JPH10327014A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナ装置で、波源から出る平面波の伝搬
がブロッキングされ放射特性が劣化するのを防ぐ。ま
た、給電部によるデッドスペースをなくする。 【解決手段】 アンテナ装置において、２枚の平行平板
からなる平行平板導波路の片面に複数個の放射孔を設け
て放射部とし、この放射部に隣接して配置されたレンズ
とこのレンズの焦点またはその近傍に配置された波源と
を含む給電部を構成し、この給電部から放射部の方向に
実質的に平面波とみられる波を進行波給電する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、２枚の平行平板
導体間に電波を進行させる給電形式のアンテナ装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、従来のアンテナ装置の一例に
ついて、その構成と動作を示す図である。この例は、
Ｆ．Ｒａｈｍａｎ著，“Ａ ＳＩＭＰＬＥ ＣＯＡＸＩ
ＡＬ ＦＥＤ ＰＬＡＮＡＲ ＭＩＣＲＯＳＴＲＩＰ
ＳＬＯＴ ＡＲＲＡＹ”，ＩＥＥＥＡＰ−Ｓ Ｓｙｍｐ
ｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ，（１９８１年，ｐｐ．２０
７−２０８）に示されたものである。

【０００３】図１１（ａ）は、そのアンテナ装置の平面
構造を示す図であり、図１１（ｂ）は、その動作を説明
するための図である。図において、１ａは２枚の平行な
導体板からなる平行平板導波路、２は上記平行平板導波
路１ａの片面に複数形成された放射孔、３ａは上記平行
平板導波路１ａの内部に置かれた波源、５ｈは上記波源
３ａを含む給電部、６は上記複数の放射孔２からなる放
射部、７ａは上記給電部５ｈで形成される平面波、８は
上記平面波７ａの進行方向、９は吸収体、１８は上記給
電部５ｈにおける放物面状反射壁、２０は上記波源３ａ
より励振される円筒波である。

【０００４】次に作用について説明する。波源３ａより
励振された円筒波２３は、平行平板導波路１ａを伝搬
し、放物面状反射壁１８で平面波７ａに変換され、給電
部５ｈから放射部６に供給される。放射部６に供給され
た平面波７ａは進行方向８の方向に伝搬するが、その入
射電力は放射部６に設けてある複数の放射孔２に結合し
各々の放射孔２より電磁波として放射される。ここで、
すべての放射孔２より放射しきれずに残った残留電力は
平行平板導波路１ａに設けてある無反射終端として動作
する吸収体９により浪費される。つまりこのアンテナ装
置は、放射部６と共平面状の位置に平面波７ａを供給す
る給電部５ｈを設けることによりアンテナとして動作す
る。

【０００５】次に、図１２は、従来の他のアンテナ装置
を示す図である。この例は、Ｓ．Ａ．Ｚｅｌｕｂｏｗｓ
ｋｉ著，“Ｌｏｗ Ｃｏｓｔ Ａｎｔｅｎｎａ Ａｌｔ
ｅｒｎａｔｉｖｅｓ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ
Ｒａｄａｒｓ”，ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ ＪＯＵＲＮＡ
Ｌ，（１９９４年７月，ｐｐ．５４−６３）に示された
ものである。

【０００６】図１２（ａ）は、そのアンテナ装置の構造
を示す断面図であり、図１１（ｂ）は、その構造を説明
するための平面図である。図において、１ａ及び１ｂは
２枚の平行な導体板からなる平行平板導波路、３ｂ〜３
ｄは上記平行平板導波路１ｂの内部に置かれた波源、１
０は概ね上記平面波と見なせる準平面波、１７は上記波
源３ｂ〜３ｄにより励振される電磁波、１９は平行平板
導波路１ａと１ｂ及び放物面状反射壁１８とからなる放
物面状折り曲げ部である。その他の図１１と同一の符号
は、同一または相当部分を示す。

【０００７】この図１２に示されたアンテナ装置は、図
１１（ａ）で示した放射部６の背面に２層構造となるよ
うに、さらに平行平板導波路１ｂをもう１層構成し、こ
れら２層構造の平行平板導波路１ａと１ｂの接続を、放
物面状反射壁１８を有する放物面状折り曲げ部１９によ
り行い、さらにこの放物面状折り曲げ部１９の焦点とそ
の近傍にそれぞれ波源３ｂ〜３ｄを配置した構成のアン
テナ装置である。波源３ｂ〜３ｄのうちの１個の波源に
より励振された電磁波１７は、平行平板導波路１ｂを伝
搬し、放物面状折り曲げ部１９の放物面状反射壁１８に
より概ね平面波とみなせる準平面波１０に変換された
後、平行平板導波路１ａを放射部６に向かって伝搬す
る。したがって、このアンテナ装置は、３個の波源３ｂ
〜３ｄを電気的にスイッチングすることにより３ビーム
アンテナとして動作させることが可能であるとともに、
図１１（ａ）で示したアンテナ装置において生じる波源
３ａのブロッキングの問題を解決したアンテナ装置であ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ装置は
以上のように構成されているため、例えば図１１に示し
たアンテナ装置では、波源が平面波の伝搬を妨げるブロ
ッキングにより放射特性が劣化するという問題点があっ
た。また、図１２に示したアンテナ装置では、放物面状
反射壁とその焦点に置いた波源からなる給電部や放物面
状折り曲げ部を放射部の横に配置しなければならず、ア
ンテナとして放射に寄与しないデッドスペースが出来て
しまうため、このデッドスペースを排除することにより
アンテナを小形化しなければならないという問題点もあ
った。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、波源によるブロッキングが
無いアンテナ装置を得るとともに、複数ビームのスイッ
チングが可能であり、また、アンテナとしてデッドスペ
ースの無い小形のアンテナ装置を得ることを目的として
いる。また、スイッチングを必要としない周波数ビーム
走査のアンテナ装置を得ることも目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明によるアンテ装
置は、２枚の平行平板からなる平行平板導波路の一部に
おいて前記平行平板導波路の片面に複数個の放射孔を形
成した放射部と、前記平行平板導波路の前記放射部に隣
接する部分で前記放射部の入力側に配置されたレンズと
このレンズの焦点またはその近傍に配置された波源とを
含み上記放射部の方向に実質的に平面波とみられる波を
進行波給電する給電部とを備えたことを特徴とするもの
である。

