JP2010118982A - アレイアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】円偏波を放射可能なアレイアンテナにおいて、アンテナ面積の増大を抑制しつつ利得周波数特性の平坦化を図る。
【解決手段】アレイアンテナ１００は、楕円偏波を放射するアンテナ素子１１と、アンテナ素子１１によって放射される楕円偏波と旋回方向が同一であり長軸方向が異なる楕円偏波を放射するアンテナ素子１２とを有する。さらに、アンテナ素子１１及び１２は、利得周波数特性において利得最大となる周波数（ピーク周波数）が互いに異なる。
【選択図】図１

Description

本発明は、アレイアンテナに関する。

特許文献１〜５及び非特許文献１には、ミリ波等の高周波信号の放射に適したパッチアンテナ又はスロットアンテナが開示されている。このうち、特許文献１及び非特許文献１は、円偏波を放射可能なアレイアンテナを開示している。より具体的に述べると、これらの文献に開示されたアレイアンテナは、各々が楕円偏波を放射する複数のアンテナ素子を有している。各アンテナ素子の楕円偏波特性（軸比及びその傾き）は、アンテナ素子間の相互結合による軸比のずれを打ち消し、アレイアンテナ全体として円偏波を得ることができるように調整される。各アンテナ素子は、放射素子としての誘電体共振器を有しており、楕円偏波を放射するために誘電体共振器の開口部の形状が楕円型とされている。特許文献１及び非特許文献１のアレイアンテナは、導波管給電線路上に配置される誘電体共振器の開口部の向きを回転させることによって、楕円偏波の長軸の向きを変更できる。

特許文献２は、十字型のスロットが形成された導体板上に放射素子としての誘電体共振器が配置されたスロットアンテナを開示している。また、特許文献２のスロットアンテナは、十字型のスロットを構成する互いに交差した２つの長方形スロットの形状を非対称とすることにより、放射素子の形状を変更させることなく円偏波を放射することがきる。また、長方形スロットの形状の具体的な調整方法として、長方形スロットの長手方向又は短手方向の長さを調整することが開示されている。

特開２００４−３５６８８０号公報 特開２０００−３６７０８号公報 特開２００３−３２４３１１号公報 特開昭６１−７７０７号公報 特開２００６−２８７４５２号公報 Uchimura, H. Shino, N. Miyazato, K, "Novel Circular Polarized Antenna Array Substrates for 60GHz-band", Microwave Symposium Digest, 2005 IEEE MTT-S International, pp.1875-1878

近年、ブロードバンド技術や高画質映像コンテンツの普及により、流通する情報量がますます増大している。例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）等に適用される主に屋内での使用を想定した無線機においても、Ｇｂｐｓ級の高速データ通信への需要が高まっている。屋内で無線機を使用する場合、マルチパス問題の解決が必要となる。マルチパスは、壁や家具などで反射した反射到来波により通信品質が劣化するために問題となる。マルチパスによる通信品質の劣化を抑制するため、直接到来波を選択的に受信することが可能となる円偏波が広く利用されている。

一般的に、アンテナ利得の周波数特性はピークを有することが多い。利得の周波数特性がピークを有すると、通信に使用される周波数帯域内での電力放射が均一とならないため、通信品質の劣化を招く。広帯域を使用するGbps級通信ではこのような問題が顕著となることから、平坦な利得周波数特性を有するアンテナが必要とされる。

以上に述べたように、屋内Gbps級データ通信などに用られる円偏波アンテナは、広帯域にわたって平坦な利得周波数特性を必要とする。本発明は、アンテナ面積の増大を抑制しつつ利得周波数特性の平坦性が得られる、円偏波を放射可能なアレイアンテナの提供を目的とする。

