(57)【要約】本発明は、金属化基板に形成されたスロット方式のマイクロ波デバイス上に、光バンドギャップ構造を製作する方法に関する。本発明によれば、周期的に配置されたパターン（4）は、前記基板（1）のスロット（3）を有する表面とは反対の表面に形成される。本発明は、スロット方式のアンテナに適している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属化基板上に形成されたスロット方式のマイクロ波デバイス上に、光バンドギャップ（PBG）構造を製作する方法であって、前記基板のスロットを支持する側とは反対の側に、周期的な金属パターンを構成するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
2パターン間の周期は、λgを選択されたバンドギャップ周波数でのスロットにおける導波の波長とし、kを整数としたとき、kλg／2に等しいことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
バンドギャップの幅および深さは、前記周期的なパターンの等価面積に依存することを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記パターンは金属材料で構成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
前記パターンは、前記基板の前記スロットを支持する側とは反対側に成膜された金属層のエッチングによって形成されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
前記パターンは前記スロットと部分的に面するように形成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
PBG構造において、前記パターンの等価面積は、徐々に変化することを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項８】
PBG構造において、各パターンの間隔は、徐々に変化することを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項９】
いくつかの異なるPBG構造が、相互に組み合わされることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
金属化基板上に形成された閉じたスロットで構成されるマイクロ波アンテナであって、スロットは給電ラインを介して給電され、当該マイクロ波アンテナは、請求項1乃至9のいずれか一つに記載の方法で製作されたバンドギャップ構造を有することを特徴とするマイクロ波アンテナ。
【請求項１１】
PBG構造のパターン周期は、バンドギャップ周波数が閉じたスロットの動作周波数の高調波のいずれかと等しくなるように選定されることを特徴とする請求項10に記載のマイクロ波アンテナ。
【請求項１２】
PBG構造のパターン周期は、バンドギャップ周波数が閉じたスロットの動作周波数よりも大きくなるように選定されることを特徴とする請求項10に記載のマイクロ波アンテナ。
【請求項１３】
閉じたスロットは環状スロットであることを特徴とする請求項10乃至12のいずれか一つに記載のアンテナ。
【請求項１４】
スロットは、マイクロストリップ技術によって製作された給電ラインを介して、スロット−ライン遷移を通じて給電されることを特徴とする請求項10乃至13のいずれか一つに記載のアンテナ。
【請求項１５】
光バンドギャップ構造は、基板の前記ラインを支持する側とは反対の側の非金属化によって、マイクロストリップラインの底部に形成されることを特徴とする請求項14に記載のアンテナ。
【請求項１６】
請求項1乃至9のいずれか一つに記載の方法で製作されたバンドギャップ構造を有する、ビバルディ方式のマイクロ波アンテナ。
【請求項１７】
光バンドギャップ構造は、ビバルディアンテナを構成するスロットの輪郭の少なくとも一部に沿って、形成されることを特徴とする請求項16に記載のアンテナ。
【請求項１８】
ビバルディアンテナは、マイクロストリップ技術によって形成された給電ラインを介して、スロット−ライン遷移に給電されることを特徴とする請求項16または17のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１９】
