(57)【要約】【課題】  十分なビーム走査角を得ることができる平面アレーアンテナ装置を提供する。【解決手段】  マイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆは、相互に同じ長さを有し、同じ間隔でスロット線路４０と略直交する。放射素子８１Ａ〜８１Ｆ，８２Ａ〜８２Ｆは、マイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆの両端に接続される。マイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆの各々は、スロット線路４０との交差部から放射素子８１Ａ〜８１Ｆ又は８２Ａ〜８２Ｆまでのインピーダンスを小さくする。移相器回路９０Ａ〜９０Ｊの各々は、スロット線路４０とマイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆとの交差部から略λ１／４の位置でスロット線路４０に接続される。λ１は、スロット線路４０における信号の波長である。移相器回路９０Ａ〜９０Ｊは、制御端子１３０，１４０からの制御電圧によって信号の位相を変える。【選択図】        図４
2005101923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板に形成された給電用マイクロストリップ線路と、
前記給電用マイクロストリップ線路に中間点で実質的に直交するように前記誘電体基板の接地面に形成されたスロット線路と、
前記誘電体基板において、各々が中間点で実質的に直交するように前記スロット線路に接続され、相互に所定の同一間隔で形成された同じ長さを有する複数の励振用マイクロストリップ線路と、
前記誘電体基板において、各々が前記励振用マイクロストリップ線路の一方端に接続された複数の第１の放射素子と、
前記誘電体基板において、各々が前記励振用マイクロストリップ線路の他方端に接続された複数の第２の放射素子と、
前記誘電体基板において、前記スロット線路上の複数の線路区間のうち、少なくとも１つの線路区間に接続され、前記スロット線路における信号の位相を可変する少なくとも１つの移相器とを備え、
前記複数の線路区間の各々は、前記複数の励振用マイクロストリップ線路と前記スロット線路との複数の交差部のうち、隣接する２つの交差部を両端とする線路区間であり、
前記複数の励振用マイクロストリップ線路の少なくとも１つは、前記移相器と前記スロット線路との接続点から前記第１または第２の放射素子までのインピーダンスを大きくするインピーダンス変換回路からなる、平面アレーアンテナ装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの線路区間に隣接する励振用マイクロストリップ線路は、前記インピーダンス変換回路からなる、請求項１に記載の平面アレーアンテナ装置。
【請求項３】
前記複数の励振用マイクロストリップ線路の各々は、前記インピーダンス変換回路からなる、請求項１に記載の平面アレーアンテナ装置。
【請求項４】
前記インピーダンス変換回路は、
前記励振用マイクロストリップ線路と前記スロット線路との交差部と前記第１の放射素子との間に設けられた第１のインピーダンス変換回路と、
前記交差部と前記第２の放射素子との間に設けられた第２のインピーダンス変換回路とを含み、
前記第１のインピーダンス変換回路は、
一方端が前記交差部に接続された第１の励振用マイクロストリップ線路と、
前記第１の励振用マイクロストリップ線路と前記第１の放射素子との間に接続され、前記第１の励振用マイクロストリップ線路の幅と異なる幅を有する第２の励振用マイクロストリップ線路とからなり、
前記第２のインピーダンス変換回路は、
一方端が前記交差部に接続され、前記スロット線路を中心にして前記第１の励振用マイクロストリップ線路と反対側に配置された第３の励振用マイクロストリップ線路と、
前記第３の励振用マイクロストリップ線路と前記第２の放射素子との間に接続され、前記第３の励振用マイクロストリップ線路の幅と異なる幅を有する第４の励振用マイクロストリップ線路とからなり、
前記第１の励振用マイクロストリップ線路は、前記第３のマイクロストリップ線路と同じ幅を有し、
前記第２の励振用マイクロストリップ線路は、前記第４の励振用マイクロストリップ線路と同じ幅を有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の平面アレーアンテナ装置。
【請求項５】
前記励振用マイクロストリップ線路における信号の波長をλとしたとき、前記第２及び第４の励振用マイクロストリップ線路の各々または前記第１及び第３の励振用マイクロストリップ線路の各々は、前記交差部から前記第１または第２の放射素子へ向かう方向に、略λｎ／４（ｎは整数）の長さを有する、請求項４に記載の平面アレーアンテナ装置。
【請求項６】
前記所定の同一間隔は、前記スロット線路における信号の波長に略等しい、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の平面アレーアンテナ装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの移相器は、前記複数の線路区間の少なくとも１つに所定の間隔で前記スロット線路に接続された２個の移相器からなる、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の平面アレーアンテナ装置。
【請求項８】
前記所定の同一間隔は、前記スロット線路における信号の波長に略等しく、
前記励振用マイクロストリップ線路と前記スロット線路との交差部と、前記接続部との間隔は、前記スロット線路における信号の波長の略４分の１である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の平面アレーアンテナ装置。
【請求項９】
前記複数の励振用マイクロストリップ線路の数を２ｍ（ｍは自然数）としたとき、
前記少なくとも１つの移相器は、隣接する励振用マイクロストリップ線路間に２個づつ設けられた４ｍ−２個の移相器からなる、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の平面アレーアンテナ装置。
【請求項１０】
前記誘電体基板において、前記複数の第１の放射素子を中心にして前記スロット線路と反対側に前記複数の第１の放射素子に対応して設けられた複数の第３の放射素子と、
前記誘電体基板において、前記複数の第１の放射素子を前記複数の第３の放射素子に接続する複数の第５の励振用マイクロストリップ線路と、
前記誘電体基板において、前記複数の第２の放射素子を中心にして前記スロット線路と反対側に前記複数の第２の放射素子に対応して設けられた複数の第４の放射素子と、
前記誘電体基板において、前記複数の第２の放射素子を前記複数の第４の放射素子に接続する複数の第６の励振用マイクロストリップ線路とをさらに備える、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の平面アレーアンテナ装置。
【請求項１１】
前記スロット線路は、前記複数の励振用マイクロストリップ線路が配置される方向に蛇行しており、
前記複数の第１及び第２の放射素子は、前記スロット線路の延伸方向における間隔を所定値よりも小さくして配置され、
前記複数の励振用マイクロストリップ線路は、前記複数の第１及び第２の放射素子の配置間隔と同じ間隔で前記スロット線路と交差し、
前記所定値は、前記スロット線路における信号の波長である、請求項１に記載の平面アレーアンテナ装置。
【請求項１２】
前記スロット線路の前記各線路区間における電気長は、前記スロット線路における信号の波長に略等しい、請求項１１に記載の平面アレーアンテナ装置。
【請求項１３】
前記スロット線路の一方端に最も近い励振用マイクロストリップ線路と前記スロット線路との第１の交差部の近傍で前記スロット線路に接続され、前記第１の交差部から前記一方端までのインピーダンスを開放に近づける扇形状の第１のスロットと、
前記スロット線路の他方端に最も近い励振用マイクロストリップ線路と前記スロット線路との第２の交差部の近傍で前記スロット線路に接続され、前記第２の交差部から前記他方端までのインピーダンスを開放に近づける扇形状の第２のスロットとをさらに備える、請求項１１に記載の平面アレーアンテナ装置。
【請求項１４】
前記給電用マイクロストリップ線路と前記スロット線路との第３の交差部から前記給電用マイクロストリップ線路と反対側に延伸したもう１つのスロット線路と、
前記第３の交差部から前記もう１つのスロット線路の前記第３の交差部と反対側の端までのインピーダンスを短絡に近づける扇形状の第３のスロットとをさらに備える、請求項１３に記載の平面アレーアンテナ装置。
【請求項１５】
前記インピーダンス変換回路は、
前記励振用マイクロストリップ線路と前記スロット線路との交差部と前記第１の放射素子との間に設けられた第１のインピーダンス変換回路と、
前記交差部と前記第２の放射素子との間に設けられた第２のインピーダンス変換回路とを含み、
前記第１のインピーダンス変換回路は、
一方端が前記交差部に接続された第１の励振用マイクロストリップ線路と、
前記第１の励振用マイクロストリップ線路と前記第１の放射素子との間に蛇行して接続され、前記第１の励振用マイクロストリップ線路の幅と異なる幅を有する第２の励振用マイクロストリップ線路とからなり、
前記第２のインピーダンス変換回路は、
一方端が前記交差部に接続され、前記スロット線路を中心にして前記第１の励振用マイクロストリップ線路と反対側に配置された第３の励振用マイクロストリップ線路と、
前記第３の励振用マイクロストリップ線路と前記第２の放射素子との間に蛇行して接続され、前記第３の励振用マイクロストリップ線路の幅と異なる幅を有する第４の励振用マイクロストリップ線路とからなり、
前記第１の励振用マイクロストリップ線路は、前記第３の励振用マイクロストリップ線路と同じ幅を有し、
前記第２の励振用マイクロストリップ線路は、前記第４の励振用マイクロストリップ線路と同じ幅を有し、
前記複数の第１及び第２の放射素子は、所定値よりも小さい間隔で配置され、
前記所定値は、前記スロット線路における信号の波長に略等しい、請求項１に記載の平面アレーアンテナ装置。
【請求項１６】
前記複数の励振用マイクロストリップ線路の各々は、前記インピーダンス変換回路からなり、
前記複数のインピーダンス変換回路に含まれる複数の第２及び第４の励振用マイクロストリップ線路は、相互に同じ電気長を有する、請求項１５に記載の平面アレーアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ビーム走査が可能な平面アレーアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、６０ＧＨｚ帯を用いたホームネットワーク及び映像伝送システム等の応用が提案されている。６０ＧＨｚ帯では、電波を放射する放射素子のサイズが小さいために多素子化に適しており、伝送距離の拡大及びマルチパスの影響を低減する意味でも利得の高いアンテナを用いることが好ましい。
【０００３】
しかし、アンテナの利得を高くするに従ってビーム幅は狭くなり、送受信機間のアライメントが困難になる。
【０００４】
そこで、ビーム走査を電子的に制御可能なアクティブフェイズドアレーが提案されている。このアクティブフェイズドアレーは、複数の低雑音増幅器（ＬＮＡ：Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）及び複数の移相器を備える構成からなる。
【０００５】
しかし、低雑音増幅器及び移相器等のＭＭＩＣ（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）は、非常に高価であり、低コスト化が困難である。
【０００６】
