(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波管により伝送される電力と、
伝送線路により伝送される電力と、
を相互に変換する導波管／伝送線路変換器であって、
前記導波管の開口部を塞ぐように配置される誘電体基板と、
前記誘電体基板の表面かつ前記導波管の外部に配置され、（１）前記導波管の２面の広壁面の断面に沿って前記誘電体基板を貫通する一方で、前記導波管の２面の狭壁面の断面に沿って前記誘電体基板を貫通しない金属部材により、又は、（２）前記導波管の２面の広壁面及び２面のうちのいずれか１面の狭壁面の断面に沿って前記誘電体基板を貫通する一方で、前記導波管の２面のうちのいずれか他面の狭壁面の断面に沿って前記誘電体基板を貫通しない金属部材により、前記導波管と同電位に保持される短絡金属層と、
前記誘電体基板の表面かつ前記導波管の内部に配置され、前記伝送線路と結合され、前記誘電体基板と前記導波管の内部との間の境界における実効波長の電磁波を定在波として立てるための共振長を前記導波管内の電界方向及び前記伝送線路の給電方向に有する整合素子と、
を備えることを特徴とする導波管／伝送線路変換器。
【請求項２】
前記伝送線路及び前記短絡金属層の表面に形成される誘電体層、
をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の導波管／伝送線路変換器。
【請求項３】
前記誘電体層の厚さは、前記誘電体層の内部での電磁波の実効波長の０．２倍以下であることを特徴とする、請求項２に記載の導波管／伝送線路変換器。
【請求項４】
前記整合素子の共振長の方向に沿って前記導波管／伝送線路変換器から離れる２方向のうち少なくとも１方向に向かって、複数本の前記伝送線路が延びていることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の導波管／伝送線路変換器。
【請求項５】
アンテナ素子が平面上に格子状に配置されるアンテナ装置であって、
格子状に配置されるアンテナ素子は、各列状に配置されるアンテナ素子に分割され、
各列状に配置されるアンテナ素子は、各列の中央に配置される請求項１から４のいずれかに記載の導波管／伝送線路変換器に接続される前記伝送線路により給電され、
前記誘電体基板は、アンテナ素子が格子状に配置される平面であり、
前記導波管の広壁面の断面は、各列の方向に垂直な方向に配置され、
前記導波管の狭壁面の断面は、各列の方向に平行な方向に配置される
ことを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、（１）導波管により伝送される電力と、伝送線路により伝送される電力と、を相互に変換する導波管／伝送線路変換器、及び、（２）アンテナ素子が平面上に格子状に配置され導波管／伝送線路変換器により給電されるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
導波管／伝送線路変換器は、アンテナ装置への給電等に適用されており、特許文献１、２等に開示されている。まず、特許文献１では、導波管内の電界強度の高い位置において、伝送線路を挿入している。しかし、特許文献１では、導波管内の電磁波が有する波長のほぼ１／４に等しい距離分だけ、導波管に沿って伝送線路から離れた位置において、導波管短絡面を必要とする。よって、特許文献１では、導波管／伝送線路変換器を小型化することができず、短絡面を形成する構造体が、アンテナ装置を形成する面より前面に存在するため、アンテナ装置の指向性の劣化原因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２０４６０号公報
【特許文献２】特開２０００−２４４２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