なお、特許文献１及び非特許文献１は、良好な円偏波を得るために、開口部の形状が楕円型とされた複数の誘電体共振器の向きを個別に変化させることで、各アンテナ素子の楕円偏波の長軸方向を変化させることを開示している。また、特許文献２は、十字スロットを構成する２つの長方形スロットの形状を調整することで、良好な円偏波を得ることを開示している。しかしながら、上述した特許文献１〜５及び非特許文献１のいずれも、広帯域にわたって平坦な利得周波数特性を得るために、個々のアンテナ素子の利得周波数特性を相違させることについては何ら開示していない。

本発明の一態様にかかるアレイアンテナは、楕円偏波を放射する第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子によって放射される楕円偏波と旋回方向が同一であり長軸方向が異なる楕円偏波を放射する第２のアンテナ素子とを有する。さらに、前記第１及び第２のアンテナ素子は、利得周波数特性において利得最大となる周波数（以下、ピーク周波数と呼ぶ）が互いに異なる。

上移した本発明の一態様によれば、円偏波を放射可能なアレイアンテナにおいて、アンテナ面積の増大を抑制しつつ利得周波数特性の平坦化を実現できる。

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

＜第１の実施の形態＞
本実施の形態にかかるアレイアンテナ１００は、各アンテナ素子としてスロット給電によるパッチアンテナを有する。アレイアンテナ１００の構造を模式的に図１及び２に示す。図１は、アレイアンテナ１００を放射素子側から見た平面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ線におけるアンテナ素子１１の断面図である。

アレイアンテナ１００は、少なくとも一対のアンテナ素子１１及び１２を含む。アンテナ素子１１は、放射素子１０１、給電素子１０３、および給電線路１０５を含む。同様に、アンテナ素子１２は、放射素子１０２、給電素子１０４、および給電線路１０６を含む。図２に示すように、アンテナ素子１１は４層構造を有する。具体的には、上から順に放射素子１０１、給電素子１０３、給電線路１０５があり、最下層に接地導体板１１７が配置されている。それぞれの層間には誘電体１１９が配置されている。アンテナ素子１２の積層構造も、図２に示したアンテナ素子１１と同様である。なお、図１には、２つのアンテナ素子１１及び１２のみを示したが、アレイアンテナ１００が有するアンテナ素子数は２素子である必要はなく、それ以上の素子を含んでもよい。

伝送線路１０５及び１０６は、給電素子１０３及び１０４へ高周波電力を供給する。給電素子１０３は、Ｘ軸及びＹ軸方向を向く十字型のスリット１０３ａが形成された導体板である。同様に、給電素子１０４にも、十字型のスリット１０４ａが形成されている。ここで、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の向きは、図１及び２に示した通りである。具体的には、Ｘ軸は図１の左から右向き、Ｙ軸は図１の下から上向き、Ｚ軸は図１の紙面奥から手前の向きである。平板形状の放射素子１０１及び１０２並びに給電素子１０３及び１０４の主面は、Ｘ軸及びＹ軸で形成されるＸＹ面と平行である。

それぞれ十字スリット１０３ａ又は１０４ａが形成された給電素子１０３及び１０４は、高周波電界をＸ軸方向の成分とＹ軸方向の成分に分けて放射素子１０１及び１０２へ給電する。放射素子１０１及び１０２の主面は長方形であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に互いに独立な２つの共振モードを有する。これにより楕円偏波が生成される。

また、利得周波数特性において利得ピークとなる周波数（ピーク周波数）をアンテナ素子１１と１２とで異ならせるため、放射素子１０１及び１０２のサイズは互いに異なる。本実施の形態では、アンテナ素子１１のピーク周波数が、アンテナ素子１２のピーク周波数に比べて低周波側に存在するものとして説明する。

十字型スリット１０３ａを構成するＸ方向及びＹ方向の２つの長方形スリットは、それぞれ短手方向の幅Ｗ１１及びＷ１２が調整されている。同様に、十字型スリット１０４ａを構成するＸ方向及びＹ方向の２つの長方形スリットも、それぞれ短手方向の幅Ｗ２１及びＷ２２が調整されている。各長方形スリットの短手方向のスリット幅を調整することで、放射素子１０１及び１０２へのＸ軸方向の入力電力、Ｙ軸方向の入力電力を調節できる。

