(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の平行平板からなる第１の平行平板導波路の片面に複数個の放射孔を形成するとともにその中心及び両端部に入射口を形成した放射部と、
前記放射部の背面に形成された第２の平行平板導波路において第１のレンズとこの第１のレンズの焦点またはその近傍に配置された波源とを含み上記入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を２分配給電する第１の給電部と、
前記放射部の背面に形成された第３の平行平板導波路において第２のレンズとこの第２のレンズの両側の焦点またはその近傍にそれぞれ配置された波源とを含み上記放射部の両端部の入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を進行波給電する第２の給電部とを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
２枚の平行平板からなる第１の平行平板導波路の片面に複数個の放射孔を形成するとともにその中心及び両端部に入射口を形成した放射部と、
前記放射部の背面に形成された第２の平行平板導波路において第１のレンズとこの第１のレンズの焦点またはその近傍に配置された波源とを含み上記入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を２分配給電する第１の給電部と、
前記放射部の背面に形成された第３の平行平板導波路において、第２のレンズとこの第２のレンズの焦点またはその近傍に配置された波源とを含み上記放射部の一方の端部の入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を進行波給電する第２の給電部と、第３のレンズとこの第３のレンズの焦点またはその近傍に配置された波源とを含み上記放射部の他方の端部の入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を進行波給電する第３の給電部とを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
前記波源の少なくとも１つに周波数可変装置を接続したことを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２枚の平行平板導体間に電波を進行させる給電形式のアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来のアンテナ装置の一例について、その構成と動作を示す図である。この例は、Ｆ．Ｒａｈｍａｎ著，“Ａ  ＳＩＭＰＬＥ  ＣＯＡＸＩＡＬ  ＦＥＤ  ＰＬＡＮＡＲ  ＭＩＣＲＯＳＴＲＩＰ  ＳＬＯＴ  ＡＲＲＡＹ”，ＩＥＥＥＡＰ−Ｓ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｄｉｇｅｓｔ，（１９８１年，ｐｐ．２０７−２０８）に示されたものである。
【０００３】
図１１（ａ）は、そのアンテナ装置の平面構造を示す図であり、図１１（ｂ）は、その動作を説明するための図である。図において、１ａは２枚の平行な導体板からなる平行平板導波路、２は上記平行平板導波路１ａの片面に複数形成された放射孔、３ａは上記平行平板導波路１ａの内部に置かれた波源、５ｈは上記波源３ａを含む給電部、６は上記複数の放射孔２からなる放射部、７ａは上記給電部５ｈで形成される平面波、８は上記平面波７ａの進行方向、９は吸収体、１８は上記給電部５ｈにおける放物面状反射壁、２０は上記波源３ａより励振される円筒波である。
【０００４】
次に作用について説明する。波源３ａより励振された円筒波２３は、平行平板導波路１ａを伝搬し、放物面状反射壁１８で平面波７ａに変換され、給電部５ｈから放射部６に供給される。
放射部６に供給された平面波７ａは進行方向８の方向に伝搬するが、その入射電力は放射部６に設けてある複数の放射孔２に結合し各々の放射孔２より電磁波として放射される。ここで、すべての放射孔２より放射しきれずに残った残留電力は平行平板導波路１ａに設けてある無反射終端として動作する吸収体９により浪費される。つまりこのアンテナ装置は、放射部６と共平面状の位置に平面波７ａを供給する給電部５ｈを設けることによりアンテナとして動作する。
【０００５】
次に、図１２は、従来の他のアンテナ装置を示す図である。この例は、Ｓ．Ａ．Ｚｅｌｕｂｏｗｓｋｉ著，“Ｌｏｗ  Ｃｏｓｔ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓ  ｆｏｒ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  Ｒａｄａｒｓ”，ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＪＯＵＲＮＡＬ，（１９９４年７月，ｐｐ．５４−６３）に示されたものである。
【０００６】
図１２（ａ）は、そのアンテナ装置の構造を示す断面図であり、図１１（ｂ）は、その構造を説明するための平面図である。図において、１ａ及び１ｂは２枚の平行な導体板からなる平行平板導波路、３ｂ〜３ｄは上記平行平板導波路１ｂの内部に置かれた波源、１０は概ね上記平面波と見なせる準平面波、１７は上記波源３ｂ〜３ｄにより励振される電磁波、１９は平行平板導波路１ａと１ｂ及び放物面状反射壁１８とからなる放物面状折り曲げ部である。その他の図１１と同一の符号は、同一または相当部分を示す。
