JP2000031727A - テーパードスロットアンテナ,1次元アンテナアレイおよび2次元アンテナアレイ - Google Patents
テーパードスロットアンテナ,1次元アンテナアレイおよび2次元アンテナアレイInfo
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Abstract
ンテナ全体の小型化を図ること。 【解決手段】 電磁波の放射方向に平行な両側端の導体
部分にコルゲート構造部105を設けたテーパードスロ
ットアンテナ100において、テーパードスロットアン
テナ100の電磁波を放射する開口部に接するように、
自由空間の波長の2倍以下の直径を有する誘電体レンズ
105を設けた。
Description
トアンテナに関し、より詳細には、指向性を向上させる
ための誘電体レンズを有し、移動体通信機器,小型情報
端末およびその他の無線装置に応用可能なテーパードス
ロットアンテナ,1次元アンテナアレイおよび2次元ア
ンテナアレイに関する。
トラインのスロット幅が傾きをもって広くなる構造を有
しており、アンテナの面に対して平行な方向(スロット
ラインの進行方向)に電磁波を放射するものである。し
かも、テーパードスロットアンテナは、その構造がスロ
ットラインと同様であることから、マイクロストリップ
ラインのように裏面に接地導体を必要としないため、ユ
ニプレーナー構造の給電線や整合回路との一体化が容易
なものである。
は、13〜15dBの高い利得を持ち、マイクロストリ
ップアンテナの利得(6〜8dB)と比較すると高い指
向性を持っているが、それでもホーンアンテナの利得
(23〜24dB)と比べると低い値となってしまう。
この利得を向上させる方法として、アンテナと誘電体レ
ンズを組み合わせる方法が知られている。
口部に接するように誘電体レンズを設けた例としては次
のようなものがある。第1の例は、誘電体で挟まれたサ
ンドイッチアンテナのアンテナ開口部にレンズを取り付
けたものである(P. R. Acharya,“Investigation of S
lotline Antenna for Millimeter and SubmillimeterWa
velengths" Tech. Rep. No. 127L, School of Elect. a
nd Comput. Eng., Chalmers Univ. of Technol., Swede
n, 1992)。第2の例は、アンテナ保護層の一部を誘電
体レンズとしたものである(特開平10−13141号
公報『平面アンテナ』)。
ンテナ開口部の幅自体は1波長程度であるが、これに加
えてアンテナ開口端からアンテナ端までの長さがアンテ
ナ両側に2波長程度必要であるといわれており、このア
ンテナ開口端からアンテナ端までの長さを短くしていく
とテーパードスロットアンテナの指向性が劣化してしま
うことが知られている。例えば、RAMAKRISHNA JANASWAM
Y およびDANIEL H. SCHAUBERT の論文において、開口端
からアンテナ端までの長さが短くなるにつれてテーパー
ドスロットアンテナの指向性が劣化するという例が示さ
れていると共に、アンテナ開口端からアンテナ端までの
長さがアンテナの中心から3波長程度以上あればアンテ
ナ端の影響が無視できるということが示されている(IE
EE Transon Antennas and Propagation, Vol. AP-35, N
o.9, 1987 P.1058-1065“Analysis of the Tapered Slo
t Antenna" RAMAKRISHNA JANASWAMY and DANIEL H. SCH
AUBERT )。
スロットアンテナの基板幅として5〜6波長程度必要で
あるため、テーパードスロットアンテナと組み合わせる
誘電体レンズとしては、少なくとも5〜6波長以上の直
径を有するものを用いる必要があった。
ズ自身の大きさに関しても別の制約事項があった。一般
にレンズという構造は波長に比べて非常に大きいという
前提で利用されるものであり、その目安としては幾何光
学近似が成り立つ領域で使われるのが普通である。これ
は波長程度の構造に対しては、電磁波の波としての性質
が強く出てしまうため、波動光学的な考察を必要とする
からである。例えば、2波長以下の大きさの誘電体レン
ズでは、平行な電磁波を入射してもほとんど集光される
ことはなくなってしまう。このような理由から、従来に
おいては5〜6波長以上の大きさを持つ誘電体レンズが
使用されており、それ以下の大きさで利用されることは
ほとんどなかった。
