JP2001111337A - スロットアレーアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スロットライン給電可能なスロットアレーアン
テナを提供すること、及び給電線路に対して傾斜した方
向の偏波を得ること。 【解決手段】接地導体層(接地板)１１に、直線状に延び
たスロット線路１３と、その線路１３から突出した１０
個のスリット状の開口部のスロット素子14a〜14jとを形
成する。これらは略４５度の向きに傾斜して突設され、
間隔ｄは、設計周波数におけるスロット線路１３を伝搬
する波長λ_g、長さは約λ_g／２に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車に搭載する
レーダの送信及び受信アンテナに用いることができるス
ロット線路を用いた平面アレーアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マイクロ波やミリ波で用いられる
平面形のスロットアンテナとしては、例えば特公昭57-1
3163号公報に開示されるようなマイクロストリップスロ
ットアレー９０などが知られている。図２５に示すマイ
クロストリップスロットアレー９０では、導電板９３に
設けられた複数のスロット素子９４（Ａ₁〜Ａ_N、Ｂ₁〜
Ｂ_N）の給電に、誘電体基板９１の背面に形成された給
電マイクロストリップライン９２が用いられている。即
ち、各素子はスロットであり、そのスロットにはマイク
ロストリップラインを伝導する高周波電流により給電し
ている。また、マイクロストリップライン９２の長さ方
向に対し、スロットは直角方向に形成されており、電界
はマイクロストリップライン９２の長さ方向に平行な偏
波として放射される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したマイクロスト
リップライン給電のスロットアレーアンテナは薄型でか
つ生産性に優れているという特徴を有しており、マイク
ロ波帯において多くのシステムに応用されている。ま
た、ミリ波帯においては、衝突防止やACC(AdaptiveCrui
se Control)のためのセンサーとしての車載レーダなど
に応用可能である。

【０００４】一方、装置の小型、低コスト化を目的にア
ンテナとマイクロ波又はミリ波のデバイスや回路を一体
化させるモジュール化技術が着目され開発されてきてい
る。アンテナ、デバイス、及び回路を一体化させる際に
重要なこととして、各々の伝送線路の形態が異なる場合
の伝送線路間の変換効率が重要となってくる。デバイス
や回路側に用いられる伝送線路としては、コープレナ線
路が一般的である。一方、アンテナの給電線路として
は、マイクロストリップ線路やスロットラインなどが一
般的である。

【０００５】一般に、コープレナ線路を他の伝送線路形
態に変換する場合、マイクロストリップ線路に変換する
よりもスロット線路に変換するほうが変換効率が良い
(損失が少ない)。このため、スロットラインで給電可能
なアンテナが望まれている。

【０００６】また、車載レーダでは、前方より走行して
くるレーダを搭載した対向車からの放射電波との干渉を
避けるため、地面に対して斜め４５度方向の直線偏波を
使用する必要がある。しかしながら、従来例に示したよ
うな従来の構成では、定在波励振型、進行波励振型に関
わらず、スロットアンテナ素子が給電線路から直角方向
に配置されているので、マイクロストリップラインと平
行な方向の偏波しか発生することができない。すなわ
ち、所望の偏波方向が得られない。

【０００７】本発明は上記した課題を解決するために成
されたものであり、その目的は、スロットライン給電可
能なスロットアレーアンテナを提供することである。ま
た、給電線路に対して傾斜した方向の偏波を得ることを
可能とすることである。さらに、他の目的は、反射特性
に優れ放射効率の良いスロットアレーアンテナを提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１の発明の構成は、接地板と、その接地板に形
成されたスリット状の開口部から形成されたスロットア
レーアンテナにおいて、スリット状の開口部は、線状に
配設されたスロット線路と、スロット線路の両側辺のう
ち少なくとも一方の第１側辺に沿って所定間隔で、その
側辺から接続配列された複数のスロット素子とから成
り、各スロット素子は、長さが予め設定された動作周波
数におけるスロット線路を伝搬する波長の概１／２の整
数倍であり、幅が所望の指向特性を提供するように予め
設定された各スロット素子の励振振幅の位置に関する分
布に対応した幅の分布を有し、一端がスロット線路と接
続され他端が短絡されたスリット状の開口部で構成され
ることを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明は、第１の接地板と第２の
接地板と、第１の接地板に形成されたスリット状の開口
部から形成されたスロットアレーアンテナにおいて、ス
リット状の開口部は、線状に配設されたスロット線路
と、スロット線路の両側辺のうち少なくとも一方の第１
側辺に沿って所定間隔で、その側辺から接続配列された
複数のスロット素子とから成り、各スロット素子は、長
さが予め設定された動作周波数におけるスロット線路を
伝搬する波長の概１／２の整数倍であり、幅が所望の指
向特性を提供するように予め設定された各スロット素子
の励振振幅の位置に関する分布に対応した幅の分布を有
し、一端がスロット線路と接続され他端が短絡されたス
リット状の開口部で構成されることを特徴とする。

