JP2001156542A - 導波管スロットアレーアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給電位相設計における自由度が高く、しかも
容易にかつ安価に作製できる導波管スロットアレーアン
テナを提供する。 【解決手段】 一方の主面に複数の給電用スロット４を
有する給電用導波管１に、一方の主面に被給電用スロッ
ト５および他方の主面に電力放射用スロット６を有する
複数の放射用導波管２を、給電用スロット４と被給電用
スロット５との間で電磁波の位相を調整するための複数
の位相調整用導波管３を介して接続して成る導波管スロ
ットアレーアンテナである。また、給電用導波管１、放
射用導波管２または位相調整用導波管３の少なくとも１
つが積層型誘電体導波管線路から成るものである。給電
用導波管１と放射用導波管２との間に位相調整部として
位相調整用導波管３を備えたことから、電磁波の給電の
位相設計に大きな自由度を加えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマイクロ波およびミ
リ波等の高周波用に適した導波管スロットアレーアンテ
ナに関し、特に給電の位相に対する設計の自由度を高め
た直列給電型の導波管スロットアレーアンテナに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波およびミリ波等の高周波用の
アンテナとして、方形導波管を用いた導波管スロットア
レーアンテナが知られている。この従来の導波管スロッ
トアレーアンテナとしては、例えば実開平２−82120 号
公報に、図４に示すような構造のものが提案されてい
る。

【０００３】図４（ａ）は従来の導波管スロットアレー
アンテナの例を示す平面図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ｂ線断面図、同図（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｄ線断面図であ
る。

【０００４】これらの図において、１は管内波長がλg1
の方形導波管から成る給電用導波管であり、２は管内波
長がλg2の方形導波管から成る複数の放射用導波管であ
る。放射用導波管２は給電用導波管１に直交する向きに
それぞれλg1／２の間隔で平行に配置されている。各放
射用導波管２にはλg2／２の間隔で互い違いに複数の放
射用スロット６が形成されている。そして、給電用導波
管１と各放射用導波管２とは各接合部に設けた斜め方向
の結合用スロット５により電気的に接続されている。

【０００５】このような従来の導波管スロットアレーア
ンテナによれば、給電用導波管１の給電端から入力され
た電磁波は、給電用導波管１の内部で各結合用スロット
５の部分で電圧の腹となる定在波分布になり、これらの
結合用スロット５を逆相で励振する。しかし、放射用導
波管２を励振する電界の向きは、同図中に示すｙ方向の
成分のみであるので、全ての放射用導波管２は同相で給
電されることとなる。

【０００６】この結果、全ての放射用スロット６から同
相で電磁波が放射され、その放射ビームは同図中に示す
ｚ方向となる。

【０００７】また、図５に示すような構造の導波管スロ
ットアレーアンテナも提案されている。図５（ａ）は従
来の導波管スロットアレーアンテナの他の例を示す平面
図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｂ線断面図、同図（ｃ）
は（ａ）のＣ−Ｄ線断面図である。これらの図におい
て、図４と同様の箇所には同じ符号を付してある。管内
波長がλg1の方形導波管から成る給電用導波管１は、断
面の長辺が水平（同図中に示すｘ方向）になるように配
置される。一方、管内波長がλg2の方形導波管から成る
放射用導波管２群は、給電用導波管１の側面に直交する
向きに、長辺を水平にしてλg1／２の間隔に互いに平行
に配置される。そして、給電用導波管１と放射用導波管
２とは 各接合部に設けた結合窓７で互いに電気的に接
続されている。

【０００８】このような従来の導波管スロットアレーア
ンテナによれば、給電用導波管１の給電端から入力され
た電磁波は、給電用導波管１の内部で各結合窓７の部分
で電圧の腹となる定在波分布になる。従って、隣り合う
放射用導波管２は互いに逆相で給電されることになる。
そこで、隣り合う放射用導波管２の互い違いに配置され
た放射用スロット６の位置を交互にずらして、それぞれ
同相に励振するように調整する。これにより、全ての放
射用スロット６から同相で電磁波が放射され、その放射
ビームは同図中に示すｚ方向となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図４および図５に示す
これら従来の導波管スロットアレーアンテナにおいて
は、その構造的に放射用導波管２に同相または逆相のい
ずれかでしか給電できず、すなわち、給電の位相につい
て設計の自由度がないという問題点があった。このた
め、特に放射ビームの方向を調節してｘ方向に傾けるこ
とができず、所望のビーム方向とアンテナ取付面とが垂
直でない場合には、アンテナを傾けて設置しなければな
らないという問題点があった。

【００１０】また、図４に示すような構造の導波管スロ
ットアレーアンテナを従来の方形導波管で作製する場
合、その加工は非常に難しいものとなり、良好なアンテ
ナ特性を有するアンテナを作製することが困難であると
もに、コスト的にも非常に高価なものとなるという問題
点があった。

【００１１】一方、これに対して図５に示すような構造
のものの場合は、方形導波管の１層構造で構成されるた
め、コスト的には図４に示す構造のものよりも低減され
るが、放射用導波管２を端面から給電するため、ｙ方向
に並ぶスロットの位相がずれやすく、良好なアンテナ特
性を得ることが困難であるという問題点があった。

【００１２】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みて案
出されたものであり、その目的は、給電の位相設計に大
きな自由度を有し、放射ビームの方向を調整してｘ方向
に傾けることができる、アンテナ特性の良好な導波管ス
ロットアレーアンテナを提供することにある。

【００１３】また本発明の目的は、方形導波管により構
成されていた構成要素の導波管の一部または全部を、容
易に精度よく形成することができ、コスト的にも安価で
製造することができる導波管スロットアレーアンテナを
提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の問題
点に対して検討を重ねた結果、給電用導波管と放射用導
波管群との間にこれら両者を接続する位相調整用導波管
群を介在させることにより、容易に上記問題点を解決で
きる導波管スロットアレーアンテナが得られることを見
出した。さらに、これら導波管をセラミック積層技術を
用いて作製できる積層型誘電体導波管線路で構成するこ
とにより、容易に精度よく、しかも安価に導波管スロッ
トアレーアンテナを形成できることを見出した。

【００１５】すなわち、本発明の導波管スロットアレー
アンテナは、一方の主面に複数の給電用スロットを有す
る給電用導波管に、一方の主面に被給電用スロットおよ
び他方の主面に電力放射用スロットを有する複数の放射
用導波管を、前記給電用スロットと前記被給電用スロッ
トとの間で電磁波の位相を調整するための複数の位相調
整用導波管を介して接続して成ることを特徴とするもの
である。

【００１６】また、本発明の導波管スロットアレーアン
テナは、上記構成において、前記位相調整用導波管の導
波管幅を変えることにより前記電磁波の位相を調整して
あることを、また前記位相調整用導波管の導波管長を変
えることにより前記電磁波の位相を調整してあることを
特徴とするものである。すなわち、位相調整用導波管群
における位相調整方法は、各々の導波管の導波管幅また
は導波管長を変えることにより調整するものである。

【００１７】さらに、本発明の導波管スロットアレーア
ンテナは、上記構成において、前記被給電用スロットを
前記放射用導波管の中央に設けてあることを特徴とする
ものである。すなわち、位相調整用導波管群を放射用導
波管群に対してそれぞれの放射用導波管の中央で電気的
に結合させたものである。

【００１８】さらにまた、本発明の導波管スロットアレ
ーアンテナは、上記構成において、前記給電用導波管、
前記放射用導波管または前記位相調整用導波管の少なく
とも１つが、誘電体基板を挟持する一対の主導体層と、
該主導体層間を電磁波の伝送方向に信号波長の２分の１
未満の繰り返し間隔および所定の幅で電気的に接続する
２列の側壁用貫通導体群とを具備する積層型誘電体導波
管線路から成ることを特徴とするものである。

【００１９】本発明の導波管スロットアレーアンテナに
よれば、従来の導波管スロットアレーアンテナでは構造
的に放射用導波管を同相または逆相でしか給電できない
のに対し、放射用導波管と給電用導波管とを位相調整用
導波管を介して接続したことにより、電磁波の給電の位
相において自由な設計が可能となる。

【００２０】また、本発明の導波管スロットアレーアン
テナによれば、例えば給電用導波管を放射用導波管に対
して必ずしも直交するように配置しなくとも、位相調整
用導波管により全ての放射用導波管に対して容易に同相
にすることができ、給電用導波管からの給電の位相の自
由度を確保しつつ全ての電力放射用スロットから同相で
電磁波を放射させることができる。また、隣接する放射
用導波管への給電の位相が互いに一定量ずれるように位
相調整用導波管で調整することもでき、これにより、ア
ンテナ全体から放射される電磁波の放射ビーム方向を調
整してｘ方向に傾けることもできる。

【００２１】次に、一般に放射用導波管における電力放
射用スロットへの給電は、給電用導波管と異なり、進行
波による直列給電方式で行なわれる。図５に示した導波
管スロットアレーアンテナの場合であれば、放射用導波
管への給電点は端面に限られるので、直列給電部の長さ
は放射用導波管の長さに相当する。

【００２２】このことは、電磁波の位相のずれによるア
ンテナ特性の劣化および各電力放射用スロットにおける
反射波の積算によるアンテナ特性の劣化が生じるという
問題点の原因となる。すなわち、放射用導波管の管内波
長が設計に比べてずれると、放射ビームが電力放射用ス
ロットの開口面に対して垂直方向（ｚ方向）となるよう
に設計しても、そのビーム方向はｙ方向に傾いてしま
い、垂直方向の利得は劣化することとなる。

【００２３】また、放射導波管に電力放射用スロットの
開口を切ることによりそこでの電磁波の反射が起こる
が、この量が僅かであっても、放射用スロットが管内波
長の半分の間隔で切られている関係上、各放射用スロッ
トから反射される電磁波の位相は同位相となり、これが
積算されて給電用導波管と放射用導波管との結合窓に大
きな反射波が返ってくるという問題点がある。

【００２４】これに対して、本発明の導波管スロットア
レーアンテナにおいて、放射用導波管の被給電用スロッ
トを放射用導波管の中央に設けた場合には、放射用導波
管への給電を中央部で行なうことにより直列給電部の長
さは半分になるので、積算された電磁波の反射量は小さ
くなり、しかも、放射用導波管の管内波長が設計に比べ
ても給電部から左右対称に位相がずれることとなるた
め、放射ビームのビーム幅はやや広がるが、ビーム方向
は常にｚ方向に維持されることとなる。

【００２５】次に、本発明者は既に図３に部分破断斜視
図で概略構成を示すような積層型誘電体導波管線路を特
開平10−75108 号公報で提案している。図３において、
15は例えば複数の誘電体層を積層して成る、所定の厚み
ａの誘電体基板、10・11は誘電体基板15の少なくとも導
波管線路形成位置を挟む上下面に形成され、誘電体基板
15を上下面で挟持する一対の主導体層、12は高周波信号
の伝送方向に信号波長の２分の１未満の繰り返し間隔お
よび所定の幅ｂで主導体層10・11間を電気的に接続する
ように形成された２列のスルーホール導体やビアホール
導体等から成る側壁用貫通導体群、13は主導体層10・11
間にこれらと平行に形成され、側壁用貫通導体群12と電
気的に接続された副導体層である。これにより、内部に
誘電体が詰まった断面寸法がａ×ｂの誘電体導波管線路
として機能する。また、14はこの積層型誘電体導波管線
路のＨ面である主導体層10に形成されたスロットであ
り、厚膜形成技術や薄膜形成技術により精度良くかつ容
易に形成することができ、本発明の導波管スロットアレ
ーアンテナに適用した場合には、給電用スロット・被給
電用スロット・電力放射用スロットあるいは導波管同士
で電磁波を結合するスロットとして機能させることがで
きるものである。

【００２６】このような構造の誘電体導波管線路は、従
来のセラミック製半導体素子収納用パッケージ等を作る
グリーンシート積層技術を用いて容易に作製できるもの
である。そして、本発明の導波管スロットアレーアンテ
ナは、給電用導波管、放射用導波管または位相調整用導
波管の少なくとも１つをこの積層型誘電体導波管線路で
構成することにより、図４に示す従来の導波管スロット
アレーアンテナの場合のように２つの導波管が上下２層
構造になっている場合においても、グリーンシートの積
層数を増やすだけで、方形導波管におけるスロット結合
部の加工等の問題は発生させることなく容易に作製で
き、しかもコスト的にも安価に製造可能となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照しつつ
詳細に説明する。

【００２８】図１（ａ）は本発明の導波管スロットアレ
ーアンテナの実施の形態の一例を示す平面図、同図
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｂ線断面図、同図（ｃ）は（ａ）
のＣ−Ｄ線断面図である。これらの図において、図４お
よび図５と同様の箇所には同じ符号を付してあり、１は
管内波長がλg1の給電用導波管、２は管内波長がλg2の
放射用導波管であり、３は管内波長がλg3の位相調整用
導波管である。４は給電用導波管１と位相調整用導波管
３とを接続する結合用スロットであり、給電用導波管１
の一方の主面である下面に形成された給電用スロットお
よび位相調整用導波管３の一方の主面である上面に形成
された被給電用スロットとして機能するものである。５
は位相調整用導波管３と放射用導波管２とを接続する結
合用スロットであり、位相調整用導波管３の一方の主面
である上面に形成された給電用スロットおよび放射用導
波管２の一方の主面である下面に形成された被給電用ス
ロットとして機能するものである。そして、６は放射用
導波管２の他方の主面である上面に形成された電力放射
用スロットである。

【００２９】この例では、複数の位相調整用導波管３は
給電用導波管１の下方に、また複数の放射用導波管２は
各位相調整用導波管３の上方に、それぞれ給電用導波管
１に直交する向きにλg1／２の間隔で平行に配置されて
いる。また、放射用導波管２の上面にはλg2／２の間隔
で互い違いに配置された放射用スロット６が形成されて
いる。

【００３０】そして、放射用導波管２の被給電用スロッ
トとしての結合用スロット５は各放射用導波管２の中央
に設けられ、位相調整用導波管３と放射用導波管２とは
この結合用スロット５により放射用導波管２の中央で電
気的に接続されている。さらに、この例では同図（ｃ）
に示す位相調整用導波管31・32・33・34…のそれぞれの
導波管長は同じとしてあるが、給電用導波管１の給電用
スロット４と放射用導波管２の被給電用スロット５との
間で電磁波の位相を調整するために、位相調整用導波管
31・32・33・34…のそれぞれの導波管幅を異ならせてい
る。

【００３１】このような構成とすることにより、給電用
導波管１の給電端から入力された電磁波は、給電用導波
管１の内部において各結合用スロット４・５の部分で電
圧の腹となる定在波分布になり、これらのスロット４・
５を逆相すなわち180 °の位相差で励振する。そこで、
例えば、偶数番目の位相調整用導波管32・34…において
電磁波の位相を180 °ずらすように位相調整用導波管３
の導波管幅を設定すれば、全ての放射用導波管２は同相
で給電されることになり、アンテナ全体から放射される
放射ビームのビーム方向は同図中に示すｚ方向、すなわ
ちアンテナに垂直な上方向となる。

【００３２】また、例えば、１番目と４番目の位相調整
用導波管31・34に対して、２番目と３番目の位相調整用
導波管32・33の位相をそれぞれ−120 °および＋120 °
ずらすようにそれぞれの導波管幅を調整すれば、放射用
導波管２に給電される電磁波の位相は60°ずつずれるこ
ととなり、その結果、アンテナ全体から放射されるビー
ムの方向を同図中に示すｘ方向に傾けることができる。

【００３３】なお、位相調整用導波管３において基準と
する１番目の位相調整用導波管31に対する２番目の位相
調整用導波管32の位相差θ（°）は、それぞれの導波管
幅をＷ31・Ｗ32とすると次式で示すような値になる。

【００３４】

【数１】

【００３５】ここで、Ｌは結合用スロット４と結合用ス
ロット５との距離、λは電磁波の自由空間波長である。
この関係式を用いて、所望の位相差になるようにＷ31・
Ｗ32の導波管幅を調整すればよい。

【００３６】次に、図２（ａ）は本発明の導波管スロッ
トアレーアンテナの実施の形態の他の例を示す平面図、
同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｂ線断面図、同図（ｃ）は
（ａ）のＣ−Ｄ線断面図である。図２において図１と同
様の箇所には同じ符号を付してあり、１は管内波長がλ
g1の給電用導波管、２は管内波長がλg2の放射用導波
管、３は管内波長がλg3の位相調整用導波管、４は給電
用導波管１と位相調整用導波管３とを接続する結合用ス
ロット、５は位相調整用導波管３と放射用導波管２とを
接続する結合用スロット、６は電力放射用スロットであ
る。

【００３７】この例では、複数の位相調整用導波管３は
給電用導波管１の下方に、給電用導波管１に直交する向
きにλg1／２の間隔で平行に配置されており、ｘ軸に対
して角度φだけ傾けられている。また、複数の放射用導
波管２は各位相調整用導波管３の上方に、それぞれ位相
調整用導波管３に対して角度φだけ傾けられた向きにλ
g1／２の間隔で互いに平行に配置されている。また、放
射用導波管２の他方の主面である上面にはλg2／２の間
隔で互い違いに配置された電力放射用スロット６が形成
されており、隣接する放射用導波管２における電力放射
用スロット６は左右逆になるように形成されている。そ
して、この例でも、位相調整用導波管３と放射用導波管
２とは結合用スロット５により放射用導波管２の中央で
電気的に接続されている。

【００３８】この例では、同図（ｃ）に示すように、位
相調整用導波管31・32・33・34…の導波管幅は同じとし
てあるが、それぞれの導波管長は順次（λg1／２）×ta
n φずつ長くなるように設定されている。これにより、
給電用導波管１の給電端から入力された電磁波は、給電
用導波管１の内部において各結合用スロット４・５の部
分で電圧の腹となる定在波分布になり、これらのスロッ
ト４・５を逆相すなわち180 °の位相差で励振する。

【００３９】この位相差は、図５に示した従来例と同様
に各放射用導波管２において電力放射用スロット６が互
い違いに形成されているため元に戻されるが、位相調整
用導波管31・32・33・34…の導波管長が次第に長くなる
ので、（360 °／λg3）×（λg1／２）×tan φだけ位
相がずれて行くこととなる。その結果、アンテナ全体か
ら放射される放射ビームのビーム方向を同図中に示すｘ
方向に傾けることができる。

【００４０】なお、上記の実施の形態の例では、給電用
導波管、放射用導波管および位相調整用導波管をそれぞ
れ通常の方形導波管で形成した場合を示したが、これら
各導波管に図３に示す積層型誘電体導波管線路を用いて
も同様である。この場合、導波管が積層型誘電体導波管
線路となるので、誘電体基板15の比誘電率を例えば４に
すると、通常の方形導波管に比べて導波管サイズおよび
管内波長が約半分になるので、結合用スロット４をλg1
の間隔で形成することができ、同位相で給電することが
できる。なお、通常の導波管を用いた場合はλg1＞λ
（λは信号波長）となるため、グレーティングローブが
生じないようにλg1／２の間隔で形成する必要がある。
また、同様に電力放射用スロット６もλg2の間隔で形成
できるので、放射ビームの偏波面が45°のアンテナも形
成することができる。

【００４１】また、上記の実施の形態の例では、いずれ
も位相調整用導波管３の上面側に給電用導波管１および
放射用導波管２の両方が位置するように配置したが、給
電用導波管１を位相調整用導波管３の他方の主面すなわ
ち下面側に位置するように配置してもよく、導波管スロ
ットアレーアンテナの仕様に応じてその配置を適宜選択
すればよい。

【００４２】

【実施例】次に、図１に示す実施の形態における本発明
の導波管スロットアレーアンテナの具体例を示す。

【００４３】周波数を76.5ＧＨｚとし、給電用導波管１
には方形導波管を用いてその幅Ｗ１を2.60ｍｍ、金属壁
の厚みを0.5 ｍｍとした。このとき給電用導波管１の管
内波長λg1は5.97ｍｍとなり、結合用スロット（給電用
スロット）４の間隔はλg1／２であることから2.99ｍｍ
となった。一方、放射用導波管２にも方形導波管を用
い、その幅Ｗ２は結合用スロット４の間隔より金属壁の
厚みだけ薄くなり2.49ｍｍとなる。このとき管内波長λ
g2は6.38ｍｍとなった。電力放射用スロット６は各放射
用導波管２の上面にｘおよびｙ方向共に32個ずつ形成し
た。このとき、結合用スロット（給電用スロット）４と
結合用スロット（被給電用スロット）５との距離は13.0
2 ｍｍとした。

【００４４】ここで、位相調整用導波管31・32・33・34
…にも方形導波管を用い、その幅をそれぞれ2.34ｍｍ・
2.19ｍｍ・2.57ｍｍ・2.34ｍｍ…とすると、そこでの電
磁波の位相のずれはそれぞれ０°・−120 °・＋120 °
・０°…となるが、結合用スロット４において既にそれ
ぞれ180 °ずつ位相がずれているので、各放射用導波管
２に給電される電磁波の位相は60°ずつずれることとな
った。この場合の電力放射用スロット６からの放射ビー
ムの放射パターンを図６に示す。

【００４５】図６において横軸はスロット全体から放射
されるビームのエネルギーのｘ−ｚ面内における方向
（単位：ｄｅｇ（°））を、縦軸は放射ビームの放射エ
ネルギーの強度（単位：ｄＢ）を表し、特性曲線は放射
エネルギーのパターンを示している。この図から分かる
ように、放射ビームのビーム方向は、アンテナの正面の
垂直方向（ｚ方向）から−ｘ方向に12.64 °傾いてい
る。

【００４６】次に、図２に示す実施の形態における本発
明の導波管スロットアレーアンテナの具体例を示す。

【００４７】周波数を76.5ＧＨｚとし、給電用導波管１
には方形導波管を用いてその幅Ｗ１を2.60ｍｍ、金属壁
の厚みを0.5 ｍｍとした。このとき給電用導波管１の管
内波長λg1は5.97ｍｍとなり、結合用スロット（給電用
スロット）４の間隔はλg1／２であることから2.99ｍｍ
となった。一方、放射用導波管２にも方形導波管を用
い、その幅Ｗ２は結合用スロット４の間隔より金属壁の
厚みだけ薄くなり2.49ｍｍとなる。このとき管内波長λ
g2は6.38ｍｍとなった。電力放射用スロット６は各放射
用導波管２の上面にｘおよびｙ方向共に32個ずつ形成し
た。

【００４８】ここで、位相調整用導波管３の幅は放射用
導波管２の幅と同じ2.49ｍｍとし、給電用導波管１に対
して各位相調整用導波管３を15°傾けた。これにより、
各放射用導波管２に給電される電磁波の位相は45°ずつ
ずらせることができた。この場合の電力放射用スロット
６からの放射ビームの放射パターンを図７に示す。

【００４９】図７は図６と同様の線図であり、この図か
ら分かるように、放射ビームのビーム方向は、アンテナ
の正面の垂直方向（ｚ方向）から−ｘ方向に9.45°傾い
ている。

【００５０】以上の結果は、各導波管に積層型誘電体導
波管線路を用いた場合も同様であった。この場合は各導
波管および各スロットの寸法ならびに各スロットの間隔
が方形導波管の約２分の１となって小型化を図ることが
でき、かつ放射ビームのビーム方向を所望のｘ方向に傾
けることができた。

【００５１】以上により、本発明の導波管スロットアレ
ーアンテナによれば、位相調整用導波管により放射用導
波管へ給電する電磁波の位相を調整できて給電の位相設
計に大きな自由度を有するものであり、また放射ビーム
のビーム方向を調整してｘ方向に傾けることができるこ
とが確認できた。

【００５２】なお、本発明は上述の実施の形態の例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
であれば種々の変更や改良を施すことは何ら差し支えな
い。

【００５３】例えば、積層型誘電体導波管線路を構成す
る誘電体基板および誘電体層には、セラミック材料に限
らず、有機樹脂材料を用いてもよい。また、セラミック
スと有機材料とを混合して成るコンポジット材料を用い
てもよい。

【００５４】

【発明の効果】本発明の導波管スロットアレーアンテナ
によれば、従来の導波管スロットアレーアンテナでは構
造的に放射用導波管を同相または逆相でしか給電できな
いのに対し、放射用導波管と給電用導波管とを位相調整
用導波管を介して接続したことにより、給電用導波管と
放射用導波管との間に位相調整部を備えたことから、電
磁波の給電の位相設計に大きな自由度を加えることがで
きた。

