JP3923360B2 - スロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置 - Google Patents
スロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3923360B2 JP3923360B2 JP2002126926A JP2002126926A JP3923360B2 JP 3923360 B2 JP3923360 B2 JP 3923360B2 JP 2002126926 A JP2002126926 A JP 2002126926A JP 2002126926 A JP2002126926 A JP 2002126926A JP 3923360 B2 JP3923360 B2 JP 3923360B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radiation
- slot
- waveguide
- array antenna
- slot array
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はマイクロ波帯等の電波を用いて通信を行う通信システム又はレーダー等に用いられるスロットアレーアンテナ及びこのスロットアレーアンテナを複数用いたスロットアレーアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、マイクロ波帯等の電波を用いて通信を行う通信システム又はレーダー等においては、導波管にスロットを設けて、これら導波管（放射導波管）を複数本並べてアレーアンテナとした所謂導波管スロットアレーアンテナ（以下単にスロットアレーアンテナと呼ぶ）が用いられている。そして、このようなスロットアレーアンテナとして、例えば、特開平５−４８３２３号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
図１８は従来のスロットアレーアンテナを示す構成図である。図において、１ａは第１の放射導波管、１ｂは第２の放射導波管であり、それぞれの幅広面の幅寸法がａ、奥行き寸法がｂの方形導波管である。図示のスロットアレーアンテナでは、放射導波管１ａ，１ｂが交互に互いに密着して導波管軸を平行にして合計８本配列している（放射導波管１ａ，１ｂは各々４本備えられている）。放射導波管１ａ，１ｂには比誘電率εｒの誘電体が充填されており、幅寸法ａは自由空間波長λ０の半分より小さい。つまり、ａ＜λ０／２となっている。また、隣り合う放射導波管１ａ同士の間隔、及び、隣り合う放射導波管１ｂの間隔（つまり、放射導波管１ａ，１ｂの幅広面の幅寸法合計の長さ）をｄｘとすると、ｄｘ＜λ０に規定される。
【０００４】
第１の放射導波管１ａにおいて、前述の幅寸法ａで規定される幅広面（図中正面）には、配列間隔ｄｙで複数の放射スロット（第１の放射スロット）２ａが形成されている。そして、これら放射スロット２ａは、第１の放射導波管１ａの管軸から同一方向に（図示の例では左方向）にずれてその中心軸（長手方向に延びる軸）を同一にして配置されている。配列間隔ｄｙは、概ね管内波長λｇに等しく、各放射スロット２ａはその長手方向が第１の放射導波管１ａの管軸（導波管軸）と平行となっている。同様にして、第２の放射導波管１ｂにおいて、前述の幅寸法ａで規定される幅広面（図中正面）には、配列間隔ｄｙで複数の放射スロット（第２の放射スロット）２ｂが形成されている。そして、各放射スロット２ｂは、その長手方向が第２の放射導波管１ｂの管軸と直交している。つまり、放射スロット２ｂは、その長手方向が、放射導波管１ｂの管軸を含む平面のうち上記幅広面に直交する平面と上記幅広面との交線に直交する。
【０００５】
図示のように、第１の放射導波管１ａは、その両端部がショート板３ａで塞がれており、ショート板３ａによって短絡面が規定される。同様にして、第２の放射導波管１ｂはその両端部がショート板３ｂで塞がれており、ショート板３ｂによって短絡面が規定される。なお、ショート板３ａ，３ｂは同一の位置に位置づけられて、ショート板３ａ，３ｂによって同一平面が規定される。
【０００６】
第１の放射導波管１ａには第１の給電導波管４ａから電波が給電され（与えられ）、第２の放射導波管１ｂには第２の給電導波管４ｂから電波が給電される。つまり、第１の給電導波管４ａは、幅寸法ａで規定される幅広面の他方（図中裏面）側に形成された給電スロット５ａによって第１の放射導波管１ａに接続され、第２の給電導波管４ｂは幅寸法ａで規定される幅広面の他方（図中裏面）側に形成された給電スロット５ｂによって第２の放射導波管１ｂに接続される。なお、給電導波管４ａ，４ｂは、それぞれその終端が短絡板６ａ，６ｂによって短絡されている。
【０００７】
次に動作について説明する。
いま、第１の給電導波管４ａに入射した電波Ａは、給電スロット５ａを介して第１の放射導波管１ａに給電される。給電スロット５ａの配列間隔ｄｘが第１の給電導波管４ａの管内波長に一致するように第１の給電導波管４ａの寸法を規定し、短絡板６ａが給電スロット５ａから距離ｄｘ／２離れて配置されていると、全ての電波Ａは、第１の放射導波管１ａの各々に給電される。そして、各放射導波管１ａに給電された電波Ａは、第１の放射導波管１ａに形成された放射スロット２ａから空間に放射される。図１８において、放射スロット２ａは紙面に対して垂直に配置されているので（導波管軸に平行に配置されているので）、空間に放射された電波Ａは水平偏波となる。
【０００８】
一方、第２の給電導波管４ｂに入射した電波Ｂは、給電スロット５ｂを介して第２の放射導波管１ｂに給電される。給電スロット５ｂの配列間隔はｄｘであり、給電スロット５ｂの配列間隔ｄｘが第２の給電導波管４ｂの管内波長に一致するように、第２の給電導波管４ｂの寸法を規定し、短絡板６ｂが給電スロット５ｂから距離ｄｘ／２離れていると、電波Ｂは第２の放射導波管１ｂの全てに給電される。そして、第２の放射導波管１ｂの各々に給電された電波Ｂは、第２の放射導波管１ｂに形成された放射スロット２ｂから空間に放射される。図１８において、放射スロット２ｂは、紙面に対して水平に配置されているので（導波管軸に直交して配置されているので）、放射スロット２ｂから空間に放射された電波Ｂは垂直偏波となる。
【０００９】
ところで、上述のスロットアレーアンテナにおいては、放射スロット２ａは所謂シャントスロットと呼ばれるスロットであり、等価回路的には放射導波管１ａの等価回路に並列なコンダクタンスとして動作する。このため、上述のスロットアレーアンテナでは、ショート板３ａからの距離がλｇ／４の奇数倍の位置に放射スロット２ａを形成しないと（つまり、図中放射スロット２ａの長手方向に直交する放射スロット２ａの中心軸線をショート板３ａからλｇ／４の奇数倍の位置に位置づけないと）、アンテナとして動作しないことになる。
【００１０】
一方、放射スロット２ｂは所謂シリーズスロットと呼ばれるスロットであり、等価回路的には放射導波管１ｂの等価回路に直列なインピーダンスとして動作する。このため、上述のスロットアレーアンテナでは、ショート板３ｂからの距離がλｇ／２の整数倍の位置に放射スロット２ｂを形成しないと（つまり、図中放射スロット２ｂの長手方向に延びる放射スロット２ｂの中心軸線をショート板３ｂからλｇ／２の整数倍の位置に位置づけないと）、アンテナとして動作しないことになる。
【００１１】
従って、第１の放射導波管１ａに形成された放射スロット２ａと第２の放射導波管１ｂに形成された放射スロット２ｂとは、必ずλｇ／４だけずれた位置に形成されることになって、図１８に円で囲った部分で示すように、放射スロット２ａの長手方向中心軸線と放射スロット２ｂの長手中心軸線とは交差せず、恰も放射スロット２ａと放射スロット２ｂはＬ字状の配置されることとなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスロットアレーアンテナは以上のように構成されているので、放射スロット２ａと放射スロット２ｂは恰もＬ字状に配置されていることから、図１９に示すように、放射スロット２ａ上の磁流Ｈと放射スロット２ｂ上の磁流Ｖも、非対称なＬ字状の配置となってしまい、磁流Ｖと磁流Ｈの間に相互結合が生じる。このような相互結合は、放射スロット２ａと放射スロット２ｂとの間のアイソレーションを低下させることになる。このため、直交偏波間のアイソレーションが低下するなどの課題があった。そして、相互結合による電波が直交偏波用の放射スロットから再放射して、交差偏波が増大するという課題もあった。
【００１３】
ところで、従来のスロットアレーアンテナでは、前述のように、誘電体を放射導波管内に充填して、配列間隔ｄｘを自由空間波長λ０より小さくし、これによって、所謂グレーティングローブが発生しないようにしている。しかしながら、グレーティングローブがアンテナ視野外に発生することは問題とならないことを考慮すると、例えば静止衛星搭載用アンテナ（スロットアレーアンテナ）のように、視野が約±９゜と極めて小さい範囲に限られる場合には、放射導波管内に誘電体を装荷（充填）する必要はない。
【００１４】
一方、グレーティングローブは放射導波管の配列間隔ｄｘで決定され、このグレーティングローブはｄｘ方向においてｓｉｎθ＝λ０／ｄｘで規定される角度（発生角）θで発生する。このため、グレーティングローブの発生角θを大きくするためには、配列間隔ｄｘを小さくして、カットオフ周波数に近い条件で使う必要が生じ、導波管の損失が増加してしまうなどの課題があった。
【００１５】
加えて、従来のスロットアレーアンテナは、放射導波管１ａ，１ｂの幅寸法ａが等しく、しかも、放射導波管１ａ，１ｂの内部に装荷された誘電体が同一の比誘電率εｒを有している。このため、放射スロット２ａ，２ｂを同一の配列間隔ｄｙで配列するには、放射導波管１ａ，１ｂが互いに等しい周波数で使用されるように設計しなければならない。これによって、例えば衛星通信のように直交偏波の使用に当たって送信と受信とでその周波数が異なる場合には、従来のスロットアレーアンテナを用いることができないという課題もある。
【００１６】
さらに、従来のスロットアレーアンテナでは、誘電体装荷によって管内波長λｇが自由空間波長λ０より小さくなる。一方、放射スロット２ａは、その等価回路を純コンダクタンスにみせるため、スロット長をほぼλ０／２とする必要があるが、放射スロット２ａの長さをλ０／２とすると、第１の放射導波管１ａに形成された放射スロット２ａの間隔（放射スロット２ａの端部間の距離）が小さくなる。このため、放射スロット２ａ同士間の相互結合が大きくなってしまうという課題があった。
【００１７】
また、従来のスロットアレーアンテナでは、誘電体装荷によって幅寸法ａをλ０／２より小さくしている。一方、放射スロット２ｂはその等価回路を純抵抗にみせるため、スロット長をほぼλ０／２とする必要がある。ところが、放射スロット２ｂの長さをλ０／２とすると、第２の放射導波管１ｂに放射スロット２ｂを配列することができない、つまり、従来のスロットアレーアンテナでは、放射スロット２ｂのスロット長をほぼλ０／２とすると、スロットアレーアンテナ自体を構成できないという課題があった。
【００１８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、直交偏波間のアイソレーションを良好にするとともに交差偏波の発生を抑圧したスロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００１９】
また、この発明は、導波管損失を少なくすることのであるスロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００２０】
また、この発明は、直交偏波の使用周波数が異なる際にも使用することのできるスロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００２１】
また、この発明は、シャントスロットである放射スロットのスロット長が自由空間波長λ０の２分の１より短い状態においても、シャントスロットである放射スロットが等価回路的に純コンダクタンスとなるスロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００２２】
また、この発明は、シリーズスロットである放射スロットのスロット長が自由空間波長λ０より２分の１より短い状態においても放射スロットが等価回路的に純抵抗となり、シリーズスロットである放射スロットを第２の放射導波管上に配列できるようにしたスロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るスロットアレーアンテナは、方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と平行にその管内波長の間隔で形成した複数の第１の放射スロットを有し、前記方形導波管の端部に位置する前記第１の放射スロットの中心から前記管軸方向に１／４管内波長離れた位置で短絡した第１の放射導波管と、方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と直交してその管内波長の間隔で形成した複数の第２の放射スロットを有し、前記方形導波管の端部に位置する前記第２の放射スロットの中心から前記管軸方向に１／２管内波長離れた位置で短絡した第２の放射導波管とを備え、前記第１及び前記第２の放射導波管を、前記第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が前記第１の放射スロットと直交し、前記スロットを形成した幅広面が同一平面となるように交互に配列し、第１及び第２の放射導波管を、第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が第１の放射スロットの長手方向の中心を通るように配列したものである。
【００２５】
この発明に係るスロットアレーアンテナは、第１の放射導波管において第１の放射スロットが形成された幅広面の幅と、第２の放射導波管において第２の放射スロットが形成された幅広面の幅とが互いに異なることを特徴とするものである。
【００２６】
この発明に係るスロットアレーアンテナは、第１及び第２の放射導波管に誘電体を装荷したものである。
【００２７】
この発明に係るスロットアレーアンテナは、第１及び第２の放射導波管に装荷された各誘電体は、その比誘電率が互いに異なるものである。
【００２８】
この発明に係るスロットアレーアンテナは、第１の放射導波管において第１の放射スロットが形成された幅広面の幅を自由空間波長の１／２未満とすると共に、互いに隣接する前記第１及び第２の放射導波管の間隔を前記自由空間波長未満としたものである。
【００２９】
この発明に係るスロットアレーアンテナは、第１の放射導波管内又は第２の放射導波管内に、第１の放射スロット又は第２の放射スロットにおける共振周波数を調整する共振周波数調整部材を装荷したものである。
【００３０】
