JP2022120478A - アレーアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】特定の方向に生じるサイドローブを抑圧したアレーアンテナを提供する。【解決手段】第１の方向に第１の間隔で、第１の方向と交差する第２の方向に第１の間隔と同じ又は異なる第２の間隔で設けられた格子点のそれぞれに放射素子が配列されるアレーアンテナであって、一体として放射する信号が供給又は受信した信号が合成される、複数の放射素子６２でそれぞれが構成される複数のサブアレー１２を備え、第１の方向において隣接するサブアレー１２の境界部分において、第２の方向に配列された放射素子６２がサブアレー１２の境界部分で互い違いに配列されている。【選択図】図５

Description

本発明は、アレーアンテナに関する。

スマートフォンなどにおいて、動画などに代表される高速大容量コンテンツが普及するに従い、移動通信トラフィックは増加の一途を辿っている。今後、より一層の高速大容量化が進むことは確実であり、周波数リソースの逼迫が続くことが想定される。このため、準ミリ波帯やミリ波帯の利用が検討されるようになっている。このような周波数帯に対応するアンテナとして、複数の放射素子に並列給電する導波管スロットアレーアンテナが有効である。

特許文献１には、最上層に形成され、二次元状に配列された長方形状の複数のスロットアンテナと、前記スロットアンテナの短手方向で分けられた複数のスロットアンテナを、当該スロットアンテナの長辺が向かい合うように中間層で接続する導波管分配器と、を有する積層型二次元スロットアレイアンテナが記載されている。

また、非特許文献１には、並列給電の導波管スロットアレーアンテナにおいて、サブアレー素子を三角配置と素子間でオフセットした配置とについて記載されている。

特開２０１４－１９５２０３号公報 室伏 竜之介、東 右一郎、工藤 友章、小林 敏幸、「並列給電導波管スロットアレーアンテナの放射キャビティを用いたサブアレー素子のオフセット構造の検討」、信学技報、ＡＰ２０１８－１０３、ｐ．９－ｐ．１４．

アレーアンテナでは、アレーを構成する放射素子毎に放射量を制御すると、サイドローブが抑圧できる。しかし、例えば、並列給電される導波管スロットアレーアンテナにおいては、放射素子を制御する給電回路の電気的な寸法の制約、例えば導波管のカットオフなどにより、２×２配列などのように複数の放射素子でサブアレーを構成し、サブアレーを一体として給電すると、特定の方向に抑圧できないサイドローブが生じてしまう。
本発明は、特定の方向に生じるサイドローブを抑圧したアレーアンテナを提供することを目的とする。

本発明が適用されるアレーアンテナは、第１の方向に第１の間隔で、第１の方向と交差する第２の方向に第１の間隔と同じ又は異なる第２の間隔で設けられた格子点のそれぞれに放射素子が配列されるアレーアンテナであって、一体として放射する信号が供給又は受信した信号が合成される、複数の放射素子でそれぞれが構成される複数のサブアレーを備え、第１の方向において隣接するサブアレーの境界部分において、第２の方向に配列された放射素子がサブアレー間で互い違いに配列されている。

このようなアレーアンテナにおいて、サブアレーは、第１の方向に複数の放射素子が配列された第１列と、第１列と第２の方向側で隣接し、第１の方向に複数の放射素子が配列された第２列と、を備え、第１列に配列された複数の放射素子が、第２列に配列された複数の放射素子より、第１の方向に少なくとも第１の間隔ずれて設けられ、第１の間隔が、設計波長λに対し０．５λ以上且つ１λ以下であることを特徴とすることができる。
また、このようなアレーアンテナにおいて、サブアレーは、第２列と第２の方向側で隣接し、第１の方向に複数の放射素子が配列された第３列と、第３列と第２の方向側で隣接し、第１の方向に複数の放射素子が配列された第４列と、をさらに備え、第１列に配列された複数の放射素子及び第３列に配列された複数の放射素子が、第２列に配列された複数の放射素子及び第４列に配列された複数の放射素子より、第１の方向に少なくとも第１の間隔ずれて設けられ、第２の間隔が、設計波長λに対し０．５λ以下であって、放射素子が第２の方向に配列される間隔であることを特徴とすることができる。

そして、このようなアレーアンテナにおいて、第２の方向において隣接する２個のサブアレー間において、第１の方向に配列された放射素子がサブアレーの境界部分で互い違いに配列されていることを特徴とすることができる。
このようなアレーアンテナにおいて、サブアレーは、第１の方向に２個の放射素子が配列された列と、列の一端部に配列された放射素子と第２の方向に第２の間隔離れた位置に配列された放射素子と、列の一端部に配列された放射素子から第１の方向に第１の間隔離れ、且つ第２の方向と逆の方向に第２の間隔離れた位置に配列された放射素子と、を備えることを特徴とすることができる。

他の観点から捉えると、このようなアレーアンテナにおいて、放射素子は、導波管スロットであることを特徴とすることができる。
そして、このようなアレーアンテナにおいて、サブアレーは、第１の方向に配列された複数の放射素子に信号を分配又は複数の放射素子からの信号を合成するブランチキャビティを備えることを特徴とすることができる。
さらに、サブアレーは、第２の方向又は第２の方向と逆の方向に、信号をオフセットしてブランチキャビティに、又はブランチキャビティからの信号をオフセットして伝播させるオフセットキャビティをさらに備えることを特徴とすることができる。
このようなアレーアンテナにおいて、サブアレーは、トーナメント状に電波が伝播される回路によって、放射する信号が供給又は受信した信号が合成されることを特徴とすることができる。

さらに、他の観点から捉えると、このようなアレーアンテナにおいて、ダイポールであることを特徴とすることができる。

本発明によれば、特定の方向に生じるサイドローブを抑圧したサブアレーなどが提供できる。

第１の実施の形態が適用される導波管スロットアレーアンテナの一例を示す図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、一個のサブアレーを残して給電回路を示した斜視図である。 第１の実施の形態が適用されない、従来のサブアレーの斜視図である。 第１の実施の形態が適用されない、従来のサブアレーをさらに説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、サブアレーを複数配列した導波管スロトアレーアンテナの一部を示す図である。 サブアレーにより構成される導波管スロットアレーアンテナの特性を説明する図である。（ａ）は、ｘ方向における開口分布、（ｂ）は、ｘ方向とｙ方向とで作る面における指向性である。 第１の実施の形態が適用されるサブアレーを説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、サブアレーを複数配列した導波管スロットアレーアンテナの一部を示す図である。 サブアレーにより構成される導波管スロットアレーアンテナの特性を説明する図である。（ａ）は、相対振幅、（ｂ）は、±４５°面における相対振幅、（ｃ）は、三次元パターンである。 第１のサブアレーにおける放射素子の中心間の距離を異ならせた場合の導波管スロットアレーアンテナの特性を説明する図である。（ａ）は、Ｈ面における相対振幅、（ｂ）は、±４５°面における相対振幅、（ｃ）は、三次元パターンである。 第１の実施の形態が適用されるサブアレーの構造を示す図である。 第１の実施の形態が適用されるサブアレーの構造を分解して示す図である。（ａ）～（ｃ）は、積層された上下の関係を説明する図である。 第２の実施の形態が適用されるサブアレーを説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、サブアレーを複数配列した導波管スロットアレーアンテナの一部を示す図である。 サブアレーにより構成される導波管スロットアレーアンテナの特性を説明する図である。（ａ）は、相対振幅、（ｂ）は、±４５°面における相対振幅、（ｃ）は、三次元パターンである。 第２のサブアレーにおける放射素子の中心間の距離を異ならせた場合の導波管スロットアレーアンテナの特性を説明する図である。（ａ）は、Ｈ面における相対振幅、（ｂ）は、－４５°面における相対振幅、（ｃ）は、三次元パターンである。 第２の実施の形態が適用されるサブアレーの構造を示す図である。（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、キャビティとＥブランチキャビティとの間に設けられたＥベントとの関係を説明する図である。 Ｅブランチキャビティと放射素子との積層関係を説明する図である。（ａ）、（ｂ）は、積層された上下の関係を説明する図である。 第３の実施の形態が適用されるサブアレーを説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、サブアレーを複数配列した導波管スロットアレーアンテナの一部を示す図である。 サブアレーにより構成される導波管スロットアレーアンテナの特性を説明する図である。（ａ）は、相対振幅、（ｂ）は、±４５°面における相対振幅、（ｃ）は、三次元パターンである。 第３の実施の形態が適用されるサブアレーの構造を示す図である。 第３の実施の形態が適用されるサブアレーの構造を分解して示す図である。（ａ）～（ｄ）は、積層された上下の関係を説明する図である。 第３の実施の形態が適用されるサブアレーをＦＤＴＤ法で解析した結果を説明する図である。（ａ）は、サブアレー１４の構成、（ｂ）は、ＦＤＴＤ法での解析モデル、（ｃ）は、反射特性である。 サブアレーを用いた導波管スロットアレーアンテナを解析した結果を説明する図である。（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、放射素子の配列、（ｃ）は、反射特性である。 サブアレーを用いた導波管スロットアレーアンテナの２４．０ＧＨｚにおける特性を示す図である。（ａ）は、Ｈ面指向性、（ｂ）は、Ｅ面指向性、（ｃ）は、４５°面指向性、（ｄ）は、三次元指向性である。 導波管スロットアレーアンテナの２７．０ＧＨｚにおける特性を示す図である。（ａ）は、Ｈ面指向性、（ｂ）は、Ｅ面指向性、（ｃ）は、４５°面指向性、（ｄ）は、三次元指向性である。 導波管スロットアレーアンテナの３０．０ＧＨｚにおける特性を示す図である。（ａ）は、Ｈ面指向性、（ｂ）は、Ｅ面指向性、（ｃ）は、４５°面指向性、（ｄ）は、三次元指向性である。 第４の実施の形態が適用されるサブアレーを説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、ダイポールで構成された放射素子の側面図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
準ミリ波帯やミリ波帯の電波の利用が可能なアンテナとして、導波管を用いた導波管スロットアレーアンテナがある。導波管は、マイクロストリップなどに比べ、誘電損失や放射損がないため、高効率なアンテナとなる。導波管スロットアレーアンテナでは、複数個の導波管スロットである放射素子を直線状、平面状、又は曲面状などに配列し、その全部又は一部を励振し、所望の放射指向性を得るアンテナである。なお、放射指向性を放射パターンと表記することがある。以下では、本発明の実施の形態として、導波管スロットアレーアンテナをアレーアンテナの一例として説明するが、放射素子をダイポールとしたダイポールアレーアンテナなどにも適用できる。よって、アレーアンテナは、導波管スロットアレーアンテナに限らず、放射素子をダイポールとしたダイポールアレーアンテナなどを含むものとする。同様に、サブアレーは、導波管スロットを放射素子とするものに限らず、ダイポールを放射素子としたものを含むものとする。
なお、以下では、アンテナは、電波を放射するとして説明するが、アンテナの可逆性により、電波を受信することができる。分配回路は、電波を放射する場合には信号を分配し、電波を受信する場合には受信した信号を合成する。電波を放射する場合には信号を分配することを、信号のための電力を供給することから給電すると表記する。

