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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6767041
(24)【登録日】2020年9月23日
(45)【発行日】2020年10月14日
(54)【発明の名称】テーパーＴＥＭホーンアンテナ
(51)【国際特許分類】
H01Q 13/02 20060101AFI20201005BHJP
【ＦＩ】
H01Q13/02
【請求項の数】1
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2016-171431(P2016-171431)
(22)【出願日】2016年9月2日
(65)【公開番号】特開2018-37969(P2018-37969A)
(43)【公開日】2018年3月8日
【審査請求日】2019年6月14日
(73)【特許権者】
【識別番号】301022471
【氏名又は名称】国立研究開発法人情報通信研究機構
(74)【代理人】
【識別番号】100095337
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 伸一
(74)【代理人】
【識別番号】100174425
【弁理士】
【氏名又は名称】水崎 慎
(72)【発明者】
【氏名】張間 勝茂
【審査官】
佐藤 当秀
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第２０１０／０００７５６８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１５／０００２３５４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特表２００６−５１９５４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２００５／００７８０４４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２００９／００７９６４９（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｑ ９／４０
Ｈ０１Ｑ １３／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
給電部の入力インピーダンスから開口面の特性インピーダンスまで連続的なインピーダンス変化が生ずるように、目的とする最低周波数に基づくアンテナ長Ｌで一対のアンテナ素子を設計した指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナに対し、０．０６Ｌ〜０．１１Ｌの範囲より定めた切り取り長Ｌｃだけ両アンテナ素子の開口面側から均等に切除することで、アンテナ長Ｌｓ（Ｌｓ＝Ｌ−Ｌｃ）となる一対の短縮アンテナ素子を備えるようにしたことを特徴とするテーパーＴＥＭホーンアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、広帯域で最大放射方向とアンテナの正面方向を一致させ、ＥＭＣ試験用アンテナ（例えば、近接放射イミュニティ試験法における電界印加用アンテナ、放射エミッション測定における電界測定用アンテナ等）として好適なテーパーＴＥＭホーンアンテナに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、テーパー状のアンテナ素子を備えるＴＥＭホーンアンテナが知られている。ＴＥＭホーンアンテナは、アンテナ給電部とホーンの開口部までをテーパー構造で構成する。その際、反射の影響を最小にするため，給電部と開口面の特性インピーダンスを整合する必要がある。このため、テーパー状アンテナ素子上に抵抗を装荷した抵抗装荷型ＴＥＭアンテナが用いられている（例えば、非特許文献１、非特許文献２を参照）。
【0003】
また、非特許文献１，２に記載された抵抗装荷型ＴＥＭホーンアンテナは、ＥＭＣ試験のうち近接放射イミュニティ試験法において，電界印加用アンテナとして使用が検討されている（例えば、非特許文献３を参照）。しかし、抵抗装荷型ＴＥＭホーンアンテナは、テーパー状アンテナ素子上の抵抗によって、放射効率が低下するという問題がある。この放射効率低下という欠点から、抵抗装荷型ＴＥＭホーンアンテナは、放射エミッション測定における電界測定用アンテナとしても適切ではない。
【0004】
一方、抵抗装荷の必要が無い指数関数状のテーパー構造をもつ指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナが提案されている（例えば、非特許文献４を参照）。この非特許文献４に記載の指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナによれば、抵抗装荷型ＴＥＭホーンアンテナのように放射効率が低下するという問題が無い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【非特許文献1】Ｍ． Ｋａｎｄａ， 「Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｌｏａｄｉｎｇ ｏｆ “ＴＥＭ” Ｈｏｒｎｓ」， ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ ＣＯＭＰＡＴＩＢＩＬＩＴＹ，ＭＡＹ １９８２． ＶＯＬ． ＥＭＣ−２４， ＮＯ． ２，ｐ．２４５−２５５
【非特許文献2】Ｃ．Ａ．Ｇｒｏｓｖｅｎｏｒ， Ｒ．Ｔ． Ｊｏｈｎｋ， Ｄ．Ｒ． Ｎｏｖｏｔｎｙ， Ｄ．Ｒ． Ｃａｎｌｅｓ， Ｓ． Ｃａｎａｌｅｓ， Ｂ． Ｄａｖｉｓ， ａｎｄ Ｊ． Ｖｅｎｅｍａｎ，“ＴＥＭ Ｈｏｒｎ Ａｎｔｅｎｎａ Ｄｅｓｉｇｎ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ”， ＮＩＳＴ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｎｏｔｅ １５４４， Ｊａｎ． ２００７．