光バンドギャップ構造は、前記ラインを支持する基板の側の非金属化によって、マイクロストリップラインの底部に形成されることを特徴とする請求項18に記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波デバイス上の光バンドギャップ構造の製作方法に関し、特に、金属化基板に形成されるスロット式デバイス上の光バンドギャップ構造の製作方法に関する。本発明はさらに、そのような構造を用いたスロット式アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
光バンドギャップ構造はPBG構造として知られており、これはある周波数バンドの波の伝播を防止する周期構造である。このPBG構造は、初期には光学分野で利用されたが、最近ではその用途は、他の周波数領域のものにまで及んでいる。すなわちPBG構造は、アンテナ、フィルタ、導波管のようなマイクロ波デバイスにおいても利用されている。マイクロストリップ技術で製作される配線を有する光バンドギャップ構造の利用は、例えば「マイクロストリップライン用の新しい二次元光バンドギャップ構造」、Journal  IEEE  Microwave  and  Guided  Wave  Letters、8巻、2号1998年2月、に示されている。この文献には、基板のマイクロストリップラインを支持する側とは反対の側にエッチング形成されたディスクからなる光バンドギャップ構造が示されている。この構造を利用して、フィルタを形成することができる。
【０００３】
マイクロストリップラインまたはパッチ式のアンテナの場合、PBG構造は主として、
上述のマイクロストリップ技術によって製作された構造のアース面を非金属化させることにより得られるエッチング化周期パターンによって、あるいは、アース面の連続性を維持したまま、マイクロストリップ技術による回路を有する基板への周期的な開口によって、得ることができる。前述の従来技術の構造は、特にフィルタ処理に関する多くの可能性を提供する。
【非特許文献１】「マイクロストリップライン用の新しい二次元光バンドギャップ構造」、Journal  IEEE  Microwave  and  Guided  Wave  Letters、8巻、2号1998年2月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明では、マイクロ波デバイス上に新しい光バンドギャップ構造を製作する方法を提供するとともに、光バンドギャップ構造をアンテナ、特に環状スロットアンテナまたはビバルディアンテナに利用して、これらの構造を前記アンテナの周波数整合もしくはフィルタ処理に利用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明の課題は、金属化基板に形成されたスロット式マイクロ波デバイス上に光バンドギャップ（PBG）構造を製作する方法に関し、当該方法は、基板のスロットを支持する側とは反対の側に、周期的間隔で金属配線を形成するステップを有することを特徴とする。
【０００６】
追加的な特徴として、2パターン間の周期は、kλg／2に等しい。ここでλgは、選択されたバンドギャップ周波数でのスロットにおける導波の波長であり、kは奇数の整数である。さらにバンドギャップの幅および深さは、周期パターンの面積に依存する。従って周期パターンはディスク、四角形、または環状の形状にしても良く、あるいはH型の素子で構成したり、周期的に繰り返される他の既知の形状としても良い。これらの表面積はバンドギャップの幅および深さを決定する。本発明によれば、周期パターンは、同じ等価面積の異なるパターンであっても良い。すなわちディスク状のパターンの場合、r／a比を構造部の全長に渡って一定にする。ここでrはパターン径であり、aは2パターン間の距離である。
【０００７】
周期パターンは、基板のスロットを受ける側とは反対の側に成膜された金属層のエッチングによって形成されることが好ましい。周期構造の少なくとも一部は、スロットの底部に形成される。
【０００８】
さらに本発明はマイクロ波アンテナに関し、このマイクロ波アンテナには、ある不要な周波数をフィルタ処理するため、または極めて広帯域なアンテナの周波数応答に禁止帯域を設けていくつかの通信帯域を得るため、PBG構造が形成される。この方式のアンテナは、無線遠距離通信の分野では特に有益である。
【０００９】
本発明の課題はさらに、金属化基板上に形成される閉じたスロットで構成されるマイクロ波アンテナに関し、スロットは給電ラインを介して給電され、当該マイクロ波アンテナは、閉じたスロットの底部に、上述の方法によって製作されたバンドギャップ構造を有することを特徴とする。ある実施例では、PBG構造パターンの周期は、バンドギャップ周波数が、閉じたスロットの動作周波数の高調波と等しくなるように選定される。