【００１１】また、この発明によるアンテ装置は、前記
波源が複数個配置され、実質的に平面波とみられる波を
それぞれ異なった進行方向に進行波給電することができ
るようにしたことを特徴とするものである。また、この
発明によるアンテ装置は、前記給電部が前記放射部との
境界で前記放射部の背面方向に屈曲するように形成され
たことを特徴とするものである。

【００１２】また、この発明によるアンテ装置は、前記
レンズとしてルーネベルグレンズを用いたことを特徴と
するものである。また、この発明によるアンテ装置は、
前記波源を電気的にスイッチングする手段、あるいは前
記波源の少なくとも１つを駆動する機械駆動手段を備え
たことを特徴とするものである。

【００１３】また、この発明によるアンテ装置は、２枚
の平行平板からなる第１の平行平板導波路の片面に複数
個の放射孔を形成するとともにその中心及び両端部に入
射口を形成した放射部と、前記放射部の背面に形成され
た第２の平行平板導波路において第１のレンズとこの第
１のレンズの焦点またはその近傍に配置された波源とを
含み上記入射口から上記放射部に実質的に平面波とみら
れる波を２分配給電する第１の給電部と、前記放射部の
背面に形成された第３の平行平板導波路において第２の
レンズとこの第２のレンズの両側の焦点またはその近傍
にそれぞれ配置された波源とを含み上記放射部の両端部
の入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波
を進行波給電する第２の給電部とを備えたことを特徴と
するものである。

【００１４】また、この発明によるアンテ装置は、２枚
の平行平板からなる第１の平行平板導波路の片面に複数
個の放射孔を形成するとともにその中心及び両端部に入
射口を形成した放射部と、前記放射部の背面に形成され
た第２の平行平板導波路において第１のレンズとこの第
１のレンズの焦点またはその近傍に配置された波源とを
含み上記入射口から上記放射部に実質的に平面波とみら
れる波を２分配給電する第１の給電部と、前記放射部の
背面に形成された第３の平行平板導波路において、第２
のレンズとこの第２のレンズの焦点またはその近傍に配
置された波源とを含み上記放射部の一方の端部の入射口
から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を進行波
給電する第２の給電部と、第３のレンズとこの第３のレ
ンズの焦点またはその近傍に配置された波源とを含み上
記放射部の他方の端部の入射口から上記放射部に実質的
に平面波とみられる波を進行波給電する第３の給電部と
を備えたことを特徴とするものである。

【００１５】また、この発明によるアンテ装置は、前記
波源の少なくとも１つに周波数可変装置を接続したこと
を特徴とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、この発
明の実施の形態について説明する。なお、図中、同一の
符号は、それぞれ同一または相当の部分を示す。 実施の形態１．図１及び図２は、この実施の形態１によ
るアンテナ装置の構造と動作を説明するための図であ
る。図１（ａ）は、このアンテナ装置の外観を示す平面
図、図１（ｂ）はその内部構成を示す平面図、図２はこ
のアンテナ装置の放射部の部分断面図である。図１及び
図２において、１ａは２枚の平行な導体板からなる平行
平板導波路、２は上記平行平板導波路１ａの片面に複数
形成された放射孔、３ａは上記平行平板導波路１ａの内
部に置かれた波源、４ａは上記平行平板導波路１ａの内
部に置かれ、上記波源３ａが配置される位置を焦点ある
いはその近傍の位置とするレンズである。

【００１７】５ａは上記波源３ａを含む給電部、６は上
記複数の放射孔２からなる放射部、７ａは上記給電部５
ａで形成される平面波、８ａは上記平面波７ａの進行方
向、９は吸収体である。レンズ４ａは、平行平板導波路
１ａの放射部６に隣接する部分で放射部６の入力側に配
置されている。また、波源３ａは、レンズ４ａの焦点ま
たはその近傍に配置されている。このレンズ４ａと波源
３ａとにより、放射部の方向に実質的に平面波とみられ
る波を進行波給電する。

【００１８】また、図２において、２０は上記放射部６
に供給される入射電力、２１は上記各放射孔２から放射
される放射電力、２２は上記放射孔２で放射しきれず上
記吸収体９で浪費される残留電力である。また、θはビ
ーム方向を示す。

【００１９】次に、作用について説明する。図１（ｂ）
に示すように、波源３ａより励振された電磁波は平行平
板導波路１ａを伝搬し、誘電体等で形成されたレンズ４
ａによって平面波７ａに変換される。この平面波７ａは
給電部５ａから放射部６に供給され（入射電力２０）、
平行平板導波路１ａを吸収体９に向かって進行方向８ａ
の方向に伝搬する。その際、平面波７ａは放射部６に設
けてある複数の放射孔２に次々と結合し、図２に示すよ
うに、各々の放射孔２より電磁波として放射され（放射
電力２１）、直列給電のアレーアンテナとして動作す
る。よって、アンテナのビームは各隣り合わせの放射孔
２の配列間隔により決定される励振位相に応じた方向に
指向される。ここで、すべての放射孔２より放射しきれ
ずに残った電力（残留電力２２）は平行平板導波路１ａ
に無反射終端として動作するように設けてある吸収体９
により吸収され、残留電力による反射波が生じないよう
にしている。

【００２０】すなわち、このアンテナ装置によれば、放
射部６と共平面状の位置に平面波７ａを供給する給電部
５ａを設けているため、波源３ａが平行平板導波路１ａ
を伝搬する給電経路を妨げることがなく、波源３ａによ
るブロッキングのないアンテナ装置が得られる効果があ
る。