【非特許文献3】ＩＥＣ ＣＤＶ ６１０００−４−３９ − ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ ＣＯＭＰＡＴＩＢＩＬＩＴＹ （ＥＭＣ） − Ｐａｒｔ ４−３９： Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ − Ｒａｄｉａｔｅｄ ｆｉｅｌｄｓ ｉｎ ｃｌｏｓｅ ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ − Ｉｍｍｕｎｉｔｙ ｔｅｓｔ， ２０１５．
【非特許文献4】Ｈ． Ｃｈｏｉ ａｎｄ Ｓ． Ｌｅｅ， “ＤＥＳＩＧＮ ＯＦ ＡＮ ＥＸＰＯＮＥＮＴＩＡＬＬＹ ＴＡＰＥＲＥＤ ＴＥＭ ＨＯＲＮ ＡＮＴＥＮＮＡ ＦＯＲ ＴＨＥ ＷＩＤＥ ＢＲＯＡＤＢＡＮＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ”， ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ ＡＮＤ ＯＰＴＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴＴＥＲＳ， Ｍａｒｃｈ ２００４． Ｖｏｌ．４０， Ｎｏ．６， ｐｐ．５３１−５３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記非特許文献４に記載された発明では、特定の周波数帯で最大放射方向がアンテナの正面方向と一致しない問題がある。このように、放射指向性が劣化する周波数帯があると、１つの指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナで広帯域の電界印加、或いは電界測定を適正に行うことができない。よって、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナは、ＥＭＣ試験の近接放射イミュニティ試験法における電界印加用アンテナ、或いは放射エミッション測定における電界測定用アンテナには適さないのである。
【0007】
そこで、本発明は、広帯域で最大放射方向とアンテナの正面方向を一致させ、ＥＭＣ試験用アンテナ（近接放射イミュニティ試験法における電界印加用アンテナ、放射エミッション測定における電界測定用アンテナ等）として好適なテーパーＴＥＭホーンアンテナの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するために、請求項１に係るテーパーＴＥＭホーンアンテナは、給電部の入力インピーダンスから開口面の特性インピーダンスまで連続的なインピーダンス変化が生ずるように、目的とする最低周波数に基づくアンテナ長Ｌで一対のアンテナ素子を設計した指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナに対し、０．０６Ｌ〜０．１１Ｌの範囲より定めた切り取り長Ｌｃだけ両アンテナ素子の開口面側から均等に切除することで、アンテナ長Ｌｓ（Ｌｓ＝Ｌ−Ｌｃ）となる一対の短縮アンテナ素子を備えるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係るテーパーＴＥＭホーンアンテナによれば、広帯域で最大放射方向とアンテナの正面方向を一致させることができ、ＥＭＣ試験用アンテナ（近接放射イミュニティ試験法における電界印加用アンテナ、放射エミッション測定における電界測定用アンテナ等）として好適である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】（ａ）は、本発明に係るテーパーＴＥＭホーンアンテナの実施形態を示す構成図である。（ｂ）は、本実施形態に係るテーパーＴＥＭホーンアンテナのベースとなる指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナを示す構成図である。
【図2】（ａ）は、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナの基本概念である指数関数テーパー伝送線路の説明図である。（ｂ）は、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナの側面図である。（ｃ）は、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナの平面（底面）図である。
【図3】指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ（切り取り長Ｌｃ＝Ｌ×０％）におけるアンテナ正面方向の利得と最大放射利得とを示す利得−周波数特性図である。
【図4】切り取り長Ｌｃ＝Ｌ×２％とした短縮アンテナ素子を備えるテーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得と最大放射利得とを示す利得−周波数特性図である。
【図5】切り取り長Ｌｃ＝Ｌ×４％とした短縮アンテナ素子を備えるテーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得と最大放射利得とを示す利得−周波数特性図である。
【図6】切り取り長Ｌｃ＝Ｌ×６％とした短縮アンテナ素子を備えるテーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得と最大放射利得とを示す利得−周波数特性図である。
【図7】切り取り長Ｌｃ＝Ｌ×８％とした短縮アンテナ素子を備えるテーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得と最大放射利得とを示す利得−周波数特性図である。