【００１０】
別の実施例では、PBG構造パターンの周期は、バンドギャップ周波数が閉じたスロットの動作周波数よりも大きくなるように選定される。この場合、PBG構造はそのバンド幅内で使用され、それにより、より小型のスロットの回路とすることができる。
【００１１】
閉じたスロットは、環状スロットであることが好ましい。スロットには、マイクロストリップ技術で製作された給電ラインを介して、スロット−ライン遷移を通じて給電される。
【００１２】
本発明の追加的特徴として、基板のマイクロストリップラインの形成される表面とは反対の表面を非金属化することにより、マイクロストリップラインの底部に光バンドギャップ構造が製作される。
【００１３】
本発明のさらに別の特徴によれば、この構造はビバルディスロットアンテナに利用することができ、そのようなアンテナは上述の方法で製作された光バンドギャップ構造を有する。この場合、バンドギャップ構造は、ビバルディアンテナを構成するスロットの輪郭の少なくとも一部に沿って製作される。
【００１４】
ビバルディアンテナは、マイクロストリップ技術で形成された給電ラインを介して、スロット−ライン遷移部に給電されることが好ましい。その結果、ラインを支持する基板表面を非金属化して、マイクロストリップラインの底部に光バンドギャップ構造を提供することにより、あるいは2の別個の光バンドギャップ構造を設けることにより、バンドギャップ数を増大させることが可能となる。この場合、一方を第1の禁止周波数バンドに対応したビバルディアンテナの第1の輪郭上に、また他方を第２の禁止周波数バンドに対応したビバルディアンテナの他の輪郭上に、設置する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照して説明される各種の実施例の記述から明らかとなろう。
【００１６】
なお簡略化のため、同じ構成要素は同じ参照符号で図示されている。
【００１７】
まずスロット方式のマイクロ波デバイス上に光バンドギャップ構造またはPBG構造を製作する方法について、図1乃至7を参照して説明する。
【００１８】
本発明によれば、デバイスはスロットラインを備えるプリント回路である。より具体的には、デバイスは、基板1と、基板の金属化された片面2と、金属層2のエッチングによって、基板1に形成されたスロットライン3とを有する。図1に示すように、基板は厚さがhであって、既知の誘電体で構成される。
【００１９】
本発明の方法では、基板1の金属層2を支持する側とは反対側に形成される周期的なパターン4によって、PBG構造が形成される。パターン4は、金属パターン4を構成する金属層のエッチングによって製作される。パターン4は、スロットライン3の底部でエッチング形成されることが好ましい。
【００２０】
光バンドギャップ構造を得るため、パターン4は、距離aだけ離して配置される。aはパターンの繰返し周期を定め、この距離は、パターンが等しい場合には、バンドギャップの中心周波数を定める。従ってこの距離は、約kλg／2とされる。ここでλgは、選択されたバンドギャップの中心周波数でのスロット3における導波の波長であり、kは整数である。
【００２１】
図4に示すように、パターンはいかなる形状であっても良い。ただしパターンの等価面積は、バンドギャップの幅または深さを定める。
【００２２】
図2A乃至2Dに示すように、用いられるパターンは図2Aのようなディスク状パターン4a、または図2Bに示すような長方形もしくは四角形パターン4bであっても良く、寸法L1、L2およびgのような、いくつかのパラメータで表される実質的にH型のパターン、すなわち図2Cのパターン4cに示すような3つのパラメータで表される自由な形状であっても良く、あるいは図2Dに示すような環状パターン4dであっても良い。後述のように、各パターンの寸法、特にその等価面積によって、バンドギャップの幅または深さを調整することができる。
【００２３】
さらに図3Aおよび3Bに示すように、本発明の構造は、相互のディスク間隔がaで一定のまま、径が徐々に変化するようなディスク状パターンを利用しても良い。この変化は、ハミング窓、バートレット窓またはカイザー窓の関数のような数学的な法則に従っても良い。さらに図3Bに示すように、相互ディスク間隔は、徐々に変化しても良い。
【００２４】
