(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の同一面に複数の放射素子が縦横に配列された誘電体板を有するアレイアンテナ装置において、上記放射素子が複数のグループに小分けされ、
各グループ間の隣接する放射素子の間隔は、グループ内の互いに隣接する放射素子の間隔より大きく、グループ間同士の電波干渉による不要電波の放射が低下する間隔とされ、 上記誘電体板と平行、かつ上記放射素子と対応する位置に複数の帯域調整導体素子が配置され、
上記帯域調整導体素子は、送信高周波信号の１／２波長の長さの導体板と、該導体板の両側に独立、かつ非対称に配置され、上記送信高周波信号と異なる周波数の送信高周波信号の１／２波長の長さの他の導体板とを有することを特徴とするアレイアンテナ装置。
【請求項２】
一方の面に複数の放射素子が縦横に配列された誘電体板を有するアレイアンテナ装置において、
上記放射素子が複数のグループに小分けされ、
各グループ間の隣接する放射素子の間隔は、グループ内の互いに隣接する放射素子の間隔より大きく、グループ間同士の電波干渉による不要電波の放射が低下する間隔とされ、  上記誘電体板と平行、かつ上記放射素子と対応する位置に複数の帯域調整導体素子が配置され、
上記帯域調整導体素子は、送信高周波信号の１／２波長の長さの導体板と、該導体板の両側に独立、かつ非対称に配置され、上記送信高周波信号と異なる周波数の送信高周波信号の１／２波長の長さの他の導体板とを有し、
全放射素子に共通の末端から各グループまでの給電線路がグループ間を通して配線されていることを特徴とするアレイアンテナ装置。
【請求項３】
上記放射素子は、送信高周波信号の１／２波長の長さの中心導体部と、該中心導体部の両側に該中心導体部に対して自己対称となるように一体的に形成され、他の送信高周波信号の１／２波長の長さの導体部とを有する請求項１または２に記載のアレイアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アレイアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、マイクロ波やミリ波用のアンテナ装置の利得を上げる方法として、誘電体板に複数の放射素子を縦横に等間隔に配列するアレイ化が行われている。
【０００３】
図７は従来のアレイアンテナ装置の放射素子板の概念図である。
【０００４】
アレイアンテナ装置は、主に図には示されていない接地導体板と、誘電体板１に複数（図では１６個）の放射素子２ａが縦横に等間隔Ｌ１で配列された放射素子板３とを積層したものである。
【０００５】
このアレイアンテナ装置の周波数帯域を広げるため、多数の放射素子と、誘電体板に対して平行、かつ各放射素子と対応する位置に指向性調整素子や帯域調整素子等を誘電体板を介して積層することが行われている。
【０００６】
アレイアンテナ装置の放射素子は、基本的には送信高周波信号の１／２波長に共振して電波を放射するように導体によって構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のアレイアンテナ装置は、出力を高めるために、複数の放射素子が給電線路で並列に連結されている。
【０００８】
このため、各放射素子間において互いに影響したり、放射素子に対して給電線路の影響がアンテナ装置の指向性に影響（不要放射の発生、指向性の低下等）という問題がある。
【０００９】
また、一般のアンテナ装置は、１つの周波数帯域に効率よく適用できるように構成されている。
【００１０】
さらに、最近は、複数の周波数帯域の電波を用いた無線通信系の需要が多くなっているので、それに伴いアンテナの数も増加させる必要がある。
【００１１】
しかしながらアンテナの数を増加すると設備費も増加するので、設備費を減少させるために１つのアンテナ装置を複数の周波数帯域に効率よく適用できるようにすることが望まれている。
【００１２】
