JP2001320229A - 誘電体漏れ波アンテナ - Google Patents

誘電体漏れ波アンテナ

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JP2001320229A JP2000224271A JP2000224271A JP2001320229A JP 2001320229 A JP2001320229 A JP 2001320229A JP 2000224271 A JP2000224271 A JP 2000224271A JP 2000224271 A JP2000224271 A JP 2000224271A JP 2001320229 A JP2001320229 A JP 2001320229A
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祐紀 川原
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    • H01Q13/28—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave comprising elements constituting electric discontinuities and spaced in direction of wave propagation, e.g. dielectric elements or conductive elements forming artificial dielectric
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で能率を高くする。 【解決手段】 地板導体２１との間で電磁波を伝送する
ための伝送路を形成する第２の誘電体基板２３の上面に
金属ストリップ２４を装荷体とて設けて、電磁波を漏出
させる。地板導体２１と第２の誘電体基板２３との間
に、第２の誘電体基板２３より小さい誘電率を有する誘
電体層をなす第１の誘電体基板２２を設けて、地板導体
の導体損を減少させるとともに、第２の誘電体基板２３
の下面側の金属ストリップ２４に対してλｇ／４だけず
れた位置に金属ストリップ２５を設けて、伝送路内の反
射を抑圧する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地板導体と誘電体
とによって形成される電磁波の伝送路から電磁波を漏出
させる誘電体漏れ波アンテナにおいて、その構造を簡単
化し、能率を高くするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、無線ＬＡＮや自動車に搭載するレ
ーダ等にミリ波帯で使用可能なアンテナの需要が高まっ
ている。
【０００３】ミリ波帯用のアンテナとしては、導波管に
設けたスロットから電磁波を漏出させるものや、基板上
に結合孔を設けてトリプレート線路で給電するいわゆる
トリプレートアンテナ等、各種提案されているが、導波
管を用いたアンテナはその金属壁で仕切られた立体構造
を有しているため製造が難しく、また、トリプレートア
ンテナでは、マイクロストリップ線路程ではないが線路
損失が大きく、素子の反射による不要波がトリプレート
線路内を伝送するため、アンテナの能率が上がらないと
いう問題がある。
【０００４】このため、導波管と等価な伝送路をプリン
ト基板の上下の金属面とその金属面を貫通するように構
成されたスルーホールとによって構成した平行平板スロ
ットアレーアンテナが提案されている（信学技報 TECH
NICAL REPORT OF IEICE.A・P99-114,RCS99-111(1999-1
0)。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにプリント基板にスルーホールを用いて導波管と等
価な伝送路を構成する平行平板アンテナでは、誘電体漏
れ波アンテナに比べて構造的に複雑であり、スルーホー
ル加工にともなう製造コストが高くなる。
【０００６】また、このアンテナの場合、伝搬方向に垂
直な断面内で一様な電磁界モード、即ちＴＥＭモードを
用いるため、上下の金属板に同じ大きさの強い電流が流
れ、導体損が発生し、これが大きな損失の原因となる。
また、グレーティングローブを抑圧するために、実際に
平行平板に誘電体板を挿入されているので、誘電体損も
生じ、低損失化に限界があった。
【０００７】このため、能率が高く構造が簡単なアンテ
ナの実現が望まれていた。本発明は、この要求に応える
誘電体漏れ波アンテナを提供することを目的としてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の誘電体漏れ波アンテナは、地板
導体と、該地板導体の一面側に設けられ、該地板導体と
の間で電磁波を表面に沿って一端側から他端側へ伝送さ
せる伝送路を形成する誘電体基板と、該誘電体基板に装
荷され、前記電磁波を誘電体基板の表面から漏出させる
装荷体と、前記地板導体と誘電体基板によって形成され
る伝送路の一端側に電磁波を供給する給電部とを有する
誘電体漏れ波アンテナにおいて、前記地板導体と誘電体
基板との間に、該誘電体基板より小さい誘電率を有する
誘電体層を設けたことを特徴としている。
【０００９】また、本発明の請求項２の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項１の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記誘電体層が空気を含む気体層または真空層であるこ
と特徴としている。
【００１０】また、本発明の請求項３の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項１の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記装荷体が、前記伝送路の電磁波伝送方向に直交する
金属ストリップまたはスロットで構成されていることを
特徴としている。
【００１１】また、本発明の請求項４の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項１の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記装荷体が、前記伝送路の電磁波伝送方向に対して４
５度の角度を有する金属ストリップまたはスロットで構
成されていることを特徴としている。
【００１２】また、本発明の請求項５の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項１の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記装荷体が、互いに９０度の角度をなす金属ストリッ
プ対またはスロット対からなり、該金属ストリップ対の
各金属ストリップまたはスロット対の各スロットが前記
伝送路の電磁波伝送方向に対して４５度の角度をなすよ
うに前記誘電体基板に装荷されていることを特徴として
いる。
【００１３】また、本発明の請求項６の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項１の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記伝送路の電磁波伝送方向に沿って前記伝送路内の電
