WO2019008963A1 - 給電回路、アンテナ及びアンテナの構成方法 - Google Patents

給電回路、アンテナ及びアンテナの構成方法 Download PDF

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良英 高橋
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    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0087—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing antenna arrays

Definitions

  • the present invention relates to a feed circuit, an antenna, and a method of configuring the antenna.
  • a flat antenna provided with an array antenna is used in response to a request for thinning and downsizing of the antenna.
  • a waveguide slot array antenna having a low loss feeding circuit composed of a waveguide circuit is used.
  • a slot array antenna has been proposed in which an electromagnetic wave is guided by a waveguide having a plurality of branches and radiated from a plurality of radiation slots (Patent Document 1).
  • a center-fed waveguide type planar slot antenna has been proposed in which a reflection suppressing wall is provided at a branch portion of a waveguide of a feed circuit to suppress a reflected wave (Patent Document 2).
  • FIG. 15 is a perspective view showing a configuration of a general feed circuit 40.
  • a waveguide 44 having a plurality of branches is formed in a conductive plate member 43.
  • the electromagnetic wave input from the introduction end 45 is guided from the end portion 46 to the upper radiation slot through the branch. Since the waveguide formed in the feed circuit 40 has a plurality of branches, a portion in which the plate-like member 43 becomes thin is generated. For example, when a force F is applied to a portion where such a plate-like member 43 becomes thin during assembly of the feed circuit 40 or antenna assembly, this portion is deformed, and the width of the waveguide fluctuates (reference numeral 51). A crack (symbol 52) of the member 43 occurs.
  • the outline of the plate-like member 43 before deformation is indicated by a broken line.
  • the width of the waveguide of the feed circuit is about several mm, the structure of the feed circuit is fine. Therefore, the width of the waveguide tends to fluctuate due to distortion or breakage of the waveguide pattern.
  • the allowable variation of the width of the waveguide is less than ⁇ 10% of the width of the waveguide, and particularly strict dimensional accuracy is required.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a feeding circuit capable of securing mechanical strength and electrical characteristics.
  • a feed circuit wherein a waveguide provided in a plate-like member has a plurality of branches, and a direction in which the waveguide guides an electromagnetic wave between side walls of the waveguide.
  • a bridge having a plurality of members provided at predetermined intervals in the direction in which the waveguide guides an electromagnetic wave so as to extend in a direction intersecting with it and to make the reflected wave equal to or less than a predetermined intensity. And a part.
  • the antenna comprises: a base plate provided with a feed slot; a waveguide having a plurality of branches coupled to the feed slot at one place; The waveguide extends in a direction intersecting the direction in which the wave guides the electromagnetic wave, and a predetermined distance in the direction in which the waveguide guides the electromagnetic wave so that the reflected wave is less than or equal to the predetermined intensity.
  • a feed circuit having a bridge portion having a plurality of members provided at a plurality of coupling slots, a coupling layer provided with a plurality of coupling slots coupled to a plurality of terminations of the waveguide, and the plurality of coupling slots
  • a cavity layer provided with a plurality of cavities, and a radiation slot layer coupled to the plurality of cavities and provided with a plurality of radiation slots for emitting an electromagnetic wave.
  • a waveguide crosses a direction in which an electromagnetic wave is guided between side walls of a waveguide having a plurality of branches provided in a plate-like member.
  • a bridge portion having a plurality of members provided at predetermined intervals in the direction in which the waveguide guides an electromagnetic wave so as to extend in a direction to be reflected and to make a reflected wave equal to or less than a predetermined intensity
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the antenna according to the first embodiment when viewed from the top side.
  • FIG. 2 is a perspective view of the feeder circuit according to the first embodiment when viewed from the top side.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the feed circuit according to the first embodiment when viewed from the top side.
  • FIG. 1 is an enlarged perspective view of a bridge portion according to a first embodiment. It is a graph which shows the frequency characteristic of the reflected wave in the introductory end of the feed circuit concerning Embodiment 1.
  • FIG. 1 is an enlarged perspective view of a bridge portion according to a first embodiment. It is a graph which shows the frequency characteristic of the reflected wave in the introductory end of the feed circuit concerning Embodiment 1.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of the feed circuit of the antenna according to the second embodiment when viewed from the top side.
  • FIG. 10 is an enlarged perspective view of a bridge portion according to a second embodiment. It is a graph which shows the frequency characteristic of the reflected wave in the introductory end of the feed circuit concerning Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 18 is an exploded perspective view of the antenna according to the third embodiment when viewed from the top side.
  • FIG. 18 is an exploded perspective view of the antenna according to the third embodiment when viewed from the bottom side.
  • FIG. 10 is an enlarged front view showing the configuration of a bridge portion according to a third embodiment. It is a perspective view which shows the structure of a general feed circuit.
  • FIG. 1 is a perspective view when the antenna 100 according to the first embodiment is viewed from the upper surface side.
  • FIG. 2 is a perspective view when the antenna 100 according to the first embodiment is viewed from the bottom side.
  • the radiation slots 1A constituting the antenna element are arranged in a matrix.
  • a feed slot 4 ⁇ / b> A is provided on the bottom of the antenna 100.
  • radio waves can be radiated from each of the radiation slots 1A by supplying power from an external power supply via the feeding slot 4A, and radio waves received via the radiation slot 1A are outside the antenna 100. It can be output to
  • FIG. 3 is an exploded perspective view when the antenna 100 according to the first embodiment is viewed from the upper surface side.
  • the antenna 100 is configured by laminating the radiation slot layer 1, the cavity layer 2, the coupling layer 3, the feeding circuit 10 and the bottom plate 4.
  • the direction in which the radiation slot layer 1, the cavity layer 2, the coupling layer 3, the feeding circuit 10, and the bottom plate 4 are stacked is the Z direction, and the main surfaces thereof are the XY plane.
  • the radiation slot layer 1 is a conductive plate member and is stacked on the cavity layer 2.
  • radiation slots 1A which are openings capable of radiating radio waves into space, are provided in a matrix.
  • the cavity layer 2 is a conductive plate-like member, and is stacked on the bonding layer 3.
  • the cavity layer 2 is provided with a plurality of openings in a matrix as cavities 2A for simultaneously exciting the plurality of radiation slots 1A.
  • the cavities 2A are each configured so as to be able to excite an electromagnetic wave therein.
  • the shape of the cavity 2A and the thickness of the cavity layer 2 are determined according to the band of the electromagnetic wave to be emitted.
