JPH11330837A - 切り替え機構付きアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、低損失で複数のアンテナを切り
替え駆動できる切り替え機構付きアンテナを得る。 【解決手段】 内導体２が筒状の外導体３内に同軸に配
設され、外導体３の一端を入出力端子４とし、他端を短
絡端５子としてなる同軸線路１と、外導体３の外周面に
接するように同軸線路１の周方向に配設された複数の導
波管スロットアレーアンテナ６と、同軸線路１と導波管
スロットアレーアンテナ６とを結合するように設けられ
た結合孔１０と、結合孔１０上に設けられ、同軸線路１
と導波管スロットアレーアンテナ６との結合を制御する
半導体スイッチ１１とを備えている。

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、主としてＶＨＦ
帯、ＵＨＦ帯、マイクロ波帯およびミリ波帯で用いられ
る切り替え機構付きアンテナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は例えばIEEE GaAs IC Symposiu
m, Tech. Digest, 1991, pp135-138 および IEEE Commu
nications Magazine, pp58-64, April, 1991に示された
従来のアンテナ装置の概略構成を示す平面図、図１５は
図１４のＸＶ−ＸＶ矢視断面図である。図１４および図
１５において、誘電体基板４０は、円盤状をなし、その
一面上に地導体４１が形成され、他面上にストリップ導
体４２、４３、４４および入出力端子４５が形成されて
いる。これらの誘電体基板４０、地導体４１およびスト
リップ導体４２、４３、４４からマイクロストリップ線
路が構成されている。さらに、誘電体基板４０の他面上
には、複数のダイオードで構成されたＳＰ３Ｔスイッチ
４６およびＳＰＤＴスイッチ４７が設けられている。ホ
ーンアンテナ５０は矩形断面形状をなし、その断面形状
が電波を放射する開口側に向かって徐々に広がるテーパ
形状に成形されている。そして、ホーンアンテナ５０の
喉元側端部は短絡端となっている。このホーンアンテナ
５０は、誘電体基板４０の一面上に開口側を外周側に向
けて、周方向に６個配設されている。そして、同軸導波
管変換器５１が各ホーンアンテナ５０の短絡端に気密に
接続されて誘電体基板４０上に配設されている。また、
導体棒５２がスルーホール（図示せず）に挿通されて各
同軸導波管変換器５１内のホーンアンテナ５０の短絡端
から約１／４波長離れた位置に配設されている。各導体
棒５２の端部はストリップ導体４２に接続されている。
そして、入出力端子４５に接続されたストリップ導体４
４が、ＳＰＤＴスイッチ４７により２つのストリップ導
体４３に切り替え可能に接続され、各ストリップ４３が
ＳＰ３Ｔスイッチ４６により３つのスイッチ導体４２に
切り替え可能に接続されて、６つの接続線路が構成され
ている。

【０００３】つぎに、従来のアンテナ装置の動作につい
て説明する。入出力端子４５から電波が入射すると、入
射した電波は１つのＳＰＤＴスイッチ４７と２つのＳＰ
３Ｔスイッチ４６により最終的に６つの接続線路の内の
１つに選択的に給電される。そして、導電棒５２および
同軸導波管変換器５１を介して１つのホーンアンテナ５
０に給電さ、電波が空中に放射される。

【０００４】

【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、損失の多いマイクロストリップ線路と複
数の半導体スイッチと整合のとりにくい分岐回路により
構成されたアンテナ切り替え機構を有しているので、切
り替えるアンテナの数が多くなると、経路中に含まれる
複数の半導体スイッチの損失および回路を構成するマイ
クロストリップ線路の損失が重畳され、アンテナ装置全
体の損失が大きくなってしまうという課題があった。

【０００５】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、低損失で複数のアンテナを切り
替え駆動できる切り替え機構付きアンテナを得ることを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る切り替え
機構付きアンテナは、内導体が筒状の外導体内に同軸に
配設され、外導体の一端を入出力端子とし、他端を短絡
端子としてなる同軸線路と、上記外導体の外周面に接す
るように上記同軸線路の周方向に配設された複数の導波
管スロットアレーアンテナと、上記同軸線路と上記複数
の導波管スロットアレーアンテナとをそれぞれ結合する
ように設けられた複数の結合孔と、上記複数の結合孔の
各結合孔上に設けられ、上記同軸線路と上記導波管スロ
ットアレーアンテナとの結合を制御する複数の半導体ス
イッチとを備えたものである。

【０００７】また、上記複数の導波管スロットアレーア
ンテナのそれぞれが、溝方向が上記同軸線路の軸心方向
と一致するように上記外導体の外周面に設けられた溝
と、複数の放射スロットが穿設され、該溝を塞口するよ
うに上記外導体に配設された導体板とから構成されてい
るものである。

