JP2004120591A

JP2004120591A - アレーアンテナ装置

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Publication number: JP2004120591A
Application number: JP2002283667A
Authority: JP
Inventors: Masataka Otsuka; 大塚　昌孝; Yoshihiko Konishi; 小西　善彦; Shigeru Makino; 牧野　滋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP4040410B2

Abstract

【課題】所望のビーム走査範囲と利得を与えた場合に、従来装置より放射素子数を削減し、製造コストを低減したアレーアンテナ装置を得たい。
【解決手段】放射素子１０は、各同心円１２に均等間隔で配置される。各々の放射素子１０には移相器等の位相制御手段が接続しており、各放射素子１０に所定の励振位相を与えることで所望方向にビームを形成する。放射素子１０として、ビーム走査域α°においてピーク利得から概ね４．３［ｄＢ］レベルが低下するような２次関数形状の放射特性を有する放射素子を用いれば、ビーム走査領域１４における所定の利得を達成できる、最小素子数のアレーアンテナ装置を実現できる。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、通信やレーダにおいて複数の放射素子を配置してビーム走査を行うアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の技術について説明する。
図８は、第１の従来例であり、例えば、特開平５−３０８２２３号に掲載されているアレーアンテナ装置である。
図中、１は高い周波数で動作する放射素子、２は低い周波数で動作する放射素子、３は高い周波数で動作する放射素子１の配置間隔ｄ１とｄ２、４は低い周波数で動作する放射素子２の配置間隔Ｄ１とＤ２である。
【０００３】
次に、このアレーアンテナ装置の動作について説明する。
放射素子１それぞれには、その励振位相を変化させる位相制御手段が接続しており、それぞれの放射素子１に所定の励振位相を与えることで、所望の方向にビームを形成する。放射素子２にも、放射素子１とは異なる位相制御手段が接続しており、同様にビーム形成を行う。
なお、位相制御手段の他に振幅制御手段が接続することもある。この従来例は、動作周波数の異なるアレーアンテナ装置を、同一共平面上に構成したことを特徴としている。
【０００４】
このように規則的に放射素子を配置したアレーアンテナ装置では、放射素子の配置間隔を広くすると、所望方向とは別の方向に、完全な共相条件が発生し、大きな不要放射、すなわちグレーティングローブが発生することが知られている。通常は、このグレーティングローブを避けるために配置間隔を狭くする。アレーアンテナ装置の鉛直方向からより離れた方向にビームを走査するほど、この配置間隔は狭くする必要があり、その間隔は０．５〜１．０波長以下となる。
【０００５】
また、このように放射素子を間隔１．０波長以下で配置したアレーアンテナでは、ビームの利得は、放射素子が配置されている総面積（以下アンテナ面積）の波長比に概ね比例する。従って、所望の利得を実現するに当っては、動作帯域中の最大波長となる最低周波数において、必要なアンテナ面積が定まる。一方、グレーティングローブを抑圧できる放射素子配置間隔は、動作帯域中の最小波長となる最高周波数により定まる。
【０００６】
次に、他の従来技術について説明する。
図９は、第２の従来例であり、例えば特表平１−５０３６６９号に掲載されているアレーアンテナ装置の部分図である。
図中、５は放射素子、６は放射素子が配列される同心円を表している。
【０００７】
次に、このアレーアンテナ装置の動作について説明する。
本例においても、前記の第１の従来例同様、各放射素子５にその励振位相を変化させる位相制御手段が接続しており、それぞれの放射素子５に所定の励振位相を与えることで、所望の方向にビームを形成する。
【０００８】
本第２の従来例では、放射素子として数波長の開口径を有するホーンアンテナ等を想定しており、そのため放射素子の配置間隔は１．０波長以上となる。そのため、グレーティングローブ、またはそれに準じる大きなサイドローブ等の不要放射を発生する。本例では、放射素子を同心円上に配置することで、完全なグレーティングローブが出現することを防止している。これは、同心円配列が一種の不等間隔配列であり、所望のビーム方向以外では、完全な共相条件が発生しないためである。ただし、これでもグレーティングローブに準じる大きな不要放射が発生する。本例では、各同心円６ごとの放射素子５の大きさを変えて、素子パターンを異ならせることで、さらにこの不要放射の低減を図っている。
なお、このように放射素子が大きな間隔で配置された場合、アレーアンテナ装置の利得はアンテナ面積ではなく、全放射素子の利得の加算に概ね等しくなる。例えば、全てが同じ放射素子であれば、アレーアンテナ装置の利得は放射素子数に比例する。
【０００９】
【特許文献１】
特表平１−５０３６６９号公報
【特許文献２】
特開平５−３０８２２３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のアレーアンテナ装置は以上のように構成されていたが、次のような課題があった。まず、第１の従来例では、放射素子の間隔が１．０波長以下となるため、放射素子数が増加する。特に動作帯域が広い場合、所望の利得を得るアンテナ面積は動作帯域中の最大波長から定まるのに対し、放射素子間隔は最小波長から定まるため、放射素子数の増加の割合はおびただしいものとなる。アレーアンテナ装置において、放射素子数の増加は、それに接続する位相制御手段や振幅制御手段の増加を伴い、アレーアンテナ装置の製造コスト増加という課題を発生する。
