JP2016213553A - 周波数共用導波管スロットアンテナ及びアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省スペースで互いに異なる２つの周波数帯域を共用することができるようにする。【解決手段】第１周波数帯域の電波を放射する複数のスロット素子が管軸に対して傾斜する方向に延びて形成された第１導波管と、前記第１周波数帯域よりも高い第２周波数帯域の電波を放射する複数のスロット素子が管軸に対して傾斜する方向に延びて形成された第２導波管と、をそれぞれ複数備え、複数の前記第１導波管は、管軸に直交する方向に所定のピッチで配列されており、複数の前記第２導波管は、隣り合う前記第１導波管同士の間に少なくとも１つ配置されるように、管軸に直交する方向に所定のピッチで配列されている周波数共用導波管スロットアンテナ。【選択図】図３

Description

本発明は、周波数共用導波管スロットアンテナ及びアンテナ装置に関する。

従来より、導波管を用いたスロットアンテナとして、複数のスロット素子が形成された導波管を管軸方向に直交する方向に複数並べて構成された導波管スロットアンテナが知られている（例えば特許文献１及び２参照）。

特開２０００−３６７１１号公報 特開２０１２−２０４９７５号公報

上記導波管スロットアンテナは、例えば緊急報道やスポーツ中継等で撮影された映像信号をヘリコプター等に搭載されたＦＰＵ（Field Pickup Unit）により中継して受信基地局に無線伝送するシステムにおいて、ＦＰＵのアンテナとして用いることが検討されている。
前記映像信号の伝送には、一般にＣＤバンド（Ｃバンド：６４２６〜６５７０ＭＨｚ，Ｄバンド：６８７３〜７１２５ＭＨｚ）、及びＥＦバンド（Ｅバンド：１０．２５１〜１０．４９９ＧＨｚ，Ｆバンド：１０．５５２〜１０．６７８ＧＨｚ）を使用周波数帯域とするＦＰＵが用いられる。

そこで、このような導波管スロットアンテナを実現するために、図１６に示すように、ＣＤバンドの電波を放射する第１スロット素子１０１が形成された複数の第１導波管１０２と、ＥＦバンドの電波を放射する第２スロット素子１０３が形成された複数の第２導波管１０４とを組み合わせて一体化することが考えらえる。
しかし、このような導波管スロットアンテナでは、複数の第１導波管１０２の上方に複数の第２導波管１０４を積み重ねているため、広い設置スペースを確保しなければならないという問題がある。特に、ヘリコプター等の限られたスペースにアンテナを設置しなければならない場合には、上記の問題はより深刻となる。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、省スペースで互いに異なる２つの周波数帯域を共用することができる周波数共用導波管スロットアンテナ及びアンテナ装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様に係る周波数共用導波管スロットアンテナは、第１周波数帯域の電波を放射する複数のスロット素子が管軸に対して傾斜する方向に延びて形成された第１導波管と、前記第１周波数帯域よりも高い第２周波数帯域の電波を放射する複数のスロット素子が管軸に対して傾斜する方向に延びて形成された第２導波管と、をそれぞれ複数備え、複数の前記第１導波管は、管軸に直交する方向に所定のピッチで配列されており、複数の前記第２導波管は、隣り合う前記第１導波管同士の間に少なくとも１つ配置されるように、管軸に直交する方向に所定のピッチで配列されている周波数共用導波管スロットアンテナである。

本発明の一態様に係るアンテナ装置は、収納容器と、前記収納容器に収納される上記周波数共用導波管スロットアンテナと、を備えるである。

本発明によれば、省スペースで互いに異なる２つの周波数帯域を共用することができる。

本発明の第１実施形態に係るアンテナ装置を備えた無線中継伝送システムの構成を示すブロック図である。 アンテナ装置を示す一部断面斜視図である。 周波数共用導波管スロットアンテナを正面側から見た斜視図である。 周波数共用導波管スロットアンテナを背面側から見た斜視図である。 周波数共用導波管スロットアンテナの正面図である。 周波数共用導波管スロットアンテナの断面図である。 第２給電路部を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナの正面図である。 第２実施形態の周波数共用導波管スロットアンテナの断面図である。 本発明の第３実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナの断面図である。 本発明の第４実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナの正面図である。 本発明の第５実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナの正面図である。 本発明の第６実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナの断面図である。 本発明の第７実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナの断面図である。 本発明の第８実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナの断面図である。 従来の周波数共用導波管スロットアンテナの斜視図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明の実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナは、第１周波数帯域の電波を放射する複数のスロット素子が管軸に対して傾斜する方向に延びて形成された第１導波管と、前記第１周波数帯域よりも高い第２周波数帯域の電波を放射する複数のスロット素子が管軸に対して傾斜する方向に延びて形成された第２導波管と、をそれぞれ複数備え、複数の前記第１導波管は、管軸に直交する方向に所定のピッチで配列されており、複数の前記第２導波管は、隣り合う前記第１導波管同士の間に少なくとも１つ配置されるように、管軸に直交する方向に所定のピッチで配列されている。

上記周波数共用導波管スロットアンテナによれば、複数の第１導波管は管軸方向に配列され、複数の第２導波管は、隣り合う第１導波管の間に少なくとも１つ配置されるように管軸方向に配列されている。このため、第１周波数帯域の電波を放射する複数の第１導波管と、第１周波数帯域よりも高い第２周波数帯域の電波を放射する複数の第２導波管とを、管軸に直交する方向にコンパクトに配列することができる。したがって、省スペースで互いに異なる２つの周波数帯域を共用することができる。

（２）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、複数の前記第１導波管及び複数の前記第２導波管は、次式の関係を満たすように配列されているのが好ましい。
Ｐ１／λ_１＜Ｐ２／λ_２
Ｐ１：隣り合う第１導波管同士の間のピッチ
Ｐ２：隣り合う第２導波管同士の間のピッチ
λ_１：第１周波数帯域における最大周波数の自由空間波長
λ_２：第２周波数帯域における最大周波数の自由空間波長
この場合、上式を満たしていれば、上記ピッチＰ１及びＰ２を自由に設定することができるので、第１導波管及び第２導波管の各配列の自由度を高めることができる。

（３）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、隣り合う前記第１導波管同士の間のピッチ、及び隣り合う前記第２導波管同士の間のピッチが、前記第２周波数帯域における最大周波数の自由空間波長の長さ以下であるのが好ましい。
この場合、第２導波管から不要な方向に第２周波数帯域の電波が放射されるグレーティングローブの発生を抑制することができる。

（４）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、隣り合う前記第１導波管同士の間のピッチと、隣り合う前記第２導波管同士の間のピッチとが同一であるのが好ましい。
この場合、周波数共用導波管スロットアンテナを容易に製作することができる。

（５）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、隣り合う前記第１導波管同士の間のピッチと、隣り合う前記第２導波管同士の間のピッチとが異なっていてもよい。
この場合、第１導波管及び第２導波管の各配列の自由度を高めることができる。

（６）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、隣り合う前記第１導波管と前記第２導波管との間には隙間が形成されているのが好ましい。
この場合、隣り合う第１導波管及び第２導波管の対向する壁面同士の間に隙間が形成されるため、例えばこれらの壁面にスロット素子の一部を形成することができる。したがって、隣り合う第１導波管及び第２導波管にそれぞれ形成されるスロット素子の設計自由度を高めることができる。

（７）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、隣り合う前記第１導波管と前記第２導波管とが一体に形成されているのが好ましい。
この場合、周波数共用導波管スロットアンテナを容易に製作することができる。

（８）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、前記第１導波管及び前記第２導波管は、互いに管軸方向の長さが同一寸法に設定されているのが好ましい。
この場合、第１導波管及び第２導波管の互いの管軸方向の長さ寸法が異なる場合に比べて、周波数共用導波管スロットアンテナ全体の強度を高めることができる。

（９）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、前記第２導波管は、その管内における第２導波路の管軸方向の長さを前記第１導波管内における第１導波路の管軸方向の長さよりも短くするための短絡壁を有するのが好ましい。
この場合、第１導波管及び第２導波管の管軸方向の長さを同一寸法としたまま、短絡壁によって第２導波路を第１導波路よりも短くすることができる。したがって、第２導波管を製作するときに第２導波管を第２導波路の長さに合わせて切断する加工が不要になるので、周波数共用導波管スロットアンテナを容易に製作することができる。