【００２１】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２によるアンテナ装置について説明するための図で
ある。この実施の形態２は、このアンテナ装置をビーム
切り替え可能な電子制御アンテナ、あるいは複数本のビ
ームを有するマルチビームアンテナとして動作させる場
合に関するものである。図３は、この実施の形態による
アンテナ装置の内部構造を示す平面図であり、放射孔を
有する表面の平板を除いた図である。

【００２２】構造について説明すると、図３に示すよう
に、平行平板導波路１ａにおいて、レンズ４ａの概ね焦
点の位置に波源３ｂを配置し、さらにその近傍に２個の
波源３ｃと３ｄを配置したものである。その他の構成
は、実施の形態１で説明したものと同様であるから、説
明を省略する。

【００２３】次に動作について説明する。波源３ｂより
電波を励振する場合は、レンズ４ａにより平面波７ａに
変換され、平行平板導波路ｌａを電波の進行方向８ｂの
方向に伝搬し、順次放射部６に設けてある各放射孔２よ
り空間に電波が放射され、放射部６の各放射孔２を配列
した面の法線方向と進行方向８ｂからなる面内に主ビー
ムを形成する。

【００２４】一方、波源３ｃあるいは３ｄより励振する
場合は、それぞれレンズ４ａにより準平面波１０ａある
いは１０ｂに変換され平行平板導波路ｌａを電波の進行
方向８ｃあるいは８ｄの方向に伝搬し、順次放射部６に
設けてある各放射孔２より空間に電波が放射される。こ
こで波源３ｃより励振した場合は、放射部６の各放射孔
２を配列した面の法線方向と進行方向８ｃからなる面内
に主ビームを形成し、波源３ｄより励振した場合は、放
射部６の各放射孔２を配列した面の法線方向と進行方向
８ｄからなる面内に主ビームを形成することができる。

【００２５】したがって、波源３ｂ〜３ｄを、図には示
していないがスイッチにより切り替えることにより、ビ
ーム切り替え可能な電子制御アンテナとして動作させる
ことができる。また、波源３ｂ〜３ｄを同時に励振する
ことにより、マルチビームアンテナとして動作させるこ
とができる。いずれの場合にも、波源３ｂ〜３ｄによる
ブロッキングの無いアンテナ装置を得ることができる。

【００２６】なお、上記説明では、波源３の数を３個と
しているが、レンズ４ａで変換される波面が概ね平面波
と見なせる範囲で、波源３ｂ〜３ｄの数を増やして焦点
の近傍に複数配置しても良い。以上のように、この実施
の形態によれば、給電部においてレンズの焦点の位置ま
たはその近傍に複数の波源が配置され、放射部に対して
実質的に平面波とみられる波をそれぞれ異なった進行方
向に進行波給電することができ、かつ波源によるブロッ
キングの無いアンテナ装置を得ることができる。

【００２７】実施の形態３．図４は、この発明の実施の
形態３によるアンテナ装置について説明するための図で
ある。この実施の形態３は、このアンテナ装置を、波源
によるブロッキングが無く、かつ給電部を放射部の放射
孔が形成されていない背面に折り曲げた構造とした場合
に関するものである。図４（ａ）は、この実施の形態に
よるアンテナ装置の内部構造を示す断面図であり、図４
（ｂ）は、放射部の背面に形成された給電部の構造を示
す平面図である。

【００２８】構造について説明すると、図４（ｂ）に示
すように、平行平板導波路１ｂにおいて、レンズ４ａの
概ね焦点の位置に波源３ａを配置した給電部５ａを、平
行平板導波路１ａに形成された放射部６との境目で且つ
放射孔２がない側に折り曲げ、平行平板導波路１ａと１
ｂとを折り曲げた折り曲げ部１１ａにより接続する構成
としたものである。その他の構成は、実施の形態１で説
明したものと同様であるから、説明を省略する。

【００２９】次に動作について説明する。図４（ｂ）に
示すように、波源３ａより励振きれた電磁波は、レンズ
４ａにより平面波７ａに変換され平行平板導波路ｌｂを
伝搬し、図４（ａ）に示すように、幅広導波管のコーナ
を２個接続した構成の折り曲げ部１１ａにより平行平板
導波路ｌａへと導かれる。この平面波７ａは進行方向８
ｂの方向に伝搬し、順次放射部６に設けてある各放射孔
２と結合し空間に放射され、放射部６の各放射孔２を配
列した面の法線方向と進行方向８ｂとからなる面内に主
ビームを形成する。

【００３０】したがって、波源３ａによるブロッキング
の無い給電部５ａを有し、且つこの給電部５ａがデッド
スベースとならないように小形化したアンテナ装置を得
ることができる。以上のように、この実施の形態のよれ
ば、平行平板導波路が放射部と給電部との境界で屈曲し
て形成され、小型化し、かつ波源によるブロッキングの
無いアンテナ装置が得られる。

【００３１】実施の形態４．図５は、この発明の実施の
形態４によるアンテナ装置について説明するための図で
ある。この実施の形態４は、このアンテナ装置を、且つ
給電部を放射部の放射孔が形成されていない背面に屈曲
させて小型化した構成とし、波源によるブロッキングが
無く、さらにビーム切り替え可能な電子制御アンテナ、
あるいは複数本のビームを有するマルチビームアンテナ
として動作させる場合に関するものである。図５は、こ
の実施の形態によるアンテナ装置の内部構造を示す平面
図であり、給電部の構造を示す図である。放射部は、実
施の形態３の図４（ａ）に示されるものと同一である。

【００３２】構造について説明すると、図５に示すよう
に、給電部５ｂにおいて、レンズ４ａの概ね焦点の位置
に波源３ｂを配置すると共にその近傍に２個の波源３ｃ
と３ｄを配置している。そして、図４（ａ）に示すよう
に、この給電部５ｂを放射部６との境目で且つ放射孔２
がない側に折り曲げ、さらに上記給電部５ｂと上記放射
部６とを平行平板導波路１を折り曲げた折り曲げ部１ｌ
ａにより接続する構成としたものである。その他の構成
は、実施の形態１で説明したものと同様であるから、説
明を省略する。

