JP2004350163A

JP2004350163A - 誘電体漏れ波アンテナ

Info

Publication number: JP2004350163A
Application number: JP2003146905A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Teshirogi; 扶手代木; Aya Yamamoto; 綾山本; Sukenori Kawahara; 祐紀川原
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】薄型化、低コストに製造できるようにする。
【解決手段】誘電体漏れ波アンテナ２０の励振部２４は、誘電体基板１の表面の漏出用金属ストリップ３から離間した位置に設けられ、誘電体基板１を挟んで地板導体２との間でマイクロストリップ線路を形成する線路用金属ストリップ４０とを備えている。線路用金属ストリップ４０は、地板導体２との間で誘電体基板１を挟んでマイクロストリップ線路を形成し、その中央の給電部５から給電された電磁波を両端側に伝搬する。ＲＦ回路基板１００に設けられた給電回路から供給される電磁波は、ＲＦ部ストリップ線路１０１を伝搬し、地板導体２に設けられたスロット５０を介して、マイクロストリップ線路４０に伝搬される。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体漏れ波アンテナを容易に且つ低コストに製造するための技術に関する。特に、ＲＦ回路で出力する電磁波をアンテナに接続するための給電部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
準ミリ波帯の通信等に使用可能な平面型のアンテナとして、誘電体漏れ波アンテナがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３２０２２８号公報
【特許文献２】
特開２００１−３２０２２９号公報
【特許文献３】
特開２００２−２４３８３４号公報
【０００４】
図１５（特開２００１−３２０２２８号公報、特開２００１−３２０２２９号公報）は、この誘電体漏れ波アンテナの基本構造を示すものであり、誘電体基板１の一面（図では下面）側に地板導体２を設けて、電磁波を誘電体基板１の厚さ方向と直交する方向へ伝送する誘電体イメージ線路を形成し、誘電体基板１の反対面側に所定間隔で複数の漏出用金属ストリップ３を設ける。
【０００５】
このように誘電体イメージ線路の表面に漏出用金属ストリップ３を所定の間隔で設け、その漏出用金属ストリップ３と交差する方向に電磁波を伝搬させると、誘電体基板内の電磁波が漏出用金属ストリップ３により、誘電体基板１の表面から漏出される。
【０００６】
この誘電体基板１の表面から漏出される電磁波の放射特性は、漏出用金属ストリップ３の幅、間隔、誘電体基板１内を伝搬する電磁波の波面（等位相面）と漏出用金属ストリップ３との角度によって種々設定が可能である。
【０００７】
例えば、誘電体基板１内を伝搬する電磁波の波面を漏出用金属ストリップ３と平行にすれば、この誘電体基板１の表面全体から漏出される電磁波のビーム方向を、誘電体基板１の表面に直交し且つ漏出用金属ストリップ３の長さ方向と直交する面内に設定することができる。またこの面内におけるビーム方向は、主に漏出用金属ストリップ３の幅によって決定され、例えば漏出用金属ストリップ３の間隔を放射しようとする電磁波の誘電体イメージ線路内の線路内波長λｇにほぼ等しく設定すれば、ビーム方向を誘電体基板１の表面にほぼ直交する方向に設定することができ、誘電体基板１の向きとビーム方向とをほぼ一致させることができる。
【０００８】
このような原理で電磁波を輻射する誘電体漏れ波アンテナでは、誘電体基板１内に漏出用金属ストリップ３とほぼ平行な波面を有する電磁波を伝搬させるための励振部４が必要となる。
【０００９】
この励振部４としては、電磁ホーンから出力される球面波の電磁波を誘電体レンズ、パラボラ型の反射鏡等を用いて波面が一直線状に揃った電磁波に変換して誘電体基板１の端面に向いた面４ａから出射する構造のものが従来から用いられていた。しかし、上記のように励振部を電磁ホーン、誘電体レンズあるいはパラボラ型の反射鏡等を用いて構成した従来の誘電体漏れ波アンテナでは、構造が必然的に立体的になり、アンテナ全体として大型化してしまう。また、電磁ホーンや反射鏡は誘電体基板１と別部材で構成しなければならず、コストがかかり、量産ができないという問題があった。
