JP4772715B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

この発明は、レーダなどの用途に供されるアンテナ装置に関し、特に、アレーアンテナ用の素子アンテナに適用され得るアンテナ装置に関するものである。

従来から、超広帯域アンテナの一種として、テーパスロットアンテナ（Ｔａｐｅｒｅｄ Ｓｌｏｔ Ａｎｔｅｎｎａ）（以下、「ＴＳＡ」と略記する）は良く知られている。
また、ＴＳＡのアンテナ開口を、送受信に使用される周波数帯域の上限周波数の半波長以下まで小型化しても、容易に給電系との整合をとることのできるアンテナ装置（以下、「平行平板装荷ＴＳＡ」と略記する）が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

しかしながら、この種の平行平板装荷ＴＳＡに関しても、使用周波数帯域の拡大、またはアンテナの小型化を図ることを考えた場合、平行平板装荷ＴＳＡのアンテナ開口部分からの反射が増大し、その結果、給電系との整合が悪化することが知られている。

そこで、広帯域にわたって良好な反射特性を得るために、平行平板装荷ＴＳＡと給電系との間にインピーダンス整合回路を構成したアンテナ装置も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
この場合、平行平板装荷ＴＳＡと給電系との間にマイクロストリップ線路を配置し、マイクロストリップ線路の幅および長さを調整することにより、アンテナの反射特性を改善することができる。

しかしながら、平行平板装荷ＴＳＡをさらに小型化した場合には、アンテナ開口部分からの反射がさらに増大するので、インピーダンス整合回路の効果に限界が生じて、反射特性を改善することができなくなる。

特許第３８１３４９５号公報 特開２００５−３３３５７１号公報

従来のアンテナ装置では、特許文献１の平行平板装荷ＴＳＡの場合には、使用周波数帯域の拡大やアンテナの小型化を実現しようとすると、平行平板装荷ＴＳＡのアンテナ開口部分からの反射が増大して、給電系との整合が悪化するという課題があった。
また、特許文献２のようにインピーダンス整合回路を設けた場合も、平行平板装荷ＴＳＡをさらに小型化した場合には、アンテナ開口部分からの反射が増大して、インピーダンス整合回路の効果に限界が生じるという課題があった。

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、特別な整合回路を不要として、小型で広帯域性能を有するアンテナ装置を得ることを目的とする。

この発明によるアンテナ装置は、第１および第２の導体平板からなる平行平板と、平行平板の間であって且つ平行平板に直交する平面上にテーパスロット線路を形成する片側形状のテーパ状導体板とを備え、テーパ状導体板は、平行平板に対してほぼ平行方向に伸張した半テーパスロット線路を形成し、テーパ状導体板の伸張方向端部でテーパ状に変化していない側の１辺は、第１の導体平板と短絡され、テーパ状導体板の伸張方向端部でテーパ状に変化する側の１辺は、第２の導体平板と短絡されず、テーパ状導体板の幅の広い側において、第２の導体平板とテーパ状導体板とが互いに逆相で給電されるように構成されたものである。

この発明によれば、特別な整合回路を不要として、小型で広帯域性能を実現することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るアンテナ装置を模式的に示す斜視図である。
図１において、アンテナ装置は、第１および第２の導体平板１ａ、１ｂにより構成される平行平板１と、１対の導体平板１ａ、１ｂの間でテーパスロット線路を形成するテーパ状導体板２とを備えている。

テーパ状導体板２は、平行平板１の間に挿入された誘電体基板３の一方の面に形成されており、第１の導体平板１ａに電気的に接続されるとともに、同軸ケーブルの同軸ケーブル外導体４を介して給電される。一方、第２の導体平板１ｂは、同軸ケーブルの同軸ケーブル芯線５を介して給電される。

なお、ここでは、３軸（ｘｙｚ）座標において、平行平板１の各導体平板１ａ、１ｂが存在する面を「ｙ−ｚ面」とし、テーパ状導体板２が存在する面を「ｘ−ｚ面」とし、アンテナ装置における主放射方向を「＋ｚ方向」とする。

テーパ状導体板２は、平行平板１の間であって且つ平行平板１に直交する平面上に、片側形状で形成されている。すなわち、図２（後述する）に示すように、従来装置（前述の特許文献１）のテーパスロット線路における１対（対称形状）のテーパ状導体板のうち、片側形状のみを残した構成と見なすことができる。

