WO2023095239A1 - アレーアンテナ及びアンテナ素子 - Google Patents

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WO2023095239A1
WO2023095239A1 PCT/JP2021/043191 JP2021043191W WO2023095239A1 WO 2023095239 A1 WO2023095239 A1 WO 2023095239A1 JP 2021043191 W JP2021043191 W JP 2021043191W WO 2023095239 A1 WO2023095239 A1 WO 2023095239A1
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parasitic
substrate
elements
array
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PCT/JP2021/043191
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右一郎 東
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日本電業工作株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/378—Combination of fed elements with parasitic elements

Definitions

  • the present invention relates to array antennas and antenna elements.
  • a microstrip antenna which is fed by a microstrip line (MSL) as a feeding line, can be manufactured in a small size, light weight, and at low cost by processing a printed circuit board. can be designed.
  • Non-Patent Document 1 describes a linear array antenna that uses a patch element having a parasitic element and is fed by a series feeding method, which is applied to the 28.0 GHz sub-millimeter wave band.
  • An array antenna to which the present invention is applied includes a first antenna element and a second antenna element for transmitting and receiving radio waves, and a feed line for feeding the first antenna element and the second antenna element in series.
  • each of the first antenna element and the second antenna element has a feeding element fed from a feeding line, and a parasitic element section including the parasitic element provided opposite to the feeding element. 3.
  • the number of parasitic elements in the parasitic element section of the first antenna element is different from the number of parasitic elements in the parasitic element section of the second antenna element.
  • Such an array antenna has a substrate made of a dielectric material and provided with a parasitic element portion of the first antenna element and a parasitic element portion of the second antenna element.
  • the feeding element of the first antenna element and the feeding element of the second antenna element are provided on the back side of the substrate or provided in contact with the back side of the substrate.
  • the substrate can also be characterized by a constant thickness.
  • the parasitic element part of at least one of the first antenna element and the second antenna element is separated by the H plane in the central part of the feeding element, and is basically It may be characterized by comprising a plurality of parasitic elements, including a set of parasitic elements excited in phase in a mode. Furthermore, the plurality of parasitic elements can be characterized by including parasitic elements that are not separated by the H-plane.
  • a plurality of parasitic elements can be characterized in that the volume between them and the feeding element is larger than the volume when there is only one parasitic element.
  • the parasitic element part of the first antenna element and the parasitic element part of the second antenna element may be characterized in that they overlap the feed line in plan view. .
  • such an array antenna has another substrate made of a dielectric material, the feeding element is provided on the front side of the other substrate, and the substrate and the other substrate are separated from the back side of the substrate, It can be characterized in that the surface side of another substrate is overlapped.
  • the feed line is characterized in that the feed line is a corner feed in which power is fed from one end of the array in which the antenna elements are arranged, or a center feed in which power is fed in opposite directions from the center of the array. be able to. Further, when the feed line is a central feed line and radiates polarized waves along the array direction or polarized waves shifted by 45 degrees from the array direction, the phases of the power fed in opposite directions from the central portion are 180 degrees. It can be characterized as being offset.
  • the feeding element can be characterized by being a slot or patch.
  • an antenna element to which the present invention is applied includes a feeding element and a plurality of parasitic elements provided facing the feeding element, and the plurality of parasitic elements are the feeding elements. It can be characterized by including at least one set of parasitic elements separated by the H-plane in the central portion and excited in phase in the fundamental mode. Further, the plurality of parasitic elements can be characterized by including parasitic elements that are not separated by the H-plane in the central portion of the feed element.
  • a substrate having a plurality of parasitic elements provided on the front side thereof is provided, and the feeding element is provided on the back side of the substrate or is provided in contact with the back side of the substrate.
  • the feeding element can be characterized by being a slot or patch.
  • FIG. 1 It is a figure explaining a plane antenna as an example of an application example of an array antenna to which this embodiment is applied.
  • (a) is a plan view, and (b) is a diagram for explaining the radiation direction of radio waves. It is a figure explaining the electric power feeding system of an array antenna.
  • (a) is a series feeding type array antenna, and (b) is a parallel feeding type array antenna. It is a figure explaining an example of an array antenna to which this embodiment is applied.
  • (a) is a perspective view, and (b) is a cross-sectional view of a portion surrounded by a dashed line in (a).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the shape and dimensions of a parasitic element included in a parasitic element portion of an antenna element included in an array antenna to which the present embodiment is applied; (a) is a planar shape of a parasitic element portion having one parasitic element, (b) is a planar shape of a parasitic element portion having five parasitic elements, and (c) is four parasitic elements. A planar shape of a parasitic element portion having a parasitic element, and (d) shows dimensions of the parasitic element.
  • FIG. 4 is a diagram showing an array antenna to which the present embodiment is not applied, shown for comparison; (a) is a perspective view, and (b) is a cross-sectional view of a portion surrounded by a dashed line in (a).
  • FIG. 4 is a diagram showing an array antenna to which the present embodiment is not applied, shown for comparison; (a) is a perspective view, and (b) is a cross-sectional view of a portion surrounded by a dashed line in (
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the shape and dimensions of a parasitic element included in a parasitic element portion of an antenna element included in an array antenna to which the present embodiment is not applied; 6A shows a planar shape of a parasitic element portion having a parasitic element, and FIG. 6B shows dimensions of the parasitic element.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining relative radiation power amounts and radiation performances set for antenna elements of an array antenna;
  • FIG. 3 is a diagram showing radiation characteristics (design values) and reflection characteristics of an array antenna; (a) is radiation characteristics (design values), and (b) is reflection characteristics. It is a directivity characteristic in the vertical (E) plane of the array antenna to which the present embodiment is applied.
  • (a) is for a frequency of 27.5 GHz
  • (b) is for a frequency of 28.5 GHz
  • (c) is for a frequency of 29.5 GHz. It is a directivity characteristic in the horizontal (H) plane of the array antenna to which the present embodiment is applied.
  • (a) is for a frequency of 27.5 GHz
  • (b) is for a frequency of 28.5 GHz
  • (c) is for a frequency of 29.5 GHz.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining reflection characteristics in an antenna element having a parasitic element portion having one parasitic element;
  • (a) is a perspective view of an antenna element,
  • (b) is a cross-sectional view of a portion surrounded by a dashed line in (a), and
  • (c) is reflection characteristics due to different radiation performances.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining reflection characteristics in an antenna element having a parasitic element section having four parasitic elements;
  • (a) is a perspective view of an antenna element,
  • (b) is a cross-sectional view of a portion surrounded by a dashed line in (a), and
  • (c) is a reflection characteristic when the radiation performance is 100%.
  • (a) is a perspective view of an antenna element
  • (b) is a cross-sectional view of a portion surrounded by a dashed line in (a), and is a cross-sectional view along line XVIIB-XVIIB in (c),
  • (c) is a plan view from the side of the parasitic element. It is a figure explaining the antenna element of a horizontal polarization to which this Embodiment is applied.
  • (a) is a perspective view of an antenna element
  • (b) is a cross-sectional view of a portion surrounded by a dashed line in (a), and is a cross-sectional view along line XVIIIB-XVIIIB in (c)
  • (c) is a , and is a plan view from the side of the parasitic element. It is a figure explaining an example of the antenna element to which the coplanar-type feeder line is applied which is the modified example 1 of this Embodiment.
  • (a) is a perspective view of an antenna element
  • (b) is a cross-sectional view of a portion surrounded by a dashed line in (a).
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a planar antenna 100 as an application example of an array antenna 1 to which the present embodiment is applied.
  • FIG. 1(a) is a plan view
  • FIG. 1(b) is a diagram for explaining the radiation direction of radio waves.
  • the right direction of the paper is the x direction
  • the upper direction of the paper is the y direction
  • the surface direction of the paper is the z direction
  • the right direction of the paper is the x direction
  • the downward direction of the paper is the z direction
  • the surface direction of the paper is the y direction.
  • FIG. 1(a) shows a controller 200 that controls the planar antenna 100.
  • FIG. 1(a) shows a controller 200 that controls the planar antenna 100.
  • the planar antenna 100 includes a plurality of array antennas 1 (eight in FIG. 1(a)). A plurality of array antennas 1 are arranged in parallel in the x direction.
  • the array antenna 1 includes a plurality of antenna elements 10 (seven in FIG. 1( a )) and a feeder line 50 .
  • a plurality of antenna elements 10 are linearly arranged in the y direction.
  • the feeder line 50 is connected in series with the plurality of antenna elements 10 .
  • the feed element 13 (see FIG. 3 described later) of the antenna element 10 is a slot, and the feed line 50 is provided so as to overlap the antenna element 10 in a plan view so as to feed power to the slot.
  • the feeder line 50 is connected to the controller 200 at the end on the -y direction side.
  • the control unit 200 supplies electric power for radiating radio waves to the antenna elements 10 included in the array antenna 1 as indicated by white arrows to the feeder line 50 . That is, the plurality of antenna elements 10 of the array antenna 1 are fed by the feeder line 50 in a series feed system.
  • the term “planar view” means that the constituent elements (the antenna element 10 and the feeder line 50 in FIG. 1(a)) are seen through from the z-direction. The same applies to other cases.
  • the antenna element 10 may be written as an antenna because it radiates radio waves even when it is alone. In this specification, it is written as an antenna element 10 to distinguish it from the array antenna 1 . Antenna element 10 is sometimes called a radiating element.
  • the array antenna 1 is sometimes called a linear array antenna or a linear array because a plurality of antenna elements 10 fed by one feeding line 50 are arranged in a straight line.
  • the direction in which the antenna elements 10 are arranged (the +y direction in FIG. 1) is referred to as the array direction.
  • the plurality of antenna elements 10 are arranged in a straight line in the y direction, but some of the antenna elements 10 may be arranged shifted in the +x direction or -x direction.
  • the multiple antenna elements 10 may be arranged in a zigzag pattern.
  • the plurality of antenna elements 10 may be arranged in an arc.
  • the planar antenna 100 in which a plurality of array antennas 1 are arranged in parallel has been described as an application example using the array antenna 1.
  • Array antenna 1 may be used alone.
  • the array antenna 1 will be described below.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a feeding method for the array antenna 1.
  • FIG. 2(a) shows a series feeding type array antenna 1
  • FIG. 2(b) shows a parallel feeding type array antenna 1'.
  • the x, y, and z directions are the same as in FIG. 1(a).
  • the array antennas 1, 1', etc. may be referred to as array antennas without reference numerals.
  • the antenna element 10 and the like may be described without the antenna element and reference numerals. The same applies to other terms.
  • FIG. 2(a) shows two series-fed array antennas 1 arranged in parallel.
  • the array antenna 1 includes a plurality of antenna elements 10 (antenna elements 10-1 to 10-4 in FIG. 2(a)) and a feeding line 50.
  • the plurality of antenna elements 10 are arranged on and along the feed line 50 .
  • the feeder line 50 feeds in the y direction from the end on the -y direction side.
  • a single feeding line 50 feeds a plurality of antenna elements 10 .
  • the supplied power is distributed to the antenna elements 10 in order along the feeder line 50 .
  • the remaining power of the power radiated as radio waves from the antenna element 10-1 is supplied to the antenna element 10-2 side.
  • the remaining power of the power radiated as radio waves from the antenna element 10-2 is supplied to the antenna element 10-3 side. That is, for the antenna elements 10 connected in series to the feeding line 50, the remaining power of the power radiated as radio waves from the upstream antenna element 10 to which power is supplied is supplied to the downstream antenna element 10. be.
  • power is sequentially supplied to all the antenna elements 10 connected to the feeder line 50 .
  • the interval P1 is set to 0.5 ⁇ to 1.0 ⁇ , where ⁇ is the center wavelength. If the frequency is 28 GHz, the spacing P1 will be 5.4 mm to 10.7 mm. Moreover, when the frequency is 60 GHz, the interval P1 is 2.5 mm to 5 mm.
  • FIG. 2(b) shows two parallel-fed array antennas 1' arranged in parallel.
  • a parallel feeding type array antenna 1' includes a plurality of antenna elements 10' (antenna elements 10'-1 to 10'-4 in FIG. 2(b)) and a feeding line 50'.
  • the feed line 50' is branched in a tournament manner.
  • An antenna element 10' is connected to the branched end of the tournament system. As indicated by the white arrow, power is supplied to the feeder line 50' from the end on the -y direction side.
  • the feeding line 50' is set so that the length from the end to which power is supplied to the antenna element 10' is the same. Therefore, in parallel feeding, power is supplied in parallel to a plurality of antenna elements 10'.
  • P2 be the interval (distance) between the two array antennas 1' arranged in parallel.
  • the feeding line 50' is branched in a tournament manner, the feeding line 50' is provided in the gap between the array antennas 1'. Therefore, the interval P2 is larger than the interval P1 between the two array antennas 1 in the series feeding system shown in FIG. 2(a) (P1 ⁇ P2).
  • the number of antenna elements 10' constituting the array antenna 1' increases, the size of the feeder line 50' increases and the interval P2 increases.
  • the series feeding system there are a traveling wave type and a standing wave type as excitation methods for the antenna elements 10 in the array antenna 1 .
  • the standing wave type is a method of designing the antenna element 10 with the array antenna 1 as a whole.
  • the traveling wave type is a system in which the antenna element 10 of the array antenna 1 is designed as a unit. In the traveling wave type, the characteristics of each antenna element 10 can be adjusted, so the array antenna 1 can be easily designed. In the following description, the array antenna 1 is assumed to be of traveling wave type.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the array antenna 1 to which this embodiment is applied.
  • 3(a) is a perspective view
  • FIG. 3(b) is a cross-sectional view of a portion surrounded by a dashed line in FIG. 3(a).
  • the lateral direction of the array antenna 1 is the x direction
  • the longitudinal direction is the y direction
  • the direction perpendicular to the xy plane is the z direction
  • the right direction of the paper is the y direction
  • the upper direction of the paper is the z direction
  • the surface direction of the paper is the x direction.
  • the array antenna 1 may be referred to as an example.
  • the y direction is the direction perpendicular to the ground surface (vertical direction)
  • the x direction is the direction horizontal to the ground surface (horizontal direction).
  • feed elements 13-1U to 13-5U and 13-1D to 13-5D are referred to as feed elements 13, and the parasitic element portions 15-1U to 15-5U and 15-1D to 15 When the -5D is not distinguished from each other, it is written as the parasitic element section 15 .
  • the array antenna 1 has ten antenna elements 10 arranged in the +y direction (array direction) in order from the antenna element 10-5D to the antenna element 10-5U.
  • the array antenna 1 is configured symmetrically in the ⁇ y directions with respect to the central portion in the array direction (+y direction).
  • the feed line 50U feeds from the center in the array direction (+y direction) to the +y direction (array direction side), and the feed line 50D feeds from the center in the array direction (+y direction) to the -y direction (reverse array direction). side). That is, the feeder line 50U and the feeder line 50D feed power in directions opposite to each other.
  • the feeder line 50U and the feeder line 50D supply power that is out of phase (shifted by 180 degrees).
  • the feeder line 50U is indicated by a white arrow as +1, and the feeder line 50D is indicated by an outline arrow as -1. This is referred to as central feeding.
  • U is attached to the +y direction side and D is attached to the -y direction side for distinction.
  • the ground conductor 12 is provided on the surface of the substrate 11 (the surface on the +z direction side).
  • the ground conductor 12 is set to a reference potential (eg, ground potential).
  • the feeding element 13 is an opening (slot) provided by removing the ground conductor 12 .
  • the feed element 13 is hereinafter referred to as a feed element (slot) 13 .
  • the feeder line 50 is provided on the back surface side (the surface on the ⁇ z direction side) of the substrate 11 .
  • the feed line 50U is provided so as to overlap with the feed elements 13-1U to 13-5U in plan view.
  • the feed line 50D is provided so as to overlap with the feed elements 13-1D to 13-5D in plan view.
  • the feeding elements 13-1U to 13-4U and 13-1D to 13-4D are rectangular slots with the long side in the x direction and the short side in the y direction.
  • the feeding elements 13-5U and 13-5D are rectangular slots. It is an H-shaped slot provided with a rectangle having a long side in the y direction and a short side in the x direction at both ends of the .
  • a plurality of feed elements 13 are collectively manufactured on the substrate 11 .
  • the surface side of the substrate 11 may be the surface of the substrate 11, or may be the surface of another member when another member is provided on the surface of the substrate 11. FIG. The same applies to the back side.
  • the parasitic element section 15 is provided on the surface side of the substrate 14 (the surface on the +z direction side). Each of the parasitic element sections 15-1U, 15-2U, 15-1D and 15-2D has one parasitic element.
  • the parasitic element sections 15-3U, 15-4U, 15-3D, and 15-4D have five parasitic elements.
  • the parasitic element sections 15-5U and 15-5D have four parasitic elements.
  • a plurality of parasitic element portions 15 are collectively manufactured on the substrate 14 .
  • the surface side of the substrate 14 may be the surface of the substrate 14 or the surface of another member provided on the surface of the substrate 14 .
  • the parasitic element section 15 refers to a region in which the plurality of parasitic elements are provided. As shown, it refers to a region surrounding the outer edges of a plurality of parasitic elements.
  • the array antenna 1 is constructed by stacking two substrates 11 and 14 .
  • the array antenna 1 used for frequency bands above the quasi-millimeter wave band has a low profile and is simple in structure and easy to manufacture.
  • the surface side of the substrate 11 may be the surface of the substrate 11 or the surface of another member provided on the surface of the substrate 11 .
  • a ground conductor 12 is provided.
  • the ground conductor 12 is provided with a slot that functions as a feeding element 13-1U.
  • the feeder line 50 and the feeder element (slot) 13-1U face each other with the substrate 11 interposed therebetween.
  • a parasitic element section 15 is provided on the front surface (the surface on the +z direction side) of the substrate 14 .
