(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】P2024005735
(43)【公開日】2024-01-17
(54)【発明の名称】フェーズドアレーアンテナ
(51)【国際特許分類】
H01Q 21/06 20060101AFI20240110BHJP
H01Q 21/24 20060101ALI20240110BHJP
H01Q 13/08 20060101ALI20240110BHJP
【ＦＩ】
H01Q21/06
H01Q21/24
H01Q13/08
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022106073
(22)【出願日】2022-06-30
(71)【出願人】
【識別番号】000217653
【氏名又は名称】電気興業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100193389
【弁理士】
【氏名又は名称】谷口 智利
(72)【発明者】
【氏名】嶋田 将大
【テーマコード（参考）】
5J021
5J045
【Ｆターム（参考）】
5J021AA09
5J021AB06
5J021JA07
5J045AA26
5J045AB05
5J045DA10
5J045FA02
5J045LA03
(57)【要約】 （修正有）
【課題】従来の構造・配列より、広角にビーム走査を可能にするフェーズドアレーアンテナの素子構造及び配列方法を提供する。
【解決手段】フェーズドアレーアンテナ１は、４以上のアンテナ素子を有する。アンテナ素子は、長辺と短辺を有する略長方形の基体、基体の表面に配置された１つの素子部及び基体の裏面に、基体の略長辺方向に並んで配置された２つのコネクタを有する。アンテナ素子は、Ｘ軸方向に配置された第一のアンテナ素子１００、Ｘ軸方向と９０°をなす方向に第一のアンテナ素子と略隣接して配置された第二のアンテナ素子２００、Ｘ軸方向と１８０°をなす方向に第二のアンテナ素子と略隣接して配置された第三のアンテナ素子３００及びＸ軸方向と２７０°をなす方向に第三のアンテナ素子と略隣接して配置された第四のアンテナ素子４００を含む。第一のアンテナ素子～第四のアンテナ素子は、中央に略正方形の隙間空間を構成する。
【選択図】図８
【解決手段】フェーズドアレーアンテナ１は、４以上のアンテナ素子を有する。アンテナ素子は、長辺と短辺を有する略長方形の基体、基体の表面に配置された１つの素子部及び基体の裏面に、基体の略長辺方向に並んで配置された２つのコネクタを有する。アンテナ素子は、Ｘ軸方向に配置された第一のアンテナ素子１００、Ｘ軸方向と９０°をなす方向に第一のアンテナ素子と略隣接して配置された第二のアンテナ素子２００、Ｘ軸方向と１８０°をなす方向に第二のアンテナ素子と略隣接して配置された第三のアンテナ素子３００及びＸ軸方向と２７０°をなす方向に第三のアンテナ素子と略隣接して配置された第四のアンテナ素子４００を含む。第一のアンテナ素子～第四のアンテナ素子は、中央に略正方形の隙間空間を構成する。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
４以上のアンテナ素子を有し、
前記アンテナ素子は、
長辺と短辺を有する略長方形の基体、
前記基体の表面に配置された１つの素子部、および、
前記基体の裏面に、前記基体の略長辺方向に並んで配置された２つのコネクタを有し、
前記アンテナ素子は、
Ｘ軸方向に配置された第一のアンテナ素子、
Ｘ軸方向と９０°をなす方向に第一のアンテナ素子と略隣接して配置された第二のアンテナ素子、
Ｘ軸方向と１８０°をなす方向に第二のアンテナ素子と略隣接して配置された第三のアンテナ素子、および、
Ｘ軸方向と２７０°をなす方向に第三のアンテナ素子と略隣接して配置された第四のアンテナ素子、を含み、
前記第一のアンテナ素子、前記第二のアンテナ素子、前記第三のアンテナ素子、および、前記第四のアンテナ素子は、中央に略正方形の隙間空間を構成することを特徴とする、フェーズドアレーアンテナ。
前記アンテナ素子は、
長辺と短辺を有する略長方形の基体、
前記基体の表面に配置された１つの素子部、および、
前記基体の裏面に、前記基体の略長辺方向に並んで配置された２つのコネクタを有し、
前記アンテナ素子は、
Ｘ軸方向に配置された第一のアンテナ素子、