【０００８】また、上記外導体の外周面上に上記半導体
スイッチを制御駆動する信号用の線路を配置したもので
ある。

【０００９】また、筒状の内導体が筒状の外導体内に同
軸に配設され、外導体の一端を入出力端子とし、他端を
短絡端子としてなる同軸線路と、上記内導体の内周面に
接するように上記同軸線路の周方向に配設された複数の
導波管スロットアレーアンテナと、上記同軸線路と上記
複数の導波管スロットアレーアンテナとをそれぞれ結合
するように設けられた複数の結合孔と、上記複数の結合
孔の各結合孔上に設けられ、上記同軸線路と上記導波管
スロットアレーアンテナとの結合を制御する複数の半導
体スイッチとを備えたものである。

【００１０】また、内導体が筒状の外導体内に同軸に配
設され、外導体の一端を入出力端子とし、他端を短絡端
子としてなる同軸線路と、地導体が一面上に設けられ、
該地導体を上記外導体の外周面に接するように上記同軸
線路の周方向に配設された複数の誘電体基板と、上記複
数の誘電体基板のそれぞれの他面上に設けられた複数の
パッチアンテナと、上記複数のパッチアンテナのそれぞ
れから延出され、その先端を開放端とするように上記複
数の誘電体基板のそれぞれの他面上に設けられた複数の
入出力線路と、長軸方向が上記入出力線路に直交するよ
うに上記外導体および上記複数の誘電体基板のそれぞれ
を貫通して設けられ、上記同軸線路と上記複数の入出力
線路とをそれぞれ結合する複数の結合孔と、上記複数の
入出力線路のそれぞれの開放端を開放状態または短絡状
態にする複数の半導体スイッチとを備えたものである。

【００１１】また、内導体が筒状の外導体内に同軸に配
設され、外導体の一端を入出力端子とし、他端を短絡端
子としてなる同軸線路と、地導体が一面上に設けられ、
該地導体を上記外導体の外周面に接するように上記同軸
線路の周方向に配設された複数の誘電体基板と、上記複
数の誘電体基板のそれぞれの他面上に設けられた複数の
パッチアンテナと、上記複数のパッチアンテナのそれぞ
れから延出され、その先端を開放端とするように上記複
数の誘電体基板のそれぞれの他面上に設けられた複数の
入出力線路と、長軸方向が上記入出力線路に直交するよ
うに上記外導体および上記複数の誘電体基板のそれぞれ
を貫通して設けられ、上記同軸線路と上記複数の入出力
線路とをそれぞれ結合する複数の結合孔と、上記複数の
結合孔の各結合孔上に設けられ、上記同軸線路と上記入
出力線路との結合を制御する複数の半導体スイッチとを
備えたものである。

【００１２】また、同軸線路形のフィルタが上記同軸線
路の上記入出力端子に接続されているものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る切
り替え機構付きアンテナの概略構成を示す斜視図、図２
は図１に示される切り替え機構付きアンテナを示す縦断
面図、図３は図１に示される切り替え機構付きアンテナ
の円形同軸線路を示す横断面図である。図１乃至図３に
おいて、円形同軸線路１は、外周形状が六角形をなす筒
状の外導体３と、この外導体３内に同軸に配設された内
導体２と、外導体３の他端を塞口する短絡端５とから構
成されている。なお、外導体３の一端は開口されて入出
力端子４を構成している。導波管スロットアレーアンテ
ナ６は、板状導体を直方体の箱形に成形してなり、その
主面に細長の放射スロット７がその長軸方向をアンテナ
６の長手方向に一致させて多数穿設されている。この導
波管スロットアレーアンテナ６の長手方向の相対する端
面がそれぞれ第１および第２の短絡端８、９を構成して
いる。この導波管スロットアレーアンテナ６は、主面と
相対する面を外導体３の外周面に接触させ、かつ、第２
の短絡端９を円形同軸線路１の軸方向の外方に延出させ
て、円形同軸線路１の外周に周方向に６本取り付けられ
ている。また、細長の結合孔１０がその長軸方向を円形
同軸線路１の軸方向と直交させて、各導波管スロットア
レーアンテナ６の主面と相対する面と外導体３とを貫通
するように設けられている。さらに、半導体スイッチと
してのダイオードスイッチ１１が、各結合孔１０の対向
する幅広面を短絡するように設けられている。ここで、
係合孔１０は、円形同軸線路１の短絡端５および導波管
スロットアレーアンテナ６の第１の短絡端８の両者から
それぞれ１／２波長離れた位置に設けられている。

