JP5300583B2

JP5300583B2 - アンテナ装置

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Publication number: JP5300583B2
Application number: JP2009116955A
Authority: JP
Inventors: 徹高橋; 山口　　聡; 昌孝大塚
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2029-05-13
Also published as: JP2010154495A

Description

この発明は、導波管の管壁にスロットが設けられたアンテナ装置に関するものである。

従来のアンテナ装置として、導波管と、導波管の管壁上に設けられた複数個のスロットと、を備えた導波管スロットアレーアンテナ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
この種の導波管スロットアレーアンテナ装置の導波管に電波を給電すると、導波管内部の管壁を流れる電流がスロットにより分断されるので、スロットから電波が放射される。

また、スロットが導波管の管軸方向に対して平行に設けられている場合には、各スロットは、ほぼ１／２導波管の管内波長間隔で、かつ導波管の管軸中心に対して、互い違いに順次配置されるので、各スロットから放射される電波は同相となり、アレーアンテナとして動作する。

一方、スロットが導波管の管軸方向に対して垂直に設けられている場合には、各スロットは、導波管のほぼ管内波長間隔で順次配置されるので、各スロットから放射される電波は同相となり、この場合もアレーアンテナとして動作する。

上記特許文献１に記載の導波管スロットアレーアンテナ装置において、給電導波管と導波管スロットアレーアンテナ装置とのインピーダンス整合を行うためには、全てのスロットの放射抵抗の総和が、導波管のインピーダンスと等しくなる必要がある。
したがって、各スロットの放射抵抗を、導波管のインピーダンスよりも小さく設定する必要がある。特に、アンテナ装置が多数のスロットから構成される場合には、各スロットの放射抵抗を非常に小さい値に設定する必要がある。

たとえば、スロットが導波管の管軸方向に対して平行に設けられている場合には、スロットを導波管の管軸中心に近づけることにより、スロットの放射抵抗値を小さくすることができるので、結果として、給電導波管と導波管スロットアレーアンテナ装置とのインピーダンス整合が可能である。

しかしながら、スロットが導波管の管軸方向に対して垂直に設けられている場合には、スロットを設ける位置によって放射抵抗を変化させることが困難なので、スロットの放射抵抗値を小さくすることができない。

特許第３９２３３６０号公報、図１

従来のアンテナ装置は、たとえば特許文献１に記載の技術では、スロットが導波管の管軸方向に対して垂直に設けられている場合に、スロットの放射抵抗値を小さくすることができないので、導波管スロットアレーアンテナと給電導波管とのインピーダンス整合が非常に困難であり、高効率特性を得ることが困難になるという課題があった。
一方、給電導波管の根元にインピーダンス変成器などを設けてインピーダンス整合を図る方法も考えられるが、インピーダンス変成器を設けたことによって、導波管スロットアレーアンテナ装置が動作し得る周波数帯域が狭くな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、放射抵抗の小さいスロットを実現することにより、導波管スロットアレーアンテナと給電導波管とのインピーダンス整合を容易にし、スロットが導波管の管軸方向に対して垂直に設けられている場合でも、スロット放射抵抗の調整を可能にした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、導波管と、導波管の管壁に設けられたスロットと、厚さが１／４管内波長の誘電体基板と、を備え、誘電体基板は、スロットの放射領域において、スロットに対して空隙間隔を介して設置されたものである。

この発明によれば、放射抵抗の小さいスロットを実現することにより、導波管スロットアレーアンテナと給電導波管とのインピーダンス整合を容易にして、スロットが導波管の管軸方向に対して垂直に設けられている場合でも、スロット放射抵抗を調整することができる。