【００５５】また、本発明の導波管スロットアレーアン
テナによれば、例えば給電用導波管を放射用導波管に対
して必ずしも直交するように配置しなくとも、位相調整
用導波管により全ての放射用導波管に対して容易に同相
にすることができ、給電用導波管からの給電の位相の自
由度を確保しつつ全ての電力放射用スロットから同相で
電磁波を放射させることができ、隣接する放射用導波管
への給電の位相が互いに一定量ずれるように位相調整用
導波管で調整することもできた。これにより、アンテナ
全体から放射される電磁波の放射ビーム方向を調整して
ｘ方向に傾けることもできた。

【００５６】また、本発明の導波管スロットアレーアン
テナにおいて、放射用導波管の被給電用スロットを放射
用導波管の中央に設けた場合には、放射用導波管への給
電を中央部で行なうことにより直列給電部の長さは半分
になるので、積算された電磁波の反射量は小さくなり、
しかも放射用導波管の管内波長が設計に比べても給電部
から左右対称に位相がずれることとなるため、ビーム方
向は常にｚ方向に維持することができる。

【００５７】さらに、本発明の導波管スロットアレーア
ンテナにおいて、給電用導波管、放射用導波管または位
相調整用導波管の少なくとも１つが積層型誘電体導波管
線路から成るものとした場合には、小型化を図りつつグ
リーンシート積層技術を用いて容易に作製でき、導体壁
や所望のスロットも厚膜形成技術や薄膜形成技術により
精度良くかつ容易に形成することができることから、２
つの導波管が上下２層構造になっている場合において
も、グリーンシートの積層数を増やすだけで方形導波管
におけるスロット結合部の加工等の問題は発生させるこ
となく容易に作製でき、しかもコスト的にも安価に製造
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の導波管スロットアレーアンテ
ナの実施の形態の一例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の
Ａ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｄ線断面図であ
る。

【図２】（ａ）は本発明の導波管スロットアレーアンテ
ナの実施の形態の他の例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｄ線断面図で
ある。

【図３】本発明の導波管スロットアレーアンテナに用い
られる積層型誘電体導波管線路の概略構成を示す部分破
断斜視図である。

【図４】（ａ）は従来の導波管スロットアレーアンテナ
の例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｂ線断面図、
（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｄ線断面図である。

【図５】（ａ）は従来の導波管スロットアレーアンテナ
の他の例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｂ線断面
図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｄ線断面図である。

【図６】本発明の導波管スロットアレーアンテナの実施
例による放射ビームの放射パターンを示す線図である。

【図７】本発明の導波管スロットアレーアンテナの実施
例による放射ビームの放射パターンを示す線図である。

【符号の説明】

１・・・・・給電用導波管 ２・・・・・放射用導波管 ３・・・・・位相調整用導波管 ４・・・・・結合用スロット（給電用スロット） ５・・・・・結合用スロット（被給電用スロット） ６・・・・・電力放射用スロット 10、11・・・主導体層 12・・・・・側壁用貫通導体群 15・・・・・誘電体基板（誘電体層）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の主面に複数の給電用スロットを有
   する給電用導波管に、一方の主面に被給電用スロットお
   よび他方の主面に電力放射用スロットを有する複数の放
   射用導波管を、前記給電用スロットと前記被給電用スロ
   ットとの間で電磁波の位相を調整するための複数の位相
   調整用導波管を介して接続して成ることを特徴とする導
   波管スロットアレーアンテナ。
2. 【請求項２】 前記位相調整用導波管の導波管幅を変え
   ることにより前記電磁波の位相を調整してあることを特
   徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテ
   ナ。
3. 【請求項３】 前記位相調整用導波管の導波管長を変え
   ることにより前記電磁波の位相を調整してあることを特
   徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテ
   ナ。
4. 【請求項４】 前記被給電用スロットを前記放射用導波
   管の中央に設けてあることを特徴とする請求項１記載の
   導波管スロットアレーアンテナ。
5. 【請求項５】 前記給電用導波管、前記放射用導波管ま
   たは前記位相調整用導波管の少なくとも１つが、誘電体
   層を挟持する一対の主導体層と、該主導体層間を電磁波
   の伝送方向に信号波長の２分の１未満の繰り返し間隔お
   よび所定の幅で電気的に接続する２列の側壁用貫通導体
   群とを具備する積層型誘電体導波管線路から成ることを
   特徴とする請求項１記載の導波管スロットアレーアンテ
   ナ。