JP2015171070A - antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のアンテナを有するアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device having a plurality of antennas.
近年、ミリ波レーダを用いた車載用のセンシング装置が実用化されている。この装置では、自車両に搭載の送信アンテナから電波を送信すると共に、他車両によるその反射波を受信し、この反射波に基づいて、他車両との距離、相対速度、及び方位を測定する。このようなセンシング装置では、他車両を広範囲にわたって検知可能とするために、広角な検知エリアを有していることが望ましい。また、車両の本体にセンシング装置を取り付けることから、特にアンテナ部分は小型化するのが好ましい。 In recent years, an in-vehicle sensing device using a millimeter wave radar has been put into practical use. In this apparatus, a radio wave is transmitted from a transmission antenna mounted on the host vehicle, and a reflected wave from another vehicle is received, and a distance, a relative speed, and a direction from the other vehicle are measured based on the reflected wave. In such a sensing device, it is desirable to have a wide-angle detection area so that other vehicles can be detected over a wide range. In addition, since the sensing device is attached to the vehicle body, it is particularly preferable to reduce the size of the antenna portion.
また、このようなミリ波レーダを用いたセンシング装置のためのアンテナとして、例えば、特許文献1(図14、図15参照)に示すように、アンテナ(コムラインアンテナ)が設けられている誘電体基板、導波管ブロック、及びアンテナを制御する制御回路が設けられている回路基板を一体としたアンテナユニットが知られている。 As an antenna for a sensing device using such a millimeter wave radar, for example, as shown in Patent Document 1 (see FIGS. 14 and 15), a dielectric provided with an antenna (comline antenna) is provided. There is known an antenna unit in which a circuit board on which a substrate, a waveguide block, and a control circuit for controlling an antenna are provided is integrated.
前記のとおり広角な検知エリアを有するために、つまり、アンテナからの放射ビームの範囲を広くするために、特許文献1に示すアンテナユニットを、図8に示すように、円弧(仮想の円弧)L1に沿って複数並べて配置し、各アンテナユニット90のアンテナ91がそれぞれ異なる方向を向くように配置すればよい。なお、図8では、アンテナ91の長手方向(給電線路の線路長手方向)は紙面直交方向となる。
As described above, in order to have a wide-angle detection area, that is, in order to widen the range of the radiation beam from the antenna, the antenna unit shown in Patent Document 1 has an arc (virtual arc) L1 as shown in FIG. A plurality of
図8に示すように、アンテナユニット90を円弧L1に沿って複数並べてアンテナ装置を構成する場合、隣り合う導波管ブロック92同士が干渉し合わないように各アンテナユニット90を配置する必要があるが、これを実現するためには、アンテナ装置全体が大型化してしまう。
As shown in FIG. 8, when the antenna device is configured by arranging a plurality of
そこで、図示しないが、導波管ブロックを共通化することが考えられる。つまり、図8を参考にして説明すると、単一の導波管ブロックに、アンテナ(91)と同数の貫通孔(93)を放射状に形成し、この貫通孔(93)を導波管とする構成が考えられる。しかし、この場合であっても、共通する導波管ブロックに形成される(隣り合う)導波管(93,93)同士が重ならないようにする必要があり、アンテナ装置全体を小型化するには限界がある。 Thus, although not shown, it is conceivable to share the waveguide block. That is, referring to FIG. 8, the same number of through holes (93) as antennas (91) are formed radially in a single waveguide block, and these through holes (93) serve as waveguides. Configuration is conceivable. However, even in this case, it is necessary to prevent the waveguides (93, 93) (adjacent) formed in a common waveguide block from being overlapped with each other. There are limits.
そこで、本発明は、広角な検知エリアを確保しつつ、小型化が可能となるアンテナ装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an antenna device that can be downsized while ensuring a wide-angle detection area.
