(57)【要約】放射部のための誘電体イメージ線路の伝送特性と励振部のためのマイクロストリップ線路の伝送特性とを両立させ、より効率化された誘電体漏れ波アンテナを提供するために、誘電体基板は、下層部と該下層部の上に接合された上層部とを有して構成されている。前記誘電体基板内でその厚さ方向と直交する方向に電磁波を伝搬させる誘電体イメージ線路を形成する地板導体は、前記誘電体基板の一面側として前記下層部の下面に形成されている。前記誘電体基板の反対面側に所定間隔で平行に設けられた複数の漏出用金属ストリップは、前記誘電体基板の前記上層部の上面に形成されている。励振部を構成する、前記地板導体との間でマイクロストリップ線路を形成する線路用金属ストリップおよび前記マイクロストリップ線路を伝送する電磁波を前記誘電体基板内で前記複数の漏出用金属ストリップと交差する方向に分岐する分岐手段は、前記誘電体基板の前記下層部と上層部との間に形成されている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、該誘電体基板の一面側に設けられ、前記誘電体基板内でその厚さ方向と直交する方向に電磁波を伝搬させる誘電体イメージ線路を形成する地板導体と、前記誘電体基板の反対面側に所定間隔で平行に設けられた複数の漏出用金属ストリップと、前記地板導体との間でマイクロストリップ線路を形成する線路用金属ストリップおよび前記マイクロストリップ線路を伝送する電磁波を前記誘電体基板内で前記複数の漏出用金属ストリップと交差する方向に分岐する分岐手段を有する励振部とを備えた誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記誘電体基板は、下層部と該下層部の上に接合された上層部とを有して構成されており、
前記地板導体は、前記誘電体基板の前記下層部の下面に形成されており、
前記複数の漏出用金属ストリップは、前記誘電体基板の前記上層部の上面に形成されており、
前記励振部を構成する線路用金属ストリップおよび分岐手段は、前記誘電体基板の前記下層部と上層部との間に形成されていることを特徴とする誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項２】
前記励振部の分岐手段は、
前記線路用金属ストリップの一方の側縁に所定間隔に設けられ、前記マイクロストリップ線路に給電されて該マイクロストリップ線路の長手方向に伝搬する電磁波を前記漏出用金属ストリップと交差する方向に分岐出力する複数の第１スタブと、
前記線路用金属ストリップの他方の側縁に所定間隔に設けられ、前記マイクロストリップ線路に給電されて該マイクロストリップ線路の長手方向に伝搬する電磁波を前記漏出用金属ストリップと交差する方向に分岐出力する複数の第２スタブとを有し、
前記複数の第１スタブおよび前記複数の第２スタブが設けられている前記所定間隔は、前記マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長に等しいことを特徴とする請求項１に記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項３】
前記複数の第１スタブおよび前記複数の第２スタブのそれぞれは、対応するスタブが前記マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長のほぼ１／４だけずれて設けられていることを特徴とする請求項２に記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項４】
前記複数の第１スタブおよび前記複数の第２スタブのそれぞれは、前記線路用金属ストリップを挟んで対称な位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項５】
前記励振部の分岐手段は、複数の反射抑圧素子が、それぞれ、前記複数の第１スタブおよび前記複数の第２スタブのそれぞれと所定の間隔を置いて、前記線路用金属ストリップを挟んで対称な位置に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項６】
前記複数の第１スタブおよび複数の第２スタブのそれぞれは、前記線路用金属ストリップの側縁からそれぞれ所定の幅で前記線路用金属ストリップと直交する方向に所定距離延びた帯状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項７】
前記複数の反射抑圧素子のそれぞれは、前記線路用金属ストリップの側縁からそれぞれ所定の幅で前記線路用金属ストリップと直交する方向に所定距離延びた帯状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項８】
前記分岐手段によって前記漏出用金属ストリップ側と反対側に分岐される電磁波を前記漏出用金属ストリップ側に反射させるための反射壁を備えたことを特徴とする請求項１に記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項９】
一端側が前記地板導体と電気的に接続され、他端側が前記誘電体基板の反対面側で前記線路用金属ストリップに対向するように延び、前記マイクロストリップ線路から前記誘電体基板の前記反対面側に直接放射される電磁波をシールドするシールド部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項１０】
前記励振部が前記誘電体基板のほぼ中央部に設けられ、該励振部の両側にそれぞれ前記複数の漏出用金属ストリップが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項１１】
前記マイクロストリップ線路は、該マイクロストリップ線路の一端から給電された電磁波を該マイクロストリップ線路の他端側に伝搬するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項１２】
前記マイクロストリップ線路は、該マイクロストリップ線路のほぼ中央から給電された電磁波を該マイクロストリップ線路の両端側に伝搬するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項１３】
前記地板導体を挟んで前記誘電体基板と反対側に回路基板が設けられ、該回路基板の電極部と前記線路用金属ストリップの一部との間が、前記地板導体に形成されたスロットを介して結合していることを特徴とする請求項１に記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項１４】
前記地板導体を挟んで前記誘電体基板と反対側に回路基板が設けられ、該回路基板の電極部と前記線路用金属ストリップの一部との間が、前記誘電体基板の下層部、前記地板導体および前記回路基板を貫通するように形成された金属ピンを介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【請求項１５】
前記励振部を構成する線路用金属ストリップおよび分岐手段は、前記誘電体基板の前記下層部の上面または前記上層部の下面に印刷処理で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、誘電体漏れ波アンテナ（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｌｅａｋｙ  ｗａｖｅ  ａｎｔｅｎｎａ）に係り、特に、励振部と放射部とを有する誘電体漏れ波アンテナにおいて、励振部と放射部との特性をともに最適化できるようにするための技術を採用した誘電体漏れ波アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】  例えば、ドップラレーダ用に割り当てられている２４．０５〜２４．２ＧＨｚの準ミリ波帯で使用するアンテナで、構成が簡易で効率が高いものとして、誘電体漏れ波アンテナがある。【０００３】  図４２は、従来より知られている誘電体漏れ波アンテナ１０の構造例を示している。【０００４】  この誘電体漏れ波アンテナ１０は、誘電体基板１１と、その一面（図では下面）側に設けられた地板導体１２とにより、電磁波を誘電体基板１１の厚さ方向と直交する方向へ伝送する誘電体イメージ線路を形成するとともに、誘電体基板１１の反対面（図で上面）側に前記電磁波の伝送方向Ａと直交する方向に互いに平行な所定間隔で放射部としての複数の漏出用金属ストリップ１３を設け、後述する励振部１４から給電される電磁波を複数の漏出用金属ストリップ１３に交差する方向に伝搬させることで、誘電体基板１１内の電磁波を誘電体基板１１の表面から外部空間に漏出させる。【０００５】  ここで、誘電体基板１１の表面から漏出される電磁波の放射特性は、複数の漏出用金属ストリップ１３の幅、間隔、誘電体基板１１内を伝搬する電磁波の波面（等位相面）と複数の漏出用金属ストリップ１３との角度によって種々設定が可能である。【０００６】  例えば、誘電体基板１１内を伝搬する電磁波の波面を複数の漏出用金属ストリップ１３と平行にすれば、誘電体基板１１の表面から漏出する電磁波のビーム方向を、誘電体基板１１の表面に直交し且つ各漏出用金属ストリップ１３の長さ方向と直交する面内に設定することができる。【０００７】  また、この面内における電磁波のビーム方向は、主に、複数の漏出用金属ストリップ１３の間隔によって決定される。【０００８】  例えば、複数の漏出用金属ストリップ１３の間隔を放射しようとする電磁波の誘電体イメージ線路内の伝搬波長λｇにほぼ等しくすれば、電磁波のビーム方向を誘電体基板１１の表面にほぼ直交する方向に設定することができ、誘電体基板１１の向きと電磁波のビーム方向をほぼ一致させることができる。【０００９】  このような原理で電磁波を放射する誘電体漏れ波アンテナでは、誘電体基板１１内に複数の漏出用金属ストリップ１３とほぼ平行な波面を有する電磁波を伝搬させるための励振部１４を設けることが必要となる。【００１０】  この励振部１４として、簡易な構成で量産性が高く低コストに構成できるものとして、特許文献１には、図２４に示しているように、誘電体基板１１を挟んで地板導体１２との間にマイクロストリップ線路を形成する線路用金属ストリップ１５と、この線路用金属ストリップ１５の両側に対して、例えば、第１および第２のスタブ１６、１７を所定間隔に設けてマイクロストリップ線路を伝搬する電磁波を複数の漏出用金属ストリップ１３と交差する矢印Ａ方向に分岐させる分岐手段１４Ａとを有する構成のものが、本願発明者等によって提案されている。【００１１】  なお、図４２に示す励振部１４における矢印Ｂは、誘電体基板１１を挟んで地板導体１２との間に形成されるマイクロストリップ線路内に線路用金属ストリップ１５の一端の給電部１８から給電される電磁波の電界方向を示している。