【００１０】
また、ＲＦ等の高周波回路はマイクロストリップ線路等となっており、前記励振部との間で電磁エネルギーの変換が必要となる。
そこで、特開２００２−２４３８３４号公報に記載の発明は、電磁波の伝播路を形成する伝送体と、この伝送体の端面に対面して電磁波を授受する受給手段を、伝送体の端面に設けた金属膜に並べて形成した複数個のスロットと、分岐させたスロット結合部を前記各スロットに覗かせて形成した平面伝送路を備えた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２００２−２４３８３４号公報に記載の発明では、アンテナの誘電体基板とＲＦ回路基板とが垂直に接触するため、装置全体が大きくなってしまう。
【００１２】
本発明は、この問題を解決して、製造が容易で量産に適し、かつ、薄型化の誘電体漏れ波アンテナを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の誘電体漏れ波アンテナは、放射部と同一基板上に、マイクロストリップ線路又は平行平板線路（線路用金属ストリップ）を設け、放射部である誘電体スラブ線路（露出用金属ストリップ）を励振する構成とした。さらに、ＲＦ回路基板上に設けられたストリップ線路から、地板導体に設けたスロットを介し、マイクロストリップ線路又は平行平板線路に電磁波を給電する構成とした。
【００１４】
具体的には、本発明の請求項１の誘電体漏れ波アンテナは、誘電体基板（１）と、該誘電体基板の一面側に設けられ、前記誘電体基板内でその厚さ方向と直交する方向に電磁波を伝搬させる誘電体線路を形成する第１の地板導体（２ａ）と、前記誘電体基板の反対面側に所定間隔で平行に設けられた複数の漏出用金属ストリップ（３）と、前記誘電体基板内に前記複数の漏出用金属ストリップと交差する方向に電磁波を伝搬させて、前記誘電体基板の前記反対面から漏出させる励振部（２４）と、ＲＦ回路基板（１００）と、前記ＲＦ回路基板から前記励振部に電磁波を給電する給電部（５）とを有する誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記励振部が、
前記誘電体基板の前記反対面の前記漏出用金属ストリップから離間した位置に設けられた線路用金属ストリップ（４０）とから成り、
前記給電部が、
前記誘電体基板とＲＦ回路基板とを、前記誘電体基板内でその厚さ方向と直交する方向に電磁波を伝搬させる誘電体線路を形成する第２の地板導体（２ｂ）を共通にして接合し、前記地板導体に設けられたスロット（５０）とから成り、前記線路用金属ストリップのアンテナ部ストリップ線路と、前記ＲＦ回路基板のＲＦ部ストリップ線路と間の電磁波の給電を前記スロットを介して行う。
【００１５】
また、本発明の請求項２の誘電体漏れ波アンテナは、請求項１記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記線路用金属ストリップは、
前記誘電体基板を挟んで前記地板導体との間でマイクロストリップ線路を形成し、
前記線路用金属ストリップの一方の側縁に所定間隔に設けられ、前記マイクロストリップ線路に給電された電磁波が、前記線路用金属ストリップの長手方向に伝搬し、前記誘電体基板内で前記漏出用金属ストリップと交差する方向に分岐出力する複数の第１のスタブ（４１）と、
前記線路用金属ストリップの他方の側縁に、前記第１のスタブに対して前記マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長のほぼ１／４に等しいだけずれてそれぞれ設けられた複数の第２のスタブ（５１）とを有することを特徴とする請求項１記載の誘電体漏れ波アンテナ。
【００１６】
また、本発明の請求項３の誘電体漏れ波アンテナは、請求項２記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、前記第１の地板導体と前記第２の地板導体とが同一導体から成る。
【００１７】
また、本発明の請求項４の誘電体漏れ波アンテナは、請求項１記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記漏出用金属ストリップが、