この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置を示す斜視図である。図１に示したアンテナ装置の側断面図である。この発明の実施の形態１による放射抵抗抑制効果を示す説明図である。この発明の実施の形態１による放射抵抗調整効果を示す説明図である。この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置を示す斜視図である。図５に示したアンテナ装置の側断面図である。この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置を示す斜視図である。図７に示したアンテナ装置の側断面図である。この発明の実施の形態４に係るアンテナ装置を示す斜視図である。図９に示したアンテナ装置の側断面図である。この発明の実施の形態５に係るアンテナ装置の側断面図である。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正面図である。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正面図である。この発明の実施の形態８に係るアンテナ装置を示す斜視図である。図１６に示したアンテナ装置の側断面図である。この発明の実施の形態８による複数のスロットの等化回路図である。

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示す斜視図であり、図２は図１に示したアンテナ装置の側断面図である。
図１および図２において、アンテナ装置を構成する給電導波管（以下、単に「導波管」という）１は、金属からなり、導波管１の管軸に対して垂直方向の断面形状は、たとえば図示したように矩形を有する。なお、スロット２の長手方向は、導波管１の管軸方向に対して平行または斜めに設定されていてもよい。

導波管１の管壁１ａには、スロット２が設けられており、スロット２の断面形状は、たとえば図示したように矩形を有する。また、スロット２の長手方向は、導波管１の管軸方向に対して、たとえば図示したように垂直に設定されている。
スロット２が設けられる管壁１ａは、たとえば図示したように導波管１の幅広面の上方に位置している。

スロット２の放射領域上には、空隙間隔Ｇを介して誘電体基板３が設置されている。
誘電体基板３とスロット２との間の空隙間隔Ｇは、たとえば、０．１波長程度に設定されている。
また、誘電体基板の厚さｔは、誘電体基板３の内部の管内波長の１／４程度（約１／４管内波長）に設定されている。

次に、図１および図２に示したこの発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の動作について説明する。
まず、導波管１に電波を入力すると、管壁１ａに流れる電流は、スロット２により分断されるので、スロット２には電界が誘起されて、誘電体基板３の方向（図中の上方方向）に電波が放射される。このとき、誘電体基板３に入射した電波は、その一部がスロット２側に反射されるが、最終的には空間へと放射される。

上記構成からなるアンテナ装置において、誘電体基板３の厚さｔは、誘電体基板３の内部の管内波長のほぼ１／４程度に設定されているので、誘電体基板３に入射した電波の反射係数は最大となり、かつその反射位相は逆相となる。この結果、スロット２に誘起される電界が小さくなるので、スロット２の放射抵抗は小さくなる。

以下、図３を参照しながら、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の特性について、具体的に説明する。
図３はアンテナ装置のインピーダンス特性を示す説明図であり、横軸（０．８〜１．２）は規格化周波数の値を示し、縦軸（−１．５〜１．５）は、導波管のインピーダンスを「１」とした場合の規格化インピーダンスの値を示している。なお、ここでは、比較のために、誘電体基板３を有していない従来装置のインピーダンス特性も併記している。

図３において、この発明の実施の形態１による放射抵抗特性７ａおよびリアクタンス特性７ｂは、それぞれ、点線および破線で示され、従来装置による放射抵抗特性８ａおよびリアクタンス特性８ｂは、それぞれ、実線および１点鎖線で示されている。

図３から明らかなように、リアクタンス特性８ｂ、７ｂが「０」（点Ｐ、Ｑ）となる規格化周波数（共振周波数において取り得る放射抵抗値）において、従来装置による放射抵抗特性８ａ（点Ｐからの２点鎖線参照）が、導波管のインピーダンス値よりも大きい値になっているのに対し、この発明の実施の形態１による放射抵抗特性７ａ（点Ｑからの２点鎖線参照）は、導波管のインピーダンス値よりも十分に小さい値に抑制されていることが分かる。

また、図１のようにスロット２が導波管１の管軸方向に対して垂直に設けられている場合には、従来装置では、放射抵抗値の調整が困難であることから、図３内の放射抵抗特性８ａ（実線）およびリアクタンス特性８ｂ（１点鎖線）で示すように、導波管１とスロット２とのインピーダンス整合が困難になっていることが分かる。

