アレイアンテナ装置
【課題】バラン占有面積の問題やバランの挿入損失の問題を解消し、低消費電力化と小型化対応とに優れたアレイアンテナ装置を提供する。
【解決手段】１８０度の位相差を有する２つの入出力端子を備えた差動回路と、前記差動回路の２つの入出力端子にそれぞれ伝送線路を介して接続された、２ないし２グループのアンテナ素子とを含むアレイアンテナ装置であって、前記伝送線路における位相差をθ1とし、前記２ないし２グループのアンテナ素子のアンテナ平面内の互いの向きを違えて生じる位相差をθ2としたとき、前記位相差θ1及び／又は前記位相差θ2の組み合わせによって、前記２つの入出力端子から伝搬する伝送波の位相差をゼロとなるよう構成したことを特徴とする。
【解決手段】１８０度の位相差を有する２つの入出力端子を備えた差動回路と、前記差動回路の２つの入出力端子にそれぞれ伝送線路を介して接続された、２ないし２グループのアンテナ素子とを含むアレイアンテナ装置であって、前記伝送線路における位相差をθ1とし、前記２ないし２グループのアンテナ素子のアンテナ平面内の互いの向きを違えて生じる位相差をθ2としたとき、前記位相差θ1及び／又は前記位相差θ2の組み合わせによって、前記２つの入出力端子から伝搬する伝送波の位相差をゼロとなるよう構成したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広く無線通信用アンテナ装置に関し、特に、無線通信用アレイアンテナ装置における差動回路及びアンテナ回路の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、６０ＧＨｚ帯を利用したＷＰＡＮ等のアプリケーションや７６ＧＨｚ帯を利用した車載レーダなど、ミリ波帯と呼ばれる帯域を利用するアプリケーションが注目されており、この帯域の効率的な利用が考えられている。この帯域は、総務省によって、自由に使用可能な無線通信周波数として割り当てられており、その開発、利用が多方面から検討されている。
【０００３】
かかるミリ波帯のアプリケーションを広く普及させるためには、低コストで低消費電力を実現するＣＭＯＳ回路によるミリ波トランシーバの開発が期待されている。
【０００４】
ここで、ＲＦＣＭＯＳ回路やアナログＣＭＯＳ回路においては、低雑音アンプの電源ノイズやミキサーのＬＯリークといった問題を解決できることを理由に、差動回路がよく用いられている。
【０００５】
一方、受動素子のオフチップ素子の入出力は、差動ではなくシングルエンドが多い。このため差動ＣＭＯＳ回路とオフチップ素子とでＲＦ回路を構成するために、平衡−不平衡変換器であるバランを用いて接続する方法が多く採用されている。
【０００６】
バラン（Balun）回路は、平衡・不平衡変換器とも呼ばれ、その基本的機能は、平衡状態にある電気信号と不平衡の状態にある電気信号とを変換することである。例えば、位相差が１８０度になっている差動線路から１つの線路（シングル線路）を取り出す（差動線路からシングル線路への変換）ことが挙げられる。
【０００７】
バランの実装方法には、大別すると、チップ内に形成する方法（オンチップバラン）とチップ外に形成する方法（オフチップバラン）とがあり、ＲＦ回路の小型化のためにはチップ内にバランを形成するオンチップバランが有効である。
【０００８】
さらに、具体的な従来技術を挙げると、電子機器、無線通信用などのマイクロ波帯、ミリ波帯の通信機器に用いられるミキサー回路にバラン回路が使用されている（特許文献１）。
【０００９】
すなわち、特許文献１には、第１の信号が入力される第１の信号端子と、この第１の信号端子に接続された入力端部と第１、第２の出力端部とを有するとともに上記第１の信号を設定された位相差πの第２，第３の信号に変換しこの第２，第３の信号を上記第１、第２の出力端部から出力する分配回路と、この分配回路の第１、第２の出力端部と個別にその入力端子が接続され、その出力端子が互いに接続された第１、第２の半導体素子を有する半導体素子部と、この半導体素子部の上記第１の半導体素子の入力端子の前置部および上記第２の半導体素子の入力端子の前置部の少なくとも一方に配設され、上記第２の信号と第３の信号との間の位相差と設定された位相差πとの偏差を補償する第１の位相調整回路と、上記第１、第２の半導体素子の出力端子を接続する接続部に接続された第２の信号端子と、上記接続部に所定の帯域フィルター回路を介して接続された第３の信号端子と、を備えたミキサー回路において、前記分配回路がバラン回路を含み、このバラン回路が一端に入力端部が接続された第１の線路とこの第１の線路に並行して配設され所定の位置において接地され一端が第１の出力端部と接続された第２の線路と上記第１の線路に並行して配設され所定の位置において接地され一端が第２の出力端部と接続された第３の線路とを備えたことを特徴とするものミキサー回路が開示されている。
【００１０】
また、レーダスペクトルを得ることができるスペクトル拡散型レーダ用受信装置においてバラン回路が使用されている（特許文献２）。
【００１１】
特許文献２には、スペクトル拡散された拡散信号を受信するスペクトル拡散型レーダ用受信装置であって、前記拡散信号を受信信号として受信する信号受信部と、擬似雑音符号を用いて前記信号受信部によって受信された前記受信信号を逆拡散することにより、第１逆拡散信号と、当該第１逆拡散信号が伝播する線路の電流値と同じ電流値の電流が流れる線路を伝播する第２逆拡散信号とを出力する逆拡散部と、前記第１逆拡散信号と前記第２逆拡散信号とを直交復調することで、同相信号と直交信号とを出力する直交復調部とを備え、前記逆拡散部は、同じ特性を持つ第１トランジスタ及び第２トランジスタからなる第１トランジスタ対を含み、前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタは、前記受信信号が入力され、前記擬似雑音符号に応じてオン又はオフすることにより前記受信信号を逆拡散し、前記第１トランジスタは前記第１逆拡散信号を出力し、前記第２トランジスタは前記第２逆拡散信号を出力し、前記直交復調部は、第１ローカル発振信号を用いて前記第１逆拡散信号を復調し、前記同相信号を出力する第１復調器と、前記第１ローカル発振信号の位相を９０度ずらした第２ローカル発振信号を用いて前記第２逆拡散信号を復調し、前記直交信号を出力する第２復調器とを含むものであり、前記信号受信部は、受信した前記拡散信号を正受信信号と負受信信号とからなる平衡受信信号に変換し、前記第１逆拡散信号は第１正逆拡散信号と第１負逆拡散信号とからなる平衡信号であり、前記第２逆拡散信号は第２正逆拡散信号と第２負逆拡散信号とからなる平衡信号であり、前記逆拡散部は、さらに、前記第１トランジスタ対と同じ構成の第２トランジスタ対を含み、前記第１トランジスタ対は、前記正受信信号が入力され、前記擬似雑音符号に応じてオン又はオフすることにより前記正受信信号を逆拡散し、前記第１正逆拡散信号と前記第２正逆拡散信号とを出力し、前記第２トランジスタ対は、前記負受信信号が入力され、前記擬似雑音符号に応じてオン又はオフすることにより前記負受信信号を逆拡散し、前記第１負逆拡散信号と前記第２負逆拡散信号とを出力するものであり、前記信号受信部は、受信した前記拡散信号を前記平衡受信信号に変換して逆拡散部に出力するバラン回路を含み、前記バラン回路は、受動素子で構成されることを特徴とするスペクトル拡散型レーダ用受信装置が開示されている。