  • the bonding layer 3 is a conductive plate-like member, and is stacked on the feed circuit 10.
  • a plurality of coupling slots 3A which are openings for emitting electromagnetic waves to the respective cavities 2A, are provided in the coupling layer 3 in a matrix.
  • One end of the coupling slot 3A is tightly coupled to one end of the corresponding cavity 2A.
  • the coupling slot 3A radiates the electromagnetic wave guided to the end portion 16 of the feed circuit 10 into the cavity 2A.
  • the feed circuit 10 is a conductive plate-like member, and is stacked on the bottom plate 4.
  • the waveguide 14 has a plurality of branches so that the distance from the introduction end 15 provided on the feed slot 4A of the bottom plate 4 to each of the end portions 16 to which the coupling slot 3A of the coupling layer 3 is coupled is equal. It is provided. Thereby, the electromagnetic wave input from the feed slot 4A can be guided to each of the termination portions 16 in the same phase.
  • FIG. 4 is a perspective view of the feed circuit 10 according to the first embodiment when viewed from the top side.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the feeder circuit 10 according to the first embodiment when viewed from the top side.
  • the feeder circuit 10 is provided with a waveguide 14 having a plurality of branches in a conductive plate 13.
  • a waveguide 14 extends in the Y direction in this example from the introduction end 15 which is coupled to the feed slot 4A.
  • the waveguide 14 branches at an angle of 90 ° in the X direction at a branch position B11.
  • branch positions B21 and B22 the light is further branched at an angle of 90 ° in the Y direction.
  • the light is further branched at an angle of 90 ° in the X direction.
  • the light is further branched at an angle of 90 ° in the Y direction.
  • the end of the waveguide extending in the Y direction from the branch positions B41 to B48 corresponds to the end 16 described above.
  • the feed circuit 10 can be manufactured, for example, by forming an etching mask on a conductive plate member and then performing etching to remove a predetermined portion of the conductive plate member.
  • the feed circuit 10 guides, for example, an electromagnetic wave in the millimeter wave band, but when guiding an electromagnetic wave having such a short wavelength, it is necessary to suppress the variation in the width of the waveguide 14. Therefore, in the feed circuit 10, a bridge portion for mechanically connecting between the side surfaces of the waveguide 14 is provided. As shown in FIG. 4, the bridge portion is provided at a position after the branch position B ⁇ b> 11 where the waveguide 14 extending from the introduction end 15 first branches. That is, in FIG. 4, the bridge portion 11 is provided between the branch position B11 and the branch position B21, and the bridge portion 12 is provided between the branch position B11 and the branch position B22.
  • the bridge portion is constituted by a plurality of members extending between the two side surfaces of the waveguide 14 in a direction intersecting the direction in which the waveguide extends.
  • the bridging portions 11 and 12 are configured by two members will be described.
  • FIG. 6 is an enlarged perspective view of the bridge portion 11 according to the first embodiment.
  • members other than the members of the bridge portion 11 are omitted, and the waveguide 14 is indicated by a broken line.
  • the bridging portion 11 is constituted by members 11A and 11B extending in the Y direction between two side surfaces of the waveguide 14 extending in the X direction.
  • the direction in which the waveguide 14 extends that is, the direction in which the electromagnetic wave is guided is the X direction
  • the longitudinal direction of the members 11A and 11B that is, the direction perpendicular to the side surface of the waveguide 14 is the Y direction. There is.
  • the lengths in the Y direction of the members 11A and 11B be the same as the design value of the width in the Y direction of the waveguide 14.
  • both ends of the member 11A and the member 11B are joined to each of the opposite side surfaces of the waveguide 14 without any gap. Thereby, it is possible to prevent the width of the waveguide 14 from becoming narrower than the design value due to the deformation of the feed circuit 10.
  • the feeder circuit 10 is configured by laminating the first feeder circuit layer 13A and the second feeder circuit layer 13B.
  • the first feed circuit layer 13A and the second feed circuit layer 13B have the same pattern of the waveguide.
  • the member 11A is formed on the first feeder circuit layer 13A
  • the member 11B is formed on the second feeder circuit layer 13B. That is, the member 11A and the member 12B are disposed at different positions in a direction (that is, the Z direction) perpendicular to the traveling direction of the electromagnetic wave and the longitudinal direction of the members 11A and 11B.
  • the members 11A and 11B are disposed so as not to overlap with each other as viewed in the traveling direction (X direction) of the electromagnetic wave as in this configuration. Is desirable.
  • the waveguide 14 and the member 11A of the first feeder circuit layer 13A can be integrally formed, and the waveguide 14 and the member 11B of the second feeder circuit layer 13B are integrally formed. can do.
  • the member 11A and the member 11B are physically continuous with the side surface of the waveguide 14 and made of an integral material. Therefore, even if a force that widens the width of the waveguide 14 acts on the feed circuit 10, the members 11A and 11B maintain the distance between the two side surfaces of the waveguide 14. Variation of the width can be prevented.
  • the members 11A and 11B are inserted into the waveguide 14, a reflected wave is generated in the electromagnetic wave passing through the bridge portion. Therefore, the members 11A and 11B are formed separated by a predetermined distance in the X direction in which the waveguide 14 extends so as to suppress the reflected wave. Specifically, members 11A and 11B are spaced apart by 1 ⁇ 4 ( ⁇ / 4) of wavelength ⁇ of the electromagnetic wave propagating through waveguide 14 in the X direction in which waveguide 14 extends. Ru.
  • the wavelength ⁇ of the electromagnetic wave is, for example, either the wavelength of the electromagnetic wave to be transmitted / received by the antenna 100 or the wavelength included in the band of the electromagnetic wave.
  • the distance between the members is ⁇ / 4
  • the distance between the members may be an odd multiple of ⁇ / 4 in order to cancel the reflected wave.
  • the distance between the members is ⁇ / 4, it is desirable that the dimension in the X direction of the members 11A and 11B be at least ⁇ / 4.
  • the members 12A and 12B of the bridging portion 12 correspond to the members 11A and 11B of the bridging portion 11, respectively.
  • the arrangement of the members 12A and 12B is interchanged in the X direction as compared with the members 11A and 11B, the member 12B is arranged closer to the branch position B11 and the member 12A is arranged farther from the branch position B11
  • the bridge 12 can be understood to have the same configuration as the bridge 11.
  • the phase of the reflected wave Wr1 that has reached the member 12B is the reverse of the phase of the reflected wave Wr2 reflected by the member 12B.
  • the reflected wave Wr1 and the reflected wave Wr2 cancel each other, it is possible to prevent or suppress the return of the reflected wave to the introduction end 15.
  • FIG. 7 is a graph showing frequency characteristics of a reflected wave at the introduction end 15 of the feed circuit 10 according to the first embodiment.
  • the horizontal axis represents a value obtained by dividing the frequency of the electromagnetic wave by the center frequency (ie, the frequency corresponding to the wavelength ⁇ ), and the vertical axis represents the reflection coefficient indicating the intensity of the reflected wave.
  • the reflection coefficient is -40 dB or less near the center frequency, and the reflected wave can be significantly suppressed.
  • the first embodiment can be applied to the first embodiment without causing any additional process and cost increase. Such an antenna can be realized.
  • Embodiment 2 The antenna 200 according to the second embodiment will be described.
  • the bridge portion of the antenna 200 is configured of three members, as compared to the bridge portion of the antenna 100 being configured of two members.
  • FIG. 8 is a perspective view of the feeder circuit 20 of the antenna 200 according to the second embodiment when viewed from the top surface side.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of the feeder circuit 20 of the antenna 200 according to the second embodiment when viewed from the bottom side.
  • the antenna 200 has a configuration in which the feeding circuit 10 according to the first embodiment is replaced with a feeding circuit 20.
  • the feed circuit 20 has a configuration in which the bridge portions 11 and 12 of the feed circuit 10 are replaced with bridge portions 21 and 22, respectively.
  • the plate-like member 23 of the feed circuit 20 is configured by stacking three feed circuit layers, as compared to the plate-like member 13 of the feed circuit 10 being configured by stacking two feed circuit layers. ing. Specifically, the plate-like member 23 is configured by sequentially laminating a first feeder circuit layer 23A, a second feeder circuit layer 23B, and a third feeder circuit layer 23C.
  • the terminal end 26 corresponds to the terminal end 16.
  • FIG. 10 is an enlarged perspective view of the bridge portion 21 according to the second embodiment.
  • the bridging portion 21 has members 21A, 21B and 21C extending between the side walls of the waveguide 24.
  • the members 21A, 21B and 21C are respectively formed on the first feeder circuit layer 23A, the second feeder circuit layer 23B and the third feeder circuit layer 23C. That is, the members 21A, 21B and 21C are disposed at different positions in the direction of travel of the electromagnetic wave and in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the members 21A, 21B and 21C (that is, the Z direction).
  • the members 21A, 21B, and 21C are disposed so as not to overlap when viewed from the traveling direction (X direction) of the electromagnetic wave. Is desirable.
  • the position in the Z direction changes in the order of members 21A, 21B and 21C, but the positions of members 21A, 21B and 21C may be different, and the specific arrangement is limited to this example. I can not.
  • the bridging portions 21 are arranged such that the members 21A, 21B and 21C are separated by a predetermined distance along the traveling direction of the electromagnetic wave, that is, the X direction.
  • the members 21A, 21B, and 21C are arranged to be separated by ⁇ / 4, respectively.
  • the members 21A, 21B and 21C are provided so as to be separated by ⁇ / 4 in the traveling direction of the electromagnetic wave, so the reflected waves Wr1 to Wr1 from the members 21A, 21B and 21C are the same as in the first embodiment. It is possible to cancel Wr3 and suppress a reflected wave returning to the introduction end 25.
  • the members 22A, 22B and 22C of the bridging portion 22 correspond to the members 21A, 21B and 21C of the bridging portion 21, respectively.
  • the bridging portion 22 has the same configuration as the bridging portion 21. Therefore, it is possible to prevent or suppress the return of the reflected wave to the introduction end 25 also in the bridge portion 22.
  • the configuration other than the bridge portion of the antenna 200 is the same as that of the antenna 100, so the description will be omitted.
  • FIG. 11 is a graph showing frequency characteristics of a reflected wave that reaches the introduction end 25 of the feed circuit 20 according to the second embodiment.
  • the horizontal axis represents a value obtained by dividing the frequency of the electromagnetic wave by the center frequency (that is, the frequency corresponding to the wavelength ⁇ ), and the vertical axis represents the reflection coefficient indicating the intensity of the reflected wave.
  • the reflection coefficient is approximately ⁇ 13 dB or less near the center frequency, and the reflected wave can be significantly suppressed.
  • the frequency dependence of the reflection coefficient is smaller than that of the first embodiment.
  • the present configuration it is possible to secure the mechanical strength and the transmission characteristics of the antenna, in particular, the feeding circuit of the antenna compatible with the millimeter wave band. Furthermore, it is also possible to support transmission and reception of broadband electromagnetic waves with a single antenna.
  • the bridge portion can be formed collectively with the waveguide patterns of the three feed circuit layers included in the feed circuit, the first embodiment can be applied to the first embodiment without causing any additional process and cost increase. Such an antenna can be realized.
  • the bridge portion is described as being configured by three members, but this is merely an example. Needless to say, four or more members may be provided in the bridge portion as long as the suppression of the reflected wave and the band fall within the desired range.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view when the antenna 300 according to the third embodiment is viewed from the upper surface side.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view of the antenna 300 according to the third embodiment when viewed from the bottom side.
  • the antenna 200 has a configuration in which the feeding circuit 10 according to the first embodiment is replaced with a feeding circuit 30.
  • the feed circuit 30 is configured as a feed circuit that does not have a bridge portion.
  • the bridging portion is provided on the projecting members 31A and 32A provided on the bottom surface 3B of the bonding layer 3 and the top surface 4B of the bottom plate 4 as members extending between the side walls of the waveguide 34. It consists of the projecting members 31B and 32B.
  • the termination 36 corresponds to the termination 16.
  • FIG. 14 is an enlarged front view showing the configuration of the bridge portion 31 of the antenna 300 according to the third embodiment.
  • members other than the members of the bridge portion 31 are omitted, and the waveguide 34 is indicated by a broken line.
  • the members 31 A and 31 B are fitted to the waveguide 34 to form the bridge portion 31, and the members 31 B and 31 B are formed.
  • the bridge 32 is formed by fitting the member 32 B to the waveguide 34.
  • the bridging portion 31 has members 31A and 31B extending in the Y direction between the two side surfaces of the waveguide 34, similarly to the bridging portion 11 of the antenna 100.
  • the lengths in the Y direction of the members 31A and 31B be the same value as the design value of the width in the Y direction of the waveguide 34.
