JP3895270B2 - Dielectric Leaky Wave Antenna - Google Patents

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において、簡単な給電構造で４５度を含む任意角の偏波を実現し、また、開口分布の制御を容易にするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ミリ波帯や準ミリ波帯のアンテナとして、図１４に示すように、誘電体基板１の一面側に地板導体２を設けて電磁波を伝搬させる誘電体線路を形成し、その誘電体線路内に給電した電磁波Ｐを、誘電体基板１の反対面側に所定間隔で設けられた金属ストリップ３によって、誘電体基板１の反対面側から漏出させる誘電体漏れ波アンテナが実現されている。
【０００３】
この構造の誘電体漏れ波アンテナの偏波面は、誘電体線路内を伝搬する電磁波の伝搬方向が金属ストリップ３と直交する方向であれば金属ストリップ３の長さ方向に直交する。例えば図１５のように、金属ストリップ３が上下に並ぶように誘電体基板１を立てた状態で、その金属ストリップ３に直交する方向に電磁波Ｐを伝搬させると、誘電体基板２１の表面から漏出される電磁波の偏波方向は矢印Ａのように垂直方向（垂直偏波）となる。
【０００４】
このような誘電体漏れ波アンテナを、車載レーダのように対向車への干渉防止が必要な４５度偏波のアンテナとして用いる場合、単に、金属ストリップ３の長さ方向が水平面に対して４５度傾くようにアンテナ全体を傾けて支持する方法があるが、このように矩形のアンテナを傾けて車に搭載することは、スペースの点やデザイン上問題がある。
【０００５】
これを解決する方法として、図１６のように、矩形の誘電体基板１の中央部に４５度の角度をなすように延びた線路型の給電部４を設け、その両側に金属ストリップ３を平行に設け、給電部４から両側の金属ストリップ３が設けられている部分へ電磁波Ｐを給電して、誘電体基板２１の表面から漏出される電磁波の偏波方向を、矢印Ｂのように水平面に対して４５度傾けることが考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車載用レーダ等では水平面のビーム幅を絞るために、開口面の横幅がある程度必要で通常は上記のような横長の長方形状になるため、前記のように誘電体基板１の中央部に設けた線路型の給電部４から両側に電磁波を給電する構造では、給電部４に対してその両側に配列されている金属ストリップ３が非対称となり、給電部４の両側から漏出される電磁波の特性を合わせることが極めて困難となり、開口面分布をレーダに適した特性にすることができない。
【０００７】
また、上記した図１４の構造のアンテナでは、誘電体基板１の隅部にデッドスペースＳｄが生じるという問題もあった。
【０００８】
そのため、従来では、水平偏波や垂直偏波のアンテナの前面に偏波変換板を配置して、４５度偏波を発生させる方法を採用していたが、このように偏波変換板を用いた場合、部品点数が増えてコスト高になり、またアンテナ全体の厚さが増してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、これらの問題を解決し、偏波変換板を必要とせず、給電構造が簡単で、且つ任意の開口面分布を容易に実現でき、開口効率の高い４５度を含む任意角偏波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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１の誘電体漏れ波アンテナは、
略長方形または略正方形の外形を有する誘電体基板（２１）と、
前記誘電体基板の一面側に設けられた地板導体（２２）と、
前記誘電体基板内に電磁波を放射する給電部（３０）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、前記給電部によって前記誘電体基板内に放射された電磁波を該誘電体基板の反対面側から漏出させる複数の金属ストリップ（２５）とを有する誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記複数の金属ストリップが前記誘電体基板の一辺に対して４５度の角度をなすように形成されており、
前記誘電体基板の前記複数の金属ストリップが設けられている部分を、該金属ストリップの長さ方向と直交する線を境界として第１領域（Ｅａ）と第２領域（Ｅｂ）とに区分けし、
前記給電部を、
前記第１領域と第２領域のそれぞれの内側の境界線の延長上に近い位置に設けられ、外部から入力される電磁波を２分岐するための分岐部（３２）と、
前記分岐部の一方の分岐路と連続し、前記第１領域の外側で前記誘電体基板の一辺に沿って電磁波を伝搬させる線路（３６）と、該線路を伝搬する電磁波を前記第１領域の金属ストリップに直交する方向に放射する放射部（３７）とからなる第１給電部（３５）と、
前記分岐部の他方の分岐路と連続し、前記第２領域の外側で前記第１給電部が設けられている前記誘電体基板の一辺と隣合う一辺に沿って電磁波を伝搬させる線路（４１）と、該線路を伝搬する電磁波を前記第２領域の金属ストリップに直交する方向に放射する放射部（４２）とからなる第２給電部（４０）とによって構成したことを特徴としている。
【００１２】
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、
前記第１給電部の放射部および前記第２給電部の放射部は、それぞれの線路から前記金属ストリップ側へ突出した複数のスタブ（３７ａ、３７ｂ、４２ａ、４２ｂ）を有し、
該スタブが、前記線路を伝搬する電磁波を前記金属ストリップに直交する方向に放射するのに必要な間隔で設けられていることを特徴としている。
【００１３】
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１または請求項２記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
所望の開口分布を得るために、前記金属ストリップのそれぞれの幅を長さ方向に沿って変化させていることを特徴としている。
【００１４】
【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〜図３は、本発明を適用した誘電体漏れ波アンテナ２０の構造を示している。
【００１５】
この誘電体漏れ波アンテナ２０は、例えば７５ＧＨｚ帯の車載レーダ用のもので、図１〜図３に示しているように、外形が横長の長方形で厚さ一定の誘電体基板（例えばアルミナ基板）２１と、その誘電体基板２１の背面２１ａ側に平行に対向するように設けられた地板導体２２とを有している。
【００１６】
地板導体２２は、アンテナとしての放射面を誘電体基板２１の表面２１ｂ側に限定するためのものであり、電磁波が地板導体２２を流れることによる導体損を減少させるため、図２に示しているように、誘電体基板２１の背面２１ａ側に対してスペーサ２３を介して僅かに隙間をあけた状態で固定されている。
【００１７】
