特開 2022-186372 アンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022186372

(43)【公開日】2022-12-15

(54)【発明の名称】アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 3/08 20060101AFI20221208BHJP

   H01Q 19/12 20060101ALI20221208BHJP

【ＦＩ】

H01Q3/08

H01Q19/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021094552

(22)【出願日】2021-06-04

(71)【出願人】

【識別番号】000004330

【氏名又は名称】日本無線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126561

【弁理士】

【氏名又は名称】原嶋 成時郎

(74)【代理人】

【識別番号】100141678

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】板垣 賢二

(72)【発明者】

【氏名】尚 尓昊

(72)【発明者】

【氏名】夏原 啓一

(72)【発明者】

【氏名】野呂 崇徳

【テーマコード（参考）】

5J020

5J021

【Ｆターム（参考）】

5J020AA03

5J020BA09

5J020BC02

5J020BC08

5J021AA01

5J021AB02

5J021BA01

5J021CA02

5J021DA02

5J021DA04

5J021DA05

5J021GA02

5J021HA10

(57)【要約】

【課題】移相器を必要とすることなく全方向のビームを走査する。
【解決手段】平面波発生部２が、電磁波を放射するプローブ２８と、プローブ２８から放射される円筒波の電磁波を平面波の電磁波に変換するカセグレン構造を構成する主反射鏡２６および副反射鏡２７と、を有し、アンテナ部３が、板状の基部３１１と、基部３１１において列状に連なるスロットとして形成されて相互に等間隔で離間しつつ平行に配設される複数の放射スタブ３１２と、を備えるフィードアレイ３１を有し、第１の回動部によりプローブ２８を回転中心として平面波発生部２とアンテナ部３とを一緒に回転させることによって方位角方向のビーム走査を行うとともに、第２の回動部によりプローブ２８を回転中心として平面波発生部２に対してアンテナ部３を回転させてアンテナ部３の基部３１１へと入射される平面波の電磁波の波面を傾斜させることによって高度角方向のビーム走査を行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

平面波発生部と、アンテナ部と、第１の回動部と、第２の回動部と、を有し、
前記平面波発生部が、
電磁波を放射するプローブと、
前記プローブから放射される円筒波の電磁波を平面波の電磁波に変換するカセグレン構造を構成する主反射鏡および副反射鏡と、を有し、
前記アンテナ部が、
板状の基部と、
前記基部において列状に連なるスロットとして形成されて相互に等間隔で離間しつつ平行に配設される複数の放射スタブと、を備えるフィードアレイを有し、
前記第１の回動部により前記プローブを回転中心として前記平面波発生部と前記アンテナ部とを一緒に回転させることによって方位角方向のビーム走査を行うとともに、
前記第２の回動部により前記プローブを回転中心として前記平面波発生部に対して前記アンテナ部を回転させて前記アンテナ部の前記基部へと入射される前記平面波の電磁波の波面を傾斜させることによって高度角方向のビーム走査を行う、
ことを特徴とするアンテナ装置。

【請求項2】

前記平面波発生部が、平行平板線路を各々構成して積層される下層導波管および上層導波管を備える折り返し導波管を有し、
前記カセグレン構造が前記下層導波管内に設けられ、
前記アンテナ部が前記上層導波管側に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、アンテナ装置に関し、例えば、種々の移動体に搭載される衛星通信用アンテナに適用して好適な技術に関する。

【背景技術】

【0002】

複数チャンネルの電波走査を行う従来のアンテナとして、複数個の素子アンテナと、各素子アンテナの受信信号の位相を制御する移相器と、位相を制御された複数の受信信号を合成する合成器とを有するサブアレーを複数個組み合わせて構成するアンテナ装置が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－１６８９１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１のアンテナ装置では、複数個の素子アンテナの各々に対応させて移相器が設けられるために相当数の移相器が必要になるので、機器構成が複雑になり、また、コストが増加する、という問題がある。

