(57)【要約】【課題】周波数領域が高い高周波電磁波アンテナは、容易に製造できず、また損失が大きいという問題があった。【解決手段】所定方向に延び、周囲２２よりも誘電率が高い誘電体からなるコア２１を有する。このコア２１の先端２５から所定長さの部分２４は、先端２５に向かって幅Ｗが小さくなっていく。幅Ｗを小さくすることにより、コア２１の内部を伝搬する電磁波が周囲２２に漏洩するので、上記構造はアンテナとして機能する。  このアンテナは、中空構造を有しないので、非常に容易に製造できる。また、高周波領域で損失の小さい材料を用いることにより、損失を低減できる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数が０．１ＴＨｚ以上１０ＴＨｚ以下の高周波電磁波を送信または受信する高周波電磁波アンテナであって、
所定方向に延び周囲よりも誘電率が高い第１の誘電体からなるコアを有し、
このコアの先端から所定長さの部分は、前記所定方向に直交する少なくとも一方向の長さが前記コアの先端に向かって小さくなっていくことを特徴とする高周波電磁波アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載された高周波電磁波アンテナにおいて、
前記第１の誘電体は、前記コアの周囲に対する誘電率の比が２以上１００以下であることを特徴とする高周波電磁波アンテナ。
【請求項３】
請求項１または２に記載された高周波電磁波アンテナにおいて、
前記コアは、前記所定方向に垂直な断面が四角形をしていることを特徴とする高周波電磁波アンテナ。
【請求項４】
請求項３に記載された高周波電磁波アンテナにおいて、
前記コアは、前記所定方向に垂直な断面の一辺の長さが、高々前記第１の誘電体中を前記高周波電磁波が伝搬する際の波長であることを特徴とする高周波電磁波アンテナ。
【請求項５】
請求項４に記載された高周波電磁波アンテナにおいて、
前記コアの先端は、前記所定方向に垂直な面の一辺の長さが、高々前記波長の１／４倍であることを特徴とする高周波電磁波アンテナ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載された高周波電磁波アンテナにおいて、
前記所定長さは、前記コアの周囲と同じ誘電率の一様媒体中を前記高周波電磁波が伝搬する際の波長の５倍以上であることを特徴とする高周波電磁波アンテナ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載された高周波電磁波アンテナにおいて、
前記コアの周囲を形成し前記第１の誘電体よりも誘電率が低い第２の誘電体からなる被覆部を更に有することを特徴とする高周波電磁波アンテナ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載された高周波電磁波アンテナにおいて、
前記第２の誘電体は、比誘電率が１以上３以下であることを特徴とする高周波電磁波アンテナ。
【請求項９】
請求項７または８に記載された高周波電磁波アンテナにおいて、
前記コアは、シリコン、ゲルマニウム、砒化ガリウム、酸化アルミニウム、ダイアモンド状炭素のうちのいずれか１つまたは複数の組み合わせからなり、
前記被覆部は、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、パラフィン、ポリスチレン、酸化硅素系化合物のうちのいずれか１つまたは複数の組み合わせからなることを特徴とする高周波電磁波アンテナ。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれか１項に記載された高周波電磁波アンテナにおいて、
前記コアは、シリコン、ゲルマニウム、砒化ガリウム、酸化アルミニウム、ダイアモンド状炭素、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、パラフィン、ポリスチレン、酸化硅素系化合物のうちのいずれか１つまたは複数の組み合わせからなり、
前記コアの周囲は、真空および空気のうちのいずれか１つまたは組み合わせからなることを特徴とする高周波電磁波アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波電磁波を送信または受信する高周波電磁波アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ミリ波など周波数が非常に高い高周波電磁波の伝送には金属導波管が使用され、その高周波電磁波を送受信する高周波電磁波アンテナとして金属導波管型電磁ホーンが使用されている。図５は、従来の高周波電磁波アンテナである金属導波管型電磁ホーンの一構成例を示す図である。
