現可能である。本発明のアンテナ素子では、誘電体基板を用いずに形成されていることから、ハイブリッド型ＬＰＤＡアンテナの放射パターンを乱さずに、高周波数部分を低周波数部分に接続することが可能である。
【００２６】
以下の詳細な説明および添付の図面により、本発明の他の目的および利点が明らかになるであろう。
【００２７】
本発明に関し様々な変更例や代替例が可能であるが、本明細書では、それらの例のうちの特定の具体例だけを図面に示して詳細に説明する。但し、それらの図面および詳細な説明は、本発明の範囲を、ここに開示した特定の形態に限定することを意図したものではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神および範囲内のすべての変更形態、均等物および代替形態をカバーすることを意図したものであることを理解されたい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の第１のＬＰＤＡアンテナによれば、中心導体とこの中心導体から外側に向かって延在する複数のダイポールエレメントとをそれぞれ含み導電材料からなる連続部材として構成された第１のアンテナ素子と、中心導体とこの中心導体から外側に向かって延在する複数のダイポールエレメントとをそれぞれ含み導電材料からなる連続部材として第１のアンテナ素子と鏡像関係をなすように構成された第２のアンテナ素子と、それぞれが第１および第２のアンテナ素子の各中心導体に結合された一対の伝送線路構造とを備えるように構成したので、誘電体基板を用いて構成したプリント回路ＬＰＤＡアンテナの場合に比べて、誘電体基板の存在に起因するＬＰＤＡアンテナ放射パターンの乱れが少ない。また、第１および第２のアンテナ素子を、それぞれ、中心導体および複数のダイポールエレメントを含む導電性連続部材として形成するようにしたので、ＬＰＤＡアンテナの高周波数限界の拡大を低コストで実現することができる。さらに、第１および第２のアンテナ素子のそれぞれと一対の伝送線路構造のそれぞれとの間に電気的不連続性が存在しないように構成したので、個々のダイポールエレメントを伝送線路構造に機械的留め具を用いて連結する従来のやり方でしばしば生ずる熱膨張やさびの問題を回避することができる。
【００２９】
本発明の第２のＬＰＤＡアンテナによれば、高周波部と低周波部とを備えると共に、高周波部が、中心導体とこの中心導体から外側に向かって対数周期的態様で延在する複数の第１のダイポールエレメントとをそれぞれ含むと共に各々が導電材料からなる連続部材として構成された一対のアンテナ素子と、それぞれが一対のアンテナ素子の各中心導体に結合された一対の伝送線路構造とを含み、低周波部が、一対の伝送線路構造から外側に向かって対数周期的態様で延在する複数の第２のダイポールエレメントを含むように構成し、かつ、一対のアンテナ素子のそれぞれと一対の伝送線路構造のそれぞれとの間に中心導体の長さ方向の全体にわたって電気的不連続性が存在しないように構成したので、上記の第１のＬＰＤＡアンテナのすべての利点を保有しつつ、高周波域から低周波域にわたる著しく広帯域で動作可能なハイブリッド型ＬＰＤＡアンテナを実現することができる。
【００３０】
本発明のＬＰＤＡアンテナの製造方法によれば、中心導体とこの中心導体から外側に向かって対数周期的態様で延在する複数のダイポールエレメントとをそれぞれ含む一対のアンテナ素子を単一の金属シートから中心導体および複数のダイポールエレメントの外形輪郭を切り抜くことにより形成するステップと、平坦な底面を有すると共に長手方向に沿って延びる通路孔とこの通路孔の内部に配置された同軸給電線とを有するように少なくとも１つが構成された導電部材をそれぞれ備えた一対の伝送線路構造を形成するステップと、伝送線路構造の平坦な底面とアンテナ素子の各中心導体との間に中心導体の長さ方向の全体にわたって電気的連続性が存在するようにして平坦な底面を中心導体に恒久的に取り付けることにより一対のアンテナ素子の各々を一対の伝送線路構造の各々に結合するステップとを含むようにしたので、高性能のＬＰＤＡアンテナを低コストで実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１〜１１は改善されたＬＰＤＡアンテナの様々な実施の形態およびその製造方法を例示するものである。より詳細に後述するように、改善されたＬＰＤＡアンテナは、従来のＬＰＤＡデザインおよびプリント回路ＬＰＤＡデザインの両方に関わる多くの問題を克服することができる。例えば、改善されたＬＰＤＡアンテナは、従来のＬＰＤＡデザインおよびプリント回路ＬＰＤＡデザインの両方に代わる高周波数アンテナを提供する。第２に、改善されたＬＰＤＡアンテナは、給電導体にダイポールエレメントを接続するために用いられる機械的固定具の熱的な膨張や錆（酸化）に起因する電気的接触の問題を取り除くことにより、従来のＬＰＤＡデザインを改善することができる。第３に、改善されたＬＰＤＡアンテナは、誘電体基板に関連して起きるパターン妨害を除去することにより、プリント回路ＬＰＤＡデザインを改善することができる。その他の改善点や利点は以下の説明により明らかになるであろう。
【００３２】
図１は、本発明の一実施の形態による、対数周期ダイポールアレイ（ＬＰＤＡ）アンテナの改善された製造方法（１００）を表すものである。この方法は、各々が対数周期の形で中心導体から外側に伸びる複数のダイポールエレメントを含む一対のアンテナ素子を製作することから始まる。本明細書において、用語「ダイポールエレメント」はダイポールの片方を説明するために使用される。
【００３３】
以下に詳述するように、まず、導電材料のシート（あるいは板）からダイポールエレメントの輪郭および中心導体を切り抜くことによって、導電材料からなる連続部材としての第１のアンテナ素子を製作する（ステップ１１０）。次いで、第１のアンテナ素子と鏡像関係にあるもののほぼ同様の構成を有する第２のアンテナ素子を製作する（ステップ１２０）。なお、ステップ１１０，１２０は図１では相前後して連続的に実行されるが、同時に実行してもよい。一対のアンテナ素子の具体例については、後に図２および図８を参照して詳述する。
【００３４】