【0005】

そこでこの発明は、移相器を必要とすることなく全方向のビームを走査することが可能な、アンテナ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、この発明に係るアンテナ装置は、平面波発生部と、アンテナ部と、第１の回動部と、第２の回動部と、を有し、前記平面波発生部が、電磁波を放射するプローブと、前記プローブから放射される円筒波の電磁波を平面波の電磁波に変換するカセグレン構造を構成する主反射鏡および副反射鏡と、を有し、前記アンテナ部が、板状の基部と、前記基部において列状に連なるスロットとして形成されて相互に等間隔で離間しつつ平行に配設される複数の放射スタブと、を備えるフィードアレイを有し、前記第１の回動部により前記プローブを回転中心として前記平面波発生部と前記アンテナ部とを一緒に回転させることによって方位角方向のビーム走査を行うとともに、前記第２の回動部により前記プローブを回転中心として前記平面波発生部に対して前記アンテナ部を回転させて前記アンテナ部の前記基部へと入射される前記平面波の電磁波の波面を傾斜させることによって高度角方向のビーム走査を行う、ことを特徴とする。

【0007】

この発明に係るアンテナ装置は、前記平面波発生部が、平行平板線路を各々構成して積層される下層導波管および上層導波管を備える折り返し導波管を有し、前記カセグレン構造が前記下層導波管内に設けられ、前記アンテナ部が前記上層導波管側に設けられる、ようにしてもよい。

【発明の効果】

【0008】

この発明に係るアンテナ装置によれば、平面波発生部とアンテナ部とを一緒に回転させることによって方位角方向のビーム走査を行うとともに、平面波発生部に対してアンテナ部を回転させてアンテナ部の基部へと入射される平面波の電磁波の波面を傾斜させることによって高度角方向のビーム走査を行うようにしているので、移相器を必要とすることなく全方向のビームを走査することが可能となるとともに、アンテナ装置のコストの低廉化を実現することが可能となる。

【0009】

この発明に係るアンテナ装置によれば、また、平面波発生部およびアンテナ部の回転中心からプローブ給電するようにしているので、アンテナ装置の構成を一層簡易にすることが可能となる。

【0010】

この発明に係るアンテナ装置は、平面波発生部が折り返し導波管を有するようにした場合には、アンテナ装置のコンパクト化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】この発明の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図である。（Ａ）は縦断面図である。（Ｂ）は平面図である。

【図2】図１のアンテナ装置の平面波発生部のカセグレン構造を説明する図である。

【図3】図１のアンテナ装置のアンテナ部（フィードアレイ）の概略構成を示す斜視図である。

【図4】図１のアンテナ装置のｘｙ面内の指向性を説明する図である。（Ａ）は放射スタブが同位相で励振される場合の図である。（Ｂ）は放射スタブが位相差を付けて励振される場合の図である。

【図5】図１のアンテナ装置のアンテナ部（フィードアレイ）の放射スタブが位相差を付けて励振される状態の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。ここでの説明では、アンテナ装置１の構造に対して、相互に直交するｘ軸，ｙ軸，およびｚ軸によって規定される３次元直交座標系のｘ軸方向，ｙ軸方向，およびｚ軸方向を図１などに示すように対応させる。また、この発明において平面波発生部２およびアンテナ部３はｙｚ面に沿って回転可能であるように構成され、図１中のｘ軸方向，ｙ軸方向，およびｚ軸方向に対して平面波発生部２およびアンテナ部３が同図中の位置にある状態のことを「図１の状態」と呼ぶ。また、各図は、アンテナ装置１のあくまでも概略構成や働きを説明するための図であり、各部の詳細構造や相互の寸法関係を厳密に表すものではない。

【0013】

図１は、この発明の実施の形態に係るアンテナ装置１の概略構成を示す図である。実施の形態に係るアンテナ装置１は、主に、平面波発生部２と、アンテナ部３と、第１の回動部（図示していない）と、第２の回動部（図示していない）と、制御部（図示していない）と、を有する。

