(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
等振幅にて励振される複数の放射素子を備え、矩形または円形の開口形状を有するアンテナ装置において、
開口部全面の中で特定部分にのみ放射素子を設けたときの放射振幅の大きいローブが、前記開口部全面に放射素子を設けたときの第１サイドローブを打ち消すように、前記特定部分を定め、前記特定部分以外の開口部全面に前記放射素子を設けたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記特定部分は、矩形の開口形状において、開口中心から開口端部までの距離に比して概ね２／３となる位置に設けられた隙間で構成されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記特定部分は、矩形の開口形状において、開口中心から開口端部までの距離に比して概ね２／３となる位置に設けられた電波の放射を遮蔽する構造物で構成されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記特定部分は、矩形の開口形状において、開口中心から開口端部までの距離に比して概ね２／３となる位置に設けられた電波を放射しないアンテナ素子で構成されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記特定部分は、円形の開口形状において、開口中心から開口端部までの距離に比して概ね０．７２となる位置に設けられた隙間で構成されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記特定部分は、円形の開口形状において、開口中心から開口端部までの距離に比して概ね０．７２となる位置に設けられた電波の放射を遮蔽する構造物で構成されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記特定部分は、円形の開口形状において、開口中心から開口端部までの距離に比して概ね０．７２となる位置に設けられた電波を放射しないアンテナ素子で構成されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のアンテナ装置において、
前記放射素子からなる複数のアンテナ素子をさらに備え、アレーアンテナとして構成されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のアンテナ装置において、
前記複数のアンテナ素子のそれぞれは、複数の放射素子で構成されたサブアレーであることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低サイドローブ特性を有するアンテナ装置に関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアンテナ装置としては、アンテナ開口中心からアンテナ端部にかけてテーパ状に小さくなる振幅分布を有し、これにより低サイドローブを実現するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来のアンテナ装置としては、複数個のアンテナ素子からなるアレーアンテナにおいて、電波を放射するアンテナ素子の一部を間引くものもある（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２におけるアンテナ素子は、アンテナ素子の間引きにより、アンテナ開口全体としてみた場合に、特許文献１と同様の振幅分布を等価的に得るものであり、これにより低サイドローブを実現するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１―１８６８３７号公報
【特許文献２】特開２００２−１５８５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には次のような課題がある。
特許文献１のアンテナ装置においては、低サイドローブ化のために、各アンテナ素子に給電する給電回路にて振幅分布をつける必要がある。つまり、給電回路内に不等分配回路を設ける必要があり、給電回路が複雑化するという課題があった。
【０００６】
また、特許文献２のアンテナ装置においては、アンテナ開口中心からアンテナ端部にかけてテーパ状に小さくなるような等価的な振幅分布を、アンテナ素子の間引きにより実現している。このため、アンテナ開口寸法が大きく、アンテナ素子数が十分大きい必要があった。つまり、アンテナ開口寸法が小さく、アンテナ素子数が少ない場合には、アンテナ素子の間引きにより、低サイドローブの特性を実現するのが困難であるという課題があった。
【０００７】
本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、アンテナ開口上におけるテーパ状の振幅分布を不要とし、かつアンテナ開口寸法が小さくアンテナ素子数が少ない場合においても、低いサイドローブ特性を有する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】
【０００８】
