(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力の伝送方向を切換える変換器であって、
１個の給電部と前記１個の給電部を囲むように配置されたｎ（ｎは２以上の整数）個の出射口とを有し、前記１個の給電部に給電された電力をその強度を保持しながら前記ｎ個の出射口の少なくとも１つに導く導波管と、
前記電力を前記１個の給電部に給電する給電部材とを備え、
前記導波管は、
厚さ方向に配置され、かつ、各々が略正ｍ（ｍは３以上の整数）角形の平面形状からなる第１および第２の主面と、前記第１および第２の主面の周囲に接し、かつ、前記第１および第２の主面に垂直に設けられるとともに前記ｎ個の出射口を構成するｎ個の端面とによって囲まれた立体形状を有する誘電体と、
前記誘電体の略中心に設けられた前記１個の給電部と、
前記第１および第２の主面に形成された金属箔と、
前記ｎ個の端面に設けられ、各々が前記１個の給電部からの電力の反射および透過を切換えるｎ個のスイッチ部材とを含み、
前記給電部材は、一方端が前記誘電体の前記第１および第２の主面に垂直な方向から前記１個の給電部に連結された同軸ケーブルからなり、
前記誘電体内を伝搬する電力の波長をλ’とすると、前記誘電体の中心と前記ｎ個の端面の各々までの距離は、略ｐ×λ’／２（ｐは１以上の整数）に設定される、変換器。
【請求項２】
前記導波管は、前記誘電体の中心と前記略正ｎ角形の頂点との間に設けられ、前記同軸ケーブルとのインピーダンス整合を取るためのｎ個の抑制ポストをさらに含み、
前記ｎ個の抑制ポストの各々と前記中心との距離をｑとし、前記中心と前記頂点との距離をｋとしたとき、ｋ／ｑは、１．４８〜２．１５の範囲である、請求項１に記載の変換器。
【請求項３】
前記ｐは、前記電力の前記出射口における遮断周波数が所望の周波数以下になるときの前記出射口の長辺に基づいて決定される、請求項１に記載の変換器。
【請求項４】
電力の伝送方向を切換える変換器の設計方法であって、
前記変換器は、
１個の給電部と前記１個の給電部を囲むように配置されたｎ（ｎは２以上の整数）個の出射口とを有し、前記１個の給電部に給電された電力をその強度を保持しながら前記ｎ個の出射口の少なくとも１つに導く導波管と、
前記電力を前記１個の給電部に給電する給電部材とを備え、
前記導波管は、
厚さ方向に配置され、かつ、各々が略正ｍ（ｍは３以上の整数）角形の平面形状からなる第１および第２の主面と、前記第１および第２の主面の周囲に接し、かつ、前記第１および第２の主面に垂直に設けられるとともに前記ｎ個の出射口を構成するｎ個の端面とによって囲まれた立体形状を有する誘電体と、
前記誘電体の略中心に設けられた前記１個の給電部と、
前記第１および第２の主面に形成された金属箔と、
前記ｎ個の端面に設けられ、各々が前記１個の給電部からの電力の反射および透過を切換えるｎ個のスイッチ部材とを含み、
前記設計方法は、
前記出射口における前記電力の遮断周波数が所望の周波数以下になるように前記出射口の長辺の範囲を決定する第１のステップと、
前記決定された長辺の範囲内の長辺を用いて、帯域が最も広帯域になるときの前記誘電体の中心と前記スイッチ部材との距離を決定する第２のステップとを備える設計方法。
【請求項５】
前記所望の周波数を決定する第３の工程と、
前記電力の伝送モードが基本伝送モードになるように前記出射口の短辺を決定する第４の工程とをさらに備える、請求項４に記載の設計方法。
【請求項６】
アンテナ素子と、
給電回路からの電力を前記アンテナ素子に給電する変換器とを備え、
前記変換器は、
１個の給電部と前記１個の給電部を囲むように配置されたｎ（ｎは２以上の整数）個の出射口とを有し、前記１個の給電部に給電された電力をその強度を保持しながら前記ｎ個の出射口の少なくとも１つから前記アンテナ素子へ導く導波管と、
前記給電回路からの電力を前記１個の給電部に給電する給電部材とを含み、
前記導波管は、
厚さ方向に配置され、かつ、各々が略正ｍ（ｍは３以上の整数）角形の平面形状からなる第１および第２の主面と、前記第１および第２の主面の周囲に接し、かつ、前記第１および第２の主面に垂直に設けられるとともに前記ｎ個の出射口を構成するｎ個の端面とによって囲まれた立体形状を有する第１の誘電体と、
前記第１の誘電体の略中心に設けられた前記１個の給電部と、
前記第１および第２の主面に形成された第１の金属箔と、
前記ｎ個の端面に設けられ、各々が前記１個の給電部からの電力の反射および前記アンテナ素子への透過を切換えるｎ個のスイッチ部材とを含み、
前記アンテナ素子は、
内周部の端面が前記第１の誘電体の前記ｎ個の端面に接し、前記第１の誘電体と同じ厚さを有する立体形状からなる第２の誘電体と、
前記第２の誘電体の厚さ方向に配置され、かつ、前記第１および第２の主面に略平行な第３および第４の主面と、前記第２の誘電体の外周部に配置され、かつ、前記第３および第４の主面に略垂直な外周部端面とに形成された第２の金属箔と、
ｎ個のアンテナ部材が前記ｎ個の端面に接して形成されるように前記第２の誘電体および前記第２の金属箔をｎ個の領域に分割する分割部材と、
前記ｎ個のアンテナ部材に対応して設けられ、各々が対応するアンテナ部材に供給された電力を外部へ放射するｎ個の放射部材とを含む、アンテナ装置。
【請求項７】
前記第１の誘電体内を伝搬する電力の波長をλ’とすると、前記第１の誘電体の中心と前記ｎ個の端面の各々までの距離は、略ｐ×λ’／２（ｐは１以上の整数）に設定される、請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記分割部材は、前記ｎ個のアンテナ部材の各々が略扇形状からなるように前記第２の誘電体および前記第２の金属箔を前記ｎ個の領域に分割する複数の金属ホールからなる、請求項６または請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記ｎ個の放射部材の各々は、前記第３の主面、前記第４の主面および前記外周部端面のいずれか１つに形成されたスロットからなる、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記ｎ個のスイッチ部材は、前記１個の給電部からの電力を透過するアンテナ部材を前記ｎ個のアンテナ部材の中で順次切換える、請求項６から請求項９のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記分割部材は、前記ｎ個のアンテナ部材の各々の幅を前記ｎ個の出射口側において前記ｎ個の出射口に近づくに従って狭くするように前記第２の誘電体および前記第２の金属箔を前記ｎ個の領域に分割する、請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
前記ｎ個のスイッチ部材の各々は、前記１個の給電部からの電力の反射および前記アンテナ素子への透過を電気的に切換える、請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
前記ｎ個のスイッチ部材の各々は、
金属棒と、
前記金属棒と接地との間に接続され、容量が変化する可変容量素子とを含む、請求項１２に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力の伝送方向を切換える変換器、その設計方法、およびその変換器を備えたアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルコンテンツおよびデータベース等を取り扱うファイル容量が増大しており、ユビキタスネットワーク社会へ向け、高速無線通信技術の需要が益々高まっている。
【０００３】
このような容量が益々増大するデータを送受信するには、無線通信の帯域は、広い方がよい。したがって、広い帯域を確保できるミリ波帯アンテナによって、超高速ギガビット無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を実現することが期待されている。
【０００４】
そして、超高速ギガビット無線ＬＡＮを行なう場面としては、ミリ波帯アンテナを室内の天井に装着し、数メールの範囲で無線通信を行なう場面が想定される。このようなアンテナの設計においては、アンテナのアジマス面の３６０度の方向に電力を給電することが要求される。
【０００５】
従来、アジマス面の３６０度の各方向にビームを形成する場合、各方向に対応したセクタ毎に給電素子が設けられていた（非特許文献１）。
【非特許文献１】丸山、上原、鹿子嶋，“ものポール八木・宇田アレーアンテナを用いた無線ＬＡＮ小型マルチセクタアンテナの解析と設計”，信学技法，’９７／５  Ｖｏｌ．Ｊ８０−Ｂ−ＩＩ  Ｎｏ．５  ｐｐ．４２４−４３３．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、給電素子をセクタ毎に設けると、ミリ波帯では回路マージンを取ることが困難であり、伝送損失が増大し、更に、生産コストが増加するという問題がある。
【０００７】
また、電力を多方向に分配する場合には、一般的に、電力がセクタ数分の１以下になってしまい、電力効率が著しく低下するという問題がある。
【０００８】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、回路マージンを取り易く、伝送損失の増大を抑制でき、更に生産コストの増加を抑制可能な変換器を提供することである。
【０００９】
また、この発明の別の目的は、電力効率の低下を抑制可能な変換器を提供することである。
【００１０】
さらに、この発明の別の方法は、回路マージンを取り易く、伝送損失の増大を抑制でき、更に生産コストの増加を抑制可能な変換器の設計方法を提供することである。
【００１１】
さらに、この発明の別の目的は、電力効率の低下を抑制可能な変換器の設計方法を提供することである。
【００１２】
さらに、この発明の別の目的は、回路マージンを取り易く、伝送損失の増大を抑制でき、更に生産コストの増加を抑制可能な変換器を備えるアンテナ装置を提供することである
。
【００１３】
さらに、この発明の別の目的は、電力効率の低下を抑制可能な変換器を備えるアンテナ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明によれば、変換器は、電力の伝送方向を切換える変換器であって、導波管と、給電部材とを備える。導波管は、１個の給電部と１個の給電部を囲むように配置されたｎ（ｎは２以上の整数）個の出射口とを有し、１個の給電部に給電された電力をその強度を保持しながらｎ個の出射口の少なくとも１つからアンテナ素子へ導く。給電部材は、給電回路からの電力を１個の給電部に給電する。
【００１５】
好ましくは、導波管は、誘電体と、１個の給電部と、金属箔と、ｎ個のスイッチ部材とを含む。誘電体は、厚さ方向に配置され、かつ、各々が略正ｍ（ｍは３以上の整数）角形の平面形状からなる第１および第２の主面と、第１および第２の主面の周囲に接し、かつ、第１および第２の主面に垂直に設けられるとともにｎ個の出射口を構成するｎ個の端面とによって囲まれた立体形状を有する。１個の給電部は、誘電体の略中心に設けられる。金属箔は、第１および第２の主面に形成される。ｎ個のスイッチ部材は、ｎ個の端面に設けられ、各々が１個の給電部からの電力の反射および透過を切換える。そして、給電部材は、一方端が誘電体の第１および第２の主面に垂直な方向から１個の給電部に連結された同軸ケーブルからなる。
【００１６】
好ましくは、導波管は、ｎ個の抑制ポストをさらに含む。ｎ個の抑制ポストは、誘電体の中心と略正ｎ角形の頂点との間に設けられ、同軸ケーブルとのインピーダンス整合を取る。そして、ｎ個の抑制ポストの各々と中心との距離をｑとし、中心と頂点との距離をｋとしたとき、ｋ／ｑは、１．４８〜２．１５の範囲である。
【００１７】
好ましくは、誘電体内を伝搬する電力の波長をλ’とすると、誘電体の中心とｎ個の端面の各々までの距離は、略ｐ×λ’／２（ｐは１以上の整数）に設定される。
【００１８】
好ましくは、ｐは、電力の出射口における遮断周波数が所望の周波数以下になるときの出射口の長辺に基づいて決定される。
【００１９】