本明細書で使用する用語「導電性」は一般に導電率を指す。但し、「導電性」材料は熱的に伝導性であるとして説明される場合もある。一対のアンテナ素子は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の１つまたは複数のシート（あるいは板）から切り出すことが可能である。後述するように、好適なアルミニウム合金としては、（これらに限定されるものではないが）、２０００シリーズから７０００シリーズのアルミニウム合金がある。但し、マグネシウム、銅、真鍮およびそれらの合金など、その他の導電材料も適用可能である。例えば、マグネシウムはアルミニウムよりも若干軽量であり（すなわち、高い比強度を有する）、したがって、最終形のアンテナの重量を減少するために使用可能である。概して、一対のアンテナ素子を作製するには、比較的低密度の任意の導電性固体材料を使用可能である。例えば、最終形のアンテナの重量を最低限に抑えるためには、より低い密度の導体が望ましい。
【００３５】
多くの場合、一対のアンテナ素子は均一の厚さを有する導電材料のシート（あるいは板）から切り出すことができる。好適な厚さ範囲は、約１ｍｍから約８ｍｍであるが、これに限定されない。一般に、導電材料の厚さは、長さ対直径比が一定の合理的範囲内に維持されるように選択すべきである。例えば、導電材料の厚さは任意であるが、より大きな有効径を有するアンテナ素子を形成するためには、概して、より厚くする（例えば、１／８インチ以上）のが望ましい。これらのアンテナ素子は、機械的安定性が高まることに加えて、低い放射Ｑを有する。したがって、有効径が小さいアンテナ素子よりも帯域が広い。別のケースとして、一対のアンテナ素子を、異なる厚さを有する導電材料の２枚以上のシートから切り出すようにしてもよい。後述するように、各ダイポールエレメントの長さ対直径比がほぼ等しい理想的なアンテナに近づけるためには、異なるシート厚さが使用される。
【００３６】
一対のアンテナ素子は、高圧水ジェットプロセスまたは高圧研磨剤ジェットプロセスを使用して導電材料のシート（あるいは板）から切り出すことができる。高圧水ジェットプロセスは、極めて細かい部分の安価な製作を実現する際に特に役立つと考えられる。但し、製作プロセスはそのような方法には限定されず、中でも高強度レーザ（例えば、ＣＯ2 ）切断ツール、プラズマ切断ツールおよび通常の機械加工（machining）など、他の加工方法を用いてもよい。最適なプロセスは、シート（あるいは板）の厚さや、アンテナ素子を製作するために求められる細部のレベルに、ある程度依存する。切断プロセスに代えて、鋳造（casting）やモールド成形（molding）によってアンテナ素子を製作するようにしてもよい。
【００３７】
次に、各々が平坦な底面を有する導電部材を含む一対の伝送線路構造を製作する（ステップ１３０）。なお、図１では、ステップ１３０をステップ１１０，１２０の後に行うものとして例示しているが、ステップ１１０，１２０に先立って、またはこれらと並行して行うようにしてもよい。アンテナ素子および伝送線路構造が製作される順序は必ずしも重要ではなく、したがって、所望の手順で行えばよい。一般に、導電部材は、押し出し成形（extrusion）、鋳造（casting）、引き抜きまたは絞り加工（drawing）、モールド成形（molding）または機械加工（machining）等によって、金属または合金から製作することが可能である。導電部材は、通常、アンテナ素子用に選択された同じ導電材料を使用して製作するが、実質的に異なる導電材料を使用してもよい。
【００３８】
一般に、伝送線路構造の少なくとも一方は、対応する導電部材の内部に形成されたケーブルガイドまたは通路孔（opening）を含む。後述するように、ケーブルガイドまたは通路孔は、ＬＰＤＡアンテナの前端部に給電するための絶縁線（または絶縁ケーブル）をケーブルガイドまたは通路孔に通すことができるように、導電部材の長さに沿って延設する。導電部材の製作の簡素化および最終形のアンテナ重量の低減、またはそれらの両方の目的のために、ケーブルガイドまたは通路孔を各伝送線路構造内に設けるようにしてもよい。あるいは、ケーブルガイドまたは通路孔をただ１つの伝送線路構造内に設けるようにしてもよい。伝送線路構造の具体例については、図４および図５Ａ，図５Ｂを参照して後述する。
【００３９】
アンテナ素子および伝送線路構造を形成したのち、アンテナ素子の各々を伝送線路構造の各々に連結させることにより、ほぼ等しい構造を有する２つの構造体を形成する（ステップ１４０）。そのような２つの構造体の具体例については、後に図６Ａを参照して詳述する。アンテナ素子と伝送線路構造との連結は、伝送線路構造における導電部材の平坦な底面とアンテナ素子の中心導体との間に中心導体の全長にわたって電気的・熱的な連続的接続部分が存在するように各導電部材の平底面をアンテナ素子の各中心導体に恒久的に取り付けるようにして行う。これにより、機械的かつ電気的な利点をもたらす大きな接触面積が得られる。
【００４０】
導電部材の平坦な底面は、蝋付けプロセスによって、アンテナ素子の中心導体に恒久的に取り付けられる。一般に、蝋付けは、２つの金属片を、第３の溶解した溶加材（埋め金；molten filler metal）と共に接合する方法である。蝋付けプロセスは、まず、接合領域を、溶加材の融点から接合金属片の融点の範囲の温度に加熱する。加熱後、毛管作用によって、溶解した溶加材を２つの金属片の間の隙間に流し込み、冷却する。これにより、強い金属結合が形成される。
【００４１】
蝋付けに必要な熱は、手持ち式のトーチ、加熱炉または誘導加熱システムによって付与することができる。トーチ方式の蝋付けは比較安価であるが、接合部の品質は主にオペレータの技能に依存し、品質が安定しないことが多い。したがって、トーチ方式の蝋付けは、高度に熟練したオペレータがいて少量施工を行う場合にのみ好適である。他方、炉内蝋付けは熟練したオペレータを必要とせず、一度に多くのアッセンブリを鑞付けすることが可能である。しかし、この方法は、蝋付けプロセスの自動化を考慮すると、接合部の内部に予め溶加材を配置できる場合にのみ実用的である。また、加熱炉は、起動に長時間を要することや冷却に遅延が生ずることを解消するために、通常、つけっぱなしにされるため、加熱炉による蝋付け方法は特にエネルギー効率が悪い。
【００４２】
誘導加熱による蝋付けは、速度、精度および品質の安定性という利点を有する。良好に設計された誘導システムでは、各部品が誘導コイル内に同様に配置され、溶加材は慎重に調整される。この種のシステムは、小さな範囲に正確な熱量を安定的かつ迅速に伝える。このシステムでは、誘導加熱電源系統の内部タイマを使用してサイクル時間を制御することが可能であり、熱電対、ＩＲ温度計または視覚による温度計を用いて、各部品に関する温度フィードバック制御も可能である。誘導加熱は、大量の蝋付けにも利用可能である。
【００４３】
その他の好適な技術として、浸漬蝋付けや抵抗蝋付けなどがある。例えば、抵抗蝋付けは、比較的小さく導電性が極めて高い金属部品の接合に効果的である。熱は電流に対する部品の抵抗によって生じる。
【００４４】