【００１２】
ところが、バラン回路を用いる場合には、オンチップバランであっても、チップ内にバランが占める面積が必要となり、チップ面積小型化へ実装要求に伴いバラン回路の小型化も課題となっていた。そこで、オンチップバランに必要となるチップ面積を縮小するためにラットレースバランと呼ばれる技術が提案されている（非特許文献１）。
【００１３】
すなわち、非特許文献１には、Ｗ−ＣＳＰプロセスの再配線層にメアンダ状に成形されたＳ型のラットレースバランを形成する構造が開示されており、バランの最小挿入損失は１．７ｄＢとなることが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−５０４７２号公報
【特許文献２】特開２００９−１０５８８４号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】萬澤, 乾, 藤島, “W-CSP を利用したS 型ミリ波オンチップラットレースバラン ”, 電子情報通信学会 集積回路研究会 （2008）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、非特許文献１に記載の方法であっても、オンチップバランにおけるチップ小型化が実現できるものの、バランには必ず挿入損失と呼ばれる電力損失があることや、入出力回路として見た場合の構成上、差動回路の半分しか出力に取り出せない等、電力の有効活用という観点からさらなる改善の余地があった。
【００１７】
また、差動回路とアンテナを接続するためには、通常オフチップバランが用いられているが、バランを用いると挿入損失が発生するだけではなく、バランを配置するための面積がさらに必要となり、オフチップバランを採用する場合には、チップ面積の一層の小型化が課題となっていた。
【００１８】
このように、６０ＧＨｚ帯等のミリ波帯アプリケーションは、その普及に対する期待が高まっているものの、低コストで低消費電力を実現可能なアプリケーションの開発が強く望まれていた。
【００１９】
特に、従来のバランを２ないし２グループ以上のアンテナ素子で構成されるアレイアンテナに使用する場合には、上記課題の解決が一層強く望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
そこで、本発明者らは、低消費電力かつ小型化可能なミリ波帯無線送信モジュールを検討した。検討に際しての重要な技術課題は、差動回路とアンテナ回路との接続に一般的に用いられてオンチップバランまたはオフチップバランである。すなわち、オンチップバランであれ、オフチップバランであれ、バランそれ自体の存在が低消費電力化と小型化への障害となるため、本発明ではバランを用いないアンテナ装置を鋭意検討した。
【００２１】
具体的には、１８０度の位相差を有する２つの出力端子を備えた差動回路と、前記差動回路の２つの出力端子に伝送線路を介してそれぞれ接続された２ないし２グループのアンテナ素子とを含むアレイアンテナ装置であって、前記伝送線路及び／又は前記２ないし２グループのアンテナ素子において位相差を生じさせ、前記伝送線路における位相差及び／又は前記２ないし２グループのアンテナ素子の時間位相差を組み合わせて前記２つの出力端子から伝搬した伝送波の位相差がゼロとなるよう構成したことを特徴とするアレイアンテナ装置である。
【００２２】
なお、差動回路を供給する部品としてはＣＭＯＳ回路のような低消費電力と低コストが可能なチップを採用することが好ましい。また、アンテナ素子や伝送線路は安価なプリント配線板上に形成したマイクロストリップ構造であることが好ましいが、これに限定するものではなく、セラミック基板等にアンテナ素子や伝送線路を形成してもよい。
【００２３】
さらに本発明にかかるアレイアンテナ装置は、前記アンテナ素子に関しては時間位相差を設けずに、前記伝送線路の線路長差で１８０度の位相差を設けたことを特徴とする。
【００２４】
さらに本発明かかるアレイアンテナ装置は、記伝送線路の線路長差に関しては位相差を設けずに、前記アンテナ素子の配置により１８０度の時間位相差を設けたことを特徴とする。
【００２５】
さらに本発明にかかるアレイアンテナ装置は、１８０度の位相差を有する２つの出力端子を備えた差動回路と、前記差動回路の２つの出力端子に伝送線路を介してそれぞれ接続された２ないし２グループのアンテナ素子とを含むアレイアンテナ装置であって、前記伝送線路は、前記１８０度の位相差から２７０度の位相差になるように、一方の伝送線路を他方の伝送線路より１／４波長長くなるよう構成し、前記２ないし２グループのアンテナ素子の円偏波における時間位相差が９０度異なるよう配置することによって、前記２つの出力端子から伝搬した伝送波の位相差をゼロになるよう構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上述べたように、差動回路とアンテナ素子からなるアレイアンテナ装置において、従来技術において用いられていたバランを用いない独自の構成により、バラン占有面積の問題やバランの挿入損失の問題が解消され、低消費電力化と小型化対応とに優れたアレイアンテナ装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明にかかるアレイアンテナ装置の基本的技術概念を説明する説明図である。
【図２Ａ】本発明にかかるアレイアンテナ装置の一実施形態に基づく構成例を説明する説明図である。
【図２Ｂ】本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を説明する説明図である。
