JP3316914B2 - 漏洩ｎｒｄガイド及び漏洩ｎｒｄガイドを用いた平面アンテナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、漏洩誘電体線路、並び
に漏洩誘電体線路を用いた平面アンテナに関する。な
お、以下の明細書において、概ね１ＧＨｚを超えるマイ
クロ波、準ミリ波又はミリ波などを高周波という。

【０００２】

【従来の技術】従来、ミリ波集積回路用誘電体線路とし
て、上下の金属板間に誘電体ストリップを挟持配設して
なる非放射性誘電体線路（Nonradiative Dielectric Wa
veguide：以下、ＮＲＤガイドという。）が知られてい
る（例えば特公平１−５１２０２号公報参照。）。当該
ＮＲＤガイドにおいて、誘電体ストリップに電磁波の伝
搬波長λｇの間隔で複数の凹部を設けて、ＮＲＤガイド
の端部にミリ波信号を入力することによって励振して上
下の金属板間に当該ミリ波信号を漏洩させて放射する漏
洩ＮＲＤガイド（以下、従来例の漏洩ＮＲＤガイドとい
う。）が提案されている（例えば、米山務、我妻寿彦
「ブロードサイド放射の漏れ波ＮＲＤガイド」１９９２
年電子情報通信学会春季大会講演予稿集，１９９２年３
月１５日発行，参照。）。さらに、当該従来例の漏洩Ｎ
ＲＤガイドとスロットアンテナとを組み合わせた平面ア
ンテナが提案されている（例えば、我妻寿彦、米山務
「漏れ波ＮＲＤガイド給電平面アンテナの予備実験」１
９９２年電子情報通信学会春季大会講演予稿集，１９９
２年３月１５日発行，参照。）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、誘電体
ストリップに凹部を設けるという製造プロセスは複雑で
あって製造コストが高価であるという問題点があった。
また、誘電体ストリップに設けた複数の凹部によって反
射波が発生して、良好なインピーダンス整合を行うこと
が困難となり、これによって、入力インピーダンスの周
波数特性が劣化し、当該凹部の数に依存して使用可能な
帯域がより狭くなる。従って、従来例の漏洩ＮＲＤガイ
ドとスロットアンテナとを組み合わせた平面アンテナ
は、動作周波数が狭く放射効率が比較的低いという問題
点があった。

【０００４】本発明の目的は以上の問題点を解決し、従
来例に比較してより簡単な製造プロセスでより安価に製
造することができるとともに、より広い帯域で動作可能
でありかつより効率的に放射することができる漏洩ＮＲ
Ｄガイド、並びに当該漏洩ＮＲＤガイドを用いた平面ア
ンテナを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の漏洩ＮＲＤガイドは、上下の平行導体からなるハウ
ジングを備え、上記上下の平行導体間に誘電体ストリッ
プを挟設してなるＮＲＤガイドにおいて、上記平行導体
にステップ又は突起を設けることにより上記ハウジング
を非対称にして、上記誘電体ストリップを伝搬する高周
波を漏洩放射することを特徴とする。

【０００６】また、本発明に係る請求項２記載の漏洩Ｎ
ＲＤガイドは、上下の平行導体からなるハウジングを備
え、上記上下の平行導体間に誘電体ストリップを挟設し
てなるＮＲＤガイドにおいて、上記誘電体ストリップか
ら上記誘電体ストリップに伝送される高周波信号による
電界強度が存在する距離内に誘電体を設けることによ
り、上記上下の平行導体板間を非対称にして、上記誘電
体ストリップを伝搬する高周波を漏洩放射することを特
徴とする。

【０００７】さらに、本発明に係る請求項３記載の漏洩
ＮＲＤガイドは、上記平行導体に略垂直に、漏洩放射方
向と反対側に上記誘電体ストリップから所定の距離だけ
離れて反射板を設けたことを特徴とする。

【０００８】請求項４記載の漏洩ＮＲＤガイドは、請求
項１、２又は３記載の漏洩ＮＲＤガイドにおいて、上記
漏洩放射された高周波の放射方向を所定の方向に偏向す
る偏向手段をさらに備えたことを特徴とする。

【０００９】また、請求項５記載の漏洩ＮＲＤガイド
は、請求項１、２又は３記載の漏洩ＮＲＤガイドにおい
て、上記ハウジングは、上記漏洩放射された高周波の放
射方向を所定の方向に偏向する偏向手段を含むことを特
徴とする。

【００１０】さらに、請求項６記載の漏洩ＮＲＤガイド
は、請求項１、２又は３記載の漏洩ＮＲＤガイドにおい
て、上記漏洩放射された高周波が所定の放射方向に放射
されるように上記誘電体ストリップと上記ハウジングと
を配置することを特徴とする。