幅を狭くしても指向性が劣化しないようにするため、電
磁波の放射方向に平行な両側端の導体部分にコルゲート
構造を設けたテーパードスロットアンテナが提案されて
いる(IEEE 1997 MTT-S IMSDigest pp.959 “A MM-WAVE
TAPERED SLOT ANTENNA WITH IMPROVED RADIATION PATT
ERN" SATORU SUGAWARA, YUTAKA, MAITA, KAZUHIKO ADAC
H, KOJI MORI AND KOJI MIZUNO )。
ードスロットアンテナの電磁波の放射方向に平行な両側
端の導体部分にコルゲート構造を設けることにより、テ
ーパードスロットアンテナの基板幅を狭くしても指向性
が劣化しないことが知られているが、このようなコルゲ
ート構造を有するテーパードスロットアンテナの指向性
の向上を図るために従来のような5〜6波長以上の誘電
体レンズを用いることにすると、コルゲート構造を設け
てアンテナ幅を狭くした利点が失われてしまうという問
題点があった。
テーパードスロットアンテナを用いてイメージングアレ
イのアンテナを構成する場合、イメージの分解能を高く
するためにアンテナアレイの素子間隔を0.5〜2波長
程度に狭くしなければならないという要求があるにも拘
わらず、従来は誘電体レンズやアンテナの大きさが大き
いため素子間隔を狭くすることができず、分解能を高く
することが困難であるという問題点があった。そして、
アンテナ間隔と誘電体レンズの大きさを無理やり2波長
程度にしても、アンテナの指向性が劣化するだけでな
く、誘電体レンズによる指向性改善効果も得られないと
いった状況に陥ってしまっていた。
問題を解決するため、従来においては、図13に示すよ
うにアンテナアレイ1300に対して十分に大きな一つ
の誘電体レンズ1301を組み合わせることにより、素
子間隔を狭くしてイメージの分解能を高くするという方
法が採られていた。なお、図13において、1300は
アンテナアレイを、1301は誘電体レンズを、130
2はアンテナアレイ1300を構成する各テーパードス
ロットアンテナのアンテナ開口部を、1303は誘電体
レンズ1301の中心線を示している。
いては、アンテナ開口部1302の位置が誘電体レンズ
1301の中心線1303からずれると利得が低下する
という性質がある。具体的に、アンテナ開口部1302
の位置が誘電体レンズ1301の中心線1303からず
れることによる利得の低下量は、幾何学的にずれ量と誘
電体レンズ1301の大きさの比に依存することにな
る。そのため、十分に大きな誘電体レンズ1301を用
いることにより、アンテナ開口部1302の位置が誘電
体レンズ1301中心線1303からずれることによる
利得の低下を防ぐことができる。ただし、現実の問題と
してはそのように大きな誘電体レンズを用いることが難
しいため、図13に示すアンテナアレイであっても、ア
レイ端部での利得低下は避けられないという問題点があ
った。
て、自由空間の波長の2倍以下という直径の誘電体レン
ズを用いることにより、電磁波の放射方向に平行な両側
端の導体部分にコルゲート構造を設けたテーパードスロ
ットアンテナの指向性の向上および小型化を図ることを
目的とする。
であって、電磁波の放射方向に平行な両側端の導体部分
にコルゲート構造を設けたテーパードスロットアンテナ
と自由空間の波長の2倍以下という直径の誘電体レンズ
とを組み合わせ、アンテナ幅が狭く、指向性の高いテー
パードスロットアンテナを実現し、このテーパードスロ
ットアンテナを複数組み合わせることにより、アンテナ
アレイの素子間隔を0.5〜2波長程度に狭くでき、ア
レイ端部で利得が低下しないアンテナアレイを容易に実
現可能にすることを目的とする。
め、請求項1のテーパードスロットアンテナは、電磁波
の放射方向に平行な両側端の導体部分にコルゲート構造
を設けたテーパードスロットアンテナにおいて、前記テ
ーパードスロットアンテナの電磁波を放射する開口部に
接するように、自由空間の波長の2倍以下の直径を有す
る誘電体レンズを設けたものである。
テナは、請求項1に記載のテーパードスロットアンテナ
において、前記誘電体レンズが、電磁波の放射方向から
見てアンテナ面に平行な面と垂直な面とで異なる形状と
なるように形成されるものである。
テナは、請求項1に記載のテーパードスロットアンテナ
において、前記誘電体レンズが、電磁波放射方向から見
て非対称な形状を有するように形成されるものである。
は、前記請求項1〜3のいずれか一つに記載のテーパー
ドスロットアンテナを同一平面上に複数配置して構成さ
