DE102009035359A1

DE102009035359A1 - Mikrostreifenleiterarrayantenne

Info

Publication number: DE102009035359A1
Application number: DE102009035359A
Authority: DE
Inventors: Kento Kariya-city Nakabayashi; Kunio Nagoya-shi Sakakibara
Original assignee: Denso Corp; Nagoya Institute of Technology NUC
Current assignee: Denso Corp; Nagoya Institute of Technology NUC
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2029-07-31
Also published as: CN101640316B; CN101640316A; US8193990B2; JP2010041090A; JP5091044B2; US20100026584A1; DE102009035359B4

Abstract

Die Mikrostreifenleiterarrayantenne weist ein dielektrisches Substrat, das an seiner Rückseitenoberfläche gebildet eine leitfähige Masseplatte aufweist, und Streifenleiter auf, die an einer Stirnfläche des dielektrischen Substrats gebildet sind. Die Streifenleiter weisen eine lineare Hauptzuführungsstreifenleitung und mehrere mit der Hauptzuführungsstreifenleitung verbundene Arrayelemente auf, wobei die Arrayelemente an wenigstens einer von beiden Seiten der Hauptzuführungsstreifenleitung in einem vorbestimmten Intervall entlang einer Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung angeordnet sind. Jedes der Arrayelemente weist eine mit der Hauptzuführungsstreifenleitung verbundene Nebenzuführungsstreifenleitung, ein mit einem Anschlussende der Nebenzuführungsstreifenleitung verbundenes rechteckiges Sendeantennenelement und eine mit der Nebenzuführungsstreifenleitung verbundene Stichleitung auf. Die Stichleitung ist zwischen der Hauptzuführungsstreifenleitung und dem Sendeantennenelement angeordnet.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung bezieht sich auf die am 31. Juli 2008 eingereichte japanische Patentanmeldung Nr. 2008-198297 , auf deren Offenbarung hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine ein dielektrisches Substrat aufweisende Mikrostreifenleiterarrayantenne, die als Sendeantenne oder als Empfangsantenne von verschiedenen Funkwellensensoren, wie beispielsweise einem an einem Fahrzeug befestigten Radar, verwendbar ist.
2. Stand der Technik
Es ist bekannt, eine Mikrostreifenleiterarrayantenne, die aus auf einem dielektrischen Substrat gebildeten Streifenleitern aufgebaut ist, als Sende- und Empfangsantenne von verschiedenen Funkwellensensoren, einschließlich eines an einem Fahrzeug befestigten Radars, wie beispielsweise eines adaptiven Fahrzeuggeschwindigkeitsregelungssystems, zu verwenden, da solch eine Mikrostreifenleiterarrayantenne Vorteile, wie beispielsweise einen flachen Aufbau, geringe Kosten und eine hohe Produktivität mit sich bringt.
Da eine Mikrostreifenleitung bei einer hohen Frequenz einen hohen Übertragungsverlust aufweist, ist es mit Schwierigkeiten verbunden gewesen, eine Mikrostreifenleiterarrayantenne zu realisieren, die bei einer hohen Frequenz einen hohen Antennengewinn aufweist. Folglich wird vorgeschlagen, trotz ihrer Designkomplexität eine Mikrostreifenleiterarrayantenne mit einer Reihenspeisung anstelle einer Mikrostreifenleiterarrayantenne mit einer Parallelspeisung zu verwenden, die aufgrund ihres einfachen Designs für gewöhnlich verwendet wird. Die JP 2001-44752 schlägt beispielsweise solch eine Mikrostreifenleiterarrayantenne vor.
20 zeigt ein Beispiel einer Mikrostreifenleiterarrayantenne 100 mit einer Reihenspeisung, die im vorstehend genannten Patentdokument vorgeschlagen wird. Die Mikrostreifenleiterarrayantenne 100 weist einen Aufbau auf, gemäß dem Streifenleiter auf einer Stirnfläche eines dielektrischen Substrats gebildet sind, das auf seiner Rückseitenoberfläche gebildet eine leitfähige Masseplatte aufweist. Genauer gesagt, mehrere rechteckige Sendeantennenelemente 101, 102, 103, 111, 112, ..., sind, wie in 20 gezeigt, zu regelmäßigen Intervallen vorstehend auf beiden Seiten einer geraden Zuführungsstreifenleitung 120 angeordnet.
Jedes der Sendeantennenelemente 101, 102, 103, ..., die an einer Seitenkante (an der oberen Seitenkante in der 20) der Zuführungsstreifenleitung 120 angeordnet sind, ist vorstehend in einem Winkel annähernd 45 Grad zur Zuführungsstreifenleitung 120 angeordnet. Jedes der Sendeantennenelemente 111, 112, ..., die an der anderen Seitenkante (an der unteren Seitenkante in der 20) der Zuführungsstreifenleitung 120 angeordnet sind, ist vorstehend in einem Winkel von annähernd –135 Grad zur Zuführungsstreifenleitung 120 angeordnet.
Die Eingangsleistung, welche der Zuführungsstreifenleitung 120 von einem Eingangsende (linkes Ende in der 20) der Zuführungsstreifenleitung zugeführt wird, breitet sich zu einem Anschlussende (rechte Ende in der 20) aus, während sie der Reihe nach den Sendeantennenelementen 101, 102, 103, 111, 112, ..., zugeführt wird. Folglich verringert sich die Eingangsleistung graduell in Richtung des Anschlussendes.
Um mit Hilfe solch einer eine Reihenspeisung aufweisenden Mikrostreifenleiterarrayantenne eine gewünschte Richtcharakteristik zu erzielen, muss jedes der Sendeantennenelemente unabhängig ausgelegt werden, da die eine Reihenspeisung aufweisende Mikrostreifenleiterarrayantenne mit einer fortschreitenden Welle angeregt wird und sich folglich der Kopplungsfaktor von einem Sendeantennenelement zum anderen unterscheidet. Die Kopplungsfaktoren der Sendeantennenelemente können gesteuert werden, indem die Elementbreite der Sendeantennenelemente abgestimmt wird.
Wenn beispielsweise alle der Sendeantennenelemente derart gebildet sind, dass sie die gleiche Form und Größe aufweisen, so dass sie den gleichen Kopplungsfaktor aufweisen, verringert sich die von der Antenne abgestrahlte Leistung in Richtung des Anschlussendes, da sich die vom Eingangsende eingegebene Eingangsleistung in Richtung des Anschlussendes verringert.
Es ist möglich, dass alle der Sendeantennenelemente den gleichen Strahlungsfaktor aufweisen, wenn das Sendeantennenelement, das sich näher am Eingangsende befindet, eine geringere Elementbreite aufweist, um einen geringeren Strahlungsfaktor aufzuweisen, und das Sendeantennenelement, das sich näher am Anschlussende befindet, eine größere Elementbreite aufweist, um einen höheren Strahlungsfaktor aufzuweisen, wie im Falle der in der 20 gezeigten Mikrostreifenleiterarrayantenne 100.
Herkömmliche Mikrostreifenleiterarrayantennen mit einer Reihenspeisung sind, wie vorstehend beispielhaft beschrieben, derart aufgebaut, dass jedes der Sendeantennenelemente eine abgestimmte Elementbreite aufweist, um einen gewünschten Kopplungsfaktor aufzuweisen.
Da der abstimmbare Bereich des Kopplungsfaktors jedes Sendeantennenelements mit solch einem Aufbau jedoch verhältnismäßig gering ist, ist das Problem aufgetreten, dass gewünschte Antenneneigenschaften (eine gewünschte Richtcharakteristik beispielsweise) in einigen Fällen nicht erzielt werden konnten.
Ferner nimmt dann, wenn die Elementbreite erhöht wird, um einen hohen Kopplungsfaktor zu erzielen, eine Funkwelle zu, die in der Richtung ausgesendet wird, welche die Richtung kreuzt, in der eine hauptpolarisierte Welle ausgesendet wird (die Längsrichtung der Sendeantennenelemente), da ein hochfrequenter Strom, der in jedem Sendeantennenelement in lateraler Richtung des Sendeantennenelements fließt, zunimmt. Dies ruft das Problem hervor, dass der Sendepegel einer polarisierten Welle, die in der Querrichtung ausgesendet wird, zunimmt.
