JP2017046298A - アンテナ素子、アレーアンテナ、平面アンテナ及びレーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が複雑にならず、製造が容易な広角指向性アンテナ素子を提供する。【解決手段】誘電体基板３１の表面に形成されるアンテナ素子導体３３に、誘電体層３４を密着又は近接して形成し、アンテナ素子導体３３から放射された電磁波を、ほぼ球面波の状態で誘電体層３４に入射する構造により、誘電体層３４から出射した電磁波は、誘電体層３４を設けない場合の電磁波と比べ、広角指向性を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、広角指向性を有するアンテナ素子及びレーダ装置に関する。

広角に物標を監視するレーダシステムが、従来から開発されている。広角指向性を有するアンテナ素子について、例えば、特許文献１に開示されている。広角指向性を有するレーダ装置について、例えば、特許文献２に開示されている。

特開２０１３−１１０５０３号公報 特開２００７−０４９６９１号公報

特許文献１のアンテナ素子の構成を図１及び図２に示す。特許文献１のアンテナ素子１は、本体部１１及び誘電体層１２から構成される。本体部１１は、伝送線路／導波管変換部１１１及びホーン開口部１１２から構成される。図１に示していないが、図２に示したように、誘電体層１２は、誘電体層開口部１２１を形成される。

誘電体層１２は、レドームの機能を有し、ホーン開口部１１２を介して、伝送線路／導波管変換部１１１から隔離されている。誘電体層１２の厚さは、レドームでの反射が低減されるように、誘電体層１２の内部の環境での電磁波の実効波長λ_ｇの０．５倍である。

このように、誘電体層１２は、電磁波の波源である伝送線路／導波管変換部１１１から隔離されている。よって、伝送線路／導波管変換部１１１から放射された電磁波は、ほぼ平面波の状態で、誘電体層１２に入射すると考えることができる。

図１においては、誘電体層１２は、誘電体層開口部１２１が形成されない。そして、誘電体層１２に入射した電磁波のうち、いずれの箇所に入射した電磁波についても、誘電体層１２内部の伝搬距離はほぼ等しく、誘電体層１２による位相遅れはほぼ等しい。よって、誘電体層１２から出射した電磁波は、広角指向性を有さない。

図２においては、誘電体層１２は、誘電体層開口部１２１が形成される。そして、誘電体層１２のうち誘電体層開口部１２１が形成される箇所に入射した電磁波については、誘電体層１２内部の伝搬距離は０であり、誘電体層１２による位相遅れは０である。一方で、誘電体層１２のうち誘電体層開口部１２１が形成されない箇所に入射した電磁波については、誘電体層１２内部の伝搬距離はより長く、誘電体層１２による位相遅れはより多い。よって、誘電体層１２から出射した電磁波は、広角指向性を有する。

このように、特許文献１では、アンテナ素子１が、個々のサイズが大きいホーンアンテナであれば、誘電体層開口部１２１を誘電体層１２に形成しても、構造が複雑にならず、製造が容易である。しかし、特許文献１では、アンテナ素子１が、個々のサイズが小さくアレー状や平面状に形成されるパッチアンテナ等であれば、誘電体層開口部１２１を誘電体層１２に形成すれば、構造が複雑になり、製造が容易でない。

特許文献２のレーダ装置の構成を図３に示す。特許文献２のレーダ装置２は、正面方向が互いに異なるアンテナ平面２１、２２、２３から構成される。アンテナ平面２１、２２、２３は、それぞれ、送受信アンテナ２１１、２２１、２３１から構成される。

送受信アンテナ２１１、２２１、２３１は、それぞれ、アンテナの種類を適切に選択されることにより、正面方向を中心としてある程度は広角方向に、電磁波を送信し、監視が可能な範囲に存在する物標での電磁波の反射後に、反射波を受信する。