れたものである。
は、前記請求項4に記載の1次元アンテナアレイを複数
重ねて配置することによって構成されたものである。
ロットアンテナ,1次元アンテナアレイおよび2次元ア
ンテナアレイの実施の形態について、添付の図面を参照
しつつ詳細に説明する。
係るテーパードスロットアンテナの上面図であり、図2
は図1に示すテーパードスロットアンテナの線A−A’
についての断面図である。図1および図2に示すテーパ
ードスロットアンテナ100は、誘電体からなる基板1
01と、基板101上に形成され、電磁波を放射または
入射するアンテナ開口部102を有する導体部103
と、導体部103の電磁波の放射方向に平行な両側端に
導体部103を周期的に矩形状に取り除いて形成された
複数の溝(スリット)からなるコルゲート構造部104
と、テーパードスロットアンテナ100のアンテナ開口
部102に接するように設けられた誘電体レンズ105
と、から構成されている。なお、図1において、106
はコプレーナー線路の給電線107にモード変換するバ
ランを示している。
構造部104を設けることにより、自由空間の波長の2
倍以下(2波長以下)というアンテナ幅であっても、指
向性が劣化しないテーパードスロットアンテナ100を
実現することができる。そして、コルゲート構造部10
4によってアンテナ幅を狭くできるという利点を損なう
ことがないように、アンテナ開口部102に接するよう
に自由空間の波長の2倍以下(2波長以下)の直径を有
する誘電体レンズ105を設け、テーパードスロットア
ンテナ100の指向性のさらなる向上を図ることができ
るようにしている。
長以下とするのは、実施の形態1に係るテーパードスロ
ットアンテナ100を用いてイメージングアレイのアン
テナを構成することを考えた場合に、イメージの分解能
を高くするためにアンテナアレイの素子間隔を0.5〜
2波長程度に狭くすることができるようにすることを意
識したためである。すなわち、実施の形態1に係るテー
パードスロットアンテナ100は、誘電体レンズ105
を有するテーパードスロットアンテナ100自体の小型
化および指向性の向上を図ると共に、実施の形態4およ
び5で説明するように、このテーパードスロットアンテ
ナ100を複数組み合わせるのみでアンテナアレイを容
易に構成できるようにしたものである。
に、誘電体レンズの直径が5〜6波長以上としなければ
ならなかった理由は、(1)テーパードスロットアンテ
ナのアンテナ幅が5〜6波長以上であり、(2)誘電体
レンズに対して幾何光学的近似が成り立つのは誘電体レ
ンズの直径がおよそ5〜6波長以上の場合であるという
ことが理由であった。そこで、このような理由があるに
も拘わらず、実施の形態1に係るテーパードスロットア
ンテナ100において2波長以下の直径を有する誘電体
レンズ105を使用できる理由について説明する。
ーパードスロットアンテナの電磁波の放射方向に平行な
両側端の導体部にコルゲート構造部を設けることによ
り、テーパードスロットアンテナの開口端からアンテナ
端までの長さが短くても指向性の劣化しないテーパード
スロットアンテナを実現可能であることが理論的に明ら
かにされている。すなわち、コルゲート構造部を設ける
ことにより、2波長以下のアンテナ幅を有するテーパー
ドスロットアンテナを実現することが可能になる。
ーパードスロットアンテナの開口端からアンテナ端まで
の長さを2波長以下にすると、アンテナを伝播する電磁
波の伝送モードがスロットラインのモードからコプレー
ナーストリップラインのモードへと変化してしまい、ア
ンテナ開口部とは逆相の電磁波をアンテナ基板端部から
放射してしまうことになる。このように、単にテーパー
ドスロットアンテナの開口端からアンテナ端までの長さ
を2波長以下にすると、アンテナ基板端部から放射され
る電磁波がテーパードスロットアンテナの指向性を劣化
させる原因となる。さらに、アンテナ開口部に誘電体レ
ンズを設けた場合、この基板端部から放射される電磁波
が誘電体レンズの周辺部に入射され、テーパードスロッ
トアンテナの指向性を劣化させる原因となる。
射方向に平行な両側端の導体部103にコルゲート構造
部104を設けることにより、この不要な電磁波の放射
を誘導する電流が導体部103上を流れなくなり、基板
端からの電磁波の放射が抑制されることが明らかとなっ
た。これにより電磁波の放射はアンテナ開口部102か
らのみとなる。その結果、アンテナ基板端部から放射さ
れる電磁波をなくすことができるため、テーパードスロ
ットアンテナの開口端からアンテナ端までの長さを2波
長以下にしても指向性の劣化を防止することができる。