また特にバンドギャップを広げるため、上述の構造を組み合わせても良い。この場合、図4の方式の2構造、すなわち間隔aと半径ｒのディスク形状パターン、および間隔a’と半径r’のディスク形状パターンを一列に設置することができる。
【００２５】
この場合、中央周波数は、最小中心周波数を有するPBG構造の最小周波数、および最大中心周波数を有するPBG構造の最大周波数によって定まる周波数バンドの中心に一致する。
【００２６】
ある周波数のフィルタ除去、すなわち帯域消去フィルタを形成するための、スロットアンテナへの本発明のPBG構造の利用方法について、図4乃至7を参照してより詳しく説明する。
【００２７】
図4に示すようにフィルタ処理効果は、ディスク11が金属化されたスロットライン10を解析することにより評価される。なおこれらのディスクは、周期aの周期パターンで形成され、周期a=λg／2である。ここでλgは上述のように定義され、ディスクの半径はrである。
【００２８】
スロット−ラインは、スロット10の各端部で2のスロット−ライン遷移12および13によって、励振されるとして解析される。スロットラインはクノールの法則を用いて設計され、本発明の場合、以下の寸法を使用した。a=18.9mm、r=2.4mm、n=9。解析結果は、図5Aに示されているが、約6.5GHz近傍の周波数に約1GHzの幅でバンドギャップ窓が形成されている。図5Aに示す結果と、図5Bに示すような光バンドギャップ構造のないスロット−ラインで得られる結果とを比較すると、本発明の場合、6.5GHz近傍に帯域消去フィルタが形成されていることがわかる。
【００２９】
同じ構造から始まって、径の異なるディスクを有する構造について解析を行った結果を図6に示す。この場合、光バンドギャップ構造は、6のディスクを有し、その半径ｒは2.7mmから4.2mmまで変化する。ディスク面積は、光バンドギャップの透過係数の幅および深さを変化させる。
【００３０】
図7には、図4に示すような、径1.6mmで間隔14.7mmの12のディスクによって構成されるPBG構造を有する場合の反射係数を示す。この場合、7.5GHzの周波数近傍に700MHz幅の狭小のバンドギャップが見られる。
【００３１】
各解析結果に基づき、金属ディスクによって構成され、所望の周波数に中心を持つ光バンドギャップを有するPBG構造を設計することができる。すなわちaをPBGパターンの繰返し周期とし、またλbgを所望のバンドギャップの中心周波数に一致する波長として、以下の式から周期を得ることができる。
【００３２】
【数１】
2006502640.tif 000003
ここでεeffは基板の実効誘電率を表す。
【００３３】
次にディスクの半径rが、バンドギャップの透過係数の幅および深さに及ぼす影響を検討する。0.15＜r／a<0.25の場合、顕著なバンドギャップ（約-20dBのS21）が得られる。
【００３４】
これは、上述の図に示されている。
【００３５】
フィルタ処理機能を発揮させるための、上述の方法で得られるPBG構造を備える各種スロットアンテナ構造について、図8乃至17を参照して以下に説明する。
【００３６】
図8乃至12には、閉じたスロット方式のアンテナの底部に形成されたPBG構造を示す。アンテナは給電ライン、より具体的にはマイクロストリップライン方式のラインを介して既知のクノールの法則を用いたスロット−ライン遷移を通じて給電される。
【００３７】
図8には環状スロット20を、極めて概略的に示す。このスロットは、基板(図示されていない)上のアース面のエッチングによって形成される。この環状スロット20は、マイクロストリップライン21を介して給電され、組立体は、所与の周波数F0で動作するように既知の方法で設計される。この場合、アンテナは周波数F0の奇数倍の各周波数で応答を示す。
【００３８】
環状スロットの底部の周期的な金属化ディスク22によって構成されるPBG構造は、本発明によって製作される。このPBG構造22は、従来の環状スロットアンテナにおいて生じる高調波をフィルタ除去するように設計される。
【００３９】
すなわち2パターン22の間の周期は、バンドギャップ周波数が、例えば3次の高調波と一致するように算出される。一例を挙げると、f0=2.4GHzでの動作の場合、環状スロット20の径はr=5.4mmであり、マイクロストリップライン21の全長は20mmである。
【００４０】