図５（ａ）に示すように、金属導波管型電磁ホーンは、所定方向に延びる金属部材１２１にその一端と他端との間を貫通する中空部１２２が形成された中空導体構造を有し、導波管部１２３とホーン部１２４とからなる。電磁波は中空部１２２内を伝搬する。電磁波が伝搬する方向を電磁波伝送方向という。
【０００３】
中空部１２２の電磁波伝送方向に垂直な断面は、図５（ｂ）に示すような長方形をしている。導波管部１２３は、中空部１２２の断面形状が一定であり、電磁波を単一モードで伝搬させるため、断面の各辺の長さがその電磁波の自由空間中の波長のほぼ半分程度となっている。ホーン部１２４は、テーパー構造を有し、中空部１２２の断面形状が導波管部１２３との接続部から開口部１２５に向かって上下左右に緩やかに拡大している。中空部１２２は、開口部１２５において自由空間と結合する（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００４】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【非特許文献１】中島将光著、「マイクロ波光学」、第１版、森北出版、１９７５年４月１５日、ｐ．１９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
導波管部１２３では、中空部１２２の断面寸法が電磁波の波長のほぼ半分程度となっているので、電磁波の周波数が高くなり波長が短くなるにつれて、中空部１２２の断面寸法が小さくなっていく。例えば、電磁波の周波数が０．１ＴＨｚでは中空部１２２の断面寸法は１ｍｍ程度であるのに対し、１０ＴＨｚになると１０μｍ程度と非常に小さくなる。しかし、このような断面寸法をもつ中空導体構造の製造は困難である。ましてや、その終端部を上下左右に拡大し、ホーン部１２４を製造することは、さらに困難を極める。このような構造体は、たとえ製造できたとしても、非常に高価なものとなる。
また、金属導波管型電磁ホーンは、０．１ＴＨｚ以上の周波数領域で損失が大きくなり、中空部１２２を伝搬する間に電磁波が減衰してしまう。
このような理由により、金属導波管型電磁ホーンは、高々０．１ＴＨｚでしか実用化されていない。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、金属導波管型電磁ホーンの使用周波数よりも高い周波数領域のものであっても容易に製造でき、かつ損失が小さい高周波電磁波アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明に係る高周波電磁波アンテナは、周波数が０．１ＴＨｚ以上１０ＴＨｚ以下の高周波電磁波を送信または受信する高周波電磁波アンテナであって、所定方向に延び周囲よりも誘電率が高い第１の誘電体からなるコアを有し、このコアの先端から所定長さの部分は、上記所定方向に直交する少なくとも一方向の長さがコアの先端に向かって小さくなっていくことを特徴とする。
【０００８】
ここで、上記第１の誘電体については、コアの周囲に対する誘電率の比が２以上１００以下にしてもよい。好ましくは、９以上２５以下にするとよい。
また、コアについては、上記所定方向に垂直な断面を四角形にしてもよい。例えば、長方形、台形、平行四辺形、ひし形にしてもよい。
コアについてはまた、上記所定方向に垂直な断面の一辺の長さを、高々上記第１の誘電体中を高周波電磁波が伝搬する際の波長にしてもよい。好ましくは、高々上記波長の２／３倍にするとよい。
コアの先端については、上記所定方向に垂直な面の一辺の長さを、高々上記波長の１／４倍にしてもよい。
また、上記所定長さを、コアの周囲と同じ誘電率の一様媒体中を高周波電磁波が伝搬する際の波長の５倍以上にしてもよい。
【０００９】
上述した高周波電磁波アンテナは、コアの周囲を形成し上記第１の誘電体よりも誘電率が低い第２の誘電体からなる被覆部を更に有するものであってもよい。
第２の誘電体については、比誘電率を１以上３以下にしてもよい。
これらの場合には、コアを、シリコン、ゲルマニウム、砒化ガリウム、酸化アルミニウム、ダイアモンド状炭素のうちのいずれか１つまたは複数の組み合わせから構成し、被覆部を、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、パラフィン、ポリスチレン、酸化硅素系化合物のうちのいずれか１つまたは複数の組み合わせから構成してもよい。