加えて、電磁波の放射はアンテナ開口部102からのみ
となるため、2波長以下というアンテナ開口部102の
幅程度の誘電体レンズ105であっても効果を発揮する
ことが可能となる。
104を設けたことにより、従来技術で説明したよう
に、テーパードスロットアンテナのアンテナ幅が5〜6
波長以上であることを理由として、誘電体レンズの直径
を5〜6波長以上にしなければならないという点を解消
することが可能になる。
誘電体レンズを幾何光学的なモデルで考えるのではな
く、波動光学的なモデルで考えることにより、2波長以
下の誘電体レンズであっても、コルゲート構造部104
を有するテーパードスロットアンテナ100の指向性の
向上を図るために用いることが可能であることを見出し
た。すなわち、誘電体レンズをアンテナ開口部102か
ら放射される電磁波の広がりを抑制するために用いると
いうものである。具体的に、図1に示した実施の形態1
に係るテーパードスロットアンテナ100においては、
誘電体レンズ105の存在により、電磁波の等位相面の
中心付近に遅れが生じ、電磁波の広がりが抑制されるも
のと考えられる。その結果、以下の実験結果に示される
ように、5〜6波長以上の直径を有する誘電体レンズで
はなく、2波長以下の直径を有する誘電体レンズ105
を用いた場合であっても、コルゲート構造部104を有
するテーパードスロットアンテナ100の指向性の向上
を図ることができる。
アンテナ開口部102の幅に対し、 誘電体レンズの直径 > アンテナ開口部の幅 という制約があり、また、アンテナ開口部102の幅に
は、 アンテナ開口部の幅 > 0.5波長 という制約がある。
パードスロットアンテナ100の指向性を測定した実験
結果について説明する。実験に使用したテーパードスロ
ットアンテナ100は、図1および図2に示した構成に
おいて、厚さ50μmのカプトンからなる基板101を
用い、基板101上に厚さ5μmの銅を積層して導体部
103を形成した。そして、設計周波数を60GHzと
し、アンテナ長を20mm、アンテナ開口部102の幅
を5mm、アンテナ開口端からアンテナ端までの長さを
2.5mmとした。また、コルゲート構造部104につ
いては、アンテナ端部の基板101上の導体部103を
周期的に取り除くことによって複数の矩形状の溝(スリ
ット)を形成し、0.2×1mmの矩形状の溝が0.4
mm周期で並ぶように構成した。誘電体レンズ105
は、テフロンPFA(εr=2.1)からなり、直径1
0mm(2波長)の半球状のものとなっている。
1に係るテーパードスロットアンテナ100の指向性を
60GHzで測定した結果を示すグラフであり、図4
(a)および図4(b)は比較例として、誘電体レンズ
を有しないコルゲート構造部が設けられたテーパードス
ロットアンテナの指向性を60GHzで測定した結果を
示すグラフである。これらの図から明らかなように、実
施の形態1に係るテーパードスロットアンテナ100に
よれば、誘電体レンズ105を用いることにより、誘電
体レンズ105を有しないものに比べて、E面およびH
面ともに細いビーム幅が得られていることがわかる。
ドスロットアンテナ100によれば、自由空間の波長の
2倍以下の直径を有する誘電体レンズ105を用いるこ
とにより、コルゲート構造部104によってアンテナ幅
を狭くできるという利点を損なうことなしに、テーパー
ドスロットアンテナ100の指向性の向上を図ることが
できる。
5は、導体部103を周期的に矩形状に取り除いて形成
された複数の溝(スリット)からなるものであるが、溝
は矩形状に限定されるものではなく、コルゲート構造部
105としての機能を果たす形状であればどのような形
状であっても良い。
るテーパードスロットアンテナ100の上面図であり、
図6は図5に示すテーパードスロットアンテナ100の
線B−B’についての断面図である。なお、図5および
図6において、図1および図2に示したテーパードスロ
ットアンテナ100の構成と同一の構成については同一
の符号を付すことにし、ここでは異なる点についてのみ
説明することにする。
ンテナ100は、電磁波の放射方向から見てアンテナ面
に平行な面と垂直な面とで異なる形状となるように形成
された誘電体レンズ500を有している。このように誘
電体レンズ500を形成するのは、テーパードスロット
アンテナの波面は非点収差を持つことが実験的に知られ
ているからである。言い換えれば、テーパードスロット
アンテナ100の電磁波放射方向から見てアンテナ面に
平行な面と垂直な面に対応して誘電体レンズ500の焦
点位置をそれぞれ最適な値に変えることにより、誘電体
レンズとアンテナの結合効率の向上を図ることができる