【０００７】
この図１２に示されたアンテナ装置は、図１１（ａ）で示した放射部６の背面に２層構造となるように、さらに平行平板導波路１ｂをもう１層構成し、これら２層構造の平行平板導波路１ａと１ｂの接続を、放物面状反射壁１８を有する放物面状折り曲げ部１９により行い、さらにこの放物面状折り曲げ部１９の焦点とその近傍にそれぞれ波源３ｂ〜３ｄを配置した構成のアンテナ装置である。波源３ｂ〜３ｄのうちの１個の波源により励振された電磁波１７は、平行平板導波路１ｂを伝搬し、放物面状折り曲げ部１９の放物面状反射壁１８により概ね平面波とみなせる準平面波１０に変換された後、平行平板導波路１ａを放射部６に向かって伝搬する。したがって、このアンテナ装置は、３個の波源３ｂ〜３ｄを電気的にスイッチングすることにより３ビームアンテナとして動作させることが可能であるとともに、図１１（ａ）で示したアンテナ装置において生じる波源３ａのブロッキングの問題を解決したアンテナ装置である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のアンテナ装置は以上のように構成されているため、例えば図１１に示したアンテナ装置では、波源が平面波の伝搬を妨げるブロッキングにより放射特性が劣化するという問題点があった。また、図１２に示したアンテナ装置では、放物面状反射壁とその焦点に置いた波源からなる給電部や放物面状折り曲げ部を放射部の横に配置しなければならず、アンテナとして放射に寄与しないデッドスペースが出来てしまうため、このデッドスペースを排除することによりアンテナを小形化しなければならないという問題点もあった。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、波源によるブロッキングが無いアンテナ装置を得るとともに、複数ビームのスイッチングが可能であり、また、アンテナとしてデッドスペースの無い小形のアンテナ装置を得ることを目的としている。また、スイッチングを必要としない周波数ビーム走査のアンテナ装置を得ることも目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明によるアンテナ装置は、２枚の平行平板からなる第１の平行平板導波路の片面に複数個の放射孔を形成するとともにその中心及び両端部に入射口を形成した放射部と、
前記放射部の背面に形成された第２の平行平板導波路において第１のレンズとこの第１のレンズの焦点またはその近傍に配置された波源とを含み上記入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を２分配給電する第１の給電部と、
前記放射部の背面に形成された第３の平行平板導波路において第２のレンズとこの第２のレンズの両側の焦点またはその近傍にそれぞれ配置された波源とを含み上記放射部の両端部の入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を進行波給電する第２の給電部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、この発明によるアンテ装置は、２枚の平行平板からなる第１の平行平板導波路の片面に複数個の放射孔を形成するとともにその中心及び両端部に入射口を形成した放射部と、
前記放射部の背面に形成された第２の平行平板導波路において第１のレンズとこの第１のレンズの焦点またはその近傍に配置された波源とを含み上記入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を２分配給電する第１の給電部と、
前記放射部の背面に形成された第３の平行平板導波路において、第２のレンズとこの第２のレンズの焦点またはその近傍に配置された波源とを含み上記放射部の一方の端部の入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を進行波給電する第２の給電部と、第３のレンズとこの第３のレンズの焦点またはその近傍に配置された波源とを含み上記放射部の他方の端部の入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を進行波給電する第３の給電部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、この発明によるアンテ装置は、前記波源の少なくとも１つに周波数可変装置を接続したことを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、図中、同一の符号は、それぞれ同一または相当の部分を示す。
実施の形態１．
図１及び図２は、この実施の形態１によるアンテナ装置の構造と動作を説明するための図である。図１（ａ）は、このアンテナ装置の外観を示す平面図、図１（ｂ）はその内部構成を示す平面図、図２はこのアンテナ装置の放射部の部分断面図である。
図１及び図２において、１ａは２枚の平行な導体板からなる平行平板導波路、２は上記平行平板導波路１ａの片面に複数形成された放射孔、３ａは上記平行平板導波路１ａの内部に置かれた波源、４ａは上記平行平板導波路１ａの内部に置かれ、上記波源３ａが配置される位置を焦点あるいはその近傍の位置とするレンズである。
【００１７】
５ａは上記波源３ａを含む給電部、６は上記複数の放射孔２からなる放射部、７ａは上記給電部５ａで形成される平面波、８ａは上記平面波７ａの進行方向、９は吸収体である。