Da jedes Sendeantennenelement direkt mit der Zuführungsstreifenleitung verbunden ist, kann für jedes Sendeantennenelement nur schwer eine Impedanzanpassung erzielt werden, so dass jedes Sendeantennenelement nur schwer eine gewünschte Reflexionscharakteristik aufweisen kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Mikrostreifenleiterarrayantenne bereit, die aufweist: ein dielektrisches Substrat, das an seiner Rückseitenoberfläche gebildet eine leitfähige Masseplatte aufweist, und Streifenleiter, die an einer Stirnfläche des dielektrischen Substrats gebildet sind, wobei die Streifenleiter eine lineare Hauptzuführungsstreifenleitung und mehrere mit der Hauptzuführungsstreifenleitung verbundene Arrayelemente aufweisen, wobei die Arrayelemente an wenigstens einer von beiden Seiten der Hauptzuführungsstreifenleitung in einem vorbestimmten Intervall entlang einer Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung angeordnet sind, wobei jedes der Arrayelemente eine mit der Hauptzuführungsstreifenleitung verbundene Nebenzuführungsstreifenleitung, ein mit einem Anschlussende der Nebenzuführungsstreifenleitung verbundenes rechteckiges Sendeantennenelement und eine mit der Nebenzuführungsstreifenleitung verbundene Stichleitung aufweist, und wobei die Stichleitung zwischen einer Verbindungsposition zwischen der Hauptzuführungsstreifenleitung und der Nebenzuführungsstreifenleitung und einer Verbindungsposition zwischen der Nebenzuführungsstreifenleitung und dem Sendeantennenelement angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Mikrostreifenleiterarrayantenne bereit, die aufweist: ein dielektrisches Substrat, das an seiner Rückseitenoberfläche gebildet eine leitfähige Masseplatte aufweist, und Streifenleiter, die an einer Stirnfläche des dielektrischen Substrats gebildet sind, wobei die Streifenleiter eine lineare Hauptzuführungsstreifenleitung und wenigstens ein an jeder von beiden Seiten der Hauptzuführungsstreifenleitung angeordnetes Arrayelement aufweisen, wobei das Arrayelement mit der Hauptzuführungsstreifenleitung verbunden ist, wobei das Arrayelement eine mit der Hauptzuführungsstreifenleitung verbundene Nebenzuführungsstreifenleitung, ein mit einem Anschlussende der Nebenzuführungsstreifenleitung verbundenes rechtecki ges Sendeantennenelement und eine mit der Nebenzuführungsstreifenleitung verbundene Stichleitung aufweist, und wobei die Stichleitung zwischen einer Verbindungsposition zwischen der Hauptzuführungsstreifenleitung und der Nebenzuführungsstreifenleitung und einer Verbindungsposition zwischen der Nebenzuführungsstreifenleitung und dem Sendeantennenelement angeordnet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Mikrostreifenleiterarrayantenne bereitgestellt, bei der ungewünschte querpolarisierte Komponenten unterdrückt werden, und bei der eine Reflexion verringert wird, um einen gewünschten Kopplungsfaktor an jedem ihrer Arrayelemente zu erzielen.
Weitere Vorteile und Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde, näher ersichtlich sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen zeigt:
1A eine Draufsicht einer Mikrostreifenleiterarrayantenne gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung:
1B eine Querschnittsansicht der Mikrostreifenleiterarrayantenne entlang der Linie X-X in der 1A;
2 eine Draufsicht zur Veranschaulichung eines detaillierten Aufbaus von einem der Arrayelemente, welche die Mikrostreifenleiterarrayantenne gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden;
3 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Kopplungsfaktors des Arrayelements der ersten Ausführungsform gegenüber dem eines Sendeantennenelements einer herkömmlichen Mikrostreifenleiterarrayantenne;
4 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Polarisationseigenschaften des Arrayelements der Mikrostreifenleiterarrayantenne der ersten Ausführungsform gegenüber denjenigen des Sendeantennenelements der herkömmlichen Mikrostreifenleiterarrayantenne;
5 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Reflexions- und Transmissionseigenschaften des Arrayelements der ersten Ausführungsform gegenüber denjenigen des Sendeantennenelements der herkömmlichen Mikrostreifenleiterarrayantenne;
6 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer horizontalen Richtcharakteristik der Mikrostreifenleiterarrayantenne der ersten Ausführungsform gegenüber derjenigen der herkömmlichen Mikrostreifenleiterarrayantenne;
7 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Änderung der Reflexionscharakteristik des Arrayelements der Mikrostreifenleiterarrayantenne der ersten Ausführungsform, wenn die Länge des Sendeantennenelements geändert wird;
8 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Änderung der Reflexionscharakteristik des Arrayelements der Mikrostreifenleiterarrayantenne der ersten Ausführungsform, wenn die Länge ihrer Stichleitung geändert wird;
9 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Änderung der Reflexionscharakteristik des Arrayelements der Mikrostreifenleiterarrayantenne der ersten Ausführungsform, bei der eine Feldemissionskantenlinie des Sendeantennenelements und eine Feldemissionskantenlinie der Stichleitung auf derselben gerade Linie verlaufen, wenn die Länge der Stichleitung geändert wird;
10 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Änderung der Transmissionscharakteristik des Arrayelements der Mikrostreifenleiterarrayantenne der ersten Ausführungsform, bei welcher die Feldemissionskantenlinie des Sendeantennenelements und die Feldemissionskantenlinie der Stichleitung auf derselben gerade Linie verlaufen, wenn die Länge der Stichleitung geändert wird;
11 eine Draufsicht zur Veranschaulichung eines Aufbaus einer Mikrostreifenleiterarrayantenne gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 eine Draufsicht zur Veranschaulichung eines detaillierten Aufbaus von einem der Arrayelemente, welche die Mikrostreifenleiterarrayantenne der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden;
13 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Reflexionscharakteristik und der Transmissionscharakteristik des Arrayelements der zweiten Ausführungsform;
14 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Änderung der Reflexionscharakteristik des Arrayelements der Mikrostreifenleiterarrayantenne der zweiten Ausführungsform, wenn die Länge des Sendeantennenelements geändert wird;
15 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Änderung der Reflexionscharakteristik des Arrayelements der Mikrostreifenleiterarrayantenne der zweiten Ausführungsform, wenn die Länge ihrer Stichleitung geändert wird;
16 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Änderung der Reflexionscharakteristik des Arrayelements der Mikrostreifenleiterarrayantenne der zweiten Ausführungsform, wenn das Intervall zwischen dem Sendeantennenelement und der Stichleitung geändert wird;
17 eine Draufsicht zur Veranschaulichung eines Aufbaus einer Mikrostreifenleiterarrayantenne gemäß einer Modifikation der Ausführungsformen der Erfindung;
18A eine Draufsicht zur Veranschaulichung einer Mikrostreifenleiterarrayantenne, bei der nur ein Arrayelement mit einer Seitenkante der Hauptzuführungsstreifenleitung der Mikrostreifenleiterarrayantenne verbunden ist, gemäß einer Modifikation der ersten und der zweiten Ausführungsform;
18B eine Draufsicht zur Veranschaulichung eines Aufbaus einer Mikrostreifenleiterarrayantenne, bei der ein Arrayelement mit jeder Seitenkante der Hauptzufüh rungsstreifenleitung der Mikrostreifenleiterarrayantenne verbunden ist, gemäß einer Modifikation der ersten und der zweiten Ausführungsform;
19 ein Diagramm zur Veranschaulichung horizontaler Richtcharakteristika der in den 18A und 18B gezeigten Antennen; und
20 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer herkömmlichen Mikrostreifenleiterarrayantenne mit einer Reihenspeisung.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Erste Ausführungsform
1A zeigt eine Draufsicht einer Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. 1B zeigt eine Querschnittsansicht der Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 entlang der Linie X-X in der 1A.
Die Mikrostreifenleiterarrayantenne ist aus Streifenleitern aufgebaut, die auf einer Stirnfläche eines dielektrischen Substrats 2 gebildet sind, das an seiner Rückseitenoberfläche gebildet eine leitfähige Masseplatte 3 aufweist. Die Streifenleiter auf der Stirnfläche des dielektrischen Substrats 2 weisen, wie in 1A gezeigt, eine linear bzw. geradlinig angeordnete Hauptzuführungsstreifenleitung 4 und mehrere Arrayelemente A1a, A1b, A1c, A2a, A2b und A2c auf, die mit beiden Seitenkanten der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind.
Genauer gesagt, die Arrayelemente A1a, A1b und A1c sind mit einem vorbestimmten Intervall zwischen ihnen mit einer ersten Seitenkante 4a (eine von zwei Seitenkanten der Hauptzuführungsstreifenleitung 4) verbunden. Dieses vorbestimmte Intervall ist gleich der Wellenlänge λg einer Funkwelle, welche die Streifenleiter bei einer Betriebsfrequenz (76,5 GHz bei dieser Ausführungsform) durchläuft. Diese Wellenlänge wird nachstehend als Wellenleiterwellenlänge bezeichnet. Die anderen Arrayelemente A2a, A2b und A2c sind mit dem vorbestimmten Intervall gleich der Wellenleiterwellenlänge λg zwischen ihnen mit einer zweiten Seitenkante 4b (der anderen der zwei Seitenkanten der Hauptzuführungsstreifenleitung 4) verbunden.
Die Arrayelemente A1a, A1b und A1c und die Arrayelemente A2a, A2b und A2c sind in ihren Positionen in der Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 um annähernd λg/2 verschoben.
Das Arrayelement A1a, welches dem Eingangsende von den Arrayelementen, die mit der ersten Seitenkante 4a der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, am nächsten gelegen ist, ist aus einer mit der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbundenen Nebenzuführungsstreifenleitung 12a, einem mit dem Anschlussende der Nebenzuführungsstreifenleitung 12a verbundenen rechteckigen Sendeantennenelement 11a und einer mit einem vorbestimmten mittleren Abschnitt der Nebenzuführungsstreifenleitung 12a verbundenen Stichleitung 13a aufgebaut.
Gleichermaßen ist das Arrayelement A1b, welches dem Eingangsende von den Arrayelementen, die mit der ersten Seitenkante 4a der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, am zweitnächsten gelegen ist, aus einer Nebenzuführungsstreifenleitung 12b, einem rechteckigen Sendeantennenelement 11b und einer Stichleitung 13b aufgebaut. Das Arrayelement A1c, welches dem Eingangsende von den Arrayelementen, die mit der ersten Seitenkante 4a der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, am drittnächsten gelegen ist, ist aus einer Nebenzuführungsstreifenleitung 12c, einem rechteckigen Sendeantennenelement 11c und einer Stichleitung 13c aufgebaut. Das Arrayelement A2a, welches dem Eingangs von den Arrayelementen, die mit der zweiten Seitenkante 4b der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, am nächsten gelegen ist, ist aus einer Nebenzuführungsstreifenleitung 22a, einem rechteckigen Sendeantennenelement 21a und einer Stichleitung 23a aufgebaut. Das Arrayelement A2b, welches dem Eingangsende von den Arrayelementen, die mit der zweiten Seitenkante 4b der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, am zweinächsten gelegen ist, ist aus einer Nebenzuführungsstreifenleitung 22b, einem rechteckigen Sendeantennenelement 21b und einer Stichleitung 23b aufgebaut. Das Arrayelement A2c, welches dem Eingangsende von den Arrayelementen, die mit der zweiten Seitenkante 4b der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, am drittnächsten gelegen ist, ist aus einer Nebenzuführungsstreifenleitung 22c, einem rechteckigen Sendeantennenelement 21c und einer Stichleitung 23c aufgebaut.