【図３Ａ】本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を説明する説明図である。
【図３Ｂ】本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を説明する説明図である。
【図４Ａ】本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を説明する説明図である。
【図４Ｂ】本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態における構成の効果例を説明する説明図である。
【図５】本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を説明する説明図である。
【図６】従来技術に基づくアンテナ装置の構成例を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明にかかるアレイアンテナ装置を実施するための形態について、図面に基づいて詳述する。
【００２９】
図１に、本発明にかかるアレイアンテナ装置の基本的技術概念図を示す。図１において、入出力端子１１及び２１は、一例としてＣＭＯＳチップ等が採用されている。また、端子１１を流れる信号１及び端子２１を流れる信号２は、位相差が１８０度の差動信号であり、差動回路を形成している。この差動信号は，２本の信号線を用いて一つの信号を伝送する方式であり、差動信号線間の電圧が正か負かで“Ｈ”（Ｈｉｇｈ）レベルと“Ｌ”（Ｌｏｗ）レベルの識別を行っている。２本の信号線間の電圧差を使うことにより、これらの線にノイズが混入してもキャンセルできるため、一般的なシングルエンド信号に比べてノイズに強く、高速データ伝送が可能になる。
【００３０】
なお、一実施形態において、信号１及び信号２には、位相が１８０度反転した交流信号が流れる。
【００３１】
また、図１において、第１のアンテナ素子１１３が伝送線路１１２を介して入出力端子１１に接続され、また、第２のアンテナ素子１２３が伝送線路１２２を介して入出力端子２１に接続されている。図において、アンテナ素子１１３及び１２３の対抗する角を切り欠いているのは、円偏波アンテナ素子であることを示す。また、円偏波アンテナとは、放射電界の振動する方向が使用する周波数の１周期の時間で３６０度回転する性質を有するアンテナである。
なお、第１のアンテナ素子１１３及び第２のアンテナ素子１２３中に描かれた左巻きの矢印は、放射電界の振動方向を示す。
【００３２】
かかる構成において、端子１１から出力された信号１と端子２１から出力された信号２は、交流信号としてアンテナ素子１１３及び１２３に到達し、電磁波として空中に放射される。このとき、各アンテナ素子から放射された電磁波は空間で合成され、同位相となる方向に強く放射される。本実施形態で示すような複数のアンテナ素子を用いるアレーアンテナの場合、アンテナ素子の法線ベクトル方向に強い電磁波を合成させるためには、各アンテナ素子からの放射電界を同位相で励振させる必要がある。
【００３３】
すわなち、アンテナ素子の法線ベクトル方向に強い電磁波を合成させるためには、各アンテナ素子からの放射電界を同位相で励振させればよいため、差動回路である出力信号１と出力信号２との位相差を１８０度にするために、伝送線路１１２の線路長Ｌ１と伝送線路１２２の線路長Ｌ２との線路長差による位相差θ1とし、第１のアンテナ素子１１３と第２のアンテナ素子１２３の配置角度差による位相差θ2と定義した場合、θ１＋θ２＝１８０度となるように給電線路とアンテナ配置を調整すれば、バランを用いなくても差動回路とアンテナ回路が接続できるため、バラン挿入損失がなく従来よりも小型化可能なアンテナ装置が提供できる。
【００３４】
図２Ａに、本発明にかかるアレイアンテナ装置の一実施形態に基づく構成例を示す。図２Ａに示したように、第１のアンテナ素子２１３の放射電界振動方向（２１３中の矢印）と第２のアンテナ素子２２３の放射電界振動方向（２２３中の矢印）とは、同方向になっており、位相差位相差θ2＝０である。一方で、伝送線路２１２の線路長Ｌ１と伝送線路２２２の線路長Ｌ２との線路長差は、図に示したとおり、Ｌ２＞Ｌ１となるよう構成されており、位相差θ1＝１８０度となっている。すなわち、Ｌ２はＬ１より２分の１波長の奇数倍分だけ長くなるよう構成されている。
【００３５】
図２Ｂに、本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を示す。図２Ｂにおいて、伝送線路２１２の線路長Ｌ１と伝送線路２２２の線路長Ｌ２との線路長差は２分の１波長の奇数倍であり、位相差θ1＝１８０度である。一方で、第１のアンテナ素子２１４、第２のアンテナ素子２２４は、それぞれ５列２段で構成されるアレイアンテナとなっている。このように、本発明にかかるアレイアンテナ装置において採用可能なアンテナ素子には様々な実装形態があり、列数と段数とが同数となるアレイを採用することもできる。また、位相差θ1＝１８０度の条件下では、位相差θ2＝０となる条件さえ満たせば、第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子とで構成素子数が異なるアレイアンテナを採用することもできる。
【００３６】
ここで、従来のバラン回路を採用した場合に対する効果について説明する。図６は、従来のバラン回路をアレイアンテナ装置に採用した場合の構成例を示している。図６において、入出力端子１１及び２１は、一例としてＣＭＯＳチップ等が採用されている。また、端子１１を流れる信号１及び端子２１を流れる信号２は、位相差が１８０度の差動信号であり、差動回路を形成している（信号１及び信号２には、位相が１８０度反転した交流信号が流れる）。そして、信号１及び信号２は、バラン６３に接続されている。さらに、バラン６３には、共通の伝送線路６４を介して第１のアンテナ素子６１３及び第２のアンテナ素子６２３が接続されている。
【００３７】
このような構成において、端子１１から出力された信号１と端子２１から出力された信号２は、交流信号としてアンテナ素子１１３及び１２３に到達し、電磁波として空中に放射される。このとき、各アンテナ素子から放射された電磁波は空間で合成され、同位相となる方向に強く放射される。従って、図６に示したアレーアンテナの場合、アンテナ素子の法線ベクトル方向に強い電磁波を合成させるためには、各アンテナ素子からの放射電界を同位相で励振させる必要がある。
【００３８】