【００１４】つぎに、このように構成された切り替え機
構付きアンテナ１００の動作について説明する。円形同
軸線路１の入出力端子４から電力を入力したとき、円形
同軸線路１の内部の電磁界分布は、図４に示されるよう
に、内導体２から外導体３に向かう放射状の一様な電界
成分と、電界と垂直な周方向の一様な磁界成分とを有す
る。そして、円形同軸線路１の一方の端子が短絡端５と
なっているため、円形同軸線路１の内部では定常波がた
ち、短絡端５から１／２波長離れた位置で電界成分が最
小で、かつ、磁界成分が最大となる。そこで、円形同軸
線路１の内部と導波管スロットアレーアンテナ６の内部
とを連通する結合孔１０が短絡端５から１／２波長離れ
た位置に位置しているので、電力が結合孔１０を介して
導波管スロットアレーアンテナ６に効率よく給電され
る。ここで、各導波管スロットアレーアンテナ６に対応
するダイオードスイッチ１１の駆動端子（図示せず）の
電位を制御して、１つの導波管スロットアレーアンテナ
６に対応するダイオードスイッチ１１のみをＯＦＦと
し、残りの導波管スロットアレーアンテナ６に対応する
ダイオードスイッチ１１をＯＮとする。ダイオードスイ
ッチ１１がＯＦＦである結合孔１０は解放状態となり、
ダイオードスイッチ１１がＯＮである結合孔１０は短絡
状態となる。そこで、入出力端子４から入力された電力
は、ダイオードスイッチ１１がＯＦＦとなっている結合
孔１０を介して導波管スロットアレーアンテナ６に給電
され、電波が放射スロット７から空間に放射される。従
って、ダイオードスイッチ１１のＯＮ／ＯＦＦを制御す
ることにより、６本の導波管スロットアレーアンテナ６
を切り替えて、任意の導波管スロットアレーアンテナ６
から電波を放射することができる。

【００１５】このように、この実施の形態１によれば、
切り替え回路が円形同軸線路１、導波管スロットアレー
アンテナ６およびダイオードスイッチ１１により構成さ
れているので、損失の多いマイクロストリップ線路が不
要となり、また経路中のダイオードスイッチ１１が１つ
ですみ、損失を少なくした切り替え機構付きアンテナが
得られる。また、円形同軸線路１から結合孔１０を介し
て導波管スロットアレーアンテナ６に直接給電できるの
で、損失を低減することができる。

【００１６】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２に係る切り替え機構付きアンテナの概略構成を示す
斜視図、図６は図５に示される切り替え機構付きアンテ
ナを示す縦断面図、図７は図５に示される切り替え機構
付きアンテナの円形同軸線路を示す横断面図である。図
５乃至図７において、円形同軸線路１Ａは、円筒状の外
導体３Ａと、内周形状が六角形をなす筒状に形成され、
外導体３Ａ内に同軸に配設された内導体２Ａと、外導体
３Ａの他端を塞口する短絡端５とから構成されている。
なお、外導体３Ａの一端は開口されて入出力端子４を構
成している。導波管スロットアレーアンテナ６は、板状
導体を直方体の箱形に成形してなり、その主面に細長の
放射スロット７がその長軸方向をアンテナ６の長手方向
に一致させて多数穿設されている。この導波管スロット
アレーアンテナ６の長手方向の相対する端面がそれぞれ
第１および第２の短絡端８、９を構成している。この導
波管スロットアレーアンテナ６は、主面を内導体２Ａの
内周面に接触させ、かつ、第２の短絡端９を円形同軸線
路１Ａの軸方向の外方に延出させて、円形同軸線路１Ａ
の内周に周方向に６本取り付けられている。また、細長
の結合孔１０がその長軸方向を円形同軸線路１Ａの軸方
向と直交させて導波管スロットアレーアンテナ６の主面
と内導体２Ａとを貫通するように設けられている。さら
に、ダイオードスイッチ１１が、結合孔１０の対向する
幅広面を短絡するように設けられている。ここで、係合
孔１０は、円形同軸線路１Ａの短絡端５および導波管ス
ロットアレーアンテナ６の第１の短絡端８の両者からそ
れぞれ１／２波長離れた位置に設けられている。

【００１７】このように構成された切り替え機構付きア
ンテナ１０１においても、円形同軸線路１Ａの入出力端
子４から電力を入力したとき、円形同軸線路１Ａの内部
では短絡端５から１／２波長離れた位置で電界成分が最
小で、かつ、磁界成分が最大となる。そして、結合孔１
０が短絡端５から１／２波長離れた位置に位置してお
り、電力が結合孔１０を介して導波管スロットアレーア
ンテナ６に効率よく給電される。そこで、１つの導波管
スロットアレーアンテナ６に対応するダイオードスイッ
チ１１のみをＯＦＦとし、残りの導波管スロットアレー
アンテナ６に対応するダイオードスイッチ１１をＯＮと
することにより、入出力端子４から入力された電力は、
ダイオードスイッチ１１がＯＦＦとなっている結合孔１
０を介して導波管スロットアレーアンテナ６に給電さ
れ、電波が放射スロット７から空間に放射される。

【００１８】従って、この実施の形態２においても、上
記実施の形態１と同様の効果が得られる。また、この実
施の形態２によれば、導波管スロットアレーアンテナ６
が円筒同軸線路１Ａの内周側に配設されているので、装
置の小型化が図られる。