次に、特許文献２では、整合素子に伝送線路を結合し、伝送線路から導波管へ電波を伝搬する技術を利用している。以下の説明から明らかなように、特許文献２では、特許文献１と比べて、導波管／伝送線路変換器を小型化することができ、アンテナ装置の指向性を劣化させる原因となる短絡面を形成する構造体を無くすことができる。
【０００５】
従来技術の導波管／伝送線路変換器の構成を図１に示す。最上段は、導波管／伝送線路変換器１’の側面断面図を示す。第２段は、導波管／伝送線路変換器１’の矢視Ａ’−Ａ’平面断面図を示す。第３段は、導波管／伝送線路変換器１’の矢視Ｂ’−Ｂ’平面断面図を示す。最下段は、後述する整合素子１７’の共振長の方向の電界分布を示す。
【０００６】
導波管／伝送線路変換器１’は、誘電体基板１３’、短絡金属層１４’、金属部材１５’、接地金属層１６’及び整合素子１７’を備える。
【０００７】
誘電体基板１３’は、導波管１１’の開口部を塞ぐように配置される。誘電体基板１３’の面は、導波管１１’の導波方向に垂直な面である。図１の第２、３段において、誘電体基板１３’のうちパターンが配置される部分は、白地で示され、誘電体基板１３’のうちパターンが配置されない部分は、斜線で示される。
【０００８】
短絡金属層１４’は、誘電体基板１３’の表面かつ導波管１１’の外部に配置され、誘電体基板１３’を貫通する金属部材１５’及び誘電体基板１３’の表面かつ導波管１１’の外枠に配置される接地金属層１６’により、導波管１１’と同電位に保持される。
【０００９】
整合素子１７’は、誘電体基板１３’の表面かつ導波管１１’の内部に配置され、誘電体基板１３’を介して伝送線路１２’と電磁的に結合され、誘電体基板１３’の周囲の環境における実効波長λｇ’の電磁波を定在波として立てるための共振長（ほぼλｇ’／２）を、導波管１１’内の電界方向及び伝送線路１２’の給電方向に有する。
【００１０】
図１の説明では、伝送線路１２’は、ただ１本のみを配置されている。変形例としては、伝送線路１２’は、逆方向に延びる２本を配置されてもよい。ただし、整合素子１７’は、２枚も配置する必要はなく、ただ１枚のみを配置すれば足りる。そして、２本の逆方向に延びる伝送線路１２’は、１枚の整合素子１７’を共有すればよい。
【００１１】
従来技術を利用したアンテナ装置の構成例を図２に示す。アンテナ装置２’は、特許文献１、２に開示されていない。アンテナ装置２’では、アンテナ素子が平面上に格子状に配置される。格子状に配置されるアンテナ素子は、各列のアンテナ素子２１’に分割される。各列のアンテナ素子２１’は、各列の中央に配置される導波管／伝送線路変換器１’ に接続される２本の逆方向に延びる伝送線路１２’（変形例として１段落前に説明したものである。）により給電される。誘電体基板１３’は、アンテナ素子が格子状に配置される平面である。導波管１１’の広壁面の断面は、各列の方向に垂直な方向に配置される。導波管１１’の狭壁面の断面は、各列の方向に平行な方向に配置される。
【００１２】
各列のアンテナ素子２１’が各列の中央で給電されることにより、アンテナ装置２’の中心周波数からずれた周波数において、各列を構成する各アンテナ素子の励振位相が互いにずれても、各列を構成する各アンテナ素子の合成結果は、広い周波数範囲で任意の一方向に利得の高い指向性を形成できる。
【００１３】
しかし、導波管／伝送線路変換器１’において、誘電体基板１３’の表面に配置されるパターンのサイズのうち、導波管１１’の広壁面の断面に沿う方向のサイズｐｗ’（図１を参照。）は、大きくならざるを得ない。よって、アンテナ装置２’において、互いに隣り合う各列のアンテナ素子２１’の間隔ｄ’は、放射される電磁波が有する波長λ０の半分に等しい長さλ０／２より広くならざるを得ない。これにより、アレーアンテナにおける可視領域は、広くならざるを得ず、各列を構成する各アンテナ素子により形成されるアレーアンテナの指向性において、特に、各アンテナ素子の位相情報を調整し、広角までビームを走査する際に、アレーアンテナにおけるグレーティングローブは、発生しやすくなる。