この発明に係るスロットアレーアンテナ装置は、方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と平行にその管内波長の間隔で形成した複数の第１の放射スロットを有し、前記方形導波管の端部に位置する前記第１の放射スロットの中心から前記管軸方向に１／４管内波長離れた位置で短絡した第１の放射導波管と、方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と直交してその管内波長の間隔で形成した複数の第２の放射スロットを有し、前記方形導波管の端部に位置する前記第２の放射スロットの中心から前記管軸方向に１／２管内波長離れた位置で短絡した第２の放射導波管とを備え、前記第１及び前記第２の放射導波管を、前記第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が前記第１の放射スロットと直交し、前記スロットを形成した幅広面が同一平面となるように交互に配列するとともに、前記第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が前記第１の放射スロットの長手方向の中心を通るように配列したスロットアレーアンテナを、第１及び第２のスロットアレーアンテナとして備え、前記第１及び前記第２のスロットアレーアンテナを、前記第１のスロットアレーアンテナを構成する前記第１の放射導波管の管軸と、前記第２のスロットアレーアンテナを構成する前記第２の放射導波管の管軸とが一致するように配列させたものである。
【００３１】
この発明に係るスロットアレーアンテナ装置は、第１及び第２のスロットアレーアンテナをそれぞれ複数備え、前記第１及び前記第２のスロットアレーアンテナを管軸方向に交互に配列させたものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるスロットアレーアンテナの構成を示す斜視図であり、図２はこの発明の実施の形態１によるスロットアレーアンテナを正面から透視して示す図である。図において、１１ａは第１の放射導波管、１１ｂは第２の放射導波管であり、それぞれの幅広面の幅寸法がａ、奥行き寸法がｂの方形導波管である。図示のスロットアレーアンテナでは、放射導波管１１ａ，１１ｂが交互に互いに密着して導波管軸を平行にして合計８本配列されている（放射導波管１１ａ，１１ｂは、各々４本備えられている）。なお、図１及び図２において、図１８と同様に、幅寸法ａは自由空間波長λ０の半分より小さい。つまり、ａ＜λ０／２となっている。また、隣り合う放射導波管１１ａ同士の間隔、及び、隣り合う放射導波管１１ｂの間隔（つまり、放射導波管１１ａ，１１ｂの幅広面の幅寸法合計の長さ）をｄｘとし、ｄｘ＜λ０とする。
【００３３】
第１の放射導波管１１ａにおいて、前述の幅寸法ａで規定される幅広面（図中正面）には、配列間隔ｄｙで複数の放射スロット（第１の放射スロット）２１ａが形成されている。放射スロット２１ａは、放射導波管１１ａの管軸を含む平面のうち上記幅広面に直交する平面と上記幅広面との交線に対して同一方向にずれて配置されている。つまり、放射スロット２１ａは、図２中の放射導波管１１ａの幅広面の左側方向に管軸からずれて配置される。また、複数の放射スロット２１ａは管軸方向に沿ってそれぞれ配置される。配列間隔ｄｙは、管内波長λｇに等しく、各放射スロット２１ａはその長手方向が第１の放射導波管１１ａの管軸（導波管軸）と平行になっている。
【００３４】
同様にして、第２の放射導波管１１ｂにおいて、前述の幅寸法ａで規定される幅広面（図中正面）には、配列間隔ｄｙで複数の放射スロット（第２の放射スロット）２１ｂが形成されている。そして、各放射スロット２１ｂは、その長手方向が、放射導波管１１ｂの管軸を含む平面のうち上記幅広面に直交する平面と上記幅広面との交線に直交する。この結果、図１及び図２に示すように、放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線は、放射スロット２１ａと直交することになる。これにより、放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線は、放射スロット２１ａの中心を通って放射スロット２１ａと直交する。
【００３５】
図示のように、第１の放射導波管１１ａはその両端部がショート板３１ａで塞がれており、このショート板３１ａは第１の放射導波管１１ａの両端側（図１及び図２において最上側及び最下側）に位置する放射スロット２１ａの中心からｄｙ／４（つまり、λｇ／４）離れた位置に配置される。そして、ショート板３１ａによって短絡面が規定される。同様にして、第２の放射導波管１１ｂはその両端部がショート板３１ｂで塞がれており、このショート板３１ｂは第２の放射導波管１１ｂの両端側（図１及び図２において最上側及び最下側）に位置する放射スロット２１ｂの長手方向中心軸線からｄｙ／２（つまり、λｇ／２）離れた位置に配置される。
【００３６】
そして、ショート板３１ｂによって短絡面が規定される。第１の放射導波管１１ａには第１の給電導波管４１ａから電波が給電され、第２の放射導波管１１ｂには第２の給電導波管４１ｂから電波が給電される。つまり、第１の給電導波管４１ａは、幅寸法ａで規定される幅広面の他方（図中裏面）側に形成された給電スロット５１ａによって第１の放射導波管１１ａに接続される。また、第２の給電導波管４１ｂは、幅寸法ａで規定される幅広面の他方（図中裏面）側に形成された給電スロット５１ｂによって第２の放射導波管１１ｂに接続される。なお、給電導波管４１ａ，４１ｂは、それぞれその終端が短絡板６１ａ，６１ｂによって短絡されている。
【００３７】
次に動作について説明する。
いま、第１の給電導波管４１ａに入射した電波Ａは、給電スロット５１ａを介して第１の放射導波管１１ａに給電される。給電スロット５１ａの配列間隔ｄｘが第１の給電導波管４１ａの管内波長に一致するように第１の給電導波管４１ａの寸法を規定し、短絡板６１ａが給電スロット５１ａから距離ｄｘ／２離れて配置されていると、給電導波管４１ａからの全ての電波Ａが、第１の放射導波管１１ａの各々に給電される。そして、各放射導波管１１ａに給電された電波Ａは、各放射導波管１１ａに形成された放射スロット２１ａから空間に放射される。図１及び図２において、放射スロット２１ａは、紙面に対して垂直に配置されているので（導波管軸に平行に配置されているので）、空間に放射された電波Ａは水平偏波となる。
【００３８】
一方、第２の給電導波管４１ｂに入射した電波Ｂは、給電スロット５１ｂを介して第２の放射導波管１１ｂに給電される。給電スロット５１ｂの配列間隔ｄｘが第２の給電導波管４１ｂの管内波長に一致するように第２の給電導波管４１ｂの寸法を規定し、短絡板６１ｂが給電スロット５１ｂから距離ｄｘ／２離れて配置されていると、給電導波管４１ｂからの全ての電波Ｂは、各放射導波管１１ｂに給電される。そして、第２の放射導波管１１ｂの各々に給電された電波Ｂは、第２の放射導波管１１ｂに形成された放射スロット２１ｂから空間に放射される。図１及び図２において、放射スロット２１ｂは紙面に対して水平に配置されているので（導波管軸に直交して配置されているので）、空間に放射された電波Ｂは垂直偏波となる。
【００３９】
ここで、図３を参照して、前述のように、放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線は、放射スロット２１ａの中心を通って放射スロット２１ａと直交する位置関係にあるから、放射スロット２１ｂ上の磁流Ｖ（の延長線）が放射スロット２１ａ上の磁流Ｈとその中心で直交する位置関係となって、磁流Ｖに対して磁流Ｈは対称な位置関係に置かれたことになる。つまり、磁流Ｖから磁流Ｈの始点及び終点までの距離が等しくなり、磁流Ｖと磁流Ｈとの間には相互結合が生じない。このため、放射スロット２１ａと放射スロット２１ｂとの間を電磁的にアイソレートされた状態とすることができる。さらに、磁流Ｖと磁流Ｈとの間に相互結合がないので、相互結合した電波が直交偏波の放射スロットから再放射されることがなく、良好な交差偏波特性を得ることができる。
【００４０】
なお、放射導波管１１ａ，１１ｂ、そして、給電導波管４１ａ，４１ｂの材質については，金属又は金属メッキを施した誘電体などとすればよく、いずれにしても、電気的に方形導波管として機能すれば、材質は問わない。
【００４１】
図１及び図２に示す例において、第１の放射導波管１１ａに形成された放射スロット２１ａを、全て放射導波管１１ａの管軸に対して同一の方向（図２において、左方向）にずらして、その長手方向中心軸が同一となるように配置したが、ずらす方向は全ての放射スロット２１ａについて同一である必要はなく、逆方向にずらすようにしてもよい（例えば、管軸に対して図中右方向にずらすようにしてもよい）。いずれにしても、第２の放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線が第１の放射スロット２１ａの中心を通って第１の放射スロット２１ａと直交する位置関係とすればよく、放射スロット２１ａを管軸に対してずらす方向は問わない。
【００４２】
ところで、第１の放射導波管１１ａの管軸と平行に配置される放射スロット２１ａの管軸からのずれ量が大きくなる程、放射される電波強度が強くなる。そして、ずらす方向を変えることによって、放射する電波の位相が１８０°反転する（つまり、逆位相となる）。このようにして、管軸に対してずらす方向を変えることによって放射される電波の位相が逆位相となるから、例えば給電スロットの配置関係に起因して、第１の放射導波管１１ａに給電された電波の位相が逆転するような際には、放射スロット２１ａをずらす方向を変えれば、電波の位相を再び同一の位相とすることができる。
【００４３】
さらに、放射パターンを成形して所謂成形ビームを生成する際には、位相が反転した電波を放射する放射スロット２１ａが必要となるが、この際にも、放射スロット２１ａの管軸に対するずらす方向を放射特性に応じて決定すれば、所望の成形ビームを生成することができる（つまり、目的に応じて、放射スロット２１ａの管軸に対してずらす方向を各放射スロット２１ａについて適宜決定するようにしてもよく、ずらし量を各放射スロット２１ａ毎に決定して、電波強度を変化させるようにしてもよい）。
【００４４】
また、図１及び図２に示す例では、第２の放射導波管１１ｂに形成された放射スロット２１ｂは、第２の放射導波管１１ｂの管軸上に放射スロット２１ｂの中心が位置するように配置されているが、放射スロット２１ｂの中心を管軸の左側又は右側にずらすようにしてもよい。いずれにしても、放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線が放射スロット２１ａの中心を通って放射スロット２１ａと直交する位置関係とすればよく、放射スロット２１ｂの中心を管軸に対してずらしても何等問題はない。
【００４５】
ところで、放射スロット２１ｂの中心を管軸からずらした際には、そのずれ量が大きくなる程、放射される電波強度が弱くなる（つまり、ずらし量に応じて放射される電波強度を制御することができることになる）。そして、サイドローブの低減及び／又は上述の成形ビームの生成を行うために、アンテナ全体から空間に放射される電波のアンテナ開口面上の強度分布を変化させる際、放射スロット２１ｂの中心を管軸からずらして電波強度を制御調整することなる（つまり、目的に応じて、放射スロット２１ｂの管軸に対するずらし方向を、各放射スロット２１ａについて適宜決定するようにしてもよい）。
【００４６】
なお、図１及び図２に示す例では、放射導波管１１ａ，１１ｂにはそれぞれ１つの給電スロット５１ａ及び給電スロット５１ｂから給電が行われているが、複数の第１の放射導波管１１ａを、管軸を同一として連結するとともに、複数の第２の放射導波管１１ｂを、管軸を同一として連結し、各第１の放射導波管１１ａ及び各第２の放射導波管１１ｂに対してそれぞれ給電スロットから給電を行うようにしてもよい。この際においても、放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線が放射スロット２１ａの中心を通って放射スロット２１ａと直交する位置関係とされる。
【００４７】
また、図１及び図２に示す例では、給電導波管４１ａ，４１ｂを用いてそれぞれ放射導波管１１ａ，１１ｂに給電を行う例について説明したが、給電導波管４１ａ，４１ｂの代わりに、例えば同軸プローブを用いるようにしてもよい。同軸プローブを用いる際には、放射導波管１１ａ，１１ｂの幅広面から同軸プローブの内導体を、放射導波管１１ａ，１１ｂに差し込み、電界結合によって給電を行う。さらに、放射導波管１１ａ，１１ｂの側壁又は短絡面から同軸プローブの内導体を放射導波管１１ａ及び１１ｂに差し込んで、この内導体を放射導波管内で、ループ状に曲げ、その先端を側壁又は短絡面にショートして、磁界結合によって給電を行うようしてもよい。
【００４８】
以上のように、この実施の形態１によれば、第２の放射導波管１１ｂに形成された放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線が第１の放射導波管１１ａに形成された放射スロット２１ａの中心を通って放射スロット２１ａと直交するので、直交偏波間のアイソレーションを良好にするとともに交差偏波の発生を抑圧することができる。
【００４９】
なお、上記実施の形態１では、放射導波管１１ａの幅広面にその管軸と平行に管内波長の間隔で第１の放射スロット２１ａを形成し、放射導波管１１ａの端部に位置する第１の放射スロット２１ａの中心から管軸方向に１／４管内波長離れた位置で短絡しており、放射導波管１１ｂの幅広面にその管軸と直交して管内波長の間隔で第２の放射スロット２１ｂを形成し、放射導波管１１ｂの端部に位置する第２の放射スロット２１ｂの中心から管軸方向に１／２管内波長離れた位置で短絡する例を示したが、上記管内波長、上記１／２管内波長、及び上記１／４管内波長としては、本発明の効果が得られる範囲内で規定されていればよい。
つまり、本発明の効果が得られる程度であれば、放射導波管１１ａの幅広面にその管軸と平行に概ね管内波長の間隔で第１の放射スロット２１ａを形成し、放射導波管１１ａの端部に位置する第１の放射スロット２１ａの中心から管軸方向に概ね１／４管内波長離れた位置で短絡してもよい。また、放射導波管１１ｂの幅広面にその管軸と直交して概ね管内波長の間隔で第２の放射スロット２１ｂを形成し、放射導波管１１ｂの端部に位置する第２の放射スロット２１ｂの中心から管軸方向に概ね１／２管内波長離れた位置で短絡してもよい。
このように、本発明は、上述したような放射導波管の管内波長の中心周波数で規定される位置関係のみでなく、上記管内波長として本発明の効果が得られる程度の周波数範囲で規定される位置関係での構成も含むものとする。これは、以降の実施の形態で述べる位置関係についても同様である。
【００５０】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２によるスロットアレーアンテナの構成を示す図である。図において、放射導波管１１ａの幅広面の幅寸法がａ１とされ、放射導波管１１ｂの幅広面の幅寸法がａ２とされている（つまり、放射導波管１１ａ，１１ｂは、それぞれの幅広めの幅寸法が異なっている）。図示の例では、ａ１＜ａ２＜λ０／２である。図１で説明したように、第２の放射導波管１１ｂに形成された放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線は、第１の放射導波管１１ａに形成された放射スロット２１ａの中心を通って放射スロット２１ａと直交する位置関係にあり、放射スロット２１ａ，２１ｂの配列間隔はｄｙとされる（ｄｙ＝λｇ）。なお、図１に示す構成要素と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。
【００５１】
いま、第１の放射導波管１１ａについては、その使用周波数をｆ１、第２の放射導波管１１ｂについては、その使用周波数をｆ２とすると、ｄｙ＝λｇとするためには、ｆ１＞ｆ２となるように使用周波数が設定されることになる。つまり、図４に示すスロットアレーアンテナは、直交偏波でかつ，使用周波数が異なる通信に用いられることになる。
【００５２】