【特許文献１】特開２００４−３２８２９１号公報
【発明の開示】
【００１２】  しかしながら、上記のように、放射部のための誘電体イメージ線路と励振部のためのマイクロストリップ線路とを共通の誘電体基板１１に形成する場合、次のような解決すべき新たな問題がある。
【００１３】  すなわち、誘電体イメージ線路では、誘電体基板１１は電磁界を閉じ込めるための一定の基板厚が必要であるのに対し、マイクロストリップ線路では基板厚が大になると線路自体から電磁波が漏出してしまうことにより、複数の漏出用金属ストリップ１３が設けられている方向へ効率よく電磁波を分岐することができなくなってしまう。
【００１４】  このため、従来では、放射部のための誘電体イメージ線路と励振部のためのマイクロストリップ線路の少なくとも一方の伝送特性を犠牲にしているのが実状である。
【００１５】  本発明の目的は、上述したような従来技術の問題を解決するために、放射部のための誘電体イメージ線路の伝送特性と励振部のためのマイクロストリップ線路の伝送特性とを両立させ、より効率化された誘電体漏れ波アンテナを提供することである。
【００１６】  本発明の第１の態様によれば、上記目的を達成するために、
誘電体基板（２１）と、該誘電体基板の一面側に設けられ、前記誘電体基板内でその厚さ方向と直交する方向に電磁波を伝搬させる誘電体イメージ線路を形成する地板導体（２２）と、前記誘電体基板の反対面側に所定間隔で平行に設けられた複数の漏出用金属ストリップ（２３、２３’）と、前記地板導体との間でマイクロストリップ線路を形成する線路用金属ストリップ（４０）および前記マイクロストリップ線路を伝送する電磁波を前記誘電体基板内で前記複数の漏出用金属ストリップと交差する方向に分岐する分岐手段（２４Ａ）を有する励振部（２４）とを備えた誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記誘電体基板は、下層部（２１ａ）と該下層部の上に接合された上層部（２１ｂ）とを有して構成されており、
前記地板導体は、前記誘電体基板の前記下層部の下面に形成されており、
前記複数の漏出用金属ストリップは、前記誘電体基板の前記上層部の上面に形成されており、
前記励振部を構成する線路用金属ストリップおよび分岐手段は、前記誘電体基板の前記下層部と上層部との間に形成されていることを特徴とする誘電体漏れ波アンテナが提供される。
【００１７】  また、本発明の第２の態様によれば、上記目的を達成するために、
前記励振部の分岐手段は、
前記線路用金属ストリップの一方の側縁に所定間隔に設けられ、前記マイクロストリップ線路に給電されて該マイクロストリップ線路の長手方向に伝搬する電磁波を前記漏出用金属ストリップと交差する方向に分岐出力する複数の第１スタブ（４１、４１’、１４１）と、
前記線路用金属ストリップの他方の側縁に所定間隔に設けられ、前記マイクロストリップ線路に給電されて該マイクロストリップ線路の長手方向に伝搬する電磁波を前記漏出用金属ストリップと交差する方向に分岐出力する複数の第２スタブ（５１、５１’、１５１）とを有し、
前記複数の第１スタブおよび前記複数の第２スタブが設けられている前記所定間隔は、前記マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長に等しいことを特徴とする第１の態様に従う誘電体漏れ波アンテナが提供される。
【００１８】  また、本発明の第３の態様によれば、上記目的を達成するために、
前記複数の第１スタブおよび前記複数の第２スタブのそれぞれは、対応するスタブが前記マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長のほぼ１／４だけずれて設けられていることを特徴とする第２の態様に従う誘電体漏れ波アンテナが提供される。
【００１９】  また、本発明の第４の態様によれば、上記目的を達成するために、
前記複数の第１スタブおよび前記複数の第２スタブのそれぞれは、前記線路用金属ストリップを挟んで対称な位置に設けられていることを特徴とする第２の態様に従う誘電体漏れ波アンテナが提供される。
【００２０】  また、本発明の第５の態様によれば、上記目的を達成するために、
前記励振部の分岐手段は、複数の反射抑圧素子が、それぞれ、前記複数の第１スタブおよび前記複数の第２スタブのそれぞれと所定の間隔を置いて、前記線路用金属ストリップを挟んで対称な位置に設けられていることを特徴とする第４の態様に従う誘電体漏れ波アンテナが提供される。
【００２１】  また、本発明の第６の態様によれば、上記目的を達成するために、
前記複数の第１スタブおよび複数の第２スタブのそれぞれは、前記線路用金属ストリップの側縁からそれぞれ所定の幅で前記線路用金属ストリップと直交する方向に所定距離延びた帯状に形成されていることを特徴とする第２の態様に従う誘電体漏れ波アンテナが提供される。
【００２２】  また、本発明の第７の態様によれば、上記目的を達成するために、
前記複数の反射抑圧素子のそれぞれは、前記線路用金属ストリップの側縁からそれぞれ所定の幅で前記線路用金属ストリップと直交する方向に所定距離延びた帯状に形成されていることを特徴とする第５の態様に従う誘電体漏れ波アンテナが提供される。
【００２３】  また、本発明の第８の態様によれば、上記目的を達成するために、
前記分岐手段によって前記漏出用金属ストリップ側と反対側に分岐される電磁波を前記漏出用金属ストリップ側に反射させるための反射壁（７０、７１）を備えたことを特徴とする第１の態様に従う誘電体漏れ波アンテナが提供される。
【００２４】  また、本発明の第９の態様によれば、上記目的を達成するために、
一端側が前記地板導体と電気的に接続され、他端側が前記誘電体基板の反対面側で前記線路用金属ストリップに対向するように延び、前記マイクロストリップ線路から前記誘電体基板の前記反対面側に直接放射される電磁波をシールドするシールド部材（７３、７４）を備えたことを特徴とする第１の態様に従う誘電体漏れ波アンテナが提供される。
【００２５】  また、本発明の第１０の態様によれば、上記目的を達成するために、
前記励振部が前記誘電体基板のほぼ中央部に設けられ、該励振部の両側にそれぞれ前記複数の漏出用金属ストリップが設けられていることを特徴とする第１の態様に従う誘電体漏れ波アンテナが提供される。
【００２６】  また、本発明の第１１の態様によれば、上記目的を達成するために、
前記マイクロストリップ線路は、該マイクロストリップ線路の一端から給電された電磁波を該マイクロストリップ線路の他端側に伝搬するように構成されていることを特徴とする第１の態様に従う誘電体漏れ波アンテナが提供される。
【００２７】  また、本発明の第１２の態様によれば、上記目的を達成するために、
前記マイクロストリップ線路は、該マイクロストリップ線路のほぼ中央から給電された電磁波を該マイクロストリップ線路の両端側に伝搬するように構成されていることを特徴とする第１の態様に従う誘電体漏れ波アンテナが提供される。
【００２８】  また、本発明の第１３の態様によれば、上記目的を達成するために、
前記地板導体を挟んで前記誘電体基板と反対側に回路基板（１１０）が設けられ、該回路基板の電極部（１１１）と前記線路用金属ストリップの一部との間が、前記地板導体に形成されたスロット（２２ａ）を介して結合していることを特徴とする第１の態様に従う誘電体漏れ波アンテナが提供される。
【００２９】  また、本発明の第１４の態様によれば、上記目的を達成するために、
前記地板導体を挟んで前記誘電体基板と反対側に回路基板（１１０）が設けられ、該回路基板の電極部（１１１）と前記線路用金属ストリップの一部との間が、前記誘電体基板の下層部、前記地板導体および前記回路基板を貫通するように形成された金属ピン（１１２）を介して接続されていることを特徴とする第１の態様に従う誘電体漏れ波アンテナが提供される。
【００３０】  また、本発明の第１５の態様によれば、上記目的を達成するために、
前記励振部を構成する線路用金属ストリップおよび分岐手段は、前記誘電体基板の前記下層部の上面または前記上層部の下面に印刷処理で形成されていることを特徴とする第１の態様に従う誘電体漏れ波アンテナが提供される。
【００３１】  以上のように構成される本発明の誘電体漏れ波アンテナは、励振部の線路用金属ストリップが、誘電体基板の下層部と上層部との間に形成されているので、漏出用金属ストリップ側へ電磁波を伝送するための誘電体イメージ線路に必要な誘電体基板全体の厚さに対して、励振用のマイクロストリップ線路の厚さを自由に設定することができるので、誘電体イメージ線路およびマイクロストリップ線路の特性の最適化を図ることができ、いずれの線路の特性も犠牲にすることなく、より高効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるエッジ給電による第１実施形態の構成を示す斜視図であり、