【００１０】請求項３の発明は、接地板の表面または裏
面の少なくとも一方の面に接して誘電体板が設けられた
ことを特徴とする。

【００１１】請求項４の発明は、第１の接地板の表面ま
たは裏面の少なくとも一方の面に接して誘電体板が設け
られたことを特徴とする。

【００１２】請求項５の発明は、スロット素子をその幅
が長さよりも小さい短冊形状としたことを特徴とする。

【００１３】請求項６の発明は、スロット素子を矩形形
状とし、その矩形形状の１つの頂角付近でのみスロット
線路に接続したことを特徴とする。

【００１４】請求項７の発明は、スロット素子は、前記
幅の分布において、前記スロット素子の前記幅を狭くす
る領域では、根元部から同一幅で前記スロット線路に接
続され前記幅が前記長さよりも小さい短冊形状をした素
子とし、前記スロット素子の前記幅を広くする領域で
は、頂角付近でのみ前記スロット線路に接続された矩形
形状の素子としたことを特徴とする。

【００１５】請求項８の発明は、スロット素子が、スロ
ット線路に対して略４５度をなすことを特徴とする。

【００１６】請求項９の発明は、スロット素子を長さと
幅とが異なる矩形形状としたことを特徴とする。

【００１７】請求項１０の発明は、スロット素子のスロ
ット線路に接続される頂角をなす辺は、スロット線路と
略４５度を成すことを特徴とする。

【００１８】請求項１１の発明は、スロット素子は、ス
ロット線路の第１側辺に沿って形成された第１スロット
素子と、その第１スロット素子と同様に構成されて、そ
れに略平行にスロット線路の他方の側辺である第２側辺
に沿って形成された第２スロット素子とから成ることを
特徴とする。

【００１９】請求項１２の発明は、スロット素子は、ス
ロット線路の第１側辺に沿って形成された第１スロット
素子が放射する電界方向と、他方の側辺である第２側辺
に沿って形成された第２スロット素子が放射する電界方
向とが略平行であることを特徴とする。

【００２０】請求項１３の発明は、第２スロット素子の
それぞれは、第１スロット素子のそれぞれがスロット線
路に沿って配列されている間隔の略中点に配置されてい
ることを特徴とする。

【００２１】

【発明の作用及び効果】複数のスロット素子をスロット
線路の両側辺のうち少なくとも一方の第１側辺に沿って
所定間隔でその側辺に接続して配列したので、スロット
線路に対して平行ではなく任意の傾斜角度の偏波を生成
することができる。また、スロット素子の幅を所定の励
振振幅に対応させて変化せることで、所望の指向性を持
たせることができる。

【００２２】請求項２の発明では、第１の接地板から設
計設計周波数における電波波長の概１／４倍の距離離隔
して第２の接地板を設けたので、単指向性の指向性ビー
ムとすることができる。

【００２３】請求項３の発明では、接地板の表面または
背面の少なくとも一方に誘電体板を設けたので、誘電体
材料の波長短縮効果によりスロット素子を小型化するこ
とができ、隣接するスロット素子との結合を低減するこ
とができる。また、請求項４の発明においても、表面ま
たは背面の少なくとも一方に導体の接地板が形成された
誘電体基板とで、スロットアレーアンテナが構成されて
いるので、誘電体材料の波長短縮効果でスロット素子を
小型化することができ、隣接するスロット素子との結合
を低減することができる。

【００２４】請求項５の発明では、スロット素子の幅を
その長さよりも小さい短冊形状としたことで、単一モー
ドの偏波を得ることができる。

【００２５】請求項６の発明では、スロット素子を矩形
形状とし、その１つの頂角付近でのみスロット線路に接
続した構造としたので、長さ方向に平行な両辺の長さが
略同一となり、これにより長さと直交する方向に偏波し
た単一モードの電波を得ることができ、交差偏波レベル
の低い指向特性が得られる。よって、自動車のレーダの
アンテナとして使用した場合において、対向車からの電
波を受信することがない。また、スロット素子の幅をス
ロット線路上の位置によって変化せることで、所望の指
向性を持たせることができる。

【００２６】請求項７の発明によれば、指向性を持たせ
るためにスロット線路に沿って要求されるスロット素子
の幅が変化するが、即ち、幅はスロット線路に沿った位
置の関数で分布しているが、この要求される幅に応じて
スロット素子の形状とスロット線路に対する接続形状と
を変化させることで、各素子での反射の小さなアレーア
ンテナが実現できる。よって、放射効率又は受信感度の
高いアレーアンテナ素子を製造することができる。