また、この発明によれば、設計方法は、電力の伝送方向を切換える変換器の設計方法である。変換器は、導波管と、給電部材とを備える。導波管は、１個の給電部と１個の給電部を囲むように配置されたｎ（ｎは２以上の整数）個の出射口とを有し、１個の給電部に給電された電力をその強度を保持しながらｎ個の出射口の少なくとも１つに導く。給電部材は、電力を１個の給電部に給電する。導波管は、誘電体と、１個の給電部と、金属箔と、ｎ個のスイッチ部材とを含む。誘電体は、厚さ方向に配置され、かつ、各々が略正ｍ（ｍは３以上の整数）角形の平面形状からなる第１および第２の主面と、第１および第２の主面の周囲に接し、かつ、第１および第２の主面に垂直に設けられるとともにｎ個の出射口を構成するｎ個の端面とによって囲まれた立体形状を有する。１個の給電部は、誘電体の略中心に設けられる。金属箔は、第１および第２の主面に形成される。ｎ個のスイッチ部材は、ｎ個の端面に設けられ、各々が１個の給電部からの電力の反射および透過を切換える。そして、設計方法は、出射口における電力の遮断周波数が所望の周波数以下になるように出射口の長辺の範囲を決定する第１のステップと、決定された長辺の範囲内の長辺を用いて、帯域が最も広帯域になるときの誘電体の中心とスイッチ部材との距離を決定する第２のステップとを備える。
【００２０】
好ましくは、設計方法は、所望の周波数を決定する第３の工程と、電力の伝送モードが基本伝送モードになるように出射口の短辺を決定する第４の工程とをさらに備える。
【００２１】
更に、この発明によれば、アンテナ装置は、アンテナ素子と、変換器とを備える。変換器は、給電回路からの電力をアンテナ素子に給電する。そして、変換器は、導波管と、給電部材とを含む。導波管は、１個の給電部と１個の給電部を囲むように配置されたｎ（ｎは２以上の整数）個の出射口とを有し、１個の給電部に給電された電力をその強度を保持しながらｎ個の出射口の少なくとも１つからアンテナ素子へ導く。給電部材は、給電回路からの電力を１個の給電部に給電する。
【００２２】
好ましくは、導波管は、第１の誘電体と、１個の給電部と、第１の金属箔と、ｎ個のスイッチ部材とを含む。第１の誘電体は、厚さ方向に配置され、かつ、各々が略正ｍ（ｍは３以上の整数）角形の平面形状からなる第１および第２の主面と、第１および第２の主面の周囲に接し、かつ、第１および第２の主面に垂直に設けられるとともにｎ個の出射口を構成するｎ個の端面とによって囲まれた立体形状を有する。１個の給電部は、第１の誘電体の略中心に設けられる。第１の金属箔は、第１および第２の主面に形成される。ｎ個のスイッチ部材は、ｎ個の端面に設けられ、各々が１個の給電部からの電力の反射およびアンテナ素子への透過を切換える。アンテナ素子は、第２の誘電体と、第２の金属箔と、分割部材と、ｎ個の放射部材とを含む。第２の誘電体は、内周部の端面が第１の誘電体のｎ個の端面に接し、第１の誘電体と同じ厚さを有する立体形状からなる。第２の金属箔は、第２の誘電体の厚さ方向に配置され、かつ、第１および第２の主面に略平行な第３および第４の主面と、第２の誘電体の外周部に配置され、かつ、第３および第４の主面に略垂直な外周部端面とに形成される。分割部材は、ｎ個のアンテナ部材がｎ個の端面に接して形成されるように第２の誘電体および第２の金属箔をｎ個の領域に分割する。ｎ個の放射部材は、ｎ個のアンテナ部材に対応して設けられ、各々が対応するアンテナ部材に供給された電力を外部へ放射する。
【００２３】
好ましくは、第１の誘電体内を伝搬する電力の波長をλ’とすると、第１の誘電体の中心とｎ個の端面の各々までの距離は、略ｐ×λ’／２（ｐは１以上の整数）に設定される。
【００２４】
好ましくは、分割部材は、ｎ個のアンテナ部材の各々が略扇形状からなるように第２の誘電体および第２の金属箔をｎ個の領域に分割する複数の金属ホールからなる。
【００２５】
好ましくは、ｎ個の放射部材の各々は、第３の主面、第４の主面および外周部端面のいずれか１つに形成されたスロットからなる。
【００２６】
好ましくは、ｎ個のスイッチ部材は、１個の給電部からの電力を透過するアンテナ部材をｎ個のアンテナ部材の中で順次切換える。
【００２７】
好ましくは、分割部材は、ｎ個のアンテナ部材の各々の幅をｎ個の出射口側においてｎ個の出射口に近づくに従って狭くするように第２の誘電体および第２の金属箔をｎ個の領域に分割する。
【００２８】
好ましくは、ｎ個のスイッチ部材の各々は、１個の給電部からの電力の反射およびアンテナ素子への透過を電気的に切換える。
【００２９】
好ましくは、ｎ個のスイッチ部材の各々は、金属棒と、可変容量素子とを含む。可変容量素子は、金属棒と接地との間に接続され、容量が変化する。
【発明の効果】
【００３０】
この発明による変換器においては、電力を１個の給電部に受け、その受けた電力をｎ個の出射口の少なくとも１つに導く。即ち、電力をｎ個の出射口へ導く場合でも、１個の給電部からｎ個の出射口へ電力が供給される。
【００３１】
従って、この発明によれば、１個の給電部が設けられるだけであるので、回路マージンを取り易く、伝送損失の増大を抑制でき、更に、生産コストの増加を抑制できる。
【００３２】
また、１個の給電部に受けた電力をｎ個の出射口のうちの１個の出射口へ導く場合、その１個の出射口以外の出射口は、１個の給電部からの電力を反射する。
【００３３】
従って、この発明によれば、１個の給電部に受けた電力の出射口数分の１よりも強い電力を１個の出射口へ導くことができる。つまり、電力効率の低下を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３５】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による変換器の構成を示す斜視図である。この発明の実施の形態１による変換器１００は、導波管１０と、同軸ケーブル３０とを備える。なお、変換器１００は、ミリ波帯の電波を送受信するアンテナ素子に給電する。
【００３６】
導波管１０は、誘電体１と、給電部２と、テーパ構造３と、抑制ポスト１１〜１８と、スイッチ部材２１〜２８とを含む。誘電体１は、２．０８の比誘電率を有する。誘電体１は、上面１Ａ、底面１Ｂおよび端面１１Ａ〜１１Ｈによって囲まれる立体形状からなる。
【００３７】
上面１Ａおよび底面１Ｂの各々は、略正８角形の平面形状からなり、誘電体１の厚さ方向ＤＲ１に配置される。端面１１Ａ〜１１Ｈは、上面１Ａおよび底面１Ｂの周囲に接し、かつ、上面１Ａおよび底面１Ｂに垂直に設けられる。そして、端面１１Ａ〜１１Ｈは、方位角の方向を向いている。
【００３８】
給電部２は、誘電体１の略中心に設けられ、テーパ構造３と同軸ケーブル３０とによって挟まれる。
【００３９】
テーパ構造３は、誘電体１の略中心に設けられる。抑制ポスト１１〜１８は、誘電体１の中心Ｏと、正８角形の頂点Ａ〜Ｈとの間に設けられる。そして、抑制ポスト１１〜１８の各々は、直径が０．３ｍｍである金属棒からなる。抑制ポスト１１〜１８の各々は、直径が０．３ｍｍである孔を誘電体１に形成し、その形成した孔に金属棒を挿入することによって誘電体１に設置される。
【００４０】
スイッチ部材２１〜２８は、それぞれ、端面１１Ａ〜１１Ｈに設置される。同軸ケーブル３０は、内導体３１と、外導体３２とからなる。内導体３１は、外導体３２によって覆われ、一方端がテーパ構造３に接する。また、外導体３２は、一方端が誘電体１の底面１Ｂに接する。そして、同軸ケーブル３０は、２．２の比誘電率を有する。
【００４１】
図２は、図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間における変換器１００の断面図である。導波管１０は、金属箔４，５を更に備える。金属箔４は、誘電体１の上面１Ａに形成され、金属箔５は、誘電体１の底面１Ｂに形成される。
【００４２】
テーパ構造３は、略Ｖ字形状の断面形状を有し、その表面は、金属メッキ６によって覆われている。テーパ構造３は、断面形状が略Ｖ字形状である凹部を誘電体１に形成し、その形成した凹部の表面に金属メッキ６を形成することによって誘電体１に形成される。
【００４３】
誘電体１は、１．２ｍｍの厚さＤ１を有する。また、テーパ構造３の底部３Ａと誘電体１の裏面１Ｂとの間の距離Ｌ１は、０．３５ｍｍに設定される。更に、同軸ケーブ３０の内導体３１は、その一方端３１Ａがテーパ構造３の底部３Ａに接し、０．３ｍｍの直径Ｒ１を有する。
【００４４】
従って、テーパ構造３は、底部３Ａにおいて、０．３ｍｍの直径Ｒ１を有し、誘電体１の上面１Ａの位置において、２．０ｍｍの直径Ｒ２を有する。また、テーパ構造３は、誘電体１の上面１Ａから０．８５ｍｍの深さに底部３Ａが位置するように誘電体１に形成される。
【００４５】
同軸ケーブ３０は、２．０ｍｍの長さＬ２を有し、その外導体３２は、１．０３ｍｍの直径Ｒ３を有する。そして、外導体３２の一方端３２Ａは、誘電体１の底面１Ｂに接し、内導体３１は、誘電体１の裏面１Ｂから０．３５ｍｍだけ誘電体１に挿入される。その結果、テーパ構造３と同軸ケーブル３０との間に給電部２が形成される。
【００４６】
図３は、上面１Ａ側から見た導波管１０の実施の形態１における平面図である。誘電体１の中心Ｏと抑制ポスト１１〜１８との距離は、ｑに設定され、中心Ｏと頂点Ａ〜Ｈとの距離は、ｋに設定される。そして、ｋ／ｑは、１．４８〜２．１５の範囲に設定される。
【００４７】
導波管１０において、スイッチ部材２１〜２８の各々は、給電部２から誘電体１を介して供給された電力を反射し、または透過する。図３は、スイッチ部材２１〜２６，２８が給電部２からの電力を反射し、スイッチ部材２７が給電部２からの電力を透過する場合を示す。
【００４８】
従って、端面１１Ａ〜１１Ｆ，１１Ｈは、給電部２から誘電体１を介して供給された電力を反射し、端面１１Ｇは、給電部２から誘電体１を介して供給された電力および端面１１Ａ〜１１Ｆ，１１Ｈで反射された電力を透過する。その結果、端面１１Ｇは、電力を外部へ出射する出射口を構成する。
【００４９】
図２に示すように、同軸ケーブル３０は、給電回路（図示せず）から電力７を受け、その受けた電力７を給電部２に供給する。そして、給電部２は、同軸ケーブル３０から供給された電力を誘電体１に供給する。
【００５０】
この場合、テーパ構造３の表面には、電気メッキ６が形成されており、誘電体１の上面１Ａおよび底面１Ｂには、それぞれ、金属箔４，５が形成されているため、給電部２から誘電体１へ供給された電力は、誘電体１内を伝搬し、端面１１Ａ〜１１Ｆ，１１Ｈで反射される。
【００５１】
そして、端面１１Ａ〜１１Ｆ，１１Ｈで反射された電力および給電部２から端面１１Ｇの方向へ伝搬した電力は、電力８を構成し、電力８は、端面１１Ｇから外部へ出射される。
【００５２】
従って、スイッチ部材２１〜２６，２８が給電部２からの電力を反射し、スイッチ部材２７が給電部２からの電力を透過する場合、給電部２に供給された電力は、誘電体１内を伝搬して１つの端面１１Ｇから外部へ出射される。
【００５３】
スイッチ部材２１〜２６，２８のいずれかが電力を透過し、その他のスイッチ部材が電力を反射する場合、給電部２に供給された電力は、上述した機構によって端面１１Ａ〜１１Ｆ，１１Ｈのいずれかから外部へ出射される。従って、端面１１Ａ〜１１Ｆ，１１Ｈの各々も、端面１１Ｇと同じように、電力を外部へ出射する出射口を構成する。
【００５４】
このように、端面１１Ａ〜１１Ｈのうちの１個の端面から電力を外部へ放射する場合、その１個の端面以外の端面は、給電部２からの電力を反射するので、変換器１００は、給電部２に供給された電力をその強度を保持しながら１個の端面から外部へ放射する。
【００５５】
上記においては、８個のスイッチ部材２１〜２８のうち、７個のスイッチ部材が給電部２からの電力を反射し、１個のスイッチ部材が給電部２からの電力を透過すると説明したが、変換器１００においては、８個のスイッチ部材２１〜２８の少なくとも１つが給電部２からの電力を透過する。
【００５６】
即ち、変換器１００においては、８個のスイッチ部材２１〜２８のうち、ｉ（ｉ＝１〜８）個のスイッチ部材が給電部２からの電力を透過し、ｊ（ｊ＝８−ｉ）個のスイッチ部材が給電部２からの電力を反射する。
【００５７】
そして、複数のスイッチ部材が給電部２からの電力を透過し、複数のスイッチ部材が給電部２からの電力を反射する場合（ｉ＝２〜６，ｊ＝８−ｉの場合）、給電部２からの電力を透過する複数のスイッチ部材は、８個のスイッチ部材２１〜２８から任意に選択される。