このように、特許文献２では、アンテナ平面２１、２２、２３のそれぞれの正面方向を中心としてある程度は広角方向の範囲内であり、送受信アンテナ２１１、２２１、２３１のそれぞれの監視が可能な範囲内ならば、レーダ装置２による物標の監視が考慮されている。しかし、特許文献２では、アンテナ平面２１、２２、２３のそれぞれの正面方向から大きく外れた死角方向の範囲内であり、送受信アンテナ２１１、２２１、２３１のそれぞれの監視が不能な範囲内ならば、レーダ装置２による物標の監視が考慮されていない。

そこで、前記課題を解決するために、本発明は、（１）広角指向性を有するアンテナ素子において、構造を複雑にせず製造を容易にすること、及び、（２）広角指向性を有するレーダ装置において、監視が可能な範囲を拡張すること、を目的とする。

上記目的を達成するために、誘電体基板の表面に形成されるアンテナ素子導体に、誘電体層を密着又は近接して形成することにより、アンテナ素子導体から放射された電磁波を、ほぼ球面波の状態で誘電体層に入射させる。すると、誘電体層に０度の入射角で入射した電磁波については、誘電体層内部の伝搬距離はより短く、誘電体層による位相遅れはより少ない。一方で、誘電体層に有限の入射角で入射した電磁波については、誘電体層内部の伝搬距離はより長く、誘電体層による位相遅れはより多い。よって、誘電体層から出射した電磁波は、誘電体層を設けない場合の電磁波と比べ、広角指向性を有する。

具体的には、本発明は、誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の表面に形成される地板導体と、前記誘電体基板の他方の表面に形成されるアンテナ素子導体と、前記アンテナ素子導体の表面に形成される誘電体層と、を備えることを特徴とするアンテナ素子である。

この構成によれば、アンテナ素子が、個々のサイズが小さくアレー状や平面状に形成されるパッチアンテナ等であっても、アンテナ素子に広角指向性を持たせるためには、誘電体層をアンテナ素子導体に密着又は近接して形成しさえすればよく、誘電体層開口部を誘電体層に形成しなくてもよく、構造が複雑にならず、製造が容易である。

そして、誘電体層をアンテナ素子導体に密着又は近接して形成する場合には、誘電体層を形成することなく誘電体基板のみを配置する場合より、アンテナ素子導体の周囲の環境での実効誘電率が高くなるため、放射効率を高く維持したうえで、アンテナ素子導体を小型化することができ、アンテナ素子に広角指向性を持たせることができる。

また、本発明は、前記誘電体層の厚さは、前記アンテナ素子導体の周囲の環境での電磁波の実効波長の０．１倍以上であることを特徴とするアンテナ素子である。

この構成によれば、誘電体層内部への入射角に応じて、誘電体層内部の伝搬距離及び誘電体層による位相遅れを変えて、アンテナ素子に広角指向性を持たせるのに十分である。

また、本発明は、前記誘電体層の厚さは、前記アンテナ素子の指向性が正面方向にヌルを生じないように設定されることを特徴とするアンテナ素子である。

この構成によれば、アンテナ素子に広角指向性をある程度持たせたうえで、アンテナ素子の指向性の正面方向のヌルを生じさせないことができる。

また、本発明は、前記誘電体層の厚さは、前記アンテナ素子導体の周囲の環境での電磁波の実効波長の０．２倍以下であることを特徴とするアンテナ素子である。

この構成によれば、アンテナ素子に広角指向性をある程度持たせたうえで、アンテナ素子の指向性の正面方向のヌルを生じさせないのに十分である。

また、本発明は、以上に記載のアンテナ素子が直線状に配置され、単一の前記誘電体基板、単一の前記地板導体及び単一の前記誘電体層が、直線状に配置される複数の前記アンテナ素子導体により共有されることを特徴とするアレーアンテナである。

この構成によれば、構造を複雑にせず製造を容易にしたうえで、そして、放射効率を高く維持したうえで、アレーアンテナに広角指向性を持たせることができる。特に、実施形態で後述する、中央給電進行波型アレーアンテナにおいて、有利な効果を奏する。