【0014】

この実施の形態に係るアンテナ装置１は、平面波発生部２と、アンテナ部３と、第１の回動部と、第２の回動部と、を有し、平面波発生部２が、電磁波を放射するプローブ２８と、プローブ２８から放射される円筒波の電磁波を平面波の電磁波に変換するカセグレン構造を構成する主反射鏡２６および副反射鏡２７と、を有し、アンテナ部３が、板状の基部３１１と、基部３１１において列状に連なるスロットとして形成されて相互に等間隔で離間しつつ平行に配設される複数の放射スタブ３１２と、を備えるフィードアレイ３１を有し、第１の回動部によりプローブ２８を回転中心として平面波発生部２とアンテナ部３とを一緒に回転させることによって方位角方向のビーム走査を行うとともに、第２の回動部によりプローブ２８を回転中心として平面波発生部２に対してアンテナ部３を回転させてアンテナ部３の基部３１１へと入射される平面波の電磁波の波面を傾斜させることによって高度角方向のビーム走査を行う、ようにしている。

【0015】

この実施の形態に係るアンテナ装置１は、また、平面波発生部２が、平行平板線路を各々構成して積層される下層導波管２１および上層導波管２２を備える折り返し導波管を有し、前記カセグレン構造が下層導波管２１内に設けられ、アンテナ部３が上層導波管２２側に設けられる、ようにしている。

【0016】

平面波発生部２は、平面波発生機構として機能する機序であり、主に、下層導波管２１，上層導波管２２，折り返し部２３，反射板２４，導体板２５，主反射鏡２６，副反射鏡２７，プローブ２８，およびチョーク２９を有する（図１，図２参照）。平面波発生部２は、第１の回動部によってｙｚ面に沿って回転可能であるように構成される。

【0017】

下層導波管２１および上層導波管２２は、図１の状態におけるｘｙ面視において広壁面幅（即ち、図１の状態におけるｙ軸方向における幅；言い換えると、横幅）がａであるとともに狭壁面幅（即ち、ｘ軸方向における幅；言い換えると、高さ）がｂである方形導波管が広壁面幅に沿って（即ち、図１の状態におけるｙ軸方向に沿って）１８０°折り返されて、ｘ軸方向において積層状態に構成される。下層導波管２１と上層導波管２２とは、それぞれ、平行平板線路を構成する。

【0018】

折り返し部２３は、図１の状態におけるｘｙ面視においてｙ軸方向における幅（言い換えると、横幅）がａであるとともにｘ軸方向における幅（言い換えると、高さ）が２×ｂである方形状に形成されて、下層導波管２１と上層導波管２２とを結合する。

【0019】

折り返し部２３の、下層導波管２１と上層導波管２２とに対向する面（即ち、ｘｙ面に沿う内面）に反射板２４が形成される。

【0020】

導体板２５は、下層導波管２１と上層導波管２２との間にｙｚ面に沿って配設されて下層導波管２１と上層導波管２２とを分離し、下層導波管２１と上層導波管２２とに共通の管壁となる。導体板２５の、折り返し部２３側の端は反射板２４から離間し、折り返し部２３における下層導波管２１と上層導波管２２とに対する開口窓が設けられる。

【0021】

上記の下層導波管２１，上層導波管２２，折り返し部２３，反射板２４，および導体板２５は折り返し導波管を構成し、上記の広壁面幅ａ，狭壁面幅ｂ，および導体板２５の端の反射板２４からの離間の幅は平行平板線路内を伝搬する電磁波の自由空間波長や伝搬モードなどに基づいて適宜設定される。

【0022】

主反射鏡２６は、カセグレン構造の凹面鏡として機能するものであり、ｙｚ面視において放物状に形成されて、下層導波管２１内に設けられる。主反射鏡２６について、開口部の寸法をＬ〔ｍ〕とし、焦点をｆ２とする。なお、図に示す例では、Ｌ＝ａである（但し、ａ：下層導波管２１および上層導波管２２の広壁面幅）。また、焦点ｆ２から主反射鏡２６全体を見込む開口角は、例えば、１２０°～１８０°程度の範囲のうちのいずれかの角度に設定される。