  • both ends of the member 31A and the member 31B are joined to each of the opposite side surfaces of the waveguide 34 without any gap. Thereby, it is possible to prevent the width of the waveguide 34 from becoming narrower than the design value due to the deformation of the feed circuit 30.
  • the members 32A and 32B of the bridging portion 32 correspond to the members 31A and 31B of the bridging portion 21, respectively.
  • the bridge portion 32 has the same configuration as the bridge portion 31. Therefore, it is possible to prevent or suppress the return of the reflected wave to the introduction end 35 also in the bridge portion 32.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the scope of the present invention.
  • the feed circuit is configured by two feed circuit layers
  • the feed circuit is configured by three feed circuit layers, but this is merely an example.
  • the feeding circuit may be formed using a single layer or a plate-like member.
  • the member of the bridge part was made into square pillar shape, this is only an illustration.
  • the cross section of the member in the XZ plane is not limited to a square, and may have a rounded shape, a barrel shape or a pin-wound shape, or may have various shapes as appropriate.
  • the bridging portion is not limited to the above-described position and number as described above, and may be provided with a bridging portion of any position and number as long as the electrical characteristics of the antenna permit. In order to secure the symmetry of the phase, it is desirable to provide a pair of bridge portions at symmetrical positions with respect to each branch.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract

機械的強度と電気的特性とを確保できる給電回路を提供する。導波管（１４）は、板状部材（１３）に設けられ、複数の分岐を有する。橋渡し部（１１）は、導波管（１４）の側壁の間で導波管（１４）が電磁波を導波するＸ方向に対して交差するＹ方向に延在し、かつ、反射波が所定の強度以下となるように、Ｘ方向に所定の間隔で設けられた部材（１１Ａ）と部材（１１Ｂ）とを有する。橋渡し部（１２）は、Ｙ方向に延在し、かつ、反射波が所定の強度以下となるように、Ｘ方向に所定の間隔で設けられた部材（１２Ａ）と部材（１２Ｂ）とを有する。

Description

給電回路、アンテナ及びアンテナの構成方法
　本発明は給電回路、アンテナ及びアンテナの構成方法に関する。
　無線通信用の屋外基地局で用いられる通信装置では、アンテナの薄型化、小型化の要請により、アレーアンテナが設けられた平面アンテナが使用される。特に高周波領域、例えばミリ波帯では、導波管回路で構成される低損失の給電回路を有する導波管スロットアレーアンテナが用いられる。このようなアンテナの一例として、電磁波を複数の分岐を有する導波管で導波し、複数の放射スロットから放射するスロットアレーアンテナが提案（特許文献１）されている。
　他にも、給電回路の導波管の分岐部に反射抑圧壁を設けて反射波を抑制する中央給電導波路型平面スロットアンテナが提案されている（特許文献２）。
特開２０１４－１７０９８９号公報 特開２００６－３３６９７号公報
　上記のようなアンテナで用いられる給電回路では、各放射スロットから放射される電磁波の位相を一様にするため、給電回路に形成される導波管の幅を一定にする必要がある。これは、給電回路に形成される導波管の幅がばらついた場合、各放射スロットから放射される電磁波の位相が一様ではなくなり、利得の劣化やサイドローブレベルが上昇してしまうためである。
　図１５は、一般的な給電回路４０の構成を示す斜視図である。給電回路４０は、導電性の板状部材４３に複数の分岐を有する導波管４４が形成されている。導入端４５から入力された電磁波は、分岐を介して終端部４６から上層の放射スロットへ導波される。給電回路４０に形成された導波管は複数の分岐を有するため、板状部材４３が細くなる部分が生じてしまう。このような板状部材４３が細くなる部分に、例えば給電回路４０の組み立てやアンテナ組み立て時に力Ｆが加わると、この部分が変形し、導波管の幅の変動（符号５１）や、板状部材４３の割れ（符号５２）が生じてしまう。なお、図１５では、変形前の板状部材４３の輪郭を破線で表示している。
　ミリ波帯においては、給電回路の導波管の幅は数ｍｍ程度であるので、給電回路の構造が微細である。そのため、導波管パターンの歪みや破損により、導波管の幅が変動しやすい。ミリ波帯の場合、導波管の幅の許容変動量は導波管の幅の±１０％よりも小さく、特に厳しい寸法精度が要求される。
　これに対し、上記のスロットアレーアンテナでは、複数の層に異なる導波路パターンを形成し、これを積層して１つの給電回路を構成することで、給電回路の機械的強度を確保している。しかし、この構造では、アンテナの厚みが増加し、材料費や製造工程の増加によるコストアップを招いてしまう。
　本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、機械的強度と電気的特性とを確保できる給電回路を提供することを目的とする。