レンズ４ａは、平行平板導波路１ａの放射部６に隣接する部分で放射部６の入力側に配置されている。また、波源３ａは、レンズ４ａの焦点またはその近傍に配置されている。このレンズ４ａと波源３ａとにより、放射部の方向に実質的に平面波とみられる波を進行波給電する。
【００１８】
また、図２において、２０は上記放射部６に供給される入射電力、２１は上記各放射孔２から放射される放射電力、２２は上記放射孔２で放射しきれず上記吸収体９で浪費される残留電力である。また、θはビーム方向を示す。
【００１９】
次に、作用について説明する。図１（ｂ）に示すように、波源３ａより励振された電磁波は平行平板導波路１ａを伝搬し、誘電体等で形成されたレンズ４ａによって平面波７ａに変換される。この平面波７ａは給電部５ａから放射部６に供給され（入射電力２０）、平行平板導波路１ａを吸収体９に向かって進行方向８ａの方向に伝搬する。その際、平面波７ａは放射部６に設けてある複数の放射孔２に次々と結合し、図２に示すように、各々の放射孔２より電磁波として放射され（放射電力２１）、直列給電のアレーアンテナとして動作する。よって、アンテナのビームは各隣り合わせの放射孔２の配列間隔により決定される励振位相に応じた方向に指向される。ここで、すべての放射孔２より放射しきれずに残った電力（残留電力２２）は平行平板導波路１ａに無反射終端として動作するように設けてある吸収体９により吸収され、残留電力による反射波が生じないようにしている。
【００２０】
すなわち、このアンテナ装置によれば、放射部６と共平面状の位置に平面波７ａを供給する給電部５ａを設けているため、波源３ａが平行平板導波路１ａを伝搬する給電経路を妨げることがなく、波源３ａによるブロッキングのないアンテナ装置が得られる効果がある。
【００２１】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２によるアンテナ装置について説明するための図である。この実施の形態２は、このアンテナ装置をビーム切り替え可能な電子制御アンテナ、あるいは複数本のビームを有するマルチビームアンテナとして動作させる場合に関するものである。
図３は、この実施の形態によるアンテナ装置の内部構造を示す平面図であり、放射孔を有する表面の平板を除いた図である。
【００２２】
構造について説明すると、図３に示すように、平行平板導波路１ａにおいて、レンズ４ａの概ね焦点の位置に波源３ｂを配置し、さらにその近傍に２個の波源３ｃと３ｄを配置したものである。その他の構成は、実施の形態１で説明したものと同様であるから、説明を省略する。
【００２３】
次に動作について説明する。波源３ｂより電波を励振する場合は、レンズ４ａにより平面波７ａに変換され、平行平板導波路ｌａを電波の進行方向８ｂの方向に伝搬し、順次放射部６に設けてある各放射孔２より空間に電波が放射され、放射部６の各放射孔２を配列した面の法線方向と進行方向８ｂからなる面内に主ビームを形成する。
【００２４】
一方、波源３ｃあるいは３ｄより励振する場合は、それぞれレンズ４ａにより準平面波１０ａあるいは１０ｂに変換され平行平板導波路ｌａを電波の進行方向８ｃあるいは８ｄの方向に伝搬し、順次放射部６に設けてある各放射孔２より空間に電波が放射される。ここで波源３ｃより励振した場合は、放射部６の各放射孔２を配列した面の法線方向と進行方向８ｃからなる面内に主ビームを形成し、波源３ｄより励振した場合は、放射部６の各放射孔２を配列した面の法線方向と進行方向８ｄからなる面内に主ビームを形成することができる。
【００２５】
したがって、波源３ｂ〜３ｄを、図には示していないがスイッチにより切り替えることにより、ビーム切り替え可能な電子制御アンテナとして動作させることができる。また、波源３ｂ〜３ｄを同時に励振することにより、マルチビームアンテナとして動作させることができる。いずれの場合にも、波源３ｂ〜３ｄによるブロッキングの無いアンテナ装置を得ることができる。
【００２６】
なお、上記説明では、波源３の数を３個としているが、レンズ４ａで変換される波面が概ね平面波と見なせる範囲で、波源３ｂ〜３ｄの数を増やして焦点の近傍に複数配置しても良い。
以上のように、この実施の形態によれば、給電部においてレンズの焦点の位置またはその近傍に複数の波源が配置され、放射部に対して実質的に平面波とみられる波をそれぞれ異なった進行方向に進行波給電することができ、かつ波源によるブロッキングの無いアンテナ装置を得ることができる。
【００２７】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３によるアンテナ装置について説明するための図である。この実施の形態３は、このアンテナ装置を、波源によるブロッキングが無く、かつ給電部を放射部の放射孔が形成されていない背面に折り曲げた構造とした場合に関するものである。
図４（ａ）は、この実施の形態によるアンテナ装置の内部構造を示す断面図であり、図４（ｂ）は、放射部の背面に形成された給電部の構造を示す平面図である。
【００２８】
構造について説明すると、図４（ｂ）に示すように、平行平板導波路１ｂにおいて、レンズ４ａの概ね焦点の位置に波源３ａを配置した給電部５ａを、平行平板導波路１ａに形成された放射部６との境目で且つ放射孔２がない側に折り曲げ、平行平板導波路１ａと１ｂとを折り曲げた折り曲げ部１１ａにより接続する構成としたものである。その他の構成は、実施の形態１で説明したものと同様であるから、説明を省略する。
【００２９】
