WO2010004992A1 - アレーアンテナ - Google Patents

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WO2010004992A1
WO2010004992A1 PCT/JP2009/062371 JP2009062371W WO2010004992A1 WO 2010004992 A1 WO2010004992 A1 WO 2010004992A1 JP 2009062371 W JP2009062371 W JP 2009062371W WO 2010004992 A1 WO2010004992 A1 WO 2010004992A1
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WO
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antenna
line
array antenna
microstrip
array
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Application number
PCT/JP2009/062371
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English (en)
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Inventor
篤司 大嶋
Original Assignee
日本電気株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0075—Stripline fed arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means

Definitions

  • the present invention relates to an array antenna, and more particularly to a planar array antenna mainly used in a base station or the like.
  • a planar array antenna thinner than a parabolic antenna is required in order to reduce the installation space.
  • a planar array antenna it is necessary to suppress unnecessary radiation in order to realize desired directivity characteristics (see, for example, Patent Document 1).
  • the planar antenna described in Patent Document 1 is a planar antenna that operates in a TEM mode or a quasi-TEM mode, and is distributed separately formed in one region and the other region that are divided into the center on the same plane of the dielectric substrate.
  • Power supply that includes one antenna pattern to be fed and the other antenna pattern, and forms the shape of each antenna pattern as a symmetrical pattern when viewed from the center of division, and excites the radiation elements of each antenna pattern in the same phase. Means.
  • Patent Document 1 Note that the entire disclosure of Patent Document 1 is incorporated herein by reference. The following analysis is given by the present invention.
  • antenna elements are arranged so that a vertical arrangement and a horizontal arrangement are orthogonal to each other as in the planar antenna described in Patent Document 1.
  • a vertical arrangement and a horizontal arrangement are orthogonal to each other as in the planar antenna described in Patent Document 1.
  • the antenna elements are arranged so that the diagonal lines of the rhombus formed by the arrangement of the antenna elements are parallel to the horizontal and vertical lines as shown in FIG. It is conceivable that the antenna elements are arranged (in FIG. 28, the antenna element exists on the back side of the parasitic element 210).
  • the antenna elements are arranged (in FIG. 28, the antenna element exists on the back side of the parasitic element 210).
  • each microstrip line 208 has symmetry in itself.
  • unnecessary radiation from the microstrip line 208 is concentrated in a specific direction as shown in FIG. There is a problem that can not get the directivity characteristics.
  • An object of the present invention is to provide an array antenna that realizes low sidelobe directivity without reducing gain.
  • the array antenna has a plurality of antenna units each having a plurality of antenna elements and a first microstrip line that feeds power to the plurality of antenna elements.
  • the plurality of antenna units are arranged so that the directions of the plurality of first microstrip lines are not all the same.
  • the present invention has at least one of the following effects.
  • unnecessary radiation by the microstrip line is reduced by arranging the pairs of microstrip lines so as not to be in the same direction, in particular, by arranging each pair of microstrip lines so as to have a line-symmetrical or point-symmetrical relationship. It can be dispersed to achieve low sidelobe directivity.
  • 1 is a schematic plan view of a planar array antenna according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a schematic partial side view of a planar array antenna according to a first embodiment of the present invention.
  • the schematic plan view of the planar array antenna which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • the schematic plan view of the planar array antenna which concerns on 4th Embodiment of this invention The schematic plan view of the planar array antenna which concerns on 5th Embodiment of this invention.
  • the schematic plan view of the 5th microstrip line in 5th Embodiment The schematic plan view of the planar array antenna which concerns on 6th Embodiment of this invention.
  • the schematic plan view of the 5th microstrip line in 6th Embodiment The schematic plan view of the planar array antenna which concerns on 7th Embodiment of this invention.
  • the schematic plan view of the 5th microstrip line in 7th Embodiment. The schematic plan view of the planar array antenna which concerns on 5th Embodiment and 6th Embodiment.
  • FIG. 4 is a horizontal plane radiation pattern diagram of the planar array antenna calculated in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a radiation pattern diagram of vertical polarization of the planar array antenna calculated in the second embodiment.
  • FIG. 29 is an image diagram of unnecessary radiation by a pair of microstrip lines related to the planar array antenna of FIG. 3 is a schematic plan view of a planar array antenna according to a comparative example of Example 1.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of a planar array antenna according to a comparative example of Example 2.
  • the plurality of first microstrip lines are arranged such that the directions of unnecessary radiation emitted from the plurality of first microstrip lines are not all the same direction.
  • the shapes of the plurality of first microstrip lines are substantially the same.
  • At least one pair of microstrip lines has different orientations such that the directions thereof are symmetrical with respect to the vertical line direction or the horizontal line direction. It is different like symmetry.
  • the plurality of first microstrip lines are coplanar power supply circuits.
  • the number of antenna units is four.
  • the four antenna units are arranged in a quadrilateral shape.
  • the extending direction of one side of the quadrilateral is not parallel to the vertical and horizontal lines.
  • the direction of the diagonal line of the quadrilateral is parallel to the vertical line and the horizontal line.
  • the quadrilateral is a square. Furthermore, according to a more preferred embodiment, the directions of the two microstrip lines arranged along the diagonal direction of the quadrilateral are the same. Alternatively, the directions of two microstrip lines arranged along the extending direction of one side of the quadrilateral are the same.
  • the shape of each microstrip line does not have symmetry.
  • each antenna unit further includes a coaxial connector that feeds power to the plurality of antenna elements via the first microstrip line.
  • the first microstrip line and the coaxial connector are formed to feed power to a plurality of antenna elements in the same phase.
  • the array antenna is a coaxial connector that feeds power to the plurality of antenna elements, and a coplanar feed circuit that electrically connects the coaxial connector and the plurality of first microstrip lines. And 2 microstrip lines.
  • the first microstrip line, the second microstrip line, and the coaxial connector are formed so as to feed power to the plurality of antenna elements in the same phase.
  • the plurality of antenna elements are arranged in a lattice shape.
  • the plurality of antenna elements are arranged in dotted lines.
  • the first direction and the second direction are not parallel to the vertical line and the horizontal line.
  • the number of antenna elements in the arrangement in the first direction is the same as the number of antenna elements in the arrangement in the second direction.
  • the plurality of antenna elements are arranged at equal intervals in the first direction and the second direction.
  • the shape formed by the outer periphery of the array of the plurality of antenna elements is a quadrilateral having the first direction and the second direction as one extending direction.
  • the direction of the diagonal of the quadrilateral is parallel to the vertical line and the horizontal line.
  • the quadrilateral is a square.
  • the number of antenna elements in the array in the first direction and the number of antenna elements in the array in the second direction are powers of two.
  • the number of antenna elements in the first direction array and the number of antenna elements in the second direction array in each antenna unit is a power of two.
  • the antenna element and the first microstrip line are connected so that vertical polarization, horizontal polarization, or circular polarization is generated.
  • the dielectric substrate is further included.
  • the antenna element and the first microstrip line are formed on a dielectric substrate.
  • the apparatus further includes a plurality of parasitic elements and a plurality of spacers.
  • the parasitic element is disposed on each antenna element via a spacer.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a planar array antenna according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a schematic partial side view of the planar array antenna according to the first embodiment of the present invention.
  • the planar array antenna 1 includes a plurality of antenna units 2a to 2d.
  • the antenna element 7 exists on the back side of the parasitic element 10.
  • Each antenna unit is formed on a dielectric substrate 6, a plurality of antenna elements 7 formed on the dielectric substrate 6, a coaxial connector 3 that feeds power to the plurality of antenna elements 7, and a plurality of antenna elements 7.
  • a microstrip line 8 that is a coplanar feed circuit that electrically connects the coaxial connector 3 to each other, a plurality of parasitic elements 10 that are arranged for each antenna element to increase the bandwidth,
  • the first to fourth antenna units 2a to 2d share one dielectric substrate 6 and the ground plate 4.
  • the antenna elements 7 are arranged in a lattice shape, and the first direction A and the second direction B forming the lattice are not orthogonal to each other.
  • the antenna elements 7 are arranged in dotted lines.
  • the number of antenna elements 7 in the first direction A is the same as the number of antenna elements 7 in the second direction B, and the antenna elements 7 are equally spaced in the first direction A and the second direction B.
  • the antenna elements 7 are equally spaced in the first direction A and the second direction B.
  • the antenna elements 7 are equally spaced in the first direction A and the second direction B.
  • the first antenna unit 2a 16 antenna elements are arranged in 4 ⁇ 4 so that one row (first direction A) and the other row (second direction B) forming the lattice are not orthogonal to each other. And arranged in a rhombus shape as a whole. Further, the four antenna elements in the directions A and B are arranged at equal intervals.
  • the antenna elements 7 are preferably arranged along the horizontal line direction X and the vertical line direction Y.
  • a plurality of antenna elements 7 (12 antenna elements in the form shown in FIG. 1) on the outer periphery of each antenna unit 2a to 2d have a quadrilateral shape (solid line 12; one side has four antenna elements in the form shown in FIG. 1). Are preferably arranged in a diamond shape).
  • the extending direction of one side of the quadrilateral 12 does not coincide with the horizontal line direction X and the vertical line direction Y.
  • the direction of unnecessary radiation (first side lobe) generated from the microstrip lines 8a to 8d can be made less affected by unnecessary radiation without reducing the gain.
  • the extending direction of the diagonal line of the quadrilateral 12 is made closer to the horizontal line direction X and the vertical line direction Y, and more preferably coincides with the horizontal line direction X and the vertical line direction Y.
  • the number of antenna elements in the array in the first direction A and the number of antenna elements in the array in the second direction B are powers of 2. It is preferable that it is individual.
  • the antenna elements are arranged in a quadrilateral shape in each of the antenna units 2a to 2d, but the arrangement of the antenna elements is not limited to the quadrilateral shape, and various other elements such as a polygonal shape, a circular shape, an elliptical shape, etc. It can be shaped.
  • the four first to fourth antenna units 2a to 2d are arranged in a lattice shape, preferably in a rhombus shape.
  • the plurality of antenna elements 7 are arranged in a lattice shape, preferably in a rhombus shape as a whole.
  • each antenna unit is arranged so that the plurality of antenna elements 7 of the first to fourth antenna units 2a to 2d are arranged in a straight line at equal intervals in the first direction A and the second direction B.
  • the arrangement intervals of the antenna elements in 2a to 2d are the same, and the interval between the antenna elements between adjacent antenna units (for example, the antenna element adjacent to the second antenna unit 2b of the first antenna unit 2a, the second The distance between the antenna units 2b and the antenna elements adjacent to the first antenna unit 2a is preferably the same as the distance between the antenna elements in each antenna unit.
  • the planar array antenna 1 shown in FIG. 1 64 antenna elements are arranged in an 8 ⁇ 8 rhombus lattice, and 8 antenna elements are arranged at equal intervals in each direction A and B. ing.
  • the antenna elements 7 are preferably arranged along the horizontal line direction X and the vertical line direction Y.
  • the plurality of antenna elements 7 (28 antenna elements in the form shown in FIG. 1) on the outer periphery of the planar array antenna 1 are preferably arranged in a quadrilateral shape (dotted line 13; a rhombus shape in the form shown in FIG. 1). .
  • the extending direction of one side of the quadrilateral 13 does not coincide with the horizontal line direction X and the vertical line direction Y.
  • the direction of unnecessary radiation generated from the microstrip lines 8a to 8d can be set to a direction in which the influence of unnecessary radiation becomes smaller. More preferably, the extending direction of the diagonal line of the quadrilateral 13 is made closer to the horizontal line direction X and the vertical line direction Y, and more preferably coincides with the horizontal line direction X and the vertical line direction Y.
  • one antenna element and three antenna elements adjacent to the first direction A, the second direction B, and the horizontal line direction X or the vertical line direction Y from the antenna element have a minimum unit quadrangle ( For example, they are arranged so as to form vertices of a dotted line 14).
  • the number of antenna elements in the array in the first direction A and the number of antenna elements in the array in the first direction B are powers of 2. It is preferable.
  • the antenna elements are arranged in a quadrilateral shape in the planar array antenna 1, but the arrangement of the antenna elements is not limited to a quadrilateral shape, and various arrangements such as a polygonal shape, a circular shape, and an elliptical shape are possible. You can choose.