Die Eingangsleistung, welche der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 vom Eingangsende (das linke Ende in der 1) zugeführt wird, wird der Reihe nach teilweise in die Arrayelemente A1a, A1b, A1c, A2a, A2b und A2c gekoppelt, um von jedem der Elemente abgestrahlt zu werden, und die verbleibende Leistung breitet sich in Richtung des Anschlussendes (das rechte Ende in der 1) aus. Folglich verringert sich die sich über die Hauptzuführungsstreifenleitung 4 ausbreitende Eingangsleistung graduell in Richtung des Anschlussendes.
Im Anschlussende der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 ist ein Anpassanschlusselement 5 vorgesehen, um die verbleibende Leistung zu absorbieren. Das Anschlussende kann jedoch anstelle des Anpassanschlusselements 5 ein Sendeantennenelement 5 aufweisen, um die Leistung effektiv von der Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 abzustrahlen.
Nachstehend wird der Aufbau der Arrayelemente beschrieben. Da die Arrayelemente A1a, A1b, A1c, A2a, A2b und A2c die gleiche Form und Größe aufweisen, wird nachstehend einzig das Arrayelement A1a, welches dem Eingangsende von den Arrayelementen, die mit der ersten Seitenkante 4a der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 am nächsten gelegen ist, unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben.
Die Nebenzuführungsstreifenleitung 12a des Arrayelements A1a ist, wie in 2 gezeigt, derart L-förmig ausgebildet, dass sie einen Abschnitt aufweist, der in einem Winkel von annähernd 90 Grad gebogen ist. Genauer gesagt, die Nebenzuführungsstreifenleitung 12a weist auf: einen ersten Leitungsabschnitt mit einer Länge Lk, der sich von der ersten Seitenkante 4a der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 in einem Winkel von annähernd 45 Grad bezüglich der Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 erstreckt, und einen zweiten Leitungsabschnitt, der sich vom vorderen Ende des ersten Leitungsabschnitts in einem Winkel von annähernd 90 Grad bezüglich der Längsrichtung des ersten Leitungsabschnitts erstreckt.
Die Nebenzuführungsstreifenleitung 12a weist die Stichleitung 13a mit einer Länge Ls auf, die sich vom Biegeabschnitt der Nebenzuführungsstreifenleitung 12a in einem Winkel von annähernd 45 Grad bezüglich der Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung erstreckt. Die Stichleitung 13a ist derart gebildet, dass sie sich vom ersten Leitungsabschnitt der Nebenzuführungsstreifenleitung 12a in derselben Richtung wie die Längsrichtung des ersten Leitungsabschnitts erstreckt. Folglich kann angenommen werden, dass der erste Leitungsabschnitt und die Stichleitung 13a eine gerade Streifenleitung bilden.
Das Anschlussende der Nebenzuführungsstreifenleitung 12a (der Endabschnitt des zweiten Leitungsabschnitts) ist mit dem Sendeantennenelement 11a verbunden. Die Länge Le des Sendeantennenelements 11a ist annähernd gleich der Hälfte der Wellenleiterwellenlänge (λg/2).
Das Sendeantennenelement 11a ist in Form eines Rechtecks mit einer Länge Le und einer Breite We ausgebildet, wobei Le > We ist. Die Nebenzuführungsstreifenleitung 12a ist an einer längeren Seitenkante des Sendeantennenelements 11a mit einem Zuführungspunkt 14a verbunden. Dieser Zuführungspunkt 14a ist auf eine vorbestimmte Position zwischen dem mittleren Abschnitt und einem Endabschnitt der längeren Seite des Sendeantennenelements 11a festgelegt.
Die Impedanz des rechteckigen Sendeantennenelements 11a ist im Ganzen an der längeren Seitenkante des Sendeantennenelements 11a geringer als an der kürzeren Seite des Sendeantennenelements 11a. In der längeren Seitenkante beträgt die Impedanz am mittleren Abschnitt der längeren Seitenkante im Wesentlichen 0, während die Impedanz an den Endabschnitten der längeren Seitenkante hoch ist. Folglich ist der Zuführungspunkt 14a auf einer Position zwischen dem mittleren Abschnitt und einem Endabschnitt der längeren Seitenkante des Sendeantennenelements 11a festgelegt und ist die Nebenzuführungsstreifenleitung 12a mit diesem Zuführungspunkt 14a verbunden, so dass die Impedanzanpassung auf einfache Weise erzielt werden kann. Wenn der Wellenwiderstand der Nebenzuführungsstreifenleitung 12a beispielsweise 50 Ω beträgt, ist die Nebenzuführungsstreifenleitung 12a mit einem Punkt der längeren Seite des Sendeantennenelements 11a, an welchem die Impedanz 50 Ω beträgt, als Zuführungspunkt 14a verbunden.
Das Sendeantennenelement 11a ist derart angeordnet, dass die Längsrichtung des Sendeantennenelements 11a parallel zur Längsrichtung der Stichleitung 13a verläuft. D. h., die Längsrichtung von sowohl dem Sendeantennenelement 11a als auch der Stichleitung 13a bildet einen Winkel von annähernd 45 Grad zur Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung 4.
Da das Arrayelement A1a derart aufgebaut ist, dass die Stichleitung 13a mit dem Biegeabschnitt der Nebenzuführungsstreifenleitung 12a verbunden ist, fließt ein Strom durch diese Stichleitung 13a, was dazu führt, dass eine Funkwelle ebenso von der Stichleitung 13a abgestrahlt wird. Obgleich die Abstrahlung von der Stichleitung 13a verglichen mit der Abstrahlung vom Sendeantennenelement 11a sehr gering ist, ist sie eine nicht erforderliche Abstrahlung und an sich unerwünscht, da sie die Abstrahlung vom Sendeantennenelement 11a beeinflusst.
Wenn die Richtung des elektrischen Feldes, das von der Stichleitung 13a abgestrahlt wird, jedoch der Richtung des elektrischen Feldes entspricht, das vom Sendeantennenelement 11a abgestrahlt wird, kann die Abstrahlung von der Stichleitung 13a effektiv genutzt werden.
Folglich sind das Sendeantennenelement 11a und die Stichleitung 13a gemäß dieser Ausführungsform parallel zueinander angeordnet. In diesem Fall sind die Richtungen der elektrischen Felder, die vom Sendeantennenelement 11a bzw. von der Stichleitung 13a abgestrahlt werden, zueinander gleich, da die Ströme, die durch die Stichleitung 13a bzw. das Sendeantennenelement 11a fließen, parallel zueinander verlaufen. Folglich kann die Stichleitung 13a nicht nur zur Impedanzanpassung, sondern ebenso als Sendeantennenelement verwendet werden.
Das Arrayelement A1a ist derart aufgebaut, dass eine der Konturkanten des Sendeantennenelements 11a als eine Feldemissionskantenlinie 110a und eine Feldemissionskantenlinie 130a der Stichleitung 13a auf derselben geraden Linie verlaufen.
Da das Sendeantennenelement 11a und die Stichleitung 13a, wie vorstehend beschrieben, derart angeordnet sind, dass ihre beiden Längsrichtungen in einem Winkel von annähernd 45 Grad bezüglich der Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 geneigt sind, sind ihre beiden Feldemissionskantenlinie 110a und 130a in einem Winkel von annähernd –135 Grad bezüglich der Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 geneigt.
Gemäß dieser Ausführungsform ist das Sendeantennenelement 11a nicht direkt mit der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden, sondern über eine Anpassstreifenleitung, die aus der Nebenzuführungsstreifenleitung 12a und der Stichleitung 13a aufgebaut ist. Hierdurch kann eine Impedanzanpassung zur Reflexionsverringerung erzielt werden, da die Position, an welcher die Nebenzuführungsstreifenleitung 12a mit dem Sendeantennenelement 11a verbunden ist, und die Länge, die Form und die Verbindungsposition der Stichleitung 13a beliebig bestimmt werden können.
Ferner ermöglicht die Bereitstellung der Anpassstreifenleitung eine Steuerung des Kopplungsfaktors zwischen der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 und dem Arrayelement A1a, welcher dem gewissermaßen entspricht, da die Größe der Stichleitung beispielsweise beliebig bestimmt werden kann.
In diesem Fall ist der Kopplungsfaktor ein Faktor, der anzeigt, wie groß der Anteil der sich über die Hauptzuführungsstreifenleitung ausbreitenden Eingangsleistung ist, welcher dem Arrayelement zugeführt wird. D. h., Kopplungsfaktor = (Eingangsleistung – Sendebetrag der Eingangsleistung – Reflexionsbetrag der Eingangsleistung) / Eingangsleistung. Folglich ist der Betrag der Abstrahlung am Arrayelement gleich (=) einem Verhältnis zwischen der abgestrahlten Leistung und der einfallenden Leistung an der Arrayantenne. Folglich kann der Abstrahlungsfaktor durch eine Steuerung des Kopplungsfaktors gesteuert werden.