(1)本発明のアンテナ装置は、凸面又は凹面を有し当該凸面又は凹面において開口する複数の貫通孔が形成され当該貫通孔を導波管とする導波管ブロックと、前記導波管ブロックの前記凸面又は凹面を有する一面側に設けられている誘電体基板、及び当該誘電体基板上に設けられ前記複数の導波管と結合される複数のアンテナを有しているアンテナ部と、を備え、前記複数のアンテナは前記凸面又は凹面に沿って並んで配置されて当該複数のアンテナの指向方向がそれぞれ異なる方向に向いており、当該複数のアンテナと結合される前記複数の導波管の管軸方向は同じ方向に向いていることを特徴とするアンテナ装置。 (1) An antenna device according to the present invention includes a waveguide block having a convex surface or a concave surface and having a plurality of through holes that are open in the convex surface or the concave surface and using the through holes as waveguides, and the waveguide block A dielectric substrate provided on the one surface side having the convex surface or the concave surface, and an antenna unit having a plurality of antennas provided on the dielectric substrate and coupled to the plurality of waveguides. The plurality of antennas are arranged side by side along the convex surface or the concave surface, the directivity directions of the plurality of antennas are respectively different directions, and the plurality of waveguides coupled to the plurality of antennas An antenna device characterized in that a tube axis direction is directed in the same direction.
本発明によれば、複数のアンテナが導波管ブロックの凸面(又は凹面)に沿って並んで配置されていることで、これらアンテナからの全放射ビームの範囲を広くして、広角な検知エリアを得ることが可能となる。そして、複数のアンテナの指向方向はそれぞれ異なる方向に向いているが、これらアンテナと結合される複数の導波管の管軸方向は同じ方向に向いて導波管ブロックに形成されているため、隣り合う導波管は平行となり重ならない。このため、これら導波管を整列して設けることができ、導波管ブロックの小型化が可能となり、アンテナ装置を小型化することができる。 According to the present invention, the plurality of antennas are arranged side by side along the convex surface (or concave surface) of the waveguide block, thereby widening the range of the total radiation beam from these antennas and wide-angle detection area. Can be obtained. And although the directivity directions of the plurality of antennas are directed in different directions, the tube axis directions of the plurality of waveguides coupled to these antennas are formed in the waveguide block in the same direction. Adjacent waveguides are parallel and do not overlap. For this reason, these waveguides can be provided in alignment, the waveguide block can be miniaturized, and the antenna device can be miniaturized.
(2)また、前記導波管ブロックの前記一面と反対側の他面のうち、前記複数の導波管が開口する領域は、平面からなるのが好ましい。
導波管ブロックの他面側には、アンテナを制御する制御回路、及びこの制御回路から延びて導波管と結合される伝送線路を有する回路基板が設けられるが、前記構成によれば、この回路基板を平板形状とすることができる。
(2) Moreover, it is preferable that the area | region where these waveguides open among other surfaces on the opposite side to the said one surface of the said waveguide block consists of a plane.
On the other side of the waveguide block, a control circuit for controlling the antenna and a circuit board having a transmission line extending from the control circuit and coupled to the waveguide are provided. The circuit board can have a flat plate shape.
(3)また、前記凸面又は凹面は、複数の平面が折れ角度を有して並んで構成された面からなり、各平面に前記アンテナが設けられているのが好ましい。
この場合、アンテナ、及びこのアンテナが設けられている誘電体基板も、平面状に構成することができる。
(3) Moreover, it is preferable that the said convex surface or a concave surface consists of a surface where several planes were comprised along with a folding angle, and the said antenna was provided in each plane.
In this case, the antenna and the dielectric substrate provided with the antenna can also be configured to be planar.
(4)また、前記アンテナが形成されている前記誘電体基板は、複数の前記アンテナとなるアンテナパターンが形成された共通の単一基板を、一つのアンテナを含む範囲毎に、切断して得た基板からなる構成とすることができる。
この場合、単一基板に複数のアンテナパターンを形成し、この単一基板を、一つのアンテナを含む範囲毎に切断して複数の基板片とし、この基板片を導波管ブロックに取り付けることでアンテナ装置を構成することができる。
(4) Further, the dielectric substrate on which the antenna is formed is obtained by cutting a common single substrate on which an antenna pattern to be a plurality of the antennas is formed for each range including one antenna. It can be constituted of a substrate.