次に、図４を参照しながら、この発明の実施の形態１による放射抵抗特性の変化について説明する。
図４はこの発明の実施の形態１による放射抵抗特性の変化を示す説明図であり、空隙間隔Ｇを、「０．１波長」から、「０．２波長」、「０．３波長」へと、順次変化させた場合の放射抵抗特性７ａ１〜７ａ３を示している。

図４において、横軸は規格化周波数であり、縦軸（０〜１）は、導波管１のインピーダンスを「１」とした場合の規格化インピーダンスの値である。
図４においては、図３内の放射抵抗特性７ａについて、縦軸（規格化インピーダンス）方向の「０〜１」の範囲のみを拡大して示している。

空隙間隔Ｇが「０．１波長」の場合の放射抵抗特性７ａ１は、実線で示され、空隙間隔Ｇが「０．２波長」の場合の放射抵抗特性７ａ２は、破線で示され、空隙間隔Ｇが「０．３波長」の場合の放射抵抗特性７ａ３は、１点鎖線で示されており、空隙間隔Ｇが増大するにつれて、規格化インピーダンスの変化量は増大する。
図４から明らかなように、空隙間隔Ｇを変化させることにより、スロット２の放射抵抗値の調整が可能であることが分かる。

以上のように、この発明の実施の形態１（図１、図２）に係るアンテナ装置は、導波管１と、導波管１の管壁１ａに設けられたスロット２と、厚さｔが１／４管内波長の誘電体基板３とを備え、誘電体基板３は、スロット２の放射領域において、スロット２に対して空隙間隔Ｇを介して設置されているので、導波管１とスロット２とのインピーダンス整合が容易になり、高効率のアンテナ装置を実現することができる。
また、インピーダンス変成器を設けなくても、インピーダンス整合が可能になるので、従来装置と比べて広帯域化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（図１、図２）では、スロット２に対して空隙間隔Ｇを介して誘電体基板３を設置したが、図５および図６に示すように、スロット２Ａに対して密着して誘電体基板３を設置してもよい。

図５はこの発明の実施の形態２に係るアンテナ装置を示す斜視図であり、図６は図５に示すアンテナ装置の側断面図である。
図５および図６において、前述（図１、図２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して詳述を省略する。

この場合、スロット２Ａは、たとえば矩形の断面形状を有しており、スロット２Ａの長手方向は、前述のスロット２とは異なり、導波管１の管軸方向に対して、たとえば平行に設定されている。なお、スロット２Ａの長手方向は、前述のスロット２と同様に、導波管１の管軸方向に対して垂直に設定されていてもよく、導波管１の管軸方向に対して斜めに設定されていてもよい。

誘電体基板３は、スロット２Ａに密着されており、前述の空隙間隔Ｇを「０」に設定した状態に相当する。
図５、図６に示したこの発明の実施の形態２における動作原理は、前述の実施の形態１（図１〜図４）の場合と同様である。

以上のように、この発明の実施の形態２（図５、図６）に係るアンテナ装置は、導波管１と、導波管１の管壁１ａに設けられたスロット２Ａと、厚さｔが１／４管内波長の誘電体基板３とを備え、誘電体基板３は、スロット２Ａの放射領域において、スロット２Ａに対して密着して設置されているので、前述と同様に、導波管１とスロット２Ａとのインピーダンス整合が容易となり、高効率のアンテナ装置を実現することができる。
また、インピーダンス変成器を設けなくても、インピーダンス整合が可能になるので、従来装置と比べて広帯域化を実現することができる。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態１（図１、図２）では、導波管１の上面とほぼ同一面積の誘電体基板３を設置したが、図７および図８に示すように、ブロック化された有限形状を有する誘電体基板３Ｂを設置し、スロット２Ｂに対する空隙間隔Ｇにおいて、支持構造１０を介して誘電体基板３Ｂをスロット２Ｂに保持してもよい。

図７はこの発明の実施の形態３に係るアンテナ装置を示す斜視図であり、図８は図７に示したアンテナ装置の側断面図である。
図７および図８において、前述（図１、図２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ｂ」を付して詳述を省略する。

