JPH11136022A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アレイ化した場合に、平行平板モードによる
素子間および素子と給電線路との結合をなくすことがで
きず、またアンテナ装置全体の薄型化が困難であった。 【解決手段】 スリット２２を有する仕切部２１によ
り、一面が開放された導電性のキャビティを、第１のキ
ャビティ２３と第２のキャビティ２４に分割し、第１お
よび第２のキャビティ内にそれぞれ第１の導電性パッチ
２９あるいは第２の導電性パッチ３０を仕切部と平行に
配置して、それらを直交する第１の同軸給電線路２５と
第２の同軸給電線路２６より給電し、スリットに平行な
直線偏波とスリットに垂直な直線偏波とをそれぞれ放射
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、直交２偏波を送
受信するアンテナ装置、特にアレイアンテナの素子アン
テナとして用いるのに適したアンテナ装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図２４は例えば、電子情報通信学会１９
９７年春の総合大会予稿集Ｂ−１−１０９に掲載され
た、従来のアンテナ装置の一例の概略構成を示す分解斜
視図であり、そこには直交２偏波を送受信するアレイア
ンテナの形状が示されている。図において、１は上層ス
ロット板、２は上層フィルム基板、３は下層スロット
板、４は下層フィルム基板、５は地導体である。

【０００３】次に動作について説明する。このように構
成されたアレイアンテナにおいては、上層フィルム基板
２上にプリントされたマイクロストリップアンテナは、
上層スロット板１と下層スロット板３の間にある上層フ
ィルム基板２上のパッチと、下層スロット板３と地導体
５の間にある下層フィルム基板４上のパッチとが、下層
スロット板３上のスロットを介して電磁的に結合してお
り、上層スロット板１と下層スロット板３の間のトリプ
レート線路と、下層スロット板３と地導体５の間のトリ
プレート線路によって、互いに直交する方向に共振する
ように給電される。

【０００４】また、図２５は例えば、特開平６−６９７
２１号公報に示された、従来のアンテナ装置の他の例の
概略構成を示す縦断面図で、そこには直交２偏波を送受
信する素子アンテナの形状が示されている。図におい
て、１１は空洞、１２、１３は直交励振プローブ、１４
は偏波選択的パッチ、１５、１６はパッチである。

【０００５】次に動作について説明する。この素子アン
テナは、２つの直交励振プローブ１２、１３を含んでい
る空洞１１からなっており、この直交励振プローブ１
２、１３は、上方に配された直交励振プローブ１３によ
って励振される波に対しては短絡面を形成し、かつ下方
に配された直交励振プローブ１２によって伝送される波
に対しては偏波選択的障害物となる偏波選択的パッチ１
４で分離されている。さらに、２つのアンテナに共通な
パッチ１５、１６が配置される。偏波選択的パッチ１４
により分離された２つのキャビティは直交励振プローブ
１２、１３によって、それぞれ直交する偏波を放射する
共振モードが励振される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ装置は
以上のように構成されているので、電子情報通信学会１
９９７年春の総合大会予稿集Ｂ−１−１０９に掲載され
たアレイアンテナに用いられている素子アンテナでは、
素子アンテナから放射される電磁波は上層スロット板１
から空間に放射される所望の電磁波と、上層スロット板
１と下層スロット板３との間を伝搬する平行平板モード
の電磁波と、下層スロット板３と地導体５との間を伝搬
する平行平板モードの電磁波とに分離されるが、後者の
２つの電磁波は不要波であり、この不要波は素子アンテ
ナをアレイ化した場合に、他の素子または給電線路と密
に結合し、アレイ状態の各素子の振幅、位相を乱す原因
となり得るといった課題があった。

【０００７】また、特開平６−６９７２１号公報に示さ
れた素子アンテナにおいては、２つの直交する偏波を放
射するために２つの共振キャビティを用いているので、
下方の直交励振プローブ１２は空洞１１の底辺から１／
４波長、上方の直交励振プローブ１３は偏波選択的パッ
チ１４から１／４波長程度、それぞれ離すことが必要で
あるため、アンテナ全体として１／２波長以上の高さが
必要となるといった課題があった。

【０００８】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、アレイ状態の各素子の振幅、位相
を乱す原因となり得る不要波を抑制することができるア
ンテナ装置を得ることを目的とする。