【００３３】次に動作について説明する。図５に示すよ
うに、電磁波を波源３ｂより励振する場合は、レンズ４
ａにより平面波７ａに変換される。また、電磁波を波源
３ｃあるいは３ｄより励振する場合は、それぞれレンズ
４ａにより準平面波１０ａあるいは１０ｂに変換され、
各々平行平板導波路ｌｂを伝搬し、次に図４（ａ）に示
すように、幅広導波管のコーナを２個接続した構成の折
り曲げ部１ｌａにより平行平板導波路ｌａへと導かれ
る。

【００３４】これらの平面波７ａと準平面波１０ａ及び
１０ｂは、順次放射部６に設けてある各放射孔２より空
間に放射される。ここで、各波源３ｂ、３ｃ、３ｄより
励振された平面波７ａと準平面波１０ａ及び１０ｂは、
それぞれ放射部６の各放射孔２を配列した面の法線方向
と各電波の進行方向とからなる面内に主ビームを形成す
ることができる。

【００３５】したがって、波源３ｂ〜３ｄを図には示し
ていないがスイッチにより切り替えることにより、ビー
ム切り替え可能な電子制御アンテナとして動作させるこ
とができる。また、波源３ｂ〜３ｄを同時に励振するこ
とにより、マルチビームアンテナとして動作させること
ができる。いずれの場合も、波源３ｂ〜３ｄによるブロ
ッキングの無いアンテナ装置を得ると共に、給電部５ｂ
がデッドスベースとならないように小形化したアンテナ
装置を得ることができる。

【００３６】なお、上記説明では、波源３の数を３個と
しているが、レンズ４ａで変換される波面が概ね平面波
と見なせる範囲で、波源３ｂ〜３ｄの数を増やし焦点の
近傍に複数配置しても良い。

【００３７】実施の形態５．図６は、この発明の実施の
形態５によるアンテナ装置について説明するための図で
ある。この実施の形態５は、ルーネベルグレンズを用い
てかつ波源によるブロッキングが無く、またアンテナ装
置の給電部を放射部の放射孔が形成されていない背面に
折り曲げて小型化した構成とし、ビーム切り替え可能な
電子制御アンテナ、あるいは複数本のビームを有するマ
ルチピームアンテナとして動作させる場合に関するもの
である。図６は、この実施の形態によるアンテナ装置の
内部構造を示す平面図であり、給電部の構造を示す図で
ある。放射部は、実施の形態３の図４（ａ）に示される
ものと同一である。

【００３８】構造について説明すると、図６に示すよう
に、給電部５ｃの平行平板導波路１ａにおいて、ルーネ
ベルグレンズ１２を用い、このレンズ１２の焦点に複数
個の波源３ｅ〜３ｉを配置している。この給電部５ｃ
を、図４（ａ）に示すように、放射部６との境目で且つ
放射孔２がない側に折り曲げ、さらに上記給電部５ｃと
上記放射部６とを平行平板導波路１ａを折り曲げた折り
曲げ部１ｌａにより接続する構成としたものである。そ
の他の構成は、実施の形態１で説明したものと同様であ
るから、説明を省略する。

【００３９】次に動作について説明する。図６に示すよ
うに、各波源３ｅ〜３ｉより励振きれた電磁波は、図に
は示していないがルーネベルグレンズ１２により全て進
行方向の異なる平面波に変換され、各々平行平板導波路
ｌｂを伝搬し、次に図４（ａ）に示すように、幅広導波
管のコーナを２個接続した構成の折り曲げ部１ｌａによ
り平行平板導波路ｌａへと導かれる。

【００４０】図には示していないが、これら全ての平面
波は各々順次放射部６に設けてある各放射孔２より空間
に放射される。ここで、各波源３ｅ〜３ｉより励振され
た各平面波は、それぞれ放射部６の各放射孔２を配列し
た面の法線方向と各電波の進行方向とからなる面内に主
ビームを形成することができる。

【００４１】したがって、波源３ｅ〜３ｉを図には示し
ていないがスイッチにより切り替えることにより、ビー
ム切り替え可能な電子制御アンテナとして動作させるこ
とができる。また、波源３ｅ〜３ｉを同時に励振するこ
とにより、マルチピームアンテナとして動作させること
ができる。いずれの場合も、波源３ｅ〜３ｉによるブロ
ッキングの無いアンテナ装置を得ると共に、給電部５ｃ
がデッドスベースとならないように小形化したアンテナ
装置を得ることができる。さらに、給電部５ｃにルーネ
ベルグレンズ１２を用いているため、各波源３ｅ〜３ｉ
から励振された電磁波は完全な平面波の状態で放射部６
の各放射孔２に結合させることができ、サイドローブレ
ベル等の劣化の無い良好な放射パターンを得ることがで
きる効果も得られる。

【００４２】なお、上記説明では、波源３の数を５個と
しているが、構成上配置可能な範囲で波源３ｅ〜３ｉの
数をさらに増やしても良い。

【００４３】実施の形態６．以上に説明した実施の形態
２（図３）、４（図５）または５（図６）においては、
複数個の波源３ｂ〜３ｄあるいは３ｅ〜３ｉを用いて、
これらの波源をスイッチにより切り替えて、ビーム切り
替え可能な電子制御アンテナとして動作させることにつ
いて説明した。これに対し、この実施の形態６では、実
施の形態２（図３）、４（図５）または５（図６）にお
いて、複数の波源を１つとし、この波源をモータ等の機
械駆動装置に装着して、その位置を機械的に動かすよう
に構成する。このようにすると、高価な電気的に切り替
え可能なスイッチを用いずにビーム走査可能な電子制御
アンテナとして動作するアンテナ装置を得ることができ
る。また、ビーム走査間隔をより短くすることが可能と
なり、例えば、車載レーダ等のアンテナ装置においてよ
り優れた角度分解能を有するビーム走査アンテナを得る
ことができる。なお、実施の形態１（図１）または３
（図４）においても、機械駆動できるようにそれらの波
源を装着することにより、同様にビーム走査可能な電子
制御アンテナとして用いることができる。