この場合、スロット２Ｂは、たとえば矩形の断面形状を有しており、スロット２Ｂの長手方向は、導波管１の管軸方向に対して斜めに設定されている。なお、スロット２Ｂの長手方向は、前述のスロット２、２Ａと同様に、導波管１の管軸方向に対して垂直または平行に設定されていてもよい。

ブロック状の誘電体基板３Ｂは、スロット２Ｂの上方のみに設置されており、支持構造１０を介して、スロット２Ｂとの間に空隙間隔Ｇを形成しつつ、スロット２Ｂに保持されている。

また、誘電体基板３Ｂは、前述と同様に、厚さｔを有し、スロット２Ｂの放射領域に設けられている。
したがって、図７、図８に示したこの発明の実施の形態３における動作原理は、前述の実施の形態１（図１〜図４）の場合と同様である。

以上のように、この発明の実施の形態３（図７、図８）に係るアンテナ装置の誘電体基板３Ｂは、ブロック化された有限形状を有しており、スロット２Ｂに対する空隙間隔Ｇにおいて、支持構造１０を介して保持されているので、前述と同様に、導波管１とスロット２Ｂとのインピーダンス整合が容易になり、高効率のアンテナ装置を実現することができる。
また、インピーダンス変成器を設けなくても、インピーダンス整合が可能になるので、従来装置と比べて広帯域化を実現することができる。

また、誘電体基板３Ｂをブロック状に形成したので、電気的に必要最小限な構成を実現することができ、アンテナ装置としての質量を削減することができる。
また、誘電体基板３Ｂをブロック状に形成したので、スロット２Ｂを複数個設けてアレーアンテナ装置を構成した場合には、個々のスロット２Ｂに対して独立にインピーダンス調整を行うことができる。
さらに、誘電体基板３Ｂをブロック状に形成したので、誘電体基板３Ｂと管壁１ａとの間を伝搬する表面波の影響を抑制することができる。

実施の形態４．
なお、上記実施の形態３（図７、図８）では、前述の実施の形態１（図１、図２）の構成にブロック状の誘電体基板３Ｂを適用したが、図９および図１０に示すように、前述の実施の形態２（図５、図６）の構成にブロック状の誘電体基板３Ｂを適用してもよい。

図９はこの発明の実施の形態４に係るアンテナ装置を示す斜視図であり、図１０は図９に示したアンテナ装置の側断面図である。
図９および図１０において、前述（図１、図２、図７、図８参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。

この場合、ブロック状の誘電体基板３Ｂは、スロット２および管壁１ａの上面に密着されている。つまり、前述の実施の形態３における支持構造１０を除去して、空隙間隔Ｇを「０」に設定した状態に相当する。
したがって、図９、図１０に示したこの発明の実施の形態４における動作原理は、前述の実施の形態３（図７、図８）の場合と同様である。

以上のように、この発明の実施の形態４（図９、図１０）に係るアンテナ装置の誘電体基板３Ｂは、ブロック化された有限形状を有しており、スロット２Ｂ（管壁１ａの上面）に密着されているので、前述と同様に、導波管１とスロット２とのインピーダンス整合が容易になり、高効率のアンテナ装置を実現することができる。
また、インピーダンス変成器を設けなくても、インピーダンス整合が可能になるので、従来装置と比べて広帯域化を実現することができる。

また、誘電体基板３Ｂをブロック状に形成したので、電気的に必要最小限な構成を実現することができ、アンテナ装置としての質量を削減することができる。
さらに、誘電体基板３Ｂをブロック状に形成したので、誘電体基板３Ｂと管壁１ａとの間を伝搬する表面波の影響を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１、３（図１、図２、図７、図８）では、導波管１の管壁１ａの上面に空隙間隔Ｇを形成したが、図１１に示すように、スロット２の放射領域にキャビティ形成部１１を設けてもよい。
図１１はこの発明の実施の形態５に係るアンテナ装置の側断面図であり、前述（図２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。

