(57)【要約】【課題】従来よりも簡易な給電構成で、かつ放射パターンにおいては、グレーティングローブを低減あるいは解消することができるアレーアンテナ装置を得る。【解決手段】第１の励振回路（１０）と、第２の励振回路（２０）とを備えた複数の素子アンテナを２つ以上の素子アンテナからなる第１の組ごとにグループ化することで、第１のサブアレーを構成し、第１のサブアレーを構成している素子アンテナのうち、少なくとも１つの素子アンテナを含み、かつ第１の組とは、組み合わせが異なるように、複数の素子アンテナを２つ以上の素子アンテナからなる第２の組ごとにグループ化することで、第２のサブアレーを構成し、第１のサブアレーと第２のサブアレーとをそれぞれ１または複数配置する。【選択図】図１
2013179440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｘ−ｙ平面に構成される第１の偏波の電波を放射する第１の励振回路と、
前記第１の偏波と直交する、第２の偏波の電波を放射する第２の励振回路と
を備えた複数の素子アンテナにより構成されたアレーアンテナ装置であって、
前記複数の素子アンテナを２つ以上の素子アンテナからなる第１の組ごとにグループ化することで、前記第１の偏波に対する第１のサブアレーを構成し、
前記第１のサブアレーを構成している素子アンテナのうち、少なくとも１つの素子アンテナを含み、かつ前記第１の組とは、組み合わせが異なるように、前記複数の素子アンテナを２つ以上の素子アンテナからなる第２の組ごとにグループ化することで、前記第２の偏波に対する第２のサブアレーを構成し、
前記第１のサブアレーと前記第２のサブアレーとをそれぞれ１または複数配置することでアレーアンテナを構成する
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアレーアンテナ装置において、
前記第２の励振回路は、前記第１の励振回路を構成する前記ｘ−ｙ平面の上部または下部に構成され、
前記第１の励振回路は、前記第１のサブアレーごとに給電を行うために、前記ｘ−ｙ平面に対して直交するｚ方向に延在する第１の垂直給電部を有し、
前記第２の励振回路は、前記第２のサブアレーごとに給電を行うために、前記ｚ方向に延在する第２の垂直給電部を有し、
前記第１の垂直給電部は、前記第１のサブアレーを構成する前記第１の組の素子アンテナに取り囲まれるとともに、前記第１の組の素子アンテナには接触しない位置に配置され、
前記第２の垂直給電部は、前記第２のサブアレーを構成する前記第２の組の素子アンテナに取り囲まれるとともに、前記第２の組の素子アンテナには接触しない位置に配置され、
ｘ−ｙ平面上において、前記第１の垂直給電部と前記第２の垂直給電部とは、前記複数の素子アンテナが配置された素子アンテナ間隔以上隔たった位置関係となるようにそれぞれ配置されている
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のアレーアンテナ装置において、
前記第１の垂直給電部と前記第２の垂直給電部は、配置された複数の素子アンテナ間のｘ方向あるいはｙ方向において、同一直線上に並んで配置される
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載のアレーアンテナ装置において、
前記第１の垂直給電部は、前記第１のサブアレーを構成する素子アンテナ間の中心に配置され、
前記第２の垂直給電部は、前記第２のサブアレーを構成する素子アンテナ間の中心に配置される
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置において、
前記第１の垂直給電部と前記第２の垂直給電部が素子アンテナ間に配置される空間を確保するために、アンテナ開口部に切り欠きが設けられている
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置において、
前記第１の組ごとにグループ化された結果、グループ化されなかった端部の素子アンテナは、新たに組を成し、前記第１の組とともにグループ化されることによって前記第１のサブアレーとして規定され、
前記第２の組ごとにグループ化された結果、グループ化されなかった端部の素子アンテナは、新たに組を成し、前記第２の組とともにグループ化されることによって前記第２のサブアレーとして規定される
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置において、
前記ｘ−ｙ平面上に、ｘ軸方向に２Ｍ＋１素子（Ｍは、１以上の整数）、ｙ軸方向に２Ｎ素子（Ｎは、１以上の整数）の素子アンテナを配置し、
前記第１の励振回路においては、整数ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）、整数ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）に対し、（２ｍ−１，２ｎ−１）番目、（２ｍ，２ｎ−１）番目、（２ｍ−１，２ｎ）番目、（２ｍ，２ｎ）番目の４素子が前記第１のサブアレーとして規定され、
前記第２の励振回路においては、整数ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）、整数ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）に対し、（２ｍ，２ｎ−１）番目、（２ｍ＋１，２ｎ−１）番目、（２ｍ，２ｎ）番目、（２ｍ＋１，２ｎ）番目の４素子が前記第２のサブアレーとして規定される
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置において、
前記ｘ−ｙ平面上に、ｘ軸方向に２Ｍ素子（Ｍは、２以上の整数）、ｙ軸方向に２Ｎ素子（Ｎは、１以上の整数）の素子アンテナを配置し、
前記第１の励振回路においては、整数ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）、整数ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）に対し、（２ｍ−１，２ｎ−１）番目、（２ｍ，２ｎ−１）番目、（２ｍ−１，２ｎ）番目、（２ｍ，２ｎ）番目の４素子が前記第１のサブアレーとして規定され、
前記第２の励振回路においては、整数ｍ’（１≦ｍ’≦Ｍ−１）、整数ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）に対し、（２ｍ’，２ｎ−１）番目、（２ｍ’＋１，２ｎ−１）番目、（２ｍ’，２ｎ）番目、（２ｍ’＋１，２ｎ）番目の４素子が前記第２のサブアレーとして規定される