（１０）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、前記第２導波管の管軸方向の長さは、前記第１導波管の管軸方向の長さよりも短く設定されていてもよい。
この場合、周波数共用導波管スロットアンテナを軽量化することができるとともに、安価に製作することができる。

（１１）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、前記第２導波管は、その管内における第２導波路の管軸方向の中心線が前記第１導波管内における第１導波路の管軸方向の中心線よりも管軸方向に偏倚するように配置されているのが好ましい。
この場合、第１導波路の給電位置、及び第２導波路の給電位置がそれぞれ管軸方向の中心部に設定されていても、これらの各給電位置に接続される給電路部（例えば給電導波管等）同士が干渉し合うのを抑制することができる。これにより、各導波管の給電位置の設定自由度を高めることができる。
また、第２導波路の上記中心線と第１導波路の上記中心線との管軸方向の偏倚長さを調整することで、アンテナ全体の重量バランスも調整することができる。

（１２）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、前記第２導波管の管軸方向の長さは、前記第１導波管の管軸方向の長さよりも短く設定されており、前記第２導波管は、前記第１導波管の管軸方向の長さ範囲内に配置されているのが好ましい。
この場合、第１導波管及び第２導波管を管軸方向にコンパクトに配置することができる。

（１３）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、前記第１導波管及び前記第２導波管の少なくとも一方の導波管は、当該一方の導波管に奇数個形成された前記スロット素子を有するとともに、管軸方向の中心から管軸方向に偏倚した位置に給電点を有し、前記一方の導波管は、その給電点が他方の導波管の給電点に対して管軸方向に偏倚するように配置されているのが好ましい。
この場合、第１導波管及び第２導波管の一方の導波管は、その給電点が他方の導波管の給電点に対して管軸方向に偏倚するように配置されているため、第１導波管の給電点及び第２導波管の給電点にそれぞれ接続される給電路部同士が互いに干渉するのを抑制しつつ、第１導波管及び第２導波管を管軸方向にコンパクトに配置することができる。

（１４）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、前記第２導波管の個数が、前記第１導波管の個数よりも多いのが好ましい。
この場合、第２導波管から放射される第２周波数帯域の電波の利得を向上させることができるので、高周波数帯域である第２周波数帯域の電波の伝達距離を長くすることができる。

（１５）前記の周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、管軸に直交する方向の両端にそれぞれ前記第２導波管が配置されているのが好ましい。
この場合、管軸に直交する方向の両端に配置された第２導波管同士の間が広がるので、第２導波管から放射される第２周波数帯域の電波の利得を向上させることができる。これにより、高周波数帯域である第２周波数帯域の電波の伝達距離をさらに長くすることができる。

（１６）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、前記第２導波管の管軸方向の長さは、前記第１導波管の管軸方向の長さよりも短く設定されており、前記第２導波管の管軸方向一端は前記第１導波管の管軸方向一端よりも管軸方向内側に配置され、前記第２導波管の管軸方向他端は前記第１導波管の管軸方向他端よりも管軸方向内側に配置されているのが好ましい。
この場合、管軸に直交する方向の両端にそれぞれ配置された第２導波管の管軸方向両端部が他部材と干渉するのを抑制することができる。したがって、これらの第２導波管の管軸方向両端部を面取り加工する必要がないので、周波数共用導波管スロットアンテナを容易に製作することができる。

（１７）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、隣り合う前記第１導波管同士の間に前記第２導波管が２つ以上配置されているのが好ましい。
この場合、隣り合う第２導波管同士の隙間が狭い場合でも、隣り合う第１導波管の間に２つ以上の第２導波管を配置することで、複数の第１導波管と複数の第２導波管とを管軸に直交する方向にコンパクトに配列することができる。

（１８）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、前記第２導波管の第２スロットの個数が、前記第１導波管の第１スロットの個数よりも多いのが好ましい。
この場合、第２導波管から放射される第２周波数帯域の電波の利得を向上させることができるので、高周波数帯域である第２周波数帯域の電波の伝達距離を長くすることができる。

（１９）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、前記第２導波管は、その電波放射方向の前端面が前記第１導波管の電波放射方向の前端面よりも電波放射方向前方に位置するように配置されていてもよい。
この場合、第２導波管のスロット素子から高周波数帯域である第２周波数帯域の電波を放射するときに、第１導波管の影響を受けにくくすることができる。

（２０）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、前記第２導波管は、その電波放射方向の前端面が前記第１導波管の電波放射方向の前端面よりも電波放射方向後方に位置するように配置されているのが好ましい。
この場合、第２導波管のスロット素子から第２周波数帯域の電波を放射したたきに、その第２導波管の近くに配置された第１導波管を、前記電波のビーム幅が広がるのを抑制するサブレフレクタとして機能させることができる。したがって、第２導波管から不要な方向に第２周波数帯域の電波が放射されるグレーティングローブの発生を効果的に抑制することができる。

（２１）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、前記第２導波管の電波放射方向の長さは、前記第１導波管の電波放射方向の長さ以下に設定されており、前記第２導波管は、前記第１導波管の電波放射方向の長さ範囲内に配置されているのが好ましい。
この場合、第２導波管の電波放射方向両端は第１導波管の電波放射方向両端よりも電波放射方向外側に突出しないので、第１導波管及び第２導波管を電波放射方向にコンパクトに配置することができる。

（２２）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、前記第２導波管は、その電波放射方向の後端面が前記第１導波管の電波放射方向の後端面と面一となるように配置されているのが好ましい。
この場合、隣り合う第１導波管の前記後端面同士を給電路部により接続するときに、その給電路部が当該隣り合う第１導波管同士の間に位置する第２導波管と干渉するのを防止することができる。同様に、隣り合う第２導波管の前記後端面同士を給電路部により接続するときに、その給電路部が当該隣り合う第２導波管同士の間に位置する第１導波管と干渉するのを防止することができる。

（２３）前記周波数共用導波管スロットアンテナにおいて、前記第１導波管及び前記第２導波管のうち、一方の導波管における電波放射方向の後端面が他方の導波管における電波放射方向の後端面よりも電波放射方向前方に配置されており、前記一方の導波管の前記後端面から前記他方の導波管の前記後端面よりも電波放射方向後方に延びて形成され、前記一方の導波管に給電するための給電接続部をさらに備えていてもよい。
この場合、給電接続部を隣り合う一方の導波管の後端面同士を接続する給電路部の一部として使用することで、隣り合う一方の導波管同士の間に配置されている前記他方の導波管と給電路部とが干渉するのを防止することができる。

（２４）本発明の実施形態に係るアンテナ装置は、収納容器と、前記収納容器に収納される上記周波数共用導波管スロットアンテナと、を備える。
この場合、収納スペースが狭い収納容器であっても、互いに異なる２つの周波数帯域を共用する周波数共用導波管スロットアンテナを収納することができる。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
＜無線中継伝送システム＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るアンテナ装置を備えた無線中継伝送システムの構成を示すブロック図である。
この無線中継伝送システム１は、例えばヘリコプター等の航空機に搭載されるものであり、２つのＦＰＵ（Field Pickup Unit）２，３と、周波数共用器４と、ダイプレクサ５と、アンテナ装置６とを備えている。

ＦＰＵ２は、例えば第１周波数帯域のＣＤバンド（Ｃバンド：６４２６〜６５７０ＭＨｚ，Ｄバンド：６８７３〜７１２５ＭＨｚ）の無線信号を中継するものである。ＦＰＵ３は、例えば第１周波数帯域よりも高い第２周波数帯域のＥＦバンド（Ｅバンド：１０．２５１〜１０．４９９ＧＨｚ，Ｆバンド：１０．５５２〜１０．６７８ＧＨｚ）の無線信号を中継するものである。これらのＦＰＵ２，３は、周波数共用器４に接続されている。
なお、第１周波数帯域及び第２周波数帯域は、それぞれＣＤバンド及びＥＦバンドに設定されているが、第２周波数帯域が第１周波数帯域よりも高ければ、それぞれ任意の周波数帯域に設定しても良い。