テーパ状導体板２は、テーパ状に変化する１辺が、平行平板１に対してほぼ平行方向に伸張するように配置されている。また、テーパ状導体板２の伸張方向端部でテーパ状に変化していない側の１辺は、図１に示すように第１の導体平板１ａに接触しており、第１の導体平板１ａと短絡されている。

一方、テーパ状導体板２の伸張方向端部でテーパ状に変化する側の１辺は、図１に示すように第２の導体平板１ｂに接触しておらず、第２の導体平板１ｂと短絡されていない。
この構造により、テーパ状導体板２を構成する平面内において、テーパ状導体板２と第２の導体平板１ｂとの間の非導体部分は、従来のテーパスロット線路の半分の部分（片側形状）のみを構成する。以下、この部分の構造を、「半テーパスロット線路」という。

半テーパスロット線路において、幅の狭い側（同軸ケーブル外導体４の配設側）は、給電側であり、幅の広い側（＋ｚ方向側）は、アンテナ開口部となる。
さらに、テーパ状導体板２（半テーパスロット線路）の幅の広い側においては、第２の導体平板１ｂとテーパ状導体板２とが互いに逆相で給電されるように構成されている。

同軸ケーブル外導体４は、図１に示すように、途中で約９０度折り曲げた構造を有し、第１の導体平板１ａおよびテーパ状導体板２の導体幅の広い側に短絡され、同軸ケーブル芯線５は、第２の導体平板１ｂに短絡される。これにより、テーパ状導体板２と第２の導体平板１ｂとの間に形成された幅の狭いギャップの両端は、同軸ケーブルからの給電によって、互いに逆相で励振されるように構成されている。

なお、図１においては、テーパ状導体板２として、誘電体３の上に形成されたものを示しているが、誘電体３は必ずしも必要ではなく、金属板を加工して製造したものを用いてもよい。この場合、第１および第２の導体平板１ａ、１ｂを支持するためには、両者の間に所要のスペーサを設ければよい。

次に、図２を参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１による作用発明について説明する。図２はこの発明の実施の形態１における動作原理を示す説明図であり、図１のアンテナ装置を側面から見た状態を示している。

なお、図２においては、簡略化のため、図１内の同軸ケーブル外導体４および同軸ケーブル芯線５を省略し、平行平板１およびテーパ状導体板２と、鏡像理論により形成される第１の導体平板１ａおよびテーパ状導体板２の各イメージ１ａ’、２’（破線参照）との関係を示している。

図２において、同軸ケーブルによって給電された電流成分は、テーパ状導体板２のテーパ部分に集中し、テーパ状導体板２内の実線矢印のように流れる。
また、鏡像理論によれば、同軸ケーブル芯線５に接続された第２の導体平板１ｂが接地導体として動作することにより、第１の導体平板１ａおよびテーパ状導体板２（実線参照）の各イメージ１ａ’、２’（破線参照）が、第２の導体平板１ｂを中心とする線対称位置に形成される。

このとき、テーパ状導体板２のイメージ２’上においては、電流のイメージ電流成分（破線矢印）が流れることになるので、半テーパスロット線路上には、図２内の一点鎖線矢印で示すような電界が生じる。この電界は、半テーパスロット線路上を、アンテナ開口部に向かって伝搬し、アンテナ開口部から空間に向かって放射される。

図２に示した上記イメージ電流成分の電界作用により、図１のアンテナ装置によれば、仮想的に、第１の導体平板１ａおよびそのイメージ１ａ’が新たに平行平板を形成し、且つ、テーパ状導体板２およびそのイメージ２’が新たにテーパスロット線路を形成したものと見なすことができる。したがって、実質的に、イメージ１ａ’、２’を含む平行平板装荷ＴＳＡを実現することができる。

この結果、従来の平行平板装荷ＴＳＡと物理的に同一のアンテナの開口径であっても、その電気的な開口径が約２倍になるため、アンテナ開口部における反射を従来よりも軽減させることができる。