そこで、ミリ波帯アンテナとして、低コスト、小型・軽量、且つ、高周波回路との集積化に適した平面アンテナが提案されている（非特許文献１）。この平面アンテナは、誘電体基板と、給電用マイクロストリップ線路と、スロット線路と、複数のマイクロストリップ線路と、複数の放射素子と、複数の移相器とを備える。
【０００７】
誘電体基板は、３つの誘電体Ａ，Ｂ，Ｃからなる。誘電体Ａは、最下層に位置し、誘電体Ｂは、誘電体Ａ上に位置し、誘電体Ｃは、誘電体Ｂ上に位置する。給電用マイクロストリップ線路は、誘電体基板の裏面、即ち、誘電体Ａの裏面に形成される。スロット線路は、接地面、即ち、誘電体Ａと誘電体Ｂとの界面に形成される。スロット線路は、その中間点で給電用マイクロストリップ線路と略直交し、給電用マイクロストリップ線路と電磁的に結合される。
【０００８】
複数のマイクロストリップ線路は、誘電体Ｂと誘電体Ｃとの界面に形成される。この場合、複数のマイクロストリップ線路の各々は、その中間点でスロット線路と略直交し、複数のマイクロストリップ線路は、隣接する２つのマイクロストリップ線路の間隔がスロット線路における信号の波長に等しくなるように配置される。そして、スロット線路と各マイクロストリップ線路とは、スロット線路からマイクロストリップ線路への直列分岐及びマイクロストリップ線路からスロット線路への並列分岐によって電磁的に結合される。
【０００９】
複数の放射素子は、誘電体Ｃの表面に形成される。そして、複数の放射素子は、複数のマイクロストリップ線路の両端に配置される。
【００１０】
複数の移相器は、スロット線路に接続されるように誘電体基板の裏面に形成される。そして、複数の移相器は、隣接する２つのマイクロストリップ線路間に２個づつ配置される。複数の移相器の各々は、伝送線路とバラクタダイオードとからなる。
【００１１】
そして、従来の平面アンテナは、移相器に含まれるバラクタダイオードに供給する制御電圧を変えることにより、ビーム走査を行なう。
【非特許文献１】田中  啓貴、大平  孝，「バラクタによるビーム走査に向けたミリ波帯平面アンテナの構成法」，信学技報，社団法人  電子情報通信学会，２００３年１月，TECHNICAL REPORT OF IEICE AP2002-120，ｐ．７−１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、従来の平面アンテナは、バラクタダイオードのリアクタンスを変えることによりビーム走査を行なうため、動作信号周波数が高くなるに従ってバラクタダイオードによるリアクタンスの可変範囲が狭くなる。その結果、十分なビーム走査角を得ることが困難である。特に、ミリ波帯においては、ビーム走査角を大きくすることは困難である。
【００１３】
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、十分なビーム走査角を得ることができる平面アレー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、平面アレーアンテナ装置は、給電用マイクロストリップ線路と、スロット線路と、複数の励振用マイクロストリップ線路と、複数の第１及び第２の放射素子と、少なくとも１つの移相器とを備える。給電用マイクロストリップ線路は、誘電体基板に形成される。スロット線路は、給電用マイクロストリップ線路に中間点で実質的に直交するように誘電体基板の接地面に形成される。複数の励振用マイクロストリップ線路は、誘電体基板において、各々が中間点で実質的に直交するようにスロット線路に接続され、相互に所定の同一間隔で形成された同じ長さを有する。複数の第１の放射素子は、誘電体基板において、各々が励振用マイクロストリップ線路の一方端に接続される。複数の第２の放射素子は、誘電体基板において、各々が励振用マイクロストリップ線路の他方端に接続される。少なくとも１つの移相器は、誘電体基板において、スロット線路上の複数の線路区間のうち、少なくとも１つの線路区間に接続され、スロット線路における信号の位相を可変する。そして、複数の線路区間の各々は、複数の励振用マイクロストリップ線路とスロット線路との複数の交差部のうち、隣接する２つの交差部を両端とする線路区間である。また、複数の励振用マイクロストリップ線路の少なくとも１つは、移相器とスロット線路との接続点から第１または第２の放射素子までのインピーダンスを大きくするインピーダンス変換回路からなる。
【００１５】
好ましくは、少なくとも１つの線路区間に隣接する励振用マイクロストリップ線路は、インピーダンス変換回路からなる。
【００１６】
好ましくは、複数の励振用マイクロストリップ線路の各々は、インピーダンス変換回路からなる。
【００１７】
好ましくは、インピーダンス変換回路は、第１及び第２のインピーダンス変換回路を含む。第１のインピーダンス変換回路は、励振用マイクロストリップ線路とスロット線路との交差部と第１の放射素子との間に設けられる。そして、第１のインピーダンス変換回路は、一方端が交差部に接続された第１の励振用マイクロストリップ線路と、第１の励振用マイクロストリップ線路と第１の放射素子との間に接続され、第１の励振用マイクロストリップ線路の幅と異なる幅を有する第２の励振用マイクロストリップ線路とからなる。
【００１８】
また、第２のインピーダンス変換回路は、交差部と第２の放射素子との間に設けられる。そして、第２のインピーダンス変換回路は、一方端が交差部に接続され、スロット線路を中心にして第１の励振用マイクロストリップ線路と反対側に配置された第３の励振用マイクロストリップ線路と、第３の励振用マイクロストリップ線路と第２の放射素子との間に接続され、第３の励振用マイクロストリップ線路の幅と異なる幅を有する第４の励振用マイクロストリップ線路とからなる。
【００１９】
更に、第１の励振用マイクロストリップ線路は、第３のマイクロストリップ線路と同じ幅を有し、第２の励振用マイクロストリップ線路は、第４の励振用マイクロストリップ線路と同じ幅を有する。
【００２０】
好ましくは、励振用マイクロストリップ線路における信号の波長をλとしたとき、第２及び第４の励振用マイクロストリップ線路の各々または第１及び第３の励振用マイクロストリップ線路の各々は、交差部から第１または第２の放射素子へ向かう方向に、略λｎ／４（ｎは整数）の長さを有する。
【００２１】
好ましくは、所定の同一間隔は、スロット線路における信号の波長に略等しい。
【００２２】
好ましくは、少なくとも１つの移相器は、複数の線路区間の少なくとも１つに所定の間隔でスロット線路に接続された２個の移相器からなる。
【００２３】
好ましくは、所定の同一間隔は、スロット線路における信号の波長に略等しい。また、励振用マイクロストリップ線路とスロット線路との交差部と、接続部との間隔は、スロット線路における信号の波長の略４分の１である。
【００２４】
好ましくは、複数の励振用マイクロストリップ線路の数を２ｍ（ｍは自然数）としたとき、少なくとも１つの移相器は、隣接する励振用マイクロストリップ線路間に２個づつ設けられた４ｍ−２個の移相器からなる。
【００２５】
好ましくは、平面アレーアンテナ装置は、複数の第３及び第４の放射素子と、複数の第５及び第６の励振用マイクロストリップ線路とを更に備える。複数の第３の放射素子は、誘電体基板において、複数の第１の放射素子を中心にしてスロット線路と反対側に複数の第１の放射素子に対応して設けられる。複数の第５の励振用マイクロストリップ線路は、誘電体基板において、複数の第１の放射素子を複数の第３の放射素子に接続する。複数の第４の放射素子は、誘電体基板において、複数の第２の放射素子を中心にしてスロット線路と反対側に複数の第２の放射素子に対応して設けられる。複数の第６の励振用マイクロストリップ線路は、誘電体基板において、複数の第２の放射素子を複数の第４の放射素子に接続する。
【００２６】
好ましくは、スロット線路は、複数の励振用マイクロストリップ線路が配置される方向に蛇行している。複数の第１及び第２の放射素子は、スロット線路の延伸方向における間隔を所定値よりも小さくして配置される。複数の励振用マイクロストリップ線路は、複数の第１及び第２の放射素子の配置間隔と同じ間隔でスロット線路と交差する。所定値は、スロット線路における信号の波長である。
【００２７】
好ましくは、スロット線路の各線路区間における電気長は、スロット線路における信号の波長に略等しい。
【００２８】
好ましくは、平面アレーアンテナ装置は、第１及び第２のスロットを更に備える。第１のスロットは、スロット線路の一方端に最も近い励振用マイクロストリップ線路とスロット線路との第１の交差部の近傍でスロット線路に接続され、第１の交差部から一方端までのインピーダンスを開放に近づける扇形状を有する。第２のスロットは、スロット線路の他方端に最も近い励振用マイクロストリップ線路とスロット線路との第２の交差部の近傍でスロット線路に接続され、第２の交差部から他方端までのインピーダンスを開放に近づける扇形状を有する。
【００２９】
好ましくは、平面アレーアンテナ装置は、もう１つのスロット線路と、第３のスロットとを更に備える。もう１つのスロット線路は、給電用マイクロストリップ線路とスロット線路との第３の交差部から給電用マイクロストリップ線路と反対側に延伸する。第３のスロットは、第３の交差部からもう１つのスロット線路の第３の交差部と反対側の端までのインピーダンスを短絡に近づける扇形状を有する。
【００３０】
好ましくは、インピーダンス変換回路は、第１及び第２のインピーダンス変換回路を含む。第１のインピーダンス変換回路は、励振用マイクロストリップ線路とスロット線路との交差部と第１の放射素子との間に設けられる。そして、第１のインピーダンス変換回路は、一方端が交差部に接続された第１の励振用マイクロストリップ線路と、第１の励振用マイクロストリップ線路と第１の放射素子との間に蛇行して接続され、第１の励振用マイクロストリップ線路の幅と異なる幅を有する第２の励振用マイクロストリップ線路とからなる。
【００３１】
また、第２のインピーダンス変換回路は、交差部と第２の放射素子との間に設けられる。そして、第２のインピーダンス変換回路は、一方端が交差部に接続され、スロット線路を中心にして第１の励振用マイクロストリップ線路と反対側に配置された第３の励振用マイクロストリップ線路と、第３の励振用マイクロストリップ線路と第２の放射素子との間に蛇行して接続され、第３の励振用マイクロストリップ線路の幅と異なる幅を有する第４の励振用マイクロストリップ線路とからなる。
【００３２】
更に、第１の励振用マイクロストリップ線路は、第３の励振用マイクロストリップ線路と同じ幅を有する。第２の励振用マイクロストリップ線路は、第４の励振用マイクロストリップ線路と同じ幅を有する。複数の第１及び第２の放射素子は、所定値よりも小さい間隔で配置される。所定値は、スロット線路における信号の波長に略等しい。
【００３３】
好ましくは、複数の励振用マイクロストリップ線路の各々は、インピーダンス変換回路からなる。複数のインピーダンス変換回路に含まれる複数の第２及び第４の励振用マイクロストリップ線路は、相互に同じ電気長を有する。
【発明の効果】
【００３４】
この発明による平面アレーアンテナ装置においては、移相器は、複数の放射素子までのインピーダンスが大きい位置に配置される。そして、移相器は、複数の放射素子間で位相が大きく異なる信号を複数の放射素子に供給する。
【００３５】
従って、この発明によれば、平面アレーアンテナ装置のビーム走査角を大きくできる。
【００３６】
また、この発明による平面アレーアンテナ装置においては、複数の放射素子は、スロット線路の延伸方向における間隔を所定値よりも小さくして配置される。
【００３７】
従って、この発明によれば、平面アレーアンテナ装置のビーム走査角を大きくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
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。
【００３９】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１による平面アレーアンテナ装置の上面図である。図２は、図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間における断面図である。図３は、図１に示す線ＩＩＩ−ＩＩＩ間における断面図である。
