(57)【要約】【課題】容易に且つ安価に製造できるようにする。【解決手段】誘電体基板１の漏出用金属ストリップ３および地板導体２から離間した位置で誘電体基板１を挟んで互い対向して帯状に延びて平行平板線路を形成する一対の線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂと、一対の線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂの側縁に所定間隔に設けられ、平行平板線路に給電された電磁波を誘電体基板１内で漏出用金属ストリップ３と交差する方向に分岐出力する複数のスタブ４１Ａ、４１Ｂと、スタブ４１Ａ、４１Ｂにより発生する反射波を抑制するためのスタブ５１Ａ、５１Ｂを有している。【選択図】        図１
2004328290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板（１）と、該誘電体基板の一面側に設けられ、前記誘電体基板内でその厚さ方向と直交する方向に電磁波を伝搬させる誘電体線路を形成する地板導体（２）と、前記誘電体基板の少なくとも一方の面に所定間隔で平行に設けられた複数の漏出用金属ストリップ（３）と、前記誘電体基板内に前記複数の漏出用金属ストリップと交差する方向に電磁波を伝搬させて、前記誘電体基板の前記反対面から漏出させる励振部（２４）とを有する誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記励振部が、
前記誘電体基板の前記一面側と反対面側の前記地板導体および前記漏出用金属ストリップから離間した位置で、前記誘電体基板を挟んで平行に対向して、平行平板線路を形成する一対の線路用金属ストリップ（４０Ａ、４０Ｂ）と、
前記一対の線路用金属ストリップのそれぞれの一方の側縁に所定間隔に設けられ、前記平行平板線路に給電された電磁波を前記誘電体基板内で前記漏出用金属ストリップと交差する方向に分岐出力する複数の第１のスタブ（４１Ａ、４１Ｂ）と、
前記一対の線路用金属ストリップのそれぞれの他方の側縁に、前記第１のスタブに対して前記マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長のほぼ１／４に等しいだけずれてそれぞれ設けられた複数の第２のスタブ（５１Ａ，５１Ｂ）と
を有していることを特徴とする誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項２】
前記第１のスタブが設けられる所定間隔は、前記マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長にほぼ等しいことを特徴とする請求項１記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項３】
前記第１のスタブ及び第２のスタブは、前記線路用金属ストリップの側縁から所定の幅で前記線路用金属ストリップと直交する方向に所定距離延びた帯状に形成され、前記それぞれの所定距離を調整することにより、前記線路用金属ストリップの側縁の片側に電磁波を供給することを特徴とする請求項１または請求項２記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項４】
前記第１のスタブ及び第２のスタブは、前記線路用金属ストリップの側縁から所定の幅で前記線路用金属ストリップと直交する方向に所定距離延びた帯状に形成され、前記それぞれの所定距離を調整することにより、前記線路用金属ストリップの側縁の両側に電磁波を供給することを特徴とする請求項１または請求項２記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項５】
前記スタブによって前記漏出用金属ストリップ側と反対側に分岐される電磁波を前記漏出用金属ストリップ側に反射させるための反射壁を備えたことを特徴とする請求項１〜３記載のいずれかの誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項６】
前記反射壁が金属材によって形成され、
一端側が前記反射壁と電気的に接続され、他端側が前記誘電体基板の反対面側で前記線路用金属ストリップに対向するように延び、前記平行平板線路から空間へ直接輻射される電磁波をシールドするシールド板（６２）を備えたことを特徴とする請求項５記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項７】
前記反射壁が前記誘電体基板の端面によって形成され、
一端側が前記地板導体と電気的に接続され、他端側が前記誘電体基板の反対面側で前記線路用金属ストリップに対向するように延び、前記平行平板線路から空間へ直接輻射される電磁波をシールドするシールド板（６３）を備えたことを特徴とする請求項５記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項８】
前記誘電体基板の反対面側で前記線路用金属ストリップと対向するように配置され、前記平行平板線路から空間へ直接輻射される電磁波の位相と振幅を前記漏出用金属ストリップによって漏出される電磁波に合わせて輻射する輻射板（６４）を備えたことを特徴とする請求項１〜５記載のいずれかの誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項９】
前記励振部が前記誘電体基板のほぼ中央部に設けられ、該励振部の両側にそれぞれ複数の前記漏出用金属ストリップが設けられていることを特徴とする請求項１〜２、４、請求項８記載のいずれかの誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項１０】
前記平行平板線路は、そのほぼ中央から給電された電磁波を両端に伝搬するように構成されていることを特徴とする請求項１〜９記載のいずれかの誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項１１】
漏出用金属ストリップは前記誘電体基板の前記反対面側に形成され、
前記地板導体は、前記漏出用金属ストリップに対向する位置で前記誘電体基板の前記一面側に隙間なく密着していることを特徴とする請求項１〜１０記載のいずれかの誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項１２】