また、従来（前述の特許文献１）の平行平板装荷ＴＳＡ（イメージ２’に相当する導体板を有する）においては、テーパスロットを形成する２つのテーパ状導体板をそれぞれ隣接する導体平板と短絡させる必要があり、短絡手段としては、半田付けや導電性接着剤の使用などが挙げられる。このとき、平行平板の間隔が狭い場合、またはテーパスロット線路長が長い場合には、半田ごてなどの器具が平行平板内部箇所まで届きにくいなどの理由から、テーパ状導体板と導体平板とを十分に短絡させることが困難になる可能性がある。

一方、この発明の実施の形態１によれば、片側形状のテーパ状導体板２のみを設ければよいことから、短絡が必要な箇所は、第１の導体平板１ａとテーパ状導体板２（伸張方向端部でテーパ状に変化していない側の１辺）との間のみなので、第１の導体平板１ａとテーパ状導体板２とを十分に短絡させることができる。

具体的には、アンテナの製造手順として、第１の導体平板１ａとテーパ状導体板２の伸張方向端部でテーパ状に変化していない側の１辺とをまず短絡し、その後、非導電性の接着剤をアンテナ開口部近辺に塗布するなどにより、第２の導体平板１ｂと誘電体３（テーパ状導体板２を有する）とを機械的に安定させるのみでよいので、アンテナの製造性が向上する。

次に、図３〜図５を参照しながら、この発明の実施の形態１によるアンテナの給電構造について詳細に説明する。
図３〜図５はアンテナの給電構造を説明するための側面図であり、それぞれ異なる例を示している。

図３は同軸ケーブル（図１参照）を用いた給電構造の一例を示している。図３においては、第２の導体平板１ｂにスルーホールを設け、このスルーホール中に同軸ケーブル芯線５を通して導電性接着材料６（半田や導電性接着剤など）を充填することにより、第２の導体平板１ｂと同軸ケーブル芯線５とを短絡している。これにより、前述のアンテナ装置を実現することができる。

同様に、図４も同軸ケーブルを用いた給電構造の例を示しているが、図４の場合には、同軸ケーブル芯線５の先端を折り曲げて第２の導体平板１ｂ上に配置し、導電性接着材料６を用いることにより、第２の導体平板１ｂと同軸ケーブル芯線５とを短絡している。これにより、前述のアンテナ装置を実現することができる。

一方、図５はコネクタ７を用いた給電構造の例を示している。図５においては、第２の導体平板１ｂに図３と同様のスルーホールを設け、このスルーホール部でコネクタ７を第２の導体平板１ｂに接続するとともに、コネクタ芯線８をスルーホール内に通してテーパ状導体板２に接続することにより、第２の導体平板１ｂと同軸ケーブル芯線５とを短絡している。これにより、前述のアンテナ装置を実現することができる。

以上のように、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置は、第１および第２の導体平板１ａ、１ｂからなる平行平板１と、平行平板１の間であって且つ平行平板１に直交する平面上にテーパスロット線路を形成する片側形状のテーパ状導体板２とを備えており、テーパ状導体板２は、平行平板１に対してほぼ平行方向に伸張した半テーパスロット線路を形成し、テーパ状導体板２の伸張方向端部でテーパ状に変化していない側の１辺は、第１の導体平板１ａと短絡されている。

一方、テーパ状導体板２の伸張方向端部でテーパ状に変化する側の１辺は、第２の導体平板１ｂと短絡されず、テーパ状導体板２の幅の広い側において、第２の導体平板１ｂとテーパ状導体板２とが互いに逆相で給電されるように構成されている。
これにより、特別な整合回路を不要として、小型で広帯域性能を有するアンテナ装置を実現することができる。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、一部電波のアンテナ後方側（−ｚ方向側）への放射について考慮しなかったが、アンテナ後方側への電波放射を回避するために、図６に示すように、アンテナ後方側に電波吸収体９を充填してもよい。

図６はこの発明の実施の形態２に係るアンテナ装置を模式的に示す斜視図であり、前述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
図６において、電波吸収体９は、テーパ状導体板２に接触しない部分のアンテナ後方側（−ｚ方向側）に位置するように、平行平板１の各導体平板１ａ、１ｂの間に充填されている。

また、図６に示すように、電波吸収体９の一部をくりぬくことにより、同軸ケーブルを引き廻して、同軸ケーブルを用いて給電を行うことができる。

前述の実施の形態１（図１参照）において、アンテナに給電された電波は、主にアンテナ開口側（＋ｚ方向側）に放射されるが、その一部はアンテナ後方側にも放射される。したがって、アンテナの後方に位置する給電装置に影響を及ぼす可能性があり、給電装置の耐干渉性を高めるための新たな対策を講じる必要が生じることになる。