放射用の金属ストリップ（３ａ）と反射抑圧用の金属ストリップ（３ｂ）から成っており、それぞれの金属ストリップが前記誘電体基板の少なくとも一方の面に設けられ、
前記線路用金属ストリップが、
前記誘電体基板の前記一面側と反対面側の前記地板導体および前記漏出用金属ストリップから離間した位置で、前記誘電体基板を挟んで平行に対向して、平行平板線路を形成する一対の線路用金属ストリップ（４０Ａ、４０Ｂ）とから成り、
前記一対の線路用金属ストリップのそれぞれの一方の側縁に所定間隔に設けられ、前記平行平板線路に給電された電磁波を前記誘電体基板内で前記漏出用金属ストリップと交差する方向に分岐出力する複数の第１のスタブ（４１Ａ、４１Ｂ）と、
前記一対の線路用金属ストリップのそれぞれの他方の側縁に、前記第１のスタブに対して前記平行平板線路内を伝搬する電磁波の線路内波長のほぼ１／４に等しいだけずれてそれぞれ設けられた複数の第２のスタブ（５１Ａ，５１Ｂ）とを有することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の請求項５の誘電体漏れ波アンテナは、請求項１〜４記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記第１のスタブが設けられる所定間隔は、前記マイクロストリップ線路又は前記平行平板線路内を伝搬する電磁波の線路内波長にほぼに等しいことを特徴としている。
【００１９】
また、本発明の請求項６の誘電体漏れ波アンテナは、請求項１〜５記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記第１のスタブ及び第２のスタブは、前記線路用金属ストリップの側縁から所定の幅で前記線路用金属ストリップと直交する方向に所定距離延びた帯状に形成され、前記それぞれの所定距離を調整することにより、前記線路用金属ストリップの側縁の片側に電磁波を給電することを特徴としている。
【００２０】
また、本発明の請求項７の誘電体漏れ波アンテナは、請求項１〜６記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記励振部が前記誘電体基板のほぼ中央に設けられ、前記励振部の両側にそれぞれ複数の前記露出用金属ストリップが設けられていることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明の請求項８の誘電体漏れ波アンテナは、請求項１〜７記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記マイクロストリップ線路又は前記平行平板線路は、そのほぼ中央から給電された電磁波を両端に伝搬するように構成されていることを特徴としている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した１層構造の誘電体漏れ波アンテナの構成を模式的に且つ透視的に表している。
【００２３】
この誘電体漏れ波アンテナは、例えば、無線による加入者系データ通信サービス方式の一つであるＦＷＡ（ＦｉｘｅｄＷｉｒｅｌｅｓｓＡｃｃｅｓｓ）に使用する準ミリ波帯（およそ２０〜４０ＧＨｚ）用のものであり、前記同様に、矩形の誘電体基板１とその一面側（下面側）に隙間なく重なり合うように設けられた地板導体２とで、電磁波を誘電体基板内でその厚さ方向と直交する方向に伝搬する誘電体イメージ線路が形成され、誘電体基板１の反対面側（上面側）には、複数の漏出用金属ストリップ３が所定間隔、例えば、誘電体イメージ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長λｇとほぼ等しい間隔で平行に設けられている。
【００２４】
なお、誘電体基板１は、アルミナ、セラミック等が使用され、また、地板導体２や漏出用金属ストリップ３は、誘電体基板１に対する金属膜の印刷やエッチングによって形成されている。
【００２５】
（放射部の説明）
各漏出用金属ストリップ３は、誘電体イメージ線路内の反射成分を抑圧するために、互いに平行で線路内波長λｇのほぼ１／４だけ離れた２本の金属ストリップ３ａ、３ｂによって構成されている。
【００２６】