【図8】切り取り長Ｌｃ＝Ｌ×１０％とした短縮アンテナ素子を備えるテーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得と最大放射利得とを示す利得−周波数特性図である。
【図9】切り取り長Ｌｃ＝Ｌ×１５％とした短縮アンテナ素子を備えるテーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得と最大放射利得とを示す利得−周波数特性図である。
【図10】切り取り長Ｌｃ＝Ｌ×２０％とした短縮アンテナ素子を備えるテーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得と最大放射利得とを示す利得−周波数特性図である。
【図11】切り取り長Ｌｃ＝Ｌ×６％とした短縮アンテナ素子を備えるテーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得と、アンテナ長Ｌの指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得を示す利得−周波数特性図である。
【図12】切り取り長Ｌｃ＝Ｌ×８％とした短縮アンテナ素子を備えるテーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得と、アンテナ長Ｌの指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得を示す利得−周波数特性図である。
【図13】切り取り長Ｌｃ＝Ｌ×１０％とした短縮アンテナ素子を備えるテーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得と、アンテナ長Ｌの指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得を示す利得−周波数特性図である。
【図14】切り取り長Ｌｃ＝Ｌ×１１％とした短縮アンテナ素子を備えるテーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得と、アンテナ長Ｌの指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得を示す利得−周波数特性図である。
【図15】切り取り長Ｌｃ＝Ｌ×１２％とした短縮アンテナ素子を備えるテーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得と、アンテナ長Ｌの指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得を示す利得−周波数特性図である。
【図16】切り取り長Ｌｃ＝Ｌ×１５％とした短縮アンテナ素子を備えるテーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得と、アンテナ長Ｌの指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナにおけるアンテナ正面方向の利得を示す利得−周波数特性図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
次に、添付図面に基づいて、本発明に係るテーパーＴＥＭホーンアンテナの実施形態につき説明する。
【0012】
図１（ａ）は、テーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の概略構成を示すもので、テーパー形状の第１短縮アンテナ素子１１、この第１短縮アンテナ素子１１と同一形状でＸ−Ｚ平面に対象配置される第２短縮アンテナ素子１２、第１短縮アンテナ素子１１の受電端１１ａに接続される第１同軸給電部１３ａ、第２短縮アンテナ素子１２の受電端１２ａに接続される第２同軸給電部１３ｂからなる。なお、以下の説明においては、水平方向をＸ、鉛直方向をＹ、テーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の開口面（第１短縮アンテナ素子１１の開放端１１ｂと第２短縮アンテナ素子１２の開放端１２ｂを含む略四角形の仮想面）に直交する方向をＺとする。
【0013】
上述したテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、図１（ｂ）に示す指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０を基本とし、第１アンテナ素子１１１と第２アンテナ素子１１２の開口面（第１アンテナ素子１１１の開放端１１１ｂと第２アンテナ素子１１２の開放端１１２ｂを含む略四角形の仮想面）側から均等に所要量（後に詳述）だけ切除することで、第１，第２短縮アンテナ素子１１，１２とするのである。
【0014】
指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０は、第１，第２同軸給電部１１３ａ，１１３ｂの入力インピーダンス（例えば、５０Ω）から開口面の特性インピーダンス（例えば、３７７Ω）まで連続的なインピーダンス変化が生ずるように、目的とする最低周波数（例えば、４００ＭＨｚ）に基づくアンテナ長Ｌ（例えば、４００ＭＨｚの波長λの１／２）で第１，第２アンテナ素子１１１，１１２を設計したものである。
【0015】
図２（ａ）は、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナの基本概念である指数関数テーパー伝送線路の説明図である。この電送線路の任意の位置ｚでの特性インピーダンスＺ(z)は、下式（１）となる。
【0016】
【数1】
【0017】
また、Ｚ(0)＝Ｚ0 およびＺ(L)＝ＺL とすれば、下式（２）が得られる。
【0018】
【数2】
【0019】