これに対し、この発明の実施の形態２（図６参照）によれば、アンテナ後方側に電波吸収体９を充填し、テーパ状導体板２の給電側方向の位置で、且つテーパ状導体板２に接触しない部分で、平行平板１の間に挿入された電波吸収体９を設けることにより、アンテナ後方側において電波が吸収されて放射されることがないように構成したので、給電装置の耐干渉性を高めるための対策を不要とすることができる。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態２（図６参照）では、アンテナ後方側への電波放射を回避するために、アンテナ後方側に電波吸収体９を充填したが、図７に示すように、アンテナ後方側に導体短絡板１０を配設してもよい。

図７はこの発明の実施の形態３に係るアンテナ装置を模式的に示す斜視図であり、前述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
図７において、導体短絡板１０は、テーパ状導体板２に接触しない部分のアンテナ後方側（−ｚ方向側）において、テーパ状導体板２の伸張方向を法線方向とするように配置されており、平行平板１の各導体平板１ａ、１ｂを短絡している。

なお、アンテナ後方側において各導体平板１ａ、１ｂを短絡しても、交流回路からなるアンテナ装置としての機能が損なわれることはない。
導体短絡板１０の固定構造としては、前述の半田付けや導電性接着剤の使用などが適用され得る。また、図７に示すように、導体短絡板１０の一部をくりぬくことにより、同軸ケーブルを引き廻して、同軸ケーブルを用いて給電を行うことができる。

図７のように、アンテナの後方側に導体短絡板１０を配置することにより、アンテナ後方側への不要放射を完全に回避することができる。
また、アンテナ後方側へ放射された電波は、導体短絡板１０で反射されてアンテナ正面方向に再放射されるので、アンテナの利得が向上するという効果も奏する。

なお、このとき、導体短絡板１０の設置位置やアンテナ装置の使用周波数によっては、導体短絡板１０からの反射波と、アンテナの直接波とが逆相で重なり合うことによって、主ビームにヌル（零放射）を生じてしまう可能性があるが、導体短絡板１０の設置位置を適切に可変設定して、主ビームにヌルを発生させる周波数を使用周波数帯域外にシフトさせることにより、主ビームへのヌル発生を回避することができる。

また、図８に示すように、導体短絡板１０（図７参照）の代わりに、導体短絡ブロック１１を用いても同様の効果が得られる。
この場合、厚みのある導体短絡ブロック１１を使用することにより、導体短絡ブロック１１と平行平板１の各導体平板１ａ、１ｂとの固定構造を、ネジ止めで実現することができ、さらに簡易にアンテナ装置を製造することができる。

以上のように、この発明の実施の形態３によれば、テーパ状導体板２の給電側方向の位置で、且つテーパ状導体板２に接触しない部分で、平行平板１を短絡するための導体短絡板１０（または、導体短絡ブロック１１）を挿入し、テーパ状導体板２の伸張方向を法線方向とするように導体短絡板１０（または、導体短絡ブロック１１）を配置したので、給電装置の耐干渉性を高めるための対策を不要にするとともに、アンテナの利得を向上させることができる。

実施の形態４．
なお、上記実施の形態２、３（図６〜図８参照）では、一体構造の電波吸収体９、導体短絡板１０または導体短絡ブロック１１を使用したが、図９に示すように、所定間隔で平行に配設された複数の導体短絡板１２を用いてもよい。

図９はこの発明の実施の形態４に係るアンテナ装置を模式的に示す斜視図であり、前述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
図９において、複数の導体短絡板１２は、テーパ状導体板２を形成する面に対して平行に設置されるとともに、それぞれ、平行平板１の各導体平板１ａ、１ｂを短絡するように配置されている。また、各導体短絡板１２は、テーパ状導体板２の後方側（−ｚ方向側）に平行に並べられており、各々の配列間隔は、アンテナ装置の使用周波数の半波長以下になるように配置されている。