  • the antenna units are arranged in a quadrilateral shape, but the arrangement of the antenna units is not limited to the quadrilateral shape, and various arrangements such as a polygonal shape, a circular shape, and an elliptical shape can be selected. it can.
  • a plurality (16 in the form shown in FIG. 1) of antenna elements 7 in each of the antenna units 2a to 2d are in phase with the signals from the coaxial connectors 3a to 3d by the microstrip lines 8a to 8d. Are electrically connected to the coaxial connectors 3a to 3d.
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of the first microstrip line 8a.
  • the planar array antenna 1 shown in FIG. 1 shows a form in which vertical polarization is generated.
  • the first microstrip line 8a is the lowest part of each antenna element in the drawing. It extends from the (6 o'clock position in the case of a circle) toward the direction directly below.
  • the two antenna elements adjacent to each other in the second direction B are formed by a microstrip line extending from the both antenna elements 7 directly downward and a microstrip line extending along the second direction B connecting them.
  • microstrip line 8a 1 It is electrically connected by a microstrip line 8a 1.
  • the microstrip line 8a 1 becomes asymmetrical shape.
  • the two microstrip lines 8a 1 adjacent to each other in the first direction A is electrically connected to the midpoints by a microstrip line 8a 2.
  • the microstrip line 8a 2 is formed so as not to overlap with the antenna element.
  • the two microstrip lines 8a 2 adjacent to each other along the second direction B is electrically connected to the midpoints by a microstrip line 8a 3.
  • Microstrip line 8a 3 is also formed so as not to overlap with the antenna element.
  • the two microstrip lines 8a 3 adjacent to each other along the first direction A is electrically connected to the midpoints by microstrip lines 8a 4.
  • the microstrip line 8a 4 is formed so as not to overlap with the antenna element.
  • the first coaxial connector 3a are electrically connected to the midpoint of the microstrip line 8a 4.
  • adjacent antenna elements are electrically connected by a microstrip line so that a predetermined polarization is generated, and the midpoint of the microstrip line and the midpoint of the microstrip line adjacent thereto are connected. Electrically connected with a microstrip line.
  • the microstrip line of each antenna unit is formed by sequentially repeating such a process. Then, by forming the coaxial connector at a position that is the same distance from each antenna element, it is possible to perform in-phase power feeding from the coaxial connector to each antenna element.
  • an antenna unit having 16 antenna elements has been described, but the same applies to cases where the number of antenna elements is less than or greater than 16.
  • the distance (length) of the microstrip line from the coaxial connectors 3a to 3d to each antenna element is made the same between the first to fourth antenna units 2a to 2d.
  • the shapes and dimensions of the four microstrip lines 8a to 8d and the positions of the coaxial connectors 3a to 3d in the first to fourth antenna units 2a to 2d are the same.
  • the shapes of the microstrip lines 8a to 8d do not have symmetry in themselves. For this reason, it is preferable that the microstrip lines 8a to 8d are arranged so that the directions of unnecessary radiation radiated from the microstrip lines 8a to 8d are not all the same.
  • the first to fourth microstrip lines 8a to 8d have the same shape, but their directions are not all the same.
  • 4 microstrip line corresponds to “first microstrip line” in the claims).
  • each of the microstrip lines 8a to 8d has a microstrip line whose pair is different so that the directions thereof are line symmetrical.
  • the first microstrip line 8a is paired with the second microstrip line 8b (or the third microstrip line 8c), and the fourth microstrip line 8d is the third microstrip line 8c (or the second microstrip line). It is paired with the line 8b).
  • the direction of the first microstrip line 8a is symmetrical with respect to the direction of the second microstrip line 8b and the vertical line Y (however, there is a symmetry line in the planar array antenna 1 itself shown in FIG. 1). Not). That is, in the form shown in FIG. 1, the direction of the first microstrip line 8a and the direction of the second microstrip line 8b are in the left-right reverse (reverse side) with the same vertical direction.
  • the directions of the first microstrip line 8a and the fourth microstrip line 8d that are adjacent along the second direction Y are the same.
  • the directions of the second microstrip line 8b and the third microstrip line 8c are Are the same.
  • the unnecessary radiation radiated from one microstrip line and the unwanted radiation radiated from the microstrip line that is in a line symmetrical relationship with this microstrip line are not the same in the radiation direction.
  • Unwanted radiation can be dispersed throughout the array antenna.
  • the direction of unwanted radiation of the first microstrip line and the direction of unwanted radiation of the second microstrip line are the same as in the image of unwanted radiation shown in FIG.
  • the direction of unwanted radiation 11a of the first microstrip line and the direction of unwanted radiation 11b of the second microstrip line are shown in the image diagram of unwanted radiation shown in FIG. Are not the same, and unwanted radiation can be dispersed. As a result, low sidelobe directivity can be realized.
  • FIG. 5 shows an example of a microstrip line in which vertical polarization occurs.
  • the microstrip line 8 shown in FIG. 5A is used as a reference
  • the microstrip line 8 shown in FIG. 5B has a line-symmetrical relationship with respect to the vertical line Y
  • FIG. The microstrip line 8 shown is in a line-symmetric relationship with respect to the horizontal line X
  • FIG. 5D is point-symmetrical (that is, line-symmetric with respect to the vertical line Y and the horizontal line X Is a line symmetry).
  • FIG. 1 shows the combination of FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b). However, when vertical polarization occurs in the planar array antenna of the present invention, FIG. 5 (a) to FIG. 5 (d). Any one of at least two microstrip lines 8 can be combined.
  • the unnecessary radiation in a specific polarization can be reduced by the combination of the directions of the microstrip lines 8a to 8d.
  • a combination of the microstrip line shown in FIG. 5A and the microstrip line shown in FIG. 5A The influence of unnecessary radiation can be reduced in (in addition, as shown in the embodiment, the influence of unwanted radiation in vertical polarization can also be reduced).
  • By combining the microstrip line shown in FIG. 5A and the microstrip line shown in FIG. 5C it is possible to reduce the influence of unnecessary radiation mainly in vertical polarization.
  • the microstrip line shown in FIG. 5A and the microstrip line shown in FIG. 5D it is possible to reduce the influence of unnecessary radiation in horizontal polarization and vertical polarization.
  • FIG. 6 shows an example of a microstrip line in which horizontal polarization or circular polarization occurs.
  • FIG. 6A is an example of a microstrip line that generates horizontal polarization
  • FIG. 6B is an example of a microstrip line that generates circular polarization.
  • the microstrip line 8 extends in the horizontal direction X from the antenna element 7 (9 o'clock portion of the circular antenna element 7 in FIG. 1) as shown in FIG. Let When circularly polarized waves occur, as shown in FIG.
  • microstrip lines 8 are extended from the antenna element 7 to the two intersections.
  • the microstrip line shown in FIG. 6 is combined with at least two of the four microstrip lines having a symmetrical relationship as shown in FIG.
  • an array antenna can be configured.
  • microwave signals are supplied with equal amplitude and the same phase from the first to fourth coaxial connectors 3a to 3d.
  • This microwave signal is supplied to the first to fourth antenna elements via the first to fourth microstrip lines 8a to 8d, respectively.
  • the antenna element 7 and the microstrip line 8 (8a to 8d) can be formed by, for example, etching a conductor layer of the printed circuit board 5, and the antenna element 7 can be formed as a circular patch antenna, for example. .
  • the shape of the antenna element 7 is not limited to a circle, and can be formed in various shapes such as an ellipse or a polygon such as a quadrilateral.
  • Various materials can be used for the dielectric substrate 6, for example, a fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), a glass epoxy resin such as FR4 (Flame Retardant Type 4), or a polyphenylene ether (PPE) resin. Etc. can be used.
  • the planar shape of the parasitic element 10 is not limited to a circle as shown in FIG. 1, and can be formed in various shapes such as an ellipse or a polygon such as a quadrilateral.
  • FIG. 7 shows a schematic plan view of a planar array antenna according to the second embodiment of the present invention.
  • the first microstrip line 8a is paired with the second microstrip line 8b (or the third microstrip line 8c), and the fourth microstrip line 8d is the third microstrip line 8d.
  • the point of pairing with the microstrip line 8c (or the second microstrip line 8b) is the same as in the first embodiment, but the direction of each pair has a point-symmetric relationship. Other forms are the same as in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic plan view of a planar array antenna according to the third embodiment of the present invention.
  • the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
  • the antenna element exists on the back side of the parasitic element 10.
  • the first microstrip line 8a has a symmetrical relationship with the second microstrip line 8b with respect to the vertical line Y (however, the symmetric line in FIG.
  • the third microstrip line 8c has a point-symmetric relationship with the fourth microstrip line 8d.
  • the first microstrip line 8a has a point-symmetric relationship with the third microstrip line 8c
  • the second microstrip line 8b is line-symmetric with respect to the fourth microstrip line 8d and the vertical line Y. It is like this.
  • Other forms are the same as in the first embodiment.
  • planar array antennas according to the second and third embodiments, unnecessary radiation from each microstrip line can be dispersed, thereby realizing low sidelobe directivity characteristics.
  • FIG. 9 shows a schematic plan view of a planar array antenna according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the first direction A and the second direction B are not orthogonal to each other.
  • the first direction A and the second direction B are orthogonal to each other.
  • the same elements as those in FIG. In FIG. 9, the antenna element exists on the back side of the parasitic element 10.
  • each antenna unit 42a to 42d the antenna elements 7 are arranged in a lattice pattern. In the arrangement along the first direction A and the second direction B forming the lattice, the antenna elements 7 are arranged in a dotted line shape. The antenna elements 7 are preferably arranged along the horizontal direction X and the vertical direction Y. The plurality of antenna elements 7 on the outer periphery of each antenna unit 42a to 42d (12 antenna elements in the form shown in FIG. 9) is a power of 2 antenna elements on one side (4 in the form shown in FIG. 9). Are preferably arranged in a square shape (dotted line 15).
  • the extending direction of one side of the square 15 does not coincide with the horizontal line direction X and the vertical line direction Y.
  • the direction of unnecessary radiation generated from the microstrip lines 48a to 48d can be set to a direction in which the influence of unnecessary radiation becomes smaller.
  • the extending direction of the diagonal line of the square 15 is made closer to the horizontal line direction X and the vertical line direction Y, and more preferably coincides with the horizontal line direction X and the vertical line direction Y.
  • the antenna units 42a to 42d are preferably arranged in a lattice shape (on the top of a square). At this time, it is preferable that the antenna elements 7 are arranged along the first direction A, the second direction B, the horizontal line direction X, and the vertical line direction Y in the entire planar array antenna 41.
  • the plurality of antenna elements 7 on the outer periphery of the planar array antenna 41 (28 antenna elements in the embodiment shown in FIG. 9) are powers of 2 antenna elements on one side (8 in the embodiment shown in FIG. 9). Are preferably arranged in a square shape (dotted line 16).
  • the extending direction of one side of the square 16 does not coincide with the horizontal line direction X and the vertical line direction Y.
  • the direction of unnecessary radiation generated from the microstrip lines 48a to 48d can be set to a direction in which the influence of unnecessary radiation becomes smaller.
  • the extending direction of the diagonal line of the square 16 is made closer to the horizontal line direction X and the vertical line direction Y, and more preferably coincides with the horizontal line direction X and the vertical line direction Y.
  • the angle formed by the first direction A and the second direction B and the horizontal line direction X and the vertical line direction Y is 45 °.
  • the four antenna elements adjacent to the first direction A, the second direction B, and the horizontal line direction X or the vertical line direction Y form a vertex of a square (for example, a dotted line 17).
  • they are arranged so as to form square vertices.
  • the combinations of the orientations of the first to fourth microstrip lines 48a to 48d are the same as those in the first embodiment (that is, the microstrip lines adjacent in the first direction A are connected to the vertical line Y
  • the microstrip lines formed so as to generate a predetermined polarization may be arranged so that they are not all in the same direction.
  • microstrip lines having a symmetric relationship with respect to the vertical line Y, a symmetric relationship with respect to the horizontal line X, and a point-symmetric relationship can be combined.
  • the first embodiment and the fourth embodiment can be properly used according to the desired vertical and horizontal beam widths.
  • FIG. 10 is a schematic plan view of a planar array antenna according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the same elements as those in FIGS. 1 and 9 are denoted by the same reference numerals.