  • the ground conductor 12 provided on the front surface of the substrate 11 and the rear surface of the substrate 14 are bonded together with an insulating adhesive sheet (bonding sheet) 16 .
  • bonding sheet bonding sheet
  • the feeding element 13-1U is provided in contact with the back side of the substrate 14 on which the parasitic element section 15-1U is provided.
  • the adhesive sheet 16 is used here, the substrate 11 provided with the feeding element (slot) 13 on the surface side and the substrate 14 provided with the parasitic element section 15 on the surface side are different from each other. and the rear surface side of the substrate 14 are superimposed so that there is no space (gap).
  • the feeding element (slot) 13 is provided so as to be in contact with the back side of the substrate 14 on which the parasitic element portion 15-1U is provided (the adhesive sheet 16 side in FIG. 3B).
  • the ground conductor 12 may be provided on the back side of the substrate 14 .
  • the feeder line 50U, the feeder elements (slots) 13-1U to 13-5U, and the parasitic element portions 15-1U to 15-5U are provided so as to overlap each other.
  • the feeder line 50D, the feeder elements (slots) 13-1D to 13-5D, and the parasitic element portions 15-1D to 15-5D are provided so as to overlap each other. That is, in plan view, the feeder line 50, the feeder element (slot) 13, and the parasitic element portion 15 are provided so as to overlap each other.
  • Feeder element (slot) 13 is fed from feeder line 50 , and parasitic elements in parasitic element section 15 are excited by being electromagnetically coupled to feeder element 13 .
  • a feeder line 50 is provided on the back side of the substrate 11 and a ground conductor 12 is provided on the front side of the substrate 11 .
  • the feeder line 50 constitutes a microstripline (MSL).
  • the antenna element 10 is a microstrip antenna (MSA). Since the antenna element 10 includes a parasitic element section 15 having a parasitic element, the antenna element 10 is sometimes called a microstrip antenna (MSA) with a parasitic element.
  • a microstrip antenna (MSA) can widen the band by providing a parasitic element.
  • the shape of the feeding line 50, the shape of the feeding element (slot) 13, and the number of parasitic elements in the parasitic element section 15 are changed for each antenna element 10. This is because an array antenna in which antenna elements of the same configuration are arranged cannot achieve a wide band.
  • the number of parasitic elements included in the parasitic element section 15 of the antenna element 10 differs between the antenna elements 10 .
  • Any one of the antenna elements 10-1U to 10-2U and 10-1D to 10-2D having one parasitic element is an example of the first antenna element
  • the antenna elements 10-3U to 10 having five parasitic elements -4U, 10-3D to 10-4D and any one of antenna elements 10-5U and 10-5D having four parasitic elements is an example of the second antenna element.
  • any of the antenna elements 10-3U to 10-4U and 10-3D to 10-4D having five parasitic elements is an example of the first antenna element
  • the antenna element 10-5U having four parasitic elements , 10-5D may be an example of the second antenna element.
  • One of the two antenna elements 10 having different numbers of parasitic elements in the parasitic element section 15 is an example of a first antenna element, and the other is an example of a second antenna element.
  • the substrate 14 is an example of the substrate, and the substrate 11 is an example of another substrate.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the shape and dimensions of the parasitic element included in the parasitic element portion 15 of the antenna element 10 included in the array antenna 1 to which the present embodiment is applied.
  • FIG. 4(a) shows planar shapes of parasitic element portions 15-1U, 15-2U, 15-1D, and 15-2D having one parasitic element
  • FIG. 4(b) shows five parasitic elements.
  • FIG. 4(d) shows the dimensions of the parasitic element.
  • the horizontal direction of the paper is the x direction
  • the upward direction of the paper is the y direction
  • the surface direction of the paper is the z direction.
  • the unit of dimension of the parasitic element is mm.
  • the array antenna 1 is set to have a design center frequency of 28.5 GHz.
  • the substrate 11 is, for example, a printed circuit board having a thickness t1 of 0.127 mm and a dielectric constant of 2.19.
  • the substrate 14 is, for example, a high-frequency printed circuit board having a thickness t2 of 0.76 mm and a dielectric constant of 3.3.
  • the conductive material is, for example, copper (Cu).
  • the conductive material may be copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), gold (Au), or alloys containing these.
  • FIG. 4(a) shows one parasitic element.
  • the parasitic element has a rectangular planar shape with a width W H in the x direction and a width W E in the y direction.
  • W H indicates the direction of the magnetic field
  • E indicates the direction of the electric field.
  • 4(d) shows the dimensions (element dimensions ( mm)).
  • FIG. 4(b) shows five parasitic elements.
  • Two sets of two parasitic elements arranged in the y direction are arranged at the ends in the ⁇ x directions, and one parasitic element is arranged in the center in the x direction.
  • the four parasitic elements arranged at the ends in the ⁇ x directions are called four corner elements, and the parasitic element arranged in the center in the x direction is called a central element.
  • the four corner elements have the same planar shape. Let the y-direction distance between two parasitic elements arranged in the y-direction be a gap GE , and let the x-direction distance between two sets of two arranged in the y-direction be a gap GH . Then, in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing an array antenna 2 to which this embodiment is not applied, shown for comparison.
  • 5(a) is a perspective view
  • FIG. 5(b) is a cross-sectional view of a portion surrounded by a dashed line in FIG. 5(a).
  • Array antenna 2 may be referred to as a comparative example.
  • the xyz directions in FIGS. 5(a) and 5(b) are the same as those in FIGS. 3(a) and 3(b).
  • the array antenna 2 includes ten antenna elements 20 (antenna elements 20-1U to 20-5U, 20-1D to 20-5D), feed lines 60 (feed lines 60U, 60D).
  • Each of the antenna elements 20-1U to 20-5U, 20-1D to 20-5D) includes a substrate 11 made of a dielectric material, a ground conductor 12 made of a conductive material, and a feeding element 23-1U. 23-5U, 23-1D to 23-5D, substrate 14 made of dielectric material, and parasitic element parts 25-1U to 25-5U, 25-1D to 25- made of conductive material 5D, respectively.
  • feed elements 23-1U to 23-5U and 23-1D to 23-5D are referred to as feed elements 23, and parasitic element portions 25-1U to 25-5U and 25-1D to 25
  • the -5D is not distinguished from each other, it is written as a parasitic element section 25 .
  • the array antenna 2 has ten antenna elements 20 arranged in the +y direction (array direction) in order from the antenna element 20-5D to the antenna element 20-5U.
  • the array antenna 2 is configured symmetrically in the ⁇ y directions with the center in the array direction (+y direction) as a boundary.
  • the ground conductor 12 is provided on the surface of the substrate 11 (the surface on the +z direction side).
  • the feeding element 23 of the antenna element 20 (antenna elements 20-1U to 20-5U, 20-1D to 20-5D) is an opening (slot) provided by removing the ground conductor 12.
  • the feeder line 60 is provided on the back surface (the surface on the ⁇ z direction side) side of the substrate 11 .
  • the feeder element (slot) 23 and the feeder line 60 are similar to the feeder element (slot) 13 and the feeder line 50 of the array antenna 1, but partially differ in dimensions.
  • the parasitic element portions 25 of the antenna elements 20 are provided on the surface (+z direction side) side of the substrate 14 .
  • the parasitic element section 25 is different from the parasitic element section 15 of the antenna element 10 in the array antenna 1 .
  • Each of the parasitic element sections 25-1U to 25-5U and 25-1D to 25-5D has one parasitic element.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the shape and dimensions of the parasitic element included in the parasitic element portion 25 of the antenna element 20 included in the array antenna 2 to which the present embodiment is not applied.
  • FIG. 6(a) shows a planar shape of a parasitic element portion 25 having parasitic elements
  • FIG. 6(b) shows dimensions of the parasitic element.
  • the xyz directions in FIG. 6(a) are the same as in FIG. 4(a).
  • the dimensions of the parasitic element are shown in mm.
  • the array antenna 1 is set to have a design center frequency of 28.5 GHz.
  • each of the parasitic element portions 25 of the antenna elements 20 in the array antenna 2 has one parasitic element.
  • the parasitic elements of the parasitic element sections 25-1U, 25-2U, 25-1D, and 25-2D are the parasitic element sections 15-1U, 15-2U, and 15-2U of the antenna element 10 in the array antenna 1. It has the same dimensions as the parasitic elements of 1D and 15-2D.
  • FIG. 7 shows antenna elements 10 of array antenna 1 (antenna elements 10-1U to 10-5U, 10-1D to 10-5D) and antenna elements 20 of array antenna 2 (antenna elements 20-1U to 20-5U, 20 -1D to 20-5D) is a diagram for explaining relative radiation power amount and radiation performance.
  • the amount of relative radiated power is measured by the sidelobe level S.M. L. L. (Side Lobe Level) is set to about -25 dB.
  • the relative radiation power amount is a relative amount when the input power is set to 1.
  • the relative radiation power amount is large in the central portion (antenna elements 10-1U and 10-1D) and decreases toward the end portions (antenna elements 10-5U and 10-5D). is set to That is, the relative radiation power amount is 37% for the antenna elements 10-1U and 10-1D, 30% for the antenna elements 10-2U and 10-2D, and 30% for the remaining antenna elements 10-3U to 10-5U and 10-3D to The 10-5D is set to emit 33%.
  • the antenna elements 10 with U and the antenna elements 10 with D are set symmetrically. Also in the array antenna 2, the same is true.
  • the radiation performance is the ratio of the power radiated as radio waves to the power input to the antenna elements 10 and 20 .
  • the relative power amount and the radiation performance of the antenna element 10 of the array antenna 1 marked with U will be described.
  • the antenna element 10-1U radiates 37%, which is the relative amount of power. Therefore, the radiation performance of the antenna element 10-1U is 37%.
  • the remaining power radiated by antenna element 10-1U is 63%.
  • Antenna element 10-2U radiates 47% out of 63% power. Therefore, the relative radiation power amount radiated by the antenna element 10-2U is 1 ⁇ 0.63 ⁇ 0.47, where 1 is the input power, which is 0.3.
  • the radiation performance of antenna elements 10-3U to 10-5U is set.
  • the antenna element 10-5U has a relative radiation power amount of 0.06 and radiates all of the input power, so the radiation performance is 100%.
  • FIG. 8 is a diagram showing radiation characteristics (design values) and reflection characteristics of array antennas 1 and 2.
  • FIG. 8(a) shows radiation characteristics (design values), and
  • FIG. 8(b) shows reflection characteristics.
  • the radiation characteristics (design values) of FIG. 8(a) are the radiation characteristics in the xz plane at the central portion in the y direction of the array antenna 1 of FIG. 3(a).
  • the angle [deg. ], and the vertical axis is the relative intensity [dB].
  • FIG. 8(b) shows reflection characteristics in the z direction, where the horizontal axis is the frequency [GHz] and the vertical axis is the S parameter S11 [dB]. Note that S11 is sometimes called a return loss.
  • the array antenna 1 and the array antenna 2 have the side lobe level S. L. L. is designed to be about -25 dB.
  • S11 is smaller on the low frequency side (27 GHz side) and on the high frequency side (30 GHz side) across 28.5 GHz compared to the array antenna 2. It's becoming In the range from 27 GHz to 30 GHz, S11 is suppressed to -10 dB or less.
  • the frequency ratio band is obtained from this frequency range, it is found that the frequency ratio band is 10% or more.
  • the frequency ratio band is the ratio of the difference between the minimum frequency and the maximum frequency at which the return loss is -10 dB or less to the average value of the minimum frequency and the maximum frequency.
  • Array antenna 1 has a wider band than array antenna 2. This is because the number of parasitic elements included in parasitic element section 15 in array antenna 1 differs between antenna elements 10 . That is, the array antenna 1 has a plurality of parasitic elements such as the parasitic element sections 15-3U, 15-4U, 15-5U, 15-3D, 15-4D, and 15-5D shown in FIG. A parasitic element section 15 is provided.
  • FIG. 9 shows the directivity characteristics in the vertical (E) plane of the array antenna 1 to which this embodiment is applied.
  • 9(a) is for a frequency of 27.5 GHz
  • FIG. 9(b) is for a frequency of 28.5 GHz
  • FIG. 9(c) is for a frequency of 29.5 GHz.
  • the vertical plane is the yz plane in FIG. 3 and is the direction perpendicular to the ground surface.
  • the radio waves emitted by the array antenna 1 are vertically polarized waves. Note that cross-polarized waves are not shown because they are -60 dB or less. Cross deviation is the horizontal polarization crossing the vertical polarization.
  • the horizontal axis represents the angle [deg. ]
  • the vertical axis is the relative intensity [dB].
  • the side lobe of the array antenna 1 is suppressed to about -25 dB for any frequency.
  • FIG. 10 shows the directivity characteristics in the horizontal (H) plane of the array antenna 1 to which this embodiment is applied.
  • FIG. 10(a) is for a frequency of 27.5 GHz
  • FIG. 10(b) is for a frequency of 28.5 GHz
  • FIG. 10(c) is for a frequency of 29.5 GHz.
  • the horizontal plane is the xz plane in FIG. 3 and is parallel to the ground surface. Note that cross-polarized waves are not shown because they are -60 dB or less.
  • the horizontal axis represents the angle [deg. ]
  • the vertical axis is the relative intensity [dB].
  • the antenna elements 10 in the array antenna 1 differ in the number of parasitic elements included in the parasitic element section 15 .
  • Array antenna 1 has a wider band than array antenna 2 having antenna element 20 of parasitic element section 25 having one parasitic element.
  • the antenna element 10 used in the array antenna 1 will be described below. First, the array antenna 2 provided with the antenna element 20 of the parasitic element section 25 having one parasitic element will be described.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining reflection characteristics in the antenna element 20 in which the parasitic element section 25 has one parasitic element.
  • 11(a) is a perspective view of the antenna element 20
  • FIG. 11(b) is a cross-sectional view of a portion surrounded by a dashed line in FIG. 11(a)
  • FIG. 11(c) is a reflection characteristic with different radiation performance. is.
  • the horizontal direction of the antenna element 20 is the x direction
  • the vertical direction of the antenna element 20 is the y direction
  • the direction perpendicular to the xy plane is the z direction.
  • FIG. 11A the horizontal direction of the antenna element 20 is the x direction
  • the vertical direction of the antenna element 20 is the y direction
  • the direction perpendicular to the xy plane is the z direction.
  • the left direction of the paper is the z-direction
  • the upper side of the paper is the y-direction
  • the surface direction of the paper is the x-direction.
  • the horizontal axis is the frequency [GHz]
  • the vertical axis is S11 [dB] of the S parameter.
  • FIG. 11(a) shows the case where the thickness t2 of the substrate 14 is 0.76 mm and the radiation performance is 37%, 47%, 55%, 59%, and 100% (see FIG. 7), and 14 has a thickness t2 of 1 mm and a radiation performance of 100%.
  • S11 when the thickness t2 of the substrate 14 is 0.76 mm, S11 is on the low frequency side (27 GHz side) and the high frequency side (30 GHz side) across 28.5 GHz, S11 increases as the radiation performance increases from 37% to 100%.
  • S11 of each antenna element it is preferable that S11 of each antenna element is small.
  • S11 with a radiation performance of 37% is small over the entire frequency range from 27 GHz to 30 GHz.
  • S11 with radiation performance of 47%, 55%, 59%, and 100% has lower radiation performance than 37% near the design frequency of 28.5 GHz, but On the frequency side (30 GHz side), the radiation performance is greater than 37%. Therefore, as shown in FIG. 8B, array antenna 2 has larger S11 than array antenna 1 on the low frequency side (27 GHz side) and high frequency side (30 GHz side).
  • volume V is a quantity obtained in consideration of the electric field intensity between the feeding element 13 and the parasitic element section 25 (parasitic element). Volume V may also be referred to as volume or capacity.
  • an array antenna uses antenna elements having the same configuration.
  • Such an antenna element has one parasitic element (parasitic element section) provided facing the feeding element.
  • the reflection characteristic of the antenna element is determined by the volume V between the feeding element and the parasitic element, as described above. And, if the radiation performance (see FIG. 4(a)) is different, the appropriate volume V will be different. If the thickness t2 of the substrate 14 is chosen for an antenna element requiring a small volume V, an antenna element requiring a large volume V will require an increased volume V. FIG. At this time, the area of the parasitic element is increased, or the thickness t2 of the substrate 14 is increased. However, the area of the parasitic element is limited by excitation conditions in the parasitic element.
  • the manufacturing of the substrate 14 becomes complicated.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining reflection characteristics in the antenna element 10 in which the parasitic element section 15 has four parasitic elements.
  • 12(a) is a perspective view of the antenna element 10
  • FIG. 12(b) is a cross-sectional view of the portion surrounded by the dashed line in FIG. 12(a), and FIG. This is the reflection characteristic of the case.
  • the antenna element 10-5U shown in FIG. 3 will be described.
  • the xyz directions in FIGS. 12(a) and (b) are the same as in FIGS. 11(a) and (b), and the horizontal and vertical axes in FIG. 12(c) are the same as in FIG. 11(c). .
  • FIG. 12(a) is a perspective view of the antenna element 10
  • FIG. 12(b) is a cross-sectional view of the portion surrounded by the dashed line in FIG. 12(a)
  • FIG. This is the reflection characteristic of the case.
  • the antenna element 10-5U shown in FIG. 3 will be described
  • FIG. 12(b) shows the parasitic element portion 15 not included in the portion surrounded by the dashed line in FIG. 12(a) (corresponding to the antenna element 20-5U in FIG. 5). show.
  • a space is provided between the ground conductor 12 provided on the surface side of the substrate 11 and the substrate 14 provided with the parasitic element portion 15. , and no space is provided as shown in the cross-sectional view of FIG.