【００１９】実施の形態３．図８はこの発明の実施の形
態３に係る切り替え機構付きアンテナを示す分解斜視図
である。図８において、外導体１５は円筒状をなし、溝
１６がその外周面に軸心と平行に設けられている。この
溝１６は、便宜上１つしか図示されていないが、実際に
は周方向に６個設けられている。そして、内導体１４が
この外導体１５内に同軸に配設され、短絡端１８が外導
体１５の他端を塞口するように取り付けられている。外
導体１５の一端は開口されて入出力端子１７を構成して
いる。また、細長の結合孔１９が、その長軸方向を外導
体１５の軸心と直交するように、溝１６の底面の短絡端
１８から１／２波長離れた位置に、外導体１５を貫通す
るように設けられている。そして、ダイオードスイッチ
１１が、結合孔１９の対向する幅広面を短絡するように
設けられている。また、導体板としての導体２０は、外
導体１５の外径と同等の内径に成形された円筒状をな
し、外導体１５が挿着されている。そして、この導体２
０には、外導体１５に設けられた溝１６に対応する領域
に、細長の放射スロット２１がその長軸方向を軸心方向
に一致させて多数穿設されている。この放射スロット２
１は、便宜上１つの溝１６にのみ対応するように図示さ
れているが、実際には、６個の溝１６のそれぞれに対応
するように設けられている。

【００２０】このように構成された切り替え機構付きア
ンテナ１０２では、外導体１５の外周面に設けられた溝
１６が、短絡端１８および導体２０により囲繞されて導
波管を構成している。つまり、この切り替え機構付きア
ンテナ１０２は、６本の導波管スロットアレーアンテナ
が円形同軸線路の外周に周方向に配設されている上記実
施の形態１と同等の構成となっている。そこで、１つの
ダイオードスイッチ１１のみをＯＦＦとし、残りのダイ
オードスイッチ１１をＯＮとすることにより、入出力端
子４から入力された電力は、ダイオードスイッチ１１が
ＯＦＦとなっている結合孔１９を介して溝１６内に給電
され、電波が放射スロット２１から空間に放射される。

【００２１】従って、この実施の形態３においても、上
記実施の形態１と同様の効果が得られる。また、この実
施の形態３によれば、円形同軸線路と導波管スロットア
レーアンテナとを一体化でき、部品点数が削減され、製
造が容易となるとともに、低コスト化が図られる。

【００２２】なお、上記実施の形態３では、円筒の導体
２０を用いて外導体１５に設けられた各溝１６を一括し
て塞口するものとしているが、円弧状断面の細長の導体
板を用いて外導体１５に設けられた各溝１６をそれぞれ
塞口するようにしてもよい。この場合、各導体板には、
放射スロットが設けられている。

【００２３】実施の形態４．図９はこの発明の実施の形
態４に係る切り替え機構付きアンテナを示す縦断面図、
図１０は図９に示された切り替え機構付きアンテナの円
形同軸線路を示す横断面図である。図９および図１０に
おいて、一面に導体２２が形成され、他面に地導体２５
が形成された筒状の第１の誘電体基板２３が、地導体２
５を内側にして円形同軸線路１の外導体３の外周面に接
合されている。さらに、一面に地導体２６が形成された
筒状の第２の誘電体基板２４が、地導体２６を外側にし
て第１の誘電体基板２３の外周面に接合されている。そ
して、導波管スロットアレーアンテナ６が、主面と相対
する面を地導体２６の外周面に絶縁状態に接合させ、か
つ、第２の短絡端９を円形同軸線路１の軸方向の外方に
延出させて、円形同軸線路１の外周に周方向に６本取り
付けられている。また、細長の結合孔１０がその長軸方
向を円形同軸線路１の軸方向と直交させて各導波管スロ
ットアレーアンテナ６の主面と相対する面、外導体３お
よび第１および第２の誘電体基板２３、２４を貫通する
ように設けられている。さらに、半導体スイッチとして
のダイオードスイッチ１１が、各結合孔１０の対向する
幅広面を短絡するように設けられている。ここで、係合
孔１０は、円形同軸線路１の短絡端５および導波管スロ
ットアレーアンテナ６の第１の短絡端８の両者からそれ
ぞれ１／２波長離れた位置に設けられている。また、導
体２２は、ダイオードスイッチ１１を制御駆動する信号
用の線路となるように、各ダイオードスイッチ１１に対
応して６本にパターニングされている。さらに、各ダイ
オードスイッチ１１の駆動端子は、地導体２６に電気的
に接続されている。

【００２４】このように構成された切り替え機構付きア
ンテナ１０３においても、円形同軸線路１の入出力端子
４から電力を入力したとき、円形同軸線路１の内部では
短絡端５から１／２波長離れた位置で電界成分が最小
で、かつ、磁界成分が最大となる。そして、結合孔１０
が短絡端５から１／２波長離れた位置に位置しており、
電力が結合孔１０を介して導波管スロットアレーアンテ
ナ６に効率よく給電される。また、導体２２に電圧を供
給すると、導体２２に相対する地導体２６の部位に所定
の電位が誘起される。その結果、地導体２６に電気的に
接続されているダイオードスイッチ１１の駆動端子が所
定の電位となり、ダイオードスイッチ１１がＯＮ状態と
なる。この導体２２は各ダイオードスイッチ１１に対応
するように６本にパターニングされているので、導体２
２のパターニングされた各線路への電圧の供給を制御す
ることにより、各ダイオードスイッチ１１をＯＮ・ＯＦ
Ｆ制御することができる。そこで、導体２２の各線路へ
の給電を制御して、１つの導波管スロットアレーアンテ
ナ６に対応するダイオードスイッチ１１のみをＯＦＦと
し、残りの導波管スロットアレーアンテナ６に対応する
ダイオードスイッチ１１をＯＮとすることにより、入出
力端子４から入力された電力は、ダイオードスイッチ１
１がＯＦＦとなっている結合孔１０を介して導波管スロ
ットアレーアンテナ６に給電され、電波が放射スロット
７から空間に放射される。

