(57)【要約】【課題】    高周波領域( 準ミリ波以上) で、効率が良く小型で大量生産に適した誘電体線路給電アンテナ（平面アンテナ）及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】    ２枚の導電体１、２と、該導電体１、２間に設けられた誘電体線路３と、導電体１、２間であって、前記誘電体線路３の近傍位置に設けられた誘電体５と、前記誘電体線路３と前記誘電体５とを結合する複数の誘電体結合部４と、一方の前記導電体に設けられた開口部６と、からなることである。【選択図】        図１
2005192203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の導電体と、該導電体間に設けられた誘電体線路と、該導電体間であって、前記誘電体線路の近傍位置に設けられた誘電体と、前記誘電体線路と前記誘電体とを結合する複数の誘電体結合部と、一方の前記導電体に設けられた開口部と、からなることを特徴とする誘電体線路給電アンテナ。
【請求項２】
前記導電体間における前記誘電体線路の反誘電体側、及び／又は、前記誘電体結合部同士の間に、前記誘電体よりも誘電率の低い誘電体を配置したことを特徴とする請求項１に記載の誘電体線路給電アンテナ。
【請求項３】
前記誘電体線路が、前記誘電体線路の長手方向に複数の誘電体路誘電率変化部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の誘電体線路給電アンテナ。
【請求項４】
前記誘電体線路の誘電率が、前記誘電体線路の長手方向に、誘電率の大きさの分布を持つことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の誘電体線路給電アンテナ。
【請求項５】
前記誘電体線路の誘電率が、前記誘電体線路の長手方向に、前記誘電体結合部の間隔と同じ周期で変化することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の誘電体線路給電アンテナ。
【請求項６】
前記誘電体路誘電率変化部が、前記誘電体線路の長手方向に対して、斜めに配置されたことを特徴とする請求項３または５のいずれか１項に記載の誘電体線路給電アンテナ。
【請求項７】
前記誘電体路誘電率変化部が、前記誘電体結合部から、前記誘電体線路の長手方向に、前記誘電体線路に供給される給電信号の前記誘電体線路内波長の１／４ずれた位置に配置されたことを特徴とする請求項３または５のいずれか１項に記載の誘電体線路給電アンテナ。
【請求項８】
前記誘電体結合部が、前記誘電体線路に供給される給電信号の、前記誘電体線路内波長の整数倍の間隔で設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の誘電体線路給電アンテナ。
【請求項９】
前記誘電体が、前記誘電体線路の略直角方向に、誘電体誘電率変化部を備えたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の誘電体線路給電アンテナ。
【請求項１０】
前記誘電体の誘電率が、前記誘電体線路の略直角方向に、誘電率の大きさの分布を持つことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の誘電体線路給電アンテナ。
【請求項１１】
前記誘電体の誘電率が、前記誘電体線路の略直角方向に、前記開口部の間隔と同じ周期で変化することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の誘電体線路給電アンテナ。
【請求項１２】
前記誘電体誘電率変化部が、前記誘電体線路の略直角方向に対して、斜めに配置されたことを特徴とする請求項９または１１のいずれか１項に記載の誘電体線路給電アンテナ。
【請求項１３】
前記誘電体誘電率変化部が、前記開口部から、前記誘電体結合部から供給される給電信号の前記誘電体内波長の１／４ずれた位置に配置されたことを特徴とする請求項９または１１のいずれか１項に記載の誘電体線路給電アンテナ。
【請求項１４】
前記導電体に設けられた開口部が、前記誘電体結合部から供給される給電信号の前記誘電体内波長の整数倍の間隔で設けられていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の誘電体線路給電アンテナ。
【請求項１５】