In this case, a plurality of antenna patterns are formed on a single substrate, the single substrate is cut into a plurality of substrate pieces for each range including one antenna, and the substrate pieces are attached to the waveguide block. An antenna device can be configured.
(5)また、前記(1)〜(3)のアンテナ装置において、前記アンテナが形成されている前記誘電体基板は、複数の前記アンテナとなるアンテナパターンが形成された共通の単一基板を、前記凸面又は凹面の形状に合わせて、折り曲げて得た基板からなる構成とすることができる。
この場合、単一基板に複数のアンテナパターンを形成し、この単一基板を、凸面又は凹面の形状に合わせて折り曲げ、この折り曲げた単一基板を導波管ブロックに取り付けることでアンテナ装置を構成することができる。
(5) In the antenna devices of (1) to (3), the dielectric substrate on which the antenna is formed is a common single substrate on which antenna patterns to be a plurality of the antennas are formed. It can be set as the structure which consists of a board | substrate obtained by bending according to the shape of the said convex surface or a concave surface.
In this case, a plurality of antenna patterns are formed on a single substrate, the single substrate is bent according to a convex or concave shape, and the bent single substrate is attached to a waveguide block to constitute an antenna device. can do.
本発明によれば、複数のアンテナが導波管ブロックの凸面(又は凹面)に沿って並んで配置されていることで、広角な検知エリアを得ることが可能となる。更に、複数の導波管の管軸方向は同じ方向に向いているため、隣り合う導波管は平行となり重ならず、これら導波管を整列して設けることができる。この結果、導波管ブロックの小型化が可能となり、アンテナ装置を小型化することができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a wide-angle detection area by arranging the plurality of antennas along the convex surface (or concave surface) of the waveguide block. Furthermore, since the tube axis directions of the plurality of waveguides are in the same direction, the adjacent waveguides are parallel and do not overlap, and these waveguides can be provided in alignment. As a result, the waveguide block can be downsized, and the antenna device can be downsized.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明のアンテナ装置1の正面図である。図2は、図1に示すアンテナ装置1のA−A矢視の断面図である。このアンテナ装置1は、ミリ波レーダを用いた車両用のセンシング装置に適用することができるものであり、アンテナ部6、このアンテナ部6が取り付けられている導波管ブロック7、及び回路基板5を備えている。アンテナ部6は、電波を送信する送信用アンテナ部10、及びこの送信用アンテナ部10が送信した電波の反射波を受信する受信用アンテナ部20を有している。なお、このアンテナ装置1は、アンテナ用ユニット2を備えており、このアンテナ用ユニット2は、前記アンテナ装置1のうちの導波管ブロック7と、アンテナ部6が有し表裏に各種の薄膜パターンが形成されている後述の誘電体基板(15a〜15d)とからなる。このアンテナ用ユニット2の詳細については、後に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view of an antenna device 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the antenna device 1 shown in FIG. The antenna device 1 can be applied to a vehicle sensing device using a millimeter wave radar, and includes an