指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０の構造は、図２（ｂ）の側面図および図２（ｃ）の平面図（或いは底面図）に示すもので、第１，第２アンテナ素子１１１，１１２の各入力インピーダンスが式（２）におけるＺ0 に、第１，第２アンテナ素子１１１，１１２の各開口面での特性インピーダンスが式（２）におけるＺL に相当する。そして、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０の任意の位置ｚにおける高さｈ(z)は、下式（３）で与えられる。
【0020】
【数3】
【0021】
ここで、第１，第２同軸給電部１１３ａ，１１３ｂのプレート間隔をｈ0 （＝ｈ(0)）、第１アンテナ素子１１１の開放端１１１ｂと第２アンテナ素子１１２の開放端１１２ｂとの離隔距離である開口長Ｈをアンテナ長と同じＬ（＝ｈ(L)）とすると、下式（４），（５）が得られる。
【0022】
【数4】
【数5】
【0023】
また、位置ｚでの第１，第２アンテナ素子１１１，１１２の幅Ｗ(z)は、平行平板の特性インピーダンスの近似式である下式（６）により与えられる。
【0024】
【数6】
【0025】
なお、第１，第２同軸給電部１１３ａ，１１３ｂのプレート間隔ｈ0 （＝ｈ(0)）と幅（Ｗ0 ）は、同軸給電の入力インピーダンスと第１，第２アンテナ素子１１１，１１２の各給電端１１１ａ，１１２ａにおける特性インピーダンスが整合するように与える。
【0026】
上述したテーパー伝送線路を適用した指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０の特性を、有限積分法（ＦＩＭ）に基づく電磁界解析ソルバーであるＭＷ−Ｓｔｕｄｉｏ（ドイツＣＳＴ社製）を用いて評価した。指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０の解析モデルは、最低周波数を４００ＭＨｚとしてＨ＝Ｗ＝Ｌ＝３７５〔ｍｍ〕の寸法に設定し、第１，第２アンテナ素子１１１，１１２の材質は完全導体と仮定し、最大λ／２０の不均一メッシュでモデル化した。解析領域の外周に吸収境界として８層のＰＭＬ（Ｐｅｒｆｅｃｔｌｙ Ｍａｔｃｈｅｄ Ｌａｙｅｒ）を用いた。
【0027】
図３に、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０の利得−周波数特性の計算結果を示す。本図より分かるように、０．４〜６〔ＧＨｚ〕という広帯域において、４〔ｄＢｉ〕以上の比較的フラットな利得特性を得ることができる。しかしながら、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０では、アンテナ利得の最大値がアンテナ正面であるボアサイト方向と一致しない二つの周波数帯（２〜３〔ＧＨｚ〕帯、４．５〜５．５〔ＧＨｚ〕帯）がある。よって、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０は、ＥＭＣ試験用アンテナ（近接放射イミュニティ試験法における電界印加用アンテナ、放射エミッション測定における電界測定用アンテナ等）には適さないのである。
【0028】
しかして、本発明に係るテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、上述した指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０をベースとして用いた構造であり、これによって、放射特性を改善することができる。
【0029】
図１（ａ）に示すように、アンテナ長Ｌで第１，第２アンテナ素子１１１，１１２を設計した指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０（図１（ａ）中、破線で示す）に対し、０．０６Ｌ〜０．１１Ｌの範囲より定めた切り取り長Ｌｃだけ第１，第２アンテナ素子１１１，１１２の開口面側から、それぞれ第１素子除去部１４ａ、第２素子除去部１４ｂだけ均等に切除することで、アンテナ長Ｌｓ（Ｌｓ＝Ｌ−Ｌｃ）となる第１，第２短縮アンテナ素子１１．１２を備えるテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０となる。
【0030】
なお、本実施形態に係るテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０も、テーパー伝送線路を適用した指数関数テーパー形状の一部を第１，第２短縮アンテナ素子１１，１２に備えるものである。しかしながら、第１，第２短縮アンテナ素子１１，１２の指数関数テーパー形状は、アンテナ長Ｌｓに対して指数関数テーパー構造を適用したものではないことから、本来の指数関数テーパー構造を備える指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０と混同することがないよう、本発明は単に「テーパーＴＥＭホーンアンテナ」と称することとした。
【0031】
そして、テーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、第１，第２アンテナ素子１１１，１１２から夫々第１，第２素子除去部１４ａ，１４ｂを切除することで、アンテナ長がＬｓになることは勿論、アンテナ開口面における開口幅（第１，第２短縮アンテナ素子１１，１２の各開放端１１ｂ，１２ｂの長さ）はＷｓに、開口高さ（第１短縮アンテナ素子１１の開放端１１ｂと第２短縮アンテナ素子１２の開放端１２ｂとの離隔距離）はＨｓになるので、第１，第２素子除去部１４ａ，１４ｂのサイズに応じて、テーパーＴＥＭホーンアンテナ１０自体を小型化できるという利点もある。
【0032】