あるいは、コアを、シリコン、ゲルマニウム、砒化ガリウム、酸化アルミニウム、ダイアモンド状炭素、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、パラフィン、ポリスチレン、酸化硅素系化合物のうちのいずれか１つまたは複数の組み合わせから構成し、コアの周囲を、真空および空気のうちのいずれか１つまたは組み合わせから構成してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
周囲よりも誘電率が高いコア内部を電磁波が伝搬する際、コア内部と周囲との境界面への電磁波の入射角が臨界角よりも大きければ、電磁波は境界面で全反射されるので、周囲には漏洩せず、コア内部に閉じ込められる。よって、電磁波はコアに集中した状態で、コアが延びる方向に伝送される。
コアが延びる方向に直交する方向の長さが小さくなるにしたがって、コア内部を伝搬する電磁波が境界面で全反射される臨界角が大きくなる。このため、コアの先端から所定長さの部分において、コアの先端に向かってコアの上記長さを小さくしていき、臨界角を大きくしていくことにより、入射角が臨界角よりも相対的に小さくなった電磁波が境界面で全反射されず、コア内部から周囲に漏洩していく。
【００１１】
コアの周囲が外界自由空間である場合には、電磁波はコアから直接的に外界自由空間に放射されるので、コアの上記長さを小さくしていく構造が電磁波送信アンテナとして機能することは言うまでもない。また、コアの周囲が誘電体で形成されている場合には、その誘電体の誘電率を十分小さくすることにより、誘電体と外界自由空間との境界面における漏洩電磁波の反射を抑制できるので、この場合も電磁波送信アンテナとして機能する。さらに、電磁波の一般的議論により、送信アンテナが受信アンテナとしても使用できることは明らかであるから（例えば、細野敏夫著、「電磁波工学の基礎」、昭晃堂、ｐ．１５３を参照）、上記構造は電磁波受信アンテナとしても機能する。
【００１２】
このアンテナは、中空構造を有しないので、中空構造を有する金属導波管型電磁ホーンと比較して、非常に容易に製造できる。
また、このアンテナは、金属以外の多様な材料を用いて形成できる。このため、高周波領域で損失の小さい材料を用いることにより、低損失なアンテナを実現できる。
したがって、本発明によれば、金属導波管型電磁ホーンよりも高い周波数領域においても、実用的な特性をもつアンテナを容易に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施の形態に係る高周波電磁波アンテナの説明に先立ち、この高周波電磁波アンテナとともに用いられる高周波電磁波導波路について説明する。図１は、この高周波電磁波導波路の要部構成を示す図である。この図において、（ａ）は導波路の平面に平行な断面、（ｂ）は導波路の平面に垂直な断面（Ａ−Ａ′線方向の断面）をそれぞれ示している。
図１に示す高周波電磁波導波路１は、所定方向に延びる第１の誘電体からなるコア１１と、コア１１の周囲を形成し第２の誘電体からなる被覆部１２とから構成されている。コア１１の誘電体の比誘電率をεr1、被覆部１２の誘電体の比誘電率をεr2とすると、
εr1 ＞ εr2
の関係が成立している。電磁波はコア１１の内部を伝搬していく。
【００１４】
図２は、高周波電磁波導波路１の電磁波伝送原理を説明するための図である。この図において、コア１１の内部を伝搬する電磁波がコア１１と被覆部１２との境界面（すなわちコア１１の表面）１３に入射する場合に、境界面１３の法線ベクトルｎに対する電磁波の入射角θ0が臨界角θcよりも大きくなると、電磁波は境界面１３において全反射される。したがって、電磁波の入射角θ0を臨界角θcよりも大きくすることにより、電磁波は被覆部１２には漏洩せず、コア１１に閉じ込められるので、電磁波をコア１１に集中した状態で伝送できる。
【００１５】
次に、本発明の一実施の形態に係る高周波電磁波アンテナについて説明する。図３は、この高周波電磁波アンテナの要部構成を示す図である。この図において、（ａ）はアンテナの平面に平行な断面、（ｂ）はアンテナの側面に平行な断面、（ｃ）はアンテナの平面に垂直な断面（Ｂ−Ｂ′線方向の断面）、（ｄ）はアンテナの平面に垂直な断面（Ｃ−Ｃ′線方向の断面）をそれぞれ示している。
図３に示す高周波電磁波アンテナ２は、所定方向に延びる第１の誘電体からなるコア２１と、コア２１の周囲を形成し第２の誘電体からなる被覆部２２とから構成されている。コア２１の誘電体の比誘電率をεr1、被覆部２２の誘電体の比誘電率をεr2とすると、
εr1 ＞ εr2
の関係が成立している。
【００１６】