前記誘電体線路と、前記誘電体と、前記誘電体結合部とにおいて、その誘電体材料が実質同一であり、その空孔率が相違するよう構成されてなることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の誘電体線路給電アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波領域( 準ミリ波以上) で、効率が良く小型で大量生産に適した誘電体線路給電アンテナ（平面アンテナ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
準ミリ波以上の高周波帯で使用するアンテナとして、接地導体上に誘電体平板を配置して誘電体線路を形成し、誘電体平板の表面に金属ストリップを所定間隔に設けて、誘電体伝送路から電磁波を漏出させる誘電体漏れ波アンテナが提案されている。しかしこの種の誘電体漏れ波アンテナでは、細長い誘電体伝送路複数を並列に設けてアレー構造とする場合、誘電体伝送路の並び方向に波面の揃った幅広の平面波を給電する必要がある。
【０００３】
しかし、幅広の平面波を合成するために従来用いられている誘電体レンズやパラボラ型反射器は、大きな構造が必要となり、車載ミリ波レーダ等でシステムの小型化が求められる用途には障害となっている。
【０００４】
そこで、従来より、誘電体線路内に周期的構造を設けて、平面波給電線路として利用するシステムが種々提案されている( 特許文献１、２、３、４、５参照）。
【特許文献１】特開２００２−６４３２６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平６−２０９２１０号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開平６−２０９２１２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開平６−２０９２１３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献５】特開平６−２９６１０５号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の方法では、例えば、誘電体線路に誘電率の異なる誘電体や空隙で３次元構造を形成するように埋め込んだりする必要や( 特許文献２、３、４) 、誘電体線路側面( 縦方向) に金属板や金属ストリップを設けたりする必要がある( 特許文献１、４) 。このため、構造が複雑ゆえに安価に製造できず、量産が困難という問題がある。
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、高周波領域( 準ミリ波以上) で、効率が良く小型で大量生産に適した誘電体線路給電アンテナ（平面アンテナ）を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための、本発明における誘電体線路給電アンテナの要旨は、２枚の導電体と、該導電体間に設けられた誘電体線路と、該導電体間であって、前記誘電体線路の近傍位置に設けられた誘電体と、前記誘電体線路と前記誘電体とを結合する複数の誘電体結合部と、一方の前記導電体に設けられた開口部と、からなることである。
【０００８】
以上の構成を前提とした上で、本発明における誘電体線路給電アンテナの好ましい態様を以下に各々示す。
前記導電体間における前記誘電体線路の反誘電体側、及び／又は、前記誘電体結合部同士の間に、前記誘電体よりも誘電率の低い誘電体を配置する誘電体線路給電アンテナ（請求項２に対応）。
【０００９】
前記誘電体線路が、前記誘電体線路の長手方向に複数の誘電体路誘電率変化部を備える誘電体線路給電アンテナ（請求項３に対応）。
【００１０】
前記誘電体線路の誘電率が、前記誘電体線路の長手方向に、誘電率の大きさの分布を持つ誘電体線路給電アンテナ（請求項４に対応）。
【００１１】
前記誘電体線路の誘電率が、前記誘電体線路の長手方向に、前記誘電体結合部の間隔と同じ周期で変化する誘電体線路給電アンテナ（請求項５に対応）。
【００１２】
前記誘電体路誘電率変化部が、前記誘電体線路の長手方向に対して、斜めに配置された誘電体線路給電アンテナ（請求項６に対応）。
【００１３】
前記誘電体路誘電率変化部が、前記誘電体結合部から、前記誘電体線路の長手方向に、前記誘電体線路に供給される給電信号の前記誘電体線路内波長の１／４ずれた位置に配置された誘電体線路給電アンテナ（請求項７に対応）。
【００１４】