【００１４】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、導波管／伝送線路変換器において、誘電体基板の表面に配置されるパターンのサイズのうち、導波管の広壁面の断面に沿う方向のサイズを小さくして、アンテナ装置において、互いに隣り合う各列のアンテナ素子の間隔を狭くして、各列を構成する各アンテナ素子により形成されるアレーアンテナの指向性において、特に、各アンテナ素子の位相情報を調整し、広角までビームを走査する際に、グレーティングローブを発生しにくくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、導波管スロットアンテナにおいて、狭壁面を流れる電流が、狭壁面の断面に平行な方向に流れるところ、狭壁面に設けるスロットが、狭壁面の断面に平行な方向に設けられると、電磁波が放射されないことを応用した。すなわち、導波管を誘電体基板内に延長するとともに短絡金属層を導波管と同電位に保持するための金属部材を、導波管の２面の広壁面の断面に沿っては残し、導波管の２面のうちの両面又は片面の狭壁面の断面に沿っては除き、不用意に電磁波が放射されないようにする。
【００１６】
具体的には、本発明は、導波管により伝送される電力と、伝送線路により伝送される電力と、を相互に変換する導波管／伝送線路変換器であって、前記導波管の開口部を塞ぐように配置される誘電体基板と、前記誘電体基板の表面かつ前記導波管の外部に配置され、前記導波管の２面の広壁面の断面に沿って前記誘電体基板を貫通する金属部材により、又は、前記導波管の２面の広壁面及び２面のうちのいずれか１面の狭壁面の断面に沿って前記誘電体基板を貫通する金属部材により、前記導波管と同電位に保持される短絡金属層と、前記誘電体基板の表面かつ前記導波管の内部に配置され、前記伝送線路と結合され、前記誘電体基板の周囲の環境における実効波長の電磁波を定在波として立てるための共振長を前記導波管内の電界方向及び前記伝送線路の給電方向に有する整合素子と、を備えることを特徴とする導波管／伝送線路変換器である。
【００１７】
この構成によれば、誘電体基板の表面に配置されるパターンのサイズのうち、導波管の広壁面の断面に沿う方向のサイズを小さくすることができる。
【００１８】
また、本発明は、前記伝送線路及び前記短絡金属層の表面に形成される誘電体層、をさらに備えることを特徴とする導波管／伝送線路変換器である。
【００１９】
この構成によれば、導波管／伝送線路変換器の周囲の環境での実効誘電率を高くして、導波管／伝送線路変換器の周囲のパターンのサイズを小さくすることができる。
【００２０】
また、本発明は、前記誘電体層の厚さは、前記導波管／伝送線路変換器の周囲の環境での電磁波の実効波長の０．２倍以下であることを特徴とする導波管／伝送線路変換器である。
【００２１】
この構成によれば、伝送線路及び整合素子の間の誘電体基板から電界が漏れ出す領域をカバーするために、最小限の厚さの誘電体層を形成すれば足りるようになる。
【００２２】
また、本発明は、前記整合素子の共振長の方向に沿って前記導波管／伝送線路変換器から離れる２方向のうち少なくとも１方向に向かって、複数本の前記伝送線路が延びていることを特徴とする導波管／伝送線路変換器である。
【００２３】
この構成によれば、１台の導波管／伝送線路変換器のみで、給電方向と垂直方向にアンテナ配列が可能となり、アレーアンテナの性能に高い自由度が付与される。
【００２４】