即ち、漏出用金属ストリップ３を線路内波長λｇとほぼ等しい間隔の金属ストリップ３ａだけで構成すると、各金属ストリップ３ａによって発生する反射波が互いに同相となり効率が低下するが、上記のように各金属ストリップ３ａに対して線路内波長λｇのほぼ１／４だけ離れた位置に、各金属ストリップ３ａと同一寸法の金属ストリップ３ｂをそれぞれ設けると、両者の反射波が互いに逆相となって反射成分を相殺することができる。
【００２７】
なお、この金属ストリップ３ａ、３ｂはともに電磁波を漏出する作用を有しているので、上記のように漏出用金属ストリップ３を２つの金属ストリップ３ａ、３ｂで構成した場合、誘電体基板１の表面から漏出される電磁波の放射特性は、２つの金属ストリップ３ａ、３ｂによって漏出される電磁波の放射特性を合成したものとなる。
【００２８】
また、この例および以下に示す全ての誘電体漏れ波アンテナでは、漏出用金属ストリップ３を２本の金属ストリップ３ａ、３ｂで構成しているが、これは本発明を限定するものでなく、金属ストリップによる反射成分が無視できる程度に小さい場合には、１本の金属ストリップで漏出用金属ストリップ３を構成してもよい。また、漏出用金属ストリップ３の間隔を、線路内波長λｇより短く設定したり、長く設定することで反射波を抑圧することも可能であり、この場合にも１本の金属ストリップで構成することができる。
【００２９】
（励振部の説明）
一方、誘電体基板１の一端側には励振部２４が設けられている。
励振部２４は、誘電体基板１の表面側に漏出用金属ストリップ３と平行に延びた帯状の線路用金属ストリップ４０と、線路用金属ストリップ４０の一方の側縁（この図では漏出用金属ストリップ３が設けられている側の側縁）に所定間隔で設けられた複数（図では簡単に左右各３つで示している）の第１のスタブ４１_１、４１_２、４１_３、４１_１′、４１_２′、４１_３′と、線路用金属ストリップ４０の他方の側縁（この図では漏出用金属ストリップ３が設けられている反対側の側縁）に、第１のスタブと線路内波長λｇ′の１／４ずれた位置に設けられた複数（図では簡単に左右各３つで示している）の反射抑制用の第２のスタブ５１_１、５１_２、５１_３、５１_１′、５１_２′、５１_３′とによって構成されている。
さらに、誘電体基板１の一端側で、地板導体２を挟んで励振部２４と反対側にＲＦ回路基板１００が設けられている。
【００３０】
次に、図２、図３、図４を用いて、給電手段を説明する。
図２は、１層構造の誘電体漏れ波アンテナの、図３におけるＡ−Ａ′の断面図である。ここで、線路用金属ストリップ４０は、地板導体２との間で誘電体基板１を挟んでマイクロストリップ線路を形成し、その中央の給電部５から給電された電磁波を両端側に伝搬する。ＲＦ回路基板１００に設けられた給電回路（特に図示せず）から供給される電磁波は、ＲＦ部ストリップ線路１０１を伝搬し、地板導体２に設けられたスロット５０を介して、マイクロストリップ線路である線路用金属ストリップ４０に伝搬される。
【００３１】
図３は、線路用金属ストリップ４０が、スロット結合部５０ａと、線路分岐部５０ｂを備えた給電の場合を模式的に示した平面図である。スロット５０を介して伝搬された電磁波は、スロット結合部５０ａに給電され、その電磁波は線路分岐部４０ｂで線路用金属ストリップ４０の左右に分岐して伝搬される。
【００３２】
図４は、スロット結合部５０ａの詳細図であり、図４（ａ）は、ＲＦ回路基板１００に設けられた給電回路から供給される電磁波は、ＲＦ部ストリップ線路１０１を伝搬（矢印方向Ａ）し、地板導体２に設けられたスロット５０を介して、矢印方向Ａとは反対方向の矢印方向Ｂとなり、線路用金属ストリップ４０に伝搬される。図４（ｂ）は、ＲＦ回路基板１００に設けられた給電回路から供給される電磁波は、ＲＦ部ストリップ線路１０１を伝搬（矢印方向Ａ）し、地板導体２に設けられたスロット５０を介して、矢印方向Ａと同一方向の矢印方向Ｂとなり、線路用金属ストリップ４０に伝搬される。
【００３３】
図５は、線路用金属ストリップ４０が、給電と分岐の機能を併せ持ったスロット結合部５０ａを備えた給電の場合の模式図である。
スロット５０を介して伝搬された電磁波は、スロット結合部５０ａに給電され、その電磁波は直接、線路用金属ストリップ４０の左右に分岐して伝搬される。
【００３４】