浸漬蝋付けでは、アンテナ部品（すなわち、アンテナ素子および伝送線路構造）は、化学的な洗浄により表面酸化物を取り除いてから、溶融塩浴内に浸漬けられる。浸漬に先立ち、予め接合部の内部（または可能な限り接合部近傍）に溶加材が配置されるように、アンテナ部品を組み立てる。次に、その組立品を反射炉（air furnace）内で約５５０℃を超える温度まで予備加熱し、温度を均一に保つ。組立品が漬浸されると、溶融塩はすべての表面に同時に接触し、極めて早く均一に組立品を加熱する。溶融塩はフラックスとして機能するので、酸素フリーな表面への完璧な結合によって高い品質の接合を確実に行うことができる。浸漬時間は加熱質量に応じて決定されるが、所要時間が２分を越えることはめったにない。これらの理由から、浸漬鑞付けは、各アンテナ素子を各対応する伝送線路構造に接合するための好ましい方法であると考えられる。
【００４５】
また、各アンテナ素子を各対応する伝送線路構造に接合する方法として、鑞付けの代わりに、はんだ付けや溶接を用いることも可能である。鑞付け、はんだ付けおよび溶接は、多くの点で類似しているものの、重要な相違点がある。例えば、はんだ付けは、鑞付けや溶接と比べて著しく低い温度（例えば４５０°Ｃ程度）で行われるが、その反面、鑞付けや溶接と同程度の接合強度を得ることはできない。一方、溶接は、より高い温度（例えば、純アルミニウムの場合には６５８°Ｃ以上）でのプロセスであり、そこでは、接合される２つの金属が実際に溶けて融合するのである。溶接や鑞付けされた接合部は、通常、その接合金属と同様の強度を有する。しかしながら、溶接プロセスは、要求される温度が高いことから、比較的強度が高くてぶ厚い高耐熱性の部分に適している。溶接では局所的に加熱する必要があるので、ほとんどの場合、比較的薄いアンテナ素子に溶接を用いると、反ったり歪んだりする。また、溶接やはんだ付けは、通常、極度に局所的なピンポイント加熱が有利となる用途には理想的である。ところが、溶接やはんだ付けは、直線的な部分の接合（例えば、アンテナ素子と伝送線路構造との接合）には適さないし、また、自動化も容易でなく、さらに、異なる融点の金属同士の接合には向かない。
【００４６】
したがって、本実施の形態のような、アンテナ素子と伝送線路構造との接合に適した方法は、鑞付けである。例えば、鑞付けは、実質的により低い温度（例えば、純アルミニウムの融点６５８°Ｃ未満）で行われる。したがって、比較的薄いアンテナ素子を伝送線路構造に接合するには、反りや歪みを極小化できることから、鑞付けがより適している。また、直線的な接合部（例えば、アンテナ素子と伝送線路構造との接合）は、溶加材（埋め金；filler metal）が自然に接合領域に流れ込んでいくので、実質的に鑞付けが容易である。さらに、鑞付けおよび溶接のいずれも、融点が近い金属同士の接合に適してはきいるものの、一般的には、異なる金属同士にの接合には鑞付けの方が向いている。しかも、鑞付けの方がプロセスがより柔軟である傾向がある。溶接の場合、部分的にあるいは段階的に自動化することは困難であるが、鑞付けプロセスでは、前フラックス処理や位置決めステーションをセットアップすることができるため、高いスループットの要求に応えて処理速度を増大させることが可能である。
【００４７】
したがって、金属接合に用いうるすべての方法の中で、鑞付けプロセスが最も融通が利く方法と言える。鑞付け接合部はまた、引っ張り強度が高く、接合された２つの金属そのものよりも強度が大きい場合もある。鑞付け接合部はまた、ガスや液体を寄せつけず、振動や衝撃にも耐え、かつ、通常の温度変化では悪影響を受けない。接合された金属は、それ自体が溶けるわけではないので、それらの元々の冶金学的性質を維持しており、反ったり歪んだりすることがないのである。
【００４８】
上記のような加熱接合法に代わる他の実施の形態として、導電性の接着剤（すなわち、エポキシ樹脂）を用いてアンテナ素子を伝送線路構造に接合することも可能である。適切な導電性エポキシ樹脂としては、例えば銀を混ぜ込んだエポキシ樹脂がある。但し、これに限定されるものではない。この種のエポキシ樹脂は、アンテナ素子と伝送線路構造との間に、極めて良好な電気的・熱的接触をもたらす。しかも、導電性エポキシ樹脂は、それが比較的大きい接合領域をもつことから、アンテナ素子と伝送線路構造との間に極めて高い機械的強度での接合をもたらす。場合によっては、アンテナ素子と伝送線路構造のコンタクト面を、導電性エポキシ樹脂の塗布に先立って前処理するようにしてもよい。例えば、コンタクト面を化学的あるいは機械的にエッチングすることで部材の表面粗さを増加させる方法もある。
【００４９】
アンテナ素子と伝送線路構造との接合に際して、それらを正確に位置決めする手段をとるようにしてもよい。例えば、伝送線路構造の平坦な底面に１または複数の穴を設け、これらの穴を、アンテナ素子の中心導体に形成した１または複数の穴に合わせ込むようにする。それらの穴は、例えば、高圧水ジェット、高圧研磨剤ジェット、レーザカッティング、プラズマカッティングまたは機械的プロセス等によって形成可能である。それらの穴の形成に用いる方法は、アンテナ素子の形成に用いる方法と同様のものであってもよいし、あるいは異なる方法であってもよい。後に図６Ｂを参照して詳述するように、アンテナ素子は、位置決め穴に固定ピンを挿入することによって、伝送線路構造に対して正確に位置合わせを行うことができる。固定ピンは、アンテナ素子をこれに対応する伝送線路構造に恒久的に取り付ける前に、取り付けプロセスにおいて固定ピンが部材を所定位置に保持することができるように、挿入される。固定ピンによって、正確な位置合わせを可能にするのみならず、ほぼ等しい２つの構造体の機械的安定性をより高めることができる。但し、当業者であれば、アンテナ素子と伝送線路構造との間の正確な位置合わせをするためにどのようにして他の代替手段を用いればよいかを理解しうるであろう。
【００５０】
アンテナ素子を、その対応する伝送線路構造に取り付けたのち、それらのほぼ等しい２つの構造体を、互いに離間した平行な２つの平面内にそれぞれ保持しつつ、一つに結合する（ステップＳ１５０）。具体的には、図７Ａ、７Ｂおよび図９に示したように、１またはそれ以上の誘電体スペーサによって、ほぼ等しい２つの構造体を互いに連結する。但し、当業者であれば、他の実施の形態として、それらの構造体を支持するためにどのようにして他の代替手段を用いればよいかを理解しうるであろう。ここで用いた特定の手段とは無関係に、伝送線路構造の間隔は、干渉偏波（cross-polarization）とパターン歪みを低減するために極小化されねばならない。
【００５１】