  • the ground conductor 12 provided on the surface side of the substrate 11 and the back surface side of the substrate 14 are bonded together with an insulating adhesive sheet (bonding sheet) 16 .
  • the thickness t2 of the substrate 14 is 0.76 mm.
  • an antenna element 10-5U (denoted as 4 parasitic elements) having 4 parasitic elements is an antenna element 20 having 1 parasitic element (1 parasitic element).
  • S11 is smaller in the frequency band from 27 GHz to 30 GHz.
  • the antenna element 10-5U having four parasitic elements has a larger number of feed elements 13 and 15-5U than the antenna element 20 (antenna element 20-5U) having one parasitic element.
  • the thickness t2 of the substrate 14 does not change with respect to the antenna element 10 and may be constant. That is, the substrate 14 may have a flat surface. Therefore, it becomes easy to manufacture the array antenna 1 in which the plurality of antenna elements 10 are arranged.
  • FIG. 13 is a diagram explaining the voltage distribution of the parasitic element section 15 having a plurality of parasitic elements.
  • 13(a) shows the case of two parasitic elements
  • FIG. 13(b) shows the case of five parasitic elements.
  • the right direction of the paper is the x direction
  • the upper direction of the paper is the y direction
  • the surface direction of the paper is the z direction.
  • the voltage distribution is indicated by the shades of color.
  • the parasitic element section 15 shown in FIG. 13(a) includes two parasitic elements 15a and 15b.
  • the y direction is the electric field (E) direction and the x direction is the magnetic field (H) direction.
  • the two parasitic elements 15a and 15b are provided so as to be separated from each other by the central H plane (xz plane) in the y direction of the feed element 13 indicated by the dashed line.
  • the line where the H plane intersects the xy plane is indicated by a dashed line.
  • the two parasitic elements 15a and 15b are set so that only the fundamental mode is excited.
  • the parasitic elements 15a and 15b have a voltage node at the center in the y direction, a + (or -) antinode at the end in the +y direction, and a - (or +) at the end in the -y direction. It is the belly of the voltage.
  • the parasitic elements 15a and 15b are excited in the same phase.
  • the length of the parasitic elements 15a and 15b in the y direction (E direction) is set to approximately 1/2 wavelength, which is the fundamental mode excitation condition.
  • the length of the parasitic elements 15a and 15b in the y direction (E direction) is set slightly shorter than 1/2 wavelength for the effect of shortening.
  • the width in the x-direction is arbitrary, but if it is too wide, a higher-order mode will occur, degrading the directional characteristics.
  • the upper limit is the same as when using one parasitic element. Therefore, the maximum area of the parasitic elements that can be set when the parasitic element section 15 has two parasitic elements is twice the maximum area when the parasitic element section 15 has one parasitic element.
  • the parasitic elements 15a and 15b are divided by the central H plane in the y direction of the feeding element 13 and only the fundamental mode is excited in the same phase, the parasitic elements in the parasitic element section 15 can be arranged without impairing the radiation characteristics. (total area) becomes larger than when one parasitic element is provided. Therefore, the volume V (see FIG. 12) between the feeding element 13 and the parasitic element section 15 provided with the two parasitic elements 15a and 15b is larger than when one parasitic element is provided.
  • the parasitic element section 15 shown in FIG. 13(b) includes five parasitic elements 15c, 15d, 15e, 15f, and 15g.
  • the y direction is the electric field (E) direction and the x direction is the magnetic field (H) direction.
  • the parasitic elements 15c and 15d are separated by the center H plane in the y direction of the feeding element 13 indicated by the dashed line.
  • the parasitic elements 15f and 15g are provided so as to be divided by the central H plane of the feeding element 13 in the y direction.
  • Each of the parasitic elements 15c, 15d, 15f, and 15g is set so that only the fundamental mode is excited in the same phase.
  • the parasitic element 15e is not separated by the H plane.
  • the parasitic element 15e is set so that only the fundamental mode is excited.
  • the parasitic elements 15c, 15d, 15f, and 15g which are separated by the H plane and excited only in the fundamental mode
  • the parasitic element 15e which is not separated by the H plane and is excited only in the fundamental mode may be provided.
  • the upper limit of the total width in the x direction (H direction) is set to a value close to the upper limit of the width when one parasitic element is used. Even in this case, the area (total) of the parasitic elements in the parasitic element section 15 becomes larger than when one parasitic element is provided without impairing the radiation characteristics.
  • the volume V (see FIG. 12) between the element section 15 is increased.
  • the adjustment range of the volume is widened.
  • the number of parasitic elements included in the parasitic element section 15 may be another value such as seven.
  • FIG. 14A and 14B are diagrams for explaining the parasitic element section 15.
  • FIG. 14(a) shows the case with one parasitic element
  • FIG. 14(b) shows the case with five parasitic elements
  • FIG. 14(c) shows the case with four parasitic elements.
  • FIG. 14(d) shows the case of having two parasitic elements. If the volume V between the parasitic element portion 15 and the feeding element 13 is 1 in the case of having one parasitic element in FIG. The volume V in the case of having a parasitic element is approximately doubled. Then, the volume V changes from the case of having one parasitic element in FIG. 14(a) to the case of having five parasitic elements in FIG. It becomes larger in the order of the case of having an element and the case of having two parasitic elements in FIG.
  • the parasitic element section 15 has a plurality of parasitic elements divided by the H plane, the volume V between the feeding element 13 and the parasitic element section 15 is reduced by a factor of 1 (one parasitic element can be set in the range from 2 times (when having two parasitic elements).
  • Volume V is proportional to thickness t 2 of substrate 14 . From this, if the thickness t 0 of the substrate 14 suitable for the antenna element 10 having the parasitic element portion 15 of one parasitic element is calculated, the thickness t 2 of the substrate 14 is t 0 /2 ⁇ A substrate 14 in the range of t 2 ⁇ t 0 should be selected. In other words, by widening the selection range of the thickness t2 , it is possible to select a substrate 14 having a thickness t2 that is easily available.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining reflection characteristics of antenna elements 10 included in array antenna 1 to which the present embodiment is applied.
  • the horizontal axis and vertical axis are the same as in FIG. 11(c).
  • the substrate 14 has a thickness t2 of 0.76 mm and a dielectric constant of 3.3.
  • FIG. 15 shows cases where the radiation performance (%) is 37%, 47%, 55%, 59%, and 100%. These radiation performances (%) correspond to the antenna element 10 in FIGS. 7(a) to 3.
  • FIG. 15 shows cases where the radiation performance (%) is 37%, 47%, 55%, 59%, and 100%. These radiation performances (%) correspond to the antenna element 10 in FIGS. 7(a) to 3.
  • 37% of the antenna elements 10-1U and 10-1D of one parasitic element (1 parasitic element), 47% of the antenna element 10-2U of one parasitic element (1 parasitic element) , to 10-2D, 55% to 5 parasitic elements (5 parasitic elements) antenna elements 10-3U, 10-3D, 59% to 5 parasitic elements (5 parasitic elements) 100% corresponds to antenna elements 10-4U and 10-4D of four parasitic elements (4 parasitic elements), and antenna elements 10-5U and 10-5D of four parasitic elements.
  • the antenna elements 10 with radiation performances of 55%, 59%, and 100% have a plurality of parasitic elements in the parasitic element section 15 . Therefore, as described with reference to FIG. 12(a), S11 of these antenna elements 10 are compared to the antenna element 20 of the parasitic element section 25 having one parasitic element shown in FIG. 11(b). It's getting smaller. Therefore, as shown in FIG. 8B, the array antenna 1 has a smaller S11 than the array antenna 2 does.
  • FIG. 16A and 16B are diagrams illustrating the shape of the feeding element (slot) 13.
  • FIG. 16(a) is a rectangular type
  • FIG. 16(b) is a dumbbell type
  • FIG. 16(c) is a bowtie type
  • FIG. 16(d) is an H type.
  • the shape and dimensions of the feed element (slot) 13 and the parasitic element portion 15 are controlled according to the radiation power and radiation performance of the antenna element 10 shown in FIG.
  • the number of elements and the shape of the feed line 50 are set. Therefore, as the shape of the feeding element (slot) 13, the shapes shown in FIGS. 16(a) to 16(d) may be used.
  • an antenna element 10 that radiates other polarized waves In the above description, the vertically polarized antenna element 10 with the electric field direction oriented in the array direction (the y direction in FIG. 3) has been described.
  • an antenna element 10A with a polarized wave tilted 45 degrees from the array direction referred to as a 45-degree polarized wave
  • an antenna element 10A with a polarized wave tilted at 90 degrees from the array direction referred to as a 45-degree polarized wave
  • An antenna element 10B for polarized waves (referred to as horizontal polarized waves) will be described.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining a 45-degree polarized antenna element 10A to which the present embodiment is applied.
  • FIG. 17(a) is a perspective view of the antenna element 10A
  • the xyz directions in FIGS. 17A and 17B are the same as those in FIGS. 11A and 11B.
  • FIG. 17C the right direction of the paper is the x direction, the upward direction of the paper is the y direction, and the surface direction of the paper is the z direction.
  • the antenna element 10A includes a substrate 11, a ground conductor 12, a feeding element 13A, a substrate 14, and a parasitic element section 15A. Since the substrate 11, the ground conductor 12, and the substrate 14 are the same as those of the antenna element 10, they are given the same reference numerals and their explanations are omitted. Also, the feeder line 50 is similar to the feeder line 50 described in FIG. 11 . In the perspective view of FIG. 17(a), a space is provided between the substrate 11 provided with the ground conductor 12 and the substrate 14 provided with the parasitic element section 15A. 17(b), no space is provided. A feeding element 13A is provided in contact with the back side of the substrate 14 on which the parasitic element portion 15A is provided.
  • the ground conductor 12 provided on the surface side of the substrate 11 and the back surface side of the substrate 14 are bonded together with an insulating adhesive sheet (bonding sheet) 16 .
  • the feed element 13A and the parasitic element portion 15A face each other with the substrate 14 interposed therebetween.
  • the feeding element 13-1U is provided in contact with the back side of the substrate 14 on which the parasitic element section 15-1U is provided.
  • the parasitic element section 15A has five parasitic elements shown in FIG. 14B, it may have other number of parasitic elements.
  • the feeding element 13A is a rectangular slot having a longitudinal direction 45 degrees clockwise from the array direction (+y direction). be.
  • the parasitic element portion 15A is obtained by rotating the parasitic element portion 15 of FIG. 14B counterclockwise by 45 degrees from the array direction (+y direction).
  • the array antenna 1 radiates a 45-degree polarized wave inclined 45 degrees counterclockwise from the array direction (+y direction).
  • the feed line 50 is arranged so as to overlap the parasitic element section 15A in plan view. Therefore, when a plurality of array antennas 1 in which the antenna element 10A is arranged instead of the antenna element 10 are arranged in parallel, it is not necessary to widen the interval between the array antennas 1 (interval P1 in FIG. 2(a)). can be made smaller. Therefore, it is possible to reduce the size of an antenna in which a plurality of array antennas 1 are arranged in parallel (an antenna similar to the planar antenna 100 of FIG. 1(a)).
  • the phases in the array direction and the opposite array direction are different from each other by 180 degrees from the center of the array direction.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining a horizontally polarized antenna element 10B to which the present embodiment is applied.
  • FIG. 18(a) is a perspective view of the antenna element 10B
  • the xyz directions in FIGS. 18(a), (b) and (c) are the same as in FIGS. 17(a), (b) and (c).
  • the antenna element 10B includes a substrate 11, a ground conductor 12, a feeding element 13B, a substrate 14, and a parasitic element section 15B. Since the substrate 11, the ground conductor 12, and the substrate 14 are the same as those of the antenna element 10, they are given the same reference numerals and their explanations are omitted.
  • a space is provided between the substrate 11 provided with the ground conductor 12 and the substrate 14 provided with the parasitic element section 15B. 18(b), no space is provided.
  • the ground conductor 12 provided on the surface side of the substrate 11 and the back surface side of the substrate 14 are bonded together with an insulating adhesive sheet (bonding sheet) 16 .
  • the feed element 13B and the parasitic element portion 15B face each other with the substrate 14 interposed therebetween. That is, the feeding element 13B is provided in contact with the rear surface side of the substrate 14 on which the parasitic element portion 15B is provided.
  • the parasitic element section 15B has five parasitic elements shown in FIG. 14B, it may have other number of parasitic elements.
  • the feeding element 13B is a rectangular slot having a longitudinal direction in the array direction (+y direction).
  • the parasitic element portion 15B is obtained by rotating the parasitic element portion 15 shown in FIG. 14B clockwise by 90 degrees from the array direction (+y direction).
  • the feeder line 50 includes a trunk 51 extending in the y direction and branch portions 52 branching from the trunk in the x direction.
  • the stem 51 is provided shifted in the ⁇ x direction from the feed element 13B, and in a plan view, the branch portion 52 extends in the +x direction so as to overlap the feed element 13B.
  • the feeder line 50 is arranged to overlap the parasitic element section 15B in plan view. Therefore, when a plurality of array antennas 1 using the antenna element 10B instead of the antenna element 10 are arranged in parallel, it is not necessary to widen the interval between the array antennas 1 (interval P1 in FIG. 2(a)). can be made smaller. Therefore, it is possible to reduce the size of an antenna in which a plurality of array antennas 1 are arranged in parallel (an antenna similar to the planar antenna 100 of FIG. 1(a)).
  • a slot is used as the feeding element 13 in the antenna element 10 .
  • the feed line 50 may be of a coplanar (CPW: coplanar wave) type.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of an antenna element 30 to which a coplanar feeder line 70 is applied, which is Modification 1 of the present embodiment.
  • 19(a) is a perspective view of the antenna element 30, and
  • FIG. 19(b) is a cross-sectional view of a portion surrounded by a dashed line in FIG. 19(a).
  • the xyz directions in FIGS. 19A and 19B are the same as in FIGS. 11A and 11B.
  • the antenna element 30 includes a substrate 14 , a ground conductor 32 , a feeding element 33 and a parasitic element section 15 . Since the substrate 14 and the parasitic element section 15 are the same as those of the antenna element 10, they are given the same reference numerals and their explanations are omitted. Although the parasitic element section 15 has five parasitic elements, it may have another number of parasitic elements.
  • the parasitic element portion 15 is provided on the front surface side of the substrate 14 as in the antenna element 10, but the ground conductor 32 and the feeding element 33 are provided on the back surface side of the substrate 14. .
  • a feeder line 70 is also provided on the back side of the substrate 14 .
  • the ground conductor 32, the feeding element 33, and the feeding line 70 are shown separately from the substrate 14 on which the parasitic element section 15 is provided, but this is for explaining the structure.
  • 19B the ground conductor 32, the feed element 33 and the feed line 70 are provided on the back side of the substrate 14. As shown in FIG.
  • the ground conductor 32, the feed element 33, and the feed line 70 are made of a conductive material provided on the back side of the substrate 14. That is, as shown in FIG. 19A, the feeder line 70 is provided in the central portion in the x direction on the back side of the substrate 14, and the ground conductors 32 are provided on both sides of the substrate 11 in the ⁇ x direction with the feeder line 70 interposed therebetween. are provided separately.
  • the feeding element 33 is an opening (slot) provided by removing the ground conductor 32 so as to expand it in the ⁇ x direction. +y direction) is the short side.
  • a feeder line 70 is provided at the center of the opening (slot).
  • the feed element 33 and the parasitic element section 15 face each other with the substrate 14 interposed therebetween. That is, the feeding element (slot) 33 is provided on the back side of the substrate 14 on which the parasitic element portion 15 is provided.
  • the ground conductor 32 , the feed element (slot) 33 and the feed line 70 are configured by one conductive material layer provided on the back side of the substrate 14 . Therefore, the substrate 14 having conductive material layers on both sides (front and back) provides the parasitic element section 15 on the front side, and the ground conductor 32, the feed element (slot) 33 and the feed line 70 on the back side. should be set. Therefore, the antenna element 30 does not require the substrate 11 while the antenna element 10 uses the substrates 11 and 14 . That is, the antenna element 30 has a small number of substrates.
  • the feed line 70 is connected to the ground conductor 32.
  • the feed line 70 is arranged so as to overlap the parasitic element section 15 in plan view, similarly to the antenna element 10 . Therefore, when a plurality of array antennas 1 each having an antenna element 30 instead of the antenna element 10 are arranged in parallel, it is not necessary to widen the interval between the array antennas 1 (interval P1 in FIG. 2(a)). can be made smaller. Therefore, it is possible to reduce the size of an antenna in which a plurality of array antennas 1 are arranged in parallel (an antenna similar to the planar antenna 100 of FIG. 1(a)).
  • the array antenna 1 using the antenna element 30 and the feeder line 70 instead of the antenna element 10 and the feeder line 50 radiates polarized waves (vertically polarized waves) in the array direction (+y direction).
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example of an antenna element 40 to which a feeding element (patch) 43 is applied, which is Modification 2 of the present embodiment.
  • 20(a) is a perspective view of the antenna element 40
  • FIG. 20(b) is a cross-sectional view of a portion surrounded by a dashed line in FIG. 20(a).
  • the xyz directions in FIGS. 20A and 20B are the same as in FIGS. 11A and 11B.
  • the antenna element 40 includes a substrate 11 , a ground conductor 42 , a feeding element (patch) 43 , a substrate 14 and a parasitic element section 15 . Since the substrate 11, the substrate 14, and the parasitic element section 15 are the same as those of the antenna element 10, they are denoted by the same reference numerals and their explanations are omitted.
  • a space is provided between the substrate 11 provided with the feed element (patch) 43 and the substrate 14 provided with the parasitic element section 15 . This is for explaining the structure, and as shown in the cross-sectional view of FIG. 20(b), no space is provided.