  • the antenna element exists on the back side of the parasitic element 10.
  • each of the four antenna units has a coaxial connector.
  • each antenna unit does not have a coaxial connector, and the entire planar array antenna is one. It has a coaxial connector.
  • a description will be given based on the fourth embodiment.
  • the planar array antenna 51 includes first to fourth antenna units 52a to 52d, a coaxial connector 53, and a fifth microstrip line 58 that is a coplanar power feeding circuit. This corresponds to the “second microstrip line” in the claims).
  • the antenna units 52a to 52d are the same as the first to fourth antenna units 42a to 42d in the fourth embodiment except that they do not have a coaxial connector. That is, the arrangement of the antenna elements and the shapes of the first to fourth microstrip lines 48a to 48d are the same as those in the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic plan view of the fifth microstrip line 58.
  • the fifth microstrip line 58 extends from the coaxial connector 53 toward the respective antenna units 52a to 52d.
  • the fifth microstrip line 58 includes first to fourth microstrip lines 48a to 48d of the first to fourth antenna units 52a to 52d. Each is electrically connected.
  • the fifth microstrip line 58 is formed integrally with the first to fourth microstrip lines 48a to 48d.
  • the microstrip lines 58 1 , 58 2 , 58 3 , and 58 4 extending from the coaxial connector 53 toward the antenna units 52a to 52d are L-shaped (arranged, bowl-shaped).
  • the fifth microstrip line 58 has a bowl shape as a whole.
  • connection points (intersections) of the first to fourth microstrip lines 48a to 48d and the fifth microstrip line 58 of each antenna unit 52a to 52d are at the same distance from the plurality of antenna elements in each antenna unit 52a to 52d. Position. That is, in the fourth embodiment, the fifth microstrip line 58 is electrically connected to the position where the first to fourth coaxial connectors 3a to 3d were formed. Further, in the fifth microstrip line 58, the length of the microstrip line connecting the coaxial connector 53 and each connection point (each intersection point) between the first to fourth microstrip lines 48a to 48d and the fifth microstrip line 58. Keep the same.
  • the lengths 58 1 , 58 2 , 58 3 and 58 4 of the fifth microstrip line 58 extending from the coaxial connector 53 are the same.
  • the signal from the coaxial connector 53 is fed in the same phase to each of the antenna units 52a to 52d, and as a result, the plurality of antenna elements in the planar array antenna 51 can be fed in the same phase.
  • the fifth microstrip line 58 serves as a distributor, a distributor for supplying the same phase power to a plurality of antenna units is not necessary, and the material cost can be reduced and the number of manufacturing steps can be reduced. Therefore, the manufacturing cost of the array antenna can be further reduced. In addition, the array antenna can be reduced.
  • FIG. 12 is a schematic plan view of a planar array antenna according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the same elements as those in FIGS. 1, 9, and 10 are denoted by the same reference numerals.
  • the antenna element exists on the back side of the parasitic element 10.
  • This embodiment is different from the fifth embodiment in the form of the fifth microstrip line. Other aspects are the same as in the fifth embodiment.
  • FIG. 13 shows a schematic plan view of the microstrip line 68.
  • the fifth microstrip line 68 has microstrip lines 68 1 and 68 2 extending from the coaxial connector 53 in two directions (in both directions of the horizontal line direction X in FIG. 12).
  • Micro (in both the vertical line direction Y in FIG. 12) stripline 68 further two directions from one end extends a microstrip line 68 3, more two-way microstrip line 68 second end (FIG. and Mashimashi both directions) the microstrip line 68 4 is extended in the vertical line direction Y in 12.
  • the microstrip line 68 1, 68 3 and the microstrip line 68 2, 68 4 are formed on the respective T-shaped.
  • the fifth embodiment and the same L-shaped microstrip line 68 5-68 8 extends toward the antenna units.
  • the overall shape of the fifth microstrip line 68 is such that an L-shaped microstrip line extends from each end of the H-shaped microstrip line.
  • the length from the coaxial connector 53 to each end of the microstrip lines 68 5 to 68 8 is the same.
  • FIG. 14 is a schematic plan view of a planar array antenna according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the same elements as those in FIGS. 1, 9 and 10 are denoted by the same reference numerals.
  • the antenna element exists on the back side of the parasitic element 10.
  • This embodiment is different from the fifth embodiment in the form of the fifth microstrip line. Other aspects are the same as in the fifth embodiment.
  • FIG. 15 shows a schematic plan view of the microstrip line 78.
  • the fifth microstrip line 78 has microstrip lines 78 1 and 78 2 extending from the coaxial connector 53 in two directions (in both directions of the first direction A in FIG. 14).
  • the microstrip lines 78 1 and 78 2 form a straight line.
  • the microstrip line 78 6 extends toward the fourth antenna unit 52 d.
  • the microstrip line 78 3 and the microstrip line 78 6 forms a straight line, and more preferably perpendicular to the microstrip line 78 1.
  • the microstrip line 78 4 and the microstrip line 78 5 extends toward the third antenna unit 52c.
  • the microstrip line 78 4 and the microstrip line 78 5 forms a straight line, and more preferably perpendicular to the microstrip line 78 2.
  • the overall shape of the fifth microstrip line 78 is H-shaped. The length from the coaxial connector 53 to each end of the microstrip lines 78 3 to 78 6 is the same.
  • the form in which power is supplied to a plurality of antenna units from one coaxial connector has been described.
  • the fifth microstrip line that electrically connects the coaxial connector and the microstrip line of each antenna unit is described.
  • the shape is determined by the arrangement form of the antenna units.
  • the fifth microstrip lines 58 and 68 in the fifth and sixth embodiments are the microstrip line part of each antenna unit connected to the fifth microstrip lines 58 and 68 (which can be said as the microstrip line 8a shown in FIG. 3).
  • the portion 8a 4 is rotated around the coaxial connector 53 (preferably perpendicular to the adjacent microstrip line portion), and is used when a plurality of antenna units are arranged. be able to.
  • the directions of the first antenna unit 52a and the third antenna unit 52c on the diagonal line are the same.
  • the second antenna unit 52b and the fourth antenna unit 52d have the same direction, and the first antenna unit 52a and the second antenna unit 52b are symmetrical with respect to the vertical line Y. (The form shown in FIG. 10 and FIG. 12), or when the orientation of the first antenna unit 52a and the orientation of the second antenna unit 52b are axisymmetric with respect to the horizontal line X (FIG. 16 and FIG. 16).
  • the fifth microstrip lines 58 and 68 can be applied to the embodiment shown in FIG. Further, as shown in FIG. 18, the fifth microstrip lines 58 and 68 can be applied even if the orientation of the antenna units on the diagonal line of the planar array antenna is not the same. In the form shown in FIG.
  • the orientation of the first antenna unit 52a and the orientation of the second antenna unit 52b are in a relationship that is symmetric with respect to the vertical line Y, and the orientation of the first antenna unit 52a is
  • the direction of the third antenna unit 52c is point-symmetric and the direction of the first antenna unit 52a and the direction of the fourth antenna unit 52d are line-symmetric with respect to the horizontal line X. It is in.
  • the fifth microstrip line 78 in the seventh embodiment has a microstrip line part (a part 8a 4 in terms of the microstrip line 8a shown in FIG. 3) of each antenna unit connected to the fifth microstrip line 78. It can be used when a plurality of antenna units are arranged so as to extend along the same direction (preferably so as to extend in parallel). For example, in the form shown in FIG. 14, the directions of two antenna units adjacent along the first direction A or the second direction B have a point-symmetric relationship. The directions of two antenna units adjacent along the horizontal line direction X and the vertical line direction Y are the same.
  • a planar array antenna according to an eighth embodiment of the present invention is described.
  • a configuration having 64 antenna elements (16 antenna elements in one antenna unit and 4 antenna units) has been described.
  • the number of elements is increased from 64.
  • FIG. 19 shows an example of a planar array antenna according to the eighth embodiment.
  • an antenna unit 52 similar to the antenna unit in the fifth embodiment is used as a primary antenna unit, and the 2 ⁇ 2 array is arranged so as to form the planar array antenna according to the seventh embodiment.
  • the first to fourth secondary antenna units 112a to 112d are configured.
  • the direction of the primary antenna unit 52 in each of the secondary antenna units 112a to 112d may be the same or different.
  • a microstrip line is formed in each primary antenna unit so that power can be fed in the same phase. In the form shown in FIG.
  • the directions of the four primary antenna units 52 in each of the secondary antenna units 112a to 112d are all the same, and the four primary antenna units 52 in each of the secondary antenna units 112a to 112d.
  • a microstrip line 118 similar to the fifth microstrip line in the seventh embodiment (H-shaped).
  • a plurality of antenna elements are arranged regularly along the first direction X, the second direction Y, the horizontal line direction X, and the vertical line direction Y in the entire array antenna 111. In order to arrange them at intervals, they are arranged in a 2 ⁇ 2 quadrilateral shape (in the form shown in FIG. 19, a square shape).
  • the plurality of antenna elements arranged along the outer periphery of the planar array antenna 111 are arranged in a square shape, and the extending directions of the diagonal lines of the square coincide with the horizontal line direction X and the vertical line direction Y. .
  • the planar array antenna 111 has one coaxial connector 113, and the secondary antenna units 112a to 112d and the coaxial connector 113 are fed in the same phase as the fifth and sixth embodiments so as to be fed in phase. Are electrically connected by a microstrip line 118.
  • the arrangement of the secondary antenna units 112a to 112d corresponds to the arrangement of the antenna units in the fifth and sixth embodiments. That is, the direction of the first secondary antenna unit 112a and the direction of the third secondary antenna unit 112c are the same, and the direction of the second secondary antenna unit 112b and the direction of the fourth secondary antenna unit 112d are Are the same.
  • the orientation of the first secondary antenna unit 112a and the orientation of the second secondary antenna unit 112b are in a relationship that is symmetric with respect to the vertical direction Y.
  • the direction is different for each of the secondary antenna units 112a to 112d, but the direction may be different for each of the primary antenna units 52. That is, the 16 primary antennas 52 do not have to have the same orientation, and the primary antenna units 52 having different orientations can be irregularly arranged.
  • a single coaxial connector is shown.
  • a coaxial connector may be provided.
  • a microstrip line that electrically connects the antenna units having the coaxial connector is not necessary.
  • the antenna elements arranged along the first direction A and the second direction are arranged so that the number thereof is a power of 2.
  • the number of antenna elements can be set without being limited thereto.
  • 15 primary antenna units can be arranged to be 3 ⁇ 5.
  • the “primary antenna unit” in the present embodiment may correspond to the “antenna unit” in the claims, or the “secondary antenna unit” in the present embodiment is claimed. It may correspond to an “antenna unit” in the range.
  • the concept of “secondary antenna unit” has been described. However, when the number of antenna elements is further increased, or the number of “primary antenna units” or “secondary antenna units” in the present embodiment is increased. In the case of increasing, third and higher order antenna units may be formed in the same manner as in this embodiment.
  • FIG. 20 shows a schematic partial side view of the planar array antenna according to the ninth embodiment of the present invention.
  • the planar array antennas according to the first to eighth embodiments have been described with respect to the form in which the antenna element and the microstrip line are formed on the dielectric substrate using a printed circuit board or the like. However, the planar array antenna is configured without using the dielectric substrate. You can also For example, in the planar array antenna 121, the antenna element 7 and the microstrip line 8 are formed of a metal plate and have a gap between the ground plate 4. By applying such a planar array antenna 121 to the first to eighth embodiments, the planar array antenna according to the first to eighth embodiments may be configured.
  • the radiation pattern was calculated. The only difference between the two antennas is the direction of the microstrip line.
  • the calculation conditions were as follows: For each planar array antenna, each antenna element was fed with equal amplitude and equal phase from each coaxial connector, the radiation pattern of the antenna near field was measured, and the far field pattern was calculated based on the data. .
  • the result is shown in FIG. FIG. 21 also shows standards defined in the Radio Law Related Examination Standards.
  • the radiation pattern is within the standards of the examination standards related to the Radio Law, but in the array antenna as shown in FIG. It is out of specification in the region of about 42 ° to about 55 ° due to unnecessary radiation.