前記地板導体は、前記誘電体基板の前記一面側と空気を含む低誘電率層を挟んで対向していることを特徴とする請求項１〜１０記載のいずれかの誘電体漏れ波アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体漏れ波アンテナを容易に且つ低コストに製造するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
準ミリ波帯やミリ波帯の通信等に使用可能な平面型のアンテナとして、誘電体漏れ波アンテナがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３２０２２８号公報
【特許文献２】
特開２００１−３２０２２９号公報
【０００４】
図１６は、この誘電体漏れ波アンテナの基本構造を示すものであり、誘電体基板１の一面（図では下面）側に地板導体２を設けて、電磁波を誘電体基板１の厚さ方向と直交する方向へ伝送する誘電体誘電体線路を形成し、誘電体基板１の反対面側に所定間隔で複数の漏出用金属ストリップ３を設ける。
【０００５】
このように誘電体誘電体線路の表面に漏出用金属ストリップ３を所定の間隔で設け、その漏出用金属ストリップ３と交差する方向に電磁波を伝搬させると、誘電体基板内の電磁波が漏出用金属ストリップ３により、誘電体基板１の表面から漏出される。
【０００６】
この誘電体基板１の表面から漏出される電磁波の放射特性は、漏出用金属ストリップ３の幅、間隔、誘電体基板１内を伝搬する電磁波の波面（等位相面）と漏出用金属ストリップ３との角度によって種々設定が可能である。
【０００７】
例えば、誘電体基板１内を伝搬する電磁波の波面を漏出用金属ストリップ３と平行にすれば、この誘電体基板１の表面全体から漏出される電磁波のビーム方向を、誘電体基板１の表面に直交し且つ漏出用金属ストリップ３の長さ方向と直交する面内に設定することができる。またこの面内におけるビーム方向は、主に漏出用金属ストリップ３の間隔によって決定され、例えば漏出用金属ストリップ３の間隔を放射しようとする電磁波の誘電体誘電体線路内の線路内波長λｇにほぼ等しく設定すれば、ビーム方向を誘電体基板１の表面にほぼ直交する方向に設定することができ、誘電体基板１の向きとビーム方向とをほぼ一致させることができる。
【０００８】
このような原理で電磁波を輻射する誘電体漏れ波アンテナでは、誘電体基板１内に漏出用金属ストリップ３とほぼ平行な波面を有する電磁波を伝搬させるための励振部４が必要となる。
【０００９】
この励振部４としては、電磁ホーンから出力される球面波の電磁波を誘電体レンズ、パラボラ型の反射鏡等を用いて波面が一直線状に揃った電磁波に変換して誘電体基板１の端面に向いた面４ａから出射する構造のものが従来から用いられていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように励振部を電磁ホーン、誘電体レンズあるいはパラボラ型の反射鏡等を用いて構成した従来の誘電体漏れ波アンテナでは、構造が必然的に立体的になり、アンテナ全体として大型化してしまう。
【００１１】
また、電磁ホーンや反射鏡は誘電体基板１と別部材で構成しなければならず、コストがかかり、量産ができないという問題があった。
本発明は、この問題を解決して、製造が容易で量産に適した誘電体漏れ波アンテナを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の誘電体漏れ波アンテナは、放射部と同一基板上に構成されたマイクロストリップ線路に周期的に第１のスタブを附け、放射部である誘電体スラブ線路（露出用金属ストリップ）を励振する。この際、スラブで反射マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波が第１のスラブで反射される。この反射波を抑制するために、第１のスラブに対して、マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長のほぼ１／４に等しいだけずれた位置に第２のスタブを設けた。即ち、第２のスタブを、上記のように第１のスタブに対してマイクロストリップ線路内波長のほぼ１／４だけ離れた位置に、第２のスタブとをそれぞれ設けると、両者の反射波が互いに逆相となって反射成分を相殺することができる。なお、マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長、マイクロストリップ線路の幅、第１及び第２のスラブの長さを適宜設定することにより、マイクロストリップ線路の片側、又は両側に、放射部を励振する電磁波を給電することができる。
【００１３】
具体的には、本発明の請求項１の誘電体漏れ波アンテナは、
誘電体基板（１）と、該誘電体基板の一面側に設けられ、前記誘電体基板内でその厚さ方向と直交する方向に電磁波を伝搬させる誘電体線路を形成する地板導体（２）と、前記誘電体基板の少なくとも一方の面に所定間隔で平行に設けられた複数の漏出用金属ストリップ（３）と、前記誘電体基板内に前記複数の漏出用金属ストリップと交差する方向に電磁波を伝搬させて、前記誘電体基板の前記反対面から漏出させる励振部（２４）とを有する誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記励振部が、
前記誘電体基板の前記一面側と反対面側の前記地板導体および前記漏出用金属ストリップから離間した位置で、前記誘電体基板を挟んで平行に対向して、平行平板線路を形成する一対の線路用金属ストリップ（４０Ａ、４０Ｂ）と、
前記一対の線路用金属ストリップのそれぞれの一方の側縁に所定間隔に設けられ、前記平行平板線路に給電された電磁波を前記誘電体基板内で前記漏出用金属ストリップと交差する方向に分岐出力する複数の第１のスタブ（４１Ａ、４１Ｂ）と、