【００２５】従って、この実施の形態４においても、上
記実施の形態１と同様の効果が得られる。また、この実
施の形態４によれば、円形同軸線路１とダイオードスイ
ッチ１１を制御駆動する信号用の線路とが一体化でき、
装置の小型化が図られる。

【００２６】ここで、上記実施の形態４では、地導体２
６は各ダイオードスイッチ１１に対応するようには分割
されていないが、導体２２のパターニングされた各線路
間の距離が十分離れているので、給電された線路に対応
するダイオードスイッチ１１はＯＮするが、それ以外の
ダイオードスイッチ１１はＯＮすることはない。なお、
地導体２６を各ダイオードスイッチ１１に対応するよう
に分割してもよいことは言うまでもないことである。

【００２７】実施の形態５．図１１はこの発明の実施の
形態５に係る切り替え機構付きアンテナの概略構成を示
す斜視図である。この実施の形態５による切り替え機構
付きアンテナ１０４は、図１１に示されるように、円筒
同軸線路形のフィルタ３０が円形同軸線路１の入出力端
子４に直列に接続されて構成されている。そこで、この
切り替え機構付きアンテナ１０４では、フィルタ３０に
より設定した周波数の入射波のみが円形同軸線路１に入
射され、導波管スロットアレーアンテナ６から放射され
る。このように、この実施の形態５によれば、上記実施
の形態１の効果に加えて、フィルタとしても機能するア
ンテナが得られる。

【００２８】なお、上記実施の形態５では、上記実施の
形態１による切り替え機構付きアンテナ１００にフィル
タ３０を接続しているが、他の実施の形態による切り替
え機構付きアンテナにフィルタ３０を接続しても同様の
効果が得られる。

【００２９】実施の形態６．図１２はこの発明の実施の
形態６に係る切り替え機構付きアンテナの概略構成を示
す斜視図である。図１２において、誘電体基板３１は、
一面に形成された地導体３２を外導体３の外周面に密着
させて円形同軸線路１に周方向に６枚配設されている。
また、細長の結合孔１０がその長軸方向を円形同軸線路
１の軸方向と直交させて各誘電体基板３１と外導体３と
を貫通するように設けられている。各誘電体基板３１の
他面には、導体からなる一対のパッチアンテナ３３が結
合孔１０の幅広辺を挟んで相対して設けられ、さらに導
体からなる一対の入出力線路３４がそれぞれ各パッチア
ンテナ３３から延出され、結合孔１０を横断して、先端
を開放端とするように設けられている。また、ダイオー
ドスイッチ１１が、各入出力線路３４の開放端と地導体
３２とを短絡するように設けられている。ここで、各入
出力線路３４は、結合孔１０の長軸方向に対して直交
し、結合孔１０上から１／４波長離れた位置が開放端と
なっている。また、各係合孔１０は、それぞれ円形同軸
線路１の短絡端５から５／２波長離れた位置に設けられ
ている。また、ダイオードスイッチ１１の一端は、入出
力線路３４の開放端に接続され、他端は誘電体基板３１
に設けられたスルーホールを介して地導体３２に接続さ
れている。

【００３０】このように構成された切り替え機構付きア
ンテナ１０５では、ダイオードスイッチ１１がＯＮする
と、入出力線路３４の開放端が短絡状態となり、開放端
から１／４波長離れた結合孔１０上の線路に流れる電流
は最小となる。そこで、入出力線路３４は結合孔１０の
磁界と係合せず、円形同軸線路１と入出力線路３４とは
結合しない。一方、ダイオードスイッチ１１がＯＦＦす
ると、入出力線路３４の開放端が開放状態となり、開放
端から１／４波長離れた結合孔１０上の線路に流れる電
流は最大となる。そこで、入出力線路３４は結合孔１０
の磁界と係合し、円形同軸線路１と入出力線路３４とが
結合する。そこで、ダイオードスイッチ１１を制御駆動
して、１つの結合孔１０に対応するダイオードスイッチ
１１のみをＯＦＦとし、残りの結合孔１０に対応するダ
イオードスイッチ１１をＯＮとすることにより、入出力
端子４から入力された電力は、ダイオードスイッチ１１
がＯＦＦとなっている結合孔１０および入出力線路３４
を介してパッチアンテナ３３に給電され、電波がパッチ
アンテナ３３から空間に放射される。