【００２７】請求項８の発明では、スロット素子をスロ
ット線路に対して略４５度をなす方向としたので、スロ
ット線路に対して略４５度の方向を向いた偏波を生成す
ることができる。これにより、スロット線路を地面に対
して垂直に配置して自動車のレーダのアンテナとして使
用した場合において、対向車からの電波を受信を最も効
率良く排除することができる。

【００２８】請求項９の発明によれば、スロット素子を
長さと幅の異なる矩形形状、即ち、長方形とすること
で、他のモードの励振をいっそう抑圧することができ、
容易に単一モードとすることができる。

【００２９】請求項１０の発明によれば、スロット素子
がスロット線路と接続する部分である頂角をなす辺がス
ロット線路の長さ方向に対して略４５度を成すようにし
ているので、偏波方向を略４５度することができ、請求
項８と同様な効果を奏する。

【００３０】請求項１１の発明によれば、スロット線路
の両側に、長さ方向の向きを同じとするスロット素子が
配列されているので、電波の放射能力を向上させ、受信
感度を向上させることができる。又、請求項１２の発明
においても、第１スロット素子と第２スロット素子によ
る電波の偏波方向が同一となるため、電波の放射能力と
受信感度とを向上させることができる。

【００３１】請求項１３の発明によれば、両側のスロッ
ト素子がスロット線路に沿って交互に等間隔で配置され
ているので、効率の良い電波の放射及び受信が可能とな
り、所望の指向特性を向上させることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。図１は主として請求項１、５、８、
１１、１２、１３に記載する発明に関する望ましい実施
態様（第１実施例）に係るスロットアレーアンテナ１０
の構成を示す斜視図、図２(a)は同平面図、図２(b)は
(a)のA-A断面図である。接地導体層(接地板)１１に、直
線状に延びたスロット線路１３と、その線路１３から突
出した１０個のスリット状の開口部のスロット素子14a
〜14jとが形成されている。

【００３３】スロット線路１３の一方の第１側辺１３１
には、スリット状の開口部である短冊形状の第１スロッ
ト素子群14a〜14eが、略４５度の向きに傾斜して突設さ
れている。その間隔ｄは、例えば設計周波数におけるス
ロット線路１３を伝搬する波長λ_gであり、その長さ
（接続点中央ｐから短絡端ｑまでの距離）は伝搬する波
長λ_gの約半分に設定されている。突設されたスロット
素子群14aから14eの短絡端長辺はすべて平行でありスロ
ット線路に対して略＋４５度をなしている。さらにスロ
ット線路１３の他方の第２側辺１３２には、同様に、短
冊形状の第２スロット素子群14f〜14jが第１スロット素
子群14a〜14eに平行に配設され、短絡端長辺はすべて平
行でありスロット線路に対して略−１３５度をなし、第
１放射素子群の短絡端の１辺とは平行である。第１スロ
ット素子群14a〜14eのそれぞれと、第２スロット素子群
14f〜14jのそれぞれとは、例えばｄ／２だけずらして配
置される。

【００３４】入力端１５から入力された電力は、その一
部が突設されたスロット素子14a、14f、14b…に順次結
合して放射され、その残された電力は進行方向（図２の
右方向）に伝播し徐々に減衰し、その残留電力が終端１
６に到達する。この動作の様子をスロット素子１４単体
について、模式的にあらわしたものを図３に示す。入力
端（図中の左側）から入力された電力は、その一部がア
ンテナ素子１４に結合し放射され、残された電力の大部
分は出力端（図中の右側）に透過する。また、インピー
ダンス不整合により、その一部の電力が反射され入力端
へもどる。すなわち、アンテナ素子からの放射量は、放
射量＝入力−透過量−反射量という式で表され、スロッ
ト素子の入力に対する透過・反射量が求まれば一意に求
まる。なお、反射が放射や透過など比べ極めて小さい場
合は放射量≒入力−透過量となり、透過量のみが求まれ
ば放射量が一意に求まる。

【００３５】ここで、本発明によるスロット素子１４の
横幅を変えたときの透過量および反射量の変化を求めた
ものをそれぞれ図４および図５に示す。図４の横軸はス
ロット素子１４の横幅をあらわし設計周波数における波
長λで規格化した値である。また縦軸は出力端への透過
量を入力に対する比で表したものである。図５の横軸
は、同様にスロット素子１４の横幅をあらわし設計周波
数における波長λで規格化した値である。また縦軸は入
力端への反射量を入力に対する比で表したものである。
また、上述の式より、スロット素子の放射量を求めたも
のを図６に示す。この図を用い必要となるスロット素子
の励振振幅（放射量）に対する、スロット素子の幅を決
定することができる。例えば放射量１０％が必要とされ
るとき、スロット素子の幅を０．１３λとすればよい。
図１に示したアレーアンテナの設計では、予め決定され
た各スロット素子の所定の励振振幅（放射量）に応じ
て、各々のスロット素子の横幅を決定することにより、
所望の指向性を実現することができる。