本発明に係るアンテナ装置は、等振幅にて励振される複数の放射素子を備え、矩形または円形の開口形状を有するアンテナ装置において、開口部全面の中で特定部分にのみ放射素子を設けたときの放射振幅の大きいローブが、開口部全面に放射素子を設けたときの第１サイドローブを打ち消すように、特定部分を定め、特定部分以外の開口部全面に放射素子を設けたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、開口部全面の中で特定部分にのみ放射素子を設けたときの放射振幅の大きいローブが、開口部全面に放射素子を設けたときの第１サイドローブを打ち消すように、特定部分を定め、特定部分以外の開口部全面に放射素子を設けてアンテナ装置を構成することにより、アンテナ開口上におけるテーパ状の振幅分布を不要とし、かつアンテナ開口寸法が小さくアンテナ素子数が少ない場合においても、低いサイドローブ特性を有するアンテナ装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の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。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の構成を表す説明図である。図１におけるアンテナ装置は、複数のアンテナ素子１で構成されるアレーアンテナである。そして、個々のアンテナ素子１は、複数の放射素子２から構成されるサブアレーである。ここで、アレーアンテナの開口形状は、図１に示すとおり、矩形とし、開口幅をＤとしている。また、各アンテナ素子１は、等振幅にて励振されるものとする。
【００１２】
また、アンテナ装置の開口上には、アンテナ開口中心からアンテナ開口端部までの距離（Ｄ／２に相当）に対して、概ね２／３となる位置（アンテナ開口中心からＤ／３の位置に相当）に、隙間１１が設けられている。従って、２つの隙間１１の間隔は、概ね２Ｄ／３となる。
【００１３】
次に、本実施の形態１におけるアンテナ装置の動作について説明する。仮に、隙間１１がないアンテナ全開口の場合（すなわち、開口部全面に放射素子が設けられている場合）を考える。図２は、本発明の実施の形態１において、隙間１１を有していないアンテナ装置のアンテナパターンを示した図であり、全開口時のメインビーム３１、および全開口時の第１サイドローブ３２が示されている。
【００１４】
次に、隙間１１にだけアンテナ素子が存在する場合を考える。図３は、本発明の実施の形態１において、隙間１１の位置にのみアンテナ素子が存在する場合のアンテナ装置のアンテナパターンを示した図である。このときのアンテナパターンは、２素子のアレーアンテナのものと同じとなり、図３のようになる。図３においては、隙間２素子のアレーアンテナのメインビーム３３、および隙間２素子のアレーアンテナのグレーティングローブ３４が示されている。
【００１５】
図１のアンテナ装置の構成は、隙間１１を有していない全開口の状態から、隙間１１の箇所にのみアンテナ素子を有する状態を引いたものと考えることができる。従って、図１のアンテナ装置のアンテナパターンは、図２のアンテナパターンから図３のアンテナパターンを引いたものであると考えることができる。
【００１６】
ここで、隙間１１は、アンテナ開口中心からアンテナ開口端部までの距離に対して、概ね２／３となる位置に設けられている。従って、隙間２素子のアレーアンテナのグレーティングローブ３４が発生する方向は、全開口時の第１サイドローブ３２が発生する方向と概ね一致する。
【００１７】
図４は、本発明の実施の形態１における図１のアレーアンテナのアンテナパターンの一例を示した図である。図１のアンテナ装置の第１サイドローブは、全開口時の第１サイドローブ３２と、隙間２素子のアレーアンテナのグレーティングローブ３４とが打ち消すことになり（すなわち、隙間１１がないときの第１サイドローブと、隙間１１にのみ放射素子が存在したときの放射振幅の大きいローブとが打ち消すことになり）、例えば、図４のようなアンテナパターンが得られる。この結果、低サイドローブ特性を有するアンテナ装置を得ることができる。
【００１８】
以上のように、実施の形態１によれば、開口形状が矩形のアンテナ装置において、開口部全面の中で特定部分にのみ放射素子を設けたときの放射振幅の大きいローブが、開口部全面に放射素子を設けたときの第１サイドローブを打ち消すように特定部分を定め、その特定部分に隙間を設けている。このような構成を取ることにより、アンテナ開口上にテーパ状の振幅分布を不要とし、かつアンテナ開口寸法が小さくアンテナ素子数が少ない場合においても、低サイドローブ特性を有するアンテナ装置を得ることができる。
【００１９】
実施の形態２．
先の実施の形態１では、アンテナ装置の特定部分に隙間１１を設けたアンテナ装置について説明した。本実施の形態２では、特定部分に、隙間１１の代わりに非励振アンテナ素子１２を設けた場合について説明する。
【００２０】
図５は、本発明の実施の形態２におけるアンテナ装置の構成を表す説明図である。アンテナ装置の開口上には、アンテナ開口中心からアンテナ開口端部までの距離（Ｄ／２に相当）に対して、概ね２／３となる位置（アンテナ開口中心からＤ／３の位置に相当）に、非励振アンテナ素子１２が設けられている。従って、２つの非励振アンテナ素子１２の間隔は、概ね２Ｄ／３となる。
【００２１】
図５の構成においては、電波を放射しない非励振アンテナ素子１２が、アンテナ開口中心からアンテナ開口端部までの距離に対して概ね２／３となる位置に設けられている。従って、先の実施の形態１と同様の原理に従って、第１サイドローブを低くすることが可能である。
【００２２】
つまり、図５のような構成を備えることによっても、アンテナ開口上にテーパ状の振幅分布を不要とし、かつアンテナ開口寸法が小さくアンテナ素子数が少ない場合においても低サイドローブ特性を有するアンテナ装置を得ることができる。