Die Größenparameter, die bei einer Auslegung des Arrayelements A1a zu bestimmen sind, umfassen, wie in 2 gezeigt, die Länge Le und die Breite We des Sendeantennenelements 11a, die Länge Ls und die Breite Ws der Stichleitung 13a, die Länge Lk des ersten Leitungsabschnitts und die Breite Wk des zweiten Leitungsabschnitts der Nebenzuführungsstreifenleitung 12a, das Intervall Ps zwischen dem Sendeantennenelement 11a und der Stichleitung 13a in deren Breitenrichtung, die Elementbreite W (= We + Ws + Ps) des gesamten Arrayelements A1a, und den Abstand d zwischen dem Mittelpunkt 15a und dem Zuführungspunkt 14a des Sendeantennenelements 11a in der Längsrichtung. Durch eine geeignete Bestimmung dieser Größenparameter kann das Arrayelement mit gewünschten Kopplungsfaktoren, gewünschter Impedanz, gewünschtem Reflexionsfaktor und gewünschtem Abstrahlungsfaktor erhalten werden.
Die anderen Arrayelemente A1b und A1c, die mit der ersten Seitenkante 4a der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, weisen den gleichen Aufbau wie das in der 2 gezeigte Arrayelement A1a auf. Ferner weisen die Arrayelemente A2a, A2b und A2c, die mit der zweiten Seitenkante 4b der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, den gleichen Aufbau wie das in der 2 gezeigte Arrayelement A1a auf. Der Verbindungswinkel zur Hauptzuführungsstreifenleitung 4 der Arrayelemente A2a, A2b und A2c unterscheidet sich jedoch von dem der Arrayelemente A1a, A1b, A1c. D. h., die Arrayelemente A2a, A2b und A2c sind derart gebildet, dass ihre Nebenzuführungsstreifenleitungen 22a, 22b und 22c in einem Winkel von annähernd –135 Grad bezüglich der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 geneigt sind.
D. h., die Längsrichtungen der Sendeantennenelemente 21a, 21b und 21c und die Längsrichtungen der Stichleitungen 23a, 23b und 23c der Arrayelemente A2a, A2b und A2c sind alle in einem Winkel von annähernd –135 Grad bezüglich der Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 geneigt.
Folglich verlaufen die Längsrichtungen der Sendeantennenelemente 11a, 11b, 11c, 21a, 21b und 21c und der Stichleitungen 13a, 13b, 13c, 23a, 23b und 23c der Arrayelemente A1a, A1b, A1c, A2a, A2b und A2c, die mit der ersten Seitenkante 4a oder der zweiten Seitenkante 4b der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, bei der Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 dieser Ausführungsform parallel zueinander.
Ferner weisen die Sendeantennenelemente 11a, 11b und 11c der Arrayelemente A1a, A1b und A1c, die mit der ersten Seitenkante 4a der Hauptzuführungsstreifenlei tung 4 verbunden sind, bei der Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 dieser Ausführungsform nicht die gleiche Breite auf. Das Sendeantennenelement, das näher zum Eingangsende angeordnet ist, weist eine geringere Breite We auf. Folglich weist das Sendeantennenelement 11a, welches dem Eingangsende am nächsten gelegen ist, die geringste Breite We auf, und weist das Sendeantennenelement 11c, welches dem Anschlussende am nächsten gelegen ist, die höchste Breite We auf.
Das vorstehend Gesagte gilt ebenso für die Sendeantennenelemente 21a, 21b und 21c der Arrayelemente A2a, A2b und A2c, die mit der zweiten Seitenkante 4b der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind.
Der Grund dafür, warum die Breiten der Sendeantennenelemente in Abhängigkeit ihrer Verbindungspositionen zur Hauptzuführungsstreifenleitung 4 geändert werden, liegt darin, dass die Arrayelemente A1a, A1b, A1c, A2a, A2b und A2c die gleichen Abstrahlungsfaktoren aufweisen sollen.
Da der Pegel der sich über die Hauptzuführungsstreifenleitung 4 ausbreitenden Eingangsleistung an einer Position näher zum Eingangsende höher ist, muss die Breite We des Sendeantennenelements näher zum Eingangsende geringer sein, um den Kopplungsfaktor von diesem zu verringern, um zu bewirken, dass die Arrayelemente A1a, A1b, A1c, A2a, A2b und A2c die gleichen Abstrahlungsfaktoren aufweisen. Demgegenüber muss die Breite We des Sendeantennenelements, das weiter vom Eingangsende entfernt angeordnet ist, größer sein, um zu bewirken, dass der Kopplungsfaktor von diesem höher ist.
Obgleich die Breiten der Sendeantennenelemente gemäß dieser Ausführungsform derart bestimmt werden, dass die Arrayelemente A1a, A1b, A1c, A2a, A2b und A2c die gleichen Abstrahlungsfaktoren aufweisen, können sie in Abhängigkeit von einer Spezifikation und von Eigenschaften bestimmt werden, die für die Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 erforderlich sind.
Dies liegt daran, dass die Erregungsamplitude, die an jedem der Sendeantennenelemente zu erzielen ist, in Abhängigkeit der Richtcharakteristik bestimmt werden sollte, die für die Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 erforderlich ist, und dass die Breite We von jedem der Sendeantennenelemente bestimmt wird, um die bestimmte Erregungsamplitude zu erzielen.
Nachstehend werden verschiedene Eigenschaften des in der 2 gezeigten Arrayelements A1a gegenüber denjenigen des Sendeantennenelements der in der 20 gezeigten herkömmlichen Mikrostreifenleiterarrayantenne 100 unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 beschrieben. 3 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Kopplungseigenschaften der Arrayelemente, 4 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Polarisationseigenschaften der Arrayelemente, und 5 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Reflexions- und Transmissionseigenschaften der Arrayelemente. In den 3 bis 5 beschreibt die Bezeichnung „ERFINDUNGSGEMÄSSER AUFBAU” den Aufbau, bei welchem das Arrayelement A1a, wie in 2 gezeigt, mit der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden ist, und die Bezeichnung „HERKÖMMLICHER AUFBAU” den Aufbau, bei welchem das rechteckige Sendeantennenelement, wie in 20 gezeigt, direkt mit der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden ist.
Zunächst werden die Kopplungseigenschaften des erfindungsgemäßen Aufbaus und des herkömmlichen Aufbaus unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben. In der 3 beschreibt die horizontale Achse die Elementbreite W (mm) des gesamten Arrayelements. Der erfindungsgemäße Aufbau erzielt verglichen mit dem herkömmlichen Aufbau, wie in 3 gezeigt, einen hohen Kopplungsfaktor. Wenn die Elementbreite W beispielsweise 1 mm beträgt, weist der herkömmliche. Aufbau einen Kopplungsfaktor von 25,54% auf, während der erfindungsgemäße Aufbau einen Kopplungsfaktor in der Größenordnung von 34,5% aufweist.
Bei dem herkömmlichen Aufbau muss die Elementbreite über 1 mm liegen, um einen Kopplungsfaktor von über 30% zu erzielen. Wenn die Elementbreite erhöht wird, nimmt der Strom, der in der Richtung quer zur Längsrichtung des Sendeantennenelements (Hauptpolarisationskomponente) fließt, zu, anders als der Strom, der in dieser Längsrichtung (Querpolarisationskomponente) fließt, so dass der Abstrahlungspegel der querpolarisierten Welle zunimmt. Folglich wird der Kopplungsfaktor des herkömmlichen Aufbaus dann, wenn der Einfluss der querpolarisierten Welle berücksichtig wird, auf die Größenordnung von 20% beschränkt. Folglich ist es mit Schwierigkeiten verbunden gewesen, ein Sendeantennenelement mit einem Kopplungsfaktor von über 30% bereitzustellen.
Demgegenüber muss die Elementbreite bei dem erfindungsgemäßen Aufbau nur über 0,7 mm liegen, um einen Kopplungsfaktor von beispielsweise 30% zu erzielen. Gemäß dem erfindungsgemäßen Aufbau kann ein ausreichend hoher Kopplungsfaktor erzielt werden, ohne den Abstrahlungspegel der querpolarisierten Welle im Wesentlichen zu erhöhen.
Nachstehend werden die Polarisationseigenschaften des erfindungsgemäßen Aufbaus und des herkömmlichen Aufbaus unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben. 4 zeigt einen Vergleich der Richtcharakteristik (relative Amplitude) zwischen dem erfindungsgemäßen Aufbau und dem herkömmlichen Aufbau für sowohl die hauptpolarisierte Welle als auch die querpolarisierte Welle, wenn die Elementbreite 1 mm beträgt. In der 4 beschreibt die horizontale Achse einen Winkel der horizontalen Ebene bezüglich der Richtung der hauptpolarisierten Welle.
Der erfindungsgemäße Aufbau und der herkömmliche Aufbau weisen hinsichtlich der hauptpolarisierten Welle, wie in 4 gezeigt, die gleiche Charakteristik auf. Demgegenüber wird der Pegel der querpolarisierten Welle bei dem erfindungsgemäßen Aufbau verglichen mit dem herkömmlichen Aufbau insgesamt ausreichend verringert. Insbesondere ist der Pegel der querpolarisierten Welle bei 0 Grad (Hauptstrahlrichtung) bei dem erfindungsgemäßen Aufbau wesentlich verringert.