【００４０】
平面アレーアンテナ装置１００は、誘電体基板１０と、マイクロストリップ線路２０，３０，５０Ａ〜５０Ｆ，６０Ａ〜６０Ｆ，７０Ａ〜７０Ｆと、スロット線路４０と、スロット６０と、放射素子８１Ａ〜８１Ｆ，８２Ａ〜８２Ｆ，８３Ａ〜８３Ｆ，８４Ａ〜８４Ｆとを備える。
【００４１】
誘電体基板１０は、誘電体１１〜１３からなる。誘電体１１は、最下層に配置される。誘電体１２は、誘電体１１に接して誘電体１１上に配置される。誘電体１３は、誘電体１２に接して誘電体１２上に配置される。誘電体１１〜１３の各々は、例えば、テフロン（Ｒ）からなり、比誘電率が２．２であり、誘電正接ｔａｎδが０．００２であり、厚さが１２７μｍである。
【００４２】
そして、誘電体基板１０は、３つの誘電体１１〜１３からなる結果、４つの層ＬＹ１〜ＬＹ４を有する。層ＬＹ１は、誘電体１１の裏面に形成され、層ＬＹ２は、誘電体１１と誘電体１２との界面に形成され、層ＬＹ３は、誘電体１２と誘電体１３との界面に形成され、層ＬＹ４は、誘電体１３の表面に形成される。なお、層ＬＹ２は接地面に形成される。
【００４３】
マイクロストリップ線路２０は、誘電体基板１０の左右方向ＤＲ１のほぼ中央に位置し、誘電体基板１０の端面１０Ａから誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２に延伸するように層ＬＹ１に形成される。そして、入出力端子Ｉ／Ｏがマイクロストリップ線路２０の一方端に設けられる。導体５００は、スロット線路４０及びスロット６０を形成するように層ＬＹ２に一面に形成される。この場合、スロット線路４０は、誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２のほぼ中央に位置し、誘電体基板１０の左右方向ＤＲ１に延伸する。また、スロット６０は、マイクロストリップ線路２０に略直交する。
【００４４】
マイクロストリップ線路３０は、誘電体基板１０の左右方向ＤＲ１のほぼ中央に位置し、誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２に延伸するように層ＬＹ３に形成される。そして、マイクロストリップ線路３０は、一方端側でスロット線路４０に略直交し、他方端側でスロット６０に略直交する。この場合、マイクロストリップ線路３０とスロット線路４０との交差部Ｏと端Ａとの長さは、マイクロストリップ線路３０における信号の波長をλ２としたとき、略λ２／４である。
【００４５】
その結果、マイクロストリップ線路３０は、スロット６０を介してマイクロストリップ線路２０と電磁結合により接続される。従って、スロット６０は、層間接続用のスロットである。また、マイクロストリップ線路３０は、並列分岐の電磁結合によりスロット線路４０と接続される。
【００４６】
そうすると、入出力端子Ｉ／Ｏからマイクロストリップ線路２０に供給された信号は、スロット６０を介して電磁結合によりマイクロストリップ線路３０に供給され、更に電磁結合によりスロット線路４０に供給される。
【００４７】
マイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆは、誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２に延伸するように層ＬＹ３に形成される。そして、マイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆの各々は、その中間点でスロット線路４０と略直交する。また、マイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆは、隣接するマイクロストリップ線路との距離がスロット線路４０における信号の波長λ１に略等しくなるように配置される。
【００４８】
平面アレーアンテナ装置１００において、最も外側（左右方向ＤＲ１の端）に配置されるマイクロストリップ線路５０Ａ，５０Ｆは、スロット線路４０の端から略λ１／４の位置に配置される。
【００４９】
放射素子８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄ，８１Ｅ，８１Ｆは、それぞれ、マイクロストリップ線路５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆの一方端に配置され、放射素子８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄ，８２Ｅ，８２Ｆは、それぞれ、マイクロストリップ線路５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆの他方端に配置される。そして、放射素子８１Ａ〜８１Ｆ，８２Ａ〜８２Ｆは、層ＬＹ４、即ち、誘電体基板１０の表面に形成される。
【００５０】
マイクロストリップ線路６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ，６０Ｆは、それぞれ、マイクロストリップ線路５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆを紙面上側へ延伸した位置に誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２に配置される。そして、マイクロストリップ線路６０Ａ〜６０Ｆは、誘電体基板１０の層ＬＹ３に形成され、一方端がそれぞれ放射素子８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄ，８１Ｅ，８１Ｆに接続される。
【００５１】
マイクロストリップ線路７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ，７０Ｅ，７０Ｆは、それぞれ、マイクロストリップ線路５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆを紙面下側へ延伸した位置に誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２に配置される。そして、マイクロストリップ線路７０Ａ〜７０Ｆは、誘電体基板１０の層ＬＹ３に形成され、一方端がそれぞれ放射素子８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄ，８２Ｅ，８２Ｆに接続される。
【００５２】
放射素子８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ，８３Ｄ，８３Ｅ，８３Ｆは、それぞれ、マイクロストリップ線路６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ，６０Ｆの他方端に接続され、放射素子８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃ，８４Ｄ，８４Ｅ，８４Ｆは、それぞれ、マイクロストリップ線路７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ，７０Ｅ，７０Ｆの他方端に接続される。そして、放射素子８３Ａ〜８３Ｆ，８４Ａ〜８４Ｆは、層ＬＹ４、即ち、誘電体基板１０の表面に形成される。
【００５３】
マイクロストリップ線路６０Ａ〜６０Ｆ，７０Ａ〜７０Ｆの各々は、マイクロストリップ線路６０Ａ〜６０Ｆ，７０Ａ〜７０Ｆにおける信号の波長λ２に略等しい長さを有する。
【００５４】
上述したように、マイクロストリップ線路２０，３０，５０Ａ〜５０Ｆ，６０Ａ〜６０Ｆ，７０Ａ〜７０Ｆ及び導体５００が誘電体基板１０の層ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ３に形成される。その結果、マイクロストリップ線路２０及び導体５００は給電用マイクロストリップ線路を構成する。また、マイクロストリップ線路３０及び導体５００も給電用マイクロストリップ線路を構成する。更に、マイクストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆ，６０Ａ〜６０Ｆ，７０Ａ〜７０Ｆの各々と導体５００とは、励振用マイクロストリップ線路を構成する。
【００５５】
マイクロストリップ線路５０Ａは、マイクロストリップ線路５１〜５６からなる。マイクロストリップ線路５１〜５３は、スロット線路４０よりも放射素子８１Ａ側に配置される。また、マイクロストリップ線路５４〜５６は、スロット線路４０よりも放射素子８２Ａ側に配置される。
【００５６】
マイクロストリップ線路５１は、マイクロストリップ線路５０Ａとスロット線路４０との交差部Ｂとマイクロストリップ線路５２との間に配置される。マイクロストリップ線路５２は、マイクロストリップ線路５１とマイクロストリップ線路５３との間に配置される。マイクロストリップ線路５３は、マイクロストリップ線路５２よりも放射素子８１Ａ側であって、放射素子８１Ａの下側に配置される。
【００５７】
マイクロストリップ線路５４は、交差部Ｂとマイクロストリップ線路５５との間に配置される。マイクロストリップ線路５５は、マイクロストリップ線路５４とマイクロストリップ線路５６との間に配置される。マイクロストリップ線路５６は、マイクロストリップ線路５５よりも放射素子８２Ａ側であって、放射素子８２Ａの下側に配置される。
【００５８】
マイクロストリップ線路５１，５３，５４，５６は、同じ幅を有し、マイクロストリップ線路５２，５５は、同じ幅を有する。そして、マイクロストリップ線路５２，５５は、マイクロストリップ線路５１，５３，５４，５６の幅よりも広い幅を有し、上下方向ＤＲ２に略ｎ×（λ２／４）（ｎは整数）の長さを有する。
【００５９】
このように、マイクロストリップ線路５０Ａは、交差部Ｂから放射素子８１Ａまたは８２Ａまでの線路の一部を広くした構造からなる。
【００６０】
マイクロストリップ線路５０Ａに併設されたマイクロストリップ線路５０Ｂ〜５０Ｆの各々も、マイクロストリップ線路５０Ａと同じ構成からなる。
【００６１】
マイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆの各々は、放射素子８１Ａ〜８１Ｆまたは８２Ａ〜８２Ｆからスロット線路４０との交差部までの線路の一部を広くした構造からなるので、マイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆの各々とスロット線路４０との交差部から放射素子８１Ａ〜８１Ｆまたは８２Ａ〜８２ＦまでのインピーダンスＺＲｉｎは、マイクロストリップ線路５２，５５をマイクロストリップ線路５１，５３，５４，５６の幅と同じ幅で形成した場合に比べ、小さくなる。
【００６２】
なお、マイクロストリップ線路５１〜５３は、インピーダンス変換回路７０を構成し、マイクロストリップ線路５４〜５６は、インピーダンス変換回路８０を構成する。従って、マイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆの各々は、２つのインピーダンス変換回路７０，８０からなる。
【００６３】
また、スロット線路４０とマイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆとの複数の交差部によって区切られたスロット線路４０の区間は、「複数の線路区間」を構成する。
【００６４】
平面アレーアンテナ装置１００においては、ほぼその中央部にインピーダンス整合回路２００が設けられている。インピーダンス整合回路２００は、交差部Ｏから左右λ１／４までの間のスロット線路４０の幅を広くすることにより作製される。これにより、インピーダンス整合回路２００は、スロット線路４０の特性インピーダンスを高くし、４分の１波長のインピーダンス変換を行ない、インピーダンスを整合する。
【００６５】
