CN108292807B - 伦伯透镜天线装置 - Google Patents

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Abstract

伦伯透镜天线装置(1)具备伦伯透镜(2)和阵列天线(6)。伦伯透镜(2)形成为圆柱形状，并在径向上层叠介电常数不同的3层电介质层(3)～(5)。阵列天线(6)具有多个贴片天线(7A)～(7C)，该多个贴片天线被配置在伦伯透镜(2)的外周面(2A)侧且伦伯透镜(2)的周向以及轴向的不同的焦点位置。阵列天线(6)被设置在伦伯透镜(2)中整周的1/2以下的周向范围。

Description

伦伯透镜天线装置
技术领域
本发明涉及具备伦伯透镜的伦伯透镜天线装置。
背景技术
已知使用伦伯透镜能够接收来自多个卫星的电波的天线装置(例如参照专利文献1)。在专利文献1所记载的天线装置中，在伦伯透镜的焦点位置设置有微波的收发机。在该天线装置中，通过使收发机的位置移动来改变电波的接收方向，接收来自目标的卫星的电波。
专利文献1:日本特开2001－352211号公报
然而，在专利文献1所记载的天线装置中，例如没有考虑对MIMO(multiple-inputand multiple-output：多输入多输出)的应用。因此，没有对大角度的扫描和用于形成多波束的条件进行研究。除此之外，需要在球状的伦伯透镜从被设置在表面的多个收发机通过电缆取出信号，也存在需要与伦伯透镜另外分开支承电缆的部件等这些问题。
发明内容
本发明是鉴于上述的以往技术问题而完成的，本发明的目的在于提供能够进行大角度的扫描和多波束的形成的伦伯透镜天线装置。
(1).为了解决上述的课题，根据本发明的伦伯透镜天线装置为如下的结构：具备圆柱状的伦伯透镜，具有相对于径向不同的介电常数的分布；以及阵列天线，具有多个天线元件，上述多个天线元件被配置在上述伦伯透镜的外周面侧且上述伦伯透镜的周向以及轴向的不同的焦点位置，上述阵列天线被设置在上述伦伯透镜中整周的1/2以下的周向范围。
根据本发明，阵列天线具备被配置在伦伯透镜的外周面侧且伦伯透镜的周向的不同的焦点位置的多个天线元件。因此，通过使用被设置在周向的不同的位置的多个天线元件，能够朝向相互不同的方向形成低旁瓣的波束，并且能够进行多波束的形成。另外，由于在轴向的不同的位置设置多个天线元件，所以例如能够相对于轴向收缩波束，并能够提高天线增益。另外，由于阵列天线被设置在伦伯透镜中整周的1/2以下的周向范围中，所以能够根据阵列天线的周向范围来使波束扫描。并且，由于使用圆柱状的伦伯透镜，所以能够在伦伯透镜的外周面侧形成信号用的连接线路，与使用球形的伦伯透镜的情况相比，能够容易地取出信号。
(2).在本发明中，对于上述阵列天线而言，被配置在上述伦伯透镜的轴向的不同的位置的多个天线元件相互从属地进行动作。
根据本发明，对于阵列天线而言，被配置在伦伯透镜的轴向的不同的位置的多个天线元件相互从属地进行动作。此时，被配置在伦伯透镜的轴向的不同的位置的多个天线元件不是MIMO结构，被配置在伦伯透镜的周向的不同的位置的多个天线元件能够为MIMO结构。因此，能够对在轴向上排列的多个天线元件供给例如如相位差被固定的信号那样相互决定的规定关系的信号。因此，对被设置在周向的不同的位置的多个天线元件供给独立的信号即可，能够使收发电路的结构简单。
(3).在本发明中，在上述伦伯透镜中，在轴向的不同的位置上设置多个上述阵列天线，多个上述阵列天线的相互的周向范围的至少一部分不同。
根据本发明，在伦伯透镜中，相互的周向范围的至少一部分不同的多个阵列天线被设置在轴向的不同的位置。因此，与使用单一的阵列天线的情况相比，能够扩大可进行波束扫描的角度范围，例如能够针对整周方向放射波束。
(4).在本发明中，多个上述阵列天线的上述天线元件的轴向的排列数相互不同。