  • the array antenna of this invention it turned out that the influence of a side lobe can be reduced by disperse
  • FIG. 22 shows a schematic plan view of one antenna unit.
  • the microstrip line 8 portion (shaded portion) that electrically connects the four antenna elements 7 is the main unnecessary radiation source 131. Therefore, the radiation angle of the grating lobe formed by the unwanted radiation radiated from the unwanted radiation source 131 is calculated.
  • FIG. 23 is a schematic diagram for calculating the radiation angle of the grating lobe.
  • an unnecessary radiation generation angle with respect to the antenna surface 132 is ⁇
  • a center-to-center distance between adjacent unnecessary radiation generation sources 131 is d 1
  • a path difference of unnecessary radiation generated from the unnecessary radiation generation source 131 is d 2 .
  • the following equation is established between the unnecessary radiation generation angle ⁇ and the center-to-center distance d 1 of the unnecessary radiation generation source 131.
  • this angle substantially matches the angle at which the radiation pattern in the comparative example is out of specification. That is, in the planar array antenna, when the antenna units (that is, the microstrip lines) are all in the same direction, the generation angles of the plurality of grating lobes formed by the unnecessary radiation generated from the plurality of unnecessary radiation generation sources 131 are also the same. Therefore, a part of the radiation pattern is out of the standard.
  • the array antenna of the present invention by arranging the antenna units in different directions (that is, in the direction of the microstrip line), the generation angle of a plurality of grating lobes is changed to suppress the generation of large unnecessary radiation. can do.
  • FIG. 19 shows the planar array antenna of the present invention as shown in FIG. 19 according to the eighth embodiment and the planar array antenna as shown in FIG. 31 in which all the microstrip lines are in the same direction as a comparative example.
  • the radiation pattern was calculated.
  • the measurement method and calculation method of the radiation pattern are the same as in the first embodiment.
  • FIG. 24 shows the result of vertical polarization
  • FIG. 25 shows the result of horizontal polarization.
  • planar array antenna of the present invention unnecessary radiation in the range of about 25 ° to about 65 ° in the horizontally polarized wave (cross polarized wave) is lower than that in the comparative example. Also in vertical polarization (main polarization), unnecessary radiation in the range of about 45 ° to about 60 ° was lower than that of the comparative example.
  • the directions of the plurality of microstrip lines are made symmetrically with respect to the vertical line direction, but it is possible to reduce unnecessary radiation of not only horizontally polarized waves but also vertically polarized waves. all right. Further, according to the present invention, as shown in FIG. 25, it was found that XPD (Cross Polarization Discrimination) characteristics can also be improved.
  • the array antenna of the present invention has been described based on the above-described embodiment, but is not limited to the above-described embodiment, and is within the scope of the present invention and based on the basic technical idea of the present invention. It cannot be overemphasized that various deformation
  • the planar array antenna of the present invention can be used as, for example, an FWA microwave trunk antenna. Examples of use of the array antenna of the present invention are shown in FIGS.
  • the array antenna of the present invention can be used by being attached to a support 141 (for example, a pillar) as shown in FIG.
  • the array antenna attached in this way can be used for communication between the remote islands 142a and 142b as shown in FIG.
  • the planar array antennas 111a and 111b attached to the supports 141a and 141b can transmit and receive the radio wave 144 between the remote islands 142a and 142b.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

　本発明は、利得を低下させることなく、低サイドローブ指向特性を実現する平面アレーアンテナを提供することを目的とする。平面アレーアンテナ１は、複数のアンテナ素子と、複数のアンテナに給電する第１マイクロストリップ線路８ａ～８ｄと、を有するアンテナユニット２ａ～２ｄを複数有する。複数のアンテナユニット２ａ～２ｄは、複数の第１マイクロストリップ線路８ａ～８ｄの向きがすべて同一とならないように配列されている（図１）。

Description

アレーアンテナ
　本発明は、日本国特許出願：特願２００８－１７７５７６号（２００８年７月８日出願）並びに、日本国特許出願：特願２００８－２２１９６８号（２００８年８月２９日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
　本発明は、アレーアンテナに関し、特に、主として基地局等で使用される平面アレーアンテナに関する。
　固定無線アクセス（ＦＷＡ；Fixed Wireless Access）マイクロ波基幹アンテナにおいては、設置スペースを縮小するために、パラボラアンテナより薄型の平面アレーアンテナが求められている。しかしながら、平面アレーアンテナにおいては、所望の指向特性を実現するためには、不要放射を抑制する必要がある（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に記載の平面アンテナは、ＴＥＭモード又は準ＴＥＭモードで動作する平面アンテナであって、誘電体基板の同一平面上で中心分割された一方の領域と他方の領域に分離形成されて分配給電される一方のアンテナパターンと他方のアンテナパターンとを備え、各アンテナパターンの形状を、分割中心から見て対称なパターン形状として構成すると共に、各アンテナパターンそれぞれの放射素子を同相で励振する給電手段を備えている。
特開平１０－２５６８２７号公報
　なお、上記特許文献１の全開示内容はその引用をもって本書に繰込み記載する。以下の分析は、本発明によって与えられたものである。
　以下の分析は、本発明の観点から与えられる。
　通常、アレーアンテナにおいては、特許文献１に記載の平面アンテナのように、縦配列と横配列が直交するようにアンテナ素子を配列する。しかしながら、このような直交配列のアレーアンテナにおいては、第１サイドローブを抑圧するためには、不等分配器等により、各アンテナ素子の振幅に大小の変化をつける必要があるが、そうすると利得が低下してしまう。
　そこで、利得を低下させずにサイドローブの影響を減少させるため、図２８に示すように、アンテナ素子の配列がなす菱形の対角線を水平線及び鉛直線に対して平行となるように、アンテナ素子を配列することが考えられる（図２８において、アンテナ素子は無給電素子２１０の裏側に存在する）。しかしながら、図２８に示すような平面アレーアンテナ２０１の場合、垂直偏波ないし水平偏波を得るようにマイクロストリップ線路を各アンテナ素子に接続すると、各マイクロストリップ線路２０８はそれ自体に対称性を有さず、また、すべて同一の向きに配列されているので、マイクロストリップ線路２０８からの不要放射が、図２９に示すように特定の方向に集中することになり、電波法関係審査基準において規定されている指向特性を得られない問題がある。
　本発明の目的は、利得を低下させることなく、低サイドローブ指向特性を実現するアレーアンテナを提供することである。
　本発明の第１視点によれば、アレーアンテナは、複数のアンテナ素子と、複数のアンテナ素子に給電する第１マイクロストリップ線路と、を有するアンテナユニットを複数有する。複数のアンテナユニットは、複数の第１マイクロストリップ線路の向きがすべて同一とならないように配列されている。
　本発明は、以下の効果のうち少なくとも１つを有する。
　本発明によれば、複数のマイクロストリップ線路を同一向きとならないように、特に、各対のマイクロストリップ線路を線対称ないし点対称関係となるように配列することにより、マイクロストリップ線路による不要放射を分散させ、低サイドローブ指向特性を実現することができる。