【００１１】
所望の利得を得、かつ放射素子数を低減する方法としては、アンテナ面積は大きくなるが、従来例２のように放射素子の間隔を大きくする方法がある。従来例１より不要放射が大きくなるが、アレーアンテナ装置の利得が全放射素子の利得の加算に等しくなるため、利得の高い放射素子を用いれば、素子数を低減することが可能である。しかしながら、放射素子の利得にも上限があるため放射素子数の低減にも限界がある。また、この関係が明らかになっていない。特に所望のビーム走査範囲を指定したときに、最も適した放射素子の放射特性や、その配置間隔については明らかにされておらず、最小放射素子数を実現するのが困難であった。
【００１２】
上記のような理由により、従来の技術では、最小放射素子数、すなわち最も製造コストが安価なアレーアンテナ装置を実現するのが困難であった。
【００１３】
この発明は、所望のビーム走査範囲と利得を与えた場合に、従来装置より放射素子数を削減し、製造コストを低減したアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００１４】
また、より薄型のアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００１５】
また、不要放射を低減し、かつ全周方向で一様な放射特性を実現するアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００１６】
また、複数の素子アンテナからなる放射素子を用いることで、より厚みの薄いアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００１７】
また、１個の給電された素子アンテナと、上記給電された素子アンテナに近接して設置された複数の非給電素子により放射素子を構成することで、より損失の少ないアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、平面上に複数の放射素子を配置したアレーアンテナ装置において、上記平面の鉛直方向を概ね放射パターンのピークとし、上記鉛直方向から所定の離角α°で放射パターンの振幅レベルが上記鉛直方向の振幅レベルから概ね４．３デシベル［ｄＢ］低下する、２次関数形状の放射特性を有する放射素子を用いたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１におけるアレーアンテナ装置の放射素子の配置を示したアンテナ平面（ｘｙ平面）を示す図である。
また、図２は、アレーアンテナ装置のビーム走査領域を示す図である。
図３は、理想的な放射素子の放射特性を示す図である。
図４は、本実施の形態における１放射素子の放射特性を示す図である。
図３，図４において、横軸はビーム幅を示す角度（角度幅）であり、縦軸は放射素子の放射レベルであり、太い実線は放射特性を示している。ちなみに、図３，図４の太い実線で示す放射特性は、図１，図２に示すｚ軸を含む全ての面で成立しているものであり、すなわち、ｚ軸に対して回転対称な放射特性であるものとする。
これらの図中、１０は配置された同一径の円形の複数の放射素子（又は開口）、１１は放射素子１０の直径または等価的な直径ｄであり波長単位で表現されている。１２は放射素子１０を配置する同心円、１３は座標、１４はビーム走査領域である。
【００２０】
次に、本装置の動作について説明する。
放射素子１０は、各同心円１２に均等間隔で配置されているが、不均等間隔でもよい。各同心円の半径は、規則的に変化してもよいし、不規則に変化してもよい。各々の放射素子１０には移相器等の位相制御手段が接続しており、各放射素子１０に所定の励振位相を与えることで所望方向にビームを形成する。本装置では、放射素子１０の配置間隔が離れており（どの程度離すかは実施の形態３で述べる）、アレーアンテナ装置全体の利得は、「素子利得×素子数」に概ね等しい。
【００２１】
このアレーアンテナ装置で、図２に示すように鉛直方向であるｚ方向から、離角α°の円錐領域（ビーム走査領域１４）において、ビーム走査する場合を考える。このビーム走査領域１４において所定値以上の利得を得ようとする場合、放射素子数をなるべく少なくするには、放射素子１０の放射特性がビーム走査領域１４においてなるべく高い利得を持つ必要がある。
【００２２】
放射素子１０の最も理想的な放射特性は、図３に示したように、ビーム走査領域１４において一様な放射レベルを有し、その他の領域には放射しないものである。このとき、ビーム走査領域１４における放射素子１０の最小利得は理論上最大になる。しかしながら、図３のような放射特性を実現するには、放射素子１０の大きさが無限で、かつ、放射素子１０の開口における振幅・位相分布が複雑なものになる。また、図３の放射特性に近いものも、放射素子１０の大きさが極めて大きくなり、開口振幅・位相分布が複雑になる。従って、図３の理想的な放射特性もしくはこれに近い放射特性を有する放射素子１０の実現は、困難であり現実的ではない。
【００２３】
通常実現できる放射素子１０の放射特性は、図４に示すような２次関数形状（ｚ軸に対象な放射線をｚ軸を中心に回転させた回転体形状、吊り鐘形状、半卵形形状、半カプセル形状、回転半楕円形状）のものである。このような放射特性は、素子アンテナ１個もしくは複数個の簡単な合成で実現できる。このような２次関数形状の放射特性において、ビーム走査領域１４における最小利得を最大にする条件は以下のように求まる。
【００２４】
放射素子１０は、ｚ軸に対称な放射特性を有するので、その等価的な開口は同じくｚ軸に対称な円形と想定できる（ただし、実際の放射素子１０が円形開口であると限定するものではない）。この等価的な円形開口の直径を波長単位で表現し、ｄ１１とした場合、その放射特性のビーム幅Θ°（ピーク利得からレベルが３ｄＢ低減する角度幅）は、次式で表される。
【００２５】
【数１】