［第１の実施の形態］
（導波管スロットアレーアンテナ）
図１は、第１の実施の形態が適用される導波管スロットアレーアンテナの一例を示す図である。図１（ａ）は、平面図、図１（ｂ）は、一個のサブアレー１０を残して給電回路２０を示した斜視図である。図１（ａ）において、紙面の右方向がｘ方向、紙面の上方向がｙ方向、紙面の表面方向がｚ方向である。よって、図１（ｂ）において、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向は、図中に示す方向となる。なお、ｘ方向を水平方向、ｙ方向を垂直方向と表記することがある。平面図とは、ｚ方向から導波管スロットアレーアンテナを見た図である。他においても、同様とする。

図１（ａ）に示すように、導波管スロットアレーアンテナは、平面形状が四角形の板状に構成されている。ここで、四角形の一辺の方向がｘ方向、この辺に直交する方向がｙ方向となる。導波管スロットアレーアンテナは、ｚ方向に電波を放射する。なお、平面形状とは、ｚ方向から見た形状を言う。他においても、同様とする。

導波管スロットアレーアンテナは、サブアレー１０がｘ方向に８個、ｙ方向に８個、等間隔に配列されて構成されている。つまり、導波管スロットアレーアンテナは、６４個（＝８×８）のサブアレー１０を備えている。なお、サブアレー１０は、複数の放射素子６０（後述する図２に示す放射素子６１など）を含んで構成されている。なお、導波管スロットアレーアンテナが備えるサブアレー１０は、上記以外の配列であってもよく、６４個以外の数であってもよい。

図１（ｂ）に示すように、導波管スロットアレーアンテナにおいて、サブアレー１０は、給電回路２０上に配列されている。給電回路２０は、給電点（不図示）からトーナメント状に分岐するように設けられている。そして、サブアレー１０は、給電回路２０の分岐した端部に設けられている。つまり、図１（ａ）に示した導波管スロットアレーアンテナでは、給電回路２０は６４分岐されて並列給電される。給電回路２０は、電波が伝播する空間である。給電回路２０は、例えば、給電回路２０の部分を開口とする導電性の板で構成される。つまり、給電回路２０の開口部分が導波管として機能する。

並列給電される導波管スロットアレーアンテナにおいては、放射素子６０に給電する給電回路２０の電気的な寸法の制約、例えば導波管のカットオフなどにより、放射素子６０に個別に給電することが難しい。よって、複数の放射素子６０でサブアレー１０を構成し、サブアレー１０毎に給電されて、電波を放射する。つまり、サブアレー１０に対して一体として電波（電力）が供給されることをいう。

以下では、実施の形態などに基づいて、サブアレー１０をサブアレー１１、１２、１３、…と表記し、放射素子６０を放射素子６１、６２、６３、…と表記する。なお、サブアレー１１、１２、１３、…をそれぞれ区別しないときはサブアレー１０と表記し、放射素子６１、６２、６３、…をそれぞれ区別しないときは放射素子６０と表記する。他の構成要素についても同様とする。

（従来のサブアレー１１において生じうる課題）
次に、従来のサブアレー１１において生じうる課題を説明する。
まず、第１の実施の形態が適用されない、従来のサブアレー１１について説明する。
図２は、第１の実施の形態が適用されない、従来のサブアレー１１の斜視図である。なお、図２には、サブアレー１１が設けられる給電回路２０を構成する支持基板１００と給電回路層２００とを合わせて示している。
ここで、後述する放射素子６１の長手方向をｘ方向とし、短手方向をｙ方向とする。そして、ｚ方向は、図１と同じである。ここでは、後述する各層をｚ方向に分離して示している。

支持基板１００と、給電回路層２００との上に設けられたサブアレー１１は、下層（－ｚ方向）側から、結合スロット層３００と、キャビティ層４００と、放射スロット層５００と、放射素子層６００とを備える。放射素子層６００は、一例として、４個の放射素子６０を備える。４個の放射素子６０は、ｘ方向に２個配列され、ｙ方向に２個配列されている。つまり、放射素子６０は、２×２に配列（２×２配列）されている。放射スロット層５００は、放射素子層６００の４個の放射素子６１に対して各々設けられた４個の放射スロット５１を備える。キャビティ層４００は、４個の放射スロット５０に対して共通に設けられた１個のキャビティ４０を備える。そして、結合スロット層３００は、キャビティ４０に対して設けられた１個のカップリングスロット３０を備える。
給電回路層２００は、給電回路２０の端部がカップリングスロット３０に対向するように設けられている。

結合スロット層３００に設けられたカップリングスロット３０、キャビティ層４００に設けられたキャビティ４０、放射スロット層５００に設けられた放射スロット５１、及び、放射素子層６００に設けられた放射素子６１は、給電回路２０と同様に、導電性部材で構成された結合スロット層３００、キャビティ層４００、放射スロット層５００、及び、放射素子層６００設けられた、開口である。つまり、開口部分が導波管として機能する。なお、給電回路層２００、キャビティ層４００、放射素子層６００のｚ方向の厚さは、設計波長λ（設計周波数に対応する波長）に対して、１／４λ前後であって、概ね１／８λ以上且つ１／２λ以下に設定される。なお、設計周波数とは、導波管スロットアレーアンテナに対して想定する周波数帯域の中心周波数である。よって、設計周波数は、中心周波数と呼ばれることがある。

図３は、第１の実施の形態が適用されない、従来のサブアレー１１をさらに説明する図である。図３（ａ）は、平面図、図３（ｂ）は、サブアレー１１を複数配列した導波管スロットアレーアンテナの一部を示す図である。ここで、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向は、図１（ａ）と同じである。図３（ａ）では、放射素子６１を長方形で示し、図３（ｂ）では、簡略化して放射素子６１を〇で示す。他においても同様とする。

図３（ａ）に示すように、サブアレー１１は、４個の放射素子６１（図３（ａ）では、放射素子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄと表記する。）を備える。そして、４個の放射素子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄのそれぞれは、間隔Ｄの正方形の格子点に配列されている。つまり、放射素子６１ａ、６１ｂがｘ方向に中心間が距離Ｄで配列され、同様に放射素子６１ｃ、６１ｄがｘ方向に中心間が距離Ｄで配列されている。そして、放射素子６１ａと放射素子６１ｃとがｙ方向に中心間が距離Ｄで配列され、同様に放射素子６１ｂと放射素子６１ｄとがｙ方向に中心間が距離Ｄで配列されている。すなわち、ｘ方向とｙ方向とに、それぞれ２個の放射素子６１が配列されている。つまり、放射素子６１は、２×２配列されている。なお、ｘ方向の中心間の距離Ｄが距離Ｄ１で、ｙ方向の中心間の距離Ｄが距離Ｄ２で、距離Ｄ１と距離Ｄ２とが異なってもよい。この場合には、放射素子６１は、ｘ方向が間隔Ｄ１、ｙ方向が間隔Ｄ２の正四角形の格子点に配列されていることになる。よって、距離Ｄを間隔Ｄと表示することがある。ここで、ｘ方向が第１の方向の一例であり、ｙ方向が第２の方向の一例である。そして、ｘ方向の中心間の距離Ｄ（距離Ｄ１）が、第１の間隔の一例であり、ｙ方向の中心間の距離Ｄ（距離Ｄ２）が、第２の間隔の一例である。なお、第１の方向と第２の方向は、直交してなくてもよく、交差していればよい。他の場合も同様である。

放射素子６１の平面形状は、図３（ａ）に示すように、ｘ方向を長手方向、ｙ方向を短手方向とする長方形である。そして、長手方向、つまりｘ方向とｚ方向とで作る面をＨ面とする電波を放射する。なお、放射素子６１の長手方向の長さは、０．５λ以上且つ１．０λ以下に設定される。また、短手方向の幅は、０．５λ以下であって、特性に応じで調整される。後述する図１３（ａ）に示すリッジ構造の放射素子６３を除いて、他の放射素子についても同様である。