【００４４】実施の形態７．図７は、この発明の実施の
形態７によるアンテナ装置について説明するための図で
ある。この実施の形態７は、給電部及びを放射部の放射
孔が形成されていない背面に構成し、放射部の各放射孔
を配列した面の法線方向と各電波の進行方向とからなる
面が同一である面内においてビーム切り替え可能な電子
制御アンテナ、あるいは３本のビームを有する３ビーム
アンテナとして動作させる構成のアンテナ装置とした場
合に関するものである。図７（ａ）は、この実施の形態
によるアンテナ装置の内部構造を示す断面図、図７
（ｂ）は、図７（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿った断面
における平面図であり、一方の給電部の構造を示す図で
ある。

【００４５】構造について説明すると、図７に示すよう
に、第１の平行平板導波路１ａの表面に放射孔２を形成
し中心線上の入射口で分離された２つの放射面を有する
放射部６を形成している。この放射部６の片方の背面に
第２の平行平板導波路１ｃを形成し、放射部６の中心か
ら平面波を給電するように、第１のレンズ４ｃと、この
レンズ４ｃの焦点位置に波源３ｌを配置して第１の給電
部５ｄを構成している。放射部６の中心の入射口は、放
射部６の中心軸１３から概ね０．５λｇ（λｇは平行平
板内管内波長）離れた部分に開孔中心を有し、第１の給
電部５ｄから平面波７ｅと７ｆを２分配給電する構成と
している。

【００４６】さらに、放射部６の全体の背面に第３の平
行平板導波路１ｂを形成し、放射部６の両端部の入射口
からそれぞれ平面波７ｂと７ｃを給電するように、中心
に第２のレンズ４ｂを、このレンズ４ｂの両側の焦点位
置にそれぞれ波源３ｊと３ｋを配置して第２の給電部５
ｅを構成している。この第２の給電部５ｅは、給電部５
ｅを放射部６の放射孔２が形成されていない背面に折り
曲げ、給電部５ｅと放射部６とを平行平板導波路１ａ，
１ｂを折り曲げた折り曲げ部１１ｂと１１ｃにより接続
する構成としたものである。

【００４７】次に動作について説明する。図７に示すよ
うに、第１の給電部の波源３１より電波を励振する場合
は、レンズ４ｃにより形成された平面波７ｄが、幅広導
波管の２分配器により２つの平面波７ｅと７ｆに分配さ
れる。これらの平面波７ｅと７ｆの位相は同一位相とな
るように揃えられた後、各々平行平板導波路ｌａを互い
に逆方向に伝搬し、中心軸１３の左右に設けられた各放
射部６の各放射孔２に順次結合し空間に放射され、放射
部６の各放射孔２を配列した面の法線方向と各電波の進
行方向とからなる面が同一である面内で、ビーム方向１
４ａ（ボアサイト方向）に合成ビームを形成する。

【００４８】また、第２の給電部の波源３ｊと３ｋより
電波を励振する場合は、レンズ４ｂにより形成された平
面波７ｂと７ｃが各々平行平板導波路ｌｂを互いに逆方
向に伝搬し、幅広導波管のコーナを２個接続した構成の
折り曲げ部１ｌｂと１ｌｃにより平行平板導波路ｌａへ
と導かれる。これらの平面波７ｂと７ｃは放射部６に設
けてある各放射孔２に順次結合し空間に放射され、上記
ビーム方向１４ａを含む面内で、ビーム方向１４ｂと１
４ｃの方向に主ビームを形成する。

【００４９】したがって、波源３ｊ〜３ｌを図には示し
ていないがスイッチにより切り替えることにより、平行
平板導波路１ａにおける給電方向を含む同一面内でビー
ム切り替え可能な電子制御アンテナとして動作させるこ
とができる。また、波源３ｊ〜３ｌを同時に励振するこ
とにより、３ビームアンテナとして動作するアンテナ装
置を得ることができる。いずれの場合も、第１の給電部
５ｄと第２の給電部５ｅがデッドスベースとならないよ
うに小形化したアンテナ装置を得ることができる。

【００５０】以上のように、この実施の形態によれば、
全ての波源から平面波を給電できる給電部を有すると共
に、ボアサイト方向を含む同一面内の３方向に主ビーム
をビーム切り替え可能な電子制御アンテナあるいは上記
３方向に主ビームを有する３ビームアンテナとして動作
し、さらに上記給電部がデッドスベースとならないよう
に小形化したアンテナ装置が得られる。また、ボアサイ
ト方向にも主ビームを有するため、例えば、車載レーダ
等においてアンテナ装置を傾けないで搭載できるという
効果もある。

【００５１】実施の形態８．図８は、この発明の実施の
形態８によるアンテナ装置について説明するための図で
ある。この実施の形態８は、給電部及びを放射部の放射
孔が形成されていない背面に構成し、放射部の各放射孔
を配列した面の法線方向と各電波の進行方向とからなる
面が同一である面内においてビーム切り替え可能な電子
制御アンテナ、あるいは３本のビームを有する３ビーム
アンテナとして動作させる構成で、且つ波源によるブロ
ッキングの無いアンテナ装置とした場合に関するもので
ある。図８（ａ）は、この実施の形態によるアンテナ装
置の内部構造を示す断面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）
におけるＡ−Ａ’線に沿った断面における平面図であ
り、１つの給電部の構造を示す図である。

【００５２】構造について説明すると、図８に示すよう
に、第１の平行平板導波路１ａの表面に放射孔２を形成
し中心線上の入射口で分離された２つの放射面を有する
放射部６を形成している。この放射部６の片方の背面に
第２の平行平板導波路１ｃを形成し、放射部６の中心か
ら平面波を給電するように、第１のレンズ４ｃと、この
レンズ４ｃの焦点位置に波源３ｌを配置して第１の給電
部５ｄを構成している。放射部６の中心の入射口は、放
射部６の中心軸１３から概ね０．５λｇ（λｇは平行平
板内管内波長）離れた部分に開孔中心を有し、第１の給
電部５ｄから平面波７ｅと７ｆを２分配給電する構成と
している。以上は、実施の形態７の第１の給電部５ｄと
同じ構成である。