Ｘ軸方向と９０°をなす方向に第一のアンテナ素子と略隣接して配置された第二のアンテナ素子、
Ｘ軸方向と１８０°をなす方向に第二のアンテナ素子と略隣接して配置された第三のアンテナ素子、および、
Ｘ軸方向と２７０°をなす方向に第三のアンテナ素子と略隣接して配置された第四のアンテナ素子、を含み、
前記第一のアンテナ素子、前記第二のアンテナ素子、前記第三のアンテナ素子、および、前記第四のアンテナ素子は、中央に略正方形の隙間空間を構成することを特徴とする、フェーズドアレーアンテナ。
【請求項2】
前記長辺が前記短辺の約２倍であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナ。
【請求項3】
前記隙間空間が略長方形であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナ。
【請求項4】
周波数が２７ＧＨｚ以上であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナ。
【請求項5】
前記基体の誘電率が３以下であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナ。
【請求項6】
前記アンテナ素子がパッチアンテナであることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナ。
【請求項7】
前記基体の長辺が８．１ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナ。
【請求項8】
サイドローブレベルが１０ｄＢ以上のビーム走査範囲を２５°以上有することを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フェーズドアレーアンテナに関し、特にその素子構造および配列方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般にフェーズドアレーアンテナ等の多素子の配列では、正方配列や三角配列が用いられ、素子や個々のアンテナは正方形の形状である。
図１、図２、図３は一般のアンテナ素子の表面、裏面、および、側面の断面図を示す。図４は一般のフェーズドアレーアンテナを示す。図１、図２、図３、図４においてアンテナはパッチアンテナである。
図１に示されるように、アンテナ素子は基体の表面に１つの素子部を、裏面に２つのコネクタを備えている。
一辺がａである略正方形の基体の表面には素子が設けられ、裏面にはコネクタが設けられている。そして、素子間隔、つまり、隣接するアンテナ素子同士の間隔はａとなっている。
図１、図２、図３は一般のアンテナ素子の表面、裏面、および、側面の断面図を示す。図４は一般のフェーズドアレーアンテナを示す。図１、図２、図３、図４においてアンテナはパッチアンテナである。
図１に示されるように、アンテナ素子は基体の表面に１つの素子部を、裏面に２つのコネクタを備えている。
一辺がａである略正方形の基体の表面には素子が設けられ、裏面にはコネクタが設けられている。そして、素子間隔、つまり、隣接するアンテナ素子同士の間隔はａとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－１１４６５５号公報
【特許文献2】特許第６６４１４９１号
【特許文献3】特表２０１６－５２８８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
周波数が高くなると、素子サイズとコネクタサイズの差が小さくなる。
２偏波共用の素子をアレー化する場合、通常は約λ／２となる素子サイズより、コネクタサイズの専有面積の方が大きい素子配列となり、素子間隔が広くなり広角にビームを走査できない。
つまり、２つの偏波を使用する２偏波共用のアンテナでは、素子サイズよりコネクタ２個分の専有面積の方が大きくなる。これにより、素子の間隔が広くなるため、広角にビーム走査しようとすると、大きなサイドローブが発生し、広角にビーム走査することが難しい。
特許文献１は、素子を密にすることは類似しているが、素子の構造が異なる。特許文献２は、サブアレー化に長方形構造を採用しているが、素子単体の構造ではない。特許文献３は、構造も異なるうえに、そもそも誘電絶縁体が、３よりも実質的に大きな誘電係数を有している。