次に動作について説明する。図４（ｂ）に示すように、波源３ａより励振きれた電磁波は、レンズ４ａにより平面波７ａに変換され平行平板導波路ｌｂを伝搬し、図４（ａ）に示すように、幅広導波管のコーナを２個接続した構成の折り曲げ部１１ａにより平行平板導波路ｌａへと導かれる。この平面波７ａは進行方向８ｂの方向に伝搬し、順次放射部６に設けてある各放射孔２と結合し空間に放射され、放射部６の各放射孔２を配列した面の法線方向と進行方向８ｂとからなる面内に主ビームを形成する。
【００３０】
したがって、波源３ａによるブロッキングの無い給電部５ａを有し、且つこの給電部５ａがデッドスベースとならないように小形化したアンテナ装置を得ることができる。
以上のように、この実施の形態のよれば、平行平板導波路が放射部と給電部との境界で屈曲して形成され、小型化し、かつ波源によるブロッキングの無いアンテナ装置が得られる。
【００３１】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４によるアンテナ装置について説明するための図である。この実施の形態４は、このアンテナ装置を、且つ給電部を放射部の放射孔が形成されていない背面に屈曲させて小型化した構成とし、波源によるブロッキングが無く、さらにビーム切り替え可能な電子制御アンテナ、あるいは複数本のビームを有するマルチビームアンテナとして動作させる場合に関するものである。
図５は、この実施の形態によるアンテナ装置の内部構造を示す平面図であり、給電部の構造を示す図である。放射部は、実施の形態３の図４（ａ）に示されるものと同一である。
【００３２】
構造について説明すると、図５に示すように、給電部５ｂにおいて、レンズ４ａの概ね焦点の位置に波源３ｂを配置すると共にその近傍に２個の波源３ｃと３ｄを配置している。そして、図４（ａ）に示すように、この給電部５ｂを放射部６との境目で且つ放射孔２がない側に折り曲げ、さらに上記給電部５ｂと上記放射部６とを平行平板導波路１を折り曲げた折り曲げ部１ｌａにより接続する構成としたものである。その他の構成は、実施の形態１で説明したものと同様であるから、説明を省略する。
【００３３】
次に動作について説明する。図５に示すように、電磁波を波源３ｂより励振する場合は、レンズ４ａにより平面波７ａに変換される。また、電磁波を波源３ｃあるいは３ｄより励振する場合は、それぞれレンズ４ａにより準平面波１０ａあるいは１０ｂに変換され、各々平行平板導波路ｌｂを伝搬し、次に図４（ａ）に示すように、幅広導波管のコーナを２個接続した構成の折り曲げ部１ｌａにより平行平板導波路ｌａへと導かれる。
【００３４】
これらの平面波７ａと準平面波１０ａ及び１０ｂは、順次放射部６に設けてある各放射孔２より空間に放射される。ここで、各波源３ｂ、３ｃ、３ｄより励振された平面波７ａと準平面波１０ａ及び１０ｂは、それぞれ放射部６の各放射孔２を配列した面の法線方向と各電波の進行方向とからなる面内に主ビームを形成することができる。
【００３５】
したがって、波源３ｂ〜３ｄを図には示していないがスイッチにより切り替えることにより、ビーム切り替え可能な電子制御アンテナとして動作させることができる。また、波源３ｂ〜３ｄを同時に励振することにより、マルチビームアンテナとして動作させることができる。
いずれの場合も、波源３ｂ〜３ｄによるブロッキングの無いアンテナ装置を得ると共に、給電部５ｂがデッドスベースとならないように小形化したアンテナ装置を得ることができる。
【００３６】
なお、上記説明では、波源３の数を３個としているが、レンズ４ａで変換される波面が概ね平面波と見なせる範囲で、波源３ｂ〜３ｄの数を増やし焦点の近傍に複数配置しても良い。
【００３７】
実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５によるアンテナ装置について説明するための図である。この実施の形態５は、ルーネベルグレンズを用いてかつ波源によるブロッキングが無く、またアンテナ装置の給電部を放射部の放射孔が形成されていない背面に折り曲げて小型化した構成とし、ビーム切り替え可能な電子制御アンテナ、あるいは複数本のビームを有するマルチピームアンテナとして動作させる場合に関するものである。
図６は、この実施の形態によるアンテナ装置の内部構造を示す平面図であり、給電部の構造を示す図である。放射部は、実施の形態３の図４（ａ）に示されるものと同一である。
【００３８】
構造について説明すると、図６に示すように、給電部５ｃの平行平板導波路１ａにおいて、ルーネベルグレンズ１２を用い、このレンズ１２の焦点に複数個の波源３ｅ〜３ｉを配置している。この給電部５ｃを、図４（ａ）に示すように、放射部６との境目で且つ放射孔２がない側に折り曲げ、さらに上記給電部５ｃと上記放射部６とを平行平板導波路１ａを折り曲げた折り曲げ部１ｌａにより接続する構成としたものである。その他の構成は、実施の形態１で説明したものと同様であるから、説明を省略する。
【００３９】
次に動作について説明する。図６に示すように、各波源３ｅ〜３ｉより励振きれた電磁波は、図には示していないがルーネベルグレンズ１２により全て進行方向の異なる平面波に変換され、各々平行平板導波路ｌｂを伝搬し、次に図４（ａ）に示すように、幅広導波管のコーナを２個接続した構成の折り曲げ部１ｌａにより平行平板導波路ｌａへと導かれる。
【００４０】
図には示していないが、これら全ての平面波は各々順次放射部６に設けてある各放射孔２より空間に放射される。ここで、各波源３ｅ〜３ｉより励振された各平面波は、それぞれ放射部６の各放射孔２を配列した面の法線方向と各電波の進行方向とからなる面内に主ビームを形成することができる。
【００４１】