図６に基づいて説明したように、従来のようにバラン回路を用いて差動回路とアンテナとを接続する構成では、バランを用いることによる挿入損失が発生するだけではなく、バランを配置するための面積がさらに必要となる。本発明では、既に述べた通り、バランを用いない構成であるので、バラン占有面積の問題やバランの挿入損失の問題が解消し、低消費電力化と小型化対応とに優れたアレイアンテナ装置を提供することが可能となる。
【００３９】
次に、図３Ａに、本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を示す。図３Ａに示したように、伝送線路３１２の線路長Ｌ１と伝送線路３２２の線路長Ｌ２との線路長差は、Ｌ１＝Ｌ２となるよう構成されている。すなわち、位相差θ1はゼロとなっている。一方、第１のアンテナ素子３１３の放射電界振動方向（３１３中の矢印）と第２のアンテナ素子３２３の放射電界振動方向（３２３中の矢印）とは、伝送線路３１２及び３２２と直交する直線上で対向する向きになっており、位相差θ2は１８０度である。
【００４０】
図３Ｂに、本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を示す。図３Ｂにおいても、伝送線路３１５の線路長Ｌ１と伝送線路３２５の線路長Ｌ２との線路長差は、Ｌ１＝Ｌ２となるよう構成されている。すなわち、位相差θ1はゼロとなっている。ただし、図３Ａに示した構成と異なり、第１のアンテナ素子３１３の放射電界振動方向（３１３中の矢印）と第２のアンテナ素子３２３の放射電界振動方向（３２３中の矢印）とは、伝送線路３１２及び３２２と平行する直線上で対向する向きになっている。位相差θ2は、図３Ａに示した構成と同じく１８０度である。
【００４１】
図４Ａに、本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を示す。図４Ａに示したように、第１のアンテナ素子４１３及び第２のアンテナ素子４２３は円偏波アンテナ素子であり、それぞれの放射電界振動方向は、図中に示した通りである。位相差θ1は９０度となるように配置されている。一方、伝送線路４１２の線路長Ｌ１と伝送線路４２２の線路長Ｌ２との線路長差は、位相差θ1が２７０度となるように、Ｌ２がＬ１よりも４分の１波長だけ長くなるように構成されている。より厳密に、Ｌ１とＬ２との関係を示すと、Ｌ２＝Ｌ１＋（１波長の整数倍）＋４分の１波長である。つまり、Ｌ２は、Ｌ１＋４分の１波長、Ｌ１＋４分の５波長、Ｌ１＋４分の９波長、Ｌ１＋４分の１３波長、・・・となる。
【００４２】
図４Ｂに、図４Ａに示したアレイアンテナ装置のアンテナ特性についての効果を図説する。
【００４３】
一般に、円偏波アンテナにおける回転電界（例えば、６０ＧＨｚであれば、１秒間に６０Ｇ回転）の大きさ（軸）は、全方向で等しいことが理想である。つまり、軸比は１となり、全方向における軸の軌跡は、略真円となる。しかしながら、現実には軸比は１とはならず、軸の軌跡は楕円になってしまう。一例として、図４Ｂ（Ａ）に、第１の円偏波アンテナ素子の軸比１と第２の円偏波アンテナ素子の軸比２とを破線でそれぞれ示す。
図４Ｂ（Ａ）に示したように、軸比１及び軸比２は、それぞれ楕円形となっている。
【００４４】
そこで、同図に示すように、長軸が直交するように第１の円偏波アンテナ素子及び第２の円偏波アンテナ素子が配置すると、図４Ｂ（Ｂ）に示すように、軸の軌跡がそれぞれ楕円形となってしまう２つのアンテナの合成軸比は、略１（図中の円形破線）とすることができるので、図４Ａに示したアレイアンテナ装置全体としてアンテナ特性を良好なものとすることができる。
【００４５】
図５に、本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を示す。図５において、第１のアンテナ素子グループ５１３は、複数の円偏波アンテナ素子で構成され、第２のアンテナ素子グループ５２３も、複数の円偏波アンテナ素子で構成されている。図において、第１のアンテナ素子グループ５１３と第２のアンテナ素子グループ５２３との配置角度差による位相差は、θ2である。一方で、伝送線路５１２の線路長Ｌ１と伝送線路５２２の線路長Ｌ２との線路長差も、Ｌ２がＬ１よりも長くなるように構成され、その位相差は、θ1である。
【００４６】
かかる構成においても、位相差θ1と位相差θ2との合計が１８０度となるように給電線路及びアンテナ配置を調整すれば、バランを用いなくても差動回路とアンテナ回路とを接続でき、バラン挿入損失の影響を受けることなく従来よりも小型化可能なアンテナ装置を提供できる。
【符号の説明】
【００４７】
１１、２１ 入出力端子
１１２、２１２、３１２、３１５、４１２、５１２、６１２ 伝送線路（線路長Ｌ１）
１２２、２２２、３２２、３２５、４２２、５２２、６２２ 伝送線路（線路長Ｌ２）
１１３、２１３、２１４、３１３、３１６、４１３、５１３、６１３ 第１のアンテナ素子（アレイアンテナ）
１２３、２２３、２２４、３２３、３２６、４２３、５２３、６２３ 第２のアンテナ素子（アレイアンテナ）
６３ バラン
６４ 伝送線路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広く無線通信用アンテナ装置に関し、特に、無線通信用アレイアンテナ装置における差動回路及びアンテナ回路の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、６０ＧＨｚ帯を利用したＷＰＡＮ等のアプリケーションや７６ＧＨｚ帯を利用した車載レーダなど、ミリ波帯と呼ばれる帯域を利用するアプリケーションが注目されており、この帯域の効率的な利用が考えられている。この帯域は、総務省によって、自由に使用可能な無線通信周波数として割り当てられており、その開発、利用が多方面から検討されている。
【０００３】
かかるミリ波帯のアプリケーションを広く普及させるためには、低コストで低消費電力を実現するＣＭＯＳ回路によるミリ波トランシーバの開発が期待されている。
【０００４】
ここで、ＲＦＣＭＯＳ回路やアナログＣＭＯＳ回路においては、低雑音アンプの電源ノイズやミキサーのＬＯリークといった問題を解決できることを理由に、差動回路がよく用いられている。
【０００５】
一方、受動素子のオフチップ素子の入出力は、差動ではなくシングルエンドが多い。このため差動ＣＭＯＳ回路とオフチップ素子とでＲＦ回路を構成するために、平衡−不平衡変換器であるバランを用いて接続する方法が多く採用されている。
【０００６】
