JP6469990B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、特に、曲面形状の反射面を有するアンテナ装置に関する。

緊急報道およびスポーツ中継等を行う場合において、撮影した映像および音声を含む映像信号を無線伝送するシステムとしてたとえばＦＰＵ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｉｃｋ−ｕｐ Ｕｎｉｔ）が用いられる。ＦＰＵを用いて映像信号を伝送する場合、中継車の屋上またはビルの屋上にパラボラアンテナ等の送信アンテナを設置し、他のビルまたは山等に設置した受信基地局に向けて映像信号を送信する。

この映像信号の送信には、一般に、ＣＤバンド（Ｃバンド：６．４２５〜６．５７０ＧＨｚ，Ｄバンド：６．８７０〜７．１２５ＧＨｚ）およびＥＦバンド（Ｅバンド：１０．２５〜１０．４５ＧＨｚ，Ｆバンド：１０．５５〜１０．７ＧＨｚ）を帯域とするＦＰＵが用いられている。ＦＰＵのアンテナの１次放射器としては、たとえば、特許文献１（実開昭６２−３０４０２号公報）および特許文献２（実開昭６１−２９５０３号公報）に記載されている同軸型１次放射器が用いられる。

実開昭６２−３０４０２号公報 実開昭６１−２９５０３号公報 特公昭５９−２７８４２号公報 特開平１１−４１１６号公報

総務省、"我が国の電波の使用状況−電波利用ホームページ−"、［online］、［平成２６年７月２５日検索］、インターネット〈URL：www.tele.soumu.go.jp/resource/search/myuse/use/ika.pdf〉 総務省、"平成２１年度 電波の利用状況調査の評価結果（３．４ＧＨｚを超える周波数帯） §６−４−２ ９ＧＨｚ帯気象レーダー"、［online］、［平成２６年７月２５日検索］、インターネット〈URL：www.soumu.go.jp/main_content/000074214.pdf〉 倉石源三郎著、「例題・演習 マイクロ波回路」、東京電機大学出版局、昭和５８年３月３０日 株式会社エーイーティー、"The use of CST MWS in the Design of an X-Band Circularly Polarised Splashplate Antenna"、［online］、［平成２６年７月２５日検索］、インターネット〈URL：http://www.aetjapan.com/software/pdf/523.pdf〉 Q-par Angus Ltd、"Selective-Band Splashplate Antennas (Docking Feeds)"、［online］、［平成２６年７月２５日検索］、インターネット〈URL：http://www.q-par.com/products/reflector-antennas/selective-band-splashplate-antennas-docking-feeds#circularly-polarised-docking-feeds〉 Antenna Magus、"New antennas in Version 4.2"、［online］、［平成２６年７月２５日検索］、インターネット〈URL：http://www.antennamagus.com/newsletter-4-2.php〉

特許文献１および２に記載の同軸型１次放射器では、たとえば１次放射器の先端まで同軸線路により電波が伝送されている。一般に、同軸線路は、伝送可能な電波の帯域が広くなるように設計されているので、伝送対象の電波の周波数と異なる周波数を有する妨害波も伝送してしまう場合がある。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、電波を良好に伝送することが可能なアンテナ装置を提供することである。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるアンテナ装置は、電波の放射方向または入射方向を変更可能なアンテナ装置であって、曲面形状の第１反射面を有する第１反射部と、上記第１反射面と対向する第２反射面を有する第２反射部と、一部または全部が上記第１反射部と上記第２反射部との間に位置し、上記第２反射面から受ける電波および上記第２反射面へ出力する電波の少なくともいずれか一方を伝送する導波管とを備え、上記導波管の内部空間は、伝送対象の電波の周波数と異なる周波数を有する妨害波を減衰可能な大きさを有する。

本発明は、このような特徴的な処理部を備えるアンテナ装置として実現することができるだけでなく、アンテナ装置を備えるシステムとして実現することができる。

本発明によれば、電波を良好に伝送することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る通信装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る１次放射器の図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う断面を示す断面図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る絶縁部の側面図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る絶縁部の斜視図である。 図５は、図２に示す断面図の絶縁部付近を拡大した図である。 図６は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置における電波の伝搬を模式的に示した図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る円形の導波管の断面の一例を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の円形の導波管における、内径および遮断周波数の関係を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態に係る複数種類の円形の導波管についての単位損失の周波数変化を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の円形の導波管における、内径および遮断周波数の関係を示す図である。 図１１は、本発明の実施の形態に係る複数種類の円形の導波管についての単位損失の周波数変化を示す図である。 図１２は、本発明の実施の形態に係る方形の導波管の断面の一例を示す図である。 図１３は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の方形の導波管における、内部幅および遮断周波数の関係を示す図である。 図１４は、本発明の実施の形態に係る複数種類の方形の導波管についての単位損失の周波数変化を示す図である。 図１５は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の方形の導波管における、内部幅および遮断周波数の関係を示す図である。 図１６は、本発明の実施の形態に係る複数種類の方形の導波管についての単位損失の周波数変化を示す図である。 図１７は、本発明の実施の形態に係る多角形の導波管の断面の一例を示す図である。 図１８は、本発明の実施の形態に係る導波管の変形例の一例を示す図である。 図１９は、本発明の実施の形態に係る導波管の内部空間において設けられる導波管フィルタの一例を示す図である。 図２０は、本発明の実施の形態に係る絶縁部、電波制御部および第２反射部の変形例を含む１次放射器の絶縁部付近の断面図である。

最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本発明の実施の形態に係るアンテナ装置は、電波の放射方向または入射方向を変更可能なアンテナ装置であって、曲面形状の第１反射面を有する第１反射部と、上記第１反射面と対向する第２反射面を有する第２反射部と、一部または全部が上記第１反射部と上記第２反射部との間に位置し、上記第２反射面から受ける電波および上記第２反射面へ出力する電波の少なくともいずれか一方を伝送する導波管とを備え、上記導波管の内部空間は、伝送対象の電波の周波数と異なる周波数を有する妨害波を減衰可能な大きさを有する。

このような構成により、導波管の内部空間において、伝送対象の電波が伝送されるとともに、導波管の内部空間の大きさに応じた遮断周波数以下の周波数の電波を減衰させることができるので、たとえばアンテナ装置に接続される回路において、またはアンテナ装置および当該回路間においてフィルタを設けることなく、伝送対象の電波を良好に伝送することができる。

（２）好ましくは、上記内部空間は、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下の径を有する円筒形状の空間である。

このような構成により、導波管の遮断周波数を、たとえば、妨害波の周波数である５．３ＧＨｚバンドの上限より大きくかつ伝送対象のＣＤバンドの下限である６．４２５ＧＨｚより小さくすることができるので、導波管の内部空間において、５．３ＧＨｚバンドの電波を減衰しながらＣＤバンドの電波を良好に伝送することができる。また、円筒形状と相性のよい部品と内部空間とを容易に接続することができる。

（３）より好ましくは、上記内部空間は、２８．０ミリメートル以上かつ３２．０ミリメートル以下の径を有する円筒形状の空間である。

このような構成により、たとえば、製造時における各部品のサイズの誤差および組み付け誤差、ならびに設計時における計算誤差等に基づく遮断周波数のばらつきに対する、ＣＤバンドの下限からのマージンおよび妨害波である５．３ＧＨｚバンドの上限からのマージンを確保することができる。

（４）好ましくは、上記内部空間は、１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の径を有する円筒形状の空間である。

このような構成により、導波管の遮断周波数を、たとえば、妨害波の周波数である９．７ＧＨｚバンドの上限より大きくかつ伝送対象のＥＦバンドの下限である１０．２５ＧＨｚより小さくすることができるので、導波管の内部空間において、９．７ＧＨｚバンドの電波を減衰しながらＥＦバンドの電波を良好に伝送することができる。また、円筒形状と相性のよい部品と内部空間とを容易に接続することができる。

（５）好ましくは、上記内部空間は、多角形の断面形状を有する空間であり、上記多角形の内接円の径および上記多角形の外接円の径の平均値は、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下、または１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の値である。

このような構成により、導波管の遮断周波数を、たとえば、妨害波の周波数である５．３ＧＨｚバンドの上限より大きくかつ伝送対象のＣＤバンドの下限である６．４２５ＧＨｚより小さくするか、または妨害波の周波数である９．７ＧＨｚバンドの上限より大きくかつ伝送対象のＥＦバンドの下限である１０．２５ＧＨｚより小さくすることができる。これにより、導波管の内部空間において、５．３ＧＨｚバンドの電波を減衰しながらＣＤバンドの電波を良好に伝送するか、または９．７ＧＨｚバンドの電波を減衰しながらＥＦバンドの電波を良好に伝送することができる。また、多角形の断面形状と相性のよい部品と内部空間とを容易に接続することができる。

（６）好ましくは、上記内部空間は、２３．４ミリメートル以上かつ２７．９ミリメートル以下の幅を有する四角柱形状の空間である。

このような構成により、導波管の遮断周波数を、たとえば、妨害波の周波数である５．３ＧＨｚバンドの上限より大きくかつ伝送対象のＣＤバンドの下限である６．４２５ＧＨｚより小さくすることができるので、導波管の内部空間において、５．３ＧＨｚバンドの電波を減衰しながらＣＤバンドの電波を良好に伝送することができる。また、四角柱形状と相性のよい部品と内部空間とを容易に接続することができる。

（７）より好ましくは、上記内部空間は、２４．０ミリメートル以上かつ２７．３ミリメートル以下の幅を有する四角柱形状の空間である。

このような構成により、たとえば、製造時における各部品のサイズの誤差および組み付け誤差、ならびに設計時における計算誤差等に基づく遮断周波数のばらつきに対する、ＣＤバンドの下限からのマージンおよび妨害波である５．３ＧＨｚバンドの上限からのマージンを確保することができる。

（８）好ましくは、上記内部空間は、１４．７ミリメートル以上かつ１５．２ミリメートル以下の幅を有する四角柱形状の空間である。

このような構成により、導波管の遮断周波数を、たとえば、妨害波の周波数である９．７ＧＨｚバンドの上限より大きくかつ伝送対象のＥＦバンドの下限である１０．２５ＧＨｚより小さくすることができるので、導波管の内部空間において、９．７ＧＨｚバンドの電波を減衰しながらＥＦバンドの電波を良好に伝送することができる。また、四角柱形状と相性のよい部品と内部空間とを容易に接続することができる。

（９）好ましくは、上記内部空間は、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下の径を有する円筒形状の空間と、２３．４ミリメートル以上かつ２７．９ミリメートル以下の幅を有する四角柱形状の空間とを含む。

このような構成により、ＣＤバンドの電波を伝送対象とする導波管において、円筒形状または四角柱形状と相性のよい部品と内部空間とを容易に接続することができる。

（１０）好ましくは、上記内部空間は、１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の径を有する円筒形状の空間と、１４．７ミリメートル以上かつ１５．２ミリメートル以下の幅を有する四角柱形状の空間とを含む。

このような構成により、ＥＦバンドの電波を伝送対象とする導波管において、円筒形状または四角柱形状と相性のよい部品と内部空間とを容易に接続することができる。

（１１）より好ましくは、上記内部空間は、５０ミリメートル以上の長さを有する空間である。

このように、妨害波である５．３ＧＨｚバンドまたは９．７ＧＨｚバンドの電波に対して、ある程度の減衰量が得られる最低限の長さを確保する構成により、妨害波を適切に減衰させることができる。