図１１において、キャビティ形成部１１は、スロット２の放射領域において、管壁１ａと一体的に設けられており、金属で構成されかつ一方が開放された構成を有する。
この場合、誘電体基板３は、キャビティ形成部１１の開放端に密着して設置されており、スロット２と誘電体基板３との空隙間隔Ｇは、キャビティ形成部１１の深さにより確保されている。
したがって、図１１に示したこの発明の実施の形態５における動作原理は、前述の実施の形態１（図１〜図４）の場合と同様である。

以上のように、この発明の実施の形態５（図１１）に係るアンテナ装置は、スロット２の放射領域に設けられたキャビティ形成部１１を備えており、キャビティ形成部１１は、一方が開放された金属からなり、誘電体基板３は、キャビティ形成部１１により保持されているので、前述と同様に、導波管１とスロット２とのインピーダンス整合が容易になり、高効率のアンテナ装置を実現することができる。
また、インピーダンス変成器を設けなくても、インピーダンス整合が可能になるので、従来装置と比べて広帯域化を実現することができる。

また、キャビティ形成部１１の加工に際しては、機械的な切削加工などの高精度の加工方法が適用可能なので、空隙間隔Ｇを高精度に形成することができ、スロット２のインピーダンス調整を高精度に実現することができる。
また、スロット２と誘電体基板３との間の空隙間隔Ｇを、キャビティ形成部１１の深さにより保持したので、誘電体基板３と管壁１ａとの間を伝搬する表面波の影響を抑制することができる。

実施の形態６．
なお、上記実施の形態５（図１１）では、スロット２の放射領域にキャビティ形成部１１を設けたが、図１２に示すように、金属壁１２をキャビティ形成部１１を構成する管壁１ａの上方に、キャビティ形成部１１を取り囲むように設けてもよい。
図１２はこの発明の実施の形態６に係るアンテナ装置の側断面図であり、図１３は図１２の正面図である。図１２および図１３において、前述（図１１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して記述を省略する。

図１２において、キャビティ形成部１１を構成する管壁１ａの上方には、キャビティ形成部１１を取り囲むように金属壁１２が設けられている。加工方法としては、管壁１ａと金属壁１２を別々に製造して両者を接着するか、または、切削等により一体で加工してもよい。

ブロック状の誘電体基板３Ｂは、この発明の実施の形態５と同様にキャビティ形成部１１の開放端に密着して設置されており、スロット２とブロック状の誘電体基板３Ｂとの空隙間隔Ｇは、キャビティ形成部１１の深さにより確保されている。
したがって、図１２、図１３に示したこの発明の実施の形態６における動作原理は、前述の実施の形態１（図１〜図４）の場合と同様である。

以上のように、この発明の実施の形態６（図１２、図１３）に係るアンテナ装置は、スロット２放射領域に設けられたキャビティ領域１１を備えており、キャビティ形成部１１は、一方が開放された金属からなり、ブロック状の誘電体基板３Ｂは、キャビティ形成部１１により保持されているので、前述と同様に、導波管１とスロット２とのインピーダンス整合が容易になり、高効率のアンテナ装置を実現することができる。
また、インピーダンス変成器を設けなくても、インピーダンス整合が可能になるので、従来装置と比べて広帯域化を実現することができる。

また、金属壁１２が取り囲む領域が、スロットアンテナの等価的な開口径となるので、領域の大きさを変えることで、利得や放射パターン形状を調整することができる。
さらに、誘電体基板３Ｂと管壁１ａとの間を伝搬する表面波を、金属壁１２が遮蔽するので、表面波の影響を抑制することができる。