このようにして、ＬＰＤＡアンテナの製造方法の一具体例を説明した。上記したように、アンテナ素子の各々を導電材連続体として形成することにより、従来の製造方法に改良を加えることができる。例えば、アンテナ素子は、導電材料（例えばアルミニウムもしくはその合金）からなる１枚またはそれ以上のシートまたは導電材プレートから（例えば高圧水ジェットプロセスを用いて）切り抜いて製作することができる。このような方法は、プリント回路基板を用いたＬＰＤＡデザインの欠点を改善するものである。プリント回路基板を用いたＬＰＤＡデザインにおいてアンテナ素子を誘電体基板上に印刷により形成した場合に生ずる放射パターンの歪みを低減できるからである。
【００５２】
また、ここで開示した製造方法によれば、アンテナ素子を、対応する伝送線路構造に恒久的に取り付ける際に、両者間に電気的・熱的な不連続性が存在しないように構成することにより、従来のＬＰＤＡデザインを改良することができる。アンテナ素子は、対応する伝送線路構造に鑞付けにより接合するのが好ましい。あるいは、導電性エポキシ樹脂を用いてアンテナ素子を伝送線路構造に取り付けるようにしてもよい。いずれの取り付け方法も、アンテナ素子と伝送線路構造の互いに対向する面同士を連続的に結合するのに使用することが可能である。このようにすることにより、個々のダイポールエレメントを伝送線路構造に機械的留め具（例えば、ねじ）を用いて連結するときにしばしば生ずる熱膨張やさびの問題を回避することができる。アンテナ素子を導電材連続体として製作することにより、ＬＰＤＡアンテナの高周波数限界を拡大するための低コストソリューションがもたらされる。
【００５３】
図２〜図１１は、改良されたＬＰＤＡアンテナの具体例を表すものである。上記したように、一対のアンテナ素子は、導電シートや導電プレートからダイポールエレメントおよび中心導体を含む外形輪郭を切り抜くことにより、導電材連続体として製作することができる。例えば、アンテナ素子はアルミニウムシートまたはアルミニウム板から切り抜いて製作することができる。シートとプレートの指定は、選択した材料の厚みに依る。但し、他の導電材料（例えば銅、マグネシウム、その他の低密度金属およびそれらの合金）を用いてアンテナ素子を製作してもよい。上記したように、アンテナの軽量化のためには、優れた電気特性を有する低密度金属を選択するのがよい。
【００５４】
アンテナ素子は、実質的に、何らかのアルミニウム合金（例えば、２０００シリーズないし７０００シリーズのアルミニウム合金）を用いて製作することが好ましい。とりわけ、６０００シリーズのアルミニウム合金が、その接合容易性と熱処理容易性から、最も一般的である。場合によっては、７０００シリーズのアルミニウム合金が、最も曲がりにくい特性をもたらすものとして用いられる。これらの合金材料は、ダイポールエレメントをねじで取り付けるようにしていた従来のＬＰＤＡアンテナデザインにおいては、決して用いられることがなかったものである。例えば、７０００シリーズのアルミニウム合金は、その錆び易さ（酸化し易さ）が知られていたことから、電気的な用途ではほとんど用いられることがなかった。しかしながら、一旦、アンテナ素子を、対応する伝送線路構造に鑞付け接合したならば、電気的接続は確実なものとなり、その全体を表面処理することもできる。具体的には、アッセンブリの表面に化学的処理（陽極処理（anodizing）またはクロム酸塩溶液処理（chromate salt process））を施すことで、錆び易さが低減された、極めて強い表面を得ることができる。
【００５５】
導電シートまたは導電プレートからアンテナ素子の外形輪郭を切り抜くようにした場合には、ダイポールエレメントおよび中心導体の断面形状は、ほぼ正方形または矩形状になる。多くの場合、アンテナ素子は、均一な厚さの１枚の金属シートから切り抜くことができるが、異なる厚さを有する複数枚のシートを用いるようにしてもよい。異なる厚さの金属シートを用いるようにした場合には、長さ寸法に対する径寸法の比を各ダイポールエレメントについて一定に保つことによって、理想的なアンテナをエミュレートすることもできる。
【００５６】
図２は、本発明の一実施の形態に係るアンテナ素子２００ａ，２００ｂの平面構成を表すものである。この図に示したように、アンテナ素子２００ａ，２００ｂは、それぞれ、中心導体２２０（２２０ａ，２２０ｂ）から外側に向かって対数周期的態様で延在する複数のダイポールエレメント２１０（２１０ａ，２１０ｂ）を含む。言い換えると、ダイポールエレメント２１０は、中心導体２２０の長さＬの方向に沿って対数周期的に間隔を保って延在している。アンテナ素子２００ｂは、アンテナ素子２００ａと鏡像関係にあるものの、両者はほぼ同様の構成である。図２の例では、ダイポールエレメント２１０の幅Ｗは、中心導体２２０の長さ方向に沿って一定に保たれている。このようにダイポールエレメント２１０の幅が中心導体２２０の長さ方向に沿って一定であると、長さ寸法対径寸法の比が中心導体２２０の長さ方向に沿って少し増加し、これにより、最終的に出来上がるアンテナの放射Ｑ値が低下する。これを避けるために、ダイポールエレメント２１０の幅Ｗを変化させて、長さ寸法対径寸法の比が中心導体２２０の長さ方向に沿って同じくなるように縮尺してもよい。そのような一例を図８および図９に示すが、その詳細については後述する。
【００５７】
図３は、一対の伝送線路構造３００ａ，３００ｂの間に一対のアンテナ素子２００ａ，２００ｂを配置した状態を表す分解斜視図である。上記したように、各アンテナ素子は一対の伝送線路構造のうちの対応する一方に恒久的に取り付けられる。伝送線路構造３００ａ，３００ｂの平坦な底面３１０ａ，３１０ｂは、鑞付けまたはエポキシ樹脂により、中心導体２２０ａ，２２０ｂのうちのそれぞれ対応する一方に接合され、これにより、伝送線路構造とアンテナ素子との間に連続接合部分（したがって、連続的な電気的接続部分）が形成される。図３において、伝送線路構造３００ａ，３００ｂは、ほぼ矩形状の断面形状になっている。伝送線路構造３００ａ，３００ｂは、（鑞付けプロセスを簡単にすると共に、コンタクト面積を最大にするために）底面を平坦にすることが望ましいが、伝送線路構造の全体形状については色々と異なる形状にしてもよい。
【００５８】