Der Grund hierfür liegt darin, dass die Breite We des Sendeantennenelements bei dem erfindungsgemäßen Aufbau kleiner als bei dem herkömmlichen Aufbau ausgelegt werden kann, wobei die Komponente eines Stroms, der sich vom Strom unterscheidet, der in der Richtung der Hauptpolarisationskomponente fließt, verglichen mit dem herkömmlichen Aufbau geringer ausgelegt werden kann. Folglich kann der Pegel der querpolarisierten Welle gemäß dem erfindungsgemäßen Aufbau wesentlich verringert werden, so dass die Breite We des Sendeantennenelements verglichen mit der des her kömmlichen Aufbaus gering ausgelegt werden kann, wobei hinsichtlich der hauptpolarisierten Welle die gleiche Charakteristik wie beim herkömmlichen Aufbau erzielt werden kann.
Nachstehend werden die Reflexions- und Transmissionseigenschaften des erfindungsgemäßen Aufbaus und des herkömmlichen Aufbaus unter Bezugnahme auf die 5 beschrieben. 5 zeigt einen Vergleich der Reflexionscharakteristik (Reflexionskoeffizient S11) und der Transmissionscharakteristik (Transmissionskoeffizient S21) zwischen dem erfindungsgemäßen Aufbau und dem herkömmlichen Aufbau für sowohl die hauptpolarisierte Welle als auch die querpolarisierte Welle, wenn die Elementbreite 1 mm beträgt.
Der erfindungsgemäße Aufbau ist dem herkömmlichen Aufbau, was den Transmissionskoeffizienten S21 betrifft, wie in 5 gezeigt, insgesamt überlegen. Dies bedeutet, dass der erfindungsgemäße Aufbau einen geringeren Verlust und folglich einen höheren Wirkungsgrad als der herkömmliche Aufbau aufweist.
Der Reflexionskoeffizient S11 andererseits fällt bei dem erfindungsgemäßen Aufbau bei der Betriebsfrequenz von 76,5 GHz deutlich tiefer ab als beim herkömmlichen Aufbau. Bei der Betriebsfrequenz fällt der Reflexionskoeffizient S11 beim herkömmlichen Aufbau auf –16,1 dB ab, während er beim erfindungsgemäßen Aufbau auf –50,4 dB abfällt.
Dies liegt daran, dass das Sendeantennenelement beim herkömmlichen Aufbau direkt mit der Hauptzuführungsstreifenleitung verbunden ist, während das Sendeantennenelement beim erfindungsgemäßen Aufbau über die Anpassstreifenleitung mit der Hauptzuführungsstreifenleitung verbunden ist. Durch ein Verbinden des Sendeantennenelements über die Anpassstreifenleitung mit der Hauptzuführungsstreifenleitung kann eine Impedanzanpassung leicht realisiert werden, um die Reflexion zu verringern.
Nachstehend wird die horizontale Richtcharakteristik (relative Amplitude) der in der 1 gezeigten Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 gegenüber der horizontale Richtcharakteristik der in 20 gezeigten herkömmlichen Mikrostreifenleiterarrayantenne 100 unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben. In der 6 beschreibt die Bezeichnung „ERFINDUNGSGEMÄSSE ARRAYANTENNE 1” die in der 1 gezeigte Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 und die Bezeichnung „HERKÖMMLICHE ARRAYANTENNE 100” die in der 20 gezeigte Mikrostreifenleiterarrayantenne 100.
Die Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 mit dem erfindungsgemäßen Aufbau weist, was den Hauptkeulenpegel bei einem Winkel von 0 Grad betrifft, wie in 6 gezeigt, im Wesentlichen die gleiche Charakteristik wie die Mikrostreifenleiterarrayantenne 100 des herkömmlichen Aufbaus auf, der Seitenkeulenpegel ist bei der Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 mit dem erfindungsgemäßen Aufbau jedoch deutlich verringert.
Dies liegt daran, dass die Arrayelemente A1a, A1b, A1c, A2a, A2b und A2c, welche die Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 bilden, genau ausgelegt und gefertigt werden können, um gewünschte Eigenschaften aufzuweisen. Da die Kopplungsfaktoren genau gesteuert werden können, kann die Mikrostreifenleiterarrayantenne 1, während sie eine Impedanzanpassung und eine Unterdrückung der querpolarisierten Komponente erzielt, eine hohe Leistung und eine hohe Richtwirkung erzielen.
Nachstehend werden einige Verhältnisse zwischen den Größenparametern der Arrayelemente A1a, A1b, A1c, A2a, A2b und A2c und den Eigenschaften der Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschrieben. 7 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung eine Änderung der Reflexionscharakteristik (Reflexionskoeffizient S11), wenn die Länge des Sendeantennenelements 11a (nachstehend der Einfachheit halber auch als „Elementlänge Le” bezeichnet) geändert wird. 8 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Änderung der Reflexionscharakteristik (Reflexionskoeffizient S11), wenn die Länge der Stichleitung 13a (nachstehend der Einfachheit halber auch als „Stichleitungslänge Ls” bezeichnet) geändert wird.
Wenn die Elementlänge Le geändert wird, verschiebt sich, wie in 7 gezeigt, die Kennlinie des Reflexionskoeffizienten S11 in der Frequenzrichtung, d. h. wird die Resonanzfrequenz verschoben. Bei dieser Ausführungsform wird die Elementlänge Le auf 1,28 mm gesetzt, da die Betriebsfrequenz 76,5 GHz beträgt. Wenn die Elementlänge Le erhöht wird, verschiebt sich die Resonanzfrequenz zur höheren Seite, und wenn die Elementlänge Le verringert wird, verschiebt sich die Resonanzfrequenz zur niedrigeren Seite.
Demgegenüber werden dann, wenn die Stichleitungslänge Ls geändert wird, sowohl die Resonanzfrequenz als auch der Pegel des Reflexionskoeffizienten S11 geändert. Bei dieser Ausführungsform wird die Stichleitungslänge Ls auf 0,67 mm gesetzt, da die Betriebsfrequenz 76,5 GHz beträgt. Wenn die Stichleitungslänge Ls erhöht wird, verschiebt sich die Resonanzfrequenz zur niedrigeren Seite und nimmt der Reflexionskoeffizient S11 insgesamt zu, and wenn die Stichleitungslänge Ls verringert wird, verschiebt sich die Resonanzfrequenz zur höheren Seite und nimmt der Reflexionskoeffizient S11 insgesamt zu.
Nachstehend werden das Verhältnis zwischen der Feldemissionskantenlinie des Sendeantennenelements und der Feldemissionskantenlinie der Stichleitung und das Verhältnis zwischen der Stichleitungslänge Ls und den Eigenschaften des Sendeantennenelements (insbesondere die Änderung der Eigenschaften des Arrayelements A1a in Abhängigkeit vom Verhältnis zwischen der Feldemissionskantenlinie der Stichleitung 13a und der Feldemissionskantenlinie des Sendeantennenelements 11a) unter Bezugnahme auf die 9 und 10 beschrieben.
Die Eigenschaften des Arrayelements A1a ändern sich, wie vorstehend beschrieben, in Abhängigkeit der Elementlänge Le des Sendeantennenelements 11a und der Stichleitungslänge Ls der Stichleitung 13a. Wenn die Feldemissionskantenlinie 110a des Sendeantennenelements 11a und die Feldemissionskantenlinie 130a der Stichleitung 13a auf derselben geraden Linie verlaufen, werden die Eigenschaften des Arrayelements A1a, wie beispielsweise der Kopplungsfaktor und die Reflexionscharakteristik, günstig.
Die 9 und 10 zeigen Diagramme, welche die Änderung der Reflexionscharakteristik bzw. der Transmissionscharakteristik des Arrayelements A1a zeigen, bei welchem die Feldemissionskantenlinie 110a des Sendeantennenelements 11a und die Feldemissionskantenlinie 130a der Stichleitung 13a auf derselben geraden Leitung verlaufen, wenn die Stichleitungslänge Ls geändert wird. In den 9 und 10 be schreibt der Term „OPTIMALER WERT DER STICHLEITUNGSLÄNGE LS” die Stichleitungslänge Ls, wenn die Feldemissionskantenlinie 110a des Sendeantennenelements 11a und die Feldemissionskantenlinie 130a der Stichleitung 13a auf derselben geraden Leitung verlaufen.
Wenn die Stichleitungslänge Ls einen optimalen Wert aufweise, tritt bei der Betriebsfrequenz, wie in 9 gezeigt, eine Resonanz auf und nimmt der Reflexionskoeffizient S11 einen minimalen Wert an. Wenn die Stichleitungslänge Ls von diesem optimalen Wert an erhöht wird, verschiebt sich die Resonanzfrequenz zur niedrigeren Seiten und nimmt der Reflexionskoeffizient S11 insgesamt zu. Wenn die Stichleitungslänge Ls von diesem optimalen Wert an verringert wird, verschiebt sich die Resonanzfrequenz zur höheren Seite und nimmt der Reflexionskoeffizient S11 insgesamt zu.
Obgleich sich die Transmissionscharakteristik (Transmissionskoeffizient S21) im Frequenzband, wie in 10 gezeigt, zum Teil unter die Betriebsfrequenz verringert, ändert sie sich nur geringfügig im Bereich um die Betriebsfrequenz herum.
Die vorstehend beschriebene erste Ausführungsform bringt die folgenden Vorteile hervor. Die Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 ist derart aufgebaut, dass jedes Sendeantennenelement nicht direkt mit der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden ist, sondern über die Anpassstreifenleitung. Folglich kann eine Impedanzanpassung auf einfache Weise erzielt werden, um den Reflexionsfaktor von jedem der Arrayelemente A1a, A1b, A1c, A2a, A2b und A2c zu verringern.
