JP2001320225A

JP2001320225A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2001320225A
Application number: JP2000136616A
Authority: JP
Inventors: Kazufumi Nishizawa; 一史西澤; Yoshihiko Konishi; 善彦小西; Shigeru Chikaoka; 繁近岡; Makoto Matsunaga; 誠松永
Original assignee: Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Current assignee: Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2001-11-16
Anticipated expiration: 2020-05-10
Also published as: JP3433222B2

Abstract

(57)【要約】【課題】導体地板に対して直交するように当該導体地
板上に配置したテーパノッチアンテナにおいて、導体地
板からスロットの開放端までの高さが１／４波長の奇数
倍となるときにも、アンテナの正面方向にビームを形成
可能なアンテナ装置を得る。【解決手段】ストリップ線路７と線路幅が次第に拡大
したスロット線路５、６よりなるテーパノッチアンテナ
を導体地板１２に直交配置させ、該アンテナの導体板
３、４を導体地板１２と平行に伸長させるとともに、約
１／２波長の長さとなるように導体パターンを構成させ
て、ダイポールの放射パターン特性をも持たせ、導体地
板１２からスロットの開放端までの高さが１／４波長の
奇数倍となるときにも正面方向にビームが形成されるよ
うにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーダや通信等に
用いられるアンテナ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３は、例えば実開昭５５ー１４３８
９号公報、「ストリップ線路形ダイオード移相器」に示
されたこの種の従来のアンテナ装置の構成斜視図であ
り、図において、１は第１の誘電体基板、２は前記第１
の誘電体基板１と同一形状で、この基板１と対向して内
側表面で密着された第２の誘電体基板、３は前記第１の
誘電体基板１の外側表面に設けられた地導体面としての
第１の導体板、４は前記第２の誘電体基板２の外側表面
に設けられた地導体面としての第２の導体板、５は第１
のスロット線路、６は第２のスロット線路、７は前記第
１、２の誘電体基板１、２間に設けられ、かつ、前記第
１、２のスロット線路５、６を電磁結合により励振する
ストリップ線路である。

【０００３】図１４はこの種の従来のアンテナ装置の動
作を示す図であり、図において、７０はストリップ線路
７の先端である開放端である。８は前記ストリップ線路
７上を流れる電流、９は前記電流８により誘起される磁
界、１０は前記第１のスロット線路５上の電界、１１は
第１のスロット線路５の開放端の電界１０と等価的な磁
流である。

【０００４】なお、ここでは、図１３でスロット線路が
上下対称のため、図１４では一方についてのみ示し、以
下の動作等を説明する。

【０００５】次に上記従来のアンテナ装置の動作につい
て説明する。先端開放ストリップ線路においては、スト
リップ線路７の先端である開放端７０から１／４波長の
ストリップ線路側において、この部分を流れる電流８に
より、磁界９が最大となり、この部分の地導体面として
の第１の導体板３に設けられた第１のスロット線路５の
短絡端側に電波は強く結合するようになる。スロット間
では電波の電界成分が進行波となり、線路幅が漸次階段
状に拡大されたスロットの開放端により電界１０が放射
される。即ち、スロットの開放端に磁流１１が等価的に
存在していることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来のアンテナ装置では、金属導体地板に対して上記
従来のアンテナ装置を直交させて当該金属導体地板上に
配置した場合、スロットの開放端に等価的に存在してい
る磁流の金属導体地板からの反射波の影響により、金属
導体地板からスロットの開放端までの高さｈが１／４波
長の奇数倍となるときに、正面方向に電波が放射され
ず、ビームが形成されないという問題点がある。

【０００７】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたものであり、金属導体地板上に垂直配置した場
合に、金属導体地板からスロットの開放端までの高さｈ
が通常の構成で使用するほぼ１／４波長又は１／４波長
の奇数倍となるときにも正面方向にビームが形成可能な
アンテナ装置を提供することを目的とする。

【０００８】さらに、該アンテナ装置を素子アンテナと
するアレーアンテナを構成する場合に、素子間隔と素子
の大きさとの兼ね合いから素子アンテナとしては小形の
ものが要求されることはいうまでもない。同様に、アレ
ーアンテナを薄形にするという点から該アンテナ装置の
金属導体地板からスロットの開放端までの高さｈを低く
する必要がある。これらより、上記目的に加えて、小形
であり、低姿勢のアンテナ装置をも提供することを目的
とする。