からである。この誘電体レンズ500は、実施の形態1
の場合と同様に、2波長以下の直径を有するものであ
る。
2に係るテーパードスロットアンテナ100は、一例と
して、厚さ50μmのカプトンからなる基板101と、
この基板101上に積層された厚さ5μmの銅からなる
導体部102とを用いて形成される。そして、このテー
パードスロットアンテナ100の設計周波数は60GH
zであり、アンテナ長は20mm、アンテナ開口部10
2の幅は5mm、アンテナ開口端からアンテナ端までの
長さは2.5mmである。また、コルゲート構造部10
4については、アンテナ端部の基板101上の導体部1
03を周期的に取り除くことによって複数の矩形状の溝
(スリット)を形成し、0.2×1mmの矩形状の溝が
0.4mm周期で並んだ構造になっている。さらに、誘
電体レンズ500は、テフロンPFA(εr=2.1)
からなり、アンテナ面と平行な面の曲率は5mm(1波
長)、アンテナ面と垂直な面の曲率は10mm(2波
長)となっている。ただし、ここで示したテーパードス
ロットアンテナ100の材質および寸法は一例を示した
ものであり、設計変更可能であることは明らかである。
ドスロットアンテナによれば、電磁波の放射方向から見
てアンテナ面に平行な面と垂直な面とで異なる形状とな
るように形成された誘電体レンズ500を設けることに
したため、実施の形態1のものと同様に指向性の向上を
図ることができると共に、誘電体レンズとアンテナの結
合効率がより高い誘電体レンズを有したテーパードスロ
ットアンテナを実現することが可能となる。
るテーパードスロットアンテナ100の上面図であり、
図8は図7に示すテーパードスロットアンテナ100の
線C−C’についての断面図である。なお、図7および
図8において、図1および図2に示したテーパードスロ
ットアンテナ100の構成と同一の構成については同一
の符号を付すことにし、ここでは異なる点についてのみ
説明することにする。
ンテナ100は、アンテナの中心軸から見て非対称にな
るように形成された誘電体レンズ700をアンテナ開口
部102に接するように設けることにより、非対称な放
射パターンを得ることを可能としたものである。この誘
電体レンズ700は、実施の形態1の場合と同様に、2
波長以下の直径を有している。
3に係るテーパードスロットアンテナ100は、一例と
して、厚さ50μmのカプトンからなる基板101と、
この基板101上に積層された厚さ5μmの銅からなる
導体部102とを用いて形成される。そして、設計周波
数は60GHzであり、アンテナ長は20mm、アンテ
ナ開口部102の幅は5mm、アンテナ開口端からアン
テナ端までの長さは2.5mmである。また、コルゲー
ト構造部104については、アンテナ端部の基板101
上の導体部103を周期的に取り除くことによって複数
の矩形状の溝(スリット)を形成し、0.2×1mmの
矩形状の溝が0.4mm周期で並んだ構造になってい
る。さらに、誘電体レンズ700は、テフロンPFA
(εr=2.1)からなり、アンテナ面と平行な面の断
面の曲率は5mm(1波長)の半円状であるが、アンテ
ナ面と垂直な面の断面はアンテナ中心からみて非対称な
形状となっている。ただし、ここで示したテーパードス
ロットアンテナ100の材質および寸法は一例を示した
ものであり、設計変更可能であることは明らかである。
ドスロットアンテナによれば、アンテナの中心軸から見
て非対称になるように形成された誘電体レンズ700を
設けることにしたため、実施の形態1のものと同様に指
向性の向上を図ることができると共に、非対称な指向性
を有した高機能な誘電体レンズを有したテーパードスロ
ットアンテナを実現することが可能となる。
おいては、実施の形態1〜3で説明したテーパードスロ
ットアンテナ100を適用した1次元アンテナアレイに
ついて説明する。
アレイの上面図であり、図10は図9に示す1次元アン
テナアレイの線D−D’についての断面図である。図9
および図10に示す1次元アンテナアレイ900は、同
一基板上に実施の形態1で説明したテーパードスロット
アンテナ100が複数形成されたものである。図9およ
び図10においては、実施の形態1で説明したテーパー
ドスロットアンテナ100を適用した1次元アンテナ9
00を示すことにし、実施の形態1のテーパードスロッ
トアンテナ100と同一の構成については同一の符号を
付して詳細な説明を省略する。なお、実施の形態2およ
び3のテーパードスロットアンテナを適用して1次元ア
ンテナアレイ900を構成することも可能である。
ナアレイ900は、具体的に、厚さ50μmのカプトン