図３（ａ）に示すように、コア２１は、幅Ｗが一定の導波路部２３と、幅Ｗが導波路部２３から先端２５に向かって緩やかに小さくなっていきテーパー形状をなすテーパー部２４とからなる。図３（ｂ）に示すように、コア２１の高さＨは、導波路部２３およびテーパー部２４を通して一定である。ここでは、コア２１が延びる方向（以下、コア延在方向という）に直交する方向の長さについて、アンテナ２の平面に平行な長さをコア２１の幅Ｗ、アンテナ２の側面に平行な長さをコア２１の高さＨと定義している。図３（ｃ），（ｄ）に示すように、アンテナ２の平面に垂直なコア２１の断面形状が長方形である場合には、長方形の横および縦の辺の長さに、それぞれコア２１の幅Ｗおよび高さＨが対応する。
【００１７】
コア２１の幅Ｗが一定の導波路部２３は、高周波電磁波導波路１と同じ構成を有し、コア２１と被覆部２２との境界面（すなわちコア２１の表面）に対する入射角θ0が臨界角θcよりも大きい電磁波をコア２１に閉じ込めて、テーパー部２４に導入する。
臨界角θcは、コア２１の幅Ｗまたは高さＨが小さくなるにしたがって大きくなる。本実施の形態では、テーパー部２４において、導波路部２３から先端２５に向かってコア２１の幅Ｗが小さくなっていき、臨界角θcが大きくなっていく。このため、テーパー部２４に導入された電磁波の境界面への入射角θ0が臨界角θcよりも相対的に小さくなり、電磁波が境界面で全反射されず、コア２１の内部から被覆部２２に漏洩していく。
【００１８】
テーパー部２４においては、コア２１の幅Ｗが緩やかに小さくなっていくので、導波路部２３から導入された電磁波はコア２１の内部を伝搬しながら少しずつ被覆部２２に漏洩していき、電磁波を導波路部２３側に逆進させる反射はほとんど起きない。さらに、コア２１の先端２５の幅を十分小さくすることにより、コア２１の先端２５から電磁波が球面波的に放射されることを防止できる。コア２１を伝搬しながら少しずつ漏洩していく電磁波は、平面波を形成するので、結果として指向性がよくなる。
【００１９】
また、被覆部２２を誘電率が十分に小さい第２の誘電体で構成することにより、被覆部２２と外界自由空間との境界面における漏洩電磁波の反射を抑制できるので、本実施の形態は電磁波送信アンテナとして機能する。さらに、電磁波の一般的議論により、送信アンテナが受信アンテナとしても使用できることは明らかであるから、本実施の形態は電磁波受信アンテナとしても機能する。
【００２０】
本実施の形態に係る高周波電磁波アンテナ２は、中空構造を有しないので、中空構造を有する金属導波管型電磁ホーンと比較して、非常に容易に製造できる。また、このアンテナ２は、金属以外の多様な材料を用いて形成できるので、高周波領域で損失の小さい材料を用いることにより、低損失なアンテナを実現できる。したがって、本実施の形態によれば、金属導波管型電磁ホーンよりも高い０．１ＴＨｚ以上の周波数領域においても、低損失なアンテナを容易に製造することが可能となる。ただし、シリコンをはじめ多くの材料は、電磁波の周波数が１０ＴＨｚを超えると、イオン共振やフォノン吸収などにより電磁波の吸収が非常に大きくなるため、１０ＴＨｚ以下の周波数領域で使用することが好ましい。なお、０．１ＴＨｚ以下の周波数領域での使用も可能である。
【００２１】
高周波電磁波アンテナ２の各部の構成について、さらに説明する。
［テーパー部２４の形状］
コア２１の内部を伝搬する電磁波の漏洩は、コア延在方向に直交する方向のコア２１の長さを小さくすることによって起こる。よって、テーパー部２４において、コア２１の幅Ｗを小さくしていくに当たり、図３（ａ）に示すようにコア２１の両側面を傾斜させテーパーを付けてもよいし、傾斜させる側面をコア２１の片方のみにしてもよい。また、コア２１の高さＨを小さくしていってもよい。さらに、コア２１の幅Ｗおよび高さＨの両方を小さくしていってもよい。
【００２２】
［コア２１の断面形状］
図３（ｃ），（ｄ）には、コア延在方向に垂直なコア２１の断面形状を長方形にした例が示されている。このような形状のコア２１は、例えば、被覆部２２の一部となる平面基板上に誘電体を堆積し、この誘電体の不要部分をエッチングするなどの簡単なプロセスで製造できる。
なお、コア２１の断面形状は必ずしも長方形でなくてもよく、円形などの任意の形状であってもよい。また、電磁波漏洩の作用効果を損なわない範囲において、コア２１の断面形状が途中で変化してもよい。
【００２３】
［コア２１の被覆部２２に対する誘電率の比およびコア２１の寸法］
導波路部２３において、コア２１の被覆部２２に対する誘電率の比（εr1／εr2）を、略２以上にし、かつ、コア２１の断面形状が長方形である場合には、長方形の長辺の長さ（図３（ｃ）においては幅Ｗ）を高々略λ1にすることが好ましい。ここで、λ1は、コア２１と同じ誘電率の一様媒体中を電磁波が伝搬する際の波長である。このような誘電率の比および寸法にすることにより、導波路部２３は、実用的な高周波導波路に必要とされる単一モード条件を満たし、そのまま各種電磁波処理回路を構成する導波路として利用することが可能となる。