図６は、スロット結合部５０ａの詳細図であり、図６（ａ）は、ＲＦ回路基板１００に設けられた給電回路から供給される電磁波は、放射部側からＲＦ部ストリップ線路１０１を伝搬（矢印方向Ａ）し、地板導体２に設けられたスロット５０を介して、線路用金属ストリップ４０の左右に伝搬される。図６（ｂ）は、ＲＦ回路基板１００に設けられた給電回路から供給される電磁波は、放射部側の反対側からＲＦ部ストリップ線路１０１を伝搬（矢印方向Ａ）し、地板導体２に設けられたスロット５０を介して、線路用金属ストリップ４０の左右に伝搬される。
【００３５】
次に図７を用いて線路用金属ストリップ４０に伝搬された電磁波が、漏出用金属ストリップ３への給電を説明する。ここで、線路用金属ストリップ４０の中央給電の場合は、左右対称となるが、簡易的に片側の一部を用いて説明する。各第１のスタブ４１_１、４１_２、第２のスタブ５１_１、５１_２は、図７の（ａ）に示すように、線路用金属ストリップ４０の側縁から、幅がそれぞれＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４長さがそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の帯状に突設されている。各第１のスタブの間隔Ｑは、放射しようとする電磁波のマイクロストリップ線路（線路用金属ストリップ）内の波長λｇ′の整数倍に近い値に設定されていて、給電点５に給電されてマイクロストリップ線路の一端側から他端側に伝搬する電磁波を、誘電体基板１内で漏出用金属ストリップ３が設けられている方向へ分岐して励振波として出力する。
【００３６】
このような励振部２４から漏出用金属ストリップ３が設けられている方向へ伝搬される電磁波（以下、励振波という）の振幅特性や位相特性は、各スタブの幅、長さおよび間隔Ｑによって任意に設定することができる。
【００３７】
即ち、各スタブ４１_１、４１_２、５１_１、５１_２部分からそれぞれ分岐出力される励振波の振幅は、各スタブ４１_１、４１_２、５１_１、５１_２の幅Ｗ１〜Ｗ４と長さＬ１〜Ｌ４に依存しており、これらの幅と長さによって励振波全体として任意の振幅分布特性を与えることができる。
【００３８】
また、各スタブ４１_１、４１_２、５１_１、５１_２部分からそれぞれ分岐出力される励振波の位相はスタブの間隔Ｑに依存しており、この間隔Ｑによって励振波全体としての位相分布特性を任意に設定することができる。
【００３９】
例えば、間隔Ｑを線路内波長λｇ′の整数倍に設定すれば（Ｑ＝λｇ′）、各スタブ４１_１、４１_２、部分からそれぞれ分岐出力される励振波の位相が等しくなり、励振波全体の位相面が図７の（ｂ）のＰｈ１−Ｐｈ１′のように線路用金属ストリップ４０と平行となる。
【００４０】
このように線路用金属ストリップ４０と平行な位相面Ｐｈ１−Ｐｈ１′の励振波を、線路用金属ストリップ４０と平行な漏出用金属ストリップ３側に伝搬させると、ビームの中心方向が誘電体基板１の表面に直交し且つ線路用金属ストリップ４０に直交する面上に位置する電磁波を誘電体基板１の表面から放射することができる。
【００４１】
また、間隔Ｑを線路内波長λｇ′の整数倍より短く設定すると（Ｑ＜λｇ′）、各スタブ４１_１、４１_２部分からそれぞれ分岐出力される励振波の位相が少しずつ進んで、励振波全体の位相面が図７（ｂ）のＰｈ３−Ｐｈ３′のように線路用金属ストリップ４０に対して僅かに傾き、逆に、間隔Ｑを線路内波長λｇ′の整数倍より長く設定すると（Ｑ＞λｇ′）、各スタブ４１_１、４１_２部分からそれぞれ分岐出力される励振波の位相が少しずつ遅れて、励振波全体の位相面が図７（ｂ）のＰｈ４−Ｐｈ４′のように線路用金属ストリップ４０に対してＰｈ３−Ｐｈ３′と逆方向に傾く。
【００４２】
このように線路用金属ストリップ４０に対して傾いた位相面Ｐｈ３−Ｐｈ３′、Ｐｈ４−Ｐｈ４′の励振波を、線路用金属ストリップ４０と平行な漏出用金属ストリップ３側に伝搬させると、誘電体基板１の表面からビームの中心方向が給電端側あるいは終端側に傾いた電磁波を放射することができる。
【００４３】
なお、ここでは線路用金属ストリップ４０を漏出用金属ストリップ３に対して平行に設けた例について説明したが、線路用金属ストリップ４０が、漏出用金属ストリップ３に対して傾きをもつようにしてもよい。
【００４４】