磁波の波長のほぼ１／４の間隔で平行に配置された装荷
体対が前記伝送路の電磁波伝送方向に沿って所定間隔で
装荷されていることを特徴としている。
【００１４】また、本発明の請求項７の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項６の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記装荷体対の一方が前記誘電体基板の一面側に形成さ
れ、他方が前記誘電体基板の反対面側に形成されている
ことを特徴としている。
【００１５】また、本発明の請求項８の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項６の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記装荷体対が前記誘電体基板の表面側に形成されてい
ることを特徴としている。
【００１６】また、本発明の請求項９の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項１の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記給電部は円筒波を放射するように構成され、前記誘
電体基板の一端側には、前記給電部から放射された円筒
波を平面波に変換して前記伝送路へ導く波面変換部が設
けられていることを特徴としている。
【００１７】また、本発明の請求項１０の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項９の誘電体漏れ波アンテナにおい
て、前記波面変換部は、前記誘電体基板を前記給電部側
に延長して形成されていることを特徴としている。
【００１８】また、本発明の請求項１１の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項１０の誘電体漏れ波アンテナにおい
て、前記波面変換部の先端には、前記給電部と前記波面
変換部とを整合させて、前記給電部から供給される電磁
波を前記波面変換部へ導くための整合部が設けられてい
ることを特徴としている。
【００１９】また、本発明の請求項１２の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項１０の誘電体漏れ波アンテナにおい
て、前記給電部は、一端側から入力された電磁波を前記
地板導体に沿って前記誘電体基板の一端側へ伝送し、該
誘電体基板の一端側縁部を囲むように形成された他端側
の開口部から放射するように形成されており、前記給電
部の他端側の開口部には、前記給電部と前記波面変換部
とを整合させるために、前記波面変換部の表面との間の
隙間が該波面変換部側に向かって段階的または連続的に
小さくなるように前記地板導体側へ突出する整合部が設
けられていることを特徴としている。
【００２０】また、本発明の請求項１３の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項９の誘電体漏れ波アンテナにおい
て、前記波面変換部は、円筒波を平面波に変換して反射
する反射壁を有し、該反射壁の一方の半部が前記誘電体
基板の一端側に向くように配置され、前記給電部は、前
記地板導体を挟んで前記誘電体基板と反対側で、前記波
面変換部の反射壁の他方の半部に電磁波を放射するよう
に放射面を向けた状態で配置されていることを特徴とし
ている。
【００２１】また、本発明の請求項１４の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項１３の誘電体漏れ波アンテナにおい
て、前記誘電体基板の一端側には、前記波面変換部と前
記誘電体基板の伝送路とを整合させるための整合部が設
けられていることを特徴としている。
【００２２】また、本発明の請求項１５の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項１１または請求項１４の誘電体漏れ
波アンテナにおいて、前記整合部は、電磁波の入力側に
向かうほど厚さが減少するようにテーパ状に形成されて
いることを特徴としている。
【００２３】また、本発明の請求項１６の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項１１または請求項１４の誘電体漏れ
波アンテナにおいて、前記整合部を、前記誘電体基板と
異なる誘電率の誘電体によって構成したことを特徴とし
ている。また、本発明の請求項１７の誘電体漏れ波アン
テナは、請求項１３の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記波面変換部は、前記反射壁によって反射された電磁
波を前記地板導体に沿って前記誘電体基板の一端側へ伝
送し、該誘電体基板の一端側縁部を囲むように形成され
た他端側の開口部から放射するように形成されており、
前記波面変換部の他端側の開口部には、前記波面変換部
と前記誘電体基板の伝送路とを整合させるために、前記
誘電体基板の表面との間の隙間が該誘電体基板側に向か
って段階的または連続的に小さくなるように前記地板導
体側へ突出する整合部が設けられていることを特徴とし
ている。また、本発明の請求項１８の誘電体漏れ波アン
テナは、請求項９の誘電体漏れ波アンテナにおいて、前
記給電部は、放射中心位置が異なる複数の放射体を有
し、前記波面変換部は、前記各放射体から放射された円
筒波を、該放射体の放射中心位置に対応した角度で波面
が傾斜する平面波に変換して前記伝送路に供給すること
を特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１、図２は、本発明の実施の形
態の誘電体漏れ波アンテナ２０の構造を示している。
【００２５】この誘電体漏れ波アンテナ２０は、金属の
平板からなる地板導体２１を有しており、この地板導体
２１の上面２１ａには、この実施形態の誘電体層を構成
する第１の誘電体基板２２がその下面側を密着させるよ
うにして固定されている。
【００２６】第１の誘電体基板２２は、誘電率が低い誘
電体、例えば比誘電率Ｅｒ＝２．１のＰＴＦＥ（通称テ
フロン（登録商標））の厚さ０．２ｍｍ程度の基板から
なり、一端側が凸状に湾曲した略矩形の外形を有してい
る。
【００２７】この第１の誘電体基板２２の上面には、地
板導体２１との間で電磁波を伝送するための伝送路を形
成する第２の誘電体基板２３がその下面側を密着させる
ようにして固定されている。
【００２８】第２の誘電体基板２３は、電磁波を伝送さ
せるために誘電率が高い誘電体、例えば比誘電率Ｅｒ＝
９．７のアルミナの厚さ０．８ｍｍ程度の基板からな
り、第１の誘電体基板２２と同一の外形を有し、第１の
誘電体基板２２と外形を一致させるように重なり合って
いる。
【００２９】この第２の誘電体基板２３の誘電率は上面
側の空気および下面側の第１の誘電体基板２２の誘電率
に比べて非常に大きいので、一端側から給電された電磁
波は、この誘電率の高い第２の誘電体基板２３内を集中
的にその他端側へ向かって進行していく。
【００３０】この電磁波の伝搬作用は、第２の誘電体基
板２３の幅方向に一様に生じるため、第２の誘電体基板
２３の一端側へ延長された湾曲部分を除く矩形部は、電
磁波をその一端側から他端側へ伝送するための同一長さ
の微小幅伝送路が幅方向に連続して並んだ幅広の一つの
伝送路を形成していることになる。
【００３１】この第２の誘電体基板２３の矩形部分（伝