周波数共用器４は、ＣＤバンドの無線信号とＥＦバンドの無性信号を合成又は分波する機能を有しており、ダイプレクサ５に接続されている。
ダイプレクサ５は、例えば、ＣＤバンドの第１周波数帯域を通過させるローパスフィルタ（Low-pass filter；ＬＰＦ）と、ＥＦバンドの第２周波数帯域を通過させるハイパスフィルタ（High-pass filter；ＨＰＦ）とを有している。ダイプレクサ５は、アンテナ装置６に接続されており、ＬＰＦとＨＰＦとを接続することでＣＤバンドの第１周波数帯域とＥＦバンドの第２周波数帯域における各無線信号の送受信を行うアンテナ共用器として機能する。なお、ダイプレクサ５は、ＬＰＦとＨＰＦとにより構成されているが、バンドパスフィルタ（Band-pass filter；ＢＰＦ）を組み合わせて構成されていても良い。

＜アンテナ装置＞
図２は、アンテナ装置６を示す一部断面斜視図である。
アンテナ装置６は、レドーム（収納容器）７と、このレドーム７内に収納された周波数共用導波管スロットアンテナ８と、この周波数共用導波管スロットアンテナ８をレドーム内７において回転移動可能に支持する支持機構９とを備えている。
レドーム７は、例えば航空機の胴体の下面に取り付けられる。このため、レドーム７の外形は、航空機の飛行中の受風荷重を低減するように曲面状に形成されている。本実施形態のレドーム７は例えば球状に形成されている。

支持機構９は、レドーム７の内周面の真上においてＹ軸回りに回転可能に支持された第１回転軸９１と、この第１回転軸９１に固定された門型の支持部材９２と、この支持部材９２に対してＸ軸回りに回転可能に支持された一対の第２回転軸９３とを備えている。第２回転軸９３には、周波数共用導波管スロットアンテナ８（以下、単にアンテナともいう）のＹ軸方向の中心部が一体回転可能に取り付けられている。これにより、第１回転軸９１及び第２回転軸９３をそれぞれ回転させてアンテナ８を回転移動させることにより、アンテナ８の電波放射方向を所望の方向に向けることができる。

なお、アンテナ８は、上記２軸（第１回転軸９１及び第２回転軸９３）のうち少なくとも１軸に対して回転移動可能に支持されていれば良い。また、アンテナ８は、Ｙ軸方向の中心部を中心に回転移動可能に支持されているが、上記中心部以外の点を中心として回転移動可能に支持したり、揺動移動可能に支持したりしても良い。

＜周波数共用導波管スロットアンテナ＞
図３は、周波数共用導波管スロットアンテナ８を正面側から見た斜視図である。また、図４は、周波数共用導波管スロットアンテナ８を背面側から見た斜視図である。
図３及び図４に示すように、本実施形態のアンテナ８は、複数（ここでは６つ）の第１導波管１０と、複数（ここでは６つ）の第２導波管２０と、第１導波管１０に給電するための第１給電路部３０と、第２導波管２０に給電するための第２給電路部４０とを備えている。

複数の第１導波管１０は、管軸に直交する方向（Ｙ軸方向）に所定のピッチで配列されている。各第１導波管１０は、断面矩形状に形成されており、上記第１周波数帯域の電波を放射する複数かつ奇数個（ここでは７つ）の第１スロット素子１３ａ〜１３ｇを有している。
各第１スロット素子１３ａ〜１３ｇは、第１導波管１０の一方の狭壁面１１Ａにおいて管軸に対して傾斜する方向に延びて形成されている。また、各第１スロット素子１３ａ〜１３ｇの長手方向両端部は、第１導波管１０の広壁面１２の一部を切り欠いて形成されている。

各第１導波管１０は、その管軸方向両端部にそれぞれ設けられた終端壁１７により短絡されている。これにより、各第１導波管１０の管内には、管軸方向の全長にわたって中空の第１導波路１４（図６参照）が形成されている。

複数の第２導波管２０は、隣り合う第１導波管１０同士の間に１つずつ配置されるように、管軸に直交する方向（以下、管軸直交方向ともいう）に所定のピッチで配列されている。本実施形態では、複数の第１導波管１０及び複数の第２導波管２０は互いに同一のピッチで配列されている。各第２導波管２０は、上記第２周波数帯域の電波を放射する複数かつ奇数個（ここでは７つ）の第２スロット素子２３ａ〜２３ｇを有している。
各第２スロット素子２３ａ〜２３ｇは、第２導波管２０の一方の狭壁面２１Ａにおいて管軸に対して傾斜する方向に延びて形成されている。また、各第２スロット素子２３ａ〜２３ｇの長手方向両端部は、第２導波管２０の広壁面２２の一部を切り欠いて形成されている。

各第２導波管２０は、その管軸方向両端部にそれぞれ設けられた終端壁２７により短絡されている。これにより、各第２導波管２０の管内には、管軸方向の全長にわたって中空の第２導波路２４（図６参照）が形成されている。

隣り合う第１導波管１０と第２導波管２０との間には所定の隙間Ｓが形成されている。これにより、隣り合う第１及び第２導波管１０，２０の互いに対向する壁面である広壁面１２，２２のうち、一方の広壁面１２（２２）に形成されたスロット素子１３ａ〜１３ｇ（２３ａ〜２３ｇ）の長手方向一端部が、他方の広壁面２２（１２）によって塞がれるのを防止している。

なお、本実施形態では、第１導波管１０及び第２導波管２０のスロット素子はそれぞれ広壁面を切り欠いて形成されているが、一方の導波管のスロット素子のみが広壁面を切り欠いて形成されていても良い。また、第１導波管１０及び第２導波管２０のスロット素子の個数は奇数個であるが、偶数個であっても良い。

複数の第１導波管１０及び複数の第２導波管２０は、例えばアルミニウム（Ａ６０６３）材を押し出し成形することによって一体に形成されている。このため、隣り合う第１導波管１０と第２導波管２０とは連結部５０（図５も参照）によって互いに連結されている。本実施形態の連結部５０は、例えば平板部材からなり、第２導波管２０の管軸方向の長さＬ２と同一長さに形成されている。

図５は、周波数共用導波管スロットアンテナ８の正面図である。
図５に示すように、本実施形態では、第２導波管２０の管軸方向の長さＬ２は、第１導波管１０の管軸方向の長さＬ１よりも短く設定されており、第２導波管２０は、第１導波管１０の長さＬ１の範囲内に配置されている。
また、第２導波管２０は、第２導波路２４の管軸方向の中心線Ｃ２が、第１導波管１０における第１導波路１４の管軸方向の中心線Ｃ１よりも管軸方向（図中の右側）に偏倚するように配置されている。

第１導波管１０及び第２導波管２０は、第１導波管１０の給電位置である第１給電点１５と第２導波管の給電位置である第２給電点２５とが互いに管軸方向の逆側に偏倚するように配置されている。
具体的には、第１導波管１０は、その管軸方向の中心線（＝第１導波路の中心線Ｃ１）から管軸方向の一方側（図中の左側）に偏倚した位置に第１給電点１５を有する。本実施形態における第１給電点１５は、第１スロット素子１３ｃと、これと隣り合う第１スロット素子１３ｄとの間に位置している。

第２導波管２０は、その管軸方向の中心線（＝第２導波路の中心線Ｃ２）から管軸方向の他方側（図中の右側）に偏倚した位置に第２給電点２５を有する。本実施形態における第２給電点２５は、第２スロット素子２３ｄと、これと隣り合う第２スロット素子２３ｅとの間に位置している。
なお、本実施形態では、第１スロット素子１３ａ〜１３ｇ及び第２スロット素子２３ａ〜２３ｇは、いずれも奇数個形成されているが、いずれか一方のスロット素子のみが奇数個形成され、他方のスロット素子は偶数個形成されていても良い。この場合、奇数個のスロット素子が形成された導波管は、その給電点が偶数個のスロット素子が形成された導波管の給電点に対して管軸方向に偏倚するように配置すれば良い。

複数の第１導波管１０及び複数の第２導波管２０は、下記式（１）の関係を満たすように配列されている。
Ｐ１／λ_１＜Ｐ２／λ_２ ・・・（１）
Ｐ１：隣り合う第１導波管１０同士の間のピッチ
Ｐ２：隣り合う第２導波管２０同士の間のピッチ
λ_１：第１周波数帯域における最大周波数（７１２５ＭＨｚ）の自由空間波長
λ_２：第２周波数帯域における最大周波数（１０．６７８ＧＨｚ）の自由空間波長