根据本发明，多个阵列天线为天线元件的轴向的排列数相互不同的结构。因此，例如在天线元件的轴向的排列数较多的阵列天线中，能够形成指向性高的波束，并使波束到达到远方。另一方面，在天线元件的轴向的排列数较少的阵列天线中，能够形成指向性低的波束，并使波束到达附近的较宽的角度范围。因此，即使在相对于周向需要的特性不同时，也能够根据其要求规格来设定波束的形状。
附图说明
图1是表示根据第一实施方式的伦伯透镜天线装置的立体图。
图2是表示图1中的伦伯透镜天线装置的俯视图。
图3是从图2中的箭头III－III方向观察伦伯透镜天线装置的主视图。
图4是从图3中的箭头IV－IV方向观察贴片天线的主要部分放大剖视图。
图5是表示由周向一侧的贴片天线放射出波束的状态的说明图。
图6是表示由周向中央侧的贴片天线放射出波束的状态的说明图。
图7是由周向另一侧的贴片天线放射出波束的状态的说明图。
图8是表示根据第二实施方式的伦伯透镜天线装置的立体图。
图9是从与图3同样的方向观察根据第二实施方式的伦伯透镜天线装置的主视图。
图10是在省略供电电极的状态下表示根据第三实施方式的伦伯透镜天线装置的立体图。
图11是表示图10中的伦伯透镜天线装置的俯视图。
图12是从图11中的箭头XII－XII方向观察伦伯透镜天线装置的主视图。
图13是表示将根据第四实施方式的伦伯透镜天线装置应用于汽车的车载雷达的状态的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地对根据本发明的实施方式的伦伯透镜天线装置进行说明。
图1～图7表示根据第一实施方式的伦伯透镜天线装置1(以下，称为天线装置1)。天线装置1具备伦伯透镜2和阵列天线6。
伦伯透镜2形成为具有相对于径向不同的介电常数的分布的圆柱状。具体而言，伦伯透镜2从径向的中心朝向外侧层叠多个(例如3层)电介质层3～5。电介质层3～5相互介电常数ε1～ε3不同，随着从径向中心(中心轴C)接近外侧，介电常数逐渐变小。因此，位于径向的中心的圆柱状的电介质层3的介电常数最大，覆盖电介质层3的外周面的圆筒状的电介质层4的介电常数第二大，覆盖电介质层4的外周面的圆筒状的电介质层5的介电常数最小(ε1＞ε2＞ε3)。由此，伦伯透镜2构成电波透镜，针对规定的频率的电磁波，在其外周面侧且在周向的不同的位置上具有多个焦点。
此外，图1例示出伦伯透镜2具备3层的电介质层3～5的情况，但本发明并不限于此。伦伯透镜可以具备两层电介质层，也可以具备4层以上的电介质层。另外，在层叠介电常数不同的材料的情况下，通常使用热压接等手法来层叠。此时，在两个材料的界面中，因相互扩散等的影响，可以形成介电常数与两个材料都不同的层。并且，在图1中，例示出介电常数在伦伯透镜的径向呈阶梯状(阶段性地)变化的情况，但介电常数也可以在伦伯透镜的径向呈渐变状(连续地)变化。
阵列天线6具备多个(例如12个)贴片天线7A～7C、供电电极9A～9C和接地电极11。
12个贴片天线7A～7C被设置在伦伯透镜2的外周面2A，即最外径侧的电介质层5的外周面。这些贴片天线7A～7C呈矩阵状(4行3列)被配置在在周向和轴向的不同的位置上。贴片天线7A～7C由例如在伦伯透镜2的周向以及轴向扩展的长方形的导体膜(金属膜)形成，并与供电电极9A～9C连接。贴片天线7A～7C通过来自供电电极9A～9C的高频信号的供给而作为天线元件(放射元件)发挥功能。由此，贴片天线7A～7C例如根据其长度尺寸等而能够发送或者接受例如亚毫米波、毫米波等高频信号。
四个贴片天线7A相对于周向被配置于相同的位置，并且位于周向的一侧(图2中的逆时针方向的基端侧)。这四个贴片天线7A例如在轴向上等间隔地排列配置。
四个贴片天线7B相对于周向被配置在相同的位置上，并且位于周向的中央。因此，四个贴片天线7B配置在被贴片天线7A和贴片天线7C夹着的位置。这四个贴片天线7B例如在轴向上等间隔地排列配置。