前記誘電体結合部が、前記誘電体線路に供給される給電信号の、前記誘電体線路内波長の整数倍の間隔で設けられている誘電体線路給電アンテナ（請求項８に対応）。
【００１５】
前記誘電体が、前記誘電体線路の略直角方向に、誘電体誘電率変化部を備えた誘電体線路給電アンテナ（請求項９に対応）。
【００１６】
前記誘電体の誘電率が、前記誘電体線路の略直角方向に、誘電率の大きさの分布を持つ誘電体線路給電アンテナ（請求項１０に対応）。
【００１７】
前記誘電体の誘電率が、前記誘電体線路の略直角方向に、前記開口部の間隔と同じ周期で変化する誘電体線路給電アンテナ（請求項１１に対応）。
【００１８】
前記誘電体誘電率変化部が、前記誘電体線路の略直角方向に対して、斜めに配置された誘電体線路給電アンテナ（請求項１２に対応）。
【００１９】
前記誘電体誘電率変化部が、前記開口部から、前記誘電体結合部から供給される給電信号の前記誘電体内波長の１／４ずれた位置に配置された誘電体線路給電アンテナ（請求項１３に対応）。
【００２０】
前記導電体に設けられた開口部が、前記誘電体結合部から供給される給電信号の前記誘電体内波長の整数倍の間隔で設けられている誘電体線路給電アンテナ（請求項１４に対応）。
【００２１】
前記誘電体線路と、前記誘電体と、前記誘電体結合部とにおいて、その誘電体材料が実質同一であり、その空孔率が相違するよう構成されてなる誘電体線路給電アンテナ（請求項１５に対応）。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、２枚の導電体間に、給電用の誘電体線路と、この誘電体線路の信号を分岐して平面波を生成する誘電体結合部と、平面波を伝送する誘電体を設け、さらに前記誘電体に、誘電体内の平面波を自由空間へ放射するためのスロットを設けることで、効率が良く小型の平面アンテナを構成することができる。
【００２３】
ここで、導電体間の誘電体層の構造は、誘電率の二次元分布形状で形成してあり、誘電体層に多孔質材料を用い、誘電率分布をパターンニングプロセスで制御するという手段を用いて製造することができる。
【００２４】
したがって、本発明は、高周波領域で、効率が良く小型で大量生産に適した平面アンテナ及びその製造方法を提供できる。また、前記した本発明の各好ましい態様によって、より効率的に給電信号を誘電体結合部で分岐することができるなど、より特性のよいアンテナを実現することができる。更に、インピーダンスの不整合部で反射が生じて、反射波が合成され、大きな反射を生じてしまう（アンテナの反射特性が悪化する）ことを防止することなどもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の誘電体線路給電アンテナの実施態様について、以下に説明する。
【００２６】
まず、図１、図２に本発明の誘電体線路給電アンテナの一実施態様を示す。図１は誘電体線路給電アンテナの平面（上面）図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。図１、２において、本発明の誘電体線路給電アンテナは、２枚の導電体１、２と、導電体１、２間に設けられた誘電体線路３と、導電体１、２間であって、誘電体線路３の近傍位置に設けられた誘電体（以下、誘電体層または誘電体平板とも言う）５と、誘電体線路３と誘電体５とを結合する複数の誘電体結合部４と、一方の導電体１に設けられた開口部６（以下スロットとも言う）とからなる。
【００２７】
より具体的には、導電体１、２は、２枚の平行な導体平板（以下、導電体を導体平板とも言う）からなり、誘電体５は平板状の構成となっている。一方の導体平板１には開口部６として、所定の間隔ｂでスロットを配している。この導電体１、２は、必ずしも平板状でなくても、誘電体線路給電アンテナの用途や要求特性に応じて、適宜の形状が選択されてよい。
【００２８】
上記スロット６の配置間隔ｂは図１のように同じ（等間隔）でなくとも、誘電体線路給電アンテナの用途や要求特性に応じて、互いに異なる間隔とするなど適宜選択される。例えば、図１９の例では、間隔ｂをｂ1 ＞ｂ2 ＞ｂ3 ＞ｂ4 として、段階的に異ならせ、誘電率が誘電体５の図１９の左側から右側へ順次高くなるようにしている。
【００２９】
上記スロット６の形状は、図１のような、誘電体５の横方向( 図の上下方向) に連続するスリット状とせずとも、誘電体線路給電アンテナの用途や要求特性に応じて、適当な形状が適宜選択される。例えば、スロット６を、図２０のような間隔を開けた（不連続な）スリット状、あるいは孔状としてもよい。また、スロット６の開口形状も、同様に、線状、長方形状、長穴状などの適当な形状が適宜選択される。