本発明は、従来の構造・配列より、広角にビーム走査を可能にすることを目的とする。
本発明のその他の目的は、発明を実施するための形態においても説明される。
２偏波共用の素子をアレー化する場合、通常は約λ／２となる素子サイズより、コネクタサイズの専有面積の方が大きい素子配列となり、素子間隔が広くなり広角にビームを走査できない。
つまり、２つの偏波を使用する２偏波共用のアンテナでは、素子サイズよりコネクタ２個分の専有面積の方が大きくなる。これにより、素子の間隔が広くなるため、広角にビーム走査しようとすると、大きなサイドローブが発生し、広角にビーム走査することが難しい。
特許文献１は、素子を密にすることは類似しているが、素子の構造が異なる。特許文献２は、サブアレー化に長方形構造を採用しているが、素子単体の構造ではない。特許文献３は、構造も異なるうえに、そもそも誘電絶縁体が、３よりも実質的に大きな誘電係数を有している。
本発明は、従来の構造・配列より、広角にビーム走査を可能にすることを目的とする。
本発明のその他の目的は、発明を実施するための形態においても説明される。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の請求項１に係るフェーズドアレーアンテナは、
４以上のアンテナ素子を有し、
アンテナ素子は、
長辺と短辺を有する略長方形の基体、
基体の表面に配置された１つの素子部、および、
基体の裏面に、基体の略長辺方向に並んで配置された２つのコネクタを有し、
アンテナ素子は、
Ｘ軸方向に配置された第一のアンテナ素子、
Ｘ軸方向と９０°をなす方向に第一のアンテナ素子と略隣接して配置された第二のアンテナ素子、
Ｘ軸方向と１８０°をなす方向に第二のアンテナ素子と略隣接して配置された第三のアンテナ素子、および、
Ｘ軸方向と２７０°をなす方向に第三のアンテナ素子と略隣接して配置された第四のアンテナ素子、を含み、
第一のアンテナ素子、第二のアンテナ素子、第三のアンテナ素子、および、第四のアンテナ素子は、中央に略正方形の隙間空間を構成することを特徴とする、フェーズドアレーアンテナである。
本構成により、２方向に略均等に、広角にビームを走査できる。また、どちらの向きに設置しても性能が変わらないため、設置時に自由度が高くなる。
本発明の請求項２に係るフェーズドアレーアンテナは、
長辺が短辺の約２倍であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明の請求項３に係るフェーズドアレーアンテナは、
隙間空間が略長方形であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明の請求項４に係るフェーズドアレーアンテナは、
周波数が２７ＧＨｚ以上であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明の請求項５に係るフェーズドアレーアンテナは、
基体の誘電率が３以下であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明の請求項６に係るフェーズドアレーアンテナは、
アンテナ素子がパッチアンテナであることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明の請求項７に係るフェーズドアレーアンテナは、
基体の長辺が８．１ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明の請求項８に係るフェーズドアレーアンテナは、
サイドローブレベルが１０ｄＢ以上のビーム走査範囲を２５°以上有することを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明は、以上の構成により、正方配列の場合には、正方形構造素子と同じ素子数比較で、広角にビーム走査が可能となる。また、より小型のコネクタが使用できる場合は、より広角にビーム走査が可能となる。さらに、同時に同素子数で小型化できる。
本発明のその他の効果は、発明を実施するための形態においても説明される。
４以上のアンテナ素子を有し、
アンテナ素子は、
長辺と短辺を有する略長方形の基体、
基体の表面に配置された１つの素子部、および、
基体の裏面に、基体の略長辺方向に並んで配置された２つのコネクタを有し、