図３（ｂ）に示すように、導波管スロットアレーアンテナにおいては、サブアレー１１（図３（ｂ）では、サブアレー１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆと表記する。）が、サブアレー１１間における放射素子６１間が距離Ｄとなるように配列される。サブアレー１１ｂにのみ、放射素子６１に符号を付しているが、他のサブアレー１１も同様である。サブアレー１１ｂに着目して説明すると、サブアレー１１ｂの放射素子６１ａとサブアレー１１ａの放射素子６１ｂとがｘ方向に距離Ｄで配置され、サブアレー１１ｂの放射素子６１ｃとサブアレー１１ｅの放射素子６１ａとがｙ方向に距離Ｄで配置されている。他のサブアレー１１についても同様である。よって、サブアレー１１の平面形状は、一辺が長さ２Ｄの正方形である。

図４は、サブアレー１１により構成される導波管スロットアレーアンテナの特性を説明する図である。図４（ａ）は、ｘ方向における開口分布、図４（ｂ）は、ｘ方向とｙ方向とで作る面における指向性である。図４（ａ）において、横軸が放射素子の番号、縦軸が正規化した放射強度（正規化放射強度）、図４（ｂ）において、横軸はｚ方向に対する角度［°］、縦軸が相対振幅［ｄＢ］である。図４（ａ）、（ｂ）には、２×２配列のサブアレー１１に給電して制御する場合、つまりｘ方向に２個の放射素子６１を配置して制御する場合（以下では、２放射素子制御と表記する。）と、放射素子６１毎に給電して制御する場合（以下では、１放射素子制御と表記する。）とを合わせて示す。

導波管スロットアレーアンテナは、放射素子６１がｘ方向に１６個、ｙ方向に１６個配列されているとする。つまり、２放射素子制御の場合は、サブアレー１１がｘ方向に８個、ｙ方向に８個配列されている。放射素子６１の番号とは、ｘ方向に配列された１６個の放射素子６１に順に番号を付したものである。
指向性は、開口分布におけるサイドローブレベルを－３０ｄＢとしたテイラー分布であるとしてアレー計算法により求めた。１放射素子制御の場合に対しても、アレー計算法により指向性を求めた。

図４（ａ）に示すように、１放射素子制御（黒丸）では、開口分布を理想的なテイラー分布に設定できる。しかし、２放射素子制御（白丸）では、２個の放射素子６１が一体として給電されることから、２個毎に放射強度が設定される。このため、開口分布が、１放射素子制御における理想的なテイラー分布からずれてしまう。

図４（ｂ）に示すように、１放射素子制御（破線）では、ｚ方向（０°）からの角度が大きくなるにしたがって、サイドローブは、振幅が低下していく。しかし、２放射素子制御（実線）では、４５°近傍において振幅の大きなサイドローブが見られる。これは、２放射素子制御では、２個の放射素子６１が一体として給電されることによる。

以上説明したように、第１の実施の形態が適用されない、従来のサブアレー１１では、特定の方向に振幅が大きなサイドローブが発生する。ｚ方向（０°）からの角度が大きくなるにしたがってサイドローブの振幅が低下せず、特定の角度で振幅の大きなサイドローブが発生することは好ましくない。特定の角度で振幅の大きなサイドローブが発生することを、特定の方向にサイドローブが発生すると表記することがある。

（第１の実施の形態が適用されるサブアレー１２）
図５は、第１の実施の形態が適用されるサブアレー１２を説明する図である。図５（ａ）は、平面図、図５（ｂ）は、サブアレー１２を複数配列した導波管スロットアレーアンテナの一部を示す図である。ここで、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向は、図３（ａ）、（ｂ）と同じである。

図５（ａ）に示すサブアレー１２は、４個の放射素子６２（図５（ａ）では、放射素子６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄと表記する。）を備える。放射素子６２ａ、６２ｂがｘ方向に中心間の距離Ｄで配列され、同様に放射素子６２ｃ、６２ｄがｘ方向に中心間の距離Ｄで配列されている。そして、放射素子６２ｂと放射素子６２ｃとがｙ方向に中心間の距離Ｄで配列されている。つまり、サブアレー１２は、図３（ａ）に示したサブアレー１１において、放射素子６１ｃ、６１ｄをｘ方向に距離Ｄずらした構成となっている。ここで、放射素子６２ａ、６２ｂの配列が第１列の一例であり、放射素子６２ｃ、６２ｄの配列が第２列の一例である。なお、サブアレー１２に対しても、放射素子６２の配列を２×２配列と呼ぶことがある。

図５（ｂ）に示すように、導波管スロットアレーアンテナにおいては、サブアレー１２（図５（ｂ）では、サブアレー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆと表記する。）は、隣接するサブアレー１２間において、放射素子６２がｘ方向及びｙ方向に中心間の距離Ｄとなるように配置されている。サブアレー１２ｂにのみ、放射素子６２に符号を付しているが、他のサブアレー１２も同様である。サブアレー１２ｂに着目して説明すると、サブアレー１２ｂの放射素子６２ａとサブアレー１２ａの放射素子６２ｄとがｙ方向に中心間の距離Ｄで配列されている。サブアレー１２ｂの放射素子６２ｄとサブアレー１２ｃの放射素子６２ａとがｙ方向に中心間の距離Ｄで配列されている。そして、サブアレー１２ｂの放射素子６２ｄとサブアレー１２ｆの放射素子６２ａとがｙ方向に中心間の距離Ｄで配列されている。他のサブアレー１２間においても同様である。このように配列すると、サブアレー１２は、サブアレー１２ｂに示すように、平面形状が一辺長２Ｄの正方形とみなせる。つまり、図５（ａ）に示す、第１の実施の形態が適用されるサブアレー１２と、図３（ａ）に示す、第１の実施の形態が適用されないサブアレー１１とで、平面形状における面積は同じである。なお、第１の間隔の一例である、ｘ方向の中心間の距離Ｄ（距離Ｄ１）は、０．５λ以上且つ１λ以下であるとよい。

すると、サブアレー１２ｂに示す正方形において、サブアレー１２ｂの放射素子６２ａの－ｙ方向側には、隣接するサブアレー１２ａの放射素子６２ｄが配列されている。すなわち、隣接するサブアレー１２ａとサブアレー１２ｂとの間、つまり隣接するサブアレー１２ａとサブアレー１２ｂとの境界部分において、ｙ方向に放射素子６２が互い違いになるように配列されている。また、サブアレー１２ｂの放射素子６２ｄのｙ方向側には、隣接するサブアレー１２ｃの放射素子６２ａが配列されている。すなわち、隣接するサブアレー１２ｂとサブアレー１２ｃとの間、つまり隣接するサブアレー１２ｂとサブアレー１２ｃとの境界部分において、ｙ方向に放射素子６２が互い違いになるように配列されている。

図６は、サブアレー１２により構成される導波管スロットアレーアンテナの特性を説明する図である。図６（ａ）は、相対振幅、図６（ｂ）は、±４５°面における相対振幅、図６（ｃ）は、三次元パターンである。＋４５°面とは、図５（ａ）に示したｘ方向からｙ方向に－４５°ずれた方向とｚ方向とで作る面であり、－４５°面とは、ｘ方向からｙ方向に＋４５°ずれた方向とｚ方向とで作る面である。図６（ａ）、（ｂ）において、横軸は角度［°］、縦軸は相対振幅［ｄＢ］である。ここでの三次元パターンとは、放射される電波の三次元像を、ｘ方向とｙ方向とで作る面（ｘ－ｙ平面）に投影したものである。つまり、電波の放射がｚ方向に集中している場合は、ｘ－ｙ平面における原点（ｘ軸とｙ軸との交点）近傍に電波の強い部分を示すパターン（放射パターン）が見られる。しかし、ｚ方向以外の方向にサイドローブが発生する場合には、ｘ－ｙ平面において、その方向に電波の強い部分を示すパターン（放射パターン）が表れる。

ここでは、設計周波数を２７ＧＨｚとし、放射素子６２の中心間の距離Ｄを０．８λ（９ｍｍ）とした場合を示す。この導波管スロットアレーアンテナは、周波数帯域が２４ＧＨｚ～３０ＧＨｚ（比帯域２２％）を想定したものである。なお、放射素子６２の長手方向の長さは、８ｍｍである。

図６（ａ）に示すように、ｘ方向とｚ方向とで作る面、つまりＨ面の相対振幅（実線で示すＨ面）は、サイドローブが抑圧されている。一方、ｙ方向とｚ方向とで作る面、つまりＥ面の相対振幅（破線で示すＥ面）においては、±４５°の近傍に、サイドローブが見られる。このサイドローブは、図４（ｂ）に示した２放射素子制御の場合と同様である。Ｈ面においてサイドローブが抑圧されるのは、図５（ｂ）に示したように、放射素子６２がｙ方向に互い違いに配列されることにより、Ｈ面（ｘ方向）では、隣接するサブアレー１２間において、放射強度が平均化されてサイドローブが抑圧されたと考えられる。しかし、図５（ａ）から分かるように、Ｅ面（ｙ方向）においては、隣接する放射素子６２間での放射強度が平均化されないため、サイドローブが抑圧されないと思われる。

なお、図６（ｂ）に示すように、サブアレー１２を用いた導波管スロットアレーアンテナでは、±４５°面において、±６０°近傍にサイドローブが表れることが分かる。

よって、図６（ｃ）の三次元パターンに示すように、ｘ方向（Ｈ面）では、サイドローブの発生が抑圧されるのに対して、ｙ方向（Ｅ面）及び±４５°方向（±４５°面）では、サイドローブが現れることが分かる。