図４は、実施の形態１による平面アレーアンテナ装置１００の底面図である。平面アレーアンテナ装置１００は、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊと、バイアス供給回路１１０Ａ〜１１０Ｊと、制御端子１３０，１４０とをさらに備える。
【００６６】
移相器回路９０Ａ〜９０Ｊは、図２及び図３に示す誘電体基板１０の層ＬＹ１に形成される。移相器回路９０Ａ，９０Ｂは、マイクロストリップ線路５０Ａとマイクロストリップ線路５０Ｂとの間に配置される。そして、移相器回路９０Ａは、マイクロストリップ線路５０Ａ側に配置され、移相器回路９０Ｂは、マイクロストリップ線路５０Ｂ側に配置される。
【００６７】
移相器回路９０Ｃ，９０Ｄは、マイクロストリップ線路５０Ｂとマイクロストリップ線路５０Ｃとの間に配置される。そして、移相器回路９０Ｃは、マイクロストリップ線路５０Ｂ側に配置され、移相器回路９０Ｄは、マイクロストリップ線路５０Ｃ側に配置される。
【００６８】
移相器回路９０Ｅ，９０Ｆは、マイクロストリップ線路５０Ｃとマイクロストリップ線路５０Ｄとの間に配置される。そして、移相器回路９０Ｅは、マイクロストリップ線路５０Ｃ側に配置され、移相器回路９０Ｆは、マイクロストリップ線路５０Ｄ側に配置される。
【００６９】
移相器回路９０Ｇ，９０Ｈは、マイクロストリップ線路５０Ｄとマイクロストリップ線路５０Ｅとの間に配置される。そして、移相器回路９０Ｇは、マイクロストリップ線路５０Ｄ側に配置され、移相器回路９０Ｈは、マイクロストリップ線路５０Ｅ側に配置される。
【００７０】
移相器回路９０Ｉ，９０Ｊは、マイクロストリップ線路５０Ｅとマイクロストリップ線路５０Ｆとの間に配置される。そして、移相器回路９０Ｉは、マイクロストリップ線路５０Ｅ側に配置され、移相器回路９０Ｊは、マイクロストリップ線路５０Ｆ側に配置される。
【００７１】
このように、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊは、隣接する２つのマイクロストリップ線路間に２つづつ配置される。
【００７２】
そして、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊは、それぞれ、接地パターン１２０Ａ〜１２０Ｊを介して接地される。接地パターン１２０Ａ〜１２０Ｊの各々は、３つのスルーホール１２１からなる。３つのスルーホール１２１は、層ＬＹ１を接地面に接続する。
【００７３】
また、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊは、それぞれ、バイアス供給回路１１０Ａ〜１１０Ｊを介して制御電圧を受ける。バイアス供給回路１１０Ａは、マイクストリップ線路１１１と、ラジアルスタブ１１２とからなる。マイクストリップ線路１１１及びラジアルスタブ１１２は、層ＬＹ１に形成される。マイクストリップ線路１１１は、マイクロストリップ線路１１１における信号の波長をλ３とすると、略λ３／４の長さを有する。そして、マイクストリップ線路１１１は、一方端が移相器回路９０Ａに接続され、他方端がラジアルスタブ１１２に接続される。
【００７４】
バイアス供給回路１１０Ｂ〜１１０Ｊの各々は、バイアス供給回路１１０Ａと同じ構成からなる。
【００７５】
制御端子１３０，１４０は、層ＬＹ１に形成される。そして、制御端子１３０は、それぞれ、バイアス供給回路１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ，１１０Ｅを介して移相器回路９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄ，９０Ｅに制御電圧Ｖ１を供給する。また、制御端子１４０は、それぞれ、バイアス供給回路１１０Ｆ，１１０Ｇ，１１０Ｈ，１１０Ｉ，１１０Ｊを介して移相器回路９０Ｆ，９０Ｇ，９０Ｈ，９０Ｉ，９０Ｊに制御電圧Ｖ２を供給する。
【００７６】
図５は、図４に示すＹ領域の拡大図である。移相器回路９０Ａは、マイクロストリップ線路５０Ａとスロット線路４０との交差部Ｃからλ１／４の位置に配置される。そして、移相器回路９０Ａと移相器回路９０Ｂとの距離は、λ１／２である。従って、移相器回路９０Ｂは、マイクロストリップ線路５０Ｂとスロット線路４０との交差部Ｄからλ１／４の位置に配置される。
【００７７】
移相器回路９０Ｃ，９０Ｄ；９０Ｅ，９０Ｆ；９０Ｇ，９０Ｈ；９０Ｉ，９０Ｊは、それぞれ、マイクロストリップ線路５０Ｂ，５０Ｃ間、マイクロストリップ線路５０Ｃ，５０Ｄ間、マイクロストリップ線路５０Ｄ，５０Ｅ間、及びマイクロストリップ線路５０Ｅ，５０Ｆ間に移相器回路９０Ａ，９０Ｂと同じように配置される。
【００７８】
移相器回路９０Ａは、移相器９１と、マイクロストリップ線路９４とからなる。移相器９１は、バラクタダイオード９２と、マイクロストリップ線路９３とからなる。バクラクダイオード９２は、その一方端が接地パターン１２０Ａによって接地され、他方端がマイクロストリップ線路９３に接続される。そして、バラクタダイオード９２は、バイアス供給回路１２０Ａを介して制御電圧Ｖ１を受け、容量値がＣＶ１に設定される。マイクロストリップ線路９３は、λ３／４＋αの長さを有する。また、マイクロストリップ線路９４は、移相器９１のマイクロストリップ線路９３に対向するように設けられる。そして、マイクロストリップ線路９４は、略λ３／４の長さを有する。
【００７９】
移相器回路９０Ｂ〜９０Ｊの各々は、移相器回路９０Ａと同じ構成からなる。
【００８０】
信号は、スロット線路４０の中間点から左右方向ＤＲ１に供給されるため、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊは、左右方向で信号の位相変化量の符号を反転させる必要がある。従って、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊの移相器９１をバラクタダイオード９２及びマイクロストリップ線路９３により構成することにしたものである。
【００８１】
そして、移相器９１は、長さがλ３／４の伝送線路の先端にインダクタンスＬと容量Ｃとが直列に接続された回路と等価であるため、スロット線路４０との接続部からバラクタダイオード９２側のインピーダンスＺＰｉｎは、バラクタダイオード９２の容量値を変化させることにより誘導性から容量性に可変できる。
【００８２】
なお、略λ３／４の長さを有するマイクロストリップ線路９４を移相器９１に対向するように設けたのは、スロット線路４０とマイクロストリップ線路９２との分岐が直列分岐となるためである。つまり、スロット線路４０上の信号を直列分岐の電磁結合によりマイクロストリップ線路９２に導くために移相器９１に対向するようにマイクロストリップ線路９４を設けたものである。
【００８３】
上述したように、マイクロストリップ線路５０Ａは、インピーダンス変換回路７０，８０からなるので、マイクロストリップ線路５０Ａとスロット線路４０との交差部ＣにおけるインピーダンスＺＲｉｎは、インピーダンス変換回路７０，８０を設けない場合のインピーダンスよりも小さくなる。また、移相器回路９０Ａは、交差部Ｃからλ１／４の位置に設けられる。
【００８４】
従って、インピーダンス変換回路７０，８０を設けた場合の移相器９１とスロット線路４０との接続点におけるインピーダンスＺＳｐ１は、インピーダンス変換回路７０，８０を設けない場合のインピーダンスに比べ大きくなる。つまり、インピーダンス変換回路７０，８０は、移相器９１から放射素子８１Ａまたは８２Ａまでのインピーダンスを大きくする。
【００８５】
その結果、移相器９１とスロット線路４０との接続部に伝搬した信号は、移相器９１へ優先的に供給され、その位相は、バラクタダイオード９２の容量値に大きく影響される。つまり、信号の位相変化量を大きくできる。そして、位相が大きく変えられた信号が移相器９１から放射素子８１Ａまたは８２Ａ側へ供給される。
【００８６】
平面アレーアンテナ装置１００から出射されるビームの仰角（平面アレーアンテナ装置１００の法線方向とビームとのなす角）は、複数の放射素子８１Ａ〜８１Ｆ、複数の放射素子８２Ａ〜８２Ｆ、複数の放射素子８３Ａ〜８３Ｆ、及び複数の放射素子８４Ａ〜８４Ｆの各々において隣接する２つの放射素子（８１Ａ，８１Ｂ等）に供給される２つの信号の位相差に比例する。
【００８７】
従って、移相器９１によって放射素子８１Ａ〜８１Ｆ，８２Ａ〜８２Ｆ，８３Ａ〜８３Ｆ，８４Ａ〜８４Ｆへ供給する信号の位相変化量を大きくすることによって、ビームの走査角を大きくできる。
【００８８】
図６は、図１から図４に示す平面アレーアンテナ装置１００におけるアンテナ利得と仰角との関係図である。図６において、横軸は、仰角θを表わし、縦軸は、アンテナ利得を表わす。また、曲線ｋ１は、この発明による平面アレーアンテナ装置１００におけるアンテナ利得と仰角θとの関係を表わし、曲線ｋ２は、従来の平面アレーアンテナ装置におけるアンテナ利得と仰角θとの関係を表わす。
【００８９】
なお、仰角θは、平面アレーアンテナ装置１００の法線方向であるｚ軸とビームとの成す角度である。また、ビームの周波数は６０ＧＨｚであり、制御端子１３０は、２０Ｖの制御電圧Ｖ１を移相器回路９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄ，９０Ｅに含まれる移相器９１のバラクタダイオード９２に供給し、制御端子１４０は、０Ｖの制御電圧Ｖ２を移相器回路９０Ｆ，９０Ｇ，９０Ｈ，９０Ｉ，９０Ｊに含まれる移相器９１のバラクタダイオード９２に供給した。
【００９０】
その結果、従来の平面アレーアンテナ装置では、±５度程度のビーム走査角であったが、この発明による平面アレーアンテナ装置１００では、±１０度程度までビーム走査角を大きくできた。
【００９１】
平面アレーアンテナ装置１００は、左右対称のアンテナ構造からなるので、制御端子１３０は、０Ｖの制御電圧Ｖ１を移相器回路９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄ，９０Ｅに含まれる移相器９１のバラクタダイオード９２に供給し、制御端子１４０は、２０Ｖの制御電圧Ｖ２を移相器回路９０Ｆ，９０Ｇ，９０Ｈ，９０Ｉ，９０Ｊに含まれる移相器９１のバラクタダイオード９２に供給しても、同じ±１０度程度のビーム走査角を得ることができる。即ち、制御電圧Ｖ１，Ｖ２の電圧値を反転しても、同じ±１０度程度のビーム走査角を得ることができる。
【００９２】
平面アレーアンテナ装置１００においては、マイクロストリップ線路２０からスロット６０を介してマイクロストリップ線路３０に供給された信号は、並列分岐によりスロット線路４０に供給され、更に、スロット線路４０の中間点から左右に分配される。そして、マイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆ，６０Ａ〜６０Ｆ，７０Ａ〜７０Ｆは、略λ１／４の間隔で配置されているため、信号は、マイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆ，６０Ａ〜６０Ｆ，７０Ａ〜７０Ｆへほぼ同相、同位相で分配される。そして、スロット線路４０からマイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆへの分岐は、図１の上下方向ＤＲ２で逆相分配となり、更に、スロット線路４０よりも上側に位置し、略λ２の長さを有するマイクロストリップ線路６０Ａ〜６０Ｆにより接続された放射素子８１Ａ〜８１Ｆ，８３Ａ〜８３Ｆと、スロット線路４０よりも下側に位置し、略λ２の長さを有するマイクロストリップ線路７０Ａ〜７０Ｆにより接続された放射素子８２Ａ〜８２Ｆ，８４Ａ〜８４Ｆとへは、それぞれ、逆方向から給電されるので、全ての放射素子８１Ａ〜８１Ｆ，８２Ａ〜８２Ｆ，８３Ａ〜８３Ｆ，８４Ａ〜８４Ｆは、ほぼ同位相、同振幅で励振される。
【００９３】