　本発明の一態様にかかる給電回路は、板状部材に設けられた、複数の分岐を有する導波管と、前記導波管の側壁の間で前記導波管が電磁波を導波する方向に対して交差する方向に延在し、かつ、反射波が所定の強度以下となるように、前記導波管が電磁波を導波する前記方向に所定の間隔で設けられた複数の部材を有する橋渡し部と、を有するものである。
　本発明の一態様にかかるアンテナは、給電スロットが設けられた底板と、前記給電スロットと１箇所で結合された複数の分岐を有する導波管と、前記導波管の側壁の間で前記導波管が電磁波を導波する方向に対して交差する方向に延在し、かつ、反射波が所定の強度以下となるように、前記導波管が電磁波を導波する前記方向に所定の間隔で設けられた複数の部材を有する橋渡し部と、を有する給電回路と、前記導波管の複数の終端と結合する複数の結合スロットが設けられた結合層と、前記複数の結合スロットと結合された複数のキャビティが設けられたキャビティ層と、複数のキャビティと結合され、電磁波を放射する複数の放射スロットが設けられた放射スロット層とを、有するものである。
　本発明の一態様にかかる給電回路の構成方法は、板状部材に設けられた複数の分岐を有する導波管の側壁の間で、前記導波管が電磁波を導波する方向に対して交差する方向に延在するように、かつ、反射波が所定の強度以下となるように、前記導波管が電磁波を導波する前記方向に所定の間隔で設けられた複数の部材を有する橋渡し部を形成する、ものである。
　本発明によれば、機械的強度と電気的特性とを確保できる給電回路を提供することができる。
実施の形態１にかかるアンテナを上面側から見たときの斜視図である。 実施の形態１にかかるアンテナを底面側から見たときの斜視図である。 実施の形態１にかかるアンテナを上面側から見たときの分解斜視図である。 実施の形態１にかかる給電回路を上面側から見たときの斜視図である。 実施の形態１にかかる給電回路を上面側から見たときの分解斜視図である。 実施の形態１にかかる橋渡し部の拡大斜視図である。 実施の形態１にかかる給電回路の導入端での反射波の周波数特性を示すグラフである。 実施の形態２にかかるアンテナの給電回路を上面側から見たときの斜視図である。 実施の形態２にかかるアンテナの給電回路を上面側から見たときの分解斜視図である。 実施の形態２にかかる橋渡し部の拡大斜視図である。 実施の形態２にかかる給電回路の導入端での反射波の周波数特性を示すグラフである。 実施の形態３にかかるアンテナを上面側から見たときの分解斜視図である。 実施の形態３にかかるアンテナを底面側から見たときの分解斜視図である。 実施の形態３にかかる橋渡し部の構成を示す拡大正面図である。 一般的な給電回路の構成を示す斜視図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
　実施の形態１
　以下、実施の形態１にかかるアンテナ１００について説明する。アンテナ１００は、多層の平面アンテナとして構成される。図１は、実施の形態１にかかるアンテナ１００を上面側から見たときの斜視図である。図２は、実施の形態１にかかるアンテナ１００を底面側から見たときの斜視図である。
　図１に示すように、アンテナ１００の上面には、アンテナ素子を構成する放射スロット１Ａがマトリックス上に配列されている。図２に示すように、アンテナ１００の底面には、給電スロット４Ａが設けられている。アンテナ１００では、給電スロット４Ａを介して外部の給電源から給電を行うことで放射スロット１Ａのそれぞれから電波を放射することができ、かつ、放射スロット１Ａを介して受信した電波をアンテナ１００の外部へ出力することができる。
　図３は、実施の形態１にかかるアンテナ１００を上面側から見たときの分解斜視図である。図３に示すように、アンテナ１００は、放射スロット層１、キャビティ層２、結合層３、給電回路１０及び底板４が積層されて構成されている。ここでは、放射スロット層１、キャビティ層２、結合層３、給電回路１０及び底板４が積層される方向をＺ方向、これらの主面をＸ―Ｙ平面としている。
　放射スロット層１は、導電性の板状部材であり、キャビティ層２上に積層される。放射スロット層１には、空間に電波を放射可能な開口部である放射スロット１Ａがマトリックス状に設けられている。この例では、放射スロット層１には、６４個（８×８＝６４）の放射スロット１Ａが形成されている。
  キャビティ層２は、導電性の板状部材であり、結合層３上に積層される。キャビティ層２には、複数の放射スロット１Ａを同時に励起するキャビティ２Ａとして、複数個の開口部がマトリックス状に設けられている。この例では、４個（２×２＝４）の放射スロット１Ａに対して１個のキャビティ２Ａが結合している。すなわち、キャビティ層２には、１６個（４×４＝１６）のキャビティ２Ａが設けられている。キャビティ２Ａは、それぞれその内部で電磁波を励振できるように構成される。キャビティ２Ａの形状やキャビティ層２の厚さは、放射する電磁波の帯域等に応じて決定される。
　結合層３は、導電性の板状部材であり、給電回路１０上に積層される。結合層３には、各キャビティ２Ａに電磁波を放射する開口部である結合スロット３Ａが、複数個マトリックス状に設けられている。結合スロット３Ａの一端は、対応するキャビティ２Ａの一端と隙間なく結合される。これにより、結合スロット３Ａは、給電回路１０の終端部１６に導波された電磁波をキャビティ２Ａ内に放射する。結合スロット３Ａはキャビティ２Ａに対して同じ数だけ設けられる。すなわち、この例では、１６個（４×４＝１６）の結合スロット３Ａが設けられている。
　以下、給電回路１０の構成について詳細に説明する。給電回路１０は、導電性の板状部材であり、底板４上に積層される。底板４の給電スロット４Ａ上に設けられた導入端１５から、結合層３の結合スロット３Ａが結合する終端部１６のそれぞれまでの距離が等しくなるように、複数の分岐を有する導波管１４が設けられている。これにより、給電スロット４Ａから入力された電磁波を、終端部１６のそれぞれへ同相で導波することができる。
　給電回路１０について、詳細に説明する。図４は、実施の形態１にかかる給電回路１０を上面側から見たときの斜視図である。図５は、実施の形態１にかかる給電回路１０を上面側から見たときの分解斜視図である。給電回路１０は、導電性の板状部材１３に複数の分岐を有する導波管１４が設けられている。給電スロット４Ａと結合する導入端１５からは、この例ではＹ方向に導波管１４が延在している。導波管１４は、分岐位置Ｂ１１にて、Ｘ方向に９０°の角度で分岐している。次いで、分岐位置Ｂ２１及びＢ２２において、Ｙ方向に９０°の角度で更に分岐する。次いで、分岐位置Ｂ３１～Ｂ３４において、Ｘ方向に９０°の角度で更に分岐する。次いで、分岐位置Ｂ４１～Ｂ４８において、Ｙ方向に９０°の角度で更に分岐する。分岐位置Ｂ４１～Ｂ４８からＹ方向に延在する導波管の終端部が、上述の終端部１６に対応する。
　給電回路１０は、例えば、導電性の板状部材上にエッチングマスクを形成し、その後エッチングを行うことで導電性の板状部材の所定部分を除去することで、作製することができる。
　給電回路１０は、例えばミリ波帯の電磁波を導波するが、このように波長が短い電磁波を導波する場合、導波管１４の幅のばらつきを抑制する必要がある。そこで、給電回路１０では、導波管１４の側面間を機械的に連結する橋渡し部を設けている。図４に示すように、橋渡し部は、導入端１５から延在する導波管１４が最初に分岐する分岐位置Ｂ１１の後の位置に設けられる。すなわち、図４においては、分岐位置Ｂ１１と分岐位置Ｂ２１との間には橋渡し部１１が設けられ、分岐位置Ｂ１１と分岐位置Ｂ２２との間には橋渡し部１２が設けられる。