【０００９】また、この発明はアンテナ全体の高さを低
く抑えることが可能なアンテナ装置を得ることを目的と
する。

【００１０】また、この発明はアンテナ素子のインピー
ダンス特性の広帯域化をはかることを目的とする。

【００１１】また、この発明は工作の容易なアンテナ装
置を得ることを目的とする。

【００１２】また、この発明はアンテナ素子の入力イン
ピーダンスを低減することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係るアンテナ
装置は、一面が開放された導電性のキャビティを、その
開放面に対して平行に配置された、スリットを有する導
電性の仕切部によって、開放面とこの開放面と対向する
面にスリットを有した第１のキャビティと、一面にスリ
ットを有した第２のキャビティとに分割し、第１のキャ
ビティの側壁の、スリットと垂直になる面に第１の同軸
給電線路用の開口部を、第２のキャビティの側壁の、ス
リットと平行になる面に第２の同軸給電線路用の開口部
をそれぞれ設けて、第１の同軸給電線路の中心導体に接
続された第１の導電性パッチを第１のキャビティ内に、
そのスリットを有する面と平行、かつ第１の同軸給電線
路の中心導体と同一平面となるように配置し、第２の同
軸給電線路の中心導体に接続された第２の導電性パッチ
を第２のキャビティ内に、そのスリットを有する一面と
平行、かつ第２の同軸給電線路の中心導体と同一平面と
なるように配置したものである。

【００１４】この発明に係るアンテナ装置は、スリット
となる細長い直線的な透孔が開けられた導電性板材によ
る導体板を、仕切部として用いたものである。

【００１５】この発明に係るアンテナ装置は、スリット
となる間隙をおいて平行に配置された線状導体を、仕切
部として用いたものである。

【００１６】この発明に係るアンテナ装置は、第１のキ
ャビティと第２のキャビティの形状を直方体としたもの
である。

【００１７】この発明に係るアンテナ装置は、任意の断
面形状を有する柱状のキャビティを、仕切部によって第
１のキャビティと第２のキャビティとに分割したもので
ある。

【００１８】この発明に係るアンテナ装置は、第１のキ
ャビティと第２のキャビティの断面形状を、互いに異な
るものとしたものである。

【００１９】この発明に係るアンテナ装置は、スルーホ
ールを有する第１の誘電体フィルム基板を、第１のキャ
ビティの側壁を貫くように、第１の導電性パッチの上下
いずれかの面に接して配置し、そのスルーホールにより
第１の誘電体フィルム基板で貫かれた第１のキャビティ
側壁の電気的な接続を行い、スルーホールを有する第２
の誘電体フィルム基板を、第２のキャビティの側壁を貫
くように、第２の導電性パッチの上下いずれかの面に接
して配置し、そのスルーホールにより第２の誘電体フィ
ルム基板で貫かれた第２のキャビティ側壁の電気的な接
続を行うようにしたものである。

【００２０】この発明に係るアンテナ装置は、方形をし
た第１の導電性パッチの対向する２辺を、方形の２つの
中心線に対して対称となる形に切り欠いて、その切り欠
き部に第１の同軸給電線路の中心導体を接続したもので
ある。

【００２１】この発明に係るアンテナ装置は、第３の導
電性パッチを、第１の導電性パッチに平行させて、第１
のキャビティのスリットとは反対側に配置したものであ
る。

【００２２】

【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によるア
ンテナ装置の概略構成を示す縦断面図であり、図２はそ
のＡ−Ａ線断面図、図３はＢ−Ｂ線断面図、図４はＣ−
Ｃ線断面図である。図において、２１は導電性の板材に
よる仕切部としての導体板であり、２２はこの導体板２
１の概略中央部に開けられた細長い直線的な透孔による
スリットである。２３は放射方向に向けて一面が開放さ
れた直方体による導電性のキャビティを、その開放面と
平行に配置されたスリット２２を有する導体板２１にて
分割することにより形成された、開放面と、その開放面
と対向する面にスリット２２を有する第１のキャビティ
である。２４は上記のようにキャビティをスリット２２
を有する導体板２１で分割することによって形成され
た、一面にスリットを有する第２のキャビティである。
なお、この明細書全体において、隣接する面が全て直角
に交わる六面体、すなわち、立方体を含んだ直方体とい
う意味で、直方体という用語を用いている。

【００２３】２５は第１の同軸給電線路であり、２６は
第２の同軸給電線路である。２７は第１のキャビティ２
３の側壁の、スリット２２と垂直になる面に開けられた
第１の同軸給電線路２５のための開口部であり、２８は
第２のキャビティ２４の側壁の、スリット２２と平行に
なる面に開けられた第２の同軸給電線路２６のための開
口部である。２９は第１の同軸給電線路２５の中心導体
に接続されて、第１のキャビティ２３のスリット２２を
有する面と平行、かつ第１の同軸給電線路２５の中心導
体と同一平面上に配置された、方形の第１の導電性パッ
チであり、３０は第２の同軸給電線路２６の中心導体に
接続されて、第２のキャビティ２４のスリット２２を有
する面と平行、かつ第２の同軸給電線路２６の中心導体
と同一平面上に配置された、方形の第２の導電性パッチ
である。なお、この明細書全体において、隣接する辺が
全て直角に交わる四辺形、すなわち、正方形を含んだ矩
形という意味で、方形という用語を用いている。

【００２４】次に動作について説明する。第１のキャビ
ティ２３の内部に設置された第１の導電性パッチ２９
は、スリット２２を有する導体板２１を地導体として、
マイクロストリップアンテナを形成する。このマイクロ
ストリップアンテナは２つの給電系により給電される。
すなわち、第１の給電系は第１の同軸給電線路２５であ
り、この第１の給電系により第１の同軸給電線路２５と
平行な方向に対して共振するモードの電流が第１の導電
性パッチ２９上に流れ、第１の同軸給電線路２５と平行
な方向の直線偏波を放射する。また、第２の給電系は第
２の同軸給電線路２６およびスリット２２である。第２
の同軸給電線路２６の内部を伝搬してきた電磁波は、ス
リット２２を介した電磁結合により、第２の同軸給電線
路２６と平行な方向に対して共振するモードの電流を第
１の導電性パッチ２９上に励起する。この電流は第２の
同軸給電線路２６と平行な方向の直線偏波を放射する。

【００２５】なお、そのとき、第１のキャビティ２３お
よび第２のキャビティ２４は、その形状が直方体となっ
ているため、第１の同軸給電線路２５あるいは第２の同
軸給電線路２６による給電方向に対して左右対称の形状
となり、第１の導電性パッチ２９および第２の導電性パ
ッチ３０において、その給電方向に直交した偏波が出る
のを抑制することができる。

【００２６】ここで、このアンテナ装置ではアンテナ素
子が全て第１のキャビティ２３、および第２のキャビテ
ィ２４内部に設置され、これらのアンテナ素子が納めら
れている導電性のキャビティはその一面のみが開放面と
なっているため、アンテナ素子から放射された電磁波は
全て、キャビティ（第１のキャビティ２３）の開放面か
ら空間に放射される。そのため、このアンテナ素子をア
レイ化した場合には、平行平板モードによる素子間の結
合、および素子と給電線路との結合は皆無となる。ま
た、このアンテナ素子の動作は、前述のように、基本的
にはマイクロストリップアンテナと同様であるため、第
１の導電性パッチ２９および第２の導電性パッチ３０
と、第１のキャビティ２３の底辺である導体板２１ある
いは第２のキャビティ２４の底辺との位置関係が制限さ
れることはなく、アンテナ装置全体の高さを１／２波長
以上などと高くとる必要がなくなる。

【００２７】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、当該アンテナ素子をアレイ化した場合に、平行平板
モードによる素子間の結合、および素子と給電線路との
結合を皆無にすることができ、また、アンテナ素子の動
作は、基本的にはマイクロストリップアンテナと同様で
あるため、アンテナ装置全体を薄型に構成することが可
能であり、さらに、キャビティの形状を直方体としてい
るので、第１および第２の導電性パッチにおいて、その
給電方向に直交した偏波が出にくくなるなどの効果があ
る。

【００２８】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２によるアンテナ装置の概略構成を示す縦断面図であ
り、図６はそのＡ−Ａ線断面図、図７はＢ−Ｂ線断面
図、図８はＣ−Ｃ線断面図である。図において、２１は
仕切部としての導体板、２２はスリット、２３は第１の
キャビティ、２４は第２のキャビティ、２５は第１の同
軸給電線路、２６は第２の同軸給電線路、２７は第１の
同軸給電線路２５用の開口部、２８は第２の同軸給電線
路２６用の開口部、２９は第１の導電性パッチ、３０は
第２の導電性パッチであり、これらは図１〜図４におい
て同一符号を付して示した、実施の形態１におけるそれ
らと同等のものであるため、詳細な説明は省略する。

【００２９】また、３１は第１の導電性パッチ２９の下
面に接して、この第１の導電性パッチ２９と平行に、第
１のキャビティ２３の側壁を貫くように配置された第１
の誘電体フィルム基板であり、３２は第２の導電性パッ
チ３０の下面に接して、この該第２の導電性パッチ３０
と平行に、第２のキャビティ２４の側壁を貫くように配
置された第２の誘電体フィルム基板である。なお、図示
の例では、第１の誘電体フィルム基板３１、第２の誘電
体フィルム基板３２ともに、第１の導電性パッチ２９あ
るいは第２の導電性パッチ３０の下面に接するように配
置しているが、それらを第１の導電性パッチ２９および
第２の導電性パッチ３０の上面に接するように配置して
もよい。さらに、３３はこの第１の誘電体フィルム基板
３１に設けられたスルーホールであり、この第１の誘電
体フィルム基板３１によって貫かれた第１のキャビティ
２３の側壁を電気的に接続している。３４は同様に、第
２の誘電体フィルム基板３２に設けられたスルーホール
であり、この第２の誘電体フィルム基板３２によって貫
かれた第２のキャビティ２４の側壁を電気的に接続して
いる。

【００３０】次に動作について説明する。ここで、この
実施の形態２の電気的な動作原理は実施の形態１の場合
と同様であり、実施の形態２はアンテナ装置の工作を容
易化するための形状を与えるものである。

【００３１】第１の導電性パッチ２９、および第１の同
軸給電線路２５の中心導体は、第１の誘電体フィルム基
板３１上にエッチング加工等の技術で形成され、同様
に、第２の導電性パッチ３０、および第２の同軸給電線
路２６の中心導体は、第２の誘電体フィルム基板３２上
にエッチング加工等の技術で形成される。ここで、第１
のキャビティ２３および第２のキャビティ２４は３つの
導体ブロックから形成されており、これら第１の導体ブ
ロックは第１の誘電体フィルム基板３１の上側、第２の
導体ブロックは第１の誘電体フィルム基板３１と第２の
誘電体フィルム基板３２の間、第３の導体ブロックは第
２の誘電体フィルム基板３２の下側にそれぞれ対応す
る。

【００３２】第１の誘電体フィルム基板３１は第１の導
体ブロックと第２の導体ブロックに挟まれる形で保持さ
れ、第２の誘電体フィルム基板３２は第２の導体ブロッ
クと第３の導体ブロックに挟まれる形で保持される。こ
こで、この第１から第３の導体ブロックは、第１の同軸
給電線路２５および第２の同軸給電線路２６の外導体も
兼ねているが、それらの間に第１の誘電体フィルム基板
３１および第２の誘電体フィルム基板３２を挟んで保持
しているため、互いに電気的に絶縁されてしまう。その
ため、第１の誘電体フィルム基板３１にはスルーホール
３３が設けられていて、この第１の誘電体フィルム基板
３１によって電気的に絶縁された第１の導体ブロックと
第２の導体ブロックとを導通させる。同様に、第２の誘
電体フィルム基板３２にはスルーホール３４が設けられ
ていて、この第２の誘電体フィルム基板３２によって電
気的に絶縁された第２の導体ブロックと第３の導体ブロ
ックとを導通させる。このようにして、第１から第３の
導体ブロックが同電位に保たれるため、第１の誘電体フ
ィルム基板３１および第２の誘電体フィルム基板３２内
部を伝搬する平行平板モードの電磁波は、その伝搬が阻
害されて無視できるレベルにまで低減される。

【００３３】したがって、第１の導電性パッチ２９と第
２の導電性パッチ３０を、エッチング加工によって第１
の誘電体フィルム基板３１あるいは第２の誘電体フィル
ム基板３２上に形成し、これら第１の誘電体フィルム基
板３１および第２の誘電体フィルム基板３２を、第１の
キャビティ２３および第２のキャビティ２４を形成する
導体ブロックで挟むように保持する、といった簡単な作
業でアンテナ装置を作成することができるようになる。
また、第１の誘電体フィルム基板３１と第２の誘電体フ
ィルム基板３２はそれぞれスルーホール３３、３４を有
し、当該スルーホール３３、３４によって、第１の誘電
体フィルム基板３１あるいは第２の誘電体フィルム基板
３２の上下の導体ブロックを電気的に接続して同電位に
保ち、アンテナから放射されて当該第１の誘電体フィル
ム基板３１あるいは第２の誘電体フィルム基板３２内部
を伝搬する電磁波を阻害している。これにより、当該ア
ンテナ装置の電気的特性は実施の形態１に示したものと
ほぼ同等なものとすることができる。

【００３４】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、当該アンテナ素子をアレイ化した場合に、平行平板
モードによる素子間の結合、および素子と給電線路との
結合を低減することができ、また、アンテナ装置の製作
が容易となり、さらに、実施の形態１の場合と同様に、
アンテナ素子の動作がマイクロストリップアンテナと基
本的には同一であるため、アンテナ装置全体を薄型に構
成することが可能となるなどの効果がある。

【００３５】実施の形態３．図９はこの発明の実施の形
態３によるアンテナ装置の概略構成を示す横断面図であ
り、図１あるいは図５におけるＡ−Ａ線に相当する位置
で切断した切断面を示している。なお、図において、相
当部分には、図２と同一符号を付してその説明を省略す
る。また、３５はその形状が方形の第１の導電性パッチ
２９において、その対向する２辺を、方形の２つの中心
線に対して対称となる形に切り欠いて形成した切り欠き
部であり、第１の導電性パッチ２９はその切り欠き部３
５において第１の同軸給電線路２５の中心導体と接続さ
れている。

【００３６】次に動作について説明する。ここで、この
実施の形態３によるアンテナ装置の基本的な電気的動作
原理は実施の形態１の場合と同様であるが、本実施の形
態においては、アンテナ装置を第１の同軸給電線路２５
により給電する場合の入力インピーダンスを低下させる
ことが可能である。

【００３７】一般的に、マイクロストリップアンテナが
共振状態では、導電性パッチと地導体の間の電圧は導電
性パッチの端部で最大になる。したがって、第１の導電
性パッチ２９の端部に直接第１の同軸給電線路２５をつ
ないだ場合には、入力インピーダンスが数百［Ω］程度
と大きくなる場合がある。そのため、この実施の形態３
においては、第１の導電性パッチ２９の対向する２辺に
切り欠き部３５を設けて、その一方の切り欠き部３５の
部分に第１の同軸給電線路２５を接続して給電してい
る。前述のように、第１の導電性パッチ２９と地導体と
なる導体板２１との間の電圧は、第１の導電性パッチ２
９の中央部に近づく程小さくなるため、アンテナ素子の
入力インピーダンスを低下させることが可能となって、
５０［Ω］給電系との整合を容易にとることができる。

【００３８】このように、この実施の形態３によれば、
実施の形態１の場合と同様に、当該アンテナ素子をアレ
イ化した場合に、平行平板モードによる素子間の結合、
および素子と給電線路との結合を皆無にすることがで
き、また、アンテナ素子の動作がマイクロストリップア
ンテナと基本的には同様であるため、アンテナ装置全体
を薄型に構成することが可能になるばかりか、第１の同
軸給電線路２５による給電の際に、アンテナの入力イン
ピーダンスを低下させることが可能となって、５０
［Ω］給電系との整合が得られ易くなるなどの効果があ
る。

【００３９】実施の形態４．図１０はこの発明の実施の
形態４によるアンテナ装置の概略構成を示す縦断面図で
あり、図１１はそのＡ−Ａ線断面図、図１２はＢ−Ｂ線
断面図、図１３はＣ−Ｃ線断面図、図１４はＤ−Ｄ線断
面図である。なお、図において、相当部分には、図１〜
図４と同一符号を付してその説明を省略する。また、３
６は第１のキャビティ２３のスリット２２を有する面と
は反対側、すなわち、第１のキャビティ２３の開放面側
に、第１の導電性パッチ２９と平行に配置された第３の
導電性パッチであり、この第３の導電性パッチ３６に対
しては特に給電は行われていない。

【００４０】次に動作について説明する。ここで、この
実施の形態４によるアンテナ装置の基本的な電気的動作
原理は実施の形態１の場合と同様である。このように、
実施の形態１と同様に動作しているアンテナ素子の近
傍、すなわち、第１のキャビティ２３のスリット２２を
有する面とは反対側に、第１の導電性パッチ２９に対し
て平行に第３の導電性パッチ３６を設置することで、当
該アンテナ装置のインピーダンス特性を広帯域化するこ
とができる。

【００４１】このように、この実施の形態４によれば、
実施の形態１の場合と同様に、当該アンテナ素子をアレ
イ化した場合に、平行平板モードによる素子間の結合、
および素子と給電線路との結合を皆無にすることがで
き、また、アンテナ素子の動作がマイクロストリップア
ンテナと基本的には同様であるため、アンテナ装置全体
を薄型に構成することが可能になるばかりか、アンテナ
のインピーダンスの周波数特性を広帯域化することもで
きるなどの効果がある。

【００４２】実施の形態５．上記各実施の形態において
は、仕切部として導電性板材による導体板２１を用い、
その導体板２１に細長い直線的な透孔を開けてスリット
２２としたものを示したが、他の種類の仕切部を用いて
もよい。

【００４３】図１５はそのようなこの発明の実施の形態
５によるアンテナ装置の概略構成を示す横断面図であ
り、図１、図５あるいは図１０におけるＢ−Ｂ線に相当
する位置で切断した切断面を示している。図において、
３７は上記各実施の形態における導体板２１の代わりに
仕切部として用いられる複数の線状導体であり、これら
の線状導体３７はスリットとなる間隙（スリット）３８
をおいて、それぞれ平行に配置されている。

【００４４】なお、このように構成されたアンテナ装置
は、上記各実施の形態と同様の動作原理にて動作する。
この実施の形態５によるアンテナ装置では、第１のキャ
ビティ２３と第２のキャビティ２４を分離している仕切
部として、スリットとなる間隙３８をあけて平行に配置
した複数の線状導体３７が用いられているため、アンテ
ナ装置の物理的形状の自由度が増加する。

【００４５】このように、この実施の形態５によれば、
実施の形態１の場合と同様に、当該アンテナ素子をアレ
イ化した場合に、平行平板モードによる素子間の結合、
および素子と給電線路との結合を皆無にすることが可能
となり、さらに、アンテナ装置の物理的形状の自由度が
向上するため、アンテナ装置を工作する際に有利となる
などの効果がある。

【００４６】実施の形態６．上記各実施の形態において
は、仕切部によって第１のキャビティと第２のキャビテ
ィとに分割される、放射方向が開放面となっているキャ
ビティの形状を直方体としたものについて示したが、当
該キャビティの形状はそれにのみ限られるものではな
い。

【００４７】図１６はこの発明の実施の形態６によるア
ンテナ装置の概略構成を示す縦断面図であり、図１７は
そのＡ−Ａ線断面図、図１８はＢ−Ｂ線断面図、図１９
はＣ−Ｃ線断面図であり、相当部分には図１〜図４と同
一符号を付してその説明を省略する。図において、３９
は導電性を有してその一面が開放された、図示のような
不規則な任意の断面形状を有する柱状のキャビティを、
その開放面に平行配置された、スリット２２を有する仕
切部としての導体板２１で分割することによって形成さ
れた、開放面と、この開放面と対向する面にスリット２
２を有する第１のキャビティである。４０は上記不規則
な任意の断面形状を有する柱状のキャビティを、上記導
体板２１で分割することによって同様に形成された、一
面にスリット２２を有する第２のキャビティである。

【００４８】なお、このように構成されたアンテナ装置
は、上記各実施の形態と基本的には同様の動作原理で動
作する。この実施の形態６によるアンテナ装置では、導
体板２１にて第１のキャビティ３９と第２のキャビティ
４０とに分離されるキャビティの断面形状が規制されな
いため、アンテナ装置の物理的形状の自由度が増加す
る。例えば、このアンテナ装置をアレイアンテナの素子
アンテナとして用いた場合には、第１の導電性パッチ２
９および第２の導電性パッチ３０と同一面内の素子アン
テナの近傍にそれぞれ、第１の同軸給電線路２５と第２
の同軸給電線路２６による２つの給電系が配置される。
したがって、アンテナ素子の物理的形状の自由度を増す
ことにより、これら給電系とアンテナ素子との物理的干
渉を小さくすることが可能になる。

【００４９】このように、この実施の形態６によれば、
実施の形態１の場合と同様に、当該アンテナ素子をアレ
イ化した場合に、平行平板モードによる素子間の結合、
および素子と給電線路との結合を皆無にすることがで
き、また、アンテナ素子の動作がマイクロストリップア
ンテナと基本的には同様であるため、アンテナ装置全体
を薄型に構成することが可能となるばかりか、アンテナ
装置の物理的形状の自由度が向上して、アンテナ装置を
工作する際に有利となるなどの効果がある。

【００５０】実施の形態７．上記各実施の形態において
は、第１のキャビティと第２のキャビティとが同一の断
面形状を有するものについて示したが、この発明はそれ
にのみ限られるものではない。

【００５１】図２０はこの発明の実施の形態７によるア
ンテナ装置の概略構成を示す縦断面図であり、図２１は
そのＡ−Ａ線断面図、図２２はＢ−Ｂ線断面図、図２３
はＣ−Ｃ線断面図であり、相当部分には図１〜図４と同
一符号を付してその説明を省略する。図において、４１
は開放面と、この開放面と対向する面にスリット２２を
有した、不規則な任意の断面形状をもつ第１のキャビテ
ィであり、４２は一面にスリット２２を有した、第１の
キャビティ４１とは異なる不規則な任意の断面形状を持
った第２のキャビティである。

【００５２】なお、このように構成されたアンテナ装置
は、上記各実施の形態と基本的には同様の動作原理で動
作する。この実施の形態７によるアンテナ装置では、第
１のキャビティ４１と第２のキャビティ４２とが互いに
異なる任意の断面形状をとることができるため、実施の
形態６のアンテナ装置に比べてその物理的形状の自由度
はさらに増加する。

【００５３】このように、この実施の形態７によれば、
実施の形態１の場合と同様に、当該アンテナ素子をアレ
イ化した場合に、平行平板モードによる素子間の結合、
および素子と給電線路との結合を皆無にすることがで
き、また、アンテナ素子の動作がマイクロストリップア
ンテナと基本的には同様であるため、アンテナ装置全体
を薄型に構成することが可能となるばかりか、アンテナ
装置の物理的形状の自由度がさらに向上して、アンテナ
装置を工作する際に有利となるなどの効果がある。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、スリ
ットを有する仕切部により、一面が開放された導電性の
キャビティを、第１のキャビティと第２のキャビティと
に分割し、第１および第２のキャビティ内にそれぞれ第
１の導電性パッチあるいは第２の導電性パッチを仕切部
と平行に配置し、それらを第１の同軸給電線路と第２の
同軸給電線路より直交して給電するように構成したの
で、当該アンテナ素子をアレイ化した場合に、平行平板
モードによる素子間の結合、および素子と給電線路との
結合を皆無にすることが可能となるため、アレイ状態の
各素子の振幅、位相を乱す原因となり得る不要波を抑制
することができ、また、アンテナ素子の動作は基本的に
はマイクロストリップアンテナと同様であるので、アン
テナ装置全体の高さを低く抑えて薄型に構成することが
可能になるなどの効果がある。

【００５５】また、この発明によれば、第１のキャビテ
ィと第２のキャビティの形状が直方体となっているた
め、第１および第２の導電性パッチにおいて、その給電
方向に直交した偏波が発生するのを防止することができ
る効果がある。

【００５６】また、この発明によれば、第１および第２
の導電性パッチを、第１あるいは第２のキャビティの側
壁を貫く形で配置された第１あるいは第２の誘電体フィ
ルム基板上に配し、各誘電体フィルム基板に設けられた
スルーホールにて、第１および第２のキャビティを形成
する導体ブロックの電気的導通をはかるように構成した
ので、エッチング加工等によって、第１および第２の導
電性パッチを第１あるいは第２の誘電体フィルム基板上
に形成し、それら第１、第２の誘電体フィルム基板を、
第１および第２のキャビティを形成する導体ブロックで
挟むように保持するといった簡単な作業でアンテナ装置
を作成することができるようになる効果がある。

【００５７】また、この発明によれば、第１の同軸給電
線路にて第１の導電性パッチに給電する際に、第１の同
軸給電線路の内導体が第１の導電性パッチの中心に近い
部分で接続されるため、アンテナの入力インピーダンス
を低下させることが可能となり、給電系との整合を容易
にとることができる効果がある。

【００５８】また、この発明によれば、第１の導電性パ
ッチに対して平行に、かつ第１のキャビティのスリット
とは反対側に、第３の導電性パッチを配置しているた
め、アンテナのインピーダンスの周波数特性を広帯域化
することが可能になる効果がある。

【００５９】また、この発明によれば、スリットとなる
間隙をあけて平行に配置した複数の線状導体を、仕切部
として用いているため、アンテナ装置の物理的形状の自
由度が増加し、アンテナ装置を工作する際に有利となる
効果がある。

【００６０】また、この発明によれば、仕切部で第１の
キャビティと第２のキャビティとに分割されるキャビテ
ィを、任意の断面形状を有する柱状のキャビティとして
いるため、アンテナ装置の物理的形状の自由度が増加
し、アンテナ装置を工作する際に有利となる効果があ
る。

【００６１】また、この発明によれば、第１のキャビテ
ィと第２のキャビティの断面形状を互いに異なるものと
しているため、アンテナ装置の物理的形状の自由度がさ
らに増加し、アンテナ装置を工作する際に有利となる効
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によるアンテナ装置
の概略構成を示す縦断面図である。

【図２】 図１におけるＡ−Ａ線切断面を示す断面図で
ある。

【図３】 図１におけるＢ−Ｂ線切断面を示す断面図で
ある。

【図４】 図１におけるＣ−Ｃ線切断面を示す断面図で
ある。

【図５】 この発明の実施の形態２によるアンテナ装置
の概略構成を示す縦断面図である。

【図６】 図５におけるＡ−Ａ線切断面を示す断面図で
ある。

【図７】 図５におけるＢ−Ｂ線切断面を示す断面図で
ある。

【図８】 図５におけるＣ−Ｃ線切断面を示す断面図で
ある。

【図９】 この発明の実施の形態３によるアンテナ装置
の概略構成を示す横断面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態４によるアンテナ装
置の概略構成を示す縦断面図である。

【図１１】 図１０におけるＡ−Ａ線切断面を示す断面
図である。

【図１２】 図１０におけるＢ−Ｂ線切断面を示す断面
図である。

【図１３】 図１０におけるＣ−Ｃ線切断面を示す断面
図である。

【図１４】 図１０におけるＤ−Ｄ線切断面を示す断面
図である。

【図１５】 この発明の実施の形態５によるアンテナ装
置の概略構成を示す横断面図である。

【図１６】 この発明の実施の形態６によるアンテナ装
置の概略構成を示す縦断面図である。

【図１７】 図１６におけるＡ−Ａ線切断面を示す断面
図である。

【図１８】 図１６におけるＢ−Ｂ線切断面を示す断面
図である。

【図１９】 図１６におけるＣ−Ｃ線切断面を示す断面
図である。

【図２０】 この発明の実施の形態７によるアンテナ装
置の概略構成を示す縦断面図である。

【図２１】 図２０におけるＡ−Ａ線切断面を示す断面
図である。

【図２２】 図２０におけるＢ−Ｂ線切断面を示す断面
図である。

【図２３】 図２０におけるＣ−Ｃ線切断面を示す断面
図である。

【図２４】 従来のアンテナ装置の一例の概略構成を示
す分解斜視図である。

【図２５】 従来のアンテナ装置の他の例の概略構成を
示す縦断面図である。

【符号の説明】

２１ 導体板（仕切部）、２２ スリット、２３，３
９，４１ 第１のキャビティ、２４，４０，４２ 第２
のキャビティ、２５ 第１の同軸給電線路、２６第２の
同軸給電線路、２７，２８ 開口部、２９ 第１の導電
性パッチ、３０第２の導電性パッチ、３１ 第１の誘電
体フィルム基板、３２ 第２の誘電体フィルム基板、３
３、３４ スルーホール、３５ 切り欠き部、３６ 第
３の導電性パッチ、３７ 線状導体（仕切部）、３８
間隙（スリット）。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリットを有する導電性の仕切部と、 一面が開放された導電性のキャビティ内に、前記仕切部
   をその開放面と平行に配置して当該キャビティを分割す
   ることによって形成される、前記開放面とこの開放面と
   対向する面に前記スリットを有した第１のキャビティ、
   および一面に前記スリットを有した第２のキャビティ
   と、 前記第１のキャビティの側壁の、前記スリットと垂直に
   なる面に開けられた第１の同軸給電線路用の開口部と、 前記第１のキャビティのスリットを有する面と平行、か
   つ前記第１の同軸給電線路の中心導体と同一になる平面
   上に配置され、前記第１の同軸給電線路の中心導体に接
   続される第１の導電性パッチと、 前記第２のキャビティの側壁の、前記スリットと平行に
   なる面に開けられた第２の同軸給電線路用の開口部と、 前記第２のキャビティのスリットを有する一面と平行、
   かつ前記第２の同軸給電線路の中心導体と同一になる平
   面上に配置され、前記第２の同軸給電線路の中心導体に
   接続される第２の導電性パッチとを備えたアンテナ装
   置。
2. 【請求項２】 仕切部を導電性板材による導体板とし、
   当該導体板に細長い直線的な透孔を開けてスリットとし
   たことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
3. 【請求項３】 仕切部として、スリットとなる間隙をお
   いて平行に配置した線状導体を用いたことを特徴とする
   請求項１記載のアンテナ装置。
4. 【請求項４】 仕切部によって分割された第１のキャビ
   ティと第２のキャビティの形状を直方体としたことを特
   徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記
   載のアンテナ装置。
5. 【請求項５】 仕切部によって第１のキャビティと第２
   のキャビティとに分割されるキャビティを、任意の断面
   形状を有する柱状のキャビティとしたことを特徴とする
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のアン
   テナ装置。
6. 【請求項６】 第１のキャビティと第２のキャビティが
   それぞれ異なる断面形状を有することを特徴とする請求
   項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のアンテナ
   装置。
7. 【請求項７】 第１の導電性パッチの上下いずれかの面
   に接して、当該第１の導電性パッチと平行に、第１のキ
   ャビティの側壁を貫くように配置された第１の誘電体フ
   ィルム基板と、 前記第１の誘電体フィルム基板に設けられ、当該第１の
   誘電体フィルム基板によって貫かれた前記第１のキャビ
   ティの側壁を電気的に接続するためのスルーホールと、 第２の導電性パッチの上下いずれかの面に接して、当該
   第２の導電性パッチと平行に、第２のキャビティの側壁
   を貫くように配置された第２の誘電体フィルム基板と、 前記第２の誘電体フィルム基板に設けられ、当該第２の
   誘電体フィルム基板によって貫かれた前記第２のキャビ
   ティの側壁を電気的に接続するためのスルーホールとを
   有することを特徴とする請求項１から請求項６のうちの
   いずれか１項記載のアンテナ装置。
8. 【請求項８】 第１の導電性パッチの形状を方形とし、 前記第１の導電性パッチの対向する２辺に、方形の２つ
   の中心線に対して対称となる形の切り欠き部を設け、 前記切り欠き部に第１の同軸給電線路の中心導体を接続
   したことを特徴とする請求項１から請求項７のうちのい
   ずれか１項記載のアンテナ装置。
9. 【請求項９】 第１のキャビティのスリットを有する面
   とは逆側に、第１の導電性パッチに平行させて、第３の
   導電性パッチを配置したことを特徴とする請求項１から
   請求項８のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。