実施可能性のある伝送線路構造が米国特許第６６７７９１２号（対数周期ダイポールアレイ）の図２〜図６に記載されている。この特許は、本願に係る発明者および法人にそっくり許可（譲渡）された（assigned）ものである。上記特許に記載されたいかなる伝送線路構造の形状も本発明に適用可能であるが、以下の説明では、簡略化のために、２つの例だけを挙げることにする。上記特許を参照すれば、伝送線路構造の形状に関するより完全な記載が得られる。概して、上記特許に記載され、（そしてまた、以下に説明する）伝送線路構造の形状は、一対の伝送線路構造間の間隔を小さくすることができるものである。これにより、一対の導電部材を用いて構成される平衡型伝送線路構造の特性インピーダンスを増加させることができると共に、伝送線路構造とアンテナ素子とを互いに異なる面内に配置することにより生ずる干渉偏波（cross-polarization）とパターン歪みとを低減することができる。
【００５９】
図４は、図３に示した伝送線路構造３１０ｂの一端部３ａの斜視構造の一具体例を表すものである。ここに示した具体例では、伝送線路構造４００（図３では３１０ｂ）が導電部材４１０とケーブルガイド４３０とを含んでいる。図４に例示した導電部材４１０は、ほぼ矩形の断面と平坦な底面とを有する導電チューブである。ケーブルガイド４３０は、ほぼ円形断面を有する導電チューブである。場合によっては、ケーブルガイド４３０の上側外壁面が導電部材４１０の上側内壁面に接触するように構成することが可能である。但し、ここに示した態様以外の態様で接続するようにしてもよい。例えば、ケーブルガイド４３０を導電部材４１０の内壁面や下側底面に取り付るようにしてもよい。ケーブルガイド４３０に課されるただ一つの制約は、ケーブルガイド４３０を、導電部材４１０の内部に、導電部材の全長にわたって配置することである。これにより、絶縁ワイヤー（またはケーブル）給電線を伝送線路構造の後方から前方へと通すことができるようになる。
【００６０】
導電部材４１０とケーブルガイド４３０との接続に用いる材料およびその性質は、伝送線路構造の用い方によって変わる。もしも、伝送線路構造４００が２つの伝送線路構造からなる平衡型構造のうちの一方の導電部材として用いられる場合には、ケーブルガイド４３０の内部に配置される給電線を取り囲むシールドを設けることが重要である。もしも、ケーブルガイド４３０が導電部材４１０と同様の材料からなる導電チューブである場合には、ケーブルガイド４３０自身がシールドとして機能する。そのような場合には、シールド内部に誘起された電流が導電部材の外表面に沿って後方に流れ、平衡線を構成するようにするために、ケーブルガイド４３０を導電部材４１０に電気的に接続する必要がある。
場合によっては、ケーブルガイド４３０と導電部材４１０との間に良好な電気的コンタクト（電気抵抗が小さい接触）を形成するために、はんだ付けや鑞付けプロセスを用いてケーブルガイド４３０を導電部材４１０に取り付けるようにしてもよい。場合によっては、導電性のケーブルガイド４３０の内部を通る給電線として市販の同軸ケーブルを用いてもよい。この場合、ケーブル敷設プロセスを簡単にするために、絶縁体およびシールドを取り除いたものを用いるとよい。
【００６１】
伝送線路構造４００は、アンテナ素子２００ａ，２００ｂと同じ導電材料で形成するのが好ましい。例えば、伝送線路構造４００は、実質上、何らかのアルミニウム合金（例えば２０００シリーズから７０００シリーズのアルミニウム合金）で形成することができる。７０００シリーズのアルミニウム合金を用いた場合には、錆びおよびそれに関連して生ずる問題を回避するため、（対応するアンテナ素子への鑞付けまたは導電エポキシ接合を行った後に）伝送線路構造の表面を化学的に処理する。但し、伝送線路構造４００を、実質的に上記以外の導電材料で形成するようにしてもよい。具体的には、良好な電気的・熱的性質を有する銅、マグネシウムおよびその他の低密度金属あるいはそれらの合金を用いて形成することも可能である。
【００６２】
上記の米国特許第６６７７９１２号に記載したように、ケーブルガイド４３０を非導電体で形成するようにしてもよい。もしも、ケーブルガイド４３０を非導電体で形成して導電部材４１０を平衡伝送線の一部として用いる場合には、ケーブルガイド４３０の中を通る給電線がそれ自身のシールドを有する必要がある。場合によっては、給電線として、外側絶縁被覆とシールドとをもったままの同軸ケーブルを用いるようにしてもよい。ここでは、給電線のシールドを導電部材４１０の両端に接続する必要がある。この場合には、ケーブルガイド４３０と導電部材４１０との導電性は重要ではない。
【００６３】
図５Ａは、図３に示した伝送線路構造３１０ｂの一端部３ａの斜視構造の他の具体例を表すものである。ここに示した具体例は、伝送線路構造５００（図３では３１０ｂ）が、平坦な底面５２０と通路孔５３０とを有する導電部材５１０を含むように構成したものである。多くの場合、通路孔５３０は、導電部材５１０の全長にわたって形成されており、ケーブルガイドとして機能する。ケーブルガイド４３０と同様に、通路孔５３０は、絶縁ワイヤー（またはケーブル）をほぼ真っ直ぐに保つことができるように形成されている。そのため、絶縁ワイヤー（またはケーブル）は、通路孔５３０を通りやすくなっている。
【００６４】
一つの例では、導電部材５１０は、押し出し成形によって形成された導電バーである。具体的には、導電部材５１０は、アルミニウムの押し出し成形により形成可能である。アルミニウム、とりわけ６０００シリーズまたは７０００シリーズのアルミニウム合金が、導電性および重量の観点から、好ましい導電材料であると考えられるが、その他の導電材料、例えば銅、マグネシウムおよびそれらの合金等もまた用いることができる。押し出し成形の代わりに、引き抜きまたは絞り加工（drawing）、鋳造（casting）、モールド成形（molding）または機械加工等によって導電部材５１０を形成するようにしてもよい。通路孔５３０は、導電部材５１０の内部に形成された穴なので、その内壁面は導電性であり、その内部に配置された絶縁ワイヤまたはケーブルのシールドとして機能する。そのような絶縁ワイヤまたはケーブルは、市販の同軸ケーブルから外側絶縁被覆とシールドとを取り除くことによって都合よく製作可能である。
【００６５】
場合によっては、伝送線路構造５００（および上記米国特許第６６７７９１２号の実施の形態に記載された伝送線路構造）は、伝送線路構造４００（図４）よりもむしろ好ましい。例えば、伝送線路構造５００は、通路導電部材５１０における通路孔５３０の上部形状に倣った凸形状の上面を有すると共に、通路孔５３０の内径よりも僅かだけ大きい幅を有する。この導電部材５１０は、それ自体、比較的小さな設置占有面積および周囲長さを有する。その結果、一対の導電部材からなる平衡伝送線のキャパシタンスを低減することができ、これにより伝送線路の特性インピーダンスが向上する。
【００６６】
