WO2018216071A1

WO2018216071A1 - アンテナ装置及びアレーアンテナ装置

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Publication number: WO2018216071A1
Application number: PCT/JP2017/019042
Authority: WO
Inventors: 準後藤; 深沢　徹
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2018-11-29
Also published as: US20200303823A1; JPWO2018216071A1; JP6301025B1; EP3618172A4; US10992050B2; EP3618172B1; EP3618172A1

Abstract

第１の開口端（２ａ）及び第２の開口端（２ｂ）を有する方形導波管（１）と、方形導波管（１）の管軸方向と直交している第１の方向に、第１の開口端（２ａ）を２つに仕切るように、方形導波管（１）の内部に設けられており、方形導波管（１）の管軸方向及び第１の方向のそれぞれと直交している第２の方向の幅が、第１の開口端（２ａ１），（２ａ２）から第２の開口端（２ｂ）に向かって階段状に狭くなっているセプタム位相板（３）と、方形導波管（１）における４つの内壁のうち、セプタム位相板（３）と平行な２つの第１の内壁（１ａ），（１ｂ）のそれぞれに、方形導波管（１）の内部側に突き出るように設けられている第１の突起部（４ａ），（４ｂ）とを備える。

Description

アンテナ装置及びアレーアンテナ装置

　この発明は、方形導波管の内部にセプタム位相板を備えているアンテナ装置及びアレーアンテナ装置に関するものである。

　以下の特許文献１には、入力された円偏波を直線偏波に変換するために、方形導波管の内部にセプタム位相板を備えているアンテナ装置が開示されている。
　このアンテナ装置は、ＴＭ１１モードの共振周波数を高周波側にシフトさせて、広帯域化を実現するために、方形導波管の内壁に突起部が設けられている。
　この突起部が設けられている位置は、方形導波管の内壁の角部である。具体的には、方形導波管における４つの内壁のうち、セプタム位相板と平行な内壁と、セプタム位相板と垂直な内壁との接合部分である。

特開２０１４－１２７７８４号公報

　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、アンテナの軸比特性は、セプタム位相板の階段部分の寸法及び板厚などによって決定される。したがって、セプタム位相板の階段部分の寸法及び板厚などの設計値を調整することで、アンテナの軸比特性を高めることができる。しかし、セプタム位相板は、形状が非対称であり、セプタム位相板の構造上の非対称性が、軸比特性の劣化要因になる。このため、セプタム位相板の階段部分の寸法及び板厚などの設計値を調整しても、アンテナの軸比特性を十分に高めることができないことがあるという課題があった。

　この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、セプタム位相板の構造上の非対称性による軸比特性の劣化を緩和して、軸比特性を高めることができるアンテナ装置及びアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。

　この発明に係るアンテナ装置は、電磁波を入出力する第１及び第２の開口端を有する方形導波管と、方形導波管の管軸方向と直交している第１の方向に、第１の開口端を２つに仕切るように、方形導波管の内部に設けられており、方形導波管の管軸方向及び第１の方向のそれぞれと直交している第２の方向の幅が、第１の開口端から第２の開口端に向かって階段状に狭くなっているセプタム位相板と、方形導波管における４つの内壁のうち、セプタム位相板と平行な２つの第１の内壁のそれぞれに、方形導波管の内部側に突き出るように設けられている第１の突起部とを備えているものである。

　この発明によれば、方形導波管における４つの内壁のうち、セプタム位相板と平行な２つの第１の内壁のそれぞれに、方形導波管の内部側に突き出るように設けられている第１の突起部を備えるように構成したので、セプタム位相板の構造上の非対称性による軸比特性の劣化を緩和して、軸比特性を高めることができる効果がある。