そして、平面アレーアンテナ装置１００においては、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊは、放射素子８１Ａ〜８１Ｆ，８２Ａ〜８２Ｆ，８３Ａ〜８３Ｆ，８４Ａ〜８４Ｆが形成された層ＬＹ４と接地面（層ＬＹ２）に対して反対面に設けられる層ＬＹ１に形成されるので、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊに含まれる移相器９１は、放射素子８１Ａ〜８１Ｆ，８２Ａ〜８２Ｆ，８３Ａ〜８３Ｆ，８４Ａ〜８４Ｆとの不用な結合を防止してスロット線路４０を伝搬する信号の位相を変えることができる。
【００９４】
［実施の形態２］
図７は、実施の形態２による平面アレーアンテナ装置の上面図である。平面アレーアンテナ装置１００Ａは、図１の実施の形態１に示された平面アレーアンテナ装置１００のマイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆをマイクロストリップ線路１３０Ａ〜１３０Ｆに代えたものであり、その他は、平面アレーアンテナ装置１００と同じである。
【００９５】
マイクロストリップ線路１３０Ａ〜１３０Ｆは、誘電体基板１０においてマイクロストリップ線路５０Ａ〜５０Ｆと同じように配置される。そして、マイクロストリップ線路１３０Ａは、マイクロストリップ線路５０Ａのマイクロストリップ線路５２，５５をそれぞれマイクロストリップ線路５２Ａ，５５Ａに代えたものであり、その他は、マイクロストリップ線路５０Ａと同じである。
【００９６】
マイクロストリップ線路５２Ａは、マイクロストリップ線路５５Ａの幅と同じ幅を有する。そして、マイクロストリップ線路５２Ａ，５５Ａは、マイクロストリップ線路５１，５３，５４，５６の幅よりも狭い幅を有する。
【００９７】
マイクロストリップ線路１３０Ｂ〜１３０Ｆの各々は、マイクロストリップ線路１３０Ａと同じ構成からなる。
【００９８】
マイクロストリップ線路５１，５２Ａ，５３は、インピーダンス変換回路７０Ａを構成し、マイクロストリップ線路５４，５５Ａ，５６は、インピーダンス変換回路８０Ａを構成する。従って、マイクロストリップ線路１３０Ａ〜１３０Ｆの各々は、インピーダンス変換回路７０Ａ，８０Ａからなる。
【００９９】
マイクロストリップ線路１３０Ａ〜１３０Ｆは、一部の幅を他の部分の幅よりも狭くすることにより、各マイクロストリップ線路１３０Ａ〜１３０Ｆとスロット線路４０との交差部から放射素子８１Ａ〜８１Ｆまたは８２Ａ〜８２ＦまでのインピーダンスＺＲｉｎを小さくする。
【０１００】
そうすると、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊは、マイクロストリップ線路１３０Ａ〜１３０Ｆから略λ１／４の位置でスロット線路４０に接続されているので、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊとスロット線路４０との接続部から放射素子８１Ａ〜８１Ｆまたは８２Ａ〜８２ＦまでのインピーダンスＺＳｐ１は大きくなる。つまり、インピーダンス変換回路７０Ａ，８０Ａは、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊとスロット線路４０との接続部から放射素子８１Ａ〜８１Ｆまたは８２Ａ〜８２ＦまでのインピーダンスＺＲｉｎを大きくする。
【０１０１】
その結果、平面アレーアンテナ装置１００Ａから出射されるビームの走査角を大きくできる。
【０１０２】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０１０３】
［実施の形態３］
図８は、実施の形態３による平面アレーアンテナ装置の上面図である。図９は、図８に示す線ＩＸ−ＩＸ間の断面図である。図１０は、図８に示す線Ｘ−Ｘ間の断面図である。
【０１０４】
平面アレーアンテナ装置１００Ｂは、誘電体基板１０と、スロット線路４０と、マイクロストリップ線路２１０，２２０Ａ〜２２０Ｆ，２４０Ａ〜２４０Ｆ，２５０Ａ〜２５０Ｆと、放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆ，２６２Ａ〜２６２Ｆ，２６３Ａ〜２６３Ｆ，２６４Ａ〜２６４Ｆとを備える。
【０１０５】
誘電体基板１０及びスロット線路４０については実施の形態１において説明したとおりである。
【０１０６】
マイクロストリップ線路２１０は、誘電体基板１０の左右方向ＤＲ１のほぼ中央に位置し、誘電体基板１０の端面１０Ａから誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２に延伸するように層ＬＹ１に形成される。実施の形態３においては、入出力端子Ｉ／Ｏはマイクロストリップ線路２１０の一方端に設けられる。そして、マイクロストリップ線路２１０は、入出力端子Ｉ／Ｏと反対側でスロット線路４０と略直交する。この場合、マイクロストリップ線路２１０とスロット線路４０との交差部Ｏと端Ａとの長さは、マイクロストリップ線路２１０における信号の波長をλ２としたとき、略λ２／４である。また、マイクロストリップ線路２１０は、並列分岐の電磁結合によりスロット線路４０と接続される。
【０１０７】
その結果、入出力端子Ｉ／Ｏからマイクロストリップ線路２１０に供給された信号は、並列分岐の電磁結合によりスロット線路４０に供給される。
【０１０８】
マイクロストリップ線路２２０Ａ〜２２０Ｆは、誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２に蛇行するように層ＬＹ３に形成される。そして、マイクロストリップ線路２２０Ａ〜２２０Ｆの各々は、その中間点でスロット線路４０と略直交する。この場合、マイクロストリップ線路２２０Ａ〜２２０Ｆとスロット線路４０との複数の交差部のうち、隣接する交差部間の距離は、スロット線路４０における信号の波長λ１に略等しい。
【０１０９】
平面アレーアンテナ装置１００Ｂにおいては、最も外側（左右方向ＤＲ１における端）に配置されるマイクロストリップ線路２２０Ａ，２２０Ｆは、スロット線路４０の端からλ１／４の位置に配置される。
【０１１０】
放射素子２６１Ａ，２６１Ｂ，２６１Ｃ，２６１Ｄ，２６１Ｅ，２６１Ｆは、それぞれ、マイクロストリップ線路２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃ，２２０Ｄ，２２０Ｅ，２２０Ｆの一方端に接続され、放射素子２６２Ａ，２６２Ｂ，２６２Ｃ，２６２Ｄ，２６２Ｅ，２６２Ｆは、それぞれ、マイクロストリップ線路２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃ，２２０Ｄ，２２０Ｅ，２２０Ｆの他方端に接続される。そして、放射素子２６１Ａ，２６１Ｂ，２６１Ｃ，２６１Ｄ，２６１Ｅ，２６１Ｆ，２６２Ａ，２６２Ｂ，２６２Ｃ，２６２Ｄ，２６２Ｅ，２６２Ｆは、層ＬＹ４、即ち、誘電体基板１０の表面に形成される。
【０１１１】
マイクロストリップ線路２４０Ａ，２４０Ｂ，２４０Ｃ，２４０Ｄ，２４０Ｅ，２４０Ｆは、それぞれ、マイクロストリップ線路２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃ，２２０Ｄ，２２０Ｅ，２２０Ｆを紙面上側へ延伸した位置に誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２に配置される。そして、マイクロストリップ線路２４０Ａ〜２４０Ｆは、誘電体基板１０の層ＬＹ３に形成され、一方端がそれぞれ放射素子２６１Ａ，２６１Ｂ，２６１Ｃ，２６１Ｄ，２６１Ｅ，２６１Ｆに接続される。
【０１１２】
マイクロストリップ線路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄ，２５０Ｅ，２５０Ｆは、それぞれ、マイクロストリップ線路２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｃ，２２０Ｄ，２２０Ｅ，２２０Ｆを紙面下側へ延伸した位置に誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２に配置される。そして、マイクロストリップ線路２５０Ａ〜２５０Ｆは、誘電体基板１０の層ＬＹ３に形成され、一方端がそれぞれ放射素子２６２Ａ，２６２Ｂ，２６２Ｃ，２６２Ｄ，２６２Ｅ，２６２Ｆに接続される。
【０１１３】
そして、マイクロストリップ線路２４０Ａ〜２４０Ｆ，２５０Ａ〜２５０Ｆの各々は、マイクロストリップ線路２４０Ａ〜２４０Ｆ，２５０Ａ〜２５０Ｆにおける信号の波長λ２に略等しい長さを有する。
【０１１４】
放射素子２６３Ａ，２６３Ｂ，２６３Ｃ，２６３Ｄ，２６３Ｅ，２６３Ｆは、それぞれ、マイクロストリップ線路２４０Ａ，２４０Ｂ，２４０Ｃ，２４０Ｄ，２４０Ｅ，２４０Ｆの他方端に接続され、放射素子２６４Ａ，２６４Ｂ，２６４Ｃ，２６４Ｄ，２６４Ｅ，２６４Ｆは、それぞれ、マイクロストリップ線路２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄ，２５０Ｅ，２５０Ｆの他方端に接続される。そして、放射素子２６３Ａ〜２６３Ｆ，２６４Ａ〜２６４Ｆは、層ＬＹ４、即ち、誘電体基板１０の表面に形成される。
【０１１５】
実施の形態３においては、放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆ，２６２Ａ〜２６２Ｆ，２６３Ａ〜２６３Ｆ，２６４Ａ〜２６４Ｆは、左右方向ＤＲ１において隣接する放射素子との距離Ｘｐがスロット線路４０における信号の波長λ１よりも短くなるように配置される。即ち、放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆ，２６２Ａ〜２６２Ｆ，２６３Ａ〜２６３Ｆ，２６４Ａ〜２６４Ｆは、距離Ｘｐが略０．６７λ１になるように配置される。その結果、距離Ｘｐは、マイクロストリップ線路２２０Ａ〜２２０Ｆとスロット線路４０との複数の交差部の間隔よりも短くなる。
【０１１６】
上述したように、マイクロストリップ線路２１０，２２０Ａ〜２２０Ｆ，２４０Ａ〜２４０Ｆ，２５０Ａ〜２５０Ｆ及び導体５００が誘電体基板１０の層ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ３に形成される。その結果、マイクロストリップ線路２１０及び導体５００は給電用マイクロストリップ線路を構成する。また、マイクストリップ線路２２０Ａ〜２２０Ｆ，２４０Ａ〜２４０Ｆ，２５０Ａ〜２５０Ｆの各々と導体５００とは、励振用マイクロストリップ線路を構成する。
【０１１７】
マイクロストリップ線路２２０Ａは、マイクロストリップ線路２２１〜２２４からなる。マイクロストリップ線路２２１，２２２は、スロット線路４０よりも放射素子２６１Ａ側に配置される。また、マイクロストリップ線路２２３，２２４は、スロット線路４０よりも放射素子２６２Ａ側に配置される。
【０１１８】
マイクロストリップ線路２２１は、マイクロストリップ線路２２０Ａとスロット線路４０との交差部Ｅとマイクロストリップ線路２２２との間に配置される。マイクロストリップ線路２２２は、マイクロストリップ線路２２１と放射素子２６１Ａとの間に配置される。
【０１１９】
マイクロストリップ線路２２３は、交差部Ｅとマイクロストリップ線路２２４との間に配置される。マイクロストリップ線路２２４は、マイクロストリップ線路２２３と放射素子２６２Ａとの間に配置される。
【０１２０】
マイクロストリップ線路２２１，２２３は、同じ幅を有し、マイクロストリップ線路２２２，２２４は、同じ幅を有する。そして、マイクロストリップ線路２２１，２２３は、マイクロストリップ線路２２２，２２４の幅よりも広い幅を有する。また、マイクロストリップ線路２２２，２２４は、誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２に蛇行している。
【０１２１】