【００５８】
より具体的には、２個のスイッチ部材が給電部２からの電力を透過し、６個のスイッチ部材が給電部２からの電力を反射する場合、給電部２からの電力を透過する２個のスイッチ部材は、８個のスイッチ部材２１〜２８のうちの隣接する２個のスイッチ部材（例えば、スイッチ部材２１，２２）であってもよく、相互に離れた２個のスイッチ部材（例えば、スイッチ部材２３，２５）であってもよい。
【００５９】
隣接する２個のスイッチ部材（例えば、スイッチ部材２１，２２）が給電部２からの電力を透過する場合、端面１１Ａ，１１Ｂが出射口になり、相互に離れた２個のスイッチ部材（例えば、スイッチ部材２３，２５）が給電部２からの電力を透過する場合、端面１１Ｃ，１１Ｅが出射口になる。
【００６０】
３〜６個のスイッチ部材が給電部２からの電力を透過する場合も、給電部２からの電力を透過する３〜６個のスイッチ部材は、８個のスイッチ部材２１〜２８から任意に選択される。
【００６１】
そして、８個のスイッチ部材２１〜２８のうち、ｉ（ｉ＝１〜８）個のスイッチ部材が給電部２からの電力を透過し、ｊ（ｊ＝８−ｉ）個のスイッチ部材が給電部２からの電力を反射する場合も、変換器１００は、給電部２に供給された電力をその強度を保持しながらｉ個の端面から電力を外部へ放射する。
【００６２】
このように、変換器１００においては、８個のスイッチ部材２１〜２８の少なくとも１つのスイッチ部材が給電部２からの電力を透過する結果、導波管１０は、８個の出射口（＝８個の端面１１Ａ〜１１Ｈ）の少なくとも１つの出射口から電力を出射する。
【００６３】
また、給電部２からの電力を透過するスイッチ部材をスイッチ部材２１〜２８の中で順次切換えることによって、導波管１００は、電力を出射する方位角を順次切換えることができる。その結果、導波管１００は、３６０度の方位角の中から任意に選択した方位角の方向に電力を出射できる。
【００６４】
更に、給電部２からの電力を透過するスイッチ部材の個数が１〜７個である場合、給電部２から誘電体１に供給された電力は、１〜７個の出射口から出射されるので、１つの出射口から出射される電力の強度は、給電部２に供給された電力の８分の１以下に低下しない。その結果、変換器１００においては、電力効率の低下を抑制できる。
【００６５】
更に、変換器１００は、１個の給電部２で電力を受け、１個の給電部２から誘電体１へ電力を供給するので、回路マージンを容易に取ることができ、伝送損失の低下を抑制でき、更に生産コストの増加を抑制できる。
【００６６】
上記においては、変換器１００は、平面形状が略正８角形である誘電体１を備えると説明したが、この発明においては、これに限らず、変換器１００は、平面形状が略正三角形、略正方形、略正五角形、略正六角形、・・・のいずれかである誘電体を備えていてもよく、変換器１００は、平面形状が略正ｍ（ｍは３以上の整数）角形である誘電体を備えていてもよい。また、変換器１００は、平面形状が長方形である誘電体を備えていてもよい。この場合、変換器１００は、１個の給電部に給電された電力を長方形の２つの端面（４個の端面のうちの２つの端面）の少なくとも１つから出射する。そして、２つの端面は、２つの出射口を構成する。更に、変換器１００は、平面形状が円形である誘電体を備えていてもよい。この場合、円形の誘電体の外周面に複数の出射口が形成され、１個の給電部に供給された電力は、複数の出射口の少なくとも１つから外部へ放射される。
【００６７】
従って、変換器１００は、一般的には、１個の給電部に給電された電力をｎ（ｎは２以上の整数）個の出射口の少なくとも１つから出射するものであればよい。
【００６８】
次に、平面形状が略正方形、略正五角形、略正六角形、略正七角形および略正八角形である誘電体１の１個の端面から電力を出射する変換器の特性を有限要素シミュレータによって解析した解析結果について説明する。
【００６９】
この解析においては、誘電体１の中心と誘電体１の頂点との距離ｋおよび誘電体１の中心と抑制ポスト１１〜１８との距離ｑを変化させて、最も広帯域になるように整合を取ったときの入射反射特性および伝達特性を解析した。
【００７０】
図４は、１／４〜１／８セクタ出力の場合の入射反射特性を示す図である。この場合、整合条件は、１／４セクタ出力の場合、ｋ＝４．３ｍｍ、ｑ＝２．０ｍｍであり、１／５セクタ出力の場合、ｋ＝４．２ｍｍ、ｑ＝２．２ｍｍであり、１／６セクタ出力の場合、ｋ＝４．０ｍｍ、ｑ＝２．７ｍｍであり、１／７４セクタ出力の場合、ｋ＝３．４ｍｍ、ｑ＝１．７ｍｍであり、１／８セクタ出力の場合、ｋ＝３．６ｍｍ、ｑ＝１．８ｍｍである。
【００７１】
なお、１／４〜１／８セクタ出力とは、平面形状がそれぞれ略正方形、略正五角形、略正六角形、略正七角形および略正八角形である誘電体１の１個の端面から電力を出射した場合の出力を言う。
【００７２】
図４において、横軸は、周波数を表し、縦軸は、Ｓ１１の振幅を表す。図４に示す結果から、反射特性Ｓ１１が−１０ｄＢ以下の帯域幅は、１／４セクタ出力の場合、５．０ＧＨｚであり、１／５セクタ出力の場合、１．５ＧＨｚであり、１／６セクタ出力の場合、１．７ＧＨｚであり、１／７セクタ出力の場合、１．３ＧＨｚであり、１／８セクタ出力の場合、０．２ＧＨｚである。
【００７３】
図５は、１／４〜１／８セクタ出力の場合の伝達特性を示す図である。図５において、横軸は、周波数を表し、縦軸は、Ｓ２１の振幅を表す。図５に示す結果から、伝達特性Ｓ２１が−１．０ｄＢ以上の帯域幅は、１／４セクタ出力の場合、６．６ＧＨｚであり、１／５セクタ出力の場合、３．２ＧＨｚであり、１／６セクタ出力の場合、２．１ＧＨｚであり、１／７セクタ出力の場合、１．２ＧＨｚであり、１／８セクタ出力の場合、０．３ＧＨｚである。
【００７４】
なお、１／２セクタ出力の場合の反射特性の帯域幅および伝達特性の帯域幅は、１／４セクタ出力の場合の反射特性の帯域幅および伝達特性の帯域幅と同じであり、１／３セクタ出力の場合の反射特性の帯域幅および伝達特性の帯域幅は、１／６セクタ出力の場合の反射特性の帯域幅および伝達特性の帯域幅と同じである。
【００７５】
上述した解析結果をまとめると、表１に示すようになる。
【００７６】
【表１】
0004710085.tif 000002
【００７７】
表１に示す結果から、出射口の数が少ないと、帯域幅が大きくなり、出射口の数が多いと、帯域幅が小さくなる。特に、１／２セクタ出力および１／４セクタ出力の場合、十分な帯域幅があり、１個の給電部２を介してアジマス面の３６０度の任意方向に給電できる。
【００７８】
以下、この発明による変換器１００を用いたアンテナ装置について説明する。図６は、この発明の実施の形態１による変換器１００を用いたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。アンテナ装置２００は、変換器１００と、アンテナ素子１１０とを備える。なお、アンテナ装置２００は、ミリ波帯の電波を送受信する。
【００７９】
アンテナ素子１１０は、変換器１００に接して変換器１００の外周部に配置される。そして、アンテナ素子１１０は、誘電体１０１と、金属箔１０２〜１０７と、ビアホール１１１〜１１８，１２１〜１２８と、スロット１３１〜１３８とを含む。
【００８０】
誘電体１０１は、略正方形からなり、変換器１００の誘電体１の厚さＤ１と同じ厚さを有する。金属箔１０２は、誘電体１０１の上面１０１Ａに形成され、金属箔１０３は、誘電体１０１の底面１０１Ｂに形成され、金属箔１０４〜１０７は、誘電体１０１の４個の端面に形成される。従って、誘電体１０１は、変換器１００の誘電体１との接触面を除いて金属箔１０２〜１０７によって覆われている。
【００８１】
ビアホール１１１〜１１８の各々は、直線状に配列された複数のビアホールからなり、ビアホール１１１〜１１８は、変換器１００を中心にして放射状に誘電体１０１に形成される。
【００８２】
ビアホール１２１〜１２８の各々は、円弧状に配列された複数のビアホールからなり、ビアホール１２１〜１２８は、変換器１００の直径と、ビアホール１１１の長さと、ビアボール１１５の長さとの和を直径とする円を形成するように誘電体１０１に形成される。
【００８３】
その結果、ビアホール１１１，１１２，１２１によって囲まれる領域ＲＥＧ１、ビアホール１１２，１１３，１２２によって囲まれる領域ＲＥＧ２、ビアホール１１３，１１４，１２３によって囲まれる領域ＲＥＧ３、ビアホール１１４，１１５，１２４によって囲まれる領域ＲＥＧ４、ビアホール１１５，１１６，１２５によって囲まれる領域ＲＥＧ５、ビアホール１１６，１１７，１２６によって囲まれる領域ＲＥＧ６、ビアホール１１７，１１８，１２７によって囲まれる領域ＲＥＧ７およびビアホール１１８，１１１，１２８によって囲まれる領域ＲＥＧ８の各々は、略扇形状からなる。
【００８４】
そして、スロット１３１〜１３８は、それぞれ、領域ＲＥＧ１〜ＲＥＧ８内の誘電体１０１の上面１０１Ａに形成された金属箔１０２を一部削除することによって誘電体１０１の上面１０１Ａに形成される。
【００８５】
図７は、図６に示すＵＰ方向から見たアンテナ装置２００の平面図である。ビアホール１１１，１１２，１２１、領域ＲＥＧ１における誘電体１０１Ａ、領域ＲＥＧ１における金属箔１０２Ａ，１０３Ａおよびスロット１３１は、アンテナ部材ＡＮＴ１を構成し、ビアホール１１２，１１３，１２２、領域ＲＥＧ２における誘電体１０１Ｂ、領域ＲＥＧ２における金属箔１０２Ｂ，１０３Ｂおよびスロット１３２は、アンテナ部材ＡＮＴ２を構成する。
【００８６】
また、ビアホール１１３，１１４，１２３、領域ＲＥＧ３における誘電体１０１Ｃ、領域ＲＥＧ３における金属箔１０２Ｃ，１０３Ｃおよびスロット１３３は、アンテナ部材ＡＮＴ３を構成し、ビアホール１１４，１１５，１２４、領域ＲＥＧ４における誘電体１０１Ｄ、領域ＲＥＧ４における金属箔１０２Ｄ，１０３Ｄおよびスロット１３４は、アンテナ部材ＡＮＴ４を構成する。
【００８７】
更に、ビアホール１１５，１１６，１２５、領域ＲＥＧ５における誘電体１０１Ｅ、領域ＲＥＧ５における金属箔１０２Ｅ，１０３Ｅおよびスロット１３５は、アンテナ部材ＡＮＴ５を構成し、ビアホール１１６，１１７，１２６、領域ＲＥＧ６における誘電体１０１Ｆ、領域ＲＥＧ６における金属箔１０２Ｆ，１０３Ｆおよびスロット１３６は、アンテナ部材ＡＮＴ６を構成する。
【００８８】
更に、ビアホール１１７，１１８，１２７、領域ＲＥＧ７における誘電体１０１Ｇ、領域ＲＥＧ７における金属箔１０２Ｇ，１０３Ｇおよびスロット１３７は、アンテナ部材ＡＮＴ７を構成し、ビアホール１１８，１１１，１２８、領域ＲＥＧ８における誘電体１０１Ｈ、領域ＲＥＧ８における金属箔１０２Ｈ，１０３Ｈおよびスロット１３８は、アンテナ部材ＡＮＴ８を構成する。
【００８９】
このように、アンテナ素子１１０は、変換器１００の周囲に放射状に配置された８個のアンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８からなる。
【００９０】
図８は、図６に示すビアホール１１１〜１１８，１２１〜１２８の拡大図である。ビアホール１１１は、複数のビアホール１１１１〜１１１９からなる。複数のビアホール１１１１〜１１１９は、直線状に配列される。ビアホール１１１１〜１１１９の各々は、アンテナ装置２００が送受信する電波の波長をλとした場合、０．０８λの直径Ｒ４を有する。そして、直線状に配列されたビアホール１１１１〜１１１９において、隣接する２つのビアホール間の間隔ｄは、０．１６λに設定される。ビアホール１１２〜１１８の各々も、ビアホール１１１と同じ構成からなる（図８の（ａ）参照）。
【００９１】
ビアホール１２１は、複数のビアホール１２１１〜１２１７からなる。複数のビアホール１２１１〜１２１７は、円弧状に配列される。ビアホール１２１１〜１２１７の各々は、０．０８λの直径Ｒ４を有する。そして、円弧状に配列されたビアホール１２１１〜１２１７において、隣接する２つのビアホール間の間隔ｄは、０．１６λに設定される。ビアホール１２２〜１２８の各々も、ビアホール１２１と同じ構成からなる（図８の（ｂ）参照）。
【００９２】