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項９】
請求項７に記載のアレーアンテナ装置において、
前記第１の励振回路においては、整数ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）に対し、（２Ｍ＋１，２ｎ−１）番目、（２Ｍ＋１，２ｎ）番目の２素子が、前記第１のサブアレーとしてさらに規定され、
前記第２の励振回路においては、整数ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）に対し、（１，２ｎ−１）番目、（１，２ｎ）番目の２素子が、前記第２のサブアレーとしてさらに規定される
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のアレーアンテナ装置において、
前記第２の励振回路においては、整数ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）に対し、（２Ｍ，２ｎ−１）番目、（２Ｍ，２ｎ）番目の２素子および（１，２ｎ−１）番目、（１，２ｎ）番目の２素子がそれぞれ前記第２のサブアレーとしてさらに規定される
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項１１】
請求項２ないし１０のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置において、
前記第１のサブアレーを構成する前記第１の励振回路は、
第１の偏波面の電波を放射する第１の給電プローブと、
前記第１の給電プローブに給電する第１の伝送線路と
をさらに有し、
前記第１の給電プローブは、前記第１のサブアレーを構成する素子アンテナ毎に互いに逆相で給電されるように、１対の素子により構成され、
前記第１の伝送線路は、起点が前記第１の垂直給電部に接続されるとともに、前記起点から分岐された線路によって前記第１のサブアレー内の前記第１の給電プローブのそれぞれと接続されることで、前記第１の給電プローブのそれぞれに電力を分配し、
前記第２のサブアレーを構成する前記第２の励振回路は、
前記第１の偏波面と直交する、第２の偏波面の電波を放射する第２の給電プローブと、
前記第２の給電プローブに給電する第２の伝送線路と
をさらに有し、
前記第２の給電プローブは、前記第２のサブアレーを構成する素子アンテナ毎に互いに逆相で給電されるように、１対の素子により構成され、
前記第２の伝送線路は、起点が前記第２の垂直給電部に接続されるとともに、前記起点から分岐された線路によって前記第２のサブアレー内の前記第２の給電プローブのそれぞれと接続されることで、前記第２の給電プローブのそれぞれに電力を分配する
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のアレーアンテナ装置において、
底部が閉じられ、上面に開口部を有する金属導体からなる第１のキャビティと、
前記第１のキャビティの開口部と同一形状または相似形状の貫通孔を有する金属導体からなる第２のキャビティと
を備え、
前記第１の励振回路は、前記第１のキャビティの上面に配置され、
前記第２の励振回路は、前記第１の励振回路の上面に配置され、
前記第２のキャビティは、前記第２の励振回路の上面に配置され、
前記第１の垂直給電部は、前記第１の伝送線路の起点から前記ｚ方向に延在することで、前記第１のキャビティを貫通してアンテナ部に伝送線路を引き出し、
前記第２の垂直給電部は、前記第２の伝送線路の起点から前記ｚ方向に延在することで、前記第１の励振回路、前記第１のキャビティを貫通してアンテナ部に伝送線路を引き出す
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載のアレーアンテナ装置において、
前記第１の励振回路において、前記第１の伝送線路は、第１の誘電体の内部に配置され、
前記第２の励振回路において、前記第２の伝送線路は、第２の誘電体の内部に配置され、
前記第１の伝送線路がストリップ線路となるように、前記第１の誘電体の上下の表面には、第１の導体グランドと第２の導体グランドが配置され、
前記第２の伝送線路がストリップ線路となるように、前記第２の誘電体の上下の表面には、前記第２の導体グランドと前記第３の導体グランドが配置される
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のアレーアンテナ装置において、
前記アレーアンテナを構成する各素子アンテナのアンテナ開口部の断面形状は、多角形、正多角形、または、円である
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星通信および地上通信などにおいて、複数のアンテナを用いて信号を送受信する、アレーアンテナ装置の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
衛星通信等において、車両や航空機等の移動体との通信のためにアンテナを移動体に搭載する場合、積載スペース、積載重量が制限される。そのため、アンテナは、小型で、かつ軽量であることが求められる。複数のアンテナを用いて信号を送受信するアレーアンテナは、この要求を満足する手段の１つであり、従来の衛星搭載用のアレーアンテナとしては、素子アンテナにホーンアンテナを用いた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、アンテナには、直交偏波を共用とすることを求められる場合がある。これを実現するために、２つの矩形ホーンアンテナを交差させて上下に配置する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、より簡易な構成としては、基板上に一方の偏波を励振するための給電プローブを配置し、このような基板を給電プローブが直交するように２層重ねて配置する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７６７６１号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／００８５７４４号明細書
【特許文献３】特開２０１１−１９９４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献３に示されたようなアンテナを素子アンテナとして複数配置してアレーアンテナを構成する場合、全ての素子アンテナに対しトーナメント接続を行うと、給電構造が複雑化する。この結果、製造コストおよび製造工程が増大する。
【０００７】