【００２３】
以上のように、実施の形態２によれば、開口形状が矩形のアンテナ装置において、開口部全面の中で特定部分にのみ放射素子を設けたときの放射振幅の大きいローブが、開口部全面に放射素子を設けたときの第１サイドローブを打ち消すように特定部分を定め、その特定部分に電波を放射しない非励振アンテナ素子を設けている。このような構成を取ることにより、先の実施の形態１と同様に、アンテナ開口上にテーパ状の振幅分布を不要とし、かつアンテナ開口寸法が小さくアンテナ素子数が少ない場合においても、低サイドローブ特性を有するアンテナ装置を得ることができる。
【００２４】
実施の形態３．
先の実施の形態１では、アンテナ装置の特定部分に隙間１１を設けたアンテナ装置について説明した。また、先の実施の形態２では、特定部分に、隙間１１の代わりに非励振アンテナ素子１２を設けた場合について説明した。本実施の形態３では、特定部分に、隙間１１あるいは非励振アンテナ素子１２の代わりに構造物１３を設けた場合について説明する。
【００２５】
図６は、本発明の実施の形態３におけるアンテナ装置の構成を表す説明図である。アンテナ装置の開口上には、アンテナ開口中心からアンテナ開口端部までの距離（Ｄ／２に相当）に対して、概ね２／３となる位置（アンテナ開口中心からＤ／３の位置に相当）に、電波の放射を遮蔽する構造物１３が設けられている。従って、２つの構造物１３の間隔は、概ね２Ｄ／３となる。ここでの構造物１３は、例えば、金属導体とする。
【００２６】
図６の構成においては、電波の放射を遮蔽する構造物１３が、アンテナ開口中心からアンテナ開口端部までの距離に対して概ね２／３となる位置に設けられている。従って、先の実施の形態１、２と同様の原理に従って、第１サイドローブを低くすることが可能である。
【００２７】
つまり、図６のような構成を備えることによっても、アンテナ開口上にテーパ状の振幅分布を不要とし、かつアンテナ開口寸法が小さくアンテナ素子数が少ない場合においても低サイドローブ特性を有するアンテナ装置を得ることができる。
【００２８】
以上のように、実施の形態３によれば、開口形状が矩形のアンテナ装置において、特定部分開口部全面の中で特定部分にのみ放射素子を設けたときの放射振幅の大きいローブが、開口部全面に放射素子を設けたときの第１サイドローブを打ち消すように特定部分を定め、その特定部分に電波の放射を遮蔽する構造物を設けている。このような構成を取ることにより、先の実施の形態１、２と同様に、アンテナ開口上にテーパ状の振幅分布を不要とし、かつアンテナ開口寸法が小さくアンテナ素子数が少ない場合においても、低サイドローブ特性を有するアンテナ装置を得ることができる。
【００２９】
実施の形態４．
先の実施の形態１〜３では、開口形状が矩形のアンテナ装置について説明した。本実施の形態４以降では、開口形状が円形のアンテナ装置について説明する。
【００３０】
図７は、本発明の実施の形態４におけるアンテナ装置の構成を表す説明図である。図７におけるアンテナ装置は、同心円状に配置された複数のアンテナ素子１０で構成されるアレーアンテナである。ここで、アレーアンテナの開口形状は、図７に示すとおり、円形とし、開口幅に相当する円形の直径をＤとしている。また、各アンテナ素子１０は、等振幅にて励振されるものとする。
【００３１】
また、アンテナ装置の開口上には、アンテナ開口中心からアンテナ開口端部までの距離（Ｄ／２に相当）に対して、概ね０．７２となる位置（アンテナ開口中心から０．３６Ｄの位置に相当）に、隙間２１が設けられている。
【００３２】
図７の構成を有するアンテナ装置のアンテナパターンは、先の実施の形態１での説明と同様に、隙間２１がない場合のアンテナパターン（すなわち、開口部全面に放射素子が設けられている場合のアンテナパターン）から、隙間２１の位置にのみ放射素子が存在したときのアンテナパターンを引いたものになる。また、本実施の形態４では、アンテナ開口形状は円形であり、かつ隙間２１は、アンテナ開口中心からアンテナ開口端部までの距離に対して概ね０．７２となる位置に設けられている。従って、隙間がないときのアンテナパターンの第１サイドローブの方向と、隙間にのみ放射素子が存在したときの放射振幅の大きいローブの方向とは、概ね一致する。
【００３３】
図８は、本発明の実施の形態４における図７のアレーアンテナのアンテナパターンの一例を示した図である。図８のアンテナ装置の第１サイドローブでは、隙間がないときの第１サイドローブと、隙間にのみ放射素子が存在したときの放射振幅の大きいローブとが打ち消すことになり、例えば、図８のようなアンテナパターンが得られる。この結果、低サイドローブ特性を有するアンテナ装置を得ることができる。
【００３４】
以上のように、実施の形態４によれば、開口形状が円形のアンテナ装置においても、開口部全面の中で特定部分にのみ放射素子を設けたときの放射振幅の大きいローブが、開口部全面に放射素子を設けたときの第１サイドローブを打ち消すように特定部分を定め、その特定部分に隙間を設けている。このような構成を取ることにより、アンテナ開口上にテーパ状の振幅分布を不要とし、かつアンテナ開口寸法が小さくアンテナ素子数が少ない場合においても、低サイドローブ特性を有するアンテナ装置を得ることができる。
【００３５】
実施の形態５．
先の実施の形態４では、開口形状が円形のアンテナ装置の特定部分に隙間２１を設けたアンテナ装置について説明した。本実施の形態５では、特定部分に、隙間２１の代わりに非励振アンテナ素子２２を設けた場合について説明する。