【0023】

副反射鏡２７は、カセグレン構造の凸面鏡として機能するものであり、ｙｚ面視において双曲状に形成されて、下層導波管２１内に設けられる。副反射鏡２７について、双曲状（別言すると、双曲線）の２つの焦点のうちの一方の焦点ｆ１はプローブ２８から放射される円筒波（別言すると、電磁波）の位相中心（また、平面波発生部２およびアンテナ部３の平面視における回転中心位置でもある）と一致し、他方は主反射鏡２６の焦点ｆ２と一致する。

【0024】

下層導波管２１への電磁波（別言すると、ＲＦ(Ｒadio Ｆrequency の略)信号）の給電はプローブ２８によって行われる。プローブ２８は、平面波発生部２およびアンテナ部３の平面視（即ち、ｙｚ面視）における回転中心位置に配設される。

【0025】

プローブ２８の近傍の、図１の状態におけるｚ軸方向における一方の側（図１の状態において、ｚ軸の矢印の向きの側と反対側）に、チョーク２９が設けられる。チョーク２９の働きにより、プローブ２８の放射方向が、当該プローブ２８の、図１の状態におけるｚ軸方向における他方の側（図１の状態において、ｚ軸の矢印の向きの側）に配設される副反射鏡２７へと向けられる。

【0026】

プローブ２８からみたチョーク２９のチョーク深さｓは、電磁波（ＲＦ信号）の自由空間波長をλとすると、ｓ＝λ／４を満たすように調節される。

【0027】

プローブ２８から放射される電磁波（尚、円筒波である）は、副反射鏡２７による反射と主反射鏡２６による反射とによって平面波に変換されて下層導波管２１内を図１の状態におけるｚ軸方向に沿ってｚ軸の矢印の向きに伝搬し、折り返し部２３を通過して、上層導波管２２内を図１の状態におけるｚ軸方向に沿ってｚ軸の矢印の向きと反対向きに伝搬する。図１の状態における平面波発生部２およびアンテナ部３にとってのｚ軸方向のことを「電磁波伝搬方向」と呼ぶ。

【0028】

プローブ２８は、アンテナポート（別言すると、入出力ポート）として機能する例えば同軸コネクタ（図示していない）と電気的に接続される。

【0029】

同軸コネクタに纏わる構造／構成はこの発明では特定の構造／構成には限定されないので詳細の説明は省略するが、同軸コネクタは、例えば、（必要に応じて電気回線を介して）プローブ２８に電気的に接続されるとともに同軸ケーブル（図示していない）の内導体から信号（ＳＩＧ）が入力される内導体と、下層導波管２１の管壁に電気的に接続されるとともに同軸ケーブルの外導体から信号（例えば、ＧＮＤ）が入力される外導体とを有し、プローブ２８に対してＲＦ信号（別言すると、無線通信波）を供給する構造／構成とされ得る。

【0030】

アンテナ部３は、主な構成としてフィードアレイ３１を有する。アンテナ部３は、第２の回動部によって平面波発生部２に対してｙｚ面に沿って回転可能であるように設けられる。平面波発生部２の平面視における回転中心とアンテナ部３の平面視における回転中心とは相互に一致する。

【0031】

フィードアレイ３１は、導電性を備える材質によってｙｚ面視において円形板状に形成される基部３１１と、複数の放射スタブ３１２と、を含む（図３も参照）。

【0032】

複数の放射スタブ３１２は、各々、基部３１１において列状に連なるスロットとして形成される。複数の放射スタブ３１２は、各々の長手方向（即ち、図１の状態におけるｙ軸方向）が相互に平行に、また、各々の長手方向と直交する方向（即ち、図１の状態におけるｚ軸方向）において等しい間隔Ｄで相互に離間して配設される。