【００１１】請求項７記載の平面アンテナは、請求項
１、２、３、４、５又は６記載の漏洩ＮＲＤガイドと、
上記漏洩ＮＲＤガイドから放射された高周波によって励
振され、上記高周波を自由空間に放射する手段とを備え
たことを特徴とする。

【００１２】また、請求項８記載の平面アンテナは、請
求項１、２、３、４、５又は６記載の複数の漏洩ＮＲＤ
ガイドと、上記複数の漏洩ＮＲＤガイドからそれぞれ放
射された複数の高周波によって励振され、１つ又は複数
の高周波を自由空間に放射する手段とを備えたことを特
徴とする。

【００１３】特許請求の範囲の欄及び課題を解決するた
めの手段の欄に記載した「漏洩誘電体線路」と「平面ア
ンテナ」は、それぞれ高周波を送信する「送信用」とし
て記載しているが、もちろん、「漏洩誘電体線路」と
「平面アンテナ」は可逆素子であるので「受信用」とし
て用いることができ、「受信用漏洩誘電体線路」や「受
信用平面アンテナ」であっても本願の権利範囲に含まれ
る。

【００１４】

【作用】請求項１、２及び３記載の漏洩ＮＲＤガイドに
おいては、上記ハウジングを非対称にして、上記誘電体
ストリップを伝搬する高周波を漏洩放射する

【００１５】

【００１６】また、請求項７記載の平面アンテナ装置に
おいては、上記放射する手段は、上記漏洩ＮＲＤガイド
から放射された高周波によって励振され、上記高周波を
自由空間に放射する。

【００１７】さらに、請求項８記載の平面アンテナ装置
においては、上記放射する手段は、上記複数の漏洩ＮＲ
Ｄガイドからそれぞれ放射された複数の高周波によって
励振され、１つ又は複数の高周波を自由空間に放射す
る。ここで、例えば上記励振する２つの高周波が同一の
周波数であって所定の位相差を有するとき、上記平面ア
ンテナは１つの円偏波の高周波を放射し、例えば上記励
振する複数の高周波が異なる周波数を有するとき、上記
平面アンテナは互いに異なる周波数を有する複数の直線
偏波の高周波を放射する。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る実施例に
ついて説明する。

【００１９】一般に均質なＮＲＤガイドの伝送モード
（ハイブリッドモード）で放射しない誘電体線路である
が、本発明に係る実施例においては、上下の導体板１，
２間に誘電体ストリップ３を挟設してなるＮＲＤガイド
の誘電体ストリップ３の長手方向とは垂直な方向であっ
てその左側又は右側もしくはそれら両方の側の部位に、
例えば図８に示すように下側の導体板２にステップ２ｓ
を形成するなどして、上下方向の導波ハウンジング構造
の対称性が損なわれるように構成し、すなわち上下の非
対称なハウジングを備え、これによってＮＲＤガイドを
伝送する高周波信号から漏洩高周波を漏洩放射すること
を特徴とする。以下、漏洩高周波を漏洩放射するＮＲＤ
ガイドを漏洩ＮＲＤガイドという。

【００２０】＜第１の実施例＞図１は本発明に係る第１
の実施例である漏洩ＮＲＤガイドを用いた平面アンテナ
装置において導体板１を取り除いたときの平面図であ
り、図２は図１の平面アンテナ装置の平面図であり、図
３は図２のＡ−Ａ’線についての縦断面図である。これ
らの図面において、ＮＲＤガイドの誘電体ストリップ３
の長手方向をＺ軸方向とし、図１の平面図においてＺ軸
方向と垂直な方向をＸ軸方向とし、Ｚ軸方向とＸ軸方向
との両方に垂直な方向をＹ軸方向とする。

【００２１】第１の実施例の漏洩ＮＲＤガイドを用いた
平面アンテナ装置は、図１乃至図３に示すように、漏洩
ＮＲＤガイドとスロットアンテナ１０とから構成され、
上記漏洩ＮＲＤガイドは、誘電体ストリップ３から所定
距離だけ離れかつ誘電体ストリップ３によって伝送され
る高周波信号による電界強度が比較的高い位置の導体板
２に、漏洩高周波を放射するためのステップ２ｓを誘電
体ストリップ３の長手方向（Ｚ軸方向）と平行に設け、
さらに離れた位置に上記漏洩高周波の放射方向を誘電体
ストリップ３の長手方向と垂直な方向に偏向するための
誘電体プリズム５を設けたことを特徴としている。

