(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の放射スロットを並設したアレーアンテナであり、外形寸法が０．５〜１．５波長の多数の誘電体レンズを放射面の全面に亘って配列したアレーアンテナにおいて、
前記多数の放射スロットは、１８０度多段折り曲げ形の導波管の表面に一定間隔でマトリックス状に配置されてなり、前記誘電体レンズは球体又は半球体形状であると共に誘電体パネルを介して一体に連結されて上記導波管の前面をカバーしてなり、且つ、前記誘電体レンズは上記各放射スロットと一対一の位置関係で所定距離離間して対向していることを特徴とするアレーアンテナ。
【請求項２】
上記多数の誘電体レンズの上面に重ねて導体パッチを装荷してなることを特徴とする請求項１記載のアレーアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アレーアンテナに関するものであり、特に、利得の改善を図ったアレーアンテナに関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
主としてマイクロ波以上の周波数帯で使用されるアンテナとして、多数の放射素子を一列或いはマトリックス状に配置してマイクロストリップ線路で結合したアレーアンテナや、導波管の側面に一定間隔で電磁放射スロットを形成したアレーアンテナが知られている。此の種のアレーアンテナは、複数の放射素子やスロットから電波を放射することによって利得の向上を図っているが、各放射素子やスロットから放射される球面波により合成される平面波は、放射指向軸に直交する平面上における位相の凹凸があり、このリップルが利得に悪影響を及ぼして放射素子或いはスロットの数量に対して利得が比例的に増加しないという傾向がある。
【０００３】
そこで、アレーアンテナの放射波のリップルを低減して利得を向上するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、請求項１記載の発明は、多数の放射スロットを並設したアレーアンテナであり、外形寸法が０．５〜１．５波長の多数の誘電体レンズを放射面の全面に亘って配列したアレーアンテナにおいて、
前記多数の放射スロットは、１８０度多段折り曲げ形の導波管の表面に一定間隔でマトリックス状に配置されてなり、前記誘電体レンズは球体又は半球体形状であると共に誘電体パネルを介して一体に連結されて上記導波管の前面をカバーしてなり、且つ、前記誘電体レンズは上記各放射スロットと一対一の位置関係で所定距離離間して対向しているアレーアンテナを提供するものである。
【０００５】
また、請求項２記載の発明は、上記多数の誘電体レンズの上面に重ねて導体パッチを装荷してなる請求項１記載のアレーアンテナを提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を図に従って詳述する。図1及び図２は導波管スロットアレーアンテナ1を示し、180度多段折り曲げ形の導波管2の表面に多数のスロット3を形成して平面アンテナを構成している。スロット3は一定間隔でマトリックス状に配置されていて、導波管2の左側上部の開口4へ入射した電磁波は、導波管2の中を伝播しながら各スロット3から図において手前方向へ放射され、右下の無反射終端部5にて残留エネルギーが吸収される。
【０００７】
導波管2の前面にはスロット3と同数の誘電体レンズ6が各スロット3に一対一の位置関係で対向している。これらの誘電体レンズ6は、図2に示すように誘電体パネル7を介して一体に連結されており、誘電体パネル7が導波管2の前面をカバーしている。周知のように、誘電体レンズ6は誘電体レンズ6を通過する電磁波を収束するレンズ作用がある。ここでは、外形寸法が0.5〜1.5波長程度の誘電体レンズ6を用いてスロット3から放射される球面波sを平面波pに変換する。これにより、各スロット3が放射する球面波sの合成結果として生じるリップルが解消されてほぼ純粋な平面波pとなり、アンテナ全体の利得が著しく向上する。尚、誘電体レンズ6の形状は、球体或いは半球体や錐体であってもよい。また、レンズ取付け孔を形成した誘電体パネルへ誘電体レンズを取付けて一体化してもよく、誘電体レンズ6と誘電体パネル7を一体成形してもよい。そして、このように誘電体パネル7に複数の誘電体レンズ6を分散配置した一体構造とすることにより、誘電体パネル7にて導波管2の表面が保護されるという実用的効果もある。
【０００８】
図3及び図4は他の実施形態を示し、ここでは、平面形の導波管2のスロット3上に配置した誘電体レンズ6のそれぞれの上に、更に導体パッチ8（例えば、円形、長方形等の誘電体プレ−ト）を装荷している。導体パッチ8は誘電体レンズ6を通過した電磁波を分波し、その外形寸法を周波数にあわせて適切に設定することにより誘電体レンズ6のみの場合に比べてアンテナ全体のリップルを更に改善する効果がある。尚、図3と図1とではスロット3の配置形態が異なるが、いずれの配置形態であっても誘電体レンズ6及び導体パッチ8の装荷効果は変わらない。
【０００９】
以上の実施形態においては、導波管2にスロット3を並設したアレーアンテナの例を述べたが、複数の放射素子を並設したマイクロストリップライン形アレーアンテナの表面上を複数の誘電体レンズで覆っても上記と同様の平面波合成効果が得られる。また、導波管2のスロット3に一対一の位置関係で個別に誘電体レンズ6を配置する以外に、複数のスロットまたは複数の放射素子毎に1個の誘電体レンズを対応させてもよい。
【００１０】
尚、この発明は上記の実施形態に限定するものではなく、この発明の技術的範囲内において種々の改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたものに及ことは当然である。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアレーアンテナは、多数の放射スロットは、１８０度多段折り曲げ形の導波管の表面に一定間隔でマトリックス状に配置されてなり、前記誘電体レンズは球体又は半球体形状であると共に誘電体パネルを介して一体に連結されて上記導波管の前面をカバーしてなり、且つ、前記誘電体レンズは上記各放射スロットと一対一の位置関係で所定距離離間して対向しているので、上記多数のスロットから放射される球面波の合成波のリップルを多数の誘電体レンズにより除去して平面波に整形するので、アンテナ利得が著しく向上する。
また、誘電体レンズ群、即ち、多数の誘電体レンズを一体のパネル構成とすることによってアンテナの表面が保護され、対候性や耐震性が向上する。
更に、請求項２記載の発明は、上記多数の誘電体レンズの上面に重ねて導体パッチを装荷してなる請求項１記載のアレーアンテナであるところ、上記誘電体レンズに適切なサイズの導体パッチを装着することにより、アンテナ全体のリップル効果を、更に改善向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示し、平面形導波管スロットアレーアンテナの正面図。
【図２】図1の平面形導波管スロットアレーアンテナの構造解説図。
【図３】他の実施形態を示し、平面形導波管スロットアレーアンテナの正面図。
【図４】図3の平面形導波管スロットアレーアンテナの構造解説図。
【符号の説明】
1      導波管スロットアレーアンテナ
2      導波管
3      スロット
6      誘電体レンズ
7      誘電体パネル
8      導体パッチ
【図１】
0003851842.tif 000002
【図２】
0003851842.tif 000003
【図３】
0003851842.tif 000004
【図４】
0003851842.tif 000005