アンテナ素子は、
Ｘ軸方向に配置された第一のアンテナ素子、
Ｘ軸方向と９０°をなす方向に第一のアンテナ素子と略隣接して配置された第二のアンテナ素子、
Ｘ軸方向と１８０°をなす方向に第二のアンテナ素子と略隣接して配置された第三のアンテナ素子、および、
Ｘ軸方向と２７０°をなす方向に第三のアンテナ素子と略隣接して配置された第四のアンテナ素子、を含み、
第一のアンテナ素子、第二のアンテナ素子、第三のアンテナ素子、および、第四のアンテナ素子は、中央に略正方形の隙間空間を構成することを特徴とする、フェーズドアレーアンテナである。
本構成により、２方向に略均等に、広角にビームを走査できる。また、どちらの向きに設置しても性能が変わらないため、設置時に自由度が高くなる。
本発明の請求項２に係るフェーズドアレーアンテナは、
長辺が短辺の約２倍であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明の請求項３に係るフェーズドアレーアンテナは、
隙間空間が略長方形であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明の請求項４に係るフェーズドアレーアンテナは、
周波数が２７ＧＨｚ以上であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明の請求項５に係るフェーズドアレーアンテナは、
基体の誘電率が３以下であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明の請求項６に係るフェーズドアレーアンテナは、
アンテナ素子がパッチアンテナであることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明の請求項７に係るフェーズドアレーアンテナは、
基体の長辺が８．１ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明の請求項８に係るフェーズドアレーアンテナは、
サイドローブレベルが１０ｄＢ以上のビーム走査範囲を２５°以上有することを特徴とする、請求項１に記載のフェーズドアレーアンテナである。
本発明は、以上の構成により、正方配列の場合には、正方形構造素子と同じ素子数比較で、広角にビーム走査が可能となる。また、より小型のコネクタが使用できる場合は、より広角にビーム走査が可能となる。さらに、同時に同素子数で小型化できる。
本発明のその他の効果は、発明を実施するための形態においても説明される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】一般のアンテナ素子の表面を示す。
【図2】一般のアンテナ素子の裏面を示す。
【図3】一般のアンテナ素子の側面の断面図を示す。
【図4】一般のフェーズドアレーアンテナを示す。
【図5】本発明の一実施例におけるアンテナ素子の表面を示す。
【図6】本発明の一実施例におけるアンテナ素子の裏面を示す。
【図7】本発明の一実施例におけるアンテナ素子の側面の断面図を示す。
【図8】本発明の一実施例におけるフェーズドアレーアンテナを示す。
【図9】本発明の一実施例におけるフェーズドアレーアンテナの構成例を示す。
【図10】本発明の一実施例におけるフェーズドアレーアンテナの構成例を示す。
【図11】本発明の一実施例におけるフェーズドアレーアンテナの構成例を示す。
【図12】従来の正方配列によるフェーズドアレーアンテナの構成例を示す。
【図13】従来の正方配列によるフェーズドアレーアンテナの結果例を示す。
【図14】本発明の一実施例におけるフェーズドアレーアンテナの構成例を示す。
【図15】本発明の一実施例におけるフェーズドアレーアンテナの結果例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0007】
図５、図６、図７は、本発明の一実施例におけるアンテナ素子の表面、裏面、および、側面の断面図を示す。図８は本発明の一実施例におけるフェーズドアレーアンテナ１を示す。
図８に示されるように、フェーズドアレーアンテナ１は、４以上のアンテナ素子１００，２００，３００，４００を有する。
本実施例では、アンテナ素子１００，２００，３００，４００はパッチアンテナであるが、２個分のコネクタ１０３，１０４専有面積より小さい素子であれば、ダイポールアンテナなど様々な形状の素子で適用可能である。