このように、実施形態の誘電体漏れ波アンテナの励振部２４は、誘電体基板１の表面の漏出用金属ストリップ３から離間した位置に設けられ、誘電体基板１を挟んで地板導体２との間でマイクロストリップ線路を形成する線路用金属ストリップ４０と、線路用金属ストリップ４０の側縁に所定間隔に設けられ、マイクロストリップ線路に給電された電磁波を誘電体基板１内で漏出用金属ストリップ３と交差する方向に分岐出力する第１のスタブ４１と反射抑制用の第２のスタブ５１を複数有している。
【００４５】
（両側励振の説明）
また図８に示す誘電体漏れ波アンテナのように、誘電体基板１の中央部に線路用金属ストリップ４０とスタブ４１_１〜４１_３、５１_１〜５１_３を含む励振部２４を設け、その両側に複数の漏出用金属ストリップ３、３′をそれぞれ平行に配置することも可能である。
【００４６】
この場合、図７で示す、励振部２４の線路用金属ストリップ４０、スタブ４１_１〜４１_３、５１_１〜５１_３は、ｍ／２＋Ｌ≒０．６５λｇ′とすることにより、線路用金属ストリップ４０の両側に電磁波を分岐して給電することができる。ここで、ｍは線路用金属ストリップ４０の幅、Ｌは各スタブの長さ、λｇ′はマイクロストリップ線路内の波長、δ≒λｇ′／４、Ｑ≒λｇ′である。
【００４７】
ただし、このよう左右の分岐されたそれぞれの電磁波には、線路内波長λｇ′の１／２にほぼ等しい位相差が生じる。
【００４８】
したがって、図８に示しているように、線路用金属ストリップ４０から左右の最初の漏出用金属ストリップ３、３′までの距離ｄ、ｄ′を、この位相差に相当する分だけ異なるように設定しておけば、左右の漏出用金属ストリップ３、３′から同相の電磁波を漏出させることができる。
【００４９】
また、上記のように、左右に設けたスタブによる両側励振は、図９に示すセンタ給電型の誘電体漏れ波アンテナにも適用することができる。
【００５０】
このため、励振部２４を誘電体基板１に一体化することができ、アンテナ全体を小型化することができる。また、線路用金属ストリップ４０、第１のスタブ４１、および第２のスタブ５１を漏出用金属ストリップ３と同一面で印刷やエッチングにより形成することができるので、少ない工程で、安価に且つ容易に製造でき、量産が可能となる。
【００５１】
（２層構造の説明）
図１０は、本発明を適用した２層構造の誘電体漏れ波アンテナの構成を模式的に且つ透視的に表している。
図１の１層構造の誘電体漏れ波アンテナとの違いのみを説明する。誘電体基板１の一面側と地板導体２ａとの間には、誘電体線路を伝搬する電磁波の導体損を減らすために、比誘電率が誘電体基板１の比誘電率より低い空気やガス等の気体、誘電体からなる低誘電率層７が設けられており、この低誘電率層７が例えば空気の場合には、誘電体基板１と地板導体２ａとは、図示しないスペーサによって隙間のある状態で対向するように一体化されている。
【００５２】
なお、上記した誘電体漏れ波アンテナでは、漏出用金属ストリップ３を構成する１組の金属ストリップ３ａ、３ｂを、誘電体基板１の両面のうち、地板導体２ａが設けられている側と反対側の面に設けていたが、図１１に示す誘電体漏れ波アンテナのように、１組の金属ストリップ３ａ、３ｂの一方（この場合金属ストリップ３ｂ）を地板導体２ａが設けられている側の面に設けてもよい。なお、図１０と同様の構成の符号は省略する。
【００５３】
図１２は、２層構造の誘電体漏れ波アンテナの図３におけるＡ−Ａ′の断面図である。また、図１３は、図１２に示す断面の詳細を示すための模式図である。ここで、線路用金属ストリップ４０は、地板導体２ａとの間で誘電体基板１を挟んで平行平板線路を形成し、その中央の給電部５から給電された電磁波を両端側に伝搬する。ＲＦ回路基板１００に設けられた給電回路（特に図示せず）から供給される電磁波は、ＲＦ部ストリップ線路１０１を伝搬し、地板導体２ａに設けられたスロット５０を介して、線路用金属ストリップ（平行平板線路）４０に伝搬される。
【００５４】
（２層構造の両側励振の説明）
また、前述した各誘電体漏れ波アンテナでは、漏出用金属ストリップ３が、線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂの一方の側縁側にだけ配置された片側励振の場合を示したが、図１４に示す誘電体漏れ波アンテナのように、その両側に複数の漏出用金属ストリップ３、３′をそれぞれ平行に配置して、両側励振にすることも可能である。