【００３６】また、図７(a)に示すように終端１６に
は、残留電力を吸収するための整合終端素子６１を設け
たり、有効に電力を放射させるために、例えばスロット
素子６２などを設けても良い。

【００３７】以上のような構成により、各スロット素子
の幅を変えることで各素子の励振振幅（放射量）を制御
することができるため、アンテナとして要求される指向
特性、すなわち利得やサイドローブのレベルなどを目的
（仕様）に応じたものにすることができる。また、スロ
ット素子14a〜14jは主にその短絡端から、スロット線路
１３に対し斜め４５度の方向(図２中の矢印Ｅ方向)に偏
波面をもつ電波を放射し又は受信するため、このような
直線状のスロット線路１３を用いることにより斜め４５
度に向いた偏波面を有するアレーアンテナを実現でき
る。

【００３８】なお、上記実施例では接地板１１のみで構
成される例を示したが、図８に示すように接地板１１の
下面に誘電体基板１２を設置したり、図９に示すように
接地板１１の上面に誘電体板１７を設置してもよい。ま
た、接地板１１の両面に誘電体板１２、１７を設置して
もよい（請求項３）。

【００３９】図１０は主として請求項２、５、８、１１
〜１３に記載する発明に関する望ましい実施態様（第２
実施例）に係るスロットアレーアンテナ２０の構成を示
す斜視図、図１１(a)は同平面図、図１１(b)は(a)のA-A
断面図である。第１の接地導体２１と第２の接地導体２
８とから成り、第１の接地導体層(接地板)２１に、直線
状に延びたスロット線路２３と、その線路２３から突出
した１０個のスリット状の開口部のスロット素子24a〜2
4jとが形成されている。第１の接地板２１と第２の接地
板２８との間隔ｈは設計周波数の波長の略１／４倍に設
定される。

【００４０】スロット線路２３の一方の第１側辺２３１
には、スリット状の開口部である短冊形状の第１スロッ
ト素子群24a〜24eが、略４５度の向きに傾斜して突設さ
れている。その間隔ｄは、例えば設計周波数におけるス
ロット線路２３を伝搬する波長λ_gであり、その長さ
（接続点中央ｐから短絡端ｑまでの距離）は伝搬する波
長λ_gの約半分に設定されている。突設されたスロット
素子群24aから24eの短絡端長辺はすべて平行でありスロ
ット線路２３に対して略＋４５度をなしている。さらに
スロット線路２３の他方の第２側辺２３２には、同様
に、短冊形状の第２スロット素子群24f〜24jが第１スロ
ット素子群24a〜24eに平行に配設され、短絡端長辺はす
べて平行でありスロット線路２３に対して略−１３５度
をなし、第１放射素子群の短絡端の１辺とは平行であ
る。第１スロット素子群24a〜24eのそれぞれと、第２ス
ロット素子群24f〜24jのそれぞれとは、例えばｄ／２だ
けずらして配置される。

【００４１】入力端２５から入力された電力は、その一
部が突設されたスロット素子24a、24f、24b…に順次結
合して放射され、その残された電力は進行方向（図１１
の右方向）に伝播し徐々に減衰し、その残留電力が終端
２６に到達する。

【００４２】以上のような構成により、各スロット素子
の幅を変えることで各素子の励振振幅（放射量）を制御
することができるため、アンテナとして要求される指向
特性、すなわち利得やサイドローブのレベルなどを目的
（仕様）に応じたものにすることができる。また、スロ
ット素子24a〜24jは主にその短絡端から、スロット線路
２３に対し斜め４５度の方向(図２中の矢印Ｅ方向)に偏
波面をもつ電波を放射し又は受信するため、このような
直線状のスロット線路２３を用いることにより斜め４５
度に向いた偏波面を有するアレーアンテナを実現でき
る。さらに、接地板２８を設けたことによりスロット素
子のに対して垂直面の双方向にもつ指向性を単方向の指
向性にすることができ、アンテナの利得を向上させるこ
とができる。