図５Ｂは、伝送線路構造５００の全長にわたる形状を表すものである。伝送線路構造５００は、その側壁面に、ドリル等で開けられた１またはそれ以上のオプション穴５６０を有する。後述するように、それらのオプション穴５６０は、同一の伝送線路構造に異なる構造のダイポールエレメントを取り付けるようにした場合に（図１０、図１１参照）、伝送線路構造５００の後端部５５０の近傍に対数周期的な態様で設けられるものである。但し、他の実施の形態として、伝送線路構造５００にオプション穴５６０を全く設けないようにしてもよい。具体的には、集成されたアンテナ素子（すなわち、図２のアンテナ素子２００ａ，２００ｂや図８のアンテナ素子８００ａ）を伝送線路構造に取り付けるようにした実施の形態（図３、図６Ａ、図７Ａおよび図９）では、オプション穴５６０は設けない。
【００６７】
図５Ｃは、図５Ｂに示した伝送線路構造５００の領域５Ｃを一部破断にて表したものである。図５Ｃに示したように、導電部材５１０の通路孔５３０の内部に絶縁ワイヤ５７０が設けられている。絶縁ワイヤ５７０には、市販の同軸ケーブルから外側絶縁被覆とシールドとを取り除いて最外面が絶縁面となるようにしたものを用いることができる。この場合、導電部材５１０における通路孔５３０の内壁面は、絶縁ワイヤ５７０の周りを取り巻く外部シールドを構成することになる。もちろん、上記のように市販の同軸ケーブルを改変する方法以外の方法で絶縁ワイヤ５７０を形成することも可能であるが、通常は上記の方法が便利である。
【００６８】
図６Ａは、図５Ａ〜図５Ｃにおいて製作された一対の伝送線路構造５００ａ，５００ｂに一対のアンテナ素子２００ａ，２００ｂ（図２，図３）をそれぞれ取り付けた状態を表す斜視図である。上記したように、伝送線路構造５００ａ，５００ｂの平坦な底面５２０は、様々なやり方（はんだ付け、溶接、鑞付けおよび導電性エポキシ樹脂等、但し、これらに限定されない）によって、アンテナ素子２００ａ，２００ｂの中心導体２２０に恒久的に接合される。鑞付けプロセスは、鑞付けされたアンテナ構成要素の反りや歪みを伴うことなく、強くかつ連続した冶金学的結合をもたらす能力があることから、好適に用いられる。あるいは、取り付けプロセスを簡単にするには、導電性エポキシ樹脂が好ましい。どちらのプロセスを用いた場合であっても、平坦な底面５２０と中心導体２２０との間に中心導体２２０の長さ全体にわたって連続的な電気的接続が存在するように、アンテナ素子を伝送線路構造に恒久的に接合することができる。上記した好適な取り付けプロセスによれば、２つの部品間の電気抵抗を低減できることに加え、錆び（酸化）の可能性を低減でき、これに起因する電気的接触の問題を低減または削減することができる。
【００６９】
場合によっては、アンテナ素子と伝送線路構造との接合に先立って、アンテナ素子を、対応する伝送線路構造に対して正確に位置決めする手段をとるようにしてもよい。図３および図６には、そのような手段の具体例を示している。例えば、図３では、伝送線路構造の平坦な底面３１０に１または複数の位置決め穴３２０を設け、これらの位置決め穴３２０を、アンテナ素子２００ａ，２００ｂの中心導体２２０に形成した１または複数の位置決め穴３３０に合わせ込むようにしている。それらの位置決め穴は、様々なプロセス（例えば、高圧水ジェットカッティングプロセス、高圧研磨剤ジェットカッティングプロセス、レーザカッティングプロセス、プラズマカッティングプロセスまたは機械的プロセス等を含むが、これらに限定されない。）によって形成可能である。それらの位置決め穴の形成に用いる方法は、アンテナ素子の形成に用いる方法と同様のものであってもよいし、あるいは異なる方法であってもよい。
【００７０】
アンテナ素子２００ａ，２００ｂは、位置決め穴３２０，３３０に固定ピン３４０を挿入することによって、伝送線路構造３００ａ，３００ｂ（図４では符号４００、図５Ａ〜５Ｃでは符号５００）に対して正確に位置合わせを行うことができる。固定ピン３４０は、アンテナ素子２００ａ，２００ｂを、これに対応する伝送線路構造３００ａ，３００ｂに恒久的に取り付ける前に、取り付けプロセス中に固定ピン３４０が部材を位置決めし保持できるように、挿入される。この固定ピン３４０によって、正確な位置合わせが可能になるほか、アンテナ構造の機械的安定性をより高めることができる。固定ピン３４０としては、鉄またはアルミニウム合金を用いるのが一般的であるが、導電材料であればどのような固体材料で形成してもよい。
【００７１】
図６Ａおよび図６Ｂは、上記した位置決め手段をより詳細に表すものである。図６Ｂは図６Ａにおける６ｂ−６ｂ断面を表すもので、固定ピン３４０を位置決め穴３２０，３３０に挿入するやり方を示している。多くの場合、位置決め穴３２０は、伝送線路構造５００の途中まで達するようにする。具体的には、伝送線路構造５００の平坦な底面５２０から第１の深さｄ１まで達するように位置決め穴３２０を形成する。位置決め穴３２０は、通常、伝送線路構造５００内部の通路孔５３０に達しないようにするのが好ましい。後に通路孔５３０に同軸給電ケーブルを挿通する際に、これを固定ピン３４０が妨げないようにするためである。
【００７２】
図６Ｂに示したように、位置決め穴３３０は、アンテナ素子２００ａ，２００ｂの全厚ｄ２を貫通するように形成される。これにより、固定ピン３４０は、アンテナ素子の中心導体２２０を貫通して伝送線路構造５００へと挿入されることになる。多くの場合、固定ピン３４０の長さｌは、これを位置決め穴に挿入したときに面一（同一高さ）となるよう
に選択される（図６Ａ参照）。言い換えると、固定ピン３４０の長さｌはｄ１＋ｄ２とほ
ぼ等しい。他のやり方として、位置決め穴３３０がアンテナ素子の中心導体２２０の途中まで達するようにしてもよい（図示せず）。この場合には、固定ピン３４０をアンテナ素子の中心導体２２０と伝送線路構造５００との間に挿入する必要がある。
【００７３】
あるいは、ここに特に示した方法以外の一決め手段を用いてアンテナ素子を伝送線路構造に位置決めするようにしてもよいが、位置決め手段は必ずしも必要なものではない。但し、位置決め手段を用いれば、アンテナ素子と伝送線路構造との正確な位置合わせが可能になるだけではなく、ほぼ等しい２つの構造体の機械的安定性をより高めることができる。
【００７４】
取り付けが完了したあと、必要に応じて、ほぼ等しい２つの構造体（図６Ａにおける構造体（２００ａ＋５００ａ）と構造体（２００ｂ＋５００ｂ））の表面処理を行う。具体的には、７０００シリーズのアルミニウム合金を用いてアンテナ素子および／または伝送線路構造を形成したとすると、まず最初に、それらのアンテナ構成要素同士を（例えば鑞付けまたは導電性エポキシ樹脂を用いて）取り付けたのち、化学的な表面処理（陽極処理（anodizing）またはクロム酸塩溶液処理（chromate salt process））を施すことで、錆び易さが著しく低減された、極めて強い表面が得られる。