四个贴片天线7C相对于周向被配置在相同的位置，并且位于周向的另一侧(图2中的逆时针方向的终端侧)。这四个贴片天线7C例如在轴向上等间隔地排列配置。贴片天线7A、贴片天线7B和贴片天线7C彼此列不同，并且能够相互独立地进行高频信号的发送或者接收。因此，贴片天线7A～7C被应用于例如周向具有多个输入输出端子的MIMO。另外，贴片天线7A～7C例如在周向上等间隔地排列配置。
此处，利用未进行MIMO合成的各个阵列天线来说明各个天线的动作。如图5所示，四个贴片天线7A夹着伦伯透镜2的中心轴C朝向相反侧形成具有指向性的波束。即，四个贴片天线7A相对于周向形成具有相同的指向性的波束。
另外，从供电电极9A对四个贴片天线7A供给预先决定了相互的关系(例如相位关系)的信号。由此，由四个贴片天线7A形成的波束相对于伦伯透镜2的轴向被固定。
如图6所示，四个贴片天线7B也与贴片天线7A同样地夹着伦伯透镜2的中心轴C朝向相反侧形成具有指向性的波束。此时，贴片天线7B被配置在伦伯透镜2的周向上与贴片天线7A不同的位置。因此，由贴片天线7B形成的波束的放射方向(方向Db)与由贴片天线7A形成的波束的放射方向(方向Da)不同。
另一方面，从供电电极9B对四个贴片天线7B供给预先决定了相互的关系的信号。由此，由四个贴片天线7B形成的波束相对于伦伯透镜2的轴向被固定。
如图7所示，四个贴片天线7C也与贴片天线7A、7B同样地夹着伦伯透镜2的中心轴C朝向相反侧形成具有指向性的波束。此时，贴片天线7C被配置在伦伯透镜2的周向上与贴片天线7A、7B不同的位置。因此，由贴片天线7C形成的波束的放射方向(方向Dc)与由贴片天线7A、7B形成的波束的放射方向(方向Da、Db)不同。
另一方面，从供电电极9C对四个贴片天线7C供给预先决定了相互的关系的信号。由此，由四个贴片天线7C形成的波束相对于伦伯透镜2的轴向被固定。
在伦伯透镜2的外周面2A覆盖全部贴片天线7A～7C而设置有绝缘层8。该绝缘层8由圆筒状的覆盖部件形成，例如包括将伦伯透镜2的电介质层5和贴片天线7A～7C紧贴形成的粘合层。此时，优选绝缘层8具有比电介质层5小的介电常数。绝缘层8遍及整周地覆盖伦伯透镜2的外周面2A。
供电电极9A～9C由细长的导体膜形成，被设置在绝缘层8的外周面。供电电极9A沿着四个贴片天线7A在轴向上延伸，其前端分别与四个贴片天线7A连接。供电电极9B沿着四个贴片天线7B在轴向上延伸，其前端分别与四个贴片天线7B连接。供电电极9C沿着四个贴片天线7C在轴向上延伸，其前端分别与四个贴片天线7C连接。供电电极9A～9C的基端与收发电路12连接。供电电极9A～9C构成MIMO的输入输出端子。
在绝缘层8的外周面覆盖供电电极9A～9C而设置有绝缘层10。该绝缘层10由具有绝缘性的各种树脂材料形成。绝缘层10遍及整周地覆盖伦伯透镜2的外周面2A。
接地电极11被设置在绝缘层10的外周面。接地电极11由在伦伯透镜2的周向以及轴向上扩展的长方形的导体膜(金属膜)形成，覆盖全部贴片天线7A～7C。接地电极11与外部的接地连接，被保持为接地电位。由此，接地电极11作为反射器发挥功能。
此时，接地电极11形成为相对于伦伯透镜2的中心轴C具有180度以下的角度范围θ1。由此，包括贴片天线7A～7C以及接地电极11的阵列天线6形成在相对于伦伯透镜2的整周为1/2以下的周向范围。此外，若阵列天线6的角度范围θ1较大，则有可能贴片天线7A～7C、接地电极11的一部分遮挡电波。若考虑这一点，则优选阵列天线6形成为具有90度以下的角度范围θ1，形成在相对于伦伯透镜2的整周为1/4以下的周向范围。