実施の形態７．
なお、上記実施の形態６（図１２、図１３）では、金属壁１２を、キャビティ形成部１１を構成する管壁１ａの上方に、キャビティ形成部１１を取り囲むように設けたが、図１４に示すように、両面が導体薄膜１４で被膜され、かつ、導体薄膜１４の一部がくり抜かれ、両面の導体薄膜１４を短絡するように、複数のスルーホール１３を具備し、かつ、スルーホール１３は導体薄膜のくり抜き部を取り囲むように形成された誘電体基板３Ｃを、キャビティ形成部１１を構成する管壁１ａの上方に設けてもよい。
図１４はこの発明の実施の形態６に係るアンテナ装置の側断面図であり、図１５は図１４の正面図である。図１４および図１５において、前述（図１１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して記述を省略する。

図１４において、キャビティ形成部１１を構成する管壁１ａの上方には、誘電体基板３Ｃが設けられている。誘電体基板３Ｃは、この発明の実施の形態５と同様にキャビティ形成部１１の開放端に密着して設置されており、スロット２とブロック状の誘電体基板３Ｂとの空隙間隔Ｇは、キャビティ形成部１１の深さにより確保されている。
したがって、図１４、図１５に示したこの発明の実施の形態７における動作原理は、前述の実施の形態１（図１〜図４）の場合と同様である。

以上のように、この発明の実施の形態７（図１４、図１５）に係るアンテナ装置は、スロット２放射領域に設けられたキャビティ領域１１を備えており、キャビティ形成部１１は、一方が開放された金属からなり、ブロック状の誘電体基板３Ｂは、キャビティ形成部１１により保持されているので、前述と同様に、導波管１とスロット２とのインピーダンス整合が容易になり、高効率のアンテナ装置を実現することができる。
また、インピーダンス変成器を設けなくても、インピーダンス整合が可能になるので、従来装置と比べて広帯域化を実現することができる。

また、導体薄膜１４の一部のくり抜かれた領域がスロットアンテナの等価的な開口径となるので、領域の大きさを変えることで、利得や放射パターン形状を調整することができる。
さらに、誘電体基板３Ｂと管壁１ａとの間を伝搬する表面波をスルーホール１３が遮蔽するので、表面波の影響を抑制することができる。

実施の形態８．
なお、上記実施の形態１〜７（図１〜図１５）では、単一のスロット２、２Ａ、２Ｂに対して誘電体基板３、３Ｂ、３Ｃを設置したが、図１６および図１７に示すように、複数のスロット２ａ〜２ｅに対して誘電体基板３を設置して、アレーアンテナを構成してもよい。
図１６はこの発明の実施の形態８に係るアンテナ装置を示す斜視図であり、図１７は図１６に示したアンテナ装置の側断面図である。

図１６および図１７において、前述（図１、図２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
ここでは、代表的に、前述の実施の形態１の構成を用いてアレーアンテナを構成した場合を示しているが、前述の実施の形態１〜７のいずれの構成を適用してもよい。

導波管１の管壁１ａに複数個設けられたスロット２ａ〜２ｅは、たとえば矩形断面形状を有しており、各スロット２ａ〜２ｅの長手方向は、それぞれ、導波管１の管軸方向に対してたとえば垂直になるように設定されている。

各スロット２ａ〜２ｅの間の間隔Ｗは、たとえば導波管１の管内波長と等しい値に設定されている。
また、導波管１の一端は短絡端１ｂを構成しており、短絡端１ｂと、短絡端１ｂに最も近いスロット２ｅとの間の距離Ｄは、たとえば導波管１の管内波長の１／２の値に設定されている。

図１８は図１６および図１７に示したアンテナ装置の等価回路を示す回路図である。
図１８において、各スロット２ａ〜２ｅのインピーダンスＺａ〜Ｚｅは、導波管１のインピーダンスを「１」とする規格化インピーダンスに設定されているものとする。
図１８から明らかなように、この発明の実施の形態８に係るアンテナ装置の入力インピーダンスは、各スロット２ａ〜２ｅのインピーダンスＺａ〜Ｚｅの総和となる。

したがって、図１６および図１７のアンテナ装置（スロット２ａ〜２ｅ）と導波管１とをインピーダンス整合させるためには、各スロット２ａ〜２ｅのインピーダンスＺａ〜Ｚｅの総和を「１」に設定しなければならない。