したがって、波源３ｅ〜３ｉを図には示していないがスイッチにより切り替えることにより、ビーム切り替え可能な電子制御アンテナとして動作させることができる。また、波源３ｅ〜３ｉを同時に励振することにより、マルチピームアンテナとして動作させることができる。いずれの場合も、波源３ｅ〜３ｉによるブロッキングの無いアンテナ装置を得ると共に、給電部５ｃがデッドスベースとならないように小形化したアンテナ装置を得ることができる。さらに、給電部５ｃにルーネベルグレンズ１２を用いているため、各波源３ｅ〜３ｉから励振された電磁波は完全な平面波の状態で放射部６の各放射孔２に結合させることができ、サイドローブレベル等の劣化の無い良好な放射パターンを得ることができる効果も得られる。
【００４２】
なお、上記説明では、波源３の数を５個としているが、構成上配置可能な範囲で波源３ｅ〜３ｉの数をさらに増やしても良い。
【００４３】
実施の形態６．
以上に説明した実施の形態２（図３）、４（図５）または５（図６）においては、複数個の波源３ｂ〜３ｄあるいは３ｅ〜３ｉを用いて、これらの波源をスイッチにより切り替えて、ビーム切り替え可能な電子制御アンテナとして動作させることについて説明した。
これに対し、この実施の形態６では、実施の形態２（図３）、４（図５）または５（図６）において、複数の波源を１つとし、この波源をモータ等の機械駆動装置に装着して、その位置を機械的に動かすように構成する。このようにすると、高価な電気的に切り替え可能なスイッチを用いずにビーム走査可能な電子制御アンテナとして動作するアンテナ装置を得ることができる。また、ビーム走査間隔をより短くすることが可能となり、例えば、車載レーダ等のアンテナ装置においてより優れた角度分解能を有するビーム走査アンテナを得ることができる。
なお、実施の形態１（図１）または３（図４）においても、機械駆動できるようにそれらの波源を装着することにより、同様にビーム走査可能な電子制御アンテナとして用いることができる。
【００４４】
実施の形態７．
図７は、この発明の実施の形態７によるアンテナ装置について説明するための図である。この実施の形態７は、給電部及びを放射部の放射孔が形成されていない背面に構成し、放射部の各放射孔を配列した面の法線方向と各電波の進行方向とからなる面が同一である面内においてビーム切り替え可能な電子制御アンテナ、あるいは３本のビームを有する３ビームアンテナとして動作させる構成のアンテナ装置とした場合に関するものである。
図７（ａ）は、この実施の形態によるアンテナ装置の内部構造を示す断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿った断面における平面図であり、一方の給電部の構造を示す図である。
【００４５】
構造について説明すると、図７に示すように、第１の平行平板導波路１ａの表面に放射孔２を形成し中心線上の入射口で分離された２つの放射面を有する放射部６を形成している。この放射部６の片方の背面に第２の平行平板導波路１ｃを形成し、放射部６の中心から平面波を給電するように、第１のレンズ４ｃと、このレンズ４ｃの焦点位置に波源３ｌを配置して第１の給電部５ｄを構成している。放射部６の中心の入射口は、放射部６の中心軸１３から概ね０．５λｇ（λｇは平行平板内管内波長）離れた部分に開孔中心を有し、第１の給電部５ｄから平面波７ｅと７ｆを２分配給電する構成としている。
【００４６】
さらに、放射部６の全体の背面に第３の平行平板導波路１ｂを形成し、放射部６の両端部の入射口からそれぞれ平面波７ｂと７ｃを給電するように、中心に第２のレンズ４ｂを、このレンズ４ｂの両側の焦点位置にそれぞれ波源３ｊと３ｋを配置して第２の給電部５ｅを構成している。
この第２の給電部５ｅは、給電部５ｅを放射部６の放射孔２が形成されていない背面に折り曲げ、給電部５ｅと放射部６とを平行平板導波路１ａ，１ｂを折り曲げた折り曲げ部１１ｂと１１ｃにより接続する構成としたものである。
【００４７】
次に動作について説明する。図７に示すように、第１の給電部の波源３１より電波を励振する場合は、レンズ４ｃにより形成された平面波７ｄが、幅広導波管の２分配器により２つの平面波７ｅと７ｆに分配される。これらの平面波７ｅと７ｆの位相は同一位相となるように揃えられた後、各々平行平板導波路ｌａを互いに逆方向に伝搬し、中心軸１３の左右に設けられた各放射部６の各放射孔２に順次結合し空間に放射され、放射部６の各放射孔２を配列した面の法線方向と各電波の進行方向とからなる面が同一である面内で、ビーム方向１４ａ（ボアサイト方向）に合成ビームを形成する。
【００４８】
また、第２の給電部の波源３ｊと３ｋより電波を励振する場合は、レンズ４ｂにより形成された平面波７ｂと７ｃが各々平行平板導波路ｌｂを互いに逆方向に伝搬し、幅広導波管のコーナを２個接続した構成の折り曲げ部１ｌｂと１ｌｃにより平行平板導波路ｌａへと導かれる。これらの平面波７ｂと７ｃは放射部６に設けてある各放射孔２に順次結合し空間に放射され、上記ビーム方向１４ａを含む面内で、ビーム方向１４ｂと１４ｃの方向に主ビームを形成する。
【００４９】
したがって、波源３ｊ〜３ｌを図には示していないがスイッチにより切り替えることにより、平行平板導波路１ａにおける給電方向を含む同一面内でビーム切り替え可能な電子制御アンテナとして動作させることができる。また、波源３ｊ〜３ｌを同時に励振することにより、３ビームアンテナとして動作するアンテナ装置を得ることができる。いずれの場合も、第１の給電部５ｄと第２の給電部５ｅがデッドスベースとならないように小形化したアンテナ装置を得ることができる。
【００５０】