図１に示しているように、誘電体基板２１の表面２１ｂ側の上縁部および左縁部を除く長方形領域には、誘電体基板２１の各辺に対して４５度の角度をなす複数の金属ストリップ２５が領域全体にわたって平行に且つ所定間隔でパターン形成されている。
【００１８】
また、誘電体基板２１には、誘電体基板２１内の金属ストリップ２５が設けられている部分に電磁波を放射するための給電部３０が形成されている。
【００１９】
この給電部３０は、入出力部３１、分岐部３２、第１給電部３５および第２給電部４０とで構成されている。
【００２０】
入出力部３１は、図４の（ａ）、（ｂ）に示しているように、誘電体基板２１の表面２１ｂ側の上辺側左端から下辺側に延びた金属ストリップ３１ａとこれに誘電体基板２１を挟んで対向するように背面２１ａ側に形成された金属ストリップ３１ｂとからなり、そのエッジ側で図示しない導波管等と結合されて電磁波を入出力させる。
【００２１】
分岐部３２はＴ分岐型のものであり、入出力部３１を形成している金属ストリップ３１ａ、３１ｂの先端からやや幅広で下方に延長され誘電体基板２１を挟んで互いに対向する整合用の金属ストリップ３２ａ、３２ｂと、表面２１ｂ側の金属ストリップ３２ａの先端から右（図１、図４の（ａ）において）に延びた金属ストリップ３３ａと、背面２１ａ側の金属ストリップ３２ｂの先端から誘電体基板２１を挟んで金属ストリップ３３ａと対向するように延びて一方の分岐路を形成する金属ストリップ３３ｂと、表面２１ｂ側の金属ストリップ３２ａの先端から左（図１、図４の（ａ）において）に延びた金属ストリップ３４ａと、背面２１ｂ側の金属ストリップ３２ｂの先端から誘電体基板２１を挟んで金属ストリップ３４ａと対向するように延びて他方の分岐路を形成する金属ストリップ３４ｂによって形成されている。
【００２２】
また、第１給電部３５は、誘電体基板２１の上辺に沿って形成された平行平板型の線路３６と放射部３７とによって構成されている。
【００２３】
線路３６は、分岐部３２の一方の分岐路を形成している表面２１ｂ側の金属ストリップ３３ａに連続して誘電体基板２１の表面２１ｂ側の上部右端まで延びた金属ストリップ３６ａと、分岐部３２の一方の分岐路を形成している背面２１ａ側の金属ストリップ３３ｂに連続して金属ストリップ３６ａと対向するようにして誘電体基板２１の背面２１ａ側の上部左端まで延びた金属ストリップ３６ｂとによって構成され、その長さ方向に沿って電磁波を伝搬させる。
【００２４】
放射部３７は、線路３６を形成している表面２１ｂ側の金属ストリップ３６ａの下縁から金属ストリップ２５側へ所定の間隔をもって突出されたスタブ３７ａと、線路３６を形成している背面２１ａ側の金属ストリップ３６ｂの下縁から表面側のスタブ３７ａと対向するように金属ストリップ２５側へ所定の間隔をもって突出されたスタブ３７ｂとによって構成され、線路３６を伝搬する電磁波を、金属ストリップ２５と直交する方向、即ち、線路３６の電磁波伝搬方向に対して４５度の角度をなす方向に平面電磁波として放射する。
【００２５】
また、第２給電部４０は、誘電体基板２１の一方の側辺に沿って形成された平行平板型の線路４１と放射部４２とによって構成されている。
【００２６】
線路４１は、分岐部３２の他方の分岐路を形成している表面２１ｂ側の金属ストリップ３４ａに連続して誘電体基板２１の表面２１ｂ側の左端下部まで延びた金属ストリップ４１ａと、分岐部３２の他方の分岐路を形成している背面２１ａ側の金属ストリップ３４ｂに連続して金属ストリップ４１ａと対向するようにして誘電体基板２１の背面２１ａ側の右端下部の左端まで延びた金属ストリップ４１ｂとによって構成され、その長さ方向に沿って電磁波を伝搬させる。
【００２７】
放射部４２は、線路４１を形成している表面２１ｂ側の金属ストリップ４１ａの右縁から金属ストリップ２５側へ所定の間隔をもって突出されたスタブ４２ａと、線路４１を形成している背面２１ａ側の金属ストリップ４１ｂの左縁から表面側のスタブ４２ａと対向するように金属ストリップ２５側へ所定の間隔をもって突出されたスタブ４２ｂとによって構成され、線路４１を伝搬する電磁波を、金属ストリップ２５と直交する方向、即ち、線路４１の電磁波伝搬方向に対して４５度の角度をなす方向に平面電磁波として放射する。
【００２８】
つまり、第１給電部３５は、図３に示しているように、誘電体基板２１の複数の金属ストリップ２５が設けられている部分を、分岐部３２の近傍を通り金属ストリップ２５に直交する線Ｌを境界として第１領域Ｅａと第２領域Ｅｂに区分けしたとき、その境界線Ｌより右上側の第１領域Ｅａに対して、金属ストリップ２５と直交する方向に平面電磁波Ｐｘ′を放射し、第２給電部４０は、境界線Ｌより左下側の第２領域Ｅｂに対して金属ストリップ２５と直交する方向に平面電磁波Ｐｙ′を放射する。
【００２９】
第１給電部３５が第１領域Ｅａに放射する電磁波Ｐｘ′の放射方向は、放射部３７の間隔（スタブ間隔）に依存し、放射量は放射部３７の幅（スタブ幅）に依存する。
【００３０】
即ち、図５に示しているように、放射部３７の間隔をｄ′、線路３６内の電磁波Ｐｘの波長をλｇ′、誘電体基板２１内を伝搬する電磁波の波長をλとすると、一つの放射部３７から放射される平面電磁波Ｐｘ′の放射方向θはその放射部３７に垂直な方向を基準として、次の関係を満たす方向となる。
【００３１】
ｓｉｎθ＝（λ／λｇ′−λ／ｄ′）
【００３２】
ここで、θ＝４５度であるから、
ｄ′＝（２^１／２λｇ′λ）／（２^１／２λ−λｇ′）
を満たすように間隔ｄ′が設定されている。
【００３３】
また、第２給電部４０の放射部４２の間隔も同様に上記関係を満たすように設定されている。
【００３４】
また、第１給電部３５の各放射部３７の幅は、第１領域Ｅａから漏出される電磁波の漏出量がほぼ均等となるように設定されている。
【００３５】
即ち、放射部３７から放射される電磁波は、第１領域Ｅａの各金属ストリップと交差して電磁波を漏出するから、金属ストリップとの交差数が多い放射位置にあるものについては放射量を大きくし、交差数が少ない放射位置にあるものについては放射量を少なくすれば、領域全体として漏出量を均等化できる。
【００３６】
また、同様に、第２給電部４０の各放射部４２の幅も、第２領域Ｅｂの各金属ストリップとの交差数が多い放射位置にあるものについては放射量を大きくし、交差数が少ない放射位置にあるものについては放射量を少なくして、領域全体として漏出量が均等となるように設定している。
【００３７】
図６は、分岐点からの第１給電部３５および第２給電部４０の位置毎の放射量の変化特性を示すものである。ただし、残存電力は５％、簡単のため給電線路の損失が無いと仮定している。
【００３８】
この図６において、第１給電部３５の特性Ｘの近距離部分では、境界線Ｌから誘電体基板２１の右下隅を通過する線の範囲で交差する金属ストリップ数がほぼ等しいのでほぼ一定となり、それより右の範囲では交差数が距離に応じて少なくなるため、単調減少している。
【００３９】
また、第２給電部４０の特性Ｙは、境界線Ｌから左方へ移動するにしたがって交差数が少なくなるため、単調減少している。
【００４０】
また、給電部３０の分岐部３２は、入力された電磁波の電力を、第１領域Ｅａの面積と第２領域Ｅｂの面積の比に応じて分配している。
【００４１】