【０００９】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願請求項１の発明に係るアンテナ装置は、重ねて
配置された第１、第２の誘電体基板と、前記第１、第２
の誘電体基板のそれぞれの外側表面に対称的に形成さ
れ、一端を短絡し、この短絡端から幅を次第に拡大させ
先端を開放端とした第１、第２のスロット線路をそれぞ
れ有する第１、第２の導体板と、前記重ねて配置された
第１、第２の誘電体基板の間に設けられ、前記第１、第
２のスロット線路と電磁結合するストリップ線路とから
構成されたテーパノッチアンテナを、導体地板に垂直に
設けた構成において、前記テーパノッチアンテナの第
１、第２の導体板を対称的にそれぞれ前記第１、第２の
スロット線路の開放端近傍でその側方へ前記導体地板と
平行に伸長させ、約１／２波長のダイポールアンテナを
形成したことを特徴としている。

【００１１】本願請求項２の発明に係るアンテナ装置
は、重ねて配置された第１、第２の誘電体基板と、前記
第１、第２の誘電体基板のそれぞれの外側表面に対称的
に形成され、一端を短絡し、この短絡端から幅を次第に
拡大させ先端を開放端とした第１、第２のスロット線路
をそれぞれ有する第１、第２の導体板と、前記重ねて配
置された第１、第２の誘電体基板の間に設けられ、前記
第１、第２のスロット線路と電磁結合するストリップ線
路とから構成されたテーパノッチアンテナを、導体地板
に垂直に設けた構成において、前記テーパノッチアンテ
ナの第１、第２の導体板を対称的にそれぞれ前記第１、
第２のスロット線路の開放端近傍でその側方へ前記導体
地板と平行に伸長させ、かつ前記第１、第２のスロット
線路の開放端部から前記第１、第２の誘電体基板に引続
き伸長されるか、付加された誘電体基板部を前記第１、
第２の導体板に沿うように設けて、約１／２波長のダイ
ポールアンテナを形成したことを特徴としている。

【００１２】本願請求項３の発明に係るアンテナ装置
は、請求項１又は２において、前記テーパノッチアンテ
ナの第１、第２の導体板を対称的にそれぞれ前記第１、
第２のスロット線路の開放端近傍でその側方へ前記導体
地板と平行に、かつ、蛇行状折れ曲がりを有する形状で
伸長させ、約１／２波長のダイポールアンテナを形成し
たことを特徴としている。

【００１３】本願請求項４の発明に係るアンテナ装置
は、請求項１、２又は３において、前記第１、第２のス
ロット線路の短絡端の形状を、前記第１、第２のスロッ
ト線路の長手方向を短軸とする楕円形状としたことを特
徴としている。

【００１４】本願請求項５の発明に係るアンテナ装置
は、請求項１、２又は４において、前記テーパノッチア
ンテナの第１、第２の導体板を対称的にそれぞれ前記第
１、第２のスロット線路の開放端近傍でその側方へ導体
地板と平行に広い幅で伸長させると共に、前記側方へ伸
長させる導体地板の始点部の側面に切込みを設けて狭幅
部を形成して約１／２波長のダイポールアンテナを形成
したことを特徴としている。

【００１５】本願請求項６の発明に係るアンテナ装置
は、請求項１、２、３、４又は５において、前記第１、
第２のスロット線路に１／４波長の長さのスリットを設
けたことを特徴としている。

【００１６】本願請求項７の発明に係るアンテナ装置
は、請求項１、２、３、４又は５において、前記導体地
板と略平行な面に、波長に比べて十分小さい寸法の導体
が波長に比べて十分小さい間隔で複数個配置され、前記
複数個の導体のうち隣接又は近接する導体がダイオード
を介して接続されて導体列が形成された電波を透過する
部材を、前記導体地板と前記第１、第２のスロット線路
の開放端との間に少なくとも１つ配置し、前記導体列の
ダイオードのバイアス回路を備え、前記導体列のダイオ
ードのバイアス状態を変化させて前記電波を透過する部
材の電波の透過率を変化させ、前記導体地板と前記第
１、第２のスロット線路の開放端との間隔を等価的に可
変することを特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るアンテナ装置
の実施の形態を図面に従って説明する。