收发电路12经由供电电极9A～9C与贴片天线7A～7C连接。收发电路12能够对周向的位置相互不同的贴片天线7A～7C输入或输出相互独立的信号。由此，收发电路12能够在预先决定的角度范围θ1中使波束扫描。另外，收发电路12通过对贴片天线7A～7C中的至少两个一同进行供电，能够形成多个波束(多波束)。此外，在本实施方式中，列举阵列天线6使用贴片天线7A～7C作为天线元件的情况下的例子来进行了说明，但并不限于贴片天线。例如可以是使用隙缝天线作为天线元件的隙缝阵列天线等。
接下来，参照图5～图7，对根据本实施方式的天线装置1的工作进行说明。
若从供电电极9A朝向贴片天线7A进行供电，则在贴片天线7A中例如朝向轴向流动电流。由此，贴片天线7A朝向伦伯透镜2放射与轴向的尺寸对应的高频信号。如图5所示，结果天线装置1能够夹着伦伯透镜2的中心轴C朝向贴片天线7A的相反侧的方向Da放射高频信号(波束)。另外，天线装置1通过使用贴片天线7A，也能够接收从方向Da到来的高频信号。
同样地，如图6所示，在从供电电极9B朝向贴片天线7B供电时，天线装置1能够夹着伦伯透镜2的中心轴C朝向贴片天线7B的相反侧的方向Db发送高频信号，并且能够接收来自方向Db的高频信号。
如图7所示，在从供电电极9C朝向贴片天线7C供电时，天线装置1能够夹着伦伯透镜2的中心轴C朝向贴片天线7C的相反侧的方向Dc发送高频信号，并且能够接收来自方向Dc的高频信号。
另外，可以通过使用贴片天线7A和贴片天线7B这双方，在方向Da与方向Db之间对波束的放射方向进行波束调整。同样地，可以通过使用贴片天线7B和贴片天线7C这双方，在方向Db与方向Dc之间对波束的放射方向进行波束调整。由此，天线装置1能够在从方向Da到方向Dc之间朝向任意的方向放射波束。
此外，对使轴向的电流流向贴片天线7A～7C并放射垂直极化波的电磁波的情况进行了说明。本发明并不局限于此，也可以使周向的电流流向贴片天线7A～7C，放射水平极化波的电磁波，也可以是圆极化波等。
这样，在第一实施方式中，阵列天线6为具备被配置在伦伯透镜2的外周面2A侧且伦伯透镜2的周向的不同的焦点位置的多个贴片天线7A～7C的构成。因此，通过使用设置在周向的不同的位置的多个贴片天线7A～7C，能够朝向相互不同的方向形成低旁瓣的波束。另外，通过使贴片天线7A～7C独立地一同动作，可以形成多波束。并且，由于在轴向的不同的位置设置多个贴片天线7A～7C，所以能够例如相对于轴向收缩波束，并能够提高天线增益。
除此之外，由于阵列天线6被设置在伦伯透镜2中整周的1/2以下的周向范围，所以能够根据阵列天线6的周向范围在周向上使波束扫描。
另外，由于使用圆柱状的伦伯透镜2，所以能够在伦伯透镜2的外周面2A侧形成成为信号用的连接线路的供电电极9A～9C。因此，天线装置1与使用球状的伦伯透镜的情况相比，能够容易地取出信号。
并且，阵列天线6为被配置在伦伯透镜2的轴向的不同的位置的多个贴片天线7A～7C相互从属地进行动作的结构。此时，被配置在伦伯透镜2的轴向的不同的位置的多个贴片天线(例如四个贴片天线7A)不是MIMO结构而被配置在伦伯透镜2的周向的不同的位置的多个贴片天线7A～7C能够为MIMO结构。因此，能够对在轴向上排列的四个贴片天线7A供给例如相位差被固定的信号那样相互决定的规定关系的信号，来在轴向上形成固定的波束。对于这一点，贴片天线7B、7C也是同样的。因此，在轴向上排列的多个贴片天线7A～7C能够例如通过固定的移相器等那样的受动电路而相互连接。因此，对于被设置在周向的不同的位置的3列贴片天线7A～7C，供给独立的信号即可，能够减少收发电路12的输入输出电路来使其结构简单。
接下来，图8以及图9表示根据本发明的第二实施方式的伦伯透镜天线装置21(以下，称为天线装置21)。第二实施方式的特征在于根据被设置在周向的不同的位置的3列贴片天线7A～7C而使三个接地电极23A～23C相互分离设置。此外，在说明天线装置21时，对与根据第一实施方式的天线装置1的结构相同的结构附加相同的符号，省略其说明。
根据第二实施方式的天线装置21与根据第一实施方式的天线装置1几乎同样地构成。因此，天线装置21具备伦伯透镜2和阵列天线22。