本実施形態では、前記ピッチＰ１及びＰ２が、第２周波数帯域における最大周波数の自由空間波長λ_２以下であって且つ互いに同一寸法となるように、各導波管１０，２０の寸法等が設定されている。
具体的には、第１導波管１０の管軸直交方向の外幅Ｄ１は９ｍｍ（内幅７ｍｍ，肉厚１ｍｍ）に設定され、第２導波管２０の管軸直交方向の外幅Ｄ２は８ｍｍ（内幅６ｍｍ，肉厚１ｍｍ）に設定されている。また、隣り合う第１導波管１０と第２導波管２０との間の隙間Ｓは４ｍｍに設定されている。これにより、隣り合う第１導波管１０間のピッチＰ１、及び隣り合う第２導波管２０間のピッチＰ２は、いずれも同一寸法の２５ｍｍ（＝０．５５λ_１＝０．９λ_２）であって、且つ前記自由空間波長λ_２以下に設定されている。
なお、本実施形態のλ_１及びλ_２は、第１及び第２周波数帯域における最大周波数の自由空間波長とされているが、第１及び第２周波数帯域における中心周波数の自由空間波長としても良い。但し、λ_２は、グレーディングローブの抑圧特性を向上させるという観点では、第２周波数帯域における最大周波数の自由空間波長とされているのが望ましい。

図６は、周波数共用導波管スロットアンテナ８の断面図である。
第２導波管２０は、その電波放射方向（Ｚ軸方向）の前端面である狭壁面２１Ａが第１導波管１０の電波放射方向の前端面である狭壁面１１Ａよりも電波放射方向前方に位置するように配置されている。
また、第２導波管２０は、その電波放射方向の後端面である狭壁面２１Ｂが第１導波管１０の電波放射方向の後端面である狭壁面１１Ｂよりも電波放射方向前方に位置するように配置されている。

なお、本実施形態の第１及び第２導波管１０，２０は、第２導波管２０の狭壁面２１Ｂが第１導波管１０の狭壁面１１Ｂよりも電波放射方向前方に位置するように配置されているが、第２導波管２０の狭壁面２１Ｂが第１導波管１０の狭壁面１１Ｂがよりも電波放射方向後方に位置するように配置されていても良い。

＜給電路部＞
図４において、第１給電路部３０は、各第１導波管１０にそれぞれ電力を供給するものであり、アンテナ８の電波放射方向の後側（図中の上側）に配置されている。第１給電路部３０は、例えば断面矩形状の導波管からなり、第１導波管１０の管軸直交方向に延びる給電路本体部３１と、この給電路本体部３１に電力を入力するための給電入力部３２とを有している。
なお、第１給電路部３０は、導波管以外に、分配回路や同軸ケーブルによって構成されていても良い。

図６において、第１給電路部３０の給電路本体部３１は、各第１導波管１０の電波放射方向の後端面である狭壁面１１Ｂに沿って配置された状態で各第１導波管１０に固定されている。給電路本体部３１は、各第１導波管１０の狭壁面１１Ｂとの接触部に出力口３１ａが形成されている。また、各第１導波管１０の狭壁面１１Ｂには、給電路本体部３１の各出力口３１ａに対応する位置に給電口１６が形成されている。この給電口１６の中心点が上記第１給電点１５とされている。

給電路本体部３１の長手方向（Ｙ軸方向）の中央部には入力口３１ｂが形成されている。給電路本体部３１の入力口３１ｂには給電入力部３２の一方の開口端が接続され、給電入力部３２の他方の開口端は上述のダイプレクサ５側に接続されている。入力口３１ｂの中心点は、給電路本体部３１に電力が入力される第１給電入力点３４とされている。
これにより、給電入力部３２から給電路本体部３１の入力口３１ｂ、出力口３１ａ、第１導波管１０の給電口１６を経て、各第１導波管１０に電力が給電される。

図４において、第２給電路部４０は、各第２導波管２０にそれぞれ電力を供給するものであり、アンテナ８の電波放射方向の後側（図中の上側）に配置されている。第２給電路部４０は、例えば断面矩形状の導波管からなり、第２導波管２０の管軸直交方向に延びる給電路本体部４１と、この給電路本体部４１に電力を入力するための給電入力部４２と、給電路本体部４１から分岐した複数（ここでは６つ）の給電接続部４３とを有している。
なお、第２給電路部４０は、導波管以外に、分配回路や同軸ケーブルによって構成されていても良い。

図７は、第２給電路部４０を示す断面図である。
第２給電路部４０の給電接続部４３は、その一端が各第２導波管２０の電波放射方向の後端面である狭壁面２１Ｂに接続されており、その狭壁面２１Ｂから第１導波管１０の狭壁面１１Ｂよりも電波放射方向後方に延びて形成されている。各第２導波管２０の狭壁面２１Ｂには、給電接続部４３に対応する位置に給電口２６が形成されている。この給電口２６の中心点が上記第２給電点２５とされている。

給電接続部４３の他端には給電路本体部４１が接続されている。給電路本体部４１は、各給電接続部４３との接続部に出力口４１ａが形成されている。
また、給電路本体部４１の長手方向（Ｙ軸方向）の中央部には入力口４１ｂが形成されている。

給電路本体部４１の入力口４１ｂには給電入力部４２の一方の開口端が接続され、給電入力部４２の他方の開口端は上述のダイプレクサ５側に接続されている。入力口４１ｂの中心点は、給電路本体部４１に電力が入力される第２給電入力点４４とされている。
これにより、給電入力部４２から給電路本体部４１の入力口４１ｂ、出力口４１ａ、給電接続部４３、第２導波管２０の給電口２６を経て、各第２導波管２０に電力が給電される。

＜スロット素子＞
図５において、第１導波管１０の第１給電点１５を挟んで管軸方向に隣り合う第１スロット素子１３ｃ及び１３ｄは、第１給電点１５からそれぞれ同一長さ離れた位置で同じ方向に傾斜している。具体的には、各第１スロット素子１３ｃ，１３ｄは、第１給電点１５からそれぞれλ_ｇ１／４離れた位置を中心として、第１導波管１０の管軸Ｘ１に対して所定角度θ（本実施形態では４０度）だけ傾斜している。ここで、λ_ｇ１は第１周波数帯域（ＣＤバンド）における中心周波数の管内波長である。

前記第１スロット素子１３ｃよりも管軸方向一方側（図中の左側）の第１スロット素子１３ａ，１３ｂは、管軸方向に所定長さ（λ_ｇ１／２）毎に、交互に逆方向に傾斜角度θだけ傾斜するように配置されている。また、前記第１スロット素子１３ｄよりも管軸方向他方側（図中の右側）の第１スロット素子１３ｅ〜１３ｇは、管軸方向一方側と同様に、管軸方向に所定長さ（λ_ｇ１／２）毎に、交互に逆方向に傾斜角度θだけ傾斜するように配置されている。

第１給電入力点３４を挟んで管軸直交方向に隣り合う第１導波管１０Ｃ及び１０Ｄは、各第１給電点１５において相互に同位相で給電される。このため、一方の第１導波管１０Ｃの第１スロット素子１３ａ〜１３ｇと、他方の第１導波管１０Ｄの第１スロット素子１３ａ〜１３ｇとは、それぞれ同じ方向に傾斜している。

第１給電入力点３４よりも管軸直交方向の一方側（図中の上側）に配置された第１導波管１０Ａ〜１０Ｃは、各第１給電点１５において相互に逆位相で給電される。このため、隣り合う第１導波管１０Ａ及び１０Ｂ（１０Ｂ及び１０Ｃ）のうち、一方の第１導波管の第１スロット素子１３ａ〜１３ｇと、他方の第１導波管の第１スロット素子１３ａ〜１３ｇとは、それぞれ相互に逆方向に傾斜している。

同様に、第１給電入力点３４よりも管軸直交方向の他方側（図中の下側）に配置された第１導波管１０Ｄ〜１０Ｆは、各第１給電点１５において相互に逆位相で給電される。このため、隣り合う第１導波管１０Ｄ及び１０Ｅ（１０Ｅ及び１０Ｆ）のうち、一方の第１導波管の第１スロット素子１３ａ〜１３ｇと、他方の第１導波管の第１スロット素子１３ａ〜１３ｇとは、それぞれ相互に逆方向に傾斜している。

第２導波管２０の第２給電点２５を挟んで管軸方向に隣り合う第２スロット素子２３ｄ及び２３ｅは、第２給電点２５からそれぞれ同一長さ離れた位置で同じ方向に傾斜している。具体的には、各第２スロット素子２３ｄ，２３ｅは、第２給電点２５からそれぞれλ_ｇ２／４離れた位置を中心として、第２導波管２０の管軸Ｘ２に対して上記角度θだけ傾斜している。ここで、λ_ｇ２は第２周波数帯域（ＥＦバンド）における中心周波数の管内波長である。