また、本発明は、アンテナ素子が平面上に格子状に配置されるアンテナ装置であって、格子状に配置されるアンテナ素子は、各列状に配置されるアンテナ素子に分割され、各列状に配置されるアンテナ素子は、各列の中央に配置される導波管／伝送線路変換器に接続される前記伝送線路により給電され、前記誘電体基板は、アンテナ素子が格子状に配置される平面であり、前記導波管の広壁面の断面は、各列の方向に垂直な方向に配置され、前記導波管の狭壁面の断面は、各列の方向に平行な方向に配置されることを特徴とするアンテナ装置である。
【００２５】
この構成によれば、互いに隣り合う各列のアンテナ素子の間隔を狭くして、各列を構成する各アンテナ素子により形成されるアレーアンテナの指向性において、特に、各アンテナ素子の位相情報を調整し、広角までビームを走査する際に、グレーティングローブを発生しにくくすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
このように、本発明は、導波管／伝送線路変換器において、誘電体基板の表面に配置されるパターンのサイズのうち、導波管の広壁面の断面に沿う方向のサイズを小さくして、アンテナ装置において、互いに隣り合う各列のアンテナ素子の間隔を狭くして、各列を構成する各アンテナ素子により形成されるアレーアンテナの指向性において、特に、各アンテナ素子の位相情報を調整し、広角までビームを走査する際に、グレーティングローブを発生しにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来技術の導波管／伝送線路変換器の構成を示す図である。
【図２】従来技術を利用したアンテナ装置の構成例を示す図である。
【図３】第１実施形態の導波管／伝送線路変換器の構成を示す図である。
【図４】第１実施形態の導波管／伝送線路変換器の特性を示す図である。
【図５】第１実施形態のアンテナ装置の構成を示す図である。
【図６】第１実施形態のアンテナ装置の構成を示す図である。
【図７】第２実施形態の導波管／伝送線路変換器の構成を示す図である。
【図８】第３実施形態の導波管／伝送線路変換器の構成を示す図である。
【図９】第３実施形態のアンテナ装置の構成を示す図である。
【図１０】第３実施形態のアンテナ装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。
【００２９】
（第１実施形態）
第１実施形態の導波管／伝送線路変換器の構成を図３に示す。最上段は、導波管／伝送線路変換器１の側面断面図を示す。第２段は、導波管／伝送線路変換器１の矢視Ａ−Ａ平面断面図を示す。第３段は、導波管／伝送線路変換器１の矢視Ｂ−Ｂ平面断面図を示す。最下段は、後述する整合素子１７の共振長の方向の電界分布を示す。
【００３０】
導波管／伝送線路変換器１は、誘電体基板１３、短絡金属層１４、金属部材１５、接地金属層１６及び整合素子１７を備える。
【００３１】
誘電体基板１３は、導波管１１の開口部を塞ぐように配置される。誘電体基板１３の面は、導波管１１の導波方向に垂直な面である。図３の第２、３段において、誘電体基板１３のうちパターンが配置される部分は、白地で示され、誘電体基板１３のうちパターンが配置されない部分は、斜線で示される。
【００３２】
短絡金属層１４は、誘電体基板１３の表面かつ導波管１１の外部に配置され、導波管１１の２面の広壁面の断面に沿って誘電体基板１３を貫通する金属部材１５及び誘電体基板１３の表面かつ導波管１１の外枠に配置される接地金属層１６により、導波管１１と同電位に保持される。すなわち、導波管１１を誘電体基板１３内に延長するとともに短絡金属層１４を導波管１１と同電位に保持するための金属部材１５及び接地金属層１６を、導波管１１の２面の広壁面の断面に沿っては残し、導波管１１の２面の狭壁面の断面に沿っては除き、不用意に電磁波が放射されないようにする。
【００３３】
整合素子１７は、誘電体基板１３の表面かつ導波管１１の内部に配置され、誘電体基板１３を介して伝送線路１２と電磁的に結合され、誘電体基板１３の周囲の環境における実効波長λｇ’の電磁波を定在波として立てるための共振長（ほぼλｇ’／２）を、導波管１１内の電界方向及び伝送線路１２の給電方向に有する。