アンテナ装置1は車両に搭載され、自車両に搭載の送信用アンテナ部10から電波を送信すると共に、他車両によるその反射波を受信用アンテナ部20が受信し、この反射波に基づいて、他車両との距離、相対速度、及び方位を測定することができる。
The antenna device 1 is mounted on a vehicle and transmits a radio wave from a transmitting
送信用アンテナ部10は、四つの送信アンテナ(マイクロストリップアンテナ)11,12,13,14を備えており、これら送信アンテナ11,12,13,14は、それぞれ誘電体基板15a,15b,15c,15d上に設けられている。そして、これら誘電体基板15a,15b,15c,15dが、導波管ブロック7の一面8側に取り付けられている。
The transmitting
受信用アンテナ部20は、四つの受信アンテナ(マイクロストリップアンテナ)21,22,23,24を備えており、これら受信アンテナ21,22,23,24は、一つの共通する誘電体基板25上に設けられている。そして、この誘電体基板25は導波管ブロック7の一面8側に取り付けられている。
The receiving
図1において、送信アンテナ11は、変換器16aから延びる給電線路11a、及びこの給電線路11aから給電される複数の放射素子11bを有しており、コムラインアンテナからなる。変換器16aは、誘電体基板15aに設けられており、後述する導波管31、及び給電線路11a間で相互に電力変換を行うためのものであり、給電線路11aの給電点となる。給電線路11aは、平面線路からなり、誘電体基板15aに形成された導電性薄膜からなる。放射素子11bは、平面アンテナからなり、誘電体基板15aに形成された導電性薄膜からなる。なお、他の送信アンテナ12,13,14も、送信アンテナ11と同じ構成であり、それぞれ給電線路、及び複数の放射素子を有しており、コムラインアンテナからなる。
In FIG. 1, the
受信アンテナ21は、変換器26aから延びる給電線路21a、及びこの給電線路21aから給電される複数の放射素子21bを有しており、コムラインアンテナからなる。変換器26aは、誘電体基板25に設けられており、後述する導波管35、及び給電線路21a間で相互に電力変換を行うためのものであり、給電線路21aの給電点となる。給電線路21a、及び放射素子21bは、それぞれ平面線路、及び平面アンテナからなる。なお、他の受信アンテナ22,23,24も、受信アンテナ21と同じ構成であり、それぞれ給電線路、及び複数の放射素子を有しており、コムラインアンテナからなる。
The receiving
送信側の誘電体基板15a,15b,15c,15d、及び受信側の誘電体基板25は、例えば、フッ素樹脂製の基板からなる。
The transmission-
図2に示すように、送信アンテナ11,12,13,14は、導波管ブロック7の凸面18に沿って並んで設けられている。受信アンテナ21,22,23,24は、この導波管ブロック7の平面17に沿って一方向に並んで設けられている。
このアンテナ装置1を、例えば車両の車体に設置した状態では、図1に示すように、各アンテナの給電線路(11a,21a)の線路延伸方向が上下方向となる。そして、受信アンテナ21,22,23,24が並んで設けられている方向が、その線路延伸方向に直交する横方向となり、この横方向は水平方向となる。線路延伸方向と横方向との双方とに直交する方向が前後方向となる。送信及び受信アンテナが設けられている導波管ブロック7の一面8側は、電波が放射される及び反射波が到来する前側の面となる。
As shown in FIG. 2, the
In a state where the antenna device 1 is installed on a vehicle body of a vehicle, for example, as shown in FIG. 1, the line extending direction of the feed lines (11a, 21a) of the respective antennas is the vertical direction. The direction in which the receiving
図2に示すように、導波管ブロック7は、単一の板状ブロック材(アルミ製ブロック)からなり、平板状の部分7a,7cと、前方に***している部分7bとを有している。この***している部分(***部分)7bの前面が凸面18となる。つまり、この導波管ブロック7は、その一面8側において前方に突出している凸面18を有している。そして、この凸面18に送信用アンテナ部10が設けられ、平板状の部分7aの平面17に受信用アンテナ部20が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
図3は、送信用アンテナ部10及び受信用アンテナ部20を取り外した状態にある導波管ブロック7の正面図である。図2と図3において、本実施形態の凸面18は、四つの平面18a,18b,18c,18dから構成されている。四つの平面18a,18b,18c,18dそれぞれは、上下方向に長い平面からなり、鉛直面となる。
FIG. 3 is a front view of the
図2において、これら平面18a,18b,18c,18dは、仮想の円弧面R2に外接するように配置されており、第1の平面18aは、平板状の部分7cの前面に対して120度の傾斜角度で傾く面であり、第2の平面18bは、平板状の部分7cの前面に対して150度の傾斜角度で傾く面である。第3の平面18cは、平板状の部分7aの前面に対して150度の傾斜角度で傾く面であり、第4の平面18dは、平板状の部分7aの前面に対して120度の傾斜角度で傾く面である。このように、四つの平面18a,18b,18c,18dは、それぞれ異なる方向に面している(望んでいる)。
In FIG. 2, these
そして、これら平面18a,18b,18c,18dに、誘電体基板15a,15b,15c,15d(送信アンテナ11,12,13,14)がそれぞれ取り付けられている。送信アンテナ11,12,13,14それぞれは、指向性アンテナであり、例えば、第1の送信アンテナ11は、誘電体基板15aの前面に直交する方向(図2では、矢印Tx1方向)を指向方向としている。つまり、送信アンテナ11から送信される電波の最高強度の方向は、誘電体基板15aの前面に直交する方向(図2では、矢印Tx1方向)となる。なお、他の送信アンテナ12,13,14についても、送信アンテナ11と同様であり、各誘電体基板の前面に直交する方向(図2では、矢印Tx2,3,4方向)を指向方向としている。
以上より、送信アンテナ11,12,13,14は、凸面18に沿って水平方向に並んで設けられており、これら送信アンテナ11,12,13,14から前方に向かって水平方向に広い範囲で電波を放射することができる。
そして、受信アンテナ21,22,23,24は、鉛直面となる前記平面17に沿って配置されており、相互が平行である。これら受信アンテナ21,22,23,24が受信した信号(反射波)に基づいて、位相モノパルス方式により反射波の方位を測定することが可能となる。
As described above, the
The receiving
導波管ブロック7には複数の貫通孔が形成されており、各貫通孔を導波管としている。本実施形態(図2と図3参照)では、送信用として四つの導波管(貫通孔)31,32,33,34が、***している部分7bに形成されており、受信用として四つの導波管(貫通孔)35,36,37,38が、平板状の部分7aに形成されている。
導波管7の一面8側では、導波管31,32,33,34は凸面18において開口しており、導波管35,36,37,38は平面17において開口している。これら導波管31〜38それぞれは、直線状に形成された貫通孔からなり、管軸方向(管長方向)が直線状となる。つまり、導波管31〜38それぞれの管軸方向は、前後方向と一致する。なお、本実施形態の導波管31〜38それぞれは、導波管ブロック7を板厚方向に貫通して形成した角孔(隅部がアール形状を有する角孔)によるものである。
A plurality of through holes are formed in the
On the one
送信用となる導波管31,32,33,34について説明する。第1の導波管31は、凸面18の内の第1の平面18aにおいて開口しており、第2の導波管32は第2の平面18bにおいて開口しており、第3の導波管33は第3の平面18cにおいて開口しており、第4の導波管34は第4の平面18dにおいて開口している。また、これら導波管31,32,33,34は、横方向(水平)に並んで設けられており、正面視、各開口端は横方向(水平方向)に並んでいる。そして、これら導波管(貫通孔)31,32,33,34は、導波管ブロック7の他面9側においても開口している。なお、この他面9は平面からなる(図2参照)。
The
そして、導波管31,32,33,34それぞれの一面8側における開口端側に、変換器16a,16b,16c,16d(図1参照)が位置する。導波管31,32,33,34は、送信アンテナ11,12,13,14それぞれと変換器16a,16b,16c,16dを介して電磁的に結合される。
And
以上のように、本実施形態のアンテナ装置1では、送信用アンテナ部10は、四つの誘電体基板15a,15b,15c,15d、及び四つの送信アンテナ11,12,13,14を有している。誘電体基板15a,15b,15c,15dは、導波管ブロック7の凸面18に設けられている。そして、これら誘電体基板15a,15b,15c,15d上に、送信アンテナ11,12,13,14が設けられており、送信アンテナ11,12,13,14は、導波管31,32,33,34と電磁的に結合される構成となる。
As described above, in the antenna device 1 of this embodiment, the transmitting
そして、凸面18の平面18a,18b,18c,18dは、それぞれ異なる方向に面していることから、これら平面18a,18b,18c,18d上に設けられる誘電体基板15a,15b,15c,15dも、それぞれ異なる方向に面して配置される。このため、四つの送信アンテナ11,12,13,14は、凸面18に沿って並んで配置された構成となり、これら送信アンテナ11,12,13,14の指向方向は、それぞれ異なる方向に向く。
Since the
このように、送信アンテナ11,12,13,14の指向方向は、それぞれ異なる方向に向いているが、これら送信アンテナ11,12,13,14と電磁的に結合される導波管31,32,33,34の管軸方向は、全て同じ方向に向いている。本実施形態では、導波管31,32,33,34の管軸方向は、前後方向と一致しており、全ての管軸方向は平行である。なお、管軸方向とは、導波管の中心線に沿った方向である。
また、受信アンテナ21,22,23,24用の導波管35,36,37,38の管軸方向も全て同じ方向(前後方向)に向いている。
Thus, the directivity directions of the
In addition, the tube axis directions of the
以上の構成を備えたアンテナ装置1によれば、四つの送信アンテナ11,12,13,14が導波管ブロック7の凸面18に沿って並んで配置されていることで、これら送信アンテナ11,12,13,14からの全放射ビームの範囲を広くして、広角な検知エリアを得ることが可能となる。本実施形態では、各送信アンテナ(例えば、送信アンテナ11)から送信される電波の最高強度の方向が、誘電体基板(15a)の前面に直交する方向であり、この方向を中心として水平方向に±30度の範囲に対して(有効な利得が得られる)電波を送信している。このため、四つの送信アンテナ11,12,13,14により、前方方向(平板状の部分7aにおける前面に直交する方向)を中心として水平方向に±90度の範囲に対して(有効な利得が得られる)電波を送信することが可能となる。
According to the antenna device 1 having the above configuration, the four
そして、これら送信アンテナ11,12,13,14の指向方向は、それぞれ異なる方向に向いているが、これら送信アンテナ11,12,13,14と電磁的に結合される四つの導波管31,32,33,34の管軸方向は全て同じ方向(前後方向)に向いて導波管ブロックに形成されている。このため、隣り合う導波管(31と32、32と33、33と34)は平行となり、重ならない。このため、これら導波管31,32,33,34を整列して設けることができ、導波管ブロック7の小型化が可能となり、アンテナ装置1を小型化することができる。
The directivity directions of the
また、図2に示すように、導波管ブロック7の一面(前面)8と反対側の他面(後面)9のうち、送信アンテナ用の四つの導波管31,32,33,34が開口する領域は平面からなる。本実施形態では、受信アンテナ用の四つの導波管31,32,33,34が開口する領域も、平面からなり、他面9は全面にわたって平面からなる。
そして、この他面9側に、回路基板5が設けられている。回路基板5は、図示しないが、送信アンテナ11,12,13,14、及び受信アンテナ21,22,23,24を制御する制御回路、及びこの制御回路から延びて各導波管と電磁的に結合される伝送線路を有している。
As shown in FIG. 2, four
The
導波管ブロック7の他面9側には、前記のとおり回路基板5(図2参照)が設けられるが、本実施形態では、導波管ブロック7の他面9は全面にわたって平面からなるため、この回路基板5を平板形状とすることができる。
また、この回路基板5には、複数の導波管(31〜34,35〜38)それぞれを電磁的に結合する変換器も設けられるが、これら変換器を、平面である一領域に集約して配置(一列に並べて配置)することができ、回路構成を簡略化することが可能となる。
The circuit board 5 (see FIG. 2) is provided on the other surface 9 side of the
The
更に、本実施形態では、凸面18は、四つの平面18a,18b,18c,18dが折れ角度を有して並んで構成された面からなり、これら平面18a,18b,18c,18dそれぞれに、誘電体基板15a,15b,15c,15dを介して、送信アンテナ11,12,13,14が設けられている。このため、送信アンテナ11,12,13,14及び誘電体基板15a,15b,15c,15dも、平面状及び平板状に構成することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the
なお、このように、送信アンテナ及び誘電体基板を平面状及び平板状に構成するために、送信アンテナ11,12,13,14が形成されている誘電体基板15a,15b,15c,15dを、共通の単一基板4(図4参照)を切断して得た基板から構成している。
つまり、図4に示すように、単一基板4(の右側半分の領域)には、四つの送信アンテナ11,12,13,14となるアンテナパターン、及び変換器16a,16b,16c,16dが形成されている。そこで、この単一基板4を、一つの送信アンテナ及び一つの変換器を含む範囲毎に切断する。なお、図4では、切断線を二点鎖線で示している。
In this way, in order to configure the transmission antenna and the dielectric substrate in a planar shape and a flat plate shape, the
That is, as shown in FIG. 4, on the single substrate 4 (on the right half of the area), there are four antenna patterns to be the