前記第２スロット素子２３ｄよりも管軸方向一方側（図中の左側）の第２スロット素子２３ａ〜２３ｃは、管軸方向に所定長さ（λ_ｇ２／２）毎に、交互に逆方向に傾斜角度θだけ傾斜するように配置されている。また、前記第２スロット素子２３ｅよりも管軸方向他方側（図中の右側）の第２スロット素子２３ｆ，２３ｇは、管軸方向一方側と同様に、管軸方向に所定長さ（λ_ｇ２／２）毎に、交互に逆方向に傾斜角度θだけ傾斜するように配置されている。

第２給電入力点４４を挟んで管軸直交方向に隣り合う第２導波管２０Ｃ及び２０Ｄは、各第２給電点２５において相互に同位相で給電される。このため、一方の第２導波管２０Ｃの第２スロット素子２３ａ〜２３ｇと、他方の第２導波管２０Ｄの第２スロット素子２３ａ〜２３ｇとは、それぞれ同じ方向に傾斜している。

第２給電入力点４４よりも管軸直交方向の一方側（図中の上側）に配置された第２導波管２０Ａ〜２０Ｃは、各第２給電点２５において相互に逆位相で給電される。このため、隣り合う第２導波管２０Ａ及び２０Ｂ（２０Ｂ及び２０Ｃ）のうち、一方の第２導波管の第２スロット素子２３ａ〜２３ｇと、他方の第２導波管の第２スロット素子２３ａ〜２３ｇとは、それぞれ相互に逆方向に傾斜している。

同様に、第２給電入力点４４よりも管軸直交方向の他方側（図中の下側）に配置された第２導波管２０Ｄ〜２０Ｆは、各第２給電点２５において相互に逆位相で給電される。このため、隣り合う第２導波管２０Ｄ及び２０Ｅ（２０Ｅ及び２０Ｆ）のうち、一方の第２導波管の第２スロット素子２３ａ〜２３ｇと、他方の第２導波管の第２スロット素子２３ａ〜２３ｇとは、それぞれ相互に逆方向に傾斜している。
なお、本実施形態の第１及び第２給電路部３０，４０は導波管を用いているため、第１及び第２導波管１０，２０への給電が同位相になる場合と逆位相になる場合とがあるが、分配回路又は同軸ケーブルを用いる場合には、全ての第１及び第２導波管１０，２０に対して同位相で給電することが可能となる。
但し、同軸ケーブルから同軸導波管変換器を介して第１及び第２導波管１０，２０に給電する場合には、同軸導波管変換器の取付方向により給電の位相が変化する。このため、同軸導波管変換器を用いる場合には、本実施形態の場合と同様に、同位相で給電される導波管同士のスロット素子は同じ方向に傾斜し、逆位相で給電される導波管同士のスロット素子は逆方向に傾斜する。

＜作用効果＞
以上、本実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナ８によれば、複数の第１導波管１０は管軸方向に配列され、複数の第２導波管２０は、隣り合う第１導波管１０の間に１つずつ配置されるように管軸方向に配列されている。このため、ＣＤバンドの第１周波数帯域の電波を放射する複数の第１導波管１０と、ＥＦバンドの第２周波数帯域の電波を放射する複数の第２導波管２０とを、管軸直交方向にコンパクトに配列することができる。したがって、省スペースで互いに異なる２つの周波数帯域を共用することができる。

また、上記式（１）を満たしていれば、隣り合う第１導波管１０同士の間のピッチＰ１、及び隣り合う第２導波管２０同士の間のピッチＰ２を自由に設定することができるので、第１導波管１０及び第２導波管２０の各配列の自由度を高めることができる。
また、上記ピッチＰ１及びＰ２は、第２周波数帯域における最大周波数の自由空間波長λ_２以下に設定されているので、第２導波管２０から不要な方向に第２周波数帯域の電波が放射されるグレーティングローブの発生を効果的に抑制することができる。

また、複数の第１導波管１０及び複数の第２導波管２０は、互いに同一のピッチで配列されているので、アンテナ８を容易に製作することができる。
また、隣り合う第１導波管１０と第２導波管２０との間には隙間Ｓが形成されているので、これらの第１及び第２導波管１０，２０の対向する広壁面１２及び２２同士の間に隙間が形成される。このため、これらの広壁面１２及び２２のうち一方の広壁面に形成されたスロット素子の長手方向一端部が、他方の広壁面によって塞がれるのを防止することができる。したがって、隣り合う第１導波管１０及び第２導波管２０にそれぞれ形成される第１及び第２スロット素子の設計自由度を高めることができる。

また、隣り合う第１導波管１０と第２導波管２０とが連結部５０により一体に形成されているので、アンテナ８を容易に製作することができる。
また、第２導波管２０の管軸方向の長さＬ２は、第１導波管１０の管軸方向の長さＬ１よりも短く設定されているので、アンテナ８を軽量化することができるとともに、安価に製作することができる。

また、第２導波管２０は、その管内における第２導波路２４の管軸方向の中心線Ｃ２が第１導波管１０内における第１導波路１４の管軸方向の中心線Ｃ１よりも管軸方向に偏倚するように配置されている。このため、第１導波路１０の給電位置（第１給電点１５）、及び第２導波路の給電位置（第２給電点２５）がそれぞれ管軸方向の中心部に設定されていても、これらの各給電位置に接続される給電路部３０及び４０同士が干渉し合うのを抑制することができる。これにより、各導波管１０，２０の給電位置の設定自由度を高めることができる。
また、第２導波路２４の中心線Ｃ２と第１導波路１４の中心線Ｃ１との管軸方向の偏倚長さを調整することで、アンテナ８全体の重量バランスも調整することができる。特に、アンテナ８を支持機構９により回転移動させて電波放射方向を所望の方向に向けた状態で使用する場合に、その回転移動させた使用状態でアンテナ８が保持されるように重量バランスを調整することで、安定した状態でアンテナ８を使用することができる。

また、第２導波管２０は、第１導波管１０の管軸方向の長さＬ１の範囲内に配置されているので、第１導波管１０及び第２導波管２０を管軸方向にコンパクトに配置することができる。
また、第１導波管１０及び第２導波管２０は、第１給電点１５と第２給電点２５とが互いに管軸方向の逆側に偏倚するように配置されているため、第１給電点１５及び第２給電点２５にそれぞれ接続される給電路部３０及び４０同士が互いに干渉するのを抑制しつつ、第１導波管１０及び第２導波管２０を管軸方向にコンパクトに配置することができる。

また、第２導波管２０は、その前端面（狭壁面２１Ａ）が第１導波管１０の前端面（狭壁面１１Ａ）よりも電波放射方向前方に位置するように配置されているので、第２導波管２０の第２スロット素子２３ａ〜２３ｇから高周波数帯域である第２周波数帯域の電波を放射するときに、第１導波管１０の影響を受けにくくすることができる。

また、隣り合う第２導波管２０の後端面（狭壁面２１Ｂ）同士は、給電接続部４３を介して給電路本体部４１に接続されるので、給電路本体部４１が隣り合う一方の第２導波管２０同士の間に配置されている第１導波管１０と干渉するのを防止することができる。
また、本実施形態のアンテナ装置６は、収納スペースが狭いレドーム７であっても、互いに異なる２つの周波数帯域を共用するアンテナ８を収納することができる。

［第２実施形態］
図８は、本発明の第２実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナ８の正面図である。また、図９は、その周波数共用導波管スロットアンテナ８の断面図である。
第２実施形態と第１実施形態とが主に相違する点は、第１導波管１０及び第２導波管２０の各個数が異なる点、及び第１導波管１０と第２導波管２０の電波放射方向の位置関係が異なる点である。

図８に示すように、第２実施形態のアンテナ８は、３つの第１導波管１０と、４つの第２導波管２０とを備えており、第２導波管２０の個数が第１導波管１０の個数よりも多くなっている。これにより、第２導波管２０から放射される第２周波数帯域の電波の利得を向上させることができるので、高周波数帯域である第２周波数帯域の電波の伝達距離を長くすることができる。