【００３４】
ここで、整合素子１７及び伝送線路１２は、別層に存在する。そして、伝送線路１２の先端形状は、切り欠き付きのスタブ又はスロットである。よって、整合素子１７及び伝送線路１２は、電磁的な結合を実現することができる。
【００３５】
図３の説明では、金属部材１５は、導波管１１の２面の広壁面の断面に沿って誘電体基板１３を貫通する「スルーホール」で形成されている。第１の変形例として、金属部材１５は、導波管１１の２面の広壁面の断面に沿って誘電体基板１３を貫通する「導体壁」であってもよい。第２の変形例として、金属部材１５は、導波管１１の２面の広壁面及び２面のうちのいずれかの１面の狭壁面の断面に沿って誘電体基板１３を貫通する「スルーホール」で形成されていてもよい。第３の変形例として、金属部材１５は、導波管１１の２面の広壁面及び２面のうちのいずれかの１面の狭壁面の断面に沿って誘電体基板１３を貫通する「導体壁」であってもよい。
【００３６】
図３の説明では、伝送線路１２は、ただ１本のみを配置されている。変形例としては、伝送線路１２は、逆方向に延びる２本を配置されてもよい。ただし、整合素子１７は、２枚も配置する必要はなく、ただ１枚のみを配置すれば足りる。そして、２本の逆方向に延びる伝送線路１２は、１枚の整合素子１７を共有すればよい。
【００３７】
第１実施形態の導波管／伝送線路変換器の特性を図４に示す。このように、第１実施形態では、従来技術と同様に、導波管／伝送線路変換器１の中心周波数から帯域幅分だけずれた周波数においても、低い反射特性及び高い透過特性を実現可能である。
【００３８】
これに加え、第１実施形態では、従来技術と比べて、誘電体基板１３の表面に配置されるパターンのサイズのうち、導波管１１の広壁面の断面に沿う方向のサイズｐＷ１（図３を参照。）は、導波管１１の２面のうちの両面又は片面の狭壁面の断面に沿っては除いた金属部材１５及び接地金属層１６の除去幅２ｎＷ１又はｎＷ１（図３を参照。）の分だけ、小さくすることができる。具体的には、図３のサイズｐＷ１は、図１のサイズｐＷ’と比べて、金属部材１５の寸法が無視できないミリ波応用において、約２／３となる。
【００３９】
第１実施形態のアンテナ装置の構成を図５、６に示す。アンテナ装置２では、アンテナ素子が平面上に格子状に配置される。図５では、導波管／伝送線路変換器１は、図面左右方向に直線上に配置される。図６では、導波管／伝送線路変換器１は、図面左右方向に千鳥状に配置される。格子状に配置されるアンテナ素子は、各列のアンテナ素子２１に分割される。各列のアンテナ素子２１は、各列の中央に配置される導波管／伝送線路変換器１に接続される２本の逆方向に延びる伝送線路１２（変形例として２段落前に説明したものである。）により給電される。誘電体基板１３は、アンテナ素子が格子状に配置される平面である。導波管１１の広壁面の断面は、各列の方向に垂直な方向に配置される。導波管１１の狭壁面の断面は、各列の方向に平行な方向に配置される。
【００４０】
各列のアンテナ素子２１が各列の中央で給電されることにより、アンテナ装置２の中心周波数からずれた周波数において、各列を構成する各アンテナ素子の励振位相が互いにずれても、各列を構成する各アンテナ素子の合成結果は、広い周波数範囲で任意の一方向に利得の高い指向性を形成できる。
【００４１】
そして、導波管／伝送線路変換器１において、誘電体基板１３の表面に配置されるパターンのサイズのうち、導波管１１の広壁面の断面に沿う方向のサイズｐＷ１（図３を参照。）は、導波管１１の２面のうちの両面又は片面の狭壁面の断面に沿っては除いた金属部材１５及び接地金属層１６の除去幅２ｎＷ１又はｎＷ１（図３を参照。）の分だけ、小さくすることができる。具体的には、図３のサイズｐＷ１は、図１のサイズｐＷ’と比べて、金属部材１５の寸法が無視できないミリ波応用において、約２／３となる。