　橋渡し部は、導波管１４の２つの側面の間で、導波管が延在している方向と交差する方向に延在する複数の部材によって構成される。ここでは、橋渡し部１１及び１２が、２本の部材によって構成される例について説明する。
　図６は、実施の形態１にかかる橋渡し部１１の拡大斜視図である。図６では、橋渡し部１１の構造の理解を容易にするため、橋渡し部１１の部材以外を省略し、かつ、導波管１４を破線にて表示している。橋渡し部１１は、Ｘ方向に延在する導波管１４の２つの側面の間でＹ方向に延在する部材１１Ａ及び１１Ｂによって構成される。ここでは、導波管１４が延在する方向、すなわち電磁波が導波される方向をＸ方向とし、部材１１Ａ及び部材１１Ｂの長手方向、すなわち導波管１４の側面に垂直な方向をＹ方向としている。部材１１Ａ及び部材１１ＢのＹ方向の長さは、導波管１４のＹ方向の幅の設計値と同じ値であることが望ましい。この場合、部材１１Ａ及び部材１１Ｂの両端は、導波管１４の対向する側面のそれぞれと隙間無く接合される。これにより、給電回路１０の変形により、導波管１４の幅が設計値よりも狭くなることを防止することができる。
　本実施の形態では、給電回路１０は、第１給電回路層１３Ａと第２給電回路層１３Ｂとが積層されて構成されている。第１給電回路層１３Ａと第２給電回路層１３Ｂとは、導波管１４のパターンが同様に形成されている。但し、部材１１Ａは第１給電回路層１３Ａに形成され、部材１１Ｂは第２給電回路層１３Ｂに形成されている。つまり、部材１１Ａと部材１２Ｂとは、電磁波の進行方向及び部材１１Ａ及び１１Ｂの長手方向に垂直な方向（すなわち、Ｚ方向）で異なる位置に配置されることとなる。なお、導波管１４を伝搬する電磁波の伝搬特性を考慮する場合には、本構成におけるように、電磁波の進行方向（Ｘ方向）から見て部材１１Ａと部材１１Ｂとが重ならないように配置されることが望ましい。
　この場合、第１給電回路層１３Ａの導波管１４と部材１１Ａとを一体的に形成することができ、かつ、第２給電回路層１３Ｂの導波管１４と部材１１Ｂとを一体的に形成することができる。これにより、部材１１Ａ及び部材１１Ｂは、導波管１４の側面と物理的に連続しており、かつ、一体的な材料により構成される。よって、導波管１４の幅を広げるような力が給電回路１０に作用しても、部材１１Ａ及び１１Ｂによって導波管１４の２つの側面間の距離が保たれるため、導波管１４の幅の変動を防止することができる。
　本構成では、部材１１Ａと部材１１Ｂとが導波管１４の内部に挿入されているため、橋渡し部を通過する電磁波には反射波が生じる。そのため、部材１１Ａと部材１１Ｂは、この反射波を抑制するように、導波管１４が延在するＸ方向に所定の距離だけ離隔して形成される。具体的には、部材１１Ａと部材１１Ｂは、導波管１４が延在するＸ方向に、導波管１４を伝搬する電磁波の波長λの１／４（λ／４）だけ離隔して配置される。ここでは、電磁波の波長λとしては、例えばアンテナ１００での送受信の対象となる電磁波の波長や、電磁波に帯域に含まれる波長のいずれかとする。
　電磁波Ｗが橋渡し部１１に到達すると、橋渡し部１１を通過する電磁波Ｗｐの他に、電磁波Ｗと逆方向に伝搬する、部材１１Ａによる反射波Ｗｒ１と部材１１Ｂによる反射波Ｗｒ２とが生じる。しかし、上述したように、部材１１と部材１１ＢとはＸ方向にλ／４だけ離隔している。そのため、部材１１Ｂへ到達した反射波Ｗｒ１の位相は、部材１１Ｂによって反射された反射波Ｗｒ２の位相の逆となる。その結果、反射波Ｗｒ１と反射波Ｗｒ２とは互いに打ち消し合うので、導入端１５への反射波の戻りを防止ないし抑制することが可能となる。
　なお、部材間の間隔をλ／４としたが、反射波を打ち消すためには部材間の間隔はλ／４の奇数倍であればよい。
　また、部材間の間隔はλ／４であるため、部材１１Ａ及び部材１１ＢのＸ方向の寸法は、少なくともλ／４であることが望ましい。
　次いで、橋渡し部１２について説明する。橋渡し部１２の部材１２Ａ及び１２Ｂは、それぞれ橋渡し部１１の部材１１Ａ及び１１Ｂに対応する。部材１２Ａ及び１２Ｂの配置が部材１１Ａ及び１１Ｂと比較してＸ方向で入れ替わっているが、部材１２Ｂが分岐位置Ｂ１１に近い位置に配置され、部材１２Ａが分岐位置Ｂ１１から遠い位置に配置されるので、橋渡し部１２は、橋渡し部１１と同様の構成を有することが理解できる。
　よって、橋渡し部１２についても、部材１２Ｂへ到達した反射波Ｗｒ１の位相は、部材１２Ｂによって反射された反射波Ｗｒ２の位相の逆となる。その結果、反射波Ｗｒ１と反射波Ｗｒ２とは互いに打ち消し合うので、導入端１５への反射波の戻りを防止ないし抑制することが可能となる。
　図７は、実施の形態１にかかる給電回路１０の導入端１５での反射波の周波数特性を示すグラフである。図７では、電磁波の周波数を中心周波数（すなわち波長λに対応する周波数）で除した値を横軸とし、反射波の強度を示す反射係数を縦軸とした。図７に示すように、中心周波数付近においては反射係数が－４０ｄＢ以下となり、反射波を有意に抑制できていることが理解できる。
　以上、本構成によれば、アンテナ、特にミリ波帯に対応可能なアンテナの給電回路の機械的強度と電気的特性とを確保することが可能である。特に、給電回路に含まれる２枚の給電回路層の導波管パターンと一括して橋渡し部を形成することができるため、新たな工程の追加やコスト増を招くことなく、実施の形態１にかかるアンテナを実現することができる。
　実施の形態２
　実施の形態２にかかるアンテナ２００について説明する。アンテナ１００の橋渡し部が２本の部材で構成されるのに比べ、アンテナ２００の橋渡し部は３本の部材で構成される。図８は、実施の形態２にかかるアンテナ２００の給電回路２０を上面側から見たときの斜視図である。図９は、実施の形態２にかかるアンテナ２００の給電回路２０を底面側から見たときの分解斜視図である。
　アンテナ２００は、実施の形態１にかかる給電回路１０を給電回路２０に置換した構成を有する。給電回路２０は、給電回路１０の橋渡し部１１及び１２を、それぞれ橋渡し部２１及び２２に置換した構成を有する。給電回路１０の板状部材１３が２枚の給電回路層を積層することで構成されていたのに比べ、給電回路２０の板状部材２３は３枚の給電回路層を積層することで構成されている。具体的には、板状部材２３は、第１給電回路層２３Ａ、第２給電回路層２３Ｂ及び第３給電回路層２３Ｃが順に積層されることで構成されている。なお、終端部２６は、終端部１６に対応する。