図７は、第１のサブアレー１２における放射素子６２の中心間の距離Ｄを異ならせた場合の導波管スロットアレーアンテナの特性を説明する図である。図７（ａ）は、Ｈ面における相対振幅、図７（ｂ）は、±４５°面における相対振幅、図７（ｃ）は、三次元パターンである。ここでは、放射素子６２の中心間の距離Ｄを、設計周波数２７ＧＨｚに対して、０．８λと０．６４λとした。なお、図７（ｃ）に示す三次元パターンは、距離Ｄが０．６４λの場合である。

図７（ａ）に示すように、Ｈ面における相対振幅において、距離Ｄが０．６４λの場合（実線）が、距離Ｄが０．８λの場合（破線）に比べ、±７０°近傍のサイドローブが抑圧されている。そして、図７（ｂ）に示す±４５°面における相対振幅は、距離Ｄが０．６４λの場合（実線）が、距離Ｄが０．８λの場合（破線）に比べ、±６０°近傍のサイドローブが大幅に抑圧されている。よって、図７（ｃ）の三次元パターンにおいて、±４５°方向において放射パターンがほとんど見られない。つまり、サブアレー１２において、放射素子６２の間隔Ｄを小さくすると、±４５°方向に現れるサイドローブが抑圧される。

以上のことから、第１の実施の形態が適用されるサブアレー１２は、ｙ方向に互い違いに放射素子６２を配置することにより、ｘ方向（Ｈ面）において、振幅強度の大きいサイドローブの発生が抑圧される。つまり、サブアレー１２において、一方向に放射素子６０を互い違いに配置することより、その方向に垂直な方向とｚ方向とで作る面において、振幅の大きなサイドローブの発生が抑圧される。

図８は、第１の実施の形態が適用されるサブアレー１２の構造を示す図である。ここでは、電波が透過する開口部分（空洞）のみを示している。なお、図８では、給電回路２０を合わせて示している。ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は、図５（ａ）と同様である。

サブアレー１２は、図２に示したサブアレー１１と同様に、給電回路２０上に、下層（－ｚ方向）側から、キャビティ４０、Ｈブランチキャビティ７２（図８では、Ｈブランチキャビティ７２ａ、７２ｂ）と、放射素子６２（放射素子６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ）の順に積層されて構成されている。Ｈブランチキャビティ７２ａは、ｘ方向に配列された放射素子６２ａ、６２ｂに対応して設けられ、Ｈブランチキャビティ７２ｂは、ｘ方向に配列された放射素子６２ｃ、６２ｄに対応して設けられている。なお、Ｈブランチキャビティ７２は、ブランチキャビティ層７００に開口として構成されている。なお、不図示であるが、給電回路２０とキャビティ４０との間には、カップリングスロット３０（図２参照）が設けられ、キャビティ４０とＨブランチキャビティ７２との間には、放射スロット５２（後述する図９（ａ）参照）が設けられている。なお、ブランチキャビティ層７００のｚ方向の厚さは、設計波長λに対して、１／４λ前後であって、概ね１／８λ以上且つ１／２λ以下に設定される。

Ｈブランチキャビティ７２は、磁界（Ｈ）に基づいて電波を２個の放射素子６２に分配（分岐）するので、Ｈブランチキャビティと表記する。なお、Ｈブランチキャビティ７２は、ブランチキャビティの一例である。

図９は、第１の実施の形態が適用されるサブアレー１２の構造を分解して示す図である。図９（ａ）～（ｃ）は、積層された上下の関係を説明する図である。そして、図９（ａ）～（ｃ）において、上側に斜視図、下側に平面図を示している。なお、上側の斜視図におけるｘ方向、ｙ方向及びｚ方向は、図８と同様であり、下側の平面図におけるｘ方向、ｙ方向及びｚ方向は、図５（ａ）、（ｂ）と同様である。

図９（ａ）は、キャビティ４０と放射スロット５２ａ、５２ｂとを示す。放射スロット５２ａ、５２ｂは、平面形状がｘ方向を長手方向とし、ｙ方向を短手方向とする長方形であって、キャビティ４０の－ｘ方向側且つｙ方向側の角部と、ｘ方向側且つ－ｙ方向側の角部に配置されている。なお、放射スロット５２ａ、５２ｂは、ｘ方向及びｙ方向に中心間の距離Ｄで配置されている。

図９（ｂ）は、放射スロット５２ａ、５２ｂとＨブランチキャビティ７２ａ、７２ｂとを示す。Ｈブランチキャビティ７２ａ、７２ｂは、平面形状がｘ方向を長手方向とし、ｙ方向を短手方向とする長方形である。Ｈブランチキャビティ７２ａ、７２ｂのそれぞれの平面形状の中心が、放射スロット５２ａ、５２ｂの平面形状の中心に一致するように設けられている。よって、矢印に示すように、Ｈブランチキャビティ７２により、放射スロット５２からの電波が±ｘ方向に伝播する。

図９（ｃ）は、Ｈブランチキャビティ７２ａ、７２ｂと放射素子６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄとを示す。放射素子６２ａ、６２ｂは、Ｈブランチキャビティ７２ａに対してｘ方向に並ぶように設けられ、放射素子６２ｃ、６２ｄは、Ｈブランチキャビティ７２ｂに対してｘ方向に並ぶように設けられている。なお、放射素子６２は、ｘ方向及びｙ方向に中心間の距離Ｄとなるように配置されている。

上記に示したキャビティ４０、Ｈブランチキャビティ７２ａ、７２ｂ、及び放射素子６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄを重ね合わせることにより、図８に示したサブアレー１２が構成される。そして、キャビティ４０の上に、ｘ方向に距離Ｄ離して２個の放射スロット５２を設けるとともに、Ｈブランチキャビティ７２ａ、７２ｂを設けて、放射素子６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄが配置される位置をｘ方向に距離Ｄずらすことにより、導波管スロットアレーアンテナにおいて、ｙ方向に放射素子６２が互い違いに配列されるようにしている。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、第１の実施の形態におけるサブアレー１２をサブアレー１３に置き換えたものである。他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、同様の部分の説明を省略し、異なる部分であるサブアレー１３を説明する。

（第２の実施の形態が適用されるサブアレー１３）
図１０は、第２の実施の形態が適用されるサブアレー１３を説明する図である。図１０（ａ）は、平面図、図１０（ｂ）は、サブアレー１３を複数配列した導波管スロットアレーアンテナの一部を示す図である。ここで、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向は、図３（ａ）、（ｂ）と同じである。

図１０（ａ）に示すサブアレー１３は、４個の放射素子６３（図１０（ａ）では、放射素子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄと表記する。）を備える。放射素子６３ａ、６３ｃがｘ方向に中心間の距離Ｄで配列されている。また、放射素子６３ｂが放射素子６３ｃに対してｙ方向に中心間の距離Ｄで配列されている。そして、放射素子６３ｄが放射素子６３ｃからｘ方向に中心間の距離Ｄ、－ｙ方向に中心間の距離Ｄ離れた位置に設けられている。つまり、一辺長２Ｄの正方形において、ｙ方向側の辺の中点に放射素子６３ｂが配列され、ｘ方向側の辺の中点に放射素子６３ａが配列され、放射素子６３ａのｘ方向側に中心間の距離Ｄ離れた位置（正方形の中心）に放射素子６３ｃが配列され、ｘ方向側及び－ｙ方向側の角に放射素子６３ｄが配列されている。言い換えれば、サブアレー１３は、図５（ａ）に示した第１の実施の形態が適用されるサブアレー１２において、ｙ方向に並ぶ放射素子６２ｂ、６２ｃをｙ方向に距離Ｄずらした配列である。つまり、サブアレー１３は、図３（ａ）に示したサブアレー１１における放射素子６１において、放射素子６１ｃ、６１ｄをｘ方向（Ｈ面）に距離Ｄずらす（サブアレー１２になる）とともに、放射素子６１ｂ、６１ｃをｙ方向に距離Ｄずらしたものである。なお、放射素子６３ａ、６３ｃの配列が列の一例であり、放射素子６３ｃは、一端部に設けられた放射素子６３の一例である。

図１０（ｂ）に示すように、導波管スロットアレーアンテナにおいては、サブアレー１０（図１０（ｂ）では、サブアレー１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉと表記する。）が、サブアレー１３間における放射素子６３間がｘ方向及びｙ方向において中心間が距離Ｄとなるように配列される。サブアレー１３ｅにのみ、放射素子６３に符号を付しているが、他のサブアレー１３も同様である。サブアレー１３ｅに着目して説明すると、サブアレー１３ｅの放射素子６３ａのｙ方向側に、サブアレー１３ａの放射素子６３ｄが配列される。サブアレー１３ｅの放射素子６３ａの－ｙ方向側に、サブアレー１３ｄの放射素子６３ｄが配列されている。サブアレー１３ｅの放射素子６３ｂのｘ方向側に、サブアレー１３ｂの放射素子６３ｄが配列され、サブアレー１３ｅの放射素子６３ｂの－ｘ方向側に、サブアレー１３ａの放射素子６３ｄが配列されている。他のサブアレー１３間においても同様である。このように配列すると、サブアレー１３は、サブアレー１３ｅに示すように、平面形状が一辺長２Ｄの正方形とみなせる。つまり、図１０（ａ）に示す、第２の実施の形態が適用されるサブアレー１３と、図３（ａ）に示す、第１の実施の形態が適用されないサブアレー１１と、図５（ａ）に示す、第１の実施の形態が適用されるサブアレー１２とで、平面形状における面積は同じである。