【００３０】
上記誘電体結合部４は所定の間隔ａで複数配置されている。ここで、導電体１、２間における誘電体線路３の反誘電体側、及び／又は、誘電体結合部４同士の間の、図１、２に示す白抜き部分には、空気またはその他の誘電率の低い誘電体物質を配置してもよく（請求項２に対応）、あるいは誘電体物質を何も配置しなくてもよい。更に、図１、２に示す白抜き部分には、導電体１、２が無くてもよい。
【００３１】
上記誘電体結合部４の配置間隔ａは、図１のように同じ（等間隔）でなくとも、誘電体線路給電アンテナの用途や要求特性に応じて、互いに異なる間隔とするなど適宜選択される。例えば、図１８の例では、間隔ａをａ1 ＞ａ2 ＞ａ3 ＞ａ4 として、段階的に異ならせ、誘電率が誘電体結合部４の図１８の下側から上側へ順次高くなるようにしている。
【００３２】
なお、図１は、図２の上側の導体平板１を略し、スロット６のみを記載した構造を示している。これは後述する、図３、図４、図６などでも同様である。
【００３３】
図１、２において点線の矢印で示す、図１のアンテナ左下方から給電された給電信号は、誘電体線路３を伝送しながら、各誘電体結合部４で分岐され、誘電体５へ伝送される。そして、各誘電体結合部４から誘電体５へ伝わった給電信号は、図中の同心円状の点線で示す電波が複数合成されてできる、平面波( 図中の同心円状の点線の前方に略直線的な点線で示す) となり、図１、２のアンテナの左から右の方向へ伝送される。
【００３４】
図２に示すように、誘電体５内を伝わる給電信号は、各スロット６を経て自由空間に放射される。この際、各スロット６から放射された信号は、図中の同心円状の点線で示す電波が複数合成されてできる、平面波( 図中の同心円状の点線の前方に略直線的な点線で示す) となり、アンテナ前方（図２の上方）へ放射される。
【００３５】
ここで、誘電体層５の構造は、誘電率の二次元分布形状で形成してあり、誘電体層に、後述する多孔質材料を用い、誘電率分布をパターンニングプロセスで制御するという手段を用いて製造する。
【００３６】
本発明アンテナは、以上のような構成によって、給電線として誘電体線路を用いているために、導体損による損失が少なく、単純で小さな形状を実現している。
【００３７】
以下に、本発明の誘電体線路給電アンテナの他の（より好ましい）態様を示す。
【００３８】
図３は誘電体線路給電アンテナの平面図で、誘電体結合部４での結合度を調整するために、誘電体線路３の誘電率を変化させたアンテナを示す（請求項３に対応）。図３における誘電体線路給電アンテナは、誘電体線路３の長手方向に、誘電率を変化させた斜線で示す誘電率変化部７を、誘電体路誘電率変化部として、誘電体結合部４の配置間隔と同じ間隔で設けている。これによって、誘電体線路３の長手方向の誘電率を、誘電体結合部４の配置間隔と同じ周期で、変化させている（請求項５に対応）。
【００３９】
上記誘電率変化部７は、誘電体線路３における他の誘電体とは誘電率の違う誘電体である。ここで、誘電率変化部７の誘電率は、誘電体線路３における他の誘電体の誘電率よりも、低くしてもよく、高くしてもよい。このように、誘電率の違う誘電率変化部７による誘電率の変化( 誘電率の不連続性) が大きいほど、特性インピーダンスの不整合が生じ、より多くの給電信号を誘電体結合部４で分岐し、分岐率を大きく調整することができる。
【００４０】
なお、前記したように、誘電体線路３の長手方向に誘電体路誘電率変化部を備える場合、上記図３のような明確な誘電体路誘電率変化部を設けずに、誘電体線路３の誘電率が、前記誘電体線路の長手方向に、誘電率の大きさの分布を持つようにしても、上記図３と同じ効果が得られる（請求項４に対応）。
【００４１】
即ち、図１１、１２、１３に、誘電体線路３の長手方向の断面の誘電率の変化を模式的に示すように、誘電率の大きさを１６のサイン波状の曲線、１７の凸状線、あるいは１８の三角波状の折れ線、で表すごとく、誘電率の大きさを、連続的、あるいは段階的に変化させてもよい。このような誘電体路誘電率変化部が明瞭にはない、誘電率の大きさの分布は、後述する通り、誘電体材料を多孔体とし、この多孔体の空孔率を徐々に変化させて、誘電体線路３長手方向の誘電体の誘電率を連続的、あるいは段階的に変化させる。
【００４２】
なお、上記図３のように、誘電体線路３における誘電率の分布を、給電信号の進行方向に対して直交する方向とした場合、インピーダンスの不整合部で反射が生じ、反射波が合成されることで、大きな反射を生じてしまう可能性がある。