図１Ａは、この発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す斜視図、図１Ｂは、この発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す上面図、図１Ｃは、この発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す側面図である。図２Ａは、セプタム位相板３によって変換される右旋円偏波を示す説明図、図２Ｂは、右旋円偏波に含まれている２つの電界モードのうち、一方の電界モードを示す説明図、図２Ｃは、右旋円偏波に含まれている２つの電界モードのうち、他方の電界モードを示す説明図である。第１の突起部４ａ，４ｂが設けられている場合の軸比特性の電磁界シミュレーション結果と、第１の突起部４ａ，４ｂが設けられていない場合の軸比特性の電磁界シミュレーション結果とを示す説明図である。図４Ａは、この発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す斜視図、図４Ｂは、この発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す上面図、図４Ｃは、この発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す側面図である。図５Ａは、この発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す斜視図、図５Ｂは、この発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す上面図、図５Ｃは、この発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す側面図である。図６Ａは、第１の突起部５ａにおける第１の方向の長さを示す側面図、図６Ｂは、第１の突起部５ｂにおける第１の方向の長さを示す側面図である。図７Ａは、第１の突起部５ａにおける第１の方向の長さを示す側面図、図７Ｂは、第１の突起部５ｂにおける第１の方向の長さを示す側面図である。図８Ａは、第１の突起部５ａにおける第１の方向の長さを示す側面図、図８Ｂは、第１の突起部５ｂにおける第１の方向の長さを示す側面図である。図９Ａは、第２の突起部５ｃにおける第２の方向の長さを示す側面図、図９Ｂは、第２の突起部５ｄにおける第２の方向の長さを示す側面図である。図１０Ａは、第２の突起部５ｃにおける第２の方向の長さを示す側面図、図１０Ｂは、第２の突起部５ｄにおける第２の方向の長さを示す側面図である。図１１Ａは、第２の突起部５ｃにおける第２の方向の長さを示す側面図、図１１Ｂは、第２の突起部５ｄにおける第２の方向の長さを示す側面図である。この発明の実施の形態４によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。

　以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

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を示す構成図である。
　図１Ａは、この発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す斜視図、図１Ｂは、この発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す上面図、図１Ｃは、この発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す側面図である。
　図１において、方形導波管１は、電磁波を入出力する第１の開口端２ａ及び電磁波を入出力する第２の開口端２ｂを有し、内部が中空の導波管である。

　第１の開口端２ａは、方形導波管１の管軸方向と直交している第１の方向に、セプタム位相板３によって２つに仕切られている。
　図１Ａでは、２つの第１の開口端２ａのうち、紙面上側の第１の開口端２ａの符号を２ａ_１、紙面下側の第１の開口端２ａの符号を２ａ_２のように区別して表記している。
　第１の開口端２ａ_１の開口形状及び第１の開口端２ａ_２の開口形状は、それぞれ長方形である。
　第２の開口端２ｂの開口形状は、正方形である。
　方形導波管１は、４つの内壁を有している。４つの内壁のうち、セプタム位相板３と平行な２つの内壁は、第１の内壁１ａ，１ｂであり、第１の内壁１ａ，１ｂと直交している２つの内壁は、第２の内壁１ｃ，１ｄである。

　セプタム位相板３は、方形導波管１の管軸方向と直交している第１の方向に、第１の開口端２ａを２つに仕切るように、方形導波管１の内部に設けられている。
　セプタム位相板３は、方形導波管１の管軸方向及び第１の方向のそれぞれと直交している第２の方向の幅が、第１の開口端２ａ_１，２ａ_２から第２の開口端２ｂに向かって階段状に狭くなっている。

　第１の突起部４ａは、方形導波管１の第１の内壁１ａに、方形導波管１の内部側に突き出るように設けられている。
　第１の内壁１ａに対する第１の突起部４ａの設置位置は、第２の方向で中央の位置である。
　第１の突起部４ａの形状は、方形導波管１の外部から見た場合は凹形状であり、方形導波管１の内部から見た場合は凸形状である。