【００３１】このように、この実施の形態６によれば、
円形同軸線路１、パッチアンテナ３３、入出力線路３４
および入出力線路３４の開放端を開放又は短絡するダイ
オードスイッチ１１によリ切り替え回路を構成している
ので、損失を低減でき、小型化が図られるとともに、ダ
イオードスイッチ１１の実装が容易となるという効果が
得られる。

【００３２】なお、上記実施の形態６では、ダイオード
スイッチ１１の一方の端子を、誘電体基板３１に設けら
れたスルーホールを介して地導体３２に接続するものと
して説明しているが、誘電体基板３１上に１／４波長の
先端開放線路を新たに設け、ダイオードスイッチ１１の
一方の端子を該線路に接続してもよい。

【００３３】また、上記実施の形態６では、結合孔１０
上から１／４波長離れた入出力線路３４の先端を開放端
とするように説明しているが、結合孔１０上から１／２
波長離れた入出力線路３４の先端を開放端とするように
してもよい。この場合、入出力線路の開放端から１／２
波長離れた結合孔上の位置では、ダイオードスイッチが
ＯＮのときに電流が最大となり、ダイオードスイッチが
ＯＦＦのときに電流が最小となる。そこで、１つの結合
孔に対応するダイオードスイッチのみをＯＮとし、残り
の結合孔に対応するダイオードスイッチをＯＦＦとする
ことにより、入出力端子から入力された電力は、ダイオ
ードスイッチがＯＮとなっている結合孔および入出力線
路を介してパッチアンテナに給電され、電波がパッチア
ンテナから空間に放射される。

【００３４】なお、上記実施の形態６では、結合孔１０
が、円形同軸線路１の短絡端５から５／２波長離れた位
置に設けられているものとしているが、結合孔１０の位
置は、円形同軸線路１の短絡端５からＮ／２波長（Ｎ：
奇数）離れた位置であればよく、例えば１／２波長や３
／２波長離れた位置でもよい。また、上記実施の形態６
では、１つの結合孔１０に対して一対のパッチアンテナ
３３を設けるものとしているが、１つの結合孔１０に対
して必ずしも一対のパッチアンテナ３３を設ける必要は
なく、パッチアンテナ３３は１つでもよい。

【００３５】実施の形態７．上記実施の形態６では、ダ
イオードスイッチ１１が各入出力線路３４の開放端と地
導体３２とを短絡するように設けられているが、この実
施の形態７では、図１３に示されるように、ダイオード
スイッチ１１が各結合孔１０の対向する幅広面を短絡す
るように設けられている。なお、他の構成は上記実施の
形態６と同様に構成されている。

【００３６】このように構成された切り替え機構付きア
ンテナ１０６においても、ダイオードスイッチ１１をＯ
Ｎすると結合孔１０が短絡状態となり、ＯＦＦすると結
合孔１０が開放状態となるので、ダイオードスイッチ１
１の制御駆動により、円形同軸線路１と入力線路３４と
の結合が制御される。そこで、この実施の形態７におい
ても、上記実施の形態６と同様の効果が得られる。ま
た、この実施の形態７によれば、上記実施の形態６に比
べてダイオードスイッチ１１の個数を削減でき、その分
低コスト化が図られる。

【００３７】なお、上記各実施の形態では、半導体スイ
ッチとしてダイオードスイッチ１１を用いるものとして
いるが、ＦＥＴ等の半導体スイッチを用いても、同様の
効果を奏する。また、上記各実施の形態では、６本の導
波管スロットアレーアンテナを用いて説明しているが、
導波管スロットアレーアンテナの本数は６本に限定され
るものではない。

【００３８】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３９】この発明によれば、内導体が筒状の外導体
内に同軸に配設され、外導体の一端を入出力端子とし、
他端を短絡端子としてなる同軸線路と、上記外導体の外
周面に接するように上記同軸線路の周方向に配設された
複数の導波管スロットアレーアンテナと、上記同軸線路
と上記複数の導波管スロットアレーアンテナとをそれぞ
れ結合するように設けられた複数の結合孔と、上記複数
の結合孔の各結合孔上に設けられ、上記同軸線路と上記
導波管スロットアレーアンテナとの結合を制御する複数
の半導体スイッチとを備えているので、半導体スイッチ
の制御により、同軸線路から結合孔を介して直接導波管
スロットアレーアンテナを給電でき、低損失の切り替え
機構付きアンテナが得られる。

【００４０】また、上記複数の導波管スロットアレーア
ンテナのそれぞれが、溝方向が上記同軸線路の軸心方向
と一致するように上記外導体の外周面に設けられた溝
と、複数の放射スロットが穿設され、該溝を塞口するよ
うに上記外導体に配設された導体板とから構成されてい
るので、同軸線路と導波管スロットアレーアンテナとが
一体化でき、製造が容易になる。

【００４１】また、上記外導体の外周面上に上記半導体
スイッチを制御駆動する信号用の線路を配置したので、
半導体スイッチを制御駆動する線路を同軸線路と一体化
でき、装置の小型化が図られる。