図9に示すように、7GHz近傍、すなわち実質上3f0では寄生共振が生じるのに対して、5GHz近傍では反射係数曲線は実質的に平坦になる。このスロットアンテナはPBG構造を備え、その構造の寸法は、上述のディスクの場合の法則を用いて算出されている。相互ディスク周期は14.7mmでディスク径は3.7mmであり、従って約7GHzでの共振周波数を消去することができる。これは図9に丸プロットで示す曲線で示されている。2種類のアンテナを用いた場合、図10に示すように、実質的に同等な無指向性の放射パターンが得られる。両者の放射効率およびアンテナ効率は、以下の表にも示されている。
【００４１】
【表１】
2006502640.tif 000004
本発明の変形例によれば、同方式のPBG構造をそのバンド幅内で利用することができる。この場合、PBG構造は、所望の動作周波数よりも高い周波数でバンドギャップを有するように設計される。PBG構造は、そのバンド幅内のいわゆる「低速波」効果の起点となる。スロットラインに沿う波の透過係数の段階は、このライン底部の金属ディスクの存在によって変化する。その結果スロット底部のラインの伝播速度は、遅くなる（低速波効果）。従ってスロットの電気的等価長さの変化するPBG構造を提供することができる。換言すると、PBG構造の存在は、スロット内の導波の波長を小さくすることを可能にする。
（λg）BPG＜λg＜λ0
ここで（λg）BPGは、PBG構造を有するスロット内の導波の波長、λgはスロット内の導波の波長、λ0は真空中の導波の波長である。
【００４２】
すなわち2.4GHzで設計された環状スロットアンテナは、PBG構造が存在する場合と同様の方式ではあるが、より低い周波数（例えば2GHz）で動作する。
【００４３】
図11Aおよび11Bに示すように、PBG構造のパターン22aと22bの形状は、異なっても良く、例えばそれぞれを円状と四角形としても良い。しかしながら、曲線12bの結果から、パターン22aの面積が面積22bと等しい場合、および2パターンの間隔が等しい場合には、実質的に同等の効果が得られ、PBG構造をフィルタとして利用した際には、特に従来の環状スロットアンテナにおいて生じる3次高調波の消去が可能となる。
【００４４】
図9および図12の曲線に示すように、奇数次の高調波周波数の消去のためのスロットアンテナ底部でのPBG構造の利用は、周波数の約2倍の付随的な高調波の形成につながる（これは4GHz近傍での低ピークによって示されている）。
【００４５】
この種類の高調波を消去するため、背景で示した従来のPBG構造を用いても良い。この場合、パターン23が、マイクロストリップ技術によって形成された給電ライン21の底部に、マイクロストリップラインの底部のアース面の非金属化によって形成される。
【００４６】
この場合、スロットは、マイクロストリップラインの底部のアース面に開口される。
【００４７】
そのような構造で得られる結果を、図14の曲線に示す。図には、周波数の関数として、各種環状スロットアンテナ、すなわち制御アンテナ、本発明のPBG構造を備えるアンテナ、および図13のアンテナの反射係数S11を比較して示す。この場合、周波数4GHzのピークの低下が観測される。
【００４８】
別のPBG構造の実施例である、ビバルディスロットアンテナについて以下に説明する。なお以下の説明では、図15乃至17を参照する。
【００４９】
図15に示すように、ビバルディアンテナ31は、基板30の非金属化によって、スロットの開口により金属化基板30上に形成されている。このスロットは外方に向かって広がるテーパー形状となっている。このビバルディアンテナは、当業者には既知のものであり、ここでは詳細に説明はしない。このアンテナは、給電ライン32を介してクノールの原理に従って給電される。この給電ライン32は、マイクロストリップラインで構成される。
【００５０】
本発明によれば、PBG構造は、ビバルディアンテナを構成する輪郭の少なくとも一部に沿って、基板のテーパー状スロット31を支持する側とは反対の側をエッチングされ、周期的パターンで構成される。図15に示すように、PBG構造は、4のディスク32で構成され、これらは距離aで均等に配置されている。
【００５１】