　第１の突起部４ｂは、方形導波管１の第１の内壁１ｂに、方形導波管１の内部側に突き出るように設けられている。
　第１の内壁１ｂに対する第１の突起部４ｂの設置位置は、第２の方向で中央の位置である。
　第１の突起部４ｂの形状は、方形導波管１の外部から見た場合は凹形状であり、方形導波管１の内部から見た場合は凸形状である。

　次に動作について説明する。
　この実施の形態１では、図１のアンテナ装置が送信アンテナとして使用され、かつ、動作周波数が最も低い周波数である基本モードで使用される場合の動作原理を説明する。
　例えば、方形導波管１の第１の開口端２ａ_１から直線偏波が入射されると、入射された直線偏波は、内部に設けられているセプタム位相板３を通過する際に、右旋円偏波に変換される。
　変換された右旋円偏波は、方形導波管１の第２の開口端２ｂから出射される。

　図２は、セプタム位相板３によって変換される右旋円偏波を示す説明図である。
　図２Ａは、セプタム位相板３によって変換される右旋円偏波を示し、図２Ｂは、右旋円偏波に含まれている２つの電界モードのうち、一方の電界モードを示し、図２Ｃは、右旋円偏波に含まれている２つの電界モードのうち、他方の電界モードを示している。
　図２Ｃに示す電界モードの位相は、図２Ｂに示す電界モードの位相よりも９０度遅れており、右旋円偏波は、図２Ｂに示す電界モードと、図２Ｃに示す電界モードとが足し合わされたものである。

　図２Ｂ及び図２Ｃにおいて、矢印の長さは、電界の強さを表している。
　図２Ｂに示す電界は、第２の方向で、中央部が最も強く、端部ほど弱くなっている。
　図２Ｃに示す電界は、第１の方向で、中央部が最も強く、端部ほど弱くなっている。
　なお、右旋円偏波の進行方向は、紙面手前から奥に向かう方向である。
　アンテナの軸比特性は、図２Ｂに示す電界の強さと、図２Ｃに示す電界の強さとの比が１に近いほど良好である。

　アンテナの軸比特性は、セプタム位相板３の階段部分の寸法及び板厚などの設計値を調整することで高めることができる。しかし、セプタム位相板３の構造上の非対称性が、軸比特性の劣化要因になるため、セプタム位相板３の階段部分の寸法及び板厚などの設計値を調整するだけでは、軸比特性を十分に高めることができないことがある。
　また、セプタム位相板３の階段部分の寸法によっては、ドリルの刃を挿入することができない製造上の制約、あるいは、機械的な強度を得るために、セプタム位相板３の板厚を一定値以上にしなければならない製造上の制約などによって、セプタム位相板３の形状を設計値通りの形状に製造できない場合もある。

　そこで、この実施の形態１では、セプタム位相板３の階段部分の寸法及び板厚などの設計値を調整することで、アンテナの軸比特性を高めるほか、第１の突起部４ａ，４ｂを設けることで、セプタム位相板３の構造上の非対称性による軸比特性の劣化を緩和して、軸比特性を高めるようにしている。
　第１の突起部４ａ，４ｂを設けて、第１の突起部４ａ，４ｂにおける第１の方向、第２の方向及び管軸方向の長さを調整することで、図２Ｂに示す電界の強さを図２Ｃに示す電界の強さに近づけることができる。
　これにより、図２Ｂに示す電界の強さと、図２Ｃに示す電界の強さとの比を１に近づけて、アンテナの軸比特性を高めることができる。

　この実施の形態１では、第１の内壁１ａに対する第１の突起部４ａの設置位置が、電界が強い第２の方向で中央の位置である。また、第１の内壁１ｂに対する第１の突起部４ｂの設置位置が、電界が強い第２の方向で中央の位置である。
　このため、第１の突起部４ａ，４ｂを設けることで、電界の強さを効率的に調整することができ、セプタム位相板３の構造上の非対称性による軸比特性の劣化を十分に緩和することができる。
　因みに、第１の突起部４ａ，４ｂが設けられている位置が、電界が弱い位置である方形導波管１の内壁の角部である場合、第１の突起部４ａ，４ｂを設けても、電界の強さを効率的に調整することができない。したがって、セプタム位相板３の構造上の非対称性による軸比特性の劣化を十分に緩和することができないことがある。