　図１０は、実施の形態２にかかる橋渡し部２１の拡大斜視図である。図１０では、橋渡し部２１の構造の理解を容易にするため、橋渡し部２１の部材以外を省略し、かつ、導波管２４を破線にて表示している。橋渡し部２１は、導波管２４の側壁間に延在する部材２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃを有する。部材２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃは、それぞれ第１給電回路層２３Ａ、第２給電回路層２３Ｂ及び第３給電回路層２３Ｃに形成される。つまり、部材２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃは、電磁波の進行方向及び部材２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃの長手方向に垂直な方向（すなわち、Ｚ方向）で異なる位置に配置されることとなる。なお、導波管１４を伝搬する電磁波の伝搬特性を考慮する場合には、本構成におけるように、電磁波の進行方向（Ｘ方向）から見て部材２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃが重ならないように配置されることが望ましい。なお、この例では、部材２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃの順でＺ方向の位置が変化しているが、部材２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃの位置が異なっていればよく、具体的な配置はこの例に限られない。
　橋渡し部２１は、部材２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃは、電磁波の進行方向、すなわちＸ方向に沿って所定の間隔だけ離隔するように配置される。ここでは、実施の形態１と同様に、部材２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃがそれぞれλ／４だけ離隔するように配置される。
　本構成では、部材２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃが電磁波の進行方向でλ／４だけ離隔するように設けられているので、実施の形態１と同様に、部材２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃからの反射波Ｗｒ１～Ｗｒ３を打ち消し、導入端２５に戻る反射波を抑制することができる。
　次いで、橋渡し部２２について説明する。橋渡し部２２の部材２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃは、それぞれ橋渡し部２１の部材２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃに対応する。部材２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃの配置が部材２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃと比較してＸ方向で入れ替わっているものの、橋渡し部２２は橋渡し部２１と同様の構成を有している。よって、橋渡し部２２についても、導入端２５への反射波の戻りを防止ないし抑制することが可能となる
　アンテナ２００の橋渡し部以外の構成はアンテナ１００と同様であるので、説明を省略する。
　図１１は、実施の形態２にかかる給電回路２０の導入端２５に到達する反射波の周波数特性を示すグラフである。図１１では、電磁波の周波数を中心周波数（すなわち波長λに対応する周波数）で除した値を横軸とし、反射波の強度を示す反射係数を縦軸とした。図１１に示すように、中心周波数付近においては反射係数がおおむね－１３ｄＢ以下となり、反射波を有意に抑制できていることが理解できる。
　また、本構成では、実施の形態１と比較して反射係数の周波数依存性が小さい。その結果、本構成によれば、反射損失を低減するのみならず、反射を抑制できる帯域を広げることが可能となる。よって、複数の周波数の電磁波を単一のアンテナで送受信する場合に、本実施の形態におけるアンテナを適用することができる。
　以上、本構成によれば、アンテナ、特にミリ波帯に対応可能なアンテナの給電回路の機械的強度と伝送特性とを確保することが可能である。更に、単一のアンテナで広帯域の電磁波の送受信に対応することも可能である。特に、給電回路に含まれる３枚の給電回路層の導波管パターンと一括して橋渡し部を形成することができるため、新たな工程の追加やコスト増を招くことなく、実施の形態１にかかるアンテナを実現することができる。
　なお、本実施の形態では、橋渡し部が３本の部材で構成されるものとして説明したが、これは一例に過ぎない。反射波の抑制と帯域とが所望の範囲に収まる限り、橋渡し部に４本以上の部材を設ける構成としてもよいことは、言うまでも無い。
　実施の形態３
　実施の形態３にかかるアンテナ３００について説明する。実施の形態１及び２にかかるアンテナでは橋渡し部が給電回路層と一体として形成されていたが、アンテナ３００では橋渡し部の部材が給電回路を挟む２枚の層に形成されている。図１２は、実施の形態３にかかるアンテナ３００を上面側から見たときの分解斜視図である。図１３は、実施の形態３にかかるアンテナ３００を底面側から見たときの分解斜視図である。
　アンテナ２００は、実施の形態１にかかる給電回路１０を給電回路３０に置換した構成を有する。給電回路３０は、橋渡し部を有しない給電回路として構成される。本実施の形態では、橋渡し部は、導波管３４の側壁間に延在する部材として、結合層３の底面３Ｂに設けられた突起状の部材３１Ａ及び３２Ａと、底板４の上面４Ｂに設けられた突起状の部材３１Ｂ及び３２Ｂとで構成される。なお、終端部３６は、終端部１６に対応する。
　図１４は、実施の形態３にかかるアンテナ３００の橋渡し部３１の構成を示す拡大正面図である。図１４では、橋渡し部３１の構造の理解を容易にするため、橋渡し部３１の部材以外を省略し、かつ、導波管３４を破線にて表示している。図１４に示すように、結合層３、給電回路３０及び底板４を積層したときに、部材３１Ａ及び部材３１Ｂが導波管３４に嵌合することで、橋渡し部３１が形成され、部材３１Ｂ及び部材３２Ｂが導波管３４に嵌合することで橋渡し部３２が形成される。すなわち、橋渡し部３１は、アンテナ１００の橋渡し部１１と同様に、導波管３４の２つの側面の間でＹ方向に延在する部材３１Ａ及び３１Ｂを有することが理解できる。なお、当然のことながら、部材３１Ａ及び部材３１ＢのＹ方向の長さは、導波管３４のＹ方向の幅の設計値と同じ値であることが望ましい。この場合、部材３１Ａ及び部材３１Ｂの両端は、導波管３４の対向する側面のそれぞれと隙間無く接合される。これにより、給電回路３０の変形により、導波管３４の幅が設計値よりも狭くなることを防止することができる。
　次いで、橋渡し部３２について説明する。橋渡し部３２の部材３２Ａ及び３２Ｂは、それぞれ橋渡し部２１の部材３１Ａ及び３１Ｂに対応する。部材３２Ａ及び３２Ｂの配置が部材３１Ａ及び３１Ｂと比較してＸ方向で入れ替わっているものの、橋渡し部３２は橋渡し部３１と同様の構成を有している。よって、橋渡し部３２についても、導入端３５への反射波の戻りを防止ないし抑制することが可能となる。
その他の実施の形態
　なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施の形態１では給電回路が２枚の給電回路層で構成され、実施の形態２では給電回路が３枚の給電回路層で構成されるものとして説明したが、これは例示に過ぎない。例えば、エッチングマスクの作製とエッチングを複数回繰り返したり、３Ｄプリンタ等を用いて橋渡し部の部材を形成できるならば、給電回路を単一の層ないしは板状部材を用いて形成してもよい。
　上述の実施の形態では、橋渡し部の部材は四角柱状としたが、これは例示に過ぎない。例えば、Ｘ－Ｚ平面における部材の断面は、四角に限らず、丸みを帯びた形状でもよく、樽型や糸巻型の形状でもよく、適宜各種の形状としてもよい。