このように、各々が所定の直径Ｒ４を有する複数のビアホール１１１１〜１１１９，１２１１〜１２１７が所定の間隔ｄで誘電体１０１にビアホール１１１〜１１８，１２１〜１２８を形成するように配列されることによって、変換器１００から領域ＲＥＧ１〜ＲＥＧ８へ供給された電波は、領域ＲＥＧ１〜ＲＥＧ８内を伝搬してスロット１３１〜１３８から外部へ放射される。即ち、複数のビアホール１１１１〜１１１９および複数のビアホール１２１１〜１２１７は、電波を反射する機能を果たす。
【００９３】
図９は、図７に示す変換器１００および変換器１００の近傍のアンテナ素子１１０の拡大図である。アンテナ素子１１０を構成する誘電体１０１は、内周部に端面１１０Ａ〜１１０Ｈを有する。そして、誘電体１０１の端面１１０Ａ〜１１０Ｈは、それぞれ、変換器１００を構成する誘電体１の端面１１Ａ〜１１Ｈに接する。
【００９４】
ビアホール１１１〜１１８を構成する最内周のビアホールは、変換器１００を構成する誘電体１の頂点に配置される。スイッチ部材２１〜２８は、それぞれ、端面１１Ａと端面１１０Ａとの界面、端面１１Ｂと端面１１０Ｂとの界面、端面１１Ｃと端面１１０Ｃとの界面、端面１１Ｄと端面１１０Ｄとの界面、端面１１Ｅと端面１１０Ｅとの界面、端面１１Ｆと端面１１０Ｆとの界面、端面１１Ｇと端面１１０Ｇとの界面および端面１１Ｈと端面１１０Ｈとの界面に配置される。
【００９５】
図１０は、ビアホール１１１〜１１８，１２１〜１２８およびスイッチ部材２１〜２８の詳細を説明するための斜視図である。ビアホール１２０は、円柱形状の金属棒からなり、ビアホール１１１１〜１１１９，１２１１〜１２１７の各々を構成する。
【００９６】
アンテナ素子１１０を構成する誘電体１０１には、ビアホール１２０と同じ直径および長さを有する孔１０１１が形成されており、ビアホール１２０を孔１０１１に挿入することによって、ビアホール１１１１〜１１１９，１２１１〜１２１７が誘電体１０１に形成される（図１０の（ａ）参照）。
【００９７】
また、スイッチ部材２１は、平板形状の金属板からなり、孔１０１２は、スイッチ部材２１と同じサイズを有する。そして、孔１０１２が誘電体１の端面１１Ａと誘電体１０１の端面１１０Ａとの界面に形成されており、スイッチ部材２１を孔１０１２に挿入することにより、スイッチ部材２１は、アンテナ装置２００に装着され、スイッチ部材２１を孔１０１２から抜くことにより、スイッチ部材２１は、アンテナ装置２００からはずされる（図１０の（ｂ）参照）。スイッチ部材２２〜２８の各々は、スイッチ部材２１と同じ構造からなり、スイッチ部材２１と同じようにアンテナ装置２００に装着され、またははずされる。
【００９８】
図９を参照して、スイッチ部材２１〜２８の各々は、アンテナ装置２００に装着されると、給電部２から供給された電力を反射し、アンテナ装置２００からはずされると、給電部２から供給された電力をアンテナ素子１１０へ透過する。
【００９９】
従って、スイッチ部材２１〜２８の全てをアンテナ装置２００に装着した場合、給電部２は、ビアホール１１１〜１１８（金属棒）およびスイッチ部材２１〜２８（金属板）によって囲まれるので、給電部２に供給された電力は、誘電体１内に閉じ込められる。その結果、変換器１００は、同軸ケーブル３０を介して給電部２に供給された電力をアンテナ素子１１０に供給しない。
【０１００】
一方、スイッチ部材２１〜２８のうち、スイッチ部材２１がアンテナ装置２００からはずされた場合、端面１１Ａと端面１１０Ａとの間にスイッチ部材２１（金属板）が存在しないので、給電部２に供給された電力は、誘電体１内を伝搬し、端面１１Ａからアンテナ素子１１０に伝搬する。即ち、変換器１１０は、給電部２に供給された電力を端面１１Ａからアンテナ素子１１０に供給する。
【０１０１】
スイッチ部材２１以外のスイッチ部材２２〜２８がアンテナ装置２００からはずされた場合も同様である。従って、変換器１００は、スイッチ部材２１〜２８が装着またははずされることにより、給電部２から供給された電力を異なる方向からアンテナ素子１１０に供給する。
【０１０２】
なお、上述したように、スイッチ部材２１〜２８のうち、複数のスイッチ部材を同時にアンテナ装置２００からはずしてもよい。この場合、変換器１００は、給電部２に供給された電力を複数の方向から同時にアンテナ素子１１０に供給する。
【０１０３】
図１１は、図７に示す線ＸＩ−ＸＩ間におけるアンテナ装置２００の断面図である。アンテナ素子１１０を構成する誘電体１０１の端面１１０Ｂ，１１０Ｆは、それぞれ、変換器１００を構成する誘電体１の端面１１Ｂ，１１Ｆに接している。
【０１０４】
そして、金属箔１０２は、誘電体１０１の上面１０１Ａに形成され、金属箔１０３は、誘電体１０１の底面１０１Ｂに形成され、金属箔１０５，１０７は、誘電体１０１の端面（外周面）に形成される。また、スロット１３２，１３６は、誘電体１０１の上面１０１Ａに形成される。
【０１０５】
スイッチ部材２２，２６がアンテナ装置２００からはずされると、変換器１００の同軸ケーブル３０は、給電回路（図示せず）から供給された電力７を給電部２に供給し、給電部２は、同軸ケーブル３０から供給された電力を端面１１Ｂ，１１Ｆから電力８としてアンテナ素子１１０へ供給する。即ち、変換器１００は、電力８を端面１１Ｂ，１１Ｆからアンテナ素子１１０へ供給する。
【０１０６】
そして、アンテナ素子１１０は、変換器１００から受けた電力を電力９としてスロット１３２，１３６から外部へ出射する。
【０１０７】
このように、アンテナ装置２００は、給電回路（図示せず）から供給された電力を誘電体１０１の面内方向に垂直な方向から外部へ出射する。
【０１０８】
アンテナ装置２００においては、変換器１００を構成する誘電体１は、端面１１Ａ〜１１Ｈ以外の上面１Ａおよび底面１Ｂがそれぞれ金属箔４，５によって覆われ、アンテナ素子１１０を構成する誘電体１０１は、端面１１０Ａ〜１１０Ｈ以外の上面１０１Ａおよび底面１０１Ｂがそれぞれ金属箔１０２，１０３によって覆われ、かつ、外周部がビアホール１２１〜１２８によって囲まれているので、給電部２に供給された電力は、誘電体１，１０１内を伝搬し、スロット１３１〜１３８の少なくとも１つから外部へ放射される。
【０１０９】
変換器１００において、スイッチ部材２１〜２８のうち、１個のスイッチ部材２１がアンテナ装置２００からはずされた場合、変換器１００は、端面１１Ａから電力をアンテナ部材ＡＮＴ１へ供給する。そして、アンテナ部材ＡＮＴ１は、変換器１００から供給された電力をスロット１３１から外部へ放射する。スイッチ部材２２〜２８の各々がアンテナ装置２００からはずされた場合、変換器１００は、電力をそれぞれ端面１１Ｂ〜１１Ｈからアンテナ部材ＡＮＴ２〜ＡＮＴ８へ供給する。
【０１１０】
この場合、スイッチ部材が装着された端面は、給電部２から供給された電力を反射するので、変換器１００は、給電部２から供給された電力の８分の１の電力よりも強い電力をアンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８に供給する。従って、アンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８の各々は、給電回路から供給された電力の８分の１よりも強い電力を外部へ放射できる。即ち、アンテナ装置２００において、電力効率の低下を抑制できる。
【０１１１】
アンテナ装置２００は、各種の方法によって使用される。給電部２から供給された電力をアンテナ素子１１０へ透過するスイッチ部材をスイッチ部材２１〜２８の中で順次切換えた場合、アンテナ装置２００は、電波をスロット１３１〜１３８（アンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８）から外部へ順次放射する。
【０１１２】
また、給電部２から供給された電力をアンテナ素子１１０へ透過する複数のスイッチ部材をスイッチ部材２１〜２８の中で順次切換えた場合、アンテナ装置２００は、電波を放射する複数のアンテナ部材を順次切換えながら複数のアンテナ部材から電波を同時に外部へ放射する。
【０１１３】
例えば、スイッチ部材２１，２５がアンテナ装置２００から同時にはずされた場合、アンテナ装置２００は、アンテナ部材ＡＮＴ１，ＡＮＴ５から電波を同時に外部へ放射し、次に、スイッチ部材２４，２６がアンテナ装置２００から同時にはずされた場合、アンテナ装置２００は、アンテナ部材ＡＮＴ４，ＡＮＴ６から電波を同時に外部へ放射する。
【０１１４】
給電部２からの電力を透過するスイッチ部材の個数が３個以上である場合も同様である。
【０１１５】
このように、アンテナ装置２００においては、給電部２からの電力を透過するスイッチ部材が順次切換えられた場合、電波は、異なる方向へ放射されるので、アンテナ装置２００は、指向性ビームを放射することができる。
【０１１６】
アンテナ装置２００は、次の２つの方法のいずれかの方法によって作製される。一方の方法は、一体物である１つの誘電体の略中心にテーパ構造３を形成し、テーパ構造３以外の誘電体の表面を金属箔で覆い、さらに、スイッチ部材２１〜２８、ビアホール１１１〜１１８，１２１〜１２８およびスロット１３１〜１３８を形成することによりアンテナ装置２００を作製する。
【０１１７】
他方の方法は、変換器１００とアンテナ素子１１０とを別々に作製し、アンテナ素子１１０の中央部に変換器１００を嵌合することによりアンテナ装置２００を作製する。
【０１１８】
このように、アンテナ装置２００は、上述した２つの方法のいずれかの方法によって作製されるので、誘電体１は、誘電体１０１と一体的に形成されていてもよく、誘電体１０１と分離されていてもよい。
【０１１９】
誘電体１が誘電体１０１と一体的に形成される場合、金属箔４，５は、それぞれ、金属箔１０２，１０３と一体的に形成される。
【０１２０】
図１２は、この発明の実施の形態１による変換器１００を用いたアンテナ装置の他の概略図である。アンテナ装置２００Ａは、アンテナ装置２００のアンテナ素子１１０をアンテナ素子１３０に代えたものであり、その他は、アンテナ装置２００と同じである。なお、アンテナ装置２００Ａは、ミリ波帯の電波を送受信する。
【０１２１】
アンテナ素子１３０は、アンテナ素子１１０のビアホール１１１〜１１８，１２１〜１２８をそれぞれ金属板１１１Ａ〜１１８Ａ，１２１Ａ〜１２８Ａに代えたものであり、その他は、アンテナ素子１１０と同じである。
【０１２２】
アンテナ素子１３０においては、金属板１１１Ａ，１１２Ａ，１２１Ａ、誘電体１０１Ａ、金属箔１０２Ａ，１０３Ａおよびスロット１３１は、アンテナ部材ＡＮＴ１を構成し、金属板１１２Ａ，１１３Ａ，１２２Ａ、誘電体１０１Ｂ、金属箔１０２Ｂ，１０３Ｂおよびスロット１３２は、アンテナ部材ＡＮＴ２を構成する。
【０１２３】
また、金属板１１３Ａ，１１４Ａ，１２３Ａ、誘電体１０１Ｃ、金属箔１０２Ｃ，１０３Ｃおよびスロット１３３は、アンテナ部材ＡＮＴ３を構成し、金属板１１４Ａ，１１５Ａ，１２４Ａ、誘電体１０１Ｄ、金属箔１０２Ｄ，１０３Ｄおよびスロット１３４は、アンテナ部材ＡＮＴ４を構成する。
【０１２４】
更に、金属板１１５Ａ，１１６Ａ，１２５Ａ、誘電体１０１Ｅ、金属箔１０２Ｅ，１０３Ｅおよびスロット１３５は、アンテナ部材ＡＮＴ５を構成し、金属板１１６Ａ，１１７Ａ，１２６Ａ、誘電体１０１Ｆ、金属箔１０２Ｆ，１０３Ｆおよびスロット１３６は、アンテナ部材ＡＮＴ６を構成する。
【０１２５】
更に、金属板１１７Ａ，１１８Ａ，１２７Ａ、誘電体１０１Ｇ、金属箔１０２Ｇ，１０３Ｇおよびスロット１３７は、アンテナ部材ＡＮＴ７を構成し、金属板１１８Ａ，１１１Ａ，１２８Ａ、誘電体１０１Ｈ、金属箔１０２Ｈ，１０３Ｈおよびスロット１３８は、アンテナ部材ＡＮＴ８を構成する。
【０１２６】
アンテナ装置２００Ａにおいては、スイッチ部材２１〜２８の少なくとも１つをはずすことによって、変換器１００は、給電部２に供給された電力をアンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８の少なくとも１つに供給する。
【０１２７】
アンテナ装置２００Ａも、アンテナ装置２００を作製する２つの方法のいずれの方法によって作製される。
【０１２８】
図１３は、この発明の実施の形態１による変換器１００を用いたアンテナ装置の更に他の概略図である。アンテナ装置２００Ｂは、アンテナ装置２００のアンテナ素子１１０をアンテナ素子１４０に代えたものであり、その他は、アンテナ装置２００と同じである。