マイクロストリップ線路２２０Ｂは、マイクロストリップ線路２２１，２２３，２２５，２２６からなる。また、マイクロストリップ線路２２０Ｃは、マイクロストリップ線路２２１，２２３，２２７，２２８からなる。更に、マイクロストリップ線路２２０Ｄは、マイクロストリップ線路２２１，２２３，２２９，２３０からなる。更に、マイクロストリップ線路２２０Ｅは、マイクロストリップ線路２２１，２２３，２３１，２３２からなる。更に、マイクロストリップ線路２２０Ｆは、マイクロストリップ線路２２１，２２３，２３３，２３４からなる。
【０１２２】
マイクロストリップ線路２２５〜２３４は、マイクロストリップ線路２２２，２２４と同じ幅を有し、誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２に蛇行している。そして、マイクロストリップ線路２２５，２２７，２２９，２３１，２３３は、スロット線路４０よりも上側に配置され、マイクロストリップ線路２２１と、それぞれ放射素子２６１Ｂ，２６１Ｃ，２６１Ｄ，２６１Ｅ，２６１Ｆとの間に配置される。また、マイクロストリップ線路２２６，２２８，２３０，２３２，２３４は、スロット線路４０よりも下側に配置され、マイクロストリップ線路２２３と、それぞれ放射素子２６２Ｂ，２６２Ｃ，２６２Ｄ，２６２Ｅ，２６２Ｆとの間に配置される。
【０１２３】
マイクロストリップ線路２２９，２３１，２３３は、線Ｘ−Ｘを中心にしてそれぞれマイクロストリップ線路２２７，２２５，２２２と対称な形状を有する。また、マイクロストリップ線路２３０，２３２，２３４は、線Ｘ−Ｘを中心にしてそれぞれマイクロストリップ線路２２８，２２６，２２４と対称な形状を有する。更に、マイクロストリップ線路２２４，２２６，２２８，２３０，２３２，２３４は、スロット線路４０を中心にしてそれぞれマイクロストリップ線路２２２，２２５，２２７，２２９，２３１，２３３と対称な形状を有する。
【０１２４】
そして、マイクロストリップ線路２２０Ａ〜２２０Ｆとスロット線路４０との各交差部と放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆまたは２６２Ａ〜２６２Ｆまでの電気長ＬＲＳは、ほぼ同じである。即ち、マイクロストリップ線路２２２，２２４〜２３４は、相互にほぼ同じ電気長を有する。
【０１２５】
平面アレーアンテナ装置１００Ｂにおいては、放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆ，２６２Ａ〜２６２Ｆ，２６３Ａ〜２６３Ｆ，２６４Ａ〜２６４Ｆは、左右方向ＤＲ１において隣接する放射素子間の距離Ｘｐがマイクロストリップ線路２２０Ａ〜２２０Ｆとスロット線路４０との複数の交差部の間隔よりも短くなるように配置されるので、マイクロストリップ線路２２２，２２４〜２３４を蛇行させて各交差部から放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆ，２６２Ａ〜２６２Ｆ，２６３Ａ〜２６３Ｆ，２６４Ａ〜２６４Ｆまでの電気長がほぼ同じになるようにしたものである。
【０１２６】
上述したように、マイクロストリップ線路２２０Ａ〜２２０Ｆは、スロット線路４０との交差部から放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆまたは２６２Ａ〜２６２Ｆまでの線路の一部を広くした構造からなる。
【０１２７】
従って、マイクロストリップ線路２２０Ａ〜２２０Ｆの各々とスロット線路４０との交差部から放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆまたは２６２Ａ〜２６２ＦまでのインピーダンスＺＲｉｎは、マイクロストリップ線路２２１，２２３をマイクロストリップ線路２２２，２２４〜２３４の幅と同じ幅で形成した場合に比べ、小さくなる。
【０１２８】
なお、マイクロストリップ線路２２１，２２２；２２１，２２５；２２１，２２７；２２１，２２９；２２１，２３１；２２１，２３３の各組は、インピーダンス変換回路７０Ｂを構成し、マイクロストリップ線路２２３，２２４；２２３，２２６；２２３，２２８；２２３，２３０；２２３，２３２；２２３，２３４の各組は、インピーダンス変換回路８０Ｂを構成する。従って、マイクロストリップ線路２２０Ａ〜２２０Ｆの各々は、２つのインピーダンス変換回路７０Ｂ，８０Ｂからなる。
【０１２９】
平面アレーアンテナ装置１００Ｂにおいても、上述したインピーダンス整合回路２００が設けられている。
【０１３０】
図１１は、実施の形態３による平面アレーアンテナ装置１００Ｂの底面図である。平面アレーアンテナ装置１００Ｂは、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊと、バイアス供給回路１１０Ａ〜１１０Ｊと、制御端子１３０，１４０とをさらに備える。
【０１３１】
移相器回路９０Ａ〜９０Ｊは、図９及び図１０に示す誘電体基板１０の層ＬＹ１に形成される。移相器回路９０Ａ，９０Ｂは、マイクロストリップ線路２２０Ａとマイクロストリップ線路２２０Ｂとの間に配置される。そして、移相器回路９０Ａは、マイクロストリップ線路２２０Ａ側に配置され、移相器回路９０Ｂは、マイクロストリップ線路２２０Ｂ側に配置される。
【０１３２】
移相器回路９０Ｃ，９０Ｄは、マイクロストリップ線路２２０Ｂとマイクロストリップ線路２２０Ｃとの間に配置される。そして、移相器回路９０Ｃは、マイクロストリップ線路２２０Ｂ側に配置され、移相器回路９０Ｄは、マイクロストリップ線路２２０Ｃ側に配置される。
【０１３３】
移相器回路９０Ｅ，９０Ｆは、マイクロストリップ線路２２０Ｃとマイクロストリップ線路２２０Ｄとの間に配置される。そして、移相器回路９０Ｅは、マイクロストリップ線路２２０Ｃ側に配置され、移相器回路９０Ｆは、マイクロストリップ線路２２０Ｄ側に配置される。
【０１３４】
移相器回路９０Ｇ，９０Ｈは、マイクロストリップ線路２２０Ｄとマイクロストリップ線路２２０Ｅとの間に配置される。そして、移相器回路９０Ｇは、マイクロストリップ線路２２０Ｄ側に配置され、移相器回路９０Ｈは、マイクロストリップ線路２２０Ｅ側に配置される。
【０１３５】
移相器回路９０Ｉ，９０Ｊは、マイクロストリップ線路２２０Ｅとマイクロストリップ線路２２０Ｆとの間に配置される。そして、移相器回路９０Ｉは、マイクロストリップ線路２２０Ｅ側に配置され、移相器回路９０Ｊは、マイクロストリップ線路２２０Ｆ側に配置される。
【０１３６】
このように、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊは、平面アレーアンテナ装置１００Ｂにおいても隣接する２つのマイクロストリップ線路間に２つづつ配置される。
【０１３７】
平面アレーアンテナ装置１００Ｂの底面図のその他の説明は、平面アレーアンテナ装置１００の底面図の説明と同じである。
【０１３８】
上述したように、マイクロストリップ線路２２０Ａ〜２２０Ｆの各々は、インピーダンス変換回路７０Ｂ，８０Ｂからなるので、マイクロストリップ線路２２０Ａ〜２２０Ｆとスロット線路４０との各交差部におけるインピーダンスＺＲｉｎは、インピーダンス変換回路７０Ｂ，８０Ｂを設けない場合のインピーダンスよりも小さくなる。また、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊは、各交差部からλ１／４の位置に設けられる。
【０１３９】
従って、インピーダンス変換回路７０Ｂ，８０Ｂを設けた場合の移相器回路９０Ａ〜９０Ｊとスロット線路４０との接続点におけるインピーダンスＺＳｐ１は、インピーダンス変換回路７０Ｂ，８０Ｂを設けない場合のインピーダンスに比べ大きくなる。つまり、インピーダンス変換回路７０Ｂ，８０Ｂは、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊとスロット線路４０との接続点から放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆまたは２６２Ａ〜２６２Ｆまでのインピーダンスを大きくする。
【０１４０】
その結果、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊとスロット線路４０との接続部に伝搬した信号は、移相器９１へ優先的に供給され、その位相がバラクタダイオード９２の容量値に大きく影響される。つまり、信号の位相変化量を大きくできる。そして、位相が大きく変えられた信号が移相器回路９０Ａ〜９０Ｊから放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆまたは２６２Ａ〜２６２Ｆ側へ供給される。
【０１４１】
平面アレーアンテナ装置１００Ｂから出射されるビームの仰角（平面アレーアンテナ装置１００Ｂの法線方向とビームとのなす角）をθとし、複数の放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆ、複数の放射素子２６２Ａ〜２６２Ｆ、複数の放射素子２６３Ａ〜２６３Ｆ、及び複数の放射素子２６４Ａ〜２６４Ｆにおいて左右方向ＤＲ１の隣接する２つの放射素子（２６１Ａ，２６１Ｂ等）間の距離をｄとし、左右方向ＤＲ１の隣接する２つの放射素子（２６１Ａ，２６１Ｂ等）に供給される信号の位相差をΔφとすると、
ｓｉｎθ＝λ×Δφ／２πｄ・・・（１）
が成立する。
【０１４２】
従って、式（１）より、信号の仰角θは、左右方向ＤＲ１において隣接する２つの放射素子（２６１Ａ，２６１Ｂ等）間の距離ｄに逆比例する。
【０１４３】
そして、平面アレーアンテナ装置１００Ｂの左右方向ＤＲ１に隣接する放射素子間の距離Ｘｐは、平面アレーアンテナ装置１００の左右方向ＤＲ１に隣接する放射素子（放射素子８１Ａと放射素子８１Ｂ等）間の距離よりも小さい。
【０１４４】
従って、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊの移相器９１によって放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆ，２６２Ａ〜２６２Ｆ，２６３Ａ〜２６３Ｆ，２６４Ａ〜２６４Ｆへ供給するビームの位相変化量を大きくすることによって、平面アレーアンテナ装置１００Ｂにおけるビームの走査角を平面アレーアンテナ装置１００におけるビームの走査角よりも大きくできる。
【０１４５】
図１２は、図８から図１１に示す実施の形態３の平面アレーアンテナ装置１００Ｂにおけるアンテナ利得と仰角との関係図である。図１２において、横軸は、仰角θを表わし、縦軸は、アンテナ利得を表わす。また、曲線ｋ３は、この発明による実施の形態３の平面アレーアンテナ装置１００Ｂにおけるアンテナ利得と仰角θとの関係を表わす。なお、曲線ｋ２は、図６において説明したように、従来の平面アレーアンテナ装置におけるアンテナ利得と仰角θとの関係を表わす。また、ビームの周波数及び制御電圧Ｖ１，Ｖ２の電圧値は、図６の場合と同じである。
【０１４６】
図１２から明らかなように、従来の平面アレーアンテナ装置では、±５度程度のビーム走査角であったが、この発明による平面アレーアンテナ装置１００Ｂでは、±１５度程度までビーム走査角を大きくできた。
【０１４７】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０１４８】
［実施の形態４］
図１３は、実施の形態４による平面アレーアンテナ装置１００Ｃの上面図である。図１４は、図１３に示す線ＸＩＶ−ＸＩＶ間における断面図である。図１５は、図１３に示す線ＸＶ−ＸＶ間における断面図である。
【０１４９】
平面アレーアンテナ装置１００Ｃは、図８に示す実施の形態３の平面アレーアンテナ装置１００Ｂのマイクロストリップ線路２１０をマイクロストリップ線路２４０に代え、マイクロストリップ線路２２０Ａ〜２２０Ｆをそれぞれマイクロストリップ線路２８０Ａ〜２８０Ｆに代え、スロット６０をスロット２５０に代え、スロット線路４０をスロット線路２７０に代え、マイクロストリップ線路２６０を追加したものであり、その他は、平面アレーアンテナ装置１００Ｂと同じである。
【０１５０】