本発明の第１実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図。 本発明の第１実施形態に係る平面アレーアンテナの概略部分側面図。 本発明の第１実施形態における第１マイクロストリップ線路の概略平面図。 第１実施形態に係る一対のマイクロストリップ線路による不要放射のイメージ図。 垂直偏波が発生するマイクロストリップ線路の例。 水平偏波又は円偏波が発生するマイクロストリップ線路の例。 本発明の第２実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図。 本発明の第３実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図。 本発明の第４実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図。 本発明の第５実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図。 第５実施形態における第５マイクロストリップ線路の概略平面図。 本発明の第６実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図。 第６実施形態における第５マイクロストリップ線路の概略平面図。 本発明の第７実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図。 第７実施形態における第５マイクロストリップ線路の概略平面図。 第５実施形態及び第６実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図。 第５実施形態及び第６実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図。 第５実施形態及び第６実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図。 本発明の第８実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図。 本発明の第９実施形態に係る平面アレーアンテナの概略部分側面図。 実施例１において計算した平面アレーアンテナの水平面放射パターン図。 不要放射発生源を示す１つのアンテナユニットの概略平面図。 グレーティングローブの放射角度を計算するための模式図。 実施例２において計算した平面アレーアンテナの垂直偏波の放射パターン図。 実施例２において計算した平面アレーアンテナの水平偏波の放射パターン図。 本発明のアレーアンテナの利用形態の一例を示す概略図。 本発明のアレーアンテナの利用形態の一例を説明するための模式図。 本発明が解決しようとする課題を説明するための平面アレーアンテナの概略平面図。 図２８の平面アレーアンテナに係る一対のマイクロストリップ線路による不要放射のイメージ図。 実施例１の比較例に係る平面アレーアンテナの概略平面図。 実施例２の比較例に係る平面アレーアンテナの概略平面図。
　１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１１１，１２１　　　平面アレーアンテナ
　２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ　　　第１～第４アンテナユニット
　３，５３，１１３　　　　同軸コネクタ
　３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ　　　第１～第４同軸コネクタ
　４　　　　接地板
　５　　　　プリント基板
　６　　　　誘電体基板
　７　　　　アンテナ素子
　８，１１８　　　　マイクロストリップ線路
　８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ　　　第１～第４マイクロストリップ線路
　８ａ１，８ａ２，８ａ３，８ａ４　　　　第１マイクロストリップ線路の一部
　９　　　　スペーサ
　１０　　　無給電素子
　１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ　　　第１～第４無給電素子
　１１，１１ａ，１１ｂ　　　　不要放射の向き
　１２，１５　　　　アンテナユニットにおける外周のアンテナ素子が形成する四辺形
　１３，１６　　　　平面アレーアンテナにおける外周のアンテナ素子が形成する四辺形
　１４，１７　　　　隣接するアンテナ素子が形成する四辺形
　４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ　　　第１～第４アンテナユニット
　４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ　　　第１～第４マイクロストリップ線路
　５２　　　１次アンテナユニット
　５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ　　　第１～第４アンテナユニット
　５８，６８，７８　　　第５マイクロストリップ線路
　５８１，５８２，５８３，５８４　　　第５マイクロストリップ線路の一部
　６８１，６８２，６８３，６８４，６８５，６８６，６８７，６８８　　　第５マイクロストリップ線路の一部
　７８１，７８２，７８３，７８４，７８５　　　第５マイクロストリップ線路の一部
　１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ　　　第１～第４の２次アンテナユニット
　１３１　　　不要放射発生源
　１３２　　　アンテナ面
　１４１，１４１ａ，１４１ｂ　　　支持体
　１４２ａ，１４２ｂ　　　島
　１４３　　　海
　１４４　　　電波
　２０１，２２１，２４１　　　平面アレーアンテナ
　２０３，２２３，２４３　　　同軸コネクタ
　２０４，２２４　　　接地板
　２０５，２２５　　　プリント基板
　２０６，２２６　　　誘電体基板
　２０８，２２８，２４８　　　マイクロストリップ線路
　２１０，２３０　　　無給電素子
　２１１　　　不要放射の向き
　２２２，２４２　　　アンテナユニット
　Ａ　　　　第１方向
　Ｂ　　　　第２方向
　Ｘ　　　　水平線方向
　Ｙ　　　　鉛直線方向
　本発明のより好ましい形態について列記する。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、複数の第１マイクロストリップ線路は、複数の第１マイクロストリップ線路から発する不要放射の方向がすべて同一方向とならないように配列されている。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、複数の第１マイクロストリップ線路の形状は略同一である。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、複数の第１マイクロストリップ線路において、少なくとも１対のマイクロストリップ線路は、その向きが鉛直線方向もしくは水平線方向に対して線対称のように異なる又は点対称のように異なっている。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、複数の第１マイクロストリップ線路は、コプレーナ給電回路である。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、アンテナユニットの数は４つである。４つのアンテナユニットは、四辺形状に配列される。四辺形の一辺の延在方向は、鉛直線及び水平線に対して平行でない。さらに、より好ましい形態によれば、四辺形の対角線の方向は、鉛直線及び水平線に対して平行である。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、四辺形は、正方形である。さらに、より好ましい形態によれば、四辺形の対角線方向に沿って配列された２つのマイクロストリップ線路の向きが同一である。あるいは、四辺形の一辺の延在方向に沿って配列された２つのマイクロストリップ線路の向きが同一である。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、各マイクロストリップ線路の形状は対称性を有していない。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、各アンテナユニットは、第１マイクロストリップ線路を介して複数のアンテナ素子に給電する同軸コネクタをさらに有する。各アンテナユニットにおいて、第１マイクロストリップ線路及び同軸コネクタは、複数のアンテナ素子に同位相で給電するように形成される。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、アレーアンテナは、複数のアンテナ素子に給電する同軸コネクタと、同軸コネクタと複数の第１マイクロストリップ線路とを電気的に接続するコプレーナ給電回路である第２マイクロストリップ線路と、をさらに有する。第１マイクロストリップ線路、第２マイクロストリップ線路及び同軸コネクタは、複数のアンテナ素子に同位相で給電するように形成される。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、複数のアンテナ素子は、格子状に配列される。格子状をなす第１方向の配列及び第２方向の配列において、複数のアンテナ素子は点線状に配列される。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、第１方向及び第２方向は、鉛直線及び水平線に対して平行でない。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、第１方向の配列におけるアンテナ素子の数と、第２方向の配列におけるアンテナ素子の数は同一である。複数のアンテナ素子は、第１方向及び第２方向において等間隔に配列される。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、複数のアンテナ素子の配列の外周がなす形状は、第１方向及び第２方向を一辺の延在方向とする四辺形である。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、四辺形の対角線の方向は、鉛直線及び水平線に対して平行である。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、四辺形は、正方形である。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、第１方向の配列におけるアンテナ素子の数及び第２方向の配列におけるアンテナ素子の数は、２の累乗である。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、各アンテナユニットにおける第１方向の配列におけるアンテナ素子の数及び第２方向の配列におけるアンテナ素子の数は、２の累乗である。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、アンテナ素子と第１マイクロストリップ線路とは、垂直偏波、水平偏波又は円偏波が発生するように接続される。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、誘電体基板をさらに有する。アンテナ素子及び第１マイクロストリップ線路は、誘電体基板上に形成される。
　上記第１視点のより好ましい形態によれば、複数の無給電素子と、複数のスペーサとをさらに有する。無給電素子は、各アンテナ素子上にスペーサを介して配設される。
　次に、本発明の第１実施形態に係る平面アレーアンテナについて説明する。図１に本発明の第１実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図を示す。図２に、本発明の第１実施形態に係る平面アレーアンテナの概略部分側面図を示す。平面アレーアンテナ１は、複数のアンテナユニット２ａ～２ｄを備える。なお、図１において、アンテナ素子７は無給電素子１０の裏側に存在する。
　各アンテナユニットは、誘電体基板６、誘電体基板６上に形成された複数のアンテナ素子７、複数のアンテナ素子７に給電する同軸コネクタ３、誘電体基板上に形成され、複数のアンテナ素子７と同軸コネクタ３とを電気的に接続するコプレーナ給電回路であるマイクロストリップ線路８と、広帯域化のために各アンテナ素子に対して配設される複数の無給電素子１０と、アンテナ素子７と無給電素子１０との間に配されるスペーサ（例えば誘電体又は金属）９と、アンテナ素子７等が形成された誘電体基板面とは反対側の面に配された接地板４と、を有する。図１に示す形態においては、第１～第４アンテナユニット２ａ～２ｄは、１つの誘電体基板６及び接地板４を共用している。
　各アンテナユニット２ａ～２ｄにおいて、アンテナ素子７は格子状に配列されており、格子をなす第１方向Ａと第２方向Ｂとは直交していない。第１方向Ａ及び第２方向Ｂの配列において、アンテナ素子７は点線状に配列されている。また、好ましくは、第１方向Ａのアンテナ素子７の数と第２方向Ｂのアンテナ素子７の数とは同一であり、また、第１方向Ａ及び第２方向Ｂにおいてアンテナ素子７は等間隔に配列されている。例えば、第１アンテナユニット２ａにおいては、１６個のアンテナ素子が、格子をなす一方の列（第１方向Ａ）と他方の列（第２方向Ｂ）とが直交しないように４×４で配列され、全体として菱形状に配列されている。また、各方向Ａ，Ｂの４個アンテナ素子は、それぞれ等間隔で配列されている。
　各アンテナユニット２ａ～２ｄにおいて、アンテナ素子７は、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙに沿っても配列されると好ましい。各アンテナユニット２ａ～２ｄにおける外周の複数のアンテナ素子７（図１に示す形態においては１２個のアンテナ素子）は、四辺形状（実線１２；図１に示す形態においては１辺がアンテナ素子４個の菱形状）に配列されると好ましい。
　該四辺形１２の一辺の延在方向は、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙと一致しないようにすると好ましい。これにより、利得を低下させることなく、マイクロストリップ線路８ａ～８ｄから発生する不要放射（第１サイドローブ）の方向を、不要放射による影響がより小さくなる方向にすることができる。より好ましくは、該四辺形１２の対角線の延在方向は、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙにより近づけ、さらに好ましくは水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙと一致させる。
　各アンテナユニット２ａ～２ｄにおいて、第１方向Ａの配列におけるアンテナ素子の数及び第２方向Ｂの配列におけるアンテナ素子の数（四辺形１２の一辺を形成するアンテナ素子の数）は、２の累乗個であると好ましい。
　本実施形態においては、各アンテナユニット２ａ～２ｄにおいてアンテナ素子は四辺形状に配列されているが、アンテナ素子の配列は四辺形状に限定されることなく、多角形状、円形状、楕円形状等種々の形状にすることができる。
　平面アレーアンテナ１において、４つの第１～第４アンテナユニット２ａ～２ｄは、格子状に、好ましくは菱形状に、配列されている。これにより、平面アレーアンテナ１において、複数のアンテナ素子７が全体として格子状に、好ましくは菱形状に、配列される。また、平面アレーアンテナ１において、第１～第４アンテナユニット２ａ～２ｄの複数のアンテナ素子７が第１方向Ａ及び第２方向Ｂにおいて等間隔かつ直線状に配列されるように、各アンテナユニット２ａ～２ｄにおけるアンテナ素子の配列間隔は同一であり、また、隣接するアンテナユニット間のアンテナ素子の間隔（例えば、第１アンテナユニット２ａの、第２アンテナユニット２ｂと隣接するアンテナ素子と、第２アンテナユニット２ｂの、第１アンテナユニット２ａに隣接するアンテナ素子との間隔）は、各アンテナユニットにおけるアンテナ素子間の間隔と同一にすると好ましい。例えば、図１に示す平面アレーアンテナ１においては、６４個のアンテナ素子は、８×８の菱形の格子状に配列され、各方向Ａ，Ｂにおいて８個のアンテナ素子はそれぞれ等間隔に配列されている。