以上のように、この実施の形態によれば、全ての波源から平面波を給電できる給電部を有すると共に、ボアサイト方向を含む同一面内の３方向に主ビームをビーム切り替え可能な電子制御アンテナあるいは上記３方向に主ビームを有する３ビームアンテナとして動作し、さらに上記給電部がデッドスベースとならないように小形化したアンテナ装置が得られる。また、ボアサイト方向にも主ビームを有するため、例えば、車載レーダ等においてアンテナ装置を傾けないで搭載できるという効果もある。
【００５１】
実施の形態８．
図８は、この発明の実施の形態８によるアンテナ装置について説明するための図である。この実施の形態８は、給電部及びを放射部の放射孔が形成されていない背面に構成し、放射部の各放射孔を配列した面の法線方向と各電波の進行方向とからなる面が同一である面内においてビーム切り替え可能な電子制御アンテナ、あるいは３本のビームを有する３ビームアンテナとして動作させる構成で、且つ波源によるブロッキングの無いアンテナ装置とした場合に関するものである。
図８（ａ）は、この実施の形態によるアンテナ装置の内部構造を示す断面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿った断面における平面図であり、１つの給電部の構造を示す図である。
【００５２】
構造について説明すると、図８に示すように、第１の平行平板導波路１ａの表面に放射孔２を形成し中心線上の入射口で分離された２つの放射面を有する放射部６を形成している。この放射部６の片方の背面に第２の平行平板導波路１ｃを形成し、放射部６の中心から平面波を給電するように、第１のレンズ４ｃと、このレンズ４ｃの焦点位置に波源３ｌを配置して第１の給電部５ｄを構成している。放射部６の中心の入射口は、放射部６の中心軸１３から概ね０．５λｇ（λｇは平行平板内管内波長）離れた部分に開孔中心を有し、第１の給電部５ｄから平面波７ｅと７ｆを２分配給電する構成としている。以上は、実施の形態７の第１の給電部５ｄと同じ構成である。
【００５３】
さらに、放射部６の全体の背面に第３の平行平板導波路１ｂを形成し、放射部６の両端部の入射口からそれぞれ平面波７ｂと７ｃを給電するように、ほぼ中心に２つの波源３ｎと３ｏを配置し、またこれらの波源３ｎと３ｏをそれぞれ焦点位置とするレンズ４ｄと４ｅとを配置して第２の給電部５ｆと第３の給電部５ｇを構成している。
この第２の給電部５ｆ及び第３の給電部５ｇは、それぞれ給電部５ｆ，５ｇを放射部６の放射孔２が形成されていない背面に折り曲げ、給電部５ｆ，５ｇと放射部６とを平行平板導波路１ａ，１ｂを折り曲げた折り曲げ部１ｌｂと１１ｃにより接続する構成としたものである。
【００５４】
次に動作について説明する。図８に示すように、第２及び第３の給電部の波源３ｎと３ｏより電波を励振する場合は、それぞれレンズ４ｄと４ｅにより形成された平面波７ｂと７ｃが各々平行並板導波路ｌｂを互いに逆方向に伝搬し、幅広導波管のコーナを２個接続した構成の折り曲げ部１ｌｂと１ｌｃにより平行平板導波路ｌａへと導かれる。これらの平面波７ｂと７ｃは放射部６に設けてある各放射孔２に順次結合し空間に放射され、それぞれ放射部６の各放射孔２を配列した面の法線方向と各電波の進行方向とからなる面が同一である面内におけるビーム方向１４ｂと１４ｃの方向に主ビームを指向する。
【００５５】
また、第１の給電部５ｄの波源３１より励振する場合は、レンズ４ｃにより形成された平面波７ｄは、幅広導波管の２分配器により２つの平面波７ｅと７ｆに分配される。これらの平面波７ｅと７ｆの位相は同一位相となるように揃えられた後、各々平行平板導波路ｌａを逆方向に伝搬し、中心軸１３の左右に設けられた２つの放射部６の各放射孔２に順次結合し空間に放射され、上記ビーム方向１４ｂと１４ｃを含む面内におけるビーム方向１４ａ（ボアサイト方向）に合成ビームを形成する。
【００５６】
したがって、波源３ｌ、３ｎ及び３ｏを図には示していないがスイッチにより切り替えることにより、平行平板導波路１ａにおける給電方向を含む同一面内でビーム切り替え可能な電子制御アンテナとして動作させることができる。また、波源３ｌ、３ｎ及び３ｏを同時に励振することにより、３ビームアンテナとして動作させることができる。いずれの場合も、波源３ｌ、３ｎ及び３ｏによるブロッキングの無いアンテナ装置を得ることができる。また、給電部５ｄ、５ｆ及び５ｇがデッドスベースとならないように小形化したアンテナ装置を得ることができる。
【００５７】
以上のように、この実施の形態によれば、波源によるブロッキングが無く、且つ全ての波源から平面波を給電できる給電部を有すると共に、ボアサイト方向を含む同一面内の３方向に主ビームをビーム切り替え可能な電子制御アンテナあるいは上記３方向に主ビームを有する３ビームアンテナとして動作し、さらに上記給電部がデッドスベースとならないように小形化したアンテナ装置が得られる。また、ボアサイト方向にも主ビームを有するため、例えば、車載レーダ等においてアンテナ装置を傾けないで搭載できるという効果もある。
【００５８】
実施の形態９．
図９は、この発明の実施の形態９によるアンテナ装置について説明するための図である。この実施の形態９は、このアンテナ装置を、波源によるブロッキングを無くすとともに、給電部に周波数変換装置を接続した場合に関するものである。
図９は、この実施の形態によるアンテナ装置の構成を示す図である。構造について説明すると、図９に示すように、給電部５ａにおいて、レンズ４ａの概ね焦点の位置に配置された波源３ａに、周波数可変装置１５を接続し、外部から入力あるいは外部へ出力する送受信信号の周波数を可変にできる構成としている。なお、この実施の形態９におけるアンテナ装置の放射部６の構成は、実施の形態１で説明したものと同様であるから、説明を省略する。