【００２２】図３に示すように、互いに平行な上下の面
状の導体板１，２間に誘電体ストリップ３が挟持配設さ
れ、その誘電体ストリップ３の長手方向と垂直な方向で
かつ図３の断面図で左側方向（Ｘ軸の負方向：以下、左
側方向とは、平面図又は断面図で誘電体ストリップ３か
ら左側に向かう方向をいい、右側方向とはＸ軸の正方向
であって、平面図又は断面図で誘電体ストリップ３から
右側に向かう方向をいう。）で所定距離だけ離れた導体
板１，２の縁端部に金属導体板にてなる反射板４が誘電
体ストリップ３の左側面と対向しかつ平行となるように
設けられる。一方、その誘電体ストリップ３の長手方向
と垂直な方向でかつ右側方向で所定距離だけ離れ誘電体
ストリップ３の長手方向と平行な位置の導体板２に、当
該導体板２の面に対して垂直な方向で立ち上がりかつ上
下の導体板１，２間の距離が短くなるように１個の階段
形状のステップ２ｓが形成され、ステップ２ｓよりも右
側方向の位置では、導体板１，２間の距離はそのまま保
持される。

【００２３】高周波信号をＺ軸方向である矢印５０の方
向で誘電体ストリップ３に入力したとき、当該高周波信
号は誘電体ストリップ３をＺ軸方向に伝搬し、このとき
の、誘電体ストリップ３とその近傍における誘電体スト
リップ３の電界強度の分布は図６のようになる。誘電体
ストリップ３から左側方向に漏洩する漏洩高周波を有効
的に右側方向に反射しかつステップ２ｓにおいて放射す
る漏洩高周波を有効的に放射するためにそれぞれ、上記
反射板４の配置位置とステップ２ｓの形成位置はＮＲＤ
ガイドによって伝送される高周波信号による電界強度が
比較的高いところであることが好ましい。

【００２４】上記誘電体ストリップ３は、空気の比誘電
率εｒ０よりも十分に高い比誘電率εｒ１を有する、例
えばテフロン、ポリエチレン、ポリスチレンなどの高周
波で低損失な誘電体材料であって高さａと幅ｂを有する
とき、自由空間の波長をλとすれば、

【数１】ａ／λ≒０．４５

【数２】（εｒｐ・ｂ）／λ≒０．５ ここで、εｒｐは（εｒ−１）の平方根である。

【００２５】なお、図１及び図２の図上上側の誘電体ス
トリップ３の終端部は無反射終端器（図示せず。）で終
端される。本発明はこれに限らず、誘電体ストリップ３
の終端部を無反射終端器で終端しなくてもよい。

【００２６】さらに、ステップ２ｓの形成位置より右側
方向で所定の距離だけ離れかつスロットアンテナ１０の
形成位置よりも左側の位置に、上記漏洩高周波の放射方
向を誘電体ストリップ３の長手方向と垂直な方向に偏向
するための誘電体プリズム５が挟設して充填形成され
る。当該誘電体プリズム５は、比誘電率εｒ２を有す
る、例えばテフロンなどの誘電体材料にてなる。当該誘
電体プリズム５の左側の面は、詳細後述するように、漏
洩高周波が入射する入射面であって、図１の平面図での
こぎり波又は三角波形状となるように複数の凹部が設け
られてプリズム角θｄｓでゾーニングが形成される。一
方、誘電体プリズム５の右側の面は、当該誘電体プリズ
ム５に入射した漏洩高周波が出射する出射面であって、
誘電体ストリップ３の左右の面に対して平行な平面であ
る。

【００２７】上記ＮＲＤガイドの誘電体ストリップ３が
実効誘電率εｅを有するとき、誘電体プリズム５のプリ
ズム角θｄｓとゾーニングの深さｔはそれぞれ次の数３
と数４で表される。

【数３】ｔａｎ(θds)＝(εｅの平方根)/［(εｒ２の平
方根)−{１−(εｅの平方根)}]

【数４】ｔ＝λ／｛(εｒ２の平方根)−１｝

【００２８】上記の数３と数４から明らかなように、誘
電体プリズム５として比誘電率εｒ２が比較的大きな誘
電体材料を用いると、プリズム角θｄｓとゾーニングの
深さｔを小さくすることができ、実際に製作する上で有
利である。

【００２９】さらに、図２及び図３に示すように、誘電
体プリズム５の右側にスロットアンテナ１０が形成され
る。スロットアンテナ１０は、誘電体ストリップ３の長
手方向と平行な長手方向をそれぞれ有しかつ定在波の１
波長の間隔で上側の接地導体板１に設けられた複数の矩
形スロット１１から構成される。なお、スロットアンテ
ナ１０よりも右側の上下の導体板１，２の各右端の間に
反射板４と対向するように金属板にてなる反射板（図示
せず。）が挟持配置される。