図３（ａ）及び（ｃ）は、給電素子１０３から放射素子１０１へ供給される電界と放射素子１０１より放射される楕円偏波の電界１１１との関係の一例を示している。同様に、図３（ｂ）及び（ｄ）は、給電素子１０４から放射素子１０２へ供給される電界と放射素子１０２より放射される楕円偏波の電界１１２との関係の一例を示している。例えば、スリット１０３ａを構成する２つの長方形スリットの短手方向のスリット幅Ｗ１１及びＷ１２を調整することで、放射素子１０２へのＸ軸方向の入力電力Ｅｘ（１０７）とＹ軸方向の入力電力Ｅｙ（１０９）を調節できる。放射素子１０２から放射される楕円偏波１１１の長軸方向ＡＬ１は、Ｅｘ（１０７）及びＥｙ（１０９）のベクトル和Ｅ（１１３）の方向となる。なお、一例として図３（ａ）及び（ｂ）に示した楕円偏波１１１の長軸方向ＡＬ１及び楕円偏波１１２の長軸方向ＡＬ２のなす角度は９０度より小さいが、長軸方向ＡＬ１及びＡＬ２のなす角は実質的に９０度とするとよい。具体的には、長軸方向ＡＬ１及びＡＬ２のなす角は、概ね７０度〜１１０度の範囲内とするとよい。これにより、アンテナ素子１１及び１２の合成電界の軸比を小さく抑え、円偏波に近づけることができる。

続いて以下では、本実施の形態に係るアレイアンテナ１００によって得られる円偏波の広帯域化と利得特性の広帯域化の効果について説明する。上述したように、アレイアンテナ１００は、楕円偏波を放射し相対的に低周波側に利得のピークを持つアンテナ素子１１と楕円偏波を放射し高周波側に利得のピークを持つアンテナ素子１２を含む。図４（ａ）及び（ｂ）は、アンテナ素子１１及び１２の６３ＧＨｚにおける楕円偏波パターン１１１及び１１２を示している。なお、図４（ａ）及び（ｂ）中の白抜き矢印は、アンテナ素子１１及び１２に対する初期入力位相時に放射される電界方向をそれぞれ示す。図４の例では、63GHzにおいて、互いの長軸方向ＡＬ１及びＡＬ２のなす角度はおおよそ１００度である。また、初期入力位相（入力位相０度）である時に放射される電界方向φは、アンテナ素子１１及び１２においてそれぞれ４０度及び８０度である。アンテナ素子１１及び１２から同時刻に放射される電界方向φのなす角は、おおよそ＋／−５０度の範囲内とするとよい。同時刻における放射電界方向が揃うようにすることで、アンテナ素子１１及び１２の合成電界の軸比を効果的に小さくすることができる。なお、放射電界方向の調整は、アンテナ素子１１及び１２に対する給電位相を調整することにより可能である。

上述したように、アンテナ素子１１及び１２は、スロット給電によるパッチアンテナである。スロット給電からのＸ軸方向及びＹ軸方向の電力を調節することで、楕円偏波パターン１１１及び１１２の長軸方向ＡＬ１およびＡＬ２が調整される。図４（ａ）及び（ｂ）の例では、長軸方向ＡＬ１及びＡＬ２なす角がおおよそ７０度である。