以上のように、この実施の形態２によれば、放射導波管１１ａ，１１ｂの幅広面の幅寸法を異ならせて、しかも、放射スロット２１ａ，２１ｂの配列間隔ｄｙ＝λｇと規定したから、放射導波管１１ａ，１１ｂで使用する周波数を異ならせることができる。
【００５３】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３によるスロットアレーアンテナの構成を示す図である。図において、放射導波管１１ａ，１１ｂ内に比誘電率εｒ１の誘電体が装荷されており（なお、ここでは、給電導波管４１ａ，４１ｂにそれぞれ比誘電率εｒ３の誘電体が装荷されている）、放射導波管１１ａ，１１ｂの幅広面の幅寸法ａがａ＜λ０／２（λ０：自由空間波長）に規定されるとともに、隣り合う第１の放射導波管１１ａ同士（又は第２の放射導波管１１ｂ同士）の間隔ｄｘがｄｘ＜λ０に規定される。なお、図１に示す構成要素と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。
【００５４】
ところで、スロットアレーアンテナからアンテナ正面に主ビームが放射されているとすると、前述のように、ｄｘ＞λｇとされるから、グレーティングローブは主ビームから間隔λ０／ｄｘに対応する角度に発生することになるが、上述のように、幅寸法をａ＜λ０／２に規定するとともに、間隔ｄｘをｄｘ＜λ０に規定しているから、グレーティングローブの発生を防止することができることになる。
【００５５】
さらに、放射導波管１１ａ，１１ｂ内に比誘電率εｒ１の誘電体が装荷されているから、放射導波管内の波長が短くなって、必然的にアンテナを小型化できることになる。なお、給電導波管４１ａ，４１ｂにも誘電体を装荷すれば、さらに、アンテナを小型化できる。
【００５６】
なお、放射導波管１１ａ，１１ｂに誘電体を装荷する際には、例えば図６（ａ）に示すように、第１の放射導波管１１ａ（及び第２の放射導波管１１ｂ）の断面全てを満たすように誘電体１１を装荷するようにしてもよいし、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第１の放射導波管１１ａ（及び第２の放射導波管１１ｂ）の断面の一部分に誘電体１１を装荷するようにしてもよい。いずれにしても、放射導波管１１ａ及び１１ｂ内に誘電体を装荷すれば、放射導波管内の波長が短くなって、アンテナを小型化することができる。
【００５７】
また、図７に示すように、図４で説明したスロットアレーアンテナにおいて、放射導波管１１ａ，１１ｂに比誘電率εｒ１の誘電体を装荷し、給電導波管４１ａ，４１ｂに比誘電率εｒ３の誘電体を装荷するようにしてもよい（放射導波管１１ａ，１１ｂにのみ誘電体を装荷するようにしてもよい）。このようにして、放射導波管及び／又は給電導波管に誘電体を装荷するようにすれば、アンテナ自体を小型化することができる。
【００５８】
ところで、一般に、給電導波管４１ａ，４１ｂに形成される給電スロットは、給電導波管の管内波長の１／２の整数倍としなければならず、このため、εｒ１≠εｒ３とされる。一方、前述の配列間隔ｄｘが給電導波管の管内波長の１／２の整数倍となる条件下では、εｒ１＝εｒ３となる。
【００５９】
この際、図８に示すように、第１の放射導波管１１ａには比誘電率εｒ１の誘電体を装荷し、第２の放射導波管１１ｂには比誘電率εｒ２の誘電体を装荷するようにしてもよい。そして、第１の給電導波管４１ａには比誘電率εｒ３の誘電体を装荷し、第２の給電導波管４１ｂには比誘電率εｒ４の誘電体を装荷する。ただし、εｒ１≠εｒ２、εｒ１≠εｒ４とされる。このようにして、アンテナ自体を小型化するとともに、放射導波管１１ａ，１１ｂの管内波長をさらに異ならせて、その使用周波数を変化させてもよい。
【００６０】
さらに、図９に示すように、図５で説明したスロットアレーアンテナにおいて、第１の放射導波管１１ａに比誘電率εｒ１の誘電体を装荷し、第２の放射導波管１１ｂに比誘電率εｒ２の誘電体を装荷するようにしてもよい。このようにすれば、放射導波管１１ａ，１１ｂの管内波長が異なる結果、その使用周波数を異ならせることができる。この際、給電導波管４１ａ，４１ｂにそれぞれ比誘電率εｒ３，εｒ４の誘電体を装荷するようにしてもよい。この際、εｒ１≠εｒ３、εｒ２≠εｒ４とされる。
【００６１】
以上のように、この実施の形態３によれば、第１及び第２の放射導波管の幅寸法をλ０／２未満に規定すると共に、隣り合う第１の放射導波管（又は第２の放射導波管）の間隔をλ０未満に規定するので、グレーティングローブの発生を防止することができる。
【００６２】
加えて、この実施の形態３によれば、第１及び第２の放射導波管内に誘電体を装荷するので、放射導波管内の波長が短くなってアンテナを小型化することができる。
【００６３】
また、この実施の形態３によれば、第１及び第２の放射導波管内にそれぞれ比誘電率が異なる誘電体を装荷するので、その使用周波数を異ならせることができる。
【００６４】
実施の形態４．
図１０はこの発明の実施の形態４によるスロットアレーアンテナにおける放射スロットを示す斜視図である。図において、第１の放射導波管１１ａ内には２つの容量性アイリス（容量性部材）７１ａ，７１ｂが配置されており、これら容量性アイリス７１ａ，７１ｂはそれぞれ放射スロット２１ａの端部に位置づけられるように、第１の放射導波管１１ａの内壁面（図中内下壁面）に管軸に直交して配置されている。つまり、容量性アイリス７１ａは、放射スロット２１ａの上側端部に位置づけられ、容量性アイリス７１ｂは放射スロット２１ａの下側端部に位置づけられている。このようにして、容量性アイリス７１ａ，７１ｂを配置すると、シャントスロットである放射スロット２１ａのスロット長が自由空間波長λ０の２分の１より短い状態においても、放射スロット２１ａが等価回路的に純コンダクタンスとなる。そして、容量性アイリス７１ａ，７１ｂによって放射スロット２１ａにおける共振周波数が調整されて、例えば放射スロット２１ａの長さがλ０／２よりも短い場合においても、放射スロット２１ａを共振させることができる。なお、図１に示す構成要素と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。
【００６５】
図に示す例では、２つの容量性アイリス７１ａ，７１ｂを配置したが、１つ又は３つ以上の容量性アイリスを配置するようにしても、放射スロット２１ａと容量性アイリスとによるインピーダンス特性は変化するものの、放射スロット２１ａの長さがλ０／２よりも短い場合でも、放射スロット２１ａを共振させることができる。
【００６６】
図１１では、図１０で説明した容量性アイリス７１ａ，７１ｂの代わりに、誘導性アイリス（誘導性部材）８１ａが用いられる。図示の例では、誘導性アイリス８１ａは放射スロット２１ａの略中央部を通って管軸に直交する方向に延びる線分の下側に配置されている。このようにして、誘導性アイリス８１ａを配置すると、誘導性アイリス８１ａによって放射スロット２１ａにおける共振周波数が調整されて、例えば放射スロット２１ａの長さがλ０／２よりも短い場合においても、放射スロット２１ａを共振させることができる。
【００６７】
図１２では、図１１で説明した誘導性アイリス８１ａの代わりに、誘導性ポスト９１ａ，９１ｂが、放射スロット２１ａの略中央部を通って管軸に直交する方向に延びる線分の下側に配置されている。このような誘導性ポスト（誘導性部材）９１ａ，９１ｂを用いても、放射スロット２１ａにおける共振周波数を調整することができる。
【００６８】
ところで、図１３に示すように、第２の放射導波管１１ｂ内に容量性アイリス７２ａを配置するようにしてもよい。容量性アイリス７２ａは放射スロット２１ｂに沿ってその下側に配置されている。このようにして、容量性アイリス７２ａを配置すると、シリーズスロットである放射スロット２１ｂのスロット長が自由空間波長λ０より２分の１より短い状態においても、放射スロット２１ｂが等価回路的に純抵抗となり、放射スロット２１ｂを第２の放射導波管１１ｂ上に配列できることになる。そして、容量性アイリス７２ａによって放射スロット２１ｂにおける共振周波数が調整されて、例えば放射スロット２１ｂの長さがλ０／２よりも短い場合においても、放射スロット２１ｂを共振させることができる。
【００６９】
さらに、図１４に示すように、容量性アイリス７２ａの代わりに、誘導性アイリス８２ａ〜８２ｄを用いるようにしてもよい。図示の例では、誘導性アイリスが放射スロット２１ｂの両端部にそれぞれ２つずつ位置づけられて、合計４つの誘導性アイリス８２ａ〜８２ｄがその側壁に配置されている。このようにして、誘導性アイリス８２ａ〜８２ｄを配置すると、誘導性アイリス８１ａ〜８２ｄによって放射スロット２１ｂにおける共振周波数が調整されて、例えば、放射スロット２１ｂの長さがλ０／２よりも短い場合においても、放射スロット２１ｂを共振させることができる。
【００７０】
なお、図１４においては、４つの誘導性アイリス８２ａ〜８２ｄを配置したが、放射スロット２１ｂの一端部にのみ２つの誘導性アイリスを位置づけるようにしてもよい。この際においても、放射スロット２１ｂの長さがλ０／２よりも短い場合でも、放射スロット２１ｂを共振させることができる。
【００７１】
さらに、図１５に示すように、誘導性アイリス８２ａ〜８２ｄの代わりに、誘導性ポスト９２ａ〜９２ｄを用いるようにしてもよい。
【００７２】
以上のように、この実施の形態４によれば、容量性アイリス（又は容量性ポスト）又は誘導性アイリス（又は誘導性ポスト）を放射導波管内に配置するので、放射スロットにおける共振周波数を調整することができる。
【００７３】
実施の形態５．
図１６はこの発明の実施の形態５によるスロットアレーアンテナ装置の構成を示す正面図である。ここでは、図１に示すスロットアレーアンテナを二つ用いてスロットアレーアンテナ装置が構成されている。つまり、図に示すスロットアレーアンテナ装置はスロットアレーアンテナ２２，２３を備えている。
【００７４】
図に示すように、第１のスロットアレーアンテナ２２は、その第１の放射導波管１１ａの管軸が第２のスロットアレーアンテナ２３の第２の放射導波管１１ｂの管軸と一致するように、第２のスロットアレーアンテナ２３に隣接して管軸方向配列されている。なお、図に示すように、スロットアンテナ装置が３次元座標（座標軸Ｘ、Ｙ、及びＺ）の原点に位置するものとすると、空間の一点は極座標（θ，φ）で表される。
【００７５】
図１７は図１に示すスロットアレーアンテナ（つまり、第１又は第２のスロットアレーアンテナ２２又は２３）から空間に放射される電波の主ビーム及びグレーティングローブの発生方向を表すとともに、図１６に示すスロットアレーアンテナ装置から空間に放射される電波の主ビーム及びグレーティングローブの発生方向を示す図である。
【００７６】
図１７において、Ｔｘ軸及びＴｙ軸はそれぞれ図１６中に示した角度θ，φに対してｓｉｎθｃｏｓφ成分及びｓｉｎθｓｉｎφ成分を表す。図１７においては、上述したスロットアレーアンテナ２２，２３において、放射スロット２１ａ及び放射スロット２１ｂの配置条件から定まる主ローブ及びグレーティングローブの発生方向をＴｘ−Ｔｙ平面上に表している。
【００７７】
ここで、図１６に示すように、スロットアレーアンテナ２２，２３において、放射導波管１１ａ，１１ｂの配列間隔をＤｘ＝ｄｘ／２（管軸間の間隔（Ｘ軸方向）をＤｘ＝ｄｘ／２）、スロットアレーアンテナ２２，２３の配列間隔（Ｙ軸方向において、第１のスロットアレーアンテナ２２の中心と第２のスロットアレーアンテナ２３の中心との間隔）をＤｙとすると、前述したように、ｄｘ（互いに隣り合う放射導波管１１ａ及び１１ｂの間隔）＞λｇ（管内波長）であるから、スロットアレーアンテナ２２又は２３からアンテナ正面（θ＝０°）に主ビームが放射されている場合（つまり、スロットアレーアンテナからアンテナ正面（θ＝０°）に主ビームが放射されている場合）、図１７に示すように、主ビームからＴｘ軸上の間隔λ０（自由空間波長）／（２Ｄｘ）に対応する角度（φ＝０°，θ≦９０°）でグレーティングローブが発生する（図１７において白丸印で示す）。
【００７８】
一方、図１６に示すスロットアレーアンテナ装置では、前述のように、第１のスロットアレーアンテナ２２の第１の放射導波管１１ａの管軸が第２のスロットアレーアンテナ２３の第２の放射導波管１１ｂの管軸と一致するように配置されているから、つまり、同一の偏波の放射導波管が恰もジグザグに配置されていることになるから、グレーティングローブの発生位置は、Ｔｘ軸上から±Ｔｙ方向にλ０／（２Ｄｙ）だけ離れた位置となる（図１７において黒丸印で示す）。この結果、主ビームとグレーティングローブとの距離はスロットアレーアンテナ２２又は２３のみを用いた場合に比べて、図１６に示すスロットアレーアンテナ装置の方が大きくなる。
【００７９】
いま、グレーティングローブの発生角度をθｇとすると，図１７において、主ビームとグレーティングローブとの距離はｓｉｎθｇで表され、図１６に示すスロットアレーアンテナ装置では、スロットアレーアンテナ２２又は２３（つまり、図１に示すスロットアレーアンテナ）に比べて、グレーティングローブの発生角をより広角とできることがわかる。放射スロット２１ａ又は２１ｂの放射パターンは広角になる程、その放射量が小さくなり、図１６に示すスロットアレーアンテナ装置では、グレーティングローブのレベルを図１に示すスロットアレーアンテナに比べて抑圧することができる。
【００８０】
さらに、同一の発生角度θｇでグレーティングローブを発生させるとすると、配列間隔Ｄｘ、つまり、放射導波管１１ａ，１１ｂの幅寸法ａを大きくすることができることになり、その結果、導波管損失を小さくすることができる。
【００８１】
なお、図１６に示す例では、スロットアレーアンテナ２２，２３をＹ軸方向に配列した例を示したが、同様にして、複数の第１及び第２のスロットアレーアンテナを準備して、Ｙ軸方向に第１及び第２のスロットアレーアンテナを交互に配置することにしてもよい。この際においても、図１７で説明したように、グレーティングローブレベルの抑圧又は導波管損失の低減を行うことができる。
【００８２】
また、スロットアレーアンテナ２２，２３として、上記実施の形態１〜４で説明したスロットアレーアンテナを用いるようにすればよい。
【００８３】
以上のように、この実施の形態５によれば、第１及び第２のスロットアレーアンテナを用いて、第１のスロットアレーアンテナを構成する第１の放射導波管の管軸と第２のスロットアレーアンテナを構成する第２の放射導波管の管軸とを一致させるので、グレーティングローブの発生角を広角にすることができ、その結果、実質的にグレーティングローブを抑圧できる。また、グレーティングローブの発生角が同一であれば、導波管損失を少なくすることができる。
【００８４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と平行にその管内波長の間隔で形成した複数の第１の放射スロットを有し、方形導波管の端部に位置する第１の放射スロットの中心から管軸方向に１／４管内波長離れた位置で短絡した第１の放射導波管と、方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と直交してその管内波長の間隔で形成した複数の第２の放射スロットを有し、方形導波管の端部に位置する第２の放射スロットの中心から管軸方向に１／２管内波長離れた位置で短絡した第２の放射導波管とを備え、第１及び第２の放射導波管を、第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が第１の放射スロットと直交し、スロットを形成した幅広面が同一平面となるように交互に配列したので、第１及び第２の放射スロット間の相互結合がなくなって、直交偏波間のアイソレーションが良好となり、交差偏波の発生を抑圧することができるという効果がある。