すると、サブアレー１３ｅに示す正方形において、サブアレー１３ｅの放射素子６３ａのｙ方向側には、隣接するサブアレー１３ａの放射素子６３ｄが配列され、－ｙ方向側には、隣接するサブアレー１３ｄの放射素子６３ｄが配列されている。すなわち、隣接するサブアレー１３間、つまり隣接するサブアレー１３の境界部分において、ｙ方向に放射素子６３が互い違いに配列されている。同様に、サブアレー１３ｅの放射素子６３ｂのｘ方向側には、サブアレー１３ｂの放射素子６３ｄが配列され、－ｘ方向側にはサブアレー１３ａの放射素子６３ｄが配列されている。すなわち、隣接するサブアレー１３間、つまり隣接するサブアレー１３の境界部分において、ｘ方向に放射素子６３が互い違いに配列されている。

図１１は、サブアレー１３により構成される導波管スロットアレーアンテナの特性を説明する図である。図１１（ａ）は、相対振幅、図１１（ｂ）は、±４５°面における相対振幅、図１１（ｃ）は、三次元パターンである。±４５°面の定義などは、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と同じである。

ここでも、設計周波数を２７ＧＨｚとし、放射素子６２の中心間の距離Ｄを０．８λ（９ｍｍ）とした場合を示す。この導波管スロットアレーアンテナは、周波数帯域が２４ＧＨｚ～３０ＧＨｚ（比帯域２２％）を想定したものである。

図１１（ａ）に示すように、Ｈ面の相対振幅（実線で示すＨ面）及びＥ面の相対振幅（破線で示すＥ面）は、共に特定の角度におけるサイドローブが抑圧されている。Ｈ面及びＥ面において共にサイドローブが抑圧されるのは、図１０（ｂ）に示したように、放射素子６３がｘ方向及びｙ方向に互い違いに配列されていることによる。つまり、放射素子６３をｘ方向及びｙ方向に互い違いに配列することにより、隣接するサブアレー１３間において、放射強度が平均化されてサイドローブが抑圧されたと考えられる。

なお、図１１（ｂ）に示すように、＋４５°面（図１１（ｂ）の実線）では、サイドローブが抑圧されているが、－４５°面（図１１（ｂ）の破線）では、サイドローブが現れている。これは、図１０（ｂ）に示したように、サブアレー１３は、＋４５°方向（ｘ方向からｙ方向に－４５°ずれた方向）では放射素子６３が対称に配列されているのに対し、－４５°方向（ｘ方向からｙ方向に４５°ずれた方向）では放射素子６３が対称に配列されていないことによると考えられる。

よって、図１１（ｃ）の三次元パターンに示すように、ｘ方向（Ｈ面）及びｙ方向（Ｅ面）では、サイドローブの発生が抑圧されている。そして、４５°面に比べ、－４５°面において、振幅の大きなサイドローブが生じていることが分かる。

図１２は、第２のサブアレー１３における放射素子６３の中心間の距離Ｄを異ならせた場合の導波管スロットアレーアンテナの特性を説明する図である。図１２（ａ）は、Ｈ面における相対振幅、図１２（ｂ）は、－４５°面における相対振幅、図１２（ｃ）は、三次元パターンである。ここでは、放射素子６３の中心間の距離Ｄを、設計周波数２７ＧＨｚに対して０．８λと０．６４λとした。なお、図１２（ｃ）に示す三次元パターンは、距離Ｄが０．６４λの場合である。

図１２（ａ）に示すように、Ｈ面における相対振幅において、距離Ｄが０．６４λの場合（実線）が、距離Ｄが０．８λの場合（破線）に比べ、±７０°近傍のサイドローブが抑圧されている。そして、図１２（ｂ）に示す－４５°面における相対振幅は、距離Ｄが０．６４λの場合（実線）が、距離Ｄが０．８λの場合（破線）に比べ、±６０°近傍のサイドローブが大幅に抑圧されている。よって、図１２（ｃ）の三次元パターンにおいて、±４５°方向に放射パターンがほとんど見られない。つまり、サブアレー１３において、放射素子６２の間隔Ｄを小さくすると、－４５°方向に現れるサイドローブが抑圧される。

図１３は、第２の実施の形態が適用されるサブアレー１３の構造を示す図である。図１３（ａ）は、斜視図、図３（ｂ）は、キャビティ４０とＥブランチキャビティ８０との間に設けられたＥベント８１との関係を説明する図である。ここでは、電波が透過する開口部分（空洞）のみを示している。なお、図１３（ａ）では、給電回路２０を合わせて示している。ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は、図１０（ａ）と同様である。

図１３（ａ）に示すように、サブアレー１３は、図２に示したサブアレー１１と同様に、給電回路２０上に、下層（－ｚ方向）側から、キャビティ４０、Ｅブランチキャビティ８０（図１３では、Ｅブランチキャビティ８０ａ、８０ｂ）、放射素子６３（放射素子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ）の順に積層されて構成されている。Ｅブランチキャビティ８０は、キャビティ４０と接続される、Ｌ字型に構成されたＥベント８１（図１３では、Ｅベント８１ａ、８１ｂ）を備える。Ｅブランチキャビティ８０ａは、放射素子６３ａ、６３ｂに対応して設けられ、Ｅブランチキャビティ８０ｂは、放射素子６３ｃ、６３ｄに対応して設けられている。このため、Ｅブランチキャビティ８０ａ、８０ｂは、それぞれがｘ方向にずれて設けられている。なお、Ｅブランチキャビティ８０は、Ｅブランチキャビティ層８００に設けられている。Ｅブランチキャビティ層８００のｚ方向の厚さは、設計波長λに対して、１／４λ前後であって、概ね１／８λ以上且つ１／２λ以下に設定される。

図１３（ｂ）に示すように、キャビティ４０は、カップリングスロット４１（図１３（ｂ）では、４１ａ、４１ｂ）を備える。また、Ｅブランチキャビティ８０ａは、放射スロット８２（図１３（ｂ）では、放射スロット８２ａ、８２ｂ）を備え、Ｅブランチキャビティ８０ｂは、放射スロット８２（図１３（ｂ）では、放射スロット８２ｃ、８２ｄ）を備える。そして、Ｌ字型のＥベント８１ａは、Ｅブランチキャビティ８０ａから延びて、キャビティ４０のカップリングスロット４１ａと接続されている。同様に、Ｌ字型のあるＥベント８１ｂは、Ｅブランチキャビティ８０ｂから延びて、キャビティ４０のカップリングスロット４１ｂと接続されている。Ｅベント８１ａ、８２ｂは、導電性部材で囲まれた空洞である。Ｅ面方向に±ｘ方向に対して対称に折り曲げられたＥブランチキャビティ８０ａ、８０ｂに対して、Ｈ面方向に放射素子６３を分離して配置し、それらを逆相で給電する構成である。なお、図１３（ｂ）には、電界を実線の矢印で、磁界を破線の矢印で示している。Ｅブランチキャビティ８０は、電界（Ｅ）に基づいて電波を分岐することから、Ｅブランチキャビティと表記する。なお、Ｅブランチキャビティ８０が備えるＥベント８１も同様である。ここでは、Ｅベント８１は、Ｅブランチキャビティ８０の一部としたが、別の部材で構成してもよい。なお、Ｅブランチキャビティ８０は、ブランチキャビティの他の一例である。

なお、図１３（ｂ）において、カップリングスロット３０の長手方向をｙ方向にして、カップリングスロット４１ａ、４１ｂを±ｘ方向の端部に設けるようにしてもよい。

図１４は、Ｅブランチキャビティ８０と放射素子６３との積層関係を説明する図である。図１４（ａ）、（ｂ）は、積層された上下の関係を説明する図である。
図１４（ａ）は、Ｅブランチキャビティ８０ａ、８０ｂを示す。Ｅブランチキャビティ８０ａ、８０ｂは、平面形状がｘ方向を長手方向とする概略長方形である。そして、Ｅブランチキャビティ８０ａは、－ｘ方向側且つ－ｙ方向側に放射スロット８２ａを有し、＋ｘ方向側且つ＋ｙ方向側に放射スロット８２ｂを有する。一方、Ｅブランチキャビティ８０ｂは、－ｘ方向側且つ＋ｙ方向側に放射スロット８２ｃを有し、＋ｘ方向側且つ－ｙ方向側に放射スロット８２ｄを有する。放射スロット８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄは、平面形状がｘ方向を長手方向とする長方形である。そして、Ｅブランチキャビティ８０ａの中心とＥブランチキャビティ８０ｂの中心とは、ｘ方向に距離Ｄ離れ、ｙ方向に距離Ｄ離れて配列されている。

図１４（ｂ）は、放射素子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄを示す。放射素子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄのそれぞれは、放射スロット８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄに対応して設けられている。放射素子６３ａと放射素子６３ｃとは、ｘ方向に配列されているが、放射素子６３ａに対応する放射スロット８２ａは、放射素子６３ａと放射素子６３ｃとの中心を結ぶ線（一点鎖線）より、＋ｙ方向にΔｙ（＋Δｙ）ずれて設けられている。また、放射素子６３ｃに対応する放射スロット８２ｃは、放射素子６３ａと放射素子６３ｃとの中心を結ぶ線（一点鎖線）より、－ｙ方向にΔｙ（－Δｙ）ずれて設けられている。同様に、放射素子６３ｂに対応する放射スロット８２ｂは、放射素子６３ｂの中心から－ｙ方向にΔｙ（－Δｙ）ずれて設けられ、放射素子６３ｄに対応する放射スロット８２ｄは、放射素子６３ｄの中心から＋ｙ方向にΔｙ（＋Δｙ）ずれて設けられている。

上記に示したキャビティ４０、Ｅブランチキャビティ８０ａ、８０ｂ、及び放射素子６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄを重ね合わせることにより、図１３に示したサブアレー１３が構成される。そして、キャビティ４０の上に、Ｅブランチキャビティ８０ａ、８０ｂを設けて、放射素子６３が配置される位置をｘ方向（Ｈ面）及びｙ方向（Ｅ面）にずらして配列している。