【００４３】なお、図１２に示すように前記第１の接地
板２１と前記第２の接地板２７との間を誘電体板２２で
構成しても良い。また、図１３に示すように前記第１の
接地板２１の両面に誘電体板２２、２７を設けても良
い。誘電体板の比誘電率は任意の値に設定すれば良く、
その値は必要となる特性に応じて選択すれば良い（請求
項４）。

【００４４】第１の実施例および第２の実施例のいずれ
の場合においても、スロット素子14a〜14jおよび24a〜2
4jの幅が広くなった場合、図１４に示すように、スロッ
ト線路１３および２３に沿った前後の辺の長さLl、Lrが
大きく異なる場合がある。このような場合には、インピ
ーダンス不整合や不要となる高次のモードが発生すると
考えられる。

【００４５】図５に示したごとく、横幅が広くなるにつ
れ入力端への反射量が増大し反射特性が悪化していく。
すなわち、相対的に横幅が広いスロット素子１４および
２４が多く使用されるアレーアンテナでは、反射が大き
くなるため個々のスロット素子が有効に動作しなくなる
ために、全体としての放射効率が悪化するという問題が
ある。

【００４６】また、高次のモードが発生した場合には、
交差偏波レベルの上昇、利得の低下、指向性パターンの
乱れなどのさらなる特性劣化を引き起こす可能性があ
る。

【００４７】そこで、このような問題を解消するため
に、次の第３実施例の構造が有効である。図１５は主と
して請求項１〜４、６、８〜１３に記載の発明に関する
望ましい実施態様（第３実施例）によるスロットアレー
アンテナ３０の構成を示す斜視図、図１６(a)は同平面
図、図１６(b)は(a)のA-A断面図、図１７は図１６(a)の
Ｂ部の拡大図である。地導体層(接地板)３１に、直線状
に延びたスロット線路３３と、その線路３３から突出し
た１０個のスリット状の開口部のスロット素子34a〜34j
とが形成されている。

【００４８】スロット線路３３の一方の第１側辺３３１
には、スリット状の開口部である矩形形状の第１スロッ
ト素子群34a〜34eが、略４５度の向きに傾斜して突設さ
れている。その間隔ｄは、設計周波数におけるスロット
線路３３を伝搬する波長λ_gであり、その長さ（接続点
中央ｐから短絡端ｑまでの距離）は伝搬する波長λ_gの
約半分に設定されている。突設された放射素子群34aか
ら34eの短絡端長辺はすべて平行でありスロット線路３
３に対して略＋４５度をなしている。さらにスロット線
路３３の他方の第２側辺３３２には、同様に、短冊形状
の第２スロット素子群34f〜34jが第１スロット素子群34
a〜34eに平行に配設されている。短絡端長辺はすべて平
行でありスロット線路３３に対して略−１３５度をな
し、第１放射素子群の短絡端長辺とは平行である。第１
スロット素子群34a〜34eのそれぞれと、第２スロット素
子群34f〜34jのそれぞれと、例えばｄ／２だけずらして
配置される。

【００４９】スロット素子34a〜34jは、図１７に示すよ
うに、その１つの頂角において、矩形のスロット素子の
短辺の長さＷの約１／２以下の幅で、スロット線路３３
の側辺に接続されている。

【００５０】図１８は第３実施例によるスロット素子３
４の横幅を変えたときの反射特性を示す。前述の第１実
施例によるスロット素子１４の特性も合わせて示す。こ
こで、横軸はスロット素子１４または３４の横幅をあら
わし設計周波数における波長λで規格化した値である。
また縦軸は入力端への反射量を入力に対する比で表した
ものである。このように、第３実施例のスロット素子３
４では、横幅が大きくなっても入力端への反射量が増大
せず反射特性がほとんど悪化しない。すなわち、横幅が
広いスロット素子３４が多く使用されるアレーアンテナ
においても、個々のスロット素子が有効に動作している
ため、極めて放射効率の良いアレーアンテナを実現でき
る。

【００５１】入力端３５から入力された電力は、矩形の
スロット素子34a、34f、34b、…に順次結合し放射さ
れ、その残された電力は進行方向（図１６中の右方向）
に伝播し徐々に減衰し、その残留電力が終端３６に到達
する。本実施例によるアレーアンテナでは、上述の第１
実施例と同様に、スロット素子34a〜34jの幅を変えるこ
とにより各素子に分配される励振振幅（放射量）を制御
し、所望の指向特性を得ることができる。スロット素子
の幅と放射量との関係は、幅が大きいほど結合度が大き
くなり放射量が大きくなる（図１９）。ここで、図１７
におけるスロット素子の幅Ｗは、長さＬと一致しない寸
法、すなわち幅Ｗ＜長さＬとしなければならない。ただ
し、スロット素子が物理的に大きくなって隣接素子に接
触するなどの悪影響を及ぼさない範囲に限って素子幅Ｗ
＞長さＬでも良い。