マイクロストリップ線路２４０は、誘電体基板１０の左右方向ＤＲ１のほぼ中央に位置し、端面１０Ａから誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２に延伸するように層ＬＹ１に形成される。そして、入出力端子Ｉ／Ｏがマイクロストリップ線路２４０の一方端に設けられる。導体５００は、スロット２５０及びスロット線路２７０を形成するように層ＬＹ２に形成される。この場合、スロット２５０は、マイクロストリップ線路２４０及び２６０に略直交する。また、スロット線路２７０は、誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２のほぼ中央に位置し、誘電体基板１０の左右方向ＤＲ１に蛇行するように延伸する。
【０１５１】
マイクロストリップ線路２６０は、誘電体基板１０の左右方向ＤＲ１のほぼ中央に位置し、誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２に延伸するように層ＬＹ３に形成される。そして、マイクロストリップ線路２６０は、一方端側でスロット線路２７０に略直交し、他方端側でスロット２５０に略直交する。この場合、マイクロストリップ線路２６０の一方端は、マイクロストリップ線路２６０とスロット線路２７０との交差部よりも上側に略λ２／４だけ突出している。なお、λ２は、マイクロストリップ線路２６０における信号の波長である。
【０１５２】
その結果、マイクロストリップ線路２６０は、スロット２５０を介してマイクロストリップ線路２４０と電磁結合により接続される。従って、スロット２５０は、層間接続用のスロットである。また、マイクロストリップ線路２６０は、並列分岐の電磁結合によりスロット線路２７０と接続される。
【０１５３】
そうすると、入出力端子Ｉ／Ｏからマイクロストリップ線路２４０に供給された信号は、スロット２５０を介して電磁結合によりマイクロストリップ線路２６０に供給され、更に電磁結合によりスロット線路２７０に供給される。
【０１５４】
そして、マイクロストリップ線路２６０の幅を一部広くすることによってインピーダンス整合回路１９０がマイクロストリップ線路２６０中に形成され、インピーダンスが整合される。
【０１５５】
マイクロストリップ線路２８０Ａ〜２８０Ｆは、誘電体基板１０の上下方向ＤＲ２に延伸するように層ＬＹ３に形成される。そして、マイクロストリップ線路２８０Ａ〜２８０Ｆの各々は、その中間点でスロット線路２７０と略直交する。また、マイクロストリップ線路２８０Ａ〜２８０Ｆは、左右方向ＤＲ１に隣接するマイクロストリップ線路との直線距離が隣接する放射素子（放射素子２６１Ａ及び放射素子２６１Ｂ等）間の距離Ｘｐになるように配置される。
【０１５６】
即ち、マイクロストリップ線路２８０Ａ〜２８０Ｆとスロット線路２７０との交差部をそれぞれ交差部Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋとしたとき、交差部Ｆ−Ｇ間、交差部Ｇ−Ｈ間、交差部Ｈ−Ｉ間、交差部Ｉ−Ｊ間、及び交差部Ｊ−Ｋ間の直線距離が距離Ｘｐになるようにマイクロストリップ線路２８０Ａ〜２８０Ｆが配置される。
【０１５７】
この場合、交差部Ｆ−Ｇ間、交差部Ｇ−Ｈ間、交差部Ｈ−Ｉ間、交差部Ｉ−Ｊ間、及び交差部Ｊ−Ｋ間の各々は、「線路区間」を構成する。そして、各線路区間におけるスロット線路２７０の長さ（電気長）は、スロット線路２７０における信号の略波長λ１に等しい。
【０１５８】
平面アレーアンテナ装置１００Ｃにおいては、最も外側（左右方向ＤＲ１の端）に配置されるマイクロストリップ線路２８０Ａ，２８０Ｆは、スロット線路２７０の端からλ１／４の位置に配置される。
【０１５９】
上述したように、マイクロストリップ線路２４０，２６０，２８０Ａ〜２８０Ｆ及び導体５００が誘電体基板１０の層ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ３に形成される。その結果、マイクロストリップ線路２４０及び導体５００は給電用マイクロストリップ線路を構成する。また、マイクロストリップ線路２６０及び導体５００は給電用マイクロストリップ線路を構成する。更に、マイクストリップ線路２８０Ａ〜２８０Ｆの各々と導体５００とは、励振用マイクロストリップ線路を構成する。
【０１６０】
マイクロストリップ線路２８０Ａは、マイクロストリップ線路２８１〜２８４からなる。マイクロストリップ線路２８１，２８２は、スロット線路２７０よりも放射素子２６１Ａ側に配置される。また、マイクロストリップ線路２８３，２８４は、スロット線路２７０よりも放射素子２６２Ａ側に配置される。
【０１６１】
マイクロストリップ線路２８１は、マイクロストリップ線路２８０Ａとスロット線路２７０との交差部Ｆとマイクロストリップ線路２８２との間に配置される。マイクロストリップ線路２８２は、マイクロストリップ線路２８１と放射素子２６１Ａとの間に配置される。
【０１６２】
マイクロストリップ線路２８３は、交差部Ｆとマイクロストリップ線路２８４との間に配置される。マイクロストリップ線路２８４は、マイクロストリップ線路２８３と放射素子２６２Ａとの間に配置される。
【０１６３】
マイクロストリップ線路２８１，２８３は、同じ幅を有し、マイクロストリップ線路２８２，２８４は、同じ幅を有する。そして、マイクロストリップ線路２８１，２８３は、マイクロストリップ線路２８２，２８４の幅よりも広い幅を有する。
【０１６４】
このように、マイクロストリップ線路２８０Ａは、交差部Ｆから放射素子２６１Ａまたは２６２Ａまでの線路の一部を広くした構造からなる。
【０１６５】
マイクロストリップ線路２８０Ｂ〜２８０Ｆの各々は、マイクロストリップ線路２８０Ａと同じ構成からなる。
【０１６６】
マイクロストリップ線路２８０Ａ〜２８０Ｆの各々は、放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆまたは２６２Ａ〜２６２Ｆからスロット線路２７０との交差部Ｆ〜Ｋまでの線路の一部を広くした構造からなるので、マイクロストリップ線路２８０Ａ〜２８０Ｆの各々とスロット線路２７０との交差部Ｆ〜Ｋから放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆまたは２６２Ａ〜２６２ＦまでのインピーダンスＺＲｉｎは、マイクロストリップ線路２８１，２８３をマイクロストリップ線路２８２，２８４の幅と同じ幅で形成した場合に比べ、小さくなる。
【０１６７】
なお、マイクロストリップ線路２８１，２８２は、インピーダンス変換回路７０Ｃを構成し、マイクロストリップ線路２８３，２８４は、インピーダンス変換回路８０Ｃを構成する。従って、マイクロストリップ線路２８０Ａ〜２８０Ｆの各々は、２つのインピーダンス変換回路７０Ｃ，８０Ｃからなる。
【０１６８】
図１６は、実施の形態４による平面アレーアンテナ装置１００Ｃの底面図である。平面アレーアンテナ装置１００Ｃは、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊと、バイアス供給回路１１０Ａ〜１１０Ｊと、制御端子２８０，２９０とをさらに備える。
【０１６９】
平面アレーアンテナ装置１００Ｃにおいては、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊは、蛇行したスロット線路２７０に略直交するように配置される。また、移相器回路９０Ａ，９０Ｂ、移相器回路９０Ｃ，９０Ｄ、移相器回路９０Ｅ，９０Ｆ、移相器回路９０Ｇ，９０Ｈ及び移相器回路９０Ｉ，９０Ｊは、それぞれ、マイクロストリップ線路２８０Ａ，２８０Ｂ間、マイクロストリップ線路２８０Ｂ，２８０Ｃ間、マイクロストリップ線路２８０Ｃ，２８０Ｄ間、マイクロストリップ線路２８０Ｄ，２８０Ｅ間、及びマイクロストリップ線路２８０Ｅ，２８０Ｆ間に配置される。更に、移相器回路９０Ａは、接地パターン１４０Ａに接続される。移相器回路９０Ｂ，９０Ｃは、接地パターン１４０Ｂに接続される。移相器回路９０Ｄ，９０Ｅは、接地パターン１４０Ｃに接続される。移相器回路９０Ｆ，９０Ｇは、接地パターン１４０Ｄに接続される。移相器回路９０Ｈ，９０Ｉは、接地パターン１４０Ｅに接続される。移相器回路９０Ｊは、接地パターン１４０Ｆに接続される。接地パターン１４０Ａ〜１４０Ｆは、上述した接地パターン１２０Ａ〜１２０Ｊと同じ構成からなる。
【０１７０】
そして、移相器回路９０Ａ，９０Ｃ，９０Ｅ，９０Ｇ，９０Ｉは、それぞれ、マイクロストリップ線路２８０Ａ〜２８０Ｅ側に配置され、移相器回路９０Ｂ，９０Ｄ，９０Ｆ，９０Ｈ，９０Ｊは、それぞれ、マイクロストリップ線路２８０Ｂ〜２８０Ｆ側に配置される。
【０１７１】
このように、平面アレーアンテナ装置１００Ｃにおいても移相器回路９０Ａ〜９０Ｊは、隣接する２つのマイクロストリップ線路間に２つづつ配置される。
【０１７２】
平面アレーアンテナ装置１００Ｃにおいては、バイアス供給回路１１０Ａ〜１１０Ｊは、それぞれ、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊのマイクロストリップ線路９４（開放端）に接続される。
【０１７３】
制御端子２８０，２９０は、層ＬＹ１に形成される。そして、制御端子２８０は、それぞれ、バイアス供給回路１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ，１１０Ｅを介して移相器回路９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄ，９０Ｅに制御電圧Ｖ１を供給する。また、制御端子２９０は、それぞれ、バイアス供給回路１１０Ｆ，１１０Ｇ，１１０Ｈ，１１０Ｉ，１１０Ｊを介して移相器回路９０Ｆ，９０Ｇ，９０Ｈ，９０Ｉ，９０Ｊに制御電圧Ｖ２を供給する。
【０１７４】
従って、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊのバラクタダイオード９２は、マイクロストリップ線路９４（開放端）を介して制御電圧Ｖ１，Ｖ２を受ける。
【０１７５】
平面アレーアンテナ装置１００Ｃの底面図のその他の説明は、平面アレーアンテナ装置１００の底面図の説明と同じである。
【０１７６】
上述したように、マイクロストリップ線路２８０Ａ〜２８０Ｆの各々は、インピーダンス変換回路７０Ｃ，８０Ｃからなるので、マイクロストリップ線路２８０Ａ〜２８０Ｆとスロット線路２７０との各交差部Ｆ〜ＫにおけるインピーダンスＺＲｉｎは、インピーダンス変換回路７０Ｃ，８０Ｃを設けない場合のインピーダンスよりも小さくなる。また、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊは、各交差部Ｆ〜Ｋからλ１／４の位置に設けられる。
【０１７７】
従って、インピーダンス変換回路７０Ｃ，８０Ｃを設けた場合の移相器回路９０Ａ〜９０Ｊとスロット線路２７０との接続点におけるインピーダンスＺＳｐ１は、インピーダンス変換回路７０Ｃ，８０Ｃを設けない場合のインピーダンスに比べ大きくなる。つまり、インピーダンス変換回路７０Ｃ，８０Ｃは、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊから放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆまたは２６２Ａ〜２６２Ｆまでのインピーダンスを大きくする。
【０１７８】
その結果、移相器回路９０Ａ〜９０Ｊとスロット線路２７０との接続部に伝搬した信号は、移相器９１へ優先的に供給され、その位相がバラクタダイオード９２の容量値に大きく影響される。つまり、信号の位相変化量を大きくできる。そして、位相が大きく変えられた信号が移相器回路９０Ａ〜９０Ｊから放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆまたは２６２Ａ〜２６２Ｆ側へ供給される。
【０１７９】
また、平面アレーアンテナ装置１００Ｃの左右方向ＤＲ１に隣接する放射素子間の距離Ｘｐは、平面アレーアンテナ装置１００の左右方向ＤＲ１に隣接する放射素子（放射素子８１Ａと放射素子８１Ｂ等）間の距離よりも小さい。