アンテナ素子１１及び１２それぞれの利得周波数特性とアレイ化後の利得周波数特性の解析結果を図５に示す。図５の破線がアンテナ素子１１の利得を示し、一点鎖線がアンテナ素子１２の利得を示し、実線がアレイ化後の利得を示す。図５中のアンテナ１（ＡＮＴ１）はアンテナ素子１１を表し、アンテナ２（ＡＮＴ２）はアンテナ素子１２を表す。図５の例では、アレイ化後の利得特性は、アンテナ素子１１（ＡＮＴ１）のピーク周波数（約６１ＧＨｚ）とアンテナ素子１２（ＡＮＴ２）のピーク周波数（約６５ＧＨｚ）の中間（約６３ＧＨｚ）より高周波側にて利得が平坦化されている。

アレイ化前後での軸比の周波数特性の変化を図６に示す。図６の破線がアンテナ素子１１の軸比を示し、一点鎖線がアンテナ素子１２の軸比を示し、実線がアレイ化後の軸比を示す。図６に示すように、本実施の形態では、アンテナ素子１１の軸比が極小となる周波数（図６では約６０ＧＨｚ）とアンテナ素子１２の軸比が極小となる周波数（図６では約６１．５ＧＨｚ）が異なる。また、アンテナ素子１１の軸比が３ｄＢ以下となる周波数領域（図６では約５６〜６４ＧＨｚ）とアンテナ素子１２の軸比が３ｄＢ以下となる周波数領域（図６では約６０〜６９ＧＨｚ）が、重複領域を持ちながら異なる領域をカバーするように設計されている。このような、アンテナ素子１１及び１２の軸比特性によって、アレイ化後の広帯域にわたる円偏波特性を得ることができる。図６の例では、アレイ化後の軸比特性は６４ＧＨｚで極小値となり、３ｄＢ帯域幅は４．５ＧＨｚである。

すでに述べたとおり、同時刻の放射電界方向が同じ方向となるようにアンテナ素子１１及び１２への入力電力位相を調整することで、アレイ化後の軸比を低減させる効果は大きくなる。比較のために図７（ａ）及び（ｂ）に示す楕円偏波パターンを有するアンテナ素子の組み合わせにてアレイ化を行って得られる利得及び軸比の周波数特性を図８及び９に示す。図７（ａ）及び（ｂ）に示す２つの偏波パターンは互いの長軸方向ＡＬ１及びＡＬ２が同一方向である。この場合、図８に示す利得特性はピーク利得周波数の間の領域にて平坦化されている。しかしながら、図９に示すように、軸比の３ｄＢ帯域幅が２ＧＨｚと狭くなっている。図５及び６と図８及び９との対比によっても、アレイアンテナ１００は、利得特性の平坦化と円偏波放射帯域の広帯域化が実現できることが分かる。

＜第２の実施の形態＞
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るアレイアンテナ２００を模式的に表した平面図である。アレイアンテナ２００は、アンテナ素子２１及び２２を有する。アレイアンテナ２００と上述したアレイアンテナ１００との相違点は、アレイアンテナ２００の給電線路１０５及び１０６に位相制御回路２０７及び２０８が配置されている点である。位相制御回路２０７及び２０８は、給電素子１０３及び１０４に供給される電力の位相を変化させる。なお、位相制御回路２０７及び２０８は、例えば可変容量や可変インダクタにて実現可能である。位相制御回路２０７及び２０８を配置することによって、給電素子１０３及び１０４に供給される電力の位相調整が容易となる。このため、第１の実施の形態で述べた放射電界の位相を揃えることが容易になり、アレイ化後の合成電界の軸比低減の効果を大きくすることが容易になる。

＜第３の実施の形態＞
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係るアレイアンテナ３００を模式的に表した平面図である。アレイアンテナ３００は、アンテナ素子３１及び３２を有する。アレイアンテナ３００では、アンテナ素子３１及び３２に供給される電力の位相を調整するために、給電線路１０５は冗長線路３０７を有し、給電線路１０６は冗長線路３０８を有する。冗長線路３０７及び３０８の長さは、アンテナ素子３１及び３２に対する供給電力の位相差が所望の値となるように決定すればよい。所望の位相差とは、アンテナ素子３１及び３２の同時刻での放射電界方向を予め定められた範囲内に揃えるために必要な位相差である。冗長線路３０７及び３０８を設けることによって、アレイ化後の合成電界の軸比低減の効果を大きくすることが容易になる。なお、図１１では、給電線路１０５及び１０６の両方に冗長経路を設けているが、いずれか一方の給電線路のみに冗長経路を設けてもよい。