【００４３】
これに対しては、前記誘電体路誘電率変化部を、誘電体線路３の長手方向に対して、斜めに配置する（請求項６に対応）。
【００４４】
この一態様として、図４、５に示す、誘電体線路３の斜線で示すように、誘電体路誘電率変化部として、誘電率の違う誘電率変化部８を、給電信号の進行方向に対して（平面的に見て）斜め（左右非対称）に配置する。なお、図４は誘電体線路給電アンテナの平面図、図５は図４の部分拡大図である。
【００４５】
このような誘電率不連続部分の配置の別の態様として、図１４に誘電体線路３の平面図で示すように、誘電体路誘電率変化部として、斜線で示す誘電率の違う誘電率変化部１９を設けてもよい。更に、図１５、１６に、誘電体線路３の断面図を各々示すように、誘電体線路３の厚み方向に対して、斜線で示す誘電率の違う誘電率変化部２０、２１を、誘電体路誘電率変化部として、斜めに配置してよい。
【００４６】
これらの態様によって、１点のインピーダンス不連続点に集中して生じる給電信号の反射を抑制し、反射特性を改善することができる。
【００４７】
さらに、この反射波を抑制するやり方として、図６、図７に示す誘電体線路給電アンテナでは、誘電体線路３上で、誘電体結合部４から１／４ずらした部分（誘電体結合部４からの間隔ｃの部分）に、斜線で示す誘電率の不連続部分（誘電率変化部９）を設ける（請求項７に対応）。なお、図６は誘電体線路給電アンテナの平面図、図７は図６の部分拡大図である。誘電率変化部９は、誘電体線路における他の誘電体の誘電率と違う（例えば誘電率の低い）誘電体である。ここで、誘電体結合部４での反射信号１１と誘電率変化部９で生じる反射波１０の行路差が１／２波長になることで、２つの反射波が逆相となって相殺し、反射波を抑制する。
【００４８】
また、これら図１から図７までの態様において、誘電体結合部４の間隔ａを、給電信号に対して誘電体線路３内波長の整数倍（１倍を含む）になるように選ぶことで、すべての誘電体結合部４で分岐された給電信号が同位相で誘電体平板へ伝わり、真横方向に効率よく平面波を生成することができる（請求項８に対応）。
【００４９】
次に、誘電体５内を伝わる給電信号の、スロット６での結合度を調整するために、前記誘電体５が、誘電体線路３の略直角方向に、誘電体誘電率変化部を備えた態様を示す（請求項９に対応）。
【００５０】
なお、この場合も、前記した誘電線路３と同様に、明確な誘電体誘電率変化部を設けずに、図１１〜１３のような、誘電体５の誘電率が、誘電体線路の略直角方向に、誘電率の大きさの分布を持つようにしても良い（請求項１０）。
【００５１】
図８は、誘電体５に、誘電体線路３の略直角方向に対して、明確な誘電体誘電率変化部を設け、誘電体５の誘電率を変化させたアンテナの一例を示す。図８は誘電体線路給電アンテナの断面図であって、図８の場合には、スロット６の配置間隔ｂと同じ間隔で配置した、斜線で示す誘電率変化部１２の部分で、スロット６の配置間隔ｂと同じ周期で誘電率が変化している（請求項１１に対応）。誘電率変化部１２は、誘電体における他の誘電体の誘電率と違う（例えば誘電率の低い）誘電体である。この誘電率の変化( 誘電率の不連続性) が大きいほど、特性インピーダンスの不整合が生じ、より多くの信号が分岐され、誘電体結合部の分岐率を大きく調整することができる。
【００５２】
但し、この時も、上記した誘電体線路３における場合と同様に、インピーダンスの不整合部で反射が生じ、反射波が合成されることで大きな反射が生じてしまう可能性がある。そこで、これに対しては、前記誘電体誘電率変化部を、前記スロット６から、前記誘電体結合部４から供給される給電信号の前記誘電体内波長の１／４ずれた位置に配置する（請求項１３に対応）。
【００５３】
具体的には、図９、図１０に示すアンテナのように、誘電体５は、スロット６から１／４ずらした部分（スロット６から間隔ｄを隔てた部分）に、斜線で示す誘電率の不連続部分（誘電率変化部１３）を設ける。この誘電率変化部１３は、誘電体における他の誘電体よりも、誘電率の違う（例えば低い）誘電体である。なお、図９は誘電体線路給電アンテナの断面図、図１０は図９の部分拡大図である。
【００５４】
これによって、スロットでの反射信号１４と、誘電率不連続部分１３で生じる反射波１５との行路差が１／２波長になることで、２つの反射波は逆相となって相殺し、反射波を抑制する。
【００５５】