図９に示すように、アンテナの後方側においては、平行平板１の各導体平板１ａ、１ｂと複数の導体短絡板１２とによって、複数の矩形導波管が形成される。
ここで、上記のように、導体短絡板１２の配列間隔が使用周波数の半波長以下になるように配置すると、アンテナの主偏波（図２内の一点鎖線矢印で示す電界）に対してカットオフとなる。したがって、アンテナ後方に位置する給電装置側に電波が到達することはなく、アンテナ後方側への不要放射波が給電装置に影響を及ぼすこともない。

また、前述の実施の形態３の場合と同様に、上記矩形導波管開口部において電波が反射されてアンテナ正面方向に再放射されるので、アンテナの利得が向上するという効果も奏する。ただし、前述の実施の形態３では、ショート面における反射であったのに対し、この発明の実施の形態４では、オープン面における反射となる。

前述の実施の形態３のようにショート面で電波が反射される場合には、ショート面上にて反射波の位相が１８０度反転するので、前述のヌル発生を回避するために、位相反転の分も考慮してショート面をアンテナ給電点側へ近づける必要がある。しかし、ショート面がアンテナ給電点近傍に存在すると、給電点がショート面の影響を受けることにより、整合が悪化するなどの問題が生じる可能性がある。

これに対し、この発明の実施の形態４のようにオープン面であれば、上記位相反転は生じないので、前述の実施の形態３と比べて、アンテナ給電点から距離を離した位置に各導体短絡板１２を設置することができる。したがって、この発明の実施の形態４によれば、前述の実施の形態３よりもアンテナ給電点への影響が少ないアンテナ装置が得られるという効果を奏する。

以上のように、この発明の実施の形態４によれば、テーパ状導体板２を形成する平面に対して平行に、且つテーパ状導体板２の給電側後方の位置で、平行平板１を短絡するための複数の導体短絡板１２を設け、送受信に使用される周波数の半波長以下の間隔で、各導体短絡板１２を平行平板１の間に挿入したので、給電装置の耐干渉性を高めるための対策を不要にするとともに、アンテナの利得を向上させ、且つアンテナ給電点への影響をさらに抑制することができる。

実施の形態５．
なお、上記実施の形態２〜４では、アンテナ後方側への放射を抑圧しているものの、アンテナ横方向側への放射を抑圧することを考慮していなかったが、アンテナ横方向側への電波放射を回避するために、図１０および図１１に示すように、アンテナ横方向側（両側またはいずれか一方）に導体遮蔽板１３を配設してもよい。

図１０はこの発明の実施の形態５に係るアンテナ装置を模式的に示す斜視図であり、前述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。また、図１１は図１０のアンテナ装置の側断面図であり、アンテナ正面方向から見た状態を示している。

図１０および図１１において、導体遮蔽板１３は、テーパ状導体板２に対して±ｙ方向側において、テーパ状導体板２に接触しない部分に並行して配設されており、平行平板１の各導体平板１ａ、１ｂを短絡するように配置されている。なお、ここでは、テーパ状導体板２の両側に導体遮蔽板１３を配設しているが、いずれか一方のみに導体遮蔽板１３を配置してもよい。

なお、各導体平板１ａ、１ｂに対する導体遮蔽板１３の短絡構造としては、前述と同様に、半田付けや導電性接着剤の使用などが挙げられる。また、導体遮蔽板１３の厚さを大きく設定すれば、ネジ止めによる固定も可能になる。

また、図１０、図１１に示すように、テーパ状導体板２の両側に導体遮蔽板１３を配置する場合、２枚の導体遮蔽版１３の距離を使用周波数の半波長以下に設定すれば、半テーパスロット線路に沿って伝搬するアンテナの主偏波に対してカットオフになる。したがって、２枚の導体遮蔽版１３の距離を、使用周波数の半波長以上にして配置する必要がある。

以上のように、この発明の実施の形態５によれば、テーパ状導体板２に並行して、且つテーパ状導体板２に接触しない部分に、平行平板１を短絡するための導体遮蔽板１３を挿入したので、アンテナ横方向側への放射を回避することができる。

実施の形態６．
なお、上記実施の形態５では、アンテナ横方向側への電波放射を回避するために、アンテナ横方向側（両側またはいずれか一方）に、テーパ状導体板２と平行に導体遮蔽板１３を配設したが、平行平板１および導体遮蔽板１３（図１０、図１１参照）を、図１２に示すように、金属筒（矩形金属筒１４）として一体的に構成し、矩形金属筒１４の中にテーパ状導体板２および誘電体３を挿入してもよい。