また、本実施形態に係るテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、アンテナ利得の最大値がアンテナ正面（ボアサイト方向）と一致することで、放射指向性を高められるという利点もあるが、第１，第２素子除去部１４ａ，１４ｂのサイズ（切り取り長Ｌｃ）と、テーパーＴＥＭホーンアンテナ１０おける放射特性改善との因果関係は明らかになっていない。しかしながら、切り取り長Ｌｃを変化させてモデリングしたテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の放射特性を確認することにより、テーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の放射特性改善に効果がある切り取り長Ｌｃとして、０．０６Ｌ（Ｌ×６％）以上を要することを確認できた。以下に示す利得−周波数特性の計算にもＭＷ−Ｓｔｕｄｉｏを用いた。
【0033】
図４に示すのは、切り取り量（Ｃｕｔｏｆｆ ｌｅｎｇｔｈ）Ｌｃとして、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０におけるアンテナ長Ｌの２％を適用したテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の利得−周波数特性図である。切り取り量Ｌｃ＝０．０２Ｌでは、第１，第２素子除去部１４ａ，１４ｂのサイズが小さためか、２．５〜３．５〔ＧＨｚ〕帯、５〜６〔ＧＨｚ〕帯でアンテナ利得の最大値がアンテナ正面方向からずれている。従って、切り取り長Ｌｃ＝０．０２Ｌとしたアンテナ長Ｌｓ＝０．９８ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、所期の目的を達成できない。
【0034】
図５に示すのは、切り取り量Ｌｃとして、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０におけるアンテナ長Ｌの４％を適用したテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の利得−周波数特性図である。切り取り量Ｌｃ＝０．０４Ｌでも、まだ第１，第２素子除去部１４ａ，１４ｂのサイズが小さためか、３〜４〔ＧＨｚ〕帯、５．５〜６〔ＧＨｚ〕帯でアンテナ利得の最大値がアンテナ正面方向からずれている。従って、切り取り長Ｌｃ＝０．０４Ｌとしたアンテナ長Ｌｓ＝０．９６ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、所期の目的を達成できない。
【0035】
図６に示すのは、切り取り量Ｌｃとして、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０におけるアンテナ長Ｌの６％を適用したテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の利得−周波数特性図である。切り取り量Ｌｃ＝０．０６Ｌでは、３〜４〔ＧＨｚ〕帯にてアンテナ利得の最大値がアンテナ正面方向から若干ずれていることが認められる。しかしながら、その利得差は極微少であり、ＥＭＣ試験用アンテナとして用いても実用上問題ないと考えられる。従って、切り取り長Ｌｃ＝０．０６Ｌとしたアンテナ長Ｌｓ＝０．９４ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、放射指向性が改善されるので、この０．０６Ｌが切り取り量Ｌｃの下限値となる。
【0036】
図７に示すのは、切り取り量Ｌｃとして、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０におけるアンテナ長Ｌの８％を適用したテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の利得−周波数特性図である。切り取り量Ｌｃ＝０．０８Ｌであれば、０．４〔ＧＨｚ〕〜６〔ＧＨｚ〕の広帯域においてアンテナ利得の最大値がアンテナ正面方向と一致しており、切り取り長Ｌｃ＝０．０８Ｌとしたアンテナ長Ｌｓ＝０．９２ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、ＥＭＣ試験用アンテナとして好適である。従って、テーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の放射指向性が改善できる切り取り長Ｌｃの範囲として、０．０６Ｌ≦Ｌｃ≦０．８Ｌが想定される。
【0037】
図８に示すのは、切り取り量Ｌｃとして、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０におけるアンテナ長Ｌの１０％を適用したテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の利得−周波数特性図である。切り取り量Ｌｃ＝０．１Ｌにおいても、０．４〔ＧＨｚ〕〜６〔ＧＨｚ〕の広帯域においてアンテナ利得の最大値がアンテナ正面方向と一致しており、切り取り長Ｌｃ＝０．１Ｌとしたアンテナ長Ｌｓ＝０．９ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、ＥＭＣ試験用アンテナとして好適である。従って、テーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の放射指向性が改善できる切り取り長Ｌｃの範囲として、０．０６Ｌ≦Ｌｃ≦１．０Ｌが想定される。
【0038】
図９に示すのは、切り取り量Ｌｃとして、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０におけるアンテナ長Ｌの１５％を適用したテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の利得−周波数特性図である。切り取り量Ｌｃ＝０．１５Ｌにおいても、０．４〔ＧＨｚ〕〜６〔ＧＨｚ〕の広帯域においてアンテナ利得の最大値がアンテナ正面方向と一致しており、切り取り長Ｌｃ＝０．１５Ｌとしたアンテナ長Ｌｓ＝０．８５ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、ＥＭＣ試験用アンテナとして好適である。従って、テーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の放射指向性が改善できる切り取り長Ｌｃの範囲として、０．０６Ｌ≦Ｌｃ≦１．５Ｌが想定される。