＜第４の実施の形態＞
図１２は、本発明の第４の実施の形態に係るアレイアンテナ４００を模式的に表した平面図である。アレイアンテナ４００は、アンテナ素子４１及び４２を有する。アレイアンテナ４００では、アンテナ素子４１及び４２に供給される電力の位相を調整するために、給電線路１０５はスタブ４０７を有し、給電線路１０６はスタブ４０８を有する。スタブ４０７及び４０８の形状は、アンテナ素子４１及び４２に対する供給電力の位相差が所望の値となるように決定すればよい。所望の位相差とは、アンテナ素子４１及び４２の同時刻での放射電界方向を予め定められた範囲内に揃えるために必要な位相差である。スタブ４０７及び４０８を設けることによって、アレイ化後の合成電界の軸比低減の効果を大きくすることが容易になる。なお、図１２では、給電線路１０５及び１０６の両方にスタブを設けているが、いずれか一方の給電線路のみにスタブを設けてもよい。

＜第５の実施の形態＞
本実施の形態に係るアレイアンテナは、利得周波数特性が互いに異なる少なくとも一対のアンテナ素子（以下、アンテナペアと呼ぶ）を含む。なお、本実施の形態に係るアレイアンテナの構造は、上述したアレイアンテナ１００、２００、３００及び４００のいずれかと同様とすればよい。

図１３は、アンテナペアに含まれる各アンテナ素子の利得周波数特性と、アレイ化後のアンテナペアの利得周波数特性を示している。図１３に破線で示すグラフＬ５１は、アンテナペアのうち低周波側にピーク周波数を有する一方のアンテナ素子の利得を示している。図１３に一点鎖線で示すグラフＬ５２は、アンテナペアのうち高周波側にピーク周波数を有する他方のアンテナ素子の利得を示している。また、図１３に実線で示すグラフＬ５３は、アンテナペアの合成後の利得を示している。グラフＬ５１及びＬ５２の交点５５は、アンテナペアに含まれる２つのアンテナ素子の利得が等しくなる点である。

図１３に示すように、交点５５に対応する周波数は所望帯域Ｗ内にある。ここで所望帯域Ｗとは、利得の平坦性が必要とされる周波数領域である。また、交点５５における利得Ｇは、本実施の形態に係るアレイアンテナの利得の許容変動値を＋／−δ（ただしδは正の値）としたとき、以下の式（１）を満足するように調整されている。
Ｇ＿ｍａｘ−δ−３［ｄＢ］ ≦ Ｇ ≦ Ｇ＿ｍａｘ＋δ−３［ｄＢ］ （１）
ここで、Ｇ＿ｍａｘは、アンテナペアに含まれる各アンテナ素子のピーク周波数における最大利得値である。

アンテナペアの利得周波数特性を図１３に示したように決定することによって、アレイ化後におけるアンテナ利得の変動幅を所望帯域Ｗ内において＋／−δｄＢ以内とすることが可能である。

＜第６の実施の形態＞
本実施の形態にかかるアレイアンテナは、第５の実施の形態で説明したアンテナペアを複数対並べてアレイ化したものである。図１４は、本実施の形態にかかるアレイアンテナの利得の周波数特性を示すグラフである。本実施の形態に係るアレイアンテナは、利得特性が平坦となる周波数帯域が互いに異なる複数のアンテナペアを含む。一例として、図１４は、２つのアンテナペアを有するアレイアンテナの利得特性を示している。図１４に破線で示すグラフＬ６１及びＬ６は、利得特性が平坦となる周波数帯域Ｗ６１が相対的に低周波側となるよう調整されたアンテナペアのアンテナ利得を示している。一方、図１４に点線で示すグラフＬ６３及びＬ６４は、利得特性が平坦となる周波数帯域Ｗ６２が相対的に高周波側となるよう調整されたアンテナペアのアンテナ利得を示している。図１４に実線で示すグラフＬ６５は、２つのアンテナペアの放射電界を合成して得られるアンテナ利得を示している。