　平面アレーアンテナ１全体において、アンテナ素子７は、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙに沿っても配列されると好ましい。平面アレーアンテナ１における外周の複数のアンテナ素子７（図１に示す形態においては２８個のアンテナ素子）は、四辺形状（点線１３；図１に示す形態においては菱形状）に配列されると好ましい。
　該四辺形１３の一辺の延在方向は、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙと一致しないようにすると好ましい。これにより、マイクロストリップ線路８ａ～８ｄから発生する不要放射の方向を、不要放射による影響がより小さくなる方向にすることができる。より好ましくは、該四辺形１３の対角線の延在方向は、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙにより近づけ、さらに好ましくは水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙと一致させる。
　平面アレーアンテナ１において、ある１つのアンテナ素子及び該アンテナ素子から第１方向Ａ、第２方向Ｂ、及び水平線方向Ｘ又は鉛直線方向Ｙに隣接する３つのアンテナ素子は、最小単位の四辺形（例えば点線１４）の頂点を形成するように配列されている。
　平面アレーアンテナ１において、第１方向Ａの配列におけるアンテナ素子の数及び第１方向Ｂの配列におけるアンテナ素子の数（四辺形１３の一辺を形成するアンテナ素子の数）は、２の累乗個であると好ましい。
　本実施形態においては、平面アレーアンテナ１においてアンテナ素子は四辺形状に配列されているが、アンテナ素子の配列は四辺形状に限定されることなく、多角形状、円形状、楕円形状等種々の配列を選択することができる。また、平面アレーアンテナ１においてアンテナユニットは四辺形状に配列されているが、アンテナユニットの配列は四辺形状に限定されることなく、多角形状、円形状、楕円形状等種々の配列を選択することができる。
　各アンテナユニット２ａ～２ｄにおける複数（図１に示す形態においては１６個）のアンテナ素子７は、各マイクロストリップ線路８ａ～８ｄによって、同軸コネクタ３ａ～３ｄからの信号が各アンテナ素子７に同位相で供給されるように同軸コネクタ３ａ～３ｄと電気的に接続されている。
　図３に、第１マイクロストリップ線路８ａの概略平面図を示す。なお、図３においては、説明の都合上、マイクロストリップ線路８ａの一部８ａ１～８ａ４を分離させて図示している。図１に示す平面アレーアンテナ１は垂直偏波が発生する形態を示しており、この場合、第１アンテナユニット２ａにおいて、第１マイクロストリップ線路８ａは、図面上、各アンテナ素子の最下位の部分（円形の場合６時の位置）から、真下方向に向かって延在している。第２方向Ｂに隣接する２つのアンテナ素子同士は、両アンテナ素子７から真下方向に延在するマイクロストリップ線路とこれらを接続する第２方向Ｂに沿って延在するマイクロストリップ線路によって形成されるマイクロストリップ線路８ａ１によって電気的に接続される。このとき、マイクロストリップ線路８ａ１は非対称な形状となる。次に、第１方向Ａに隣接する２つのマイクロストリップ線路８ａ１同士は、その中点同士をマイクロストリップ線路８ａ２によって電気的に接続される。このとき、マイクロストリップ線路８ａ２はアンテナ素子と重複しないように形成する。次に、第２方向Ｂに沿って隣接する２つのマイクロストリップ線路８ａ２同士は、その中点同士をマイクロストリップ線路８ａ３によって電気的に接続される。マイクロストリップ線路８ａ３もアンテナ素子と重複しないように形成する。次に、第１方向Ａに沿って隣接する２つのマイクロストリップ線路８ａ３同士は、その中点同士をマイクロストリップ線路８ａ４によって電気的に接続される。このとき、マイクロストリップ線路８ａ４はアンテナ素子と重複しないように形成する。そして、マイクロストリップ線路８ａ４の中点に第１同軸コネクタ３ａが電気的に接続されている。
　このように、所定の偏波が発生するように、隣接するアンテナ素子同士をマイクロストリップ線路によって電気的に接続し、そのマイクロストリップ線路の中点と、それに隣接するマイクロストリップ線路の中点とを、マイクロストリップ線路で電気的に接続する。このような過程を順次繰り返すことによって各アンテナユニットのマイクロストリップ線路が形成される。そして、各アンテナ素子から同距離となる位置に同軸コネクタを形成することにより、同軸コネクタから各アンテナ素子に対して同位相給電を実施することができる。ここでは、１６個のアンテナ素子を有するアンテナユニットについて説明したが、アンテナ素子の数が１６個よりも少ない場合及び多い場合であっても同様である。
　第１～第４アンテナユニット２ａ～２ｄ間において、同軸コネクタ３ａ～３ｄから各アンテナ素子へのマイクロストリップ線路の距離（長さ）は同一にする。好ましくは、第１～第４アンテナユニット２ａ～２ｄにおける４つのマイクロストリップ線路８ａ～８ｄの形状及び寸法及び同軸コネクタ３ａ～３ｄの位置は同一にする。これにより、第１～第４同軸コネクタ３ａ～３ｄに同位相給電すれば、平面アレーアンテナ１における複数のアンテナ素子に同位相で給電することができる。
　第１～第４アンテナユニット２ａ～２ｄにおいて、各マイクロストリップ線路８ａ～８ｄの形状は、それ自体に対称性を有していない。このため、各マイクロストリップ線路８ａ～８ｄは、それぞれから放射される不要放射の向きがすべて同一方向とならないように配列されると好ましい。例えば、図１に示す形態においては、第１～第４マイクロストリップ線路８ａ～８ｄは同一形状を有しているが、その向きはすべて同一とはなっていない（なお、本書における第１～第４マイクロストリップ線路は、請求の範囲における「第１マイクロストリップ線路」に相当する）。好ましくは、各マイクロストリップ線路８ａ～８ｄは、その向きが線対称のように異なる対となるマイクロストリップ線路を有する。例えば、第１マイクロストリップ線路８ａは、第２マイクロストリップ線路８ｂ（又は第３マイクロストリップ線路８ｃ）と対になり、第４マイクロストリップ線路８ｄは、第３マイクロストリップ線路８ｃ（又は第２マイクロストリップ線路８ｂ）と対になっている。そして、第１マイクロストリップ線路８ａの向きは、第２マイクロストリップ線路８ｂの向きと鉛直線Ｙに対して線対称のような関係（ただし、図１に示す平面アレーアンテナ１自体に対称線は存在していない）にある。すなわち、図１に示す形態においては、第１マイクロストリップ線路８ａの向きと第２マイクロストリップ線路８ｂと向きとは、上下方向の向きは同じのまま、左右逆（裏表逆）の関係にある。このことは、第３マイクロストリップ線路８ｃ及び第４マイクロストリップ線路８ｄについても同様である。また、第２方向Ｙに沿って隣接する第１マイクロストリップ線路８ａと第４マイクロストリップ線路８ｄの向きは同一であり、同様に、第２マイクロストリップ線路８ｂと第３マイクロストリップ線路８ｃの向きは同一である。
　これにより、１つのマイクロストリップ線路から放射された不要放射と、このマイクロストリップ線路と線対称のような関係にあるマイクロストリップ線路から放射された不要放射とは、その放射方向が同一にならないので、アレーアンテナ全体として不要放射を分散させることができる。例えば、図３０に示す平面アレーアンテナにおいては、図２９に示す不要放射のイメージ図のように、第１マイクロストリップ線路の不要放射の向きと第２マイクロストリップ線路の不要放射の向きとは同一となるが、図１に示す本発明の平面アレーアンテナにおいては、図４に示す不要放射のイメージ図のように、第１マイクロストリップ線路の不要放射の向き１１ａと第２マイクロストリップ線路の不要放射の向き１１ｂとは同一とならず、不要放射を分散させることができる。その結果、低サイドローブ指向特性を実現することができる。
　なお、平面アレーアンテナ１におけるマイクロストリップ線路８ａ～８ｄの向きの関係性は、鉛直線方向Ｙに対する線対称に限定されることなく、種々の対称性を組み合わせることができる。図５に、垂直偏波が発生するマイクロストリップ線路の例を示す。図５（ａ）に示すマイクロストリップ線路８を基準とすると、図５（ｂ）に示すマイクロストリップ線路８は、鉛直線Ｙに対して線対称のような関係にあり、図５（ｃ）に示すマイクロストリップ線路８は、水平線Ｘに対して線対称のような関係にあり、そして図５（ｄ）に示すマイクロストリップ線路８は点対称（すなわち、鉛直線Ｙに対して線対称かつ水平線Ｘに対して線対称）のような関係にある。図１においては、図５（ａ）及び図５（ｂ）の組み合わせについて示したが、本発明の平面アレーアンテナにおいて、垂直偏波が発生する場合、図５（ａ）～図５（ｄ）に示すマイクロストリップ線路８のうち、いずれか少なくとも２つのマイクロストリップ線路８を組み合わせることができる。
　マイクロストリップ線路８ａ～８ｄの向きを変えることによって不要放射の発生方向も変わるので、マイクロストリップ線路８ａ～８ｄの向きの組み合わせによって、特定の偏波における不要放射を低下させることができる。例えば、図５に示すような垂直偏波が発生するアンテナユニットの場合、図５（ａ）に示すマイクロストリップ線路と図５（ｂ）に示すマイクロストリップ線路とを組み合わせることによって、主として水平偏波において不要放射の影響を低減することができる（なお、実施例に示すように垂直偏波における不要放射の影響も低減することができる）。図５（ａ）に示すマイクロストリップ線路と図５（ｃ）に示すマイクロストリップ線路とを組み合わせることによって、主として垂直偏波において不要放射の影響を低減することができる。そして、図５（ａ）に示すマイクロストリップ線路と図５（ｄ）に示すマイクロストリップ線路とを組み合わせることによって、水平偏波及び垂直偏波において不要放射の影響を低減することができる。
　図１等に示す形態においては、垂直偏波が発生するアレーアンテナについて説明したが、水平偏波又は円偏波が発生するようにマイクロストリップ線路を形成することもできる。図６に、水平偏波又は円偏波が発生するマイクロストリップ線路の例を示す。図６（ａ）は、水平偏波が発生するマイクロストリップ線路の例であり、図６（ｂ）は、円偏波が発生するマイクロストリップ線路の例である。水平偏波が発生する場合、図６（ａ）に示すように、アンテナ素子７（図１においては円形のアンテナ素子７の９時部分）から水平線方向Ｘに向けてマイクロストリップ線路８を延在させる。また、円偏波が発生する場合、図６（ｂ）に示すように、アンテナ素子７から２本のマイクロストリップ線路８を延在させ、２本の交点までの２本のマイクロストリップ線路８の長さの差がλ／４（λ＝波長）となるようにする。水平偏波又は円偏波が発生する場合においても、図６に示すマイクロストリップ線路について図５に示すような対称関係を有する４つのマイクロストリップ線路のうち、いずれか少なくとも２つのマイクロストリップ線路を組み合わせて、アレーアンテナを構成することができる。
　次に、本発明の平面アレーアンテナ１の動作について、図１及び図２を用いて、送信時のマイクロ波信号の流れに沿って説明する。まず、第１～第４同軸コネクタ３ａ～３ｄより、マイクロ波信号が等振幅かつ同位相で供給される。このマイクロ波信号は、第１～第４マイクロストリップ線路８ａ～８ｄを経由して、それぞれ第１～第４アンテナ素子に供給されることになる。
　アンテナ素子７及びマイクロストリップ線路８（８ａ～８ｄ）は、例えば、プリント基板５の導体層のエッチング等により形成することができ、例えば、アンテナ素子７は、円形のパッチアンテナとして形成することができる。アンテナ素子７の形状は、円形に限定されることなく、楕円形、又は四辺形等の多角形等、種々の形状に形成することができる。誘電体基板６としては、種々の材料を使用することができ、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂、ＦＲ４（Flame Retardant Type 4）等のガラスエポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂等を使用することができる。また、無給電素子１０の平面形状は、図１に示すような円形に限定されることなく、楕円形、又は四辺形等の多角形等、種々の形状に形成することができる。
　次に、本発明の第２実施形態に係る平面アレーアンテナについて説明する。図７に本発明の第２実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図を示す。なお、図７において図１と同じ要素には同じ符号を付してある。また、図７において、アンテナ素子は無給電素子１０の裏側に存在する。
　第２実施形態に係る平面アレーアンテナ２１において、第１マイクロストリップ線路８ａは、第２マイクロストリップ線路８ｂ（又は第３マイクロストリップ線路８ｃ）と対になり、第４マイクロストリップ線路８ｄは、第３マイクロストリップ線路８ｃ（又は第２マイクロストリップ線路８ｂ）と対になっている点は第１実施形態と同様であるが、各対の向きは、点対称のような関係となっている。これ以外の形態については第１実施形態と同様である。
　次に、本発明の第３実施形態に係る平面アレーアンテナについて説明する。図８に本発明の第３実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図を示す。なお、図８において図１と同じ要素には同じ符号を付してある。また、図８において、アンテナ素子は無給電素子１０の裏側に存在する。
　第３実施形態に係る平面アレーアンテナ３１において、第１マイクロストリップ線路８ａは、第２マイクロストリップ線路８ｂと鉛直線Ｙに対して線対称のような関係になり（ただし、図８上に対称線は存在しない）、第３マイクロストリップ線路８ｃは、第４マイクロストリップ線路８ｄと点対称のような関係になっている。あるいは、第１マイクロストリップ線路８ａは、第３マイクロストリップ線路８ｃと点対称のような関係になり、第２マイクロストリップ線路８ｂは、第４マイクロストリップ線路８ｄと鉛直線Ｙに対して線対称のような関係になっている。これ以外の形態については第１実施形態と同様である。
　第２実施形態及び第３実施形態に係る平面アレーアンテナにおいても、各マイクロストリップ線路からの不要放射を分散させることができ、これにより、低サイドローブ指向特性を実現することができる。
　次に、本発明の第４実施形態に係る平面アレーアンテナについて説明する。図９に、本発明の第４実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図を示す。第１実施形態～第３実施形態においては、第１方向Ａと第２方向Ｂとが直交していないが、本実施形態においては、第１方向Ａと第２方向Ｂとが直交している。なお、図９において、図１と同じ要素には同じ符号を付してある。また、図９において、アンテナ素子は無給電素子１０の裏側に存在する。