第２導波管２０の管軸方向の長さＬ２は、第１導波管１０の管軸方向の長さＬ１よりも短く設定されており、アンテナ８の管軸直交方向の両端にそれぞれ第２導波管２０Ａ及び２０Ｄが配置されている。
これにより、第２導波管２０Ａ及び２０Ｄ同士の間が広がるので、第２導波管２０から放射される第２周波数帯域の電波の利得を向上させることができ、高周波数帯域である第２周波数帯域の電波の伝達距離をさらに長くすることができる。

第２導波管２０の管軸方向一端（図中右端）は第１導波管１０の管軸方向一端（図中右端）よりも管軸方向内側（図中左側）に配置されており、第２導波管２０の管軸方向他端（図中左端）は第１導波管１０の管軸方向他端（図中左端）よりも管軸方向内側（図中右側）に配置されている。
これにより、管軸直交方向の両端に配置された第２導波管２０Ａ，２０Ｄの管軸方向両端部が、レドーム７の内周面や支持部材９２などの他部材と干渉するのを抑制することができる。したがって、第２導波管２０Ａ，２０Ｄの管軸方向両端部を面取り加工する必要がないので、アンテナ８を容易に製作することができる。

図９に示すように、第２導波管２０の電波放射方向の長さＤ２は、第１導波管２０の電波放射方向の長さＤ１よりも短く設定されており、第２導波管２０は、第１導波管１０の長さＤ１の範囲内に配置されている。
具体的には、第２導波管２０は、その電波放射方向の前端面である狭壁面２１Ａが第１導波管１０の電波放射方向の前端面である狭壁面１１Ａと面一となるように配置されている。また、第２導波管２０は、その電波放射方向の後端面である狭壁面２１Ｂが第１導波管１０の電波放射方向の後端面である狭壁面１１Ｂよりも電波放射方向前方に位置するように配置されている。

これにより、第２導波管２０の電波放射方向両端は第１導波管１０の電波放射方向両端よりも電波放射方向外側に突出しないので、第１導波管１０及び第２導波管２０を電波放射方向にコンパクトに配置することができる。
なお、第２導波管２０の電波放射方向の長さＤ２は、第１導波管２０の電波放射方向の長さＤ１と同一寸法に設定されていても良い。

本実施形態における第１給電路部３０の給電入力部３２は、第１導波管１０Ａと、これと隣り合う第１導波管１０Ｂとの間の中央部に配置されている。したがって、給電路本体部３１に電力が入力される第１給電入力点３４は、隣り合う第１導波管１０Ａ及び１０Ｂ同士の間の中央位置に配置されている（図８も参照）。

また、本実施形態における第２給電路部４０の給電入力部４２は、第２導波管２０Ｂと、これと隣り合う第２導波管２０Ｃとの間の中央部に配置されている。したがって、給電路本体部４１に電力が入力される第２給電入力点４４は、隣り合う第２導波管２０Ｂ及び２０Ｃ同士の間の中央位置に配置されている（図８も参照）。
なお、第２実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
図１０は、本発明の第３実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナ８の断面図である。
第３実施形態は、第２実施形態の変形例である。第３実施形態と第２実施形態とが主に相違する点は、第２導波管２０の個数が異なる点、第１導波管１０と第２導波管２０の電波放射方向の位置関係が異なる点、及び隣り合う第１導波管１０（第２導波管２０）間のピッチＰ１（Ｐ２）が異なる点である。

図１０に示すように、第３実施形態のアンテナ８は、３個の第１導波管１０と、２個の第２導波管２０とを備えており、第１導波管１０の個数が第２導波管２０の個数よりも多くなっている。このため、アンテナ８の管軸直交方向の両端にはそれぞれ第１導波管１０Ａ及び１０Ｃが配置され、２個の第２導波管２０Ａ及び２０Ｂは、いずれも隣り合う第１導波管１０同士の間に配置されている。

第２導波管２０は、その電波放射方向の前端面である狭壁面２１Ａが第１導波管１０の電波放射方向の前端面である狭壁面１１Ａよりも電波放射方向後方に位置するように配置されている。
また、第２導波管１０は、その電波放射方向の後端面である狭壁面２１Ｂが第１導波管１０の電波放射方向の後端面である狭壁面１１Ｂと面一となるように配置されている。

本実施形態の第２給電路部４０は、第２導波管２０の管軸直交方向に延びる給電路本体部４１と、この給電路本体部４１に電力を入力するための給電入力部４２とからなり、第１実施形態における複数の給電接続部４３（図７参照）を有していない。本実施形態の給電路本体部４１及び給電入力部４２は、第１給電路部３０の給電路本体部３１及び給電入力部３２と同様の構成であるため、説明を省略する。

本実施形態では、第１導波管１０の外幅Ｄ１及び第２導波管２０の外幅Ｄ２は、第１実施形態と同一寸法であるが、隣り合う第１導波管１０と第２導波管２０との間の隙間Ｓは６．５ｍｍに設定されている。これにより、隣り合う第１導波管１０間のピッチＰ１、及び隣り合う第２導波管２０間のピッチＰ２は、いずれも同一寸法の３０ｍｍ（＝１．１λ_２）であって、且つ上記自由空間波長λ_２よりも大きく設定されている。
なお、第３実施形態において説明を省略した点は、第２実施形態と同様である。

以上、第３実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナ８によれば、第２導波管１０の狭壁面２１Ｂは第１導波管１０の狭壁面１１Ｂと面一に配置されている。このため、隣り合う第２導波管２０の狭壁面２１Ｂ同士を第２給電路部４０の給電路本体部４１により接続するときに、その給電路本体部４１を当該隣り合う第２導波管２０同士の間に位置する第１導波管１０と干渉するのを防止することができる。したがって、第２給電路部４０は第１実施形態のように給電接続部４３が不要になるため、第２給電路部４０を軽量化することができるとともに、安価かつ容易に製作することができる。

また、隣り合う第２導波管２０間のピッチＰ２は、上記自由空間波長λ_２よりも大きい１．１λ_２に設定されているため、第２導波管２０から第２周波数帯域の電波を放射したときに、その電波が不要な方向に放射されるグレーティングローブが発生し易くなる。しかし、このような場合であっても、第２導波管２０の電波放射方向の前端面である狭壁面２１Ａは、第１導波管１０の狭壁面１１Ａよりも電波放射方向後方に配置されているので、第２導波管２０と隣り合う第１導波管１０の広壁面１２が、第２導波管２０から放射された電波のビーム幅Ｗが広がるのを抑制するサブレフレクタとして機能する。したがって、第２導波管２０から第２周波数帯域の電波を放射したときに、グレーティングローブの発生を効果的に抑制することができる。

［第４実施形態］
図１１は、本発明の第４実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナ８の正面図である。
第４実施形態は、第１実施形態の変形例である。第４実施形態と第１実施形態とが主に相違する点は、第２導波管２０の管軸方向の長さＬ２が異なる点である。

図１１に示すように、第４実施形態における第２導波管２０は、その図中右端部の終端壁２７が、第１導波管１０の図中右端部の終端壁１７と面一となるように配置されている。また、第２導波管２０は、その図中左端部の終端壁２７が第１導波管１０の図中左端部の終端壁１７と面一となるように、管軸方向に延びて形成されている。これにより、第２導波管２０の管軸方向の長さＬ２は、第１導波管１０の管軸方向の長さＬ１と同一寸法に設定されている。

第２導波管２０の管内には、図中の最も左側に位置する第２スロット素子２３ａのさらに左側に短絡壁２８が設けられている。これにより、第２導波管２０の管内には、短絡壁２８と管軸方向一端部（図中の右端部）の終端壁２７との間に中空の第２導波路２４が形成されている。したがって、本実施形態における第２導波路２４の管軸方向の長さＬ２’は、第１導波管１０内における第１導波路１４の管軸方向の長さＬ１’よりも短くなっている。
なお、第４実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。

以上、第４実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナ８によれば、第２導波管２０の管軸方向の長さＬ２は、第１導波管１０の管軸方向の長さＬ１と同一寸法に設定されているので、これらの長さＬ１及びＬ２が異なる長さに設定されている場合に比べて、アンテナ８全体の強度を高めることができる。

また、第２導波管２０の管内に短絡壁２８を設けているので、第１導波管１０及び第２導波管２０の管軸方向の長さＬ１及びＬ２を同一寸法としたまま、第２導波路２４を第１導波路１４よりも短くすることができる。したがって、第２導波管２０を製作するときに第２導波管２０を第２導波路２４の長さＬ２’に合わせて切断する加工が不要になる。したがって、アンテナ８を容易に製作することができる。