本実施の形態にかかるアレイアンテナの利得周波数特性には、利得変動値が＋／−δｄＢ以内である２つの周波数帯域Ｗ６１及びＷ６２が形成される。また、２つのアンテナペアにより形成される平坦な周波数帯域Ｗ６１及びＷ６２を互いに近づけることで、第５の実施の形態で説明した１つのアンテナペアによって得られる利得が平坦化された周波数帯域幅Ｗよりも広い周波数帯域においてアンテナ利得の平坦化が可能となる。なお、本実施の形態にかかるアレイアンテナに含まれるアンテナペアの数は３つ以上でもよい。複数のアンテナペアをアレイ化することによって、利得変動値が＋／−δｄＢ以内である周波数帯域を複数得ることが可能である。

＜その他の実施の形態＞
上述した各実施の形態では、複数のアンテナ素子の利得の周波数特性だけでなく、軸比の周波数特性を素子間で異ならせたアレイアンテナについて説明した。しかしながら、少なくとも利得の周波数特性を素子間で異ならせたアレイアンテナも本願発明の実施の形態の１つに含まれる。このようなアレイアンテナによれば、アンテナ面積の増大を抑制しつつ利得周波数特性の平坦化を実現できる。

また、上述した各実施の形態では、スロット給電によるパッチアンテナがアレイ化されたアレイアンテナを示した。しかしながら、各アンテナ素子のアンテナ構造は上述した各実施の形態に限定されないことは勿論である。すなわち、各アンテナ素子は、直交する２つの方向（Ｘ軸、Ｙ軸）の電界が入力されることにより楕円偏波を放射し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向への入力電力を調節することが可能なアンテナ構造を有していればよい。例えば、給電線路の２点給電によるパッチアンテナ構造によっても本発明による効果が得られる。

さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

第１の実施の形態にかかるアレイアンテナの平面図である。 第１の実施の形態にかかるアレイアンテナが有するアンテナ素子の断面図である。 第１の実施の形態にかかるアレイアンテナが有するアンテナ素子への入力電界とアンテナ素子の放射電界を示す図である。 第１の実施の形態にかかるアレイアンテナが有するアンテナ素子の放射電界を示す図である。 第１の実施の形態にかかるアレイアンテナの利得の周波数特性を示すグラフである。 第１の実施の形態にかかるアレイアンテナの軸比の周波数特性を示すグラフである。 比較例に係るアレイアンテナが有するアンテナ素子の放射電界を示す図である。 比較例に係るアレイアンテナの利得の周波数特性を示すグラフである。 比較例に係るアレイアンテナの軸比の周波数特性を示すグラフである。 第２の実施の形態にかかるアレイアンテナの平面図である。 第３の実施の形態にかかるアレイアンテナの平面図である。 第４の実施の形態にかかるアレイアンテナの平面図である。 第５の実施の形態にかかるアレイアンテナの利得の周波数特性を示すグラフである。 第６の実施の形態にかかるアレイアンテナの利得の周波数特性を示すグラフである。

符号の説明

１００、２００、３００、４００ アレイアンテナ
１１、１２、２１、２２、３１、３２、４１、４２ アンテナ素子
１０１、１０２ 放射素子
１０３、１０４ 給電素子
１０３ａ、１０４ａ 十字スリット
１１１、１１２ 楕円偏波パターン
１０５、１０６ 給電線路
２０７、２０８ 位相制御回路
３０７、３０８ 冗長経路
４０７、４０８ スタブ