【００２６】
ここで、ｋ＝５８．４４である。また、ピーク利得をＧ_０［ｄＢ］とすると、等価開口直径ｄ１１とは、以下の関係式で表される。
【００２７】
【数２】

【００２８】
また、ビーム走査領域１４の端であるｚ軸からの離角α°（以後ビーム走査域α°）における利得、すなわちビーム走査領域における最小利得をＧ［ｄＢ］とすると、図４の放射特性は、２次関数形状であることから次式で表される。
【００２９】
【数３】

【００３０】
式（１）〜（３）よりビーム走査域α°は、次式で表される。
【００３１】
【数４】

【００３２】
αが実数になる条件は、当然であるがＧ＜Ｇ_０である。ビーム走査領域最小利得Ｇを与えたときにビーム走査領域１４が最大になる条件、すなわちビーム走査域α°が最大になる条件は、式（４）をｄ１１で微分し、以下のようになる。
【００３３】
【数５】

【００３４】
【数６】

【００３５】
すなわち、式（６）の等価開口直径ｄ１１を与えたとき、ビーム走査領域最小利得がＧとなる、最大のビーム走査域α°が実現される。一方、このビーム走査域α°において、ビーム走査領域最小利得が上述のＧを超えることはない。Ｇを越えるビーム走査領域最小利得が存在するなら、Ｇを与えたときに、より大きなビーム走査域α°が存在することになるからである。従って、式（６）は、ビーム走査域α°において最大のビーム走査領域最小利得Ｇを与える条件でもある。式（６）の対数を取ったものと、式（２）より次式を得る。
【００３６】
【数７】