【０１２９】
アンテナ素子１４０は、アンテナ素子１１０のビアホール１２１〜１２８を削除し、誘電体１０１を誘電体１０８に代え、スロット１３１〜１３８をスロット１３１Ａ〜１３８Ａに代えたものであり、その他は、アンテナ素子１１０と同じである。
【０１３０】
誘電体１０８は、略円形の平面形状を有し、誘電体１０１のビアホール１２１〜１２８よりも外周部を削除したものに等しい。従って、アンテナ素子１４０において、ビアホール１１１〜１１８およびスイッチ部材２１〜２８は、アンテナ素子１１０において誘電体１０１に形成されるのと同じ態様で誘電体１０８に形成される。その結果、誘電体１０８は、誘電体１０８１〜１０８８に分割される。また、スロット１３１Ａ〜１３８Ａは、誘電体１０８の外周面に形成される。
【０１３１】
アンテナ素子１４０において、ビアホール１１１，１１２、誘電体１０８１、金属箔１０２Ａ，１０３Ａおよびスロット１３１Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ１を構成し、ビアホール１１２，１１３、誘電体１０８２、金属箔１０２Ｂ，１０３Ｂおよびスロット１３２Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ２を構成する。
【０１３２】
また、ビアホール１１３，１１４、誘電体１０８３、金属箔１０２Ｃ，１０３Ｃおよびスロット１３３Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ３を構成し、ビアホール１１４，１１５、誘電体１０８４、金属箔１０２Ｄ，１０３Ｄおよびスロット１３４Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ４を構成する。
【０１３３】
更に、ビアホール１１５，１１６、誘電体１０８５、金属箔１０２Ｅ，１０３Ｅおよびスロット１３５Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ５を構成し、ビアホール１１６，１１７、誘電体１０８６、金属箔１０２Ｆ，１０３Ｆおよびスロット１３６Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ６を構成する。
【０１３４】
更に、ビアホール１１７，１１８、誘電体１０８７、金属箔１０２Ｇ，１０３Ｇおよびスロット１３７Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ７を構成し、ビアホール１１８，１１１、誘電体１０８８、金属箔１０２Ｈ，１０３Ｈおよびスロット１３８Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ８を構成する。
【０１３５】
図１４は、図１３に示すＡ方向から見たスロット１３１Ａの平面図である。スロット１３１Ａは、誘電体１０８の外周面１０８Ａにおいてビアホール１１１とビアホール１１２との間に形成される。そして、スロット１３１Ａは、誘電体１０８の厚さ方向に配列された複数の長方形の孔からなる。なお、スロット１３２Ａ〜１３８Ａの各々は、スロット１３１Ａと同じ平面形状からなり、誘電体１０８の外周面１０８Ａに形成される。
【０１３６】
図１５は、図１３に示す線ＸＶ−ＸＶ間のアンテナ装置２００Ｂの断面図である。そして、図１５は、図１１における誘電体１０１を誘電体１０８に代え、スロット１３２，１３６をそれぞれスロット１３２Ａ，１３６Ａに代えた図を示す。
【０１３７】
その結果、金属箔１０２は、誘電体１０８の上面１０８Ｂに形成され、金属箔１０３は、誘電体１０８の底面１０８Ｃに形成され、金属箔１０５，１０７は、誘電体１０８の外周面１０８Ａに形成される。
【０１３８】
そして、スロット１３２Ａ，１３６Ａは、それぞれ、金属箔１０５，１０７の一部分を削除することによって誘電体１０８の外周面１０８Ａに形成される。
【０１３９】
スイッチ部材２２，２６がアンテナ装置２００Ｂからはずされると、変換器１００の同軸ケーブル３０は、給電回路（図示せず）から供給された電力７を給電部２に供給し、給電部２は、同軸ケーブル３０から供給された電力を端面１１Ｂ，１１Ｆから電力８としてアンテナ素子１４０へ供給する。即ち、変換器１００は、電力８を端面１１Ｂ，１１Ｆからアンテナ素子１４０へ供給する。
【０１４０】
そして、アンテナ素子１４０は、変換器１００から受けた電力を電力９Ａとしてスロット１３２Ａ，１３６Ａから外部へ出射する。
【０１４１】
このように、アンテナ装置２００Ｂは、給電回路（図示せず）から供給された電力を誘電体１０８の面内方向に平行な方向から外部へ出射する。
【０１４２】
アンテナ装置２００Ｂにおいては、変換器１００を構成する誘電体１は、端面１１Ａ〜１１Ｈ以外の上面１Ａおよび底面１Ｂがそれぞれ金属箔４，５によって覆われ、アンテナ素子１４０を構成する誘電体１０８は、端面１１０Ａ〜１１０Ｈ以外の上面１０８Ｂおよび底面１０８Ｃがそれぞれ金属箔１０２，１０３によって覆われているので、給電部２に供給された電力は、誘電体１，１０８内を伝搬し、スロット１３１Ａ〜１３８Ａの少なくとも１つから外部へ放射される。
【０１４３】
なお、アンテナ装置２００Ｂにおいては、ビアホール１１１〜１１８に代えて金属板１１１Ａ〜１１８Ａを用いてもよい。その他は、アンテナ装置２００と同じである。
【０１４４】
図１６は、図６に示すアンテナ装置２００の応用例を示す概念図である。アンテナ装置２００は、部屋３００内に配置される。部屋３００は、天井３１０、床３２０および側壁３３０，３４０，３５０，３６０からなる。
【０１４５】
そして、アンテナ装置２００は、スロット１３１〜１３８が床３２０の方向を向くように天井３１０に設置される。部屋３００の床３２０には、パーソナルコンピュータ２１０，２２０が配置されている。
【０１４６】
アンテナ装置２００を搭載した無線装置およびパーソナルコンピュータ２１０，２２０は、部屋３００の内部で無線ＬＡＮを構成する。
【０１４７】
アンテナ装置２００においては、スロット１３１〜１３８は、床３２０の方向を向いているため、アンテナ装置２００は、上述したアンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８のいずれかからパーソナルコンピュータ２１０およびその周辺領域に電波を放射する。
【０１４８】
また、アンテナ装置２００は、アンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８の他の１つからパーソナルコンピュータ２２０およびその周辺領域に電波を放射する。
【０１４９】
このように、アンテナ装置２００は、部屋３００の天井３１０に設置され、数メートルの範囲で行なわれる無線通信用のアンテナとして用いられる。
【０１５０】
図１２に示すアンテナ装置２００Ａおよび図１３に示すアンテナ装置２００Ｂも、アンテナ装置２００と同じように部屋３００の天井３１０に設置され、数メートルの範囲で行なわれる無線通信用のアンテナとして用いられる。
【０１５１】
なお、上記においては、アンテナ装置２００，２００Ａ，２００Ｂは、８個のアンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８からなると説明したが、この発明においては、これに限らず、この発明によるアンテナ装置は、一般的には、ｎ（ｎは２以上の整数）個のアンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴｎを備えていればよい。上述したように、この発明による変換器は、一般的には、平面形状が円形または長方形または略正ｍ角形である誘電体を備え、ｎ個の出射口を有するからである。
【０１５２】
そして、ｎ個のアンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴｎは、変換器のｎ個の出射口に接して設置される。
【０１５３】
また、アンテナ装置２００，２００Ａ，２００Ｂにおいて、変換器１００の導波管１０は、誘電体１と誘電体１の上面１Ａおよび底面１Ｂに形成された金属箔４，５とからなると説明したが、この発明においては、これに限らず、導波管１０は、内部が空洞である空洞導体からなっていてもよく、内部が誘電体で充填された空洞導体からなっていてもよい。
【０１５４】
更に、アンテナ装置２００，２００Ａにおいて、アンテナ素子１１０，１３０は、誘電体１０１と誘電体１０１の上面１０１Ａおよび底面１０１Ｂに形成された金属箔１０２，１０３とからなると説明したが、この発明においては、これに限らず、アンテナ素子１１０，１３０は、内部が空洞である空洞導体からなっていてもよく、内部が誘電体で充填された空洞導体からなっていてもよい。アンテナ装置２００Ｂにおいても、アンテナ素子１４０は、内部が空洞である空洞導体からなっていてもよく、内部が誘電体で充填された空洞導体からなっていてもよい。
【０１５５】
更に、アンテナ装置２００，２００Ａにおいては、スロット１３１〜１３８は、誘電体１０１の上面１０１Ａに形成されると説明したが、この発明においては、これに限らず、
スロット１３１〜１３８は、誘電体１０１の上面１０１Ａおよび底面１０１Ｂのいずれか一方に形成されていればよい。
【０１５６】
更に、アンテナ装置２００，２００Ａにおいては、スロット１３１〜１３８のうち、一部のスロットを誘電体１０１の上面１０１Ａに形成し、残りのスロットを誘電体１０１の底面１０１Ｂに形成してもよい。
【０１５７】
更に、上記においては、スイッチ部材２１〜２８の装着／取り外しによって給電部２からの電力の反射／アンテナ素子１１０，１３０，１４０への電力の透過を切換えると説明したが、この発明においては、このような機械的な切換方法に限らず、電気的な切換方法によって、給電部２からの電力の反射／アンテナ素子１１０，１３０，１４０への電力の透過を切換えるようにしてもよい。
【０１５８】
更に、上記においては、抑制ポスト１１〜１８は、金属棒からなると説明したが、この発明においては、これに限らず、抑制ポスト１１〜１８は、誘電体１にホールを形成し、その形成したホールの壁を金属メッキすることによって作製されてもよい。
【０１５９】
また、ビアホール１１１１〜１１１９，１２１１〜１２１７は、金属棒からなると説明したが、この発明においては、これに限らず、ビアホール１１１１〜１１１９，１２１１〜１２１７は、誘電体１０１にホールを形成し、その形成したホールの壁を金属メッキすることによって作製されてもよい。
【０１６０】
［実施の形態２］
図１７は、実施の形態２による変換器の構成を示す斜視図である。実施の形態２による変換器１００Ａは、図１に示す変換器１００の抑制ポスト１１〜１８を削除したものであり、その他は、変換器１００と同じである。なお、実施の形態２においては、誘電体１は、２．１７の比誘電率を有するテフロン（登録商標）からなる。
【０１６１】
図１８は、図１７に示す線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ間における変換器１００Ａの断面図である。図１８に示す断面図は、図２に示す断面図と同じであるが、実施の形態２においては、距離Ｌ１をｈとし、テーパ構造３の半径（＝Ｒ２／２）をｄとする。
【０１６２】
図１９は、上面１Ａ側から見た導波管１０の実施の形態２における平面図である。実施の形態１においては、誘電体１の中心Ｏから頂点Ａ〜Ｈまでの距離ｋをパラメータとして変換器１００を設計したが、実施の形態２においては、誘電体１の中心Ｏから各端面１１Ａ〜１１Ｈまでの距離ｋｈをパラメータとして変換器１００Ａを設計する。
【０１６３】
変換器１００Ａにおいて、端面１１Ａ〜１１Ｈの各々は、長方形の形状を有する。そして、変換器１００Ａを設計する場合、図１７に示すように、端面１１Ａ〜１１Ｈの長辺をａとし、短辺をｂとする。
【０１６４】
電磁波は、導波管１０の中を管壁（スイッチ部材２１〜２８が取り付けられている端面１１Ａ〜１１Ｈ）で多重反射されながら伝搬する。そして、その電磁波の波長が、導波管１０の出射口（端面１１Ａ〜１１Ｈ）の長辺ａによって決まるある値より大きい場合、電磁波は、出射口（端面１１Ａ〜１１Ｈ）からアンテナ素子１１０内を伝搬することができなくなる。このような波長を遮断波長と言う。