そこで、本発明の主な目的は、指向性のよいアンテナ装置を提供することにあり、本発明の他の目的は、複数の周波数帯域に効率よく適用でき、良好な指向性を有するアンテナ装置を提供することにあり、本発明のさらに他の目的は、複数の周波数帯域に効率よく適用でき、良好な指向性を有し、かつ広い周波数帯域を有するアンテナ装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、一方の同一面に複数の放射素子が縦横に配列された誘電体板を有するアレイアンテナ装置において、上記放射素子が複数のグループに小分けされ、各グループ間の隣接する放射素子の間隔は、グループ内の互いに隣接する放射素子の間隔より大きく、グループ間同士の電波干渉による不要電波の放射が低下する間隔とされ、上記誘電体板と平行、かつ上記放射素子と対応する位置に複数の帯域調整導体素子が配置され、上記帯域調整導体素子は、送信高周波信号の１／２波長の長さの導体板と、該導体板の両側に独立、かつ非対称に配置され、上記送信高周波信号と異なる周波数の送信高周波信号の１／２波長の長さの他の導体板とを有するものである。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、一方の面に複数の放射素子が縦横に配列された誘電体板を有するアレイアンテナ装置において、上記放射素子が複数のグループに小分けされ、各グループ間の隣接する放射素子の間隔は、グループ内の互いに隣接する放射素子の間隔より大きく、グループ間同士の電波干渉による不要電波の放射が低下する間隔とされ、上記誘電体板と平行、かつ上記放射素子と対応する位置に複数の帯域調整導体素子が配置され、上記帯域調整導体素子は、送信高周波信号の１／２波長の長さの導体板と、該導体板の両側に独立、かつ非対称に配置され、上記送信高周波信号と異なる周波数の送信高周波信号の１／２波長の長さの他の導体板とを有し、全放射素子に共通の末端から各グループまでの給電線路がグループ間を通して配線されているものである。また、請求項１または２に記載の構成に加え本発明のアレイアンテナ装置の放射素子は、送信高周波信号の１／２波長の長さの中心導体部と、中心導体部の両側に該中心導体部に対して自己対称となるように一体的に形成され、他の送信高周波信号の１／２波長の長さの導体部とを有してもよい。
【００１８】
本発明によれば、放射素子が複数のグループに小分けされ、各グループ間の間隔が各放射素子の間隔より大きく、全放射素子に共通の末端から各グループまでの給電線路がグループ間を通して配線されているので、グループ間同士の電波の干渉の度合いが低下し、給電線路と放射素子との間の干渉の度合いが低下し、その結果としてアンテナ装置全体の指向性が向上する。
【００１９】
また、本発明によれば、放射素子の給電配線に給電することにより、長い方の導体部が低い周波数帯域の信号に共振して低い周波数帯域の電波を放射し、短い方の導体部が高い周波数帯域の信号に共振して高い周波数帯域の電波を放射するので、複数の周波数帯域に効率よく適用できる。
【００２０】
さらに、誘電体板に対して平行、かつ放射素子と対応する位置に複数の帯域調整導体素子を配置することにより、広い周波数帯域を有することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２２】
図１は本発明のアレイアンテナ装置に用いられる放射素子板の一実施の形態を示す平面図である。
【００２３】
放射素子板３−１は、誘電体板１の上に複数（図では１６個であるが限定されない。）の放射素子２が複数（図では４個であるが限定されない。）のグループ４ａ〜４ｄに小分けされ、各グループ４ａ〜４ｄ間の間隔Ｌ３が各放射素子２間の間隔Ｌ２より大きいものである。
【００２４】
放射素子２をこのように複数のグループ４ａ〜４ｄに小分けして配列すると共に、各グループ間４ａ〜４ｄの間隔Ｌ３を各放射素子２の間隔Ｌ２より大きくし、全放射素子２に共通の末端から各グループまでの給電線路５がグループ間を通して配線されていることで、グループ４ａ〜４ｄ間同士の干渉の度合いが低下し、給電線路５と放射素子２との干渉の度合いが低下し、その結果としてアンテナ装置全体の指向性が向上する。
【００２５】
図２（ａ）は本発明のアレイアンテナ装置に用いられる放射素子の一実施の形態を示す平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示した放射素子を用いた放射素子板である。
【００２６】
図２（ａ）に示す本放射素子２は、送信高周波信号（周波数ｆ１）の１／２波長の長さ（λ１／２）の中心導体板２ａと、中心導体板２ａの両側に中心導体部２ａに対して自己対称となるように一体的に形成され、他の送信高周波信号（周波数ｆ２、ｆ１＜ｆ２）の１／２波長の長さ（λ２／２）の導体板２ｂ、２ｃとを有し、各導体板２ａ〜２ｃの間には中心導体板２ａの長手方向に沿って切り欠き２ｄ、２ｅが形成されている。放射素子２は例えば金（銀）メッキされた銅板からなっている。