前記一対の線路用金属ストリップのそれぞれの他方の側縁に、前記第１のスタブに対して前記マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長のほぼ１／４に等しいだけずれてそれぞれ設けられた複数の第２のスタブ（５１Ａ，５１Ｂ）とを有している。それにより、スタブにより発生する、マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の反射波を、マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長のほぼ１／４に等しいだけずれて設けられたスタブで抑制することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項２の誘電体漏れ波アンテナは、請求項１記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記第１のスタブが設けられる所定間隔は、前記マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長にほぼ等しいことを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の請求項３の誘電体漏れ波アンテナは、請求項１または請求項２記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記第１のスタブ及び第２のスタブは、前記線路用金属ストリップの側縁から所定の幅で前記線路用金属ストリップと直交する方向に所定距離延びた帯状に形成され、前記それぞれの所定距離を調整することにより、前記線路用金属ストリップの側縁の片側に電磁波を供給することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の請求項４の誘電体漏れ波アンテナは、請求項１または請求項２記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記第１のスタブ及び第２のスタブは、前記線路用金属ストリップの側縁から所定の幅で前記線路用金属ストリップと直交する方向に所定距離延びた帯状に形成され、前記それぞれの所定距離を調整することにより、前記線路用金属ストリップの側縁の両側に電磁波を供給することを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の請求項５の誘電体漏れ波アンテナは、請求項１〜請求項３記載のいずれかの誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記スタブによって前記漏出用金属ストリップ側と反対側に分岐される電磁波を前記漏出用金属ストリップ側に反射させるための反射壁を備えたことを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の請求項６の誘電体漏れ波アンテナは、請求項５記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記反射壁が金属材によって形成され、
一端側が前記反射壁と電気的に接続され、他端側が前記誘電体基板の反対面側で前記線路用金属ストリップに対向するように延び、前記平行平板線路から空間へ直接輻射される電磁波をシールドするシールド板（６２）を備えたことを特徴としている。
【００１９】
また、本発明の請求項７の誘電体漏れ波アンテナは、請求項５記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記反射壁が前記誘電体基板の端面によって形成され、
一端側が前記地板導体と電気的に接続され、他端側が前記誘電体基板の反対面側で前記線路用金属ストリップに対向するように延び、前記平行平板線路から空間へ直接輻射される電磁波をシールドするシールド板（６３）を備えたことを特徴としている。
【００２０】
また、本発明の請求項８の誘電体漏れ波アンテナは、請求項１〜５記載のいずれかの誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記誘電体基板の反対面側で前記線路用金属ストリップと対向するように配置され、前記平行平板線路から空間へ直接輻射される電磁波の位相と振幅を前記漏出用金属ストリップによって漏出される電磁波に合わせて輻射する輻射板（６４）を備えたことを特徴としている。
【００２１】
また、本発明の請求項９の誘電体漏れ波アンテナは、請求項１〜２、４、請求項８記載のいずれかの誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記励振部が前記誘電体基板のほぼ中央部に設けられ、該励振部の両側にそれぞれ複数の前記漏出用金属ストリップが設けられていることを特徴としている。。
【００２２】
また、本発明の請求項１０の誘電体漏れ波アンテナは、請求項１〜９記載のいずれかの誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記平行平板線路は、そのほぼ中央から給電された電磁波を両端に伝搬するように構成されていることを特徴としている。
【００２３】
また、本発明の請求項１１の誘電体漏れ波アンテナは、請求項１〜１０記載のいずれかの誘電体漏れ波アンテナにおいて、
漏出用金属ストリップは前記誘電体基板の前記反対面側に形成され、
前記地板導体は、前記漏出用金属ストリップに対向する位置で前記誘電体基板の前記一面側に隙間なく密着していることを特徴としている。
【００２４】
また、本発明の請求項１２の誘電体漏れ波アンテナは、請求項１〜１０記載のいずれかの誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記地板導体は、前記誘電体基板の前記一面側と空気を含む低誘電率層を挟んで対向していることを特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した誘電体漏れ波アンテナ２０の構成を模式的に且つ透視的に表している。
【００２６】
この誘電体漏れ波アンテナ２０は、例えば、無線による加入者系データ通信サービス方式の一つであるＦＷＡ（Ｆｉｘｅｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ）システムあるいは車載用レーダ等に用いるためのものであり、前記同様に、矩形の誘電体基板１とその一面側（下面側）に設けられた地板導体２とで、電磁波を誘電体基板内でその厚さ方向と直交する方向に伝搬する誘電体線路が形成され、誘電体基板１の反対面側（上面側）には、複数の漏出用金属ストリップ３が所定間隔、例えば誘電体線路内を伝搬する電磁波の線路内波長λｇとほぼ等しい間隔で平行に設けられている。
【００２７】
なお、誘電体基板１は、テフロン（米国デュポン社の登録商標）、アルミナ、セラミック等が使用され、また、漏出用金属ストリップ３は、誘電体基板１に対する金属膜の印刷やエッチングによって形成されている。
【００２８】