【０１６５】
電磁波の基本伝送モードであるＴＥ１０モードの遮断周波数ｆｃは、次式により決定される。
【０１６６】
【数１】
0004710085.tif 000003
【０１６７】
式（１）において、εｒは、誘電体１の比誘電率であり、ｃは、光速である。
【０１６８】
また、誘電体１中の電磁波の波長をλ’とした場合、次式が成立するように距離ｋｈを決定すると、高効率、かつ、広帯域な変換器１００Ａを設計できることを見出した。
【０１６９】
【数２】
0004710085.tif 000004
【０１７０】
広帯域な変換器１００Ａを設計する場合、ｐは最小であることが望ましく、ｐが大きくなるに従って帯域幅は狭くなる。
【０１７１】
更に、電磁波が誘電体１中をＴＥ１０モード（基本伝送モード）で伝搬するには、次式が成立する必要がある。
【０１７２】
【数３】
0004710085.tif 000005
【０１７３】
図２０は、図１７に示す変換器１００Ａを設計する設計方法を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、所望の周波数を決定する（ステップＳ１）。そして、式（１）を用いて、遮断周波数ｆｃが所望の周波数以下になるように長辺ａの範囲を決定する（ステップＳ２）。
【０１７４】
所望の周波数が５９ＧＨｚ〜６６ＧＨｚである場合、ｆｃ＝５９ＧＨｚ、εｒ＝２．１７、およびｃ＝３×１０８ｍ／ｓを式（１）に代入すると、長辺ａ＝３×１０８／（（２×５９×１０９）×（２．１７）１／２）＝１．７３×１０−３ｍ＝１．７３ｍｍとなる。
【０１７５】
長辺ａをａ＝１．７３ｍｍに設定すると、遮断周波数ｆｃが５９ＧＨｚになるので、長辺ａを１．７３ｍｍ以上に設定すると、式（１）により、遮断周波数ｆｃは、５９ＧＨｚよりも低くなる。従って、遮断周波数ｆｃが所望の周波数以下になる長辺ａの範囲は、ａ≧１．７３ｍｍとなる。
【０１７６】
ステップＳ２において、長辺ａの範囲が決定されると、その決定された長辺ａの範囲内の長辺ａを用いて、帯域が最も広帯域になるときの距離ｋｈを式（２）を用いて決定する（ステップＳ３）。
【０１７７】
距離ｋｈを用いると、誘電体１が略正ｍ角形の形状を有する場合、長辺ａは、ａ＝２×ｋｈ×ｔａｎ（３６０°／（２ｍ））によって表される。そして、距離ｋｈは、誘電体１中の波長λ’を用いて式（２）によって表される。そうすると、長辺ａは、ａ＝ｐ×λ’×ｔａｎ（３６０°／（２ｍ））となる。
【０１７８】
誘電体１が比誘電率２．１７を有するテフロン（登録商標）からなり、中心周波数が６２．５ＧＨｚである場合、誘電体１中の波長λ’は、３．２６ｍｍとなる。また、ステップＳ２において決定したように、長辺ａの範囲は、ａ≧１．７３ｍｍである。従って、誘電体１が略正方形の形状を有する場合、ａ＝ｐ×λ’×ｔａｎ（３６０°／（２ｍ））＝ｐ×３．２６×ｔａｎ（３６０°／２×４））＝ｐ×３．２６≧１．７３となる。その結果、ｐ≧１．７３／３．２６＝０．５３となる。
【０１７９】
そうすると、ｐは、ｐ≧０．５３を満たす最も小さい整数であるので、ｐ＝１となる。
【０１８０】
また、誘電体１が略正五角形の形状を有する場合、ａ＝ｐ×λ’×ｔａｎ（３６０°／（２ｍ））＝ｐ×３．２６×ｔａｎ（３６０°／２×５））＝ｐ×２．３７≧１．７３となる。その結果、ｐ≧１．７３／２．３７＝０．７３となる。
【０１８１】
そうすると、ｐは、ｐ≧０．７３を満たす最も小さい整数であるので、ｐ＝１となる。
【０１８２】
更に、誘電体１が略正六角形の形状を有する場合、ａ＝ｐ×λ’×ｔａｎ（３６０°／（２ｍ））＝ｐ×３．２６×ｔａｎ（３６０°／２×６））＝ｐ×１．８８≧１．７３となる。その結果、ｐ≧１．７３／１．８８＝０．９２となる。
【０１８３】
そうすると、ｐは、ｐ≧０．９２を満たす最も小さい整数であるので、ｐ＝１となる。
【０１８４】
更に、誘電体１が略正七角形の形状を有する場合、ａ＝ｐ×λ’×ｔａｎ（３６０°／（２ｍ））＝ｐ×３．２６×ｔａｎ（３６０°／２×７））＝ｐ×１．５７≧１．７３となる。その結果、ｐ≧１．７３／１．５７＝１．１０となる。
【０１８５】
そうすると、ｐは、ｐ≧１．１０を満たす最も小さい整数であるので、ｐ＝２となる。
【０１８６】
更に、誘電体１が略正八角形の形状を有する場合、ａ＝ｐ×λ’×ｔａｎ（３６０°／（２ｍ））＝ｐ×３．２６×ｔａｎ（３６０°／２×８））＝ｐ×１．３５≧１．７３となる。その結果、ｐ≧１．７３／１．３５＝１．２８となる。
【０１８７】
そうすると、ｐは、ｐ≧１．２８を満たす最も小さい整数であるので、ｐ＝２となる。
【０１８８】
このように、誘電体１が略正方形、略正五角形および略正六角形の形状を有する場合、ｐ＝１となり、誘電体１が略正七角形および略正八角形の形状を有する場合、ｐ＝２となる。
【０１８９】
したがって、誘電体１が略正方形、略正五角形および略正六角形の形状を有する場合、距離ｋｈは、式（２）によりｋｈ＝λ’／２と決定され、誘電体１が略正七角形および略正八角形の形状を有する場合、距離ｋｈは、式（２）によりｋｈ＝λ’と決定される。
【０１９０】
ステップＳ３の後、電磁波の伝送モードが基本伝送モードになるように短辺ｂが決定される（ステップＳ４）。即ち、式（３）を満たすように短辺ｂを決定する。
【０１９１】
これにより、変換器１００Ａを設計する動作が終了する。なお、ステップＳ２は、誘電体１における電力の遮断周波数が所望の周波数以下になるように出射口（端面１１Ａ〜１１Ｈのいずれか）の長辺の範囲を決定するステップを構成する。
【０１９２】
上述したように、この発明による変換器１００Ａの設計方法を用いて、略正ｍ角形の誘電体１を有する変換器１００Ａを設計する場合、式（１）および式（２）を同時に満足するように長辺ａの範囲および距離ｋｈを決定する。この場合、式（１）を満たしながら式（２）のｐを可能な限り小さくして距離ｋｈを決定する。
【０１９３】
以下、図２０に示すフローチャートに従って設計した変換器１００Ａの給電構造を有限要素法に基づくシミュレータＨＦＳＳを用いて解析した結果について説明する。
【０１９４】
図２１から図２５は、それぞれ、４セクタ、５セクタ、６セクタ、７セクタおよび８セクタの場合における入力反射特性および伝達特性を示す図である。図２１から図２５の各々において、縦軸は、Ｓパラメータ（Ｓ１１の振幅またはＳ２１の振幅）を表し、横軸は、周波数を表す。
【０１９５】
４セクタにおける整合条件は、ｋ＝１．９ｍｍ、ｈ＝０．５ｍｍ、ｄ＝１．３ｍｍである。また、５セクタにおける整合条件は、ｋ＝１．８ｍｍ、ｈ＝０．６ｍｍ、ｄ＝１．４ｍｍである。さらに、６セクタにおける整合条件は、ｋ＝１．８ｍｍ、ｈ＝０．７５ｍｍ、ｄ＝１．２ｍｍである。さらに、７セクタおよび８セクタにおける整合条件は、ｋ＝３．７ｍｍ、ｈ＝０．６ｍｍ、ｄ＝０．３ｍｍである。
【０１９６】
４セクタ、５セクタ、６セクタ、７セクタおよび８セクタの場合における入力反射特性が−１０．０［ｄＢ］以下の帯域幅と伝達特性が−１．０［ｄＢ］以下の帯域幅をまとめたものを表２に示す。
【０１９７】
【表２】
0004710085.tif 000006
【０１９８】
図２１から図２５および表２に示す結果から、変換器１００Ａは、変換器１００に比べ、帯域幅を大きく改善できることが解った。すなわち、抑制ポスト１１〜１８を削除することにより、帯域幅を大きく改善できることが解った。特に、４セクタ、５セクタおよび６セクタの場合、変換器１００Ａは、５９〜６６ＧＨｚの全帯域で高効率化を実現できる。  
【０１９９】
図２６から図３０は、それぞれ、４セクタ、５セクタ、６セクタ、７セクタおよび８セクタである場合の最適化された変換器１００Ａの構造および電界分布を示す図である。図２６から図３０の各々において、電界分布は、５９ＧＨｚ〜６６ＧＨｚの中心である６２．５ＧＨｚの場合を示す。
【０２００】
図２６から図３０に示す結果から、４セクタである場合、距離ｋｈは、１．３４ｍｍであり、５セクタである場合、距離ｋｈは、１．４６ｍｍであり、６セクタである場合、距離ｋｈは、１．５２ｍｍである。従って、４セクタ、５セクタおよび６セクタである場合、距離ｋｈを略λ’／２（＝略１．６３ｍｍ）に設定することにより、変換器１００Ａにおける帯域を最も広帯域にできる。
【０２０１】
また、７セクタである場合、距離ｋｈは、３．３３ｍｍであり、８セクタである場合、距離ｋｈは、３．４２ｍｍである。従って、７セクタおよび８セクタである場合、距離ｋｈを略λ＝２×λ’／２（＝略３．２６ｍｍ）に設定することにより、変換器１００Ａにおける帯域を最も広帯域にできる。
【０２０２】
スイッチ部材２１〜２８のいずれかをはずした場合の変換器１００Ａにおける遮断周波数について説明する。表３は、４セクタ、５セクタ、６セクタ、７セクタおよび８セクタである場合において、誘電体１の中心Ｏからスイッチ部材２１〜２８までの距離ｋｈ、端面１１Ａ〜１１Ｈの寸法（短辺および長辺）および基本伝送モード（ＴＥ１０モード）の理論的な遮断周波数ｆｃを示す。
【０２０３】
【表３】
0004710085.tif 000007
【０２０４】
表３に示す結果、誘電体１の中心Ｏからスイッチ部材２１〜２８までの距離ｋｈを略λ’／２に保ちながら４セクタ、５セクタおよび６セクタとセクタ数が増加すると、端面１１Ａ〜１１Ｈの長辺ａが短くなっていき、遮断周波数ｆｃも高くなる。そして、特に、６セクタの場合、遮断周波数が所望周波数５９ＧＨｚ〜６６ＧＨｚの限界になる。
【０２０５】
従って、セクタ数が４セクタ、５セクタおよび６セクタである場合、距離ｋｈを略λ’／２に設定することにより、遮断周波数ｆｃを所望の周波数（５９ＧＨｚ〜６６ＧＨｚ）以下に設定できる。
【０２０６】
また、セクタ数が７セクタおよび８セクタの場合、距離ｋｈを略λ’に設定することにより、遮断周波数ｆｃを所望の周波数（５９ＧＨｚ〜６６ＧＨｚ）以下に設定できる。
【０２０７】
このように、上述した解析結果は、上述した設計方法（図２０参照）とよい一致を示す。従って、図２０に示す設計方法は、高効率、かつ、広帯域な変換器１００Ａの設計方法として適している。
【０２０８】
図３１は、実施の形態２による変換器１００Ａを用いたアンテナ装置の構成を示す平面図である。アンテナ装置２００Ｃは、図６および図７に示すアンテナ装置２００の変換器１００を変換器１００Ａに代え、アンテナ素子１１０のビアホール１１１〜１１８，１２１〜１２８をビアホール１１１Ｂ〜１２６Ｂ，１４１〜１５６に代え、スロット１３１〜１３８をスロット１３１Ｂ〜１３８Ｂに代えたものであり、その他は、アンテナ装置２００と同じである。
【０２０９】
ビアホール１１１Ｂ〜１２６Ｂの各々は、図８の（ａ）に示すビアホール１１１と同じ構成からなり、ビアホール１４１〜１５６の各々は、図８の（ｂ）に示すビアホール１２１と同じ構成からなる。
【０２１０】
ビアホール１１１Ｂ，１１２Ｂは、スイッチ部材２１に略垂直に誘電体１０１に形成され、ビアホール１１３Ｂ，１１４Ｂは、スイッチ部材２２に略垂直に誘電体１０１に形成され、ビアホール１１５Ｂ，１１６Ｂは、スイッチ部材２３に略垂直に誘電体１０１に形成され、ビアホール１１７Ｂ，１１８Ｂは、スイッチ部材２４に略垂直に誘電体１０１に形成される。
【０２１１】
また、ビアホール１１９Ｂ，１２０Ｂは、スイッチ部材２５に略垂直に誘電体１０１に形成され、ビアホール１２１Ｂ，１２２Ｂは、スイッチ部材２６に略垂直に誘電体１０１に形成され、ビアホール１２３Ｂ，１２４Ｂは、スイッチ部材２７に略垂直に誘電体１０１に形成され、ビアホール１２５Ｂ，１２６Ｂは、スイッチ部材２８に略垂直に誘電体１０１に形成される。
【０２１２】
ビアホール１４１〜１５６は、変換器１００Ａを中心としてビアホール１１１Ｂ〜１２６Ｂの外周端を通過する円周上に配置される。
【０２１３】
その結果、ビアホール１１１Ｂ，１１２Ｂ，１４１によって囲まれる領域ＲＥＧ１、ビアホール１１３Ｂ，１１４Ｂ，１４３によって囲まれる領域ＲＥＧ２、ビアホール１１５Ｂ，１１６Ｂ，１４５によって囲まれる領域ＲＥＧ３、ビアホール１１７Ｂ，１１８Ｂ，１４７によって囲まれる領域ＲＥＧ４、ビアホール１１９Ｂ，１２０Ｂ，１４９によって囲まれる領域ＲＥＧ５、ビアホール１２１Ｂ，１２２Ｂ，１５１によって囲まれる領域ＲＥＧ６、ビアホール１２３Ｂ，１２４Ｂ，１５３によって囲まれる領域ＲＥＧ７、およびビアホール１２５Ｂ，１２６Ｂ，１５５によって囲まれる領域ＲＥＧ８の各々は、略長方形の形状からなる。