【図２】図２は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるエッジ給電による第１実施形態の構成を示す分解斜視図であり、
【図３】図３は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるエッジ給電による第１実施形態の要部の構成と動作を説明するために示す図であり、
【図４】図４は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるエッジ給電による第１実施形態の要部の具体的な構成を示す図であり、
【図５】図５は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるエッジ給電による第２実施形態の要部の構成を示す図であり、
【図６】図６は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるエッジ給電による第３実施形態の要部の構成を示す図であり、
【図７】図７は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるエッジ給電による第３実施形態の反射抑圧素子の効果を説明するために示す図であり、
【図８】図８は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される各実施形態の放射用反金属ストリップ幅と漏れ量との関係を説明するために示す図であり、
【図９Ａ】図９Ａは、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される各実施形態の線路用反金属ストリップの高さの変化に対する電界分布特性の変化の関係を説明するために示す図であり、
【図９Ｂ】図９Ｂは、従来技術による誘電体漏れ波アンテナの線路用反金属ストリップの高さの変化に対する電界分布特性の変化の関係を説明するために示す図であり、
【図１０】図１０は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される各実施形態の線路用金属ストリップの高さと伝送損失との関係を説明するために示す図であり、
【図１１】図１１は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される各実施形態の線路用金属ストリップにスタブを設けたときの線路用金属ストリップの電界分布を説明するために示す図であり、
【図１２】図１２は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第１実施形態において反射部材を設けた例を示す図であり、
【図１３】図１３は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第１実施形態において金属ピンによる反射壁を設けた例を示す図であり、
【図１４】図１４は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第１実施形態においてシールド部材を設けた例を示す図であり、
【図１５】図１５は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第１実施形態において金属ピンによる反射壁とシールド部材を設けた例を示す図であり、
【図１６】図１６は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第１実施形態においてエッジ給電される線路用金属ストリップの両側に漏出用金属ストリップを設けた例を示す図であり、
【図１７】図１７は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第２実施形態において反射部材を設けた例を示す図であり、
【図１８】図１８は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第２実施形態において金属ピンによる反射壁を設けた例を示す図であり、
【図１９】図１９は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第２実施形態においてシールド部材を設けた例を示す図であり、
【図２０】図２０は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第２実施形態において金属ピンによる反射壁とシールド部材を設けた例を示す図であり、
【図２１】図２１は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第２実施形態においてエッジ給電される線路用金属ストリップの両側に漏出用金属ストリップを設けた例を示す図であり、
【図２２】図２２は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第３実施形態において反射部材を設けた例を示す図であり、
【図２３】図２３は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第３実施形態において金属ピンによる反射壁を設けた例を示す図であり、
【図２４】図２４は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第３実施形態においてシールド部材を設けた例を示す図であり、
【図２５】図２５は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第３実施形態において金属ピンによる反射壁とシールド部材を設けた例を示す図であり、
【図２６】図２６は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第３実施形態においてエッジ給電される線路用金属ストリップの両側に漏出用金属ストリップを設けた例を示す図であり、
【図２７】図２７は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による第４実施形態の構成を示す斜視図であり、
【図２８】図２８は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による第４実施形態の要部の構成と動作を説明するために示す図であり、
【図２９】図２９は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第４実施形態においてセンタ給電される線路用金属ストリップの両側に漏出用金属ストリップを設けた例を示す図であり、
【図３０】図３０は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による第５実施形態の要部の構成を示す図であり、
【図３１】図３１は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による第６実施形態の要部の構成を示す図であり、
【図３２】図３２は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による第５実施形態の構成を示す斜視図であり、
【図３３】図３３は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第５実施形態においてセンタ給電される線路用金属ストリップの両側に漏出用金属ストリップを設けた例を示す図であり、
【図３４】図３４は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による第６実施形態の構成を示す斜視図であり、
【図３５】図３５は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第６実施形態においてセンタ給電される線路用金属ストリップの両側に漏出用金属ストリップを設けた例を示す図であり、
【図３６】図３６は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による第７実施形態において、４５度偏波のアンテナの例を示す図であり、
【図３７】図３７は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される各実施形態の励振部の変形例を示す図であり、
【図３８】図３８は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される各実施形態の励振部の他の変形例を示す図であり、
【図３９】図３９は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるエッジ給電による第１実施形態において、スロットを介してエッジ給電する場合の構成例を示す図であり、
【図４０】図４０は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による第４実施形態において、スロットを介してセンタ給電する場合の構成例を示す図であり、
【図４１】図４１は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用される各実施形態において、金属ピンを介して給電する場合の構成例を示す図であり、