【００２７】
図２（ｂ）に示す放射素子板３−２は、誘電体板（例えばテフロン「登録商標」、セラミックス板若しくはガラスエポキシ板）１上に複数（図では１６枚であるが限定されない。）の放射素子２が縦横に配列されると共に、４つのグループ６ａ〜６ｄに小分けされている。各放射素子２間の間隔Ｌ２と、各グループ６ａ〜６ｄ間の間隔Ｌ３とが異なるように小分けされている（Ｌ２＜Ｌ３）。
【００２８】
各放射素子２の給電点はグループ６ａ〜６ｄごとに接続され、各接続点は給電線路で並列に接続されている。給電線路５の末端に接続されたスルーホール７は同軸ケーブルに接続するためのものである。
【００２９】
図３（ａ）は本発明のアレイアンテナ装置に用いられる帯域調整導体素子の参考技術を示す平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示した帯域調整導体素子を用いた帯域調整導体素子板の平面図である。
【００３０】
図３（ａ）に示す帯域調整導体素子８−１は、送信高周波信号（周波数ｆ１）の１／２波長の長さ（λ１／２）の中心導体板（例えば金メッキ若しくは銀メッキされた銅板）８−１ａと、中心導体板８−１ａの両側に独立、かつ相互対称に配置され、他の送信高周波信号（周波数ｆ２）の１／２波長の長さ（λ２／２）の他の導体板（金メッキ若しくは銀メッキされた銅板）８−１ｂ、８−１ｃとで構成されている。
【００３１】
図３（ｂ）に示す帯域調整導体素子板９−１は、図１（ｂ）に示した放射素子板３−２と平行、かつ放射素子２に対応する位置に複数（図では１６個であるが、限定されるものではなく、放射素子２と同数であればよい。）の帯域調整導体素子８−１を誘電体板（例えばテフロン板、セラミックス板若しくはガラスエポキシ板）１０に配列したものである。従って、帯域調整導体素子８−１も放射素子２と同様に複数（図では４個であるが、放射素子２と同数であれば限定されない。）のグループ１１ａ〜１１ｄに小分けされている。
【００３２】
図４は本発明のアレイアンテナ装置の参考技術を示す拡散分解斜視図である。
【００３３】
このアレイアンテナ装置１２は、導体板（例えば金メッキ若しくは銀メッキされた銅板）からなる接地導体板１３と、ボンディングシート（図示せず。）と、放射素子板３−２と、ボンディングシート（図示せず。）と、帯域調整導体素子板９−１とが順次積層された後、加熱溶融接着により一体化されたものである。
【００３４】
なお、接地導体板１３には同軸ケーブル（図示せず。）を固定するための貫通穴１４が形成されており、同軸ケーブルの網線が接続され、同軸ケーブルの中心導体が放射素子板３−２のスルーホール７に接続されるようになっている。
【００３５】
本アレイアンテナ装置１２は、放射素子２が複数のグループ６ａ〜６ｄに小分けされ、各放射素子２の間隔Ｌ２より各グループ６ａ〜６ｄ間の間隔Ｌ３が大きいので、グループ６ａ〜６ｄ間同士の電波の干渉の度合いが低下し、給電線路５がグループ間を通して配線されているので、給電線路５と放射素子２との間の干渉の度合いが低下し、その結果としてアンテナ装置全体の指向性が向上する。
【００３６】
また、放射素子２の給電配線５に給電することにより、長い方の中心導体部２ａが低い周波数帯域（ｆ１）の信号に共振して低い周波数帯域の電波を放射し、短い方の導体部２ｂ、２ｃが高い周波数帯域（ｆ２）の信号に共振して高い周波数帯域の電波を放射するので、１つの放射素子２、すなわち１つのアレイアンテナ装置１２で複数の周波数帯域に効率よく適用できる。
【００３７】
さらに、放射素子板３−２と平行、かつ放射素子２と対応する位置に複数の帯域調整導体素子８−１が配置されているので、このアレイアンテナ装置１２は、広い周波数帯域を有することができる。
【００３８】
図５（ａ）は本発明のアレイアンテナ装置に用いられる帯域調整導体素子の一実施の形態を示す平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示した帯域調整導体素子を用いた帯域調整導体素子板の平面図である。
【００３９】