図１４は、従来技術において、ｘ方向８素子、ｙ方向８素子の計６４素子で構成されるアレーアンテナの給電回路の例を示した模式図である。図１４は、ｘ方向の偏波に対応する構造を示している。なお、ｙ方向の偏波の給電のためには、さらに、図１４を９０°回転させた構造が別途必要となる。
【０００８】
また、給電回路での損失を低減するために、この給電回路を全て導波管で構成した場合には、複雑な構造に加え、給電回路の重量、体積が増加する。この対策として、給電プローブと同一面上にストリップ線路を用いて給電回路の一部を構成し、配線をアンテナ下部に垂直に引き下ろした後に導波管で接続することが考えられる（以降、アンテナ下部に垂直に引き下ろした部分を垂直給電部と呼ぶ）。垂直給電部は、例えば、中心導体と外部導体から成る同軸線路や導波管で構成できる。
【０００９】
図１５は、素子アンテナ４素子分をサブアレーの単位とし、これら４素子に対して、従来のストリップ線路を用いた構成例を示した分解斜視図である。本アレーアンテナは、第１のキャビティ部１、第１の励振回路１０、第２の励振回路２０、および第２のキャビティ部３０から構成される。
【００１０】
第１のキャビティ部１の底部は、閉じられている。第１の励振回路１０は、第１の偏波を励振する。第２の励振回路２０は、第２の偏波を励振する。第２のキャビティ部３０は、貫通孔を有する。
【００１１】
第１の励振回路１０は、第１の給電プローブ１１、第１の伝送線路１２を有する。第１の給電プローブ１１は、１対の素子により構成されている。１対の素子は、誘電体基板１４内に素子アンテナ毎に互いに逆相で給電される。第１の伝送線路１２は、サブアレーを構成する素子アンテナの第１の給電プローブ１１に信号を分配する。
【００１２】
第１の伝送線路１２がストリップ線路となるように、誘電体基板１４の上下には、第１のキャビティ部１の開口部と同じ形状の貫通孔を有するグランド層１５、１６が配置される。
【００１３】
同様に、第２の励振回路２０は、第２の給電プローブ２１、第２の伝送線路２２を有する。第２の給電プローブ２１は、１対の素子により構成されている。１対の素子は、誘電体基板２４内に素子アンテナ毎に互いに逆相で給電される。第２の伝送線路２２は、サブアレーを構成する素子アンテナの第２の給電プローブ２１に信号を分配する。
【００１４】
第２の伝送線路２２がストリップ線路となるように、誘電体基板２４の上下には、第１のキャビティ部１の開口部と同じ形状の貫通孔を有するグランド層２５、１５が配置される。
【００１５】
したがって、グランド層１５は、第１の励振回路１０と第２の励振回路２０との両方のグランドの役割を果たす。また、第２の励振回路２０は、第１の給電プローブ１１が励振する偏波と第２の給電プローブ２１が励振する偏波とが直交するよう、第１の励振回路１０と９０°配置が回転した構造を有している。
【００１６】
第１の垂直給電部１３は、第１の伝送線路１２へ給電し、グランド層１６、第１のキャビティ部１を貫通し、アンテナ下部へ至る。第２の垂直給電部２３は、第１の伝送線路２２へ給電し、グランド層１５、第１の励振回路１０、グランド層１６、第１のキャビティ部１を貫通し、アンテナ下部へ至る。
【００１７】
図１５に示した４素子からなる構成をサブアレーとして、これを複数配置した場合の、垂直給電部以降の接続は、図１４と同じ方法で、例えば導波管による接続を行うことにより、導波管の分岐数が低減され、構成が簡単になる。
【００１８】
図１６は、図１５における第２の励振回路２０のｘ−ｙ平面を示した模式図である。なお、図１６に示されているａ、ｂ、ｃについては、後述する。第２の給電プローブ２１は、第１のキャビティ部１の開口部の上部に位置している。
【００１９】
また、第２の伝送線路２２は、第１のキャビティ部１の開口部以外の位置に配置される。すなわち、第２の伝送線路２２は、上下にグランド層２５、１５の金属が存在する位置に配置され、ストリップ線路を形成する。
【００２０】
図１６では、第２の伝送線路２２において、対向する第２の給電プローブ２１が逆相となるように線路長を定め、素子アンテナ間は、同相となるように配線を設計した例を示している。
【００２１】
図１５に示したように、第１の給電プローブ１１および第１の伝送線路１２は、第１の励振回路１０の内部のｘ−ｙ平面上に形成される。また、第２の給電プローブ２１および第２の伝送線路２２は、第２の励振回路２０の内部のｘ−ｙ平面上に形成される。そのため、これら２つの励振回路における物理的な干渉は、発生しない。
【００２２】
一方、第１の垂直給電部１３および第２の垂直給電部２３は、−ｚ方向に延在しているため、同じｘ−ｙ平面上に共存することとなり、図１６は、このような状態を示している。すなわち、第１の垂直給電部１３と第２の垂直給電部２３は、ｘ−ｙ平面上で近接していることが分かる。そのため、第１の垂直給電部１３と第２の垂直給電部２３が物理的、あるいは電気的に干渉しないように素子アンテナを配置するためには、従来よりも素子アンテナ間隔を広げなければならない。
【００２３】
結果として、アレーアンテナの放射パターンが劣化してしまう。特に、素子アンテナ間隔が１波長を超える場合には、放射パターンにグレーティングローブが生じ、不要な方向へ電波が放射されてしまう。
【００２４】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、従来のアレーアンテナ装置と比較して、簡易な給電構成で、かつ放射パターンにおいては、グレーティングローブを低減あるいは解消することができるアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明に係るアレーアンテナ装置は、第１の偏波の電波を放射する第１の励振回路と、
第１の偏波を直交する第２の偏波の電波を放射する第２の励振回路とを備えた複数の素子アンテナを２つ以上の素子アンテナからなる第１の組ごとにグループ化することで、第１の偏波に対する第１のサブアレーを構成し、第１のサブアレーを構成している素子アンテナのうち、少なくとも１つの素子アンテナを含み、かつ第１の組とは、組み合わせが異なるように、複数の素子アンテナを２つ以上の素子アンテナからなる第２の組ごとにグループ化することで、第２の偏波に対する第２のサブアレーを構成し、第１のサブアレーと第２のサブアレーとをそれぞれ１または複数配置することでアレーアンテナを構成したものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係るアレーアンテナ装置によれば、第１の励振回路内に構成される第１のアブアレーと、第２の励振回路内に構成される第２のアブアレーとを、同一のアンテナ素子群で構成されないようにグループ化することにより、従来のアレーアンテナ装置と比較して、簡易な給電構成で、かつ放射パターンにおいては、グレーティングローブを低減あるいは解消することができるアレーアンテナ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるアレーアンテナ装置全体の外観を示した分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１においてｘ方向に９素子、ｙ方向に８素子を有するアレーアンテナの第１の励振回路と第２の励振回路の給電範囲の例１を示した模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１の図１における第１の励振回路および第２の励振回路のｘ−ｙ平面を示した模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるアレーアンテナを構成した際の放射パターンの特性例である。