図８に示されるように、フェーズドアレーアンテナ１は、４以上のアンテナ素子１００，２００，３００，４００を有する。
本実施例では、アンテナ素子１００，２００，３００，４００はパッチアンテナであるが、２個分のコネクタ１０３，１０４専有面積より小さい素子であれば、ダイポールアンテナなど様々な形状の素子で適用可能である。
【0008】
それぞれのアンテナ素子１００，２００，３００，４００は、長辺と短辺を有し長辺の方が短辺より長い略長方形の基体１０１、基体１０１の表面に配置された１つの素子部１０２、および、基体１０１の裏面に、基体１０１の略長辺方向に並んで配置された２つのコネクタ１０３，１０４を有する。
つまり、図５および図７に示されるように基体１０１の表面に１つの素子部１０２を有し、図６に示されるように基体１０１の裏面に２つのコネクタ１０３，１０４を有する。素子部１０２は基体１０１の内部に埋め込まれるように構成されてるが、表側に構成されるのであれば、埋め込まれる構成以外でもよい。
本実施例においては、コネクタ１０３，１０４はＳＭＰＳコネクタであり、１００ＧＨｚまで対応可能であるが、ＳＭＰＭコネクタや他のコネクタでも良い。
つまり、図５および図７に示されるように基体１０１の表面に１つの素子部１０２を有し、図６に示されるように基体１０１の裏面に２つのコネクタ１０３，１０４を有する。素子部１０２は基体１０１の内部に埋め込まれるように構成されてるが、表側に構成されるのであれば、埋め込まれる構成以外でもよい。
本実施例においては、コネクタ１０３，１０４はＳＭＰＳコネクタであり、１００ＧＨｚまで対応可能であるが、ＳＭＰＭコネクタや他のコネクタでも良い。
【0009】
アンテナ素子１００，２００，３００，４００は、第一のアンテナ素子１００、第二のアンテナ素子２００、第三のアンテナ素子３００、および、第四のアンテナ素子４００を含む。
第一のアンテナ素子１００は、図８における横方向である、Ｘ軸方向に配置されている。
第二のアンテナ素子２００は、図８における縦方向の、Ｘ軸方向と９０°をなす方向に第一のアンテナ素子１００と略隣接して配置されている。
第三のアンテナ素子３００は、Ｘ軸方向と１８０°をなす方向に第二のアンテナ素子２００と略隣接して配置されている。
第四のアンテナ素子４００は、Ｘ軸方向と２７０°をなす方向に第三のアンテナ素子３００と略隣接して配置されている。
そして、第一のアンテナ素子１００、第二のアンテナ素子２００、第三のアンテナ素子３００、および、第四のアンテナ素子４００は、中央に略長方形の隙間空間を構成する。
第一のアンテナ素子１００は、図８における横方向である、Ｘ軸方向に配置されている。
第二のアンテナ素子２００は、図８における縦方向の、Ｘ軸方向と９０°をなす方向に第一のアンテナ素子１００と略隣接して配置されている。
第三のアンテナ素子３００は、Ｘ軸方向と１８０°をなす方向に第二のアンテナ素子２００と略隣接して配置されている。
第四のアンテナ素子４００は、Ｘ軸方向と２７０°をなす方向に第三のアンテナ素子３００と略隣接して配置されている。
そして、第一のアンテナ素子１００、第二のアンテナ素子２００、第三のアンテナ素子３００、および、第四のアンテナ素子４００は、中央に略長方形の隙間空間を構成する。
【0010】
素子自体は、略長方形であり、面取りされた構造でもよい。あるいは、略円形でもよい。
また、略隣接して配置されているとは、必ずしも物理的に接触している必要はないが、基本的に極めて近接して、つまり、短辺方向の０．１倍以下の隙間を有して配置されている構成を含むことを意味する。もちろん、本実施例のように隙間がない方が有利であることは言うまでもない。
また、略隣接して配置されているとは、必ずしも物理的に接触している必要はないが、基本的に極めて近接して、つまり、短辺方向の０．１倍以下の隙間を有して配置されている構成を含むことを意味する。もちろん、本実施例のように隙間がない方が有利であることは言うまでもない。
【0011】
以上のように、従来の正方形の素子構造に対し、長方形の素子構造とする。そして、長方形の素子を９０°回転させて隣接させる配列とする。これにより、素子間隔を従来に比べて狭くすることができ、より広角なビーム走査が可能となる。