　ここで、図３は、第１の突起部４ａ，４ｂが設けられている場合の軸比特性の電磁界シミュレーション結果と、第１の突起部４ａ，４ｂが設けられていない場合の軸比特性の電磁界シミュレーション結果とを示す説明図である。
　図３において、Ａは、第１の突起部４ａ，４ｂが設けられている場合の軸比特性の電磁界シミュレーション結果であり、Ｂは、第１の突起部４ａ，４ｂが設けられていない場合の軸比特性の電磁界シミュレーション結果である。
　図３の横軸は、正規化周波数、縦軸は、軸比特性である。
　図３より、第１の突起部４ａ，４ｂが設けられている場合の軸比特性は、第１の突起部４ａ，４ｂが設けられていない場合の軸比特性よりも、広帯域に亘って１に近づいており、良好な軸比特性が実現されている。

　以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、方形導波管１における４つの内壁のうち、セプタム位相板３と平行な２つの第１の内壁１ａ，１ｂのそれぞれに、方形導波管１の内部側に突き出るように設けられている第１の突起部４ａ，４ｂを備えるように構成したので、セプタム位相板３の構造上の非対称性による軸比特性の劣化を緩和して、軸比特性を高めることができる効果を奏する。

　この実施の形態１では、方形導波管１の第１の開口端２ａ_１から入射された直線偏波が、セプタム位相板３によって右旋円偏波に変換され、方形導波管１の第２の開口端２ｂから右旋円偏波が出射される例を示している。
　例えば、方形導波管１の第１の開口端２ａ_２から直線偏波が入射された場合には、入射された直線偏波は、内部に設けられているセプタム位相板３を通過する際に、左旋円偏波に変換される。
　変換された左旋円偏波は、方形導波管１の第２の開口端２ｂから出射される。
　この場合でも、第１の突起部４ａ，４ｂを備えているため、セプタム位相板３の構造上の非対称性による軸比特性の劣化を緩和して、軸比特性を高めることができる。

　この実施の形態１では、図１のアンテナ装置が送信アンテナとして使用される例を示しているが、図１のアンテナ装置が受信アンテナとして使用されるものであってもよい。
　例えば、方形導波管１の第２の開口端２ｂから右旋円偏波が入射されると、入射された右旋円偏波は、内部に設けられているセプタム位相板３を通過する際に、直線偏波に変換される。変換された直線偏波は、方形導波管１の第１の開口端２ａ_１から出射される。
　また、方形導波管１の第２の開口端２ｂから左旋円偏波が入射されると、入射された左旋円偏波は、内部に設けられているセプタム位相板３を通過する際に、直線偏波に変換される。変換された直線偏波は、方形導波管１の第１の開口端２ａ_２から出射される。
　これらの場合でも、第１の突起部４ａ，４ｂを備えているため、セプタム位相板３の構造上の非対称性による軸比特性の劣化を緩和して、軸比特性を高めることができる。

　この実施の形態１では、図１のアンテナ装置が送信アンテナとして使用される例を示しているが、方形導波管１の第２の開口端２ｂに、図１のアンテナ装置と別のアンテナが接続されていてもよい。別のアンテナとしては、例えば、スロットアンテナなどが考えられる。
　この実施の形態１では、図１のアンテナ装置が送信アンテナとして使用される例を示しているが、方形導波管１の第２の開口端２ｂに、給電回路が接続されていてもよい。
　この場合、図１のアンテナ装置は、アンテナとしてではなく、円偏波発生器として使用することが可能である。

　この実施の形態１では、方形導波管１が、内部が中空の導波管の例を示しているが、内部に誘電体が挿入または充填されている導波管であってもよい。
　この場合の方形導波管１として、例えば、射出成型によって得られた誘電体ブロックの表面に金属メッキが施されている導波管などが想定される。
　方形導波管１の内部に誘電体が挿入または充填されている場合、誘電体による波長短縮効果が得られるため、内部が中空である場合よりも、アンテナ装置を小型化することができる。