送路部）の上面には、この実施形態の装荷体として、こ
の第２の誘電体基板２３の幅と等しい長さで所定幅ｓの
複数（図では６本）の金属ストリップ２４が所定間隔ｄ
で平行に設けられている。なお、この金属ストリップ２
４はパターン形成されたもので、その厚さは実際にはμ
ｍオーダーで第２の誘電体基板２３の厚さに比べて無視
できるほど薄いが、図では理解しやすいように厚さを誇
張して示している。
【００３２】このように、誘電体基板上に金属ストリッ
プ２４を所定間隔で平行に設けると、基板内を進行する
電磁波に空間高調波が発生し、そのうちのある電磁波が
基板表面から漏出する。
【００３３】この漏れ波の放射方向（基板と直交する軸
を基準とする角度）は、一般的に次式、 φｎ＝ｓｉｎ−１〔（β／ｋ０）＋ｎ（λ０／ｄ）〕 で表される。ここで、βは誘電体線路の伝搬定数、ｋ０
は自由空間中の伝搬定数、ｎは整数であり、通常はｎ＝
−１のみが放射波となるように間隔ｄが選ばれている。
また、放射量は金属ストリップの幅ｓによって決まる。
【００３４】したがって、第２の誘電体基板２３に対し
て、基板の長さ方向（金属ストリップ２４に直交する方
向）の一端側から電磁波を供給すれば、金属ストリップ
２４の間隔ｄで決まる方向へ、金属ストリップの幅ｓで
決まる強さの漏れ波が放射されることになる。
【００３５】なお、このような形式の漏れ波アンテナで
電磁波を漏出させる誘電体基板と地板導体とを密着させ
たものでは、地板導体に流れる高周波電流による導体損
が大きくなってアンテナとしての能率が低下するが、こ
の誘電体漏れ波アンテナ２０では、前記したように、地
板導体２１と第２の誘電体基板２３との間に誘電率が低
い誘電体層（この場合第１の誘電体基板２２）を設けて
いるので、地板導体２１に流れる高周波電流が減少し、
その導体損によるアンテナ能率の低下を大幅に抑えるこ
とができる。実際の試作結果でも５８パーセント（最新
の試作結果で６５パーセントを超える）の高能率を実現
できている。
【００３６】一方、第２の誘電体基板２３の下面側に
は、上面側の金属ストリップ２４と装荷体対をなし、金
属ストリップ２４と同一長さ、同一幅ｓをもつ金属スト
リップ２５が金属ストリップ２４と同一間隔ｄで平行に
設けられている。この金属ストリップ２５は、上面側の
金属ストリップ２４に対して距離δ＝λｇ／４（λｇは
伝送路内波長）だけ電磁波の伝搬方向へずれて設けられ
ている。
【００３７】このように、同一形状の装荷体対を電磁波
の伝送方向にλｇ／４の間隔で設けることにより、第２
の誘電体基板２３内を進行する電磁波の反射を抑制する
ことができる。
【００３８】即ち、金属ストリップ２５が設けられてい
ない場合には、図３の（ａ）に示すように、第２の誘電
体基板２３内を進行する電磁波のうち、金属ストリップ
２４部分で反射が起こり、この反射波Γによって誘電体
線路内の電界が図４のＢに示すように大きく変動する。
【００３９】これに対し、上記のように下面側にδ＝λ
ｇ／４だけずらして金属ストリップ２５を設けると、図
３の（ｂ）に示すように、上面側の金属ストリップ２４
で反射した反射波Γａと下面側の金属ストリップ２５で
反射した反射波Γｂとの伝搬長の差がλｇ／２となり、
互いに逆位相となって相殺される。このため、図４のＡ
のように変動が少ない電界分布を得ることができる。た
だし、図４は、後述するように誘電体層として第１の誘
電体基板２２の代わりに０．１ｍｍ厚の空気層を用いた
場合の伝搬方向の距離に対する誘電体線路内の電界の変
化特性を示す図である。
【００４０】また、一般的に薄い誘電体基板の一面側だ
けに金属ストリップをパターン形成すると反りが発生
し、この反りによって組み立て時に割れやクラック等が
発生する恐れがあるが、上記のように第２の誘電体基板
２３の両面に金属ストリップ２４、２５を形成すれば基
板自体の反りが非常に少なくなり、割れやクラックの発
生を極めて少なくできる。
【００４１】一方、第２の誘電体基板２３の一端側で湾
曲するように延長された部分は、後述する給電部３０か
ら放射される円筒波を平面波に変換して、第２の誘電体
基板２３の伝送路部（矩形部分）の一端側に同相で入力
するための波面変換部２６であり、この実施形態では、
第２の誘電体基板２３を一端側へ誘電体レンズをなすよ
うに延長し、その焦点位置に放射中心をもつ円筒波を、
第２の誘電体基板２３の伝送路の幅方向に平行な平面波
に変換している。
【００４２】この波面変換部２６の先端縁には、後述す
る給電部３０との間の整合をとるための整合部２７が設
けられている。
【００４３】この整合部２７は、給電部３０側へ向かう
程高さが低くなるようにテーパ状に形成されたものであ
り、簡単な構成でありながら、給電部３０からの電磁波
を効率良く波面変換部２６へ導くことができる。給電部
３０は、導波管部３０ａとホーン部３０ｂとからなる電
磁ホーン型のものであり、導波管部３０ａから入力され
た電磁波を波面変換部２６へ放射する。ここで、給電部
３０は、放射開口面の高さが小さくて済むＨ面セクトラ
ルホーン型またはＥ面セクトラルホーン型のものが使用
されている。
【００４４】Ｈ面セクトラルホーン型の場合、放射方向
に磁界Ｈ成分をもたないＴＭ波を放射し、Ｅ面セクラル
ホーン型の場合には、放射方向に電界Ｅ成分をもたない
ＴＥ波を放射する。
【００４５】このようなＨ面またはＥ面のセクトラルホ
ーンは、そのホーン部３０ｂが格別長くないかぎり放射
される電磁波の波面（等位相面）は円筒面となるが、前
記したように、この給電部３０から放射される円筒波
は、波面変換部２６によって平面波となり、第２の誘電
体基板２３が形成する伝送路の一端側に同位相で入射さ
れる。
【００４６】このため、第２の誘電体基板２３の表面か
らは、その幅方向において位相のあった漏れ波が放射さ
れる。即ち、給電部３０が天側または地側となるように
立てて使用した場合、第２の誘電体基板２３内における
電磁波の伝搬方向と、基板に直交する方向とで作る面
（鉛直面）内にその成分をもつ垂直偏波の電磁波が放射
されることになる。
【００４７】このように、実施形態の誘電体漏れ波アン
テナ２０は、地板導体２１と、その地板導体２１との間
で電磁波を伝送するための伝送路を形成する第２の誘電
体基板２３との間に、第２の誘電体基板２３より誘電率
が低い誘電体層（第１の誘電体基板２２）を設けている
ので、地板導体２１を流れる電流による導体損が減少し
て、放射効率が格段に高くなる。
【００４８】また、第２の誘電体基板２３の上面側に装
荷体として設けた金属ストリップ２４に対し、電磁波の
伝搬方向へδ＝λｇ／４だけずらした下面側に金属スト
リップ２５を対に設けているので第２の誘電体基板２３
内を進行する電磁波の反射成分を相殺することができ、
設計通りの放射特性を得ることができ、複雑な放射パタ
ーンも容易に実現できる。
【００４９】なお、前記した誘電体漏れ波アンテナ２０
では、第２の誘電体基板２３の下面側に、誘電体層とし
ての第１の誘電体基板２２を密着するように固定してい
るが、厳密には、第２の誘電体基板２３の下面側から金
属ストリップ２５が突出しているので、この金属ストリ
ップ２５が極めて薄いとしても、第１の誘電体基板２２
と第２の誘電体基板２３とは完全に密着せず、金属スト
リップ２５が設けられていない位置において僅かな空気
層が発生する。
【００５０】また、たとえ第２の誘電体基板２３の下面
側に金属ストリップ２５を設けない場合でも、基板同士
の僅かな反り等によって、第１の誘電体基板２２と第２
の誘電体基板２３との間に空気層が生じる場合もある。