【図４２】図４２は、従来の誘電体漏れ波アンテナの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】  以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。【００３４】  まず、本発明の概要について説明すると、本発明には、図３、図４、図５、図６、図２８、図３０、図３１、図３７、図３８に示されているように、励振部としての分岐手段を含む線路用金属ストリップ４０、４０’の各実施の形態の例がある。【００３５】  これらは、それぞれ、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される後述する第１、第２、第３、第４、第５および第６実施形態並びにこれらの各実施形態の励振部の変形例に用いられるものである。【００３６】  また、上記励振部の片側に配置されている複数の漏出用金属ストリップ２３を含む放射部の各実施形態の例が図１、図２、図１２、図１３、図１４、図１５、図１７、図１８、図１９、図２０、図２２、図２３、図２４、図２５、図２７、図３４に示されている。【００３７】  これらは、それぞれ、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される後述する第１、第２、第３、第４、第５および第６実施形態に用いられるものである。【００３８】  さらに、上記励振部の両側に配置されている複数の漏出用金属ストリップ２３を含む放射部の各実施形態の例が図１６、図２１、図２６、図２９、図３３、図３５、図３６に示されている。【００３９】  これらは、それぞれ、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される後述する第１、第２、第３、第４、第５、第６および第７実施形態に用いられるものである。【００４０】  ここで、図３６に示されている第７実施形態は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による４５度偏波のアンテナの例である。【００４１】  なお、図１、図２を用いて説明される第１実施形態の態様は、第１、第２、第３、第４、第５および第６実施形態に渡って総括的に適用されるものであるが、ここでは、図３、図４に示される励振部としての分岐手段を含む線路用金属ストリップ４０の具体例を用いた場合について説明される。【００４２】（第１実施形態）
図１、図２は、本発明を適用した第１実施形態による誘電体漏れ波アンテナ２０の構成を示している。【００４３】  すなわち、図１は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるエッジ給電による第１実施形態の構成を示す斜視図である。【００４４】  また、図２は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるエッジ給電による第１実施形態の構成を示す分解斜視図である。【００４５】  この誘電体漏れ波アンテナ２０は、基本的には、誘電体基板２１と、該誘電体基板の一面側に設けられ、前記誘電体基板内でその厚さ方向と直交する方向に電磁波を伝搬させる誘電体イメージ線路を形成する地板導体２２と、前記誘電体基板２１の反対面側に所定間隔で平行に設けられた複数の漏出用金属ストリップ２３と、前記地板導体２２との間でマイクロストリップ線路を形成する線路用金属ストリップ４０および前記マイクロストリップ線路を伝送する電磁波を前記誘電体基板２１内で前記複数の漏出用金属ストリップ２３と交差する方向に分岐する分岐手段２４Ａを有する励振部２４とを備えた誘電体漏れ波アンテナにおいて、前記誘電体基板２１は、下層部２１ａと該下層部２１ａの上面に接合された上層部２１ｂとを有して構成されており、前記地板導体２２は、前記誘電体基板２１の前記下層部２１ａの下面に形成されており、前記複数の漏出用金属ストリップ２３は、前記誘電体基板２１の前記上層部２１ｂの上面に形成されており、前記励振部２４を構成する線路用金属ストリップ４０および分岐手段２４Ａは、前記誘電体基板２１の前記下層部２１ａと上層部２１ｂとの間に形成されていることを特徴としている。【００４６】  この誘電体漏れ波アンテナ２０は、具体的には、例えば、準ミリ波帯のうち、ドップラレーダ等に使用される２４．０５〜２４．２ＧＨｚ帯域をカバーするアンテナである。【００４７】  そして、この誘電体漏れ波アンテナ２０には、前記と同様に、誘電体基板２１と、誘電体基板２１の一面側（下面側）に隙間なく重なり合うように接合して設けられた地板導体２２により、誘電体基板２１内でその厚さ方向と直交する矢印Ａ方向に電磁波を伝搬させる誘電体イメージ線路が形成されている。【００４８】  また、誘電体基板２１の反対面側（上面側）には、複数の漏出用金属ストリップ２３が所定間隔、例えば、誘電体イメージ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長λｇとほぼ等しい間隔で平行に設けられている。【００４９】  なお、地板導体２２や複数の漏出用金属ストリップ２３は、誘電体基板２１に対する金属膜の印刷処理やエッチング処理によって形成されている。【００５０】  また、誘電体基板２１はアルミナ、セラミック、各種樹脂等からなり、下層部２１ａと上層部２１ｂとを重ね合わせて接合した少なくとも２層構造を有している。【００５１】  これらの下層部２１ａと上層部２１ｂは、同一材質の誘電体材料を用いるのが一般的であるが、異種材料を用いることもできる。【００５２】  誘電体基板２１の上層部２１ｂの表面に形成された複数の漏出用金属ストリップ２３は、それぞれ、誘電体イメージ線路内に生じる反射成分を抑圧するために、互いに平行で線路内波長λｇのほぼ１／４だけ離れた２本の金属ストリップ２３ａ、２３ｂによって構成されている。【００５３】  この場合、複数の漏出用金属ストリップ２３を線路内波長λｇとほぼ等しい間隔の金属ストリップ２３ａのみで構成した場合、各金属ストリップ２３ａによって発生する反射波が互いに同相となることにより、アンテナとしての放射効率が低下する。【００５４】  しかるに、上記のように金属ストリップ２３ａに対して線路内波長λｇのほぼ１／４だけ離れた位置に、各金属ストリップ２３ａと同一寸法の金属ストリップ２３ｂをそれぞれ設けることで、両者の反射波が互いに逆相となり反射成分を相殺することができるので、アンテナとしての放射効率の低下を抑止することができる。【００５５】  なお、これらの金属ストリップ２３ａ、２３ｂは、ともに電磁波を漏出する作用を有しているので、上記のように複数の漏出用金属ストリップ２３をそれぞれ２つの金属ストリップ２３ａ、２３ｂで構成した場合、誘電体基板２１の表面から漏出される電磁波の放射特性は、２つの金属ストリップ２３ａ、２３ｂによってそれぞれ漏出される電磁波の放射特性を合成したものとなる。【００５６】  また、この実施形態および以下に示す全ての実施形態では、複数の漏出用金属ストリップ２３をそれぞれ２本の金属ストリップ２３ａ、２３ｂで構成している。【００５７】  しかるに、これは本発明を限定するものではなく、金属ストリップによる反射成分が無視できる程小さい場合には、１本の金属ストリップで漏出用金属ストリップ２３を構成してもよい。【００５８】  また、複数の漏出用金属ストリップ２３の間隔を、線路内波長λｇより短くあるいは長く設定することで、反射波を抑圧することも可能であるので、このような場合にも複数の漏出用金属ストリップ２３をそれぞれ１本の金属ストリップで構成することができる。【００５９】  一方、複数の漏出用金属ストリップ２３から離れた位置で、誘電体基板２１の図示左寄りの一端側内部、すなわち、誘電体基板２１の下層部２１ａと上層部２１ｂの間に励振部２４が形成されている。【００６０】  この励振部２４は、複数の漏出用金属ストリップ２３と平行に帯状に延び、地板導体２２との間でマイクロストリップ線路を形成する線路用金属ストリップ４０と、線路用金属ストリップ４０の一方の側縁（図１、図２では複数の漏出用金属ストリップ２３が設けられている側の側縁）に所定間隔で設けられた複数（図１、図２では簡単に４つで示している）のスタブ４１１〜４１４と、線路用金属ストリップ４０の他方の側縁（図１、図２では複数の漏出用金属ストリップ２３が設けられている反対側の側縁）に設けられた複数（図１、図２では簡単に４つで示している）のスタブ５１１〜５１４とによって構成されている。【００６１】  励振部２４を構成する線路用金属ストリップ４０および各スタブ４１、５１は、下層部２１ａと上層部２１ｂとを重ね合わせて接着して誘電体基板２１を形成する前に、下層部２１ａの上面側あるいは上層部２１ｂの下面側に、金属膜の印刷処理やエッチング処理によって形成されたものである。【００６２】  ここで、線路用金属ストリップ４０は、地板導体２２との間で誘電体基板２１の下層部２１ａを挟んでマイクロストリップ線路を形成し、その一端側の給電点２５から矢印Ｂ方向の電界をもって���ッジ給電された電磁波を矢印Ｃ方向の他端側に伝搬する。【００６３】  そして、各スタブ４１、５１は、マイクロストリップ線路の一端側から他端側に伝搬する電磁波を、誘電体基板２１内で漏出用金属ストリップ２３が設けられている矢印Ａ方向へ分岐するための分岐手段２４Ａとして作用する。【００６４】  なお、この給電点２５に対する電磁波の供給方法については後述する。【００６５】  この励振部２４の伝送特性は、線路用金属ストリップ４０の幅、各スタブ４１、５１の幅、長さおよび間隔等によって任意に設定することができる。【００６６】  図３は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるエッジ給電による第１実施形態の要部の構成と動作を説明するために示す図である。