【００３７】
すなわち、ビーム走査域α°において、ピーク利得から概ね４．３［ｄＢ］レベルが低下するような２次関数形状の放射特性を与えたとき、ビーム走査域α°（ビーム走査領域１４）におけるビーム走査領域最小利得が最大になる。例えば、式（３）に示す２次関数を用いることが望ましいが、式（３）の定数等は変更してもよい。
【００３８】
従って、ビーム走査域α°においてピーク利得から概ね４．３［ｄＢ］レベルが低下するような２次関数形状の放射特性を有する放射素子を用いれば、ビーム走査領域１４における所定の利得を達成できる、最小素子数のアレーアンテナ装置を実現できる。すなわち、アンテナ平面の鉛直方向を概ね放射パターンのピークとし、上記鉛直方向から所定の離角α°で放射パターンの振幅レベルが上記鉛直方向の振幅レベルから概ね４．３デシベル［ｄＢ］低下する、２次関数形状の放射特性を有する放射素子を用いることにより、最も製造コストが安価なアレーアンテナ装置を実現するという効果を有する。
【００３９】
実施の形態２．
ここでは、アレーアンテナ装置の具体的な実施例を示し、上記実施の形態１の効果を明らかにする。まずは従来技術による例を示す。
図５は、第１の従来例に示されるような、グレーティングローブを完全に抑圧する狭い素子間隔で放射素子１０を配列したアレーアンテナ装置である。
図中、１５は放射素子１０の配列格子の高さｈ、１６は放射素子１０を配置する開口である。他の番号は前述のものと同じである。
【００４０】
図５のアレーアンテナ装置では放射素子１０を正三角形格子上に配置している。図２のように、ｚ軸に対して回転対称な領域をビーム走査する場合、グレーティングローブを完全に抑圧する配置としては、正三角形格子が最も素子間隔が広くなることが知られている。
【００４１】
比帯域４％、ビーム走査域α°＝２５°において、２２［ｄＢｉ］の利得を得るアレーアンテナ装置を考える。比帯域４％なので最低周波数の波長をλ_１とすると、最高周波数の波長λ_２は、λ_２＝０．９６λ_１になる。ビーム走査したときに利得が最小になるのはα°＝２５°であるので、この方向からアレーアンテナ装置を見たときに、最低周波数で所望利得を達成できるだけの開口面積Ｓが必要である。その面積Ｓは、最低周波数波長λ_１を用いて次の式で表されることが知られている。
【００４２】
【数８】

【００４３】
ここで、ｇは所望利得を真数で表したものである。α°＝２５°、ｇ＝１０^{２２／１０}より、
【００４４】
【数９】

【００４５】
になる。
【００４６】
一方、グレーティングローブを抑圧する放射素子間隔は、最高周波数の波長λ_２から求まり、正三角形の高さｈは次式で指定されることが知られている。
【００４７】
【数１０】

【００４８】
βは係数で、１未満にすることでグレーティングローブを抑圧できる。β＝０．９とすると、λ_２＝０．９６λ_１、α°＝２５°より、ｈ＝０．６０７λ_１となる。正三角形の底辺は概ね１．１５ｈであるから放射素子１０一個の占有面積は、ｈ・１．１５ｈ＝０．４２４λ_１ ^２となる。従って、開口１６に配置される放射素子１０の数は、
【００４９】
【数１１】

【００５０】
個になる。
【００５１】
次に、本実施の形態を示す。
ビーム走査域α°内の最小利得Ｇが最大になる放射素子１０において、実施の形態１の式（４），（６）から以下の関係が導かれる。
【００５２】
【数１２】

【００５３】
α°＝２５°より、本実施の形態で用いる放射素子１０のビーム走査領域最小利得は、
【００５４】
【数１３】

【００５５】
になる。本実施の形態では、アレーアンテナ装置全体の利得は、「素子利得×素子数」になるから、２２−８．６＝１３．４［ｄＢ］を放射素子数で稼ぐことになる。すなわち、
【００５６】
【数１４】

【００５７】
個（１０^１．３４個＝２１．８７７個、即ち、約２２個）が必要な放射素子数である。
【００５８】
以上より、従来の実施例では放射素子数が３３個になるのに対し、本実施の形態によればこれが２２個となり、放射素子数を２／３に低減できることが明らかになった。すなわち、アレーアンテナ装置の製造コストをより安価にする効果が示された。動作周波数帯域が広がれば、この効果はさらに顕著になる。
【００５９】
実施の形態３．
本実施の形態３も図１を使用して説明する。
ここでは、放射素子１０の望ましい配置間隔について明らかにする。
【００６０】
前述の式（３），（７）より、ビーム走査域α°とビーム幅Θの関係は、次式で表される。
【００６１】
【数１５】