【００３０】以上のように構成された第１の実施例の漏
洩ＮＲＤガイドを用いた平面アンテナ装置の動作につい
て以下に説明する。

【００３１】いま、図１及び図７に示すように、高周波
信号をＺ軸方向である矢印５０の方向で誘電体ストリッ
プ３に入力したとき、当該高周波信号は誘電体ストリッ
プ３をＺ軸方向に伝搬する。誘電体ストリップ３の比誘
電率εｒ１はその両側の空気層の比誘電率εｒ０よりも
大きいので、当該伝搬する高周波の位相速度ｖ１は漏洩
高周波の位相速度ｖ２よりも速い。従って、漏洩高周波
は、誘電体ストリップ３から右側方向と左側方向に漏洩
して伝搬する。例えば右側方向に伝搬する漏洩高周波に
ついて考察すると、Ａ点から漏洩した高周波のＣ点にお
ける位相と、Ｄ点から漏洩された高周波の位相が一致す
る点は例えばＦ点となる。すなわちＺ軸に対して放射角
θｐ（＜９０°）で漏洩高周波は進行し平面波として伝
搬する。一方、誘電体ストリップ３から左側方向に漏洩
放射した漏洩高周波は反射板４で反射した後、誘電体ス
トリップ３に向かって反射され、誘電体ストリップ３を
通過して誘電体ストリップ３から右側方向に伝搬する。

【００３２】次いで、図１と図３に示すように、ステッ
プ２ｓでその位置における上下の非対称のハウジング構
造によって、上下の導体板１，２間に垂直な方向（Ｙ軸
方向）に電界が生じ、これによって、漏洩高周波が漏洩
放射され、放射角θｐに等しい放射角θｇを保持して上
下の導体板１，２の間を伝搬する。さらに、漏洩高周波
は、矢印５１の方向で誘電体プリズム５のゾーニングさ
れた入射面に入射角θｉｎ（＜９０°）で入射した後当
該入射面で屈折して、誘電体ストリップ３の長手方向に
対して垂直な方向（Ｘ軸方向）である矢印５２の方向
で、すなわち入射面に対する角度θｏｕｔ（θｉｎ＜θ
ｏｕｔ＜９０°：θｄｓ＋θｏｕｔ＝９０°）で誘電体
プリズム５を伝搬する。そして、当該漏洩高周波は、誘
電体プリズム５の出射面に対して垂直な方向で出射し、
実質的に一様な電界分布でかつほとんど残留電力が無い
状態で高い放射効率で上下の導体板１，２間を伝搬す
る。

【００３３】さらに、上記平面波の漏洩高周波はスロッ
トアンテナ１０内に入り、矩形スロット１１列の下側空
間を伝搬して右端の反射板（図示せず。）で反射される
ので、スロットアンテナ１０における上下の導体板１，
２間の漏洩高周波は定在波分布となる。このとき、当該
漏洩高周波は、誘電体ストリップ３と平行に配列された
スロット１１列を励振する。複数のスロット１１は定在
波の１波長の間隔で形成されてその磁界が最大の位置と
なるように形成されているので、各スロット１１は同位
相で励振される一方、各スロット１１の長手方向も同位
相で励振される。従って、導体板１の平面に対して垂直
な平面図上上方向の放射方向で漏洩高周波の電磁波が直
線偏波で自由空間に向けて放射される。

【００３４】以上のように構成された漏洩ＮＲＤガイド
においては、従来例のように誘電体ストリップ３に凹部
を形成せず、導体板２にステップ２ｓを形成するのみで
あるので、製造プロセスが簡単となり製造コストを軽減
できる。また、誘電体ストリップ５に複数の凹部を形成
しないので、不要な反射波を軽減することができ、入力
インピーダンスの周波数特性を改善しより広い帯域で動
作することができる。さらに、誘電体プリズム５を設け
ることにより、上記漏洩放射された漏洩高周波を同一の
方向に偏向し、実質的に一様な電界分布でかつほとんど
残留電力が無い状態で高い放射効率で放射することがで
きる。またさらに、当該漏洩ＮＲＤガイドとスロットア
ンテナ１０とを組み合わせることにより、従来例に比較
してより広い帯域で動作しかつより高い効率で動作する
平面アンテナ装置を構成することができる。

【００３５】以上の第１の実施例において、誘電体プリ
ズム５はステップ２ｓとスロットアンテナ１０との間の
位置に充填形成されているが、これに限らず、図４に示
すように、誘電体プリズム５のゾーニングの部分以外の
部分をスロットアンテナ１０まで充填形成してもよい。
これによって、当該漏洩ＮＲＤガイドの放射指向特性に
おけるグレーティングローブを軽減することができる。

【００３６】また、図５に示すように、誘電体プリズム
５の出射面に導体板２側のＸ軸方向の長さが導体板１側
のそれに比べて長くなるようにテーパ部を形成してもよ
い。

【００３７】さらに、ステップ２ｓにおいて、上下の導
体板１，２間の間隔が徐々に短くなるようにテーパ部を
形成してもよい。これによって、当該漏洩ＮＲＤガイド
の放射指向特性におけるサイドローブを軽減することが
できる。