【００５９】
次に動作について説明する。図９に示すように、このアンテナ装置の主ビーム方向は、隣り合う２個の放射孔２の配列間隔の、平行並板導波路ｌａにおける電気長に応じた励振位相により決定される。したがって、波源３ａに入力される送信信号の周波数を周波数可変装置１５により変えることにより、平行平板導波路ｌａの管内波長λｇも変わり、各放射孔２の励振位相が変わる。つまり、波源３によるブロッキングの無い給電部５ａを有するアンテナ装置において、周波数を変えることにより主ビーム方向を変えることができる効果が得られる。
【００６０】
次に、図１０は、同様に、この発明の実施の形態９によるアンテナ装置について説明するための図である。
図９が、実施の形態１で示したアンテナ装置について、その波源3aに周波数可変装置１５を接続しているのに対して、図１０では、実施の形態３で示したアンテナ装置について、その波源３ａに周波数可変装置１５を接続している。その動作は、図９と同様であるから、説明は省略する。
なお、以上説明したように、波源に周波数可変装置を接続する構成は、実施の形態１（図１）、３（図４）７（図７）または８（図８）のアンテナ装置に対して、有効である。しかし、その他の実施の形態のアンテナ装置に対しても、少なくとも１個の波源を用い、これに対して周波数を可変にする用い方をすることもできる。
【００６１】
以上のように、この実施の形態によれば、主ビームをより細かなビーム走査間隔でビーム切り替えすることが可能となり、例えば、車載レーダ等のアンテナ装置においてより優れた角度分解能を有するビーム走査アンテナを得られる効果がある。また、波源を機械駆動する場合と異なり任意の方向に瞬時に主ビームを指向できるため、複雑なビーム走査ができる効果もある。
【００６２】
次に、以上の各実施の形態における放射孔２の変形について説明する。以上の実施の形態１〜８における放射孔２は、その電界方向が平行平板導波路ｌａを伝搬する電波の進行方向８ａあるいは８ｂと同一方向となるように配置している。しかし、進行方向８ａあるいは８ｂに対して傾けて配置し、放射孔２から放射される電波の偏波面の方向を任意の方向としても良い。
また、放射孔２の一つを、その偏波方向が上記電波の進行方向８ａあるいは８ｂに対して４５度傾けて配置し、この放射孔２から上記電波の進行方向８ａあるいは８ｂに概ねλｇ／４（λｇは平行並板導波路１ａの管内波長）隔てて、その偏波方向を上記放射孔２の偏波方向と直交させた次の放射孔２を配置し、上記２個の放射孔２で１対の円偏波放射孔素子を形成し、上記１対の円偏波放射孔素子を上記電波の進行方向８ａあるいは８ｂに対し複数配置しても良い。
【００６３】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したような構成となっているため、以下に記載されるような効果を奏する。
本願の発明によれば、アンテナ装置として、２枚の平行平板からなる平行平板導波路の一部において前記平行平板導波路の片面に複数個の放射孔を設けた放射部を形成し、また、前記平行平板導波路の前記放射部に隣接する部分で、前記放射部の入力側に配置されたレンズとこのレンズの焦点またはその近傍に配置された波源とを含み、上記放射部の方向に実質的に平面波とみられる波を進行波給電する給電部を形成したので、波源によるブロッキングが無い給電部を有するアンテナ装置を得られる効果がある。
【００６４】
また、本願の他の発明によれば、アンテナ装置に複数個の波源を配置し、実質的に平面波とみられる波をそれぞれ異なった進行方向に進行波給電することができるようにしたので、波源によるブロッキングが無い給電部を有し、且つ、ビーム切り替え可能な電子制御アンテナ、あるいは複数本のビームを有するマルチビームアンテナとして動作するアンテナ装置を得られる効果を奏する。
【００６５】
また、本願の他の発明によれば、アンテナ装置の前記平行平板導波路が前記放射部と前記給電部との境界で屈曲して形成されるようにしたので、波源によるブロッキングが無い給電部を有し、且つ上記給電部がデッドスベースとならないように小形化したアンテナ装置を得られる効果がある。
【００６６】
また、本願の他の発明によれば、アンテナ装置の前記レンズとして、ルーネベルグレンズを用いたので、波源によるブロッキングが無く、且つ全ての波源から平面波を給電できる給電部を有し、ビーム切り替え可能な電子制御アンテナ、あるいは複数本のビームを有するマルチビームアンテナとして動作し、さらに上記給電部がデッドスベースとならないように小形化したアンテナ装置を得られる効果がある。
【００６７】
また、本願の他の発明によれば、アンテナ装置の前記波源の少なくとも１つを駆動する機械駆動手段を備えたので、ビーム走査間隔をより短くすることが可能となり、例えば、車載レーダ等のアンテナ装置においてより優れた角度分解能を有するビーム走査アンテナを得られる効果を奏する。また、電気的に切り替え可能な高価なスイッチを用いる必要がなく低コストのビーム走査アンテナを得られる効果を奏する。
【００６８】