Claims (11)

1. 楕円偏波を放射する第１のアンテナ素子と、
   前記第１のアンテナ素子によって放射される楕円偏波と旋回方向が同一であり長軸方向が異なる楕円偏波を放射する第２のアンテナ素子とを備え、
   前記第１及び第２のアンテナ素子は、利得周波数特性において利得最大となる周波数（以下、ピーク周波数と呼ぶ）が互いに異なる、アレイアンテナ。
2. 前記第１及び第２のアンテナ素子が放射する楕円偏波の長軸方向のなす角度が実質的に９０度である、請求項１に記載のアレイアンテナ。
3. 前記第１及び第２のアンテナ素子は、軸比の周波数特性において軸比最小となる周波数が互いに異なる、請求項１又は２に記載のアレイアンテナ。
4. 前記第１及び第２のアンテナ素子は、軸比の周波数特性において軸比が所定値以下となる周波数領域が、互いに重複する周波数領域を持ちながら異なる周波数領域をカバーするように設計されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアレイアンテナ。
5. 前記第１及び第２のアンテナ素子の各々は、２つの長方形スリットを交差させてなる十字型のスリットが形成された導体板を備え、
   各十字型スリットは、前記２つの長方形スロットの長手方向の長さが互いに異なり、前記２つの長方形スリットの短手方向の長さも互いに異なる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアレイアンテナ。
6. 前記第１及び第２のアンテナ素子の同時刻における放射電界方向を実質的に同一とするために、前記第１及び第２のアンテナ素子に対する給電位相に位相差を生じさせる手段をさらに備える請求項１〜５のいずれか１項に記載のアレイアンテナ。
7. 前記第１のアンテナ素子に接続される第１の給電線路と、
   前記第２のアンテナ素子に接続される第２の給電線路と、
   前記第１及び第２の給電線路の少なくとも一方に配置され、前記第１及び第２のアンテナ素子に給電される電力間に位相差を生じさせる回路と、
   をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアレイアンテナ。
8. 前記第１のアンテナ素子に接続された第１の給電線路と、
   前記第２のアンテナ素子に接続され、前記第１の給電線路と長さが異なることで前記第１及び第２のアンテナ素子に給電される電力間に位相差を生じさせる第２の給電線路と、
   をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアレイアンテナ。
9. 前記第１のアンテナ素子に接続され、先端が開放端とされた第１のスタブを有する第１の給電線路と、
   前記第２のアンテナ素子に接続され、先端が開放端とされ前記第１のスタブとは長さ又は幅のうち少なくとも一方が異なる第２のスタブを有する第２の給電線路と、
   をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアレイアンテナ。
10. 前記第１及び第２のアンテナ素子は、各々の前記ピーク周波数における最大利得値Ｇ＿ｍａｘが実質的に同一となるよう設計され、
    前記第２のアンテナ素子の前記ピーク周波数は、前記第１のアンテナ素子の前記ピーク周波数に比べて高周波数側に存在し、
    前記第１及び第２のアンテナ素子の利得周波数特性は、前記第１のアンテナ素子の前記ピーク周波数と前記第２のアンテナ素子の前記ピーク周波数との間の所定の周波数帯域において互いの利得が等しくなる共通周波数を有し、
    前記共通周波数における前記第１及び第２のアンテナ素子の利得Ｇは、前記所定の周波数帯域において前記アレイアンテナの利得に許容される予め定められた変動幅を±δ（ただしδは正の値）とした場合に、以下の式を満足するように決定される、請求項１〜９のいずれか１項に記載のアレイアンテナ。
    Ｇ＿ｍａｘ−δ−３［ｄＢ］ ≦ Ｇ ≦ Ｇ＿ｍａｘ＋δ−３［ｄＢ］
11. 前記第１及び第２のアンテナ素子を対とするアンテナペアを複数備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のアレイアンテナ。

Images