【００１８】実施の形態１．図１は本発明の実施の形態
１を示すアンテナ装置の部分的な分解図及び構成斜視図
であり、図２及び図３はこのアンテナ装置の動作説明図
である。これらの図において、１は第１の誘電体基板、
２は前記第１の誘電体基板１と同一形状で、この基板１
と対向して内側表面同士で密着された第２の誘電体基
板、３は前記第１の誘電体基板１の外側表面に設けられ
た地導体面としての第１の導体板、４は前記第２の誘電
体基板２の外側表面に設けられた地導体面としての第２
の導体板、５は第１のスロット線路であり、一端を円形
形状で短絡し、この短絡端から幅を漸次階段状に拡大さ
せてある。６は第２のスロット線路であり、第１のスロ
ット線路と同様に一端を円形形状で短絡し、この短絡端
から幅を漸次階段状に拡大させてある。７は前記第１、
２の誘電体基板１、２間に設けられ、かつ、第１、２の
スロット線路５、６を電磁結合により励振するストリッ
プ線路である。

【００１９】また、図１乃至図３において、７０はスト
リップ線路７の先端である開放端である。８は前記スト
リップ線路７上を流れる電流、９は前記電流８により誘
起される磁界、１０は前記第１のスロット線路５上の電
界、１１は第１のスロット線路５の開放端の電界１０と
等価的な磁流である。１２は金属導体地板であり、１〜
７で構成されるテーパノッチアンテナと直交して配置さ
れる。１３は第１、２の導体板３、４を金属導体地板１
２と平行な方向に１／２波長の長さとなるように伸長し
たダイポール部である。１４はダイポール部１３上を流
れる電流である。なお、上記において、第１、２のスロ
ット線路５、６は一端を円形形状にて短絡し、この短絡
端から幅を漸次階段状に拡大させてあるとしたが、漸次
なめらかに拡大させたものでも良いことはいうまでもな
い。

【００２０】次に動作について説明する。ここでは、対
称的に同一形状で重ね合わされている２枚の誘電体基板
の一方により説明する。

【００２１】ストリップ線路とスロット線路の電磁結合
においては従来と同様であり、金属導体地板１２から第
１、２のスロット線路５、６の開放端側の導体板端部ま
での高さｈが１／４波長であるため、スロット線路の開
放端に等価的に存在する磁流１１が、金属導体地板から
１／４波長の高さに存在する場合の放射パターンを有す
る。この放射パターンは、磁流１１が金属導体地板から
１／４波長の高さに存在しているため、金属導体地板１
２からの反射波の影響のため正面方向にはビームが存在
しない。つまり、イメージ理論によると、金属導体地板
１２からの反射波はイメージ波源からの放射として等価
的に考えることができる。図３（ａ）はイメージ理論で
考えた場合の磁流による放射パターン形成に関する説明
図である。図において、１１０はイメージの磁流であ
る。金属導体地板１２に平行な方向を持つ磁流１１が存
在する場合、イメージの磁流１１０は磁流１１と大きさ
が等しく、平行で同方向として等価的に存在する。この
ため、磁流１１とイメージの磁流１１０との間隔が１／
２波長となり、正面方向（アンテナのボアサイト方向）
では磁流１１とイメージの磁流１１０は逆相となるた
め、正面方向にはビームが存在しない。

【００２２】しかし、一方では、ダイポール部１３上に
電流１４が流れ、ダイポール部１３の長さが１／２波長
のため共振し１／２波長ダイポールアンテナとして動作
する。図３（ｂ）はイメージ理論で考えた場合の電流に
よる放射パターン形成に関する説明図である。図におい
て、１４０はイメージの電流である。イメージの電流１
４０は電流１４と大きさが等しく、平行で逆方向として
等価的に存在する。このため、電流１４とイメージの電
流１４０との間隔は１／２波長となり、正面方向（アン
テナのボアサイト方向）では電流１４とイメージの電流
１４０は同相となるため、正面方向にビームを形成す
る。

【００２３】以上より、このアンテナ装置の波源モデル
としては、図３（ｃ）のように電流と磁流が合成した波
源となっており、この放射パターンは両波源による放射
パターンが合成されたものとなる。従って、金属導体地
板１２から第１、２のスロット線路５、６の開放端側の
導体板端部までの高さｈが１／４波長である場合でも、
正面方向にビームが形成される放射パターンが得られ
る。

【００２４】なお、以上のイメージ理論に基づく説明
は、以下の他の実施の形態においても同様である。

【００２５】実施の形態２．図４は本発明の実施の形態
２に係わるアンテナ装置の部分的分解図及び構成斜視図
であり、実施の形態１の第１、２のスロット線路５、６
それぞれの短絡端から幅をテーパ状に拡大させた場合の
実施の形態である。なお、実施の形態１と同一又は相当
部分に同一符号を付して説明を省略する。

【００２６】この実施の形態２の動作については、実施
の形態１と同様である。また、テーパ状に拡大させた場
合には、製作が容易であり、階段状のエッジの影響を低
減できる。

【００２７】実施の形態３．図５は本発明の実施の形態
３に係わるアンテナ装置の平面図であり、１５は第１、
第２のスロット線路５、６の開放端側の第１、第２の導
体板３、４の端縁から伸長した誘電体基板部であり、第
１、第２の導体板３、４に沿って設けられている。な
お、その他の構成は前述した実施の形態１と同様であ
り、実施の形態１と同一又は相当部分に同一符号を付し
て説明を省略する。誘電体基板部１５として、第１、第
２の誘電体基板１、２を伸長した構造としたが、さらに
小形化のために別の誘電体基板を第１、第２の導体板
３、４に沿うように付加してもよい。

【００２８】次に動作について説明する。ストリップ線
路とスロット線路の電磁結合においては従来と同様であ
り、金属導体地板１２からスロット線路５、６の開放端
側の導体板端部までの高さｈが１／４波長であるため、
スロット線路の開放端に等価的に存在する磁流１１が、
金属導体地板から１／４波長の高さに存在する場合の放
射パターンを有する。この放射パターンは、磁流１１が
金属導体地板から１／４波長の高さに存在しているた
め、金属導体地板１２からの反射波の影響のため正面方
向にはビームが存在しない。しかし、これと同時にダイ
ポール部１３上に電流１４が流れ、誘電体基板部１５に
よる波長短縮の影響でダイポール部１３の長さが１／２
波長よりも短い状態においても共振を起こし、金属導体
地板からダイポール部までの高さｈが１／４波長である
ため、１／２波長ダイポールの放射パターンも有する。
これより、このアンテナ装置の放射パターンとしては上
記説明した両放射パターンの合成されたものであり、金
属導体地板１２からスロット線路５、６の開放端側の導
体板端部までの高さｈが１／４波長である場合でも、正
面方向にビームが形成される放射パターンを得られ、か
つ、小形化が可能となる。

【００２９】なお、上記実施の形態３の構成は実施の形
態２にも適用可能である。

【００３０】実施の形態４．図６は本発明の実施の形態
４に係わるアンテナ装置の平面図であり、実施の形態１
の第１、２の導体板３、４を金属導体地板１２と水平な
方向に１／２波長の長さとなるように伸長したダイポー
ル部１３の形状を蛇行状に変形したものである。なお、
なお、その他の構成は前述した実施の形態１と同様であ
り、実施の形態１と同一又は相当部分に同一符号を付し
て説明を省略する。

【００３１】次に動作について説明する。ストリップ線
路とスロット線路の電磁結合においては従来と同様であ
り、金属導体地板１２からスロット線路５、６の開放端
側の導体板端部までの高さｈが１／４波長であるため、
スロット線路の開放端に等価的に存在する磁流１１が、
金属導体地板から１／４波長の高さに存在する場合の放
射パターンを有する。この放射パターンは、磁流１１が
金属導体地板から１／４波長の高さに存在しているた
め、金属導体地板１２からの反射波の影響のため正面方
向にはビームが存在しない。しかし、これと同時に蛇行
状に構成されたダイポール部１３上に電流１４が流れ、
電流経路の電気的な長さが１／２波長であることによ
り、ダイポール部１３の長さが短い状態においても共振
を起こし、金属導体地板からダイポール部までの高さｈ
が１／４波長であるため、１／２波長ダイポールの放射
パターンも有する。これより、このアンテナ装置の放射
パターンとしては上記説明した両放射パターンの合成さ
れたものであり、金属導体地板１２からスロット線路
５、６の開放端側の導体板端部までの高さｈが１／４波
長である場合でも、正面方向にビームが形成される放射
パターンを得られ、かつ、小形化が可能となる。

【００３２】なお、上記実施の形態４の構成は実施の形
態２又は３にも適用可能である。

【００３３】実施の形態５．図７は本発明の実施の形態
５に係わるアンテナ装置の平面図であり、実施の形態１
の第１、第２の導体板３、４上に構成された第１、第２
のスロット線路５、６の短絡端部の形状を楕円形に変え
たものである。但し、その楕円形状の短軸が、前記第
１、第２のスロット線路５、６の長手方向となるように
する。なお、その他の構成は前述した実施の形態１と同
様であり、実施の形態１と同一又は相当部分に同一符号
を付して説明を省略する。

【００３４】次に動作について説明する。ストリップ線
路とスロット線路の電磁結合においては第１、第２のス
ロット線路５、６の短絡端部の形状を楕円形としても従
来と同様であり、金属導体地板１２からスロット線路
５、６の開放端側の導体板端部までの高さｈが１／４波
長であるため、スロット線路の開放端に等価的に存在す
る磁流１１が、金属導体地板から１／４波長の高さに存
在する場合の放射パターンを有する。この放射パターン
は、磁流１１が金属導体地板から１／４波長の高さに存
在しているため、金属導体地板１２からの反射波の影響
のため正面方向にはビームが存在しない。しかし、これ
と同時にダイポール部１３上に電流１４が流れ、ダイポ
ール部１３の長さが１／２波長のため共振を起こし、金
属導体地板からダイポール部までの高さｈが１／４波長
であるため、１／２波長ダイポールの放射パターンも有
する。これより、このアンテナ装置の放射パターンとし
ては上記説明した両放射パターンの合成されたものであ
り、金属導体地板１２からスロット線路５、６の開放端
側の導体板端部までの高さｈが１／４波長である場合で
も、正面方向にビームが形成される放射パターンを得ら
れる。

【００３５】ここで上記金属導体地板１２からスロット
線路５、６の開放端側の導体板端部までの高さｈを１／
４波長からずらすことが可能なため、第１、２のスロッ
ト線路５、６の短絡端部の形状を楕円形とすることによ
り、金属導体地板１２からスロット線路開放端側の導体
板端部までの高さｈを低くすることができるので、低姿
勢のアンテナ装置が得られる。

【００３６】なお、上記実施の形態５の構成は、実施の
形態２乃至４にも適用可能である。

【００３７】実施の形態６．図８は本発明の実施の形態
６に係わるアンテナ装置の平面図であり、実施の形態１
の第１、２の導体板３、４を金属導体地板１２と水平な
方向に１／２波長の長さとなるように伸長したダイポー
ル部１３の途中でステップ１３０を設けた形状の実施の
形態である。つまり、第１、第２の導体板３、４を対称
的にそれぞれ第１、第２のスロット線路５、６の開放端
近傍でその側方へ導体地板と平行に広い幅で伸長させる
と共に、前記側方へ伸長させる導体地板の始点部の側面
にステップ１３０による切込みを設けて狭幅部を形成し
たダイポール部１３としている。なお、その他の構成は
前述した実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同
一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。

【００３８】次に動作について説明する。ストリップ線
路とスロット線路の電磁結合においては従来と同様であ
り、金属導体地板１２からスロット線路５、６の開放端
側の導体板端部までの高さｈが１／４波長であるため、
スロット線路の開放端に等価的に存在する磁流１１が、
金属導体地板から１／４波長の高さに存在する場合の放
射パターンを有する。この放射パターンは、磁流１１が
金属導体地板から１／４波長の高さに存在しているた
め、金属導体地板１２からの反射波の影響のため正面方
向にはビームが存在しない。しかし、これと同時に途中
にステップが構成されたダイポール部１３上に電流１４
が流れ、ダイポール部１３の長さが１／２波長のため共
振を起こし、金属導体地板からダイポール部までの高さ
ｈが１／４波長であるため、１／２波長ダイポールの放
射パターンも有する。

【００３９】ここで、ダイポール部１３の根本部分にス
テップ１３０を設け、導体板幅を広くした構造とするこ
とにより、ダイポールとしての機能を損なわず、ステッ
プ１３０を設け導体板幅を広げたダイポール部は低イン
ピーダンスとなり、広い周波数帯域で共振されやすくな
り広い周波数帯域で使用可能となる。

【００４０】このアンテナ装置の放射パターンとしては
上記説明した両放射パターンの合成されたものであり、
金属導体地板１２からスロット線路５、６の開放端側の
導体板端部までの高さｈが１／４波長である場合でも、
正面方向にビームが形成される放射パターンを得られ、
かつ、広い周波数帯域で使用可能となる。

【００４１】なお、上記実施の形態６の構成は、実施の
形態２、３又は５にも適用可能である。

【００４２】実施の形態７．図９は本発明の実施の形態
７に係わるアンテナ装置の平面図である。図において、
１６は漸次階段状に拡大させた第１、第２のスロット線
路５、６の途中で、第１、第２の導体板上に、ある周波
数ｆで１／４波長の長さを持つスリットである。なお、
その他の構成は前述した実施の形態１と同様であり、実
施の形態１と同一又は相当部分に同一符号を付して説明
を省略する。