したがって、第１領域Ｅａの単位面積当たりの漏出量と第２領域Ｅｂの単位面積当たりの漏出量とはほぼ等しく、アンテナ全体として、誘電体基板２１の表面のほぼ全体から均等に電磁波を４５度偏波で漏出させることができる。
【００４２】
ここで、アンテナの開口面は横長の長方形で長辺が水平であるので、水平面のビーム幅が垂直面のビーム幅より狭い指向特性となり、車載レーダに好適である。
【００４３】
また、上記のような均等分布だけでなく、任意の開口面分布を実現するためには、各金属ストリップ２５の幅を長さ方向に沿って制御する（変化させる）ことで実現できる。
【００４４】
例えば、図７のように、ｘ方向の長さａ、ｙ方向の長さｂの長方形開口のアンテナとする。
【００４５】
この開口面上に任意の電界分布ｆ（ｘ，ｙ）、例えば図７のように横長楕円の等高線で表される分布を実現させることを考えるが、実用的観点から、ｘ、ｙで変数分離された関数を扱えば十分である。
【００４６】
即ち、
ｆ（ｘ，ｙ）＝ｆ（ｘ）ｆ（ｙ） ……（１）
とする。
【００４７】
前記したように、第１給電部３５、第２給電部４０により、給電を行なうとし、図７のようにｘｙ座標に４５度傾斜した座標（ｘ′、ｙ′）をとると、（ｘ，ｙ）との間には、次の関係が成立する。
【００４８】
ｘ＝（ｘ′＋ｙ′）／２^１／２ ……（２ａ）
ｙ＝（ｙ′−ｘ′）／２^１／２ ……（２ｂ）
ｘ′＝（ｘ−ｙ）／２^１／２ ……（３ａ）
ｙ′＝（ｘ＋ｙ）／２^１／２ ……（３ｂ）
【００４９】
ｘ軸およびｙ軸に沿った各給電部から放射される電力をそれぞれＰ_ｉｘ（ｘ）、Ｐ_ｉｙ（ｙ）とし、ある位置から放射される１つの放射ライン、例えば、入射点（ｘ′，ｙｓ′）から伝搬して、端部（ｘ′，ｙｅ′）に達するまでのラインに放射されるべき電力Ｐｒ（ｘ′）は、次のように表される。
【００５０】

ただし、記号_ｙｓ∫^ｙｅは、ｙ＝ｙｓ′〜ｙｅ′までの積分を表す。
【００５１】
実際の入射電力は、これに残存電力Ｐ_ｒｅｓと線路内の伝送損失Ｐ_ｌｏｓｓを加えたものであるから、次のようになる。
【００５２】
Ｐ_ｉｘ（ｘ）＝Ｐ_ｉｘ（２^１／２ｘ′）
＝Ｐ_ｒ（ｘ′）＋Ｐ_ｒｅｓ＋Ｐ_ｌｏｓｓ （ｘ′≧０）……（５ａ）
Ｐ_ｉｙ（ｙ）＝Ｐ_ｉｙ（２^１／２ｘ′）
＝Ｐ_ｒ（ｘ′）＋Ｐ_ｒｅｓ＋Ｐ_ｌｏｓｓ （ｘ′＜０）……（５ｂ）
【００５３】
この放射ライン上でλｇ間隔で金属ストリップ２５を設けたとすると、点（ｘ′，ｙ′）における長さλｇ間の漏れ係数α_ｒ（ｘ′，ｙ′）と、線路の伝送電力との間には、次のような関係が成立し、両方を逐次近似法で求めることができる。
【００５４】
Ｐ_Ｔ（ｘ′，ｙ′＋λｇ）
＝Ｐ_Ｔ（ｘ′，ｙ′）（１−α_ｒ（ｘ′，ｙ′）−α_Ｌ） ……（６）
ここで、α_Ｌはλｇ当たりの線路の伝送損失である。
【００５５】
また、ｙ′〜ｙ′＋λｇ間の放射電力は、
Ｐ_Ｔ（ｘ′，ｙ′）α_ｒ（ｘ′，ｙ′）
＝λｇ｜ｆ（ｘ′，ｙ′）｜^２ ……（７）
となる。
【００５６】
実際の計算結果を以下に示す。
周波数７６．５ＧＨｚ、ａ＝１００ｍｍ、ｂ＝７５ｍｍ、水平面、垂直面ともＳＬＬ＝２０ｄＢのテーラー分布（図７で楕円状の電界振幅等高線で示した分布）の場合の各点での必要な漏れ係数を計算してみる。
【００５７】
図８のように、中央部をｙ′軸に沿って通過する電磁波Ｐｘ′についてのλｇ間隔の距離ｌに対する漏れ係数α_ｒ（漏れ量）は、図９のように得られた。したがって、この電磁波Ｐｘ′と交差する各金属ストリップ２５の各交差位置における幅（平均的な幅）を、図９の漏れ係数に合わせて設定すればよい。
【００５８】
また、図１０のように、中央部に近い一つの金属ストリップ２５ｉについて、ｘ′軸に沿ったλｇ間隔の距離ｔに対する漏れ係数（漏れ量）α_ｒは、図１１に示すように得られた。したがって、一つの金属ストリップ２５のｘ′軸に沿った位置毎の幅をこの漏れ係数に合わせて変化させればよい。
【００５９】
なお、ここで示した計算例は中央部に近い一つの金属ストリップ２５についてのものであり、全ての領域において得られた漏れ係数に合わせて各金属ストリップ２５の長さ方向に沿った位置毎の幅を変化させることで、図７に示しているようなテーラー分布の電界を容易に得ることができる。
【００６０】
このように、各金属ストリップ２５の平均的な幅と長さ方向に沿った位置毎の幅を制御することで所望の分布が得られ、４５度偏波でありながら、ビームの水平面と垂直面の指向性が垂直偏波時と同等の特性を得ることができ、車載用レーダに好適なアンテナを実現できる。
【００６１】
また、給電部３０を第１給電部３５と第２給電部４０とで構成し、両給電部を横長長方形の誘電体基板２１の隣合う２辺の縁部に沿って設けて、第１領域Ｅａと第２領域Ｅｂにそれぞれ独立に給電しているので、その間に挟まれた長方形部分全体に電磁波の給電が可能となり、大きなデッドスペースは生じない。
【００６２】
なお、上説明では省略していたが、図１２のように、各金属ストリップ２５について管内波長λｇの１／４だけ間隔をあけて金属ストリップ２６を設け、金属ストリップ２５から給電側へ戻る反射成分Γを、金属ストリップ２６から給電側に戻る反射成分Γ′で相殺して効率を上げるようにしてもよい。ただし、この場合、２つの金属ストリップ２５、２６によって電磁波が漏出されることになり、上記した金属ストリップの幅についての計算も２つの一組の金属ストリップについて行なう必要がある。
【００６３】
なお、これまでの説明は、誘電体基板２１と地板導体２２の間に僅かな隙間を開けた構造に対するものであったが、誘電体基板２１と地板導体２２とを直接密着させた所謂イメージ線路に対しても、前記同様な方法を用いて４５度偏波アンテナを実現できる。
【００６４】
ただし、上記説明では、給電部３０を構成する入出力部３１、分岐部３２、第１給電部３５および第２給電部４０は、上下に同形の金属ストリップが誘電体基板２１を挟んで形成されていたが、上記イメージ線路型にする場合には、給電部３０の入出力部３１、分岐部３２、第１給電部３５および第２給電部４０を、誘電体基板２１の背面２１ａ側に密着された地板導体２２をアース導体とするマイクロストリップ型にする、即ち、入出力部３１、分岐部３２、第１給電部３５および第２給電部４０の金属ストリップ部分（スタブを含む）を誘電体基板２１の表面２１ｂ側だけに設けた構造とする。
【００６５】
また、前記した給電部３０は、入出力部３１を、その金属ストリップ３１ａ、３１ｂを挟み付けるように導波管を接続できるように誘電体基板２１のエッジ部分に設けていたが、給電部に対する電磁波の供給は導波管だけでなく、同軸ケーブルを用いることもできる。その場合には、同軸ケーブルの外部導体を誘電体基板２１の背面２１ａ側の金属ストリップ３１ｂに接続し、芯線を表面２１ｂ側の金属ストリップ３１ａに接続すればよい。また、この場合には、図１３に示すように、入出力部３１を誘電体基板２１のエッジより内側の位置に設けることができ、その背面２１ａ側から表面２１ａ側に同軸ケーブル（図示せず）の芯線を貫通させて金属ストリップ３１ａに接続し、外部導体を背面２１ａ側で金属ストリップ３１ｂに接続する。
【００６６】