図15に示すPBG構造を利用することにより、ビバルディアンテナに、波の伝播が禁止される周波数バンドを形成することが可能となる。ビバルディアンテナは元来、極めて広帯域の周波数で動作するためである。PBG構造を使用することにより、ビバルディアンテナに1または2以上のサブ帯域を形成することができる。図15に示すような、中心周波数約5.8GHzで動作し、半径R=350mm、長さL=99ｍｍ、開口X=30mmの形状のビバルディアンテナについて解析を行った。PBG構造を有さないビバルディアンテナは、5.5乃至7.5GHzにおいて10dBで2GHzのバンド幅を有する。本方式のアンテナは、6.5GHz近傍にバンドギャップを有するように設計されたPBG構造を備える場合、すなわち半径R=4.3mm、周期a=17.2mmのディスクで構成される場合、周波数の関数として図16に示す反射係数が得られる。この場合、ビバルディアンテナの動作帯域は、PBG構造の追加によって小さくなり、5.5乃至7GHzの間でスロットに沿った波の伝播が防止される。2の別個の周波数を禁止帯域にする場合、PBG構造として図17Aに示す形状32a、32bを利用しても良い。また上述の環状スロットアンテナのように、従来のPBG構造33を備える給電ライン32を介したビバルディアンテナへの給電によって、さらに効果的にフィルタ処理を行うことができる。
【００５２】
上述の実施例は、例示のために示されたものであり、本発明の方法によって得られるPBG構造をスロットアンテナ以外のアンテナに利用しても良いことは、当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の構造を備えるスロット方式のマイクロ波デバイスの概略透視図である。
【図２Ａ】ある形状のパターンを有する光バンドギャップ構造を備えるスロット方式のマイクロ波デバイスの概略透視図である。
【図２Ｂ】別の形状のパターンを有する光バンドギャップ構造を備えるスロット方式のマイクロ波デバイスの概略透視図である。
【図２Ｃ】別の形状のパターンを有する光バンドギャップ構造を備えるスロット方式のマイクロ波デバイスの概略透視図である。
【図２Ｄ】別の形状のパターンを有する光バンドギャップ構造を備えるスロット方式のマイクロ波デバイスの概略透視図である。
【図３Ａ】パターン面積がある特定の法則に従う実施例を示す図である。
【図３Ｂ】パターン面積がある特定の法則に従う実施例を示す図である。
【図４】本発明のある実施例を評価するために用いられた光バンドギャップ構造の概略図である。
【図５Ａ】光バンドギャップ構造を有するスロット−ライン遷移の反射係数および透過係数の曲線である。
【図５Ｂ】従来のスロット−ライン遷移の反射係数および透過係数の曲線である。
【図６】図4のようなディスクからなる光バンドギャップ構造における透過係数を示す曲線であって、バンドギャップ上のディスク径の影響を示す図である。
【図７】バンドギャップ寸法が小さくなるように設計された光バンドギャップ構造における透過係数および反射係数を示す曲線である。
【図８】本発明の方法のいずれかの利用により、光バンドギャップ構造が設けられた環状スロットアンテナを概略的に示す図である。
【図９】従来の環状スロットアンテナと比較して、図8に示すアンテナの反射係数を示す曲線である。
【図１０】光バンドギャップ構造を有する従来のアンテナと比較して、環状スロットアンテナにおける主放射成分を示す図である。
【図１１Ａ】光バンドギャップ構造のパターンの一形態を示す図である。
【図１１Ｂ】光バンドギャップ構造のパターンの別の形態を示す図である。
【図１２】従来の環状スロットアンテナと、図11Aおよび11Bのアンテナの反射係数を比較して示す図である。
【図１３】本発明のPBG構造を備え、従来のPBG構造を備えるマイクロストリップ給電ラインを介して給電される、環状スロットアンテナの概略図である。
【図１４】本発明の各種環状スロットアンテナの周波数の関数としての反射係数を示す曲線である。
【図１５】本発明の別の実施例によるPBG構造を備えるビバルディアンテナの概略図である。
【図１６】従来のビバルディアンテナと比較して、図15に示すビバルディアンテナにおける周波数の関数としての反射係数を示す曲線である。
【図１７Ａ】本発明によるビバルディアンテナの他の実施例の概略図である。
【図１７Ｂ】本発明によるビバルディアンテナの他の実施例の概略図である。
【図１】
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2006502640.tif 000006
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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2006502640.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成16年11月24日(2004.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属化基板上に形成されたスロットにより構成されるマイクロ波デバイス上に、光バンドギャップ（PBG）フィルタ構造を製作する方法であって、前記基板のスロットを支持する側とは反対の側でありスロットと面する側に、周期的な金属パターンを構成するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