【図５】本発明の実施の形態１においてｘ方向に９素子、ｙ方向に８素子を有するアレーアンテナの第１の励振回路と第２の励振回路の給電範囲の例２を示した模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１の図５のおける右端部の素子に対する第１の励振回路、左端部の素子に対する第２の励振回路の例を示した模式図である。
【図７】本発明の実施の形態１においてｘ方向に８素子、ｙ方向に８素子を有するアレーアンテナの第１の励振回路と第２の励振回路の給電範囲の例３を示した模式図である。
【図８】本発明の実施の形態１においてｘ方向に８素子、ｙ方向に８素子を有するアレーアンテナの第１の励振回路と第２の励振回路の給電範囲の例４を示した模式図である。
【図９】本発明の実施の形態１においてｘ方向に８素子、ｙ方向に８素子を有するアレーアンテナの第１の励振回路と第２の励振回路の給電範囲の例５を示した模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態２における第１の励振回路および第２の励振回路のｘ−ｙ平面を示した模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態２におけるアレーアンテナを構成した際の放射パターンの特性例である。
【図１２】本発明の実施の形態３における第１の励振回路および第２の励振回路のｘ−ｙ平面を示した模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態３におけるアレーアンテナを構成した際の放射パターンの特性例である。
【図１４】従来においてｘ方向８素子、ｙ方向８素子の計６４素子で構成されるアレーアンテナの給電回路の例を示した模式図である。
【図１５】素子アンテナ４素子分をサブアレーの単位とし、これら４素子に対して従来のストリップ線路を用いた例を示した分解斜視図である。
【図１６】図１５における第２の励振回路のｘ−ｙ平面を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明のアレーアンテナ装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００２９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるアレーアンテナ装置全体の外観を示した分解斜視図である。本実施の形態１におけるアレーアンテナは、第１のキャビティ部１、第１の励振回路１０、第２の励振回路２０、および第２のキャビティ部３０から構成される。
【００３０】
第１のキャビティ部１の底部は、閉じられている。第１の励振回路１０は、第１の偏波を励振する。第２の励振回路２０は、第２の偏波を励振する。第２のキャビティ部３０は、貫通孔を有する。なお、図１では、アンテナ開口部の断面形状は、四角形であるが、この例に限らず、多角形、正多角形、または、円など、様々な断面形状であってよい。また、本発明の適用可能な素子アンテナは、この例に限らず、第１の励振回路１０、第２の励振回路２０を有するアンテナであればよい。
【００３１】
また、図１は、特に、素子アンテナ４素子分をサブアレーの単位とし、これら４素子に対して、ストリップ線路を用いた場合を例示している。なお、図１においては、第１の励振回路１０および第２の励振回路２０に関するサブアレーをそれぞれ２組例示しているが、ｘ方向にさらに多くを配置してもよいし、ｙ方向にさらに多くを配置してもよい。
【００３２】
第１の励振回路１０は、第１の給電プローブ１１、第１の伝送線路１２を有する。第１の給電プローブ１１は、１対の素子により構成されている。１対の素子は、誘電体基板１４内に素子アンテナ毎に互いに逆相で給電される。第１の伝送線路１２は、第１のサブアレーを構成する素子アンテナの第１の給電プローブ１１に信号を分配する。
【００３３】
第１の伝送線路１２がストリップ線路となるように、誘電体基板１４の上下には、第１のキャビティ部１の開口部と同じ形状の貫通孔を有するグランド層１５、１６が配置される。
【００３４】
同様に、第２の励振回路２０は、第２の給電プローブ２１、第２の伝送線路２２を有する。第２の給電プローブ２１は、１対の素子により構成されている。１対の素子は、誘電体基板２４内に素子アンテナ毎に互いに逆相で給電される。第２の伝送線路２２は、第２のサブアレーを構成する素子アンテナの第２の給電プローブ２１に信号を分配する。
【００３５】
第２の伝送線路２２がストリップ線路となるように、誘電体基板２４の上下には、第１のキャビティ部１の開口部と同じ形状の貫通孔を有するグランド層２５、１５が配置される。
【００３６】
したがって、グランド層１５は、第１の励振回路１０と第２の励振回路２０との両方のグランドの役割を果たす。また、第２の励振回路２０は、第１の給電プローブ１１が励振する偏波と第２の給電プローブ２１が励振する偏波とが直交するよう、第１の励振回路１０と９０°配置が回転した構造を有している。
【００３７】
第１の垂直給電部１３は、第１の伝送線路１２へ給電し、グランド層１６、第１のキャビティ部１を貫通し、アンテナ下部へ至る。第２の垂直給電部２３は、第２の伝送線路２２へ給電し、グランド層１５、第１の励振回路１０、グランド層１６、第１のキャビティ部１を貫通し、アンテナ下部へ至る。
【００３８】
これ以降の接続は、従来と同様に、例えば導波管による接続を行うことにより、導波管の分岐数が低減され、構成が簡単になる。
【００３９】
ここで、本発明の技術的特徴は、第１の励振回路１０において構成される第１のサブアレーと、第２の励振回路２０において構成される第２のサブアレーが、従来のように同一の複数の素子アンテナで構成されるのではなく、第１のサブアレーを構成する複数の素子アンテナと、第２のサブアレーを構成する複数の素子アンテナとが、一部または全部を重複しつつ、異なる複数の素子アンテナで構成される点にある。