（１２）より好ましくは、上記内部空間は、１００ミリメートル以上の長さを有する空間である。

このような構成により、妨害波である５．３ＧＨｚバンドまたは９．７ＧＨｚバンドの電波をより大きく減衰させることができるので、伝送対象の電波をより良好に伝送することができる。

（１３）好ましくは、上記内部空間には、穴を有する複数の板状部材が上記伝送対象の電波の波長に基づく間隔で設けられている。

このような構成により、中心周波数を有するバンドパスフィルタとして導波管を機能させることができるので、遮断周波数以下の妨害波だけでなく、中心周波数より高周波の妨害波も減衰させることができる。

（１４）好ましくは、上記アンテナ装置は、さらに、上記第２反射部と上記導波管との間に接続された絶縁部と、上記導波管および同軸ケーブルを接続する接続部とを備える。

このような構成により、同軸ケーブルおよび第２反射部の間において、電波の減衰が大きい同軸線路を用いて１次放射器の先端まで電波を伝送する構成と比べて、妨害波を減衰させながら伝送対象の電波を効率よく伝送することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る通信装置の構成を示す図である。

図１を参照して、通信装置２０１は、アンテナ装置１０１と、送受信回路１５１と、同軸ケーブルＣＢＬｈ，ＣＢＬｖとを備える。アンテナ装置１０１は、第１反射部１と、１次放射器２とを備える。以下、同軸ケーブルＣＢＬｈ，ＣＢＬｖの各々を同軸ケーブルＣＢＬとも称する。

送受信回路１５１は、たとえば、同軸ケーブルＣＢＬを介してアンテナ装置１０１へＣＤバンドまたはＥＦバンドの電波を出力する。また、送受信回路１５１は、たとえば、同軸ケーブルＣＢＬを介してアンテナ装置１０１からＣＤバンドまたはＥＦバンドの電波を受ける。

アンテナ装置１０１において、第１反射部１は、図示しない治具に固定されている。また、１次放射器２は、第１反射部１を貫通するように上記治具に固定されている。

図２は、本発明の実施の形態に係る１次放射器の図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う断面を示す断面図である。なお、図２では、同軸ケーブルＣＢＬ、および第１反射部１の一部が示されていない。

図１および図２を参照して、１次放射器２は、導波管１１と、端子部１２ｖ，１２ｈと、フランジ部１３と、固定用樹脂ねじ１５と、絶縁部１６と、電波制御部１７と、第２反射部１８と、減衰棒１９と、固定用金属ねじ２０，２１とを含む。

以下、端子部１２ｖ，１２ｈの各々を端子部１２とも称する。端子部１２は、コネクタ部１２ｃと、放射部１２ｄとを含む。

［第１反射部１の形状］
アンテナ装置１０１における第１反射部１は、バーティカルプレート１ｐと、曲面形状の反射面１ｍとを有する。反射面１ｍの形状は、たとえば、パラボラ形状等の２次曲面形状である。ここでは、反射面１ｍの形状はパラボラ形状であり、この場合、反射面１ｍは放物面である。

以下、当該放物面の軸であって当該放物面の頂点１ｖから焦点１ｆへの方向に向いた軸をｚ軸とも称する。ｚ軸は、たとえば水平方向に沿っている。また、ｚ軸と垂直な軸をｘ軸と定義する。ｘ軸は、たとえば鉛直上方へ向いている。ｘ軸およびｚ軸と垂直な軸をｙ軸と定義する。ｙ軸は、ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸により右手系の座標軸を形成するような向きを有する。

なお、反射面１ｍは、放物面に限らず、球面の一部であってもよい。また、反射面１ｍの形状は、たとえば２次曲面形状の一部を含む形状であってもよい。

バーティカルプレート１ｐは、たとえば、中心に円筒形の穴部が設けられた円板形状の部材であり、第１反射部１における反射面１ｍ側に固定されている。たとえば、導波管１１の延伸方向Ｄｅに沿ってバーティカルプレート１ｐを移動させることが可能である。バーティカルプレート１ｐが反射する電波であって導波管１１の内部空間１１ｃへ戻る電波の位相は、バーティカルプレート１ｐの位置に応じて変化するので、バーティカルプレート１ｐを移動させることにより電圧定在波比を調整することが可能である。

アンテナ装置１０１において、電波の放射方向は、たとえばｚ軸の正の方向に沿っている。また、電波の入射方向は、たとえばｚ軸の負の方向に沿っている。

アンテナ装置１０１は、たとえば、電波の放射方向または入射方向を変更可能である。具体的には、アンテナ装置１０１すなわち第１反射部１および１次放射器２を固定する上記治具は、たとえば架台に固定されている。

より詳細には、たとえば、ＦＰＵの一部としてのアンテナ装置１０１から映像信号を伝送するとき、可搬型の三脚が架台として用いられる。また、ＦＰＵから送信された電波を受信する受信基地局の一部としてのアンテナ装置１０１では、据置型のステージが架台として用いられる。

三脚およびステージには、たとえば、方位角方向および仰角方向の向きを変更可能な機構が設けられている。三脚およびステージに固定されている上記治具の方位角方向および仰角方向の向きは、この機構を用いて変更される。したがって、上記治具の向きが変更される際、上記治具を介して三脚またはステージに固定されたアンテナ装置１０１の向き、すなわち電波の放射方向または入射方向も変更される。

［導波管１１の概要］
１次放射器２における導波管１１は、たとえば、断面が円形である円形導波管である。導波管１１は、閉じられた第１端１１ａと、開口した第２端１１ｂとを有する。

フランジ部１３は、たとえば、中心に円筒形の穴部を有する円板形状の部材であり、当該穴部に挿通される導波管１１の外面に溶接、ろう付け、またはバンドおよびねじ等を用いて固定されている。フランジ部１３は、たとえば図示しないねじを用いて上記治具に固定されている。なお、アンテナ装置１０１では、第１反射部１および導波管１１がそれぞれ上記治具に固定される構成であるとしたが、これに限定するものではない。第１反射部１および導波管１１同士が接合された状態で、第１反射部１および導波管１１のいずれか一方が上記治具に固定される構成であってもよい。

導波管１１は、第１反射部１を貫通している。すなわち、導波管１１の一部は、第１反射部１と第２反射部１８との間に位置する。より詳細には、導波管１１は、第１端１１ａが第１反射部１に対して反射面１ｍの焦点１ｆの反対側に位置し、第２端１１ｂが第１反射部１に対する反射面１ｍの焦点１ｆ側に位置し、バーティカルプレート１ｐに設けられた穴部を貫通し、かつ導波管１１の中心軸がｚ軸に沿うようにフランジ部１３を介して上記治具に固定されている。

また、導波管１１は、たとえば、反射面１８ｍから受ける電波および反射面１８ｍへ出力する電波を伝送する。より詳細には、導波管１１は、たとえば、同軸ケーブルＣＢＬ経由で送受信回路１５１から受ける電波を伝送し、反射面１８ｍへ出力する。また、導波管１１は、たとえば、反射面１８ｍから受ける電波を伝送し、同軸ケーブルＣＢＬ経由で送受信回路１５１へ出力する。

［端子部１２の位置］
端子部１２は、導波管１１および同軸ケーブルＣＢＬを接続している。より詳細には、端子部１２におけるコネクタ部１２ｃは、たとえば、同軸ケーブルＣＢＬと電気的かつ機械的に接続することが可能なＮ型コネクタである。なお、コネクタ部１２ｃは、Ｎ型コネクタ以外の形状のコネクタであってもよい。

端子部１２における放射部１２ｄは、具体的には、アンテナとして機能する電極であり、コネクタ部１２ｃを介して同軸ケーブルＣＢＬの内部導体と電気的に接続され、当該内部導体経由で受ける電波を放射することが可能である。また、放射部１２ｄは、導波管１１から受けた電波を同軸ケーブルＣＢＬの内部導体へコネクタ部１２ｃを介して出力することが可能である。

端子部１２ｖ，１２ｈは、たとえば、放射部１２ｄが導波管１１の内部空間１１ｃへ突出するように導波管１１に固定されている。

より詳細には、端子部１２ｖは、たとえば、フランジ部１３に対する第１端１１ａ側において、放射部１２ｄおよびコネクタ部１２ｃがｘ軸方向に並ぶように導波管１１に固定されている。この場合、端子部１２ｖにおける放射部１２ｄは、ｘ軸に沿って導波管１１の内部空間１１ｃへ突出している。

端子部１２ｖにおけるコネクタ部１２ｃは、たとえば同軸ケーブルＣＢＬｖの第１端とコネクタにより結合している。同軸ケーブルＣＢＬｖの第２端は送受信回路１５１における対応の端子に接続されている。これにより、端子部１２ｖおよび送受信回路１５１は電気的に接続される。

端子部１２ｖは、たとえば、同軸ケーブルＣＢＬｖ経由で送受信回路１５１から受ける電波を、電界方向がｘ軸方向（以下、垂直偏波とも称する）の電波として導波管１１へ放射する。

減衰棒１９は、たとえば、導波管１１の内径より小さい直径を有しかつ金属で形成された棒であり、端子部１２ｖおよび第１端１１ａの間において、ｘ軸に沿うように導波管１１の内部空間１１ｃに固定されている。減衰棒１９および導波管１１は、導通している。減衰棒１９は、垂直偏波の電波を反射する一方、電界方向がｙ軸方向（以下、水平偏波とも称する）の電波には影響を与えない。

端子部１２ｖから放射された垂直偏波の電波のうち、減衰棒１９へ伝搬する電波は減衰棒１９によって反射されるので、第１端１１ａ側へは伝搬しない。このため、端子部１２ｖから放射された垂直偏波の電波は、すべて１次放射器２から放射される。

これにより、ＴＥ１１モードの垂直偏波の電波が導波管１１の内部空間１１ｃにおいて生成される。また、端子部１２ｖは、たとえば、導波管１１の内部空間１１ｃにおける垂直偏波のＴＥ１１モードの電波を受けて、受けた電波を同軸ケーブルＣＢＬｖ経由で送受信回路１５１へ出力する。

端子部１２ｈは、たとえば、減衰棒１９に対する第１端１１ａ側において、放射部１２ｄおよびコネクタ部１２ｃがｙ軸方向に並ぶように導波管１１に固定されている。この場合、端子部１２ｈにおける放射部１２ｄは、ｙ軸に沿って導波管１１の内部空間１１ｃへ突出している。

端子部１２ｈにおけるコネクタ部１２ｃは、たとえば同軸ケーブルＣＢＬｈの第１端とコネクタにより結合している。同軸ケーブルＣＢＬｈの第２端は送受信回路１５１における対応の端子に接続されている。これにより、端子部１２ｈおよび送受信回路１５１は電気的に接続される。

端子部１２ｈは、たとえば、同軸ケーブルＣＢＬｈ経由で送受信回路１５１から受ける電波を、水平偏波の電波として導波管１１へ放射する。

端子部１２ｈから放射された水平偏波の電波のうち、導波管１１の第１端１１ａへ伝搬する電波は第１端１１ａによって反射される。また、上述したように、減衰棒１９は、水平偏波の電波には影響を与えない。このため、端子部１２ｈから放射された水平偏波の電波は、すべて１次放射器２から放射される。