具体的に説明すると、単一基板4から切断した第1の基板片4aは、第1の送信アンテナ11が形成された誘電体基板15aとなり、この誘電体基板15aが、図3に示す凸面18の第1の平面18aに固定される。そして、単一基板4から切断した第2の基板片4bは、第2の送信アンテナ12が形成された誘電体基板15bとなり、この誘電体基板15bが、図3に示す凸面18の第2の平面18bに固定される。これと同様に、単一基板4から切断した第3(第4)の基板片4c(4d)は、送信アンテナ13(14)が形成された誘電体基板15c(15d)となり、この誘電体基板15c(15d)が、図3に示す凸面18の第3の平面18c(第4の平面18d)に固定される。
More specifically, the
この構成によれば、単一基板4に四つのアンテナパターン等を形成し、この単一基板4を、一つの送信アンテナ等を含む範囲毎に切断して四つの基板片4a,4b,4c,4dとし、これら基板片4a,4b,4c,4dを導波管ブロック7に取り付けることで送信用アンテナ部10を得ることができる。
According to this configuration, four antenna patterns and the like are formed on the single substrate 4, and the single substrate 4 is cut for each range including one transmission antenna and the like, so that four
また、図4において、単一基板4の残りの領域(左側半分の領域)には、四つの受信アンテナ21,22,23,24となるアンテナパターン及び変換器26a,26b,26c,26dが形成されている。そこで、これらが形成されている単一基板4の残部を、図3に示す平板状の部分7aの前面に固定する。これにより、受信用アンテナ部10を構成することができる。
In FIG. 4, antenna patterns and
なお、この図4に示す実施形態では、四つの誘電体基板15a,15b,15c,15dは、アンテナパターンが形成された共通の単一基板4を「切断」して得た基板からなる場合について説明したが、他の構成により、送信用アンテナ部10を構成してもよい。
つまり、図4に示す前記単一基板4を、導波管ブロック7の凸面18の形状に合わせて、折り曲げて構成してもよい。具体的に説明すると、送信アンテナ11,12,13,14が形成されている誘電体基板15a,15b,15c,15dは、これら送信アンテナ11,12,13,14となるアンテナパターンが形成された共通の単一基板4を、凸面18の形状に合わせて、折り曲げて得た基板からなるように構成してもよい。この場合、単一基板4に四つのアンテナパターンを形成し、この単一基板4を、凸面18の形状に合わせて折り曲げ、この折り曲げた単一基板4を導波管ブロック7に取り付けることでアンテナ装置1を構成することができる。単一基板4を「切断」する場合、誘電体基板はそれぞれ独立した基板となるが、単一基板4を「折り曲げる」場合、誘電体基板は一体である基板からなる。
In the embodiment shown in FIG. 4, the four
In other words, the single substrate 4 shown in FIG. 4 may be bent according to the shape of the
図5は、他の形態を有するアンテナ装置の一部(送信用アンテナ部10)を示す断面図である。前記実施形態では、導波管ブロック7は凸面18を有しており、この凸面18に送信用アンテナ部10を設ける場合について説明したが、図5では、導波管ブロック7は凹面19を有しており、この凹面19に送信用アンテナ部10が設けられている。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a part of the antenna device having another form (transmitting antenna unit 10). In the above embodiment, the
すなわち、図5に示すアンテナ装置では、導波管ブロック7は、一面8側に凹面19を有しており、この凹面19において開口する複数(図例では3つ)の貫通孔が形成されており、これら貫通孔が送信アンテナ用の導波管41,42,43となる。
そして、送信用アンテナ部10は、誘電体基板44,45,46、及びこれら誘電体基板44,45,46上に設けられている複数(図例では3つ)の送信アンテナ(コムラインアンテナ)47,48,49を有している。
凹面19は、それぞれ異なる方向に面している平面19a,19b,19cを有しており、これら平面19a,19b,19cに誘電体基板44,45,46を介して送信アンテナ47,48,49が設けられている。そして、送信アンテナ47,48,49は、導波管41,42,43と(変換器を介して)電磁的に結合される。
That is, in the antenna device shown in FIG. 5, the
The transmitting
The
送信アンテナ47(48,49)はそれぞれ、前記実施形態と同様に、誘電体基板44(45,46)の前面に直交する方向を指向方向とする指向性アンテナである。これら送信アンテナ47,48,49は、凹面19に沿って水平方向に並んで配置されており、この凹面19の平面19a,19b,19cは、それぞれ異なる方向に面していることから、送信アンテナ47,48,49の指向方向がそれぞれ異なる方向に向くこととなる。