  • the feed element (patch) 43 side provided on the front side of the substrate 11 and the back side of the substrate 14 are bonded together with an insulating adhesive sheet (bonding sheet) 16 .
  • the parasitic element section 15 has five parasitic elements, it may have other number of parasitic elements.
  • the feed element (patch) 43 is made of a conductive material on the surface side of the substrate 11 .
  • the feeding element (patch) 43 has a rectangular outer shape and faces the parasitic element section 15 provided on the substrate 14 .
  • the ground conductor 32 is made of a conductive material on the back side of the substrate 11 .
  • the ground conductor 32 is provided so as to cover the entire rear surface side of the substrate 11 .
  • the ground conductor 32 does not necessarily need to cover the entire rear surface side of the substrate 11, and faces the feed element (patch) 43 provided on the front surface side and the feed line 80 described later on the rear surface side of the substrate 11. It should be provided as follows.
  • the antenna element 40 using the feeding element (patch) 43 is a microstrip antenna (MSA).
  • the feed element 43 and the parasitic element section 15 face each other with the substrate 14 interposed therebetween.
  • the feeding element 13-1U is provided in contact with the back side of the substrate 14 on which the parasitic element section 15 is provided.
  • the feeder element (patch) 43 and the feeder line 80 may be provided on the back side of the substrate 14 .
  • the feeder line 80 is made of a conductive material on the surface side of the substrate 11 and connected to the feeder element (patch) 43 .
  • the feeder line 80 and the feeder element (patch) 43 are composed of one conductive material layer provided on the surface side of the substrate 11 .
  • one antenna element 40 is illustrated in FIG. 20 , in the case of an array antenna in which a plurality of antenna elements 40 are arranged, the feeder line 80 connects the plurality of feeder elements (patches) 43 in series. is provided as follows.
  • the feeding line 80 is terminated at the antenna elements 40 (corresponding to the antenna elements 10-5U and 10-5D in FIG. 3A) arranged at the ends.
  • the array antenna 1 using the antenna element 40 instead of the antenna element 10 radiates a vertically polarized wave with an electric field directed in the array direction (+y direction).
  • the feed line 80 is arranged so as to overlap the parasitic element section 15 in plan view, similarly to the antenna element 10 . Therefore, when a plurality of array antennas 1 each having an antenna element 40 instead of the antenna element 10 are arranged in parallel, it is not necessary to widen the interval between the array antennas 1 (interval P1 in FIG. 2(a)). can be made smaller. Therefore, it is possible to reduce the size of an antenna in which a plurality of array antennas 1 are arranged in parallel (an antenna similar to the planar antenna 100 of FIG. 1(a)).
  • a polarized wave tilted by 45 degrees (45 degrees polarized wave) or a polarized wave tilted by 90 degrees (horizontal polarized wave) array antenna is difficult to construct. This is because, in order to configure a 45-degree polarized wave array antenna or a horizontal polarized wave array antenna, it is necessary to provide a feeder line branched from the feeder line 80 via an impedance matching circuit or the like to supply power. Therefore, there is a possibility that the interval between adjacent array antennas (interval P1 in FIG. 2A) becomes large. Therefore, when a patch is used for the feeding element 43, it is preferable to use polarized waves in the direction in which the feeding line 80 is provided.
  • the array antenna 1 to which the present embodiment is applied has the antenna elements 10 (antenna elements 10-1U to 10-5U in FIG. 3) in the array direction (+y direction side) by center feeding,
  • the series feeding method has been described in which the antenna elements 10 (the antenna elements 10-1D to 10-5D in FIG. 3) in the opposite array direction (the -y direction side) are fed.
  • one-corner power feeding may be used in which power is fed from one end (one corner) where the antenna element 10 is arranged.
  • center feeding it is sufficient to supply power to each half of the number of antenna elements 10, and as shown in FIG.
  • corner feeding power is supplied to all of the antenna elements 10, and feeding is started from the antenna element 10 with a smaller relative radiation power amount.
  • the planar shape of the parasitic element included in the parasitic element portion 15 is a rectangle, but the planar shape of the parasitic element may be a quadrangle other than a rectangle, or It may be rectangular, or other shapes such as circular, elliptical, and polygonal.
  • the reflection characteristics of the antenna elements 10 are controlled by varying the number of parasitic elements included in the parasitic element portions 15 of the antenna elements 10. ing.
  • the parasitic element section 15 has a plurality of parasitic elements separated by the H plane at the center of the feeding element 13, so that the volume V of the feeding element 13 and the parasitic element section 15 can be adjusted. Since the parasitic element section 15 has a plurality of parasitic elements, the volume V between the feeding element 13 and the parasitic element section 15 is larger than the case where the parasitic element section 15 has one parasitic element. becomes larger. Therefore, the volume V can be increased without increasing the thickness of the substrate 14 .
  • Each of the plurality of parasitic elements is set to be excited in the fundamental mode. Therefore, while suppressing deterioration of the radiation characteristics of the antenna element 10, S11, which is a return loss, is suppressed, and the antenna element 10 has a wide band.
  • the feeding lines are the antenna elements (antenna elements 10, 30 , 40) so as to overlap the parasitic element portions 15. As shown in FIG. That is, in plan view, the feed line overlaps the antenna element. Therefore, when array antennas 1 each having a plurality of antenna elements are arranged in parallel, the interval between array antennas 1 (interval P1 in FIG. 2A) can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the size of an antenna in which a plurality of array antennas 1 are arranged in parallel (an antenna similar to the planar antenna 100 of FIG. 1(a)).
  • Reference Signs List 1 1', 2... array antenna 10, 10', 20, 30, 40... antenna element 11, 14... substrate 12, 32, 42... ground conductor 13, 23, 33, 43... feeding element, Reference Signs List 15, 25: Parasitic elements 16: Adhesive sheet (bonding sheet) 50, 50', 60, 70, 80: Feeding line 100: Planar antenna 200: Control section 300: Radio wave GE , GH ... Gap, P1, P2 ... Spacing, V ... Volume, W E , W H ... Width

Landscapes

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

Abstract

アレーアンテナは、電波を送受信する第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子と、第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子とに直列に給電する給電線路と、を備え、第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子とは、それぞれが給電線路から給電される給電素子と、給電素子と対向して設けられた、無給電素子を含む無給電素子部とを有し、第１のアンテナ素子が有する無給電素子部における無給電素子と、第２のアンテナ素子が有する無給電素子部における無給電素子とは、数が異なる。

Description

アレーアンテナ及びアンテナ素子
　本発明は、アレーアンテナ及びアンテナ素子に関する。
　移動通信の発展に伴い、波長の短い準ミリ波帯以上の周波数帯域の電波が用いられるようになってきた。マイクロストリップライン（ＭＳＬ）を給電線路として給電されるマイクロストリップアンテナ（ＭＳＡ）は、プリント基板を加工することにより、小形・軽量で安価に製作でき、アレー化することで様々な指向性のアレーアンテナが設計できる。
　非特許文献１には、２８．０ＧＨｚサブミリ波帯に適用される、無給電素子を有するパッチ素子を用いた、直列給電方式で給電されるリニアアレーアンテナが記載されている。
Pilip Ayiku Dzagbletey, Kwang-Seon Kim, Woo-Jin Byun, Young-Bae Jung, "Stacked microstorip linear array with highly suppressed side-lobe levels and wide bandwidth", IET Microw． Antennas Propag． 2017, Vol．11, Iss 1, pp．17-22
　ところで、アレー化された各アンテナへの給電方式として、アンテナの数だけ並列に分岐した給電線路を用いる並列給電方式と、１本の給電線路で給電する直列給電方式とがある。準ミリ波帯以上の周波数帯域においては、アレー間隔を小さくできる直列給電方式が用いられることが多い。しかし、直列給電方式を用いたアレーアンテナは、使用周波数比帯域が数％程度と狭く、５Ｇなどの高速通信への活用や製作誤差における特性劣化の抑制などのために、広帯域化が求められている。
　本発明は、広帯域な直列給電方式のアレーアンテナなどを提供することを目的とする。
　本発明が適用されるアレーアンテナは、電波を送受信する第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子と、第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子とに直列に給電する給電線路と、を備え、第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子とは、それぞれが給電線路から給電される給電素子と、給電素子と対向して設けられた、無給電素子を含む無給電素子部とを有し、第１のアンテナ素子が有する無給電素子部における無給電素子と、第２のアンテナ素子が有する無給電素子部における無給電素子とは、数が異なることを特徴とする。
　このようなアレーアンテナにおいて、第１のアンテナ素子が有する無給電素子部と第２のアンテナ素子が有する無給電素子部とが設けられた、誘電性材料で構成された基板を有し、第１のアンテナ素子が有する給電素子と第２のアンテナ素子が有する給電素子とは、基板の裏面側に設けられ、又は基板の裏面側に接して設けられていることを特徴とすることができる。また、基板は、厚さが一定であることを特徴とすることができる。