からなる基板101と、基板101上に積層された厚さ
5μmの銅からなる導体部103とを用いて形成されて
いる。設計周波数を60GHzとし、各テーパードスロ
ットアンテナ100のアンテナ長は20mm、アンテナ
開口部102の幅は5mm、各テーパードスロットアン
テナ100の間隔は10mmである。各テーパードスロ
ットアンテナ100の間に設けられたコルゲート構造部
104については、各テーパードスロットアンテナ10
0の間における基板101上の導体部103を周期的に
取り除くことによって複数の矩形状の溝(スリット)を
形成し、0.2×1mmの矩形状の溝が0.4mm周期
で並んだ構造になっている。さらに、誘電体レンズ10
5は、テフロンPFA(εr=2.1)からなり、直径
10mm(2波長)の半球状のものとなっている。ただ
し、ここで示した1次元アンテナアレイ900の材質お
よび寸法は一例を示したものであり、設計変更可能であ
ることは明らかである。
ンテナアレイによれば、実施の形態1〜3の誘電体レン
ズを有したテーパードスロットアンテナ100を1次元
に配列するようにしたことにより、アンテナアレイ端部
での利得の低下を防止することができ、イメージングア
レイとして利用可能な高分解能の1次元アンテナアレイ
を実現することが可能となる。
や誘電体レンズ105を同一平面上に形成することによ
り、製作が容易になりコストの低下や信頼性の向上を図
ったアンテナアレイを実現することができる。
ードスロットアンテナ100は、イメージの分解能を高
くするためにアンテナアレイの素子間隔を0.5〜2波
長程度に狭くしてアンテナアレイを構成することが可能
となるように、直径が2波長以下の誘電体レンズ105
を用いて構成されている。したがって、実施の形態1〜
3に係るテーパードスロットアンテナ100を組み合わ
せるのみで、イメージングアレイとして利用可能な高分
解能の1次元アンテナアレイを実現することができる。
よって、図13に示すような誘電体レンズ1301を使
用する場合の欠点を容易に解消することができる。
おいては、実施の形態4で説明した1次元アンテナアレ
イ900を適用した2次元アンテナアレイについて説明
する。
ナアレイの斜視図であり、図12は図11に示す2次元
アンテナアレイの側面図である。図11および図12に
示す2次元アンテナアレイ1100は、図9および図1
0に示した1次元アンテナアレイ900を複数重ねて配
置することによって構成されたものである。言い換えれ
ば、実施の形態1〜3で説明したテーパードスロットア
ンテナ100のいずれかが2次元に配置されて構成され
たものである。
テナアレイ1100は、実施の形態4で説明した材質お
よび寸法を有する複数の1次元アンテナアレイ900を
垂直方向に10mmの間隔で重ねて構成されている。た
だし、ここでの2次元アンテナアレイ1100の材質お
よび寸法は一例を示したものであり、設計変更可能であ
ることは明らかである。
ンテナアレイによれば、実施の形態4の1次元アンテナ
アレイ900を複数重ねて配置することによって構成す
ることにしたため、アンテナアレイ端部での利得の低下
を防止することができ、イメージングアレイとして利用
可能な高分解能の2次元アンテナアレイを実現すること
が可能となる。
ードスロットアンテナ100は、イメージの分解能を高
くするためにアンテナアレイの素子間隔を0.5〜2波
長程度に狭くしてアンテナアレイを構成することが可能
となるように、直径が2波長以下の誘電体レンズ105
を用いて構成されている。したがって、実施の形態1〜
3に係るテーパードスロットアンテナ100を組み合わ
せるのみで、イメージングアレイとして利用可能な高分
解能の2次元アンテナアレイを実現することができる。
よって、図13に示すような誘電体レンズ1301を使
用する場合の欠点を容易に解消することができる。
ドスロットアンテナ(請求項1)によれば、テーパード
スロットアンテナの電磁波を放射する開口部に接するよ
うに、自由空間の波長の2倍以下の直径を有する誘電体
レンズを設けたことにより、電磁波の放射方向に平行な
両側端の導体部分にコルゲート構造を設け、アンテナ幅
を2波長以下にすることを可能にしたテーパードスロッ
トアンテナの特徴を活かしつつ、誘電体レンズを用いて
さらなる指向性の向上を図ることができる。
ナ(請求項2)によれば、請求項1に記載のテーパード
スロットアンテナにおいて、誘電体レンズが、電磁波の
放射方向から見てアンテナ面に平行な面と垂直な面とで
異なる形状となるように形成されるため、指向性の向上
を図ることができると共に、誘電体レンズとアンテナと