図１２はこの発明の実施の形態６に係るテーパ状導体板２の周辺構造を模式的に示す側断面図であり、前述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。
図１２はアンテナ正面方向から見た状態を示しており、矩形金属筒１４の中にテーパ状導体板２および誘電体３を挿入した場合を示している。
図１２のように、矩形金属筒１４の中にテーパ状導体板２を挿入しても、前述の実施の形態５と同様の性能を有するアンテナ装置を得ることができる。

前述の実施の形態５（図１０、図１１参照）においては、導体遮蔽版１３と平行平板１の各導体平板１ａ、１ｂとを別々に製造して用意したものを、半田付けや導電性接着剤の使用またはネジ止めにより、一体的に接続する必要があった。このとき、導体遮蔽版１３と各導体平板１ａ、１ｂとの位置合わせを正確に行う必要があるうえ、製造工程が増えるといった問題がある。また、導体遮蔽板１３と各導体平板１ａ、１ｂとを半田付けなどにより短絡させる場合は、前述した通り半田ごての操作性の悪さなどによって両者の短絡が不十分になる可能性がある。

これに対し、この発明の実施の形態６によれば、あらかじめ切削加工などにより製造された矩形金属筒１４の中にテーパ状導体板２を挿入し、半田付けや導電性接着剤を使用して固定すればよいので、加工精度の高いアンテナ装置を得ることができる。
また、矩形金属筒１４およびテーパ状導体板２を切削加工などにより一体で製造してもよく、これにより、少ない製造工程で、矩形金属筒１４とテーパ状導体板２とが完全に導通したアンテナ装置を得ることができる。

また、図１２では矩形金属筒１４を用いたが、たとえば図１３に示すように、円形金属筒１５の中にテーパ状導体板２および誘電体３を挿入してもよく、図１４に示すように、ひし形金属筒１６の中にテーパ状導体板２および誘電体３を挿入してもよい。さらに、金属筒の断面構造は、台形構造などの任意の形状を適宜選択することができる。

以上のように、この発明の実施の形態６によれば、図１０および図１１内の平行平板１および導体遮蔽板１３を金属筒（矩形金属筒１４、円形金属筒１５、ひし形金属筒１６）で一体的に構成したので、アンテナ横方向側への放射を回避するとともに、少ない製造工程で矩形金属筒１４とテーパ状導体板２とを完全に導通させることができる。

実施の形態７．
なお、上記実施の形態１〜６では、単一のアンテナ装置（素子アンテナ）について説明したが、図１５および図１６に示すように、複数の素子アンテナを平行に並べて、アレーアンテナを構成してもよい。

この場合、複数の素子アンテナを同相で励振させることにより、高利得なアレーアンテナ装置を実現することができる。
また、アレー化した各々の素子アンテナに位相差をつけて励振すれば、任意方向にビームを走査することのできるフェーズドアレーアンテナ装置を得ることができる。

図１５はこの発明の実施の形態７に係るアンテナ装置（アレーアンテナ）を模式的に示す斜視図であり、前述と同様のものについては、同一符号を付して記述を省略する。また、図１６は図１５のアレーアンテナをアンテナ正面方向から見た状態を示す側断面図である。

図１５、図１６においては、平行平板１内に複数の素子アンテナを配列した構成を示している。なお、各素子アンテナの素子間隔は、等間隔であってもよく、または不等間隔であってもよい。また、前述の通り、各素子アンテナに位相差をつけて励振すれば、図中のｘ−ｚ面内でビームを走査することのできるフェーズドアレーアンテナ装置を実現することができる。

さらに、図１７の側断面図に示すように、平行平板１が積み重なる方向（ｘ方向）にもアレー化してもよい。
図１７のように、２次元アレーを構築することにより、ｘ方向側にもビーム走査を行うことができるので、２次元の範囲にビームを走査することのできるフェーズドアレーアンテナ装置を実現することができる。

なお、アレーアンテナ装置においては、高域周波数帯（使用周波数の波長に対して素子間隔が大きくなる）の場合、または広角ビーム走査時に特に問題となるグレーティングローブの発生を回避する必要があり、この対策として、素子間隔をできるだけ狭くすることが要求される。