【００４３】次に動作について説明する。ストリップ線
路とスロット線路の電磁結合においては従来と同様であ
り、金属導体地板１２からスロット線路５、６の開放端
側の導体板端部までの高さｈが１／４波長であるため、
スロット線路の開放端に等価的に存在する磁流１１が、
金属導体地板から１／４波長の高さに存在する場合の放
射パターンを有する。この放射パターンは、磁流１１が
金属導体地板から１／４波長の高さに存在しているた
め、金属導体地板１２からの反射波の影響のため正面方
向にはビームが存在しない。また、ある周波数ｆではス
リット１６の配置されているスロット線路上にも磁流１
１が等価的に存在し、この磁流による放射パターンも存
在する。一方、これと同時にダイポール部１３上に電流
１４が流れ、ダイポール部１３の長さが１／２波長のた
め共振を起こし、金属導体地板からダイポール部までの
高さｈが１／４波長であるため、１／２波長ダイポール
の放射パターンも有する。これより、このアンテナ装置
の放射パターンとしては上記説明した複数の放射パター
ンの合成されたものであり、金属導体地板１２からスロ
ット線路５、６の開放端側の導体板端部までの高さｈが
１／４波長である場合でも、正面方向にビームが形成さ
れる放射パターンを得られ、かつ、スリット１６の位置
を任意とすることでスロット線路上の等価的な磁流の位
置を調整でき、合成した放射パターン形状を変えること
ができる。

【００４４】なお、上記実施の形態７の構成は、実施の
形態２、３、４、５又は６にも適用可能である。

【００４５】実施の形態８．図１０は本発明の実施の形
態８に係わるアンテナ装置の構成図を示すものである。
図において、１７は波長に比べて十分小さい長さの線状
導体である導体線であり、１８は導体線１７を直線状に
波長に比べて十分小さい間隔で複数列配置し、上記同一
列内の隣接する導体線同士をダイオードで接続し、各導
体線列ごとにバイアスを加える手段を具備した薄膜シー
ト（電波を透過する部材）である。図１１は薄膜シート
１８の詳細の平面図である。図において、１９はダイオ
ードであり、２０はバイアスを加える手段を示してい
る。波長に比べて十分小さい間隔で同じく波長に比べて
十分小さい長さの導体線１７を直線状に複数個並べた導
体列を複数列配置し、上記同一列内の隣接する導体線同
士をダイオード１９で接続し、各導体線列ごとにバイア
スを加える手段を具備した薄膜シート１８を金属導体地
板１２とスロット線路５の開放端側の導体板端部との間
に配置した構成である。なお、その他の構成は前述した
実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同一又は相
当部分に同一符号を付して説明を省略する。

【００４６】また、図１１ではバイアスを加える手段２
０を各導体線列ごとに設けた構成を示したが、バイアス
を加える手段２０は１個でも、各導体線列にバイアスを
供給できれば良い。

【００４７】次に動作について説明する。図１２はこの
アンテナ装置の動作を説明するためのものである。スト
リップ線路とスロット線路の電磁結合においては従来と
同様であり、金属導体地板１２からスロット線路５の開
放端側の導体板端部までの高さｈが１／４波長であるた
め、スロット線路の開放端に等価的に存在する磁流１１
が、金属導体地板１２から１／４波長の高さに存在する
場合の放射パターンを有する。この放射パターンは、磁
流１１が金属導体地板から１／４波長の高さに存在して
いるため、金属導体地板１２からの反射波の影響のため
正面方向にはビームが存在しない。しかし、これと同時
にダイポール部１３上に電流１４が流れ、ダイポール部
１３の長さが１／２波長のため共振を起こし、金属導体
地板からダイポール部までの高さｈ1 が１／４波長であ
るため、１／２波長ダイポールの放射パターンも有す
る。これより、このアンテナ装置の放射パターンとして
は上記説明した両放射パターンの合成されたものであ
り、金属導体地板１２からスロット線路５の開放端側の
導体板端部までの高さｈ1 が１／４波長である場合で
も、正面方向にビームが形成される放射パターンを得ら
れる。

【００４８】一方、波長に比べて十分小さい間隔で同じ
く波長に比べて十分小さい長さの導体線１７を直線状に
複数個並べた導体列を複数列配置し、上記同一列内の隣
接する導体線同士をダイオード１９で接続し、各導体線
列ごとにバイアスを加える手段を具備した薄膜シート１
８を金属導体地板１２とスロット線路５の開放端側の導
体板端部との間に配置したことにより、バイアスを加え
ると波長に比べて十分小さい長さの導体線１７が導通さ
れて薄膜シート１８が仮想的に金属導体地板と見なせる
ようになり、またバイアスを加えない場合は波長に比べ
て十分小さい間隔で同じく波長に比べて十分小さい長さ
の導体線１７を有する薄膜シート１８が仮想的に存在し
ないように見なせ、金属導体地板からスロット線路開放
端側の導体板端部までの高さをバイアス印加のスイッチ
操作により、ｈ1 とｈ2 に変えることができる。