　そして、このようなアレーアンテナにおいて、第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子の少なくともいずれか一方の無給電素子部は、給電素子の中央部におけるＨ面を境に分離して設けられ、基本モードで同相にて励振される１組の無給電素子を含む、複数の無給電素子を備えることを特徴とすることができる。さらに、複数の無給電素子は、Ｈ面を境に分離されていない無給電素子を含むことを特徴とすることができる。
　さらに、このようなアレーアンテナにおいて、複数の無給電素子は、給電素子との間の容積が、無給電素子が１個の場合の容積に比べて大きいことを特徴とすることができる。
　このようなアレーアンテナにおいて、第１のアンテナ素子が有する無給電素子部及び第２のアンテナ素子が有する無給電素子部は、平面視において、給電線路と重なっていることを特徴とすることができる。
　また、このようなアレーアンテナにおいて、誘電性材料で構成された他の基板を有し、給電素子が他の基板の表面側に設けられ、基板と他の基板とは、基板の裏面側と、他の基板の表面側とが重ね合わされていることを特徴とすることができる。
　このようなアレーアンテナにおいて、給電線路は、アンテナ素子が配列されたアレーの一端部から給電される片隅給電、又はアレーの中央部から互いに反対方向に給電される中央給電であることを特徴とすることができる。また、給電線路が中央給電であって、アレー方向に沿った偏波、又はアレー方向から４５度ずれた偏波を放射する場合、中央部から互いに反対方向に給電される電力の位相が１８０度ずれていることを特徴とすることができる。
　そして、このようなアレーアンテナにおいて、給電素子は、スロット又はパッチであることを特徴とすることができる。
　他の観点から捉えると、本発明が適用されるアンテナ素子は、給電素子と、給電素子と対向して設けられた複数の無給電素子と、を備え、複数の無給電素子は、給電素子の中央部におけるＨ面を境に分離され、基本モードで同相にて励振される、少なくとも１組の無給電素子を含むことを特徴とすることができる。また、複数の無給電素子は、給電素子の中央部におけるＨ面を境に分離されていない無給電素子を含むことを特徴とすることができる。
　そして、このようなアンテナ素子において、複数の無給電素子が表面側に設けられた基板を備え、給電素子は、基板の裏面側に設けられ、又は裏面側に接して設けられていることを特徴とすることができる。
　さらに、このようなアンテナ素子において、給電素子が表面側に設けられた他の基板を備え、基板と他の基板とは、基板の裏面側と他の基板の表面側とが重ね合わせられていることを特徴とすることができる。
　そしてまた、このようなアンテナ素子において、給電素子は、スロット又はパッチであることを特徴とすることができる。
　本発明によれば、広帯域な直列給電方式のアレーアンテナなどを提供することができる。
本実施の形態が適用されるアレーアンテナの応用例の一例としての平面アンテナを説明する図である。（ａ）は、平面図、（ｂ）は、電波の放射方向を説明する図である。 アレーアンテナの給電方式について説明する図である。（ａ）は、直列給電方式のアレーアンテナ、（ｂ）は、並列給電方式のアレーアンテナである。 本実施の形態が適用されるアレーアンテナの一例を説明する図である。（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図である。 本実施の形態が適用されるアレーアンテナが備えるアンテナ素子の無給電素子部が有する無給電素子の形状及び寸法を説明する図である。（ａ）は、１個の無給電素子を有する無給電素子部の平面形状、（ｂ）は、５個の無給電素子を有する無給電素子部の平面形状、（ｃ）は、４個の無給電素子を有する無給電素子部の平面形状、（ｄ）は、無給電素子の寸法を示す。 比較のために示す、本実施の形態が適用されないアレーアンテナを示す図である。（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図である。 本実施の形態が適用されないアレーアンテナが備えるアンテナ素子の無給電素子部が有する無給電素子の形状及び寸法を説明する図である。（ａ）は、無給電素子を有する無給電素子部の平面形状、図６（ｂ）は、無給電素子の寸法を示す。 アレーアンテナのアンテナ素子に設定された相対放射電力量と放射性能を説明する図である。 アレーアンテナの放射特性（設計値）と、反射特性とを示す図である。（ａ）は、放射特性（設計値）、（ｂ）は、反射特性である。 本実施の形態が適用されるアレーアンテナの垂直（Ｅ）面内における指向性特性である。（ａ）は、周波数が２７．５ＧＨｚ、（ｂ）は、周波数が２８．５ＧＨｚ、（ｃ）は、周波数が２９．５ＧＨｚの場合である。 本実施の形態が適用されるアレーアンテナの水平（Ｈ）面内における指向性特性である。（ａ）は、周波数が２７．５ＧＨｚ、（ｂ）は、周波数が２８．５ＧＨｚ、（ｃ）は、周波数が２９．５ＧＨｚの場合である。 無給電素子部が１個の無給電素子を有するアンテナ素子における反射特性を説明する図である。（ａ）は、アンテナ素子の斜視図、（ｂ）は、（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図、（ｃ）は、異なる放射性能による反射特性である。 無給電素子部が４個の無給電素子を有するアンテナ素子における反射特性を説明する図である。（ａ）は、アンテナ素子の斜視図、（ｂ）は、（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図、（ｃ）は、放射性能が１００％の場合の反射特性である。 複数の無給電素子を有する無給電素子部の電界分布を説明する図である。（ａ）は、無給電素子が２個の場合、（ｂ）は、無給電素子が５個の場合である。 無給電素子部を説明する図である。（ａ）は、１個の無給電素子を有する場合、（ｂ）は、５個の無給電素子を有する場合、（ｃ）は、４個の無給電素子を有する場合、（ｄ）は、２個の無給電素子を有する場合である。 本実施の形態が適用されるアレーアンテナが備えるアンテナ素子の反射特性を説明する図である。 給電素子（スロット）の形状について説明する図である。（ａ）は、長方形型、（ｂ）は、ダンベル型、（ｃ）は、ボウタイ（蝶ネクタイ）型、（ｄ）は、Ｈ字型である。 本実施の形態が適用される４５度偏波のアンテナ素子を説明する図である。（ａ）は、アンテナ素子の斜視図、（ｂ）は、（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図であって、（ｃ）のＸＶＩＩＢ－ＸＶＩＩＢ線での断面図、（ｃ）は、無給電素子部側から平面視した図である。 本実施の形態が適用される水平偏波のアンテナ素子を説明する図である。（ａ）は、アンテナ素子の斜視図、（ｂ）は、（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図であって、（ｃ）のＸＶＩＩＩＢ－ＸＶＩＩＩＢ線での断面図、（ｃ）は、無給電素子部側から平面視した図である。 本実施の形態の変形例１である、コプレーナ型の給電線路が適用されるアンテナ素子の一例を説明する図である。（ａ）は、アンテナ素子の斜視図、（ｂ）は、（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図である。 本実施の形態の変形例２である、給電素子（パッチ）が適用されるアンテナ素子の一例を説明する図である。（ａ）は、アンテナ素子の斜視図、（ｂ）は、（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態（実施例）について詳細に説明する。なお、同様な機能を有する部材については、同じ符号を用いることがある。また、一部の構成に符号を付して、同様の構成については、符号を付さないことがある。以下では、アンテナ（アレーアンテナ及びアンテナ素子）は、電波を放射、つまり送信するとして説明するが、アンテナの可逆性により、電波を受信することができる。
（平面アンテナ１００）
　図１は、本実施の形態が適用されるアレーアンテナ１の応用例の一例としての平面アンテナ１００を説明する図である。図１（ａ）は、平面図、図１（ｂ）は、電波の放射方向を説明する図である。図１（ａ）において、紙面の右方向をｘ方向、紙面の上方向をｙ方向、紙面の表面方向をｚ方向とする。図１（ｂ）において、紙面の右方向をｘ方向、紙面の下方向をｚ方向、紙面の表面方向をｙ方向とする。図１（ａ）には、平面アンテナ１００に加え、平面アンテナ１００を制御する制御部２００を図示している。
　図１（ａ）に示すように、平面アンテナ１００は、複数のアレーアンテナ１（図１（ａ）では、８個）を備える。複数のアレーアンテナ１は、ｘ方向に並列に配置されている。アレーアンテナ１は、複数のアンテナ素子１０（図１（ａ）では、７個）と給電線路５０とを備える。アレーアンテナ１において、複数のアンテナ素子１０は、ｙ方向に直線状に配列されている。そして、給電線路５０は、複数のアンテナ素子１０に直列に接続されている。ここでは、一例として、アンテナ素子１０の給電素子１３（後述する図３参照）はスロットであって、給電線路５０は、スロットに給電するように、アンテナ素子１０と平面視において重なって設けられている。給電線路５０は、－ｙ方向側の端部において制御部２００に接続されている。制御部２００は、給電線路５０に対して、白抜き矢印で示すように、アレーアンテナ１の備えるアンテナ素子１０に電波を放射するための電力を供給する。つまり、アレーアンテナ１の複数のアンテナ素子１０は、給電線路５０により直列給電方式で給電されている。なお、平面視とは、ｚ方向から構成要素（図１（ａ）では、アンテナ素子１０と給電線路５０と）を透視して見ることをいう。他の場合においても同様とする。
　アンテナ素子１０は、単体であっても電波を放射することからアンテナと表記してもよい。本明細書では、アレーアンテナ１と区別するために、アンテナ素子１０と表記する。アンテナ素子１０は、放射素子と呼ばれることがある。
　アレーアンテナ１は、１本の給電線路５０で給電される複数のアンテナ素子１０が直線状に配列されているので、リニアアレーアンテナ又はリニアアレーと呼ばれることがある。アレーアンテナ１において、アンテナ素子１０が配列されている方向（図１においては、＋ｙ方向）をアレー方向と表記する。図１（ａ）では、複数のアンテナ素子１０は、ｙ方向に一直線に配列されているが、一部のアンテナ素子１０が＋ｘ方向又は－ｘ方向にずれて配列されていてもよい。例えば、複数のアンテナ素子１０は、ジグザグに配列されていてもよい。さらに、複数のアンテナ素子１０は、弧状に配列されていてもよい。
　図１（ｂ）に示すように、複数のアレーアンテナ１が同相（位相差を設けない）で給電されると、平面アンテナ１００は、ｚ方向に電波３００を放射する。一方、アレーアンテナ１間において位相差を設けて給電すると、電波３００が放射される方向を、矢印で示すように、－ｘ方向側に傾け（チルトさせ）たり、＋ｘ方向側に傾け（チルトさせ）たりできる。
　複数のアレーアンテナ１を並列に配列した平面アンテナ１００を、アレーアンテナ１を用いる応用例として説明した。アレーアンテナ１は、単体で用いられてもよい。以下では、アレーアンテナ１について説明する。
（直列給電方式）
　図２は、アレーアンテナ１の給電方式について説明する図である。図２（ａ）は、直列給電方式のアレーアンテナ１、図２（ｂ）は、並列給電方式のアレーアンテナ１′である。ｘ、ｙ、ｚ方向は、図１（ａ）と同じである。以下では、アレーアンテナ１、１′などを、アレーアンテナと符号を付さないで表記することがある。同様に、アンテナ素子１０などを、アンテナ素子と符号を付さないで表記することがある。他の用語についても同様とする。
　図２（ａ）では、並列に配置された２個の直列給電方式のアレーアンテナ１を示している。アレーアンテナ１は、複数のアンテナ素子１０（図２（ａ）では、アンテナ素子１０－１～１０－４）と、給電線路５０とを備える。前述したように、複数のアンテナ素子１０は、給電線路５０上に、給電線路５０に沿って配置されている。白抜き矢印で示すように、給電線路５０は、－ｙ方向側の端部からｙ方向に給電される。
　直列給電方式では、１本の給電線路５０により複数のアンテナ素子１０が給電される。具体的には、後述する図４に示すように、給電された電力は、給電線路５０に沿って、アンテナ素子１０に順に分配されていく。アンテナ素子１０－１に給電された電力の内、アンテナ素子１０－１で電波として放射された電力の残りの電力がアンテナ素子１０－２側に供給される。次に、アンテナ素子１０－２で電波として放射された電力の残りの電力がアンテナ素子１０－３側に供給される。つまり、給電線路５０に直列に接続されているアンテナ素子１０には、電力が供給される上流側のアンテナ素子１０で電波として放射された電力の残りの電力が下流側のアンテナ素子１０に供給される。このように、給電線路５０に接続された全てのアンテナ素子１０に順に電力が供給される。
　並列に配置された２個のアレーアンテナ１の間隔（距離）を間隔Ｐ１とする。直列給電では、アレーアンテナ１を構成するアンテナ素子１０の数が多くなっても、間隔Ｐ１は変わらない。例えば、間隔Ｐ１は、中心波長をλとした場合、０．５λ～１．０λに設定される。周波数が２８ＧＨｚである場合、間隔Ｐ１は、５．４ｍｍ～１０．７ｍｍになる。また、周波数が６０ＧＨｚである場合、間隔Ｐ１は、２．５ｍｍ～５ｍｍになる。
　図２（ｂ）では、並列に配置された２個の並列給電方式のアレーアンテナ１′を示している。並列給電方式のアレーアンテナ１′は、複数のアンテナ素子１０′（図２（ｂ）では、アンテナ素子１０′－１～１０′－４）と、給電線路５０′とを備える。給電線路５０′は、トーナメント方式で分岐されている。そして、トーナメント方式で分岐された端部にアンテナ素子１０′が接続されている。白抜き矢印で示すように、給電線路５０′は、－ｙ方向側の端部から電力が供給される。
　並列給電方式において、給電線路５０′は、電力が供給される端部からアンテナ素子１０′までの長さが同じになるように設定される。よって、並列給電では、複数のアンテナ素子１０′に並列に電力が供給される。
　並列に配置された２個のアレーアンテナ１′の間隔（距離）を間隔Ｐ２とする。並列給電方式では、給電線路５０′はトーナメント方式で分岐されるので、給電線路５０′は、アレーアンテナ１′間の間隙に設けられる。このため、間隔Ｐ２は、図２（ａ）に示した直列給電方式における２個のアレーアンテナ１の間隔Ｐ１より大きくなる（Ｐ１＜Ｐ２）。そして、アレーアンテナ１′を構成するアンテナ素子１０′の数が増えるほど、給電線路５０′の規模が大きくなり、間隔Ｐ２が大きくなる。
　以上説明したように、例えば図１に示した平面アンテナ１００のように複数のアレーアンテナを並列に配置する場合には、直列給電方式の給電線路５０は、並列給電方式の給電線路５０′に比べ規模が小さくなる。言い換えれば、直列給電方式のアレーアンテナ１間の間隔Ｐ１は、並列給電方式のアレーアンテナ１′間の間隔Ｐ２より小さくなって、平面アンテナ１００が小型になる。
　なお、直列給電方式では、アレーアンテナ１におけるアンテナ素子１０の励振方法として、進行波型と定在波型とがある。定在波型は、アレーアンテナ１を全体としてアンテナ素子１０を設計する方式である。これに対して、進行波型は、アレーアンテナ１のアンテナ素子１０を単位として設計する方式である。進行波型では、アンテナ素子１０毎に特性の調整が可能であるので、アレーアンテナ１が設計しやすい。以下では、アレーアンテナ１は、進行波型であるとして説明する。
（アレーアンテナ１）
　図３は、本実施の形態が適用されるアレーアンテナ１の一例を説明する図である。図３（ａ）は、斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図である。図３（ａ）では、アレーアンテナ１の短手方向をｘ方向、長手方向をｙ方向、ｘ－ｙ平面に垂直な方向をｚ方向とする。図３（ｂ）において、紙面の右方向をｙ方向、紙面の上方向をｚ方向、紙面の表面方向をｘ方向とする。アレーアンテナ１を実施例と表記することがある。ｙ方向が地表に垂直な方向（垂直方向）であり、ｘ方向が地表に水平な方向（水平方向）である。
　図３（ａ）に示すように、アレーアンテナ１は、１０個のアンテナ素子１０（アンテナ素子１０－１Ｕ～１０－５Ｕ、１０－１Ｄ～１０－５Ｄ）と、給電線路５０（給電線路５０Ｕ、５０Ｄ）とを備える。アンテナ素子１０－１Ｕ～１０－５Ｕ、１０－１Ｄ～１０－５Ｄ）のそれぞれは、誘電性材料で構成された基板１１と、導電性材料で構成された接地導体１２と、給電素子１３－１Ｕ～１３－５Ｕ、１３－１Ｄ～１３－５Ｄと、誘電性材料で構成された基板１４と、導電性材料で構成された無給電素子部１５－１Ｕ～１５－５Ｕ、１５－１Ｄ～１５－５Ｄとをそれぞれ備える。例えば、アンテナ素子１０－１Ｕは、基板１１と、接地導体１２と、給電素子１３－１Ｕと、基板１４、無給電素子部１５－１Ｕを備える。なお、給電素子１３－１Ｕ～１３－５Ｕ、１３－１Ｄ～１３－５Ｄをそれぞれ区別しない場合は、給電素子１３と表記し、無給電素子部１５－１Ｕ～１５－５Ｕ、１５－１Ｄ～１５－５Ｄをそれぞれ区別しない場合は、無給電素子部１５と表記する。
　アレーアンテナ１は、図３（ａ）に示すように、１０個のアンテナ素子１０がアンテナ素子１０－５Ｄからアンテナ素子１０－５Ｕの順に、＋ｙ方向（アレー方向）に配列されている。アレーアンテナ１は、アレー方向（＋ｙ方向）の中央部を境にして±ｙ方向で対称に構成されている。そして、給電線路５０Ｕは、アレー方向（＋ｙ方向）の中央部から＋ｙ方向（アレー方向側）に給電し、給電線路５０Ｄは、アレー方向（＋ｙ方向）の中央部から－ｙ方向（逆アレー方向側）に給電する。つまり、給電線路５０Ｕと給電線路５０Ｄとは、互いに反対方向に給電する。そして、一例として、給電線路５０Ｕと給電線路５０Ｄとは、位相が反転した（１８０度ずれた）電力を供給する。図３（ａ）において、給電線路５０Ｕには、白抜き矢印において＋１と表記し、給電線路５０Ｄには、白抜き矢印において－１と表記する。これを、中央給電と表記する。上述したように、＋ｙ方向側にＵを付し、－ｙ方向側にＤを付して区別する。
　接地導体１２は、基板１１の表面（＋ｚ方向側の面）側に設けられている。接地導体１２は、基準電位（例えば、接地電位）に設定される。給電素子１３は、接地導体１２を除去して設けられた開口（スロット）である。以下では、給電素子１３を給電素子（スロット）１３と表記する。給電線路５０は、基板１１の裏面（－ｚ方向側の面）側に設けられている。給電線路５０Ｕは、平面視において、給電素子１３－１Ｕ～１３－５Ｕと重なるように設けられている。給電線路５０Ｄは、平面視において給電素子１３－１Ｄ～１３－５Ｄと重なるように設けられている。なお、給電素子１３－１Ｕ～１３－４Ｕ、１３－１Ｄ～１３－４Ｄは、ｘ方向が長手、ｙ方向が短手である長方形型のスロット、給電素子１３－５Ｕ、１３－５Ｄは、長方形の両端部に、ｙ方向が長手、ｘ方向が短手である長方形が設けられたＨ字型のスロットである。複数の給電素子１３は、基板１１上に一括して製造される。なお、基板１１の表面側とは、基板１１の表面であってもよく、基板１１の表面に他の部材が設けられた場合において、他の部材の表面であってもよいことを意味する。裏面側についても同様である。