根据第二实施方式的阵列天线22与根据第一实施方式的阵列天线6几乎同样地构成。因此，阵列天线22具备贴片天线7A～7C、供电电极9A～9C和接地电极23A～23C。
但是，接地电极23A～23C根据被设置在周向的不同的位置的3列贴片天线7A～7C而在周向上分离设置。在这一点上，接地电极23A～23C与覆盖全部贴片天线7A～7C而设置的根据第一实施方式的接地电极11不同。
接地电极23A～23C例如形成为沿轴向延伸的长方形，被设置在绝缘层10的外周面。接地电极23A覆盖四个贴片天线7A。接地电极23B覆盖四个贴片天线7B。接地电极23C覆盖四个贴片天线7C。接地电极23A～23C被配置在周向上相互等间隔分离的位置。
这样，即使是第二实施方式，也能够获得与第一实施方式同样的作用效果。另外，在如第一实施方式那样使用单一的接地电极11的情况下，例如有在接地电极11的端部产生电磁波的衍射现象等的趋势。因此，在第一实施方式中，由位于周向的端部侧的贴片天线7A、7C形成的波束、和由位于周向的中央的贴片天线7B形成的波束中有波束宽度、旁瓣的形状等相互不同的趋势。
与此相对，在第二实施方式中，根据被设置在周向的不同的位置的3列贴片天线7A～7C而使三个接地电极23A～23C相互分离设置。因此，对于由贴片天线7A～7C形成的波束，能够形成为使波束宽度、旁瓣的形状等相互大致相同的形状。
接下来，图10～图12表示根据本发明的第三实施方式的伦伯透镜天线装置31(以下，称为天线装置31)。第三实施方式的特征在于在伦伯透镜中在轴向的不同的位置设置有多个阵列天线。此外，在说明天线装置31时，对与根据第一实施方式的天线装置1相同的结构附加同一符号，其说明省略。
根据第三实施方式的天线装置31与根据第一实施方式的天线装置1几乎同样地构成。因此，天线装置31具备伦伯透镜2和阵列天线32、36、40。但是，天线装置31在具备被设置在轴向的不同的位置的三个阵列天线32、36、40这一点上与根据第一实施方式的天线装置1不同。
阵列天线32与根据第一实施方式的阵列天线6几乎同样地构成。因此，阵列天线32具备例如3行3列的贴片天线33A～33C、供电电极34A～34C和接地电极35。阵列天线32以伦伯透镜2的中心轴C为中心在90度以下的角度范围θ1中形成，形成在相对于伦伯透镜2的整周为1/2以下的周向范围中，优选形成在相对于伦伯透镜2的整周为1/4以下的周向范围中。
阵列天线32例如相对于伦伯透镜2的轴向而位于最上部侧。该阵列天线32具备与其它阵列天线36、40相比轴向的排列数(行数)较多的贴片天线33A～33C。因此，由阵列天线32形成的波束与由阵列天线36、40形成的波束相比，轴向的波束宽度变窄。结果阵列天线32为高增益，不限于附近范围而能够使波束到达到远方范围。
阵列天线36具备例如2行3列的贴片天线37A～37C、供电电极38A～38C和接地电极39。阵列天线36以伦伯透镜2的中心轴C为中心在90度以下的角度范围θ2中形成，形成在相对于伦伯透镜2的整周为1/2以下的周向范围中，优选形成在相对于伦伯透镜2的整周为1/4以下的周向范围中。
阵列天线36例如相对于伦伯透镜2的轴向位于阵列天线32的下侧且阵列天线40的上侧。阵列天线36具备与阵列天线32相比轴向的排列数(行数)较少的贴片天线37A～37C。因此，由阵列天线36形成的波束与由阵列天线32形成的波束相比，轴向的波束宽度变宽。结果阵列天线36为低增益，并能够使波束到达附近范围。
阵列天线40具备例如2行3列的贴片天线41A～41C、供电电极42A～42C和接地电极43。阵列天线40以伦伯透镜2的中心轴C为中心在90度以下的角度范围θ3中形成，形成在相对于伦伯透镜2的整周为1/2以下的周向范围中，优选形成在相对于伦伯透镜2的整周为1/4以下的周向范围中。