【００５１】このような僅かな空気層による放射特性へ
の影響が無視できない場合には、第１の誘電体基板２２
の代わりに誘電体層として空気層（あるいは真空層、空
気以外の気体層）を用いればよい。なお、空気以外の気
体層の場合、その誘電率が第２の誘電体基板２３より小
さいことが必要である。
【００５２】例えば、誘電体層を空気層で形成する場合
には、図５に示すように、地板導体２１の上に第２の誘
電体基板２３をスペーサ３１を介して支持し、地板導体
２１と第２の誘電体基板２３との間に空気層３２を形成
する。このスペーサ３１としては、漏れ波の放射に影響
を与えないように、小さく且つ低誘電率のものを用い
る。
【００５３】また、空気以外の気体層で誘電体層を形成
する場合には、その気体を地板導体２１と第２の誘電体
基板２３との間に封入すればよく、真空層にするには、
地板導体２１と第２の誘電体基板２３との間の気体を吸
い出す。
【００５４】このように、空気層や他の気体層あるいは
真空層を誘電体層とすれば、他の層が地板導体２１と第
２の誘電体基板２３との間に含まれることを防止するこ
とができ、さらに設計値に近い特性のアンテナを実現で
きる。
【００５５】また、前記した誘電体漏れ波アンテナ２０
の場合には、装荷体として、第２の誘電体基板２３の幅
に等しい長さをもつ金属ストリップ２４を伝送路の電磁
波伝送方向に直交するように設けていたが、図６に示す
ように、伝送路の電磁波伝送方向に対して４５度の角度
をもつ金属ストリップ３４を縦横に所定間隔で配列すれ
ば、４５度偏波の電磁波を容易に放射することができ
る。
【００５６】即ち、各金属ストリップ３４の長さを共振
するように選んでダイポールにすると、その長さ方向に
沿って高周波電流が流れるため、伝送路の電磁波伝搬方
向に対して４５度の角度をもつ電磁波、即ち、４５度直
線偏波の電磁波が漏出される。
【００５７】このような４５度直線偏波の電磁波を放射
するアンテナは、自動車に搭載するレーダのアンテナと
して必須である。即ち、先行車をレーダ装置で探査して
走行の制御を行う場合、対向車線を走行する車からレー
ダ波が妨害波となるが、上記のように４５度偏波のアン
テナを用いれば、対向車からの電磁波は、自車のアンテ
ナの偏波方向に直交することになり、その妨害を受けず
に済む。
【００５８】なお、このように第２の誘電体基板２３の
上面側に４５度の角度をもつ金属ストリップ３４を設け
た場合、その下面側に同一長さで同一幅の金属ストリッ
プ３５をδ＝λｇ／４だけ伝送方向にずらして平行に設
けることで、前記同様に伝送路内の反射波の発生を抑制
することができる。
【００５９】また、図７に示すように、９０度の角度を
なすようにハの字状に並んだ金属ストリップ対３４ａ、
３４ｂを、各金属ストリップが伝送路の電磁波伝送方向
に対してそれぞれ４５度の角度となる向きで、伝送路の
電磁波伝送方向に前記間隔ｄ、伝送路の幅方向に所定間
隔で配置してもよい。この場合には、金属ストリップ対
３４ａ、３４ｂの間隔Ｐによって水平偏波または円偏波
のいずれかを容易に放射することができる。
【００６０】例えば、金属ストリップ対３４ａ、３４ｂ
をＰ＝λｇ／２の間隔で設けたとき、図８のように各金
属ストリップ３４ａ、３４ｂの長さ方向に沿った高周波
電流Ｉａ、Ｉｂが対称に流がれるが、その水平方向成分
（図８では上下方向の成分）Ｉａ（ｈ）、Ｉｂ（ｈ）は
互い同相となって加算され、垂直方向成分Ｉａ（ｖ）、
Ｉｂ（ｖ）は逆相となって相殺されるため、水平偏波の
電磁波が放射されることになる。
【００６１】また、図示しないが、金属ストリップ対３
４ａ、３４ｂをＰ＝λｇ／４の間隔で設けたときには金
属ストリップ対３４ａ、３４ｂの電流の向きは空間的に
直交し、位相差が９０度となるため、偏波面が回転する
円偏波の電磁波が放射されることになる。
【００６２】このように第２の誘電体基板２３の上面側
に金属ストリップ対３４ａ、３４ｂを設けた場合、その
下面側に同一長さで同一幅の金属ストリップ対３５ａ、
３５ｂをδ＝λｇ／４だけ伝送方向にずらして設けるこ
とで、前記同様に伝送路内の反射波の発生を抑制するこ
とができる。
【００６３】また、前記実施形態では装荷体として金属
ストリップ２４、２５、３４、３５を用いていたが、こ
れらの金属ストリップの代わりにスロットを用いること
も可能である。
【００６４】例えば、前記金属ストリップ３４、３５の
代わりに図９のように金属枠板３６の中に形成したスロ
ット３７を４５度の角度で設ければ、４５度直線偏波の
電磁波を放射させることができる。なお、このように第
２の誘電体基板２３の上面側にスロット３７を設けた場
合、その下面側に同一のスロット３９をδ＝λｇ／４だ
け伝送方向にずらして設けることで、前記同様に反射波
の発生を抑制することができる（符号３８は金属枠
板）。
【００６５】また、図示しないが、前記金属ストリップ
２４、２５の代わりにスロットを用いれば垂直直線偏波
の電磁波を放射することができ、また、前記金属ストリ
ップ対３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂの代わりにスロ
ットを用いれば、水平直線偏波または円偏波の電磁波を
放射することができる。
【００６６】また、前記説明では、金属ストリップまた
はスロットからなる装荷体対の一方側を第２の誘電体基
板２３の一面に設け、装荷体対の他方側を第２の誘電体
基板２３の反対面側に設ける場合について説明したが、
装荷体対を第２の誘電体基板２３の表面側に設けてもよ
い。
【００６７】例えば、図１０に示すように、誘電体基板
２３の幅と等しい長さをもち、伝送路の電磁波伝送方向
と直交し、伝送路内波長λｇのほぼ１／４の間隔δをも
って平行に配置された金属ストリップ２４、２５を装荷
体対として、伝送路の電磁波伝送方向に沿って所定間隔
ｄで設ける。
【００６８】また、図１１に示すように、伝送路の電磁
波伝送方向に対して４５度の角度をなし、伝送路内波長
のほぼ１／４の間隔をもって平行に配置された金属スト
リップ３４、３５を装荷体対として、伝送路の電磁波伝
送方向に沿って所定間隔ｄで設けたり、図１２に示すよ
うに、伝送路の電磁波伝送方向に対して４５度の角度を
なし、伝送路内波長のほぼ１／４の間隔をもって平行に
配置されたスロット３７、３９（符号３８は金属枠板）
を装荷体対として、伝送路の電磁波伝送方向に沿って所
定間隔ｄで設ける。
【００６９】このように構成した場合でも、前記図３で
説明したように、装荷体対をなす金属ストリップまたは
スロットの一方による電磁波の反射成分と他方による電
磁波の反射成分とを相殺することができ、反射波による
伝送路内の電界の乱れがなくなり、しかも、第２の誘電
体基板２３に対して第１の誘電体基板（誘電体層）２２
を密着させることができ、設計特性に極めて近い特性を
得ることができる。
【００７０】なお、このように、第２の誘電体基板２３
の表面に装荷体対を設けた場合、その一方によって漏出
される電磁波と他方によって漏出される電磁波の合成波
が、所望特性となるように各装荷体の長さや幅、あるい
は間隔ｄを設定する。
【００７１】また、前記誘電体漏れ波アンテナ２０で
は、第２の誘電体基板２３の一端側を延長した誘電体レ
ンズによって波面変換部２６を構成していたが、図１３
〜図１５に示す誘電体漏れ波アンテナ４０のように、パ
ラボラ反射型の波面変換部４６を用いてもよい。
【００７２】この波面変換部４６は、円筒波を反射して
平面波に変換する反射壁４６ａと、反射した平面波を第