これにより、ＴＥ１１モードの水平偏波の電波が導波管１１の内部空間１１ｃにおいて生成される。また、端子部１２ｈは、たとえば、導波管１１の内部空間１１ｃにおける水平偏波のＴＥ１１モードの電波を受けて、受けた電波を同軸ケーブルＣＢＬｈ経由で送受信回路１５１へ出力する。

したがって、端子部１２は、導波管１１および同軸ケーブルＣＢＬを電気的かつ機械的に接続する接続部として機能する。

［絶縁部１６の固定］
導波管１１には、たとえば、フランジ部１３に対する第２端１１ｂ側において、絶縁部１６を導波管１１に固定するための固定用樹脂ねじ１５を挿通するための貫通穴１１ｈが導波管１１の周方向に９０度間隔で４つ設けられている。

貫通穴１１ｈは、導波管１１の内部空間１１ｃを伝搬する電波の偏波方向を乱さないように、挿通される固定用樹脂ねじ１５の軸がｘ軸またはｙ軸と平行になるように設けられている。

図３は、本発明の実施の形態に係る絶縁部の側面図である。図４は、本発明の実施の形態に係る絶縁部の斜視図である。

図３および図４を参照して、絶縁部１６は、凸部１６ａと、ベース部１６ｂと、テーパー部１６ｃと、凹部１６ｄとを含む。

絶縁部１６は、たとえば、誘電損失が小さいＰＴＦＥ（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）を用いて無垢で形成されている。絶縁部１６における凸部１６ａ、ベース部１６ｂ、テーパー部１６ｃおよび凹部１６ｄは、たとえば一体に形成されている。

なお、絶縁部１６の内部に空洞があってもよい。また、絶縁部１６における凸部１６ａ、ベース部１６ｂ、テーパー部１６ｃおよび凹部１６ｄの一部または全部は、たとえば別個に形成され、別個に形成された各部が接合される構成であってもよい。

ベース部１６ｂは、たとえば、導波管１１の内径と略同じ外径を有する円筒形状の部材であり、第１端面１６ｂｆと第２端面１６ｂｓとを有する。また、ベース部１６ｂには、固定用樹脂ねじ１５を挿通するためのねじ穴１６ｂｔがベース部１６ｂの周方向に９０度間隔で４つ設けられている。

テーパー部１６ｃは、テーパー形状を有する。テーパー部１６ｃは、導波管１１の外径と略同じ直径を有し、かつテーパー部１６ｃの軸およびベース部１６ｂの軸が一致するようにベース部１６ｂの第２端面１６ｂｓと接続された第１端面１６ｃｆと、第１端面１６ｃｆの直径より大きい直径を有する第２端面１６ｃｓとを有する。

テーパー部１６ｃには、固定用金属ねじ２０を挿通するための貫通穴１６ｃｈが、テーパー部１６ｃの周方向に９０度間隔で４つ設けられている。貫通穴１６ｃｈおよびねじ穴１６ｂｔは、テーパー部１６ｃおよびベース部１６ｂの周方向において互いに対応する位置に設けられている。

絶縁部１６には、電波制御部１７を収納可能なサイズの凹部１６ｄが設けられている。具体的には、第２反射部１８における反射面１８ｍと対向する絶縁部１６の端面、すなわちテーパー部１６ｃにおける第２端面１６ｃｓには、電波制御部１７を収納可能なサイズの凹部１６ｄが設けられている。

より詳細には、凹部１６ｄは、テーパー部１６ｃにおける第２端面１６ｃｓの中央部において、テーパー部１６ｃの軸に垂線が沿った円錐形状の穴である。凹部１６ｄの開口径は、たとえば導波管１１の外径より大きい。また、凹部１６ｄの深さは、電波制御部１７の高さと略同じである。なお、凹部１６ｄの開口径は、導波管１１の外径以下であってもよい。

凸部１６ａは、たとえば、導波管１１の内部空間１１ｃへ伸びるように設けられている。より詳細には、凸部１６ａは、たとえば、導波管１１の内部空間１１ｃへ導波管１１の延伸方向Ｄｅに沿って伸びるように設けられている。

また、凸部１６ａは、たとえば、導波管１１の幅方向の断面において一部を占めている。言い換えると、凸部１６ａは、導波管１１の内周面から間隔を隔てて設けられている。具体的には、凸部１６ａは、たとえば、円形の導波管１１の径方向の断面において一部を占めている。

凸部１６ａは、導波管１１の内径より小さい外径を有する円筒形状の部材であり、第１反射部１における反射面１ｍと対向する第１端面１６ａｆと、凸部１６ａの軸およびベース部１６ｂの軸が一致するようにベース部１６ｂの第１端面１６ｂｆと接続された第２端面１６ａｓとを有する。なお、凸部１６ａの形状は、長方形の断面を有する四角柱形状であってもよいし、多角形の断面を有する角柱形状であってもよい。

絶縁部１６は、導波管１１に接続される。より詳細には、絶縁部１６は、凸部１６ａおよびベース部１６ｂの順に導波管１１の第２端１１ｂから内部空間１１ｃへ挿入される。凸部１６ａおよびベース部１６ｂが導波管１１の内部空間１１ｃへ挿入されると、テーパー部１６ｃにおける第１端面１６ｃｆおよび導波管１１の第２端１１ｂが密着した状態で固定用樹脂ねじ１５によりベース部１６ｂが導波管１１に固定される。この場合、固定用樹脂ねじ１５は、ｘ軸またはｙ軸と平行な貫通穴１１ｈを挿通してベース部１６ｂにおけるねじ穴１６ｂｔと螺合するので、ｘ軸またはｙ軸と平行になる。したがって、固定用樹脂ねじ１５は、導波管１１の内部空間１１ｃを伝搬する電波の偏波方向を乱さない。

［第２反射部１８および電波制御部１７の固定］
図５は、図２に示す断面図の絶縁部付近を拡大した図である。

図５を参照して、第２反射部１８は、第１反射部１における反射面１ｍと対向する反射面１８ｍを有する。より詳細には、第２反射部１８は、第１反射部１における反射面１ｍより小さく、かつ反射面１ｍと正対する反射面１８ｍを反射面１ｍ側に有する。

具体的には、第２反射部１８は、テーパー部１６ｃにおける第２端面１６ｃｓの外径と略同じ外径を有する円板形状の部材であり、金属、具体的にはアルミニウムで形成される。第２反射部１８における端部の近傍には、たとえば、固定用金属ねじ２０を挿通するためのねじ穴１８ｔが第２反射部１８の周方向に９０度間隔で４つ設けられている。

また、第２反射部１８における中央部の近傍には、たとえば、固定用金属ねじ２１を挿通するための図示しない貫通穴が、第２反射部１８の周方向に９０度間隔で４つ設けられている。当該貫通穴は、第２反射部１８の周方向におけるねじ穴１８ｔの位置に対する当該周方向に４５度回転した位置に設けられている。なお、固定用金属ねじ２１は、第２反射部１８に対して導波管１１の反対側に設けられるので、内部空間１１ｃを伝搬する電波の偏波方向を乱さない。このため、第２反射部１８の周方向におけるねじ穴１８ｔの位置に対する当該貫通穴の当該周方向の角度は、４５度以外の角度でもよい。

第２反射部１８は、第１反射部１における反射面１ｍと対向する第１端面１８ｆと、第２端面１８ｓとを有する。すなわち、第２反射部１８における第１端面１８ｆは、反射面１８ｍに相当する。

電波制御部１７は、たとえば、絶縁部１６のテーパー部１６ｃにおける凹部１６ｄの開口径と略同じ直径の底面１７ａを有する円錐形状の部材であって、金属、具体的にはアルミニウムで形成される。

電波制御部１７は、たとえば第２反射部１８の反射面１８ｍ側に設けられている。より詳細には、電波制御部１７は、固定用金属ねじ２１を挿通するためのねじ穴が設けられている底面１７ａと第２反射部１８における第１端面１８ｆとが対向し、かつ電波制御部１７の軸と第２反射部１８の軸とが一致するように固定用金属ねじ２１により第２反射部１８に固定される。

第２反射部１８は、絶縁部１６に接続される。より詳細には、第２反射部１８は、テーパー部１６ｃにおける第２端面１６ｃｓおよび第２反射部１８における第１端面１８ｆが対向し、かつテーパー部１６ｃの軸および第２反射部１８の軸が一致するように固定用金属ねじ２０により絶縁部１６に固定される。

図６は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置における電波の伝搬を模式的に示した図である。

図６を参照して、第１反射部１における反射面１ｍの焦点距離Ｌｆすなわち頂点１ｖおよび焦点１ｆの距離は、たとえば、２２５．０ミリメートルである。また、頂点１ｖおよび第２反射部１８における反射面１８ｍの距離は、たとえば２０２．５ミリメートルである。

電波制御部１７における底面１７ａ以外の表面すなわち側面１７ｂは、第１反射部１における反射面１ｍまたは絶縁部１６から伝搬した電波を伝搬元への方向とは異なる方向へ反射する。

具体的には、電波制御部１７における側面１７ｂは、たとえば、絶縁部１６を経由して導波管１１から伝搬した電波を第１反射部１における反射面１ｍへ反射する。また、電波制御部１７における側面１７ｂは、たとえば、第１反射部１における反射面１ｍから伝搬した電波を絶縁部１６経由で導波管１１へ反射する。

より詳細には、たとえば、反射面１８ｍおよび側面１７ｂは平行でないので、反射面１８ｍが導波管１１の延伸方向Ｄｅと垂直な面である場合、側面１７ｂは、導波管１１の延伸方向Ｄｅと垂直にならない。

したがって、導波管１１から反射面１８ｍへの方向に伝搬する電波のうち、導波管１１の延伸方向Ｄｅとほぼ平行な方向に伝搬する電波Ｐｐ１，Ｐｐ２は、反射面１８ｍへの入射角が小さいために電波制御部１７が無い場合は導波管１１へ戻ってしまうが、反射面１８ｍの代わりに側面１７ｂと反射することにより、導波管１１へ戻ることなく第１反射部１における反射面１ｍへ伝搬される。

また、導波管１１の延伸方向Ｄｅと大きく異なる方向に伝搬する電波Ｐｎｐ１，Ｐｎｐ２は、反射面１８ｍへの入射角が大きいので、導波管１１へ戻ることなく第１反射部１における反射面１ｍへ伝搬される。

したがって、電波制御部１７を第２反射部１８の反射面１８ｍ側に設ける構成により、導波管１１から伝搬した電波を効率よく第１反射部１へ伝送し、かつ第１反射部１から伝搬した電波を効率よく導波管１１へ伝送することができる。すなわち、導波管１１および第１反射部１間における電波の伝送特性を向上させることができる。

なお、アンテナ装置１０１では、第２反射部１８における反射面１８ｍが頂点１ｖおよび焦点１ｆ間に位置する構成であるとしたが、これに限定するものではない。反射面１８ｍは、アンテナ装置１０１の伝送特性を最適化することが可能な位置に設ければよく、焦点１ｆに位置してもよいし、焦点１ｆに対して頂点１ｖの反対側に位置してもよい。