また、上記説明では、誘電体基板２１の外形が長方形で、その内側の長方形領域に金属ストリップ２５が４５度の角度で配列されている場合について説明したが、誘電体基板２１の外形が正方形で、その内側のほぼ正方形の領域に金属ストリップ２５を４５度の角度で配列してもよい。
【００７０】
【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は、誘電体基板の複数の金属ストリップが略長方形または略正方形の外形を有する誘電体基板の一辺に対して４５度の角度をなすように形成されており、その複数の金属ストリップが設けられている部分を、金属ストリップの長さ方向と直交する線を境界として第１領域と第２領域とに区分けし、境界線の延長上に近い位置で電磁波を２分岐する分岐部と、分岐部の一方の分岐路に連続し、第１領域の外側で誘電体基板の一辺に沿って電磁波を伝搬させる線路と、その線路を伝搬する電磁波を第１領域の金属ストリップに直交する方向に放射する放射部とからなる第１給電部と、分岐部の他方の分岐路に連続し、第２領域の外側で第１給電部が設けられている誘電体基板の一辺と隣合う一辺に沿って電磁波を伝搬させる線路と、その線路を伝搬する電磁波を第２領域の金属ストリップに直交する方向に放射する放射部とからなる第２給電部とによって、給電部を構成している。
【００７１】
このため、偏波変換板を用いることなく、簡単な給電構造で４５度偏波を実現でき、しかも、任意の開口面分布を容易に実現できる。
【００７２】
また、第１給電部と第２給電部から第１領域と第２領域にそれぞれ独立に電磁波を給電する構造であるので、その間に挟まれた部分全体に電磁波の給電が可能となり、大きなデッドスペースが生じず、開口効率が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態の斜視図
【図２】 本発明の実施形態の斜視図
【図３】 本発明の実施形態の拡大正面図
【図４】 本発明の実施形態の要部拡大図
【図５】 給電部の動作を説明するための図
【図６】 給電部の放射特性を示す図
【図７】 開口面分布の一例を示す図
【図８】 金属ストリップの漏出率の変化特性を説明するための図
【図９】 金属ストリップの漏出率の変化特性を示す図
【図１０】 金属ストリップの漏出率の変化特性を説明するための図
【図１１】 金属ストリップの漏出率の変化特性を示す図
【図１２】 反射抑圧用の金属ストリップを設けた例を示す図
【図１３】 給電部の変形例を示す図
【図１４】 誘電体漏れ波アンテナの基本構造を示す図
【図１５】 誘電体漏れ波アンテナを垂直偏波で使用したときの図
【図１６】 ４５度偏波を実現するための給電構造例を示す図 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for realizing a polarization of an arbitrary angle including 45 degrees with a simple feeding structure and facilitating control of an aperture distribution in a dielectric leakage wave antenna.
[0002]
[Prior art]
As a millimeter wave band or quasi-millimeter wave band antenna, as shown in FIG. 14 , a ground plane conductor 2 is provided on one surface side of a dielectric substrate 1 to form a dielectric line for propagating electromagnetic waves, and the dielectric line is formed in the dielectric line. A dielectric leakage wave antenna that leaks the fed electromagnetic wave P from the opposite surface side of the dielectric substrate 1 is realized by the metal strip 3 provided at a predetermined interval on the opposite surface side of the dielectric substrate 1.
[0003]
The plane of polarization of the dielectric leakage wave antenna having this structure is orthogonal to the length direction of the metal strip 3 if the propagation direction of the electromagnetic wave propagating in the dielectric line is orthogonal to the metal strip 3. For example, when the electromagnetic wave P is propagated in a direction orthogonal to the metal strip 3 in a state where the dielectric substrate 1 is erected so that the metal strips 3 are arranged vertically as shown in FIG. 15 , leakage occurs from the surface of the dielectric substrate 21. The polarization direction of the electromagnetic wave to be applied is a vertical direction (vertical polarization) as indicated by an arrow A.
[0004]
When such a dielectric leakage wave antenna is used as a 45-degree polarized antenna that needs to prevent interference with an oncoming vehicle such as an in-vehicle radar, the length direction of the metal strip 3 is simply 45 degrees with respect to the horizontal plane. There is a method of tilting and supporting the whole antenna so that it tilts, but mounting a rectangular antenna in a car in this way has problems in terms of space and design.