【０１８０】
従って、実施の形態４において説明した理由と同じ理由によって、平面アレーアンテナ装置１００Ｃにおけるビームの走査角を平面アレーアンテナ装置１００におけるビームの走査角よりも大きくできる。
【０１８１】
その他は、実施の形態１，３と同じである。
【０１８２】
［実施の形態５］
図１７は、実施の形態５による平面アレーアンテナ装置１００Ｄの上面図である。平面アレーアンテナ装置１００Ｄは、図１３から図１６に示す実施の形態４の平面アレーアンテナ装置１００Ｃにスロット２７１〜２７４，３０１，３０２、開口部２７５，２７６，３０３及びスロット線路３００を追加したものであり、その他は、平面アレーアンテナ装置１００Ｃと同じである。
【０１８３】
スロット２７１〜２７４，３０１，３０２、開口部２７５，２７６，３０３及びスロット線路３００は、平面アレーアンテナ装置１００Ｃにおける導体５００を３つのパターンからなる導体５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃに代えることにより形成される。
【０１８４】
スロット２７１，２７２は、扇形状からなり、マイクストリップ線路２８０Ａとスロット線路２７０との交差部Ｆから開口部２７５側へ略λ１／２の位置に形成される。また、スロット２７３，２７４は、扇形状からなり、マイクロストリップ線路２８０Ｆとスロット線路２７０との交差部Ｋから開口部２７６側へ略λ１／２の位置に形成される。なお、交差部Ｆとスロット２７１，２７２との距離及び交差部Ｋとスロット２７３，２７４との距離は、一般的には、ｎλ１／２（ｎは整数）であればよい。
【０１８５】
開口部２７５，２７６は、スロット線路２７０の左右方向ＤＲ１の両端に形成される。そして、開口部２７５とスロット２７１，２７２との距離及び開口部２７６とスロット２７３，２７４との距離は、略λ１／２に設定される。
【０１８６】
スロット２７１〜２７４を設けることにより、交差部Ｆから開口部２７５側のインピーダンスまたは交差部Ｋから開口部２７６側のインピーダンスは、オープンに近づくため、スロット線路２７０の両端からの信号の漏洩を防止できる。また、スロット２７１〜２７４を扇形状により形成することにより、広帯域な特性を得ることができる。更に、開口部２７５とスロット２７１，２７２との距離及び開口部２７６とスロット２７３，２７４との距離は、略λ１／２に設定されるため、スロット線路２７０の両端からの信号の漏洩を更に防止できる。
【０１８７】
スロット線路３００は、スロット線路２７０の中心Ｔから上方向へ延伸するように配置される。スロット３０１，３０２は、扇形状からなり、中心Ｔから略９λ１／４の位置に形成される。なお、中心Ｔとスロット３０１，３０２との距離は、一般的には、λ１／４＋ｎλ１／４（ｎは整数）に設定される。
【０１８８】
開口部３０３は、スロット３０１，３０２から略λ１／２の位置に形成される。
【０１８９】
スロット３０１，３０２を設けることにより、中心Ｔから開口部３０３側のインピーダンスを短絡に近づけることができ、スロット線路３００からの信号の漏洩を防止できる。
【０１９０】
図１８は、実施の形態５による平面アレーアンテナ装置１００Ｄの底面図である。平面アレーアンテナ１００Ｄは、移相器９１Ａ〜９１Ｊ、制御端子３１０，３２０及びグランド端子３３０を更に備える。
【０１９１】
移相器９１Ａ〜９０Ｊは、スロット線路２７０に略直交する。そして、移相器９１Ａ〜９１Ｊの各々は、移相器９１と同じ構成からなる。また、移相器９１Ａ〜９１Ｊは、マイクストリップ線路２８０Ａ〜２８０Ｆとスロット線路２７０との交差部から略λ１／４の位置に配置される。
【０１９２】
移相器９１Ａ，９１Ｂは、マイクロストリップ線路２８０Ａ，２８０Ｂ間に設けられる。移相器９１Ａは、マイクロストリップ線路２８０Ａ側に設けられ、移相器９１Ｂは、マイクロストリップ線路２８０Ｂ側に設けられる。
【０１９３】
移相器９１Ｃ，９１Ｄは、マイクロストリップ線路２８０Ｂ，２８０Ｃ間に設けられる。そして、移相器９１Ｃは、マイクロストリップ線路２８０Ｂ側に設けられ、移相器９１Ｄは、マイクロストリップ線路２８０Ｃ側に設けられる。
【０１９４】
移相器９１Ｅ，９１Ｆは、マイクロストリップ線路２８０Ｃ，２８０Ｄ間に設けられる。そして、移相器９１Ｅは、マイクロストリップ線路２８０Ｃ側に設けられ、移相器９１Ｆは、マイクロストリップ線路２８０Ｄ側に設けられる。
【０１９５】
移相器９１Ｇ，９１Ｈは、マイクロストリップ線路２８０Ｄ，２８０Ｅ間に設けられる。そして、移相器９１Ｇは、マイクロストリップ線路２８０Ｄ側に設けられ、移相器９１Ｇは、マイクロストリップ線路２８０Ｅ側に設けられる。
【０１９６】
移相器９１Ｉ，９１Ｊは、マイクロストリップ線路２８０Ｅ，２８０Ｆ間に設けられる。そして、移相器９１Ｉは、マイクロストリップ線路２８０Ｅ側に設けられ、移相器９１Ｊは、マイクロストリップ線路２８０Ｆ側に設けられる。
【０１９７】
移相器９１Ａは、接地パターン１４０Ａと接地パターン１５０Ａとの間に接続される。移相器９１Ｂは、接地パターン１４０Ｂと接地パターン１５０Ａとの間に接続される。
【０１９８】
移相器９１Ｃは、接地パターン１４０Ｂと接地パターン１５０Ｂとの間に接続される。移相器９１Ｄは、接地パターン１４０Ｃと接地パターン１５０Ｂとの間に接続される。
【０１９９】
移相器９１Ｅは、接地パターン１４０Ｃと接地パターン１５０Ｃとの間に接続される。移相器９１Ｆは、接地パターン１４０Ｄと接地パターン１５０Ｃとの間に接続される。
【０２００】
移相器９１Ｇは、接地パターン１４０Ｄと接地パターン１５０Ｄとの間に接続される。移相器９１Ｈは、接地パターン１４０Ｅと接地パターン１５０Ｄとの間に接続される。
【０２０１】
移相器９１Ｉは、接地パターン１４０Ｅと接地パターン１５０Ｅとの間に接続される。移相器９１Ｊは、接地パターン１４０Ｆと接地パターン１５０Ｅとの間に接続される。
【０２０２】
接地パターン１４０Ａ〜１４０Ｆの各々は、スルーホールを介して接地面（層ＬＹ２）に形成された導体５５Ａ，５５Ｂに接続される。また、接地パターン１５０Ａ〜１５０Ｅの各々は、スルーホール１５１，１５２を介して接地面（層ＬＹ２）に形成された導体５５Ｃに接続される。
【０２０３】
制御端子３１０，３２０及びグランド端子３３０は、層ＬＹ１（誘電体基板１０の裏面）に形成される。そして、制御端子３１０は、スルーホール３１１を介して接地面（層ＬＹ２）に形成された導体５５Ｂに接続される。また、制御端子３２０は、スルーホール３２１を介して接地面（層ＬＹ２）に形成された導体５５Ａに接続される。更に、グランド端子３３０は、スルーホール３３１を介して接地面（層ＬＹ２）に形成された導体５５Ｃに接続される。
【０２０４】
従って、移相器９１Ａ〜９１Ｊに含まれるバラクタダイオード９２の両端は、接地パターン１４０Ａ〜１４０Ｆ，１５０Ａ〜１５０Ｅによって直流的には接地面（層ＬＹ２）に形成された導体５５Ａ，５５Ｂと導体５５Ｃとの間に接続される。その結果、制御端子３１０は、導体５５Ｂ及び接地パターン１４０Ａ〜１４０Ｃを介して移相器９１Ａ〜９１Ｅに制御電圧Ｖ１を供給できる。また、制御端子３２０は、導体５５Ａ及び接地パターン１４０Ｄ〜１４０Ｆを介して移相器９１Ｆ〜９１Ｊに制御電圧Ｖ２を供給できる。
【０２０５】
このように、平面アレーアンテナ装置１００Ｄにおいては、制御端子３１０，３２０は、導体５５Ａ，５５Ｂを介して移相器９１Ａ〜９１Ｊに制御電圧Ｖ１，Ｖ２を供給するので、制御電圧の供給が容易になる。
【０２０６】
また、平面アレーアンテナ装置１００Ｄは、平面アレーアンテナ装置１００Ｃと同じ放射素子２６１Ａ〜２６１Ｆ，２６２Ａ〜２６２Ｆ，２６３Ａ〜２６３Ｆ，２６４Ａ〜２６４Ｆ、マイクロストリップ線路２４０Ａ〜２４０Ｆ，２５０Ａ〜２５０Ｆ，２８０Ａ〜２８０Ｆ及び移相器９１Ａ〜９１Ｊを備えるので、ビームの走査角を平面アレーアンテナ装置１００よりも大きくできる。
【０２０７】
その他は、実施の形態１，３と同じである。
【０２０８】
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】
【０２０９】
この発明は、十分なビーム走査角が得られる平面アレーアンテナ装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０２１０】
【図１】実施の形態１による平面アレーアンテナ装置の上面図である。
【図２】図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間における断面図である。
【図３】図１に示す線ＩＩＩ−ＩＩＩ間における断面図である。
【図４】実施の形態１による平面アレーアンテナ装置の底面図である。
【図５】図４に示すＹ領域の拡大図である。
【図６】図１から図４に示す平面アレーアンテナ装置におけるアンテナ利得と仰角との関係図である。
【図７】実施の形態２による平面アレーアンテナ装置の上面図である。
【図８】実施の形態３による平面アレーアンテナ装置の上面図である。
【図９】図８に示す線ＩＸ−ＩＸ間の断面図である。
【図１０】図８に示す線Ｘ−Ｘ間の断面図である。
【図１１】実施の形態３による平面アレーアンテナ装置の底面図である。
【図１２】図８から図１１に示す平面アレーアンテナ装置におけるアンテナ利得と仰角との関係図である。
【図１３】実施の形態４による平面アレーアンテナ装置の上面図である。
【図１４】図１３に示す線ＸＩＶ−ＸＩＶ間における断面図である。
【図１５】図１３に示す線ＸＶ−ＸＶ間における断面図である。
【図１６】実施の形態４による平面アレーアンテナ装置の底面図である。
【図１７】実施の形態５による平面アレーアンテナ装置の上面図である。
【図１８】実施の形態５による平面アレーアンテナ装置の底面図である。
【符号の説明】
【０２１１】
１０  誘電体基板、１０Ａ  端面、１１〜１３  誘電体、２０，３０，５０Ａ〜５０Ｆ，５１〜５６，５２Ａ，５５Ａ，６０Ａ〜６０Ｆ，７０Ａ〜７０Ｆ，９３，９４，１１１，１３０Ａ〜１３０Ｆ，２１０，２２０Ａ〜２２０Ｆ，２２１〜２３４，２４０，２４０Ａ〜２４０Ｆ，２５０Ａ〜２５０Ｆ，２６０，２８０Ａ〜２８０Ｆ，２８１〜２８４  マイクロストリップ線路、４０，２７０，３００  スロット線路、５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５００  導体、６０，２５０  スロット、７０，７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，８０，８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ  インピーダンス変換回路、８１Ａ〜８１Ｆ，８２Ａ〜８２Ｆ，８３Ａ〜８３Ｆ，８４Ａ〜８４Ｆ，２６１Ａ〜２６１Ｆ，２６２Ａ〜２６２Ｆ，２６３Ａ〜２６３Ｆ，２６４Ａ〜２６４Ｆ  放射素子、１９０，２００  インピーダンス整合回路、９０Ａ〜９０Ｊ  移相器回路、９１，９１Ａ〜９１Ｊ  移相器、９２  バラクタダイオード、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ  平面アレーアンテナ装置、１１０Ａ〜１１０Ｊ  バイアス供給回路、１１２  ラジアルスタブ、１２０Ａ〜１２０Ｊ，１４０Ａ〜１４０Ｆ，１５０Ａ〜１５０Ｅ  接地パターン、１２１，３１１，３２１，３３１  スルーホール、１３０，１４０，２８０，２９０，３１０，３２０  制御端子、２７１〜２７４，３０１，３０２  スロット、２７５，２７６，３０３  開口部、３３０  グランド端子。
【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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【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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