【０２１４】
そして、スロット１３１Ｂ〜１３８Ｂは、それぞれ、領域ＲＥＧ１〜ＲＥＧ８内の誘電体１０１の一部を削除することによって誘電体１０１の上面１０１Ａに形成される。
【０２１５】
ビアホール１１１Ｂ，１１２Ｂ，１４１、領域ＲＥＧ１における誘電体１０１１Ａ、領域ＲＥＧ１における金属箔１０２１Ａ，１０３１Ａおよびスロット１３１Ｂは、アンテナ部材ＡＮＴ１を構成し、ビアホール１１３Ｂ，１１４Ｂ，１４３、領域ＲＥＧ２における誘電体１０１１Ｂ、領域ＲＥＧ２における金属箔１０２１Ｂ，１０３１Ｂおよびスロット１３２Ｂは、アンテナ部材ＡＮＴ２を構成する。
【０２１６】
また、ビアホール１１５Ｂ，１１６Ｂ，１４５、領域ＲＥＧ３における誘電体１０１１Ｃ、領域ＲＥＧ３における金属箔１０２１Ｃ，１０３１Ｃおよびスロット１３３Ｂは、アンテナ部材ＡＮＴ３を構成し、ビアホール１１７Ｂ，１１８Ｂ，１４７、領域ＲＥＧ４における誘電体１０１１Ｄ、領域ＲＥＧ４における金属箔１０２１Ｄ，１０３１Ｄおよびスロット１３４Ｂは、アンテナ部材ＡＮＴ４を構成する。
【０２１７】
更に、ビアホール１１９Ｂ，１２０Ｂ，１４９、領域ＲＥＧ５における誘電体１０１１Ｅ、領域ＲＥＧ５における金属箔１０２１Ｅ，１０３１Ｅおよびスロット１３５Ｂは、アンテナ部材ＡＮＴ５を構成し、ビアホール１２１Ｂ，１２２Ｂ，１５１、領域ＲＥＧ６における誘電体１０１１Ｆ、領域ＲＥＧ６における金属箔１０２１Ｆ，１０３１Ｆおよびスロット１３６Ｂは、アンテナ部材ＡＮＴ６を構成する。
【０２１８】
更に、ビアホール１２３Ｂ，１２４Ｂ，１５３、領域ＲＥＧ７における誘電体１０１１Ｇ、領域ＲＥＧ７における金属箔１０２１Ｇ，１０３１Ｇおよびスロット１３７Ｂは、アンテナ部材ＡＮＴ７を構成し、ビアホール１２５Ｂ，１２６Ｂ，１５５、領域ＲＥＧ８における誘電体１０１１Ｈ、領域ＲＥＧ８における金属箔１０２１Ｈ，１０３１Ｈおよびスロット１３８Ｂは、アンテナ部材ＡＮＴ８を構成する。
【０２１９】
その結果、アンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８は、それぞれ、スイッチ部材２１に略垂直に配置され、それぞれ、スイッチ部材２１〜２８がはずされると、変換器１００Ａから伝搬された電波をそれぞれスロット１３１Ｂ〜１３８Ｂから放射する。
【０２２０】
なお、図３１に示す線Ａ−Ｂ間におけるアンテナ装置２００Ｃの断面図は、図１１に示すアンテナ装置２００の断面図と同じである。
【０２２１】
図３２は、実施の形態２による変換器１００Ａを用いたアンテナ装置の構成を示す他の平面図である。アンテナ装置２００Ｄは、アンテナ装置２００Ｃの誘電体１０１を誘電体１０８に代え、ビアボール１４１，１４３，１４５，１４７，１４９，１５１，１５３，１５５を削除し、スロット１３１Ｂ〜１３８Ｂをそれぞれスロット１４１Ａ，１４３Ａ，１４５Ａ，１４７Ａ，１４９Ａ，１５１Ａ，１５３Ａ，１５５Ａ，１５７Ａに代えたものであり、その他は、アンテナ装置２００Ｃと同じである。
【０２２２】
スロット１４１Ａ，１４３Ａ，１４５Ａ，１４７Ａ，１４９Ａ，１５１Ａ，１５３Ａ，１５５Ａ，１５７Ａの各々は、図１４に示すスロット１３１Ａと同じ構成からなり、誘電体１０８の外周面１０８Ａに形成される。
【０２２３】
アンテナ装置２００Ｄにおいては、ビアホール１１１Ｂ，１１２Ｂ、誘電体１０８１Ａ、金属箔１０２１Ａ，１０３１Ａおよびスロット１４１Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ１を構成し、ビアホール１１３Ｂ，１１４Ｂ、誘電体１０８２Ａ、金属箔１０２１Ｂ，１０３１Ｂおよびスロット１４３Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ２を構成する。
【０２２４】
また、ビアホール１１５Ｂ，１１６Ｂ、誘電体１０８３Ａ、金属箔１０２１Ｃ，１０３１Ｃおよびスロット１４５Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ３を構成し、ビアホール１１７Ｂ，１１８Ｂ、誘電体１０８４Ａ、金属箔１０２１Ｄ，１０３１Ｄおよびスロット１４７Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ４を構成する。
【０２２５】
更に、ビアホール１１９Ｂ，１２０Ｂ、誘電体１０８５Ａ、金属箔１０２１Ｅ，１０３１Ｅおよびスロット１４９Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ５を構成し、ビアホール１２１Ｂ，１２２Ｂ、誘電体１０８６Ａ、金属箔１０２１Ｆ，１０３１Ｆおよびスロット１５１Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ６を構成する。
【０２２６】
更に、ビアホール１２３Ｂ，１２４Ｂ、誘電体１０８７Ａ、金属箔１０２１Ｇ，１０３１Ｇおよびスロット１５３Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ７を構成し、ビアホール１２５Ｂ，１２６Ｂ、誘電体１０８８Ａ、金属箔１０２１Ｈ，１０３１Ｈおよびスロット１５５Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ８を構成する。
【０２２７】
その結果、アンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８は、アンテナ装置２００Ｄにおいても、それぞれ、スイッチ部材２１〜２８に略垂直に配置され、それぞれ、スイッチ部材２１〜２８がはずされると、変換器１００Ａから伝搬された電波をそれぞれスロット１４１Ａ，１４３Ａ，１４５Ａ，１４７Ａ，１４９Ａ，１５１Ａ，１５３Ａ，１５５Ａから放射する。
【０２２８】
なお、図３２に示す線Ｃ−Ｄ間におけるアンテナ装置２００Ｄの断面図は、図１５に示すアンテナ装置２００Ｂの断面図と同じである。
【０２２９】
アンテナ装置２００Ｃにおいては、ビアホール１１１Ｂ〜１２６Ｂ，１４１〜１５６を金属板１１１Ａ〜１１８Ａ，１２１Ａ〜１２８Ａに代えてもよい。
【０２３０】
また、アンテナ装置２００Ｄにおいては、ビアホール１１１Ｂ〜１２６Ｂ，１４２，１４４，１４６，１４８，１５０，１５２，１５４，１５６を金属板１１１Ａ〜１１８Ａ，１２１Ａ〜１２８Ａに代えてもよい。
【０２３１】
図３３は、実施の形態２による変換器１００Ａを用いたアンテナ装置の構成を示す更に他の平面図である。アンテナ装置２００Ｅは、アンテナ装置２００Ｄのビアボール１４２，１４４，１４６，１４８，１５０，１５２，１５４，１５６を削除し、誘電体１０８を誘電体１０９に代え、ビアホール１１１Ｂ〜１２６Ｂをビアホール１１１Ｃ〜１２６Ｃ，１６１〜１６８に代えたものであり、その他は、アンテナ装置２００Ｄと同じである。
【０２３２】
なお、アンテナ装置２００Ｅにおいては、変換器１００Ａは、スイッチ部材２１Ａ〜２８Ａを有する。そして、スイッチ部材２１Ａ〜２８Ａは、それぞれ、変換器１００Ａの端面１１Ａ〜１１Ｈに設けられる。
【０２３３】
スロット１４１Ａ，１４３Ａ，１４５Ａ，１４７Ａ，１４９Ａ，１５１Ａ，１５３Ａ，１５５Ａの各々は、誘電体１０９の外周面１０９Ａに形成される。
【０２３４】
アンテナ装置２００Ｅにおいては、ビアホール１１１Ｃ，１１２Ｃ，１６１，１６２、誘電体１０９１Ａ、金属箔１０２１Ａ，１０３１Ａおよびスロット１４１Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ１を構成し、ビアホール１１３Ｃ，１１４Ｃ，１６２，１６３、誘電体１０９２Ａ、金属箔１０２１Ｂ，１０３１Ｂおよびスロット１４３Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ２を構成する。
【０２３５】
また、ビアホール１１５Ｃ，１１６Ｃ，１６３，１６４、誘電体１０９３Ａ、金属箔１０２１Ｃ，１０３１Ｃおよびスロット１４５Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ３を構成し、ビアホール１１７Ｃ，１１８Ｃ，１６４，１６５、誘電体１０９４Ａ、金属箔１０２１Ｄ，１０３１Ｄおよびスロット１４７Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ４を構成する。
【０２３６】
更に、ビアホール１１９Ｃ，１２０Ｃ，１６５，１６６、誘電体１０９５Ａ、金属箔１０２１Ｅ，１０３１Ｅおよびスロット１４９Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ５を構成し、ビアホール１２１Ｃ，１２２Ｃ，１６６，１６７、誘電体１０９６Ａ、金属箔１０２１Ｆ，１０３１Ｆおよびスロット１５１Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ６を構成する。
【０２３７】
更に、ビアホール１２３Ｃ，１２４Ｃ，１６７，１６８、誘電体１０９７Ａ、金属箔１０２１Ｇ，１０３１Ｇおよびスロット１５３Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ７を構成し、ビアホール１２５Ｃ，１２６Ｃ，１６１，１６８、誘電体１０９８Ａ、金属箔１０２１Ｈ，１０３１Ｈおよびスロット１５５Ａは、アンテナ部材ＡＮＴ８を構成する。
【０２３８】
その結果、アンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８は、アンテナ装置２００Ｅにおいても、それぞれ、スイッチ部材２１Ａ〜２８Ａに略垂直に配置される。そして、ビアホール１６１，１６２は、変換器１００Ａの端面１１Ａ側において端面１１Ａに近づくに従ってアンテナ部材ＡＮＴ１の幅を狭くするように配置される。また、ビアホール１６２，１６３は、変換器１００Ａの端面１１Ｂ側において端面１１Ｂに近づくに従ってアンテナ部材ＡＮＴ２の幅を狭くするように配置される。
【０２３９】
更に、ビアホール１６３，１６４は、変換器１００Ａの端面１１Ｃ側において端面１１Ｃに近づくに従ってアンテナ部材ＡＮＴ３の幅を狭くするように配置される。更に、ビアホール１６４，１６５は、変換器１００Ａの端面１１Ｄ側において端面１１Ｄに近づくに従ってアンテナ部材ＡＮＴ４の幅を狭くするように配置される。
【０２４０】
更に、ビアホール１６５，１６６は、変換器１００Ａの端面１１Ｅ側において端面１１Ｅに近づくに従ってアンテナ部材ＡＮＴ５の幅を狭くするように配置される。更に、ビアホール１６６，１６７は、変換器１００Ａの端面１１Ｆ側において端面１１Ｆに近づくに従ってアンテナ部材ＡＮＴ６の幅を狭くするように配置される。
【０２４１】
更に、ビアホール１６７，１６８は、変換器１００Ａの端面１１Ｇ側において端面１１Ｇに近づくに従ってアンテナ部材ＡＮＴ７の幅を狭くするように配置される。更に、ビアホール１６８，１６１は、変換器１００Ａの端面１１Ｈ側において端面１１Ｈに近づくに従ってアンテナ部材ＡＮＴ８の幅を狭くするように配置される。
【０２４２】
図３４は、図３３に示すスイッチ部材２１Ａの構成を示す図である。スイッチ部材２１Ａは、ビアホール１７１と、金属棒１７２と、バラクタダイオード１７３と、導線１７４とを含む。
【０２４３】
ビアホール１７１は、誘電体１を貫通するように誘電体１に形成される。金属棒１７２は、ビアホール１７１よりも小さい直径と、ビアホール１７１よりも短い長さとを有する。そして、金属棒１７２は、一方端が金属箔４に接するようにビアホール１７１中に配置される。バラクタダイオード１７３は、金属箔５に接するようにビアホール１７１中に配置される。導線１７４は、金属棒１７２とバラクタダイオード１７３とを電気的に接続する。これによって、バラクタダイオード１７３は、金属棒１７２に直列に接続される。
【０２４４】