[0005]
As a method for solving this, as shown in FIG. 16 , a line-type power feeding section 4 extending at an angle of 45 degrees is provided at the center of a rectangular dielectric substrate 1, and metal strips 3 are parallel to both sides thereof. The electromagnetic wave P is fed from the feeding portion 4 to the portion where the metal strips 3 on both sides are provided, and the polarization direction of the electromagnetic wave leaking from the surface of the dielectric substrate 21 is set to a horizontal plane as indicated by an arrow B. It is conceivable to tilt it 45 degrees.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to narrow down the beam width in the horizontal plane in an in-vehicle radar or the like, a certain width of the opening surface is necessary, and usually a horizontally long rectangular shape as described above. In the structure in which electromagnetic waves are fed to both sides from the provided line-type feeding unit 4, the characteristics of the electromagnetic waves leaking from both sides of the feeding unit 4 are asymmetrical with the metal strips 3 arranged on both sides of the feeding unit 4. Therefore, it is extremely difficult to adjust the aperture distribution, and the aperture distribution cannot be made suitable for the radar.
[0007]
Further, the antenna having the structure shown in FIG. 14 has a problem that a dead space Sd is generated at the corner of the dielectric substrate 1.
[0008]
For this reason, in the past, a method of generating a 45-degree polarization by placing a polarization conversion plate in front of a horizontally or vertically polarized antenna has been adopted. In this case, the number of parts increases, resulting in an increase in cost, and the thickness of the entire antenna increases.
[0009]
The present invention solves these problems, does not require a polarization conversion plate, has a simple feeding structure, can easily realize an arbitrary aperture distribution, and has an arbitrary angle polarization including 45 degrees with high aperture efficiency. An object of the present invention is to provide a dielectric leakage wave antenna.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a dielectric leaky wave antenna according to claim 1 of the present invention comprises:
A dielectric substrate (21) having a substantially rectangular or substantially square outer shape ;
A ground plane conductor (22) provided on one surface side of the dielectric substrate;
A power feeding part (30) for radiating electromagnetic waves in the dielectric substrate;
A plurality of metal strips (25) provided in parallel on the opposite surface side of the dielectric substrate at predetermined intervals to leak electromagnetic waves radiated into the dielectric substrate by the power feeding unit from the opposite surface side of the dielectric substrate. In a dielectric leaky wave antenna having
The plurality of metal strips are formed at an angle of 45 degrees with respect to one side of the dielectric substrate;
The portion of the dielectric substrate where the plurality of metal strips are provided is divided into a first region (Ea) and a second region (Eb) with a line perpendicular to the length direction of the metal strip as a boundary,
The power supply unit,
A branching portion (32) for branching electromagnetic waves inputted from the outside into two, provided at a position near the extension of the inner boundary line of each of the first region and the second region;
A line (36) that is continuous with one branch path of the branch part and propagates an electromagnetic wave along one side of the dielectric substrate outside the first region, and an electromagnetic wave propagating through the line in the first region A first feeding part (35) comprising a radiating part (37) radiating in a direction perpendicular to the metal strip;
A line (41) that propagates an electromagnetic wave along one side adjacent to one side of the dielectric substrate that is continuous with the other branch path of the branch part and is provided with the first power feeding unit outside the second region. And a second feeding part (40) comprising a radiation part (42) that radiates electromagnetic waves propagating through the line in a direction perpendicular to the metal strip of the second region.
[0012]
The dielectric leaky wave antenna according to claim 2 of the present invention, the dielectric leaky wave antenna according to claim 1 Symbol placement,
The radiating part of the first feeding part and the radiating part of the second feeding part have a plurality of stubs (37a, 37b, 42a, 42b) protruding from the respective lines toward the metal strip side,
The stubs are provided at intervals necessary for radiating electromagnetic waves propagating through the line in a direction perpendicular to the metal strip.
[0013]
The dielectric leaky wave antenna according to claim 3 of the present invention, the dielectric leaky wave antenna according to claim 1 or claim 2 wherein,
In order to obtain a desired aperture distribution, the width of each of the metal strips is changed along the length direction.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show the structure of a dielectric leakage wave antenna 20 to which the present invention is applied.
[0015]
This dielectric leaky wave antenna 20 is for use in, for example, a 75 GHz band vehicle-mounted radar, and as shown in FIGS. 1 to 3, a dielectric substrate (for example, an alumina substrate) whose outer shape is a horizontally long rectangle and has a constant thickness. 21 and a ground plane conductor 22 provided so as to face the back surface 21a side of the dielectric substrate 21 in parallel.
[0016]
The ground plane conductor 22 is for limiting the radiation surface as an antenna to the surface 21b side of the dielectric substrate 21, and is shown in FIG. 2 in order to reduce the conductor loss caused by the electromagnetic wave flowing through the ground plane conductor 22. As described above, the dielectric substrate 21 is fixed to the back surface 21 a side with a spacer 23 therebetween with a slight gap therebetween.
[0017]
As shown in FIG. 1, a rectangular region excluding the upper edge and the left edge on the surface 21 b side of the dielectric substrate 21 has a plurality of angles that form an angle of 45 degrees with respect to each side of the dielectric substrate 21. Metal strips 25 are patterned in parallel and at predetermined intervals over the entire area.
[0018]
In addition, the dielectric substrate 21 is provided with a power feeding unit 30 for radiating electromagnetic waves to a portion of the dielectric substrate 21 where the metal strip 25 is provided.
[0019]
The power feeding unit 30 includes an input / output unit 31, a branching unit 32, a first power feeding unit 35, and a second power feeding unit 40.
[0020]
As shown in FIGS. 4A and 4B, the input / output unit 31 includes a metal strip 31a extending from the left end of the upper side of the surface 21b of the dielectric substrate 21 to the lower side, and the dielectric substrate. It is composed of a metal strip 31b formed on the back surface 21a side so as to face each other with 21 interposed therebetween, and is coupled to a waveguide or the like (not shown) on its edge side to input and output electromagnetic waves.
[0021]
The branching portion 32 is of the T-branch type, and is a metal for matching that is slightly wide and extends downward from the tips of the metal strips 31a and 31b forming the input / output portion 31 and faces each other across the dielectric substrate 21. Dielectric substrate from the strips 32a and 32b, the metal strip 33a extending to the right (in FIGS. 1 and 4A) from the tip of the metal strip 32a on the surface 21b side, and the tip of the metal strip 32b on the back surface 21a side 21 to the left from the tip of the metal strip 32a on the surface 21b side (in FIG. 1 and FIG. 4 (a)). The extended metal strip 34a faces the metal strip 34a across the dielectric substrate 21 from the tip of the metal strip 32b on the back surface 21b side. It is formed by a metal strip 34b to form the other branch path extends.