【００５３】さらに、放射部６の全体の背面に第３の平
行平板導波路１ｂを形成し、放射部６の両端部の入射口
からそれぞれ平面波７ｂと７ｃを給電するように、ほぼ
中心に２つの波源３ｎと３ｏを配置し、またこれらの波
源３ｎと３ｏをそれぞれ焦点位置とするレンズ４ｄと４
ｅとを配置して第２の給電部５ｆと第３の給電部５ｇを
構成している。この第２の給電部５ｆ及び第３の給電部
５ｇは、それぞれ給電部５ｆ，５ｇを放射部６の放射孔
２が形成されていない背面に折り曲げ、給電部５ｆ，５
ｇと放射部６とを平行平板導波路１ａ，１ｂを折り曲げ
た折り曲げ部１ｌｂと１１ｃにより接続する構成とした
ものである。

【００５４】次に動作について説明する。図８に示すよ
うに、第２及び第３の給電部の波源３ｎと３ｏより電波
を励振する場合は、それぞれレンズ４ｄと４ｅにより形
成された平面波７ｂと７ｃが各々平行並板導波路ｌｂを
互いに逆方向に伝搬し、幅広導波管のコーナを２個接続
した構成の折り曲げ部１ｌｂと１ｌｃにより平行平板導
波路ｌａへと導かれる。これらの平面波７ｂと７ｃは放
射部６に設けてある各放射孔２に順次結合し空間に放射
され、それぞれ放射部６の各放射孔２を配列した面の法
線方向と各電波の進行方向とからなる面が同一である面
内におけるビーム方向１４ｂと１４ｃの方向に主ビーム
を指向する。

【００５５】また、第１の給電部５ｄの波源３１より励
振する場合は、レンズ４ｃにより形成された平面波７ｄ
は、幅広導波管の２分配器により２つの平面波７ｅと７
ｆに分配される。これらの平面波７ｅと７ｆの位相は同
一位相となるように揃えられた後、各々平行平板導波路
ｌａを逆方向に伝搬し、中心軸１３の左右に設けられた
２つの放射部６の各放射孔２に順次結合し空間に放射さ
れ、上記ビーム方向１４ｂと１４ｃを含む面内における
ビーム方向１４ａ（ボアサイト方向）に合成ビームを形
成する。

【００５６】したがって、波源３ｌ、３ｎ及び３ｏを図
には示していないがスイッチにより切り替えることによ
り、平行平板導波路１ａにおける給電方向を含む同一面
内でビーム切り替え可能な電子制御アンテナとして動作
させることができる。また、波源３ｌ、３ｎ及び３ｏを
同時に励振することにより、３ビームアンテナとして動
作させることができる。いずれの場合も、波源３ｌ、３
ｎ及び３ｏによるブロッキングの無いアンテナ装置を得
ることができる。また、給電部５ｄ、５ｆ及び５ｇがデ
ッドスベースとならないように小形化したアンテナ装置
を得ることができる。

【００５７】以上のように、この実施の形態によれば、
波源によるブロッキングが無く、且つ全ての波源から平
面波を給電できる給電部を有すると共に、ボアサイト方
向を含む同一面内の３方向に主ビームをビーム切り替え
可能な電子制御アンテナあるいは上記３方向に主ビーム
を有する３ビームアンテナとして動作し、さらに上記給
電部がデッドスベースとならないように小形化したアン
テナ装置が得られる。また、ボアサイト方向にも主ビー
ムを有するため、例えば、車載レーダ等においてアンテ
ナ装置を傾けないで搭載できるという効果もある。

【００５８】実施の形態９．図９は、この発明の実施の
形態９によるアンテナ装置について説明するための図で
ある。この実施の形態９は、このアンテナ装置を、波源
によるブロッキングを無くすとともに、給電部に周波数
変換装置を接続した場合に関するものである。図９は、
この実施の形態によるアンテナ装置の構成を示す図であ
る。構造について説明すると、図９に示すように、給電
部５ａにおいて、レンズ４ａの概ね焦点の位置に配置さ
れた波源３ａに、周波数可変装置１５を接続し、外部か
ら入力あるいは外部へ出力する送受信信号の周波数を可
変にできる構成としている。なお、この実施の形態９に
おけるアンテナ装置の放射部６の構成は、実施の形態１
で説明したものと同様であるから、説明を省略する。

【００５９】次に動作について説明する。図９に示すよ
うに、このアンテナ装置の主ビーム方向は、隣り合う２
個の放射孔２の配列間隔の、平行並板導波路ｌａにおけ
る電気長に応じた励振位相により決定される。したがっ
て、波源３ａに入力される送信信号の周波数を周波数可
変装置１５により変えることにより、平行平板導波路ｌ
ａの管内波長λｇも変わり、各放射孔２の励振位相が変
わる。つまり、波源３によるブロッキングの無い給電部
５ａを有するアンテナ装置において、周波数を変えるこ
とにより主ビーム方向を変えることができる効果が得ら
れる。

【００６０】次に、図１０は、同様に、この発明の実施
の形態９によるアンテナ装置について説明するための図
である。図９が、実施の形態１で示したアンテナ装置に
ついて、その波源3aに周波数可変装置１５を接続してい
るのに対して、図１０では、実施の形態３で示したアン
テナ装置について、その波源３ａに周波数可変装置１５
を接続している。その動作は、図９と同様であるから、
説明は省略する。なお、以上説明したように、波源に周
波数可変装置を接続する構成は、実施の形態１（図
１）、３（図４）７（図７）または８（図８）のアンテ
ナ装置に対して、有効である。しかし、その他の実施の
形態のアンテナ装置に対しても、少なくとも１個の波源
を用い、これに対して周波数を可変にする用い方をする
こともできる。