【００８５】
この発明によれば、第１及び第２の放射導波管を、第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が第１の放射スロットの長手方向の中心を通るように配列したので、さらに直交偏波間のアイソレーションが良好となるという効果がある。
【００８６】
この発明によれば、第１の放射導波管において第１の放射スロットが形成された幅広面の幅と、第２の放射導波管において第２の放射スロットが形成された幅広面の幅とが互いに異なるので、直交偏波において、その使用周波数が異なる際においても使用することができるという効果がある。
【００８７】
この発明によれば、第１及び第２の放射導波管に誘電体を装荷するので、アンテナ自体を小形化することができるという効果がある。
【００８８】
この発明によれば、第１及び第２の放射導波管に装荷された誘電体について、その比誘電率が互いに異なるように構成したので、アンテナ自体を小形化できるばかりでなく、直交偏波において、その使用周波数が異なる際においても使用できるという効果がある。
【００８９】
この発明によれば、第１の放射導波管において第１の放射スロットが形成された幅広面の幅を自由空間波長の１／２未満とすると共に、互いに隣接する第１及び第２の放射導波管の間隔を自由空間波長未満としたので、グレーティングローブの発生を防止できるという効果がある。
【００９０】
この発明によれば、第１の放射導波管内に、第１の放射スロットにおける共振周波数を調整する共振周波数調整部材を装荷したので、シャントスロットである第１の放射スロットのスロット長が自由空間波長の２分の１より短い状態においても、第１の放射スロットを等価回路的に純コンダクタンスとすることができる。この結果、共振周波数を調整することできるという効果ある。
【００９１】
この発明によれば、第２の放射導波管内に、第２の放射スロットにおける共振周波数を調整する共振周波数調整部材を装荷したので、シリーズスロットである第２の放射スロットのスロット長が自由空間波長の２分の１より短い状態においても、第２の放射スロットを等価回路的に純抵抗とすることができ、第２の放射スロットを第２の放射導波管上に配列して、共振周波数を調整することできるという効果ある。
【００９２】
この発明によれば、第１及び第２のスロットアレーアンテナを用いて、第１のスロットアレーアンテナを構成する第１の放射導波管の管軸と第２のスロットアレーアンテナを構成する第２の放射導波管の管軸とを一致させて第１及び第２のスロットアレーアンテナを配列するので、グレーティングローブの発生角を広角にすることができ、その結果、実質的にグレーティングローブを抑圧することができるという効果がある。さらに、グレーティングローブの発生角が同一であれば、導波管損失を少なくすることができるという効果もある。
【００９３】
この発明によれば、第１及び第２のスロットアレーアンテナをそれぞれ複数備えて、第１及び第２のスロットアレーアンテナを管軸方向に交互に配列するので、複数の第１及び第２のスロットアレーアンテナを備える際においても、グレーティングローブの発生を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるスロットアレーアンテナの構成を示す斜視図である。
【図２】 図１に示すスロットアレーアンテナを一部透視して示す正面図である。
【図３】 図１に示すスロットアレーアンテナにおいて放射スロットに生じる磁流の関係を説明するための図である。
【図４】 この発明の実施の形態２によるスロットアレーアンテナの構成を示す斜視図である。
【図５】 この発明の実施の形態３によるスロットアレーアンテナの構成の一例を示す斜視図である。
【図６】 図５に示すスロットアレーアンテナにおける誘電体装荷を説明するための断面図であり、（ａ）は第１の例を示す断面図、（ｂ）は第２の例を示す断面図、（ｃ）は第３の例を示す断面図である。
【図７】 この発明の実施の形態３によるスロットアレーアンテナの構成の他の例を示す斜視図である。
【図８】 この発明の実施の形態３によるスロットアレーアンテナの構成のさらに他の例を示す斜視図である。
【図９】 この発明の実施の形態３によるスロットアレーアンテナの構成のさらに他の例を示す斜視図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４によるスロットアレーアンテナで用いられる容量性アイリスの装荷の一例について示す斜視図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４によるスロットアレーアンテナで用いられる誘導性アイリスの装荷の一例について示す斜視図である。
【図１２】 この発明の実施の形態４によるスロットアレーアンテナで用いられる誘導性ポストの装荷の一例について示す斜視図である。
【図１３】 この発明の実施の形態４によるスロットアレーアンテナで用いられる容量性アイリスの装荷の他の例について示す斜視図である。
【図１４】 この発明の実施の形態４によるスロットアレーアンテナで用いられる誘導性アイリスの装荷の他の例について示す斜視図である。
【図１５】 この発明の実施の形態４によるスロットアレーアンテナで用いられる誘導性ポストの装荷の他の例について示す斜視図である。
【図１６】 この発明の実施の形態５によるスロットアレーアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【図１７】 図１６に示すスロットアレーアンテナ装置及び図１に示すスロットアレーアンテナに関してグレーティングローブを説明するための図である。
【図１８】 従来のスロットアレーアンテナの構成を示す斜視図である。
【図１９】 図１８に示すスロットアレーアンテナにおいて放射スロットに生じる磁流の関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１１ａ，１１ｂ 放射導波管、２１ａ，２１ｂ 放射スロット、３１ａ，３１ｂ，ショート板（短絡面）、４１ａ，４１ｂ 給電導波管、５１ａ，５１ｂ 給電スロット、６１ａ，６１ｂ ショート板（短絡面）、７１ａ，７１ｂ，７２ａ容量性アイリス、８１ａ，８２ａ〜８１ｄ 誘導性アイリス、９１ａ，９１ｂ，９２ａ〜９２ｄ 誘導性ポスト。
【発明の属する技術分野】
この発明はマイクロ波帯等の電波を用いて通信を行う通信システム又はレーダー等に用いられるスロットアレーアンテナ及びこのスロットアレーアンテナを複数用いたスロットアレーアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、マイクロ波帯等の電波を用いて通信を行う通信システム又はレーダー等においては、導波管にスロットを設けて、これら導波管（放射導波管）を複数本並べてアレーアンテナとした所謂導波管スロットアレーアンテナ（以下単にスロットアレーアンテナと呼ぶ）が用いられている。そして、このようなスロットアレーアンテナとして、例えば、特開平５−４８３２３号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
図１８は従来のスロットアレーアンテナを示す構成図である。図において、１ａは第１の放射導波管、１ｂは第２の放射導波管であり、それぞれの幅広面の幅寸法がａ、奥行き寸法がｂの方形導波管である。図示のスロットアレーアンテナでは、放射導波管１ａ，１ｂが交互に互いに密着して導波管軸を平行にして合計８本配列している（放射導波管１ａ，１ｂは各々４本備えられている）。放射導波管１ａ，１ｂには比誘電率εｒの誘電体が充填されており、幅寸法ａは自由空間波長λ０の半分より小さい。つまり、ａ＜λ０／２となっている。また、隣り合う放射導波管１ａ同士の間隔、及び、隣り合う放射導波管１ｂの間隔（つまり、放射導波管１ａ，１ｂの幅広面の幅寸法合計の長さ）をｄｘとすると、ｄｘ＜λ０に規定される。
【０００４】
第１の放射導波管１ａにおいて、前述の幅寸法ａで規定される幅広面（図中正面）には、配列間隔ｄｙで複数の放射スロット（第１の放射スロット）２ａが形成されている。そして、これら放射スロット２ａは、第１の放射導波管１ａの管軸から同一方向に（図示の例では左方向）にずれてその中心軸（長手方向に延びる軸）を同一にして配置されている。配列間隔ｄｙは、概ね管内波長λｇに等しく、各放射スロット２ａはその長手方向が第１の放射導波管１ａの管軸（導波管軸）と平行となっている。同様にして、第２の放射導波管１ｂにおいて、前述の幅寸法ａで規定される幅広面（図中正面）には、配列間隔ｄｙで複数の放射スロット（第２の放射スロット）２ｂが形成されている。そして、各放射スロット２ｂは、その長手方向が第２の放射導波管１ｂの管軸と直交している。つまり、放射スロット２ｂは、その長手方向が、放射導波管１ｂの管軸を含む平面のうち上記幅広面に直交する平面と上記幅広面との交線に直交する。
【０００５】
図示のように、第１の放射導波管１ａは、その両端部がショート板３ａで塞がれており、ショート板３ａによって短絡面が規定される。同様にして、第２の放射導波管１ｂはその両端部がショート板３ｂで塞がれており、ショート板３ｂによって短絡面が規定される。なお、ショート板３ａ，３ｂは同一の位置に位置づけられて、ショート板３ａ，３ｂによって同一平面が規定される。
【０００６】
第１の放射導波管１ａには第１の給電導波管４ａから電波が給電され（与えられ）、第２の放射導波管１ｂには第２の給電導波管４ｂから電波が給電される。つまり、第１の給電導波管４ａは、幅寸法ａで規定される幅広面の他方（図中裏面）側に形成された給電スロット５ａによって第１の放射導波管１ａに接続され、第２の給電導波管４ｂは幅寸法ａで規定される幅広面の他方（図中裏面）側に形成された給電スロット５ｂによって第２の放射導波管１ｂに接続される。なお、給電導波管４ａ，４ｂは、それぞれその終端が短絡板６ａ，６ｂによって短絡されている。
【０００７】
次に動作について説明する。
いま、第１の給電導波管４ａに入射した電波Ａは、給電スロット５ａを介して第１の放射導波管１ａに給電される。給電スロット５ａの配列間隔ｄｘが第１の給電導波管４ａの管内波長に一致するように第１の給電導波管４ａの寸法を規定し、短絡板６ａが給電スロット５ａから距離ｄｘ／２離れて配置されていると、全ての電波Ａは、第１の放射導波管１ａの各々に給電される。そして、各放射導波管１ａに給電された電波Ａは、第１の放射導波管１ａに形成された放射スロット２ａから空間に放射される。図１８において、放射スロット２ａは紙面に対して垂直に配置されているので（導波管軸に平行に配置されているので）、空間に放射された電波Ａは水平偏波となる。
【０００８】
一方、第２の給電導波管４ｂに入射した電波Ｂは、給電スロット５ｂを介して第２の放射導波管１ｂに給電される。給電スロット５ｂの配列間隔はｄｘであり、給電スロット５ｂの配列間隔ｄｘが第２の給電導波管４ｂの管内波長に一致するように、第２の給電導波管４ｂの寸法を規定し、短絡板６ｂが給電スロット５ｂから距離ｄｘ／２離れていると、電波Ｂは第２の放射導波管１ｂの全てに給電される。そして、第２の放射導波管１ｂの各々に給電された電波Ｂは、第２の放射導波管１ｂに形成された放射スロット２ｂから空間に放射される。図１８において、放射スロット２ｂは、紙面に対して水平に配置されているので（導波管軸に直交して配置されているので）、放射スロット２ｂから空間に放射された電波Ｂは垂直偏波となる。
【０００９】
ところで、上述のスロットアレーアンテナにおいては、放射スロット２ａは所謂シャントスロットと呼ばれるスロットであり、等価回路的には放射導波管１ａの等価回路に並列なコンダクタンスとして動作する。このため、上述のスロットアレーアンテナでは、ショート板３ａからの距離がλｇ／４の奇数倍の位置に放射スロット２ａを形成しないと（つまり、図中放射スロット２ａの長手方向に直交する放射スロット２ａの中心軸線をショート板３ａからλｇ／４の奇数倍の位置に位置づけないと）、アンテナとして動作しないことになる。
【００１０】
一方、放射スロット２ｂは所謂シリーズスロットと呼ばれるスロットであり、等価回路的には放射導波管１ｂの等価回路に直列なインピーダンスとして動作する。このため、上述のスロットアレーアンテナでは、ショート板３ｂからの距離がλｇ／２の整数倍の位置に放射スロット２ｂを形成しないと（つまり、図中放射スロット２ｂの長手方向に延びる放射スロット２ｂの中心軸線をショート板３ｂからλｇ／２の整数倍の位置に位置づけないと）、アンテナとして動作しないことになる。
【００１１】
従って、第１の放射導波管１ａに形成された放射スロット２ａと第２の放射導波管１ｂに形成された放射スロット２ｂとは、必ずλｇ／４だけずれた位置に形成されることになって、図１８に円で囲った部分で示すように、放射スロット２ａの長手方向中心軸線と放射スロット２ｂの長手中心軸線とは交差せず、恰も放射スロット２ａと放射スロット２ｂはＬ字状の配置されることとなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスロットアレーアンテナは以上のように構成されているので、放射スロット２ａと放射スロット２ｂは恰もＬ字状に配置されていることから、図１９に示すように、放射スロット２ａ上の磁流Ｈと放射スロット２ｂ上の磁流Ｖも、非対称なＬ字状の配置となってしまい、磁流Ｖと磁流Ｈの間に相互結合が生じる。このような相互結合は、放射スロット２ａと放射スロット２ｂとの間のアイソレーションを低下させることになる。このため、直交偏波間のアイソレーションが低下するなどの課題があった。そして、相互結合による電波が直交偏波用の放射スロットから再放射して、交差偏波が増大するという課題もあった。
【００１３】
ところで、従来のスロットアレーアンテナでは、前述のように、誘電体を放射導波管内に充填して、配列間隔ｄｘを自由空間波長λ０より小さくし、これによって、所謂グレーティングローブが発生しないようにしている。しかしながら、グレーティングローブがアンテナ視野外に発生することは問題とならないことを考慮すると、例えば静止衛星搭載用アンテナ（スロットアレーアンテナ）のように、視野が約±９゜と極めて小さい範囲に限られる場合には、放射導波管内に誘電体を装荷（充填）する必要はない。
【００１４】
一方、グレーティングローブは放射導波管の配列間隔ｄｘで決定され、このグレーティングローブはｄｘ方向においてｓｉｎθ＝λ０／ｄｘで規定される角度（発生角）θで発生する。このため、グレーティングローブの発生角θを大きくするためには、配列間隔ｄｘを小さくして、カットオフ周波数に近い条件で使う必要が生じ、導波管の損失が増加してしまうなどの課題があった。
【００１５】
加えて、従来のスロットアレーアンテナは、放射導波管１ａ，１ｂの幅寸法ａが等しく、しかも、放射導波管１ａ，１ｂの内部に装荷された誘電体が同一の比誘電率εｒを有している。このため、放射スロット２ａ，２ｂを同一の配列間隔ｄｙで配列するには、放射導波管１ａ，１ｂが互いに等しい周波数で使用されるように設計しなければならない。これによって、例えば衛星通信のように直交偏波の使用に当たって送信と受信とでその周波数が異なる場合には、従来のスロットアレーアンテナを用いることができないという課題もある。
【００１６】
さらに、従来のスロットアレーアンテナでは、誘電体装荷によって管内波長λｇが自由空間波長λ０より小さくなる。一方、放射スロット２ａは、その等価回路を純コンダクタンスにみせるため、スロット長をほぼλ０／２とする必要があるが、放射スロット２ａの長さをλ０／２とすると、第１の放射導波管１ａに形成された放射スロット２ａの間隔（放射スロット２ａの端部間の距離）が小さくなる。このため、放射スロット２ａ同士間の相互結合が大きくなってしまうという課題があった。