【0039】
図１０に示すのは、切り取り量Ｌｃとして、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０におけるアンテナ長Ｌの２０％を適用したテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の利得−周波数特性図である。切り取り量Ｌｃ＝０．２Ｌにおいても、０．４〔ＧＨｚ〕〜６〔ＧＨｚ〕の広帯域においてアンテナ利得の最大値がアンテナ正面方向と一致しており、切り取り長Ｌｃ＝０．２Ｌとしたアンテナ長Ｌｓ＝０．８ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、ＥＭＣ試験用アンテナとして好適である。従って、テーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の放射指向性が改善できる切り取り長Ｌｃの範囲として、０．０６Ｌ≦Ｌｃ≦２．０Ｌが想定される。
【0040】
切り取り量Ｌｃを２０％より大きくした場合は示さないが、広帯域でアンテナ利得の最大値がアンテナ正面方向と一致している傾向は、切り取り量Ｌｃを２０％より大きくしても、ある程度まで続くものと想定される。しかしながら、切り取り長Ｌｃ＝０．２Ｌとしたアンテナ長Ｌｓ＝０．８ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、低い周波数帯での利得が非常に劣化していることが分かる。このように、アンテナ利得が著しく劣化しているようでは、放射指向性が改善されても、ＥＭＣ試験用アンテナに適しているとは言えない。
【0041】
そこで、本実施形態のテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０としては、切り取り量Ｌｃの上限を、低周波数帯での利得低下から定めるものとした。利得低下の判定基準として、本実施形態では、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０における１．０〔ＧＨｚ〕辺りでの利得に対して、その低下量が約３〔ｄＢｉ〕以内に抑えられている切り取り量Ｌｃを上限値に設定するものとした。
【0042】
図１１に示すのは、切り取り量Ｌｃとして、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０におけるアンテナ長Ｌの６％を適用したテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の利得−周波数特性図である。同図中に破線で示した指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０の特性（ボアサイト方向の利得）と比較すると、切り取り量Ｌｃ＝０．０６ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０では、１〔ＧＨｚ〕辺りで、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０よりも１．５〔ｄＢｉ〕程度低下しているものと認められる。しかしながら、その利得低下量は３〔ｄＢｉ〕以内に抑えられているので、ＥＭＣ試験用アンテナとして用いても実用上問題ないと考えられる。従って、切り取り長Ｌｃ＝０．０６Ｌとしたアンテナ長Ｌｓ＝０．９４ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、利得低下の判定条件を満たしており、この０．０６Ｌが切り取り量Ｌｃの下限値となる。
【0043】
図１２に示すのは、切り取り量Ｌｃとして、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０におけるアンテナ長Ｌの８％を適用したテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の利得−周波数特性図である。同図中に破線で示した指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０の特性（ボアサイト方向の利得）と比較すると、切り取り量Ｌｃ＝０．０８ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０では、１〔ＧＨｚ〕辺りで、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０よりも２〔ｄＢｉ〕程度低下しているものと認められる。しかしながら、その利得低下量は３〔ｄＢｉ〕以内に抑えられているので、ＥＭＣ試験用アンテナとして用いても実用上問題ないと考えられる。従って、切り取り長Ｌｃ＝０．０８Ｌとしたアンテナ長Ｌｓ＝０．９２ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、利得低下の判定条件を満たしており、切り取り長Ｌｃの範囲として、０．０６Ｌ≦Ｌｃ≦０．０８Ｌが想定される。
【0044】
図１３に示すのは、切り取り量Ｌｃとして、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０におけるアンテナ長Ｌの１０％を適用したテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の利得−周波数特性図である。同図中に破線で示した指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０の特性（ボアサイト方向の利得）と比較すると、切り取り量Ｌｃ＝０．１０ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０では、１〔ＧＨｚ〕辺りで、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０よりも２．８〔ｄＢｉ〕程度低下しているものと認められる。しかしながら、その利得低下量は３〔ｄＢｉ〕以内に抑えられているので、ＥＭＣ試験用アンテナとして用いても実用上問題ないと考えられる。従って、切り取り長Ｌｃ＝０．１０Ｌとしたアンテナ長Ｌｓ＝０．９ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、利得低下の判定条件を満たしており、切り取り長Ｌｃの範囲として、０．０６Ｌ≦Ｌｃ≦０．１０Ｌが想定される。