バラン（Balun）回路は、平衡・不平衡変換器とも呼ばれ、その基本的機能は、平衡状態にある電気信号と不平衡の状態にある電気信号とを変換することである。例えば、位相差が１８０度になっている差動線路から１つの線路（シングル線路）を取り出す（差動線路からシングル線路への変換）ことが挙げられる。
【０００７】
バランの実装方法には、大別すると、チップ内に形成する方法（オンチップバラン）とチップ外に形成する方法（オフチップバラン）とがあり、ＲＦ回路の小型化のためにはチップ内にバランを形成するオンチップバランが有効である。
【０００８】
さらに、具体的な従来技術を挙げると、電子機器、無線通信用などのマイクロ波帯、ミリ波帯の通信機器に用いられるミキサー回路にバラン回路が使用されている（特許文献１）。
【０００９】
すなわち、特許文献１には、第１の信号が入力される第１の信号端子と、この第１の信号端子に接続された入力端部と第１、第２の出力端部とを有するとともに上記第１の信号を設定された位相差πの第２，第３の信号に変換しこの第２，第３の信号を上記第１、第２の出力端部から出力する分配回路と、この分配回路の第１、第２の出力端部と個別にその入力端子が接続され、その出力端子が互いに接続された第１、第２の半導体素子を有する半導体素子部と、この半導体素子部の上記第１の半導体素子の入力端子の前置部および上記第２の半導体素子の入力端子の前置部の少なくとも一方に配設され、上記第２の信号と第３の信号との間の位相差と設定された位相差πとの偏差を補償する第１の位相調整回路と、上記第１、第２の半導体素子の出力端子を接続する接続部に接続された第２の信号端子と、上記接続部に所定の帯域フィルター回路を介して接続された第３の信号端子と、を備えたミキサー回路において、前記分配回路がバラン回路を含み、このバラン回路が一端に入力端部が接続された第１の線路とこの第１の線路に並行して配設され所定の位置において接地され一端が第１の出力端部と接続された第２の線路と上記第１の線路に並行して配設され所定の位置において接地され一端が第２の出力端部と接続された第３の線路とを備えたことを特徴とするものミキサー回路が開示されている。
【００１０】
また、レーダスペクトルを得ることができるスペクトル拡散型レーダ用受信装置においてバラン回路が使用されている（特許文献２）。
【００１１】
特許文献２には、スペクトル拡散された拡散信号を受信するスペクトル拡散型レーダ用受信装置であって、前記拡散信号を受信信号として受信する信号受信部と、擬似雑音符号を用いて前記信号受信部によって受信された前記受信信号を逆拡散することにより、第１逆拡散信号と、当該第１逆拡散信号が伝播する線路の電流値と同じ電流値の電流が流れる線路を伝播する第２逆拡散信号とを出力する逆拡散部と、前記第１逆拡散信号と前記第２逆拡散信号とを直交復調することで、同相信号と直交信号とを出力する直交復調部とを備え、前記逆拡散部は、同じ特性を持つ第１トランジスタ及び第２トランジスタからなる第１トランジスタ対を含み、前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタは、前記受信信号が入力され、前記擬似雑音符号に応じてオン又はオフすることにより前記受信信号を逆拡散し、前記第１トランジスタは前記第１逆拡散信号を出力し、前記第２トランジスタは前記第２逆拡散信号を出力し、前記直交復調部は、第１ローカル発振信号を用いて前記第１逆拡散信号を復調し、前記同相信号を出力する第１復調器と、前記第１ローカル発振信号の位相を９０度ずらした第２ローカル発振信号を用いて前記第２逆拡散信号を復調し、前記直交信号を出力する第２復調器とを含むものであり、前記信号受信部は、受信した前記拡散信号を正受信信号と負受信信号とからなる平衡受信信号に変換し、前記第１逆拡散信号は第１正逆拡散信号と第１負逆拡散信号とからなる平衡信号であり、前記第２逆拡散信号は第２正逆拡散信号と第２負逆拡散信号とからなる平衡信号であり、前記逆拡散部は、さらに、前記第１トランジスタ対と同じ構成の第２トランジスタ対を含み、前記第１トランジスタ対は、前記正受信信号が入力され、前記擬似雑音符号に応じてオン又はオフすることにより前記正受信信号を逆拡散し、前記第１正逆拡散信号と前記第２正逆拡散信号とを出力し、前記第２トランジスタ対は、前記負受信信号が入力され、前記擬似雑音符号に応じてオン又はオフすることにより前記負受信信号を逆拡散し、前記第１負逆拡散信号と前記第２負逆拡散信号とを出力するものであり、前記信号受信部は、受信した前記拡散信号を前記平衡受信信号に変換して逆拡散部に出力するバラン回路を含み、前記バラン回路は、受動素子で構成されることを特徴とするスペクトル拡散型レーダ用受信装置が開示されている。
【００１２】
ところが、バラン回路を用いる場合には、オンチップバランであっても、チップ内にバランが占める面積が必要となり、チップ面積小型化へ実装要求に伴いバラン回路の小型化も課題となっていた。そこで、オンチップバランに必要となるチップ面積を縮小するためにラットレースバランと呼ばれる技術が提案されている（非特許文献１）。
【００１３】
すなわち、非特許文献１には、Ｗ−ＣＳＰプロセスの再配線層にメアンダ状に成形されたＳ型のラットレースバランを形成する構造が開示されており、バランの最小挿入損失は１．７ｄＢとなることが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−５０４７２号公報
【特許文献２】特開２００９−１０５８８４号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】萬澤, 乾, 藤島, “W-CSP を利用したS 型ミリ波オンチップラットレースバラン ”, 電子情報通信学会 集積回路研究会 （2008）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、非特許文献１に記載の方法であっても、オンチップバランにおけるチップ小型化が実現できるものの、バランには必ず挿入損失と呼ばれる電力損失があることや、入出力回路として見た場合の構成上、差動回路の半分しか出力に取り出せない等、電力の有効活用という観点からさらなる改善の余地があった。
【００１７】
また、差動回路とアンテナを接続するためには、通常オフチップバランが用いられているが、バランを用いると挿入損失が発生するだけではなく、バランを配置するための面積がさらに必要となり、オフチップバランを採用する場合には、チップ面積の一層の小型化が課題となっていた。
【００１８】
このように、６０ＧＨｚ帯等のミリ波帯アプリケーションは、その普及に対する期待が高まっているものの、低コストで低消費電力を実現可能なアプリケーションの開発が強く望まれていた。