【００６７】  すなわち、図３の左側に示すように、各スタブ４１、５１から分岐出力される励振波の振幅は、各スタブ４１、５１の幅Ｗ１〜Ｗ４と長さＬ１〜Ｌ４に依存しているので、スタブの幅と長さにより励振波全体の振幅特性を任意に設定することができる。【００６８】  また、各スタブから分岐出力される励振波の位相は、スタブ間隔Ｑに依存しているので、スタブ間隔により励振波全体の位相特性を任意に設定することができる。【００６９】  例えば、間隔Ｑを線路内波長λｇ’の整数倍に設定すれば（Ｑ＝λｇ’）、第１スタブ４１１〜４１４部分からそれぞれ分岐出力される励振波の位相が等しくなり、励振波全体の位相面が図３の右側に示すＰｈ１−Ｐｈ１’のように線路用金属ストリップ４０と平行となる。【００７０】  このように線路用金属ストリップ４０と平行な位相面Ｐｈ１−Ｐｈ１’の励振波を、線路用金属ストリップ４０と平行な複数の漏出用金属ストリップ２３側に伝搬させると、ビームの中心方向が誘電体基板２１の表面に直交し且つ線路用金属ストリップ４０に直交する面上に位置する電磁波を誘電体基板２１の表面から放射することができる。【００７１】  また、間隔Ｑを線路内波長λｇ’の整数倍より短く設定すると（Ｑ＜λｇ’）、第１スタブ４１１〜４１４部分からそれぞれ分岐出力される励振波の位相が少しずつ進んで、励振波全体の位相面が図３の右側に示すＰｈ２−Ｐｈ２’のように線路用金属ストリップ４０に対して僅かに傾き、逆に、間隔Ｑを線路内波長λｇ’の整数倍より長く設定すると（Ｑ＞λｇ’）、第１スタブ４１１〜４１４部分からそれぞれ分岐出力される励振波の位相が少しずつ遅れて、励振波全体の位相面が図３の右側に示すＰｈ３−Ｐｈ３’のように線路用金属ストリップ４０に対してＰｈ２−Ｐｈ２’と逆方向に傾く。【００７２】  このように線路用金属ストリップ４０に対して傾いた位相面Ｐｈ２−Ｐｈ２’、Ｐｈ３−Ｐｈ３’の励振波を、線路用金属ストリップ４０と平行な複数の漏出用金属ストリップ２３側に伝搬させると、誘電体基板２１の表面からビームの中心方向が給電端側あるいは終端側に傾いた電磁波を放射することができる。【００７３】  図４は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるエッジ給電による第１実施形態の要部の具体的な構成を示す図である。【００７４】  すなわち、一つの具体的構成例としては、図４に示すように、第１スタブ４１１〜４１４と第２スタブ５１１〜〜５１４とは、線路用金属ストリップ���０の側縁から、幅がそれぞれＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、長さがそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の帯状に互い違い状に突設されている。【００７５】  なお、図１乃至図４の構成を有する励振部２４については、互い違い状のスタブを有する励振部２４と称する場合がある。【００７６】  各第１スタブ４１１〜４１４の間隔Ｑは、放射しようとする電磁波のマイクロストリップ線路（線路用金属ストリップ）内の波長λｇ’の整数倍に近い値に設定されていて、給電点２５に給電されてマイクロストリップ線路の一端側から他端側に矢印Ｃ方向に伝搬する電磁波を、誘電体基板２１内で複数の漏出用金属ストリップ２３が設けられている矢印Ａ方向（図１参照）へ分岐して励振波として出力する。【００７７】  また、第２スタブ５１１〜〜５１４は、前記した複数の漏出用金属ストリップ２３のそれぞれ２本の金属スリップ２３ａ、２３ｂの場合と同様に、第１スタブ４１１〜４１４によって生じる反射成分と逆相の反射成分を発生させて反射成分を相殺するためのものであり、第１スタブ４１１〜４１４に対して、マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長λｇ’の１／４だけ離れた位置にそれぞれ設けられている。【００７８】（第２実施形態）
図５は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるエッジ給電による第２実施形態の要部の構成を示す図である。【００７９】  すなわち、この第２実施形態では、上述した第１実施形態による互い違い状のスタブを有する励振部２４に代えた他の構成例として、図５に示すように、第１スタブ４１１〜４１４の各素子と、該第１スタブ４１１〜４１４と対応する第２スタブ５１１〜５１４の各素子とは、マイクロストリップ線路（線路用金属ストリップ４０）を挟んで互いに対称な位置に配置されている。【００８０】  このように配置すると、第１スタブ４１１〜４１４の各素子と、対応する第２スタブ５１１〜５１４の各素子には、それぞれ、互いに逆向きの電流が流れるため、これらスタブ素子からの誘電体基板２１上面への電波放射は生じない。【００８１】  したがって、マイクロストリップ線路を伝送されてきた電磁波は、誘電体基板２１上面への電波放射を生じない分だけ、誘電体基板２１内で複数の漏出用金属ストリップ２３が設けられている方向へ効率よく分岐して励振波として出力される。【００８２】  しかしながら、上記図５の構成のままでは各スタブ４１、５１からの反射が問題となる場合がある。【００８３】  特に、各スタブ４１、５１間隔がマイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の波長とほぼ等しい場合には、各スタブ素子からの反射が同位相で給電点２５に戻るため大きな反射となり、アンテナとしての放射効率化が低下する。【００８４】  なお、図５の構成を有する励振部２４については、対称状のスタブを有する励振部２４と称する場合がある。【００８５】（第３実施形態）
図６は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるエッジ給電による第３実施形態の要部の構成を示す図である。【００８６】  すなわち、この第３実施形態では、上述した第１実施形態による互い違い状のスタブを有する励振部２４に代えた他の構成例として、図６に示すように、第１スタブ４１１〜４１４の各素子と、該第１スタブ４１１〜４１４と対応する第２スタブ５１１〜５１４の各素子とがマイクロストリップ線路（線路用金属ストリップ４０）を挟んで互いに対称な位置に配置されていると共に、第１スタブ４１１〜４１４の各素子の間および第２スタブ５１１〜５１４の各素子の間に、所定の長さと幅を有する反射抑圧用（スタブ）素子６１１〜６１４、７１１〜７１４が第１スタブ４１１〜４１４の各素子および第２スタブ５１１〜５１４の各素子から所定間隔δを置いて配置されている。【００８７】  このように反射抑圧用素子６１１〜６１４、７１１〜７１４が、第１スタブ４１１〜４１４の各素子および第２スタブ５１１〜５１４の各素子から所定間隔δを置いて配置されていると、前記第２実施形態で問題となる反射の発生を緩和することができる。【００８８】  なお、各反射抑圧用（スタブ）素子６１１〜６１４、７１１〜７１４が配置される第１スタブ４１１〜４１４の各素子および第２スタブ５１１〜５１４の各素子からの所定間隔δは、例えば、線路内波長λｇ’の１／２程度の値であって、実験的に適切な値が求められる。【００８９】  図７は、この反射抑圧素子６１１〜６１４、７１１〜７１４の効果を示すシミュレーション結果である。【００９０】  図７から分かるように、このような反射抑圧素子がない図示破線の場合には中心周波数２４ＧＨｚ付近で大きな反射が生じているのに対し、反射抑圧用素子がある図示実線の場合には反射が大幅に抑圧されている。【００９１】  なお、図６の構成を有する励振部２４については、反射抑圧用素子を有する励振部２４と称する場合がある。【００９２】（第１乃至第３実施形態に共通）
上記のように構成された第１乃至第３実施形態による誘電体漏れ波アンテナ２０では、誘電体基板２１を少なくとも２層構造とし、励振部２４のマイクロストリップ線路を構成する線路用金属ストリップ４０を誘電体基板２１の内部に設けた構造であるので、漏出用の誘電体イメージ線路と励振用のマイクロストリップ線路を、いずれの伝送特性も犠牲にすることなく、それぞれ最適化を図ることができる。【００９３】  すなわち、誘電体基板２１の全体の厚さは、漏出用の誘電体イメージ線路で電磁界を閉じ込めるために必要十分な厚さｔに設定し、その全体の厚さｔ以内で励振用のマイクロストリップ線路の伝送特性が良好となるように厚さ等を設定すればよい。【００９４】  図９Ａは、誘電体基板２１の全体の厚さｔを１．５ｍｍ、下層部２１ａの厚さｈを０．５ｍｍに設定したときの誘電体基板の種類（ここでは誘電体損失ｔａｎδの値で示す）毎のマイクロストリップ線路の電界分布を示している。【００９５】  図９Ｂは、誘電体基板２１の全体の厚さｔと下層部２１ａの厚さｈが１．５ｍｍで等しい場合（従来構造の誘電体漏れ波アンテナに相当）のマイクロストリップ線路の電界分布を示している。【００９６】  なお、この電界分布は、スタブ４１、５１を省略して求めた線路用金属ストリップ線路４０そのものの特性である。【００９７】  図９Ｂに示した従来構造の誘電体漏れ波アンテナの電界分布には、給電点の近傍領域で大きな乱れが発生していると共に、全体的にみても損失（傾き）が変動していることが分かる。【００９８】  この分布の乱れや変動は、誘電体基板が厚過ぎて、給電点付近では、マイクロストリップ線路自体から電磁波が漏れていることを示している。【００９９】  これに対し、図９Ａに示した本発明の誘電体漏れ波アンテナ２０の電界分布は、従来構造の誘電体漏れ波アンテナのそれに比べて、給電点の近傍領域での乱れや変動がなくなり、距離にしたがってほぼ直線的に単調変化しており、マイクロストリップ線路の誘電体基板を薄くしたことによりマイクロストリップ線路自体からの漏れがなくなっていることが分かる。