2パターン間の周期は、λgを選択されたバンドギャップ周波数でのスロットにおける導波の波長とし、kを整数としたとき、kλg／2に等しいことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
バンドギャップの幅および深さは、前記周期的なパターンの等価面積に依存することを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
異なる形状であって、同等の等価面積を有する周期的なパターンが形成されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記パターンは、前記基板の前記スロットを支持する側とは反対側に成膜された金属層のエッチングによって形成されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
パターンはPBG構造内に形成され、パターンの間隔は一定のまま、パターンの等価面積は、あるパターンから別のパターンで変化することを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項７】
パターンは、PBG内に形成され、等価面積は一定のまま、各パターンの間隔が変化することを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項８】
パターンはディスク、四角形もしくは環状に、またはH型の素子として構成されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
いくつかの異なるPBG構造が、相互に組み合わされることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
金属化基板上に形成された閉じたスロットで構成されるマイクロ波アンテナであって、スロットは給電ラインを介して給電され、当該マイクロ波アンテナは、請求項1乃至9のいずれか一つに記載の方法で製作されたバンドギャップ構造を有することを特徴とするマイクロ波アンテナ。
【請求項１１】
PBG構造のパターン周期は、バンドギャップ周波数が閉じたスロットの動作周波数の高調波のいずれかと等しくなるように選定されることを特徴とする請求項10に記載のマイクロ波アンテナ。
【請求項１２】
PBG構造のパターン周期は、バンドギャップ周波数が閉じたスロットの動作周波数よりも大きくなるように選定されることを特徴とする請求項10に記載のマイクロ波アンテナ。
【請求項１３】
閉じたスロットは環状スロットであることを特徴とする請求項10乃至12のいずれか一つに記載のアンテナ。
【請求項１４】
スロットは、マイクロストリップ技術によって製作された給電ラインを介して、スロット−ライン遷移を通じて給電されることを特徴とする請求項10乃至13のいずれか一つに記載のアンテナ。
【請求項１５】
光バンドギャップ構造は、基板の前記ラインを支持する側とは反対の側の非金属化によって、マイクロストリップラインの底部に形成されることを特徴とする請求項14に記載のアンテナ。
【請求項１６】
請求項1乃至9のいずれか一つに記載の方法で製作されたバンドギャップ構造を有する、ビバルディ方式のマイクロ波アンテナ。
【請求項１７】
光バンドギャップ構造は、ビバルディアンテナを構成するスロットの輪郭の少なくとも一部に沿って、形成されることを特徴とする請求項16に記載のアンテナ。
【請求項１８】
ビバルディアンテナは、マイクロストリップ技術によって形成された給電ラインを介して、スロット−ライン遷移に給電されることを特徴とする請求項16または17のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１９】
光バンドギャップ構造は、前記ラインを支持する基板の側の非金属化によって、マイクロストリップラインの底部に形成されることを特徴とする請求項18に記載のアンテナ。
【国際調査報告】
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