【００６１】以上のように、この実施の形態によれば、
主ビームをより細かなビーム走査間隔でビーム切り替え
することが可能となり、例えば、車載レーダ等のアンテ
ナ装置においてより優れた角度分解能を有するビーム走
査アンテナを得られる効果がある。また、波源を機械駆
動する場合と異なり任意の方向に瞬時に主ビームを指向
できるため、複雑なビーム走査ができる効果もある。

【００６２】次に、以上の各実施の形態における放射孔
２の変形について説明する。以上の実施の形態１〜８に
おける放射孔２は、その電界方向が平行平板導波路ｌａ
を伝搬する電波の進行方向８ａあるいは８ｂと同一方向
となるように配置している。しかし、進行方向８ａある
いは８ｂに対して傾けて配置し、放射孔２から放射され
る電波の偏波面の方向を任意の方向としても良い。ま
た、放射孔２の一つを、その偏波方向が上記電波の進行
方向８ａあるいは８ｂに対して４５度傾けて配置し、こ
の放射孔２から上記電波の進行方向８ａあるいは８ｂに
概ねλｇ／４（λｇは平行並板導波路１ａの管内波長）
隔てて、その偏波方向を上記放射孔２の偏波方向と直交
させた次の放射孔２を配置し、上記２個の放射孔２で１
対の円偏波放射孔素子を形成し、上記１対の円偏波放射
孔素子を上記電波の進行方向８ａあるいは８ｂに対し複
数配置しても良い。

【００６３】

【発明の効果】この発明は、以上説明したような構成と
なっているため、以下に記載されるような効果を奏す
る。本願の発明によれば、アンテナ装置として、２枚の
平行平板からなる平行平板導波路の一部において前記平
行平板導波路の片面に複数個の放射孔を設けた放射部を
形成し、また、前記平行平板導波路の前記放射部に隣接
する部分で、前記放射部の入力側に配置されたレンズと
このレンズの焦点またはその近傍に配置された波源とを
含み、上記放射部の方向に実質的に平面波とみられる波
を進行波給電する給電部を形成したので、波源によるブ
ロッキングが無い給電部を有するアンテナ装置を得られ
る効果がある。

【００６４】また、本願の他の発明によれば、アンテナ
装置に複数個の波源を配置し、実質的に平面波とみられ
る波をそれぞれ異なった進行方向に進行波給電すること
ができるようにしたので、波源によるブロッキングが無
い給電部を有し、且つ、ビーム切り替え可能な電子制御
アンテナ、あるいは複数本のビームを有するマルチビー
ムアンテナとして動作するアンテナ装置を得られる効果
を奏する。

【００６５】また、本願の他の発明によれば、アンテナ
装置の前記平行平板導波路が前記放射部と前記給電部と
の境界で屈曲して形成されるようにしたので、波源によ
るブロッキングが無い給電部を有し、且つ上記給電部が
デッドスベースとならないように小形化したアンテナ装
置を得られる効果がある。

【００６６】また、本願の他の発明によれば、アンテナ
装置の前記レンズとして、ルーネベルグレンズを用いた
ので、波源によるブロッキングが無く、且つ全ての波源
から平面波を給電できる給電部を有し、ビーム切り替え
可能な電子制御アンテナ、あるいは複数本のビームを有
するマルチビームアンテナとして動作し、さらに上記給
電部がデッドスベースとならないように小形化したアン
テナ装置を得られる効果がある。

【００６７】また、本願の他の発明によれば、アンテナ
装置の前記波源の少なくとも１つを駆動する機械駆動手
段を備えたので、ビーム走査間隔をより短くすることが
可能となり、例えば、車載レーダ等のアンテナ装置にお
いてより優れた角度分解能を有するビーム走査アンテナ
を得られる効果を奏する。また、電気的に切り替え可能
な高価なスイッチを用いる必要がなく低コストのビーム
走査アンテナを得られる効果を奏する。

【００６８】また、本願の他の発明によれば、アンテナ
装置において、２枚の平行平板からなる第１の平行平板
導波路の片面に複数個の放射孔を形成するとともにその
中心及び両端部に入射口を有する放射部と、前記放射部
の背面に形成され上記入射口から上記放射部に実質的に
平面波とみられる波を２分配給電する第１の給電部と、
前記放射部の背面に形成され上記放射部の両端部の入射
口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を進行
波給電する第２の給電部とを備えたので、また、望まし
くは上記放射部の中心から概ね０．５λｇ（λｇは平行
平板内管内波長）離れた部分から平面波を２分配給電す
る構成としたので、全ての波源から平面波を給電できる
給電部を有すると共に、ボアサイト方向を含む同一面内
の３方向に主ビームをビーム切り替え可能な電子制御ア
ンテナあるいは上記３方向に主ビームを有する３ビーム
アンテナとして動作し、さらに上記給電部がデッドスベ
ースとならないように小形化したアンテナ装置を得られ
る効果を奏する。また、ボアサイト方向にも主ビームを
有するため、例えば、車載レーダ等においてアンテナ装
置を傾けないで搭載できるという効果も奏する。

【００６９】また、本願の他の発明によれば、アンテナ
装置において、２枚の平行平板からなる第１の平行平板
導波路の片面に複数個の放射孔を形成するとともにその
中心及び両端部に入射口を有する放射部と、前記放射部
の背面に形成され上記入射口から上記放射部に実質的に
平面波とみられる波を２分配給電する第１の給電部と、
前記放射部の背面に形成され上記放射部の一方の端部の
入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる波を
進行波給電する第２の給電部と、上記放射部の他方の端
部の入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられる
波を進行波給電する第３の給電部とを備え、また望まし
くは、上記放射部の中心から概ね０．５λｇ（λｇ平行
平板内管内波長）離れた部分から平面波を２分配給電す
る構成としたので、波源によるブロッキングが無く、且
つ全ての波源から平面波を給電できる給電部を有すると
共に、ボアサイト方向を含む同一面内の３方向に主ビー
ムをビーム切り替え可能な電子制御アンテナあるいは上
記３方向に主ビームを有する３ビームアンテナとして動
作し、さらに上記給電部がデッドスベースとならないよ
うに小形化したアンテナ装置を得られる効果を奏する。
また、ボアサイト方向にも主ビームを有するため、例え
ば、車載レーダ等においてアンテナ装置を傾けないで搭
載できるという効果も奏する。