【００４０】
そこで、図１を用いて、本発明のこの技術的特徴について、具体的に説明する。図１の第２のキャビティ部３０に記載されたカッコ内の数字は、素子アンテナの番号をｘ−ｙ平面における２次元的な配列として示している。
【００４１】
第１の励振回路１０において、複数の素子アンテナを２つ以上の素子アンテナからなる第１の組ごとにグループ化することによって、第１のサブアレーを構成する。すなわち、第１の励振回路１０は、素子アンテナ（１，１）、（２，１）、（１，２）、（２，２）の４つからなる構成を１番目の第１のサブアレーとしている。また、それに続いて、第１の励振回路１０は、素子アンテナ（３，１）、（４，１）、（３，２）、（４，２）の４つからなる構成を２番目の第１のサブアレーとしている。
【００４２】
そして、このように決められた第１のサブアレーのそれぞれに対しては、ｚ方向に延在する第１の垂直給電部１３を介して給電される。具体的には、図１に示すように、１番目の第１のサブアレーに対する第１の垂直給電部１３は、素子アンテナ（１，１）、（２，１）、（１，２）、（２，２）の４つに取り囲まれるとともに、これらの素子アンテナには接触しない位置に配置される。同様に、２番目の第１のサブアレーに対する第１の垂直給電部１３は、素子アンテナ（３，１）、（４，１）、（３，２）、（４，２）の４つに取り囲まれるとともに、これらの素子アンテナには接触しない位置に配置される。
【００４３】
そして、図１においては、これら第１の垂直給電部１３に対応する貫通孔が、グランド層１６および第１のキャビティ部１上に円で示されている。
【００４４】
一方、第２の励振回路２０において、第１のサブアレーを構成している素子アンテナのうち、少なくとも１つの素子アンテナを含み、かつ第１の組とは、組み合わせが異なるように、複数の素子アンテナからなる第２の組ごとにグループ化することによって、第２のサブアレーを構成する。すなわち、第２の励振回路２０は、素子アンテナ（２，１）、（３，１）、（２，２）、（３，２）の４つからなる構成を１番目の第２のサブアレーとしている。また、それに続いて、第２の励振回路２０は、素子アンテナ（４，１）、（５，１）、（４，２）、（５，２）の４つからなる構成を２番目の第２のサブアレーとしている。
【００４５】
そして、このように決められた第２のサブアレーのそれぞれに対しては、ｚ方向に延在する第２の垂直給電部２３を介して給電される。具体的には、図１に示すように、１番目の第２のサブアレーに対する第２の垂直給電部２３は、素子アンテナ（２，１）、（３，１）、（２，２）、（３，２）の４つに取り囲まれるとともに、これらの素子アンテナには接触しない位置に配置される。同様に、２番目の第２のサブアレーに対する第２の垂直給電部２３は、素子アンテナ（４，１）、（５，１）、（４，２）、（５，２）の４つに取り囲まれるとともに、これらの素子アンテナには接触しない位置に配置される。この結果、第１の垂直給電部１３と第２の垂直給電部２３は、複数の素子アンテナが配置された素子アンテナ間隔以上隔たった位置にそれぞれ配置されている。
【００４６】
そして、図１においては、これら第２の垂直給電部２３に対応する貫通孔が、グランド層１５、１６および第１のキャビティ部１上に円で示されている。
【００４７】
さらに、ｘ軸方向に２Ｍ＋１素子（Ｍは、１以上の整数）、ｙ軸方向に２Ｎ素子（Ｎは、１以上の整数）を有するアレーアンテナの場合において、第１の励振回路１０を構成する第１のサブアレーと、第２の励振回路２０を構成する第２のサブアレーとを一般式で表すと以下のようになる。
【００４８】
第１の励振回路１０は、整数ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）、整数ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）に対し、（２ｍ−１，２ｎ−１）番目、（２ｍ，２ｎ−１）番目、（２ｍ−１，２ｎ）番目、（２ｍ，２ｎ）番目の４素子が第１のサブアレーとして規定され、これら４素子に取り囲まれた位置に配置された第１の垂直給電部１３を介して給電される。
【００４９】
同様に、第２の励振回路２０は、整数ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）、整数ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）に対し、（２ｍ，２ｎ−１）番目、（２ｍ＋１，２ｎ−１）番目、（２ｍ，２ｎ）番目、（２ｍ＋１，２ｎ）番目の４素子が第２のサブアレーとして規定され、これら４素子に取り囲まれた位置に配置された第２の垂直給電部２３を介して給電される。
【００５０】
なお、以上の説明においては、図１を用いて４つの素子により第１のサブアレーおよび第２のサブアレーが構成される場合を例示したが、本発明におけるサブアレーの構成は、４素子に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的特徴を換言すると、次のようになる。
（特徴１）第１の偏波の電波を放射する第１の励振回路１０に対応する複数の素子アンテナを２つ以上の素子アンテナからなる第１の組ごとにグループ化して、第１の偏波に対する第１のサブアレーを構成する。
（特徴２）一方、第１のサブアレーを構成している素子アンテナのうち、少なくとも１つの素子アンテナを含み、かつ第１の組とは組み合わせが異なるように、第２の偏波の電波を放射する第２の励振回路２０に対応する複数の素子アンテナからなる第２の組ごとにグループ化して、第２の偏波に対する第２のサブアレーを構成する。
（特徴３）このような構成を有する第１のサブアレーおよび第２のサブアレーをそれぞれ１または複数配置することで、第１の垂直給電部１３と第２の垂直給電部２３が、同一の素子の組に囲まれた位置に配置されず、かつ１素子アンテナ間隔以上隔たった位置にそれぞれ配置されている。
【００５１】
なお、これらの特徴１〜３を具備する第１のサブアレーおよび第２のサブアレーの具体的な構成については、図２、図５、図７、図８、図９を用いて、後述する。これらの図において、実線は、第１の励振回路１０の給電範囲を表す。そして、この実線で囲まれた素子アンテナからなる第１の組ごとにグループ化することによって、第１のサブアレーを構成する。また、点線は、第２の励振回路２０の給電範囲を表す。そして、この点線で囲まれた素子アンテナからなる第２の組ごとにグループ化することによって、第２のサブアレーを構成する。
【００５２】
図１に示した構成においては、第１のサブアレーおよび第２のサブアレーを構成するそれぞれの４素子は、２素子が共通しており、他の２素子が異なるように構成されていることとなる。
【００５３】