バラクタダイオード１７３は、電源（図示省略）から０．３Ｖまたは−１０Ｖの電圧を受ける。そして、バラクタダイオード１７３は、０．３Ｖの電圧を受けると、１ｐＦの容量を有し、オンされる。また、バラクタダイオード１７３は、−１０Ｖの電圧を受けると、０．１ｐＦの容量を有し、オフされる。
【０２４５】
スイッチ部材２２Ａ〜２８Ａの各々は、図３４に示すスイッチ部材２１Ａと同じ構成からなる。
【０２４６】
スイッチ部材２１Ａ〜２８Ａは、バラクタダイオード１７３がオンされると、それぞれ、変換器１００Ａ中の電波を端面１１Ａ〜１１Ｈからアンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８へ透過し、バラクタダイオード１７３がオフされると、変換器１００Ａ中を伝搬して来た電波を変換器１００Ａ中へ反射する。
【０２４７】
このように、スイッチ部材２１Ａ〜２８Ａは、バラクタダイオード１７３のオン／オフに応じて、それぞれ、変換器１００Ａ中の電波を透過／反射する。即ち、スイッチ部材２１Ａ〜２８Ａは、電気的に変換器１００Ａ中の電波を透過／反射する。
【０２４８】
アンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８は、スイッチ部材２１Ａ〜２８Ａがオンされると、変換器１００Ａから伝搬された電波をそれぞれスロット１４１Ａ，１４３Ａ，１４５Ａ，１４７Ａ，１４９Ａ，１５１Ａ，１５３Ａ，１５５Ａから放射する。
【０２４９】
なお、図３３に示す線Ｅ−Ｆ間におけるアンテナ装置２００Ｅの断面図は、図１５に示すアンテナ装置２００Ｂの断面図と同じである。
【０２５０】
図３５は、図３３に示すアンテナ装置２００Ｅにおける入力反射特性および伝達特性を示す図である。図３５において、縦軸は、Ｓパラメータ（Ｓ１１の振幅またはＳ２１の振幅）を表し、横軸は、周波数を表す。
【０２５１】
図３５に示す結果から、入力反射特性が−１０ｄＢ以下になる帯域幅は、６２．５〜６４．５ＧＨｚの範囲であり、伝達特性が−１ｄＢ以上になる帯域幅は、６１．５〜６５ＧＨｚの範囲である。
【０２５２】
従って、８セクタを有するアンテナ装置２００Ｅにおいて、入力反射特性が−１０ｄＢ以下になる帯域幅と伝達特性が−１ｄＢ以上になる帯域幅とを広くできる（表２参照）。
【０２５３】
図３６は、図３３に示すアンテナ装置２００Ｅにおける電界強度を示す図である。アンテナ装置２００Ｅのスイッチ部材２１Ａ〜２３Ａ，２５Ａ〜２８Ａをオフし、スイッチ部材２４Ａをオンすることによって、変換器１００Ａ内のスイッチ部材２４Ａの近傍における電界強度およびアンテナ部材ＡＮＴ４内の電界強度が他の部分よりも強くなっており、電波が変換器１００Ａからスイッチ部材２４Ａを経てアンテナ部材ＡＮＴ４へ伝搬していることが解る。
【０２５４】
なお、スイッチ部材２１Ａをオンし、スイッチ部材２２Ａ〜２８Ａをオフしたとき、電波は、変換器１００Ａからアンテナ部材ＡＮＴ１へ伝搬し、スイッチ部材２２Ａをオンし、スイッチ部材２１Ａ，２３Ａ〜２８Ａをオフしたとき、電波は、変換器１００Ａからアンテナ部材ＡＮＴ２へ伝搬し、スイッチ部材２３Ａをオンし、スイッチ部材２１Ａ，２２Ａ，２４Ａ〜２８Ａをオフしたとき、電波は、変換器１００Ａからアンテナ部材ＡＮＴ３へ伝搬し、スイッチ部材２５Ａをオンし、スイッチ部材２１Ａ〜２４Ａ，２６Ａ〜２８Ａをオフしたとき、電波は、変換器１００Ａからアンテナ部材ＡＮＴ５へ伝搬し、スイッチ部材２６Ａをオンし、スイッチ部材２１Ａ〜２５Ａ，２７Ａ，２８Ａをオフしたとき、電波は、変換器１００Ａからアンテナ部材ＡＮＴ６へ伝搬し、スイッチ部材２７Ａをオンし、スイッチ部材２１Ａ〜２６Ａ，２８Ａをオフしたとき、電波は、変換器１００Ａからアンテナ部材ＡＮＴ７へ伝搬し、スイッチ部材２８Ａをオンし、スイッチ部材２１Ａ〜２７Ａをオフしたとき、電波は、変換器１００Ａからアンテナ部材ＡＮＴ８へ伝搬することが確認されている。
【０２５５】
このように、バラクタダイオード１７３を用いたスイッチ部材２１Ａ〜２８Ａは、変換器１００Ａからアンテナ部材ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８への電波の伝搬／遮断を切換える良好なスイッチとして機能する。
【０２５６】
アンテナ装置２００Ｅにおいては、ビアホール１１１Ｃ〜１２６Ｃ，１６１〜１６８を金属板１１１Ａ〜１１８Ａ，１２１Ａ〜１２８Ａに代えてもよい。
【０２５７】
更に、アンテナ装置２００Ｃ，２００Ｄ，２００Ｅにおいては、変換器１００Ａを変換器１００に代えてもよい。
【０２５８】
更に、アンテナ装置２００，２００Ａ，２００Ｂにおいて変換器１００を変換器１００Ａに代えてもよい。
【０２５９】
上述したように、抑制ポスト１１〜１８を削除し、図２０に示すフローチャートに従って設計することにより、変換器１００Ａの帯域を変換器１００の帯域よりも広くできる。
【０２６０】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０２６１】
なお、上記においては、テーパ構造３は、誘電体１に形成された略Ｖ字形状の凹部と、その凹部の表面に形成された金属メッキ６とからなると説明したが、この発明においては、これに限らず、テーパ構造３は、その表面に形成された金属メッキ６を削除し、略Ｖ字形状の凹部に嵌合するように配置された導体により構成されていてもよい。
【０２６２】
また、上記においては、変換器１００，１００Ａは、アンテナ装置に用いられ、給電回路とアンテナ素子との間で電力の伝送方向を切換えると説明したが、この発明においては、これに限らず、変換器１００，１００Ａは、一般的に、電力の伝送方向を切換える装置に用いられ、電力の伝送方向を切換えるものであればよい。
【０２６３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０２６４】
この発明は、回路マージンを取り易く、伝送損失の増大を抑制でき、更に生産コストの増加を抑制可能な変換器に適用される。また、この発明は、電力効率の低下を抑制可能な変換器に適用される。さらに、この発明は、回路マージンを取り易く、伝送損失の増大を抑制でき、更に生産コストの増加を抑制可能な変換器の設計方法に適用される。さらに、この発明は、電力効率の低下を抑制可能な変換器の設計方法に適用される。さらに、この発明は、回路マージンを取り易く、伝送損失の増大を抑制でき、更に生産コストの増加を抑制可能な変換器を備えるアンテナ装置に適用される。さらに、この発明は、電力効率の低下を抑制可能な変換器を備えるアンテナ装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０２６５】
【図１】この発明の実施の形態１による変換器の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間における変換器の断面図である。
【図３】上面側から見た導波管の実施の形態１における平面図である。
【図４】１／４〜１／８セクタ出力の場合の入射反射特性を示す図である。
【図５】１／４〜１／８セクタ出力の場合の伝達特性を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１による変換器を用いたアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【図７】図６に示すＵＰ方向から見たアンテナ装置の平面図である。
【図８】図６に示すビアホールの拡大図である。
【図９】図７に示す変換器および変換器の近傍のアンテナ素子の拡大図である。
【図１０】ビアホールおよびスイッチ部材の詳細を説明するための斜視図である。
【図１１】図７に示す線ＸＩ−ＸＩ間におけるアンテナ装置の断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態１による変換器を用いたアンテナ装置の他の概略図である。
【図１３】この発明の実施の形態１による変換器を用いたアンテナ装置の更に他の概略図である。
【図１４】図１３に示すＡ方向から見たスロットの平面図である。
【図１５】図１３に示す線ＸＶ−ＸＶ間のアンテナ装置の断面図である。
【図１６】図６に示すアンテナ装置の応用例を示す概念図である。
【図１７】実施の形態２による変換器の構成を示す斜視図である。
【図１８】図１７に示す線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ間における変換器の断面図である。
【図１９】上面側から見た導波管の実施の形態２における平面図である。
【図２０】図１７に示す変換器を設計する設計方法を説明するためのフローチャートである。
【図２１】４セクタの場合における入力反射特性および伝達特性を示す図である。
【図２２】５セクタの場合における入力反射特性および伝達特性を示す図である。
【図２３】６セクタの場合における入力反射特性および伝達特性を示す図である。
【図２４】７セクタの場合における入力反射特性および伝達特性を示す図である。
【図２５】８セクタの場合における入力反射特性および伝達特性を示す図である。
【図２６】４セクタである場合の最適化された変換器の構造および電界分布を示す図である。
【図２７】５セクタである場合の最適化された変換器の構造および電界分布を示す図である。
【図２８】６セクタである場合の最適化された変換器の構造および電界分布を示す図である。
【図２９】７セクタである場合の最適化された変換器の構造および電界分布を示す図である。
【図３０】８セクタである場合の最適化された変換器の構造および電界分布を示す図である。
【図３１】実施の形態２による変換器を用いたアンテナ装置の構成を示す平面図である。
【図３２】実施の形態２による変換器を用いたアンテナ装置の構成を示す他の平面図である。
【図３３】実施の形態２による変換器を用いたアンテナ装置の構成を示す更に他の平面図である。
【図３４】図３３に示すスイッチ部材の構成を示す図である。
【図３５】図３３に示すアンテナ装置における入力反射特性および伝達特性を示す図である。
【図３６】図３３に示すアンテナ装置における電界強度を示す図である。
【符号の説明】
【０２６６】
１，１０１，１０１Ａ〜１０１Ｈ，１０８，１０９，１０１１Ａ〜１０１１Ｈ，１０８１〜１０８８，１０８１Ａ〜１０８８Ａ  誘電体、１Ａ，１０１Ａ，１０８Ｂ  上面、１Ｂ，１０１Ｂ，１０８Ｃ  底面、２  給電部、３  テーパ構造、３Ａ，３１Ａ，３２Ａ  一方端、４，５，１０２〜１０７，１０２Ａ〜１０２Ｈ，１０２１Ａ〜１０２１Ｈ，１０３Ａ〜１０３Ｈ，１０３１Ａ〜１０３１Ｈ  金属箔、６  金属メッキ、７〜９  電力、１０  導波管、１１〜１８  抑制ポスト、１１Ａ〜１１Ｈ，１１０Ａ〜１１０Ｈ  端面、２１〜２８  スイッチ部材、３０  同軸ケーブル、３１  内導体、３２  外導体、１００，１００Ａ  変換器、１０８Ａ  外周面、１１０，１３０，１４０  アンテナ素子、１１１〜１１８，１１１Ｂ〜１２６Ｂ，１１１Ｃ〜１２６Ｃ，１２１〜１２８，１４１〜１４６，１６１〜１６８，１１１１〜１１１９，１２１１〜１２１７  ビアホール、１１１Ａ〜１１８Ａ，１２１Ａ〜１２８Ａ  金属板、１３１〜１３８  スロット、２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ，２００Ｅ  アンテナ装置、ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８  アンテナ部材、２１０，２２０  パーソナルコンピュータ、３００  部屋、３１０  天井、３２０  床、３３０，３４０，３５０，３６０  側壁、１０１１，１０１２  孔。
【図１】
0004710085.tif 000008
【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】
0004710085.tif 000020
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
0004710085.tif 000039
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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