【００２４】
有限要素法（例えば、岡本勝就著、「光導波路の基礎」、コロナ社、１９９２年を参照）や平面波展開法（例えば、S.G.Johnson,J.D.Joannopoulos,“Brock-iterative frequency-domain methods for Maxwell's equations in a plainwave basis”,Opt.Express,vol.8,pp.173-190,2001を参照）による固有値解析用いた伝搬モード解析によれば、例えば比誘電率εr1＝２の第１の誘電体で形成され断面形状が２：１の長方形をしたコア２１と、比誘電率εr2＝１の第２の誘電体で形成された被覆部２２とからなる高周波電磁波アンテナ２に対し、周波数が０．１５ＴＨｚの電磁波を導入すると、コア２１の断面形状を長辺の長さが１．６ｍｍより小さい長方形にした場合に単一モード条件を満たすという結果が得られた。
一方、比誘電率εr1＝２の第１の誘電体中における０．１５ＴＨｚ電磁波の波長λ1は１．４ｍｍである。
よって、誘電率の比（εr1／εr2）を２以上にし、かつ、長方形の長辺の長さを高々λ1にするという上述した条件を満たせば、単一モード条件を満たすことが分かる。
【００２５】
なお、被覆部２２を誘電率が比較的大きい誘電体で構成する場合を考慮すると、コア２１の被覆部２２に対する誘電率の比を、略１００以下にすることが好ましい。より好ましくは、誘電率の比を、略９以上、略２５以下にするとよい。
また、コア２１の断面形状が長方形以外の形状である場合にも、その寸法を高々略λ1にすることが好ましい。例えば、コア２１の断面形状が円形である場合には、円の直径を高々略λ1にすることが好ましい。より好ましくは、コア２１の断面形状の寸法を、高々略２λ1／３にするとよい。
【００２６】
［コア２１の先端２５の寸法］
コア２１の先端２５において、コア延在方向に垂直な面の形状が長方形である場合には、その長方形の短辺の長さ（図３（ｄ）においては幅Ｗ）を、高々略λ1／４にすることが好ましい。詳細は省略するが、時間領域有限差分法による電磁場伝搬解析（宇野亨著、「ＦＤＴＤ法による電磁界およびアンテナ解析」、コロナ社、１９９８年）や、先端２５の寸法を変化させて行った実験結果などから、このような寸法にすることにより、高周波電磁波アンテナ２の指向性が、実用レベルの±１５度（全幅３０度）以内になると推定される。
なお、面の形状が長方形以外の形状である場合にも、その形状の寸法を高々略λ1／４にすることが好ましい。例えば、面の形状が円形である場合には、円の直径を高々略λ1／４にすることが好ましい。
【００２７】
［テーパー部２４の長さ］
被覆部２２と同じ誘電率の一様媒体中を電磁波が伝搬する際の波長をλ2とすると、コア２１の導波路部２３から先端２５までのテーパー部２４の長さを、λ2の略５倍以上にすることが好ましい。詳細は省略するが、時間領域有限差分法による電磁場伝搬解析や、後述する実験結果（図４を参照）などから、このような長さにすることにより、高周波電磁波アンテナ２の指向性が、実用レベルの±１５度（全幅３０度）以内になると推定される。
【００２８】
［被覆部の比誘電率εr2］
被覆部２２の比誘電率εr2を略１以上、略３以下にすることが好ましい。これにより、被覆部２２と外界自由空間との境界面における電磁波の反射が、実用レベルの−１０ｄＢ以下に抑制される。
【００２９】
［コア２１および被覆部２２の構成材料の例１］
コア２１を構成する第１の誘電体として、シリコン、ゲルマニウム、砒化ガリウム、酸化アルミニウムおよびダイアモンド状炭素のうちいずれか１つの材料、または複数の材料を組み合わせたものを用いる。また、被覆部２２を構成する第２の誘電体として、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））、パラフィン、ポリスチレンおよび酸化硅素系化合物のうちいずれか１つの材料、または複数の材料を組み合わせたものを用いる。
【００３０】
被覆部２２を構成する第２の誘電体として例示した材料は、０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚという周波数領域において、比誘電率が２．５程度またはそれ以下である。よって、これらの材料を用いることにより、被覆部２２と外界自由空間との境界面における電磁波の反射損失が、実用レベルに抑制される。
また、コア２１を構成する第１の誘電体として例示した材料は、上記の周波数領域において、比誘電率が５以上である。よって、これらの材料を組み合わせてコア２１および被覆部２２を構成することにより、上記の誘電率の比（２≦εr1／εr2≦１００）が満たされる。