【００１９】
特に、従来のバランを２ないし２グループ以上のアンテナ素子で構成されるアレイアンテナに使用する場合には、上記課題の解決が一層強く望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
そこで、本発明者らは、低消費電力かつ小型化可能なミリ波帯無線送信モジュールを検討した。検討に際しての重要な技術課題は、差動回路とアンテナ回路との接続に一般的に用いられてオンチップバランまたはオフチップバランである。すなわち、オンチップバランであれ、オフチップバランであれ、バランそれ自体の存在が低消費電力化と小型化への障害となるため、本発明ではバランを用いないアンテナ装置を鋭意検討した。
【００２１】
具体的には、１８０度の位相差を有する２つの出力端子を備えた差動回路と、前記差動回路の２つの出力端子に伝送線路を介してそれぞれ接続された２ないし２グループのアンテナ素子とを含むアレイアンテナ装置であって、前記伝送線路及び／又は前記２ないし２グループのアンテナ素子において位相差を生じさせ、前記伝送線路における位相差及び／又は前記２ないし２グループのアンテナ素子の時間位相差を組み合わせて前記２つの出力端子から伝搬した伝送波の位相差がゼロとなるよう構成したことを特徴とするアレイアンテナ装置である。
【００２２】
なお、差動回路を供給する部品としてはＣＭＯＳ回路のような低消費電力と低コストが可能なチップを採用することが好ましい。また、アンテナ素子や伝送線路は安価なプリント配線板上に形成したマイクロストリップ構造であることが好ましいが、これに限定するものではなく、セラミック基板等にアンテナ素子や伝送線路を形成してもよい。
【００２３】
さらに本発明にかかるアレイアンテナ装置は、前記アンテナ素子に関しては時間位相差を設けずに、前記伝送線路の線路長差で１８０度の位相差を設けたことを特徴とする。
【００２４】
さらに本発明かかるアレイアンテナ装置は、記伝送線路の線路長差に関しては位相差を設けずに、前記アンテナ素子の配置により１８０度の時間位相差を設けたことを特徴とする。
【００２５】
さらに本発明にかかるアレイアンテナ装置は、１８０度の位相差を有する２つの出力端子を備えた差動回路と、前記差動回路の２つの出力端子に伝送線路を介してそれぞれ接続された２ないし２グループのアンテナ素子とを含むアレイアンテナ装置であって、前記伝送線路は、前記１８０度の位相差から２７０度の位相差になるように、一方の伝送線路を他方の伝送線路より１／４波長長くなるよう構成し、前記２ないし２グループのアンテナ素子の円偏波における時間位相差が９０度異なるよう配置することによって、前記２つの出力端子から伝搬した伝送波の位相差をゼロになるよう構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上述べたように、差動回路とアンテナ素子からなるアレイアンテナ装置において、従来技術において用いられていたバランを用いない独自の構成により、バラン占有面積の問題やバランの挿入損失の問題が解消され、低消費電力化と小型化対応とに優れたアレイアンテナ装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明にかかるアレイアンテナ装置の基本的技術概念を説明する説明図である。
【図２Ａ】本発明にかかるアレイアンテナ装置の一実施形態に基づく構成例を説明する説明図である。
【図２Ｂ】本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を説明する説明図である。
【図３Ａ】本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を説明する説明図である。
【図３Ｂ】本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を説明する説明図である。
【図４Ａ】本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を説明する説明図である。
【図４Ｂ】本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態における構成の効果例を説明する説明図である。
【図５】本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を説明する説明図である。
【図６】従来技術に基づくアンテナ装置の構成例を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明にかかるアレイアンテナ装置を実施するための形態について、図面に基づいて詳述する。
【００２９】
図１に、本発明にかかるアレイアンテナ装置の基本的技術概念図を示す。図１において、入出力端子１１及び２１は、一例としてＣＭＯＳチップ等が採用されている。また、端子１１を流れる信号１及び端子２１を流れる信号２は、位相差が１８０度の差動信号であり、差動回路を形成している。この差動信号は，２本の信号線を用いて一つの信号を伝送する方式であり、差動信号線間の電圧が正か負かで“Ｈ”（Ｈｉｇｈ）レベルと“Ｌ”（Ｌｏｗ）レベルの識別を行っている。２本の信号線間の電圧差を使うことにより、これらの線にノイズが混入してもキャンセルできるため、一般的なシングルエンド信号に比べてノイズに強く、高速データ伝送が可能になる。
【００３０】
なお、一実施形態において、信号１及び信号２には、位相が１８０度反転した交流信号が流れる。
【００３１】
また、図１において、第１のアンテナ素子１１３が伝送線路１１２を介して入出力端子１１に接続され、また、第２のアンテナ素子１２３が伝送線路１２２を介して入出力端子２１に接続されている。図において、アンテナ素子１１３及び１２３の対抗する角を切り欠いているのは、円偏波アンテナ素子であることを示す。また、円偏波アンテナとは、放射電界の振動する方向が使用する周波数の１周期の時間で３６０度回転する性質を有するアンテナである。
なお、第１のアンテナ素子１１３及び第２のアンテナ素子１２３中に描かれた左巻きの矢印は、放射電界の振動方向を示す。
【００３２】
かかる構成において、端子１１から出力された信号１と端子２１から出力された信号２は、交流信号としてアンテナ素子１１３及び１２３に到達し、電磁波として空中に放射される。このとき、各アンテナ素子から放射された電磁波は空間で合成され、同位相となる方向に強く放射される。本実施形態で示すような複数のアンテナ素子を用いるアレーアンテナの場合、アンテナ素子の法線ベクトル方向に強い電磁波を合成させるためには、各アンテナ素子からの放射電界を同位相で励振させる必要がある。