【0033】

各々の（言い換えると、自身の）長手方向と直交する方向において連続して設けられる放射スタブ３１２同士の、各々の長手方向と直交する方向における相互の間隔Ｄは、電磁波（ＲＦ信号）の自由空間波長をλとすると、λ／２≦Ｄ＜λを満たすように調節される。

【0034】

フィードアレイ３１は、ｙｚ面視において円形であるとともに、複数の放射スタブ３１２を構成するように複数の細長い溝孔が形成される。

【0035】

アンテナ部３は、基部３１１の、図においてｘ軸の矢印の向きの側と反対側の面を平面波発生部２の端面に接触させて摺動させながら、平面波発生部２に対してｙｚ面に沿って回転する。

【0036】

なお、放射スタブ３１２それぞれが誘電体で埋められる（言い換えると、誘電体が充填される）ようにしてもよい。

【0037】

ここで、各放射スタブ３１２としての開口部（即ち、細長い溝孔）は、導電性の遮蔽をもたず、放射スタブ３１２としての開口部を通る電磁エネルギの伝搬を可能とし、アンテナ放射パターンが規定される。

【0038】

平面波発生部２の上層導波管２２内を電磁波伝搬方向（即ち、図１の状態におけるｚ軸方向）に沿って平面波／電磁波（ＲＦ信号）が伝搬し、前記平面波／電磁波（ＲＦ信号）により、フィードアレイ３１（具体的には、基部３１１）において、前記平面波／電磁波（ＲＦ信号）が伝搬する方向である電磁波伝搬方向の変位電流が励起される。そして、前記電磁波伝搬方向の変位電流が、放射スタブ３１２に向かってｘ軸方向に沿って進行して自由空間へと放射される等価な電磁波を励起する。そして、フィードアレイ３１の放射スタブ３１２を通って、ＲＦ信号が平面波の形態で放射される。

【0039】

上記の構成を備えるフィードアレイ３１は連続トランスバーススタブ（ＣＴＳ：Ｃontinuous Ｔransvers Ｓtub の略）アンテナとも呼ばれる構造の一部に相当し、フィードアレイ３１の機能については例えば「Ｔｈｅ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ （ＣＴＳ） Ａｒｒａｙ： Ｂａｓｉｃ Ｔｈｅｏｒｙ， Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ， ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」（Ｍｉｌｒｏｙ，Ｗ．Ｗ． 「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ａｎｔｅｎｎａ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｈｅｌｄ ｏｎ ２５－２７ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９１． Ｖｏｌｕｍｅ １」 ＡＤ－Ａ２５３ ６８２，ｐ２５３－２８３）並びに特表２００６－５２２５６１号公報，米国特許第６,２８１,８３８号明細書，米国特許第５,７５７,３７９号明細書，米国特許５,４８３,２４８号明細書，米国特許第５,３７９,００７号明細書，および米国特許第５,２６６,９６１号明細書に説明されている。

【0040】

第１の回動部（図示していない）は、ｙｚ面視においてプローブ２８（さらに言えば、プローブ２８から放射される円筒波／電磁波の位相中心）を回転中心としてｙｚ面に沿って平面波発生部２を回転駆動させる。

【0041】

第２の回動部（図示していない）は、ｙｚ面視においてプローブ２８（さらに言えば、プローブ２８から放射される円筒波／電磁波の位相中心）を回転中心としてｙｚ面に沿ってアンテナ部３を回転駆動させる。

【0042】

第１の回動部や第２の回動部は、例えば平面波発生部２やアンテナ部３をプローブ２８を回転中心として回転可能に支持する保持機構／ガイド機構ならびにモータなどを含む仕組みとして構成され、平面波発生部２やアンテナ部３をｙｚ面に沿って回転駆動させる。