さらに、これらの材料は、上記の周波数領域における電磁波の吸収が少ないので、吸収損失も低減される。
【００３１】
コア２１の周囲を真空または空気で構成してもよい。この場合、電磁波はコア２１から直接的に外界自由空間に放射されるので、被覆部２２と外界自由空間との境界面における電磁波の反射損失といった問題は発生しない。また、真空または空気の比誘電率は、１または１に非常に近い値なので、上述したコア２１の材料との組み合わせにより、上記の誘電率の比（２≦εr1／εr2≦１００）が満たされる。
なお、コア２１の周囲を真空で構成する場合には、コア２１を真空容器に収容する。コア２１の周囲を空気で構成する場合には、コア２１を空気中に配置してもよい。この際、コア２１の外周がなるべく空気以外のものに触れないように、電磁波の伝送に影響が少ないコア２１の支持構造を設けてもよい。
【００３２】
［コア２１および被覆部２２の構成材料の例２］
コア２１を構成する第２の誘電体として、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、パラフィン、ポリスチレンおよび酸化硅素系化合物のうちいずれか１つの材料、または複数の材料を組み合わせたものを用いる。また、コア２１の周囲を真空または空気で構成する。
【００３３】
この場合には、被覆部２２と外界自由空間との境界面における電磁波の反射損失といった問題は発生しない。
また、真空または空気の比誘電率は、０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚという周波数領域において１または１に非常に近い値をもつ。これに対し、コア２１を構成する第１の誘電体として例示した材料の比誘電率は、上記の周波数領域において２以上であるので、上記の誘電率の比（２≦εr1／εr2≦１００）が満たされる。
また、これらの材料は上記の周波数領域における電磁波の吸収が、例１で挙げた材料と比較して更に少ないので、吸収損失が更に低減される。
【００３４】
［実験結果］
実験には、テーパー部２４の長さが２０ｍｍまたは１０ｍｍの高周波電磁波アンテナを用いた。いずれのアンテナも、コア２１は比誘電率εr1＝２．０で構成され、コア延在方向に垂直な断面形状をテーパー部２４を通じて１ｍｍ×１ｍｍから１ｍｍ×０．２ｍｍに減じる構造を有している。コア２１の周囲は外界自由空間で構成されている。それぞれのアンテナに対し、導波路部２３を０．１５ＴＨｚの周波数で励振したときの放射特性を測定した。その測定結果を図４に示す。
この図からも分かるように、実験に用いられたアンテナの構造は単純であるにもかかわらず、優れた放射特性が得られた。
【００３５】
［その他］
被覆部２２は、必ずしも一様材料で構成される必要はない。被覆部２２の誘電率がコア２１の誘電率よりも小さいという条件を満たしていれば、多様な材料を用いた複合構造で被覆部２２を構成してもよい。例えば、高周波電磁波アンテナ２の下部被覆部を固体材料で構成し、上部被覆部を別の固体材料または真空や空気で構成してもよい。
コア２１もまた、一様材料で構成されなくてもよい場合がある。例えば、コア２１の中心軸線から外周に向かって誘電率が次第に小さくなるような構造にしてもよい。
また、コア２１は導波路部２３を有さず、テーパー部２４のみからなるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、通信をはじめ、高周波電磁波が使用される分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】高周波電磁波導波路の要部構成を示す図である。
【図２】高周波電磁波導波路の電磁波伝送原理を説明するための図である。
【図３】高周波電磁波アンテナの要部構成を示す図である。
【図４】高周波電磁波アンテナについての実験結果を示す図である。
【図５】従来の高周波電磁波アンテナである金属導波管型電磁ホーンの一構成例を示す図であり、（ａ）は電磁波伝送方向に平行な断面図、（ｂ）は電磁波伝送方向に垂直な断面図（Ｄ−Ｄ′線方向の断面図）、（ｃ）は正面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…高周波電磁波導波路、２…高周波電磁波アンテナ、１１，２１…コア、１２，２２…被覆部、１３…境界面、２３…導波路部、２４…テーパー部、２５…コアの先端、Ｈ…コアの高さ、Ｗ…コアの幅。
【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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