【００７５】
図７Ａは、このようにして完成した本実施の形態に係るＬＰＤＡアンテナ７００の斜視図である。特に図７Ａは、ほぼ等しい２つの構造体（図６Ａにおける構造体（２００ａ＋５００ａ）と構造体（２００ｂ＋５００ｂ））を、互いに離間し平行な２つの平面内にそれぞれ配置して互いに連結した状態を示している。２導電体均一線路構造（the structure of a two-conductor uniform line）を保つために、伝送線路構造５００ａ，５００ｂを互いに分離する必要がある。ほぼ等しい２つの構造体を、所望の構成となるように保持するために、１またはそれ以上の誘電体スペーサを用いる。図７Ａでは、伝送線路構造５００ａ，５００ｂの間に比較的均一な間隔を設けるために３つの誘電体スペーサ（図７Ａでは符号７１０、図７Ｂでは符号７５０）を用いている。
【００７６】
但し、伝送線路構造５００ａ，５００ｂの間に比較的均一な間隔を設けるために、上記とは異なる数の誘電体スペーサを設けるようにしてもよい。これらの誘電体スペーサは、アンテナ放射パターンに悪影響を及ぼすので、通常は、できるだけ少ないのがよい。場合によっては、伝送線路構造５００ａ，５００ｂ間の間隔が長さ方向に沿って変化するようにしてもよい。具体的には、伝送線路構造５００ａ，５００ｂ間の間隔が後端５５０の側で僅かに大きくなるようにすることにより、アンテナをＶ字形に形成してもよい。この方法は、スプリアス縦モード（spurious longitudinal modes）の放射を低減するために用いられるが、上記した米国特許においてより詳細に説明している。なお、ほぼ等しい２つの構造体（２００ａ＋５００ａ）、（２００ｂ＋５００ｂ）を所望の構成となるように保持するために、誘電体スペーサ７１０，７５０以外の手段を用いるようにしてもよい。
【００７７】
上記したように、導電部材５１０の通路孔５３０内には、ＬＰＤＡアンテナに給電するための同軸ケーブルが挿通されている。多くの場合、導電部材５１０の後端部５５０の近傍に同軸コネクタによって給電信号を供給する（図示せず）。同軸ケーブルの外側シールドは、伝送線路構造５００ｂに接続される。これにより、伝送線路構造５００ｂはグランド電位となる。同軸コネクタの内部導体には、伝送線路構造５００ｂの内部を通る絶縁ワイヤ（またはケーブル）の内部導体が接続される。この絶縁ワイヤ（またはケーブル）の内部導体はさらに伝送線路構造５００ａに接続される（図７Ｂ）。
【００７８】
図７Ｂは、ＬＰＤＡアンテナ７００の前端部の領域７ｂ（図７Ａ）内を表す斜視図である。より詳細には、図７Ｂは、図７Ａにおける領域７ｂを、絶縁キャップ７２０を取り外した状態で拡大図示したものである。図７Ｂに示したように、絶縁ワイヤ（またはケーブル）の内部導体は、地点７４０において導電ブリッジ７３０にはんだ付けされ、さらに、この導電ブリッジ７３０によって伝送線路構造５００ａの導電部材５１０に接続されている。絶縁スペーサ７５０は、伝送線路構造５００ｂの外側を、導電ブリッジ７３０および伝送線路構造５００ａに印加されている給電電圧から絶縁している。
【００７９】
図８および図９は、本発明の他の実施の形態に係る、改良されたＬＰＤＡアンテナ９００を表すものである。ここで、図８は本実施の形態のアンテナ素子８００ａの斜視図である。上記実施の形態（図２）と同様に、アンテナ素子８００ａは、中心導体８２０ａから外側に向かって対数周期的態様で延在する複数のダイポールエレメント８１０ａを含む。さらに、アンテナ素子２００ａと鏡像関係にあるものの、これとほぼ同様の構成を有するアンテナ素子８００ｂ（図示せず）を製作する。
【００８０】
しかしながら、本実施の形態では、上記実施の形態とは異なり、ダイポールエレメント８１０ａの幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，…は、中心導体８２０ａの長さＬの方向に沿って、等しい縮尺寸法になっている。すなわち、ダイポールエレメント８１０ａの長さ寸法対径（幅）寸法の比が中心導体８２０ａの長さ方向の位置によらずにほぼ等しくなるように、ダイポールエレメント８１０ａの幅寸法が、中心導体８２０ａの長さ方向に沿って漸次縮尺（scaling）されている。このようにダイポールエレメント８１０ａの幅寸法を縮尺して変化させることにより、理想的なアンテナに近づけることができる。また、ダイポールエレメント８１０ａの幅寸法の代わりに（あるいは幅寸法に加えて）、厚さ寸法についても、長さ寸法対厚さ寸法の比が中心導体８２０ａの長さ方向の位置に依らずにほぼ一定となるように漸次縮尺するようにしてもよい。例えば、上記したように、アンテナ素子は、異なる厚さの２枚以上の導電シートから切り抜いて製作することができる。ダイポールエレメントの厚さと幅の両方をスケーリングすることにより、理想的なアンテナに最も近づけることができると考えられる。但し、アンテナ素子を異なる厚さの２枚以上の導電シートから切り抜いて製作する場合には、別途、アセンブリステップが必要となる。
【００８１】
図９は、本実施の形態に係るＬＰＤＡアンテナ９００の完成状態の分解斜視図である。多くの場合、アンテナの前端部９ｂは、上記した実施の形態（図７Ｂ）と同様に構成される。図９は、図７Ａと同様に、ほぼ等しい２つの構造体（８００ａ＋５００ａ）、（８００ｂ＋５００ｂ）を、互いに離間し平行な２つの平面内にそれぞれ配置して互いに連結する１つの方法を示している。例えば、図９では、伝送線路構造５００ａ，５００ｂの間に比較的均一な間隔を設けるために２つの誘電体スペーサ（図９の符号９１０、図７Ｂの符号７５０）を用いている。但し、上記したように、上記とは異なる数の誘電体スペーサ（あるいは他の間隔保持手段）を設けるようにしてもよい。図９に示したＬＰＤＡアンテナ９００においても、図７Ｂで説明した方法と同様にして給電される。
【００８２】
場合によっては、図７Ａおよび図９に示したＬＰＤＡアンテナ７００，９００を、ねじで取り付けられたダイポールエレメントを有する従来タイプのＬＰＤＡデザインと組み合わせるようにしてもよい。このような組み合わせは、著しく広い周波数帯域にわたって動作可能なハイブリッド型のＬＰＤＡアンテナを作製する場合に用いられる。このようなアプローチはまた、サイズの大幅縮小のために必要に応じて部分的に分解できるようなアンテナデザインを提供するものである。図１０および図１１は、そのようなアプローチの具体例を表すものである。
【００８３】