【００５２】また、図１６(a)に示すように終端３６に
は、第１実施例と同様に図７(a)に示すように、残留電
力を吸収するための整合終端素子６１を設けたり、図７
(b)に示すように、有効に電力を放射させるためのスロ
ットアンテナ素子６２などを設けても良い。

【００５３】以上のような構成により、各スロット素子
の幅を変えることで各素子の励振振幅を制御することが
できるため、アンテナとして要求される指向特性、すな
わち利得やサイドローブのレベルなどを目的（仕様）に
応じたもにすることができる。

【００５４】また、スロット素子34a〜34jは、スロット
線路３３に対して斜め４５度の方向（図１６中の矢印Ｅ
方向）に偏波面を持つ電波を放射又は受信することがで
きる。このように、交差偏波特性に優れ、スロット線路
３３に対して斜め４５度方向に偏波面を有するアレーア
ンテナを実現することができる。

【００５５】さらに本実施例のアンテナの変形例とし
て、図２０に示すように第２の実施例同様、第２の接地
板３８を設けることで単指向性にすることができ、利得
が向上する効果が得られることは勿論のことである。

【００５６】図２１は主として請求項７、８、１１〜１
３に係る発明の望ましい実施態様（第４実施例）による
スロットアレーアンテナ４０の構成を示す斜視図、図２
２(a)は同平面図、図２２(b)は(a)のA-A断面図である。
スロット線路４３の一方の第１側辺４３１には、スリッ
ト状の開口部の短冊あるいは矩形形状が混在する第１ス
ロット素子群44a〜44eが、略４５度の向きに傾斜して突
設されている。その間隔ｄは、例えば設計周波数におけ
るスロット線路４３を伝搬する波長λ_gであり、その長
さ（接続点中央ｐから短絡端ｑまたは接続点ｐ'から短
絡端ｑ'までの距離）は伝搬する波長λ_gの約半分に設定
されている。突設された放射素子群44aから44eの短絡端
長辺はすべて平行でありスロット線路４３に対して略＋
４５度をなしている。さらにスロット線路４３の他方の
第２側辺４３２には、同様に、短冊あるいは矩形形状が
混在する第２スロット素子群44f〜44jが第１スロット素
子群44a〜44eに平行に配設され、短絡端長辺はすべて平
行でありスロット線路４３に対して略−１３５度をな
し、第１放射素子群の短絡端長辺とは平行である。第１
スロット素子群44a〜44eのそれぞれと、第２スロット素
子群44f〜44jのそれぞれとの間隔は、例えばｄ／２であ
る。ここで、スロット素子44a〜44jの形状は、所望の指
向特性を得るために設計された各スロット素子の励振振
幅（放射量）を満たすため、それに対応するスロット素
子の幅が決定されたとき、図１８に示した反射特性が良
好な素子が選択される。たとえば、図２２に示した本実
施例では、C-Cを境界線として、境界線の左側では第１
実施例によるスロット素子を用い、境界線の右側では第
３実施例によるスロット素子を用いている。

【００５７】以上のような構成とすることにより、比較
的弱い結合から強い結合まで広い範囲にわたる励振振幅
（放射量）に対して反射特性の良いスロット素子を提供
することができ、要求される様々な指向特性を達成でき
かつ効率の良いスロットアンテナを実現できる。

【００５８】図２３は、本願発明の第５実施例によるス
ロットアレーアンテナ５０の構成を示す斜視図、図２４
(a)は同平面図、図２４(b)は(a)のA-A断面図である。ス
ロット線路５３の一方の第１側辺５３１には、スリット
状の開口部の短冊あるいは矩形形状が接触または非接触
で混在する第１スロット素子群54a〜54eが、略＋４５度
の向きに傾斜して突設されている。その間隔は、例えば
設計周波数におけるスロット線路５３を伝搬する波長λ
_gであり、その長さ（接続点中央ｐから短絡端ｑまたは
接続点ｐ'から短絡端ｑ'または両短絡端ｒからｓまでの
距離）は伝搬する波長λ_gの約半分に設定されている。
突設された放射素子群54a〜54eの短絡端の１辺はすべて
平行でありスロット線路５３に対して略＋４５度をなし
ている。さらにスロット線路５３の他方の第２側辺５３
２には、同様に、短冊あるいは矩形形状が接触または非
接触で混在する第２スロット素子群54f〜54jが第１スロ
ット素子群54a〜54eに平行に配設され、短絡端長辺はす
べて平行でありスロット線路５３に対して略−１３５度
をなし、第１放射素子群の短絡端長辺とは平行である。
第１スロット素子群54a〜54eのそれぞれと、第２スロッ
ト素子群54f〜54jのそれぞれとの間隔は、例えばλ_g／
２である。ここで、スロット素子54a〜54jは、所望の指
向特性を得るために設計された各スロット素子の励振振
幅（放射量）の範囲が約２％以上の場合には、それに対
応するスロット素子の幅が決定されたとき、図１８に示
した反射特性が良好な素子形状が選択される。たとえ
ば、図２４に示した本実施例では、C-C、D-Dがその境界
線に当たり、境界線C-Cの左側では非接触のスロット素
子を用い、境界線C-CとD-Dの間では第１実施例によるス
ロット素子を用い、境界線D-Dの右側では第３実施例に
よるスロット素子を用いている。以上のような構成とす
ることにより、極めて小さい励振振幅（放射量）を得る
ことができ、比較的素子数が多く各素子の励振振幅が小
さなアレーアンテナや、アレー両端の励振振幅を小さく
抑えた低サイドローブのアレーアンテナを実現できる。