この発明によれば、前述の実施の形態１で述べた通り、ｘ方向側に関して素子アンテナを小型化することができるので、従来装置よりも素子間隔を狭くして素子アンテナを配列することができる。
したがって、この発明の実施の形態７のように、前述の実施の形態１〜６のアンテナ装置をアレー化して構成した場合に、グレーティングローブが生じる周波数を高域側へずらすことができ、アンテナの使用帯域を拡大することができる。また、同一周波数で考慮した場合、従来装置に比べて、ビーム走査角度範囲を広げることができる。

この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置を模式的に示す斜視図である。 この発明の実施の形態１における動作原理を示す説明図である。 この発明の実施の形態１におけるアンテナの給電構造を説明するための側面図である。 この発明の実施の形態１におけるアンテナの給電構造の第２の例を説明するための側面図である。 この発明の実施の形態１におけるアンテナの給電構造の第３の例を説明するための側面図である。 この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置を模式的に示す斜視図である。 この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置を模式的に示す斜視図である。 この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の他の構成例を模式的に示す斜視図である。 この発明の実施の形態４に係るアンテナ装置を模式的に示す斜視図である。 この発明の実施の形態５に係るアンテナ装置を模式的に示す斜視図である。 この発明の実施の形態５に係るアンテナ装置を正面方向から見た状態を示す側断面図である。 この発明の実施の形態６に係るアンテナ装置を正面方向から見た状態を示す側断面図である。 この発明の実施の形態６に係るアンテナ装置の第２の構成例を正面方向から見た状態を示す側断面図である。 この発明の実施の形態６に係るアンテナ装置の第３の構成例を正面方向から見た状態を示す側断面図である。 この発明の実施の形態７に係るアンテナ装置を模式的に示す斜視図である。 この発明の実施の形態７に係るアンテナ装置を正面方向から見た状態を示す側断面図である。 この発明の実施の形態７に係るアンテナ装置の他の構成例を正面方向から見た状態を示す側断面図である。

符号の説明

１ 平行平板、１ａ 第１の導体平板、１ｂ 第２の導体平板、２ テーパ状導体板、９ 電波吸収体、１０、１２ 導体短絡板、１１ 導体短絡ブロック、１３ 導体遮蔽板、１４ 矩形金属筒、１５ 円形金属筒、１６ ひし形金属筒。

Claims (7)

1. 第１および第２の導体平板からなる平行平板と、
   前記平行平板の間であって且つ前記平行平板に直交する平面上にテーパスロット線路を形成する片側形状のテーパ状導体板とを備え、
   前記テーパ状導体板は、前記平行平板に対してほぼ平行方向に伸張した半テーパスロット線路を形成し、
   前記テーパ状導体板の伸張方向端部でテーパ状に変化していない側の１辺は、前記第１の導体平板と短絡され、
   前記テーパ状導体板の伸張方向端部でテーパ状に変化する側の１辺は、前記第２の導体平板と短絡されず、
   前記テーパ状導体板の幅の広い側において、前記第２の導体平板と前記テーパ状導体板とが互いに逆相で給電されるように構成されたことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記平行平板の間に挿入された電波吸収体を備え、
   前記電波吸収体は、前記テーパ状導体板の給電側方向の位置で、且つ前記テーパ状導体板に接触しない前記平行平板の部分に挿入されたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記平行平板を短絡するための導体短絡板を備え、
   前記導体短絡板は、前記テーパ状導体板の給電側方向の位置で、且つ前記テーパ状導体板に接触しない前記平行平板の部分に挿入されるとともに、前記テーパ状導体板の伸張方向を法線方向とするように挿入されたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記平行平板を短絡するための複数の導体短絡板を備え、
   前記複数の導体短絡板は、前記テーパ状導体板を形成する平面に対して平行に、且つ前記テーパ状導体板の給電側後方の位置の前記平行平板の間に、送受信に使用される周波数の半波長以下の間隔で挿入されたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
5. 前記平行平板を短絡するための導体遮蔽板を備え、
   前記導体遮蔽板は、前記テーパ状導体板に並行して、且つ前記テーパ状導体板に接触しない前記平行平板の部分に挿入されたことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のアンテナ装置。
6. 前記平行平板および前記導体遮蔽板は、金属筒で構成されたことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のアンテナ装置をアレー化して構成されたことを特徴とするアンテナ装置。

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