阵列天线40例如相对于伦伯透镜2的轴向位于最下部侧。阵列天线40与阵列天线36同样地具备和阵列天线32相比轴向的排列数(行数)较少的贴片天线41A～41C。因此，由阵列天线40形成的波束与由阵列天线32形成的波束相比，轴向的波束宽度变宽。
这样，三个阵列天线32、36、40相对于伦伯透镜2的轴向被配置在相互不同的位置。除此之外，阵列天线32、36、40相对于伦伯透镜2的周向被配置在相互不同的位置。此时，如图11所示，阵列天线36的周向的另一侧端部(配置贴片天线37C的图11中的逆时针方向的终端部)被配置在与阵列天线40的周向的一侧端部(配置贴片天线41A的图11中的逆时针方向的基端部)邻接的位置。另外，阵列天线40的周向的另一侧端部(配置贴片天线41C的图11中的逆时针方向的终端部)被配置在与阵列天线32的周向的一侧端部(配置贴片天线33A的图11中的逆时针方向的基端部)邻接的位置。结果三个阵列天线32、36、40能够在将角度范围θ1～θ3加在一起的角度范围中放射波束。
此外，如图10以及图11所示，为了高效地配置三个阵列天线32、36、40，优选在从伦伯透镜2的上方俯视时，三个阵列天线32、36、40以不重叠的方式配置。然而，本发明并不限于此。例如可以如将第一阵列天线配置在0～90度的角度范围、将第二阵列天线配置在0～110度的角度范围、将第三阵列天线配置在0～140度的角度范围时那样一部分的角度范围(例如0～90度的角度范围)相互重复。即，例如被设置在轴向的不同的位置的多个阵列天线彼此的周向范围的至少一部分不同即可，周向范围可以部分地重复。
这样，即使是第三实施方式，也能够获得与第一实施方式同样的作用效果。另外，在第三实施方式中，在伦伯透镜2中，由于在轴向的不同的位置设置多个阵列天线32、36、40，所以与使用单一的阵列天线的情况相比，能够扩大可进行波束扫描的角度范围。
并且，阵列天线32的贴片天线33A～33C与其它阵列天线36、40的贴片天线37A～37C、41A～41C相比为轴向的排列数较多的结构。因此，在阵列天线32中，能够形成指向性高的波束，使波束到达到远方。另一方面，在阵列天线36、40中，能够形成指向性低的波束，使波束到达附近的较宽的角度范围。因此，即使在相对于周向需要的特性不同时，也能够根据其要求规格来设定波束的形状。
另外，轴向上相邻的阵列天线32、36被配置在彼此的角度范围夹着伦伯透镜2而相差180度的位置。因此，能够在阵列天线32与阵列天线36之间形成例如在周向具有90度以上的角度范围的间隙。结果能够在阵列天线32与36之间抑制波束的相互作用。
此外，在第三实施方式中，通过具备三个阵列天线32、36、40，能够在大致270度的角度范围使波束扫描。本发明并不限于此，通过例如具备四个具有90度左右的角度范围的阵列天线，可以能够在整周上(360度)使波束扫描。
接下来，图13表示根据本发明的第四实施方式的伦伯透镜天线装置51、52(以下，称为天线装置51、52)。第四实施方式的特征在于将天线装置51、52应用于汽车V的车载雷达。此外，在说明天线装置51、52时，对与根据第三实施方式的天线装置31相同的结构附加同一符号，其说明省略。
天线装置51与根据第三实施方式的天线装置31几乎同样地构成，具备阵列天线32、36、40。天线装置51在汽车V中被设置在左侧。阵列天线32被配置在伦伯透镜2中的后方位置。阵列天线36被配置在伦伯透镜2中的前方位置。阵列天线40被配置在伦伯透镜2中的右侧位置。由此，天线装置51能够朝向汽车V的前方、左侧方以及后方放射波束。
天线装置52与根据第三实施方式的天线装置31几乎同样地构成，具备阵列天线32、36、40。天线装置52在汽车V中被配置在右侧。阵列天线32被配置在伦伯透镜2中的后方位置。阵列天线36被配置在伦伯透镜2中的前方位置。阵列天线40被配置在伦伯透镜2中的左侧位置。由此，天线装置51能够朝向汽车V的前方、右侧方以及后方放射波束。