また、正方配列の場合には、正方形構造素子と同じ素子数比較で、広角にビーム走査が可能となる。また、より小型のコネクタが使用できる場合は、より広角にビーム走査が可能となる。さらに、同時に同素子数で小型化できる。
特に隙間空間が略正方形であるため、２方向に略均等に、広角にビームを走査できる。また、どちらの向きに設置しても性能が変わらないため、設置時の自由度も高くなる。
また、正方配列の場合には、正方形構造素子と同じ素子数比較で、広角にビーム走査が可能となる。また、より小型のコネクタが使用できる場合は、より広角にビーム走査が可能となる。さらに、同時に同素子数で小型化できる。
特に隙間空間が略正方形であるため、２方向に略均等に、広角にビームを走査できる。また、どちらの向きに設置しても性能が変わらないため、設置時の自由度も高くなる。
【0012】
一実施例において、長辺は短辺の約２倍とすることができる。ここで「長辺が短辺の約２倍である」とは、長辺が短辺の１．５倍以上かつ２．５倍以下であることを意味する。
本例では、基体１０１がおよそ正方形２つ分となり、図示されるように、各正方形の略中央にコネクタ１０３，１０４（端子）を配置することができる。これにより、基体１０１の力学的重心および電気特性を安定化することができる。
本例では、基体１０１がおよそ正方形２つ分となり、図示されるように、各正方形の略中央にコネクタ１０３，１０４（端子）を配置することができる。これにより、基体１０１の力学的重心および電気特性を安定化することができる。
【0013】
図９は一実施例におけるフェーズドアレーアンテナ１の構成例を示す。理解を容易にするため、本図では、フェーズドアレーアンテナの全体ではなく一部が示されていることに注意が必要である。
一実施例において、９０％以上の素子が、第一のアンテナ素子１００、第二のアンテナ素子２００、第三のアンテナ素子３００、および、第四のアンテナ素子４００のいずれかである構成とすることができる。
実際には、周辺部を除く９０％以上の素子が、第一から第四のアンテナ素子１００、２００，３００，４００である。
一実施例において、９０％以上の素子が、第一のアンテナ素子１００、第二のアンテナ素子２００、第三のアンテナ素子３００、および、第四のアンテナ素子４００のいずれかである構成とすることができる。
実際には、周辺部を除く９０％以上の素子が、第一から第四のアンテナ素子１００、２００，３００，４００である。
【0014】
そして、フェーズドアレーアンテナ１の端部においては、中央に略長方形の隙間空間を構成しない素子も配置され、左右の縦線にて示されるアンテナ面の端部に対し、ぎりぎりまでアンテナ素子５００が配置されている。
本構成により、フェーズドアレー素子の端部のぎりぎりの部分までアンテナ素子１００を配置することができ、フェーズドアレーアンテナとしての特性をより一層向上させることができる。
すべての素子が、第一から第四のアンテナ素子１００，２００，３００，４００である構成としてもよい。
本構成により、フェーズドアレー素子の端部のぎりぎりの部分までアンテナ素子１００を配置することができ、フェーズドアレーアンテナとしての特性をより一層向上させることができる。
すべての素子が、第一から第四のアンテナ素子１００，２００，３００，４００である構成としてもよい。
【0015】
図１０は一実施例におけるフェーズドアレーアンテナ１の構成例を示す。
本発明の一実施例において、隙間空間が略長方形である。
最も広角なビーム走査が求められる方向などが決まっている場合、アンテナをこの方向に密に配置し、つまり、隙間空間の略長方形の短辺方向を最も広角なビーム走査が求められる方向などに合わせることにより、必要な方向とそうでない方向とに合わせて、より効率よくアンテナ素子１００，２００，３００，４００を配置することができる。
本実施例では、フェーズドアレーアンテナ１は、縦方向と横方向で、基体１０１の長辺と短辺の長さの比が異なる２種類のアンテナ素子１００，３００およびアンテナ素子２００，４００を備えているが、図１１に示されるように、１種類のアンテナ素子１００，２００，３００，４００を備え、隙間空間が完全に閉じてはいない略長方形となる配置としてもよく、このような形状も請求項に記載の「略長方形」に含まれる。
本発明の一実施例において、隙間空間が略長方形である。