更に、このような誘電率不連続部分の配置の別の態様として、図１７に示すように、誘電体誘電率変化部として、誘電体５の誘電率とは斜線で示す誘電率が違う誘電率変化部２２を設けてもよい。図１７は、誘電体５の断面図であり、誘電体５の略直角方向（厚み方向）に対して、誘電率の違う誘電率変化部２２を、誘電体誘電率変化部として、斜めに配置している（請求項１２に対応）。
【００５６】
そして、この態様においても、スロット６の間隔ｂを、誘電体結合部４から供給される給電信号の誘電体内波長の整数倍（１倍を含む）になるように選ぶことで、すべてのスロット６で分岐された給電信号が同位相で自由空間に放射され、アンテナ前方に効率よく放射することができる（請求項１４に対応）。
【００５７】
本発明アンテナの誘電体層の材料としては、多孔質材料を用いるのが好ましい。この多孔質材料とその製造方法は、特願２００３−１９３４４号に開示のものを用いる。この多孔質材料とその製造方法を用い、前記誘電体線路３と、前記誘電体５と、前記誘電体結合部４とにおいて、誘電体（層）の材料を実質同一の材料として、空孔率の制御による誘電率の調整を行い、必要な誘電体層の構造を実現する（請求項１５）。即ち、前記誘電率の違う誘電体部分７、８、９、１２、１３、１９、２０、２１、２２、２３の多孔質材料の空孔率を、誘電体や誘電体線路における誘電体よりも、低くあるいは高くすることで、誘電率を低くあるいは高く制御できる。
【００５８】
また、本発明アンテナの誘電体層の多孔質材料の空孔率を上昇させることで、誘電体層の（多孔質材料の）比誘電率は１．００に近づく。即ち、多孔質材料の空孔率を高くすることで、誘電体層の比誘電率と誘電損失とを非常に低くできる。例えば、多孔質材料の空孔率を１００％に近づけることで、誘電体層を限りなく空気に近い特性（比誘電率と誘電損失）を得ることができる。この結果、高周波信号を非常に高い伝送効率（低損失）で伝送することが可能になる。更に、多孔質材料の空孔率を任意に設定することで、所望の誘電率を実現することができので、設計の自由度が大幅に増す。
【００５９】
更に、図１１〜１３に示したように、多孔質材料の空孔率を、例えば、１６のサイン波状の曲線、１７の凸状線、あるいは１８の三角波状の折れ線、で表すごとく、連続的、あるいは段階的に変化させて、誘電率の大きさを制御してもよい。
【００６０】
本発明のアンテナの誘電体層は、複数の誘電率をもつ誘電体によって構成されている。このように、材料として多孔質材料を用いることで、誘電率の選択やパターン設計に自由度を持たせることができる。また、従来は空洞( 空気) としていた部分に、伝導特性を悪化させることのない多孔質材料を充填することができるために、物理的強度を高めることにもつながる。
【００６１】
上記本発明アンテナの誘電体層を多孔質材料とする、誘電体線路給電アンテナの製造方法を以下に例示する。即ち、製造方法の概要としては、いずれか一方の前記導電体１、２上に、後述する誘電体原料の膜を形成し、この誘電体原料の膜に、光、ビーム、蒸気などから選択されるものを曝して、曝露する。そして、この誘電体原料の膜全体を多孔質化する。
【００６２】
より具体的な本発明アンテナの製造方法を以下に説明する。
製造工程は、いずれか一方の前記誘電体１、２上に誘電体原料の膜を形成する膜形成工程と、前記誘電体原料の膜を所定の光、ビーム、又は蒸気に曝す曝露工程と、前記誘電体原料の膜全体を多孔質化する多孔質化工程と、からなる。
前記曝露工程として、所定部分のみ暴露する方法でも良く、その後、所定部分以外について、所定部分とは暴露条件を変えて別途暴露させる方法でも良い。
更に、所定部分のみ暴露するように、所定部分以外の前記原料の表面に、例えばステンシルマスク（ステンレス製の薄板）などのマスキングを施した後、所定部分を暴露し、その後マスキングを取り外す方法でも良い。また更に、マスキングを除去した後、その部分を暴露する方法でも良い。このとき、所定部分にマスキングを施してから暴露しても良い。
上記方法の他、いずれか一方の前記誘電体１、２上に第１の誘電体原料の膜を形成する第１の膜形成工程と、前記第１の誘電体原料の膜に、所定の光、ビーム、又は蒸気に曝す曝露工程と、前記第１の誘電体原料の膜における所定部分以外を除去する膜除去工程と、前記第１の膜除去工程を経た前記一方の導電体上、または前記第１の誘電体原料の膜上に、第２の誘電体材料（原料）の膜を形成する第２の膜形成工程と、前記第１及び第２の誘電体原料の膜全体を多孔質化する多孔質化工程と、からなる製造方法としても良い。
なお、ここで所定部分とは、前記誘電率の違う誘電体部分７、８、９、１２、１３、１９、２０、２１、２２、２３である。