ここで、図１６〜図１８に示したこの発明の実施の形態８（スロット２ａ〜２ｅ）における動作原理は、前述の実施の形態１（図１〜図４）の場合と同様である。
したがって、各スロット２ａ〜２ｅのインピーダンスＺａ〜Ｚｅは、導波管１の規格化インピーダンスに対して十分小さく設定することが可能であり、かつ空隙間隔Ｇを調整することにより、その値を自由に調整することができる。

以上のように、この発明の実施の形態８（図１６〜図１８）に係るアンテナ装置のスロットは、１つの導波管１に対して複数個のスロット２ａ〜２ｅからなり、アレーアンテナを構成しているので、各スロット２ａ〜２ｅのインピーダンスＺａ〜Ｚｅの総和を「１」に設定することができる。

したがって、前述と同様に、導波管１とスロット２ａ〜２ｅとのインピーダンス整合が容易になり、高効率のアンテナ装置を実現することができる。
また、インピーダンス変成器を設けなくても、インピーダンス整合が可能になるので、従来装置と比べて広帯域化を実現することができる。

なお、スロット２ａ〜２ｅの長手方向は、導波管１の管軸方向に対して垂直に設定された場合を示したが、前述の実施の形態１〜７の場合と同様に、スロット２ａ〜２ｅの長手方向は、導波管１の管軸方向に対して平行または斜めに設定されてもよい。

また、上記実施の形態１〜８では、導波管１の断面形状が矩形の場合を例にとって説明したが、他の断面形状（たとえば、円形や十字形）であっても同様の効果を奏することは言うまでもない。
さらに、上記実施の形態１〜８では、スロット２、２Ａ、２Ｂ、２ａ〜２ｅが設けられる管壁１ａとして、導波管１の幅広面（上下面）の管壁を選択したが、導波管１の幅狭面（左右面）の管壁を選択しても同様の効果を奏することができる。

１導波管、１ａ管壁、１ｂ短絡端、２、２Ａ、２Ｂ、２ａ〜２ｅスロット、３、３Ｂ、３Ｃ誘電体基板、１０支持構造、１１キャビティ形成部、１２金属壁、１３スルーホール、１４導体薄膜、Ｇ空隙間隔、ｔ誘電体基板の厚さ。

Claims

導波管と、
前記導波管の管壁に設けられたスロットと、
厚さが１／４管内波長の誘電体基板と、を備え、
前記誘電体基板は、前記スロットの放射領域において、前記スロットに対して空隙間隔を介して設置されたことを特徴とするアンテナ装置。
前記誘電体基板は、ブロック化された有限形状を有しており、前記スロットに対する空隙間隔において、支持構造を介して前記スロットに保持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。
前記スロットの放射領域に設けられたキャビティ形成部を備え、
前記キャビティ形成部は、一方が開放された金属からなり、
前記誘電体基板は、前記キャビティ形成部により保持されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
前記キャビティ形成部を取り囲むように、キャビティ形成部を構成する管壁の上方に金属壁が設けられ、前記金属壁で取り囲まれる領域内に、前記ブロック化された有限形状を有する誘電体基板が保持されたことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
前記誘電体基板は、両面が導体薄膜で被膜され、かつ、前記導体薄膜の一部がくり抜かれ、前記両面の導体薄膜を短絡するように複数のスルーホールが配列され、かつ、前記スルーホール群は前記導体薄膜のくり抜き部を取り囲むように形成されたことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
前記スロットの長手方向は、前記導波管の管軸方向に対して平行に設定されたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のアンテナ装置。
前記スロットの長手方向は、前記導波管の管軸方向に対して垂直に設定されたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のアンテナ装置。
前記スロットの長手方向は、前記導波管の管軸方向に対して斜めに設定されたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のアンテナ装置。
前記スロットは、１つの導波管に対して複数個のスロットからなり、アレーアンテナを構成したことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のアンテナ装置。