【００１７】
また、従来のスロットアレーアンテナでは、誘電体装荷によって幅寸法ａをλ０／２より小さくしている。一方、放射スロット２ｂはその等価回路を純抵抗にみせるため、スロット長をほぼλ０／２とする必要がある。ところが、放射スロット２ｂの長さをλ０／２とすると、第２の放射導波管１ｂに放射スロット２ｂを配列することができない、つまり、従来のスロットアレーアンテナでは、放射スロット２ｂのスロット長をほぼλ０／２とすると、スロットアレーアンテナ自体を構成できないという課題があった。
【００１８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、直交偏波間のアイソレーションを良好にするとともに交差偏波の発生を抑圧したスロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００１９】
また、この発明は、導波管損失を少なくすることのであるスロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００２０】
また、この発明は、直交偏波の使用周波数が異なる際にも使用することのできるスロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００２１】
また、この発明は、シャントスロットである放射スロットのスロット長が自由空間波長λ０の２分の１より短い状態においても、シャントスロットである放射スロットが等価回路的に純コンダクタンスとなるスロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００２２】
また、この発明は、シリーズスロットである放射スロットのスロット長が自由空間波長λ０より２分の１より短い状態においても放射スロットが等価回路的に純抵抗となり、シリーズスロットである放射スロットを第２の放射導波管上に配列できるようにしたスロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るスロットアレーアンテナは、方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と平行にその管内波長の間隔で形成した複数の第１の放射スロットを有し、前記方形導波管の端部に位置する前記第１の放射スロットの中心から前記管軸方向に１／４管内波長離れた位置で短絡した第１の放射導波管と、方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と直交してその管内波長の間隔で形成した複数の第２の放射スロットを有し、前記方形導波管の端部に位置する前記第２の放射スロットの中心から前記管軸方向に１／２管内波長離れた位置で短絡した第２の放射導波管とを備え、前記第１及び前記第２の放射導波管を、前記第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が前記第１の放射スロットと直交し、前記スロットを形成した幅広面が同一平面となるように交互に配列し、第１及び第２の放射導波管を、第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が第１の放射スロットの長手方向の中心を通るように配列したものである。
【００２５】
この発明に係るスロットアレーアンテナは、第１の放射導波管において第１の放射スロットが形成された幅広面の幅と、第２の放射導波管において第２の放射スロットが形成された幅広面の幅とが互いに異なることを特徴とするものである。
【００２６】
この発明に係るスロットアレーアンテナは、第１及び第２の放射導波管に誘電体を装荷したものである。
【００２７】
この発明に係るスロットアレーアンテナは、第１及び第２の放射導波管に装荷された各誘電体は、その比誘電率が互いに異なるものである。
【００２８】
この発明に係るスロットアレーアンテナは、第１の放射導波管において第１の放射スロットが形成された幅広面の幅を自由空間波長の１／２未満とすると共に、互いに隣接する前記第１及び第２の放射導波管の間隔を前記自由空間波長未満としたものである。
【００２９】
この発明に係るスロットアレーアンテナは、第１の放射導波管内又は第２の放射導波管内に、第１の放射スロット又は第２の放射スロットにおける共振周波数を調整する共振周波数調整部材を装荷したものである。
【００３０】
この発明に係るスロットアレーアンテナ装置は、方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と平行にその管内波長の間隔で形成した複数の第１の放射スロットを有し、前記方形導波管の端部に位置する前記第１の放射スロットの中心から前記管軸方向に１／４管内波長離れた位置で短絡した第１の放射導波管と、方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と直交してその管内波長の間隔で形成した複数の第２の放射スロットを有し、前記方形導波管の端部に位置する前記第２の放射スロットの中心から前記管軸方向に１／２管内波長離れた位置で短絡した第２の放射導波管とを備え、前記第１及び前記第２の放射導波管を、前記第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が前記第１の放射スロットと直交し、前記スロットを形成した幅広面が同一平面となるように交互に配列するとともに、前記第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が前記第１の放射スロットの長手方向の中心を通るように配列したスロットアレーアンテナを、第１及び第２のスロットアレーアンテナとして備え、前記第１及び前記第２のスロットアレーアンテナを、前記第１のスロットアレーアンテナを構成する前記第１の放射導波管の管軸と、前記第２のスロットアレーアンテナを構成する前記第２の放射導波管の管軸とが一致するように配列させたものである。
【００３１】
この発明に係るスロットアレーアンテナ装置は、第１及び第２のスロットアレーアンテナをそれぞれ複数備え、前記第１及び前記第２のスロットアレーアンテナを管軸方向に交互に配列させたものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるスロットアレーアンテナの構成を示す斜視図であり、図２はこの発明の実施の形態１によるスロットアレーアンテナを正面から透視して示す図である。図において、１１ａは第１の放射導波管、１１ｂは第２の放射導波管であり、それぞれの幅広面の幅寸法がａ、奥行き寸法がｂの方形導波管である。図示のスロットアレーアンテナでは、放射導波管１１ａ，１１ｂが交互に互いに密着して導波管軸を平行にして合計８本配列されている（放射導波管１１ａ，１１ｂは、各々４本備えられている）。なお、図１及び図２において、図１８と同様に、幅寸法ａは自由空間波長λ０の半分より小さい。つまり、ａ＜λ０／２となっている。また、隣り合う放射導波管１１ａ同士の間隔、及び、隣り合う放射導波管１１ｂの間隔（つまり、放射導波管１１ａ，１１ｂの幅広面の幅寸法合計の長さ）をｄｘとし、ｄｘ＜λ０とする。
【００３３】
第１の放射導波管１１ａにおいて、前述の幅寸法ａで規定される幅広面（図中正面）には、配列間隔ｄｙで複数の放射スロット（第１の放射スロット）２１ａが形成されている。放射スロット２１ａは、放射導波管１１ａの管軸を含む平面のうち上記幅広面に直交する平面と上記幅広面との交線に対して同一方向にずれて配置されている。つまり、放射スロット２１ａは、図２中の放射導波管１１ａの幅広面の左側方向に管軸からずれて配置される。また、複数の放射スロット２１ａは管軸方向に沿ってそれぞれ配置される。配列間隔ｄｙは、管内波長λｇに等しく、各放射スロット２１ａはその長手方向が第１の放射導波管１１ａの管軸（導波管軸）と平行になっている。
【００３４】
同様にして、第２の放射導波管１１ｂにおいて、前述の幅寸法ａで規定される幅広面（図中正面）には、配列間隔ｄｙで複数の放射スロット（第２の放射スロット）２１ｂが形成されている。そして、各放射スロット２１ｂは、その長手方向が、放射導波管１１ｂの管軸を含む平面のうち上記幅広面に直交する平面と上記幅広面との交線に直交する。この結果、図１及び図２に示すように、放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線は、放射スロット２１ａと直交することになる。これにより、放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線は、放射スロット２１ａの中心を通って放射スロット２１ａと直交する。
【００３５】
図示のように、第１の放射導波管１１ａはその両端部がショート板３１ａで塞がれており、このショート板３１ａは第１の放射導波管１１ａの両端側（図１及び図２において最上側及び最下側）に位置する放射スロット２１ａの中心からｄｙ／４（つまり、λｇ／４）離れた位置に配置される。そして、ショート板３１ａによって短絡面が規定される。同様にして、第２の放射導波管１１ｂはその両端部がショート板３１ｂで塞がれており、このショート板３１ｂは第２の放射導波管１１ｂの両端側（図１及び図２において最上側及び最下側）に位置する放射スロット２１ｂの長手方向中心軸線からｄｙ／２（つまり、λｇ／２）離れた位置に配置される。
【００３６】
そして、ショート板３１ｂによって短絡面が規定される。第１の放射導波管１１ａには第１の給電導波管４１ａから電波が給電され、第２の放射導波管１１ｂには第２の給電導波管４１ｂから電波が給電される。つまり、第１の給電導波管４１ａは、幅寸法ａで規定される幅広面の他方（図中裏面）側に形成された給電スロット５１ａによって第１の放射導波管１１ａに接続される。また、第２の給電導波管４１ｂは、幅寸法ａで規定される幅広面の他方（図中裏面）側に形成された給電スロット５１ｂによって第２の放射導波管１１ｂに接続される。なお、給電導波管４１ａ，４１ｂは、それぞれその終端が短絡板６１ａ，６１ｂによって短絡されている。
【００３７】
次に動作について説明する。
いま、第１の給電導波管４１ａに入射した電波Ａは、給電スロット５１ａを介して第１の放射導波管１１ａに給電される。給電スロット５１ａの配列間隔ｄｘが第１の給電導波管４１ａの管内波長に一致するように第１の給電導波管４１ａの寸法を規定し、短絡板６１ａが給電スロット５１ａから距離ｄｘ／２離れて配置されていると、給電導波管４１ａからの全ての電波Ａが、第１の放射導波管１１ａの各々に給電される。そして、各放射導波管１１ａに給電された電波Ａは、各放射導波管１１ａに形成された放射スロット２１ａから空間に放射される。図１及び図２において、放射スロット２１ａは、紙面に対して垂直に配置されているので（導波管軸に平行に配置されているので）、空間に放射された電波Ａは水平偏波となる。
【００３８】
一方、第２の給電導波管４１ｂに入射した電波Ｂは、給電スロット５１ｂを介して第２の放射導波管１１ｂに給電される。給電スロット５１ｂの配列間隔ｄｘが第２の給電導波管４１ｂの管内波長に一致するように第２の給電導波管４１ｂの寸法を規定し、短絡板６１ｂが給電スロット５１ｂから距離ｄｘ／２離れて配置されていると、給電導波管４１ｂからの全ての電波Ｂは、各放射導波管１１ｂに給電される。そして、第２の放射導波管１１ｂの各々に給電された電波Ｂは、第２の放射導波管１１ｂに形成された放射スロット２１ｂから空間に放射される。図１及び図２において、放射スロット２１ｂは紙面に対して水平に配置されているので（導波管軸に直交して配置されているので）、空間に放射された電波Ｂは垂直偏波となる。
【００３９】
ここで、図３を参照して、前述のように、放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線は、放射スロット２１ａの中心を通って放射スロット２１ａと直交する位置関係にあるから、放射スロット２１ｂ上の磁流Ｖ（の延長線）が放射スロット２１ａ上の磁流Ｈとその中心で直交する位置関係となって、磁流Ｖに対して磁流Ｈは対称な位置関係に置かれたことになる。つまり、磁流Ｖから磁流Ｈの始点及び終点までの距離が等しくなり、磁流Ｖと磁流Ｈとの間には相互結合が生じない。このため、放射スロット２１ａと放射スロット２１ｂとの間を電磁的にアイソレートされた状態とすることができる。さらに、磁流Ｖと磁流Ｈとの間に相互結合がないので、相互結合した電波が直交偏波の放射スロットから再放射されることがなく、良好な交差偏波特性を得ることができる。
【００４０】
なお、放射導波管１１ａ，１１ｂ、そして、給電導波管４１ａ，４１ｂの材質については，金属又は金属メッキを施した誘電体などとすればよく、いずれにしても、電気的に方形導波管として機能すれば、材質は問わない。
【００４１】
図１及び図２に示す例において、第１の放射導波管１１ａに形成された放射スロット２１ａを、全て放射導波管１１ａの管軸に対して同一の方向（図２において、左方向）にずらして、その長手方向中心軸が同一となるように配置したが、ずらす方向は全ての放射スロット２１ａについて同一である必要はなく、逆方向にずらすようにしてもよい（例えば、管軸に対して図中右方向にずらすようにしてもよい）。いずれにしても、第２の放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線が第１の放射スロット２１ａの中心を通って第１の放射スロット２１ａと直交する位置関係とすればよく、放射スロット２１ａを管軸に対してずらす方向は問わない。
【００４２】
ところで、第１の放射導波管１１ａの管軸と平行に配置される放射スロット２１ａの管軸からのずれ量が大きくなる程、放射される電波強度が強くなる。そして、ずらす方向を変えることによって、放射する電波の位相が１８０°反転する（つまり、逆位相となる）。このようにして、管軸に対してずらす方向を変えることによって放射される電波の位相が逆位相となるから、例えば給電スロットの配置関係に起因して、第１の放射導波管１１ａに給電された電波の位相が逆転するような際には、放射スロット２１ａをずらす方向を変えれば、電波の位相を再び同一の位相とすることができる。
【００４３】
さらに、放射パターンを成形して所謂成形ビームを生成する際には、位相が反転した電波を放射する放射スロット２１ａが必要となるが、この際にも、放射スロット２１ａの管軸に対するずらす方向を放射特性に応じて決定すれば、所望の成形ビームを生成することができる（つまり、目的に応じて、放射スロット２１ａの管軸に対してずらす方向を各放射スロット２１ａについて適宜決定するようにしてもよく、ずらし量を各放射スロット２１ａ毎に決定して、電波強度を変化させるようにしてもよい）。
【００４４】
また、図１及び図２に示す例では、第２の放射導波管１１ｂに形成された放射スロット２１ｂは、第２の放射導波管１１ｂの管軸上に放射スロット２１ｂの中心が位置するように配置されているが、放射スロット２１ｂの中心を管軸の左側又は右側にずらすようにしてもよい。いずれにしても、放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線が放射スロット２１ａの中心を通って放射スロット２１ａと直交する位置関係とすればよく、放射スロット２１ｂの中心を管軸に対してずらしても何等問題はない。
【００４５】
ところで、放射スロット２１ｂの中心を管軸からずらした際には、そのずれ量が大きくなる程、放射される電波強度が弱くなる（つまり、ずらし量に応じて放射される電波強度を制御することができることになる）。そして、サイドローブの低減及び／又は上述の成形ビームの生成を行うために、アンテナ全体から空間に放射される電波のアンテナ開口面上の強度分布を変化させる際、放射スロット２１ｂの中心を管軸からずらして電波強度を制御調整することなる（つまり、目的に応じて、放射スロット２１ｂの管軸に対するずらし方向を、各放射スロット２１ａについて適宜決定するようにしてもよい）。