図２は、本発明の実施の形態１においてｘ方向に９素子、ｙ方向に８素子を有するアレーアンテナの第１の励振回路１０と第２の励振回路２０の給電範囲の例１を示した模式図である。図２では、左端の素子が第２の励振回路２０として使用されていない。同様に、右端の素子が第１の励振回路１０として使用されていない。すなわち、第１の励振回路１０と第２の励振回路２０に使用される素子数が同じである。そのため、偏波間の放射パターンが理想的には、同じになる。この例では、いずれの偏波に対しても８×８の素子のアレーアンテナとして動作する。
【００５４】
図３は、本発明の実施の形態１の図１における第１の励振回路１０および第２の励振回路２０のｘ−ｙ平面を示した模式図である。なお、図３に示されているａ、ｂ、ｃについては、従来技術である図１６と対比して、後述する。第１の給電プローブ１１および第２の給電プローブ２１は、第１のキャビティ部１の開口部の上部に位置している。
【００５５】
また、第１の伝送線路１２および第２の伝送線路２２は、第１のキャビティ部１の開口部以外の位置に配置される。すなわち、第１の伝送線路１２は、上下にグランド層１５、１６の金属が存在する位置に配置され、第２の伝送線路２２は、上下にグランド層２５、１５の金属が存在する位置に配置され、それぞれストリップ線路を形成する。
【００５６】
図３では、第１の伝送線路１２および第２の伝送線路２２において、対向する第１の給電プローブ１１および第２の給電プローブ２１がそれぞれ逆相となるように線路長を定め、素子アンテナ間は、同相となるように配線を設計した例を示している。
【００５７】
以上より、第１の給電プローブ１１および第１の伝送線路１２は、図３（ａ）に示すように、第１の励振回路１０の内部のｘ−ｙ平面上に形成される。また、第２の給電プローブ２１および第２の伝送線路２２は、図３（ｂ）に示すように、第２の励振回路２０の内部のｘ−ｙ平面上に形成される。そのため、これら２つの励振回路における物理的な干渉は、発生しない。
【００５８】
一方、先の図１に示す通り、第１の垂直給電部１３および第２の垂直給電部２３は、−ｚ方向に延びるため、同じｘ−ｙ平面上に共存することとなる。しかしながら、図３から明らかなように、第１のサブアレーと第２のサブアレーの構成が異なるため、第１の垂直給電部１３と第２の垂直給電部２３とは、これらが取り囲まれる素子アンテナの配置が異なることで、素子アンテナの間隔が図３では、開口部１つ分程度、隔離しており、物理的に接触することはない。そのため、従来技術のように、同一の４素子で囲まれた際（図１６参照）に、第１の垂直給電部１３と第２の垂直給電部２３とが物理的に干渉しないようにするために生じる素子アンテナの配置間隔の制限は、生じない。
【００５９】
図１では、第２の垂直給電部２３が第１の励振回路１０を貫通している。しかしながら、図３から明らかなように、第２の垂直給電部２３が第１の伝送線路１２と接触することはなく、電気的な影響は、生じない。そのため、アレーアンテナの放射バターンの劣化を回避することができる。
【００６０】
次に、素子アンテナ間隔および放射パターンの計算例を以下に示す。より具体的には、図３および図１６におけるａ、ｂ、ｃについて、数値に基づいて説明する。図３において、キャビティ径ａは、第１のキャビティ部１における開口部の径（以下では、第１のキャビティ部１における開口部の幅のことを開口部の径と呼ぶ）を示す。また、キャビティ間隙間ｂは、隣接するキャビティ部１との隙間であり、第２の伝送線路２２および第２の垂直給電部２３を配置し、かつ第１の垂直給電部１３との物理的な干渉を回避した際に必要となる間隙値を示す。また、素子アンテナ間隔ｃは、キャビティ径ａとキャビティ間隙間ｂとの和と定義する。ここでは、ｘ方向、ｙ方向ともに、同じ素子アンテナ間隔とする。
【００６１】
キャビティ径ａを０．６７λ（λ：波長）とすると、キャビティ間隙間ｂは、０．３７λであった。この結果、素子アンテナ間隔ｃ（＝ａ＋ｂ）は、１．０４λとなる。
【００６２】
図３との比較として、図１６は、先の図１５に示した従来のストリップ線路を用いた励振回路の構成における第２の励振回路２０のｘ−ｙ平面を示した模式図である。図１６において、キャビティ径ａ、キャビティ間隙間ｂ、および素子アンテナ間隔ｃの定義は、先の図３の場合と同じである。
【００６３】
キャビティ径ａを先と同じ０．６７λとすると、キャビティ間隙間ｂは、０．４４λであった。この結果、素子アンテナ間隔ｃ（＝ａ＋ｂ）は、１．１１λとなる。ここでは、ｘ方向、ｙ方向ともに、同じ素子アンテナ間隔とする。
【００６４】
図４は、本発明の実施の形態１におけるアレーアンテナを構成した際の放射パターンの特性例である。このアレーアンテナは、本実施の形態１における素子アンテナ間隔および従来の素子アンテナ間隔を用い、ｘ方向８素子、ｙ方向８素子の計６４素子で構成されている。なお、ｘ−ｚ面の放射パターンとｙ−ｚ面の放射パターンとは、同一である。図４においては、図３に対応する本実施の形態１のアレーアンテナの特性が実線で記載され、図１６に対応する従来のアレーアンテナの特性が点線で記載されている。
【００６５】
本実施の形態１および従来の素子アンテナ間隔ｃは、ともに１λを超えているため、いずれもグレーティングローブが生じていることが分かる。図４において、本実施の形態１における±６５°付近のローブと、従来における±６０°付近のローブがグレーティングローブに相当する。両者の特性を比較すると、本実施の形態１では、従来よりも素子アンテナ間隔を縮めることが可能となるため、グレーティングローブが広角側に移る。このことは、放射パターンが改善されていることを示している。
【００６６】
図５は、本発明の実施の形態１においてｘ方向に９素子、ｙ方向に８素子を有するアレーアンテナの第１の励振回路１０と第２の励振回路２０の給電範囲の例２を示した模式図である。なお、先の図２では、左端の素子が第２の励振回路２０として、同様に右端の素子が第１の励振回路１０として使用されていない場合を説明した。これに対して、図５では、この左右端の素子を第１の励振回路１０、第２の励振回路２０として、それぞれ使用する場合を示している。
【００６７】
すなわち、第１の励振回路１０において、第１の組ごとにグループ化された結果、グループ化されず、使用されていない右端の素子アンテナは、新たに組を成し、第１の組とともに、グループ化されることによって、第１のサブアレーとして規定され使用される。また、第２の励振回路２０において、第２の組ごとにグループ化された結果、グループ化されず、使用されていない左端の素子アンテナは、新たに組を成し、第２の組とともに、グループ化されることによって、第２のサブアレーとして規定され使用される。そして、垂直給電部を左右端に設置し、２分配の励振回路を端部の２つの素子アンテナに適用し、端部の素子を使用するように構成してもよい。