【００３８】以上の実施例において、上記漏洩ＮＲＤガ
イドにおいて漏洩高周波を漏洩放射する構造として下側
の導体板２にステップ２ｓを形成しているが、これに限
らず、以下の（ａ）乃至（ｄ）に示す導波ハウンジング
構造であってもよい。

【００３９】（ａ）図９に示すように、誘電体ストリッ
プ３と平行に誘電体ストリップ３の右側の導体板１上に
誘電体ストリップ３から所定の距離だけ離れて誘電体ス
トリップ６を形成してもよい。 （ｂ）図１０に示すように、誘電体ストリップ３の右側
の導体板１上に、誘電体ストリップ３と平行な長手方向
を有するストリップ形状の誘電体ストリップ６を形成
し、さらに、当該誘電体ストリップ６上にストリップ導
体７０を形成することによって、マイクロストリップ線
路を形成してもよい。 （ｃ）図１１に示すように、誘電体ストリップ３の右側
の導体板１上に、誘電体ストリップ３から所定の距離だ
け離れて、誘電体ストリップ３と垂直な方向に平行な長
手方向を有する誘電体スラブ７を形成してもよい。この
場合、当該誘電体スラブ７によって漏洩高周波を放射し
てかつ誘電体ストリップ３の長手方向に対して傾斜され
た方向に放射するように動作する。さらに、漏洩高周波
をより効率的に放射して伝搬させるために、図１３及び
図１４に示すように、誘電体ストリップ３の右側の導体
板１上に、誘電体ストリップ３と垂直な方向に平行な長
手方向をそれぞれ有しかつ互いに平行となるように複数
の誘電体スラブ７を伝搬波長λｇの間隔で周期構造で形
成してもよい。さらに、図１５に示すように、上側の導
体板１の下側面上に、複数の誘電体ストリップ８を、上
記複数の誘電体スラブ７と平行であってそれらの各々と
λｇ／２の間隔でかつ互いに伝搬波長λｇの間隔で周期
構造で形成してもよい。 （ｄ）図１２に示すように、誘電体ストリップ３の右側
の面上に導体板２から突出する突起導体２ｐを形成して
もよい。

【００４０】＜第２の実施例＞図１６（ａ）は本発明に
係る第２の実施例である漏洩ＮＲＤガイドを用いた平面
アンテナ装置において導体板１を取り除いたときの平面
図であり、図１６（ｂ）はＤ−Ｄ’線についての縦断面
図であり、図１７（ａ）は図１６の漏洩ＮＲＤガイドを
用いた平面アンテナ装置の平面図であり、図１７（ｂ）
はＥ−Ｅ’線についての縦断面図である。

【００４１】第２の実施例の平面アンテナ装置は、第１
の実施例の漏洩ＮＲＤガイドとスロットアンテナとから
なる平面アンテナ（以下、平面アンテナ部という。）の
２つを、誘電体ストリップ３ａ，３ｂが互いに直交する
ように一体的に配置し、ここで、放射アンテナとして、
互いに垂直に上側の導体板１に一体的に形成された複数
の矩形スロット１１ａ列と複数の矩形スロット１１ｂ列
とからなる格子状スロットアンテナ２０を備えたことを
特徴とする。

【００４２】図１６（ａ）に示すように、一方の平面ア
ンテナ部においては、上下の導体板１，２間に、平面図
の図上左端の反射板４ａと右端の反射板４ｃとの間に、
左端から右側方向に、誘電体ストリップ３ａ、ステップ
２ｓａ、誘電体プリズム５ａ、複数の矩形スロット１１
ａ列、反射板４ｃが順次、第１の実施例と同様に形成さ
れる一方、他方の平面アンテナ部においては、上下の導
体板１，２間に、平面図の図上下端の反射板４ｂと上端
の反射板４ｄとの間に、下端から上側方向に、誘電体ス
トリップ３ｂ、ステップ２ｓｂ、誘電体プリズム５ｂ、
複数の矩形スロット１１ｂ列、反射板４ｂが順次、第１
の実施例と同様に形成される。

【００４３】格子状スロットアンテナ２０においては、
複数のスロット１１ａは定在波の波長λの間隔でかつそ
の長手方向が誘電体ストリップ３ａの長手方向と平行と
なるように形成される一方、複数のスロット１１ｂは定
在波の波長λの間隔でかつその長手方向が誘電体ストリ
ップ３ｂの長手方向と平行となるように形成される。こ
れによって、スロット１１ａ列とスロット１１ｂ列は図
１７（ａ）に示すように格子状となる。