【００３３】
すわなち、アンテナ素子の法線ベクトル方向に強い電磁波を合成させるためには、各アンテナ素子からの放射電界を同位相で励振させればよいため、差動回路である出力信号１と出力信号２との位相差を１８０度にするために、伝送線路１１２の線路長Ｌ１と伝送線路１２２の線路長Ｌ２との線路長差による位相差θ1とし、第１のアンテナ素子１１３と第２のアンテナ素子１２３の配置角度差による位相差θ2と定義した場合、θ１＋θ２＝１８０度となるように給電線路とアンテナ配置を調整すれば、バランを用いなくても差動回路とアンテナ回路が接続できるため、バラン挿入損失がなく従来よりも小型化可能なアンテナ装置が提供できる。
【００３４】
図２Ａに、本発明にかかるアレイアンテナ装置の一実施形態に基づく構成例を示す。図２Ａに示したように、第１のアンテナ素子２１３の放射電界振動方向（２１３中の矢印）と第２のアンテナ素子２２３の放射電界振動方向（２２３中の矢印）とは、同方向になっており、位相差位相差θ2＝０である。一方で、伝送線路２１２の線路長Ｌ１と伝送線路２２２の線路長Ｌ２との線路長差は、図に示したとおり、Ｌ２＞Ｌ１となるよう構成されており、位相差θ1＝１８０度となっている。すなわち、Ｌ２はＬ１より２分の１波長の奇数倍分だけ長くなるよう構成されている。
【００３５】
図２Ｂに、本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を示す。図２Ｂにおいて、伝送線路２１２の線路長Ｌ１と伝送線路２２２の線路長Ｌ２との線路長差は２分の１波長の奇数倍であり、位相差θ1＝１８０度である。一方で、第１のアンテナ素子２１４、第２のアンテナ素子２２４は、それぞれ５列２段で構成されるアレイアンテナとなっている。このように、本発明にかかるアレイアンテナ装置において採用可能なアンテナ素子には様々な実装形態があり、列数と段数とが同数となるアレイを採用することもできる。また、位相差θ1＝１８０度の条件下では、位相差θ2＝０となる条件さえ満たせば、第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子とで構成素子数が異なるアレイアンテナを採用することもできる。
【００３６】
ここで、従来のバラン回路を採用した場合に対する効果について説明する。図６は、従来のバラン回路をアレイアンテナ装置に採用した場合の構成例を示している。図６において、入出力端子１１及び２１は、一例としてＣＭＯＳチップ等が採用されている。また、端子１１を流れる信号１及び端子２１を流れる信号２は、位相差が１８０度の差動信号であり、差動回路を形成している（信号１及び信号２には、位相が１８０度反転した交流信号が流れる）。そして、信号１及び信号２は、バラン６３に接続されている。さらに、バラン６３には、共通の伝送線路６４を介して第１のアンテナ素子６１３及び第２のアンテナ素子６２３が接続されている。
【００３７】
このような構成において、端子１１から出力された信号１と端子２１から出力された信号２は、交流信号としてアンテナ素子１１３及び１２３に到達し、電磁波として空中に放射される。このとき、各アンテナ素子から放射された電磁波は空間で合成され、同位相となる方向に強く放射される。従って、図６に示したアレーアンテナの場合、アンテナ素子の法線ベクトル方向に強い電磁波を合成させるためには、各アンテナ素子からの放射電界を同位相で励振させる必要がある。
【００３８】
図６に基づいて説明したように、従来のようにバラン回路を用いて差動回路とアンテナとを接続する構成では、バランを用いることによる挿入損失が発生するだけではなく、バランを配置するための面積がさらに必要となる。本発明では、既に述べた通り、バランを用いない構成であるので、バラン占有面積の問題やバランの挿入損失の問題が解消し、低消費電力化と小型化対応とに優れたアレイアンテナ装置を提供することが可能となる。
【００３９】
次に、図３Ａに、本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を示す。図３Ａに示したように、伝送線路３１２の線路長Ｌ１と伝送線路３２２の線路長Ｌ２との線路長差は、Ｌ１＝Ｌ２となるよう構成されている。すなわち、位相差θ1はゼロとなっている。一方、第１のアンテナ素子３１３の放射電界振動方向（３１３中の矢印）と第２のアンテナ素子３２３の放射電界振動方向（３２３中の矢印）とは、伝送線路３１２及び３２２と直交する直線上で対向する向きになっており、位相差θ2は１８０度である。
【００４０】
図３Ｂに、本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を示す。図３Ｂにおいても、伝送線路３１５の線路長Ｌ１と伝送線路３２５の線路長Ｌ２との線路長差は、Ｌ１＝Ｌ２となるよう構成されている。すなわち、位相差θ1はゼロとなっている。ただし、図３Ａに示した構成と異なり、第１のアンテナ素子３１３の放射電界振動方向（３１３中の矢印）と第２のアンテナ素子３２３の放射電界振動方向（３２３中の矢印）とは、伝送線路３１２及び３２２と平行する直線上で対向する向きになっている。位相差θ2は、図３Ａに示した構成と同じく１８０度である。
【００４１】
図４Ａに、本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を示す。図４Ａに示したように、第１のアンテナ素子４１３及び第２のアンテナ素子４２３は円偏波アンテナ素子であり、それぞれの放射電界振動方向は、図中に示した通りである。位相差θ1は９０度となるように配置されている。一方、伝送線路４１２の線路長Ｌ１と伝送線路４２２の線路長Ｌ２との線路長差は、位相差θ1が２７０度となるように、Ｌ２がＬ１よりも４分の１波長だけ長くなるように構成されている。より厳密に、Ｌ１とＬ２との関係を示すと、Ｌ２＝Ｌ１＋（１波長の整数倍）＋４分の１波長である。つまり、Ｌ２は、Ｌ１＋４分の１波長、Ｌ１＋４分の５波長、Ｌ１＋４分の９波長、Ｌ１＋４分の１３波長、・・・となる。
【００４２】
図４Ｂに、図４Ａに示したアレイアンテナ装置のアンテナ特性についての効果を図説する。
【００４３】