【００６８】
図６は、本発明の実施の形態１の図５のおける右端部の素子に対する第１の励振回路１０、左端部の素子に対する第２の励振回路２０の例を示した模式図である。右端部、左端部の素子は、それぞれ、図５におけるサブアレーを構成する４素子と比較して、分配数が４から２に変更される。そのこと以外の動作に関しては、４素子の場合と同様であるため、説明を省略する。
【００６９】
ｘ軸方向に２Ｍ素子（Ｍは、２以上の整数）、ｙ軸方向に２Ｎ素子（Ｎは、１以上の整数）を有するアレーアンテナの場合には、第１の励振回路１０は、整数ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）、整数ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）に対し、（２ｍ−１，２ｎ−１）番目、（２ｍ，２ｎ−１）番目、（２ｍ−１，２ｎ）番目、（２ｍ，２ｎ）番目の４素子へ給電し、第２の励振回路２０は、整数ｍ’（１≦ｍ’≦Ｍ−１）、整数ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）に対し、（２ｍ’，２ｎ−１）番目、（２ｍ’＋１，２ｎ−１）番目、（２ｍ’，２ｎ）番目、（２ｍ’＋１，２ｎ）番目の４素子へ給電するように構成してもよい。
【００７０】
図７は、本発明の実施の形態１においてｘ方向に８素子、ｙ方向に８素子を有するアレーアンテナの第１の励振回路１０と第２の励振回路２０の給電範囲の例３を示した模式図である。図７において、第１の励振回路１０としては、両端の素子が使用されているが、第２の励振回路２０としては、両端の素子が使用されていない。したがって、第１の励振回路１０による偏波においては、８×８素子のアレーアンテナとして動作する。一方、第２の励振回路２０による偏波においては、両端の素子が使用されないため、６×８素子のアレーアンテナとして動作する。
【００７１】
なお、第２のサブアレーに含まれなかった両端の素子アンテナの組に対し、新たに、第２のサブアレーとして規定し、先の図６と同じ分配数を２とする構造を用いて給電すれば、第２の励振回路２０による偏波においても８×８素子のアレーアンテナとして動作することも可能である。
【００７２】
ここまで、４素子に対してストリップ線路を用い、かつ第１の励振回路１０と第２の励振回路２０とをｘ方向にのみ１素子分ずらして配置した場合について示してきた。しかしながら、本発明は、これに限定されない。
【００７３】
図８は、本発明の実施の形態１においてｘ方向に８素子、ｙ方向に８素子を有するアレーアンテナの第１の励振回路１０と第２の励振回路２０の給電範囲の例４を示した模式図である。例えば、図８のように、第１の励振回路１０と第２の励振回路２０とをｘ方向、ｙ方向ともにそれぞれ１素子分ずらして配置してもよい。
【００７４】
また、図９は、本発明の実施の形態１においてｘ方向に８素子、ｙ方向に８素子を有するアレーアンテナの第１の励振回路１０と第２の励振回路２０の給電範囲の例５を示した模式図である。例えば、図９のように、第１の励振回路１０と第２の励振回路２０とで分配する素子数が異なってもよい。図９では、第１の励振回路１０で分配する素子数が、４素子であり、第２の励振回路２０で分配する素子数が、８素子である場合を例示している。
【００７５】
以上により、実施の形態１によれば、アレーアンテナに配置された第１の偏波の電波を放射する第１の励振回路に対応する複数の素子アンテナを２つ以上の素子アンテナからなる第１の組ごとにグループ化することで、第１の偏波に対する第１のサブアレーを構成している。また、第１のサブアレーを構成している素子アンテナのうち、少なくとも１つの素子アンテナを含み、かつ第１の組とは組み合わせが異なるように、第２の偏波の電波を放射する第２の励振回路に対応する複数の素子アンテナを２つ以上の素子アンテナからなる第２の組ごとにグループ化することで、第２の偏波に対する第２のサブアレーを構成している。
【００７６】
これによって、第１の垂直給電部と第２の垂直給電部が、同一の素子の組に囲まれた位置に配置されないようにすることで、従来よりも素子アンテナ間隔が短くなり、簡易な給電構成で、かつアレーアンテナの放射パターンにおいて、グレーティングローブを低減することができるアレーアンテナ装置を得ることができる。
【００７７】
実施の形態２．
本実施の形態２では、先の実施の形態１で説明した第１の垂直給電部１３および第２の垂直給電部２３の配置において、特に、複数の素子アンテナ間のｘ軸方向に対して同一直線上に並んで配置することで、ｙ方向のキャビティ間隙間よりもｘ方向のキャビティ間隙間をより狭くする場合について説明する。なお、ｘ軸方向の代わりに、ｙ軸方向に対して、同一直線上に配置してもよい。
【００７８】
図１０は、本発明の実施の形態２における第１の励振回路１０および第２の励振回路２０のｘ−ｙ平面を示した模式図である。先の実施の形態１で示した図３との違いは、第１の垂直給電部１３および第２の垂直給電部２３を、＋ｚ方向から見て、同一直線上に配置することである。
【００７９】
すなわち、図１０において、第１の垂直給電部１３が位置するｙ座標と第２の垂直給電部２３が位置するｙ座標は、同一であり、第１の垂直給電部１３と第２の垂直給電部２３は、素子アンテナ間において、ｘ軸に平行な同一直線上に配置されている。この結果、ｘ軸方向は、いずれの垂直給電部１３、２３の干渉も受けずに素子アンテナ同士の間隔を狭めるように配置することができる。ｙ軸方向の配置間隔は、先の実施の形態１と同様である。
【００８０】
次に、素子アンテナ間隔および放射パターンの計算例を以下に示す。より具体的には、図１０におけるｘ軸方向の寸法を規定するａ、ｂ、ｃおよびｙ軸方向の寸法を規定するａ’、ｂ’、ｃ’について、数値に基づいて説明する。図１０において、キャビティ径ａ、ａ’、キャビティ間隙間ｂ、ｂ’、および素子アンテナ間隔ｃ、ｃ’の定義は、符号「’」により軸方向を区別している以外は、先の図３および図１６の場合と同じである。
【００８１】
キャビティ径ａおよびａ’を、先の図３および図１６と同じ０．６７λとすると、ｙ方向については、先の実施の形態１と同じく、キャビティ間隙間ｂ’は、０．３７λであった。この結果、素子アンテナ間隔ｃ’（＝ａ’＋ｂ’）は、１．０４λとなる。
【００８２】
一方、ｘ方向については、キャビティ間隙間ｂは、０．３λであった。この結果、素子アンテナ間隔ｃ（＝ａ＋ｂ）は、０．９７λとなる。したがって、本実施の形態２では、ｘ方向とｙ方向とで素子アンテナ間隔が異なるとともに、ｘ方向の素子アンテナ間隔を１λ未満にすることができる。
【００８３】