図３（ａ）、（ｂ）に示した参考技術との相違点は、送信高周波信号（周波数ｆ１）の１／２波長の長さ（λ１／２）の中心導体板８−２ａと、中心導体板８−２ａの両側に独立、かつ非対称（不等間隔）に配置され、送信高周波信号と異なる周波数ｆ２の送信高周波信号の１／２波長の長さ（λ２／２）の他の導体板８−２ｂ、８−２ｃとを有する点である。
【００４０】
図５（ｂ）に示す帯域調整導体素子板９−２は、図１（ｂ）に示した放射素子板３−２と平行、かつ放射素子２に対応する位置に複数（図では１６個であるが、限定されるものではなく、放射素子と同数であればよい。）の帯域調整導体素子８−２を誘電体板（例えばテフロン板、セラミックス板若しくはガラスエポキシ板）１０に配列したものである。従って、帯域調整導体素子８−２も放射素子２と同様に複数（図では４個であるが、放射素子板と同様であれば限定されない。）のグループ１５ａ〜１５ｄに小分けされている。
【００４１】
このような帯域調整導体素子板９−２を用いることにより、各放射素子から放射されたメインビームの指向性を平面アンテナ全体の中心に寄せ、アンテナ装置全体の指向性を向上させるという格別な効果が得られる。
【００４２】
図６は本発明のアレイアンテナ装置の一実施の形態を示す拡散分解斜視図である。
【００４３】
図４に示した参考技術との相違点は、図５（ｂ）に示した帯域調整導体素子板を用いた点である。
【００４４】
図６に示すアレイアンテナ装置１６は、図５（ｂ）に示した帯域調整導体素子板９−２が用いられているので、帯域調整導体素子８−２の中心導体板８−２ａが低い周波数帯域ｆ１側の信号に対して強く影響して感度を下げるように作用して周波数帯域ｆ１の帯域幅を広げるように機能し、帯域調整導体素子８−２の導体板８−２ｂ、８−２ｃが高い周波数帯域ｆ２側の信号に強く影響して感度を下げるように作用させて周波数帯域ｆ２の帯域幅を広げるように機能する。
【００４５】
このアレイアンテナ装置１６によれば、１つのアレイアンテナ装置により複数の周波数帯域に効率よく適合し、不要電波の放射を抑制し、電波放射周波数帯域が広くなるように調整することができる。
【００４６】
以上において、本発明は、アレイアンテナを複数のグループに小分けし、放射素子間の間隔Ｌ２及び各グループ間の間隔Ｌ３を調整することにより、指向性の優れたアレイアンテナ装置を提供することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
（１）指向性のよいアンテナ装置を提供することができる。
（２）複数の周波数帯域に効率よく適用でき、良好な指向性を有するアンテナ装置を提供することができる。
（３）複数の周波数帯域に効率よく適用でき、良好な指向性を有し、かつ広い周波数帯域を有するアンテナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のアレイアンテナ装置に用いられる放射素子板の一実施の形態を示す平面図である。
【図２】  （ａ）は本発明のアレイアンテナ装置に用いられる放射素子の一実施の形態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した放射素子を用いた放射素子板である。
【図３】  （ａ）は本発明のアレイアンテナ装置に用いられる帯域調整導体素子の参考技術を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した帯域調整導体素子を用いた帯域調整導体素子板の平面図である。
【図４】  本発明のアレイアンテナ装置の参考技術を示す拡散分解斜視図である。
【図５】  （ａ）は本発明のアレイアンテナ装置に用いられる帯域調整導体素子の一実施の形態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した帯域調整導体素子を用いた帯域調整導体素子板の平面図である。
【図６】  本発明のアレイアンテナ装置の一実施の形態を示す拡散分解斜視図である。
【図７】  従来のアレイアンテナ装置の放射素子の概念図である。
【符号の説明】
１  誘電体板
２  放射素子
２ａ  中心導体板
２ｂ、２ｃ  導体板
３−２  放射素子板
５  給電線路
６ａ〜６ｄ  グループ
７  スルーホール
【図１】
0004198943.tif 000002
【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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