【００３６】
図９は、本発明の実施の形態５におけるアンテナ装置の構成を表す説明図である。アンテナ装置の開口上には、アンテナ開口中心からアンテナ開口端部までの距離（Ｄ／２に相当）に対して、概ね０．７２となる位置（アンテナ開口中心から０．３６Ｄの位置に相当）に、非励振アンテナ素子２２が設けられている。従って、先の実施の形態４と同様の原理に従って、第１サイドローブを低くすることが可能である。
【００３７】
つまり、図９のような構成を備えることによっても、アンテナ開口上にテーパ状の振幅分布を不要とし、かつアンテナ開口寸法が小さくアンテナ素子数が少ない場合においても低サイドローブ特性を有するアンテナ装置を得ることができる。
【００３８】
以上のように、実施の形態５によれば、開口形状が円形のアンテナ装置においても、開口部全面の中で特定部分にのみ放射素子を設けたときの放射振幅の大きいローブが、開口部全面に放射素子を設けたときの第１サイドローブを打ち消すように特定部分を定め、その特定部分に電波を放射しない非励振アンテナ素子を設けている。このような構成を取ることにより、先の実施の形態４と同様に、アンテナ開口上にテーパ状の振幅分布を不要とし、かつアンテナ開口寸法が小さくアンテナ素子数が少ない場合においても、低サイドローブ特性を有するアンテナ装置を得ることができる。
【００３９】
実施の形態６．
先の実施の形態４では、開口形状が円形のアンテナ装置の特定部分に隙間２１を設けたアンテナ装置について説明した。また、先の実施の形態５では、特定部分に、隙間２１の代わりに非励振アンテナ素子２２を設けた場合について説明した。本実施の形態６では、特定部分に、隙間２１あるいは非励振アンテナ素子２２の代わりに構造物２３を設けた場合について説明する。
【００４０】
図１０は、本発明の実施の形態６におけるアンテナ装置の構成を表す説明図である。アンテナ装置の開口上には、アンテナ開口中心からアンテナ開口端部までの距離（Ｄ／２に相当）に対して、概ね０．７２となる位置（アンテナ開口中心から０．３６Ｄの位置に相当）に、電波の放射を遮蔽する構造物２３が設けられている。ここでの構造物２３は、例えば、電波吸収体とする。従って、先の実施の形態４、５と同様の原理に従って、第１サイドローブを低くすることが可能である。
【００４１】
つまり、図１０のような構成を備えることによっても、アンテナ開口上にテーパ状の振幅分布を不要とし、かつアンテナ開口寸法が小さくアンテナ素子数が少ない場合においても低サイドローブ特性を有するアンテナ装置を得ることができる。
【００４２】
以上のように、実施の形態６によれば、開口形状が円形のアンテナ装置においても、開口部全面の中で特定部分にのみ放射素子を設けたときの放射振幅の大きいローブが、開口部全面に放射素子を設けたときの第１サイドローブを打ち消すように特定部分を定め、その特定部分に電波の放射を遮蔽する構造物を設けている。このような構成を取ることにより、先の実施の形態４、５と同様に、アンテナ開口上にテーパ状の振幅分布を不要とし、かつアンテナ開口寸法が小さくアンテナ素子数が少ない場合においても、低サイドローブ特性を有するアンテナ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の構成を表す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１において、隙間を有していないアンテナ装置のアンテナパターンを示した図である。
【図３】本発明の実施の形態１において、隙間の位置にのみアンテナ素子が存在する場合のアンテナ装置のアンテナパターンを示した図である。
【図４】本発明の実施の形態１における図１のアレーアンテナのアンテナパターンの一例を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態２におけるアンテナ装置の構成を表す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態３におけるアンテナ装置の構成を表す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態４におけるアンテナ装置の構成を表す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態４における図７のアレーアンテナのアンテナパターンの一例を示した図である。
【図９】本発明の実施の形態５におけるアンテナ装置の構成を表す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態６におけるアンテナ装置の構成を表す説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１、１０  アンテナ素子、２  放射素子、１１、２１  隙間、１２、２２  非励振アンテナ素子、１３、２３  構造物。
【図１】
0004990168.tif 000002
【図２】
0004990168.tif 000003
【図３】
0004990168.tif 000004
【図４】
0004990168.tif 000005
【図５】
0004990168.tif 000006
【図６】
0004990168.tif 000007
【図７】
0004990168.tif 000008
【図８】
0004990168.tif 000009
【図９】
0004990168.tif 000010
【図１０】
0004990168.tif 000011