Die Bereitstellung der Anpassstreifenleitung ermöglich gewissermaßen eine Steuerung des Kopplungsfaktors von jedem der Arrayelemente A1a, A1b, A1c, A2a, A2b und A2c, durch eine Abstimmung der Elementlängen We der Sendeantennenelemente 11a, 11b, 11c, 21a, 21b und 21c und der Größe der Anpassstreifenleitung (hauptsächlich der Stichleitungslänge Ls). Hierdurch kann jedes Arrayelement einen hohen Kopplungsfaktor aufweisen, indem die Anpassstreifenleitung in geeigneter Weise ausgelegt wird, ohne die Elementbreite We zu erhöhen. Dies bedeutet, dass ein gewünschter Kopplungsfaktor erzielt werden kann, während die ungewünschten querpolarisierten Komponenten von den Arrayelementen A1a, A1b, A1c, A2a, A2b und A2c unterdrückt werden, und dass die Reflexion an jedem dieser Arrayelemente verringert werden kann. Folglich kann die Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 dieser Ausführungsform eine gewünschte Richtcharakteristik und einen hohen Wirkungsgrad aufweisen.
Bei dieser Ausführungsform ist jedes der Arrayelemente A1a, A1b, A1c, A2a, A2b und A2c an der vorbestimmten Position zwischen der Mitte und dem Ende der längeren Seite seines rechteckigen Sendeantennenelements mit der Nebenzuführungsstreifenleitung verbunden. Hierdurch kann auf einfache Weise eine Impedanzanpassung erzielt werden.
Bei dieser Ausführungsform ist jedes der Arrayelemente A1a, A1b, A1c, A2a, A2b und A2c derart gebildet, dass das Sendeantennenelement parallel zur Längsrichtung der Stichleitung verläuft, derart, dass die Richtung des elektrischen Feldes, das vom Sendeantennenelement abgestrahlt wird, mit der Richtung des elektrischen Feldes übereinstimmt, das von der Stichleitung abgestrahlt wird. Folglich kann der Strahlungswirkungsgrad des gesamten Arrayelements bei dieser Ausführungsform verbessert werden, da die Strahlungskomponente von der Stichleitung, die für gewöhnlich eine ungewünschte Komponente ist, zusammen mit der Hauptpolarisationskomponente vom Sendeantennenelement effektiv genutzt werden kann.
Bei dieser Ausführungsform weist die Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 ein hohes Strahlungsvermögen und eine hohe Empfangsempfindlichkeit auf, da die Arrayelemente A1a, A1b, A1c, A2a, A2b und A2c, welche die Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 bilden, derart aufgebaut sind, dass die Längsrichtungen der Sendeantennenelemente 11a, 11b, 11c, 21a, 21b und 21c und der Stichleitungen 13a, 13b, 13c, 23a, 23b und 23c alle parallel zueinander verlaufen.
Ferner kann die Mikrostreifenleiterarrayantenne 1 Polarisationsebenen aufweisen, die um 45 Grad (oder annähernd –135 Grad) geneigt sind, da die Sendeantennenelemente 11a, 11b, 11c, 21a, 21b und 21c und die Stichleitungen 13a, 13b, 13c, 23a, 23b und 23c alle mit einem Winkel von annähernd 45 Grad (oder annähernd –135 Grad) bezüglich der Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 gebildet sind.
Zweite Ausführungsform
Nachstehend wird eine Mikrostreifenleiterarrayantenne 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 11 beschrieben.
Die Mikrostreifenleiterarrayantenne 30 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist derart aufgebaut, dass die Arrayelemente A3a, A3b, A3c, A4a, A4b und A4c mit beiden Seitenkanten der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind. Die Anzahl der mit der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbundenen Arrayelemente und das Verbindungsintervall entsprechen denjenigen der ersten Ausführungsform.
Das Arrayelement A3a, welches dem Eingangsende von den Arrayelementen, die mit der ersten Seitenkante 4a der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, am nächsten gelegen ist, ist aus einer mit der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbundenen Nebenzuführungsstreifenleitung 32a, einem mit dem Anschlussende der Nebenzuführungsstreifenleitung 32a verbundenen rechteckigen Sendeantennenelement 31a und einer mit einem vorbestimmten mittleren Abschnitt der Nebenzuführungsstreifenleitung 32a verbundenen Stichleitung 33a aufgebaut.
Gleichermaßen ist das Arrayelement A3b, welches dem Eingangsende von den Arrayelementen, die mit der ersten Seitenkante 4a der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, am zweitnächsten gelegen ist, aus einer Nebenzuführungsstreifenleitung 32b, einem rechteckigen Sendeantennenelement 31b und einer Stichleitung 33b aufgebaut. Das Arrayelement A3c, welches dem Eingangsende von den Arrayelementen, die mit der ersten Seitenkante 4a der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, am drittnächsten gelegen ist, ist aus einer Nebenzuführungsstreifenleitung 32c, einem rechteckigen Sendeantennenelement 31c und einer Stichleitung 33c aufgebaut. Das Arrayelement A4a, welches dem Eingangsende von den Arrayelementen, die mit der zweiten Seitenkante 4b der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, am nächsten gelegen ist, ist aus einer Nebenzuführungsstreifenleitung 42a, einem rechteckigen Sendeantennenelement 41a und einer Stichleitung 43a aufgebaut. Das Arrayelement A4b, welches dem Eingangsende von den Arrayelementen, die mit der zweiten Seitenkante 4b der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, am zweitnächsten gelegen ist, ist aus einer Nebenzuführungsstreifenleitung 42b, einem rechteckigen Sendeantennenelement 41b und einer Stichleitung 43b aufgebaut. Das Arrayelement A4c, welches dem Eingangsende von den Arrayelementen, die mit der zweiten Seitenkante 4b der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, am drittnächsten gelegen ist, ist aus einer Nebenzuführungsstreifenleitung 42c, einem rechteckigen Sendeantennenelement 41c und einer Stichleitung 43c aufgebaut.
Nachstehend werden die Strukturen der Arrayelemente beschrieben. Da die Arrayelemente A3a, A3b, A3c, A4a, A4b und A4c die gleiche Form aufweisen, wird nachstehend einzig das Arrayelement A3a, welches dem Eingangsende von den Arrayelementen, die mit dem ersten Seitenende 4a der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, am nächsten gelegen ist, unter Bezugnahme auf die 12 beschrieben.
Das Arrayelement A3a ist, wie in 12 gezeigt, aus der gerade Nebenzuführungsstreifenleitung 32a, die sich von der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 in einem Winkel von annähernd 90 Grad bezüglich der Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 erstreckt, dem rechteckigen Sendeantennenelement 31a (mit der Elementlänge Le von λg/2), das mit dem Anschlussende der Nebenzuführungsstreifenleitung 32a verbunden ist, und der Stichleitung 33a aufgebaut, die sich von einer vorbestimmten Position der Nebenzuführungsstreifenleitung 32a in einem Winkel von annähernd 90 Grad zur Längsrichtung der Nebenzuführungsstreifenleitung 32a und parallel zur Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 erstreckt.
Das Sendeantennenelement 31a weist die Form eines Rechtecks mit der Länge Le und der Breite We auf, wobei Le > We ist. Die Nebenzuführungsstreifenleitung 32a ist an einer längeren Seite des Sendeantennenelements 31a mit einem Zuführungspunkt 34a verbunden. Dieser Zuführungspunkt 34a ist auf eine vorbestimmte Position zwischen dem mittleren Abschnitt und einem Endabschnitt der längeren Seite des Sendeantennenelements 31a festgelegt.
Das Sendeantennenelement 31a ist derart angeordnet, dass seine Längsrichtung parallel zur Längsrichtung der Stichleitung 33a verläuft. D. h., die Längsrichtungen von sowohl dem Sendeantennenelement 11a als auch der Stichleitung 13a verlaufen parallel zur Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung 4. Folglich kann die Abstrahlung von der Stichleitung 33a als effektive Strahlungskomponente verwendet werden, wie im Falle der der ersten Ausführungsform.
Ferner ist das Arrayelement A3a, gleich der ersten Ausführungsform, derart aufgebaut, dass eine der Konturkanten des Sendeantennenelements 31a als eine Feldemissionskantenlinie 310a und eine Feldemissionskantenlinie 330a der Stichleitung 33a auf derselben geraden Linie verlaufen.
13 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Reflexionscharakteristik S11 und der Transmissionscharakteristik S21 der Mikrostreifenleiterarrayantenne 30 dieser Ausführungsform, wenn die Größenparameter des Arrayelements A3a in geeigneter Weise ausgelegt sind, wenn die Elementbreite W beispielsweise 1 mm beträgt.
Verglichen mit den Eigenschaften des in der 5 gezeigten Arrayelements der ersten Ausführungsform weist das Arrayelement verglichen mit dem herkömmlichen Aufbau eine exzellente Reflexionscharakteristik auf, obgleich der minimale Wert des Reflexionskoeffizienten S11 bei –31,7 dB liegt, d. h. leicht unterhalb des der ersten Ausführungsform.
Die anderen Arrayelemente A3b und A3c, die mit der ersten Seitenkante 4a der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, und die Arrayelemente A4a, A4b und A4c, die mit der zweiten Seitenkante 4b der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, weisen den gleichen Aufbau wie das in der 12 gezeigte Arrayelement A3a auf.