　無給電素子部１５は、基板１４の表面（＋ｚ方向側の面）側に設けられている。無給電素子部１５－１Ｕ、１５－２Ｕ、１５－１Ｄ、１５－２Ｄ、は、１個の無給電素子を有する。無給電素子部１５－３Ｕ、１５－４Ｕ、１５－３Ｄ、１５－４Ｄは、５個の無給電素子を有する。無給電素子部１５－５Ｕ、１５－５Ｄは、４個の無給電素子を有する。複数の無給電素子部１５は、基板１４上に一括して製造される。なお、基板１４の表面側とは、基板１４の表面でもよく、基板１４の表面に設けられた他の部材の表面でもよい。そして、無給電素子部１５とは、複数の無給電素子を含む場合には、複数の無給電素子が設けられた領域をいい、より具体的には、後述する図４（ａ）に破線で示すように、複数の無給電素子の外縁を囲った領域をいう。
　図３（ａ）の斜視図では、基板１１の表面側に設けられた接地導体１２（給電素子１３）と無給電素子部１５を設けた基板１４との間に空間を設けて示している。これは構造を説明するためであって、図３（ｂ）に示すように、基板１１の表面側に設けられた接地導体１２と基板１４との間に空間は設けられていない。準ミリ波帯以上の周波数帯域では、波長λが無給電素子部１５の設けられる基板１４の厚さ（図３（ｂ）に示す基板１４の厚さｔ２）の４倍以下（ｔ２＜λ／４）になり、基板１１の表面側に設けられた接地導体１２（給電素子１３）と無給電素子部１５を設けた基板１４との間に空間を設けることを要しない。つまり、アレーアンテナ１は、二つの基板１１、１４が重ね合わされて構成されている。よって、準ミリ波帯以上の周波数帯域に用いられるアレーアンテナ１は、低姿勢化されるとともに、構造がシンプルで製造しやすい。なお、基板１１の表面側とは、基板１１の表面でもよく、基板１１の表面に設けられた他の部材の表面でもよい。
　図３（ｂ）に例として示すアンテナ素子１０－１Ｕでは、基板１１の裏面（－ｚ方向側の面）側に給電線路５０が設けられ、基板１１の表面（＋ｚ方向側の面）側に接地導体１２が設けられている。接地導体１２に給電素子１３－１Ｕとして機能するスロットが設けられている。前述したように、給電線路５０と給電素子（スロット）１３－１Ｕとが基板１１を挟んで対向する。基板１４の表面（＋ｚ方向側の面）側に無給電素子部１５が設けられている。そして、基板１１の表面側に設けられた接地導体１２側と基板１４の裏面側とが絶縁性の接着シート（ボンディングシート）１６により貼り合わせてある。これにより、給電素子１３－１Ｕと無給電素子部１５－１Ｕとが基板１４を挟んで対向する。つまり、無給電素子部１５－１Ｕが設けられた基板１４の裏面側に給電素子１３－１Ｕが接して設けられている。ここでは、接着シート１６を用いたが、表面側に給電素子（スロット）１３が設けられた基板１１と、表面側に無給電素子部１５が設けられた基板１４とは、基板１１の表面側と基板１４の裏面側とが空間（空隙）がないように、重ね合わされていればよい。つまり、無給電素子部１５－１Ｕが設けられた基板１４の裏面側（図３（ｂ）では、接着シート１６側）に接するように給電素子（スロット）１３が設けられていればよい。なお、接地導体１２は、基板１４の裏面側に設けられていてもよい。
　以上説明したように、平面視において、給電線路５０Ｕと、給電素子（スロット）１３－１Ｕ～１３－５Ｕと、無給電素子部１５－１Ｕ～１５－５Ｕとが、重なるように設けられている。また、平面視において、給電線路５０Ｄと、給電素子（スロット）１３－１Ｄ～１３－５Ｄと、無給電素子部１５－１Ｄ～１５－５Ｄとが重なるように設けられている。つまり、平面視において、給電線路５０、給電素子（スロット）１３及び無給電素子部１５は、重なるように設けられている。給電素子（スロット）１３は、給電線路５０から給電され、無給電素子部１５における無給電素子は、給電素子１３と電磁界的に結合することにより励振される。
　上記においては、基板１１、接地導体１２、及び基板１４は、アレーアンテナ１において、アンテナ素子１０間で連続している。ここでは、アンテナ素子１０は、基板１１、接地導体１２、及び基板１４がアンテナ素子１０毎に設けられているとする。
　基板１１の裏面側に給電線路５０が設けられ、基板１１の表面側に接地導体１２が設けられている。給電線路５０は、マイクロストリップライン（ＭＳＬ）を構成する。また、給電素子１３はスロットであることから、アンテナ素子１０は、マイクロストリップアンテナ（ＭＳＡ）である。なお、アンテナ素子１０は、無給電素子を有する無給電素子部１５を備えることから、アンテナ素子１０は、無給電素子付きマイクロストリップアンテナ（ＭＳＡ）と呼ばれることがある。マイクロストリップアンテナ（ＭＳＡ）は、無給電素子を備えることで、広帯域化が図れる。
　アレーアンテナ１では、給電線路５０の形状、給電素子（スロット）１３の形状、及び無給電素子部１５における無給電素子の数を、アンテナ素子１０毎に変更している。これは、同一構成のアンテナ素子を配列したアレーアンテナでは、広帯域化が図れないことによる。
　本実施の形態が適用されるアレーアンテナ１では、アンテナ素子１０における無給電素子部１５が有する無給電素子の数が、アンテナ素子１０間で異なっている。無給電素子を１個有するアンテナ素子１０－１Ｕ～１０－２Ｕ、１０－１Ｄ～１０－２Ｄのいずれかが第１のアンテナ素子の一例、無給電素子を５個有するアンテナ素子１０－３Ｕ～１０－４Ｕ、１０－３Ｄ～１０－４Ｄ及び無給電素子を４個有するアンテナ素子１０－５Ｕ、１０－５Ｄのいずれかが第２のアンテナ素子の一例である。また、無給電素子を５個有するアンテナ素子１０－３Ｕ～１０－４Ｕ、１０－３Ｄ～１０－４Ｄのいずれかを第１のアンテナ素子の一例、無給電素子を４個有するアンテナ素子１０－５Ｕ、１０－５Ｄを第２のアンテナ素子の一例としてもよい。無給電素子部１５における無給電素子の数が互いに異なる２つのアンテナ素子１０の一方が第１のアンテナ素子の一例、他方が第２のアンテナ素子の一例である。また、基板１４が基板の一例、基板１１が他の基板の一例である。
　図４は、本実施の形態が適用されるアレーアンテナ１が備えるアンテナ素子１０の無給電素子部１５が有する無給電素子の形状及び寸法を説明する図である。図４（ａ）は、１個の無給電素子を有する無給電素子部１５－１Ｕ、１５－２Ｕ、１５－１Ｄ、１５－２Ｄの平面形状、図４（ｂ）は、５個の無給電素子を有する無給電素子部１５－３Ｕ、１５－４Ｕ、１５－３Ｄ、１５－４Ｄの平面形状、図４（ｃ）は、４個の無給電素子を有する無給電素子部１５－５Ｕ、１５－５Ｄの平面形状、図４（ｄ）は、無給電素子の寸法を示す。図４（ａ）～（ｃ）において、紙面の横方向がｘ方向、紙面の上方向がｙ方向、紙面の表面方向がｚ方向である。図４（ｄ）において、無給電素子の寸法の単位は、ｍｍである。ここでは、アレーアンテナ１は、設計中心周波数が２８．５ＧＨｚに設定されている。
　基板１１は、例えば厚さｔ１が０．１２７ｍｍ、比誘電率が２．１９のプリント基板である。基板１４は、例えば厚さｔ２が０．７６ｍｍ、比誘電率が３．３の高周波用のプリント基板である。導電性材料は、例えば銅（Ｃｕ）である。導電性材料は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）又はこれらを含む合金であってよい。
　図４（ａ）は、１個の無給電素子を示す。無給電素子は、平面形状が長方形であって、ｘ方向の幅を幅ＷＨ、ｙ方向の幅を幅ＷＥとする。なお、図４（ｂ）、（ｃ）における無給電素子についても同様である。なお、Ｈは磁界方向、Ｅは電界方向であることを示す。そして、図４（ｄ）に、無給電素子部１５－１Ｕ、１５－２Ｕ、１５－１Ｄ、１５－２Ｄが有する１個の無給電素子（１無給電素子と表記）の寸法（素子寸法（ｍｍ））を示す。
　図４（ｂ）は、５個の無給電素子を示す。ｙ方向に配列された２個の無給電素子の２組が±ｘ方向の端部に配置され、ｘ方向の中央に１個の無給電素子が配置されている。±ｘ方向の端部に配置された４個の無給電素子を四隅素子と呼び、ｘ方向の中央に配置された無給電素子を中央素子と呼ぶ。４個の四隅素子の平面形状は同じである。ｙ方向に配列された２個の無給電素子間のｙ方向の距離を間隙ＧＥとし、ｙ方向に配列された２個の２組の間のｘ方向の距離を間隙ＧＨとする。そして、図４（ｄ）に、５個の無給電素子を有する１５－３Ｕ、１５－４Ｕ、１５－３Ｄ、１５－４Ｄが有する５個の無給電素子（複数無給電素子）について、四隅素子の寸法（四隅素子寸法（ｍｍ））、中央素子の寸法（中央素子寸法（ｍｍ））、間隙ＧＨ、ＧＥ（間隙（ｍｍ））を示す。
　図４（ｃ）は、４個の無給電素子を示す。ｙ方向に配列された２個の無給電素子が２組ｘ方向に配置されている。これらの４個の無給電素子を四隅素子と呼ぶ。４個の四隅素子の平面形状は同じである。無給電素子間のｙ方向の距離を間隙ＧＥとし、無給電素子間のｘ方向の距離を間隙ＧＨとする。そして、図４（ｄ）に、４個の無給電素子を有する１５－５Ｕ、１５－５Ｄが有する４個の無給電素子（複数無給電素子）について、四隅素子の寸法（四隅素子寸法（ｍｍ））、間隙ＧＨ、ＧＥ（間隙（ｍｍ））を示す。
　図５は、比較のために示す、本実施の形態が適用されないアレーアンテナ２を示す図である。図５（ａ）は、斜視図、図５（ｂ）は、図５（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図である。アレーアンテナ２を比較例と表記することがある。図５（ａ）、（ｂ）のｘｙｚ方向は、図３（ａ）、（ｂ）と同じである。
　図５（ａ）に示すように、アレーアンテナ２は、１０個のアンテナ素子２０（アンテナ素子２０－１Ｕ～２０－５Ｕ、２０－１Ｄ～２０－５Ｄ）と、給電線路６０（給電線路６０Ｕ、６０Ｄ）を備える。アンテナ素子２０－１Ｕ～２０－５Ｕ、２０－１Ｄ～２０－５Ｄ）のそれぞれは、誘電性材料で構成された基板１１と、導電性材料で構成された接地導体１２と、給電素子２３－１Ｕ～２３－５Ｕ、２３－１Ｄ～２３－５Ｄと、誘電性材料で構成された基板１４と、導電性材料で構成された無給電素子部２５－１Ｕ～２５－５Ｕ、２５－１Ｄ～２５－５Ｄとをそれぞれ備える。なお、給電素子２３－１Ｕ～２３－５Ｕ、２３－１Ｄ～２３－５Ｄをそれぞれ区別しない場合は、給電素子２３と表記し、無給電素子部２５－１Ｕ～２５－５Ｕ、２５－１Ｄ～２５－５Ｄをそれぞれ区別しない場合は、無給電素子部２５と表記する。
　アレーアンテナ２は、図５（ａ）に示すように、１０個のアンテナ素子２０がアンテナ素子２０－５Ｄからアンテナ素子２０－５Ｕの順に、＋ｙ方向（アレー方向）に配列されている。アレーアンテナ２は、アレー方向（＋ｙ方向）の中央部を境にして±ｙ方向で対称に構成されている。
　接地導体１２は、基板１１の表面（＋ｚ方向側の面）側に設けられている。アンテナ素子２０（アンテナ素子２０－１Ｕ～２０－５Ｕ、２０－１Ｄ～２０－５Ｄ）の給電素子２３は、接地導体１２を除去して設けられた開口（スロット）である。給電線路６０は、基板１１の裏面（－ｚ方向側の面）側に設けられている。給電素子（スロット）２３及び給電線路６０は、アレーアンテナ１の給電素子（スロット）１３及び給電線路５０と同様であるが、一部において寸法が異なっている。
　アンテナ素子２０（アンテナ素子２０－１Ｕ～２０－５Ｕ、２０－１Ｄ～２０－５Ｄ）の無給電素子部２５は、基板１４の表面（＋ｚ方向側の面）側に設けられている。そして、無給電素子部２５は、アレーアンテナ１におけるアンテナ素子１０の無給電素子部１５と異なっている。無給電素子部２５－１Ｕ～２５－５Ｕ、２５－１Ｄ～２５－５Ｄは、１個の無給電素子を有する。
　図６は、本実施の形態が適用されないアレーアンテナ２が備えるアンテナ素子２０の無給電素子部２５が有する無給電素子の形状及び寸法を説明する図である。図６（ａ）は、無給電素子を有する無給電素子部２５の平面形状、図６（ｂ）は、無給電素子の寸法を示す。図６（ａ）のｘｙｚ方向は、図４（ａ）と同じである。図６（ｂ）において、無給電素子の寸法を、ｍｍで示す。ここでも、アレーアンテナ１は、設計中心周波数が２８．５ＧＨｚに設定されている。
　前述したように、アレーアンテナ２におけるアンテナ素子２０の無給電素子部２５が有する無給電素子は、それぞれ１個である。なお、無給電素子部２５－１Ｕ、２５－２Ｕ、２５－１Ｄ、２５－２Ｄの有する無給電素子は、アレーアンテナ１におけるアンテナ素子１０の無給電素子部１５－１Ｕ、１５－２Ｕ、１５－１Ｄ、１５－２Ｄの有する無給電素子と同じ寸法である。
　図７は、アレーアンテナ１のアンテナ素子１０（アンテナ素子１０－１Ｕ～１０－５Ｕ、１０－１Ｄ～１０－５Ｄ）及びアレーアンテナ２のアンテナ素子２０（アンテナ素子２０－１Ｕ～２０－５Ｕ、２０－１Ｄ～２０－５Ｄ）に設定された相対放射電力量と放射性能とを説明する図である。相対放射電力量は、サイドローブレベルＳ．Ｌ．Ｌ．（Side Lobe Level）が－２５ｄＢ程度に設定されている。なお、相対放射電力量は、入力電力を１とした場合の相対量である。
　図７において、相対放射電力量は、アレーアンテナ１において、中央部（アンテナ素子１０－１Ｕ、１０－１Ｄ）が大きく、端部側（アンテナ素子１０－５Ｕ、１０－５Ｄ）に向かって小さくなるように設定されている。つまり、相対放射電力量は、アンテナ素子１０－１Ｕ、１０－１Ｄが３７％、アンテナ素子１０－２Ｕ、１０－２Ｄが３０％、残りのアンテナ素子１０－３Ｕ～１０－５Ｕ、１０－３Ｄ～１０－５Ｄが３３％を放射するように設定されている。そして、アレーアンテナ１において、Ｕが付されたアンテナ素子１０とＤが付されたアンテナ素子１０とで、対称に設定されている。また、アレーアンテナ２においても、同様である。
　一方、放射性能は、アンテナ素子１０、２０が入力された電力の内、電波として放射する電力の割合である。アレーアンテナ１のＵが付されたアンテナ素子１０にて、相対電力量と放射性能とを説明する。入力された１００％の電力の内、アンテナ素子１０－１Ｕは相対電力量である３７％を放射する。よって、アンテナ素子１０－１Ｕの放射性能は、３７％である。アンテナ素子１０－１Ｕが放射した残りの電力は、６３％である。アンテナ素子１０－２Ｕは、６３％の電力から４７％を放射する。よって、アンテナ素子１０－２Ｕが放射する相対放射電力量は、入力電力を１として、１×０．６３×０．４７となり、０．３となる。このようにして、アンテナ素子１０－３Ｕ～１０－５Ｕの放射性能が設定される。なお、アンテナ素子１０－５Ｕは、相対放射電力量は０．０６であって、入力された電力のすべてを放射するので放射性能が１００％である。
　図８は、アレーアンテナ１、２の放射特性（設計値）と、反射特性とを示す図である。図８（ａ）は、放射特性（設計値）、図８（ｂ）は、反射特性である。図８（ａ）の放射特性（設計値）は、図３（ａ）のアレーアンテナ１のｙ方向の中央部におけるｘ－ｚ面での放射特性である。横軸がｚ方向を０度とした角度［ｄｅｇ．］、縦軸が相対強度［ｄＢ］である。図８（ｂ）は、ｚ方向における反射特性であって、横軸は周波数［ＧＨｚ］、縦軸はＳパラメータのＳ１１［ｄＢ］である。なお、Ｓ１１は、リターンロスと呼ばれることがある。
　図８（ａ）に示すように、アレーアンテナ１及びアレーアンテナ２は、上述したように、サイドローブレベルＳ．Ｌ．Ｌ．が－２５ｄＢ程度に設計されている。
　図８（ｂ）に示すように、アレーアンテナ１における反射特性は、アレーアンテナ２に比べ、２８．５ＧＨｚを挟んで低周波数側（２７ＧＨｚ側）及び高周波数側（３０ＧＨｚ側）において、Ｓ１１が小さくなっている。そして、２７ＧＨｚから３０ＧＨｚの範囲において、Ｓ１１が－１０ｄＢ以下に抑えられている。この周波数範囲から周波数比帯域を求めると、周波数比帯域は、１０％以上であることが分かる。なお、周波数比帯域とは、リターンロスが－１０ｄＢ以下となる最小の周波数と最大の周波数との差の、最小の周波数と最大の周波数との平均値に対する割合である。
　アレーアンテナ１は、アレーアンテナ２に比べ、広帯域になっている。これは、アレーアンテナ１において、無給電素子部１５が有する無給電素子の数が、アンテナ素子１０間において異なっていることによる。つまり、アレーアンテナ１は、図３に示した無給電素子部１５－３Ｕ、１５－４Ｕ、１５－５Ｕ、１５－３Ｄ、１５－４Ｄ、１５－５Ｄのように、複数の無給電素子を有する無給電素子部１５を備えている。
　図９は、本実施の形態が適用されるアレーアンテナ１の垂直（Ｅ）面内における指向性特性である。図９（ａ）は、周波数が２７．５ＧＨｚ、図９（ｂ）は、周波数が２８．５ＧＨｚ、図９（ｃ）は、周波数が２９．５ＧＨｚの場合である。ここで、垂直面とは、図３におけるｙ－ｚ面であって、地表に対して垂直な方向である。アレーアンテナ１が放射する電波は、垂直偏波である。なお、交差偏波は、－６０ｄＢ以下であるので示していない。交差偏差とは、垂直偏波に交差する水平偏波である。図９（ａ）～（ｃ）において、横軸は、ｚ方向を０度とした角度［ｄｅｇ．］、縦軸は、相対強度［ｄＢ］である。
　図９（ａ）～（ｃ）に示すように、いずれの周波数に対してもアレーアンテナ１のサイドローブは、－２５ｄＢ程度に抑制されている。
　図１０は、本実施の形態が適用されるアレーアンテナ１の水平（Ｈ）面内における指向性特性である。図１０（ａ）は、周波数が２７．５ＧＨｚ、図１０（ｂ）は、周波数が２８．５ＧＨｚ、図１０（ｃ）は、周波数が２９．５ＧＨｚの場合である。ここで、水平面とは、図３におけるｘ－ｚ面であって、地表に対して平行な面である。なお、交差偏波は、－６０ｄＢ以下であるので示していない。図１０（ａ）～（ｃ）において、横軸は、ｚ方向を０度とした角度［ｄｅｇ．］、縦軸は、相対強度［ｄＢ］である。
　－３ｄＢでビーム幅を定義すると、図１０（ａ）～（ｃ）に示すように、いずれの周波数に対しても、ビーム幅は、概ね７５度が得られている。
（アンテナ素子１０）
　アレーアンテナ１におけるアンテナ素子１０は、無給電素子部１５が有する無給電素子の数が異なっている。アレーアンテナ１は、１個の無給電素子を有する無給電素子部２５のアンテナ素子２０を備えるアレーアンテナ２に比べて、広帯域である。以下では、アレーアンテナ１に用いるアンテナ素子１０について説明する。
　まず、１個の無給電素子を有する無給電素子部２５のアンテナ素子２０を備えるアレーアンテナ２を説明する。
　図１１は、無給電素子部２５が１個の無給電素子を有するアンテナ素子２０における反射特性を説明する図である。図１１（ａ）は、アンテナ素子２０の斜視図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図、図１１（ｃ）は、異なる放射性能による反射特性である。図１１（ａ）では、アンテナ素子２０の横方向がｘ方向、アンテナ素子２０の縦方向がｙ方向、ｘ－ｙ平面に垂直な方向がｚ方向である。図１１（ｂ）では、紙面の左方向がｚ方向、紙面の上方がｙ方向、紙面の表面方向がｘ方向である。図１１（ｃ）では、横軸が周波数［ＧＨｚ］、縦軸がＳパラメータのＳ１１［ｄＢ］である。
　図１１（ａ）の斜視図では、基板１１の表面側に設けられた接地導体１２と無給電素子部２５が設けられた基板１４との間に空間を設けて示しているが、これは構造を説明するためであって、図１１（ｂ）の断面図に示すように、空間は設けられていない。ここでは、基板１１の表面側に設けられた接地導体１２側と基板１４の裏面側とが絶縁性の接着シート（ボンディングシート）１６により貼り合わせてある。図１１（ｃ）には、基板１４の厚さｔ２が０．７６ｍｍであって、放射性能が３７％、４７％、５５％、５９％、１００％の場合（図７参照）と、基板１４の厚さｔ２が１ｍｍであって、放射性能が１００％の場合とを示す。基板１４の厚さｔ２が０．７６ｍｍの放射性能（％）は、図７に示したように、図５におけるアンテナ素子２０に対応する。３７％は、アンテナ素子２０－１Ｕ、２０－１Ｄに、４７％は、アンテナ素子２０－２Ｕ、２０－２Ｄに、５５％は、アンテナ素子２０－３Ｕ、２０－３Ｄに、５９％は、アンテナ素子２０－４Ｕ、２０－４Ｄに、１００％は、アンテナ素子２０－５Ｕ、２０－５Ｄに対応する。