一般に、円偏波アンテナにおける回転電界（例えば、６０ＧＨｚであれば、１秒間に６０Ｇ回転）の大きさ（軸）は、全方向で等しいことが理想である。つまり、軸比は１となり、全方向における軸の軌跡は、略真円となる。しかしながら、現実には軸比は１とはならず、軸の軌跡は楕円になってしまう。一例として、図４Ｂ（Ａ）に、第１の円偏波アンテナ素子の軸比１と第２の円偏波アンテナ素子の軸比２とを破線でそれぞれ示す。
図４Ｂ（Ａ）に示したように、軸比１及び軸比２は、それぞれ楕円形となっている。
【００４４】
そこで、同図に示すように、長軸が直交するように第１の円偏波アンテナ素子及び第２の円偏波アンテナ素子が配置すると、図４Ｂ（Ｂ）に示すように、軸の軌跡がそれぞれ楕円形となってしまう２つのアンテナの合成軸比は、略１（図中の円形破線）とすることができるので、図４Ａに示したアレイアンテナ装置全体としてアンテナ特性を良好なものとすることができる。
【００４５】
図５に、本発明にかかるアレイアンテナ装置の他の実施形態に基づく構成例を示す。図５において、第１のアンテナ素子グループ５１３は、複数の円偏波アンテナ素子で構成され、第２のアンテナ素子グループ５２３も、複数の円偏波アンテナ素子で構成されている。図において、第１のアンテナ素子グループ５１３と第２のアンテナ素子グループ５２３との配置角度差による位相差は、θ2である。一方で、伝送線路５１２の線路長Ｌ１と伝送線路５２２の線路長Ｌ２との線路長差も、Ｌ２がＬ１よりも長くなるように構成され、その位相差は、θ1である。
【００４６】
かかる構成においても、位相差θ1と位相差θ2との合計が１８０度となるように給電線路及びアンテナ配置を調整すれば、バランを用いなくても差動回路とアンテナ回路とを接続でき、バラン挿入損失の影響を受けることなく従来よりも小型化可能なアンテナ装置を提供できる。
【符号の説明】
【００４７】
１１、２１ 入出力端子
１１２、２１２、３１２、３１５、４１２、５１２、６１２ 伝送線路（線路長Ｌ１）
１２２、２２２、３２２、３２５、４２２、５２２、６２２ 伝送線路（線路長Ｌ２）
１１３、２１３、２１４、３１３、３１６、４１３、５１３、６１３ 第１のアンテナ素子（アレイアンテナ）
１２３、２２３、２２４、３２３、３２６、４２３、５２３、６２３ 第２のアンテナ素子（アレイアンテナ）
６３ バラン
６４ 伝送線路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１８０度の位相差を有する２つの入出力端子を備えた差動回路と、前記差動回路の２つの入出力端子にそれぞれ伝送線路を介して接続された、２ないし２グループのアンテナ素子とを含むアレイアンテナ装置であって、
前記伝送線路における位相差をθ1とし、
前記２ないし２グループのアンテナ素子のアンテナ平面内の互いの向きを違えて生じる位相差をθ2としたとき、
前記位相差θ1及び／又は前記位相差θ2の組み合わせによって、前記２つの入出力端子から伝搬する伝送波の位相差をゼロとなるよう構成した
ことを特徴とするアレイアンテナ装置。
【請求項２】
前記位相差θ2をゼロとし、前記位相差θ1が１８０度となるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項３】
前記位相差θ1をゼロとし、前記位相差θ2が１８０度となるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項４】
１８０度の位相差を有する２つの入出力端子を備えた差動回路と、前記差動回路の２つの入出力端子にそれぞれ伝送線路を介して接続された、２ないし２グループのアンテナ素子とを含むアレイアンテナ装置であって、
前記伝送線路における位相差をθ1とし、
前記２ないし２グループのアンテナ素子のアンテナ平面内の互いの向きを違えて生じる位相差をθ2としたとき、
前記位相差θ1は、２７０度の位相差になるように、一方の伝送線路を他方の伝送線路より使用周波数の線路実効波長の１／４波長長くなるよう構成し、
前記位相差θ2は、９０度の位相差になるような向きに前記２ないし２グループのアンテナ素子を配置することによって、
前記２つの入出力端子から伝搬する伝送波の位相差がゼロになることを特徴とする請求項１に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項１】
１８０度の位相差を有する２つの入出力端子を備えた差動回路と、前記差動回路の２つの入出力端子にそれぞれ伝送線路を介して接続された、２ないし２グループのアンテナ素子とを含むアレイアンテナ装置であって、
前記伝送線路における位相差をθ1とし、
前記２ないし２グループのアンテナ素子のアンテナ平面内の互いの向きを違えて生じる位相差をθ2としたとき、
前記位相差θ1及び／又は前記位相差θ2の組み合わせによって、前記２つの入出力端子から伝搬する伝送波の位相差をゼロとなるよう構成した
ことを特徴とするアレイアンテナ装置。
【請求項２】
前記位相差θ2をゼロとし、前記位相差θ1が１８０度となるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項３】
前記位相差θ1をゼロとし、前記位相差θ2が１８０度となるよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項４】
１８０度の位相差を有する２つの入出力端子を備えた差動回路と、前記差動回路の２つの入出力端子にそれぞれ伝送線路を介して接続された、２ないし２グループのアンテナ素子とを含むアレイアンテナ装置であって、
前記伝送線路における位相差をθ1とし、
前記２ないし２グループのアンテナ素子のアンテナ平面内の互いの向きを違えて生じる位相差をθ2としたとき、
前記位相差θ1は、２７０度の位相差になるように、一方の伝送線路を他方の伝送線路より使用周波数の線路実効波長の１／４波長長くなるよう構成し、
前記位相差θ2は、９０度の位相差になるような向きに前記２ないし２グループのアンテナ素子を配置することによって、
前記２つの入出力端子から伝搬する伝送波の位相差がゼロになることを特徴とする請求項１に記載のアレイアンテナ装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−３８５３２（Ｐ２０１３−３８５３２Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１６７３（Ｐ２０１１−１７１６７３）
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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