【００４６】
なお、図１及び図２に示す例では、放射導波管１１ａ，１１ｂにはそれぞれ１つの給電スロット５１ａ及び給電スロット５１ｂから給電が行われているが、複数の第１の放射導波管１１ａを、管軸を同一として連結するとともに、複数の第２の放射導波管１１ｂを、管軸を同一として連結し、各第１の放射導波管１１ａ及び各第２の放射導波管１１ｂに対してそれぞれ給電スロットから給電を行うようにしてもよい。この際においても、放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線が放射スロット２１ａの中心を通って放射スロット２１ａと直交する位置関係とされる。
【００４７】
また、図１及び図２に示す例では、給電導波管４１ａ，４１ｂを用いてそれぞれ放射導波管１１ａ，１１ｂに給電を行う例について説明したが、給電導波管４１ａ，４１ｂの代わりに、例えば同軸プローブを用いるようにしてもよい。同軸プローブを用いる際には、放射導波管１１ａ，１１ｂの幅広面から同軸プローブの内導体を、放射導波管１１ａ，１１ｂに差し込み、電界結合によって給電を行う。さらに、放射導波管１１ａ，１１ｂの側壁又は短絡面から同軸プローブの内導体を放射導波管１１ａ及び１１ｂに差し込んで、この内導体を放射導波管内で、ループ状に曲げ、その先端を側壁又は短絡面にショートして、磁界結合によって給電を行うようしてもよい。
【００４８】
以上のように、この実施の形態１によれば、第２の放射導波管１１ｂに形成された放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線が第１の放射導波管１１ａに形成された放射スロット２１ａの中心を通って放射スロット２１ａと直交するので、直交偏波間のアイソレーションを良好にするとともに交差偏波の発生を抑圧することができる。
【００４９】
なお、上記実施の形態１では、放射導波管１１ａの幅広面にその管軸と平行に管内波長の間隔で第１の放射スロット２１ａを形成し、放射導波管１１ａの端部に位置する第１の放射スロット２１ａの中心から管軸方向に１／４管内波長離れた位置で短絡しており、放射導波管１１ｂの幅広面にその管軸と直交して管内波長の間隔で第２の放射スロット２１ｂを形成し、放射導波管１１ｂの端部に位置する第２の放射スロット２１ｂの中心から管軸方向に１／２管内波長離れた位置で短絡する例を示したが、上記管内波長、上記１／２管内波長、及び上記１／４管内波長としては、本発明の効果が得られる範囲内で規定されていればよい。
つまり、本発明の効果が得られる程度であれば、放射導波管１１ａの幅広面にその管軸と平行に概ね管内波長の間隔で第１の放射スロット２１ａを形成し、放射導波管１１ａの端部に位置する第１の放射スロット２１ａの中心から管軸方向に概ね１／４管内波長離れた位置で短絡してもよい。また、放射導波管１１ｂの幅広面にその管軸と直交して概ね管内波長の間隔で第２の放射スロット２１ｂを形成し、放射導波管１１ｂの端部に位置する第２の放射スロット２１ｂの中心から管軸方向に概ね１／２管内波長離れた位置で短絡してもよい。
このように、本発明は、上述したような放射導波管の管内波長の中心周波数で規定される位置関係のみでなく、上記管内波長として本発明の効果が得られる程度の周波数範囲で規定される位置関係での構成も含むものとする。これは、以降の実施の形態で述べる位置関係についても同様である。
【００５０】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２によるスロットアレーアンテナの構成を示す図である。図において、放射導波管１１ａの幅広面の幅寸法がａ１とされ、放射導波管１１ｂの幅広面の幅寸法がａ２とされている（つまり、放射導波管１１ａ，１１ｂは、それぞれの幅広めの幅寸法が異なっている）。図示の例では、ａ１＜ａ２＜λ０／２である。図１で説明したように、第２の放射導波管１１ｂに形成された放射スロット２１ｂの長手方向に延びる中心軸線は、第１の放射導波管１１ａに形成された放射スロット２１ａの中心を通って放射スロット２１ａと直交する位置関係にあり、放射スロット２１ａ，２１ｂの配列間隔はｄｙとされる（ｄｙ＝λｇ）。なお、図１に示す構成要素と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。
【００５１】
いま、第１の放射導波管１１ａについては、その使用周波数をｆ１、第２の放射導波管１１ｂについては、その使用周波数をｆ２とすると、ｄｙ＝λｇとするためには、ｆ１＞ｆ２となるように使用周波数が設定されることになる。つまり、図４に示すスロットアレーアンテナは、直交偏波でかつ，使用周波数が異なる通信に用いられることになる。
【００５２】
以上のように、この実施の形態２によれば、放射導波管１１ａ，１１ｂの幅広面の幅寸法を異ならせて、しかも、放射スロット２１ａ，２１ｂの配列間隔ｄｙ＝λｇと規定したから、放射導波管１１ａ，１１ｂで使用する周波数を異ならせることができる。
【００５３】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３によるスロットアレーアンテナの構成を示す図である。図において、放射導波管１１ａ，１１ｂ内に比誘電率εｒ１の誘電体が装荷されており（なお、ここでは、給電導波管４１ａ，４１ｂにそれぞれ比誘電率εｒ３の誘電体が装荷されている）、放射導波管１１ａ，１１ｂの幅広面の幅寸法ａがａ＜λ０／２（λ０：自由空間波長）に規定されるとともに、隣り合う第１の放射導波管１１ａ同士（又は第２の放射導波管１１ｂ同士）の間隔ｄｘがｄｘ＜λ０に規定される。なお、図１に示す構成要素と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。
【００５４】
ところで、スロットアレーアンテナからアンテナ正面に主ビームが放射されているとすると、前述のように、ｄｘ＞λｇとされるから、グレーティングローブは主ビームから間隔λ０／ｄｘに対応する角度に発生することになるが、上述のように、幅寸法をａ＜λ０／２に規定するとともに、間隔ｄｘをｄｘ＜λ０に規定しているから、グレーティングローブの発生を防止することができることになる。
【００５５】
さらに、放射導波管１１ａ，１１ｂ内に比誘電率εｒ１の誘電体が装荷されているから、放射導波管内の波長が短くなって、必然的にアンテナを小型化できることになる。なお、給電導波管４１ａ，４１ｂにも誘電体を装荷すれば、さらに、アンテナを小型化できる。
【００５６】
なお、放射導波管１１ａ，１１ｂに誘電体を装荷する際には、例えば図６（ａ）に示すように、第１の放射導波管１１ａ（及び第２の放射導波管１１ｂ）の断面全てを満たすように誘電体１１を装荷するようにしてもよいし、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第１の放射導波管１１ａ（及び第２の放射導波管１１ｂ）の断面の一部分に誘電体１１を装荷するようにしてもよい。いずれにしても、放射導波管１１ａ及び１１ｂ内に誘電体を装荷すれば、放射導波管内の波長が短くなって、アンテナを小型化することができる。
【００５７】
また、図７に示すように、図４で説明したスロットアレーアンテナにおいて、放射導波管１１ａ，１１ｂに比誘電率εｒ１の誘電体を装荷し、給電導波管４１ａ，４１ｂに比誘電率εｒ３の誘電体を装荷するようにしてもよい（放射導波管１１ａ，１１ｂにのみ誘電体を装荷するようにしてもよい）。このようにして、放射導波管及び／又は給電導波管に誘電体を装荷するようにすれば、アンテナ自体を小型化することができる。
【００５８】
ところで、一般に、給電導波管４１ａ，４１ｂに形成される給電スロットは、給電導波管の管内波長の１／２の整数倍としなければならず、このため、εｒ１≠εｒ３とされる。一方、前述の配列間隔ｄｘが給電導波管の管内波長の１／２の整数倍となる条件下では、εｒ１＝εｒ３となる。
【００５９】
この際、図８に示すように、第１の放射導波管１１ａには比誘電率εｒ１の誘電体を装荷し、第２の放射導波管１１ｂには比誘電率εｒ２の誘電体を装荷するようにしてもよい。そして、第１の給電導波管４１ａには比誘電率εｒ３の誘電体を装荷し、第２の給電導波管４１ｂには比誘電率εｒ４の誘電体を装荷する。ただし、εｒ１≠εｒ２、εｒ１≠εｒ４とされる。このようにして、アンテナ自体を小型化するとともに、放射導波管１１ａ，１１ｂの管内波長をさらに異ならせて、その使用周波数を変化させてもよい。
【００６０】
さらに、図９に示すように、図５で説明したスロットアレーアンテナにおいて、第１の放射導波管１１ａに比誘電率εｒ１の誘電体を装荷し、第２の放射導波管１１ｂに比誘電率εｒ２の誘電体を装荷するようにしてもよい。このようにすれば、放射導波管１１ａ，１１ｂの管内波長が異なる結果、その使用周波数を異ならせることができる。この際、給電導波管４１ａ，４１ｂにそれぞれ比誘電率εｒ３，εｒ４の誘電体を装荷するようにしてもよい。この際、εｒ１≠εｒ３、εｒ２≠εｒ４とされる。
【００６１】
以上のように、この実施の形態３によれば、第１及び第２の放射導波管の幅寸法をλ０／２未満に規定すると共に、隣り合う第１の放射導波管（又は第２の放射導波管）の間隔をλ０未満に規定するので、グレーティングローブの発生を防止することができる。
【００６２】
加えて、この実施の形態３によれば、第１及び第２の放射導波管内に誘電体を装荷するので、放射導波管内の波長が短くなってアンテナを小型化することができる。
【００６３】
また、この実施の形態３によれば、第１及び第２の放射導波管内にそれぞれ比誘電率が異なる誘電体を装荷するので、その使用周波数を異ならせることができる。
【００６４】
実施の形態４．
図１０はこの発明の実施の形態４によるスロットアレーアンテナにおける放射スロットを示す斜視図である。図において、第１の放射導波管１１ａ内には２つの容量性アイリス（容量性部材）７１ａ，７１ｂが配置されており、これら容量性アイリス７１ａ，７１ｂはそれぞれ放射スロット２１ａの端部に位置づけられるように、第１の放射導波管１１ａの内壁面（図中内下壁面）に管軸に直交して配置されている。つまり、容量性アイリス７１ａは、放射スロット２１ａの上側端部に位置づけられ、容量性アイリス７１ｂは放射スロット２１ａの下側端部に位置づけられている。このようにして、容量性アイリス７１ａ，７１ｂを配置すると、シャントスロットである放射スロット２１ａのスロット長が自由空間波長λ０の２分の１より短い状態においても、放射スロット２１ａが等価回路的に純コンダクタンスとなる。そして、容量性アイリス７１ａ，７１ｂによって放射スロット２１ａにおける共振周波数が調整されて、例えば放射スロット２１ａの長さがλ０／２よりも短い場合においても、放射スロット２１ａを共振させることができる。なお、図１に示す構成要素と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。
【００６５】
図に示す例では、２つの容量性アイリス７１ａ，７１ｂを配置したが、１つ又は３つ以上の容量性アイリスを配置するようにしても、放射スロット２１ａと容量性アイリスとによるインピーダンス特性は変化するものの、放射スロット２１ａの長さがλ０／２よりも短い場合でも、放射スロット２１ａを共振させることができる。
【００６６】
図１１では、図１０で説明した容量性アイリス７１ａ，７１ｂの代わりに、誘導性アイリス（誘導性部材）８１ａが用いられる。図示の例では、誘導性アイリス８１ａは放射スロット２１ａの略中央部を通って管軸に直交する方向に延びる線分の下側に配置されている。このようにして、誘導性アイリス８１ａを配置すると、誘導性アイリス８１ａによって放射スロット２１ａにおける共振周波数が調整されて、例えば放射スロット２１ａの長さがλ０／２よりも短い場合においても、放射スロット２１ａを共振させることができる。
【００６７】
図１２では、図１１で説明した誘導性アイリス８１ａの代わりに、誘導性ポスト９１ａ，９１ｂが、放射スロット２１ａの略中央部を通って管軸に直交する方向に延びる線分の下側に配置されている。このような誘導性ポスト（誘導性部材）９１ａ，９１ｂを用いても、放射スロット２１ａにおける共振周波数を調整することができる。
【００６８】
ところで、図１３に示すように、第２の放射導波管１１ｂ内に容量性アイリス７２ａを配置するようにしてもよい。容量性アイリス７２ａは放射スロット２１ｂに沿ってその下側に配置されている。このようにして、容量性アイリス７２ａを配置すると、シリーズスロットである放射スロット２１ｂのスロット長が自由空間波長λ０より２分の１より短い状態においても、放射スロット２１ｂが等価回路的に純抵抗となり、放射スロット２１ｂを第２の放射導波管１１ｂ上に配列できることになる。そして、容量性アイリス７２ａによって放射スロット２１ｂにおける共振周波数が調整されて、例えば放射スロット２１ｂの長さがλ０／２よりも短い場合においても、放射スロット２１ｂを共振させることができる。
【００６９】
さらに、図１４に示すように、容量性アイリス７２ａの代わりに、誘導性アイリス８２ａ〜８２ｄを用いるようにしてもよい。図示の例では、誘導性アイリスが放射スロット２１ｂの両端部にそれぞれ２つずつ位置づけられて、合計４つの誘導性アイリス８２ａ〜８２ｄがその側壁に配置されている。このようにして、誘導性アイリス８２ａ〜８２ｄを配置すると、誘導性アイリス８１ａ〜８２ｄによって放射スロット２１ｂにおける共振周波数が調整されて、例えば、放射スロット２１ｂの長さがλ０／２よりも短い場合においても、放射スロット２１ｂを共振させることができる。
【００７０】
なお、図１４においては、４つの誘導性アイリス８２ａ〜８２ｄを配置したが、放射スロット２１ｂの一端部にのみ２つの誘導性アイリスを位置づけるようにしてもよい。この際においても、放射スロット２１ｂの長さがλ０／２よりも短い場合でも、放射スロット２１ｂを共振させることができる。
【００７１】
さらに、図１５に示すように、誘導性アイリス８２ａ〜８２ｄの代わりに、誘導性ポスト９２ａ〜９２ｄを用いるようにしてもよい。
【００７２】
以上のように、この実施の形態４によれば、容量性アイリス（又は容量性ポスト）又は誘導性アイリス（又は誘導性ポスト）を放射導波管内に配置するので、放射スロットにおける共振周波数を調整することができる。
【００７３】
実施の形態５．
図１６はこの発明の実施の形態５によるスロットアレーアンテナ装置の構成を示す正面図である。ここでは、図１に示すスロットアレーアンテナを二つ用いてスロットアレーアンテナ装置が構成されている。つまり、図に示すスロットアレーアンテナ装置はスロットアレーアンテナ２２，２３を備えている。
【００７４】
図に示すように、第１のスロットアレーアンテナ２２は、その第１の放射導波管１１ａの管軸が第２のスロットアレーアンテナ２３の第２の放射導波管１１ｂの管軸と一致するように、第２のスロットアレーアンテナ２３に隣接して管軸方向配列されている。なお、図に示すように、スロットアンテナ装置が３次元座標（座標軸Ｘ、Ｙ、及びＺ）の原点に位置するものとすると、空間の一点は極座標（θ，φ）で表される。
【００７５】
図１７は図１に示すスロットアレーアンテナ（つまり、第１又は第２のスロットアレーアンテナ２２又は２３）から空間に放射される電波の主ビーム及びグレーティングローブの発生方向を表すとともに、図１６に示すスロットアレーアンテナ装置から空間に放射される電波の主ビーム及びグレーティングローブの発生方向を示す図である。
【００７６】