また、誘電体基板１の一面側と地板導体２との間には、誘電体線路を伝搬する電磁波の導体損を減らすために、比誘電率が誘電体基板１の比誘電率より低い空気やガス等の気体、誘電体からなる低誘電率層７が設けられており、この低誘電率層７が例えば空気の場合には、誘電体基板１と地板導体２とは、図示しないスペーサによって隙間のある状態で対向するように一体化されている。
【００２９】
また、各漏出用金属ストリップ３は、誘電体誘電体線路内の反射成分を抑圧するために、互いに平行で線路内波長λｇのほぼ１／４だけ離れた２本の金属ストリップ３ａ、３ｂによって構成されている。
【００３０】
即ち、漏出用金属ストリップ３を線路内波長λｇとほぼ等しい間隔の金属ストリップ３ａだけで構成すると、各金属ストリップ３ａによって発生する反射波が互いに同相となり効率が低下するが、上記のように各金属ストリップ３ａに対して線路内波長λｇのほぼ１／４だけ離れた位置に、各金属ストリップ３ａと同一寸法の金属ストリップ３ｂをそれぞれ設けると、両者の反射波が互いに逆相となって反射成分を相殺することができる。
【００３１】
なお、この金属ストリップ３ａ、３ｂはともに電磁波を漏出する作用を有しているので、上記のように漏出用金属ストリップ３を２つの金属ストリップ３ａ、３ｂで構成した場合、誘電体基板１の表面から漏出される電磁波の放射特性は、２つの金属ストリップ３ａ、３ｂによって漏出される電磁波の放射特性を合成したものとなる。
【００３２】
また、この例および以下に示す全ての誘電体漏れ波アンテナでは、漏出用金属ストリップ３を２本の金属ストリップ３ａ、３ｂで構成しているが、これは本発明を限定するものでなく、金属ストリップによる反射成分が無視できる程度に小さい場合には、１本の金属ストリップで漏出用金属ストリップ３を構成してもよい。また、漏出用金属ストリップ３の間隔を、線路内波長λｇより短く設定したり、長く設定することで反射波を抑圧することも可能であり、この場合にも１本の金属ストリップで構成することができる。
【００３３】
一方、誘電体基板１の一端側には励振部２４が設けられている。
励振部２４は、漏出用金属ストリップ３から離間した位置で誘電体基板１を挟んで互い対向するように帯状に延びた一対の線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂと、一対の線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂの一方の側縁（この図では漏出用金属ストリップ３が設けられている側の側縁）に所定間隔でそれぞれ設けられた複数（図では簡単に３つで示している）の第１のスタブ４１Ａ１、４１Ａ２、４１Ａ３、４１Ｂ１、４１Ｂ２、４１Ｂ３と、線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂの他方の側縁（この図では漏出用金属ストリップ３が設けられている反対側の側縁）に所定間隔でそれぞれ設けられた複数（図では簡単に３つで示している）の第２のスタブ５１Ａ１、５１Ａ２、５１Ａ３、５１Ｂ１、５１Ｂ２、５１Ｂ３とによって構成されている。
【００３４】
ここで、誘電体基板１を挟む一対の線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂは平行平板線路を形成し、その一端側の給電点５から給電された電磁波を他端側に伝搬する。なお、この給電点５に対する電磁波の給電は、例えば同軸ケーブルによって行なわれる。
【００３５】
また、図１に示すように、第１のスタブ４１Ａ１、４１Ａ２、４１Ａ３と、それにそれぞれ対向する第１のスタブ４１Ｂ１、４１Ｂ２、４１Ｂ３  は、互いに重なり合うように同一形状で同一位置に設けられている。また、図２の（ａ）に示すように、各線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂの一方の側縁から、幅がそれぞれＷ１、Ｗ３、長さがそれぞれＬ１、Ｌ３の帯状に突設されている（図２では簡単に２つスタブで示している。）。
また、図１に示すように、反射抑圧用の第２のスタブは、第１のスタブと線路内波長λｇ′の１／４ずれた位置に設けられる。即ち、第２のスタブ５１Ａ１、５１Ａ２、５１Ａ３と、それにそれぞれ対向する第２のスタブ５１Ｂ１、５１Ｂ２、５１Ｂ３  は、互いに重なり合うように同一形状で同一位置に設けられている。また、図２の（ａ）に示すように、各線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂの他方の側縁から、幅がそれぞれＷ２、Ｗ４、長さがそれぞれＬ２、Ｌ４の帯状に突設されている。
【００３６】
また、各スタブの間隔Ｑは、例えば放射しようとする電磁波の平行平板線路内の波長λｇ′の整数倍に近い値に設定し、給電点５に給電されて平行平板線路の一端側から他端側に伝搬する電磁波を、誘電体基板１内で漏出用金属ストリップ３が設けられている方向へ分岐して励振波として出力する。
【００３７】
このような励振部２４から漏出用金属ストリップ３が設けられている方向へ伝搬される電磁波（以下、励振波という）の振幅特性や位相特性は、各スタブの幅、長さおよび間隔Ｑによって任意に設定することができる。
【００３８】
即ち、スタブ４１Ａ１、４１Ｂ１、スタブ４１Ａ２、４１Ｂ２、およびスタブ４１Ａ３、４１Ｂ３の対向部分からそれぞれ分岐出力される励振波の振幅は、第１および第２の各スタブの幅Ｗ１〜Ｗ４と長さＬ１〜Ｌ４に依存しており、これらの幅と長さによって励振波全体として任意の振幅分布特性を与えることができる。
【００３９】
また、線路用金属ストリップ４０の中心からスタブの距離をｍ／２＋Ｌ＜０．６５λｇ’とすることにより、第１のスタブ４１を設けている線路用金属ストリップ４０の側のみ電磁波を給電することができる。また、ｍ／２＋Ｌ≒０．６５λｇ’とすることにより、線路用金属ストリップ４０の両側に電磁波を給電することができる。さらに、ｍ／２＋Ｌ＞０．６５λｇ’とすることにより、反射抑制用の第２のスタブ５１線路用金属ストリップ４０の側のみ電磁波を給電することができる。ここで、ｍは線路用金属ストリップ４０の幅、Ｌは各スタブの長さ（本実施例では、Ｌ＝Ｌ１〜Ｌ４）、λｇ’はマイクロストリップ線路内の波長、δ≒λｇ’／４、Ｑ≒λｇ’である。
【００４０】
また、各スタブの対向部分からそれぞれ分岐出力される励振波の位相はスタブの間隔Ｑに依存しており、この間隔Ｑによって励振波全体としての位相分布特性を任意に設定することができる。
【００４１】
例えば、間隔Ｑを線路内波長λｇ′の整数倍に設定すれば、各スタブ対向部分からそれぞれ分岐出力される励振波の位相が等しくなり、励振波全体の位相面が図２の（ｂ）のＰｈ１−Ｐｈ１′のように一対の線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂ（即ち、平行平板線路）と平行となる。
【００４２】
このように一対の線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂと平行な位相面Ｐｈ１−Ｐｈ１′の励振波を、一対の線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂと平行な漏出用金属ストリップ３側に伝搬させると、ビームの中心方向が誘電体基板１の表面に直交し且つ線路用金属ストリップ４０Ａに直交する面上に位置する電磁波を誘電体基板１の表面から放射することができる。
【００４３】
また、間隔Ｑを線路内波長λｇ′の整数倍より短く設定すると（Ｑ＜λｇ′）、各スタブ対向部分からそれぞれ分岐出力される励振波の位相が少しずつ進んで、励振波全体の位相面が図２の（ｂ）のＰｈ３−Ｐｈ３′のように一対の線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂに対して僅かに傾く。逆に、間隔Ｑを線路内波長λｇ′の整数倍より長く設定すると（Ｑ＞λｇ′）  、各スタブ４１１、４１２部分からそれぞれ分岐出力される励振波の位相が少しずつ遅れて、励振波全体の位相面が図２の（ｂ）のＰｈ４−Ｐｈ４′のように一対の線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂに対してＰｈ３−Ｐｈ３′と逆方向に傾く。
【００４４】
このように線路用金属ストリップ４０に対して傾いた位相面Ｐｈ３−Ｐｈ３′、Ｐｈ４−Ｐｈ４′の励振波を、線路用金属ストリップ４０と平行な漏出用金属ストリップ３側に伝搬させると、誘電体基板１の表面からビームの中心方向が給電端側あるいは終端側に傾いた電磁波を放射することができる。
【００４５】
なお、ここでは一対の線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂを漏出用金属ストリップ３に対して平行に設けた例について説明したが、一対の線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂ（平行平板線路）が、漏出用金属ストリップ３に対して傾きをもつようにしてもよい。
【００４６】
このように、実施形態の誘電体漏れ波アンテナ２０の励振部２４は、誘電体基板１の漏出用金属ストリップ３および地板導体２から離間した位置で誘電体基板１を挟んで互い対向して帯状に延びて平行平板線路を形成する一対の線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂと、一対の線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂの側縁に所定間隔に設けられ、平行平板線路に給電された電磁波を誘電体基板１内で漏出用金属ストリップ３と交差する方向に分岐出力する複数のスタブ４１Ａ、４１Ｂとを有している。
【００４７】
このため、励振部２４を誘電体基板１に一体化することができ、アンテナ全体を小型化することができる。また、一対の線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂおよびスタブ４１Ａ、４１Ｂを漏出用金属ストリップ３と同様に印刷やエッチングによって形成することができるので、少ない工程で、安価に且つ容易に製造でき、量産が可能となる。
【００４８】
なお、上記した誘電体漏れ波アンテナ２０では、漏出用金属ストリップ３を構成する１組の金属ストリップ３ａ、３ｂを、誘電体基板１の両面のうち、地板導体２が設けられている側と反対側の面に設けていたが、図３に示す誘電体漏れ波アンテナ３０のように、１組の金属ストリップ３ａ、３ｂの一方（この場合金属ストリップ３ｂ）を地板導体２が設けられている側の面に設けてもよい。なお、図１と同様の構成の符号は省略する。
【００４９】
また、図示しないが、漏出波に対する地板導体２の反射を利用することを考慮して、漏出用金属ストリップ３を構成する金属ストリップ３ａ、３ｂを地板導体２が設けられている側だけに設けることも可能である。
【００５０】
また、上記の誘電体漏れ波アンテナ２０、３０では、誘電体線路の導体損を減らすために誘電体基板１の一面側と地板導体２との間に低誘電率層７を設けているが、この導体損が無視できる場合（放射しようとする電磁波の周波数が低い場合等）には、図４の誘電体漏れ波アンテナ３１のように、誘電体基板１の一面側（下面側）のうち、その反対面側の漏出用金属ストリップ３と対向する範囲に地板導体２を隙間なく密着するように設けてもよい。この場合、地板導体２は金属膜の印刷やエッチングによって形成する。なお、図１と同様の構成の符号は省略する。
【００５１】
このように地板導体２を誘電体基板１の一面側に密着するように設けた場合、開放型線路である平行平板線路に正常に電磁波を伝送させ、且つ、誘電体基板１を支持するために、図４に示しているように、金属のベース板８を少なくとも地板導体２と同一面側の線路用金属ストリップ４０Ｂに対して離間した状態に配置し、図示しないスぺーサを介して誘電体基板１を支持する。なお、図４ではベース板８を平板にしているが、ベース板８の地板導体２と対向する部分に高段部を設けて、その高段部の表面と地板導体２とを密着させてもよい。
【００５２】
ただし、このように地板導体２を誘電体基板１の一面側に密着するように形成した場合には、漏出用金属ストリップ３を誘電体基板１の両面のうち、地板導体２が設けられている面と反対側の面だけに設ける。
【００５３】
なお、以下の説明では、誘電体基板１の両面のうち地板導体２が設けられている側と反対側の面に漏出用金属ストリップ３が設けられ、且つその地板導体２が誘電体基板１の一面側から離間している例を代表的に示すが、これらの全ての例に関して、図３に示した誘電体漏れ波アンテナ３０と同様に、漏出用金属ストリップ３を構成する金属ストリップ３ａ、３ｂの少なくとも一方を誘電体基板１の両面のうち地板導体２が設けられている側に設けたものや、図４に示した誘電体漏れ波アンテナ３１と同様に、地板導体２を誘電体基板１の一面側に密着するように形成したものも、本願発明に含まれるものとする。
【００５４】
また、漏出用金属ストリップ３が設けられている側と反対側へ分岐される励振波の成分が無視できない程度に大きい場合には、その励振波を漏出用金属ストリップ３が設けられている側へ反射させる必要がある。
【００５５】
この場合、例えばセラミックやアルミナのように比誘電率が大きい誘電体基板１を用いれば、線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂが設けられている側の誘電体基板１の端面１ａを反射壁として利用することができる。その際には、誘電体基板１の端面１ａから反射して漏出用金属ストリップ３が設けられている側へ向かう反射波と、線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂから漏出用金属ストリップ３が設けられている側へ直接向かう励振波との位相が一致するように、反射壁の位置から線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂ、漏出用金属ストリップ３の距離等を設定すればよい。
【００５６】
また、テフロン（米国デュポン社の登録商標）のように比誘電率が小さい誘電体基板１を用いる場合には、端面から電磁波が放射されて、効率が大きく低下する恐れがある。
【００５７】
このような場合には、図５に示す誘電体漏れ波アンテナ３２のように、反射壁として誘電体基板１の端面に金属の反射板６０を設け、その漏出用金属ストリップ３が設けられている側と反対側へ分岐される励振波を漏出用金属ストリップ３が設けられている側へ反射させる。なお、この反射板６０を印刷によって形成する場合には、図５に示しているように誘電体基板１の両面に補助板６０ａ、６０ｂを延長形成して、反射板６０の剥離等を防止する。なお、この補助板６０ｂと地板導体２とを電気的に接続してもよい。
【００５８】
また、上記のように端面に反射板６０を設ける代わりに、図６に示す誘電体漏れ波アンテナ３３のように、スルーホール加工等により誘電体基板１を貫通する金属柱６１を励振波の波長に比べて十分短い間隔で線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂの長さ方向に沿って並べて反射壁を形成し、漏出用金属ストリップ３が設けられている側と反対側へ分岐される励振波を漏出用金属ストリップ３が設けられている側へ反射させることもできる。なお、図６では、各金属柱６１の一端側を誘電体基板１の表面に形成された短絡板６１ａによって電気的に接続し、各金属柱６１の他端側を誘電体基板１の表面に形成された短絡板６１ｂによって電気的に接続しているが、この短絡板６１ａ、６１ｂは必ずしも必要ではなく、省略することも可能である。また、短絡板６１ｂと地板導体２とを電気的に接続してもよい。
【００５９】
このように反射板６０や金属柱６１を用いた場合も、前記同様に、誘電体基板１の端面から反射して漏出用金属ストリップ３が設けられている側へ向かう反射波と、線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂから漏出用金属ストリップ３が設けられている側へ直接向かう励振波との位相が一致するように、各部の位置を設定する。
【００６０】
また、図示しないが、上記のように反射壁を有する誘電体漏れ波アンテナ３３、３４についても、漏出用金属ストリップ３を構成する金属ストリップ３ａ、３ｂの少なくとも一方を前記誘電体漏れ波アンテナ３０のように地板導体２側に設けたり、あるいは前記誘電体漏れ波アンテナ３１のように地板導体２を誘電体基板１の一面側に密着させて、ベース板８で支持するように構成することもできる。
【００６１】
また、線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂが形成する平行平板線路のような開放型の線路では、誘電体基板１の表面から空間へ直接放射される電磁波成分があり、この成分によってアンテナ全体の放射特性が乱れる場合がある。
【００６２】
この直接放射成分による影響が無視できない場合には、図７、図８に示す誘電体漏れ波アンテナ３４、３５のように、シールド板６２、６３を設けて、線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂおよびスタブ４１Ａ、５１Ａ、４１Ｂ、５１Ｂの部分をシールドすればよい。
【００６３】
なお、図７の誘電体漏れ波アンテナ３４のシールド板６２は、その一端側を前記した図６の誘電体漏れ波アンテナ３３の短絡板６１ａ（図５の誘電体漏れ波アンテナ３２の補助板６０ａでもよい）を介して金属柱６１（図５の反射板６０でもよい）に接続させ、他端側を線路用金属ストリップ４０Ａに対向する位置まで延ばして平行平板線路から空間への直接輻射成分の漏れを防いでいる。なお、金属柱６１は短絡板６１ｂを介して地板導体２に電気的に接続してもよい。
【００６４】
また、図８の誘電体漏れ波アンテナ３５のシールド板６３は、一端側を地板導体２と連続させ、他端側を線路用金属ストリップ４０Ａに対向する位置まで延ばして平行平板線路から空間への直接輻射成分の漏れを防いでいる。
【００６５】
また、図示しないが、上記のようにシールド板６２、６３を有する誘電体漏れ波アンテナ３５、３６についても、漏出用金属ストリップ３を構成する金属ストリップ３ａ、３ｂの少なくとも一方を前記誘電体漏れ波アンテナ３０のように地板導体２側に設けたり、前記誘電体漏れ波アンテナ３１のように地板導体２を誘電体基板１の一面側に密着させて、ベース板８で支持するように構成することもできる。なお、図８の誘電体漏れ波アンテナ３５で、誘電体漏れ波アンテナ３１のように地板導体２を誘電体基板１の一面側に密着させて、ベース板８で支持するように構成する場合には、シールド板６３をベース板８と連続するように形成し、ベース板８と地板導体２に電気的に接続する。
【００６６】
また、平行平板線路から空間への直接輻射成分を有効に利用することも可能である。例えば、図９に示す誘電体漏れ波アンテナ３６のように、金属で帯状の輻射板６４を、線路用金属ストリップ４０Ａとスタブ４１Ａが設けられている部分に対向するように配置し、その幅Ｗｐ等を調整することで、この部分から直接輻射される電磁波の位相と振幅を漏出用金属ストリップ３によって漏出される電磁波に合わせて輻射することができる。
【００６７】
このように、直接輻射成分を利用することで、アンテナ全体としての有効開口面積を大きくすることができ、能率がさらに高くなる。
【００６８】
また、図示しないが、上記のように輻射板６４を有する誘電体漏れ波アンテナ３６についても、漏出用金属ストリップ３を構成する金属ストリップ３ａ、３ｂの少なくとも一方を前記誘電体漏れ波アンテナ３０のように地板導体２側に設けたり、前記誘電体漏れ波アンテナ３１のように地板導体２を誘電体基板１の一面側に密着させて、ベース板８で支持するように構成することもできる。
【００６９】
また、上記した各誘電体漏れ波アンテナでは、平行平板線路の一端側から電磁波５を給電（エッジ給電）していたが、図１０に示す誘電体漏れ波アンテナ７０のように、平行平板線路の中央部の給電点５から電磁波を給電（センタ給電）してもよい。
【００７０】
この場合、図１１の（ａ）のように、励振波の位相面を給電点５から一方側のスタブ４１Ａ１〜４１Ａ３、５１Ａ１〜５１Ａ３、４１Ｂ１〜４１Ｂ３、５１Ｂ１〜５１Ｂ３の間隔Ｑと、他方側のスタブ４１Ａ１′〜４１Ａ３′、５１Ａ１′〜５１Ａ３′、４１Ｂ１′〜４１Ｂ３′、５１Ｂ１′〜５１Ｂ３′の間隔Ｑ′によって任意に設定することができる。
【００７１】
例えば、スタブ間隔Ｑ、Ｑ′をともに、線路内波長λｇ′の整数倍に等しく設定すれば（Ｑ＝Ｑ′＝λｇ′）、図１１の（ｂ）のように、線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂと平行な位相面Ｐｈ１−Ｐｈ１′が得られる。また、スタブ間隔Ｑを線路内波長λｇ′の整数倍より短く設定し、スタブ間隔Ｑ′を線路内波長λｇ′の整数倍より長く設定すれば（Ｑ＜λｇ′＜Ｑ′）、線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂに対して傾いた位相面Ｐｈ３−Ｐｈ３′が得られる。逆に、スタブ間隔Ｑを線路内波長λｇ′の整数倍より長く設定し、スタブ間隔Ｑ′を線路内波長λｇ′の整数倍より短く設定すれば（Ｑ＞λｇ′＞Ｑ′）、線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂに対して位相面Ｐｈ３−Ｐｈ３′と逆方向に傾いた位相面Ｐｈ４−Ｐｈ４′が得られる。
【００７２】
このようなセンタ給電の場合、前記したエッジ給電に対して平行平板線路の長さが同一であれば、その線路内で生じる損失（導体損失や誘電体損失）がほぼ半減するため能率が高くなる。
【００７３】
また、線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂと平行な位相面Ｐｈ１−Ｐｈ１′を得るように設計した場合に、製造誤差等があった場合でも、それらの誤差が給電点に対して対称に発生している場合には、図１１の（ｂ）の位相面Ｐｈ２−Ｐｈ２′のように対称に傾くことになり、ビームの中心方向は大きくずれずに済む。
なお、給電点５から一方側の第１のスラブ４１Ａ１、給電点５から他方側の第１のスラブ４１Ａ１′とも、第２のスラブ５１Ａ１、５１Ａ１′より近くから配置した構成としたが、アンテナの放射パターン等により変更することある。例えば、給電点５から他方側の第１のスラブ４１Ａ１′を第２のスラブ５１Ａ１′より遠くから配置し、第１のスラブ、第２のスラブとも、それぞれ等間隔に配置することもある。
【００７４】
また、図示しないが、上記のように片側励振、センタ給電の誘電体漏れ波アンテナ７０についても、漏出用金属ストリップ３を構成する金属ストリップ３ａ、３ｂの少なくとも一方を前記誘電体漏れ波アンテナ３０のように地板導体２側に設けたり、前記誘電体漏れ波アンテナ３１のように地板導体２を誘電体基板１の一面側に密着させて、ベース板８で支持するように構成することもできる。
【００７５】
また、前記した各誘電体漏れ波アンテナでは、漏出用金属ストリップ３が、線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂの一方の側縁側にだけ配置された片側励振の場合を示したが、図１２に示す誘電体漏れ波アンテナ７１のように、その両側に複数の漏出用金属ストリップ３、３′をそれぞれ平行に配置して、両側励振にすることも可能である。
【００７６】
この場合、励振部２４の線路用金属ストリップ４０、スタブ４１１〜４１３、５１１〜５１３は、ｍ／２＋Ｌ≒０．６５λｇ’とすることにより、線路用金属ストリップ４０の両側に電磁波を分岐して給電することができる。ここで、ｍは線路用金属ストリップ４０の幅、Ｌは各スタブの長さ、λｇ’はマイクロストリップ線路内の波長、δ≒λｇ’／４、Ｑ≒λｇ’である。
【００７７】
ただし、このようにスタブを設けた場合、左右の分岐波には、ある位相差が生じる。
【００７８】
したがって、図１２に示しているように、線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂから左右の最初の漏出用金属ストリップ３、３′までの距離ｄ、ｄ′を、位相差に相当する分だけ異なるように設定しておけば、左右の漏出用金属ストリップ３、３′から同相の電磁波を漏出させることができる。
【００７９】
また、平行平板線路から空間への直接輻射がある場合には、図１３、図１４に示す誘電体漏れ波アンテナ７２、７３のように、前記した輻射板６４を、線路用金属ストリップ４０Ａおよびスタブ４１Ａ、５１Ａと対向する位置に配置し、その幅Ｗｐ等を調整することで、平行平板線路からの直接輻射成分を、左右の漏出用金属ストリップ３、３′から漏出される電磁波の位相に合わせて輻射することができ、アンテナ全体としての有効開口面を大きくすることができる。なお、図１３の誘電体漏れ波アンテナ７２はエッジ給電の場合を示し、図１４の誘電体漏れ波アンテナ７３はセンタ給電の場合を示している。
【００８０】
ここまで４／２１修正
また、前記した各誘電体漏れ波アンテナでは、漏出用金属ストリップ３、３′と線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂが、矩形の誘電体基板１の１辺にほぼ平行となるように形成されていたが、これは本発明を限定するものでなく、誘電体基板１の外形に対する漏出用金属ストリップ３、３′および線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂの向きは任意に設定することができる。
【００８１】