【００４４】上記導体板１の全面上にさらに、例えばＰ
Ｃ（ポリカーボネート）、ＰＢＴ（ポリグチレンテレフ
タレート）又はＦＲＰＰ（繊維強化ポリプロピレン）な
どの樹脂材料にてなる高周波を透過するレドーム９が形
成される。また、誘電体ストリップ３ａの下端に同軸ケ
ーブル３０ａの中心導体３１ａが挿入され、第１の高周
波信号が当該同軸ケーブル３０ａを介して誘電体ストリ
ップ３ａに入力される。一方、誘電体ストリップ３ｂの
左端に同軸ケーブル３０ｂの中心導体３１ｂが挿入さ
れ、第２の高周波信号が当該同軸ケーブル３０ｂを介し
て誘電体ストリップ３ａに入力される。

【００４５】以上のように構成された第２の実施例の平
面アンテナ装置において、互いに９０°の位相差を有す
る第１と第２の高周波信号をそれぞれ同軸ケーブル３０
ａ，３０ｂを介して誘電体ストリップ３ａ，３ｂに入力
したとき、第１の実施例と同様に、誘電体ストリップ３
ａから漏洩しステップ２ｓａで放射した第１の漏洩高周
波は、誘電体プリズム５ａによって誘電体ストリップ３
ａの長手方向と垂直な方向（Ｘ軸方向）となるように偏
向された後、格子状スロットアンテナ２０に入射し、矩
形スロット１１ａ列を励振する一方、誘電体ストリップ
３ｂから漏洩しステップ２ｓｂで放射した第２の漏洩高
周波は、誘電体プリズム５ｂによって誘電体ストリップ
３ｂの長手方向と垂直な方向（Ｚ軸方向）となるように
偏向された後、格子状スロットアンテナ２０に入射し、
矩形スロット１１ｂ列を励振する。これによって、各平
面アンテナ部からそれぞれ、導体板１の面に対して垂直
な方向で、直線偏波の高周波の電磁波が放射されるが、
上述のように励振する第１と第２の高周波信号は互いに
９０°の位相差を有しているので、公知の通り、左旋又
は右旋の円偏波の高周波の電磁波が放射される。

【００４６】以上の第２の実施例において、円偏波を放
射するように構成しているが、これに限らず、２つの平
面アンテナ部の共振周波数を互いに異ならせて、これら
の２つの共振周波数に実質的に一致する２つの高周波信
号を用いて格子状スロットアンテナ２０を励振してもよ
い。この場合、当該平面アンテナ装置は２周波の直線偏
波の平面アンテナ装置として動作する。

【００４７】図１８（ａ）は第２の実施例の変形例であ
る漏洩ＮＲＤガイドを用いた平面アンテナ装置において
導体板１を取り除いたときの平面図であり、図１８
（ｂ）はＦ−Ｆ’線についての平面アンテナ装置の縦断
面図である。

【００４８】当該第２の実施例の変形例は、第２の実施
例と比較して、誘電体ストリップ３ａの下端と誘電体ス
トリップ３ｂの左端とをそれぞれ他の基板上にも延在さ
せて、誘電体ストリップ３ａ，３ｂを介して給電するこ
とを特徴としている。

【００４９】＜第３の実施例＞図１９（ａ）は本発明に
係る第３の実施例である漏洩ＮＲＤガイドを用いた平面
アンテナ装置のにおいて導体板１を取り除いたときの平
面図であり、その（ｂ）はＧ−Ｇ’線についての縦断面
図である。

【００５０】当該第３の実施例は、第２の実施例に比較
して、誘電体プリズム５ａ，５ｂを設けず、誘電体スト
リップ３ａとステップ２ｓａの長手方向を格子状スロッ
トアンテナ２０のスロット１１ａ列の長手方向と傾斜角
θｐｐだけ傾斜させる一方、誘電体ストリップ３ｂとス
テップ２ｓｂの長手方向を格子状スロットアンテナ２０
のスロット１１ｂ列の長手方向と傾斜角θｐｐだけ傾斜
させて構成する。ここで、傾斜角θｐｐは図７の放射角
θｐと図１の放射角θｇに実質的に等しく設定される。
なお、誘電体ストリップ３ａの長手方向とステップ２ｓ
ａの形成位置の長手方向とは互いに平行であって、誘電
体ストリップ３ｂの長手方向とステップ２ｓｂの形成位
置の長手方向とは互いに平行である。

【００５１】以上のように構成することにより、誘電体
ストリップ３ａ，３ｂから漏洩しステップ２ｓａ，２ｓ
ｂで放射する第１と第２の漏洩高周波はそれぞれ、格子
状スロットアンテナ２０のスロット１１ａ列とスロット
１１ｂ列と垂直な方向で入射して第２の実施例と同様に
励振する。すなわち、第３の実施例の動作は、誘電体プ
リズム５ａ，５ｂにおいて偏向を行わせないことを除い
て第２の実施例と同様である。