D. h., die Arrayelemente A3a, A3b, A3c, A4a, A4b und A4c, welche die Mikrostreifenleiterarrayantenne 30 bilden, sind derart aufgebaut, dass die Längsrichtungen der Sendeantennenelemente 31a, 31b, 31c, 41a, 41b und 41c und der Stichleitungen 33a, 33b, 33c, 43a, 43b und 43c parallel zueinander verlaufen.
Nachstehend werden einige Verhältnisse zwischen den Größenparametern der Arrayelemente A3a, A3b, A3c, A4a, A4b und A4c und den Eigenschaften der Mikrostreifenleiterarrayantenne 30 unter Bezugnahme auf die 14 bis 16 beschrieben. 14 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Änderung der Reflexionscharakteristik (Reflexionskoeffizient S11), wenn die Elementlänge Le des in der 12 gezeigten Sendeantennenelements 31a geändert wird. 15 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Änderung der Reflexionscharakteristik (Reflexionskoeffizient S11), wenn die Stichleitungslänge Ls der Stichleitung 33a geändert wird. 16 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Änderung der Reflexionscharakteristik (Reflexionskoeffizient S11), wenn das Intervall Pe zwischen dem Sendeantennenelement 31a und der Stichleitung 33a geändert wird.
Wenn die Elementlänge Le geändert wird, werden, wie in 14 gezeigt, sowohl die Resonanzfrequenz als auch der Reflexionskoeffizient S11 geändert. Bei dieser Ausführungsform beträgt der optimale Wert der Elementlänge Le 1,29 mm, da die Betriebsfrequenz 76,5 GHz beträgt. Wenn die Elementlänge Le von diesem optimalen Wert an verringert wird, verschiebt sich die Resonanzfrequenz zur niedrigeren Seite und nimmt der Reflexionskoeffizient S11 bei der Resonanzfrequenz zu. Wenn die Elementlänge Le von diesem optimalen Wert an erhöht wird, verringert sich der Reflexionskoeffizient S11 bei der Resonanzfrequenz, verschiebt sich die Resonanzfrequenz jedoch zur höheren Seite.
Wenn die Stichleitungslänge Ls demgegenüber geändert wird, werden, wie in 15 gezeigt, sowohl die Resonanzfrequenz als auch der Reflexionskoeffizient S11 geändert. Bei dieser Ausführungsform, bei welcher die Betriebsfrequenz 76,5 GHz beträgt, beträgt der optimale Wert der Stichleitungslänge Ls 0,73 mm. Wenn die Stichleitungslänge Ls von diesem optimalen Wert an verringert wird, verschiebt sich die Resonanzfrequenz zur höheren Seite und nimmt der Reflexionskoeffizient S11 im Ganzen zu. Wenn die Stichleitungslänge Ls von diesem optimalen Wert an erhöht wird, verringert sich der Reflexionskoeffizient S11 bei der Resonanzfrequenz, verschiebt sich die Resonanzfrequenz jedoch zur niedrigeren Seite.
Wenn das Intervall Pe zwischen dem Sendeantennenelement 31a und der Stichleitungslänge 33a geändert wird, ändert sich, wie in 16 gezeigt, der minimale Wert des Reflexionskoeffizienten S11, obgleich sich die Resonanzfrequenz kaum ändert. Bei dieser Ausführungsform liegt der optimale Wert des Intervalls Ps bei 0,1 mm, bei welchem der Reflexionskoeffizient S11, wie in 16 gezeigt, einen minimalen Wert annimmt.
Die vorstehend beschriebene zweite Ausführungsform bringt die folgenden Vorteile hervor. Die Mikrostreifenleiterarrayantenne 30 ist derart aufgebaut, dass jedes Sendeantennenelement nicht direkt mit der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden ist, sondern über die Anpassstreifenleitung. Folglich kann auf einfache Weise eine Impedanzanpassung erzielt werden, um den Reflexionsfaktor von jedem der Arrayelemente A3a, A3b, A3c, A4a, A4b und A4c zu verringern.
Die Bereitstellung der Anpassstreifenleitung ermöglicht gewissermaßen eine Steuerung des Kopplungsfaktors von jedem der Arrayelemente, indem die Elementlängen We und die Größe der Anpassstreifenleitung (hauptsächlich die Stichleitungslänge Ls) abgestimmt werden. Hierdurch kann jedes der Arrayelemente einen hohen Kopplungsfaktor aufweisen, indem die Anpassstreifenleitung in geeigneter Weise ausgelegt wird, ohne die Elementbreite We zu erhöhen. Dies bedeutet, dass ein gewünschter Kopplungsfaktor erzielt werden kann, während die ungewünschten querpolarisierten Komponenten unterdrückt werden können und die Reflexion von jedem dieser Arrayelemente verringert werden kann.
Ferner ist jedes der Arrayelemente A3a, A3b, A3c, A4a, A4b und A4c bei dieser Ausführungsform derart gebildet, dass die Längsrichtung des Sendeantennenelements parallel zur Längsrichtung der Stichleitung verläuft, derart, dass die Richtung des elektrischen Feldes, das vom Sendeantennenelement abgestrahlt wird, mit der Richtung des elektrischen Feldes übereinstimmt, dass von der Stichleitung abgestrahlt wird. Folglich kann auch bei dieser Ausführungsform der Strahlungswirkungsgrad des gesamten Arrayelements verbessert werden, da die Strahlungskomponente von der Stichleitung, die für gewöhnlich eine ungewünschte Komponente ist, zusammen mit der Hauptpolarisationskomponente vom Sendeantennenelement effektiv verwendet werden kann.
Weitere Ausführungsformen
Es sollte wahrgenommen werden, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Weise modifiziert werden können.
Obgleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit der ersten und der zweiten Ausführungsform beschrieben worden ist, die gemäß der 1 bzw. der 11 aufgebaut sind, kann die Mikrostreifenleiterarrayantenne der vorliegenden Erfindung einen beliebigen Aufbau aufweisen, wenn sie die Hauptzuführungsstreifenleitung 4, die mit Arrayelementen verbunden ist, die jeweils eine Nebenzuführungsstreifenleitung aufweisen, die mit der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden ist, ein rechteckiges Sendeantennenelement, das mit der Nebenzuführungsstreifenleitung verbunden ist, und eine Stichleitung, die mit der Nebenzuführungsstreifenleitung verbunden ist, aufweist.
Die vorliegende Erfindung stellt beispielsweise ebenso eine in der 17 gezeigte Mikrostreifenleiterarrayantenne 50 bereit. Die Mikrostreifenleiterarrayantenne 50 ist, die in dieser Figur gezeigt, derart aufgebaut, dass die Hauptzuführungsstreifenleitung 4 an ihren beiden Seitenkanten mit Arrayelementen A5a, A5b, A5c, A6a, A6b und A6c verbunden ist. Die Anzahl der Arrayelemente, die mit der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, und die Verbindungsintervalle entsprechen denjenigen der ersten Ausführungsform. Da die Arrayelemente A5a, A5b, A5c, A6a, A6b und A6c im Wesentlichen die gleiche Form aufweisen, wird nachstehend einzig das Arrayelement A5a beschrieben, welches dem Eingangsende von den Arrayelementen, die mit der ersten Seitenkante 4a der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden sind, am nächsten gelegen ist.
Das Arrayelement A5a ist aus einer L-förmigen Nebenzuführungsstreifenleitung 52a, die sich in einem Winkel von annähernd 90 Grad bezüglich der Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 von der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 erstreckt, einem rechteckigen Sendeantennenelement 51a, welches die Elementlänge Ls gleich λg/2 aufweist und mit dem Anschlussende der Nebenzuführungsstreifenleitung 52a verbunden ist, und einer Stichleitung 53a aufgebaut, die sich von einem Biegeabschnitt der Nebenzuführungsstreifenleitung 52a in der Richtung erstreckt, welche die Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 kreuzt. Die Längsrichtungen des Sendeantennenelements 51a und der Stichleitung 53a verlaufen parallel zueinander.
Die Mikrostreifenleiterarrayantenne 50 mit dem in der 17 gezeigten Aufbau ist ebenso dazu geeignet, die ungewünschten Querpolarisationskomponenten zu unterdrücken und die Reflexion von jedem dieser Arrayelemente zu verringern, gleich der ersten und der Ausführungsform.
Die Mikrostreifenleiterarrayantennen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind derart aufgebaut, dass die Hauptzuführungsstreifenleitung 4 an ihren beiden Seitenkanten mit den Arrayelementen verbunden ist. Die Hauptzuführungsstreifenleitung 4 kann jedoch, wie in 18 gezeigt, nur an der ersten Seitenkante 4a oder der zweiten Seitenkante 4b mit den Arrayelementen verbunden sein.
Ferner kann die Hauptzuführungsstreifenleitung 4, wie in 18B gezeigt, an jeder ihrer Seitenkanten mit nur einem Arrayelement verbunden sein. Wenn die Hauptzuführungsstreifenleitung 4 an ihren beiden Seiten mit den Arrayelementen verbunden ist, kann die Anzahl von Arrayelementen, die mit einer Seitenkante der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden ist, der Anzahl von Arrayelemente, die mit der anderen Seitenkante der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 verbunden ist, entsprechen oder sich von dieser unterscheiden.
Die Anzahl von Arrayelementen, die mit jeder Seitenkante der Hauptzuführungsstreifenleitung 4 zu verbinden ist, wird in Abhängigkeit einer erforderlichen Richtcharakteristik usw. bestimmt. Es sollte beachtet werden, dass die Hauptzuführungsstreifenleitung 4 zum Erzielen einer hohen Richtwirkung vorzugsweise nicht nur an ihrer einen Seitenkante, sondern an ihren beiden Seitenkanten mit Arrayelementen verbunden ist, wie nachstehend unter Bezugnahme auf die 18 und 19 beschrieben.