［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、第１の実施の形態におけるサブアレー１２又は第２の実施の形態におけるサブアレー１３を、サブアレー１４に置き換えたものである。他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、同様の部分の説明を省略し、異なる部分であるサブアレー１４を説明する。

（第３の実施の形態が適用されるサブアレー１４）
図１５は、第３の実施の形態が適用されるサブアレー１４を説明する図である。図１５（ａ）は、平面図、図１５（ｂ）は、サブアレー１４を複数配列した導波管スロットアレーアンテナの一部を示す図である。ここで、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向は、図５（ａ）、（ｂ）と同様である。

図１５（ａ）に示すサブアレー１４は、８個の放射素子６４（図１５（ａ）では、放射素子６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅ、６４ｆ、６４ｇ、６４ｈと表記する。）を備える。放射素子６４ａ、６４ｂ、放射素子６４ｃ、６４ｄ、放射素子６４ｅ、６４ｆ、放射素子６４ｇ、６４ｈのそれぞれがｘ方向に中心間の距離Ｄで配列されている。また、放射素子６４ｂ、６４ｃ、６４ｆ、６４ｇがｙ方向に中心間の距離Ｄ／２離れて配列されている。言い換えれば、サブアレー１４は、図５（ａ）に示した第１の実施の形態が適用されるサブアレー１２を、ｙ方向に２個重ねた構成である。なお、ｙ方向の中心間の距離は、Ｄ／２になっている。ここで、放射素子６４ａ、６４ｂの配列が第１列の他一例であり、放射素子６４ｃ、６４ｄの配列が第２列の他一例であり、放射素子６４ｅ、６４ｆの配列が第３列の一例であり、放射素子６４ｇ、６４ｈの配列が第４列の一例である。なお、サブアレー１４における放射素子６２の配列を２×４配列と呼ぶことがある。

図１５（ｂ）に示すように、導波管スロットアレーアンテナにおいては、サブアレー１４（図１５（ｂ）では、サブアレー１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆと表記する。）が、サブアレー１４間において、放射素子６３間がｘ方向では距離Ｄとなり、ｙ方向では距離Ｄ／２となるように配列される。サブアレー１４ｅにのみ、放射素子６４に符号を付しているが、他のサブアレー１４も同様である。サブアレー１４ｅに着目して説明すると、サブアレー１４ｅの放射素子６４ａのｙ方向側に、サブアレー１４ａの放射素子６４ｈが配列され、サブアレー１４ｅの放射素子６４ａの－ｙ方向側に、サブアレー１４ｄの放射素子６４ｄが配列されている。また、サブアレー１４ｅの放射素子６４ｄのｙ方向側に、サブアレー１４ｆの放射素子６４ａが配列され、サブアレー１４ｅの放射素子６４ｄの－ｙ方向側に、サブアレー１４ｆの放射素子６４ｅが配列されている。他のサブアレー１４間においても同様である。このように配列すると、サブアレー１４は、サブアレー１４ｅに示すように、平面形状が一辺長２Ｄの正方形とみなせる。つまり、図１５（ａ）に示す、第３の実施の形態が適用されるサブアレー１４と、図３（ａ）に示す、第１の実施の形態が適用されないサブアレー１１と、図５（ａ）に示す、第１の実施の形態が適用されるサブアレー１２と、図１０（ａ）に示す、第２の実施の形態が適用されるサブアレー１３とで、平面形状における面積は同じである。

すると、サブアレー１４ｅに示す正方形において、サブアレー１４ａの放射素子６４ｈと、サブアレー１４ｅの放射素子６４ａと、サブアレー１４ｄの放射素子６４ｄと、サブアレー１４ｅの放射素子６４ｅと、サブアレー１４ｄの放射素子６４ｈとのように、隣接するサブアレー１４ａ、１４ｄ、１４ｅの間、つまり隣接するサブアレー１４ａ、１４ｄ、１４ｅの境界部分において、ｙ方向で互い違いに配列されている。同様に、サブアレー１４ｂの放射素子６４ｈと、サブアレー１４ｆの放射素子６４ａと、サブアレー１４ｅの放射素子６４ｄと、サブアレー１４ｆの放射素子６４ｅと、サブアレー１４ｅの放射素子６４ｈとのように、隣接するサブアレー１４ｂ、１４ｅ、１４ｆの間、つまり隣接するサブアレー１４ｂ、１４ｅ、１４ｆの境界部分において、放射素子６４がｙ方向で互い違いに配列されている。

図１６は、サブアレー１４により構成される導波管スロットアレーアンテナの特性を説明する図である。図１６（ａ）は、相対振幅、図１６（ｂ）は、±４５°面における相対振幅、図１４（ｃ）は、三次元パターンである。±４５°面の定義などは、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と同じである。

ここでも、設計周波数を２７ＧＨｚとし、距離Ｄを０．８λ（９ｍｍ）とした場合を示す。この導波管スロットアレーアンテナは、周波数帯域が２４ＧＨｚ～３０ＧＨｚ（比帯域２２％）を想定したものである。

図１６（ａ）に示すように、Ｈ面の相対振幅（実線で示すＨ面）は、サイドローブが抑圧されている。一方、Ｅ面の相対振幅（破線で示すＥ面）においては、±４５°の近傍に、サイドローブが見られる。このサイドローブは、図４（ｂ）に示した２放射素子制御の場合と同様である。Ｈ面においてサイドローブが抑圧されるのは、図１５（ｂ）に示したように、ｙ方向において放射素子６４が互い違いに配列されていることによる。つまり、放射素子６４をｙ方向に互い違いに配列することにより、隣接するサブアレー１４間において、放射強度が平均化されてサイドローブが抑圧されたと考えられる。しかし、図１５（ａ）から分かるように、ｘ方向においては、隣接する放射素子６２が互い違いに配列されていないため、サブアレー１４間で放射強度が平均化されないため、Ｅ面におけるサイドローブが抑圧されないと思われる。

なお、図１６（ｂ）に示すように、サブアレー１４を用いた導波管スロットアレーアンテナでは、±４５°面において、サイドローブが抑圧されていることが分かる。

よって、図１６（ｃ）の三次元パターンに示すように、ｘ方向（Ｈ面）及び±４５°方向（±４５°面）では、サイドローブの発生が抑圧されるのに対して、ｙ方向（Ｅ面）では、サイドローブが現れていることが分かる。

図１７は、第３の実施の形態が適用されるサブアレー１４の構造を示す斜視図である。ここでは、電波が透過する開口部分（空洞）のみを示している。なお、図１７では、給電回路２０を合わせて示している。ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は、図８と同様である。

サブアレー１４は、図２に示したサブアレー１１と同様に、給電回路２０上に、下層（－ｚ方向）側から、キャビティ４０、オフセットキャビティ９４（図１７では、オフセットキャビティ９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄ）、Ｈブランチキャビティ７４（図１７では、Ｈブランチキャビティ７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ）、放射素子６４（図１７では、放射素子６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅ、６４ｆ、６４ｇ、６４ｈ）が順に積層されて構成されている。なお、図１７には、オフセットキャビティ９４ａ、９４ｂは、隠れていて表示されていない。また、オフセットキャビティ９４はオフセットキャビティ層９００に設けられている。オフセットキャビティ層９００のｚ方向の厚さは、設計波長λに対して、１／４λ前後であって、概ね１／８λ以上且つ１／２λ以下に設定される。

Ｈブランチキャビティ７４ａは、ｘ方向に配列された放射素子６４ａ、６４ｂに対応して設けられ、Ｈブランチキャビティ７４ｂは、ｘ方向に配列された放射素子６４ｃ、６４ｄに対応して設けられている。同様に、Ｈブランチキャビティ７４ｃは、ｘ方向に配列された放射素子６４ｅ、６４ｆに対応して設けられ、Ｈブランチキャビティ７４ｄは、ｘ方向に配列された放射素子６４ｇ、６４ｈに対応して設けられている。なお、不図示であるが、給電回路２０とキャビティ４０との間には、カップリングスロット３０（図２参照）が設けられ、キャビティ４０とオフセットキャビティ９４との間には、放射スロット５４が設けられている（後述する図１８（ａ）参照）。

図１８は、第３の実施の形態が適用されるサブアレー１４の構造を分解して示す図である。図１８（ａ）～（ｄ）は、積層された上下の関係を説明する図である。そして、図１８（ａ）～（ｄ）において、上側に斜視図、下側に平面図を示している。なお、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向は、図９と同様である。なお、下側の平面図において、ｘ方向に距離Ｄ／２の間隔で一点鎖線を表記し、ｙ方向に距離Ｄ／４の間隔で一点鎖線を表記している。

図１８（ａ）は、キャビティ４０と放射スロット５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄとを示す。放射スロット５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄは、平面形状がｘ方向を長手方向とし、ｙ方向を短手方向とする長方形であって、平面形状が四角形であるキャビティ４０の四隅に配置されている。なお、放射スロット５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄは、それぞれがｘ方向及びｙ方向に距離Ｄで配置されている。

図１８（ｂ）は、放射スロット５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄとオフセットキャビティ９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄとを示す。オフセットキャビティ９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄは、それぞれが放射スロット５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄに対応して設けられている。放射スロット５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄは、平面形状が四角形である。そして、矢印で示すように、オフセットキャビティ９４ａ、９４ｃは、放射スロット５４ａ、５４ｃの中心に対して、それぞれの平面形状の中心が＋ｙ方向に距離Ｄ／４ずらして設けられ、オフセットキャビティ９４ｂ、９４ｄは、放射スロット５４ｂ、５４ｄの中心に対して、それぞれの平面形状の中心が－ｙ方向に距離Ｄ／４ずらして設けられている。つまり、オフセットキャビティ９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄは、放射スロット５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄに対して、±ｙ方向にあらかじめ定められた距離（ここでは、距離Ｄ／４）ずらしている（オフセットさせている）。よって、オフセットキャビティ９４をオフセットキャビティと表記する。よって、図１８（ｂ）の下側の図において矢印で示すように、オフセットキャビティ９４により、放射スロット５４からの電波が＋ｙ方向又は－ｙ方向に伝播する。