例えば、図１５に示す誘電体漏れ波アンテナ７４のように、正方形の誘電体基板１の対角線に一致するように線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂを設け、その両側の側縁にスタブ４１、５１を設け、さらにその両側に漏出用金属ストリップ３、３′を平行に設けてもよい。この場合、励振部２４から両側の漏出用金属ストリップ３、３′に平行な位相面の電磁波を伝搬させれば、漏出用金属ストリップ３、３′からその長さ方向に直交する偏波の電磁波を漏出させることができる。この電磁波の偏波方向は、矩形の誘電体基板１の一辺を基準にして４５度傾いた４５度偏波となり、車載用レーダ等に適している。この誘電体漏れ波アンテナ７４のように線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂが誘電体基板１の一辺に対して傾いたものの場合でも、前記同様に輻射板６４を設けて能率を高くすることが可能であり、また、エッジ給電にすることもできる。
【００８２】
また、図示しないが、上記のような両側励振の各誘電体漏れ波アンテナ７１〜７４についても、漏出用金属ストリップ３を構成する金属ストリップ３ａ、３ｂの少なくとも一方を前記誘電体漏れ波アンテナ３０のように地板導体２側に設けたり、前記誘電体漏れ波アンテナ３１のように地板導体２を誘電体基板１の一面側に密着させて、ベース板８で支持するように構成することもできる。
【００８３】
なお、上記した両側励振の各誘電体漏れ波アンテナ７１〜７４で、地板導体２を誘電体基板１の一面側で左右の漏出用金属ストリップ３、３′に対向する範囲に密着させて、ベース板８で支持する場合、線路用金属ストリップ４０Ｂの表面側の空間を確保するために中央部が窪んだ凹状のベース板を用い、その両側の高段部を左右の地板導体２に密着するように一体化する。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の誘電体漏れ波アンテナでは、漏出用金属ストリップおよび地板導体と離間した位置で誘電体基板を挟んで平行に対向する一対の線路用金属ストリップを設けて平行平板線路を形成し、その一対の線路用金属ストリップの側縁にスタブを所定間隔で設けて、平行平板線路に給電された電磁波を漏出用金属ストリップと交差する方向に分岐して励振している。
【００８５】
このため、励振部を誘電体基板に一体化することができ、アンテナ全体を小型化することができる。また、線路用金属ストリップおよびスタブを漏出用金属ストリップや地板導体と同時に印刷やエッチングで形成することができるので、少ない工程で、安価に且つ容易に製造でき、量産が可能となる。
【００８６】
また、スタブを、線路用金属ストリップの側縁から所定の幅で線路用金属ストリップと直交する方向に所定距離延びた帯状に形成し、所定の周期で設けたものでは、そのスタブの幅と長さ、および間隔によって、任意の特性を得ることができる。
【００８７】
また、スタブによって漏出用金属ストリップが設けられている側と反対側に分岐される電磁波を漏出用金属ストリップが設けられている側に反射させる反射壁を備えたものでは、漏出用金属ストリップが設けられている側と反対側に分岐される電磁波も有効に利用でき、能率が高くなる。
【００８８】
また、反射壁あるいは地板導体に一端側が接続され、他端側が誘電体基板の反対面の線路用金属ストリップに対向するように延び、平行平板線路から空間へ直接輻射される電磁波をシールドするシールド板を備えものでは、平行平板線路からの直接輻射成分による特性の乱れを防止できる。
【００８９】
また、誘電体基板の反対面側で線路用金属ストリップと対向するように配置され、平行平板線路から空間へ直接輻射される電磁波の位相と振幅を漏出用金属ストリップによって漏出される電磁波に合わせて輻射する輻射板を備えたものでは、アンテナ全体の有効開口面積を大きくすることができ、能率が高くなる。
【００９０】
また、励振部が誘電体基板のほぼ中央部に設けられ、励振部の両側にそれぞれ複数の前記漏出用金属ストリップが設けられているものでは、励振部から分岐される電磁波を有効に漏出させることができる。
【００９１】
また、励振部２４の線路用金属ストリップ４０、スタブ４１１〜４１３、５１１〜５１３は、ｍ／２＋Ｌ≒０．６５λｇ’とすることにより、線路用金属ストリップ４０の両側に電磁波を分岐して給電することができる。
【００９２】
また、平行平板線路がそのほぼ中央から給電された電磁波を両端に伝搬するように構成されたものでは、エッジ給電に比べて平行平板線路内での損失を減らすことができ、能率が高くなる。
【００９３】
また、地板導体を、漏出用金属ストリップに対向する位置で誘電体基板の一面側に隙間なく密着するように構成したものでは、アンテナ本体の厚さを薄くすることができる。
【００９４】
また、地板導体を、誘電体基板の一面側と空気を含む低誘電率層を挟んで対向させたものでは、誘電体線路の導体損が小さくなり、高い周波数での能率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を模式的に示す透視的斜視図
【図２】実施形態の要部と波面との関係を説明するための図
【図３】漏出用金属ストリップを両面に設けた例を示す図
【図４】地板導体を誘電体基板に密着するように設けた例を示す図
【図５】反射壁を設けた例を示す図
【図６】反射壁を設けた例を示す図
【図７】シールド板を設けた例を示す図
【図８】シールド板を設けた例を示す図
【図９】輻射板を設けた例を示す図
【図１０】センタ給電の例を示す図
【図１１】センタ給電の場合の要部と波面の関係を説明するための図
【図１２】エッジ給電、両側励振の例を示す図
【図１３】エッジ給電、両側励振、輻射板付きの例を示す図
【図１４】センタ給電、両側励振、輻射板付きの例を示す図
【図１５】誘電体基板の一辺に対して漏出用金属ストリップおよび線路用金属ストリップを４５度傾けた例を示す図
【図１６】誘電体漏れ波アンテナの概略構成を示す図。
【符号の説明】
１……誘電体基板、２……地板導体、３、３′……漏出用金属ストリップ、３ａ、３ｂ……金属ストリップ、２０、３１〜３６、７０〜７４……誘電体漏れ波アンテナ、２４……励振部、４０Ａ、４０Ｂ……線路用金属ストリップ、４１Ａ、４１Ｂ……第１のスタブ、５１Ａ、５１Ｂ……第２のスタブ、６０……反射板、６０ａ、６０ｂ……補助板、６１……金属柱、６１ａ、６１ｂ……短絡板、６２、６３……シールド板、６４……輻射板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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