【００４２】
よって、アンテナ装置２において、互いに隣り合う各列のアンテナ素子２１の間隔ｄ１は、放射される電磁波が有する波長λ０の半分に等しい長さλ０／２より狭くすることができ、アレーアンテナにおける可視領域は、狭くすることができ、各列を構成する各アンテナ素子により形成されるアレーアンテナの指向性において、特に、各アンテナ素子の位相情報を調整し、広角までビームを走査する際に、アレーアンテナにおけるグレーティングローブは、発生しにくくなる。
【００４３】
(第２実施形態)
第２実施形態の導波管／伝送線路変換器の構成を図７に示す。最上段は、導波管／伝送線路変換器３の側面断面図を示す。第２段は、導波管／伝送線路変換器３の矢視Ｃ−Ｃ平面断面図を示す。第３段は、導波管／伝送線路変換器３の矢視Ｄ−Ｄ平面断面図を示す。最下段は、後述する整合素子３７の共振長の方向の電界分布を示す。
【００４４】
導波管／伝送線路変換器３は、導波管３１により伝送される電力と、伝送線路３２により伝送される電力と、を相互に変換するために、誘電体基板３３、短絡金属層３４、金属部材３５、接地金属層３６、整合素子３７及び誘電体層３０を備える。
【００４５】
図７における第２実施形態の導波管３１、伝送線路３２、誘電体基板３３、短絡金属層３４、金属部材３５、接地金属層３６及び整合素子３７は、図３における第１実施形態の導波管１１、伝送線路１２、誘電体基板１３、短絡金属層１４、金属部材１５、接地金属層１６及び整合素子１７と、それぞれほぼ同様のものである。
【００４６】
整合素子３７は、誘電体基板３３の表面かつ導波管３１の内部に配置され、誘電体基板３３を介して伝送線路３２と電磁的に結合され、整合素子３７の周囲の環境における実効波長λｇ（誘電体層３０とともに後述。）の電磁波を定在波として立てるための共振長（ほぼλｇ／２）を、導波管３１内の電界方向及び伝送線路３２の給電方向に有する。
【００４７】
誘電体層３０は、伝送線路３２及び短絡金属層３４の表面に、密着又は近接して形成される。よって、第２実施形態において、第１実施形態と比べて、導波管／伝送線路変換器３の周囲の環境での実効誘電率を高くすることができ、導波管／伝送線路変換器３の周囲の環境での電磁波の実効波長λｇを短くすることができ、導波管３１の狭壁面及び広壁面の断面に沿う方向のサイズｐＮ２、ｐＷ２を小さくすることができる。
【００４８】
誘電体層３０の厚さは、導波管／伝送線路変換器３の周囲の環境での電磁波の実効波長λｇの０．２倍以下であることが望ましい。すると、伝送線路３２及び整合素子３７の間の誘電体基板３３から電界が漏れ出す領域をカバーするために、最小限の厚さの誘電体層３０を形成すれば足りるようになる。そして、誘電体基板３３の厚さ（０．５ｍｍ以下程度）が薄くなるミリ波応用において、最小限の厚さ（λｇの０．２倍以下）の誘電体層３０を形成するのみであっても、導波管／伝送線路変換器３の強度を増すことができ、導波管／伝送線路変換器３のサイズを小さくすることができる。図７の説明では、誘電体層３０は、伝送線路３２及び短絡金属層３４の表面のみに形成されている。図７の変形例としては、誘電体層３０は、誘電体基板３３の全面に形成されてもよい。
【００４９】
(第３実施形態)
第３実施形態の導波管／伝送線路変換器の構成を図８に示す。最上段は、導波管／伝送線路変換器４の側面断面図を示す。第２段は、導波管／伝送線路変換器４の矢視Ｅ−Ｅ平面断面図を示す。第３段は、導波管／伝送線路変換器４の矢視Ｆ−Ｆ平面断面図を示す。最下段は、後述する整合素子４７の共振長の方向の電界分布を示す。
【００５０】
導波管／伝送線路変換器４は、導波管４１により伝送される電力と、伝送線路４２により伝送される電力と、を相互に変換するために、誘電体基板４３、短絡金属層４４、金属部材４５、接地金属層４６、整合素子４７及び誘電体層４０を備える。