【００５２】以上の第３の実施例は２つの平面アンテナ
部を備えているが、これに限らず、１つの平面アンテナ
部のみを備えてもよい。また、第２の実施例と第３の実
施例においては、１つの漏洩ＮＲＤガイドと１つの平面
アンテナ部とからなる１組の平面アンテナを２組備えて
いるが、これに限らず、３組以上の平面アンテナを備え
るようにしてもよい。

【００５３】＜他の実施例＞以上の実施例において、導
体板１，２を用いているが、これに限らず、誘電体スト
リップ３，３ａ，３ｂの比誘電率εｒ１よりも十分に小
さい比誘電率を有する誘電体材料にてなる誘電体基板上
に導体層又は導体膜を形成し、すなわちプリント基板で
構成するようにしてよい

【００５４】以上の実施例においては、誘電体ストリッ
プ３，３ａ，３ｂの片側のみを上下の非対称なハウジン
グ構造を有するように形成しているが、これに限らず、
誘電体ストリップ３，３ａ，３ｂの両側に上下の非対称
なハウジング構造を有するように形成してもよい。

【００５５】以上の実施例において、互いに平行に形成
された複数のスロット１１にてなるスロットアンテナや
格子状スロットアンテナを用いているが、これに限ら
ず、十字形状のスロットアンテナ、矩形スロットアンテ
ナなどの他のスロットアンテナ又は他の種類の平面アン
テナを用いてもよい。さらに、導体板１にスロットを形
成しかつそれの上に誘電体層を介してマイクロストリッ
プパッチアンテナを形成してもよい。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る請求項
１又は２記載の漏洩誘電体線路によればそれぞれ、
（ａ）上下の平行導体からなるハウジングを備え、上記
上下の平行導体間に誘電体ストリップを挟設してなるＮ
ＲＤガイドにおいて、上記平行導体にステップ又は突起
を設けることにより、上記誘電体ストリップを伝搬する
高周波を漏洩放射し、（ｂ）上下の平行導体からなるハ
ウジングを備え、上記上下の平行導体間に誘電体ストリ
ップを挟設してなるＮＲＤガイドにおいて、上記誘電体
ストリップから上記誘電体ストリップに伝送される高周
波信号による電界強度が存在する距離内に誘電体を設け
ることにより、上記上下の平行導体板間を非対称にし
て、上記誘電体ストリップを伝搬する高周波を漏洩放射
する上下の非対称なハウジングを備える。従って、従来
例のように誘電体ストリップ３に凹部を形成せず、非対
称なハウジングを備えるのみであるので、製造プロセス
が簡単となり製造コストを軽減できるとともに、誘電体
ストリップに複数の凹部を形成しないので、不要な反射
波を軽減することができ、入力インピーダンスの周波数
特性を改善しより広い帯域で動作することができる。

【００５７】また、請求項４、５及び６記載の漏洩ＮＲ
Ｄガイドによればそれぞれ、上記漏洩放射された高周波
の放射方向を所定の方向に偏向する偏向手段をさらに備
え、上記ハウジングに上記漏洩放射された高周波の放射
方向を所定の方向に偏向する偏向手段を含み、もしくは
上記漏洩放射された高周波が所定の放射方向に放射され
るように上記誘電体ストリップと上記ハウジングとを配
置することによって、上記放射された高周波を同一の方
向に偏向し、実質的に一様な電界分布でかつほとんど残
留電力が無い状態で高い放射効率で放射することができ
る。

【００５８】さらに、請求項７及び８記載の平面アンテ
ナ装置によれば、上記請求項１乃至６記載の漏洩ＮＲＤ
ガイドと、漏洩放射された高周波を自由空間に放射する
手段とを組み合わせることにより、従来例に比較してよ
り広い帯域で動作しかつより高い効率で動作する平面ア
ンテナを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る第１の実施例である漏洩ＮＲＤ
ガイドを用いた平面アンテナ装置において導体板１を取
り除いたときの平面図である。

【図２】 図１の平面アンテナ装置の平面図である。

【図３】 図２のＡ−Ａ’線についての縦断面図であ
る。

【図４】 本発明に係る第１の変形例である漏洩ＮＲＤ
ガイドを用いた平面アンテナ装置の縦断面図である。

【図５】 本発明に係る第２の変形例である漏洩ＮＲＤ
ガイドを用いた平面アンテナ装置の縦断面図である。

【図６】 第１の実施例の漏洩ＮＲＤガイドにおける漏
洩放射動作を説明するために、漏洩ＮＲＤガイド付近の
電界強度を示す縦断面図である。

【図７】 第１の実施例の漏洩ＮＲＤガイドから放射さ
れる電磁波の放射方向を説明するために、導体板１を取
り除いたときの漏洩ＮＲＤガイド付近の電界強度を示す
平面図である。