【００６２】
さらに、式（１）と（１１）より、
【００６３】
【数１６】

【００６４】
である。すなわち、ビーム走査領域最小利得を最大にする放射素子１０の等価開口直径ｄ１１は波長単位で式（１２）で表される。例えば、ビーム走査域α°＝１７．５°であれば、等価開口直径ｄ１１は概ね２波長となる。ここで、放射素子１０の等価開口直径ｄが概ね３５／αであるということは、隣り合う放射素子の中央（中心）が概ね３５／α波長以上の間隔になるように、複数の放射素子を配置することを意味する。
【００６５】
放射素子１０の物理的な開口直径が式（１２）で表される値より小さい場合でも、式（１２）の等価開口直径と同等な放射特性を得ることは可能である。上記の等価直径２波長の放射特性なら八木アンテナやショートバックファイアアンテナで実現可能であり、これらの開口直径は２波長より小さくなる。これらのアンテナは高さがあり、立体的な構成により、上記特性を得ている。従って、このようなアンテナを放射素子１０として用いれば、物理的には、式（１２）の間隔以下で放射素子１０を配置することも可能である。
【００６６】
しかしながら、そのように狭い間隔で放射素子１０を配置した場合、放射素子間の相互結合により、アレー状態における放射素子１０の利得は、単体時のそれより劣化する。これは次のように、受信時の状況を考えることで定性的に概ね説明できる。単体時には、式（１２）の開口直径に相当する面積に到来する電波を吸収できるが、式（１２）より狭い間隔で配置すると、放射素子の担当面積が互いに重なり、隣の放射素子に本来自分が吸収できるはずの電波を奪われる。このため、単体時より利得が劣化する。ちなみにアンテナの放射特性は送受とも同じであるから、受信時のみならず送信時も利得は同様に劣化する。
【００６７】
従って、式（１２）以上の間隔で放射素子１０を配置すれば、上記のような利得劣化を回避でき、最小素子数、すなわち最も製造コストが安価なアレーアンテナ装置を実現することができる。
【００６８】
さらに、前述の八木アンテナやショートバックファイアアンテナのように、高さで利得を稼ぐ放射素子を使用しなくてすむ。すなわち、式（１２）の開口面積を有する平面状の放射素子を採用できるので、より薄型のアレーアンテナ装置を得るという効果を有する。
【００６９】
実施の形態４．
本実施の形態４も図１を使用して説明する。
ここでは、不要放射を抑圧できる、放射素子１０の望ましい配置について明らかにする。
【００７０】
前述の実施の形態１〜３では、放射素子１０の利得がビーム走査域α°内で最大化され、所定の間隔以上で配置されていれば、アレーアンテナ装置における所望の利得が、最小放射素子数で達成できることを明らかにした。これらにおいて、所望の利得を達成するという点では放射素子の配置形状については制限がない。例えば、図５のような正三角配列にしても、素子間隔が広いことによりグレーティングローブは発生するが、所望の利得は維持される。
【００７１】
しかしながら、不要放射をなるべく抑圧することが望ましい場合も多々存在する。そこで、本実施の形態では図１のように、放射素子を同心円上に配置する。グレーティングローブは、所望方向とは別の方向で、全ての放射素子の位相が完全に同相となる現象であり、図２のような規則的な配置においてのみ生じるものである。図１の同心円配列は、一種の不規則配列であり、所望方向以外では、完全な同相関係（＝グレーティングローブ）が発生しない。従って、不要放射レベルのより低いアレーアンテナ装置を得るという効果を得る。
【００７２】
さらに、同心円状の配置であることから、アレーアンテナ装置全体は概ねｚ軸に対して対称な形状となる。このため、全周どの方向にビーム走査しても概ね一様な放射特性を得る。例えばビーム走査角α°において、いかなる周方向でも概ね同一のビーム幅を有するビームを形成することができるという効果を有する。
【００７３】
実施の形態５．
図６は、実施の形態５における、放射素子１０の構成図である。
図中、１７はマイクロストリップアンテナなどの平面状の素子アンテナ、１８は複数の素子アンテナ１７を接続する給電線、１９は給電点である。他の番号は前述のものと同じである。
【００７４】
実施の形態３では、式（１２）により、ビーム走査域α°内の最小利得を最大化した放射素子１０の等価開口直径ｄを明らかにした。ビーム走査域α°が小さいと、等価開口直径ｄは大きくなり、１波長以上になることもある。このような等価開口の放射特性を実現する放射素子としては、実施の形態３で上げた八木アンテナやショートバックファイアアンテナ、その他にホーンアンテナ等が上げられる。しかしながらこれらのアンテナは、高さ、厚みが大きく、薄型のアレーアンテナ装置を実現するのが困難であるという課題があった。
【００７５】