【００６３】
上記製造方法を条件や作用等を加えてより詳細に説明する。
後述する有機金属材料からなる誘電体原料を基材上に塗布する。次ぎに、例えば大気中８０℃程度で加熱して乾燥させることにより、誘電体原料の粘性を高め、誘電体原料の膜を形成させる。前記基材は、導電体平板でも、別の基材で良い。次いで、誘電体原料の膜を曝露する。これにより、有機金属材料が架橋反応する。その後、架橋反応を促進するために、例えば大気中１００℃程度の温度で加熱する。
次に、ＣＯ2 などの超臨界流体を用い、超臨界での抽出処理により、有機成分を除去し、ついで、例えば大気中2 ００℃で、例えば５〜３０分程度加熱して、誘電体原料を多孔質化（多孔質化工程）させる。次いで、前記基材が導電体平板とは別の基材の場合には、導電体平板を接着する。
【００６４】
この際、上記多孔質化によって、有機成分が除去された部分が空孔となる。前記誘電体部分７〜２３に相当する部分の誘電率を低くする場合には、多孔質材料の空孔率を、他の部分の誘電体よりも高くするように調整する。また、前記図１１〜１３の１６のサイン波状の曲線、１７の凸状線、あるいは１８の三角波状の折れ線、で表すごとく、多孔質材料の空孔率を連続的、あるいは段階的に変化させて、誘電率の大きさを制御する。
より詳細には、例えば、いずれか一方の前記導電体１、２上に、誘電体原料の膜を形成し、この表面に、１６のサイン波状の曲線、１７の凸状線、あるいは１８の三角波状の凸部を備えた型を押圧することで、前記した形状を形成し、その後、前記曝露を行なった後に、その表面に新たな膜を形成する方法がある。
また、いずれか一方の前記導電体１、２上に、誘電体原料の膜を形成し、前記曝露を行なった後に、その表面に、１６のサイン波状の曲線、１７の凸状線、あるいは１８の三角波状の凸部を備えるように機械加工を施し、その後、その表面に新たな膜を形成する方法がある。
【００６５】
なお、斜線で示す誘電率変化部２０、２１、２２など、誘電体路誘電率変化部として、誘電体の厚み方向に斜めに配置する場合は、厚み方向に空孔率を変えた個別の誘電体薄膜を順次積層していく、または、前記光やビームを斜めに照射する、などする。
より詳細には、例えば、いずれか一方の前記導電体１、２上に、誘電体原料の膜を形成し、斜線で示す誘電率の違う誘電率変化部２０、２１、２２となる所定部分を暴露する。その上に、新たに誘電体原料の膜を形成する膜形成を行い、先程の所定部分として、暴露した位置をずらして、誘電率の違う誘電率変化部２０、２１、２２となる所定部分を暴露する。これらの操作を繰り返すことで、誘電体の厚み方向に斜めに配置することができる。
また、いずれか一方の前記導電体１、２上に、誘電体原料の膜を形成し、誘電率の違う誘電率変化部２０、２１、２２となる所定部分以外を除去し、暴露した後、再度膜を形成する方法でも良い。
更に、いずれか一方の前記導電体１、２上に、誘電体原料の膜を形成し、誘電率の違う誘電率変化部２０、２１、２２となるように、所定部分を、前記光やビームを斜めに照射することで暴露する方法でも良い。
【００６６】
誘電体原料としては、有機金属原料として、金属アルコキシドを含有するものが例示される。また、界面活性剤を含有するものが例示される。界面活性剤を含有することで、誘電体膜中に規則的に配置された界面活性剤ミセルが形成される。このような誘電体膜に、多孔質化工程（膜中の界面活性剤を除去する工程）を施すことにより、規則的に配置された空孔が形成される。この結果、多孔質体の機械的強度が向上するため、その後の膜の加工性が向上するこになる。
誘電体原料としての具体例としては、テトラメトキシシラン（金属アルコキシド）Ｓｉ（ＣＨ3 Ｏ）4 などの有機金属材料を２ｇ、エタノール：１０ｇ、ブタノール：２ｇ、３−メトキシプロピオン酸メチル：１ｇ、水（ｐＨ３）：１．２ｇを各々混合して攪拌した後、６０℃にて６時間反応させ、この溶液に、光酸発生剤であるＩＢＣＦ（株式会社三和ケミカル製）を０．０５重量％の割合で混合した透明な溶液を調整し、この溶液１０ｍｌと、界面活性剤、例えば、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド：０．２ｇとを混合して攪拌して調整した溶液が例示される。
【００６７】
前記誘電体原料に、上記光酸発生剤のような光反応性の材料を含有していれば、膜除去工程における、光またはビームを曝す工程の効果が得やすくなる。
【００６８】
前記誘電体原料は、架橋反応促進のための上記加熱（大気中１００℃）では、誘電体原料の、例えばテトラメトキシシランから形成された、Ｓｉ−ＯＨのものが、Ｓｉ−Ｏの結合を形成して架橋反応する。