[0022]
In addition, the first power feeding unit 35 is configured by a parallel plate type line 36 and a radiation unit 37 formed along the upper side of the dielectric substrate 21.
[0023]
The line 36 includes a metal strip 36 a extending continuously to the upper right end on the surface 21 b side of the dielectric substrate 21 and the metal strip 33 a on the surface 21 b side forming one branch path of the branch portion 32, and the branch portion 32. The metal strip 36b extending to the upper left end on the back surface 21a side of the dielectric substrate 21 so as to face the metal strip 36a in succession to the metal strip 33b on the back surface 21a side forming one branch path. The electromagnetic wave is propagated along the length direction.
[0024]
The radiating portion 37 includes a stub 37a protruding from the lower edge of the metal strip 36a on the surface 21b side forming the line 36 toward the metal strip 25 side with a predetermined interval, and a back surface 21a side forming the line 36. An electromagnetic wave propagating through the line 36 is orthogonal to the metal strip 25. The stub 37b protrudes from the lower edge of the metal strip 36b toward the metal strip 25 so as to face the stub 37a on the surface side. The electromagnetic wave is radiated as a plane electromagnetic wave in a direction, that is, a direction that forms an angle of 45 degrees with respect to the electromagnetic wave propagation direction of the line 36.
[0025]
The second power feeding unit 40 includes a parallel plate type line 41 and a radiating unit 42 formed along one side of the dielectric substrate 21.
[0026]
The line 41 includes a metal strip 41a extending to the lower left end on the surface 21b side of the dielectric substrate 21 continuously to the metal strip 34a on the surface 21b side forming the other branch path of the branch portion 32, and the branch portion 32. A metal strip 41b extending to the left end of the lower right end of the dielectric substrate 21 so as to face the metal strip 41a continuously to the metal strip 34b on the back surface 21a side forming the other branch path of the dielectric substrate 21; The electromagnetic wave is propagated along the length direction.
[0027]
The radiating portion 42 includes a stub 42a projecting from the right edge of the metal strip 41a on the surface 21b side forming the line 41 toward the metal strip 25 side with a predetermined interval, and a back surface 21a side forming the line 41. An electromagnetic wave propagating through the line 41 is orthogonal to the metal strip 25. The stub 42b protrudes from the left edge of the metal strip 41b to the metal strip 25 side so as to face the stub 42a on the surface side. The electromagnetic wave is radiated as a plane electromagnetic wave in a direction, that is, a direction that forms an angle of 45 degrees with respect to the electromagnetic wave propagation direction of the line 41.
[0028]
That is, as shown in FIG. 3, the first power feeding unit 35 is a line that passes through the vicinity of the branching portion 32 and is orthogonal to the metal strip 25 through the portion of the dielectric substrate 21 where the plurality of metal strips 25 are provided. When dividing the first region Ea and the second region Eb with L as a boundary, the plane electromagnetic wave Px ′ is radiated in a direction orthogonal to the metal strip 25 to the first region Ea on the upper right side of the boundary line L, The second power feeding unit 40 radiates a planar electromagnetic wave Py ′ in a direction perpendicular to the metal strip 25 with respect to the second region Eb on the lower left side of the boundary line L.
[0029]
The radiation direction of the electromagnetic wave Px ′ radiated to the first region Ea by the first power feeding unit 35 depends on the interval (stub interval) of the radiating unit 37, and the amount of radiation depends on the width of the radiating unit 37 (stub width).
[0030]
That is, as shown in FIG. 5, when the distance between the radiation portions 37 is d ′, the wavelength of the electromagnetic wave Px in the line 36 is λg ′, and the wavelength of the electromagnetic wave propagating in the dielectric substrate 21 is λ, The radiation direction θ of the planar electromagnetic wave Px ′ radiated from the radiating portion 37 is a direction satisfying the following relationship with reference to the direction perpendicular to the radiating portion 37.
[0031]
sin θ = (λ / λg′−λ / d ′)
[0032]
Here, since θ = 45 degrees,
d ′ = (2 ^1/2 λg′λ) / (2 ^1/2 λ−λg ′)
The interval d ′ is set so as to satisfy the above.
[0033]
Similarly, the interval between the radiating portions 42 of the second power feeding unit 40 is set so as to satisfy the above relationship.
[0034]
Further, the width of each radiating portion 37 of the first power feeding unit 35 is set so that the leakage amount of the electromagnetic wave leaked from the first region Ea is substantially equal.
[0035]
That is, the electromagnetic wave radiated from the radiating portion 37 crosses each metal strip in the first region Ea and leaks out the electromagnetic wave. Therefore, the radiation amount is increased for those in the radiation position where the number of intersections with the metal strip is large. If the amount of radiation is reduced for those at radiation positions where the number of intersections is small, the amount of leakage can be equalized for the entire region.
[0036]
Similarly, the width of each radiation part 42 of the second power feeding part 40 is also increased at the radiation position where the number of intersections with each metal strip in the second region Eb is large, and the number of intersections is small. For those in the radiation position, the amount of radiation is reduced and the amount of leakage is set to be uniform throughout the region.
[0037]
FIG. 6 shows a change characteristic of the radiation amount for each position of the first power feeding unit 35 and the second power feeding unit 40 from the branch point. However, the remaining power is 5%, and it is assumed that there is no loss in the feed line for simplicity.
[0038]
In FIG. 6, in the short distance portion of the characteristic X of the first power feeding unit 35, the number of metal strips intersecting in the range of the line passing through the lower right corner of the dielectric substrate 21 from the boundary line L is substantially equal, and thus is substantially constant. In the range to the right, the number of intersections decreases with distance, so it decreases monotonously.
[0039]
In addition, the characteristic Y of the second power feeding unit 40 monotonously decreases because the number of intersections decreases as it moves to the left from the boundary line L.
[0040]
Further, the branching unit 32 of the power feeding unit 30 distributes the power of the input electromagnetic wave according to the ratio of the area of the first region Ea and the area of the second region Eb.
[0041]
Therefore, the leakage amount per unit area of the first region Ea and the leakage amount per unit area of the second region Eb are substantially equal, and the electromagnetic wave is uniformly distributed from almost the entire surface of the dielectric substrate 21 by 45 degrees as the whole antenna. Leakage can be caused by polarization.
[0042]
Here, since the opening surface of the antenna is a horizontally long rectangle and the long side is horizontal, the horizontal plane beam width is narrower than the vertical plane beam width, which is suitable for in-vehicle radar.
[0043]
In addition to the uniform distribution as described above, an arbitrary aperture distribution can be realized by controlling (changing) the width of each metal strip 25 along the length direction.
[0044]
For example, as shown in FIG. 7, it is assumed that the antenna has a rectangular opening having a length a in the x direction and a length b in the y direction.