【００４２】また、筒状の内導体が筒状の外導体内に同
軸に配設され、外導体の一端を入出力端子とし、他端を
短絡端子としてなる同軸線路と、上記内導体の内周面に
接するように上記同軸線路の周方向に配設された複数の
導波管スロットアレーアンテナと、上記同軸線路と上記
複数の導波管スロットアレーアンテナとをそれぞれ結合
するように設けられた複数の結合孔と、上記複数の結合
孔の各結合孔上に設けられ、上記同軸線路と上記導波管
スロットアレーアンテナとの結合を制御する複数の半導
体スイッチとを備えているので、半導体スイッチの制御
により、同軸線路から結合孔を介して直接導波管スロッ
トアレーアンテナを給電でき、低損失、かつ、小型の切
り替え機構付きアンテナが得られる。

【００４３】また、内導体が筒状の外導体内に同軸に配
設され、外導体の一端を入出力端子とし、他端を短絡端
子としてなる同軸線路と、地導体が一面上に設けられ、
該地導体を上記外導体の外周面に接するように上記同軸
線路の周方向に配設された複数の誘電体基板と、上記複
数の誘電体基板のそれぞれの他面上に設けられた複数の
パッチアンテナと、上記複数のパッチアンテナのそれぞ
れから延出され、その先端を開放端とするように上記複
数の誘電体基板のそれぞれの他面上に設けられた複数の
入出力線路と、長軸方向が上記入出力線路に直交するよ
うに上記外導体および上記複数の誘電体基板のそれぞれ
を貫通して設けられ、上記同軸線路と上記複数の入出力
線路とをそれぞれ結合する複数の結合孔と、上記複数の
入出力線路のそれぞれの開放端を開放状態または短絡状
態にする複数の半導体スイッチとを備えているので、同
軸線路から結合孔を介して直接パッチアンテナを給電で
き、装置を低損失に構成できるとともに、半導体スイッ
チの実装が容易となる。

【００４４】また、内導体が筒状の外導体内に同軸に配
設され、外導体の一端を入出力端子とし、他端を短絡端
子としてなる同軸線路と、地導体が一面上に設けられ、
該地導体を上記外導体の外周面に接するように上記同軸
線路の周方向に配設された複数の誘電体基板と、上記複
数の誘電体基板のそれぞれの他面上に設けられた複数の
パッチアンテナと、上記複数のパッチアンテナのそれぞ
れから延出され、その先端を開放端とするように上記複
数の誘電体基板のそれぞれの他面上に設けられた複数の
入出力線路と、長軸方向が上記入出力線路に直交するよ
うに上記外導体および上記複数の誘電体基板のそれぞれ
を貫通して設けられ、上記同軸線路と上記複数の入出力
線路とをそれぞれ結合する複数の結合孔と、上記複数の
結合孔の各結合孔上に設けられ、上記同軸線路と上記入
出力線路との結合を制御する複数の半導体スイッチとを
備えているので、同軸線路から結合孔を介して直接パッ
チアンテナを給電でき、装置を低損失に構成できるとと
もに、半導体スイッチの個数を少なくして低コスト化を
図ることができる。

【００４５】また、同軸線路形のフィルタが上記同軸線
路の上記入出力端子に接続されているので、フィルタに
より設定した周波数のみが同軸線路に入射されて、アン
テナから放射されるようになり、フィルタ機能を兼ね備
えたアンテナが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る切り替え機構
付きアンテナの概略構成を示す斜視図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係る切り替え機構
付きアンテナを示す縦断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態１に係る切り替え機構
付きアンテナの円形同軸線路を示す横断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態１に係る切り替え機構
付きアンテナの円形同軸線路の電界と磁界分布を説明す
る図である。

【図５】 この発明の実施の形態２に係る切り替え機構
付きアンテナの概略構成を示す斜視図である。

【図６】 この発明の実施の形態２に係る切り替え機構
付きアンテナを示す縦断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態２に係る切り替え機構
付きアンテナの円形同軸線路を示す横断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態３に係る切り替え機構
付きアンテナを示す分解斜視図である。

【図９】 この発明の実施の形態４に係る切り替え機構
付きアンテナを示す縦断面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態４に係る切り替え機
構付きアンテナを示す横断面図である。