【0043】

第１の回動部が平面波発生部２を回転駆動させる際にはアンテナ部３も回転し、第２の回動部がアンテナ部３を回転駆動させる際にはアンテナ部３のみが回転する。すなわち、第１の回動部が作動することによって平面波発生部２とアンテナ部３とが一緒に回転し、第２の回動部が作動することによってアンテナ部３が単独で回転する。

【0044】

第１の回動部や第２の回動部のモータの駆動は制御部（図示していない）によって制御され、すなわち、平面波発生部２の回転の程度と平面波発生部２に対するフィードアレイ３１の回転の程度とのそれぞれが制御部によって制御される。

【0045】

アンテナ装置１は、方位角（ＡＺ：Ａzimuth）方向のビーム走査を行うとともに、高度角（ＥＬ：Ｅlevation）方向のビーム走査を行う。なお、方位角（ＡＺ）は、北方向または南方向を０°とし、時計回りを正として定めた角度である。また、高度角（ＥＬ）は、地平線を０°とし、天頂方向へと向かって定めた角度である。

【0046】

アンテナ装置１は、第１の回動部によって平面波発生部２（および、アンテナ部３）を回転させることにより、方位角（ＡＺ）方向のビーム走査を行う。

【0047】

アンテナ装置１は、また、第２の回動部によって平面波発生部２に対してアンテナ部３を回転させる（言い換えると、アンテナ部３を単独で回転させる）ことにより、高度角（ＥＬ）方向のビーム走査を行う。

【0048】

具体的には、平面波発生部２に対するアンテナ部３のフィードアレイ３１の回転の程度が制御されることにより、平面波発生部２の上層導波管２２内を電磁波伝搬方向に沿って伝搬する電磁波の波面に対するフィードアレイ３１の複数の放射スタブ３１２各々の長手方向の傾斜の程度に変化が与えられ、フィードアレイ３１（具体的には、基部３１１）へと入射される電磁波の波面に傾斜が与えられて、高度角（ＥＬ）方向のビーム走査が行われる。

【0049】

すなわち、フィードアレイ３１へと伝搬する導波モードの傾斜入射を用いて、放射スタブ３１２へと入ってくる電磁波の位相面を放射スタブ３１２の長手方向において変化させることにより、放射スタブ３１２の長手方向のＨ平面においてビーム走査が行われる。

【0050】

ここで、この発明では、フィードアレイ３１へと伝搬する導波モードの傾斜入射を用いて、放射スタブ３１２へと入ってくる電磁波の位相面を放射スタブ３１２の長手方向において変化させることにより、放射スタブ３１２を、当該放射スタブ３１２の長手方向に沿って複数の素子アンテナが１列に連なって並んでいる機序として機能させる。放射スタブ３１２を構成していると看做される（想定上の）素子アンテナのことを「仮想素子アンテナ３１２ａ」と呼ぶ。

【0051】

図４（Ａ）に、放射スタブ３１２が同位相で励振される場合の、すなわち、放射スタブ３１２を構成していると看做される複数の仮想素子アンテナ３１２ａのそれぞれが同位相で励振される場合の、複数の仮想素子アンテナ３１２ａの配列と指向性との関係を示す。

【0052】

この場合は、放射スタブ３１２の長手方向が電磁波伝搬方向と直交する方向（即ち、図１の状態におけるｙ軸方向）に沿っている状態であり（図１（Ｂ）参照）、隣り合う仮想素子アンテナ３１２ａが同位相で励振される場合、言い換えると、隣り合う仮想素子アンテナ３１２ａについての位相のシフト量の差Δφが０（ゼロ）であるように制御されて励振される場合と捉え得る。

【0053】

放射スタブ３１２が同位相で励振される場合は、複数の仮想素子アンテナ３１２ａの配列（即ち、放射スタブ３１２の長手方向であり、図１，図４（Ａ）におけるｙ軸方向）と平行に電磁波の波面が形成され、複数の仮想素子アンテナ３１２ａの配列と直交する方向（即ち、図１，図４（Ａ）におけるｘ軸方向）にメインローブが形成される。