最も広角なビーム走査が求められる方向などが決まっている場合、アンテナをこの方向に密に配置し、つまり、隙間空間の略長方形の短辺方向を最も広角なビーム走査が求められる方向などに合わせることにより、必要な方向とそうでない方向とに合わせて、より効率よくアンテナ素子１００，２００，３００，４００を配置することができる。
本実施例では、フェーズドアレーアンテナ１は、縦方向と横方向で、基体１０１の長辺と短辺の長さの比が異なる２種類のアンテナ素子１００，３００およびアンテナ素子２００，４００を備えているが、図１１に示されるように、１種類のアンテナ素子１００，２００，３００，４００を備え、隙間空間が完全に閉じてはいない略長方形となる配置としてもよく、このような形状も請求項に記載の「略長方形」に含まれる。
【0016】
本発明の一実施例において、周波数が２７ＧＨｚ以上である。請求項も含めて、ここでの「周波数」は、アンテナ素子が送信または受信する電波の周波数を意味する。ただし、２７ＧＨｚ以上の周波数を送信または受信するものであれば、２７ＧＨｚ未満の周波数の送信または受信も行う構成も含まれる。
特に第５世代移動通信システムである５Ｇにおいて、アンテナ素子部１０２に対してコネクタ１０３，１０４が相対的により大きくなるため、本構成が非常に有利になる。
特に第５世代移動通信システムである５Ｇにおいて、アンテナ素子部１０２に対してコネクタ１０３，１０４が相対的により大きくなるため、本構成が非常に有利になる。
【0017】
本発明の一実施例において、基体１０１の誘電率が３以下である。
本発明の一実施例において、 基体１０１の長辺が８．１ｍｍ以下である。素子間隔は６．１ｍｍ以下とすることができる。
本構成により、アンテナ素子１００を密に配置することができ、より広角なビーム走査が可能となる。
本発明の一実施例において、 基体１０１の長辺が８．１ｍｍ以下である。素子間隔は６．１ｍｍ以下とすることができる。
本構成により、アンテナ素子１００を密に配置することができ、より広角なビーム走査が可能となる。
【0018】
図１２ないし図１５は従来の正方配列によるフェーズドアレーアンテナ１と、本発明の一実施例におけるフェーズドアレーアンテナ１を、６素子×６素子の構成で比較したものである。図１３および図１５において、縦軸は相対電力、横軸は角度を示し、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１はそれぞれ、ビーム走査角度が０°、１８°、３５°の場合を示す。
本実施例では、サイドローブレベルが１０ｄＢ以上のビーム走査範囲を２５°以上有する。つまり、許容サイドローブレベルを１０ｄＢとして、ビーム走査範囲は、従来の正方配列では約１８°であるのに対して、本実施例では約３５°となることが分かる。他のパラメータでも、おおよそ類似の結果が得られる。ここで、請求項を含め、「サイドローブレベルが１０ｄＢ以上」とは、メインローブに対してサイドローブが－１０ｄＢ以下の大きさである、つまり、メインローブとサイドローブの差が１０ｄＢ以上であることを意味する。
本実施例では、サイドローブレベルが１０ｄＢ以上のビーム走査範囲を２５°以上有する。つまり、許容サイドローブレベルを１０ｄＢとして、ビーム走査範囲は、従来の正方配列では約１８°であるのに対して、本実施例では約３５°となることが分かる。他のパラメータでも、おおよそ類似の結果が得られる。ここで、請求項を含め、「サイドローブレベルが１０ｄＢ以上」とは、メインローブに対してサイドローブが－１０ｄＢ以下の大きさである、つまり、メインローブとサイドローブの差が１０ｄＢ以上であることを意味する。
【0019】
本発明は以上の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な実施例を含むことは言うまでもない。
例えば、フェーズドアレーアンテナは、平面状以外に、曲面状に配置することもできる。
例えば、フェーズドアレーアンテナは、平面状以外に、曲面状に配置することもできる。
【符号の説明】
【0020】
１ フェーズドアレーアンテナ
１００，２００，３００，４００，５００ アンテナ素子
１０１ 基体
１０２ 素子部
１０３，１０４ コネクタ
１００，２００，３００，４００，５００ アンテナ素子
１０１ 基体
１０２ 素子部
１０３，１０４ コネクタ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】