　各アンテナユニット４２ａ～４２ｄにおいて、アンテナ素子７は、格子状に配列されている。格子をなす第１方向Ａ及び第２方向Ｂに沿った配列において、アンテナ素子７は点線状に配列されている。また、アンテナ素子７は、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙに沿って配列されると好ましい。各アンテナユニット４２ａ～４２ｄにおける外周の複数のアンテナ素子７（図９に示す形態においては１２個のアンテナ素子）は、一辺のアンテナ素子の数が２の累乗個（図９に示す形態においては４個）の正方形状（点線１５）に配列されると好ましい。
　該正方形１５の一辺の延在方向は、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙと一致しないようにすると好ましい。これにより、マイクロストリップ線路４８ａ～４８ｄから発生する不要放射の方向を、不要放射による影響がより小さくなる方向にすることができる。より好ましくは、該正方形１５の対角線の延在方向は、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙにより近づけ、さらに好ましくは水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙと一致させる。
　アンテナユニット４２ａ～４２ｄは、格子状（正方形の頂点上）に配列されると好ましい。このとき、平面アレーアンテナ４１全体において、アンテナ素子７は、第１方向Ａ、第２方向Ｂ、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙに沿って配列されると好ましい。また、平面アレーアンテナ４１における外周の複数のアンテナ素子７（図９に示す形態においては２８個のアンテナ素子）は、一辺のアンテナ素子の数が２の累乗個（図９に示す形態においては８個）の正方形状（点線１６）に配列されると好ましい。
　該正方形１６の一辺の延在方向は、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙと一致しないようにすると好ましい。これにより、マイクロストリップ線路４８ａ～４８ｄから発生する不要放射の方向を、不要放射による影響がより小さくなる方向にすることができる。より好ましくは、該正方形１６の対角線の延在方向は、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙにより近づけ、さらに好ましくは水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙと一致させる。この場合、第１方向Ａ及び第２方向Ｂと、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙとのなす角度は、４５°となる。
　その結果、平面アレーアンテナ４１において、第１方向Ａ、第２方向Ｂ、及び水平線方向Ｘ又は鉛直線方向Ｙに隣接する４つのアンテナ素子は、正方形（例えば点線１７）の頂点を形成するように配列されており、本実施形態においては正方形の頂点を形成するように配列されている。
　本実施形態においては、第１～第４マイクロストリップ線路４８ａ～４８ｄの向きの組み合わせは、第１実施形態と同様にした（すなわち、第１方向Ａに隣接するマイクロストリップ線路同士が、鉛直線Ｙに対して対称のような関係にある）が、所定の偏波が発生するように形成されたマイクロストリップ線路が、すべて同一の向きとならないように配列されればよい。例えば、上記で説明したように、鉛直線Ｙに対して対称のような関係、水平線Ｘに対して対称のような関係、及び点対称のような関係にあるマイクロストリップ線路を組み合わせることができる。
　第１実施形態と第４実施形態とは、所望する垂直面及び水平面のビーム幅に応じて使い分けることができる。
　その他の形態については、第１実施形態と同様であり、ここでの説明は省略する。
　次に、本発明の第５実施形態に係る平面アレーアンテナについて説明する。図１０に、本発明の第５実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図を示す。なお、図１０において、図１及び図９と同じ要素には同じ符号を付してある。また、図１０において、アンテナ素子は無給電素子１０の裏側に存在する。第１～第４実施形態においては、４つのアンテナユニットがそれぞれ同軸コネクタを有していたが、本実施形態においては各アンテナユニットは同軸コネクタを有しておらず、平面アレーアンテナ全体として１つの同軸コネクタを有している。以下、第４実施形態を基にして説明する。
　平面アレーアンテナ５１は、第１～第４アンテナユニット５２ａ～５２ｄと、同軸コネクタ５３と、コプレーナ給電回路である第５マイクロストリップ線路５８と、を備える（なお、本書における第５マイクロストリップ線路は、請求の範囲における「第２マイクロストリップ線路」に相当する）。
　各アンテナユニット５２ａ～５２ｄは、同軸コネクタを有していない以外は第４実施形態における第１～第４アンテナユニット４２ａ～４２ｄと同様である。すなわち、アンテナ素子の配列及び第１～第４マイクロストリップ線路４８ａ～４８ｄの形状は、第４実施形態と同一である。
　図１１に、第５マイクロストリップ線路５８の概略平面図を示す。第５マイクロストリップ線路５８は、同軸コネクタ５３から各アンテナユニット５２ａ～５２ｄに向かって延在しており、第１～第４アンテナユニット５２ａ～５２ｄの第１～第４マイクロストリップ線路４８ａ～４８ｄとそれぞれ電気的に接続されている。好ましくは、第５マイクロストリップ線路５８は、第１～第４マイクロストリップ線路４８ａ～４８ｄとは一体的に形成される。第５マイクロストリップ線路５８において、同軸コネクタ５３から各アンテナユニット５２ａ～５２ｄに向かって延在するマイクロストリップ線路５８１，５８２，５８３，５８４は、Ｌ字形（くの字形、鉤形）をしており、第５マイクロストリップ線路５８は全体として卍形となっている。
　各アンテナユニット５２ａ～５２ｄの第１～第４マイクロストリップ線路４８ａ～４８ｄと第５マイクロストリップ線路５８との接続箇所（交点）は、各アンテナユニット５２ａ～５２ｄにおける複数のアンテナ素子から同距離にある位置である。すなわち、第４実施形態において、第１～第４同軸コネクタ３ａ～３ｄが形成されていた位置に、第５マイクロストリップ線路５８が電気的に接続されている。また、第５マイクロストリップ線路５８において、同軸コネクタ５３と、第１～第４マイクロストリップ線路４８ａ～４８ｄと第５マイクロストリップ線路５８との各接続箇所（各交点）とを結ぶマイクロストリップ線路の長さは同一にする。すなわち、同軸コネクタ５３から延在する第５マイクロストリップ線路５８の一部５８１，５８２，５８３，５８４は、それぞれ長さを同一にする。これにより、同軸コネクタ５３からの信号は、各アンテナユニット５２ａ～５２ｄに同位相で給電され、その結果、平面アレーアンテナ５１における複数のアンテナ素子に同位相で給電することができる。
　本実施形態によれば、第５マイクロストリップ線路５８が分配器の役割を果たすので、複数のアンテナユニットに同位相給電するための分配器が不要となり、材料コストを低減させることができると共に製造工数も減少させることができるので、アレーアンテナの製造コストをより低減することができる。また、アレーアンテナを縮小化することもできる。
　次に、本発明の第６実施形態に係る平面アレーアンテナについて説明する。図１２に、本発明の第６実施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図を示す。なお、図１２において、図１、図９及び図１０と同じ要素には同じ符号を付してある。また、図１２において、アンテナ素子は無給電素子１０の裏側に存在する。本実施形態は、第５実施形態とは第５マイクロストリップ線路の形態が異なっている。それ以外の形態は第５実施形態と同様である。
　図１３に、マイクロストリップ線路６８の概略平面図を示す。第６実施形態において、第５マイクロストリップ線路６８は、同軸コネクタ５３から二方向に（図１２においては水平線方向Ｘの両方向に）マイクロストリップ線路６８１，６８２が延在している。マイクロストリップ線路６８１の端部からさらに二方向に（図１２においては鉛直線方向Ｙの両方向に）マイクロストリップ線路６８３が延在し、マイクロストリップ線路６８２端部からさらに二方向に（図１２においては鉛直線方向Ｙの両方向に）マイクロストリップ線路６８４が延在している。本実施形態においては、マイクロストリップ線路６８１，６８３及びマイクロストリップ線路６８２，６８４は、それぞれＴ字状に形成されている。そして、マイクロストリップ線路６８３，６８４の各端部から、第５実施形態と同様のＬ字状のマイクロストリップ線路６８５～６８８が各アンテナユニットに向かって延在している。第５マイクロストリップ線路６８の全体的な形状は、Ｈ字状のマイクロストリップ線路の各端部からＬ字状のマイクロストリップ線路が延在しているような形状をしている。同軸コネクタ５３からマイクロストリップ線路６８５～６８８の各端部までの長さは同一である。
　次に、本発明の第７実施形態に係る平面アレーアンテナについて説明する。図１４に、本発明の第７施形態に係る平面アレーアンテナの概略平面図を示す。なお、図１４において、図１、図９及び図１０と同じ要素には同じ符号を付してある。また、図１４において、アンテナ素子は無給電素子１０の裏側に存在する。本実施形態は、第５実施形態とは第５マイクロストリップ線路の形態が異なっている。それ以外の形態は第５実施形態と同様である。
　図１５に、マイクロストリップ線路７８の概略平面図を示す。第７実施形態において、第５マイクロストリップ線路７８は、同軸コネクタ５３から二方向に（図１４においては第１方向Ａの両方向に）マイクロストリップ線路７８１，７８２が延在している。好ましくは、マイクロストリップ線路７８１，７８２は直線を形成する。マイクロストリップ線路７８１の端部から、第１アンテナユニット５２ａに向けてマイクロストリップ線路７８３が延在し、第４アンテナユニット５２ｄに向けてマイクロストリップ線路７８６が延在する。好ましくは、マイクロストリップ線路７８３とマイクロストリップ線路７８６とは、直線を形成し、より好ましくはマイクロストリップ線路７８１に対して直交する。同様に、マイクロストリップ線路７８２の端部から、第２アンテナユニット５２ｂに向けてマイクロストリップ線路７８４が延在し、第３アンテナユニット５２ｃに向けてマイクロストリップ線路７８５が延在する。好ましくは、マイクロストリップ線路７８４とマイクロストリップ線路７８５とは、直線を形成し、より好ましくはマイクロストリップ線路７８２に対して直交する。第５マイクロストリップ線路７８の全体的な形状は、Ｈ字状となっている。同軸コネクタ５３からマイクロストリップ線路７８３～７８６の各端部までの長さは同一である。
　第５～第７実施形態において、１つの同軸コネクタから複数のアンテナユニットに給電する形態を説明したが、同軸コネクタと各アンテナユニットのマイクロストリップ線路とを電気的に接続する第５マイクロストリップ線路の形状は、アンテナユニットの配列形態によって決定される。
　例えば、第５及び第６実施形態における第５マイクロストリップ線路５８，６８は、第５マイクロストリップ線路５８，６８と接続する各アンテナユニットのマイクロストリップ線路部分（図３に示すマイクロストリップ線路８ａで言えば部分８ａ４）が、同軸コネクタ５３を中心にして回転移動されているように（好ましくは隣接するマイクロストリップ線路部分と直交するように）、複数のアンテナユニットが配列されている場合に使用することができる。例えば、図１０及び図１２に示す形態の他に、図１６及び図１７に示すように、平面アレーアンテナにおいて、対角線上にある第１アンテナユニット５２ａと第３アンテナユニット５２ｃの向きが同一であり、同様に第２アンテナユニット５２ｂと第４アンテナユニット５２ｄの向きが同一であり、第１アンテナユニット５２ａの向きと第２アンテナユニット５２ｂの向きが鉛直線Ｙに対して線対称となるような関係にある場合（図１０及び図１２に示す形態）、又は第１アンテナユニット５２ａの向きと第２アンテナユニット５２ｂの向きが水平線Ｘに対して線対称となるような関係にある場合（図１６及び図１７に示す形態）に、第５マイクロストリップ線路５８，６８を適用することができる。また、図１８に示すように、平面アレーアンテナの対角線上にあるアンテナユニットの向きは同じでなくても第５マイクロストリップ線路５８，６８を適用することができる。図１８に示す形態においては、第１アンテナユニット５２ａの向きと第２アンテナユニット５２ｂの向きとは、鉛直線Ｙに対して線対称となるような関係にあり、第１アンテナユニット５２ａの向きと第３アンテナユニット５２ｃの向きとは、点対称となるような関係にあり、第１アンテナユニット５２ａの向きと第４アンテナユニット５２ｄの向きとは、水平線Ｘに対して線対称となるような関係にある。
　また、第７実施形態における第５マイクロストリップ線路７８は、第５マイクロストリップ線路７８と接続する各アンテナユニットのマイクロストリップ線路部分（図３に示すマイクロストリップ線路８ａで言えば部分８ａ４）が、同一方向に沿って延在するように（好ましくは平行に延在するように）、複数のアンテナユニットが配列されている場合に使用することができる。例えば、図１４に示す形態においては、第１方向Ａ又は第２方向Ｂに沿って隣接する２つのアンテナユニットの向きは、点対称のような関係を有する。また、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙに沿って隣接する２つのアンテナユニットの向きは同方向となっている。
　次に、本発明の第８実施形態に係る平面アレーアンテナについて説明する。第１～第７実施形態においては、６４個のアンテナ素子を有する形態（１つのアンテナユニットにおけるアンテナ素子の数１６個、アンテナユニットの数４個）を示したが、本実施形態においては、アンテナ素子の数を６４個よりも多くしている。
　図１９に、第８実施形態に係る平面アレーアンテナの一例を示す。平面アレーアンテナ１１１においては、第５実施形態におけるアンテナユニットと同様のアンテナユニット５２を１次アンテナユニットとして、第７実施形態に係る平面アレーアンテナを構成するように２×２に配列して、第１～第４の２次アンテナユニット１１２ａ～１１２ｄを構成する。このとき、各２次アンテナユニット１１２ａ～１１２ｄにおける１次アンテナユニット５２の向きは同一の向きでもよいし、異なっていてもよい。また、各２次アンテナユニット１１２ａ～１１２ｄにおいて、各１次アンテナユニットには同位相で給電可能にマイクロストリップ線路を形成する。図１９に示す形態においては、各２次アンテナユニット１１２ａ～１１２ｄにおける４つの１次アンテナユニット５２の向きはすべて同一方向であり、各２次アンテナユニット１１２ａ～１１２ｄにおいて、４つの１次アンテナユニット５２は、第７実施形態における第５マイクロストリップ線路と同様（Ｈ字状）のマイクロストリップ線路１１８で電気的に接続されている。第１～第４の２次アンテナユニット１１２ａ～１１２ｄは、アレーアンテナ１１１全体において複数のアンテナ素子が第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙに沿って規則的かつ等間隔に配列されるように、２×２の四辺形状（図１９に示す形態においては正方形状）に配列される。このとき、平面アレーアンテナ１１１における外周に沿って配列された複数のアンテナ素子は、正方形状に配列され、該正方形の対角線の延在方向は、水平線方向Ｘ及び鉛直線方向Ｙと一致している。