２の誘電体基板２３′の一端側に案内する案内部４６ｂ
とを有しており、その反射壁４６ａの上半部を第２の誘
電体基板２３′の一端側に向け、下半部で地板導体２１
の下面側に設けられた電磁ホーン型の給電部３０のホー
ン部３０ｂの開口面を塞ぐように取り付けられている。
【００７３】したがって、給電部３０から放射された円
筒波が、波面変換部４６の反射壁４６ａで反射されて平
面波に変換されて第２の誘電体基板２３′の伝送路に同
一位相で入力される。
【００７４】この誘電体漏れ波アンテナ４０の場合、給
電部３０を背面側に配置して電磁波を折り返すようにし
ているので、アンテナ全体の長さを短くすることができ
る。また、誘電体レンズが不要なので、第２の誘電体基
板２３′の一端側を直線にする（外形を矩形にする）こ
とができ、これにともない整合部２７も直線的に設けれ
ばよいので基板加工が一段と容易となる。
【００７５】なお、この誘電体漏れ波アンテナ４０の場
合でも、第１の誘電体基板２２を前記図５で示したよう
にスペーサ３１を用いて空気層３２（または他の気体
層）によって構成してもよく、また、装荷体対について
も、金属ストリップ２４、２５だけでなく、前記した金
属ストリップ３４、３５、金属ストリップ対３４ａ、３
４ｂ、３５ａ、３５ｂ、スロット３７、３８等を用いる
こともできる。
【００７６】また、前記した誘電体漏れ波アンテナ２
０、４０では整合部２７を、電磁波の入力側へ向かうほ
ど表面側の高さが低くなるようにテーパ状に加工して形
成していたが、図１６に示す整合部２７′のように、電
磁波の入力側へ向かうほど地板導体２１側の面の高さが
高くなるようにテーパ状に形成してもよい。
【００７７】このように、テーパ部分を地板導体側から
の高さが高くなるように形成すると、より整合状態が良
好になり、伝送損失が減少する。
【００７８】例えば、給電部３０のホーン部３０ｂや波
面変換部４６の案内部４６ｂの開口部の地板導体２１か
らの高さを１．８ｍｍ、アルミナの誘電体基板２３、２
３′の厚さを０．６４ｍｍ、テーパ長８．６ｍｍ、テー
パ先端厚０．２ｍｍとして、伝送損失を解析した結果、
前記した整合部２７′を用いた場合は、前記整合部２７
を用いた場合に比べて、周波数６０ＧＨｚ〜９０ＧＨｚ
の範囲で伝送損失がおおよそ０．８ｄＢ少なくなり、し
かも、その変動幅が格段に少ないことが確認されてい
る。
【００７９】なお、上記の整合部２７、２７′を用いる
場合、誘電体基板の先端をテーパ状に加工する必要があ
るが、このテーパ加工による割れやクラックが発生する
場合には、テーパ加工をする代わりに、第２の誘電体基
板２３、２３′と異なる誘電率の整合用誘電体を先端に
付けて整合をとることもできる。
【００８０】例えば、図１７のように、第２の誘電体基
板２３′の先端に比誘電率Ｅ１で幅Ｌの整合用誘電体４
１を取り付けて整合をとる。
【００８１】この場合、整合用誘電体４１の長さＬを管
内波長λｇの１／４に等しくなるように設定するととも
に、その比誘電率Ｅ１を、第２の誘電体基板２３′（ま
たは第２の誘電体基板２３）の比誘電率Ｅｒ、波面変換
部４６の案内部４６ｂ内（または給電部３０のホーン部
３０ｂ内）の比誘電率Ｅ０（通常は空気で１）とする
と、次の関係が成立するように選ぶことが望ましい。
【００８２】Ｅ１＝（Ｅｒ・Ｅ０）１／２
【００８３】また、前記実施形態の誘電体漏れ波アンテ
ナ２０、４０では、誘電体基板２３、２３′の一端側に
整合部２７、２７′を設けていたが、この誘電体基板２
３、２３′の一端側に電磁波を供給する給電部３０や波
面変換部４６側に整合部を設けることもできる。
【００８４】例えば図１８に示すように、誘電体基板２
３′の一端側縁部を囲むように開口された波面変換部４
６の案内部４６ｂの開口部の内側に、誘電体基板２３′
の表面との間の隙間が誘電体基板側へ向かって段階的に
小さくなるように地板導体２１側へ長さｈだけ突出する
整合部４６ｃを所定奥行きｅで幅方向に連続するように
設ける。
【００８５】この場合、整合部４６ｃの突出長ｈおよび
奥行きｅは、案内部４６ｂ内のインピーダンスをＺ１、
誘電体基板２３′の伝送路のインピーダンスをＺ２とし
たとき、整合部４６ｃと地板導体２１との間で形成され
る伝送路のインピーダンスＺが次の式を満足するように
設定する。
【００８６】Ｚ＝（Ｚ１・Ｚ２）１／２
【００８７】このように案内部４６ｂの開口部の内側に
整合部４６ｃを設けることで、前記したような誘電体基
板に対するテーパ加工や誘電率が異なる誘電体を別に用
いることなく、波面変換部４６と誘電体基板２３′の伝
送路との間の整合をとることができる。
【００８８】なお、図１８では、整合部４６ｃの先端位
置と誘電体基板２３′の一端側縁部との位置が一致して
いるが、図１９に示すように、整合部４６ｃと誘電体基
板２３′の一端側とがオーバラップするように配置して
もよい。
【００８９】また、上記整合方法は、前記した給電部３
０のホーン部３０ｂと誘電体基板２３の一端側に延長形
成された波面変換部２６との間の整合にも利用できる。
【００９０】この場合には、波面変換部２３の一端側縁
部を囲むように開口されたホーン部３０ｂの開口部の内
側に、波面変換部２６の表面との間の隙間が段階的に小
さくなるように地板導体２１側へ向かって突出する整合
部を所定奥行きで幅方向に連続するように設ける。ただ
し、前記したように、波面変換部２６の先端側は湾曲し
ているので、整合部もこの波面変換部２６の先端縁に合
わせて湾曲するように形成する。
【００９１】また、前記した整合部４６ｃは、誘電体基
板２３′の表面との間の隙間が段階的に小さくなるよう
に地板導体２１側へ突出しているが、図２０に示すよう
に、、誘電体基板２３′の表面との間の隙間が連続的に
小さくなるように整合部４６ｃ′を地板導体２１側へ突
出させるようにしてもよい。また、この整合方法は、前
記したように、給電部３０のホーン部３０ｂと誘電体基
板２３の一端側に延長形成された波面変換部２６との間
の整合にも利用できる。
【００９２】また、前記した誘電体漏れ波アンテナ２
０、４０では、放射方向（主ビームの方向）が１方向の
場合であったが、波面変換部２６、４６および給電部３
０を変更することで、マルチビーム化することができ
る。
【００９３】例えば、前記した誘電体漏れ波アンテナ２
０をマルチビーム化する場合には、図２１に示す誘電体
漏れ波アンテナ２０′のように、双焦点型の波面変換部
２６′（誘電体レンズ）にするとともに、複数例えば５
個の導波管型の放射体５１（１）〜５１（５）とカバー
５２とによって給電部３０′を構成する。ここで、各放
射体の放射中心Ｃ１〜Ｃ５は、波面変換部２６′の焦点
面上またはその近傍に配置させる。
【００９４】このように構成した誘電体漏れ波アンテナ
２０′では、図２２に示すように、例えば、中央の放射
体５１（３）から放射された円筒波Ｗａ３は、その放射
中心Ｃ３から波面変換部２６′の中心を通る線Ｌ３（こ
の場合第２の誘電体基板２３の伝送路と平行な直線）に
直交する平面波Ｗｂ３に変換される。
【００９５】このため、前記同様に第２の誘電体基板２
３の伝送路に同一位相で電磁波が入力され、基板表面に
直交し伝送路の伝搬方向を含む平面に沿ったビームが放
射される。
【００９６】また、例えば、上端の放射体５１（１）か
ら放射された円筒波Ｗａ１は、その放射中心Ｃ１から波
面変換部２６′の中心を通る線Ｌ１に直交する平面波Ｗ
ｂ１に変換されて、第２の誘電体基板２３内の伝送路に
入力される。
【００９７】このため、第２の誘電体基板２３の伝送路
には、図２２において上部側から下部側に向かうほど位