の結合効率の向上を図ったテーパードスロットアンテナ
を実現することが可能となる。
ナ(請求項3)によれば、請求項1に記載のテーパード
スロットアンテナにおいて、誘電体レンズが、電磁波放
射方向から見て非対称な形状を有するように形成される
ため、指向性の向上を図ることができると共に、非対称
な指向性を有した高機能なテーパードスロットアンテナ
を実現することが可能となる。
求項4)によれば、請求項1〜3のいずれか一つに記載
のテーパードスロットアンテナを同一平面上に複数配置
して構成したため、アンテナアレイ端部での利得の低下
を防止することができ、イメージングアレイとして利用
可能な高分解能の1次元アンテナアレイを実現すること
が可能となる。
(請求項5)によれば、請求項4に記載の1次元アンテ
ナアレイを複数重ねて配置することによって構成したた
め、アンテナアレイ端部での利得の低下を防止すること
ができ、イメージングアレイとして利用可能な高分解能
の2次元アンテナアレイを実現することが可能となる。
トアンテナの上面図である。
−A’についての断面図である。
トアンテナの指向性を60GHzで測定した結果を示す
グラフである。
トアンテナに対する比較例として、誘電体レンズを有し
ないコルゲート構造部が設けられたテーパードスロット
アンテナの指向性を60GHzで測定した結果を示すグ
ラフである。
トアンテナの上面図である。
−B’についての断面図である。
トアンテナの上面図である。
−C’についての断面図である。
レイの上面図である。
D’についての断面図である。
アレイの斜視図である。
である。
の構成を示す構成図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 電磁波の放射方向に平行な両側端の導体
部分にコルゲート構造を設けたテーパードスロットアン
テナにおいて、 前記テーパードスロットアンテナの電磁波を放射する開
口部に接するように、自由空間の波長の2倍以下の直径
を有する誘電体レンズを設けたことを特徴とするテーパ
ードスロットアンテナ。 - 【請求項2】 前記誘電体レンズは、電磁波の放射方向
から見てアンテナ面に平行な面と垂直な面とで異なる形
状となるように形成されることを特徴とする請求項1に
記載のテーパードスロットアンテナ。 - 【請求項3】 前記誘電体レンズは、電磁波放射方向か
ら見て非対称な形状を有するように形成されることを特
徴とする請求項1に記載のテーパードスロットアンテ
ナ。 - 【請求項4】 前記請求項1〜3のいずれか一つに記載
のテーパードスロットアンテナを同一平面上に複数配置
して構成したことを特徴とする1次元アンテナアレイ。 - 【請求項5】 前記請求項4に記載の1次元アンテナア
レイを複数重ねて配置することによって構成したことを
特徴とする2次元アンテナアレイ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10205774A JP2000031727A (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | テーパードスロットアンテナ,1次元アンテナアレイおよび2次元アンテナアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10205774A JP2000031727A (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | テーパードスロットアンテナ,1次元アンテナアレイおよび2次元アンテナアレイ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000031727A true JP2000031727A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16512455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10205774A Pending JP2000031727A (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | テーパードスロットアンテナ,1次元アンテナアレイおよび2次元アンテナアレイ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000031727A (ja) |
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