【００６９】
前記誘電体原料の膜の曝露には、有機金属材料が架橋反応する、紫外線、電子ビーム、Ｘ線、イオンビーム、蒸気、酸化物質を含有する蒸気、塩基性物質を有する蒸気、誘電体原料を含有する蒸気、などから選択されるものを用いる。これら。いずれの方法によっても、前記多孔質化工程を施した後の空孔率に差を設けることが可能である。
【００７０】
上記電子ビームとしては、例えば、加速電圧５０ｋｅＶ、ドース１０μＣ／ｃｍ2 の電子ビームを用いる。Ｘ線としては、例えば、電子エネルギー１ＧｅＶを用いる。イオンビームとしては、例えば、Ｂｅ2+をエネルギー２００ｋｅＶ、イオンドース１ｅ13／ｃｍ2 〜１ｅ14／ｃｍ2 を用いる。
【００７１】
この電子ビーム照射などの曝露によって、照射された誘電体部分の空孔率よりも、照射されない、その他の誘電体部分の空孔率の方が高くなる。例えば、比誘電率でいうと、電子ビーム照射された誘電体部分が２．０程度であるのに対して、その他の誘電体部分では１．５程度である。
【００７２】
前記超臨界抽出処理は、例えば、ＣＯ2 、エタノ−ル、メタノール、水、アンモニア、フッ化炭素物質などから選択される、一種または二種以上などの超臨界流体を用い、例えば、１５ＭＰａ、８０℃などの、圧力、温度を制御した条件での超臨界状態とした圧力容器に誘電体原料を入れ、有機物を抽出処理する。多孔質化工程において、アルコール系などの高い極性を有する有機溶媒に曝すことも考えられる。しかし、表面張力が低い前記超臨界流体に曝す工程とすることにより、超臨界流体を誘電体原料膜の微細な領域にも容易に拡散させることができるので、微細な領域まで効果的に、前記界面活性剤を除去でき、空孔率を制御しやすい利点が超臨界抽出処理にはある。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は高周波領域( 準ミリ波以上) 用のアンテナへの利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の誘電体線路給電アンテナの一態様を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の誘電体線路給電アンテナの別の態様を示す平面図である。
【図４】本発明の誘電体線路給電アンテナの別の態様を示す平面図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】本発明の誘電体線路給電アンテナの別の態様を示す平面図である。
【図７】図６の部分拡大図である。
【図８】本発明の誘電体線路給電アンテナの別の態様を示す断面図である。
【図９】本発明の誘電体線路給電アンテナの別の態様を示す断面図である。
【図１０】図９の部分拡大図である。
【図１１】誘電体線路の長手方向の断面の誘電率の変化を模式的に示す図である。
【図１２】誘電体線路の長手方向の断面の誘電率の変化を模式的に示す図である。
【図１３】誘電体線路の長手方向の断面の誘電率の変化を模式的に示す図である。
【図１４】本発明の誘電体線路給電アンテナの別の態様を示す誘電体線路の平面図である。
【図１５】本発明の誘電体線路給電アンテナの別の態様を示す誘電体線路の断面図である。
【図１６】本発明の誘電体線路給電アンテナの別の態様を示す誘電体線路の断面図である。
【図１７】本発明の誘電体線路給電アンテナの別の態様を示す誘電体の断面図である。
【図１８】本発明の誘電体線路給電アンテナの別の態様を示す誘電体線路の平面図である。
【図１９】本発明の誘電体線路給電アンテナの別の態様を示す誘電体の断面図である。
【図２０】本発明の誘電体線路給電アンテナの別の態様を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１、２：導電体、３：誘電体線路、４：誘電体結合部、５：誘電体、
６：スロット、ａ：誘電体結合部間隔、ｂ：スロット間隔、
７、８、９、１２、１３、１９、２０、２１、２２、２３：誘電率変化部、
１０：誘電体結合部による反射波、１１：誘電率不連続部による反射波
１４：スロットによる反射波、１５：誘電率不連続部による反射波
１６、１７、１８：誘電率の変化を模式的に示す線、
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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