また、本願の他の発明によれば、アンテナ装置において、２枚の平行平板からなる第１の平行平板導波路の片面に複数個の放射孔を形成するとともにその中心及び両端部に入射口を有する放射部と、前記放射部の背面に形成され上記入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を２分配給電する第１の給電部と、前記放射部の背面に形成され上記放射部の両端部の入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を進行波給電する第２の給電部とを備えたので、また、望ましくは上記放射部の中心から概ね０．５λｇ（λｇは平行平板内管内波長）離れた部分から平面波を２分配給電する構成としたので、全ての波源から平面波を給電できる給電部を有すると共に、ボアサイト方向を含む同一面内の３方向に主ビームをビーム切り替え可能な電子制御アンテナあるいは上記３方向に主ビームを有する３ビームアンテナとして動作し、さらに上記給電部がデッドスベースとならないように小形化したアンテナ装置を得られる効果を奏する。また、ボアサイト方向にも主ビームを有するため、例えば、車載レーダ等においてアンテナ装置を傾けないで搭載できるという効果も奏する。
【００６９】
また、本願の他の発明によれば、アンテナ装置において、２枚の平行平板からなる第１の平行平板導波路の片面に複数個の放射孔を形成するとともにその中心及び両端部に入射口を有する放射部と、前記放射部の背面に形成され上記入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を２分配給電する第１の給電部と、前記放射部の背面に形成され上記放射部の一方の端部の入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を進行波給電する第２の給電部と、上記放射部の他方の端部の入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を進行波給電する第３の給電部とを備え、また望ましくは、上記放射部の中心から概ね０．５λｇ（λｇ平行平板内管内波長）離れた部分から平面波を２分配給電する構成としたので、波源によるブロッキングが無く、且つ全ての波源から平面波を給電できる給電部を有すると共に、ボアサイト方向を含む同一面内の３方向に主ビームをビーム切り替え可能な電子制御アンテナあるいは上記３方向に主ビームを有する３ビームアンテナとして動作し、さらに上記給電部がデッドスベースとならないように小形化したアンテナ装置を得られる効果を奏する。また、ボアサイト方向にも主ビームを有するため、例えば、車載レーダ等においてアンテナ装置を傾けないで搭載できるという効果も奏する。
【００７０】
また、本願の他の発明によれば、アンテナ装置において、レンズの概ね焦点の位置に配置した波源に周波数可変装置を接続する構成としたので、主ビームをより細かなビーム走査間隔でビーム切り替えすることが可能となり、例えば、車載レーダ等のアンテナ装置においてより優れた角度分解能を有するビーム走査アンテナを得られる効果がある。また、波源を機械駆動する場合と異なり任意の方向に瞬時に主ビームを指向できるため、複雑なビーム走査ができる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の構成説明図である。
【図２】  この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の構成説明図である。
【図３】  この発明の実施の形態２によるアンテナ装置の構成説明図である。
【図４】  この発明の実施の形態３によるアンテナ装置の構成説明図である。
【図５】  この発明の実施の形態４によるアンテナ装置の構成説明図である。
【図６】  この発明の実施の形態５によるアンテナ装置の構成説明図である。
【図７】  この発明の実施の形態７によるアンテナ装置の構成説明図である。
【図８】  この発明の実施の形態８によるアンテナ装置の構成説明図である。
【図９】  この発明の実施の形態９によるアンテナ装置の構成説明図である。
【図１０】  この発明の実施の形態９によるアンテナ装置の構成説明図である。
【図１１】  従来のアンテナ装置の構成説明図である。
【図１２】  従来の他のアンテナ装置の構成説明図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｃ  平行平板導波路、  ２  放射孔、  ３ａ〜３ｏ  波源、  ４ａ〜４ｅ  レンズ、  ５ａ〜５ｈ  給電部、  ６  放射部、  ７ａ〜７ｄ  平面波、  ８ａ〜８ｄ  進行方向、  ９  吸収体、  １０ａ、１０ｂ  準平面波、  １１ａ〜１１ｃ  折り曲げ部、  １２  ルーネベルグレンズ、  １３  中心軸、  １４ａ〜１４ｄ  ビーム方向、  １５  周波数可変装置、  １６  送受信信号、  １７  電磁波、  １８  放物面上反射壁、  １９  放物面折り曲げ部、  ２０  入射電力、  ２１  放射電力、  ２２  残留電力、  ２３  円筒波。
【図１】
0003801306.tif 000002
【図２】
0003801306.tif 000003
【図３】
0003801306.tif 000004
【図４】
0003801306.tif 000005
【図５】
0003801306.tif 000006
【図６】
0003801306.tif 000007
【図７】
0003801306.tif 000008
【図８】
0003801306.tif 000009
【図９】
0003801306.tif 000010
【図１０】
0003801306.tif 000011
【図１１】
0003801306.tif 000012
【図１２】
0003801306.tif 000013