【０１００】  図１０は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される各実施形態の線路用金属ストリップの高さと伝送損失との関係を説明するために示す図である。【０１０１】  すなわち、一般的なマイクロストリップ線路では、線路用金属ストリップの表面側が開放されているのに対し、上述した各実施形態では誘電体に覆われている。【０１０２】  しかるに、図１０に示すように、線路用金属ストリップが誘電体基板２１の表面にある場合（ｈ＝ｔ）と、誘電体基板２１の内部にある場合（ｈ＜ｔ）とで、伝送損失はほとんど変わらないことが分かる。【０１０３】  図１１は、スタブ４１、５１を設けた場合のマイクロストリップ線路上の電界分布を示している。【０１０４】  この電界分布は、ほぼ一定の傾きで減少しており、この減少分が励振波として出力されていることになる。【０１０５】  したがって、励振部２４を上記のように誘電体基板２１の内部に形成することで、複数の漏出用金属ストリップ２３側へ一様な励振波を出力できることが分かる。【０１０６】  以上のように、線路用金属ストリップ４０に対しては誘電体基板２１の厚みをあまり大きくできないことが明らかとなる。【０１０７】  しかるに、複数の漏出用金属ストリップ２３に対しては誘電体基板２１の厚みを逆にあまり薄くできない。【０１０８】  図８は、誘電体基板２１の厚みｔが１．４２ｍｍの場合と、誘電体基板２１の厚みｔが０．５ｍｍの場合の複数の漏出用金属ストリップ２３の幅を変化させた場合、自由空間波長当たりの漏れ量を示すグラフである。【０１０９】  すなわち、図８からは、誘電体基板２１の厚みｔが１．４２ｍｍの場合には、各漏出用金属ストリップ２３ａの幅に応じて漏れ量を広い範囲で制御することができるのに対し、誘電体基板２１の厚みｔが０．５ｍｍの場合には、漏れ量があまり変化しないことが分かる。【０１１０】  そして、各漏出用金属ストリップ２３ａの幅が２．５ｍｍ付近になると漏れ量は増加するが、それでも漏れ量は小さいだけでなく、この幅になると反射抑圧素子となる他方の漏出用金属ストリップ２３ｂとの間隔が極端にせまくなる。【０１１１】  このため、各漏出用金属ストリップ２３ａと他方の漏出用金属ストリップ２３ｂとの結合が大きくなって、電界分布が乱れ、その結果、反射を抑圧する効果を失ってしまう。【０１１２】  すなわち、各漏出用金属ストリップ２３に対しては、誘電体基板２１の厚みを、励振部２４のマイクロストリップ線路に対する誘電体基板２１の厚みよりも厚くしなければならないことが分かる。【０１１３】  本発明は、誘電体基板２１の厚みとして、各漏出用金属ストリップ２３と励振用マイクロストリップ線路の両方に対して最適となる厚みを与えることにより、高性能な誘電体漏れ波アンテナを実現することを可能とする。【０１１４】  なお、ここでは、線路用金属ストリップ４０を複数の漏出用金属ストリップ２３に対して平行に設けた例について説明している。【０１１５】  しかるに、線路用金属ストリップ４０が、複数の漏出用金属ストリップ２３に対して傾きをもつようにしてもよい。【０１１６】  このように、上記した各実施形態の誘電体漏れ波アンテナ２０の励振部２４は、誘電体基板２１の表面の複数の漏出用金属ストリップ２３から離間し、且つ誘電体基板２１の下層部２１ａと上層部２１ｂとの間に設けられ、地板導体２との間でマイクロストリップ線路を形成する線路用金属ストリップ４０と、線路用金属ストリップ４０の側縁に所定間隔に設けられ、マイクロストリップ線路に給電された電磁波を複数の漏出用金属ストリップ２３と交差する方向に分岐出力する第１スタブ４１と反射抑制用の第２スタブ５１を複数有している。【０１１７】  このため、励振部２４を誘電体基板２１に一体化することができ、アンテナ全体を小型化することができる。【０１１８】  また、誘電体基板２１は、下層部２１ａと上層部２１ｂとを重ね合わせて接合形成され、その下層部２１ａと上層部２１ｂとの間に、線路用金属ストリップ４０および各スタブ４１、５１からなる励振部２４を形成しているので、複数の漏出用金属ストリップ２３側へ電磁波を伝送するための誘電体イメージ線路に必要な誘電体基板２１全体の厚さに対して、励振用のマイクロストリップ線路の厚さを自由に設定することができ、その線路の伝送特性の最適化を図ることができ、いずれの線路の特性も犠牲にすることなく、アンテナ全体としての放射をより高効率化することができる。【０１１９】  また、上記のように、誘電体基板２１内に励振部２４を形成する場合であっても、下層部２１ａと上層部２１ｂとの重ね合わせて接合形成をする前に、下層部２１ａの上面側あるいは上層部２１ｂの下面側に、印刷処理やエッチング処理で線路用金属ストリップ４０と各スタブ４１、５１を形成しておけばよく、少ない工程で、安価に且つ容易に製造でき、量産が可能となる。【０１２０】  このような製法は多層プリント基板技術を用いて容易に実現することができるものである。【０１２１】  上記構成の誘電体漏れ波アンテナ２０において、複数の漏出用金属ストリップ２３が設けられている側と反対側へ分岐される励振波の成分が無視できない程度に大きい場合には、その反対側へ分岐される励振波を漏出用金属ストリップ２３が設けられている側へ反射させる必要がある。【０１２２】  この場合、例えば、セラミックやアルミナのように比誘電率が大きい誘電体基板２１を用いれば、線路用金属ストリップ４０が設けられている側の誘電体基板２１の端面２１ｃを反射壁として利用することができる。【０１２３】  その際には、誘電体基板２１の端面２１ｃから反射して複数の漏出用金属ストリップ２３が設けられている側へ向かう反射波と、線路用金属ストリップ４０から複数の漏出用金属ストリップ２３が設けられている側へ直接向かう励振波との位相が一致するように、反射壁の位置から線路用金属ストリップ４０、複数の漏出用金属ストリップ２３の距離を設定すればよい。【０１２４】  また、フッ化樹脂としてのテフロン（登録商標）のように、比誘電率が小さい誘電体基板２１を用いる場合には、端面から電磁波が放射されて、アンテナ全体としての放射効率が大きく低下する恐れがある。【０１２５】  このような場合には、図１２、図１７または図２２に示すように、反射壁として誘電体基板２１の端面に金属の反射部材７０を設け、図１乃至図４の互い違い状のスタブを有する励振部２４、図５の対称状のスタブを有する励振部２４または図６の反射抑圧用素子を有する励振部２４から複数の漏出用金属ストリップ２３が設けられている側と反対側へ分岐される励振波を複数の漏出用金属ストリップ２３が設けられている側へ反射させることにより、アンテナ全体としての放射効率の低下を抑止することができる。【０１２６】  なお、この反射部材７０を印刷によって形成する場合には、図１２、図１７または図２２に示しているように誘電体基板２１の表面（上層部２１ｂの上面）に補助部材７０ａをパターン形成することにより、反射部材７０の不所望な剥離等を未然に防止する構成とすることができる。【０１２７】  すなわち、図１２は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される互い違い状のスタブを有する励振部２４を用いる第１実施形態において反射部材を設けた例を示す図である。【０１２８】  また、図１７は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される対称状のスタブを有する励振部２４を用いる第２実施形態において反射部材を設けた例を示す図である。【０１２９】  また、図２２は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される反射抑圧用素��を有する励振部２４を用いる第３実施形態において反射部材を設けた例を示す図である。【０１３０】  また、上記のように端面に反射部材７０を設ける代わりに、図１３、図１８または図２３に示すように、スルーホール加工等により誘電体基板２１を貫通する金属ピン７１を励振波の波長に比べて十分短い間隔で線路用金属ストリップ４０の長さ方向に沿って並べて反射壁を形成し、図１乃至図４の互い違い状のスタブを有する励振部２４、図５の対称状のスタブを有する励振部２４または図６の反射抑圧用素子を有する励振部２４から複数の漏出用金属ストリップ２３が設けられている側と反対側へ分岐される励振波を漏出用金属ストリップ２３が設けられている側へ反射させることもできる。【０１３１】  すなわち、図１３は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される互い違い状のスタブを有する励振部２４を用いる第１実施形態において金属ピンによる反射壁を設けた例を示す図である。【０１３２】  また、図１８は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される対称状のスタブを有する励振部２４を用いる第２実施形態において金属ピンによる反射壁を設けた例を示す図である。【０１３３】  また、図２３は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される反射抑圧用素子を有する励振部２４を用いる第３実施形態において金属ピンによる反射壁を設けた例を示す図である。【０１３４】  なお、図１３、図１８または図２３では、各金属ピン７１の一端側を地板導体２２に電気的に接続し、他端側も誘電体基板２１の表面にパターン形成された短絡部材７１ａによって電気的に接続している。【０１３５】  しかるに、このような短絡部材７１ａは必ずしも必要ではなく、場合によっては省略することも可能である。