【図１１】 この発明の実施の形態５に係る切り替え機
構付きアンテナの概略構成を示す斜視図である。

【図１２】 この発明の実施の形態６に係る切り替え機
構付きアンテナの概略構成を示す斜視図である。

【図１３】 この発明の実施の形態７に係る切り替え機
構付きアンテナの概略構成を示す斜視図である。

【図１４】 従来のアンテナ装置の概略構成を示す平面
図である。

【図１５】 図１４のＸＶ−ＸＶ矢視断面図である。

【符号の説明】

１、１Ａ 円形同軸線路、２、２Ａ、１４ 内導体、
３、３Ａ、１５ 外導体、４、１７ 入出力端子、５、
１８ 短絡端、６ 導波管スロットアレーアンテナ、
７、２１ 放射スロット、１０、１９ 結合孔、１１
ダイオードスイッチ（半導体スイッチ）、１６ 溝、２
０ 導体（導体板）、２２ 導体（線路）、３０ フィ
ルタ、３１ 誘電体基板、３２ 地導体、３３ パッチ
アンテナ、３４ 入出力線路、１００、１０１、１０
２、１０３、１０４、１０５、１０６切り替え機構付き
アンテナ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮▲崎▼ 守▲泰▼ 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 佐藤 正人 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 小西 善彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内導体が筒状の外導体内に同軸に配設さ
   れ、外導体の一端を入出力端子とし、他端を短絡端子と
   してなる同軸線路と、 上記外導体の外周面に接するように上記同軸線路の周方
   向に配設された複数の導波管スロットアレーアンテナ
   と、 上記同軸線路と上記複数の導波管スロットアレーアンテ
   ナとをそれぞれ結合するように設けられた複数の結合孔
   と、 上記複数の結合孔の各結合孔上に設けられ、上記同軸線
   路と上記導波管スロットアレーアンテナとの結合を制御
   する複数の半導体スイッチとを備えたことを特徴とする
   切り替え機構付きアンテナ。
2. 【請求項２】 上記複数の導波管スロットアレーアンテ
   ナのそれぞれが、溝方向が上記同軸線路の軸心方向と一
   致するように上記外導体の外周面に設けられた溝と、複
   数の放射スロットが穿設され、該溝を塞口するように上
   記外導体に配設された導体板とから構成されていること
   を特徴とする請求項１記載の切り替え機構付きアンテ
   ナ。
3. 【請求項３】 上記外導体の外周面上に上記半導体スイ
   ッチを制御駆動する信号用の線路を配置したことを特徴
   とする請求項１記載の切り替え機構付きアンテナ。
4. 【請求項４】 筒状の内導体が筒状の外導体内に同軸に
   配設され、外導体の一端を入出力端子とし、他端を短絡
   端子としてなる同軸線路と、 上記内導体の内周面に接するように上記同軸線路の周方
   向に配設された複数の導波管スロットアレーアンテナ
   と、 上記同軸線路と上記複数の導波管スロットアレーアンテ
   ナとをそれぞれ結合するように設けられた複数の結合孔
   と、 上記複数の結合孔の各結合孔上に設けられ、上記同軸線
   路と上記導波管スロットアレーアンテナとの結合を制御
   する複数の半導体スイッチとを備えたことを特徴とする
   切り替え機構付きアンテナ。
5. 【請求項５】 内導体が筒状の外導体内に同軸に配設さ
   れ、外導体の一端を入出力端子とし、他端を短絡端子と
   してなる同軸線路と、 地導体が一面上に設けられ、該地導体を上記外導体の外
   周面に接するように上記同軸線路の周方向に配設された
   複数の誘電体基板と、 上記複数の誘電体基板のそれぞれの他面上に設けられた
   複数のパッチアンテナと、 上記複数のパッチアンテナのそれぞれから延出され、そ
   の先端を開放端とするように上記複数の誘電体基板のそ
   れぞれの他面上に設けられた複数の入出力線路と、 長軸方向が上記入出力線路に直交するように上記外導体
   および上記複数の誘電体基板のそれぞれを貫通して設け
   られ、上記同軸線路と上記複数の入出力線路とをそれぞ
   れ結合する複数の結合孔と、 上記複数の入出力線路のそれぞれの開放端を開放状態ま
   たは短絡状態にする複数の半導体スイッチとを備えたこ
   とを特徴とする切り替え機構付きアンテナ。
6. 【請求項６】 内導体が筒状の外導体内に同軸に配設さ
   れ、外導体の一端を入出力端子とし、他端を短絡端子と
   してなる同軸線路と、 地導体が一面上に設けられ、該地導体を上記外導体の外
   周面に接するように上記同軸線路の周方向に配設された
   複数の誘電体基板と、 上記複数の誘電体基板のそれぞれの他面上に設けられた
   複数のパッチアンテナと、 上記複数のパッチアンテナのそれぞれから延出され、そ
   の先端を開放端とするように上記複数の誘電体基板のそ
   れぞれの他面上に設けられた複数の入出力線路と、 長軸方向が上記入出力線路に直交するように上記外導体
   および上記複数の誘電体基板のそれぞれを貫通して設け
   られ、上記同軸線路と上記複数の入出力線路とをそれぞ
   れ結合する複数の結合孔と、 上記複数の結合孔の各結合孔上に設けられ、上記同軸線
   路と上記入出力線路との結合を制御する複数の半導体ス
   イッチとを備えたことを特徴とする切り替え機構付きア
   ンテナ。
7. 【請求項７】 同軸線路形のフィルタが上記同軸線路の
   上記入出力端子に接続されていることを特徴とする請求
   項１乃至請求項６のいずれかに記載の切り替え機構付き
   アンテナ。