【００５５】
この場合、励振部２４の線路用金属ストリップ４０、スタブ４１１〜４１３、５１１〜５１３は、ｍ／２＋Ｌ≒０．６５λｇ′とすることにより、線路用金属ストリップ４０の両側に電磁波を分岐して給電することができる。ここで、ｍは線路用金属ストリップ４０の幅、Ｌは各スタブの長さ、λｇ′は平行平板線路内の波長、δ≒λｇ′／４、Ｑ≒λｇ′である。
【００５６】
ただし、このようにスタブを設けた場合、左右の分岐波には、ある位相差が生じる。
【００５７】
したがって、図１４に示しているように、線路用金属ストリップ４０Ａ、４０Ｂから左右の最初の漏出用金属ストリップ３、３′までの距離ｄ、ｄ′を、位相差に相当する分だけ異なるように設定しておけば、左右の漏出用金属ストリップ３、３′から同相の電磁波を漏出させることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の誘電体漏れ波アンテナでは、誘電体基板の一面側に漏出用金属ストリップとほぼ平行な線路用金属ストリップを設けて、マイクロストリップ線路又は平行平板線路を形成し、その線路用金属ストリップの側縁にスタブを所定間隔で設けて、マイクロストリップ線路又は平行平板線路に給電された電磁波を漏出用金属ストリップと交差する方向に分岐して励振している。さらに、誘電体漏れ波アンテナの線路用金属ストリップとＲＦ回路基板とを地板導体を共通にして背中合わせで接着し、両間の電磁波の給電を地板導体側に設けたスロットを介して接続する。
【００５９】
このため、励振部を誘電体基板に一体化することができ、アンテナ全体を小型化することができる。また、線路用金属ストリップおよびスタブを漏出用金属ストリップと同一面でパターン形成することができる。さらに、線路用金属ストリップとＲＦ回路基板との電磁波の給電を地板導体側に設けたスロットのみで接続する。そのため、薄型化、低コスト化、少ない工程で、且つ容易に製造でき、量産が可能となる。
【００６０】
また、スタブを、線路用金属ストリップの側縁から所定の幅で線路用金属ストリップと直交する方向に所定距離延びた帯状に形成し、マイクロストリップ線路又は平行平板線路内の電磁波の線路内波長の整数倍にほぼ等しい間隔で設けたものでは、そのスタブの幅と長さ、および間隔によって、任意の特性を得ることができる。
【００６１】
また、スタブによって漏出用金属ストリップが設けられている側と反対側に分岐される電磁波を漏出用金属ストリップが設けられている側に反射させる反射壁を備えたものでは、漏出用金属ストリップが設けられている側と反対側に分岐される電磁波も有効に利用でき、能率が高くなる。
【００６２】
また、マイクロストリップ線路又は平行平板線路のほぼ中央から電磁波を給電するように構成したものでは、マイクロストリップ線路又は平行平板線路の損失を減らすことができ、能率をさらに高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１層構造の実施形態を模式的に示す透視的斜視図
【図２】１層構造の誘電体漏れ波アンテナの断面図
【図３】本発明の実施形態のスロット結合部と線路分岐部を持つ給電の場合を示す平面図
【図４】図３の詳細図
【図５】本発明の実施形態の給電と分岐の機能を持つスロット結合部の場合を示す平面図
【図６】図５の詳細図
【図７】実施形態の要部と波面との関係を説明するための図
【図８】本発明の１層構造の実施形態を模式的に示す透視的斜視図
【図９】本発明の１層構造の実施形態を模式的に示す透視的斜視図
【図１０】本発明の２層構造の実施形態を模式的に示す透視的斜視図
【図１１】本発明の２層構造の実施形態を模式的に示す透視的斜視図
【図１２】２層構造の誘電体漏れ波アンテナの断面図
【図１３】図１２の断面の模式図
【図１４】本発明の２層構造の実施形態を模式的に示す透視的斜視図
【図１５】従来の誘電体漏れ波アンテナの概略構成を示す図。
【符号の説明】
１……誘電体基板、２、２ａ、２ｂ……地板導体、３……漏出用金属ストリップ、３ａ、３ｂ……金属ストリップ、５……給電部、２０……誘電体漏れ波アンテナ、２４……励振部、４０、４０Ａ，４０Ｂ……線路用金属ストリップ、４１、４１′、４１Ａ、４１Ｂ……第１のスタブ、５０……スロット、５０ａ……スロット結合部、５０ｂ……線路分岐部、５１、５１′、５１Ａ，５１Ｂ……第２のスタブ、１００……ＲＦ回路基板、１０１……ＲＦ部ストリップ線路。