　図１１（ｃ）に示すように、基板１４の厚さｔ２が０．７６ｍｍの場合、Ｓ１１は、２８．５ＧＨｚを挟んで低周波数側（２７ＧＨｚ側）及び高周波数側（３０ＧＨｚ側）において、放射性能が３７％から１００％へと大きくなるにしたがい、Ｓ１１が大きくなっている。広帯域なアレーアンテナを構成する場合には、各アンテナ素子のＳ１１が小さいことが好ましい。放射性能が３７％のＳ１１は、２７ＧＨｚから３０ＧＨｚの周波数範囲の全体において、Ｓ１１が小さい。しかし、放射性能が４７％、５５％、５９％、１００％のＳ１１は、設計周波数である２８．５ＧＨｚ近傍では、放射性能が３７％に比べて小さいが、低周波数側（２７ＧＨｚ側）及び高周波数側（３０ＧＨｚ側）において、放射性能が３７％に比べて大きい。したがって、アレーアンテナ２は、図８（ｂ）に示すように、Ｓ１１が、低周波数側（２７ＧＨｚ側）及び高周波数側（３０ＧＨｚ側）において、アレーアンテナ１に比べ大きい。
　図１１（ｃ）に示した、基板１４の厚さｔ２が１ｍｍの場合には、放射性能が１００％であっても、Ｓ１１は、基板１４の厚さｔ２が０．７６ｍｍの場合に比べ、小さくなっている。これは、図１１（ｂ）に一点鎖線で囲んで示す、給電素子１３と無給電素子部２５との間の容積Ｖが、異なるためである。すなわち、基板１４の厚さｔ２が１ｍｍの場合が基板１４の厚さｔ２が０．７６ｍｍの場合より容積Ｖが大きく、広帯域になる。ここでは、便宜的に容積Ｖと呼ぶが、容積Ｖは、無給電素子部２５（無給電素子）の面積と、給電素子１３と無給電素子２５との間の誘電性材料（誘電体）の厚さとで求めた積ではない。つまり、容積Ｖは、給電素子１３と無給電素子部２５（無給電素子）との間における電界強度を考慮して求められる量である。容積Ｖは、体積又は容量と表記されてもよい。
　一般に、アレーアンテナは、同じ構成のアンテナ素子が用いられる。このようなアンテナ素子は、給電素子に対向して設けられた１個の無給電素子（無給電素子部）を有している。アンテナ素子の反射特性は、前述したように、給電素子と無給電素子との間の容積Ｖで決まる。そして、放射性能（図４（ａ）参照）が異なると、適切な容積Ｖが異なる。小さな容積Ｖを必要とするアンテナ素子に合わせて基板１４の厚さｔ２を選んだ場合、大きな容積Ｖを必要するアンテナ素子には、容積Ｖを増やすことが求められる。この際、無給電素子の面積を大きくするか、基板１４の厚さｔ２を大きくするかになる。しかし、無給電素子の面積は、無給電素子における励振条件によって制限される。このため、無給電素子の面積を、必要な容積Ｖに対応させて大きくすることは容易でない。一方、広帯域化が必要とされるアンテナ素子の部分の基板１４の厚さｔ２を他の部分と異ならせると、基板１４の製造が複雑になる。
　図１２は、無給電素子部１５が４個の無給電素子を有するアンテナ素子１０における反射特性を説明する図である。図１２（ａ）は、アンテナ素子１０の斜視図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図、図１２（ｃ）は、放射性能が１００％の場合の反射特性である。ここでは、図３に示したアンテナ素子１０－５Ｕで説明する。図１２（ａ）、（ｂ）のｘｙｚ方向は、図１１（ａ）、（ｂ）と同様であり、図１２（ｃ）の横軸、縦軸は、図１１（ｃ）と同様である。なお、図１２（ｂ）では、図１２（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分に含まれない無給電素子部１５を破線で示している。また、図１２（ｃ）には、無給電素子部２５が１個の無給電素子を有するアンテナ素子２０における放射性能が１００％の場合（図５におけるアンテナ素子２０－５Ｕに対応）を合わせて示す。
　図１２（ａ）の斜視図では、基板１１の表面側に設けられた接地導体１２と無給電素子部１５が設けられた基板１４との間に空間を設けて示しているが、これは構造を説明するためであって、図１２（ｂ）の断面図に示すように、空間は設けられていない。ここでは、基板１１の表面側に設けられた接地導体１２側と基板１４の裏面側とが絶縁性の接着シート（ボンディングシート）１６により貼り合わせてある。基板１４の厚さｔ２は、０．７６ｍｍである。
　図１２（ｃ）に示すように、４個の無給電素子を有するアンテナ素子１０－５Ｕ（４無給電素子と表記）は、１個の無給電素子を有するアンテナ素子２０（１無給電素子と表記）に比べ、２７ＧＨｚから３０ＧＨｚの周波数帯域において、Ｓ１１が小さくなっている。これは、無給電素子を４個としたアンテナ素子１０－５Ｕは、無給電素子が１個であるアンテナ素子２０（アンテナ素子２０－５Ｕ）に比べ、給電素子１３と無給電素子部１５－５Ｕとの間の容積Ｖが大きくなったことによる。よって、容積Ｖを大きくして広帯域化を図るために、基板１４の厚さｔ２を大きくすることを要しない。すなわち、基板１４の厚さｔ２は、アンテナ素子１０に対して変更せず、一定でよい。つまり、基板１４は、表面が平坦でよい。このため、複数のアンテナ素子１０を配置したアレーアンテナ１の製造が容易になる。
　図１３は、複数の無給電素子を有する無給電素子部１５の電圧分布を説明する図である。図１３（ａ）は、無給電素子が２個の場合、図１３（ｂ）は、無給電素子が５個の場合である。図１３（ａ）、（ｂ）とも、紙面の右方向がｘ方向、紙面の上方向がｙ方向、紙面の表面方向がｚ方向である。色の濃淡により、電圧分布を示している。
　図１３（ａ）に示す無給電素子部１５は、２個の無給電素子１５ａ、１５ｂを備える。ｙ方向が電界（Ｅ）方向、ｘ方向が磁界（Ｈ）方向である。２個の無給電素子１５ａ、１５ｂは、破線で示す給電素子１３のｙ方向における中央のＨ面（ｘ－ｚ面）を境に分けられて設けられている。図１３（ａ）には、Ｈ面がｘ－ｙ平面と交差する線を一点鎖線で示している。そして、２個の無給電素子１５ａ、１５ｂは、基本モードのみが励振されるように設定されている。
　無給電素子１５ａ、１５ｂはそれぞれのｙ方向の中心が電圧の節となり、＋ｙ方向の端部が＋（又は－）の電圧の腹になり、－ｙ方向の端部が－（又は＋）の電圧の腹になっている。そして、無給電素子１５ａ、１５ｂは、同相で励振されている。つまり、無給電素子１５ａ、１５ｂのｙ方向（Ｅ方向）の長さは、基本モードの励振条件、概ね１／２波長に設定されている。ただし、無給電素子１５ａ、１５ｂのｙ方向（Ｅ方向）の長さは、短縮効果のため、１／２波長よりやや短く設定されている。一方、ｘ方向（Ｈ方向）の幅は、任意であるが、広げすぎると高次モードが発生し、指向特性を劣化させてしまう。その上限値は、１個の無給電素子を用いる場合と同じである。よって、無給電素子部１５が２個の無給電素子を有する場合に設定できる無給電素子の最大面積は、無給電素子部１５が１個の無給電素子を有する場合の最大値の２倍になる。なお、上記の波長は、誘電体中の電磁波の波長（実効波長）であって、自由空間における波長を、誘電体の比誘電率の平方根で割った値である（実効波長＝自由空間における波長／√比誘電率）。
　給電素子１３のｙ方向における中央のＨ面で分けられ、基本モードのみが同相で励振される無給電素子１５ａ、１５ｂを設けると、放射特性を損なうことなく、無給電素子部１５における無給電素子の面積（合計面積）が、１個の無給電素子を設ける場合に比べ大きくなる。よって、給電素子１３と２個の無給電素子１５ａ、１５ｂを設けた無給電素子部１５との間の容積Ｖ（図１２参照）は、１個の無給電素子を設ける場合に比べ大きくなる。
　図１３（ｂ）に示す無給電素子部１５は、５個の無給電素子１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇを備える。ここでも、ｙ方向が電界（Ｅ）方向、ｘ方向が磁界（Ｈ）方向である。無給電素子１５ｃ、１５ｄは、破線で示す給電素子１３のｙ方向における中央のＨ面を境に分けられている。同様に、無給電素子１５ｆ、１５ｇは、給電素子１３のｙ方向における中央のＨ面を境に分けられて設けられている。そして、無給電素子１５ｃ、１５ｄ、１５ｆ、１５ｇのそれぞれは、基本モードのみが同相で励振されるように設定されている。一方、無給電素子１５ｅは、Ｈ面で分けられていない。ただし、無給電素子１５ｅは、基本モードのみが励振されるように設定されている。このように、Ｈ面で分けられ、基本モードのみが励振される無給電素子１５ｃ、１５ｄ、１５ｆ、１５ｇに加えて、Ｈ面で分けられていない、基本モードのみが励振される無給電素子１５ｅを備えてもよい。なお、ｘ方向（Ｈ方向）の幅の合計の上限値は、１個の無給電素子を用いる場合の幅の上限値に近い値に設定される。この場合であっても、放射特性を損なうことなく、無給電素子部１５における無給電素子の面積（合計）が、１個の無給電素子を設ける場合に比べ大きくなり、給電素子１３と無給電素子部１５との間の容積Ｖ（図１２参照）が大きくなる。Ｈ面で分けられていない無給電素子１５ｅを備えることで、容積の調整範囲が広げられる。ここでは、無給電素子部１５が有する無給電素子の数は、７個など他の値であってもよい。
　図１３（ａ）、（ｂ）では、無給電素子部１５が有する複数の無給電素子は、ｘ方向において対称に設けられている。なお、電波の放射方向をｘ－ｚ面において、ｚ方向から傾ける（チルトさせる）場合には、無給電素子部１５が有する複数の無給電素子を、ｘ方向において非対称に設けてもよい。同様に、無給電素子部１５が有する複数の無給電素子は、ｙ方向において対称に設けられている。なお、電波の放射方向をｙ－ｚ面において、ｚ方向から傾ける（チルトさせる）場合には、無給電素子部１５が有する複数の無給電素子を、ｙ方向において非対称に設けてもよい。
　図１４は、無給電素子部１５を説明する図である。図１４（ａ）は、１個の無給電素子を有する場合、図１４（ｂ）は、５個の無給電素子を有する場合、図１４（ｃ）は、４個の無給電素子を有する場合、図１４（ｄ）は、２個の無給電素子を有する場合である。
　無給電素子部１５と給電素子１３との間の容積Ｖは、図１４（ａ）の１個の無給電素子を有する場合の容積Ｖを１とした場合、図１４（ｄ）の２個の無給電素子を有する場合の容積Ｖが概ね２倍になる。そして、容積Ｖは、図１４（ａ）の１個の無給電素子を有する場合から、図１４（ｂ）の５個の無給電素子を有する場合、図１４（ｃ）の４個の無給電素子を有する場合、そして図１４（ｄ）の２個の無給電素子を有する場合の順に大きくなる。よって、無給電素子部１５がＨ面で分けられた複数の無給電素子を有することで、給電素子１３と無給電素子部１５との間の容積Ｖは、１倍（１個の無給電素子を有する場合）から２倍（２個の無給電素子を有する場合）の範囲で設定が可能である。
　容積Ｖは、基板１４の厚さｔ２に比例する。このことから、１個の無給電素子の無給電素子部１５を有するアンテナ素子１０に適切な基板１４の厚さｔ０を算出すれば、基板１４の厚さｔ２として、ｔ０／２＜ｔ２＜ｔ０の範囲の基板１４を選べばよいことになる。つまり、厚さｔ２の選択の範囲が広がることで、入手しやすい厚さｔ２の基板１４が選択できる。
　図１５は、本実施の形態が適用されるアレーアンテナ１が備えるアンテナ素子１０の反射特性を説明する図である。横軸、縦軸は、図１１（ｃ）と同じである。基板１４は、厚さｔ２が０．７６ｍｍ、比誘電率が３．３である。図１５には、放射性能（％）が、３７％、４７％、５５％、５９％、１００％の場合を示している。これらの放射性能（％）は、図７（ａ）から図３におけるアンテナ素子１０に対応する。３７％は、１個の無給電素子（１無給電素子）のアンテナ素子１０－１Ｕ、１０－１Ｄに、４７％は、１個の無給電素子（１無給電素子）のアンテナ素子１０－２Ｕ、１０－２Ｄに、５５％は、５個の無給電素子（５無給電素子）のアンテナ素子１０－３Ｕ、１０－３Ｄに、５９％は、５個の無給電素子（５無給電素子）のアンテナ素子１０－４Ｕ、１０－４Ｄに、１００％は、４個の無給電素子（４無給電素子）のアンテナ素子１０－５Ｕ、１０－５Ｄに対応する。
　図１５に示すように、放射性能が５５％、５９％、１００％のアンテナ素子１０は、無給電素子部１５に複数の無給電素子を有する。よって、図１２（ａ）で説明したように、これらのアンテナ素子１０のＳ１１は、図１１（ｂ）に示した１個の無給電素子を有する無給電素子部２５のアンテナ素子２０に比べて小さくなっている。よって、図８（ｂ）に示したように、アレーアンテナ１は、アレーアンテナ２に比べて、Ｓ１１が小さくなっている。
　図１６は、給電素子（スロット）１３の形状について説明する図である。図１６（ａ）は、長方形型、図１６（ｂ）は、ダンベル型、図１６（ｃ）は、ボウタイ（蝶ネクタイ）型、図１６（ｄ）は、Ｈ字型である。
　図３に示したアレーアンテナ１では、図７（ａ）に示したアンテナ素子１０の放射電力及び放射性能に応じて、給電素子（スロット）１３の形状・寸法、無給電素子部１５における無給電素子の数、及び給電線路５０の形状が設定される。よって、給電素子（スロット）１３の形状として、図１６（ａ）～（ｄ）に示した形状が用いられてもよい。
（他の偏波を放射するアンテナ素子１０）
　上記においては、アレー方向（図３では、ｙ方向）に電界方向が向いた垂直偏波のアンテナ素子１０を説明した。ここでは、アレー方向に給電線路５０が設けられたアレーアンテナ１において、アレー方向から４５度傾いた偏波（４５度偏波と表記する。）のアンテナ素子１０Ａと、アレー方向から９０度傾いた偏波（水平偏波と表記する。）のアンテナ素子１０Ｂとを説明する。
　図１７は、本実施の形態が適用される４５度偏波のアンテナ素子１０Ａを説明する図である。図１７（ａ）は、アンテナ素子１０Ａの斜視図、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図であって、図１７（ｃ）のＸＶＩＩＢ－ＸＶＩＩＢ線での断面図、図１７（ｃ）は、無給電素子部１５Ａ側から平面視した図である。図１７（ａ）、（ｂ）のｘｙｚ方向は、図１１（ａ）、（ｂ）と同様である。図１７（ｃ）では、紙面の右方向がｘ方向、紙面の上方向がｙ方向、紙面の表面方向がｚ方向である。
　アンテナ素子１０Ａは、基板１１と、接地導体１２と、給電素子１３Ａと、基板１４と、無給電素子部１５Ａとを備える。基板１１、接地導体１２、基板１４は、アンテナ素子１０と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。また、給電線路５０は、図１１に記載した給電線路５０と同様である。図１７（ａ）の斜視図では、接地導体１２が設けられた基板１１と、無給電素子部１５Ａが設けられた基板１４との間に空間を設けて示しているが、これは構造を説明するためであって、図１７（ｂ）の断面図に示すように、空間は設けられていない。無給電素子部１５Ａが設けられた基板１４の裏面側に接して給電素子１３Ａが設けられている。ここでは、基板１１の表面側に設けられた接地導体１２側と基板１４の裏面側とが絶縁性の接着シート（ボンディングシート）１６により貼り合わせてある。これにより、給電素子１３Ａと無給電素子部１５Ａとが基板１４を挟んで対向する。つまり、無給電素子部１５－１Ｕが設けられた基板１４の裏面側に給電素子１３－１Ｕが接して設けられている。無給電素子部１５Ａは、図１４（ｂ）に示した５個の無給電素子を有するとしているが、他の個数の無給電素子を備えてもよい。
　図１７（ａ）、（ｃ）に示す、４５度偏波のアンテナ素子１０Ａでは、給電素子１３Ａは、アレー方向（＋ｙ方向）から時計回りに４５度方向に長手方向を有する長方形型のスロットである。そして、無給電素子部１５Ａは、図１４（ｂ）の無給電素子部１５をアレー方向（＋ｙ方向）から反時計回りに４５度回転させたものである。アンテナ素子１０の代わりにアンテナ素子１０Ａを用いると、アレーアンテナ１は、アレー方向（＋ｙ方向）から反時計回りに４５度傾いた４５度偏波を放射する。
　図１７（ｃ）に示すように、アンテナ素子１０と同様に、アンテナ素子１０Ａにおいても、平面視において、給電線路５０が無給電素子部１５Ａと重なって配置される。よって、アンテナ素子１０の代わりにアンテナ素子１０Ａを配置したアレーアンテナ１を複数並列に配列した場合において、アレーアンテナ１間の間隔（図２（ａ）の間隔Ｐ１）を広げることを要せず、小さくできる。よって、複数のアレーアンテナ１を並列配置したアンテナ（図１（ａ）の平面アンテナ１００に類似したアンテナ）を小型化できる。
　４５度偏波のアンテナ素子１０Ａを用いたアレーアンテナ１を中央給電で給電する場合、アレー方向の中央からアレー方向と逆アレー方向とで位相を１８０度異ならせることがよい。
　図１８は、本実施の形態が適用される水平偏波のアンテナ素子１０Ｂを説明する図である。図１８（ａ）は、アンテナ素子１０Ｂの斜視図、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図であって、図１８（ｃ）のＸＶＩＩＩＢ－ＸＶＩＩＩＢ線での断面図、図１８（ｃ）は、無給電素子部１５Ｂ側から平面視した図である。図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のｘｙｚ方向は、図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と同様である。
　アンテナ素子１０Ｂは、基板１１と、接地導体１２と、給電素子１３Ｂと、基板１４と、無給電素子部１５Ｂとを備える。基板１１、接地導体１２、基板１４は、アンテナ素子１０と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。図１８（ａ）の斜視図では、接地導体１２が設けられた基板１１と、無給電素子部１５Ｂが設けられた基板１４との間に空間を設けて示しているが、これは構造を説明するためであって、図１８（ｂ）の断面図に示すように、空間は設けられていない。ここでは、基板１１の表面側に設けられた接地導体１２側と基板１４の裏面側とが絶縁性の接着シート（ボンディングシート）１６により貼り合わせてある。これにより、給電素子１３Ｂと無給電素子部１５Ｂとが基板１４を挟んで対向する。つまり、無給電素子部１５Ｂが設けられた基板１４の裏面側に給電素子１３Ｂが接して設けられている。無給電素子部１５Ｂは、図１４（ｂ）に示した５個の無給電素子を有するとしているが、他の個数の無給電素子を備えてもよい。
　図１８（ａ）、（ｃ）に示すように、水平偏波のアンテナ素子１０Ｂでは、給電素子１３Ｂは、アレー方向（＋ｙ方向）に長手方向を有する長方形型のスロットである。そして、無給電素子部１５Ｂは、図１４（ｂ）に示した無給電素子部１５をアレー方向（＋ｙ方向）から時計回りに９０度回転させたものである。給電線路５０は、ｙ方向に延びる幹部５１と、基幹からｘ方向に分岐する枝部５２とを備える。幹部５１は、給電素子１３Ｂから－ｘ方向側にずれて設けられ、平面視において、枝部５２は、給電素子１３Ｂと重なるように＋ｘ方向に伸びている。このアンテナ素子１０Ｂを用いると、水平偏波を放射するアレーアンテナ１となる。
　図１８（ｃ）に示すように、水平偏波のアンテナ素子１０Ｂにおいても、平面視において、給電線路５０が無給電素子部１５Ｂに重なって配置される。よって、アンテナ素子１０の代わりにアンテナ素子１０Ｂを用いたアレーアンテナ１を複数並列に配列した場合において、アレーアンテナ１間の間隔（図２（ａ）の間隔Ｐ１）を広げることを要せず、小さくできる。よって、複数のアレーアンテナ１を並列配置したアンテナ（図１（ａ）の平面アンテナ１００に類似したアンテナ）を小型化できる。
　なお、水平偏波のアンテナ素子１０Ｂを用いたアレーアンテナ１を中央給電で給電する場合には、アレー方向の中央からアレー方向と逆アレー方向とで位相を異ならせることを要しない。
（アンテナ素子１０の変形例１）
　アンテナ素子１０では給電素子１３としてスロットを用いた。スロットを給電素子１３として用いる場合、給電線路５０をコプレーナ（ＣＰＷ：コプレーナウエーブ）型としてもよい。