【００７０】また、本願の他の発明によれば、アンテナ
装置において、レンズの概ね焦点の位置に配置した波源
に周波数可変装置を接続する構成としたので、主ビーム
をより細かなビーム走査間隔でビーム切り替えすること
が可能となり、例えば、車載レーダ等のアンテナ装置に
おいてより優れた角度分解能を有するビーム走査アンテ
ナを得られる効果がある。また、波源を機械駆動する場
合と異なり任意の方向に瞬時に主ビームを指向できるた
め、複雑なビーム走査ができる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるアンテナ装置
の構成説明図である。

【図２】 この発明の実施の形態１によるアンテナ装置
の構成説明図である。

【図３】 この発明の実施の形態２によるアンテナ装置
の構成説明図である。

【図４】 この発明の実施の形態３によるアンテナ装置
の構成説明図である。

【図５】 この発明の実施の形態４によるアンテナ装置
の構成説明図である。

【図６】 この発明の実施の形態５によるアンテナ装置
の構成説明図である。

【図７】 この発明の実施の形態７によるアンテナ装置
の構成説明図である。

【図８】 この発明の実施の形態８によるアンテナ装置
の構成説明図である。

【図９】 この発明の実施の形態９によるアンテナ装置
の構成説明図である。

【図１０】 この発明の実施の形態９によるアンテナ装
置の構成説明図である。

【図１１】 従来のアンテナ装置の構成説明図である。

【図１２】 従来の他のアンテナ装置の構成説明図であ
る。

【符号の説明】

１ａ〜１ｃ 平行平板導波路、 ２ 放射孔、 ３ａ〜
３ｏ 波源、 ４ａ〜４ｅ レンズ、 ５ａ〜５ｈ 給
電部、 ６ 放射部、 ７ａ〜７ｄ 平面波、８ａ〜８
ｄ 進行方向、 ９ 吸収体、 １０ａ、１０ｂ 準平
面波、 １１ａ〜１１ｃ 折り曲げ部、 １２ ルーネ
ベルグレンズ、 １３ 中心軸、 １４ａ〜１４ｄ ビ
ーム方向、 １５ 周波数可変装置、 １６ 送受信信
号、 １７ 電磁波、 １８ 放物面上反射壁、 １９
放物面折り曲げ部、 ２０ 入射電力、 ２１ 放射
電力、 ２２ 残留電力、 ２３ 円筒波。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の平行平板からなる平行平板導波路
   の一部において前記平行平板導波路の片面に複数個の放
   射孔を形成した放射部と、前記平行平板導波路の前記放
   射部に隣接する部分で前記放射部の入力側に配置された
   レンズとこのレンズの焦点またはその近傍に配置された
   波源とを含み上記放射部の方向に実質的に平面波とみら
   れる波を進行波給電する給電部とを備えたことを特徴と
   するアンテナ装置。
2. 【請求項２】 前記波源が複数個配置され、実質的に平
   面波とみられる波をそれぞれ異なった進行方向に進行波
   給電することができるようにしたことを特徴とする請求
   項１に記載のアンテナ装置。
3. 【請求項３】 前記給電部が前記放射部との境界で前記
   放射部の背面方向に屈曲するように形成されたことを特
   徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
4. 【請求項４】 前記レンズとしてルーネベルグレンズを
   用いたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
   のアンテナ装置。
5. 【請求項５】 前記波源の少なくとも１つを駆動する機
   械駆動手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のい
   ずれかに記載のアンテナ装置。
6. 【請求項６】 ２枚の平行平板からなる第１の平行平板
   導波路の片面に複数個の放射孔を形成するとともにその
   中心及び両端部に入射口を形成した放射部と、 前記放射部の背面に形成された第２の平行平板導波路に
   おいて第１のレンズとこの第１のレンズの焦点またはそ
   の近傍に配置された波源とを含み上記入射口から上記放
   射部に実質的に平面波とみられる波を２分配給電する第
   １の給電部と、 前記放射部の背面に形成された第３の平行平板導波路に
   おいて第２のレンズとこの第２のレンズの両側の焦点ま
   たはその近傍にそれぞれ配置された波源とを含み上記放
   射部の両端部の入射口から上記放射部に実質的に平面波
   とみられる波を進行波給電する第２の給電部とを備えた
   ことを特徴とするアンテナ装置。
7. 【請求項７】 ２枚の平行平板からなる第１の平行平板
   導波路の片面に複数個の放射孔を形成するとともにその
   中心及び両端部に入射口を形成した放射部と、 前記放射部の背面に形成された第２の平行平板導波路に
   おいて第１のレンズとこの第１のレンズの焦点またはそ
   の近傍に配置された波源とを含み上記入射口から上記放
   射部に実質的に平面波とみられる波を２分配給電する第
   １の給電部と、 前記放射部の背面に形成された第３の平行平板導波路に
   おいて、第２のレンズとこの第２のレンズの焦点または
   その近傍に配置された波源とを含み上記放射部の一方の
   端部の入射口から上記放射部に実質的に平面波とみられ
   る波を進行波給電する第２の給電部と、第３のレンズと
   この第３のレンズの焦点またはその近傍に配置された波
   源とを含み上記放射部の他方の端部の入射口から上記放
   射部に実質的に平面波とみられる波を進行波給電する第
   ３の給電部とを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
8. 【請求項８】 前記波源の少なくとも１つに周波数可変
   装置を接続したことを特徴とする請求項１〜７のいずれ
   かに記載のアンテナ装置。