【0054】

図４（Ｂ）に、放射スタブ３１２が位相差を付けて励振される場合の、すなわち、放射スタブ３１２を構成していると看做される複数の仮想素子アンテナ３１２ａのそれぞれが位相差を付けて励振される場合の、複数の仮想素子アンテナ３１２ａの配列と指向性との関係を示す。

【0055】

この場合は、放射スタブ３１２の長手方向が電磁波伝搬方向と直交する方向に対して傾斜している状態であり（図５参照）、隣り合う仮想素子アンテナ３１２ａごとにΔφ（≠０）の位相差を付けて励振される場合、言い換えると、隣り合う仮想素子アンテナ３１２ａについての位相のシフト量の差Δφが或る値（但し、０ではない）で一定であるように制御されて励振される場合と捉え得る。

【0056】

放射スタブ３１２が位相差を付けて励振される場合は、複数の仮想素子アンテナ３１２ａの配列（即ち、放射スタブ３１２の長手方向）に対して電磁波の波面が傾斜し、その結果としてメインローブの方向が複数の仮想素子アンテナ３１２ａの配列と直交する方向（即ち、図１，図４（Ｂ）におけるｘ軸方向）に対してΔθだけ回転する。なお、仮想素子アンテナ３１２ａ同士の相互の間隔をｄとすると、Δθ＝ｄ・ｓｉｎ(Δφ) である。

【0057】

上記したような、放射スタブ３１２を構成していると看做される複数の仮想素子アンテナ３１２ａの配列と指向性との関係を実現する位相シフト制御をアンテナ部３（具体的には、フィードアレイ３１）の回転制御によって実行することにより、放射スタブ３１２の長手方向のＨ平面内の指向性をスキャンすることができる。

【0058】

そして、例えば、第２の回動部を作動させて平面波発生部２に対してアンテナ部３が回転して平面波発生部２に対するアンテナ部３の回転の程度が調節されることによって高度角（ＥＬ）方向が設定され、平面波発生部２に対するアンテナ部３の回転の程度を固定した状態で第１の回動部を作動させて平面波発生部２とアンテナ部３とが一緒に回転することによって方位角（ＡＺ）方向のビーム走査が行われる。

【0059】

実施の形態に係るアンテナ装置１によれば、平面波発生部２とアンテナ部３とを一緒に回転させることによって方位角方向のビーム走査を行うとともに、平面波発生部２に対してアンテナ部３を回転させてアンテナ部３の基部３１１へと入射される平面波の電磁波の波面を傾斜させることによって高度角方向のビーム走査を行うようにしているので、移相器を必要とすることなく全方向のビームを走査することが可能となるとともに、アンテナ装置のコストの低廉化を実現することが可能となる。

【0060】

実施の形態に係るアンテナ装置１によれば、また、平面波発生部２およびアンテナ部３の回転中心からプローブ給電するようにしているので、アンテナ装置の構成を一層簡易にすることが可能となる。

【0061】

また、実施の形態に係るアンテナ装置１によれば、平面波発生部２が折り返し導波管を有するようにしているので、アンテナ装置のコンパクト化を図ることが可能となる。

【0062】

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。

【0063】

具体的には、上記の実施の形態では給電部によって生成される平面波がアンテナ部３のフィードアレイ３１（具体的には、基部３１１）へと入射されるようにしているが、フィードアレイ３１へと入射される平面波を生成する機構は上記の実施の形態における給電部に限定されるものではなく、他の平面波発生機構によって生成される平面波がフィードアレイ３１へと入射されるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0064】

１ アンテナ装置
２ 平面波発生部
２１ 下層導波管
２２ 上層導波管
２３ 折り返し部
２４ 反射板
２５ 導体板
２６ 主反射鏡
２７ 副反射鏡
２８ プローブ
２９ チョーク
３ アンテナ部
３１ フィードアレイ
３１１ 基部
３１２ 放射スタブ
３１２ａ 仮想素子アンテナ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】