図１１は、本発明の実施の形態２におけるアレーアンテナを構成した際の放射パターンの特性例である。このアレーアンテナは、本実施の形態２における素子アンテナ間隔および従来の素子アンテナ間隔を用い、ｘ方向８素子、ｙ方向８素子の計６４素子で構成されている。図１１においては、図１０に対応する本実施の形態２のｘ−ｚ面に対応するアレーアンテナの特性が実線で記載され、本実施の形態２のｙ−ｚ面に対応するアレーアンテナの特性が１点鎖線で記載され、図１６に対応する従来のアレーアンテナの特性が点線で記載されている。
【００８４】
本実施の形態２におけるｙ方向および従来における素子アンテナ間隔は、いずれも１λを超えているため、ｙ方向に対応するｙ−ｚ面（１点鎖線）と従来（点線）においては、いずれもグレーティングローブが生じていることが分かる。ただし、本実施の形態２と従来の両者の特性を比較すると、ｙ−ｚ面パターンにおいて、本実施の形態２では、ｙ方向の素子アンテナ間隔を従来よりも縮めることが可能となるため、グレーティングローブが広角に移る。このことは、従来と比較して、本実施の形態２におけるアレーアンテナの放射パターンが改善されていることを示している。この点は、先の実施の形態１と同様である。
【００８５】
一方、本実施の形態２におけるｘ方向の素子アンテナ間隔は、１λ未満となるため、ｘ−ｚ面パターンにおいては、グレーティングローブが生じないこととなる。この結果、アレーアンテナのｘ−ｚ面における放射パターンが、ｙ−ｚ面における放射パターンよりもさらに改善されることとなる。
【００８６】
以上により、実施の形態２によれば、先の実施の形態１と同様にサブアレーを構成し、さらに、第１の垂直給電部および第２の垂直給電部の配置に関して、ｘ軸方向に対して同一直線上に配置している。これによって、従来よりもｘ軸方向の素子アンテナ間隔が短くなり、簡易な給電構成で、かつアレーアンテナの放射パターンにおいて、グレーティングローブを低減あるいは解消することができるアレーアンテナ装置を得ることができる。特に、素子アンテナ間隔を１λ未満とすることで、グレーティングローブが生じない放射パターン特性を得ることができる。
【００８７】
実施の形態３．
本実施の形態３では、先の実施の形態１、２で説明した第１の垂直給電部１３および第２の垂直給電部２３の配置において、特に、素子アンテナ間の中心に配置し、さらに、アンテナ開口部（第１のキャビティ部１およびグランド層１５，１６，２５のそれぞれの面の各点）に切り欠きを設けることで、第１の垂直給電部１３と第２の垂直給電部２３が配置される空間を確保し、ｘ方向およびｙ方向のキャビティ間隙間をともに狭くする場合について説明する。ここで、素子アンテナ間の中心とは、垂直給電部を取り囲んでいる素子アンテナのそれぞれの位置から等距離にある位置をいう。
【００８８】
図１２は、本発明の実施の形態３における第１の励振回路１０および第２の励振回路２０のｘ−ｙ平面を示した模式図である。先の実施の形態１で示した図３との違いは、第１の垂直給電部１３および第２の垂直給電部２３を、＋ｚ方向から見て、素子アンテナ間の中心に配置し、さらに、第１のキャビティ部１およびグランド層１５、１６、２５のそれぞれの面の各点に切り欠きを設けている点である。
【００８９】
このことによって、４素子によって取り囲まれる位置に、垂直給電部を配置するための空間を確保することができる。なお、この切り欠きは、グランド層１５、１６、２５だけに設けてもよい。この結果、ｘ軸方向、ｙ軸方向ともに、垂直給電部の干渉を受けずに素子アンテナ間隔を狭めて配置することができる。
【００９０】
次に、素子アンテナ間隔および放射パターンの計算例を以下に示す。より具体的には、図１２におけるａ、ｂ、ｃについて、数値に基づいて説明する。図１２において、キャビティ径ａ、キャビティ間隙間ｂ、および素子アンテナ間隔ｃの定義は、先の図３、図１０、図１６の場合と同じである。ここでは、ｘ方向、ｙ方向ともに同じ素子アンテナ間隔とする。
【００９１】
キャビティ径ａを、先の図３、図１０、図１６と同じ０．６７λとすると、キャビティ間隙間ｂは、０．３λであった。この結果、素子アンテナ間隔ｃ（＝ａ＋ｂ）は、０．９７λとなる。すなわち、ｘ方向およびｙ方向の素子アンテナ間隔を、ともに１λ未満にすることができる。
【００９２】
図１３は、本発明の実施の形態３におけるアレーアンテナを構成した際の放射パターンの特性例である。このアレーアンテナは、本実施の形態３における素子アンテナ間隔および従来の素子アンテナ間隔を用い、ｘ方向８素子、ｙ方向８素子の計６４素子で構成されている。なお、ｘ−ｚ面の放射パターンとｙ−ｚ面の放射パターンとは、同一である。図１３においては、図１２に対応する本実施の形態３のアレーアンテナの特性が実線で記載され、図１６に対応する従来のアレーアンテナの特性が点線で記載されている。
【００９３】
本実施の形態３におけるｘ方向、ｙ方向の素子アンテナ間隔は、ともに１λ未満となるため、グレーティングローブが生じていないことが分かる。
【００９４】
以上により、本実施の形態３によれば、先の実施の形態１と同様にサブアレーを構成し、さらに、第１の垂直給電部および第２の垂直給電部の配置に関して、素子アンテナ間の中心に配置し、さらに、第１のキャビティ部およびグランド層のそれぞれの面の各点に切り欠きを設けている。これによって、従来よりもｘ軸方向、ｙ軸方向とも素子アンテナ間隔が短くなり、簡易な給電構成で、かつアレーアンテナの放射パターンにおいて、グレーティングローブを低減あるいは解消することができるアレーアンテナ装置を得ることができる。特に、素子アンテナ間隔を１λ未満とすることで、グレーティングローブが生じない放射パターン特性を得ることができる。
【００９５】
なお、上述した発明の実施の形態１〜３では、第１のサブアレーを構成する素子アンテナの組と第２のサブアレーを構成する素子アンテナの組の組み合わせ、および、第１の垂直給電部と第２の垂直給電部を配置させる位置に関して、具体例を示しながら説明してきたが、本発明はこれらの例示に特定されるものではない。必要に応じて、第１、第２のサブアレーを構成する素子アンテナの組の組み合わせや第１、第２の垂直給電部を配置させる位置を変更することができ、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００９６】
１  キャビティ部、１０  励振回路、１１  給電プローブ、１２  伝送線路、１３  垂直給電部、１４  誘電体基板、１５  グランド層、１６  グランド層、２０  励振回路、２１  給電プローブ、２２  伝送線路、２３  垂直給電部、２４  誘電体基板、２５  グランド層、３０  キャビティ部。
【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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