【００５９】上記いずれの実施例においても、スロット
素子はスロット線路の両側に設けたが、少なくとも一方
の側に設けたものでも良い。又、スロット素子の幅、長
さ、間隔は、波長λ_gとの関係においてアンテナの特性
によって決定されるものである。上述した長さの整数倍
も使用することができる。又、スロット線路に接続され
るスロット素子の数は任意である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るスロットアレーアン
テナの構成を示した斜視図。

【図２】第１実施例に係るスロットアレーアンテナの平
面図と断面図。

【図３】本発明のスロットアレーアンテナにおけるスロ
ット素子の動作を示す原理図。

【図４】第１実施例に係るスロットアレーアンテナのス
ロット素子の特性を表す図。

【図５】第１実施例に係るスロットアレーアンテナのス
ロット素子の特性を表す図。

【図６】第１実施例に係るスロットアレーアンテナのス
ロット素子の特性を表す図。

【図７】第１実施例に係るスロットアレーアンテナのス
ロット線路の終端部分を示した平面図。

【図８】本発明の第１実施例に係るスロットアレーアン
テナのその他の構成を示した斜視図。

【図９】本発明の第１実施例に係るスロットアレーアン
テナのその他の構成を示した斜視図。

【図１０】本発明の第２実施例に係るスロットアレーア
ンテナの構成を示した斜視図。

【図１１】第２実施例に係るスロットアレーアンテナの
平面図と断面図。

【図１２】本発明の第２実施例に係るスロットアレーア
ンテナのその他の構成を示した斜視図。

【図１３】本発明の第２実施例に係るスロットアレーア
ンテナのその他の構成を示した斜視図。

【図１４】第１、２実施例に係るスロットアレーアンテ
ナにおいて問題点が発生する寸法関係の詳細を示した平
面図。

【図１５】本発明の第３実施例に係るスロットアレーア
ンテナの構成を示した斜視図。

【図１６】第３実施例に係るスロットアレーアンテナの
平面図と断面図。

【図１７】第３実施例に係るスロットアレーアンテナの
寸法関係の詳細を示した平面図。

【図１８】第３実施例に係るスロットアレーアンテナの
スロット素子の特性を表す図。

【図１９】第３実施例に係るスロットアレーアンテナの
スロット素子の特性を表す図。

【図２０】本発明の第３実施例に係るスロットアレーア
ンテナのその他の構成を示した斜視図。

【図２１】本発明の第４実施例に係るスロットアレーア
ンテナの構成を示した斜視図。

【図２２】第４実施例に係るスロットアレーアンテナの
平面図と断面図。

【図２３】本発明の第５実施例に係るスロットアレーア
ンテナの構成を示した斜視図。

【図２４】第５実施例に係るスロットアレーアンテナの
平面図と断面図。

【図２５】従来例に係るスロットアレーアンテナの平面
図と断面図。

【符号の説明】

１０、２０、３０、４０、５０…スロットアレーアンテ
ナ １１、２１、３１、４１、５１…スロットを有する接地
導体層(接地板) １２、１７、２２、２７…誘電体基板 １３、２３、３３、４３、５３…スロット線路 １４ａ〜１４ｊ、２４ａ〜２４ｊ、３４ａ〜３４ｊ、４
４ａ〜４４ｊ、５４ａ〜５４ｊ…スロット素子 １８、２８、３８…スロットを有しない接地導体層(接
地板)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 俊明 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 西川 訓利 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 佐藤 和夫 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA06 AB05 GA01 HA04 HA10 JA07 5J045 AA21 AB05 DA06 EA07 FA02 LA03 NA07