这样，即使是第四实施方式，也能够获得与第三实施方式同样的作用效果。另外，在第四实施方式中，天线装置51、52通过高增益的阵列天线32朝向汽车V的前侧放射波束。因此，天线装置51、52能够探知例如位于远方的前行车等。另一方面，天线装置51、52通过低增益的阵列天线36、40朝向汽车V的后方以及侧方放射大角度的波束。由此，对于汽车V的后方以及左侧方、右侧方，能够探知较宽的附近范围的障碍物。
此外，在上述第一实施方式中，阵列天线6为在贴片天线7A～7C与接地电极11之间设置供电电极9A～9C的结构。本发明并不限于此，可以为在接地电极的径向外侧设置供电电极，通过设置在接地电极的贯通孔等将供电电极与贴片天线连接的结构。该结构也能够应用于第二～第四实施方式。
在上述第一实施方式中，阵列天线6具备被配置成4行3列的矩阵状的12个贴片天线7A～7C。本发明并不限于此，贴片天线的个数、配置能够根据阵列天线的规格等而适当地设定。该结构也能够应用于第二～第四实施方式。
在上述第一实施方式中，阵列天线6为被配置在伦伯透镜2的轴向的不同的位置的多个贴片天线(例如四个贴片天线7A)相互从属地进行动作的结构。本发明并不限于此，阵列天线可以对被设置在在轴向上不同的位置的多个贴片天线供给独立的信号，相互独立地进行动作。此时，例如能够调整轴向的波束的放射方向、形状。该结构也能够应用于第二～第四实施方式。
在上述第三实施方式中，阵列天线32、36、40均在周向的不同的位置上具备3列贴片天线33A～33C、37A～37C、41A～41C。本发明并不限于此，例如被设置在轴向的不同的位置的多个阵列天线可以为在周向上具备不同的排列数的贴片天线的结构。该结构也能够应用于第四实施方式。
在上述第三实施方式中，被设置在伦伯透镜2的轴向的不同的位置的阵列天线32的贴片天线33A～33C、阵列天线36、40的贴片天线37A～37C、41A～41C为轴向的排列数不同的结构。但本发明并不限于此，对于被设置在轴向的不同的位置的多个阵列天线，贴片天线的轴向的排列数相互可以相同。该情况下，例如在将伦伯透镜天线装置使用于移动体通信用的基站的情况下，能够朝向全部方位放射均质的波束。
上述各实施方式是例示的，当然可以进行不同的实施方式所示的结构的局部置换或者组合。
符号说明
1、21、31、51、52 伦伯透镜天线装置(天线装置)
2 伦伯透镜
3～5 电介质层
6、22、32、36、40 阵列天线
7A～7C、33A～33C、37A～37C、41A～41C 贴片天线
9A～9C、34A～34C、38A～38C、42A～42C 供电电极
11、23A～23C、35、39、43 接地电极
12 收发电路

Claims (4)

1.一种伦伯透镜天线装置，具备：
圆柱状的伦伯透镜，具有相对于径向不同的介电常数的分布；以及
阵列天线，具有多个贴片天线，上述多个贴片天线呈矩阵状被配置在上述伦伯透镜的外周面侧且上述伦伯透镜的周向以及轴向的不同的焦点位置，
上述阵列天线被设置在上述伦伯透镜中整周的1/2以下的周向范围，
在上述伦伯透镜的外周面侧，根据被设置在周向的不同的位置的多列上述贴片天线而在周向上设置分离的多个接地电极，
多个上述接地电极分别覆盖各列上述贴片天线。
2.根据权利要求1所述的伦伯透镜天线装置，其中，
对于上述阵列天线而言，被配置在上述伦伯透镜的轴向的不同的位置的多个上述贴片天线相互从属地进行动作。
3.根据权利要求1所述的伦伯透镜天线装置，其中，
在上述伦伯透镜中，在轴向的不同的位置上设置多个上述阵列天线，
多个上述阵列天线的相互的周向范围的至少一部分不同。
4.根据权利要求3所述的伦伯透镜天线装置，其中，
多个上述阵列天线的上述贴片天线的轴向的排列数相互不同。
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