【０１３６】  このように反射部材７０や金属ピン７１を用いた場合も、前記と同様に、誘電体基板２１の端面から反射して複数の漏出用金属ストリップ２３が設けられている側へ向かう反射波と、線路用金属ストリップ４０から複数の漏出用金属ストリップ２３が設けられている側へ直接向かう励振波との位相が一致するように、各部の位置を設定するものとする。【０１３７】  また、図４、図５または図６に示すエッジ給電系を有するアンテナにおいては、励振部誘電体基板２１の内部に設けられていても、線路用金属ストリップ４０が形成するマイクロストリップ線路のような開放型の線路では、誘電体基板２１の表面から直接放射される電磁波成分があり、この成分によってアンテナ全体の放射特性が乱れる場合がある。【０１３８】  この直接放射成分による影響が無視できない場合には、図１４、図１５または図１９、図２０または図２４、図２５に示すように、前記した補助部材７０ａ、短絡部材７１ａを複数の漏出用金属ストリップ２３側へ延長したシールド部材７３、７４によって、図１乃至図４の互い違い状のスタブを有する励振部２４、図５の対称状のスタブを有する励振部２４または図６の反射抑圧用素子を有する励振部２４を構成する線路用金属ストリップ４０およびスタブ４１、５１の部分をシールドするようにしてやればよい。【０１３９】  すなわち、図１４は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される互い違い状のスタブを有する励振部２４を用いる第１実施形態においてシールド部材を設けた例を示す図である。【０１４０】  また、図１５は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される互い違い状のスタブを有する励振部２４を用いる第１実施形態において金属ピンによる反射壁とシールド部材を設けた例を示す図である。【０１４１】  図１９は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される対称状のスタブを有する励振部２４を用いる第２実施形態においてシールド部材を設けた例を示す図である。【０１４２】  図２０は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される対称状のスタブを有する励振部２４を用いる第２実施形態において金属ピンによる反射壁とシールド部材を設けた例を示す図である。【０１４３】  図２４は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される反射抑圧用素子を有する励振部２４を用いる第３実施形態においてシールド部材を設けた例を示す図である。【０１４４】  図２５は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される反射抑圧用素子を有する励振部２４を用いる第３実施形態において金属ピンによる反射壁とシールド部材を設けた例を示す図である。【０１４５】  また、図１６、図２１または図２６に示す誘電体漏れ波アンテナ８０のように、誘電体基板２１の中央内部に図１乃至図４の互い違い状のスタブを有する励振部２４、図５の対称状のスタブを有する励振部２４または図６の反射抑圧用素子を有する励振部２４を構成する線路用金属ストリップ４０とスタブ４１１〜４１４、５１１〜５１４を含む励振部２４を設け、その両側に複数の漏出用金属ストリップ２３、２３’をそれぞれ平行に配置することも可能である。【０１４６】  すなわち、図１６は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される互い違い状のスタブを有する励振部２４を用いる第１実施形態においてエッジ給電される線路用金属ストリップ４０の両側にそれぞれ複数の漏出用金属ストリップ２３、２３’を設けた例を示す図である。【０１４７】  図２１は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される対称状のスタブを有する励振部２４を用いる第２実施形態においてエッジ給電される線路用金属ストリップ４０の両側にそれぞれ複数の漏出用金属ストリップ２３、２３’を設けた例を示す図である。【０１４８】  図２６は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される反射抑圧用素子を有する励振部２４を用いる第３実施形態においてエッジ給電される線路用金属ストリップ４０の両側にそれぞれ複数の漏出用金属ストリップ２３、２３’を設けた例を示す図である。【０１４９】  ただし、このように左右に分岐されたそれぞれの電磁波には、位相差が生じるので、線路用金属ストリップ４０から左右の最初の漏出用金属ストリップ２３、２３’までの距離ｄ、ｄ’を調整する必要がある。【０１５０】  すなわち、図１６の場合、左右に分岐されたそれぞれの電磁波には、線路内波長λｇ’の１／４にほぼ等しい位相差が生じるので、上記距離ｄ、ｄ’をｄ’＝ｄ＋（λｇ’／４）として設定しておけば、左右の各漏出用金属ストリップ２３、２３’から同相の電磁波を漏出させることができる。【０１５１】  また、図２１または図２６の場合、左右に分岐されたそれぞれの電磁波には、線路内波長λｇ’の１／２にほぼ等しい位相差が生じるので、上記距離ｄ、ｄ’をｄ’＝ｄ＋（λｇ’／２）として設定しておけば、左右の各漏出用金属ストリップ２３、２３’から同相の電磁波を漏出させることができる。【０１５２】（第４実施形態）
前記した第１乃至第３実施形態による誘電体漏れ波アンテナ２０およびその変形例は、マイクロストリップ線路の一端側の給電点２５から電磁波を供給するエッジ給電方式の場合について示している。【０１５３】  しかるに、図２７以降に示すように、マイクロストリップ線路の中央部の給電点２５から電磁波を給電するセンタ給電方式にしてもよい。【０１５４】  そして、このようなセンタ給電方式による場合においても、各励振部２４におけるスタブ４１、５１の幅や長さを適切に設定することによって、誘電体基板２１内に分岐出力される電磁波の分布を制御することができる。【０１５５】  図２７は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電方式による互い違い状のスタブを有する励振部２４を用いる第４実施形態の構成を示す斜視図である。【０１５６】  図２７において、マイクロストリップ線路の中央部の給電点２５から電磁波を給電するセンタ給電方式となされている以外の構成は、図１に示したマイクロストリップ線路の一端側の給電点２５から電磁波を供給するエッジ給電方式のそれと同じである。【０１５７】  図２８は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による互い違い状のスタブを有する励振部２４を用いる第４実施形態の要部の構成と動作を説明するために示す図である。【０１５８】  この場合、図２８の左側に示すように、励振波の位相面を、給電点２５から一方側の第１スタブ４１１〜４１３の間隔Ｑと、給電点２５から他方側の第１スタブ４１１’〜４１３’の間隔Ｑ’とによって任意に設定することができる。【０１５９】  この場合、第２スタブ５１１〜５１３、第２スタブ５１１’〜５１３’は、前記と同様に反射抑制用として機能している。【０１６０】  例えば、スタブ間隔Ｑ，Ｑ’を共に線路内波長λｇ’の整数倍に等しく設定すれば（Ｑ＝Ｑ’＝λｇ’）、図２８の右側に示すように、線路用金属ストリップ４０と平行な位相面Ｐｈ１−Ｐｈ１’が得られる。【０１６１】  また、スタブ間隔Ｑを線路内波長λｇ’の整数倍より短く設定し、スタブ間隔Ｑ’を線路内波長λｇ’の整数倍より長く設定すれば（Ｑ＜λｇ’＜Ｑ’）、線路用金属ストリップ４０に対して傾いた位相面Ｐｈ２−Ｐｈ２’が得られる。【０１６２】  また、逆に、スタブ間隔Ｑを線路内波長λｇ’の整数倍より長く設定し、スタブ間隔Ｑ’を線路内波長λｇ’の整数倍より短く設定すれば（Ｑ＞λｇ’＞Ｑ’）、線路用金属ストリップ４０に対して位相面Ｐｈ２−Ｐｈ２’と逆方向に傾いた位相面Ｐｈ３−Ｐｈ３’が得られる。【０１６３】  図２９は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される互い違い状のスタブを有する励振部２４を用いる第４実施形態においてセンタ給電される線路用金属ストリップ４０の両側に複数の漏出用金属ストリップ２３、２３’を設けた例を示す図である。【０１６４】  図２９において、マイクロストリップ線路の中央部の給電点２５から電磁波を給電するセンタ給電方式となされている以外の構成は、図１６に示したマイクロストリップ線路の一端側の給電点２５から電磁波を供給するエッジ給電方式のそれと同じである。【０１６５】  このようなセンタ給電方式の場合、前記したエッジ給電に対してマイクロストリップ線路の長さが同一であれば、その線路内で生じる損失（導体損失や誘電体損失）がほぼ半減するため、アンテナとしての能率が高くなる。【０１６６】  また、線路用金属ストリップ４０と平行な位相面Ｐｈ１−Ｐｈ１’を得るように設定した場合に、製造誤差等があった場合でも、それらの誤差が給電点に対して対称に発生している場合には、図２８の右側に示す位相面Ｐｈ４−Ｐｈ４’のように対称に傾くことになり、ビームの中心方向は大きくずれずに済む。【０１６７】（第５実施形態）