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接地板と、その接地板に形成されたスリ
   ット状の開口部から形成されたスロットアレーアンテナ
   において、 前記スリット状の開口部は、線状に配設されたスロット
   線路と、前記スロット線路の両側辺のうち少なくとも一
   方の第１側辺に沿って所定間隔で、その側辺から接続配
   列された複数のスロット素子とから成り、 前記各スロット素子は、前記長さが予め設定された動作
   周波数における前記スロット線路を伝搬する波長の概１
   ／２の整数倍であり、幅が所望の指向特性を提供するよ
   うに予め設定された各スロット素子の励振振幅の位置に
   関する分布に対応した幅の分布を有し、一端が前記スロ
   ット線路と接続され他端が短絡されたスリット状の開口
   部で構成されることを特徴とするスロットアレーアンテ
   ナ。
2. 【請求項２】 第１の接地板と第２の接地板と、第１の
   接地板に形成されたスリット状の開口部から形成された
   スロットアレーアンテナにおいて、 前記スリット状の開口部は、線状に配設されたスロット
   線路と、前記スロット線路の両側辺のうち少なくとも一
   方の第１側辺に沿って所定間隔で、その側辺から接続配
   列された複数のスロット素子とから成り、 前記各スロット素子は、前記長さが予め設定された動作
   周波数における前記スロット線路を伝搬する波長の概１
   ／２の整数倍であり、幅が所望の指向特性を提供するよ
   うに予め設定された各スロット素子の励振振幅の位置に
   関する分布に対応した幅の分布を有し、一端が前記スロ
   ット線路と接続され他端が短絡されたスリット状の開口
   部で構成され、前記第２の接地板が、前記第１の接地板
   と設計周波数における電波波長の概１／４倍の距離で隔
   て平行に配置されることを特徴とするスロットアレーア
   ンテナ。
3. 【請求項３】 請求項１記載のスロットアレーアンテナ
   において、前記接地板の表面または背面の少なくとも一
   方の面に接して誘電体板が設けられたことを特徴とする
   スロットアレーアンテナ。
4. 【請求項４】 請求項２記載のスロットアレーアンテナ
   において、前記第１の接地板の表面または背面の少なく
   とも一方の面に接して誘電体板が設けられたことを特徴
   とするスロットアレーアンテナ。
5. 【請求項５】 前記スロット素子は幅がその長さよりも
   小さい短冊形状であることを特徴とする請求項１乃至請
   求項４に記載のスロットアレーアンテナ。
6. 【請求項６】 前記スロット素子は矩形形状であり、そ
   の矩形形状の１つの頂角付近でのみ前記スロット線路に
   接続されることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記
   載のスロットアレーアンテナ。
7. 【請求項７】 前記スロット素子は、前記幅の分布にお
   いて、前記スロット素子の前記幅を狭くする領域では、
   根元部から同一幅で前記スロット線路に接続され前記幅
   が前記長さよりも小さい短冊形状をした素子とし、前記
   スロット素子の前記幅を広くする領域では、頂角付近で
   のみ前記スロット線路に接続された矩形形状の素子とし
   たことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のスロ
   ットアレーアンテナ。
8. 【請求項８】 前記スロット素子が、前記スロット線路
   に対して略４５度をなすことを特徴とする請求項１乃至
   請求項８のいずれか１項に記載のスロットアレーアンテ
   ナ。
9. 【請求項９】 前記スロット素子は長さと幅とが異なる
   矩形形状であることを特徴とする請求項６に記載のスロ
   ットアレーアンテナ。
10. 【請求項１０】 前記スロット素子の前記スロット線路
    に接続される頂角をなす辺は、前記スロット線路と略４
    ５度を成すことを特徴とする請求項６乃至請求項９のい
    ずれか１項に記載のスロットアレーアンテナ。
11. 【請求項１１】 前記スロット素子は、前記スロット線
    路の第１側辺に沿って形成された第１スロット素子と、
    その第１スロット素子と同様に構成されて、それに略平
    行に前記スロット線路の他方の側辺である第２側辺に沿
    って形成された第２スロット素子とから成ることを特徴
    とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の
    スロットアレーアンテナ。
12. 【請求項１２】 前記スロット素子は、前記スロット線
    路の第１側辺に沿って形成された第１スロット素子が放
    射する電界方向と、他方の側辺である第２側辺に沿って
    形成された第２スロット素子が放射する電界方向とが略
    平行であることを特徴とする請求項１１に記載のスロッ
    トアレーアンテナ。
13. 【請求項１３】 前記第２スロット素子のそれぞれは、
    前記第１スロット素子のそれぞれが前記スロット線路に
    沿って配列されている間隔の略中点に配置されているこ
    とを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のスロ
    ットアレーアンテナ。