［第５実施形態］
図１２は、本発明の第５実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナ８の正面図である。
第５実施形態は、第１実施形態の変形例である。第５実施形態と第１実施形態とが主に相違する点は、第２導波管２０のスロット素子の個数が第１導波管１０のスロット素子の個数よりも多い点である。

図１２に示すように、第５実施形態における第２導波管２０は、第２周波数帯域の電波を放射する複数かつ偶数個（ここでは８つ）の第２スロット素子２３ａ〜２３ｈを有している。各第２スロット素子２３ａ〜２３ｈは、第２導波管２０の一方の狭壁面２１Ａにおいて管軸に対して傾斜する方向に延びて形成されている。また、各第２スロット素子２３ａ〜２３ｈの長手方向両端部は、第２導波管２０の広壁面２２の一部を切り欠いて形成されている。

第２導波管２０の第２スロット素子２３ｅよりも管軸方向他方側（図中の右側）の第２スロット素子２３ｆ〜２３ｈは、管軸方向に所定長さ（λ_ｇ２／２）毎に、交互に逆方向に傾斜角度θだけ傾斜するように配置されている。

第２給電入力点４４よりも管軸直交方向の一方側（図中の上側）に配置された第２導波管２０Ａ〜２０Ｃは、各第２給電点２５において相互に逆位相で給電される。このため、隣り合う第２導波管２０Ａ及び２０Ｂ（２０Ｂ及び２０Ｃ）のうち、一方の第２導波管の第２スロット素子２３ａ〜２３ｈと、他方の第２導波管の第２スロット素子２３ａ〜２３ｈとは、それぞれ相互に逆方向に傾斜している。

同様に、第２給電入力点４４よりも管軸直交方向の他方側（図中の下側）に配置された第２導波管２０Ｄ〜２０Ｆは、各第２給電点２５において相互に逆位相で給電されている。このため、隣り合う第２導波管２０Ｄ及び２０Ｅ（２０Ｅ及び２０Ｆ）のうち、一方の第２導波管の第２スロット素子２３ａ〜２３ｈと、他方の第２導波管の第２スロット素子２３ａ〜２３ｈとは、それぞれ相互に逆方向に傾斜している。
なお、第５実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。

以上、第５実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナ８によれば、第２導波管２０の第２スロットの個数が、第１導波管１０の第１スロットの個数よりも多いので、第２導波管から放射される第２周波数帯域の電波の利得を向上させることができる。これにより、高周波数帯域である第２周波数帯域の電波の伝達距離を長くすることができる。

［第６実施形態］
図１３は、本発明の第６実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナ８の断面図である。
第６実施形態は、第２実施形態（図９参照）の変形例であり、複数の第１導波管１０及び複数の第２導波管２０が互いに異なるピッチで配列されている点で第２実施形態と相違する。

図１３において、第６実施形態におけるアンテナ８は、４つの第１導波管１０と、８つの第２導波管２０とを備えている。第１導波管１０の管軸直交方向の外幅Ｄ１は８ｍｍ（内幅６ｍｍ，肉厚１ｍｍ）に設定され、第２導波管２０の管軸直交方向の外幅Ｄ２は７ｍｍ（内幅５ｍｍ，肉厚１ｍｍ）に設定されている。また、隣り合う第１導波管１０と第２導波管２０との間の隙間Ｓ１は２ｍｍに設定され、直接隣り合う第２導波管２０同士の間の隙間Ｓ２は１２ｍｍに設定されている。

これにより、隣り合う第１導波管１０間のピッチＰ１は３８ｍｍに設定され、隣り合う第２導波管２０間のピッチＰ２は１９ｍｍに設定されている。そして、隣り合う第１導波管１０同士の間には第２導波管２０が２つずつ配置されるとともに、各第１導波管１０の管軸方向両側にはそれぞれ第２導波管２０が配置されている。また、第１導波管１０及び第２導波管２０は、アンテナ８の管軸方向の中心線Ｚａを挟んで線対称に配置されている。

給電路本体部３１（図示省略）に電力が入力される第１給電入力点３４、及び給電路本体部４１（図示省略）に電力が入力される第２給電入力点４４は、いずれも前記中心線Ｚａ上に配置される。
なお、第６実施形態において説明を省略した点は、第２実施形態と同様である。

以上、第６実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナ８によれば、複数の第１導波管１０及び複数の第２導波管２０は互いに異なるピッチＰ１，Ｐ２で配列されるので、第１導波管１０及び第２導波管２０の各配列の自由度を高めることができる。
また、隣り合う第２導波管２０同士の隙間が狭い場合でも、隣り合う第１導波管１０の間に２つの第２導波管２０を配置することで、複数の第１導波管１０と複数の第２導波管２０とを管軸直交方向にコンパクトに配列することができる。

［第７実施形態］
図１４は、本発明の第７実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナ８の断面図である。
第７実施形態は、第６実施形態の変形例であり、ダミー導波管を備えている点で第６実施形態と相違する。

図１４に示すように、第７実施形態のアンテナ８は、２つの第１導波管１０と、４つの第２導波管２０と、３つのダミー導波管６０とを備えている。ダミー導波管６０は、電波を放射しない導波管であり、第１導波管１０と同一形状に形成されている。ダミー導波管６０は、アンテナ８の管軸方向の中央部及び両端部にそれぞれ配置されている。隣り合うダミー導波管６０と第２導波管２０との隙間Ｓ３は、隣り合う第１導波管１０と第２導波管２０との間の隙間Ｓ１と同一寸法（２ｍｍ）に設定されている。

これにより、隣り合うダミー導波管６０同士の間のピッチＰ３は、隣り合う第１導波管１０同士の間のピッチＰ１と同一寸法（３８ｍｍ）に設定されている。そして、第１導波管１０の管軸方向両側にはそれぞれ第２導波管２０が配置されている。また、第２導波管２０の管軸方向両側にはそれぞれ同一形状の導波管１０及び６０が配置されている。
なお、第７実施形態において説明を省略した点は、第６実施形態と同様である。

以上、第７実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナ８によれば、全ての第１導波管１０の管軸方向両側が同一の構造となり、かつ全ての第２導波管２０の管軸方向両側が同一の構造となる。したがって、全ての第１導波管１０のアンテナ性能を同一にすることができ、かつ全ての第２導波管２０のアンテナ性能を同一にすることができる。

［第８実施形態］
図１５は、本発明の第８実施形態に係る周波数共用導波管スロットアンテナ８の断面図である。
第８実施形態は、第６実施形態（図１３参照）の他の変形例であり、上記ピッチＰ１及びＰ２の寸法がそれぞれ異なる点で、第６実施形態と相違する。

図１５に示すように、第８実施形態におけるアンテナ８は、隣り合う第１導波管１０間のピッチＰ１は３０ｍｍに設定され、隣り合う第２導波管２０間のピッチＰ２は２５ｍｍに設定されている。
これにより、アンテナ８の管軸方向の中心線Ｚａを挟んで隣り合う２つの第２導波管２０を除く残りの第２導波管２０が、隣り合う第１導波管１０同士の間に１つずつ配置されている。

また、中心線Ｚａよりも管軸方向一方側及び管軸方向他方側に配置された３つの第１導波管１０及び３つの第２導波管２０は、隣り合う第１導波管１０と第２導波管２０との隙間Ｓがいずれも異なるように配置されている。
なお、第８実施形態において説明を省略した点は、第６実施形態と同様である。

［その他の変形例］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

［付記］
上述の周波数共用導波管スロットアンテナは、以下の構成を有するものとして捉えることができる。
つまり、周波数共用導波管スロットアンテナは、
第１周波数帯域の電波を放射する複数のスロット素子が管軸に対して傾斜する方向に延びて形成された第１導波管と、
前記第１周波数帯域よりも高い第２周波数帯域の電波を放射する複数のスロット素子が管軸に対して傾斜する方向に延びて形成された第２導波管と、をそれぞれ複数備え、
複数の前記第１導波管は、管軸に直交する方向に所定のピッチで配列されており、
複数の前記第２導波管は、隣り合う前記第１導波管同士の間に少なくとも１つ配置されるように、管軸に直交する方向に所定のピッチで配列されている。