【0045】
図１４に示すのは、切り取り量Ｌｃとして、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０におけるアンテナ長Ｌの１１％を適用したテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の利得−周波数特性図である。同図中に破線で示した指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０の特性（ボアサイト方向の利得）と比較すると、切り取り量Ｌｃ＝０．１１ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０では、１〔ＧＨｚ〕辺りで、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０よりも３．１〔ｄＢｉ〕程度低下しているものと認められる。しかしながら、その利得低下量は約３〔ｄＢｉ〕程度に抑えられているので、ＥＭＣ試験用アンテナとして用いても実用上問題ないと考えられる。従って、切り取り長Ｌｃ＝０．１１Ｌとしたアンテナ長Ｌｓ＝０．８９ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、利得低下の判定条件を満たしており、切り取り長Ｌｃの範囲として、０．０６Ｌ≦Ｌｃ≦０．１１Ｌが想定される。
【0046】
図１５に示すのは、切り取り量Ｌｃとして、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０におけるアンテナ長Ｌの１２％を適用したテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の利得−周波数特性図である。同図中に破線で示した指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０の特性（ボアサイト方向の利得）と比較すると、切り取り量Ｌｃ＝０．１２ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０では、１〔ＧＨｚ〕辺りで、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０よりも３．４〔ｄＢｉ〕程度低下しているものと認められる。この利得低下量は約３〔ｄＢｉ〕程度に抑えられているとはいえないので、ＥＭＣ試験用アンテナとして用いることは適当でないと考えられる。従って、切り取り長Ｌｃ＝０．１２Ｌとしたアンテナ長Ｌｓ＝０．８８ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、利得低下の判定条件を満たさないので、切り取り長Ｌｃの範囲に０．１２Ｌは含まず、０．０６Ｌ≦Ｌｃ≦０．１１Ｌが適当である。
【0047】
図１６に示すのは、切り取り量Ｌｃとして、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０におけるアンテナ長Ｌの１５％を適用したテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０の利得−周波数特性図である。同図中に破線で示した指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０の特性（ボアサイト方向の利得）と比較すると、切り取り量Ｌｃ＝０．１５ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０では、１〔ＧＨｚ〕辺りで、指数関数テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１０よりも４．２〔ｄＢｉ〕程度低下しているものと認められる。この利得低下量は３〔ｄＢｉ〕を大きく超えているので、ＥＭＣ試験用アンテナとして用いることは適当でない。従って、切り取り長Ｌｃ＝０．１５Ｌとしたアンテナ長Ｌｓ＝０．８５ＬのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、利得低下の判定条件を満たさないので、切り取り長Ｌｃの範囲に０．１５Ｌは含まず、０．０６Ｌ≦Ｌｃ≦０．１１Ｌが適当である。
【0048】
以上のように、本実施形態のテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０は、放射指向性を改善可能な切り取り量Ｌｃの範囲と、低周波帯域での利得低下抑制基準に基づく切り取り量Ｌｃの範囲とから、０．０６Ｌ≦Ｌｃ≦０．１１Ｌに設定した。従って、この範囲内で定めた切り取り量Ｌｃによってアンテナ長ＬｓのテーパーＴＥＭホーンアンテナ１０とすれば、ＥＭＣ試験用アンテナに適したものとなる。
【0049】
以上、本発明に係るテーパーＴＥＭホーンアンテナを実施形態に基づき説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない限りにおいて実現可能な全てのテーパーＴＥＭホーンアンテナを権利範囲として包摂するものである。
【符号の説明】
【0050】
１０ テーパーＴＥＭホーンアンテナ１１ 第１短縮アンテナ素子
１１ａ 受電端
１１ｂ 開放端
１２ 第２短縮アンテナ素子
１２ａ 受電端
１２ｂ 開放端
１３ａ 第１同軸給電部
１３ｂ 第２同軸給電部