【００４９】すなわち、金属導体地板の高さを可変でき
ることで、該アンテナ装置のみで複数種類のビーム形状
を得られる。

【００５０】なお、ここで薄膜シート１８は金属導体地
板１２とスロット線路５の開放端側の導体板端部との間
に複数枚配置して金属導体地板の高さを調整してもよい
ことはいうまでもない。

【００５１】なお、上記実施の形態８の構成は、実施の
形態２、３、４、５又は６にも適用可能である。

【００５２】上記各実施の形態において、テーパノッチ
アンテナの第１、第２の導体板を対称的にそれぞれ第
１、第２のスロット線路の開放端近傍でその側方へ前記
導体地板と平行に伸長させて、使用周波数において１／
２波長のダイポールアンテナを形成することが理想であ
るが、実用上は約１／２波長のダイポールアンテナを形
成できればよい。また、前記テーパノッチアンテナを、
導体地板に垂直に、かつ第１、第２のスロット線路の開
放端の前記導体地板からの高さｈが１／４波長又はその
整数倍となるように設定することが望ましいが、実用上
は約１／４波長又はその整数倍となるように設定できれ
ばよいし、さらに放射パターンを変化させるために意図
的にｈの値を１／４波長又はその整数倍からずらしても
よい。

【００５３】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。

【００５４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５５】請求項１に係わる発明のアンテナ装置によ
れば、テーパノッチアンテナを導体地板上に導体地板か
らスロット線路開放端側の導体板端部までの高さが約１
／４波長又はその整数倍となるように直交配置させた場
合にも、正面方向にビームが形成可能な放射パターンを
持つアンテナ装置を得られる効果がある。

【００５６】請求項２に係わる発明のアンテナ装置によ
れば、誘電体による波長短縮の作用により第１、第２の
導体板の長さを短縮でき、小形化することができる効果
がある。

【００５７】請求項３に係わる発明のアンテナ装置によ
れば、ダイポール部の電気的な長さを１／２波長のま
ま、アンテナ装置を小形化することができる効果があ
る。

【００５８】請求項４に係わる発明のアンテナ装置によ
れば、放射パターン形状を調整可能なアンテナにおい
て、導体地板からスロット線路開放端側の導体板端部ま
での高さを約１／４波長より低くでき、低姿勢のアンテ
ナ装置が得られる効果がある。

【００５９】請求項５に係わる発明のアンテナ装置によ
れば、広い周波数帯域で使用可能なアンテナ装置が得ら
れる効果がある。

【００６０】請求項６に係わる発明のアンテナ装置によ
れば、第１、第２のスロット線路上の等価的に存在する
磁流の位置を調整することができ、アンテナ装置の放射
パターン形状を変えられる効果がある。

【００６１】請求項７に係わる発明のアンテナ装置によ
れば、導体地板の高さを可変できるので、複数種類のビ
ーム形状を持つ放射パターンが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１を示すアンテナ装置の部
分的分解図及び構成斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態１を示すアンテナ装置の動
作説明用の平面図である。

【図３】本発明の実施の形態１を示すアンテナ装置の動
作を説明するための説明図である。

【図４】本発明の実施の形態２を示すアンテナ装置の部
分的分解図及び構成斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態３を示すアンテナ装置の平
面図である。

【図６】本発明の実施の形態４を示すアンテナ装置の平
面図である。

【図７】本発明の実施の形態５を示すアンテナ装置の平
面図である。

【図８】本発明の実施の形態６を示すアンテナ装置の平
面図である。

【図９】本発明の実施の形態７を示すアンテナ装置の平
面図である。

【図１０】本発明の実施の形態８を示すアンテナ装置の
構成斜視図である。

【図１１】本発明の実施の形態８を示すアンテナ装置の
薄膜シートの構成を説明する平面図である。

【図１２】本発明の実施の形態８を示すアンテナ装置の
動作を説明する平面図である。

【図１３】従来のアンテナ装置を示す構成斜視図であ
る。

【図１４】従来のアンテナ装置の動作を説明する平面図
である。

【符号の説明】

１第１の誘電体基板２第２の誘電体基板３第１の導体板４第２の導体板５第１のスロット線路６第２のスロット線路７ストリップ線路７０開放端８，１４電流９磁界１０電界１１磁流１２金属導体地板１３ダイポール部１５誘電体基板部１６スリット１７導体線１８薄膜シート１９ダイオード２０バイアスを加える手段１１０イメージの磁流１３０ステップ１４０イメージの電流