【００５１】
図８における第３実施形態の導波管４１、伝送線路４２、誘電体基板４３、短絡金属層４４、金属部材４５、接地金属層４６、整合素子４７、誘電体層４０、サイズｐＮ３、ｐＷ３及び実効波長λｇは、図７における第２実施形態の導波管３１、伝送線路３２、誘電体基板３３、短絡金属層３４、金属部材３５、接地金属層３６、整合素子３７、誘電体層３０、サイズｐＮ２、ｐＷ２及び実効波長λｇと、それぞれほぼ同様のものである。
【００５２】
図８の説明では、整合素子４７の共振長の方向に沿って導波管／伝送線路変換器４から離れる２方向のうち、両方向に向かってそれぞれ２本の伝送線路４２が延びている。図８の変形例としては、整合素子４７の共振長の方向に沿って導波管／伝送線路変換器４から離れる２方向のうち、一方向に向かって複数本の伝送線路４２が延びている一方で、他方向に向かって単数本又は複数本の伝送線路４２が延びていてもよい。
【００５３】
このように、１台の導波管／伝送線路変換器４のみで、給電方向と垂直方向にアンテナ配列が可能となり、アレーアンテナの性能に高い自由度が付与される。
【００５４】
第３実施形態のアンテナ装置の構成を図９、１０に示す。アンテナ装置５では、アンテナ素子が平面上に格子状に配置される。図９では、導波管／伝送線路変換器４は、図面左右方向に直線上に配置される。図１０では、導波管／伝送線路変換器４は、図面左右方向に千鳥状に配置される。格子状に配置されるアンテナ素子は、各２列のアンテナ素子５１に分割される。各２列のアンテナ素子５１は、各２列の中央に配置される導波管／伝送線路変換器４に接続される各２本が逆方向に延びる伝送線路４２（第３実施形態として図８で説明したものである。）により給電される。誘電体基板４３は、アンテナ素子が格子状に配置される平面である。導波管４１の広壁面の断面は、各２列の方向に垂直な方向に配置される。導波管４１の狭壁面の断面は、各２列の方向に平行な方向に配置される。
【００５５】
ここで、導波管／伝送線路変換器４において、誘電体基板４３の表面に配置されるパターンのサイズのうち、導波管４１の広壁面の断面に沿う方向のサイズｐＷ３（図８を参照。）は、導波管４１の２面のうちの両面又は片面の狭壁面の断面に沿っては除いた金属部材４５及び接地金属層４６の除去幅２ｎＷ３又はｎＷ３（図８を参照。）の分だけ、小さくすることができる。具体的には、図８のサイズｐＷ３は、図１のサイズｐＷ’と比べて、金属部材４５の寸法が無視できないミリ波応用において、約２／３となる。よって、アンテナ装置５において、互いに隣り合う各１列のアンテナ素子の間隔ｄ３は、放射される電磁波が有する波長λ０の半分に等しい長さλ０／２より狭くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の導波管／伝送線路変換器及びアンテナ装置は、合成結果が広い周波数範囲で任意の一方向に利得の高い指向性を形成でき、グレーティングローブが発生しにくい、アンテナ素子が平面上に格子状に配置されるアンテナ装置を、小型化及び低コスト化する目的に対して、適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１、３、４、１’：導波管／伝送線路変換器
２、５、２’：アンテナ装置
３０、４０：誘電体層
１１、３１、４１、１１’：導波管
１２、３２、４２、１２’：伝送線路
１３、３３、４３、１３’：誘電体基板
１４、３４、４４、１４’：短絡金属層
１５、３５、４５、１５’：金属部材
１６、３６、４６、１６’：接地金属層
１７、３７、４７、１７’：整合素子
２１、５１、２１’：各列のアンテナ素子
【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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