相が遅れて電磁波が入力され、これにともない漏出され
る電磁波の位相も上部側から下部側（図２２において）
に向かうほど位相が遅れるため、ビーム方向はその位相
が遅れている方向（図２２において下側）に傾くことに
なる。
【００９８】逆に、下端の放射体５１（５）から放射さ
れた円筒波Ｗａ５は、その放射中心Ｃ５から波面変換部
２６′の中心を通る線Ｌ５に直交する平面波Ｗｂ５に変
換されて、第２の誘電体基板２３内の伝送路に入力され
る。
【００９９】このため、第２の誘電体基板２３の伝送路
には、図２２において下部側から上部側に向かうほど位
相が遅れて電磁波が入力され、これにともない漏出され
る電磁波の位相も下部側から上部側（図２２において）
に向かうほど位相が遅れるため、ビーム方向はその位相
が遅れている方向（図２２において上側）に傾くことに
なる。
【０１００】このように、各放射体５１（１）〜５１
（５）によってビーム方向が変化することになり、放射
体５１（１）〜５１（５）に対して選択的に電磁波を供
給すれば、その放射体の位置に対応した方向に電磁波を
放射することができ、ビーム方向の切り換えが可能とな
る。
【０１０１】このマルチビーム化は、前記誘電体漏れ波
アンテナ４０にも適用できる。この場合には、図２３に
示す誘電体漏れ波アンテナ４０′のように、波面変換部
４６の反射壁４６ａをパラボラ型にするとともに、その
焦点面上またはその近傍に給電部３０′の複数の放射体
５１（１）〜５１（５）の放射中心Ｃ１〜Ｃ５を配置す
ればよい。
【０１０２】なお、上記誘電体漏れ波アンテナ２０′、
４０′では、波面変換部２６′の先端や誘電体基板２
３′の先端にテーパ状の整合部２７を形成しているが、
この整合部２７の代わりに、前記した整合部２７′や異
なる誘電率の整合用誘電体４１を用いてもよく、誘電体
漏れ波アンテナ２０′については前記案内部４６ｂの開
口部に設けた整合部４６ｃと同様の整合部を、カバー５
２の開口部の内側から地板導体２１側に突出するように
設けてもよい。また、装荷体対として、金属ストリップ
２４、２５だけでなく、前記した金属ストリップ３４、
３５、スロット３７、３９、金属スリット対３４ａ、３
４ｂまたはスロット対（図示せず）を用いてもよい。
【０１０３】このようなマルチビーム化したアンテナの
場合、各放射体５１（１）〜５１（５）に選択的に電磁
波を供給する必要があるが、この給電回路の例を図２
４、図２５に示す。
【０１０４】図２４の給電回路は、ＩＦ回路５３から出
力されるＩＦ信号をスイッチ回路５４によって各放射体
５１（１）〜５１（５）に対応して設けられた複数のＲ
Ｆ回路（周波数変換回路を含む）５５（１）〜５５
（５）のいずれかに選択的に入力している。
【０１０５】一方、図２５の給電回路は、ＩＦ回路５３
から出力されるＩＦ信号をＲＦ回路５５によってＲＦ信
号に変換し、このＲＦ信号をスイッチ回路５６によって
放射体５１（１）〜５１（５）のいずれかに選択的に入
力している。
【０１０６】なお、性能および実装の点ではＩＦ信号の
切り換えを行う前記図２４の給電回路が有利であり、回
路規模の点ではＲＦ回路が一組で済む前記図２５の給電
回路が有利であり、目的に応じてどちらの給電回路を使
用するか決めればよい。
【０１０７】また、図示していないが、各放射体５１
は、結合スロットや結合プローブ等を介してＲＦ回路５
５あるいはスイッチ回路５６に結合される。
【０１０８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
の誘電体漏れ波アンテナは、地板導体と、該地板導体の
一面側に設けられ、該地板導体との間で電磁波を表面に
沿って一端側から他端側へ伝送させる伝送路を形成する
誘電体基板と、該誘電体基板に装荷され、前記電磁波を
誘電体基板の表面から漏出させる装荷体と、前記地板導
体と誘電体基板によって形成される伝送路の一端側に電
磁波を供給する給電部とを有する誘電体漏れ波アンテナ
において、前記地板導体と誘電体基板との間に、該誘電
体基板より小さい誘電率を有する誘電体層を設けてい
る。
【０１０９】このため、地板導体の電流損を大幅に減少
させることができ、簡単な構成で放射効率が格段に高い
ミリ波用のアンテナを実現できる。
【０１１０】また、本発明の請求項２の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項１の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記誘電体層が空気を含む気体層または真空層にしてい
るので、地板導体と誘電体基板との間に誘電体層のみを
介在させることができ、設計値により近い特性を得るこ
とができる。
【０１１１】また、本発明の請求項３の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項１の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記装荷体が、前記伝送路の電磁波伝送方向に直交する
金属ストリップまたはスロットで構成されているので、
直線偏波の電磁波を容易に放射することができる。
【０１１２】また、本発明の請求項４の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項１の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記装荷体が、前記伝送路の電磁波伝送方向に対して４
５度の角度を有する金属ストリップまたはスロットで構
成されているので、４５度直線偏波の電磁波を容易に放
射することができる。
【０１１３】また、本発明の請求項５の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項１の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記装荷体が、互いに９０度の角度をなす金属ストリッ
プ対またはスロット対からなり、該金属ストリップ対の
各金属ストリップまたはスロット対の各スロットが前記
伝送路の電磁波伝送方向に対して４５度の角度をなすよ
うに前記誘電体基板に装荷されている。
【０１１４】このため、その金属ストリップ対またはス
ロット対の間隔を選ぶことで、直線偏波または円偏波の
電磁波を容易に放射することができる。
【０１１５】また、本発明の請求項６の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項１の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記伝送路の電磁波伝送方向に沿って前記伝送路内の電
磁波の波長のほぼ１／４の間隔で平行に配置された装荷
体対が前記伝送路の電磁波伝送方向に沿って所定間隔で
装荷されている。
【０１１６】このため、装荷体による伝送路内の反射波
を相殺することができ、この反射による特性の乱れを防
止することができる。
【０１１７】また、本発明の請求項７の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項６の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記装荷体対の一方が前記誘電体基板の一面側に形成さ
れ、他方が前記誘電体基板の反対面側に形成されている
ので、誘電体基板の反りの発生を防止することができ、