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者近岡繁兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社通信機製作所内 (72)発明者松永誠神奈川県鎌倉市上町屋325三菱電機株式会社鎌倉製作所内Ｆターム(参考） 5J020 AA03 BA06 BC06 BC09 BC12 CA04 DA01 DA03 DA10 5J045 AA02 AA21 DA03 EA08 HA02 JA03 5J046 AA04 AA07 AB07 AB08 AB09 PA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重ねて配置された第１、第２の誘電体基
板と、前記第１、第２の誘電体基板のそれぞれの外側表
面に対称的に形成され、一端を短絡し、この短絡端から
幅を次第に拡大させ先端を開放端とした第１、第２のス
ロット線路をそれぞれ有する第１、第２の導体板と、前
記重ねて配置された第１、第２の誘電体基板の間に設け
られ、前記第１、第２のスロット線路と電磁結合するス
トリップ線路とから構成されたテーパノッチアンテナ
を、導体地板に垂直に設けたアンテナ装置において、前記テーパノッチアンテナの第１、第２の導体板を対称
的にそれぞれ前記第１、第２のスロット線路の開放端近
傍でその側方へ前記導体地板と平行に伸長させ、約１／
２波長のダイポールアンテナを形成したことを特徴とす
るアンテナ装置。
【請求項２】重ねて配置された第１、第２の誘電体基
板と、前記第１、第２の誘電体基板のそれぞれの外側表
面に対称的に形成され、一端を短絡し、この短絡端から
幅を次第に拡大させ先端を開放端とした第１、第２のス
ロット線路をそれぞれ有する第１、第２の導体板と、前
記重ねて配置された第１、第２の誘電体基板の間に設け
られ、前記第１、第２のスロット線路と電磁結合するス
トリップ線路とから構成されたテーパノッチアンテナ
を、導体地板に垂直に設けたアンテナ装置において、前記テーパノッチアンテナの第１、第２の導体板を対称
的にそれぞれ前記第１、第２のスロット線路の開放端近
傍でその側方へ前記導体地板と平行に伸長させ、かつ前
記第１、第２のスロット線路の開放端部から前記第１、
第２の誘電体基板に引続き伸長されるか、付加された誘
電体基板部を前記第１、第２の導体板に沿うように設け
て、約１／２波長のダイポールアンテナを形成したこと
を特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】前記テーパノッチアンテナの第１、第２
の導体板を対称的にそれぞれ前記第１、第２のスロット
線路の開放端近傍でその側方へ前記導体地板と平行に、
かつ、蛇行状折れ曲がりを有する形状で伸長させ、約１
／２波長のダイポールアンテナを形成したことを特徴と
する請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項４】前記第１、第２のスロット線路の短絡端
の形状を、前記第１、第２のスロット線路の長手方向を
短軸とする楕円形状としたことを特徴とする請求項１、
２又は３記載のアンテナ装置。
【請求項５】前記テーパノッチアンテナの第１、第２
の導体板を対称的にそれぞれ前記第１、第２のスロット
線路の開放端近傍でその側方へ導体地板と平行に広い幅
で伸長させると共に、前記側方へ伸長させる導体地板の
始点部の側面に切込みを設けて狭幅部を形成して約１／
２波長のダイポールアンテナを形成したことを特徴とす
る請求項１、２又は４記載のアンテナ装置。
【請求項６】前記第１、第２のスロット線路に１／４
波長の長さのスリットを設けたことを特徴とする請求項
１、２、３、４又は５記載のアンテナ装置。
【請求項７】前記導体地板と略平行な面に、波長に比
べて十分小さい寸法の導体が波長に比べて十分小さい間
隔で複数個配置され、前記複数個の導体のうち隣接又は
近接する導体がダイオードを介して接続されて導体列が
形成された電波を透過する部材を、前記導体地板と前記
第１、第２のスロット線路の開放端との間に少なくとも
１つ配置し、前記導体列のダイオードのバイアス回路を
備え、前記導体列のダイオードのバイアス状態を変化さ
せて前記電波を透過する部材の電波の透過率を変化さ
せ、前記導体地板と前記第１、第２のスロット線路の開
放端との間隔を等価的に可変することを特徴とする請求
項１、２、３、４又は５記載のアンテナ装置。