［課題］
たとえば、ＣＤバンド（Ｃバンド：６．４２５〜６．５７０ＧＨｚ，Ｄバンド：６．８７０〜７．１２５ＧＨｚ）より低い５．３ＧＨｚバンド（５．３ＧＨｚ帯）には、気象レーダに用いられるバンド（以下、レーダバンド１とも称する。）が位置する。より詳細には、非特許文献１（総務省、“我が国の電波の使用状況−電波利用ホームページ−”、［online］、［平成２６年７月２５日検索］、インターネット〈URL：www.tele.soumu.go.jp/resource/search/myuse/use/ika.pdf〉）に記載されているように、レーダバンド１の周波数帯は、５２５０ＭＨｚ〜５３７２．５ＭＨｚである。

ＦＰＵを用いて映像信号が伝送される場合、１次放射器２からは、たとえば数ワットの電力の電波が放射される。一方、気象レーダからは、たとえば平均電力およびピーク電力がそれぞれ数百ワットおよび数百キロワットのパルス電波が放射される。

たとえば、特許文献１および２に記載されている同軸型１次放射器がアンテナ装置の１次放射器として用いられる場合において、当該同軸型１次放射器および送受信回路１５１が同軸ケーブルＣＢＬで接続されているとき、同軸ケーブルＣＢＬの長さを短くするために同軸型１次放射器の近傍に送受信回路１５１が設けられることが多い。

上記のような場合、たとえば、同軸型１次放射器が用いられるアンテナにおいて受信されたレーダバンド１の電波すなわち妨害波がほとんど減衰することなく送受信回路１５１まで伝送されてしまい、送受信回路１５１における受信アンプが飽和してしまうことがある。

したがって、ＣＤバンドの電波を伝送対象とするＦＰＵでは、たとえばレーダバンド１の電波を減衰するためのハイパスフィルタを同軸型１次放射器および受信アンプの間に設ける必要がある。

しかしながら、同軸型１次放射器および受信アンプの間にハイパスフィルタを設けると、ハイパスフィルタにおける通過損失のため、送受信回路１５１におけるＣＤバンドの電波の受信電力が弱くなったり、同軸型１次放射器から放射されるＣＤバンドの電波の送信電力が弱くなったりしてしまう。このため、ハイパスフィルタによる通過損失を補うために、パラボラ形状の反射面の面積を大きくすることによりアンテナ装置の利得を向上させる等の対策を行う必要があった。

また、ＥＦバンド（Ｅバンド：１０．２５〜１０．４５ＧＨｚ，Ｆバンド：１０．５５〜１０．７ＧＨｚ）より低い９．７ＧＨｚバンド（９．７ＧＨｚ帯）には、気象レーダに用いられるバンド（以下、レーダバンド２とも称する。）が位置する。より詳細には、非特許文献２（総務省、“平成２１年度 電波の利用状況調査の評価結果（３．４ＧＨｚを超える周波数帯） §６−４−２ ９ＧＨｚ帯気象レーダー”、［online］、［平成２６年７月２５日検索］、インターネット〈URL：www.soumu.go.jp/main_content/000074214.pdf〉）に記載されているように、レーダバンド２の周波数帯は、９７００ＭＨｚ〜９８００ＭＨｚである。

したがって、ＥＦバンドの電波を伝送対象とするＦＰＵにおいてもレーダバンド２の電波が妨害波となり、ＣＤバンドを伝送対象とするＦＰＵにおける上述の問題と同様の問題が発生する。

そこで、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、以下のような構成により、このような課題を解決する。

［円形の導波管の大きさ］
図７は、本発明の実施の形態に係る円形の導波管の断面の一例を示す図である。

図７を参照して、導波管１１の内部空間１１ｃは、伝送対象の電波の周波数と異なる周波数を有する妨害波を減衰可能な大きさを有するように設計されている。

１．円形導波管においてＣＤバンドの電波が伝送対象である場合
具体的には、ＣＤバンドの電波を伝送対象の電波とするアンテナ装置１０１における導波管１１の内部空間１１ｃは、たとえば、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下の径φを有する円筒形状の空間である。言い換えると、導波管１１は、円形の導波管１１であって、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下の内径φを有する。

好ましくは、導波管１１の内部空間１１ｃは、２８．０ミリメートル以上かつ３２．０ミリメートル以下の径φを有する円筒形状の空間である。言い換えると、導波管１１は、円形の導波管１１であって、２８．０ミリメートル以上かつ３２．０ミリメートル以下の内径φを有する。

ここで、たとえば、汎用品のパイプはミリメートル単位の内径φを有するので、汎用品のパイプを、２８．０ミリメートル以上かつ３２．０ミリメートル以下の内径φを有する導波管１１として簡易に利用することができる。

また、内部空間１１ｃは、たとえば５０ミリメートル以上の長さを有する空間である。好ましくは、内部空間１１ｃは、たとえば１００ミリメートル以上の長さを有する空間である。

より詳細には、非特許文献３（倉石源三郎著、「例題・演習 マイクロ波回路」、東京電機大学出版局、昭和５８年３月３０日）の８８ページにおける式３・７６に示すように、導波管１１では、内部空間１１ｃの大きさに基づく遮断周波数ｆｃが定まる。遮断周波数ｆｃより低い周波数を有する電波は、導波管１１の延伸方向Ｄｅにおける長さに応じて減衰する。したがって、導波管１１は、ハイパスフィルタとして機能させることが可能である。

図８は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の円形の導波管における、内径および遮断周波数の関係を示す図である。横軸は、導波管１１のミリメートル単位の内径φを示し、縦軸は、メガヘルツ単位の遮断周波数ｆｃを示す。

図８を参照して、曲線ＣＣＣＤｆｃは、遮断周波数ｆｃの内径φに対する変化を示す。たとえば、２７．４ミリメートル以上の内径φを有する導波管１１では、遮断周波数ｆｃは、６４１２．５メガヘルツ以下となるので、Ｃバンドより低周波側に位置する。また、たとえば、３２．７ミリメートル以下の内径φを有する導波管１１では、遮断周波数ｆｃは、５３７３．２メガヘルツ以上となるので、レーダバンド１より高周波側に位置する。

すなわち、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下の内径φの範囲ＲＣＣＤ１では、遮断周波数ｆｃがＣバンドより低くかつレーダバンド１より高い。

図９は、本発明の実施の形態に係る複数種類の円形の導波管についての単位損失の周波数変化を示す図である。横軸は、メガヘルツ単位の周波数ｆｒを示し、縦軸は、デシベル毎メートル単位の単位長さあたりの損失ＬＰＭ（以下、単位損失ＬＰＭとも称する。）を示す。

図９を参照して、曲線ＣＣＣＤ１，ＣＣＣＤ２，ＣＣＣＤ３，ＣＣＣＤ４は、内径φがそれぞれ２７．４，２８．０，３２，０，３２．７ミリメートルの導波管１１についての単位損失ＬＰＭの周波数変化を示す。

曲線ＣＣＣＤ４は、レーダバンド１の上限において「−１６ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す一方、Ｃバンドにおいて「０ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す。また、曲線ＣＣＣＤ１は、レーダバンド１の上限において「−６３７ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す一方、Ｃバンドにおいて「０ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す。

これは、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下の内径φを有する円形の導波管１１では、Ｃバンドの電波が減衰せずに伝搬するとともに、レーダバンド１の電波が導波管１１の延伸方向Ｄｅにおける長さに応じて減衰することを意味する。

たとえば、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下の内径φを有する円形の導波管１１の長さが５０ミリメートルである場合、レーダバンド１の上限における電波の損失は、それぞれ−３２ｄＢ〜−０．８ｄＢである。

また、扱いやすい５０ミリメートルの長さを有する導波管１１を用いた場合において、レーダバンド１の電波の損失が「−１０ｄＢ」より小さいことが好ましく、また、扱いやすい１００ミリメートルの長さを有する導波管１１を用いた場合において、当該損失が「−２０ｄＢ」より小さいことがより好ましい。また、たとえば製造時における各部品のサイズの誤差および組み付け誤差、ならびに設計時における計算誤差等に基づく遮断周波数ｆｃのばらつきに対するＣＤバンドの下限からのマージンである周波数マージンを確保することが好ましい。

曲線ＣＣＣＤ３に示すように、３２．０ミリメートルの内径φを有する円形の導波管１１の長さが５０ミリメートルである場合、レーダバンド１の上限における電波の損失は、−１０．３ｄＢである。したがって、３２．０ミリメートル以下の内径φおよび５０ミリメートル以上の長さを有する円形の導波管１１を用いる場合、レーダバンド１の電波の損失を「−１０ｄＢ」より小さくすることができる。

また、曲線ＣＣＣＤ３に示すように、３２．０ミリメートルの内径φを有する円形の導波管１１の長さが１００ミリメートルである場合、レーダバンド１の上限における電波の損失は、−２０．６ｄＢである。したがって、３２．０ミリメートル以下の内径φおよび１００ミリメートル以上の長さを有する円形の導波管１１を用いる場合、レーダバンド１の電波の損失を「−２０ｄＢ」より小さくすることができる。

また、図８における曲線ＣＣＣＤｆｃに示すように、２８．０ミリメートルの内径φを有する円形の導波管１１を用いる場合、遮断周波数ｆｃとＣＤバンドの下限周波数との差が１５１メガヘルツである。したがって、２８．０ミリメートル以上の内径φを有する円形の導波管１１を用いる場合、１５１メガヘルツ以上の周波数マージンを確保することができる。

したがって、２８．０ミリメートル以上かつ３２．０ミリメートル以下の内径φすなわち図８に示す範囲ＲＣＣＤ２に含まれる内径φ、および５０ミリメートル以上または１００ミリメートル以上の長さを有する円形の導波管１１では、レーダバンド１の電波の損失をそれぞれ「−１０ｄＢ」または「−２０ｄＢ」より小さくし、かつ１５１メガヘルツ以上の周波数マージンを確保することができる。

２．円形導波管においてＥＦバンドの電波が伝送対象である場合
ＥＦバンドの電波を伝送対象の電波とするアンテナ装置１０１における導波管１１の内部空間１１ｃは、たとえば、１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の径φを有する円筒形状の空間である。言い換えると、導波管１１は、円形の導波管１１であって、１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の内径φを有する。

また、内部空間１１ｃは、たとえば５０ミリメートル以上の長さを有する空間である。好ましくは、内部空間１１ｃは、たとえば１００ミリメートル以上の長さを有する空間である。

図１０は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の円形の導波管における、内径および遮断周波数の関係を示す図である。横軸は、導波管１１のミリメートル単位の内径φを示し、縦軸は、メガヘルツ単位の遮断周波数ｆｃを示す。

図１０を参照して、曲線ＣＣＥＦｆｃは、遮断周波数ｆｃの内径φに対する変化を示す。たとえば、１７．２ミリメートル以上の内径φを有する導波管１１では、遮断周波数ｆｃは、１０２１５メガヘルツ以下となるので、Ｅバンドより低周波側に位置する。また、たとえば、１７．９ミリメートル以下の内径φを有する導波管１１では、遮断周波数ｆｃは、９８１６メガヘルツ以上となるので、レーダバンド２より高周波側に位置する。

すなわち、１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の内径φの範囲ＲＣＥＦ１では、遮断周波数ｆｃがＥバンドより低くかつレーダバンド２より高い。

図１１は、本発明の実施の形態に係る複数種類の円形の導波管についての単位損失の周波数変化を示す図である。横軸は、メガヘルツ単位の周波数ｆｒを示し、縦軸は、単位損失ＬＰＭを示す。

図１１を参照して、曲線ＣＣＥＦ１，ＣＣＥＦ４は、内径φがそれぞれ１７．２，１７．９ミリメートルの導波管１１についての単位損失ＬＰＭの周波数変化を示す。

曲線ＣＣＥＦ４は、レーダバンド２の上限において「−１０２ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す一方、Ｅバンドにおいて「０ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す。また、曲線ＣＣＥＦ１は、レーダバンド２の上限において「−５２５ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す一方、Ｅバンドにおいて「０ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す。

これは、１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の内径φを有する円形の導波管１１では、Ｅバンドの電波が減衰せずに伝搬するとともに、レーダバンド２の電波が導波管１１の延伸方向Ｄｅにおける長さに応じて減衰することを意味する。

たとえば、１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の内径φを有する円形の導波管１１の長さが５０ミリメートルである場合、レーダバンド２の上限における電波の損失は、それぞれ−２６ｄＢ〜−５ｄＢである。

したがって、１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の内径φ、すなわち図１０に示す範囲ＲＣＥＦ１に含まれる内径φ、および５０ミリメートルの長さを有する円形の導波管１１では、レーダバンド２の電波の損失を「−５ｄＢ」より小さくし、かつ伝送対象の電波を減衰することなく伝送することができる。

また、曲線ＣＣＥＦ３に示すように、１７．８ミリメートルの内径φを有する円形の導波管１１の長さが５０ミリメートルである場合、レーダバンド２の上限における電波の損失は、−１０．８ｄＢである。したがって、１７．８ミリメートル以下の内径φおよび５０ミリメートル以上の長さを有する円形の導波管１１を用いる場合、レーダバンド２の電波の損失を「−１０ｄＢ」より小さくすることができる。

また、曲線ＣＣＥＦ３に示すように、１７．８ミリメートルの内径φを有する円形の導波管１１の長さが１００ミリメートルである場合、レーダバンド２の上限における電波の損失は、−２１．５ｄＢである。したがって、１７．８ミリメートル以下の内径φおよび１００ミリメートル以上の長さを有する円形の導波管１１を用いる場合、レーダバンド２の電波の損失を「−２０ｄＢ」より小さくすることができる。

［方形の導波管の大きさ］
図１２は、本発明の実施の形態に係る方形の導波管の断面の一例を示す図である。

３．方形導波管においてＣＤバンドの電波が伝送対象である場合
図１２を参照して、以下、円形の導波管１１の変形例である、方形たとえば長方形の断面を有する導波管４１の大きさについて説明する。たとえば、ＣＤバンドの電波を伝送対象の電波とするアンテナ装置１０１における導波管４１の内部空間４１ｃは、２３．４ミリメートル以上かつ２７．９ミリメートル以下の幅ａを有する四角柱形状の空間である。言い換えると、導波管４１は、方形の導波管４１であって、２３．４ミリメートル以上かつ２７．９ミリメートル以下の内部における幅ａ（以下、内部幅ａとも称する。）を有する。

ここで、導波管４１において伝送対象の電波の電界方向Ｅｖと直交する方向の幅が、内部空間４１ｃの幅すなわち内部幅ａに相当する。たとえば、単偏波で電波を伝送する場合、伝送対象の電波の電界方向Ｅｖの内部幅ｂを任意の幅に設定してもよいが、内部幅ｂは、一般に内部幅ａより短く設定される。また、たとえば、複偏波で電波を伝送する場合、内部幅ｂは、一般に内部幅ａと同じ長さに設定される。

好ましくは、導波管４１の内部空間４１ｃは、２４．０ミリメートル以上かつ２７．３ミリメートル以下の幅ａを有する四角柱形状の空間である。言い換えると、導波管４１は、方形の導波管４１であって、２４．０ミリメートル以上かつ２７．３ミリメートル以下の内部幅ａを有する。

また、内部空間４１ｃは、たとえば５０ミリメートル以上の長さを有する空間である。好ましくは、内部空間４１ｃは、たとえば１００ミリメートル以上の長さを有する空間である。

より詳細には、円形の導波管１１と同様に、非特許文献３の７４ページにおける式３・４０に示すように、導波管４１では、内部空間４１ｃの大きさに基づく遮断周波数ｆｃが定まる。遮断周波数ｆｃより低い周波数を有する電波は、導波管４１の延伸方向Ｄｅにおける長さに応じて減衰する。したがって、導波管４１は、ハイパスフィルタとして機能させることが可能である。

図１３は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の方形の導波管における、内部幅および遮断周波数の関係を示す図である。横軸は、導波管４１のミリメートル単位の内部幅ａを示し、縦軸は、メガヘルツ単位の遮断周波数ｆｃを示す。

図１３を参照して、曲線ＣＳＣＤｆｃは、遮断周波数ｆｃの内部幅ａに対する変化を示す。たとえば、２３．４ミリメートル以上の内部幅ａを有する導波管４１では、遮断周波数ｆｃは、６４０６．０メガヘルツ以下となるので、Ｃバンドより低周波側に位置する。また、たとえば、２７．９ミリメートル以下の内部幅ａを有する導波管４１では、遮断周波数ｆｃは、５３７２．８メガヘルツ以上となるので、レーダバンド１より高周波側に位置する。

すなわち、２３．４ミリメートル以上かつ２７．９ミリメートル以下の内部幅ａの範囲ＲＳＣＤ１では、遮断周波数ｆｃがＣバンドより低くかつレーダバンド１より高い。

図１４は、本発明の実施の形態に係る複数種類の方形の導波管についての単位損失の周波数変化を示す図である。横軸は、メガヘルツ単位の周波数ｆｒを示し、縦軸は、単位損失ＬＰＭを示す。

図１４を参照して、曲線ＣＳＣＤ１，ＣＳＣＤ２，ＣＳＣＤ３，ＣＳＣＤ４は、内部幅ａがそれぞれ２３．４，２４．０，２７，３，２７．９ミリメートルの導波管４１についての単位損失ＬＰＭの周波数変化を示す。

曲線ＣＳＣＤ４は、レーダバンド１の上限において「−１０ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す一方、Ｃバンドにおいて「０ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す。また、曲線ＣＳＣＤ１は、レーダバンド１の上限において「−６３５ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す一方、Ｃバンドにおいて「０ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す。

これは、２３．４ミリメートル以上かつ２７．９ミリメートル以下の内部幅ａを有する方形の導波管４１では、Ｃバンドの電波が減衰せずに伝搬するとともに、レーダバンド１の電波が導波管４１の延伸方向Ｄｅにおける長さに応じて減衰することを意味する。

たとえば、２３．４ミリメートル以上かつ２７．９ミリメートル以下の内部幅ａを有する方形の導波管４１の長さが５０ミリメートルである場合、レーダバンド１の上限における電波の損失は、それぞれ−３２ｄＢ〜−０．５ｄＢである。

また、上述したように、５０ミリメートルの長さを有する導波管４１を用いた場合において、レーダバンド１の電波の損失が「−１０ｄＢ」より小さいことが好ましく、また、１００ミリメートルの長さを有する導波管４１を用いた場合において、当該損失が「−２０ｄＢ」より小さいことがより好ましい。また、周波数マージンを確保することが好ましい。

曲線ＣＳＣＤ３に示すように、２７．３ミリメートルの内部幅ａを有する方形の導波管４１の長さが５０ミリメートルである場合、レーダバンド１の上限における電波の損失は、−１０．３ｄＢである。したがって、２７．３ミリメートル以下の内部幅ａおよび５０ミリメートル以上の長さを有する方形の導波管４１を用いる場合、レーダバンド１の電波の損失を「−１０ｄＢ」より小さくすることができる。

また、曲線ＣＳＣＤ３に示すように、２７．３ミリメートルの内部幅ａを有する方形の導波管４１の長さが１００ミリメートルである場合、レーダバンド１の上限における電波の損失は、−２０．６ｄＢである。したがって、２７．３ミリメートル以下の内部幅ａおよび１００ミリメートル以上の長さを有する方形の導波管４１を用いる場合、レーダバンド１の電波の損失を「−２０ｄＢ」より小さくすることができる。

また、図１３における曲線ＣＳＣＤｆｃに示すように、２４．０ミリメートルの内部幅ａを有する方形の導波管４１を用いる場合、遮断周波数ｆｃとＣＤバンドの下限周波数との差が１８０メガヘルツである。したがって、２４．０ミリメートル以上の内部幅ａを有する方形の導波管４１を用いる場合、１８０メガヘルツ以上の周波数マージンを確保することができる。

したがって、２４．０ミリメートル以上かつ２７．３ミリメートル以下の内部幅ａすなわち図１３に示す範囲ＲＳＣＤ２に含まれる内部幅ａ、および５０ミリメートル以上または１００ミリメートル以上の長さを有する方形の導波管４１では、レーダバンド１の電波の損失をそれぞれ「−１０ｄＢ」または「−２０ｄＢ」より小さくし、かつ１８０メガヘルツ以上の周波数マージンを確保することができる。

４．方形導波管においてＥＦバンドの電波が伝送対象である場合
ＥＦバンドの電波を伝送対象の電波とするアンテナ装置１０１における導波管４１の内部空間４１ｃは、たとえば、１４．７ミリメートル以上かつ１５．２ミリメートル以下の幅ａを有する四角柱形状の空間である。言い換えると、導波管４１は、たとえば、方形の導波管４１であって、１４．７ミリメートル以上かつ１５．２ミリメートル以下の内部幅ａを有する。

また、内部空間４１ｃは、たとえば５０ミリメートル以上の長さを有する空間である。好ましくは、内部空間４１ｃは、たとえば１００ミリメートル以上の長さを有する空間である。

図１５は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置の方形の導波管における、内部幅および遮断周波数の関係を示す図である。横軸は、導波管４１のミリメートル単位の内部幅ａを示し、縦軸は、メガヘルツ単位の遮断周波数ｆｃを示す。

図１５を参照して、曲線ＣＳＥＦｆｃは、遮断周波数ｆｃの内部幅ａに対する変化を示す。たとえば、１４．７ミリメートル以上の内部幅ａを有する導波管４１では、遮断周波数ｆｃは、１０１９７メガヘルツ以下となるので、Ｅバンドより低周波側に位置する。また、たとえば、１５．２ミリメートル以下の内部幅ａを有する導波管４１では、遮断周波数ｆｃは、９８６２メガヘルツ以上となるので、レーダバンド２より高周波側に位置する。

すなわち、１４．７ミリメートル以上かつ１５．２ミリメートル以下の内部幅ａの範囲ＲＳＥＦ１では、遮断周波数ｆｃがＥバンドより低くかつレーダバンド２より高い。

図１６は、本発明の実施の形態に係る複数種類の方形の導波管についての単位損失の周波数変化を示す図である。横軸は、メガヘルツ単位の周波数ｆｒを示し、縦軸は、単位損失ＬＰＭを示す。

図１６を参照して、曲線ＣＳＥＦ１，ＣＳＥＦ４は、内部幅ａがそれぞれ１４．７，１５．２ミリメートルの導波管４１についての単位損失ＬＰＭの周波数変化を示す。

曲線ＣＳＥＦ４は、レーダバンド２の上限において「−２０１ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す一方、Ｅバンドにおいて「０ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す。また、曲線ＣＳＥＦ１は、レーダバンド２の上限において「−５１３ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す一方、Ｅバンドにおいて「０ｄＢ／ｍ」の単位損失ＬＰＭを示す。

これは、１４．７ミリメートル以上かつ１５．２ミリメートル以下の内部幅ａを有する方形の導波管４１では、Ｅバンドの電波が減衰せずに伝搬するとともに、レーダバンド２の電波が導波管４１の延伸方向Ｄｅにおける長さに応じて減衰することを意味する。

たとえば、１４．７ミリメートル以上かつ１５．２ミリメートル以下の内部幅ａを有する方形の導波管４１の長さが５０ミリメートルである場合、レーダバンド２の上限における電波の損失は、それぞれ−２６ｄＢ〜−１０ｄＢである。

したがって、１４．７ミリメートル以上かつ１５．２ミリメートル以下の内部幅ａ、すなわち図１５に示す範囲ＲＳＥＦ１に含まれる内部幅ａ、および５０ミリメートルの長さを有する方形の導波管４１では、レーダバンド２の電波の損失を「−１０ｄＢ」より小さくし、かつ伝送対象の電波を減衰することなく伝送することができる。

また、曲線ＣＳＥＦ４に示すように、１５．２ミリメートルの内部幅ａを有する方形の導波管４１の長さが５０ミリメートルである場合、レーダバンド２の上限における電波の損失は、−１０．０５ｄＢである。したがって、１５．２ミリメートル以下の内部幅ａおよび５０ミリメートル以上の長さを有する方形の導波管４１を用いる場合、レーダバンド２の電波の損失を「−１０ｄＢ」より小さくすることができる。

また、曲線ＣＳＥＦ４に示すように、１５．２ミリメートルの内部幅ａを有する方形の導波管４１の長さが１００ミリメートルである場合、レーダバンド２の上限における電波の損失は、−２０．０７ｄＢである。したがって、１５．２ミリメートル以下の内部幅ａおよび１００ミリメートル以上の長さを有する方形の導波管４１を用いる場合、レーダバンド２の電波の損失を「−２０ｄＢ」より小さくすることができる。

［多角形の導波管の大きさ］
図１７は、本発明の実施の形態に係る多角形の導波管の断面の一例を示す図である。

円形の導波管１１の変形例である、多角形の導波管の内部空間は、たとえば、多角形の断面形状を有する空間である。そして、多角形の内接円の径および多角形の外接円の径の平均値は、ＣＤバンドの電波が伝送対象である場合、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下の値であり、また、ＥＦバンドの電波が伝送対象である場合、１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の値である。

また、多角形の導波管の内部空間は、たとえば５０ミリメートル以上の長さを有する空間である。好ましくは、多角形の導波管の内部空間は、たとえば１００ミリメートル以上の長さを有する空間である。

５．六角形導波管においてＣＤバンドの電波が伝送対象である場合
図１７を参照して、具体的には、たとえば、ＣＤバンドの電波を伝送対象の電波とするアンテナ装置１０１における導波管５１の内部空間５１ｃは、六角形の断面形状５１ｈを有し、かつ５０ミリメートル以上の長さ、好ましくは１００ミリメートル以上の長さを有する空間である。

導波管５１のフィルタ機能については、断面形状５１ｈの内接円ＩＣの径２ｒおよび断面形状５１ｈの外接円ＣＣの径２Ｒの平均値である（ｒ＋Ｒ）の径を有する円形の導波管１１と同程度のフィルタ機能を有すると考えられる。したがって、（ｒ＋Ｒ）は、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下の値が好ましい。また、（ｒ＋Ｒ）は、２８．０ミリメートル以上かつ３２．０ミリメートル以下の値がより好ましい。

６．六角形導波管においてＥＦバンドの電波が伝送対象である場合
また、たとえば、ＥＦバンドの電波を伝送対象の電波とするアンテナ装置１０１における導波管５１の内部空間５１ｃは、六角形の断面形状５１ｈを有し、かつ５０ミリメートル以上の長さ、好ましくは１００ミリメートル以上の長さを有する空間である。

また、断面形状５１ｈの内接円ＩＣの径２ｒおよび断面形状５１ｈの外接円ＣＣの径２Ｒの平均値である（ｒ＋Ｒ）は、１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の値が好ましい。

なお、円形の導波管１１の変形例である、多角形の断面形状を有する導波管の大きさについて六角形の断面形状５１ｈを有する導波管５１を一例として説明を行ったが、多角形の断面形状を有する導波管は、六角形の断面形状５１ｈを有する導波管５１に限らず、五角形または七角形以上の多角形の断面形状を有する導波管であってもよい。

［円形の導波管および方形の導波管の組み合わせ］
図１８は、本発明の実施の形態に係る導波管の変形例の一例を示す図である。

円形の導波管１１の変形例である、円形の導波管および方形の導波管を組み合わせた導波管である複合導波管の内部空間は、たとえば、円筒形状の空間と、四角柱形状の空間とを含み、これらの２つの空間が導波管の延伸方向に沿って連通した空間である。

７．複合導波管においてＣＤバンドの電波が伝送対象である場合
図１８を参照して、具体的には、たとえば、ＣＤバンドの電波を伝送対象の電波とするアンテナ装置１０１における複合導波管６１の内部空間６１ｃは、円形の導波管６２における２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下の径を有する円筒形状の空間６２ｄと、方形の導波管６３における２３．４ミリメートル以上かつ２７．９ミリメートル以下の幅を有する四角柱形状の空間６３ｄとを含む。

好ましくは、複合導波管６１の内部空間６１ｃは、円形の導波管６２における２８．０ミリメートル以上かつ３２．０ミリメートル以下の径を有する円筒形状の空間６２ｄと、方形の導波管６３における２４．０ミリメートル以上かつ２７．３ミリメートル以下の幅を有する四角柱形状の空間６３ｄとを含む。

空間６２ｄの長さおよび空間６３ｄの長さの和は、たとえばレーダバンド１の上限における電波の損失が「−１０ｄＢ」以下となる長さである。

具体的には、空間６２ｄの長さおよび空間６３ｄの長さの和は、たとえば５０ミリメートル以上である。好ましくは、空間６２ｄの長さおよび空間６３ｄの長さの和は、たとえば１００ミリメートル以上である。

８．複合導波管においてＥＦバンドの電波が伝送対象である場合
たとえば、ＥＦバンドの電波を伝送対象の電波とするアンテナ装置１０１における複合導波管６１の内部空間６１ｃは、円形の導波管６２における１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の径を有する円筒形状の空間６２ｄと、方形の導波管６３における１４．７ミリメートル以上かつ１５．２ミリメートル以下の幅を有する四角柱形状の空間６３ｄとを含む。

空間６２ｄの長さおよび空間６３ｄの長さの和は、たとえばレーダバンド２の上限における電波の損失が「−１０ｄＢ」以下となる長さである。

具体的には、空間６２ｄの長さおよび空間６３ｄの長さの和は、たとえば５０ミリメートル以上である。好ましくは、空間６２ｄの長さおよび空間６３ｄの長さの和は、たとえば１００ミリメートル以上である。

なお、複合導波管６１において、円形の導波管６２と方形の導波管６３との間に空間６２ｄおよび空間６３ｄを連続かつ滑らかにつなぐための角丸変換部が設けられる構成であってもよい。

［導波管フィルタ］
図１９は、本発明の実施の形態に係る導波管の内部空間において設けられる導波管フィルタの一例を示す図である。

図１９を参照して、導波管１１の内部空間１１ｃには、たとえば、穴ｈ１，ｈ２をそれぞれ有する２つの板状部材Ｐｗ１，Ｐｗ２が伝送対象の電波の波長に基づく間隔Ｌｉで設けられている。

具体的には、導波管１１の内部空間１１ｃには、たとえば、板状部材Ｐｗ１，Ｐｗ２が伝送対象の電波の管内波長λｇを２で除した値に相当する間隔Ｌｉで設けられている。ここで、管内波長λｇの値は、非特許文献３の７４ページにおける式３・４２に基づいて求められる。

より詳細には、たとえば、板状部材Ｐｗ１，Ｐｗ２が間隔Ｌｉで内部空間１１ｃに設けられることにより、内部空間１１ｃにおいて共振が発生する。このため、導波管１１はバンドパスフィルタとして機能する。ここで、たとえば、バンドパスフィルタの中心周波数をｆｂｐとすると、間隔Ｌｉは、中心周波数ｆｂｐに対応する管内波長λｇの値を２で除した長さに設定される。

たとえば、ＣＤバンドの電波が伝送対象である場合において、３１．０ミリメートルの内径φを有する円形の導波管１１の内部空間１１ｃをＴＥ１１モードで電波が伝搬するとき、ＣＤバンドの中心周波数ｆｂｐである６．７７５ＧＨｚに対応する管内波長λｇの値は８０．８ミリメートルである。そして、間隔Ｌｉは、８０．８ミリメートルを２で除した４０．４ミリメートルに設定される。

このような構成により、導波管１１が６．７７５ＧＨｚを中心周波数ｆｂｐとするバンドパスフィルタとして機能するので、ＣＤバンドに対する低周波の電波および高周波の電波を減衰しながらＣＤバンドの電波を良好に伝送することができる。すなわち、ＣＤバンドの電波が伝送対象である場合において、ＣＤバンドより高周波のレーダバンド２の電波も減衰することができる。

また、たとえば、ＥＦバンドの電波が伝送対象である場合において、３１．０ミリメートルの内径φを有する円形の導波管１１の内部空間１１ｃをＴＥ１１モードで電波が伝搬するとき、ＥＦバンドの中心周波数ｆｂｐである１０．４７５ＧＨｚに対応する管内波長λｇの値は３４．０ミリメートルである。そして、間隔Ｌｉは、３４．０ミリメートルを２で除した１７．０ミリメートルに設定される。

このような構成により、導波管１１が１０．４７５ＧＨｚを中心周波数ｆｂｐとするバンドパスフィルタとして機能するので、ＥＦバンドに対する低周波の電波および高周波の電波を減衰しながらＥＦバンドの電波を良好に伝送することができる。すなわち、ＥＦバンドの電波が伝送対象である場合において、ＥＦバンドより高周波の妨害波も減衰することができる。

なお、円筒形状の内部空間１１ｃにおいて板状部材Ｐｗ１，Ｐｗ２が伝送対象の電波の波長に基づく間隔Ｌｉで設けられている構成に限らず、前述の四角柱形状の内部空間４１ｃおよび多角形の断面形状を有する内部空間等において、穴を有する複数の板状部材が伝送対象の電波の波長に基づく間隔で設けられている構成でも、導波管フィルタとして機能させることが可能である。

［球面タイプの絶縁部］
次に、１次放射器の変形例について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図２０は、本発明の実施の形態に係る絶縁部、電波制御部および第２反射部の変形例を含む１次放射器の絶縁部付近の断面図である。

図２０を参照して、絶縁部１６の変形例である絶縁部３６は、図３および図４に示す絶縁部１６と比べて、凸部１６ａおよびベース部１６ｂの代わりに凹部３６ａが形成されたベース部３６ｂ、ならびにテーパー部１６ｃの代わりに球面部３６ｃを含む。絶縁部３６における凹部１６ｄは、図４に示す絶縁部１６における凹部１６ｄと同様である。

電波制御部１７の変形例である電波制御部３７は、図５に示す電波制御部１７と比べて、サイズ以外の構成は、電波制御部１７の構成と同様である。

第２反射部１８の変形例である第２反射部３８は、図５に示す第２反射部１８と比べて、サイズ以外の構成は、第２反射部１８の構成と同様である。

絶縁部３６は、図３に示す絶縁部１６と同様に、たとえばＰＴＦＥで形成されている。絶縁部３６における凹部３６ａ、ベース部３６ｂ、球面部３６ｃおよび凹部１６ｄは、たとえば一体に形成されている。

ベース部３６ｂは、たとえば、導波管１１の内径と略同じ外径を有する円筒形状の部材であり、第１端面３６ｂｆと、第２端面３６ｂｓとを有する。また、ベース部３６ｂには、固定用樹脂ねじ１５を挿通するためのねじ穴１６ｂｔがベース部３６ｂの周方向に９０度間隔で４つ設けられている。

球面部３６ｃは、平行な２つの平面で半径Ｒｓ１の球Ｓ１の一部を切り取った形状を有し、電波を収束するレンズ効果を有する。より詳細には、球面部３６ｃは、導波管１１の外径より大きい直径を有し、かつ球面部３６ｃの軸およびベース部３６ｂの軸が一致するようにベース部３６ｂの第２端面３６ｂｓと接続された第１端面３６ｃｆと、第１端面３６ｃｆの直径より大きくかつ第２反射部３８の外径より小さい直径を有する第２端面３６ｃｓとを有する。

第１端面３６ｃｆおよび第２端面３６ｃｓ間の距離ｄ１は、たとえば球Ｓ１の半径Ｒｓ１より小さい。また、球面部３６ｃは、たとえば球Ｓ１の中心ＣＳ１を含まない。

球面部３６ｃには、固定用金属ねじ２０を挿通するための貫通穴１６ｃｈが、球面部３６ｃの周方向に９０度間隔で４つ設けられている。貫通穴１６ｃｈおよびねじ穴１６ｂｔは、ベース部３６ｂおよび球面部３６ｃの周方向において互いに対応する位置に設けられている。

球面部３６ｃにおける第２端面３６ｃｓには、電波制御部３７を収納可能なサイズの凹部１６ｄが設けられている。

凹部３６ａは、たとえば、ベース部３６ｂの第１端面３６ｂｆの略中央に設けられている円筒形状の穴である。より詳細には、凹部３６ａは、ベース部３６ｂの外径すなわち導波管１１の内径より小さい外径を有する円筒形状の穴であり、当該穴の軸およびベース部３６ｂの軸が一致するようにベース部３６ｂの第１端面３６ｂｆから第２端面３６ｂｓへ向かう方向へ設けられている。

絶縁部３６は、導波管１１に接続される。より詳細には、絶縁部３６は、導波管１１の第２端１１ｂからベース部３６ｂが導波管１１の内部空間１１ｃへ挿入される。ベース部３６ｂが導波管１１の内部空間１１ｃへ挿入されると、球面部３６ｃにおける第１端面３６ｃｆおよび導波管１１の第２端１１ｂが密着した状態で固定用樹脂ねじ１５によりベース部３６ｂが導波管１１に固定される。この場合、固定用樹脂ねじ１５は、ｘ軸またはｙ軸と平行な貫通穴１１ｈを挿通してベース部３６ｂにおけるねじ穴１６ｂｔと螺合するので、ｘ軸またはｙ軸と平行になる。したがって、固定用樹脂ねじ１５は、導波管１１の内部空間１１ｃを伝搬する電波の偏波方向を乱さない。

第２反射部３８は、第１反射部１における反射面１ｍと対向する反射面３８ｍを有する。より詳細には、第２反射部３８は、第１反射部１における反射面１ｍより小さい反射面３８ｍを反射面１ｍ側に有する。

第２反射部１８は、第１反射部１における反射面１ｍと対向する第１端面３８ｆと、第２端面３８ｓとを有する。すなわち、第２反射部３８における第１端面３８ｆは、反射面３８ｍに相当する。

電波制御部３７は、固定用金属ねじ２１を挿通するためのねじ穴が設けられている底面３７ａと第２反射部３８における第１端面３８ｆとが対向し、かつ電波制御部３７の軸と第２反射部３８の軸とが一致するように固定用金属ねじ２１により第２反射部３８に固定される。

第２反射部３８は、球面部３６ｃにおける第２端面３６ｃｓおよび第２反射部３８における第１端面３８ｆが対向し、かつ第２反射部３８の軸および球面部３６ｃの軸が一致するように固定用金属ねじ２０により絶縁部３６に固定される。

なお、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、導波管１１の一部が第１反射部１と第２反射部１８との間に位置する構成であるとしたが、これに限定するものではない。アンテナ装置１０１では、導波管１１の全部が第１反射部１と第２反射部１８との間に位置する構成であってもよい。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置における１次放射器は、第１反射部１と第２反射部１８との間に位置する同軸ケーブルまたは同軸線路を含む構成であってもよい。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置は、電波の送受信が可能な構成であるとしたが、これに限定するものではない。アンテナ装置１０１は、電波の送信および受信のいずれか一方を行うことが可能な構成であればよい。アンテナ装置１０１においてたとえば送信動作だけが行われる場合、アンテナ装置１０１は、電波の放射方向が変更可能であり、かつ導波管１１は、反射面１８ｍへ出力する電波を伝送する。また、アンテナ装置１０１においてたとえば受信動作だけが行われる場合、アンテナ装置１０１は、電波の入射方向が変更可能であり、かつ導波管１１は、反射面１８ｍから受ける電波を伝送する。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置における１次放射器では、第２反射部１８が接続された絶縁部１６が先端部として導波管１１に接続される構成であるとしたが、これに限定するものではない。アンテナ装置では、たとえば、第２反射部１８が接続された絶縁部１６の代わりに、双曲面反射器が１次放射器の先端部として導波管１１に接続されるカセグレンアンテナの構成であってもよい。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置における１次放射器では、電波制御部１７，３７は円錐形状を有する構成であるとしたが、これに限定するものではない。電波制御部１７，３７は多角錐形状を有する構成であってもよい。この場合、多角錐形状として四角錐および八角錐等の垂直偏波方向および水平偏波方向の両方向に対して対称な多角錐形状が好ましい。たとえば、電波制御部１７が四角錐形状または八角錐形状等を有する構成である場合、垂直偏波のビーム幅および水平偏波のビーム幅をそれぞれ独立に調整することが可能となる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置における１次放射器では、たとえば、絶縁部１６におけるテーパー部１６ｃの第２端面１６ｃｓに銅層を無電解めっきにより形成し、形成した銅層を第２反射部１８とする構成であってもよい。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置における１次放射器では、導波管１１および絶縁部１６、ならびに絶縁部１６および第２反射部１８をそれぞれ固定用樹脂ねじ１５および固定用金属ねじ２０を用いて固定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。１次放射器２では、固定用樹脂ねじ１５および固定用金属ねじ２０の代わりに、たとえば樹脂製のピンおよび金属製のピンをそれぞれ用いる構成であってもよい。

ところで、特許文献１および２に記載の同軸型１次放射器では、たとえば１次放射器の先端まで同軸線路により電波が伝送されている。一般に、同軸線路は、伝送可能な電波の帯域が広くなるように設計されているので、伝送対象の電波の周波数と異なる周波数を有する妨害波も伝送してしまう場合がある。

これに対して、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置は、電波の放射方向または入射方向を変更可能である。アンテナ装置１０１は、曲面形状の反射面１ｍを有する第１反射部１と、反射面１ｍと対向する反射面１８ｍを有する第２反射部１８と、一部または全部が第１反射部１と第２反射部１８との間に位置し、反射面１８ｍから受ける電波および反射面１８ｍへ出力する電波の少なくともいずれか一方を伝送する導波管１１とを備える。導波管１１の内部空間１１ｃは、伝送対象の電波の周波数と異なる周波数を有する妨害波を減衰可能な大きさを有する。

このような構成により、導波管１１の内部空間１１ｃにおいて、伝送対象の電波が伝送されるとともに、導波管１１の内部空間１１ｃの大きさに応じた遮断周波数ｆｃ以下の周波数の電波を減衰させることができるので、たとえばアンテナ装置１０１に接続される送受信回路１５１において、またはアンテナ装置１０１および送受信回路１５１間においてフィルタを設けることなく、伝送対象の電波を良好に伝送することができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間１１ｃは、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下の径φを有する円筒形状の空間である。

このような構成により、導波管１１の遮断周波数ｆｃを、たとえば、妨害波である気象レーダに用いられる電波の周波数である５．３ＧＨｚバンドの上限より大きくかつ伝送対象のＣＤバンドの下限である６．４２５ＧＨｚより小さくすることができるので、導波管１１の内部空間１１ｃにおいて、５．３ＧＨｚバンドの電波を減衰しながらＣＤバンドの電波を良好に伝送することができる。また、円筒形状と相性のよい絶縁部１６のような部品と内部空間１１ｃとを容易に接続することができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間１１ｃは、２８．０ミリメートル以上かつ３２．０ミリメートル以下の径φを有する円筒形状の空間である。

このような構成により、たとえば、製造時における各部品のサイズの誤差および組み付け誤差、ならびに設計時における計算誤差等に基づく遮断周波数ｆｃのばらつきに対する、ＣＤバンドの下限からのマージンおよび妨害波である５．３ＧＨｚバンドの上限からのマージンを確保することができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間１１ｃは、１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の径φを有する円筒形状の空間である。

このような構成により、導波管１１の遮断周波数ｆｃを、たとえば、妨害波である気象レーダに用いられる電波の周波数である９．７ＧＨｚバンドの上限より大きくかつ伝送対象のＥＦバンドの下限である１０．２５ＧＨｚより小さくすることができるので、導波管１１の内部空間１１ｃにおいて、９．７ＧＨｚバンドの電波を減衰しながらＥＦバンドの電波を良好に伝送することができる。また、円筒形状と相性のよい絶縁部１６のような部品と内部空間１１ｃとを容易に接続することができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間５１ｃは、六角形の断面形状５１ｈを有する空間である。六角形の内接円ＩＣの径２ｒおよび六角形の外接円ＣＣの径２Ｒの平均値は、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下、または１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の値である。

このような構成により、導波管５１の遮断周波数ｆｃを、たとえば、妨害波の周波数である５．３ＧＨｚバンドの上限より大きくかつ伝送対象のＣＤバンドの下限である６．４２５ＧＨｚより小さくするか、または妨害波の周波数である９．７ＧＨｚバンドの上限より大きくかつ伝送対象のＥＦバンドの下限である１０．２５ＧＨｚより小さくすることができる。これにより、導波管５１の内部空間５１ｃにおいて、５．３ＧＨｚバンドの電波を減衰しながらＣＤバンドの電波を良好に伝送するか、または９．７ＧＨｚバンドの電波を減衰しながらＥＦバンドの電波を良好に伝送することができる。また、六角形の断面形状５１ｈと相性のよい部品と内部空間５１ｃとを容易に接続することができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間４１ｃは、２３．４ミリメートル以上かつ２７．９ミリメートル以下の幅ａを有する四角柱形状の空間である。

このような構成により、導波管４１の遮断周波数ｆｃを、たとえば、妨害波である気象レーダに用いられる電波の周波数である５．３ＧＨｚバンドの上限より大きくかつ伝送対象のＣＤバンドの下限である６．４２５ＧＨｚより小さくすることができるので、導波管４１の内部空間４１ｃにおいて、５．３ＧＨｚバンドの電波を減衰しながらＣＤバンドの電波を良好に伝送することができる。また、四角柱形状と相性のよい部品と内部空間４１ｃとを容易に接続することができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間４１ｃは、２４．０ミリメートル以上かつ２７．３ミリメートル以下の幅ａを有する四角柱形状の空間である。

このような構成により、たとえば、製造時における各部品のサイズの誤差および組み付け誤差、ならびに設計時における計算誤差等に基づく遮断周波数ｆｃのばらつきに対する、ＣＤバンドの下限からのマージンおよび妨害波である５．３ＧＨｚバンドの上限からのマージンを確保することができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間４１ｃは、１４．７ミリメートル以上かつ１５．２ミリメートル以下の幅ａを有する四角柱形状の空間である。

このような構成により、導波管４１の遮断周波数ｆｃを、たとえば、妨害波である気象レーダに用いられる電波の周波数である９．７ＧＨｚバンドの上限より大きくかつ伝送対象のＥＦバンドの下限である１０．２５ＧＨｚより小さくすることができるので、導波管４１の内部空間４１ｃにおいて、９．７ＧＨｚバンドの電波を減衰しながらＥＦバンドの電波を良好に伝送することができる。また、四角柱形状と相性のよい部品と内部空間４１ｃとを容易に接続することができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間１１ｃ，４１ｃ、５１ｃは、５０ミリメートル以上の長さを有する空間である。

このように、妨害波である５．３ＧＨｚバンドまたは９．７ＧＨｚバンドの電波に対して、ある程度の減衰量が得られる最低限の長さを確保する構成により、妨害波を適切に減衰させることができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間１１ｃ，４１ｃ、５１ｃは、１００ミリメートル以上の長さを有する空間である。

このような構成により、妨害波である５．３ＧＨｚバンドまたは９．７ＧＨｚバンドの電波をより大きく減衰させることができるので、伝送対象の電波をより良好に伝送することができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間６１ｃは、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下の径を有する円筒形状の空間６２ｄと、２３．４ミリメートル以上かつ２７．９ミリメートル以下の幅を有する四角柱形状の空間６３ｄとを含む。

このような構成により、ＣＤバンドの電波を伝送対象とする導波管において、円筒形状または四角柱形状と相性のよい部品と内部空間６１ｃとを容易に接続することができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間６１ｃは、１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の径を有する円筒形状の空間６２ｄと、１４．７ミリメートル以上かつ１５．２ミリメートル以下の幅を有する四角柱形状の空間６３ｄとを含む。

このような構成により、ＥＦバンドの電波を伝送対象とする導波管において、円筒形状または四角柱形状と相性のよい部品と内部空間とを容易に接続することができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間１１ｃには、穴ｈ１，ｈ２をそれぞれ有する２つの板状部材Ｐｗ１，Ｐｗ２が伝送対象の電波の波長に基づく間隔Ｌｉで設けられている。

このような構成により、中心周波数ｆｂｐを有するバンドパスフィルタとして導波管１１を機能させることができるので、遮断周波数ｆｃ以下の妨害波だけでなく、中心周波数ｆｂｐより高周波の妨害波も減衰させることができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置は、さらに、第２反射部１８と導波管１１との間に接続された絶縁部１６と、導波管１１および同軸ケーブルＣＢＬを接続する端子部１２とを備える。

このような構成により、同軸ケーブルＣＢＬおよび第２反射部１８の間において、電波の減衰が大きい同軸線路を用いて１次放射器の先端まで電波を伝送する構成と比べて、妨害波を減衰させながら伝送対象の電波を効率よく伝送することができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間１１ｃは、２８．０ミリメートル以上かつ３２．０ミリメートル以下の径φ、および５０ミリメートル以上の長さを有する円筒形状の空間である。

このような構成により、たとえば、妨害波である５．３ＧＨｚバンドを少なくとも１０ｄＢ減衰させるとともに、たとえば製造時における各部品のサイズの誤差および組み付け誤差、ならびに設計時における計算誤差等に基づく遮断周波数のばらつきに対するＣＤバンドの下限からのマージンを確保することができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間１１ｃは、２８．０ミリメートル以上かつ３２．０ミリメートル以下の径φ、および１００ミリメートル以上の長さを有する円筒形状の空間である。

このような構成により、たとえば、妨害波である５．３ＧＨｚバンドを少なくとも２０ｄＢ減衰させるとともに、たとえば製造時における各部品のサイズの誤差および組み付け誤差、ならびに設計時における計算誤差等に基づく遮断周波数のばらつきに対するＣＤバンドの下限からのマージンを確保することができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間４１ｃは、２４．０ミリメートル以上かつ２７．３ミリメートル以下の幅ａ、および５０ミリメートル以上の長さを有する四角柱形状の空間である。

このような構成により、たとえば、妨害波である５．３ＧＨｚバンドを少なくとも１０ｄＢ減衰するとともに、たとえば製造時における各部品のサイズの誤差および組み付け誤差、ならびに設計時における計算誤差等に基づく遮断周波数ｆｃのばらつきに対するＣＤバンドの下限からのマージンを確保することができる。

また、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置では、内部空間４１ｃは、２４．０ミリメートル以上かつ２７．３ミリメートル以下の幅ａ、および１００ミリメートル以上の長さを有する四角柱形状の空間である。

このような構成により、たとえば、妨害波である５．３ＧＨｚバンドを少なくとも２０ｄＢ減衰するとともに、たとえば製造時における各部品のサイズの誤差および組み付け誤差、ならびに設計時における計算誤差等に基づく遮断周波数ｆｃのばらつきに対するＣＤバンドの下限からのマージンを確保することができる。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。

［付記１］
電波の放射方向または入射方向を変更可能なアンテナ装置であって、
曲面形状の第１反射面を有する第１反射部と、
前記第１反射面と対向する第２反射面を有する第２反射部と、
一部または全部が前記第１反射部と前記第２反射部との間に位置し、前記第２反射面から受ける電波および前記第２反射面へ出力する電波の少なくともいずれか一方を伝送する導波管とを備え、
前記導波管の内部空間は、伝送対象の電波の周波数と異なる周波数を有する妨害波を減衰可能な大きさを有し、
前記第１反射面の形状は、パラボラ形状であり、
前記第２反射部は、前記第１反射面と正対する円板形状の第２反射面を有し、
前記導波管は、前記第１反射部を貫通するように設けられ、
前記導波管は、一部が前記第１反射部と前記第２反射部との間に位置し、前記第２反射面から受ける電波および前記第２反射面へ出力する電波を伝送し、
前記導波管の内部空間は、気象レーダに用いられる５．３ＧＨｚバンドまたは９．７ＧＨｚバンドの妨害波を減衰可能な大きさを有する、アンテナ装置。

１ 第１反射部
１ｍ 反射面
１ｐ バーティカルプレート
２ １次放射器
１１ 導波管
１１ｃ 内部空間
１２ 端子部
１３ フランジ部
１５ 固定用樹脂ねじ
１６ 絶縁部
１６ａ 凸部
１６ｂ ベース部
１６ｃ テーパー部
１６ｄ 凹部
１７ 電波制御部
１８ 第２反射部
１８ｍ 反射面
１９ 減衰棒
２０，２１ 固定用金属ねじ
３６ 絶縁部
３６ａ 凹部
３６ｂ ベース部
３６ｃ 球面部
３７ 電波制御部
３８ 第２反射部
３８ｍ 反射面
４１，５１，６２，６３ 導波管
４１ｃ，５１ｃ，６１ｃ 内部空間
６２ｄ，６３ｄ 空間
６１ 複合導波管
１０１ アンテナ装置
２０１ 通信装置
１５１ 送受信回路
ＣＣ 外接円
ＣＢＬ 同軸ケーブル
Ｄｅ 延伸方向
ｈ１，ｈ２ 穴
ＩＣ 内接円
Ｐｗ１，Ｐｗ２ 板状部材

Claims (14)

1. 電波の放射方向または入射方向を変更可能なアンテナ装置であって、
   曲面形状の第１反射面を有する第１反射部と、
   前記第１反射面と対向する第２反射面を有する第２反射部と、
   一部または全部が前記第１反射部と前記第２反射部との間に位置し、前記第２反射面から受ける電波および前記第２反射面へ出力する電波の少なくともいずれか一方を伝送する導波管とを備え、
   前記導波管の内部空間は、少なくとも伝送対象の電波の周波数より低い周波数を有する妨害波を減衰可能な大きさを有する、アンテナ装置。
2. 前記内部空間は、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下の径を有する円筒形状の空間である、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記内部空間は、２８．０ミリメートル以上かつ３２．０ミリメートル以下の径を有する円筒形状の空間である、請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記内部空間は、１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の径を有する円筒形状の空間である、請求項１に記載のアンテナ装置。
5. 前記内部空間は、多角形の断面形状を有する空間であり、
   前記多角形の内接円の径および前記多角形の外接円の径の平均値は、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下、または１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の値である、請求項１に記載のアンテナ装置。
6. 前記内部空間は、２３．４ミリメートル以上かつ２７．９ミリメートル以下の幅を有する四角柱形状の空間である、請求項１に記載のアンテナ装置。
7. 前記内部空間は、２４．０ミリメートル以上かつ２７．３ミリメートル以下の幅を有する四角柱形状の空間である、請求項６に記載のアンテナ装置。
8. 前記内部空間は、１４．７ミリメートル以上かつ１５．２ミリメートル以下の幅を有する四角柱形状の空間である、請求項１に記載のアンテナ装置。
9. 前記内部空間は、２７．４ミリメートル以上かつ３２．７ミリメートル以下の径を有する円筒形状の空間と、２３．４ミリメートル以上かつ２７．９ミリメートル以下の幅を有する四角柱形状の空間とを含む、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
10. 前記内部空間は、１７．２ミリメートル以上かつ１７．９ミリメートル以下の径を有する円筒形状の空間と、１４．７ミリメートル以上かつ１５．２ミリメートル以下の幅を有する四角柱形状の空間とを含む、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
11. 前記内部空間は、５０ミリメートル以上の長さを有する空間である、請求項２から請求項１０のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
12. 前記内部空間は、１００ミリメートル以上の長さを有する空間である、請求項１１に記載のアンテナ装置。
13. 前記内部空間には、穴を有する複数の板状部材が前記伝送対象の電波の波長に基づく間隔で設けられている、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
14. 前記アンテナ装置は、さらに、
    前記第２反射部と前記導波管との間に接続された絶縁部と、
    前記導波管および同軸ケーブルを接続する接続部とを備える、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。

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