図３０は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による第５実施形態の要部の構成として、対称状のスタブを有する励振部２４を示す図である。【０１６８】  図３０において、マイクロストリップ線路の中央部の給電点２５から電磁波を給電するセンタ給電方式となされている以外の構成は、図５に示したマイクロストリップ線路の一端側の給電点２５から電磁波を供給するエッジ給電方式のそれと同じである。【０１６９】  図３２は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による対称状のスタブを有する励振部２４を用いる第５実施形態の構成を示す斜視図である。【０１７０】  図３２において、互い違い状のスタブを有する励振部２４に代えて対称状のスタブを有する励振部２４を用い、マイクロストリップ線路の中央部の給電点２５から電磁波を給電するセンタ給電方式となされている以外の構成は、図１に示したマイクロストリップ線路の一端側の給電点２５から電磁波を供給するエッジ給電方式のそれと同じである。【０１７１】  図３３は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第５実施形態においてセンタ給電される線路用金属ストリップ４０の両側にそれぞれ複数の漏出用金属ストリップ２３、２３’を設けた例を示す図である。【０１７２】  図３３において、互い違い状のスタブを有する励振部２４に代えて対称状のスタブを有する励振部２４を用い、マイクロストリップ線路の中央部の給電点２５から電磁波を給電するセンタ給電方式となされている以外の構成は、図１６に示したマイクロストリップ線路の一端側の給電点２５から電磁波を供給するエッジ給電方式のそれと同じである。【０１７３】（第６実施形態）
図３１は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による第６実施形態の要部の構成として、反射抑圧用素子を有する励振部２４を示す図であり、
図３１において、マイクロストリップ線路の中央部の給電点２５から電磁波を給電するセンタ給電方式となされている以外の構成は、図６に示したマイクロストリップ線路の一端側の給電点２５から電磁波を供給するエッジ給電方式のそれと同じである。【０１７４】  図３４は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による第６実施形態の構成を示す斜視図である。【０１７５】  図３４において、互い違い状のスタブを有する励振部２４に代えて反射抑圧用素子を有する励振部２４を用い、マイクロストリップ線路の中央部の給電点２５から電磁波を給電するセンタ給電方式となされている以外の構成は、図１に示したマイクロストリップ線路の一端側の給電点２５から電磁波を供給するエッジ給電方式のそれと同じである。【０１７６】  図３５は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される第６実施形態においてセンタ給電される線路用金属ストリップ４０の両側にそれぞれ複数の漏出用金属ストリップ２３、２３’を設けた例を示す図である。【０１７７】  図３５において、互い違い状のスタブを有する励振部２４に代えて反射抑圧用素子を有する励振部２４を用い、マイクロストリップ線路の中央部の給電点２５から電磁波を給電するセンタ給電方式となされている以外の構成は、図１６に示したマイクロストリップ線路の一端側の給電点２５から電磁波を供給するエッジ給電方式のそれと同じである。【０１７８】（第７実施形態）
図３６は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による第７実施形態として、４５度偏波のアンテナの例を示す図である。【０１７９】  すなわち、前記した各誘電体漏れ波アンテナでは、漏出用金属ストリップ２３、２３’と線路用金属ストリップ４０が、矩形の誘電体基板２１の１辺にほぼ平行となるように形成されている。【０１８０】  しかるに、これは本発明を限定するものでなく、誘電体基板２１の外形に対する漏出用金属ストリップ２３、２３’および線路用金属ストリップ４０の向きは任意に設定することができる。【０１８１】  例えば、図３６に示すように、正方形の誘電体基板２１の下層部２１ａと上層部２１ｂの間で、その対角線に一致するように線路用金属ストリップ４０を設け、その両側の側縁にスタブ４１、５１を設け、その両側で且つ誘電体基板２１の表面にそれぞれ複数の漏出用金属ストリップ２３、２３’を平行に設けてもよい。【０１８２】  この場合、励振部２４から両側の漏出用金属ストリップ２３、２３’に平行な位相面の電磁波を伝搬させれば、各漏出用金属ストリップ２３、２３’からその長さ方向に直交する偏波の電磁波を漏出させることができる。【０１８３】  この電磁波の偏波方向は、矩形の誘電体基板２１の一辺を基準にして４５度傾いた４５度偏波となり、車載用レーダ等に適している。【０１８４】（励振部の変形例）
図３７は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される各実施形態の励振部の変形例を示す図である。【０１８５】  すなわち、前記した各実施形態では、線路用金属ストリップ４０と地板導体２３とで形成されるマイクロストリップ線路を伝搬する電磁波を分岐して漏出用金属ストリップ２３側へ出力するための分岐手段２４Ａとして、線路用金属ストリップ４０の側縁から突出するスタブ４１、５１を用いている。【０１８６】  しかるに、これは本発明を限定するものでなく、図３７に示すように、線路用金属ストリップ４０から離間した第１スタブ１４１、第２スタブ１５１を用いるように構成してもよい。【０１８７】  図３８は、本発明による誘電体漏れ波アンテナが適用される各実施形態の励振部の他の変形例を示す図である。【０１８８】  すなわち、上記のようなスタブだけでなく、図３８に示すように、線路用金属ストリップ４０’自体を、例えば、線路内波長λｇの整数倍ｎ・λｇの長さ周期で繰り返される矩形（台形でもよい）の折り曲げ構造とし、この折り曲げられた線路用金属ストリップ４０’により形成されるマイクロストリップ線路の折り曲げ部分から漏出用金属ストリップ２３側へ電磁波を分岐出力するようにしてもよい。【０１８９】  この例は、線路用金属ストリップ４０’自体に分岐手段を設けたものであり、上記例に限らず、線路用金属ストリップに周期的な摂動を与えることで分岐手段とすることができる。【０１９０】（給電部の実施形態）
上記した各実施形態の誘電体漏れ波アンテナ２０、８０では、誘電体基板２１内に形成された励振部２４の給電点２５に対する構造自体すなわち給電部については、その説明を省略している。【０１９１】  しかるに、この給電部の構造については、地板導体２２の下面側から、スロットやスルーホールメッキ等による金属ピンを介して行うことができる。【０１９２】  図３９は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるエッジ給電方式による第１乃至第３実施形態において、地板導体２２の下面側から、スロットを介してエッジ給電する場合の構成例を示す図である。【０１９３】  例えば、エッジ給電の場合、図３９に示しているように、地板導体２２の線路用金属ストリップ４０の一端（給電点２５）に対向する位置にスロット２２ａを設け、地板導体２２に隙間無く重なり合うように接合して設けられた回路基板１１０上にパターン形成され、回路基板１１上の送信部の出力ラインあるいは受信部の入力ラインに接続された電極部１１１と、地板導体２２の線路用金属ストリップ４０の一端側との間をスロット２２ａを介して結合させる。【０１９４】  図４０は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用されるセンタ給電による第４実施形態において、スロットを介してセンタ給電する場合の構成例を示す図である。【０１９５】  また、センタ給電の場合、図４０に示しているように、地板導体２２の線路用金属ストリップ４０の中央部に対向する位置にスロット２２ａを設け、地板導体２２に隙間無く重なり合うように接合して設けられた回路基板１１０上にパターン形成され、送信部の出力ラインあるいは受信部の入力ラインに接続された電極部１１１と、地板導体２２の線路用金属ストリップ４０の中央部との間をスロット２２ａを介して結合させる。【０１９６】  図４１は、本発明の誘電体漏れ波アンテナが適用される各実施形態において、金属ピンを介して給電する場合の構成例を示す図である。【０１９７】  すなわち、図４１に示すように、誘電体基板２１の下層部２１ａ上に形成された線路用金属ストリップの給電点２５からその下層部２１ａ、地板導体２２および回路基板１１０を貫通する金属ピン１１２を用いて、線路用金属ストリップの給電点２５（エッジ給電、センタ給電のいずれでもよい）と回路基板１１０上の電極部１１１との間を接続するようにしてもよい。【０１９８】  以上のような本発明によれば、上述したような従来技術の問題を解決して、放射部のための誘電体イメージ線路の伝送特性と励振部のためのマイクロストリップ線路の伝送特性とを両立させ、より効率化された誘電体漏れ波アンテナを提供することができる。
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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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【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】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【国際調査報告】
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