Claims

誘電体基板（１）と、該誘電体基板の一面側に設けられ、前記誘電体基板内でその厚さ方向と直交する方向に電磁波を伝搬させる誘電体線路を形成する第１の地板導体（２ａ）と、前記誘電体基板の反対面側に所定間隔で平行に設けられた複数の漏出用金属ストリップ（３）と、前記誘電体基板内に前記複数の漏出用金属ストリップと交差する方向に電磁波を伝搬させて、前記誘電体基板の前記反対面から漏出させる励振部（２４）と、ＲＦ回路基板（１００）と、前記ＲＦ回路基板から前記励振部に電磁波を給電する給電部（５）とを有する誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記励振部が、
前記誘電体基板の前記反対面の前記漏出用金属ストリップから離間した位置に設けられた線路用金属ストリップ（４０）とから成り、
前記給電部が、
前記誘電体基板とＲＦ回路基板とを、前記誘電体基板内でその厚さ方向と直交する方向に電磁波を伝搬させる誘電体線路を形成する第２の地板導体（２ｂ）を共通にして接合し、前記地板導体に設けられたスロット（５０）とから成り、前記線路用金属ストリップのアンテナ部ストリップ線路と、前記ＲＦ回路基板のＲＦ部ストリップ線路と間の電磁波の給電を前記スロットを介して行うことを特徴とする誘電体漏れ波アンテナ。
前記線路用金属ストリップは、
前記誘電体基板を挟んで前記地板導体との間でマイクロストリップ線路を形成し、
前記線路用金属ストリップの一方の側縁に所定間隔に設けられ、前記マイクロストリップ線路に給電された電磁波が、前記線路用金属ストリップの長手方向に伝搬し、前記誘電体基板内で前記漏出用金属ストリップと交差する方向に分岐出力する複数の第１のスタブ（４１）と、
前記線路用金属ストリップの他方の側縁に、前記第１のスタブに対して前記マイクロストリップ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長のほぼ１／４に等しいだけずれてそれぞれ設けられた複数の第２のスタブ（５１）とを有することを特徴とする請求項１記載の誘電体漏れ波アンテナ。
前記第１の地板導体と前記第２の地板導体とが同一導体から成ることを特徴とする請求項２記載の誘電体漏れ波アンテナ。
前記漏出用金属ストリップが、
放射用の金属ストリップ（３ａ）と反射抑圧用の金属ストリップ（３ｂ）から成っており、それぞれの金属ストリップが前記誘電体基板の少なくとも一方の面に設けられ、
前記線路用金属ストリップが、
前記誘電体基板の前記一面側と反対面側の前記地板導体および前記漏出用金属ストリップから離間した位置で、前記誘電体基板を挟んで平行に対向して、平行平板線路を形成する一対の線路用金属ストリップ（４０Ａ、４０Ｂ）とから成り、
前記一対の線路用金属ストリップのそれぞれの一方の側縁に所定間隔に設けられ、前記平行平板線路に給電された電磁波を前記誘電体基板内で前記漏出用金属ストリップと交差する方向に分岐出力する複数の第１のスタブ（４１Ａ、４１Ｂ）と、
前記一対の線路用金属ストリップのそれぞれの他方の側縁に、前記第１のスタブに対して前記平行平板線路内を伝搬する電磁波の線路内波長のほぼ１／４に等しいだけずれてそれぞれ設けられた複数の第２のスタブ（５１Ａ、５１Ｂ）とを有していることを特徴とする請求項１記載の誘電体漏れ波アンテナ。
前記第１のスタブが設けられる所定間隔は、前記マイクロストリップ線路又は前記平行平板線路内を伝搬する電磁波の線路内波長にほぼに等しいことを特徴とする請求項１〜４記載の誘電体漏れ波アンテナ。
前記第１のスタブ及び第２のスタブは、前記線路用金属ストリップの側縁から所定の幅で前記線路用金属ストリップと直交する方向に所定距離延びた帯状に形成され、前記それぞれの所定距離を調整することにより、前記線路用金属ストリップの側縁の片側に電磁波を給電することを特徴とする請求項１〜５記載の誘電体漏れ波アンテナ。
前記励振部が前記誘電体基板のほぼ中央に設けられ、前記励振部の両側にそれぞれ複数の前記露出用金属ストリップが設けられていることを特徴とする請求項１〜６記載の誘電体漏れ波アンテナ。
前記マイクロストリップ線路又は前記平行平板線路は、そのほぼ中央から給電された電磁波を両端に伝搬するように構成されていることを特徴とする請求項１〜７記載の誘電体漏れ波アンテナ。