実施の形態２．
　上記実施の形態１では、方形導波管１の第１の内壁１ａに第１の突起部４ａが設けられ、方形導波管１の第１の内壁１ｂに第１の突起部４ｂが設けられている例を示している。
　この実施の形態２では、さらに、方形導波管１の第２の内壁１ｃに第２の突起部４ｃが設けられ、方形導波管１の第２の内壁１ｄに第２の突起部４ｄが設けられている例を説明する。

　図４は、この発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す構成図である。
　図４Ａは、この発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す斜視図、図４Ｂは、この発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す上面図、図４Ｃは、この発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す側面図である。
　図４において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
　第２の突起部４ｃは、方形導波管１の第２の内壁１ｃに、方形導波管１の内部側に突き出るように設けられている。
　第２の内壁１ｃに対する第２の突起部４ｃの設置位置は、第１の方向で中央の位置である。
　第２の突起部４ｃの形状は、方形導波管１の外部から見た場合は凹形状であり、方形導波管１の内部から見た場合は凸形状である。

　第２の突起部４ｄは、方形導波管１の第２の内壁１ｄに、方形導波管１の内部側に突き出るように設けられている。
　第２の内壁１ｄに対する第２の突起部４ｄの設置位置は、第１の方向で中央の位置である。
　第２の突起部４ｄの形状は、方形導波管１の外部から見た場合は凹形状であり、方形導波管１の内部から見た場合は凸形状である。

　次に動作について説明する。
　この実施の形態２では、セプタム位相板３の階段部分の寸法及び板厚などの設計値を調整することで、アンテナの軸比特性を高めるほか、第１の突起部４ａ，４ｂと、第２の突起部４ｃ，４ｄとを設けることで、セプタム位相板３の構造上の非対称性による軸比特性の劣化を緩和して、軸比特性を高めるようにしている。
　第１の突起部４ａ，４ｂを設け、第１の突起部４ａ，４ｂにおける第１の方向、第２の方向及び管軸方向の長さを調整することで、図２Ｂに示す電界の強さを調整することができる。
　また、第２の突起部４ｃ，４ｄを設け、第２の突起部４ｃ，４ｄにおける第１の方向、第２の方向及び管軸方向の長さを調整することで、図２Ｃに示す電界の強さを調整することができる。

　これにより、図２Ｂに示す電界の強さと、図２Ｃに示す電界の強さとの比を１に近づけて、アンテナの軸比特性を高めることができる。
　この実施の形態２では、図２Ｂに示す電界の強さだけでなく、第２の突起部４ｃ，４ｄにおける第１の方向、第２の方向及び管軸方向の長さを調整することで、図２Ｃに示す電界の強さを調整することができるため、上記実施の形態１よりも、高精度に、図２Ｂに示す電界の強さと、図２Ｃに示す電界の強さとの比を１に近づけることができる。

　この実施の形態２では、第２の内壁１ｃに対する第２の突起部４ｃの設置位置が、電界が強い第１の方向で中央の位置である。また、第２の内壁１ｄに対する第２の突起部４ｄの設置位置が、電界が強い第１の方向で中央の位置である。
　このため、第２の突起部４ｃ，４ｄを設けることで、電界の強さを効率的に調整することができ、セプタム位相板３の構造上の非対称性による軸比特性の劣化を十分に緩和することができる。

　以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、方形導波管１における４つの内壁のうち、第１の内壁１ａ，１ｂと直交している２つの第２の内壁１ｃ，１ｄのそれぞれに、方形導波管１の内部側に突き出るように設けられている第２の突起部４ｃ，４ｄを備えるように構成したので、上記実施の形態１よりも、高精度に、図２Ｂに示す電界の強さと、図２Ｃに示す電界の強さとの比を１に近づけることができる。