　また、橋渡し部は上述の位置及び数は上述の例に限られず、アンテナの電気的特性が許容するかぎり、任意の位置及び数の橋渡し部を設けることができる。なお、位相の対称性を確保するため、各分岐に対して対称な位置に一対の橋渡し部を設けることが望ましい。
　以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　この出願は、２０１７年７月７日に出願された日本出願特願２０１７－１３３５４１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１　放射スロット層
　１Ａ　放射スロット
　２　キャビティ層
　２Ａ　キャビティ
　３　結合層
　３Ａ　結合スロット
　４　底板
　４Ａ　給電スロット
　１０、２０、３０　給電回路
　１１、１２、２１、２２、３１、３２　橋渡し部
　１１Ａ、１１Ｂ、２１Ａ、２１Ｂ、３１Ａ、３１Ｂ　部材
　１３、２３、３３　板状部材
　１３Ａ、１３Ｂ、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ　給電回路層
　１４、２４、３４、４４　導波管
　１５、２５、３５、４５　導入端
　１６、２６、３６、４６　終端部
　１００、２００、３００　アンテナ
　Ｂ１１、Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ３１～Ｂ３４、Ｂ４１～Ｂ４８　分岐

Claims (10)

  1. 　板状部材に設けられた、複数の分岐を有する導波管と、
    　前記導波管の側壁の間で前記導波管が電磁波を導波する方向に対して交差する方向に延在し、かつ、反射波が所定の強度以下となるように、前記導波管が電磁波を導波する前記方向に所定の間隔で設けられた複数の部材を有する橋渡し部と、を備える、
    　給電回路。
  2. 　前記間隔は、前記導波管が導波する対象となる電磁波の帯域に含まれる波長の１／４の奇数倍である、
    　請求項１に記載の給電回路。
  3. 　前記複数の部材は、前記導波管が電磁波を導波する方向で、互いに重ならない位置に設けられる、
    　請求項１又は２に記載の給電回路。
  4. 　前記橋渡し部は、前記導波管に複数設けられる、
    　請求項１乃至３のいずれか一項に記載の給電回路。
  5. 　前記複数の橋渡し部は、前記導波管の前記分岐に対して対称な位置に配置される、
    　請求項４に記載の給電回路。
  6. 　前記複数の橋渡し部は、前記導波管の導入端から見て最初の分岐に対して対称な位置に配置される、
    　請求項５に記載の給電回路。
  7. 　前記板状部材は、複数の層で構成され、
    　前記複数の部材は、それぞれ、前記複数の層に形成される、
    　請求項１乃至６のいずれか一項に記載の給電回路。
  8. 　請求項１乃至６のいずれか一項に記載の給電回路と、
    　前記給電回路に給電する給電スロットが設けられた底板と、
    　前記給電回路の前記導波管の複数の終端と結合する複数の結合スロットが設けられた結合層と、を更に備え、
    　前記複数の部材に含まれる第１の部材が前記底板の前記給電回路側の面に突出した部材として設けられ、
    　前記複数の部材に含まれる第２の部材が前記結合層の前記給電回路側の面に突出した部材として設けられ、
    　前記給電回路、前記底板及び前記結合層が積層されたときに、前記第１の部材及び前記第２の部材が前記導波管に嵌合する、
    　アンテナ。
  9. 　給電スロットが設けられた底板と、
    　前記給電スロットと１箇所で結合された複数の分岐を有する導波管と、前記導波管の側壁の間で前記導波管が電磁波を導波する方向に対して交差する方向に延在し、かつ、反射波が所定の強度以下となるように、前記導波管が電磁波を導波する前記方向に所定の間隔で設けられた複数の部材を有する橋渡し部と、を有する給電回路と、
    　前記導波管の複数の終端と結合する複数の結合スロットが設けられた結合層と、
    　前記複数の結合スロットと結合された複数のキャビティが設けられたキャビティ層と、
    　複数のキャビティと結合され、電磁波を放射する複数の放射スロットが設けられた放射スロット層とを、備える、
    　アンテナ。
  10. 　板状部材に設けられた複数の分岐を有する導波管の側壁の間で、前記導波管が電磁波を導波する方向に対して交差する方向に延在するように、かつ、反射波が所定の強度以下となるように、前記導波管が電磁波を導波する前記方向に所定の間隔で設けられた複数の部材を有する橋渡し部を形成する、
    　給電回路の構成方法。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59132204A (ja) * 1983-01-19 1984-07-30 Mitsubishi Electric Corp 電力分配器
JP2006033697A (ja) * 2004-07-21 2006-02-02 Japan Radio Co Ltd 中央給電導波路型平面スロットアンテナ
JP2010178305A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 Mitsubishi Electric Corp 導波管電力分配器
JP2013141125A (ja) * 2012-01-04 2013-07-18 Hitachi Kokusai Electric Inc アンテナ共用器
JP2014170989A (ja) * 2013-03-01 2014-09-18 Tokyo Institute Of Technology スロットアレイアンテナ、設計方法、及び製造方法
JP2017060086A (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 Ntn株式会社 導波管スロットアンテナ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59132204A (ja) * 1983-01-19 1984-07-30 Mitsubishi Electric Corp 電力分配器
JP2006033697A (ja) * 2004-07-21 2006-02-02 Japan Radio Co Ltd 中央給電導波路型平面スロットアンテナ
JP2010178305A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 Mitsubishi Electric Corp 導波管電力分配器
JP2013141125A (ja) * 2012-01-04 2013-07-18 Hitachi Kokusai Electric Inc アンテナ共用器
JP2014170989A (ja) * 2013-03-01 2014-09-18 Tokyo Institute Of Technology スロットアレイアンテナ、設計方法、及び製造方法
JP2017060086A (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 Ntn株式会社 導波管スロットアンテナ

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