図１７において、Ｔｘ軸及びＴｙ軸はそれぞれ図１６中に示した角度θ，φに対してｓｉｎθｃｏｓφ成分及びｓｉｎθｓｉｎφ成分を表す。図１７においては、上述したスロットアレーアンテナ２２，２３において、放射スロット２１ａ及び放射スロット２１ｂの配置条件から定まる主ローブ及びグレーティングローブの発生方向をＴｘ−Ｔｙ平面上に表している。
【００７７】
ここで、図１６に示すように、スロットアレーアンテナ２２，２３において、放射導波管１１ａ，１１ｂの配列間隔をＤｘ＝ｄｘ／２（管軸間の間隔（Ｘ軸方向）をＤｘ＝ｄｘ／２）、スロットアレーアンテナ２２，２３の配列間隔（Ｙ軸方向において、第１のスロットアレーアンテナ２２の中心と第２のスロットアレーアンテナ２３の中心との間隔）をＤｙとすると、前述したように、ｄｘ（互いに隣り合う放射導波管１１ａ及び１１ｂの間隔）＞λｇ（管内波長）であるから、スロットアレーアンテナ２２又は２３からアンテナ正面（θ＝０°）に主ビームが放射されている場合（つまり、スロットアレーアンテナからアンテナ正面（θ＝０°）に主ビームが放射されている場合）、図１７に示すように、主ビームからＴｘ軸上の間隔λ０（自由空間波長）／（２Ｄｘ）に対応する角度（φ＝０°，θ≦９０°）でグレーティングローブが発生する（図１７において白丸印で示す）。
【００７８】
一方、図１６に示すスロットアレーアンテナ装置では、前述のように、第１のスロットアレーアンテナ２２の第１の放射導波管１１ａの管軸が第２のスロットアレーアンテナ２３の第２の放射導波管１１ｂの管軸と一致するように配置されているから、つまり、同一の偏波の放射導波管が恰もジグザグに配置されていることになるから、グレーティングローブの発生位置は、Ｔｘ軸上から±Ｔｙ方向にλ０／（２Ｄｙ）だけ離れた位置となる（図１７において黒丸印で示す）。この結果、主ビームとグレーティングローブとの距離はスロットアレーアンテナ２２又は２３のみを用いた場合に比べて、図１６に示すスロットアレーアンテナ装置の方が大きくなる。
【００７９】
いま、グレーティングローブの発生角度をθｇとすると，図１７において、主ビームとグレーティングローブとの距離はｓｉｎθｇで表され、図１６に示すスロットアレーアンテナ装置では、スロットアレーアンテナ２２又は２３（つまり、図１に示すスロットアレーアンテナ）に比べて、グレーティングローブの発生角をより広角とできることがわかる。放射スロット２１ａ又は２１ｂの放射パターンは広角になる程、その放射量が小さくなり、図１６に示すスロットアレーアンテナ装置では、グレーティングローブのレベルを図１に示すスロットアレーアンテナに比べて抑圧することができる。
【００８０】
さらに、同一の発生角度θｇでグレーティングローブを発生させるとすると、配列間隔Ｄｘ、つまり、放射導波管１１ａ，１１ｂの幅寸法ａを大きくすることができることになり、その結果、導波管損失を小さくすることができる。
【００８１】
なお、図１６に示す例では、スロットアレーアンテナ２２，２３をＹ軸方向に配列した例を示したが、同様にして、複数の第１及び第２のスロットアレーアンテナを準備して、Ｙ軸方向に第１及び第２のスロットアレーアンテナを交互に配置することにしてもよい。この際においても、図１７で説明したように、グレーティングローブレベルの抑圧又は導波管損失の低減を行うことができる。
【００８２】
また、スロットアレーアンテナ２２，２３として、上記実施の形態１〜４で説明したスロットアレーアンテナを用いるようにすればよい。
【００８３】
以上のように、この実施の形態５によれば、第１及び第２のスロットアレーアンテナを用いて、第１のスロットアレーアンテナを構成する第１の放射導波管の管軸と第２のスロットアレーアンテナを構成する第２の放射導波管の管軸とを一致させるので、グレーティングローブの発生角を広角にすることができ、その結果、実質的にグレーティングローブを抑圧できる。また、グレーティングローブの発生角が同一であれば、導波管損失を少なくすることができる。
【００８４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と平行にその管内波長の間隔で形成した複数の第１の放射スロットを有し、方形導波管の端部に位置する第１の放射スロットの中心から管軸方向に１／４管内波長離れた位置で短絡した第１の放射導波管と、方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と直交してその管内波長の間隔で形成した複数の第２の放射スロットを有し、方形導波管の端部に位置する第２の放射スロットの中心から管軸方向に１／２管内波長離れた位置で短絡した第２の放射導波管とを備え、第１及び第２の放射導波管を、第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が第１の放射スロットと直交し、スロットを形成した幅広面が同一平面となるように交互に配列したので、第１及び第２の放射スロット間の相互結合がなくなって、直交偏波間のアイソレーションが良好となり、交差偏波の発生を抑圧することができるという効果がある。
【００８５】
この発明によれば、第１及び第２の放射導波管を、第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が第１の放射スロットの長手方向の中心を通るように配列したので、さらに直交偏波間のアイソレーションが良好となるという効果がある。
【００８６】
この発明によれば、第１の放射導波管において第１の放射スロットが形成された幅広面の幅と、第２の放射導波管において第２の放射スロットが形成された幅広面の幅とが互いに異なるので、直交偏波において、その使用周波数が異なる際においても使用することができるという効果がある。
【００８７】
この発明によれば、第１及び第２の放射導波管に誘電体を装荷するので、アンテナ自体を小形化することができるという効果がある。
【００８８】
この発明によれば、第１及び第２の放射導波管に装荷された誘電体について、その比誘電率が互いに異なるように構成したので、アンテナ自体を小形化できるばかりでなく、直交偏波において、その使用周波数が異なる際においても使用できるという効果がある。
【００８９】
この発明によれば、第１の放射導波管において第１の放射スロットが形成された幅広面の幅を自由空間波長の１／２未満とすると共に、互いに隣接する第１及び第２の放射導波管の間隔を自由空間波長未満としたので、グレーティングローブの発生を防止できるという効果がある。
【００９０】
この発明によれば、第１の放射導波管内に、第１の放射スロットにおける共振周波数を調整する共振周波数調整部材を装荷したので、シャントスロットである第１の放射スロットのスロット長が自由空間波長の２分の１より短い状態においても、第１の放射スロットを等価回路的に純コンダクタンスとすることができる。この結果、共振周波数を調整することできるという効果ある。
【００９１】
この発明によれば、第２の放射導波管内に、第２の放射スロットにおける共振周波数を調整する共振周波数調整部材を装荷したので、シリーズスロットである第２の放射スロットのスロット長が自由空間波長の２分の１より短い状態においても、第２の放射スロットを等価回路的に純抵抗とすることができ、第２の放射スロットを第２の放射導波管上に配列して、共振周波数を調整することできるという効果ある。
【００９２】
この発明によれば、第１及び第２のスロットアレーアンテナを用いて、第１のスロットアレーアンテナを構成する第１の放射導波管の管軸と第２のスロットアレーアンテナを構成する第２の放射導波管の管軸とを一致させて第１及び第２のスロットアレーアンテナを配列するので、グレーティングローブの発生角を広角にすることができ、その結果、実質的にグレーティングローブを抑圧することができるという効果がある。さらに、グレーティングローブの発生角が同一であれば、導波管損失を少なくすることができるという効果もある。
【００９３】
この発明によれば、第１及び第２のスロットアレーアンテナをそれぞれ複数備えて、第１及び第２のスロットアレーアンテナを管軸方向に交互に配列するので、複数の第１及び第２のスロットアレーアンテナを備える際においても、グレーティングローブの発生を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるスロットアレーアンテナの構成を示す斜視図である。
【図２】 図１に示すスロットアレーアンテナを一部透視して示す正面図である。
【図３】 図１に示すスロットアレーアンテナにおいて放射スロットに生じる磁流の関係を説明するための図である。
【図４】 この発明の実施の形態２によるスロットアレーアンテナの構成を示す斜視図である。
【図５】 この発明の実施の形態３によるスロットアレーアンテナの構成の一例を示す斜視図である。
【図６】 図５に示すスロットアレーアンテナにおける誘電体装荷を説明するための断面図であり、（ａ）は第１の例を示す断面図、（ｂ）は第２の例を示す断面図、（ｃ）は第３の例を示す断面図である。
【図７】 この発明の実施の形態３によるスロットアレーアンテナの構成の他の例を示す斜視図である。
【図８】 この発明の実施の形態３によるスロットアレーアンテナの構成のさらに他の例を示す斜視図である。
【図９】 この発明の実施の形態３によるスロットアレーアンテナの構成のさらに他の例を示す斜視図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４によるスロットアレーアンテナで用いられる容量性アイリスの装荷の一例について示す斜視図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４によるスロットアレーアンテナで用いられる誘導性アイリスの装荷の一例について示す斜視図である。
【図１２】 この発明の実施の形態４によるスロットアレーアンテナで用いられる誘導性ポストの装荷の一例について示す斜視図である。
【図１３】 この発明の実施の形態４によるスロットアレーアンテナで用いられる容量性アイリスの装荷の他の例について示す斜視図である。
【図１４】 この発明の実施の形態４によるスロットアレーアンテナで用いられる誘導性アイリスの装荷の他の例について示す斜視図である。
【図１５】 この発明の実施の形態４によるスロットアレーアンテナで用いられる誘導性ポストの装荷の他の例について示す斜視図である。
【図１６】 この発明の実施の形態５によるスロットアレーアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【図１７】 図１６に示すスロットアレーアンテナ装置及び図１に示すスロットアレーアンテナに関してグレーティングローブを説明するための図である。
【図１８】 従来のスロットアレーアンテナの構成を示す斜視図である。
【図１９】 図１８に示すスロットアレーアンテナにおいて放射スロットに生じる磁流の関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１１ａ，１１ｂ 放射導波管、２１ａ，２１ｂ 放射スロット、３１ａ，３１ｂ，ショート板（短絡面）、４１ａ，４１ｂ 給電導波管、５１ａ，５１ｂ 給電スロット、６１ａ，６１ｂ ショート板（短絡面）、７１ａ，７１ｂ，７２ａ容量性アイリス、８１ａ，８２ａ〜８１ｄ 誘導性アイリス、９１ａ，９１ｂ，９２ａ〜９２ｄ 誘導性ポスト。
Claims (8)
- 方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と平行にその管内波長の間隔で形成した複数の第１の放射スロットを有し、前記方形導波管の端部に位置する前記第１の放射スロットの中心から前記管軸方向に１／４管内波長離れた位置で短絡した第１の放射導波管と、
方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と直交してその管内波長の間隔で形成した複数の第２の放射スロットを有し、前記方形導波管の端部に位置する前記第２の放射スロットの中心から前記管軸方向に１／２管内波長離れた位置で短絡した第２の放射導波管とを備え、
前記第１及び前記第２の放射導波管を、前記第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が前記第１の放射スロットと直交し、前記スロットを形成した幅広面が同一平面となるように交互に配列するとともに、前記第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が前記第１の放射スロットの長手方向の中心を通るように配列したことを特徴とするスロットアレーアンテナ。 - 第１の放射導波管において第１の放射スロットが形成された幅広面の幅と、第２の放射導波管において第２の放射スロットが形成された幅広面の幅とが互いに異なることを特徴とする請求項１記載のスロットアレーアンテナ。
- 第１及び第２の放射導波管に誘電体を装荷したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスロットアレーアンテナ。
- 第１及び第２の放射導波管に装荷された各誘電体は、その比誘電率が互いに異なることを特徴とする請求項３記載のスロットアレーアンテナ。
- 第１の放射導波管において第１の放射スロットが形成された幅広面の幅を自由空間波長の１／２未満とすると共に、互いに隣接する前記第１及び第２の放射導波管の間隔を前記自由空間波長未満としたことを特徴とする請求項３又は請求項４記載のスロットアレーアンテナ。
- 第１の放射導波管内又は第２の放射導波管内に、第１の放射スロット又は第２の放射スロットにおける共振周波数を調整する共振周波数調整部材を装荷したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスロットアレーアンテナ。
- 方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と平行にその管内波長の間隔で形成した複数の第１の放射スロットを有し、前記方形導波管の端部に位置する前記第１の放射スロットの中心から前記管軸方向に１／４管内波長離れた位置で短絡した第１の放射導波管と、方形導波管の幅広面に当該導波管の管軸と直交してその管内波長の間隔で形成した複数の第２の放射スロットを有し、前記方形導波管の端部に位置する前記第２の放射スロットの中心から前記管軸方向に１／２管内波長離れた位置で短絡した第２の放射導波管とを備え、前記第１及び前記第２の放射導波管を、前記第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が前記第１の放射スロットと直交し、前記スロットを形成した幅広面が同一平面となるように交互に配列するとともに、前記第２の放射スロットの長手方向に沿った延長線が前記第１の放射スロットの長手方向の中心を通るように配列したスロットアレーアンテナを、第１及び第２のスロットアレーアンテナとして備え、
前記第１及び前記第２のスロットアレーアンテナを、前記第１のスロットアレーアンテナを構成する前記第１の放射導波管の管軸と、前記第２のスロットアレーアンテナを構成する前記第２の放射導波管の管軸とが一致するように配列させたスロットアレーアンテナ装置。 - 第１及び第２のスロットアレーアンテナをそれぞれ複数備え、前記第１及び前記第２のスロットアレーアンテナを管軸方向に交互に配列させたことを特徴とする請求項７記載のスロットアレーアンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002126926A JP3923360B2 (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | スロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002126926A JP3923360B2 (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | スロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003318648A JP2003318648A (ja) | 2003-11-07 |