実施の形態３．
　上記実施の形態１，２では、第１の突起部４ａ，４ｂにおける方形導波管１の内部側に突出している長さ、即ち、第１の突起部４ａ，４ｂにおける第１の方向の長さが、方形導波管１の管軸方向で変化がない例を示している。
　この実施の形態３では、第１の突起部４ａ，４ｂの代わりに、第１の方向の長さが、方形導波管１の管軸方向で異なっている第１の突起部５ａ，５ｂが設けられている例を説明する。

　図５は、この発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す構成図である。
　図５Ａは、この発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す斜視図、図５Ｂは、この発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す上面図、図５Ｃは、この発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す側面図である。
　図５において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
　第１の突起部５ａは、図１に示す第１の突起部４ａと同様に、方形導波管１の第１の内壁１ａに、方形導波管１の内部側に突き出るように設けられている。
　第１の内壁１ａに対する第１の突起部５ａの設置位置は、第２の方向で中央の位置である。
　第１の突起部５ａにおける第１の方向の長さは、方形導波管１の管軸方向で異なっている。
　第１の突起部５ｂは、図１に示す第１の突起部４ｂと同様に、方形導波管１の第１の内壁１ｂに、方形導波管１の内部側に突き出るように設けられている。
　第１の内壁１ｂに対する第１の突起部５ｂの設置位置は、第２の方向で中央の位置である。
　第１の突起部５ｂにおける第１の方向の長さは、方形導波管１の管軸方向で異なっている。

　図６は、第１の突起部５ａ，５ｂにおける第１の方向の長さを示す側面図である。
　図６Ａは、第１の突起部５ａにおける第１の方向の長さを示し、図６Ｂは、第１の突起部５ｂにおける第１の方向の長さを示している。
　図６では、第１の突起部５ａ，５ｂにおける第１の方向の長さが、方形導波管１の管軸方向で、段階的に変化している例を示している。

　第１の突起部５ａ，５ｂにおける第１の方向の長さが、方形導波管１の管軸方向で、段階的に変化しているため、第１の突起部を設けたことに伴う方形導波管１の第１の内壁１ａ，１ｂでの不連続が小さくなる。
　これにより、方形導波管１内を伝搬する電磁波の反射が低減し、アンテナの反射特性が向上するという効果が得られる。
　図６は、段階的な変化の一例であり、段階的な変化の段数は何段でもよい。

　ここでは、第１の突起部５ａ，５ｂにおける第１の方向の長さが、方形導波管１の管軸方向で、段階的に変化している例を示しているが、図７に示すように、第１の突起部５ａ，５ｂにおける第１の方向の長さが、方形導波管１の管軸方向で、連続的に変化していてもよい。
　図７は、第１の突起部５ａ，５ｂにおける第１の方向の長さを示す側面図である。
　図７Ａは、第１の突起部５ａにおける第１の方向の長さを示し、図７は、第１の突起部５ｂにおける第１の方向の長さを示している。
　第１の突起部５ａ，５ｂにおける第１の方向の長さが、方形導波管１の管軸方向で、連続的に変化しているため、第１の突起部を設けたことに伴う方形導波管１の第１の内壁１ａ，１ｂでの不連続がさらに小さくなる。
　これにより、方形導波管１内を伝搬する電磁波の反射が低減し、アンテナの反射特性が向上するという効果が得られる。

　また、図８に示すように、第１の突起部５ａ，５ｂにおける第１の方向の長さが、方形導波管１の管軸方向で、三角状に変化していてもよい。
　図８は、第１の突起部５ａ，５ｂにおける第１の方向の長さを示す側面図である。
　図８Ａは、第１の突起部５ａにおける第１の方向の長さを示し、図８は、第１の突起部５ｂにおける第１の方向の長さを示している。
　三角状に変化している場合でも、第１の突起部を設けたことに伴う方形導波管１の第１の内壁１ａ，１ｂでの不連続が小さくなる。
　これにより、方形導波管１内を伝搬する電磁波の反射が低減し、アンテナの反射特性が向上するという効果が得られる。