また、本発明は、以上に記載のアンテナ素子が格子状に配置され、単一の前記誘電体基板、単一の前記地板導体及び単一の前記誘電体層が、格子状に配置される複数の前記アンテナ素子導体により共有されることを特徴とする平面アンテナである。

この構成によれば、構造を複雑にせず製造を容易にしたうえで、そして、放射効率を高く維持したうえで、平面アンテナに広角指向性を持たせることができる。特に、実施形態で後述する、中央給電進行波型平面アンテナにおいて、有利な効果を奏する。

また、本発明は、正面方向が互いに異なる複数のアンテナ平面を備えるレーダ装置であって、互いに隣り合う前記アンテナ平面のうちの一の前記アンテナ平面において、かつ、互いに隣り合う前記アンテナ平面の境界の近傍において、以上に記載のアレーアンテナ又は平面アンテナが送信アンテナとして形成され、互いに隣り合う前記アンテナ平面のうちの他の前記アンテナ平面において、以上に記載のアレーアンテナ又は平面アンテナが受信アンテナとして形成され、前記送信アンテナから送信された電磁波が物標での反射後に前記受信アンテナで受信されることが可能であることを特徴とするレーダ装置である。

この構成によれば、互いに隣り合う一のアンテナ平面及び他のアンテナ平面のそれぞれの正面方向から大きく外れた死角方向の範囲内であっても、一のアンテナ平面に形成された送信アンテナ及び他のアンテナ平面に形成された受信アンテナのそれぞれの監視が可能な範囲内ならば、物標はレーダ装置により監視可能である。

そして、送信アンテナに広角指向性を持たせることにより、送信アンテナの素子数を減らすことができ、レーダ装置の低コスト化を図ることができる。さらに、正面方向が互いに異なる複数のアンテナ平面における、送信アンテナ及び受信アンテナの位置及び種類に応じて、様々な用途及び性能を有するレーダ装置を高い自由度で設計することができる。

このように、本発明は、（１）広角指向性を有するアンテナ素子において、構造を複雑にせず製造を容易にすること、及び、（２）広角指向性を有するレーダ装置において、監視が可能な範囲を拡張すること、ができる。

従来技術のアンテナ素子の構成を示す図である。 従来技術のアンテナ素子の構成を示す図である。 従来技術のレーダ装置の構成を示す図である。 本発明のアンテナ素子の構成を示す図である。 本発明のアンテナ素子の指向性を示す図である。 本発明のアンテナ素子の指向性を示す図である。 本発明のアレーアンテナの構成を示す図である。 本発明の平面アンテナの構成を示す図である。 本発明のレーダ装置の構成を示す図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。

（アンテナ素子の構成）
本発明のアンテナ素子の構成を図４に示す。本発明のアンテナ素子３は、誘電体基板３１、地板導体３２、アンテナ素子導体３３及び誘電体層３４から構成される。地板導体３２は、誘電体基板３１の一方の表面に形成される。アンテナ素子導体３３は、パッチアンテナ素子導体等であり、誘電体基板３１の他方の表面に形成される。

誘電体層３４は、レドームの機能を有し、アンテナ素子導体３３に密着又は近接して形成されている。誘電体層３４の厚さは、アンテナ素子３に広角指向性を持たせるように、そして、アンテナ素子３の指向性の正面方向のヌルを生じさせないように、アンテナ素子導体３３の周囲の環境での電磁波の実効波長λ_ｇの０．１倍以上０．２倍以下である。

誘電体層３４をアンテナ素子導体３３に密着又は近接して形成するために、例えば、誘電体基板３１の上記他方の表面及びアンテナ素子導体３３の表面に、プリプレグ（接着剤）を塗布した後に、誘電体薄膜基板を搭載すればよい。この場合には、誘電体薄膜基板及びプリプレグ（接着剤）の厚さの合計が、アンテナ素子導体３３の周囲の環境での電磁波の実効波長λ_ｇの０．１倍以上０．２倍以下となればよい。

このように、誘電体層３４は、電磁波の波源であるアンテナ素子導体３３に密着又は近接されている。よって、アンテナ素子導体３３から放射された電磁波は、ほぼ球面波の状態で、誘電体層３４に入射すると考えることができる。

すると、誘電体層３４に０度の入射角で入射した電磁波については、誘電体層３４内部の伝搬距離はより短く、誘電体層３４による位相遅れはより少ない。一方で、誘電体層３４に有限の入射角で入射した電磁波については、誘電体層３４内部の伝搬距離はより長く、誘電体層３４による位相遅れはより多い。よって、誘電体層３４から出射した電磁波は、誘電体層３４を設けない場合の電磁波と比べ、広角指向性を有する。

本発明のアンテナ素子の指向性を図５及び図６に示す。

図５においては、誘電体層３４の有無に応じて、本発明のアンテナ素子の指向性がどのように変化するかを、シミュレーションしている。ここで、地板導体３２は、有限と想定している。すると、誘電体層３４がある場合（厚さ０．１７λ_ｇ）には、誘電体層３４がない場合より、広角指向性がよりよく得られていることが分かる。

図６においては、誘電体層３４の厚さに応じて、本発明のアンテナ素子の指向性がどのように変化するかを、シミュレーションしている。ここで、地板導体３２は、無限と想定している。すると、０．１０λ_ｇ、０．１５λ_ｇ、０．１７λ_ｇ、０．２０λ_ｇ、０．２５λ_ｇ、０．３０λ_ｇ、と誘電体層３４が厚くなるにつれて、広角指向性がよりよく得られていることが分かる。しかし、０．２０λ_ｇ、０．２５λ_ｇ、０．３０λ_ｇ、と誘電体層３４が厚くなるにつれて、指向性の正面方向のヌルが生じてしまうことも分かる。

図５に示したように、誘電体層３４内部への入射角に応じて、誘電体層３４内部の伝搬距離及び誘電体層３４による位相遅れを変えて、アンテナ素子３に広角指向性を持たせるためには、誘電体層３４の厚さは、０．１０λ_ｇ以上であることが望ましい。

図６に示したように、アンテナ素子３に広角指向性をある程度持たせたうえで、アンテナ素子３の指向性の正面方向のヌルを生じさせないためには、誘電体層３４の厚さは、０．２０λ_ｇ以下であることが望ましく、０．１７λ_ｇ程度であることがより望ましい。

このように、アンテナ素子３が、個々のサイズが小さくアレー状や平面状に形成されるパッチアンテナ等であっても、アンテナ素子３に広角指向性を持たせるためには、誘電体層３４をアンテナ素子導体３３に密着又は近接して形成しさえすればよく、誘電体層開口部を誘電体層３４に形成しなくてもよく、構造が複雑にならず、製造が容易である。

そして、誘電体層３４をアンテナ素子導体３３に密着又は近接して形成する場合には、誘電体層３４を形成することなく誘電体基板３１のみを配置する場合より、アンテナ素子導体３３の周囲の環境での実効誘電率が高くなるため、放射効率を高く維持したうえで、アンテナ素子導体３３を小型化することができ、アンテナ素子３に広角指向性を持たせることができる。特に、中央給電進行波型アレーアンテナにおいて、有利な効果を奏する。

（アレーアンテナ及び平面アンテナの構成）
本発明のアレーアンテナの構成を図７に示す。本発明のアレーアンテナ４では、アンテナ素子３が直線状に配置され、単一の誘電体基板３１、単一の地板導体３２及び単一の誘電体層３４が、直線状に配置される複数のアンテナ素子導体３３により共有される。図７で説明するアレーアンテナ４は、中央給電進行波型アレーアンテナである。アレーアンテナ４の水平方向を、アレーアンテナ４の延伸方向に垂直な方向と定義する。アレーアンテナ４の垂直方向を、アレーアンテナ４の延伸方向に平行な方向と定義する。

本発明の平面アンテナの構成を図８に示す。本発明の平面アンテナ５では、アンテナ素子３が格子状に配置され、単一の誘電体基板３１、単一の地板導体３２及び単一の誘電体層３４が、格子状に配置される複数のアンテナ素子導体３３により共有される。図８で説明する平面アンテナ５は、中央給電進行波型平面アンテナである。平面アンテナ５の水平方向を、アレーアンテナ４の延伸方向に垂直な方向と定義する。平面アンテナ５の垂直方向を、アレーアンテナ４の延伸方向に平行な方向と定義する。

共振波型アレーアンテナは、狭帯域特性を有する一方で、進行波型アレーアンテナは、広帯域特性を有するため、広帯域用途では、進行波型アレーアンテナが利用されている。本出願の発明者は、進行波型アレーアンテナについて、以下に示す課題を突き止めた。

つまり、進行波型アレーアンテナの全アンテナ素子が同相で励振されるときには、全アンテナ素子から同相で反射が起きるため、この周波数において反射ロスが大きくなり放射効率が低くなる。一方で、進行波型アレーアンテナの各アンテナ素子が異相で励振されるときには、各アンテナ素子から異相で反射が起きるため、正面方向からチルトした方向に放射が起きるものの、広帯域において反射ロスが小さくなり放射効率が高くなる。

そして、進行波型アレーアンテナが一端において給電されるときには、動作周波数が変化すると、正面方向に対する放射方向の角度が変化する。一方で、進行波型アレーアンテナが中央において給電されるときには、動作周波数が変化しても、正面方向に対する放射方向の角度が変化しない。そこで、進行波型アレーアンテナを広帯域において利用する際に、アレーの中央において給電することを目標とした。

アレーの中央において給電する場合において、アレーの一端において給電する場合と同様に、アレーの垂直方向のサイズ（すなわち、アンテナ素子数）を維持することが必要となる。つまり、アレーの中央において給電する場合において、アレーの一端において給電する場合と比べて、垂直方向の各々のサイズ（すなわち、アンテナ素子数）が半分である二体のアレーを、給電部を挟んで形成することになる。

ここで、進行波型アレーアンテナは、給電部に近いアンテナ素子において、給電電力の一部を放射し、給電部から遠いアンテナ素子において、残りの電力の一部を放射し、アレーの終端の抵抗において、残りの電力を散逸する。よって、アレーの中央において給電する場合において、アレーの一端において給電する場合と比べて、放射効率が低くなる。

アレーの中央において給電する場合において、アレーの一端において給電する場合と同様に、放射効率を高くするために、各アンテナ素子の放射量を増やすことが考えられる、すなわち、各アンテナ素子の幅を広げることが考えられる。しかし、各アンテナ素子の幅が広がれば、アレーの水平方向の指向性が狭くなる。本出願の発明者は、このことが、監視領域を広げたいレーダ等の用途において、問題になると突き止めた。

そこで、図７に示したように、アンテナ素子４１として、アンテナ素子３を適用することにより、放射効率を高く維持したうえで、アンテナ素子４１を幅方向に小型化することができ、アンテナ素子４１に水平方向の広角指向性を持たせることができる。

そして、図７に示したように、伝送線路４２の経路上に、スタブ４３を配置することにより、アレーアンテナ４の全アンテナ素子４１が同相で励振されるときでも、全アンテナ素子４１からの同相での反射が起きにくいため、この周波数において反射ロスが小さくなり放射効率が高くなるとともに、正面方向に放射が起こるようになる。

さらに、図７に示したように、伝送線路４２の末端部に、終端素子４４を配置することにより、アレーアンテナ４は、元々終端抵抗において散逸された電力を、終端素子４４において放射するため、放射効率をさらに向上させることができる。

なお、図７に示したように、アレーアンテナ４の中央部に、伝送線路／導波管変換部４５を配置することにより、アレーアンテナ４は、中央給電を施される。

また、図８においては、伝送線路／導波管変換部４５は、平面アンテナ５の水平方向に千鳥状に配置されている。ここで、変形例としては、伝送線路／導波管変換部４５は、平面アンテナ５の水平方向に直線状に配置されてもよい。

（レーダ装置の構成）
本発明のレーダ装置の構成を図９に示す。本発明のレーダ装置６は、正面方向が互いに異なるアンテナ平面６１、６２、６３から構成される。アンテナ平面６１は、送信アンテナ６１１及び受信アンテナ６１２から構成される。アンテナ平面６２は、送信アンテナ６２１、６２２及び受信アンテナ６２３から構成される。アンテナ平面６３は、送信アンテナ６３１及び受信アンテナ６３２から構成される。

互いに隣り合うアンテナ平面６１、６２のうちのアンテナ平面６２において、かつ、互いに隣り合うアンテナ平面６１、６２の境界の近傍において、図７又は図８に示したアレーアンテナ４又は平面アンテナ５が、送信アンテナ６２１として形成される。互いに隣り合うアンテナ平面６１、６２のうちのアンテナ平面６１において、かつ、互いに隣り合うアンテナ平面６１、６２の境界の近傍において、図７又は図８に示したアレーアンテナ４又は平面アンテナ５が、受信アンテナ６１２として形成される。

送信アンテナ６２１は、アンテナ平面６２の正面方向を中心として広角方向に、電磁波を送信する。受信アンテナ６１２は、アンテナ平面６１の正面方向を中心として広角方向に、反射波を受信する。互いに隣り合うアンテナ平面６１、６２のそれぞれの正面方向から大きく外れた死角方向の範囲内であっても、アンテナ平面６２に形成された送信アンテナ６２１及びアンテナ平面６１に形成された受信アンテナ６１２のそれぞれの監視が可能な範囲内ならば、物標Ｔはレーダ装置６により監視可能である。

互いに隣り合うアンテナ平面６２、６３のうちのアンテナ平面６２において、かつ、互いに隣り合うアンテナ平面６２、６３の境界の近傍において、図７又は図８に示したアレーアンテナ４又は平面アンテナ５が、送信アンテナ６２２として形成される。互いに隣り合うアンテナ平面６２、６３のうちのアンテナ平面６３において、かつ、互いに隣り合うアンテナ平面６２、６３の境界の近傍において、図７又は図８に示したアレーアンテナ４又は平面アンテナ５が、受信アンテナ６３２として形成される。

送信アンテナ６２２は、アンテナ平面６２の正面方向を中心として広角方向に、電磁波を送信する。受信アンテナ６３２は、アンテナ平面６３の正面方向を中心として広角方向に、反射波を受信する。互いに隣り合うアンテナ平面６２、６３のそれぞれの正面方向から大きく外れた死角方向の範囲内であっても、アンテナ平面６２に形成された送信アンテナ６２２及びアンテナ平面６３に形成された受信アンテナ６３２のそれぞれの監視が可能な範囲内ならば、物標Ｔはレーダ装置６により監視可能である。

アンテナ平面６１において、かつ、アンテナ平面６１、６２の境界から離れた位置において、図７又は図８に示したアレーアンテナ４又は平面アンテナ５が、送信アンテナ６１１として形成される。送信アンテナ６１１は、アンテナ平面６１の正面方向を中心として広角方向に、電磁波を送信し、受信アンテナ６１２は、アンテナ平面６１の正面方向を中心として広角方向に、反射波を受信し、レーダ装置６は、アンテナ平面６１の正面方向を中心として広角方向に存在する物標を監視可能である。

アンテナ平面６２において、かつ、アンテナ平面６１、６２、６３の境界から離れた位置において、図７又は図８に示したアレーアンテナ４又は平面アンテナ５が、受信アンテナ６２３として形成される。送信アンテナ６２１、６２２は、アンテナ平面６２の正面方向を中心として広角方向に、電磁波を送信し、受信アンテナ６２３は、アンテナ平面６２の正面方向を中心として広角方向に、反射波を受信し、レーダ装置６は、アンテナ平面６２の正面方向を中心として広角方向に存在する物標を監視可能である。

アンテナ平面６３において、かつ、アンテナ平面６２、６３の境界から離れた位置において、図７又は図８に示したアレーアンテナ４又は平面アンテナ５が、送信アンテナ６３１として形成される。送信アンテナ６３１は、アンテナ平面６３の正面方向を中心として広角方向に、電磁波を送信し、受信アンテナ６３２は、アンテナ平面６３の正面方向を中心として広角方向に、反射波を受信し、レーダ装置６は、アンテナ平面６３の正面方向を中心として広角方向に存在する物標を監視可能である。

このように、送信アンテナ６１１、６２１、６２２、６３１に広角指向性を持たせることにより、送信アンテナ６１１、６２１、６２２、６３１の素子数を減らすことができ、レーダ装置６の低コスト化を図ることができる。さらに、正面方向が互いに異なる複数のアンテナ平面６１、６２、６３における、送信アンテナ６１１、６２１、６２２、６３１及び受信アンテナ６１２、６２３、６３２の位置及び種類に応じて、様々な用途及び性能を有するレーダ装置６を高い自由度で設計することができる。例えば、受信アンテナ６１２、６２３、６３２にデジタルビームフォーミング又はモノパルス測角の機能を持たせることにより、物標の存在のみならず物標の方角を測定可能である。

本発明のアンテナ素子、アレーアンテナ、平面アンテナ及びレーダ装置は、監視領域を広げたいレーダ等の用途において、適用することができる。

１：アンテナ素子
１１：本体部
１２：誘電体層
１１１：伝送線路／導波管変換部
１１２：ホーン開口部
１２１：誘電体層開口部
２：レーダ装置
２１、２２、２３：アンテナ平面
２１１、２２１、２３１：送受信アンテナ
３：アンテナ素子
３１：誘電体基板
３２：地板導体
３３：アンテナ素子導体
３４：誘電体層
４：アレーアンテナ
４１：アンテナ素子
４２：伝送線路
４３：スタブ
４４：終端素子
４５：伝送線路／導波管変換部
５：平面アンテナ
６：レーダ装置
６１、６２、６３：アンテナ平面
６１１、６２１、６２２、６３１：送信アンテナ
６１２、６２３、６３２：受信アンテナ
Ｔ：物標

Claims (7)

1. 誘電体基板と、
   前記誘電体基板の一方の表面に形成される地板導体と、
   前記誘電体基板の他方の表面に形成されるアンテナ素子導体と、
   前記アンテナ素子導体の表面に形成される誘電体層と、
   を備えることを特徴とするアンテナ素子。
2. 前記誘電体層の厚さは、前記アンテナ素子導体の周囲の環境での電磁波の実効波長の０．１倍以上であることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ素子。
3. 前記誘電体層の厚さは、前記アンテナ素子の指向性が正面方向にヌルを生じないように設定されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のアンテナ素子。
4. 前記誘電体層の厚さは、前記アンテナ素子導体の周囲の環境での電磁波の実効波長の０．２倍以下であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載のアンテナ素子。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のアンテナ素子が直線状に配置され、
   単一の前記誘電体基板、単一の前記地板導体及び単一の前記誘電体層が、直線状に配置される複数の前記アンテナ素子導体により共有されることを特徴とするアレーアンテナ。
6. 請求項１から４のいずれかに記載のアンテナ素子が格子状に配置され、
   単一の前記誘電体基板、単一の前記地板導体及び単一の前記誘電体層が、格子状に配置される複数の前記アンテナ素子導体により共有されることを特徴とする平面アンテナ。
7. 正面方向が互いに異なる複数のアンテナ平面を備えるレーダ装置であって、
   互いに隣り合う前記アンテナ平面のうちの一の前記アンテナ平面において、かつ、互いに隣り合う前記アンテナ平面の境界の近傍において、請求項５又は請求項６に記載のアレーアンテナ又は平面アンテナが送信アンテナとして形成され、
   互いに隣り合う前記アンテナ平面のうちの他の前記アンテナ平面において、請求項５又は請求項６に記載のアレーアンテナ又は平面アンテナが受信アンテナとして形成され、
   前記送信アンテナから送信された電磁波が物標での反射後に前記受信アンテナで受信されることが可能であることを特徴とするレーダ装置。

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