| JP3923360B2 true JP3923360B2 (ja) | 2007-05-30 |
Family
ID=29541197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002126926A Expired - Fee Related JP3923360B2 (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | スロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3923360B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105229858A (zh) * | 2014-04-23 | 2016-01-06 | 株式会社藤仓 | 波导型缝隙阵列天线以及缝隙阵列天线模块 |
| EP4084222A1 (en) * | 2021-04-30 | 2022-11-02 | Aptiv Technologies Limited | Dielectric loaded waveguide for low loss signal distributions and small form factor antennas |
| WO2022216437A3 (en) * | 2021-03-19 | 2023-02-09 | Veoneer Us, Inc. | Parallel plate slot array antenna with defined beam squint |
| US11757166B2 (en) | 2020-11-10 | 2023-09-12 | Aptiv Technologies Limited | Surface-mount waveguide for vertical transitions of a printed circuit board |
| US11962087B2 (en) | 2021-03-22 | 2024-04-16 | Aptiv Technologies AG | Radar antenna system comprising an air waveguide antenna having a single layer material with air channels therein which is interfaced with a circuit board |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4727568B2 (ja) * | 2006-12-28 | 2011-07-20 | 三菱電機株式会社 | 導波管アレーアンテナ |
| JP4772704B2 (ja) * | 2007-01-15 | 2011-09-14 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置 |
| US8599090B2 (en) | 2008-02-28 | 2013-12-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Waveguide slot array antenna apparatus |
| JP4858566B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2012-01-18 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置 |
| KR102009701B1 (ko) * | 2012-08-23 | 2019-08-12 | 엔티엔 가부시키가이샤 | 도파관 슬롯 안테나 및 이것을 구비하는 무선 장치 |
| JP6211254B2 (ja) * | 2012-08-23 | 2017-10-11 | Ntn株式会社 | 導波管スロットアレイアンテナ |
| JP6033349B2 (ja) * | 2015-02-27 | 2016-11-30 | 株式会社フジクラ | 導波路型スロットアレイアンテナ、及び、その製造方法 |
| JP6377000B2 (ja) * | 2015-03-25 | 2018-08-22 | パナソニック株式会社 | レーダ装置 |
| US10263465B2 (en) * | 2015-12-17 | 2019-04-16 | Witricity Corporation | Radiative wireless power transmission |
| US10224617B2 (en) * | 2016-07-26 | 2019-03-05 | Waymo Llc | Plated, injection molded, automotive radar waveguide antenna |
| EP3499642A4 (en) | 2016-08-10 | 2019-08-21 | Mitsubishi Electric Corporation | NETWORK ANTENNA DEVICE METHOD FOR MANUFACTURING NETWORK ANTENNA |
| CN109195299B (zh) * | 2018-10-31 | 2020-09-11 | 上海工程技术大学 | 一种圆柱表面波等离子体产生装置 |
| KR102224626B1 (ko) * | 2019-12-09 | 2021-03-05 | 경남대학교 산학협력단 | 도파관 슬롯 어레이 안테나 |
| CN112103643A (zh) * | 2020-08-30 | 2020-12-18 | 电子科技大学 | 一种基于模式复合单脊波导的双极化漏波天线 |
| WO2023113095A1 (ko) * | 2021-12-13 | 2023-06-22 | 한국과학기술원 | 슬롯 안테나 |
| CN116995439B (zh) * | 2023-09-28 | 2023-12-15 | 华诺星空技术股份有限公司 | 波导缝隙天线、相控阵天线及设计方法 |
-
2002
- 2002-04-26 JP JP2002126926A patent/JP3923360B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105229858A (zh) * | 2014-04-23 | 2016-01-06 | 株式会社藤仓 | 波导型缝隙阵列天线以及缝隙阵列天线模块 |
| US10020591B2 (en) | 2014-04-23 | 2018-07-10 | Fujikura Ltd. | Slotted waveguide array antenna and slotted array antenna module |
| US11757166B2 (en) | 2020-11-10 | 2023-09-12 | Aptiv Technologies Limited | Surface-mount waveguide for vertical transitions of a printed circuit board |
| WO2022216437A3 (en) * | 2021-03-19 | 2023-02-09 | Veoneer Us, Inc. | Parallel plate slot array antenna with defined beam squint |
| US11962087B2 (en) | 2021-03-22 | 2024-04-16 | Aptiv Technologies AG | Radar antenna system comprising an air waveguide antenna having a single layer material with air channels therein which is interfaced with a circuit board |
| EP4084222A1 (en) * | 2021-04-30 | 2022-11-02 | Aptiv Technologies Limited | Dielectric loaded waveguide for low loss signal distributions and small form factor antennas |
| US20220352638A1 (en) * | 2021-04-30 | 2022-11-03 | Aptiv Technologies Limited | Dielectric Loaded Waveguide for Low Loss Signal Distributions and Small Form Factor Antennas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003318648A (ja) | 2003-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3923360B2 (ja) | スロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置 | |
| US4839663A (en) | Dual polarized slot-dipole radiating element | |
| KR101092846B1 (ko) | 직렬 슬롯 배열 안테나 | |
| US4371877A (en) | Thin-structure aerial | |
| KR101378477B1 (ko) | 기판 집적형 도파관 안테나 | |
| US11276940B2 (en) | Waveguide slot array antenna | |
| US10530060B2 (en) | Single-layered end-fire circularly polarized substrate integrated waveguide horn antenna | |
| EP2337153B1 (en) | Slot array antenna and radar apparatus | |
| WO2020029060A1 (zh) | 一种天线 | |
| US12003027B2 (en) | Magneto-electric dipole antenna | |
| KR102641158B1 (ko) | 이중대역 이중편파 안테나 복사소자 | |
| KR102026179B1 (ko) | 소형 광대역 siw mimo 안테나 | |
| CN113794045B (zh) | 一种加载引向器的Vivaldi天线 | |
| Acharjee et al. | Defected ground structure toward cross polarization reduction of microstrip patch antenna with improved impedance matching | |
| Aboserwal et al. | An ultra-compact X-band dual-polarized slotted waveguide array unit cell for large E-scanning radar systems | |
| US11955733B2 (en) | Millimeter-wave end-fire magneto-electric dipole antenna | |
| Chen et al. | A cross-polarization suppressed probe-fed patch antenna and its applications to wide-angle beam-scanning arrays | |
| WO2018180877A1 (ja) | 両偏波送受用アンテナ | |
| WO1999056346A1 (fr) | Antenne a fentes | |
| US11303034B2 (en) | Parallel-plate antenna | |
| Chou et al. | Multibeam microstrip patch antennas excited by parallel-plate beam-forming network with shaped reflecting boundary and optimized slot feeding transition structures | |
| JP4108246B2 (ja) | ループアンテナ | |
| Aourik et al. | Millimeter Wave Microstrip Antennas for Radar Applications in the Ka-Band | |
| JP2001196850A (ja) | 導波管スロットアンテナ | |
| JP3263970B2 (ja) | 平面アンテナ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050407 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060831 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060905 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061101 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070123 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070221 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3923360 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100302 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110302 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110302 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120302 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130302 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130302 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140302 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |