JP6529542B2 - 導波管スロットアンテナ - Google Patents

Description

この発明は、導波管本体部の平面に穿たれたスロットを有する導波管スロットアンテナに関するものである。

従来から、導波管の広壁面にスロットを設けた導波管スロットアンテナは知られている（例えば、特許文献１参照）。このような導波管スロットアンテナの動作は、次のとおりである。導波管の広壁面において、導波管の中心線からオフセットさせてスロットを形成し、さらに、導波管の管軸と平行にすることで、スロットに遮られる電流が発生する。このように、電流がスロットに遮られることで、スロット上に電界が励起され、スロットから電波が放射される。これが導波管スロットアンテナによる電波の送信動作となる。導波管スロットアンテナは、可逆回路のため、空間から到来した電波の受信動作は、送信動作の逆となる。

導波管スロットアンテナにおいては、導波管の広壁面に複数のスロットを設け、各スロットを同位相で励振し、効率よく電波を放射させるために、スロットを管軸方向に互い違いに配列、すなわちオフセット配列するものがある（例えば、特許文献１の図１参照）。このような構造の導波管スロットアンテナを管軸直交方向に複数配列し、隣接する導波管を逆相で給電を行った場合、スロットの配列が四角の格子から大きくずれるため、サイドローブが高くなる。サイドローブを抑圧するには、スロットをオフセット配列せずに、スロットを直線状に配列する必要がある（例えば、特許文献１の図２参照）。

また、導波管スロットアンテナには、導波管の内面にリッジやアイリスを設けたものがある（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。さらに、導波管スロットアンテナには、リッジの形状を変化させて電波の放射量（電力放射量）を制御するものがある（例えば、特許文献４参照）。直線状に配列したスロットの放射電力量を制御するために、リッジの形状を変形させた場合、高い電力放射量を得ることができず、所望の特性を有するスロットを設計できない場合がある。

導波管スロットアンテナにおいて、スロットを直線状に配列すると、同位相で励振するにはスロット間隔を１管内波長としなければならず、スロット間隔に起因して高いサイドローブが生じたり、電力放射量を制御することが困難であったりする。このような場合は、直線状に配列し足スロットと対向したリッジを導波管に形成し、リッジを設けた導波管のリッジ両側にある溝の深さを調整することが考えられる（例えば、特許文献１の図２、特許文献２の図３参照）。

リッジ両側にある溝の深さをそれぞれ変えることで、導波管の電気的中心線が移動する。電気的中心線が移動するので、スロットに遮られる電流が発生し、スロットから電波が放射されることになる。また、溝の形状を１／２管内波長ごとに互い違いにすることで、１／２管内波長で配列したスロットを同位相で励振することができる。また、溝の深さを調整することで、スロットからの電力放射量を制御することができる。

特表平９−５０５９６２号公報 特開昭６１−２４８６０１号公報 特表２０００−５１３５５３号公報 特開２００３−３２０２７号公報

しかしながら、従来の導波管スロットアンテナのように、リッジ両側の溝の深さを調整した構造では、スロットから高い電力放射量を得るには、深くした溝と浅くした溝の差を大きくする必要がある。したがって、導波管が厚くなってしまうという課題がある。リッジ両側の溝による導波管の長手方向（延在方向）における大きな段差が生じ、導波管の不連続部分が大きくなり、インピーダンス整合を取ることが困難となる問題もある。

この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、インピーダンス整合が取りやすく、スロットから高い電力放射量を得ることができる導波管スロットアンテナに関するものである。

この発明に係る導波管スロットアンテナは、対向する第１内壁面及び第２内壁面を有する導波管本体部と、前記第１内壁面に、前記導波管本体部が延在する長手方向に直線状に形成された複数のスロットと、前記第２内壁面から突出し、前記複数のスロットの配列に対向して形成され、前記長手方向に沿って延在したリッジとを備えた導波管スロットアンテナにおいて、前記第２内壁面は、前記リッジにより分かたれ、前記リッジと連続する一方の第１連続面及び前記リッジと連続する他方の第２連続面を有し、前記第１連続面は、前記第１内壁面との距離が最長である第１最長部と、前記第１内壁面との距離が最短である第１最短部とを有し、前記第１内壁面は、前記スロットにおける前記長手方向に沿った辺の中央部を通り前記長手方向に直交する仮想直線が、通る部分で前記第１最長部と対向し、前記第１内壁面は、隣り合う前記スロットの間を通り前記長手方向に直交する仮想直線が、通る部分で前記第１最短部と対向することを特徴とするものである。

以上のように、この発明によれば、導波管の不連続部分が比較的少ない構造で、導波管の電気的中心線が変化させることが容易な導波管スロットアンテナを得ることができる。

この発明の実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの構成図（平面図、断面図）である。 この発明の実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの構成図（平面図、断面図）である。 この発明の実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの構成図（平面図、断面図）である。 この発明の実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの構成図（平面図、断面図）である。 この発明の実施の形態２に係る導波管スロットアンテナの構成図（平面図、断面図）である。 この発明の実施の形態２に係る導波管スロットアンテナの構成図（平面図、断面図）である。 この発明の実施の形態２に係る導波管スロットアンテナの構成図（平面図、断面図）である。 この発明の実施の形態３に係る導波管スロットアンテナの構成図（平面図、断面図）である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る導波管スロットアンテナについて図１から図５を用いて説明する。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する場合がある。図２（ａ）は、導波管スロットアンテナの平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す一点鎖線Ａ−Ａ’、一点鎖線Ｂ−Ｂ’、一点鎖線Ｃ−Ｃ’による導波管スロットアンテナの断面図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）に示す一点鎖線Ｄ−Ｄ’による導波管スロットアンテナの断面図である。図２（ｄ）は、図２（ａ）に示す一点鎖線Ｅ−Ｅ’による導波管スロットアンテナの断面図である。図３（ａ）は、導波管スロットアンテナの平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す一点鎖線Ａ−Ａ’、一点鎖線Ｂ−Ｂ’、一点鎖線Ｃ−Ｃ’による導波管スロットアンテナの断面図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）に示す一点鎖線Ｄ−Ｄ’による導波管スロットアンテナの断面図である。図３（ｄ）は、図３（ａ）に示す一点鎖線Ｅ−Ｅ’による導波管スロットアンテナの断面図である。

同じく、図４（ａ）は、導波管スロットアンテナの平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す一点鎖線Ａ−Ａ’、一点鎖線Ｂ−Ｂ’、一点鎖線Ｃ−Ｃ’による導波管スロットアンテナの断面図である。図４（ｃ）は、図４（ａ）に示す一点鎖線Ｄ−Ｄ’による導波管スロットアンテナの断面図である。図４（ｄ）は、図４（ａ）に示す一点鎖線Ｅ−Ｅ’による導波管スロットアンテナの断面図である。図５（ａ）は、導波管スロットアンテナの平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す一点鎖線Ａ−Ａ’、一点鎖線Ｂ−Ｂ’、一点鎖線Ｃ−Ｃ’による導波管スロットアンテナの断面図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す一点鎖線Ｄ−Ｄ’による導波管スロットアンテナの断面図である。図５（ｄ）は、図５（ａ）に示す一点鎖線Ｅ−Ｅ’による導波管スロットアンテナの断面図である。

図１から図５において、導波管本体部１は、導波管スロットアンテナの中心構成である。導波管本体部１が導波管スロットアンテナそのものであるとしてもよい。導波管本体部１は、長手方向（延在方向）に延在する矩形の導波管である。図１から図５では、長手方向（延在方向）がｙ方向、短手方向がｘ方向と図示している。長手方向及び短手方向は、直交している。一点鎖線Ａ−Ａ’、一点鎖線Ｂ−Ｂ’、一点鎖線Ｃ−Ｃ’は、それぞれ、ｘ方向に平行となっている。一点鎖線Ｄ−Ｄ’、一点鎖線Ｅ−Ｅ’は、それぞれ、ｙ方向に平行となっている。長手方向及び短手方向のそれぞれに直交しているものが、ｚ方向となる。そのため、長手方向は、導波管本体部１の管軸方向といえる。短手方向は、導波管本体部１の管軸直交方向といえる。なお、図１から図５では、ｘ方向（ｘ軸）、ｙ方向（ｙ軸）、ｚ方向（ｚ軸）の原点を後述する三つのスロット８のうち、真ん中のスロット８の中心にしている。この中心は、スロット８におけるｘ方向に沿った辺の中央部８１を通り直交するｙ方向の仮想線が、通るものである。

導波管（導波管本体部１）は、少なくとも内面が金属面であれば、全体が金属ではなくてもよい。例えば、導波管本体部１は、内面に金属面である導体層が形成された樹脂製の導波管でもよい。導波管本体部１は、四つの壁（平板）で構成されており、それぞれ、ｚ方向において対向する広壁２及び広壁３と、広壁２及び広壁３よりも短く、ｙ方向において対向する側壁４及び側壁５である。導波管本体部１は、対向する広壁２及び広壁３と直交する方向で分割した導波管を組み合わせたものでよいし、対向する側壁４及び側壁５と直交する方向で分割した導波管を組み合わせたものでよい。

図１から図５において、導波管本体部１は、ｚ方向において対向する第１内壁面６及び第２内壁面７を有している。第１内壁面６は、広壁２の内面に相当する。第２内壁面７は、広壁３の内面に相当する。スロット８は、第１内壁面６に、導波管本体部１が延在する長手方向（ｙ方向）に直線状に複数形成されている。詳しくは、スロット８は、広壁２に穿たれ、広壁２の内面（第１内壁面６）と広壁２の外面とを貫通した孔である。スロット８の内部に誘電体が存在していてもよい。この場合は、広壁２の内面（第１内壁面６）と広壁２の外面との間が貫通していないことになる。図１から図５では、スロット８が三つの場合を例示しているがこれに限るものではない。

図１から図５において、リッジ９は、第２内壁面７から突出し、複数のスロット８の配列に対向して形成され、長手方向に沿って直線状に延在している。詳しくは、リッジ９は、広壁３の内面（第２内壁面７）から導波管本体部１の内部にｚ方向において突出して、導波管本体部１の内面を形成しているものである。そのため、ｚ方向をリッジ突出方向と称してもよい。広壁３の外面において、リッジ９が形成されている位置に対応する部分は、リッジ９の形状に沿って窪んでいてもよいし、平面でもよい。平面の場合は樹脂によって平面になっていてもよいし、金属によって平面になっていてもよい。なお、図１から図５に記載の導波管スロットアンテナでは、リッジ９が、広壁３の外面において、リッジ９が形成されている位置に対応する部分が、リッジ９の形状に沿って窪んでいるものを例示している。

図１から図５において、第２内壁面７は、リッジ９により分かたれ、リッジ９と連続する一方の第１連続面７１及びリッジ９と連続する他方の第２連続面７２を有している。第１連続面７１は、第１内壁面６との距離が最長である第１最長部７１１と、第１内壁面６との距離が最短である第１最短部７１２を有している。

まず、図１及び図２を用いて実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの第１例を説明する。図１に示す導波管スロットアンテナ装置は、外観を斜視図で示したものであるため、本願に係る導波管スロットアンテナにおいては共通の形状である。

図２に示すように、第１内壁面６は、スロット８における長手方向（ｙ方向）に沿った辺の中央部８１を通り長手方向に直交する仮想直線Ｌ１（短手方向；ｘ方向に平行な直線）が、通る部分で第１最長部７１１とｚ方向において対向している。仮想直線Ｌ１は、図２（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂ’に相当する。そのため、第１内壁面６と第１最長部７１１とが対向している状態を示す図が、図２（ｂ）Ｂ−Ｂ’となる。同じく、図２に示すように、第１内壁面６は、隣り合うスロット８の間を通り長手方向（ｙ方向）に直交する仮想直線Ｌ２（短手方向；ｘ方向に平行な直線）が、通る部分で第１最短部７１２と対向している。仮想直線Ｌ２は、図２（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａ’又は一点鎖線Ｃ−Ｃ’に相当する。そのため、第１内壁面６と第１最短部７１２とが対向している状態を示す図が、図２（ｂ）Ａ−Ａ’と、図２（ｂ）Ｃ−Ｃ’となる。図２では、第１内壁面６と第１最短部７１２との直線距離は、第１内壁面６と第２連続面７２との直線距離と同じである場合を例示しているがこれに限るものではない。

図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、第１最長部７１１は、長手方向（ｙ方向）に沿って第１最短部７１２と第１最短部７１２との間に配置されている。また、第１連続面７１と第１内壁面６との直線距離は、第１最短部７１２から第１最長部７１２までの間がスロープ状に変化している。一方、図２（ｄ）に示す第２連続面７２と第１内壁面６との直線距離は、一定である。図２（ｃ）及び図２（ｄ）は、リッジ９が存在しない位置の断面ではあるが、ｚ方向におけるリッジ９と第１連続面７１又は第２連続面７２との距離を示すために、図２（ｃ）及び図２（ｄ）では、リッジ９を点線で示している。

次に、図３を用いて実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの第２例を説明する。実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの第１例では、第２連続面７２と第１内壁面６との直線距離が一定であるものを説明したが、第２例では、第１連続面７１と第１内壁面６との直線距離と同じように変化するものを説明する。第１例と共通している部分の説明は省略する場合がある。

第２例の導波管スロットアンテナは、第２連続面７２が、第１内壁面６との距離が最長である第２最長部７２１と、第１内壁面６との距離が最短である第２最短部７２２を有している。図３に示すように、第１内壁面６は、スロット８における長手方向（ｙ方向）に沿った辺の中央部８１を通り長手方向に直交する仮想直線Ｌ１（短手方向；ｘ方向に平行な直線）が、通る部分で第２最長部７２１とｚ方向において対向している。仮想直線Ｌ１は、図３（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂ’に相当する。そのため、第１内壁面６と第２最長部７２１とが対向している状態を示す図が、図３（ｂ）Ｂ−Ｂ’となる。同じく、図３に示すように、第１内壁面６は、隣り合うスロット８の間を通り長手方向（ｙ方向）に直交する仮想直線Ｌ２（短手方向；ｘ方向に平行な直線）が、通る部分で第２最短部７２２とｚ方向において対向している。仮想直線Ｌ２は、図３（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａ’又は一点鎖線Ｃ−Ｃ’に相当する。そのため、第１内壁面６と第２最短部７２２とが対向している状態を示す図が、図３（ｂ）Ａ−Ａ’と、図３（ｂ）Ｃ−Ｃ’となる。

図３（ｂ）及び図３（ｄ）に示すように、第２最長部７２１は、長手方向（ｙ方向）に沿って第２最短部７２２と第２最短部７２２との間に配置されている。また、第２連続面７２と第１内壁面６との直線距離は、第２最短部７２２から第２最長部７２１までの間がスロープ状に変化している。さらに、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）に示すように、第２最長部７２１は、第１最長部７１１よりも第１内壁面６との直線距離が長い。なお、図３では、第２最短部７２２と第１内壁面６との直線距離、及び、第１最短部７１２と第１内壁面６との直線距離は、同じものを図示しているがこれに限るものではない。

さらに、図４を用いて実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの第３例を説明する。実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの第１例では、第２連続面７２と第１内壁面６との直線距離が一定であるものを説明したが、第３例では、第１連続面７１と第１内壁面６との直線距離と同じように変化するが、変化の仕方が第２例と異なるものを説明する。第１例及び第２例と共通している部分の説明は省略する場合がある。

第３例の導波管スロットアンテナは、第２連続面７２は、第１内壁面６との距離が最長である第３最長部７２３と、第１内壁面６との距離が最短である第３最短部７２４を有している。図４に示すように、第１内壁面６は、隣り合うスロット８の間を通り長手方向（ｙ方向）に直交する仮想直線Ｌ２（短手方向；ｘ方向に平行な直線）が、通る部分で第３最長部７２３とｚ方向において対向している。仮想直線Ｌ２は、図４（ａ）における一点鎖線Ａ−Ａ’又は一点鎖線Ｃ−Ｃ’に相当する。そのため、第１内壁面６と第３最長部７２３とが対向している状態を示す図が、図４（ｂ）Ａ−Ａ’と、図４（ｂ）Ｃ−Ｃ’となる。同じく、第１内壁面６は、スロット８における長手方向（ｙ方向）に沿った辺の中央部８１を通り長手方向に直交する仮想直線Ｌ１（短手方向；ｘ方向に平行な直線）が、通る部分で第３最短部７２４とｚ方向において対向している。仮想直線Ｌ１は、図４（ａ）における一点鎖線Ｂ−Ｂ’に相当する。そのため、第１内壁面６と第３最短部７２４とが対向している状態を示す図が、図４（ｂ）Ｂ−Ｂ’となる。

図４（ｂ）及び図４（ｄ）に示すように、第３最短部７２４は、長手方向（ｙ方向）に沿って第３最長部７２３と第３最長部７２３との間に配置されている。また、第２連続面７２と第１内壁面６との直線距離は、第３最長部７２３から第３最短部７２４までの間がスロープ状に変化している。さらに、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように、長手方向（ｙ方向）における位置が、第１最長部７１１と第３最短部７２４とは同じで、第１最短部７１２と第３最長部７２３とは同じである。換言すると、第１最長部７１１と第３最短部７２４とは、同じ直線（ｘ軸に平行な直線）上に位置しているといえ、第１最短部７１２と第３最長部７２３とは、同じ直線（ｘ軸に平行な直線）上に位置しているといえる。

なお、図４では、第１最短部７１２と第１内壁面６との直線距離、及び第３最短部７２４と第１内壁面６との直線距離は、同じものを図示しているがこれに限るものではない。同じく、図４では、第１最長部７１１と第１内壁面６との直線距離、及び第３最長部７２３と第１内壁面６との直線距離は、同じものを図示しているがこれに限るものではない。また、実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの第３例（図４）における第３最長部７２３及び第３最短部７２４は、実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの第２例（図３）における第２最短部７２２及び第２最長部７２１に、それぞれ対応している。換言すると、第３最長部７２３及び第３最短部７２４よって形成されるスロープ形状が、ｙ軸を基準に反転させたものが、第２最短部７２２及び第２最長部７２１よって形成されるスロープ形状といえる。

最後に、図５を用いて実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの第４例を説明する。実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの第１例から第４例では、第１連続面７１と第２連続面７２との位置関係が、長手方向（ｙ方向）に沿って同じであったが、スロット８ごとに、第１連続面７１と第２連続面７２の位置関係が短手方向（ｘ方向）で入れ替わるものを説明する。第１例から第４例と共通している部分の説明は省略する場合がある。説明を簡略化するために、第１例の構成に対して、第１連続面７１と第２連続面７２の位置関係が短手方向（ｘ方向）で入れ替わった導波管スロットアンテナを図５に示している。

図５に示す三つスロット８のうち、原点が中心に配置されているものは、一点鎖線Ｂ−Ｂ’で示すように、第１例から第４例とは、逆に、右に第１最長部７１１（第１連続面７１）が配置され、左に第２連続面７２が配置されている。原点が中心に配置されているスロット８を挟むスロット８は、一点鎖線Ａ−Ａ’で示すように、第１例から第４例と同じく、右に第２連続面７２が配置され、左に第１最長部７１１（第１連続面７１）が配置されている。

実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの第４例は、実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの第２例及び第３例を適用してもよい。つまり、第２例を適用する場合は、第４例の第２連続面７２に代え、第２最長部７２１及び第２最短部７２２に形成するとよい。同じく、第３例を適用する場合は、第４例の第２連続面７２に代え、第３最短部７２４及び第２最長部７２３に形成するとよい。

図１から図５に例示されるような実施の形態１に係る導波管スロットアンテナは、第１内壁面６と第１連続面７１とのｚ方向における直線距離（溝の深さ）と、第１内壁面６と第２連続面７２とのｚ方向における直線距離（溝の深さ）との少なくとも一方を変更したものである。このような構成のため、実施の形態１に係る導波管スロットアンテナは、直線距離（溝の深さ）を１／２管内波長ごとに互い違いにしやすく、１／２管内波長ごとに配列したスロット８を同位相で励振させることができる。

実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの動作について説明する。導波管本体部１に高周波信号を入力した場合、ＴＥ１０モードが励振され、スロット８に遮られる電流が発生しないため、スロット８から電波が放射されない。溝の深さを、一方を深くし、もう一方を浅くすることで、導波管本体部１の電気的中心線が変化し、スロット８に遮られる電流が生じることで、スロットから電波が放射される。以上のような構造にすることで、導波管本体部１の不連続部分が少なくなるため、インピーダンス整合を容易にとることができる。

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２に係る導波管スロットアンテナについて図６、図７、図８を用いて説明する。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する場合がある。図６（ａ）は、導波管スロットアンテナの平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す一点鎖線Ａ−Ａ’、一点鎖線Ｂ−Ｂ’による導波管スロットアンテナの断面図である。図７（ａ）は、導波管スロットアンテナの平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す一点鎖線Ａ−Ａ’、一点鎖線Ｂ−Ｂ’による導波管スロットアンテナの断面図である。図７（ｃ）は、図７（ａ）に示す一点鎖線Ｃ−Ｃ’、一点鎖線Ｄ−Ｄ’による導波管スロットアンテナの断面図である。図８（ａ）は、導波管スロットアンテナの平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す一点鎖線Ａ−Ａ’、一点鎖線Ｂ−Ｂ’による導波管スロットアンテナの断面図である。

実施の形態１に係る導波管アンテナのリッジ９は、第２内壁面７から突出し、複数のスロット８の配列に対向して形成され、長手方向に沿って直線状に延在していた。一方、実施の形態１に係る導波管アンテナのリッジ９１は、第１内壁面６の側からの平面視で、くの字状に屈曲して延在している。その他は、リッジ９及びリッジ９１は共通の構成となっている。また、リッジ９及びリッジ９１以外の構成は、実施の形態１及び２で共通である。

図６、図７、図８において、リッジ９１は、第１内壁面６の側からの平面視で、隣り合うスロット８の対向する端部に一部重なり長手方向に対して斜めに延在し、スロット８の辺の中央部を通り長手方向に直交する仮想直線Ｌ１と交差する部分で屈曲する屈曲部を有している。図示は省略するが、リッジ９１は、第１内壁面６の側からの平面視で、隣り合うスロット８の間を長手方向（ｙ方向）に対して斜めに通って延在し、スロット８の辺の中央部を通り長手方向に直交する仮想直線Ｌ１と交差する部分で屈曲する屈曲部を有しているものでもよい。屈曲部を丸めることで、リッジ９１をくの字状から、正弦波状にしてもよい。このような正弦波状のリッジ９１は、導波管本体部１（リッジ９１）の加工が容易である。もちろん、くの字状のリッジ９１の概念に、正弦波状のリッジ９１が含まれているとしてもよい。

図６に示す導波管スロットアンテナは、実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの第１例（図２）において、リッジ９をリッジ９１に置換したものである。図７に示す導波管スロットアンテナは、実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの第２例（図３）において、リッジ９をリッジ９１に置換したものである。

図８に示す導波管スロットアンテナは、実施の形態１に係る導波管スロットアンテナの第２例（図３）及び第４例（図５）を組み合わせた波管スロットアンテナにおいて、リッジ９をリッジ９１に置換したものである。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第１最長部７１１は、屈曲部の先端側に形成されている。換言すると、第２内壁面７のリッジ９１により分かたれ、リッジ９１と連続する一方の連続面及び他方の連続面のうち、ｘ方向における長さが短い方に第１最長部７１１が形成されているといえる。

もちろん、第１最長部７１１に代えて、より溝が深い第２最長部７１２が、屈曲部の先端側に形成されてもよい。これも換言すると、第２内壁面７のリッジ９１により分かたれ、リッジ９１と連続する一方の連続面及び他方の連続面のうち、ｘ方向における長さが短い方に第２最長部７１２が形成されているといえる。

図６、図７、図８に例示されるような実施の形態１に係る導波管スロットアンテナは、リッジ９１の屈曲を加えた構成であるため、管軸直交方向（ｘ方向）の幅が狭くなる溝を深くし、幅が広くなる溝を浅くした構造である。このような構造にすることで、さらに導波管の電気的中心線を移動させることができ、実施の形態１に係る導波管スロットアンテナは、よりも高い放射電力量を得ることができる。

実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３に係る導波管スロットアンテナについて図９を用いて説明する。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する場合がある。図９（ａ）は、導波管スロットアンテナの平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す一点鎖線Ａ−Ａ’、一点鎖線Ｂ−Ｂ’、一点鎖線Ｃ−Ｃ’による導波管スロットアンテナの断面図である。図９（ｃ）は、図９（ａ）に示す一点鎖線Ｄ−Ｄ’による導波管スロットアンテナの断面図である。図９（ｄ）は、図９（ａ）に示す一点鎖線Ｅ−Ｅ’による導波管スロットアンテナの断面図である。

実施の形態１に係る導波管アンテナのリッジ９は、第２内壁面７から突出し、複数のスロット８の配列に（第１内壁面６に）対向して形成され、長手方向に沿って直線状に延在していた。実施の形態２に係る導波管アンテナのリッジ９１は、第２内壁面７から突出し、複数のスロット８の配列に（第１内壁面６に）対向して形成され、長手方向に沿って屈曲して延在していた。リッジ９１は、正弦波状を含む、くの字状であった。一方でリッジ９とリッジ９１ともに、複数のスロット８の配列（第１内壁面６）との距離は、長手方向（ｙ方向）において同じであった。換言すると、リッジ９及びリッジ９１の高さは一定であった。

実施の形態３に係る導波管アンテナのリッジ９２は、リッジ９及びリッジ９１と同じく、第２内壁面７から突出し、複数のスロット８の配列に（第１内壁面６に）対向して形成され、長手方向に沿って形成されている。一方、リッジ９２は、複数のスロット８の配列（第１内壁面６）との距離は、長手方向（ｙ方向）においてスロープ状に変化する。図９において、リッジ９２は、第１連続面７１と連続する第１リッジ側壁と、第２連続面７２と連続する第２リッジ側壁と、第１リッジ側壁７１及び第２リッジ側壁７２と連続し、第１内壁面６と対向するリッジ頂面を有している。

ここで、図９を用いて、実施の形態３に係る導波管アンテナ（リッジ９２）を実施の形態１に係る導波管アンテナの第１例（リッジ９）に適用したものを説明する。つまり、図９と図２とは対応している。他の実施の形態１に係る導波管アンテナ（リッジ９）や実施の形態２に係る導波管アンテナ（リッジ９１）に、実施の形態３に係る導波管アンテナ（リッジ９２）を適用してもよい。

図９、特に、図９（ｂ）、図９（ｃ）、図９（ｄ）に示すように、リッジ頂面と第１内壁面６との距離は、長手方向（ｙ方向）に沿って導波管本体部１の一端側から他端側まで、スロープ状に短くなっていき、予め定められた距離にまで短くなった先は、スロープ状に長くなっていくものである。図９では、予め定められた距離になる位置が原点であるため、リッジ９２には、原点を頂点とした山型のリッジ９２といえる。

図９に例示されるような実施の形態３に係る導波管スロットアンテナは、リッジ９２の高さを変化させた構造である。実施の形態１及び実施の形態２に係る導波管スロットアンテナは、リッジ９、リッジ９１の高さが一定で、溝の深さを変えているため、管内波長が変化する。リッジ９２のように高さを調整することで、管内波長を所望の値に設計することができる。

１ 導波管本体部、２ 広壁、３ 広壁、４ 側壁、４１ 第１側内壁面、５ 側壁、５１ 第２側内壁面、６ 第１内壁、７ 第２内壁、７１ 第１連続面、７１１ 第１最長部、７１２ 第１最短部、７２ 第２連続面、７２１ 第２最長部、７２２ 第２最短部、７２３ 第３最長部、７２４ 第３最短部、８ スロット、９ リッジ、９１ リッジ、９２ リッジ。

Claims (17)

1. 対向する第１内壁面及び第２内壁面を有する導波管本体部と、前記第１内壁面に、前記導波管本体部が延在する長手方向に直線状に形成された複数のスロットと、前記第２内壁面から突出し、前記複数のスロットの配列に対向して形成され、前記長手方向に沿って延在したリッジとを備えた導波管スロットアンテナにおいて、
   前記第２内壁面は、前記リッジにより分かたれ、前記リッジと連続する一方の第１連続面及び前記リッジと連続する他方の第２連続面を有し、
   前記第１連続面は、前記第１内壁面との距離が最長である第１最長部と、前記第１内壁面との距離が最短である第１最短部とを有し、
   前記第１内壁面は、前記スロットにおける前記長手方向に沿った辺の中央部を通り前記長手方向に直交する仮想直線が、通る部分で前記第１最長部と対向し、
   前記第１内壁面は、隣り合う前記スロットの間を通り前記長手方向に直交する仮想直線が、通る部分で前記第１最短部と対向することを特徴とする導波管スロットアンテナ。
2. 前記第２連続面は、前記第１内壁面との距離が最長である第２最長部と、前記第１内壁面との距離が最短である第２最短部とを有し、
   前記第１内壁面は、前記辺の中央部を通り前記長手方向に直交する仮想直線が、通る部分で前記第２最長部と対向し、
   前記第１内壁面は、隣り合う前記スロットの間を通り前記長手方向に直交する仮想直線が、通る部分で前記第２最短部と対向し、
   前記第２最長部は、前記第１最長部よりも前記第１内壁面との距離が離れていることを特徴とする請求項１に記載の導波管スロットアンテナ。
3. 前記第２連続面は、前記第１内壁面との距離が最長である第３最長部と、前記第１内壁面との距離が最短である第３最短部を有し、
   前記第１内壁面は、隣り合う前記スロットの間を通り前記長手方向に直交する仮想直線が、通る部分で前記第３最長部と対向し、
   前記第１内壁面は、前記辺の中央部を通り前記長手方向に直交する仮想直線が、通る部分で前記第３最短部と対向することを特徴とする請求項１に記載の導波管スロットアンテナ。
4. 前記第１最長部は、前記長手方向に沿って前記第１最短部と前記第１最短部との間に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の導波管スロットアンテナ。
5. 前記第１連続面と前記第１内壁面との距離は、前記第１最短部から前記第１最長部までの間がスロープ状に変化していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の導波管スロットアンテナ。
6. 前記第２最長部は、前記長手方向に沿って前記第２最短部と前記第２最短部との間に配置されていることを特徴とする請求項２、又は、請求項４のうち請求項２を引用するものに記載の導波管スロットアンテナ。
7. 前記第２連続面と前記第１内壁面との距離は、前記第２最短部から前記第２最長部までの間がスロープ状に変化していることを特徴とする請求項２、請求項６、又は、請求項４のうち請求項２を引用するもの、或いは、請求項５のうち請求項２を引用するものに記載の導波管スロットアンテナ。
8. 前記第３最短部は、前記長手方向に沿って前記第３最長部と前記第３最長部との間に配置されていることを特徴とする請求項３、又は、請求項４のうち請求項３を引用するもの、或いは、請求項５のうち請求項３を引用するものに記載の導波管スロットアンテナ。
9. 前記第２連続面と前記第１内壁面との距離は、前記第３最長部から前記第３最短部までの間がスロープ状に変化していることを特徴とする請求項３、請求項８、又は、請求項４のうち請求項３を引用するもの、或いは、請求項５のうち請求項３を引用するものに記載の導波管スロットアンテナ。
10. 前記リッジは、前記第１内壁面の側からの平面視で、くの字状に屈曲して延在していることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の導波管スロットアンテナ。
11. 前記リッジは、前記第１内壁面の側からの平面視で、
    隣り合う前記スロットの間を前記長手方向に対して斜めに通って延在し、又は、隣り合う前記スロットの対向する端部に一部重なり前記長手方向に対して斜めに延在し、
    前記辺の中央部を通り前記長手方向に直交する仮想直線と交差する部分で屈曲していることを特徴とする請求項１０に記載の導波管スロットアンテナ。
12. 前記リッジは、前記第１内壁面の側からの平面視で、
    隣り合う前記スロットの間を前記長手方向に対して斜めに通って延在し、又は、隣り合う前記スロットの対向する端部に一部重なり前記長手方向に対して斜めに延在し、
    前記辺の中央部を通り前記長手方向に直交する仮想直線と交差する部分で屈曲する屈曲部を有し、
    前記第１最長部は、前記屈曲部の先端側に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の導波管スロットアンテナ。
13. 前記第１連続面と前記第１内壁面との距離は、前記第１最短部と前記第１最長部とまでの間がスロープ状に変化していることを特徴とする請求項１２に記載の導波管スロットアンテナ。
14. 前記リッジは、前記第１内壁面の側からの平面視で、
    隣り合う前記スロットの間を前記長手方向に対して斜めに通って延在し、又は、隣り合う前記スロットの対向する端部に一部重なり前記長手方向に対して斜めに延在し、
    前記辺の中央部を通り前記長手方向に直交する仮想直線と交差する部分で屈曲する屈曲部を有し、
    前記第２最長部は、前記屈曲部の先端側に形成されることを特徴とする請求項１０のうち請求項２を引用するものに記載の導波管スロットアンテナ。
15. 前記第１連続面と前記第１内壁面との距離は、前記第１最短部と前記第１最長部とまでの間がスロープ状に変化していることを特徴とする請求項１４に記載の導波管スロットアンテナ。
16. 前記第２連続面と前記第１内壁面との距離は、前記第２最短部と前記第２最長部とまでの間がスロープ状に変化していることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の導波管スロットアンテナ。
17. 前記リッジは、前記第１連続面と連続する第１リッジ側壁と、前記第２連続面と連続する第２リッジ側壁と、前記第１リッジ側壁及び前記第２リッジ側壁と連続し、前記第１内壁面と対向するリッジ頂面とを有し、
    前記リッジ頂面と前記第１内壁面との距離は、前記長手方向に沿って前記導波管本体部の一端側から他端側まで、スロープ状に短くなっていき、予め定められた距離にまで短くなった先は、スロープ状に長くなっていくことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の導波管スロットアンテナ。

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