この反りによる基板の割れやクラックの発生を防止でき
る。
【０１１８】また、本発明の請求項８の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項６の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記装荷体対が前記誘電体基板の表面側に形成されてい
るので、誘電体基板に対して誘電体層を密着させること
ができ、設計特性により近い特性を得ることができる。
【０１１９】また、本発明の請求項９の誘電体漏れ波ア
ンテナは、請求項１の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記給電部は円筒波を放射するように構成され、前記誘
電体基板の一端側には、前記給電部から放射された円筒
波を平面波に変換して前記伝送路へ導く波面変換部が設
けられている。
【０１２０】このため、誘電体基板が形成する伝送路に
同一位相の電磁波を供給することができる。
【０１２１】また、本発明の請求項１０の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項９の誘電体漏れ波アンテナにおい
て、前記波面変換部は、前記誘電体基板を前記給電部側
に延長して形成されているので、構成が簡単で、波面変
換された電磁波を伝送路に直接導くことができ効率が高
い。
【０１２２】また、本発明の請求項１１の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項１０の誘電体漏れ波アンテナにおい
て、前記波面変換部の先端には、前記給電部と前記波面
変換部とを整合させて、前記給電部から供給される電磁
波を前記波面変換部へ導くための整合部が設けられてい
るので、給電部からの電磁波を効率的に波面変換部へ導
くことができる。
【０１２３】また、本発明の請求項１２の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項１０の誘電体漏れ波アンテナにおい
て、前記給電部は、一端側から入力された電磁波を前記
地板導体に沿って前記誘電体基板の一端側へ伝送し、該
誘電体基板の一端側縁部を囲むように形成された他端側
の開口部から放射するように形成されており、前記給電
部の他端側の開口部には、前記給電部と前記波面変換部
とを整合させるために、前記波面変換部の表面との間の
隙間が該波面変換部側に向かって段階的または連続的に
小さくなるように前記地板導体側へ突出する整合部が設
けられている。
【０１２４】このため、誘電体に対するテーパ加工や異
なる誘電率の誘電体を用いることなく、容易に給電部と
波面変換部との間の整合をとることができる。
【０１２５】また、本発明の請求項１３の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項９の誘電体漏れ波アンテナにおい
て、前記波面変換部は、円筒波を平面波に変換して反射
する反射壁を有し、該反射壁の一方の半部が前記誘電体
基板の一端側に向くように配置され、前記給電部は、前
記地板導体を挟んで前記誘電体基板と反対側で、前記波
面変換部の反射壁の他方の半部に電磁波を放射するよう
に放射面を向けた状態で配置されているので、アンテナ
全体の長さを短くすることができる。
【０１２６】また、本発明の請求項１４の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項１３の誘電体漏れ波アンテナにおい
て、前記誘電体基板の一端側には、前記波面変換部と前
記誘電体基板の伝送路とを整合させるための整合部が設
けられているので、波面変換部からの電磁波を効率的に
誘電体基板に導くことができる。
【０１２７】また、本発明の請求項１５の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項１１または請求項１４の誘電体漏れ
波アンテナにおいて、前記整合部は、電磁波の入力側に
向かうほど厚さが減少するようにテーパ状に形成されて
いるので、簡単な構成で電磁波を効率的に導くことがで
きる。
【０１２８】また、本発明の請求項１６の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項１１または請求項１４の誘電体漏れ
波アンテナにおいて、前記整合部を、前記誘電体基板と
異なる誘電率の誘電体によって構成しているので、誘電
体基板の割れやクラックの発生を防ぐことができる。
【０１２９】また、本発明の請求項１７の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項１３の誘電体漏れ波アンテナにおい
て、前記波面変換部は、前記反射壁によって反射された
電磁波を前記地板導体に沿って前記誘電体基板の一端側
へ伝送し、該誘電体基板の一端側縁部を囲むように形成
された他端側の開口部から放射するように形成されてお
り、前記波面変換部の他端側の開口部には、前記波面変
換部と前記誘電体基板の伝送路とを整合させるために、
前記誘電体基板の表面との間の隙間が該誘電体基板側に
向かって段階的または連続的に小さくなるように前記地
板導体側へ突出する整合部が設けられている。
【０１３０】このため、誘電体に対するテーパ加工や異
なる誘電率の誘電体を用いることなく、容易に波面変換
部と誘電体基板の伝送路との間の整合をとることができ
る。
【０１３１】また、本発明の請求項１８の誘電体漏れ波
アンテナは、請求項９の誘電体漏れ波アンテナにおい
て、前記給電部は、放射中心位置が異なる複数の放射体
を有し、前記波面変換部は、前記各放射体から放射され
た円筒波を、該放射体の放射中心位置に対応した角度で
波面が傾斜する平面波に変換して前記伝送路に供給する
ようにしている。
【０１３２】このため、放射体に対して選択的に電磁波
を供給することで、ビーム方向を変えることができ、マ
ルチビーム化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の誘電体漏れ波アンテナの正
面図
【図２】図１の実施形態のＡ−Ａ線断面図
【図３】実施形態の要部の作用を説明するための図
【図４】実施形態の特性を示す図
【図５】誘電体層を空気層にしたときの断面図
【図６】装荷体の変形例を示す図
【図７】装荷体の変形例を示す図
【図８】図７の装荷体による作用を説明するための図
【図９】装荷体の変形例を示す図
【図１０】装荷体の変形例を示す図
【図１１】装荷体の変形例を示す図
【図１２】装荷体の変形例を示す図
【図１３】反射型の波面変換部を用いた実施形態の正面
図
【図１４】反射型の波面変換部を用いた実施形態の背面
図
【図１５】図１３のＢ−Ｂ線断面図
【図１６】整合部の変形例を示す図
【図１７】整合部の変形例を示す図
【図１８】整合部の変形例を示す図
【図１９】整合部の変形例を示す図
【図２０】整合部の変形例を示す図
【図２１】図１の実施形態の給電部と波面変換部を変形
した図
【図２２】図２１の給電部と波面変換部の作用を説明す
るための図
【図２３】図１４の実施形態の給電部と波面変換部を変
形した図
【図２４】給電回路の一実施例を示すブロック図
【図２５】給電回路の一実施例を示すブロック図
【符号の説明】