【図８】 本発明に係る第３の変形例である漏洩ＮＲＤ
ガイドの縦断面図である。

【図９】 本発明に係る第４の変形例である漏洩ＮＲＤ
ガイドの縦断面図である。

【図１０】 本発明に係る第５の変形例である漏洩ＮＲ
Ｄガイドの縦断面図である。

【図１１】 本発明に係る第６の変形例である漏洩ＮＲ
Ｄガイドの縦断面図である。

【図１２】 本発明に係る第７の変形例である漏洩ＮＲ
Ｄガイドの縦断面図である。

【図１３】 本発明に係る第８の変形例である漏洩ＮＲ
Ｄガイドの斜視図である。

【図１４】 図１３のＣ−Ｃ’線についての縦断面図で
ある。

【図１５】 本発明に係る第９の変形例である漏洩ＮＲ
Ｄガイドの縦断面図である。

【図１６】 （ａ）は本発明に係る第２の実施例である
漏洩ＮＲＤガイドを用いた平面アンテナ装置において導
体板１を取り除いたときの平面図であり、（ｂ）はＤ−
Ｄ’線についての縦断面図である。

【図１７】 （ａ）は図１６の漏洩ＮＲＤガイドを用い
た平面アンテナ装置の平面図であり、（ｂ）はＥ−Ｅ’
線についての縦断面図である。

【図１８】 （ａ）は第２の実施例の変形例である漏洩
ＮＲＤガイドを用いた平面アンテナ装置において導体板
１を取り除いたときの平面図であり、（ｂ）はＦ−Ｆ’
線についての縦断面図である。

【図１９】 （ａ）は本発明に係る第３の実施例である
漏洩ＮＲＤガイドを用いた平面アンテナ装置において導
体板１を取り除いたときの平面図であり、（ｂ）はＧ−
Ｇ’線についての縦断面図である。

【符号の説明】

１，２…導体板、 ２ｓ，２ｓａ，２ｓｂ…ステップ、 ２ｐ…突起導体 ３，３ａ，３ｂ…誘電体ストリップ、 ４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…反射板、 ５，５ａ，５ｂ…誘電体プリズム ５ｔ…誘電体プリズムのテーパ部、 ６…誘電体ストリップ、 ７…誘電体スラブ、 ８，７０…ストリップ導体、 ９…レドーム、 １０，２０…スロットアンテナ、 １１，１１ａ，１１ｂ…矩形スロット、 ３０ａ，３０ｂ…同軸ケーブル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01P 3/16 H01Q 13/20 H01Q 13/24

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下の平行導体からなるハウジングを
   備え、上記上下の平行導体間に誘電体ストリップを挟設
   してなるＮＲＤガイドにおいて、 上記平行導体にステップ又は突起を設けることにより上
   記ハウジングを非対称にして、上記誘電体ストリップを
   伝搬する高周波を漏洩放射することを特徴とする漏洩Ｎ
   ＲＤガイド。
2. 【請求項２】 上下の平行導体からなるハウジングを
   備え、上記上下の平行導体間に誘電体ストリップを挟設
   してなるＮＲＤガイドにおいて、 上記誘電体ストリップから上記誘電体ストリップに伝送
   される高周波信号による電界強度が存在する距離内に誘
   電体を設けることにより、上記上下の平行導体板間を非
   対称にして、上記誘電体ストリップを伝搬する高周波を
   漏洩放射することを特徴とする漏洩ＮＲＤガイド。
3. 【請求項３】 上記平行導体に略垂直に、漏洩放射方向
   と反対側に上記誘電体ストリップから所定の距離だけ離
   れて反射板を設けたことを特徴とする請求項１又は２記
   載の漏洩ＮＲＤガイド。
4. 【請求項４】 上記漏洩放射された高周波の放射方向を
   所定の方向に偏向する偏向手段をさらに備えたことを特
   徴とする請求項１、２又は３記載の漏洩ＮＲＤガイド。
5. 【請求項５】 上記ハウジングは、上記漏洩放射された
   高周波の放射方向を所定の方向に偏向する偏向手段を含
   むことを特徴とする請求項１、２、又は３記載の漏洩Ｎ
   ＲＤガイド。
6. 【請求項６】 上記漏洩放射された高周波が所定の放射
   方向に放射されるように上記誘電体ストリップと上記ハ
   ウジングとを配置することを特徴とする請求項１、２又
   は３記載の漏洩ＮＲＤガイド。
7. 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５又は６記載の
   漏洩ＮＲＤガイドと、上記漏洩ＮＲＤガイドから放射さ
   れた高周波によって励振され、上記高周波を自由空間に
   放射する手段とを備えたことを特徴とする平面アンテ
   ナ。
8. 【請求項８】 請求項１、２、３、４、５又は６記載の
   複数の漏洩ＮＲＤガイドと、 上記複数の漏洩ＮＲＤガイドからそれぞれ放射された複
   数の高周波によって励振され、１つ又は複数の高周波を
   自由空間に放射する手段とを備えたことを特徴とする平
   面アンテナ。