そして、上記構成を有する周波数共用導波管スロットアンテナであって、
複数の前記第１導波管及び複数の前記第２導波管は、次式の関係を満たすように配列されている。
Ｐ１／λ_１＜Ｐ２／λ_２
Ｐ１：隣り合う第１導波管同士の間のピッチ
Ｐ２：隣り合う第２導波管同士の間のピッチ
λ_１：第１周波数帯域における中心周波数の自由空間波長
λ_２：第２周波数帯域における中心周波数の自由空間波長

１ 無線中継伝送システム
２ ＦＰＵ
３ ＦＰＵ
４ 周波数共用器
５ ダイプレクサ
６ スロットアンテナ装置
７ レドーム（収納容器）
８ 周波数共用導波管スロットアンテナ
９ 支持機構
１０ 第１導波管
１１Ａ 狭壁面
１１Ｂ 狭壁面
１２ 広壁面
１３ａ〜１３ｇ 第１スロット素子
１４ 第１導波路
１５ 第１給電点
１６ 給電口
１７ 終端壁
２０ 第２導波管
２１Ａ 狭壁面
２１Ｂ 狭壁面
２２ 広壁面
２３ａ〜２３ｈ 第２スロット素子
２４ 第２導波路
２５ 第２給電点
２６ 給電口
２７ 終端壁
２８ 短絡壁
３０ 第１給電路部
３１ 給電路本体部
３１ａ 出力口
３１ｂ 入力口
３２ 給電入力部
３４ 第１給電入力点
４０ 第２給電路部
４１ 給電路本体部
４１ａ 出力口
４１ｂ 入力口
４２ 給電入力部
４３ 給電接続部
４４ 第２給電入力点
５０ 連結部
６０ ダミー導波管
９１ 第１回転軸
９２ 支持部材
９３ 第２回転軸
Ｃ１ 第１導波路の管軸方向の中心線
Ｃ２ 第２導波路の管軸方向の中心線
Ｄ１ 第１導波管の管軸直交方向の外幅
Ｄ２ 第２導波管の管軸直交方向の外幅
Ｌ１ 第１導波管の管軸方向の長さ
Ｌ２ 第２導波管の管軸方向の長さ
Ｌ１’第１導波路の管軸方向の長さ
Ｌ２’第２導波路の管軸方向の長さ
Ｐ１ 第１導波管のピッチ
Ｐ２ 第２導波管のピッチ
Ｐ３ ダミー導波管のピッチ
Ｓ 隣り合う第１導波管と第２導波管との隙間
Ｓ１ 隣り合う第１導波管と第２導波管との隙間
Ｓ２ 隣り合う第２導波管と第２導波管との隙間
Ｓ３ 隣り合うダミー導波管と第２導波管との隙間
Ｘ１ 第１導波路の管軸
Ｘ２ 第２導波路の管軸
Ｚａ アンテナの管軸方向の中心線
λ_１ 第１周波数帯域における最大周波数の自由空間波長
λ_２ 第２周波数帯域における最大周波数の自由空間波長
λ_ｇ１ 第１周波数帯域における最大周波数の管内波長
λ_ｇ２ 第２周波数帯域における最大周波数の管内波長

Claims (24)

1. 第１周波数帯域の電波を放射する複数のスロット素子が管軸に対して傾斜する方向に延びて形成された第１導波管と、
   前記第１周波数帯域よりも高い第２周波数帯域の電波を放射する複数のスロット素子が管軸に対して傾斜する方向に延びて形成された第２導波管と、をそれぞれ複数備え、
   複数の前記第１導波管は、管軸に直交する方向に所定のピッチで配列されており、
   複数の前記第２導波管は、隣り合う前記第１導波管同士の間に少なくとも１つ配置されるように、管軸に直交する方向に所定のピッチで配列されている周波数共用導波管スロットアンテナ。
2. 複数の前記第１導波管及び複数の前記第２導波管は、次式の関係を満たすように配列されている請求項１に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
   Ｐ１／λ_１＜Ｐ２／λ_２
   Ｐ１：隣り合う第１導波管同士の間のピッチ
   Ｐ２：隣り合う第２導波管同士の間のピッチ
   λ_１：第１周波数帯域における最大周波数の自由空間波長
   λ_２：第２周波数帯域における最大周波数の自由空間波長
3. 隣り合う前記第１導波管同士の間のピッチ、及び隣り合う前記第２導波管同士の間のピッチが、前記第２周波数帯域における最大周波数の自由空間波長以下である請求項１又は請求項２に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
4. 隣り合う前記第１導波管同士の間のピッチと、隣り合う前記第２導波管同士の間のピッチとが同一である請求項２又は請求項３に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
5. 隣り合う前記第１導波管同士の間のピッチと、隣り合う前記第２導波管同士の間のピッチとが異なる請求項２又は請求項３に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
6. 隣り合う前記第１導波管と前記第２導波管との間には隙間が形成されている請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
7. 隣り合う前記第１導波管と前記第２導波管とが一体に形成されている請求項６に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
8. 前記第１導波管及び前記第２導波管は、互いに管軸方向の長さが同一寸法に設定されている請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
9. 前記第２導波管は、その管内における第２導波路の管軸方向の長さを前記第１導波管内における第１導波路の管軸方向の長さよりも短くするための短絡壁を有する請求項８に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
10. 前記第２導波管の管軸方向の長さは、前記第１導波管の管軸方向の長さよりも短く設定されている請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
11. 前記第２導波管は、その管内における第２導波路の管軸方向の中心線が前記第１導波管内における第１導波路の管軸方向の中心線よりも管軸方向に偏倚するように配置されている請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
12. 前記第２導波管の管軸方向の長さは、前記第１導波管の管軸方向の長さよりも短く設定されており、
    前記第２導波管は、前記第１導波管の管軸方向の長さ範囲内に配置されている請求項１１に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
13. 前記第１導波管及び前記第２導波管の少なくとも一方の導波管は、当該一方の導波管に奇数個形成された前記スロット素子を有するとともに、管軸方向の中心から管軸方向に偏倚した位置に給電点を有し、
    前記一方の導波管は、その給電点が他方の導波管の給電点に対して管軸方向に偏倚するように配置されている請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
14. 前記第２導波管の個数が、前記第１導波管の個数よりも多い請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
15. 管軸に直交する方向の両端にそれぞれ前記第２導波管が配置されている請求項１４に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
16. 前記第２導波管の管軸方向の長さは、前記第１導波管の管軸方向の長さよりも短く設定されており、
    前記第２導波管の管軸方向一端は前記第１導波管の管軸方向一端よりも管軸方向内側に配置され、前記第２導波管の管軸方向他端は前記第１導波管の管軸方向他端よりも管軸方向内側に配置されている請求項１５に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
17. 隣り合う前記第１導波管同士の間に前記第２導波管が２つ以上配置されている請求項１〜請求項１６のいずれか１項に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
18. 前記第２導波管の第２スロットの個数が、前記第１導波管の第１スロットの個数よりも多い請求項１〜請求項１７のいずれか１項に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
19. 前記第２導波管は、その電波放射方向の前端面が前記第１導波管の電波放射方向の前端面よりも電波放射方向前方に位置するように配置されている請求項１〜請求項１８のいずれか１項に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
20. 前記第２導波管は、その電波放射方向の前端面が前記第１導波管の電波放射方向の前端面よりも電波放射方向後方に位置するように配置されている請求項１〜請求項１８のいずれか１項に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
21. 前記第２導波管の電波放射方向の長さは、前記第１導波管の電波放射方向の長さ以下に設定されており、
    前記第２導波管は、前記第１導波管の電波放射方向の長さ範囲内に配置されている請求項１〜請求項１９のいずれか１項に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
22. 前記第２導波管は、その電波放射方向の後端面が前記第１導波管の電波放射方向の後端面と面一となるように配置されている請求項１〜請求項２１のいずれか１項に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
23. 前記第１導波管及び前記第２導波管のうち、一方の導波管における電波放射方向の後端面が他方の導波管における電波放射方向の後端面よりも電波放射方向前方に配置されており、
    前記一方の導波管の前記後端面から前記他方の導波管の前記後端面よりも電波放射方向後方に延びて形成され、前記一方の導波管に給電するための給電接続部をさらに備える請求項１〜請求項２１のいずれか１項に記載の周波数共用導波管スロットアンテナ。
24. 収納容器と、
    前記収納容器に収納される請求項１〜請求項２３のいずれか１項に記載の周波数共用導波管スロットアンテナと、を備えるアンテナ装置。

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