[0045]
Considering the realization of an arbitrary electric field distribution f (x, y) on this aperture plane, for example, a distribution represented by contour lines of a horizontally long ellipse as shown in FIG. 7, from a practical point of view, variable separation by x and y It is enough to handle the given function.
[0046]
That is,
f (x, y) = f (x) f (y) (1)
And
[0047]
As described above, power is supplied by the first power supply unit 35 and the second power supply unit 40, and coordinates (x ′, y ′) inclined by 45 degrees with respect to the xy coordinates as shown in FIG. The following relationship is established with y).
[0048]
x = (x ′ + y ′) / 2 ^1/2 (2a)
y = (y′−x ′) / 2 ^1/2 (2b)
x ′ = (xy) / 2 ^1/2 (3a)
y ′ = (x + y) / 2 ^1/2 (3b)
[0049]
Let P _ix (x) and P _iy (y) be the power radiated from the power feeding units along the x-axis and the y-axis, respectively, and one radiation line radiated from a certain position, for example, the incident point (x ′, The power Pr (x ′) to be radiated to the line from the propagation from ys ′) to the end (x ′, ye ′) is expressed as follows.
[0050]

However, the symbol _ys ∫ ^ye represents an integration of the up to y = ys'~ye '.
[0051]
The actual incident power is obtained by adding the remaining power _Pres and the transmission loss P _loss in the line to the actual incident power, and is as follows.
[0052]
P _ix (x) = P _ix (2 ^1/2 x ′)
= P _r (x ′) + P _res + P _loss (x ′ ≧ 0) (5a)
P _iy (y) = P _iy (2 ^1/2 x ′)
= _Pr (x ') + _Pres + _Ploss (x'<0) (5b)
[0053]
If the metal strips 25 are provided on the radiation line at intervals of λg, the leakage coefficient α _r (x ′, y ′) between the lengths λg at the point (x ′, y ′) and the transmission power of the line The following relationship is established, and both can be obtained by the successive approximation method.
[0054]
P _T (x ′, y ′ + λg)
= P _T (x ′, y ′) (1−α _r (x ′, y ′) − α _L ) (6)
Here, α _L is the transmission loss of the line per λg.
[0055]
The radiated power between y ′ and y ′ + λg is
P _T (x ′, y ′) α _r (x ′, y ′)
= Λg | f (x ′, y ′) | ² (7)
It becomes.
[0056]
The actual calculation results are shown below.
Necessary leakage coefficient at each point in the case of a tailor distribution (distribution indicated by an elliptical electric field amplitude contour line in FIG. 7) with a frequency of 76.5 GHz, a = 100 mm, b = 75 mm, horizontal plane and vertical plane both SLL = 20 dB Let's calculate
[0057]
As shown in FIG. 8, the leakage coefficient α _r (leakage amount) with respect to the distance l of the λg interval for the electromagnetic wave Px ′ passing through the central portion along the y′-axis was obtained as shown in FIG. Therefore, what is necessary is just to set the width | variety (average width) in each crossing position of each metal strip 25 which cross | intersects this electromagnetic wave Px 'according to the leak coefficient of FIG.
[0058]
Further, as shown in FIG. 10, the one metal strip 25i near the center portion, the leakage factor (amount of leakage) alpha _r with respect to the distance t of λg spacing along the x 'axis, obtained as shown in FIG. 11 . Therefore, the width at each position along the x ′ axis of one metal strip 25 may be changed in accordance with this leakage coefficient.
[0059]
Note that the calculation example shown here is for one metal strip 25 close to the center, and for each position along the length direction of each metal strip 25 in accordance with the leakage coefficient obtained in all regions. By changing the width, an electric field having a tailor distribution as shown in FIG. 7 can be easily obtained.
[0060]
In this way, by controlling the average width of each metal strip 25 and the width of each position along the length direction, a desired distribution is obtained, and the plane is perpendicular to the horizontal plane of the beam while being polarized at 45 degrees. Therefore, it is possible to obtain an antenna suitable for a vehicle-mounted radar.
[0061]
In addition, the power feeding unit 30 includes the first power feeding unit 35 and the second power feeding unit 40, and both power feeding units are provided along two adjacent edges of the horizontally-long rectangular dielectric substrate 21, so that the first region Since power is independently supplied to Ea and the second region Eb, electromagnetic waves can be supplied to the entire rectangular portion sandwiched therebetween, and a large dead space does not occur.
[0062]
Although omitted in the above description, as shown in FIG. 12, each metal strip 25 is provided with a metal strip 26 at an interval of ¼ of the guide wavelength λg, and the reflection component returns from the metal strip 25 to the power feeding side. Γ may be canceled by a reflection component Γ ′ that returns from the metal strip 26 to the power feeding side to increase efficiency. However, in this case, electromagnetic waves are leaked by the two metal strips 25 and 26, and the above-described calculation for the width of the metal strip needs to be performed for the two sets of metal strips.
[0063]
The description so far has been made on a structure in which a slight gap is provided between the dielectric substrate 21 and the ground plane conductor 22, but a so-called image line in which the dielectric substrate 21 and the ground plane conductor 22 are directly adhered to each other. However, a 45-degree polarized antenna can be realized using the same method as described above.
[0064]
However, in the above description, the input / output unit 31, the branching unit 32, the first power feeding unit 35, and the second power feeding unit 40 constituting the power feeding unit 30 are formed so that the same shape metal strips are sandwiched between the dielectric substrate 21. However, when the image line type is used, the input / output unit 31, the branching unit 32, the first feeding unit 35, and the second feeding unit 40 of the feeding unit 30 are closely attached to the back surface 21 a side of the dielectric substrate 21. The ground plane conductor 22 is a microstrip type having a ground conductor, that is, the metal strip portions (including stubs) of the input / output unit 31, the branching unit 32, the first feeding unit 35, and the second feeding unit 40 are dielectrics. The structure is provided only on the surface 21 b side of the substrate 21.
[0065]
Further, the power feeding unit 30 described above is provided with the input / output unit 31 at the edge portion of the dielectric substrate 21 so that the waveguide can be connected so as to sandwich the metal strips 31a and 31b. The electromagnetic wave can be supplied not only using a waveguide but also using a coaxial cable. In that case, the outer conductor of the coaxial cable may be connected to the metal strip 31b on the back surface 21a side of the dielectric substrate 21, and the core wire may be connected to the metal strip 31a on the front surface 21b side. Further, in this case, as shown in FIG. 13, the input / output unit 31 can be provided at a position inside the edge of the dielectric substrate 21, and a coaxial cable (not shown) is provided from the back surface 21a side to the front surface 21a side. ) Is connected to the metal strip 31a, and the external conductor is connected to the metal strip 31b on the back surface 21a side.