　この実施の形態３では、第１の突起部４ａ，４ｂの代わりに、第１の方向の長さが、方形導波管１の管軸方向で異なっている第１の突起部５ａ，５ｂが設けられている例を示している。
　第２の内壁１ｃ，１ｄに設けられている図４に示す第２の突起部４ｃ，４ｄについても、第２の突起部４ｃ，４ｄの代わりに、第２の方向の長さが、方形導波管１の管軸方向で異なっている第２の突起部５ｃ，５ｄが設けられていてもよい。

　図９は、第２の突起部５ｃ，５ｄにおける第２の方向の長さを示す側面図である。
　図９Ａは、第２の突起部５ｃにおける第２の方向の長さを示し、図９Ｂは、第２の突起部５ｄにおける第２の方向の長さを示している。
　図９では、第２の突起部５ｃ，５ｄにおける第２の方向の長さが、方形導波管１の管軸方向で、段階的に変化している例を示している。

　第２の突起部５ｃは、図４に示す第２の突起部４ｃと同様に、方形導波管１の第２の内壁１ｃに、方形導波管１の内部側に突き出るように設けられている。
　第２の内壁１ｃに対する第２の突起部５ｃの設置位置は、第１の方向で中央の位置である。
　第２の突起部５ｃにおける第２の方向の長さは、方形導波管１の管軸方向で異なっている。
　第２の突起部５ｄは、図４に示す第２の突起部４ｄと同様に、方形導波管１の第２の内壁１ｄに、方形導波管１の内部側に突き出るように設けられている。
　第２の内壁１ｄに対する第２の突起部５ｄの設置位置は、第１の方向で中央の位置である。
　第２の突起部５ｄにおける第２の方向の長さは、方形導波管１の管軸方向で異なっている。
　この場合、第２の突起部を設けたことに伴う方形導波管１の第２の内壁１ｃ，１ｄでの不連続が小さくなる。
　これにより、方形導波管１内を伝搬する電磁波の反射が低減し、アンテナの反射特性が向上するという効果が得られる。

　図１０は、第２の突起部５ｃ，５ｄにおける第２の方向の長さを示す側面図である。
　図１０Ａは、第２の突起部５ｃにおける第２の方向の長さを示し、図１０Ｂは、第２の突起部５ｄにおける第２の方向の長さを示している。
　図１０では、第２の突起部５ｃ，５ｄにおける第２の方向の長さが、方形導波管１の管軸方向で、連続的に変化している例を示している。
　図１１は、第２の突起部５ｃ，５ｄにおける第２の方向の長さを示す側面図である。
　図１１Ａは、第２の突起部５ｃにおける第２の方向の長さを示し、図１１Ｂは、第２の突起部５ｄにおける第２の方向の長さを示している。
　図１１では、第２の突起部５ｃ，５ｄにおける第２の方向の長さが、方形導波管１の管軸方向で、三角状に変化している例を示している。
　図１０及び図１１の場合も、第２の突起部を設けたことに伴う方形導波管１の第２の内壁１ｃ，１ｄでの不連続が小さくなる。
　これにより、方形導波管１内を伝搬する電磁波の反射が低減し、アンテナの反射特性が向上するという効果が得られる。

実施の形態４．
　上記実施の形態１～３では、アンテナ装置が単体で使用される例を想定しているが、図１、図４又は図５のアンテナ装置が、図１２に示すように、複数配置されているアレーアンテナ装置として使用されるものであってもよい。
　図１２は、この発明の実施の形態４によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。
　図１２では、図１、図４又は図５のアンテナ装置が、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個配置されている例を示している。
　各々のアンテナ装置の方形導波管１に電磁波を別々に給電することで、任意の方向にビームを走査することができる。

　なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

　この発明は、方形導波管の内部にセプタム位相板を備えているアンテナ装置及びアレーアンテナ装置に適している。

　１　方形導波管、１ａ，１ｂ　第１の内壁、１ｃ，１ｄ　第２の内壁、２ａ，２ａ_１，２ａ_２　第１の開口端、２ｂ　第２の開口端、３　セプタム位相板、４ａ，４ｂ　第１の突起部、４ｃ，４ｄ　第２の突起部、５ａ，５ｂ　第１の突起部、５ｃ，５ｄ　第２の突起部。

Claims

　電磁波を入出力する第１及び第２の開口端を有する方形導波管と、
　前記方形導波管の管軸方向と直交している第１の方向に、前記第１の開口端を２つに仕切るように、前記方形導波管の内部に設けられており、前記方形導波管の管軸方向及び前記第１の方向のそれぞれと直交している第２の方向の幅が、前記第１の開口端から前記第２の開口端に向かって階段状に狭くなっているセプタム位相板と、
　前記方形導波管における４つの内壁のうち、前記セプタム位相板と平行な２つの第１の内壁のそれぞれに、前記方形導波管の内部側に突き出るように設けられている第１の突起部と
　を備えたアンテナ装置。
　前記第２の開口端の開口形状が正方形であり、前記セプタム位相板により２つに仕切られた各々の第１の開口端の開口形状が長方形であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
　前記第１の内壁に対する前記第１の突起部の設置位置が、前記第２の方向で中央の位置であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
　前記方形導波管における４つの内壁のうち、前記第１の内壁と直交している２つの第２の内壁のそれぞれに、前記方形導波管の内部側に突き出るように設けられている第２の突起部を備えたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
　前記第２の内壁に対する前記第２の突起部の設置位置が、前記第１の方向で中央の位置であることを特徴とする請求項４記載のアンテナ装置。
　前記第１の突起部は、前記方形導波管の内部側に突出している長さが、前記方形導波管の管軸方向で異なっていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
　前記第１の突起部は、前記方形導波管の内部側に突出している長さが、前記方形導波管の管軸方向で、段階的に変化していることを特徴とする請求項６記載のアンテナ装置。
　前記第１の突起部は、前記方形導波管の内部側に突出している長さが、前記方形導波管の管軸方向で、連続的に変化していることを特徴とする請求項６記載のアンテナ装置。
　前記第１の突起部は、前記方形導波管の内部側に突出している長さが、前記方形導波管の管軸方向で、三角状に変化していることを特徴とする請求項６記載のアンテナ装置。
　前記第２の突起部は、前記方形導波管の内部側に突出している長さが、前記方形導波管の管軸方向で異なっていることを特徴とする請求項４記載のアンテナ装置。
　前記第２の突起部は、前記方形導波管の内部側に突出している長さが、前記方形導波管の管軸方向で、段階的に変化していることを特徴とする請求項１０記載のアンテナ装置。
　前記第２の突起部は、前記方形導波管の内部側に突出している長さが、前記方形導波管の管軸方向で、連続的に変化していることを特徴とする請求項１０記載のアンテナ装置。
　前記第２の突起部は、前記方形導波管の内部側に突出している長さが、前記方形導波管の管軸方向で、三角状に変化していることを特徴とする請求項１０記載のアンテナ装置。
　電磁波を入出力する第１及び第２の開口端を有する方形導波管と、
　前記方形導波管の管軸方向と直交している第１の方向に、前記第１の開口端を２つに仕切るように、前記方形導波管の内部に設けられており、前記方形導波管の管軸方向及び前記第１の方向のそれぞれと直交している第２の方向の幅が、前記第１の開口端から前記第２の開口端に向かって階段状に狭くなっているセプタム位相板と、
　前記方形導波管における４つの内壁のうち、前記セプタム位相板と平行な２つの第１の内壁のそれぞれに、前記方形導波管の内部側に突き出るように設けられている第１の突起部と
　を備えたアンテナ装置が複数配置されているアレーアンテナ装置。