18A zeigt eine ein Element aufweisende Antenne 70, die derart aufgebaut ist, dass die Hauptzuführungsstreifenleitung 4 mit nur einem Arrayelement an ihrer einen Seitenkante verbunden ist. 18B zeigt eine zwei Elemente aufweisende Array- Antenne 80, die derart aufgebaut ist, dass die Hauptzuführungsstreifenleitung 4 mit nur einem Arrayelement an jeder ihrer beiden Seitenkanten verbunden ist.
19 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung horizontaler Richtcharakteristika der Antennen 70 und 80. Obgleich sich die Antennen 70 und 80, was die relative Amplitude in der Hauptstrahlrichtung (Amplitude bei 0 Grad) betrifft, entsprechen, ist die Antenne 80 der Antenne 70, was die Richtcharakteristik betrifft, wie in 19 gezeigt, überlegen. Um eine gute Richtcharakteristik bzw. Richtwirkung zu erzielen, ist die Hauptzuführungsstreifenleitung 4, wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise nicht nur an ihrer einen Seitenkante, sondern an ihren beiden Seitenkanten mit Arrayelementen verbunden.
Da die Längen der Sendeantennenelemente und die Intervalle, in welchem die Arrayelemente mit der Hauptzuführungsstreifenleitung verbunden sind, in Abhängigkeit der Eigenschaften bestimmt werden sollten, die in Bezug auf die Wellenleiterwellenlänge λg für die gesamte Mikrostreifenleiterarrayantenne erforderlich sind, können sie einem n-fachen (n ist eine ganze Zahl größer 1) der Längen und Intervalle entsprechen, die im Zusammenhang mit den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben wurden. Auch in diesem Fall kann jedes Sendeantennenelement eine Funkwelle äußerst wirkungsvoll abstrahlen.
Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sollen die Erfindung der vorliegenden Anmeldung, deren Schutzumfang sich nach den beigefügten Ansprüchen richtet, beispielhaft veranschaulichen. Es wollte wahrgenommen werden, dass die bevorzugten Ausführungsformen auf verschiedene Weise modifiziert werden können, so wie es Fachleuten ersichtlich sein wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2008-198297 [0001]
- JP 2001-44752 [0004]

Claims

Mikrostreifenleiterarrayantenne mit: – einem dielektrischen Substrat, das an seiner Rückseitenoberfläche gebildet eine leitfähige Masseplatte aufweist; und – Streifenleitern, die an einer Stirnfläche des dielektrischen Substrats gebildet sind, wobei – die Streifenleiter eine lineare Hauptzuführungsstreifenleitung und mehrere mit der Hauptzuführungsstreifenleitung verbundene Arrayelemente aufweisen, wobei die Arrayelemente an wenigstens einer von beiden Seiten der Hauptzuführungsstreifenleitung in einem vorbestimmten Intervall entlang einer Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung angeordnet sind, – jedes der Arrayelemente eine mit der Hauptzuführungsstreifenleitung verbundene Nebenzuführungsstreifenleitung, ein mit einem Anschlussende der Nebenzuführungsstreifenleitung verbundenes rechteckiges Sendeantennenelement und eine mit der Nebenzuführungsstreifenleitung verbundene Stichleitung aufweist, und – die Stichleitung zwischen einer Verbindungsposition zwischen der Hauptzuführungsstreifenleitung und der Nebenzuführungsstreifenleitung und einer Verbindungsposition zwischen der Nebenzuführungsstreifenleitung und dem Sendeantennenelement angeordnet ist.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arrayelemente an beiden Seiten der Hauptzuführungsstreifenleitung angeordnet sind, wobei jedes der Arrayelemente mit einer der beiden Seitenkanten der Hauptzuführungsstreifenleitung verbunden ist.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenzuführungsstreifenleitung mit einer längeren Seitenkante des Sendeantennenelements verbunden ist.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenzuführungsstreifenleitung mit einem vorbestimmten Abschnitt zwischen einer Mitte und einem Ende der längeren Seitenkante des Sendeantennenelements, mit Ausnahme der Mitte und dem einen Ende, verbunden ist.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Arrayelement derart gebildet ist, dass sich eine Richtung eines elektrischen Feldes, das von der Stichleitung abgestrahlt wird, und eine Richtung eines elektrischen Feldes, das vom Sendeantennenelement abgestrahlt wird, einander entsprechen.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Arrayelement derart gebildet ist, dass eine Längsrichtung des Sendeantennenelements und eine Längsrichtung der Stichleitung parallel zueinander verlaufen.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Arrayelement derart gebildet ist, dass eine Feldemissionskantenlinie des Sendeantennenelements und eine Feldemissionskantenlinie der Stichleitung auf derselben geraden Linie verlaufen.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des Sendeantennenelements einem (n/2)-fachen (n ist eine positive ganze Zahl) einer effektiven Wellenlänge einer Funkwelle bei einer vorbestimmten Betriebfrequenz entspricht, die sich auf der Hauptzuführungsstreifenleitung ausbreitet und in das Sendeantennenelement eintritt.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Arrayelement derart gebildet ist, dass eine Feldemissionskantenlinie des Sendeantennenelements in einem Winkel von größer 0 Grad und kleiner 90 Grad bezüglich der Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung geneigt ist.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenzuführungsstreifenleitung aus einem ersten Leitungsabschnitt, der sich an seinem einen Ende von einer der beiden Seitenkanten der Hauptzuführungsstreifenleitung erstreckt, und einem zweiten Leitungsabschnitt aufgebaut ist, der sich in einem vorbestimmten Winkel gebogen vom anderen Ende des ersten Leitungsabschnitts erstreckt, wobei sich die Stichleitung vom anderen Ende des ersten Leitungsabschnitts gerade erstreckt.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Sendeantennenelemente eine Breite aufweist, die von einer Erregungsamplitude abhängt, die erforderlich ist und bestimmt wird, damit die Mikrostreifenleiterarrayantenne eine gewünschte Richtcharakteristik aufweist.
Mikrostreifenleiterarrayantenne mit: – einem dielektrischen Substrat, das an seiner Rückseitenoberfläche gebildet eine leitfähige Masseplatte aufweist; und – Streifenleitern, die an einer Stirnfläche des dielektrischen Substrats gebildet sind, wobei – die Streifenleiter eine lineare Hauptzuführungsstreifenleitung und wenigstens ein an jeder von beiden Seiten der Hauptzuführungsstreifenleitung angeordnetes Arrayelement aufweisen, wobei das Arrayelement mit der Hauptzuführungsstreifenleitung verbunden ist, – das Arrayelement eine mit der Hauptzuführungsstreifenleitung verbundene Nebenzuführungsstreifenleitung, ein mit einem Anschlussende der Nebenzuführungsstreifenleitung verbundenes rechteckiges Sendeantennenelement und eine mit der Nebenzuführungsstreifenleitung verbundene Stichleitung aufweist, und – die Stichleitung zwischen einer Verbindungsposition zwischen der Hauptzuführungsstreifenleitung und der Nebenzuführungsstreifenleitung und einer Verbindungsposition zwischen der Nebenzuführungsstreifenleitung und dem Sendeantennenelement angeordnet ist.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenzuführungsstreifenleitung mit einer längeren Seitenkante des Sendeantennenelements verbunden ist.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenzuführungsstreifenleitung mit einem vorbestimmten Abschnitt zwischen einer Mitte und einem Ende der längeren Seitenkante des Sendeantennenelements, mit Ausnahme der Mitte und dem einen Ende, verbunden ist.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Arrayelement derart gebildet ist, dass sich eine Richtung eines elektrischen Feldes, das von der Stichleitung abgestrahlt wird, und eine Richtung eines elektrischen Feldes, das vom Sendeantennenelement abgestrahlt wird, einander entsprechen.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Arrayelement derart gebildet ist, dass eine Längsrichtung des Sendeantennenelements und eine Längsrichtung der Stichleitung parallel zueinander verlaufen.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Arrayelement derart gebildet ist, dass eine Feldemissionskantenlinie des Sendeantennenelements und eine Feldemissionskantenlinie der Stichleitung auf derselben geraden Linie verlaufen.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des Sendeantennenelements einem (n/2)-fachen (n ist eine positive ganze Zahl) einer effektiven Wellenlänge einer Funkwelle bei einer vorbestimmten Betriebfrequenz entspricht, die sich auf der Hauptzuführungsstreifenleitung ausbreitet und in das Sendeantennenelement eintritt.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Arrayelement derart gebildet ist, dass eine Feldemissionskantenlinie des Sen deantennenelements in einem Winkel von größer 0 Grad und kleiner 90 Grad bezüglich der Längsrichtung der Hauptzuführungsstreifenleitung geneigt ist.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenzuführungsstreifenleitung aus einem ersten Leitungsabschnitt, der sich an seinem einen Ende von einer der beiden Seitenkanten der Hauptzuführungsstreifenleitung erstreckt, und einem zweiten Leitungsabschnitt aufgebaut ist, der sich in einem vorbestimmten Winkel gebogen vom anderen Ende des ersten Leitungsabschnitts erstreckt, wobei sich die Stichleitung vom anderen Ende des ersten Leitungsabschnitts gerade erstreckt.
Mikrostreifenleiterarrayantenne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Sendeantennenelemente eine Breite aufweist, die von einer Erregungsamplitude abhängt, die erforderlich ist und bestimmt wird, damit die Mikrostreifenleiterarrayantenne eine gewünschte Richtcharakteristik aufweist.