２０、２０′、４０、４０′ 誘電体漏れ波アンテナ ２１ 地板導体 ２２ 第１の誘電体基板 ２３、２３′ 第２の誘電体基板 ２４、２５ 金属ストリップ（装荷体対） ２６、２６′ 波面変換部 ２７、２７′ 整合部 ３０、３０′ 給電部 ３１ スペーサ ３２ 空気層 ３４、３５ 金属ストリップ（装荷体対） ３４ａ、３４ｂ 金属ストリップ対 ３５ａ、３５ｂ 金属ストリップ対 ３６、３８ 金属枠板 ３７、３９ スロット（装荷体対） ４１ 整合用誘電体 ４６、４６′ 波面変換部 ４６ａ 反射壁 ４６ｂ 案内部 ４６ｃ、４６ｃ′ 整合部 ５１ 放射体 ５２ カバー ５３ ＩＦ回路 ５４、５６ スイッチ回路 ５５ ＲＦ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 比田井 孝 東京都港区南麻布五丁目10番27号 アンリ ツ株式会社内 (72)発明者 山本 綾 東京都港区南麻布五丁目10番27号 アンリ ツ株式会社内 Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA11 AB00 CA02 DB05 EA01 FA31 GA02 HA04 HA05 5J045 AA07 CA01 CA04 DA11 EA08 FA01 HA01 LA01 LA03 MA07 NA07

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】地板導体と、該地板導体の一面側に設けら
    れ、該地板導体との間で電磁波を表面に沿って一端側か
    ら他端側へ伝送させる伝送路を形成する誘電体基板と、
    該誘電体基板に装荷され、前記電磁波を誘電体基板の表
    面から漏出させる装荷体と、前記地板導体と誘電体基板
    によって形成される伝送路の一端側に電磁波を供給する
    給電部とを有する誘電体漏れ波アンテナにおいて、 前記地板導体と誘電体基板との間に、該誘電体基板より
    小さい誘電率を有する誘電体層を設けたことを特徴とす
    る誘電体漏れ波アンテナ。
  2. 【請求項２】前記誘電体層が空気を含む気体層または真
    空層であること特徴とする請求項１記載の誘電体漏れ波
    アンテナ。
  3. 【請求項３】前記装荷体が、前記伝送路の電磁波伝送方
    向に直交する金属ストリップまたはスロットで構成され
    ていることを特徴とする請求項１記載の誘電体漏れ波ア
    ンテナ。
  4. 【請求項４】前記装荷体が、前記伝送路の電磁波伝送方
    向に対して４５度の角度を有する金属ストリップまたは
    スロットで構成されていることを特徴とする請求項１記
    載の誘電体漏れ波アンテナ。
  5. 【請求項５】前記装荷体が、互いに９０度の角度をなす
    金属ストリップ対またはスロット対からなり、該金属ス
    トリップ対の各金属ストリップまたはスロット対の各ス
    ロットが前記伝送路の電磁波伝送方向に対して４５度の
    角度をなすように前記誘電体基板に装荷されていること
    を特徴とする請求項１記載の誘電体漏れ波アンテナ。
  6. 【請求項６】前記伝送路の電磁波伝送方向に沿って前記
    伝送路内の電磁波の波長のほぼ１／４の間隔で平行に配
    置された装荷体対が前記伝送路の電磁波伝送方向に沿っ
    て所定間隔で装荷されていることを特徴とする請求項１
    記載の誘電体漏れ波アンテナ。
  7. 【請求項７】前記装荷体対の一方が前記誘電体基板の一
    面側に形成され、他方が前記誘電体基板の反対面側に形
    成されていることを特徴とする請求項６記載の誘電体漏
    れ波アンテナ。
  8. 【請求項８】前記装荷体対が前記誘電体基板の表面側に
    形成されていることを特徴とする請求項６記載の誘電体
    漏れ波アンテナ。
  9. 【請求項９】前記給電部は円筒波を放射するように構成
    され、 前記誘電体基板の一端側には、前記給電部から放射され
    た円筒波を平面波に変換して前記伝送路へ導く波面変換
    部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の誘
    電体漏れ波アンテナ。
  10. 【請求項１０】前記波面変換部は、前記誘電体基板を前
    記給電部側に延長して形成されていることを特徴とする
    請求項９記載の誘電体漏れ波アンテナ。
  11. 【請求項１１】前記波面変換部の先端には、前記給電部
    と前記波面変換部とを整合させて、前記給電部から供給
    される電磁波を前記波面変換部へ導くための整合部が設
    けられていることを特徴とする請求項１０記載の誘電体
    漏れ波アンテナ。
  12. 【請求項１２】前記給電部は、一端側から入力された電
    磁波を前記地板導体に沿って前記誘電体基板の一端側へ
    伝送し、該誘電体基板の一端側縁部を囲むように形成さ
    れた他端側の開口部から放射するように形成されてお
    り、 前記給電部の他端側の開口部には、前記給電部と前記波
    面変換部とを整合させるために、前記波面変換部の表面
    との間の隙間が該波面変換部側に向かって段階的または
    連続的に小さくなるように前記地板導体側へ突出する整
    合部が設けられていることを特徴とする請求項１０記載
    の誘電体漏れ波アンテナ。
  13. 【請求項１３】前記波面変換部は、円筒波を平面波に変
    換して反射する反射壁を有し、該反射壁の一方の半部が
    前記誘電体基板の一端側に向くように配置され、 前記給電部は、前記地板導体を挟んで前記誘電体基板と
    反対側で、前記波面変換部の反射壁の他方の半部に電磁
    波を放射するように放射面を向けた状態で配置されてい
    ることを特徴とする請求項９記載の誘電体漏れ波アンテ
    ナ。
  14. 【請求項１４】前記誘電体基板の一端側には、前記波面
    変換部と前記誘電体基板の伝送路とを整合させるための
    整合部が設けられていることを特徴とする請求項１３記
    載の誘電体漏れ波アンテナ。
  15. 【請求項１５】前記整合部は、電磁波の入力側に向かう
    ほど厚さが減少するようにテーパ状に形成されているこ
    とを特徴とする請求項１１または請求項１４記載の誘電
    体漏れ波アンテナ。
  16. 【請求項１６】前記整合部を、前記誘電体基板と異なる
    誘電率の誘電体によって構成したことを特徴とする請求
    項１１または請求項１４記載の誘電体漏れ波アンテナ。
  17. 【請求項１７】前記波面変換部は、前記反射壁によって
    反射された電磁波を前記地板導体に沿って前記誘電体基
    板の一端側へ伝送し、該誘電体基板の一端側縁部を囲む
    ように形成された他端側の開口部から放射するように形
    成されており、 前記波面変換部の他端側の開口部には、前記波面変換部
    と前記誘電体基板の伝送路とを整合させるために、前記
    誘電体基板の表面との間の隙間が該誘電体基板側に向か
    って段階的または連続的に小さくなるように前記地板導
    体側へ突出する整合部が設けられていることを特徴とす
    る請求項１３記載の誘電体漏れ波アンテナ。
  18. 【請求項１８】前記給電部は、放射中心位置が異なる複
    数の放射体を有し、 前記波面変換部は、前記各放射体から放射された円筒波
    を、該放射体の放射中心位置に対応した角度で波面が傾
    斜する平面波に変換して前記伝送路に供給することを特
    徴とする請求項９記載の誘電体漏れ波アンテナ。
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