　図１９は、本実施の形態の変形例１である、コプレーナ型の給電線路７０が適用されるアンテナ素子３０の一例を説明する図である。図１９（ａ）は、アンテナ素子３０の斜視図、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図である。図１９（ａ）、（ｂ）のｘｙｚ方向は、図１１（ａ）、（ｂ）と同様である。
　アンテナ素子３０は、基板１４と、接地導体３２と、給電素子３３と、無給電素子部１５とを備える。基板１４、無給電素子部１５は、アンテナ素子１０と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。なお、無給電素子部１５は、５個の無給電素子を有するとしているが、他の個数の無給電素子を備えてもよい。
　アンテナ素子３０では、無給電素子部１５は、アンテナ素子１０と同様に、基板１４の表面側に設けられているが、接地導体３２及び給電素子３３は、基板１４の裏面側に設けられている。そして、給電線路７０も、基板１４の裏面側に設けられている。図１９（ａ）の斜視図では、接地導体３２、給電素子３３及び給電線路７０を、無給電素子部１５が設けられた基板１４と別に記載しているが、これは構造を説明するためであって、図１９（ｂ）の断面図に示すように、接地導体３２、給電素子３３及び給電線路７０は、基板１４の裏面側に設けられている。
　接地導体３２、給電素子３３及び給電線路７０は、基板１４の裏面側に設けられた導電性材料により形成されている。つまり、図１９（ａ）に示すように、基板１４の裏面側のｘ方向における中央部に給電線路７０が設けられ、接地導体３２が給電線路７０を挟んで基板１１の±ｘ方向の両側に分けて設けられている。給電素子３３は、接地導体３２を±ｘ方向に広げるように除去して設けられた開口（スロット）であって、アレー方向（＋ｙ方向）に直交する方向（＋ｘ方向）が長手、アレー方向（＋ｙ方向）が短手である長方形である。そして、開口（スロット）の中心に、給電線路７０が設けられている。そして、給電素子３３と無給電素子部１５とが基板１４を挟んで対向する。つまり、無給電素子部１５が設けられた基板１４の裏面側に給電素子（スロット）３３が設けられている。
　アンテナ素子３０では、基板１４の裏面側に設けた１層の導電性材料の層により、接地導体３２、給電素子（スロット）３３及び給電線路７０が構成されている。よって、両面（表面及び裏面）に導電性材料の層が設けられた基板１４により、表面側に無給電素子部１５を設け、裏面側に接地導体３２、給電素子（スロット）３３及び給電線路７０を設ければよい。よって、アンテナ素子１０が基板１１、１４を用いるのに対して、アンテナ素子３０は、基板１１を要しない。つまり、アンテナ素子３０は、基板の数が少ない。
　なお、給電線路７０の端部に配置されるアンテナ素子３０（図３（ａ）のアンテナ素子１０－５Ｕ、１０－５Ｄに相当する。）では、給電線路７０は、接地導体３２に接続されている。
　図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、アンテナ素子３０においても、アンテナ素子１０と同様に、平面視において、給電線路７０が無給電素子部１５に重なって配置される。よって、アンテナ素子１０の代わりにアンテナ素子３０を配置したアレーアンテナ１を複数並列に配列した場合において、アレーアンテナ１間の間隔（図２（ａ）の間隔Ｐ１）を広げることを要せず、小さくできる。よって、複数のアレーアンテナ１を並列配置したアンテナ（図１（ａ）の平面アンテナ１００に類似したアンテナ）を小型化できる。
　アンテナ素子１０及び給電線路５０の代わりに、アンテナ素子３０及び給電線路７０を用いたアレーアンテナ１は、アレー方向（＋ｙ方向）の偏波（垂直偏波）を放射する。
（アンテナ素子１０の変形例２）
　アンテナ素子１０の給電素子１３及びアンテナ素子３０の給電素子３３として、スロットを用いた。給電素子として、パッチを用いてもよい。以下では、給電素子（パッチ）４３と表記する。
　図２０は、本実施の形態の変形例２である、給電素子（パッチ）４３が適用されるアンテナ素子４０の一例を説明する図である。図２０（ａ）は、アンテナ素子４０の斜視図、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の断面図である。図２０（ａ）、（ｂ）のｘｙｚ方向は、図１１（ａ）、（ｂ）と同様である。
　アンテナ素子４０は、基板１１と、接地導体４２と、給電素子（パッチ）４３と、基板１４と、無給電素子部１５とを備える。基板１１、基板１４、無給電素子部１５は、アンテナ素子１０と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。図２０（ａ）の斜視図では、給電素子（パッチ）４３が設けられた基板１１と、無給電素子部１５が設けられた基板１４との間に空間を設けて示しているが、これは構造を説明するためであって、図２０（ｂ）の断面図に示すように、空間は設けられていない。ここでは、基板１１の表面側に設けられた給電素子（パッチ）４３側と基板１４の裏面側とが絶縁性の接着シート（ボンディングシート）１６により貼り合わせてある。無給電素子部１５は、５個の無給電素子を有するとしているが、他の個数の無給電素子を備えてもよい。
　給電素子（パッチ）４３は、基板１１の表面側に導電性材料で構成されている。給電素子（パッチ）４３は、外形が長方形であって、基板１４に設けられた無給電素子部１５と対向する。接地導体３２は、基板１１の裏面側に導電性材料で構成されている。ここでは、接地導体３２は、基板１１の裏面側の全面を覆うように設けられている。ただし、接地導体３２は、必ずしも基板１１の裏面側の全面を覆うことを要せず、基板１１の裏面側において、表面側に設けられる給電素子（パッチ）４３及び後述する給電線路８０に対向するように設けられればよい。なお、給電素子（パッチ）４３を用いたアンテナ素子４０は、マイクロストリップアンテナ（ＭＳＡ）である。そして、給電素子４３と無給電素子部１５とが基板１４を挟んで対向する。つまり、無給電素子部１５が設けられた基板１４の裏面側に給電素子１３－１Ｕが接して設けられている。なお、給電素子（パッチ）４３及び給電線路８０は、基板１４の裏面側に設けられてもよい。
　給電線路８０は、基板１１の表面側において導電性材料で構成され、給電素子（パッチ）４３に接続されている。つまり、給電線路８０及び給電素子（パッチ）４３は、基板１１の表面側に設けた１層の導電性材料の層により構成されている。図２０では、１個のアンテナ素子４０が表記されているが、複数のアンテナ素子４０を配列したアレーアンテナとする場合、給電線路８０は、複数の給電素子（パッチ）４３間を直列に接続するように設けられる。なお、給電線路８０は、端部に配置されるアンテナ素子４０（図３（ａ）のアンテナ素子１０－５Ｕ、１０－５Ｄに相当する。）で終端される。
　アンテナ素子１０の代わりに、アンテナ素子４０を用いたアレーアンテナ１は、アレー方向（＋ｙ方向）に電界が向いた垂直偏波を放射する。
　図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、アンテナ素子４０においても、アンテナ素子１０と同様に、平面視において、給電線路８０が無給電素子部１５に重なって配置される。よって、アンテナ素子１０の代わりにアンテナ素子４０を配置したアレーアンテナ１を複数並列に配列した場合において、アレーアンテナ１間の間隔（図２（ａ）の間隔Ｐ１）を広げることを要せず、小さくできる。よって、複数のアレーアンテナ１を並列配置したアンテナ（図１（ａ）の平面アンテナ１００に類似したアンテナ）を小型化できる。
　なお、パッチを給電素子４３に用いる場合、給電線路８０が設けられる方向（ここでは、ｙ方向）に対して、４５度傾けた偏波（４５度偏波）や９０度傾けた偏波（水平偏波）のアレーアンテナは構成しづらい。４５度偏波のアレーアンテナ又は水平偏波のアレーアンテナを構成するには、インピーダンス整合回路などを介して給電線路８０から分岐した給電線路を設けて給電することを要するためである。このため、隣接するアレーアンテナ間の間隔（図２（ａ）の間隔Ｐ１）が大きくなるおそれがある。よって、パッチを給電素子４３に用いる場合には、給電線路８０が設けられる方向の偏波を用いることがよい。
　以上説明したように、本実施の形態が適用されるアレーアンテナ１は、中央給電によりアレー方向（＋ｙ方向側）のアンテナ素子１０（図３では、アンテナ素子１０－１Ｕ～１０－５Ｕ）と、逆アレー方向（－ｙ方向側）のアンテナ素子１０（図３では、アンテナ素子１０－１Ｄ～１０－５Ｄ）が給電される直列給電方式として説明した。しかし、アンテナ素子１０が配置された一方の端（片隅）から給電する片隅給電を用いてもよい。
　なお、中央給電では、アンテナ素子１０の数の半分にそれぞれ電力を供給すればよく、図７に示したように、相対放射電力量が大きいアンテナ素子１０から給電される。一方、片隅給電では、アンテナ素子１０の全てに電力を供給するとともに、相対放射電力量が小さいアンテナ素子１０から給電を始めることになる。
　本実施の形態が適用されるアンテナ素子１０では、無給電素子部１５に含まれる無給電素子の平面形状を長方形としたが、無給電素子の平面形状は、長方形以外の四角形や、角を取った四角形であってもよく、円形、楕円形、多角形など他の形状であってもよい。
　以上説明したように、本実施の形態が適用されるアレーアンテナ１では、アンテナ素子１０の無給電素子部１５が有する無給電素子の数を異ならせることで、アンテナ素子１０の反射特性を制御している。そして、無給電素子部１５が給電素子１３の中心におけるＨ面で分けられた複数の無給電素子を有するようにして、給電素子１３と無給電素子部１５との容積Ｖを調整可能としている。無給電素子部１５が複数の無給電素子を有することにより、無給電素子部１５が１個の無給電素子を有する場合に比べて、給電素子１３と無給電素子部１５との間の容積Ｖが大きくなる。よって、基板１４の厚さを大きくすることなく、容積Ｖを大きくすることができる。複数の無給電素子は、それぞれが基本モードで励振されるように設定されている。よって、アンテナ素子１０の放射特性が劣化することを抑制しつつ、リターンロスであるＳ１１を抑制して、アンテナ素子１０を広帯域化している。
　給電素子をスロット（給電素子１３、３３）、又は給電素子をパッチ（給電素子４３）とすると、給電線路（給電線路５０、７０、８０）は、平面視において、アンテナ素子（アンテナ素子１０、３０、４０）の無給電素子部１５に重なって配置される。つまり、平面視において、給電線路は、アンテナ素子と重なる。よって、複数のアンテナ素子を備えるアレーアンテナ１を並列に配置した場合、アレーアンテナ１間の間隔（図２（ａ）の間隔Ｐ１）を小さくできる。このため、複数のアレーアンテナ１を並列配置したアンテナ（図１（ａ）の平面アンテナ１００に類似したアンテナ）を小型化できる。
　さらに、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な変形を行っても構わない。
１、１′、２…アレーアンテナ、１０、１０′、２０、３０、４０…アンテナ素子、１１、１４…基板、１２、３２、４２…接地導体、１３、２３、３３、４３…給電素子、１５、２５…無給電素子、１６…接着シート（ボンディングシート）、５０、５０′、６０、７０、８０…給電線路、１００…平面アンテナ、２００…制御部、３００…電波、ＧＥ、ＧＨ…間隙、Ｐ１、Ｐ２…間隔、Ｖ…容積、ＷＥ、ＷＨ…幅

Claims (16)

  1. 　電波を送受信する第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子と、
    　前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子とに直列に給電する給電線路と、を備え、
    　前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子とは、それぞれが前記給電線路から給電される給電素子と、当該給電素子と対向して設けられた、無給電素子を含む無給電素子部とを有し、当該第１のアンテナ素子が有する無給電素子部における無給電素子と、当該第２のアンテナ素子が有する無給電素子部における無給電素子とは、数が異なることを特徴とするアレーアンテナ。
  2. 　前記第１のアンテナ素子が有する無給電素子部と前記第２のアンテナ素子が有する無給電素子部とが表面側に設けられた、誘電性材料で構成された基板を有し、
    　前記第１のアンテナ素子が有する給電素子と前記第２のアンテナ素子が有する給電素子とは、前記基板の裏面側に設けられ、又は当該基板の裏面側に接して設けら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. 　前記基板は、厚さが一定であることを特徴とする請求項２に記載のアレーアンテナ。
  4. 　前記第１のアンテナ素子及び前記第２のアンテナ素子の少なくともいずれか一方の無給電素子部は、前記給電素子の中央部におけるＨ面を境に分離して設けられ、基本モードで同相にて励振される１組の無給電素子を含む、複数の無給電素子を備えることを特徴とする請求項１に記載のアレーアンテナ。
  5. 　前記複数の無給電素子は、前記Ｈ面を境に分離されていない無給電素子を含むことを特徴とする請求項４に記載のアレーアンテナ。
  6. 　前記複数の無給電素子は、前記給電素子との間の容積が、無給電素子が１個の場合の容積に比べて大きいことを特徴とする請求項４又は５に記載のアレーアンテナ。
  7. 　前記第１のアンテナ素子が有する無給電素子部及び前記第２のアンテナ素子が有する無給電素子部は、平面視において、前記給電線路と重なっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアレーアンテナ。
  8. 　誘電性材料で構成された他の基板を有し、
    　前記給電素子が前記他の基板の表面側に設けられ、
    　前記基板と前記他の基板とは、当該基板の裏面側と、当該他の基板の表面側とが重ね合わされていることを特徴とする請求項２又は３に記載のアレーアンテナ。
  9. 　前記給電線路は、アンテナ素子が配列されたアレーの一端部から給電される片隅給電、又はアレーの中央部から互いに反対方向に給電される中央給電であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のアレーアンテナ。
  10. 　前記給電線路が中央給電であって、アレー方向に沿った偏波、又はアレー方向から４５度ずれた偏波を放射する場合、中央部から互いに反対方向に給電される電力の位相が１８０度ずれていることを特徴とする請求項９に記載のアレーアンテナ。
  11. 　前記給電素子は、スロット又はパッチであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のアレーアンテナ。
  12. 　給電素子と、
    　前記給電素子と対向して設けられた複数の無給電素子と、を備え、
    　前記複数の無給電素子は、前記給電素子の中央部におけるＨ面を境に分離され、基本モードで同相にて励振される、少なくとも１組の無給電素子を含むことを特徴とするアンテナ素子。
  13. 　前記複数の無給電素子は、前記給電素子の中央部におけるＨ面を境に分離されていない無給電素子を含むことを特徴とする請求項１２に記載のアンテナ素子。
  14. 　前記複数の無給電素子が表面側に設けられた基板を備え、
    　前記給電素子は、前記基板の裏面側に設けられ、又は裏面側に接して設けられていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のアンテナ素子。
  15. 　前記給電素子が表面側に設けられた他の基板を備え、
    　前記基板と前記他の基板とは、当該基板の裏面側と当該他の基板の表面側とが重ね合わせられていることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載のアンテナ素子。
  16. 　前記給電素子は、スロット又はパッチであることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載のアンテナ素子。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001244727A (ja) * 2000-03-02 2001-09-07 Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd マイクロストリップアンテナ
JP2006115451A (ja) * 2004-09-15 2006-04-27 Ricoh Co Ltd 指向性制御マイクロストリップアンテナおよび該アンテナを用いた無線モジュールならびに無線システム
JP2008061030A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> アンテナ装置
US20130176177A1 (en) * 2012-01-09 2013-07-11 Utah State University Reconfigurable antennas utilizing parasitic pixel layers
JP2017059909A (ja) * 2015-09-14 2017-03-23 日本無線株式会社 導波管／伝送線路変換器、アレーアンテナ及び平面アンテナ
JP2020092416A (ja) * 2018-12-07 2020-06-11 アップル インコーポレイテッドＡｐｐｌｅ Ｉｎｃ． 広帯域測距機能を有する電子デバイス
JP2020156089A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 古河電気工業株式会社 アンテナ装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001244727A (ja) * 2000-03-02 2001-09-07 Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd マイクロストリップアンテナ
JP2006115451A (ja) * 2004-09-15 2006-04-27 Ricoh Co Ltd 指向性制御マイクロストリップアンテナおよび該アンテナを用いた無線モジュールならびに無線システム
JP2008061030A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> アンテナ装置
US20130176177A1 (en) * 2012-01-09 2013-07-11 Utah State University Reconfigurable antennas utilizing parasitic pixel layers
JP2017059909A (ja) * 2015-09-14 2017-03-23 日本無線株式会社 導波管／伝送線路変換器、アレーアンテナ及び平面アンテナ
JP2020092416A (ja) * 2018-12-07 2020-06-11 アップル インコーポレイテッドＡｐｐｌｅ Ｉｎｃ． 広帯域測距機能を有する電子デバイス
JP2020156089A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 古河電気工業株式会社 アンテナ装置

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