図１８（ｃ）は、オフセットキャビティ９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄとＨブランチキャビティ７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄとを示す。Ｈブランチキャビティ７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄは、平面形状がｘ方向を長手方向とし、ｙ方向を短手方向とする長方形である。Ｈブランチキャビティ７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄは、それぞれの平面形状における中心が、オフセットキャビティ９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄの平面形状における中心に一致するように設けられている。よって、図１８（ｃ）の下側の図に矢印で示すように、Ｈブランチキャビティ７４により、オフセットキャビティ９４からの電波が±ｙ方向に電波が伝播する。

図１８（ｄ）は、Ｈブランチキャビティ７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄと放射素子６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅ、６４ｆ、６４ｇ、６４ｈとを示す。放射素子６４ａ、６４ｂは、Ｈブランチキャビティ７４ａに対してｘ方向に並ぶように設けられ、放射素子６４ｃ、６４ｄは、Ｈブランチキャビティ７４ｂに対してｘ方向に並ぶように設けられている。放射素子６４ｅ、６４ｆは、Ｈブランチキャビティ７４ｃに対してｘ方向に並ぶように設けられ、放射素子６４ｇ、６４ｈは、Ｈブランチキャビティ７４ｄに対してｘ方向に並ぶように設けられている。なお、放射素子６４の平面形状の中心間は、ｘ方向が距離Ｄ、ｙ方向が距離Ｄ／２となるように配置されている。

上記に示したキャビティ４０、オフセットキャビティ９４、Ｈブランチキャビティ７４、及び放射素子６４を重ね合わせることにより、図１７に示したサブアレー１４が構成される。キャビティ４０に４個の放射スロット５４を設け、放射スロット５４に対して±ｙ方向にずらしたオフセットキャビティ９４を設け、オフセットキャビティ９４に対して、Ｈブランチキャビティ７４を設けることで、放射素子６４が配置される位置がｘ方向（Ｈ面）に互い違いになるようにしている。

図１９は、第３の実施の形態が適用されるサブアレー１４をＦＤＴＤ法で解析した結果を説明する図である。図１９（ａ）は、サブアレー１４の構成、図１９（ｂ）は、ＦＤＴＤ法での解析モデル、図１９（ｃ）は、反射特性である。図１９（ｃ）において、縦軸は反射特性を表すＳパラメータＳ１１［ｄＢ］、横軸は周波数［ＧＨｚ］である。

図１９（ａ）は、図１５（ａ）と同じである。
図１９（ｂ）に示すように、解析は、サブアレー１４が周期的に配列されているとした周期的境界条件（ＰＢＣ：Periodic Boundary Condition）を用いて、時間領域差分（ＦＤＴＤ：Finite Difference Time Domain）法（ここでは、ＦＤＴＤ法と表記する。）で行った。ここで、設計周波数を２４ＧＨｚ～３０ＧＨｚ、比帯域２２％とし、距離Ｄを周波数２７ＧＨｚでの０．８λ（９ｍｍ）とした。
図１９（ｃ）に示すように、反射特性を表すＳパラメータＳ１１は、周波数範囲２４ＧＨｚ～３０ＧＨｚにおいて、－１８ｄＢ以下である。

図２０は、サブアレー１４を用いた導波管スロットアレーアンテナを解析した結果を説明する図である。図２０（ａ）は、一個のサブアレー１４を残して給電回路２０を示した斜視図、図２０（ｂ）は、放射素子６４の配列、図２０（ｃ）は、反射特性である。図２０（ｃ）において、縦軸は反射特性を表すＳパラメータＳ１１［ｄＢ］、横軸は周波数［ＧＨｚ］である。

図２０（ａ）では一個のサブアレー１４のみを示すが、導波管スロットアレーアンテナは、給電回路２０上にサブアレー１４が８×８配列されて構成されている。よって、図２０（ｂ）に示すように、導波管スロットアレーアンテナは、放射素子６４がｘ方向に１６個、ｙ方向に３２個配列されて構成されている。
ここで、設計周波数を２４ＧＨｚ～３０ＧＨｚ、比帯域２２％とし、距離Ｄを周波数２７ＧＨｚでの０．８λ（９ｍｍ）とした。そして、給電される電力分布は、８×８分配とし、サイドローブレベルが－３０ｄＢのテイラー分布とした。よって、図２０（ｂ）に示すように、放射素子６４が配列される領域は、放射素子６４の中心間において、ｘ方向が１４４ｍｍ、ｙ方向が１３９．５ｍｍとなる。
ここでは、給電回路２０を含めたＦＤＴＤ法によって解析した。電力分布は、給電回路２０の性能に依存する。

図２０（ｃ）に示すように、反射特性を表すＳパラメータＳ１１は、周波数範囲２４ＧＨｚ～３０ＧＨｚにおいて、－１５ｄＢ以下である。給電回路２０の特性が含まれることにより、反射特性は、図１９（ｃ）に示したサブアレー１４の解析した結果に比べ高くなっている。

図２１は、サブアレー１４を用いた導波管スロットアレーアンテナの２４．０ＧＨｚにおける特性を示す図である。図２１（ａ）は、Ｈ面指向性、図２１（ｂ）は、Ｅ面指向性、図２１（ｃ）は、４５°面指向性、図２１（ｄ）は、三次元指向性である。図２１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、太い実線が時間領域差分法で解析した結果（ＦＤＴＤと表記）、破線がアレー計算法で解析した結果（アレー計算と表記）、細い実線が比較のために示す２×２配列のサブアレー１１を用いた導波管スロットアレーアンテナをアレー計算法で解析した結果（２×２配列）である。他の場合も同様である。
図２２は、導波管スロットアレーアンテナの２７．０ＧＨｚにおける特性を示す図である。図２２（ａ）は、Ｈ面指向性、図２２（ｂ）は、Ｅ面指向性、図２２（ｃ）は、４５°面指向性、図２２（ｄ）は、三次元指向性である。
図２３は、導波管スロットアレーアンテナの３０．０ＧＨｚにおける特性を示す図である。図２３（ａ）は、Ｈ面指向性、図２３（ｂ）は、Ｅ面指向性、図２３（ｃ）は、４５°面指向性、図２２（ｄ）は、三次元指向性である。

図２１（ａ）、図２２（ａ）、図２３（ａ）に示す周波数２４ＧＨｚ、２７ＧＨｚ、３０ＧＨｚのＨ面指向性において、サブアレー１４を用いた導波管スロットアレーアンテナは、比較のために示したサブアレー１１を用いた導波管スロットアレーアンテナに比べ、±４５°近傍のサイドローブが抑圧されていることが分かる。そして、図２１（ｂ）、図２２（ｂ）、図２３（ｂ）に示す周波数２４ＧＨｚ、２７ＧＨｚ、３０ＧＨｚのＥ面指向性において、サブアレー１４を用いた導波管スロットアレーアンテナは、比較のために示したサブアレー１１を用いた導波管スロットアレーアンテナに比べ、±４５°近傍のサイドローブがやや抑圧されていることが分かる。さらに、図２１（ｃ）、図２２（ｃ）、図２３（ｃ）に示す周波数２４ＧＨｚ、２７ＧＨｚ、３０ＧＨｚの４５°面指向性において、サイドローブが抑圧されていることが分かる。

図２１（ｄ）、図２２（ｄ）、図２３（ｄ）に示す周波数２４ＧＨｚ、２７ＧＨｚ、３０ＧＨｚの三次元指向性において、上記の特性が確認できる。

なお、図１５（ａ）に示したように、第３の実施の形態が適用されるサブアレー１４では、放射素子６４は、ｙ方向において、中心間が距離Ｄ／２で配列されている。よって、ｘ方向の中心間の距離Ｄ（距離Ｄ１）を設計波長λに対して０．５λ以上且つ１λ以下とした場合、第２の間隔の一例であるｙ方向の中心間の距離Ｄ／２（距離Ｄ２）の最小値は、０．２５λとなる。また、ｙ方向に放射素子６４をさらに２列追加した構成（２×６配列）とした場合には、放射素子６４は、ｙ方向において、中心間が距離Ｄ／３で配列される。この場合には、第２の間隔の一例であるｙ方向の中心間の距離Ｄ／３（距離Ｄ２）の最小値は、０．１６λとなる。このように、ｙ方向に配列される放射素子６４の数に対応して、中心間の距離である第２の間隔を設定すればよい。つまり、第２の間隔の一例であるｙ方向の中心間の距離（距離Ｄ２）は、０．５λ以下であって、第２の方向の一例であるｙ方向に放射素子６４が配列される間隔とすれば、サブアレー１４の平面形状における面積は、従来のサブアレー１１における平面形状の面積と同程度にできる。

［第４の実施の形態］
第４の実施の形態では、第３の実施の形態におけるサブアレー１４をサブアレー１５に置き換えたものである。他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略し、異なるサブアレー１５を説明する。

（第４の実施の形態が適用されるサブアレー１５）
図２４は、第４の実施の形態が適用されるサブアレー１５を説明する図である。図２４（ａ）は、平面図、図２４（ｂ）は、ダイポールで構成された放射素子６５の側面図である。図２４（ａ）におけるｘ方向、ｙ方向及びｚ方向は、図１５（ａ）と同じである。図２４（ｂ）は、図２４（ａ）の放射素子６５を－ｙ方向からみた図である。