　平面アレーアンテナ１１１は、１つの同軸コネクタ１１３を有し、各２次アンテナユニット１１２ａ～１１２ｄと同軸コネクタ１１３とは、同位相給電されるように、第５及び第６実施形態と同様の形態で、マイクロストリップ線路１１８によって電気的に接続されている。平面アレーアンテナ１１１において、２次アンテナユニット１１２ａ～１１２ｄの配列は、第５及び第６実施形態におけるアンテナユニットの配列に対応する。すなわち、第１の２次アンテナユニット１１２ａの向きと第３の２次アンテナユニット１１２ｃの向きは同一であり、第２の２次アンテナユニット１１２ｂの向きと第４の２次アンテナユニット１１２ｄの向きは同一である。第１の２次アンテナユニット１１２ａの向きと第２の２次アンテナユニット１１２ｂの向きは、鉛直線方向Ｙに対して線対称となるような関係にある。
　本実施形態においては、２次アンテナユニット１１２ａ～１１２ｄ毎に向きを異ならせたが、１次アンテナユニット５２毎に向きを異ならせてもよい。すなわち、１６個の１次アンテナ５２の向きがすべて同一方向とならなければよく、また、向きが異なる１次アンテナユニット５２は不規則的に配置することもできる。
　本実施形態においては、同軸コネクタが１つの形態について示したが、同軸コネクタは複数あってもよく、例えば、第１～第４実施形態のように、２次アンテナユニット毎もしくは１次アンテナユニット毎に同軸コネクタを設けてもよい。この場合、同軸コネクタを有する各アンテナユニット間を電気的に接続するマイクロストリップ線路は、不要となる。
　本実施形態においては、アレーアンテナ１１１及び２次アンテナユニット１１２ａ～１１２ｄにおいて、第１方向Ａ及び第２方向に沿って配列されたアンテナ素子は、その数が２の累乗個となるように配列したが、これに限定されることなく、アンテナ素子の数を設定することができる。例えば、１５個の１次アンテナユニットを３×５となるように配列することもできる。
　請求の範囲における「アンテナユニット」について、本実施形態における「１次アンテナユニット」が請求の範囲における「アンテナユニット」に相当する場合もあれば、本実施形態における「２次アンテナユニット」が請求の範囲における「アンテナユニット」に相当する場合もある。
　第８実施形態においては、「２次アンテナユニット」の概念を説明したが、さらにアンテナ素子の数を増やす場合、又は本実施形態における「１次アンテナユニット」もしくは「２次アンテナユニット」の数を増やす場合には、本実施形態と同様にして、３次以上のアンテナユニットを形成してもよい。
　次に、本発明の第９実施形態に係る平面アレーアンテナについて説明する。図２０に、本発明の第９実施形態に係る平面アレーアンテナの概略部分側面図を示す。第１～第８実施形態に係る平面アレーアンテナは、プリント基板等を用いてアンテナ素子及びマイクロストリップ線路が誘電体基板上に形成されている形態について説明したが、誘電体基板を用いずに構成することもできる。例えば、平面アレーアンテナ１２１において、アンテナ素子７及びマイクロストリップ線路８は、金属板で形成され、接地板４との間には間隙を有している。このような平面アレーアンテナ１２１が第１～第８実施形態に適用されることにより、第１～第８実施形態に係る平面アレーアンテナが構成されてもよい。
　以下に、いくつかの実施例を示す。
　第４実施形態に係る図９に示すような本発明の平面アレーアンテナ、及び比較例として、図３０に示すような、すべてのマイクロストリップ線路が同一の向きとなっている平面アレーアンテナについて、水平面の放射パターンを計算した。両アレーアンテナの差異はマイクロストリップ線路の向きだけである。計算条件は、各平面アレーアンテナにおいて、各同軸コネクタより等振幅及び等位相にて各アンテナ素子に給電してアンテナ近傍界の放射パターンを測定し、そのデータを基に遠方界のパターンを計算した。その結果を図２１に示す。また、図２１には、電波法関係審査基準に規定されている規格も示す。
　本発明の図９に示すようなアレーアンテナによれば、放射パターンは電波法関係審査基準の規格内におさまっているが、マイクロストリップ線路がすべて同一向きの図３０に示すようなアレーアンテナでは、不要放射のために約４２°～約５５°の領域において規格外となっている。これにより、本発明のアレーアンテナによれば、不要放射を分散させることにより、サイドローブの影響を減少させることができることが分かった。
　ここで、不要放射の発生角度について検討する。図２２に、１つのアンテナユニットの概略平面図を示す。本発明の平面アレーアンテナにおける各アンテナユニットにおいては、４つのアンテナ素子７を電気的に接続するマイクロストリップ線路８部分（斜線部分）が主たる不要放射発生源１３１となっていると推測される。そこで、不要放射発生源１３１から放射される不要放射によって形成されるグレーティングローブの放射角度を計算する。
　図２３に、グレーティングローブの放射角度を計算するための模式図を示す。ここで、アンテナ面１３２に対する不要放射発生角度をθ、隣接する不要放射発生源１３１の中心間距離をｄ１とし、不要放射発生源１３１から発生する不要放射の行路差をｄ２とする。このとき、不要放射発生角度θと不要放射発生源１３１の中心間距離ｄ１との間には、以下の式が成立する。本実施例の上記測定においては、不要放射発生源１３１の中心間距離ｄ１は、約１．２λに設定されている。グレーティングローブは行路差ｄ２＝１λの時に発生するので、以下の式より、不要放射発生角度θは約５６°となる。この角度は、図２１に示すように、比較例における放射パターンが規格外となっている角度とほぼ一致する。すなわち、平面アレーアンテナにおいて、アンテナユニット（すなわちマイクロストリップ線路）がすべて同一の向きであると、複数の不要放射発生源１３１から発生する不要放射によって形成される複数のグレーティングローブの発生角度もすべて同一となるため、放射パターンの一部が規格外となってしまう。しかしながら、本発明のアレーアンテナによれば、アンテナユニットの向き（すなわちマイクロストリップ線路の向き）を異ならせて配列することにより、複数のグレーティングローブの発生角度を異ならせて大きな不要放射の発生を抑制することができる。
［式１］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　第８実施形態に係る図１９に示すような本発明の平面アレーアンテナ、及び比較例として、図３１に示すような、すべてのマイクロストリップ線路が同一の向きとなっている平面アレーアンテナについて、水平面の放射パターンを計算した。放射パターンの測定方法及び計算方法は実施例１と同様である。図２４に垂直偏波の結果を示し、図２５に水平偏波の結果を示す。
　本発明の平面アレーアンテナによれば、水平偏波（交差偏波）において、約２５°～約６５°の範囲にある不要放射が比較例に比べて低下した。また、垂直偏波（主偏波）においても、約４５°～約６０°の範囲にある不要放射が比較例に比べて低下した。本発明の平面アレーアンテナにおいては、複数のマイクロストリップ線路の向きは鉛直線方向に対して対称に異ならせているが、水平偏波のみならず垂直偏波の不要放射も低下させることができることがわかった。また、本発明によれば、図２５に示すように、ＸＰＤ（交差偏波識別度；Cross Polarization Discrimination）特性も改善できることが分かった。
　本発明のアレーアンテナは、上記実施形態に基づいて説明されているが、上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において、かつ本発明の基本的技術思想に基づいて、上記実施形態に対し種々の変形、変更及び改良を含むことができることはいうまでもない。また、本発明の請求の範囲の枠内において、種々の開示要素の多様な組み合わせ・置換ないし選択が可能である。
　本発明のさらなる課題、目的及び展開形態は、請求の範囲を含む本発明の全開示事項からも明らかにされる。
　本発明の平面アレーアンテナは、例えば、ＦＷＡマイクロ波基幹アンテナとして使用することができる。本発明のアレーアンテナの利用例を図２６及び図２７に示す。本発明のアレーアンテナは、図２６に示すように、支持体１４１（例えば柱）に取り付けて使用することができる。例えば、このように取り付けたアレーアンテナは、図２７に示すように、離島１４２ａ，１４２ｂ間の通信に利用することができる。海１４３を介して存在する離島１４２ａ，１４２ｂにおいて、支持体１４１ａ，１４１ｂに取り付けられた平面アレーアンテナ１１１ａ，１１１ｂは、離島１４２ａ，１４２ｂ間で電波１４４の送受信をなすことができる。

Claims (24)

  1. 　複数のアンテナ素子と、
    　複数の前記アンテナ素子に給電する第１マイクロストリップ線路と、を有するアンテナユニットを複数有し、
    　複数の前記アンテナユニットは、複数の前記第１マイクロストリップ線路の向きがすべて同一とならないように配列されていることを特徴とするアレーアンテナ。
  2. 　複数の前記第１マイクロストリップ線路は、複数の前記第１マイクロストリップ線路から発する不要放射の方向がすべて同一方向とならないように配列されていることを特徴とする請求項１に記載のアレーアンテナ。
  3. 　複数の前記第１マイクロストリップ線路の形状は略同一であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアレーアンテナ。
  4. 　複数の前記第１マイクロストリップ線路において、少なくとも１対のマイクロストリップ線路は、その向きが鉛直線方向もしくは水平線方向に対して線対称のように異なる又は点対称のように異なることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のアレーアンテナ。
  5. 　複数の前記第１マイクロストリップ線路は、コプレーナ給電回路であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のアレーアンテナ。
  6. 　前記アンテナユニットの数は４つであり、
    　４つの前記アンテナユニットは、四辺形状に配列され、
    　前記四辺形の一辺の延在方向は、鉛直線及び水平線に対して平行でないことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のアレーアンテナ。
  7. 　前記四辺形の対角線の方向は、鉛直線及び水平線に対して平行であることを特徴とする請求項６に記載のアレーアンテナ。
  8. 　前記四辺形は、正方形であることを特徴とする請求項６又は７に記載のアレーアンテナ。
  9. 　前記四辺形の対角線方向に沿って配列された２つのマイクロストリップ線路の向きが同一であることを特徴とする請求項６～８のいずれか一項に記載のアレーアンテナ。
  10. 　前記四辺形の一辺の延在方向に沿って配列された２つのマイクロストリップ線路の向きが同一であることを特徴とする請求項６～８のいずれか一項に記載のアレーアンテナ。
  11. 　各マイクロストリップ線路の形状は対称性を有していないことを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載のアレーアンテナ。
  12. 　各アンテナユニットは、前記第１マイクロストリップ線路を介して複数の前記アンテナ素子に給電する同軸コネクタをさらに有し、
    　各アンテナユニットにおいて、前記第１マイクロストリップ線路及び前記同軸コネクタは、複数の前記アンテナ素子に同位相で給電するように形成されていることを特徴とする請求項１～１１のいずれか一項に記載のアレーアンテナ。
  13. 　複数の前記アンテナ素子に給電する同軸コネクタと、
    　前記同軸コネクタと複数の前記第１マイクロストリップ線路とを電気的に接続するコプレーナ給電回路である第２マイクロストリップ線路と、をさらに有し、
    　前記第１マイクロストリップ線路、前記第２マイクロストリップ線路及び前記同軸コネクタは、複数の前記アンテナ素子に同位相で給電するように形成されていることを特徴とする請求項１～１１のいずれか一項に記載のアレーアンテナ。
  14. 　複数の前記アンテナ素子は、格子状に配列され、
    　前記格子状をなす第１方向の配列及び第２方向の配列において、複数の前記アンテナ素子は点線状に配列されていることを特徴とする請求項１～１３のいずれか一項に記載のアレーアンテナ。
  15. 　前記第１方向及び前記第２方向は、鉛直線及び水平線に対して平行でないことを特徴とする請求項１４に記載のアレーアンテナ。
  16. 　前記第１方向の配列における前記アンテナ素子の数と、前記第２方向の配列における前記アンテナ素子の数は同一であり、
    　複数の前記アンテナ素子は、前記第１方向及び前記第２方向において等間隔に配列されていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載のアレーアンテナ。
  17. 　複数の前記アンテナ素子の配列の外周がなす形状は、前記第１方向及び前記第２方向を一辺の延在方向とする四辺形であることを特徴とする請求項１４～１６のいずれか一項に記載のアレーアンテナ。
  18. 　前記四辺形の対角線の方向は、鉛直線及び水平線に対して平行であることを特徴とする請求項１７に記載のアレーアンテナ。
  19. 　前記四辺形は、正方形であることを特徴とする請求項１７又は１８に記載のアレーアンテナ。
  20. 　前記第１方向の配列における前記アンテナ素子の数及び前記第２方向の配列における前記アンテナ素子の数は、２の累乗であることを特徴とする請求項１４～１９のいずれか一項に記載のアレーアンテナ。
  21. 　各アンテナユニットにおける前記第１方向の配列における前記アンテナ素子の数及び前記第２方向の配列における前記アンテナ素子の数は、２の累乗であることを特徴とする請求項２０に記載のアレーアンテナ。
  22. 　前記アンテナ素子と前記第１マイクロストリップ線路とは、垂直偏波、水平偏波又は円偏波が発生するように接続されていることを特徴とする請求項１～２１のいずれか一項に記載のアレーアンテナ。
  23. 　誘電体基板をさらに有し、
    　前記アンテナ素子及び前記第１マイクロストリップ線路は、前記誘電体基板上に形成されていることを特徴とする請求項１～２２のいずれか一項に記載のアレーアンテナ。
  24. 　複数の無給電素子と、複数のスペーサとをさらに有し、
    　前記無給電素子は、各アンテナ素子上に前記スペーサを介して配設されることを特徴とする請求項１～２３のいずれか一項に記載のアレーアンテナ。
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