図１０は、高周波部と低周波部とを含むハイブリッド型ＬＰＤＡアンテナの一具体例を表すものである。この図１０において、ハイブリッド型ＬＰＤＡアンテナ１０００は、図２に示したアンテナ素子２００ａ，２００ｂからなる高周波部と、例えば円筒形状の横バー（cylindrical bar stock）で構成された一対以上のダイポールエレメント１０１０からなる低周波部とを有する。但し、横バーの断面形状は円筒状には限られず、他の形状でもよい。
【００８４】
一体化されたアンテナ素子２００ａ，２００ｂおよび個別のダイポールエレメント１０１０は、図１０に示したように、一対の伝送線路構造５００ａ，５００ｂへと結合されている。このアンテナ素子２００ａ，２００ｂとダイポールエレメント１０１０とを結合してなる伝送線路構造は、図５Ｂに示したオプション穴５６０を有する。一体化されたアンテナ素子２００ａ，２００ｂは、上記したように、鑞付けまたは導電性エポキシ樹脂により、伝送線路構造５００の平坦な底面５２０の前端部５４０（図５Ｂ）に近い側に接合される。各ダイポール対のうちの一方のダイポールエレメント１０１０は、後端部５５０に近い側において伝送線路構造５００に連結されている。例えば、図示しないねじが、オプション穴５６０を通ってダイポールエレメント１０１０を伝送線路構造にねじ止めしている。但し、各ダイポールエレメント１０１０を伝送線路構造の後端部５５０に近い側に取り付けるための手段は上記の方法に限られるものではなく、当業者が想到し得る他の代替手段を用いてもよい。
【００８５】
図１１は、高周波部と低周波部とを含むハイブリッド型ＬＰＤＡアンテナの他の具体例を表すものである。この図１１において、ハイブリッド型ＬＰＤＡアンテナ１１００は、図９に示したアンテナ素子８００ａ，８００ｂからなる高周波部と、例えば円筒形状の横バー（cylindrical bar stock）で構成された一対以上のダイポールエレメント１１１０からなる低周波部とを有する。但し、横バーの断面形状は円筒状には限られず、他の形状でもよい。
【００８６】
一体化されたアンテナ素子８００ａ，８００ｂおよび個別のダイポールエレメント１１１０は、図１１に示したように、一対の伝送線路構造５００ａ，５００ｂへと結合されている。このアンテナ素子２００ａ，２００ｂとダイポールエレメント１１１０とを結合してなる伝送線路構造は、図５Ｂに示したオプション穴５６０を有する。一体化されたアンテナ素子８００ａ，８００ｂは、上記したように、鑞付けまたは導電性エポキシ樹脂により、伝送線路構造５００の平坦な底面５２０の前端部５４０（図５Ｂ）に近い側に接合される。各ダイポール対のうちの一方のダイポールエレメント１１１０は、後端部５５０に近い側において伝送線路構造５００に連結されている。例えば、図示しないねじが、オプション穴５６０を通ってダイポールエレメント１１１０を伝送線路構造にねじ止めしている。但し、各ダイポールエレメント１１１０を伝送線路構造の後端部５５０に近い側に取り付けるための手段は上記の方法に限られるものではなく、当業者が想到し得る他の代替手段を用いてもよい。
【００８７】
本開示の利益を被る当業者にとって、本発明が優れたＬＰＤＡアンテナおよびその製造方法を提供するものであることは、認識し得るものであろう。本明細書の記載に基づいて本発明の様々な局面についてのさらなる変形例や代替例を実施し得ることは、当業者にとって明らかであろう。したがって、本願の特許請求の範囲がそのようなすべての変形例や代替例を包含するものであると解釈されること、また、明細書および図面は説明のために用いたものであって発明を限定するものではないこと、を意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施の形態におけるＬＰＤＡアンテナの製造方法を例示する流れ図である。
【図２】本発明の一実施の形態における一対のアンテナ素子の平面図である。
【図３】一対の伝送線路構造および図２に例示しした一対のアンテナ素子を含むＬＰＤＡアンテナの分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態における伝送線路構造の一端部を示す斜視図である。
【図５Ａ】本発明の他の実施の形態における伝送線路構造の一端部を示す斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示したものと同様構成の伝送線路構造の全体斜視図である。
【図５Ｃ】図５Ｂに示した伝送線路構造の一部破断図である。
【図６Ａ】図５に示した伝送線路構造に図２に示したアンテナ素子を取り付けた状態を示す分解斜視図である。
【図６Ｂ】アンテナ素子を伝送線路構造に対して正確に位置決め配置したときの一例を示す、図６Ａにおける要部断面構造を示す断面図である。
【図７Ａ】本発明の一実施の形態におけるＬＰＤＡアンテナの全体斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示したＬＰＤＡアンテナの前部領域の斜視図である。
【図８】本発明の他の実施の形態におけるアンテナ素子の斜視図である。
【図９】図８に示したアンテナ素子を用いて構成したＬＰＤＡアンテナの全体斜視図である。
【図１０】本発明のさらに他の一実施の形態に係るものであって、図７Ａに示したＬＰＤＡアンテナと同様構成の高周波数部分と、機械的固定具で伝送線路構造に連結された複数のダイポールを備えた低周波数部分とを含む、ハイブリッド型ＬＰＤＡアンテナを表す斜視図である。
【図１１】本発明のさらに他の一実施の形態に係るものであって、図９に示したＬＰＤＡアンテナと同様構成の高周波数部分と、機械的固定具で伝送線路構造に連結された複数のダイポールを備えた低周波数部分とを含む、ハイブリッド型ＬＰＤＡアンテナを表す斜視図である。
【符号の説明】
【００８９】
２００ａ，２００ｂ…アンテナ素子、２１０（２１０ａ，２１０ｂ），１０１０，１１１０…ダイポールエレメント、２２０（２２０ａ，２２０ｂ），８００ａ，８００ｂ…中心導体、３００ａ，３００ｂ，４００，５００（５００ａ，５００ｂ）…伝送線路構造、３１０ａ，３１０ｂ，４２０，５２０…平坦な底面、３２０，３３０…位置決め穴、３４０…固定ピン、４１０，５１０…導電部材、４３０…ケーブルガイド、５１０…導電部材、５３０…通路孔、５６０…オプション穴、５７０…絶縁ワイヤ、７００，９００，１０００，１１００…ＬＰＤＡアンテナ、７１０，７５０，９１０…誘電体スペーサ、７２０…絶縁キャップ、７３０…導電ブリッジ。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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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