図２４（ａ）に示すように、サブアレー１５は、第３の実施の形態が適用されるサブアレー１４の導波管スロットである放射素子６４をダイポールで構成された放射素子６５に置き換えたものである。
図２４（ｂ）に示すように、放射素子６５は、対の放射部６５１ａ、６５１ｂを備える。そして、図２４（ａ）に示すように、対の放射部６５１ａ、６５１ｂが、ｘ方向に並ぶように配置される。この場合、ｘ方向とｚ方向とで作る面がＥ面となり、ｙ方向とｚ方向とで作る面がＨ面になる。

サブアレー１５は、それぞれの放射素子６５がマイクロストリップライン６５２により並列接続されることで構成することができる。そして、給電回路２０（図２０（ａ）参照）は、放射素子６５を保持する基板に設けられたカップリングスロット６５３などを介して、マイクロストリップライン６５２に給電される。給電回路２０はマイクロストリップラインでもよく、その場合は放射素子６５を保持する基板などに設けられたスルーホールなどを介して、マイクロストリップライン６５２に給電される。給電回路２０から放射素子６５までのマイクロストリップライン６５２は、同じ長さに構成されている。サブアレー１５のそれぞれのダイポール６５は、一体として電力が供給される。

放射素子６５であっても、第３の実施の形態と同様に、サブアレー１５を複数配列したアレーアンテナにおいて、特定の方向に生じるサイドローブが抑制できる。

なお、ダイポールで構成される放射素子６５を、第１の実施の形態が適用されるサブアレー１２又は第２の実施の形態が適用されるサブアレー１３に適用してもよい。

さらに、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な変形を行っても構わない。

１０、１１、１２、１３、１４，１５…サブアレー、２０…給電回路、３０、４１…カップリングスロット、４０…キャビティ、５１、５２、５４、８２…放射スロット、６０、６１、６２、６３、６４、６５…放射素子、７２、７４…Ｈブランチキャビティ、８０…Ｅブランチキャビティ、８１…Ｅベント、９４…オフセットキャビティ、１００…支持基板、２００…給電回路層、３００…結合スロット層、４００…キャビティ層、５００、８００…放射スロット層、６００…放射素子層、７００…ブランチキャビティ層、８００…９００…オフセットキャビティ層

本発明が適用されるアレーアンテナは、第１の方向に第１の間隔で、当該第１の方向と交差する第２の方向に当該第１の間隔と同じ又は異なる第２の間隔で設けられた格子点のそれぞれに放射素子が配列されるアレーアンテナであって、一体として放射する信号が供給又は受信した信号が合成される、複数の前記放射素子でそれぞれが構成される複数のサブアレーを備え、前記第１の方向において隣接する前記サブアレーの境界部分において、前記第２の方向に配列された前記放射素子が互い違いに配列され、前記サブアレーは、前記第１の方向に複数の前記放射素子が配列された第１列と、前記第１列と前記第２の方向側で隣接し、前記第１の方向に複数の前記放射素子が配列された第２列と、前記第２列と前記第２の方向側で隣接し、前記第１の方向に複数の前記放射素子が配列された第３列と、前記第３列と前記第２の方向側で隣接し、前記第１の方向に複数の前記放射素子が配列された第４列と、を備え、前記第１列に配列された複数の前記放射素子が、前記第２列に配列された複数の当該放射素子より、前記第１の方向に少なくとも前記第１の間隔ずれて設けられ、かつ、当該第１列に配列された複数の当該放射素子及び前記第３列に配列された複数の当該放射素子が、当該第２列に配列された複数の当該放射素子及び前記第４列に配列された複数の当該放射素子より、当該第１の方向に少なくとも当該第１の間隔ずれて設けられ、前記第１の間隔が、設計波長λに対し０．５λ以上且つ１λ以下であり、前記第２の間隔が、設計波長λに対し０．５λ以下であって、前記放射素子が前記第２の方向に配列される間隔である。

他の観点から捉えると、本発明が適用されるアレーアンテナは、第１の方向に第１の間隔で、当該第１の方向と交差する第２の方向に当該第１の間隔と同じ又は異なる第２の間隔で設けられた格子点のそれぞれに放射素子が配列されるアレーアンテナであって、一体として放射する信号が供給又は受信した信号が合成される、複数の前記放射素子でそれぞれが構成される複数のサブアレーを備え、前記第１の方向において隣接する前記サブアレーの境界部分において、前記第２の方向に配列された前記放射素子が互い違いに配列され、前記第２の方向において隣接する前記サブアレーの境界部分において、前記第１の方向に配列された前記放射素子が互い違いに配列され、前記サブアレーは、前記第１の方向に２個の前記放射素子が配列された列と、前記列の一端部に配列された前記放射素子と前記第２の方向に前記第２の間隔離れた位置に配列された放射素子と、前記列の一端部に配列された前記放射素子から前記第１の方向に前記第１の間隔離れ、且つ前記第２の方向と逆の方向に前記第２の間隔離れた位置に配列された放射素子と、を備える。

他の観点から捉えると、本発明が適用されるアレーアンテナは、第１の方向に第１の間隔で、当該第１の方向と交差する第２の方向に当該第１の間隔と同じ又は異なる第２の間隔で設けられた格子点のそれぞれに放射素子が配列されるアレーアンテナであって、一体として放射する信号が供給又は受信した信号が合成される、複数の前記放射素子でそれぞれが構成される複数のサブアレーを備え、前記第１の方向において隣接する前記サブアレーの境界部分において、前記第２の方向に配列された前記放射素子が互い違いに配列され、前記放射素子は、導波管スロットであり、前記サブアレーは、前記第１の方向に配列された複数の前記放射素子に信号を分配又は複数の当該放射素子からの信号を合成するブランチキャビティを備える。

このようなアレーアンテナにおいて、サブアレーは、第２の方向又は第２の方向と逆の方向に、信号をオフセットしてブランチキャビティに、又はブランチキャビティからの信号をオフセットして伝播させるオフセットキャビティをさらに備えることを特徴とすることができる。
このようなアレーアンテナにおいて、サブアレーは、トーナメント状に電波が伝播される回路によって、放射する信号が供給又は受信した信号が合成されることを特徴とすることができる。

Claims (10)

1. 第１の方向に第１の間隔で、当該第１の方向と交差する第２の方向に当該第１の間隔と同じ又は異なる第２の間隔で設けられた格子点のそれぞれに放射素子が配列されるアレーアンテナであって、
   一体として放射する信号が供給又は受信した信号が合成される、複数の前記放射素子でそれぞれが構成される複数のサブアレーを備え、
   前記第１の方向において隣接する前記サブアレーの境界部分において、前記第２の方向に配列された前記放射素子が互い違いに配列されていることを特徴とするアレーアンテナ。
2. 前記サブアレーは、
   前記第１の方向に複数の前記放射素子が配列された第１列と、
   前記第１列と前記第２の方向側で隣接し、前記第１の方向に複数の前記放射素子が配列された第２列と、を備え、
   前記第１列に配列された複数の前記放射素子が、前記第２列に配列された複数の当該放射素子より、前記第１の方向に少なくとも前記第１の間隔ずれて設けられ、
   前記第１の間隔が、設計波長λに対し０．５λ以上且つ１λ以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載のアレーアンテナ。
3. 前記サブアレーは、
   前記第２列と前記第２の方向側で隣接し、前記第１の方向に複数の前記放射素子が配列された第３列と、
   前記第３列と前記第２の方向側で隣接し、前記第１の方向に複数の前記放射素子が配列された第４列と、をさらに備え、
   前記第１列に配列された複数の前記放射素子及び前記第３列に配列された複数の当該放射素子が、前記第２列に配列された複数の当該放射素子及び前記第４列に配列された複数の当該放射素子より、前記第１の方向に少なくとも前記第１の間隔ずれて設けられ、
   前記第２の間隔が、設計波長λに対し０．５λ以下であって、前記放射素子が前記第２の方向に配列される間隔である
   ことを特徴とする請求項２に記載のアレーアンテナ。
4. 前記第２の方向において隣接する前記サブアレーの境界部分において、前記第１の方向に配列された前記放射素子が互い違いに配列されていることを特徴とする請求項１に記載のアレーアンテナ。
5. 前記サブアレーは、
   前記第１の方向に２個の前記放射素子が配列された列と、
   前記列の一端部に配列された前記放射素子と前記第２の方向に前記第２の間隔離れた位置に配列された放射素子と、
   前記列の一端部に配列された前記放射素子から前記第１の方向に前記第１の間隔離れ、且つ前記第２の方向と逆の方向に前記第２の間隔離れた位置に配列された放射素子と、
   を備えることを特徴とする請求項４に記載のアレーアンテナ。
6. 前記放射素子は、導波管スロットであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアレーアンテナ。
7. 前記サブアレーは、
   前記第１の方向に配列された複数の前記放射素子に信号を分配又は複数の当該放射素子からの信号を合成するブランチキャビティを備えることを特徴とする請求項６に記載のアレーアンテナ。
8. 前記サブアレーは、
   前記第２の方向又は当該第２の方向と逆の方向に、信号をオフセットして前記ブランチキャビティに、又は当該ブランチキャビティからの信号をオフセットして伝播させるオフセットキャビティをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のアレーアンテナ。
9. 前記サブアレーは、トーナメント状に信号が伝播される回路によって、放射する信号が供給又は受信した信号が合成されることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載のアレーアンテナ。
10. 前記放射素子は、ダイポールであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアレーアンテナ。

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