一方、薄型アンテナとしてはマイクロストリップアンテナ等が上げられるが、これらのアンテナ寸法は一般に１波長以下であり、所望の放射特性を得ることができない場合もある。そこで、本実施の形態では、図６のようにマイクロストリップアンテナのような小さな素子アンテナ１７を給電線１８で接続し、サブアレーを形成してこれを放射素子１０とする。サブアレーでは給電点１９より供給された電力を、給電線１８により複数の素子アンテナ１７に分配し、複数の素子アンテナ１７全体で放射を行うことにより素子アンテナ１７単体より大きな放射開口を形成し、放射素子１０の所望の特性を実現する。これにより、所望の放射特性を有して、かつ、薄型の放射素子１０を実現することができる。すなわち、より厚みの薄いアレーアンテナ装置を得るという効果を有する。
【００７６】
実施の形態６．
図７は、実施の形態６における、放射素子１０の構成図である。
図７（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
図中、２０は素子アンテナ１７の近傍に配置され、直接給電されていない非給電素子であり、２１は素子アンテナ１７や非給電素子２０を支える誘電体基板、２２はグランド導体である。他の番号は、前述のものと同じである。
なお、図７（ａ）正面図では、誘電体基板２１やグランド導体２２は省略している。
【００７７】
実施の形態５（図６）のサブアレー形式の放射素子１０では、給電線１８において伝送損失が生じるため、利得が低下する場合がある。そこで、本実施の形態では、１個の素子アンテナ１７のみを給電し、給電線を廃するもしくは短縮することで上記伝送損失を防いでいる。
【００７８】
素子アンテナ１７から放射された電波は、近接する複数の非給電素子２０に結合し、そこから再放射される。複数の非給電素子は素子アンテナ１７より広い面積に展開しているため、全体として、素子アンテナ１７単体より広い開口を有する放射素子１０を実現できる。これにより、所望の放射特性を有して、かつ、より損失の少ないアレーアンテナ装置を得ることができる。
【００７９】
また、本実施の形態６の構成においても、八木アンテナやショートバックファイアアンテナ、ホーンアンテナ等に比べて、より薄型のアレーアンテナ装置を得ることができることは言うまでもない。
【００８０】
また、以上の実施の形態１〜６では、必要に応じて送信時や受信時の説明を使い分けたが、アンテナは送受可逆であり、送信、受信のいずれでも同じ効果を得ることは言うまでもない。
【００８１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、所望のビーム走査範囲と利得を与えた場合に、従来装置より放射素子数を削減し、製造コストを低減したアレーアンテナ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１におけるアレーアンテナ装置の放射素子の配置を示したアンテナ平面（ｘｙ平面）を示す図である。
【図２】アレーアンテナ装置のビーム走査領域を示す図である。
【図３】理想的な放射素子の放射特性を示す図である。
【図４】実施の形態１における１放射素子の放射特性を示す図である。
【図５】第１の従来例に示されるような、グレーティングローブを完全に抑圧する狭い素子間隔で放射素子１０を配列したアレーアンテナ装置である。
【図６】実施の形態５における、放射素子１０の構成図である。
【図７】実施の形態６における、放射素子１０の構成図である。
【図８】第１の従来例であり、例えば特開平５−３０８２２３号に掲載されているアレーアンテナ装置である。
【図９】第２の従来例であり、例えば特表平１−５０３６６９号に掲載されているアレーアンテナ装置の部分図である。
【符号の説明】
１０　放射素子、１１　直径ｄ、１２　同心円、１３　座標、１４　ビーム走査領域、１５　高さｈ、１６　開口、１７　素子アンテナ、１８　給電線、１９給電点。

Claims

平面上に複数の放射素子を配置したアレーアンテナ装置において、上記平面の鉛直方向を概ね放射パターンのピークとし、上記鉛直方向から所定の離角α°で放射パターンの振幅レベルが上記鉛直方向の振幅レベルから概ね４．３デシベル［ｄＢ］低下する、２次関数形状の放射特性を有する放射素子を用いたことを特徴とするアレーアンテナ装置。
上記請求項１に記載のアレーアンテナ装置において、上記複数の放射素子を概ね３５／α波長以上の間隔で配置したことを特徴とするアレーアンテナ装置。
上記請求項１，２いずれかに記載のアレーアンテナ装置において、上記複数の放射素子を同心円状に配置したことを特徴とするアレーアンテナ装置。
上記請求項１，２，３いずれかに記載のアレーアンテナ装置において、上記放射素子を、複数の素子アンテナを配置したサブアレーで構成したことを特徴とするアレーアンテナ装置。
上記請求項１，２，３いずれかに記載のアレーアンテナ装置において、上記放射素子を、１個の給電された素子アンテナと、上記給電された素子アンテナに近接して設置された複数の非給電素子から構成したことを特徴とするアレーアンテナ装置。