[0066]
In the above description, the case where the outer shape of the dielectric substrate 21 is rectangular and the metal strips 25 are arranged at an angle of 45 degrees in the rectangular region inside the dielectric substrate 21 has been described. However, the outer shape of the dielectric substrate 21 is square. The metal strip 25 may be arranged at an angle of 45 degrees in a substantially square area inside.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, the dielectric leaky wave antenna of the present invention is such that the plurality of metal strips of the dielectric substrate form an angle of 45 degrees with respect to one side of the dielectric substrate having a substantially rectangular or substantially square outer shape. A portion where the plurality of metal strips are formed is divided into a first region and a second region with a line perpendicular to the length direction of the metal strip as a boundary, and is close to the extension of the boundary line A branch part that branches the electromagnetic wave into two at a position, a line that continues to one branch path of the branch part, propagates the electromagnetic wave along one side of the dielectric substrate outside the first region, and an electromagnetic wave that propagates through the line. A first power feeding unit comprising a radiation part that radiates in a direction perpendicular to the metal strip in the first region and the other branching path of the branching part are provided , and the first power feeding unit is provided outside the second region . One adjacent to one side of the dielectric substrate By a line for propagating an electromagnetic wave, a second power supply unit comprising a radiation unit that radiates in a direction perpendicular to the electromagnetic wave propagating through the transmission line to the metal strip of the second region along constitute a feeding unit.
[0071]
For this reason, 45- degree polarization can be realized with a simple feeding structure without using a polarization conversion plate, and any aperture distribution can be easily realized.
[0072]
In addition, since the electromagnetic wave is fed independently from the first feeding part and the second feeding part to the first region and the second region, the electromagnetic wave can be fed to the entire portion sandwiched between them, and a large dead space is obtained. Does not occur and the aperture efficiency is high.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an enlarged front view of an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the power feeding unit. FIG. 6 is a diagram showing the radiation characteristics of the power feeding unit. FIG. 7 is a diagram showing an example of the aperture distribution. FIG. 9 is a diagram illustrating the change characteristics of the leakage rate of the metal strip. FIG. 10 is a diagram illustrating the change characteristics of the leakage rate of the metal strip. FIG. 12 is a diagram showing an example in which a metal strip for reflection suppression is provided. FIG. 13 is a diagram showing a modification of a power feeding unit. FIG. 14 is a diagram showing a basic structure of a dielectric leakage wave antenna. Figure Figure 16 when 15 was used dielectric leaky wave antenna with vertical polarization] Shows the feeding structure example for 5 degrees realize polarization

Claims (3)

略長方形または略正方形の外形を有する誘電体基板（２１）と、
前記誘電体基板の一面側に設けられた地板導体（２２）と、
前記誘電体基板内に電磁波を放射する給電部（３０）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、前記給電部によって前記誘電体基板内に放射された電磁波を該誘電体基板の反対面側から漏出させる複数の金属ストリップ（２５）とを有する誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記複数の金属ストリップが前記誘電体基板の一辺に対して４５度の角度をなすように形成されており、
前記誘電体基板の前記複数の金属ストリップが設けられている部分を、該金属ストリップの長さ方向と直交する線を境界として第１領域（Ｅａ）と第２領域（Ｅｂ）とに区分けし、
前記給電部を、
前記第１領域と第２領域のそれぞれの内側の境界線の延長上に近い位置に設けられ、外部から入力される電磁波を２分岐するための分岐部（３２）と、
前記分岐部の一方の分岐路と連続し、前記第１領域の外側で前記誘電体基板の一辺に沿って電磁波を伝搬させる線路（３６）と、該線路を伝搬する電磁波を前記第１領域の金属ストリップに直交する方向に放射する放射部（３７）とからなる第１給電部（３５）と、
前記分岐部の他方の分岐路と連続し、前記第２領域の外側で前記第１給電部が設けられている前記誘電体基板の一辺と隣合う一辺に沿って電磁波を伝搬させる線路（４１）と、該線路を伝搬する電磁波を前記第２領域の金属ストリップに直交する方向に放射する放射部（４２）とからなる第２給電部（４０）とによって構成したことを特徴とする誘電体漏れ波アンテナ。 A dielectric substrate (21) having a substantially rectangular or substantially square outer shape ;
A ground plane conductor (22) provided on one surface side of the dielectric substrate;
A power feeding part (30) for radiating electromagnetic waves in the dielectric substrate;
A plurality of metal strips (25) provided in parallel on the opposite surface side of the dielectric substrate at predetermined intervals to leak electromagnetic waves radiated into the dielectric substrate by the power feeding unit from the opposite surface side of the dielectric substrate. In a dielectric leakage wave antenna having
The plurality of metal strips are formed at an angle of 45 degrees with respect to one side of the dielectric substrate;
The portion of the dielectric substrate where the plurality of metal strips are provided is divided into a first region (Ea) and a second region (Eb) with a line perpendicular to the length direction of the metal strip as a boundary,
The power feeding unit
A branch part (32) provided at a position near the extension of the inner boundary line of each of the first region and the second region, for branching electromagnetic waves input from the outside into two;
A line (36) that is continuous with one branch path of the branch part and propagates an electromagnetic wave along one side of the dielectric substrate outside the first region, and an electromagnetic wave propagating through the line in the first region A first feeding part (35) comprising a radiating part (37) radiating in a direction perpendicular to the metal strip;
A line (41) that propagates an electromagnetic wave along one side adjacent to one side of the dielectric substrate that is continuous with the other branch path of the branch part and is provided with the first power feeding unit outside the second region. And a second power feeding part (40) comprising a radiation part (42) for radiating electromagnetic waves propagating through the line in a direction perpendicular to the metal strip of the second region. Wave antenna. 前記第１給電部の放射部および前記第２給電部の放射部は、それぞれの線路から前記金属ストリップ側へ突出した複数のスタブ（３７ａ、３７ｂ、４２ａ、４２ｂ）を有し、
該スタブが、前記線路を伝搬する電磁波を前記金属ストリップに直交する方向に放射するのに必要な間隔で設けられ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。 The radiating part of the first feeding part and the radiating part of the second feeding part have a plurality of stubs (37a, 37b, 42a, 42b) protruding from the respective lines toward the metal strip side,
2. The dielectric leaky wave antenna according to claim 1 , wherein the stubs are provided at intervals necessary for radiating electromagnetic waves propagating through the line in a direction perpendicular to the metal strip . 所望の開口分布を得るために、前記金属ストリップのそれぞれの幅を長さ方向に沿って変化させていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の誘電体漏れ波アンテナ。3. The dielectric leaky wave antenna according to claim 1 , wherein a width of each of the metal strips is changed along a length direction in order to obtain a desired aperture distribution .

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