Each of the transmission antennas 47 (48, 49) is a directional antenna whose directional direction is a direction orthogonal to the front surface of the dielectric substrate 44 (45, 46), as in the above embodiment. These
このように、送信アンテナ47,48,49の指向方向はそれぞれ異なる方向に向いているが、これら送信アンテナ47,48,49と電磁的に結合される複数の導波管41,42,43の管軸方向は全て同じ方向(前後方向)に向いている。
このため、隣り合う導波管(41と42、42と43)は平行となり、重ならない。したがって、これら導波管41,42,43を整列して設けることができ、導波管ブロック7の小型化が可能となり、アンテナ装置1を小型化することができる。
なお、受信用アンテナ部20の構成は、図1及び図2に示す実施形態と同じであり、ここでは説明を省略する。
Thus, the directivity directions of the
For this reason, the adjacent waveguides (41 and 42, 42 and 43) are parallel and do not overlap. Therefore, these
The configuration of the receiving
また、前記各実施形態のアンテナ装置1では、複数の送信アンテナ11,12,13,14(41,42,43)は、(図1を参考にすると)その給電線路の線路方向(線路長手方向)が、地面に対して垂直となる方向に配置される。このため、各送信アンテナにおいて、複数の放射素子は上下方向に並ぶ。そして、これら送信アンテナ11,12,13,14(41,42,43)は、平行となる。
また、一つの送信アンテナ(11)に含まれるこれら放射素子(11a)の数は、複数の送信アンテナ11,12,13,14(41,42,43)による水平方向に並ぶ放射素子の数(本実施形態の場合四つ)よりも多くなる。
In the antenna device 1 of each of the embodiments, the plurality of
The number of these radiating elements (11a) included in one transmission antenna (11) is the number of radiating elements arranged in the horizontal direction by the plurality of
このため、放射ビームの水平方向の放射角度の範囲を広くすることができるのに対して、垂直方向の放射角度の範囲を水平方向よりも狭くすることができ、このアンテナ装置1を車両前方に搭載することで、車両前方の地面付近の障害物や、車両前方の他の車両の感知に適したアンテナ装置1となる。 For this reason, the range of the radiation angle in the horizontal direction of the radiation beam can be widened, whereas the range of the radiation angle in the vertical direction can be made narrower than the horizontal direction. By mounting, the antenna device 1 is suitable for sensing obstacles near the ground in front of the vehicle and other vehicles in front of the vehicle.
また、本実施形態(図1参照)では、各送信アンテナ(11)において、給電線路(11a)の両側に放射素子(11b)が設けられており、これら放射素子(11b)は上下方向交互に位置している。そして、給電線路(11a)を挟んで両側にそれぞれ位置する放射素子(11b)の列の水平方向の間隔は、自由空間波長の半分の値に設定されている。これにより、各送信アンテナ(11)において、サイドローブ及びヌル点の発生を抑制することができる。 Moreover, in this embodiment (refer FIG. 1), in each transmitting antenna (11), the radiating element (11b) is provided in the both sides of the feed line (11a), and these radiating elements (11b) are alternately turned up and down. positioned. The horizontal spacing between the rows of the radiating elements (11b) located on both sides of the feeder line (11a) is set to a half value of the free space wavelength. Thereby, generation | occurrence | production of a side lobe and a null point can be suppressed in each transmission antenna (11).
なお、アンテナ装置1は、図示する形態に限らず他の形態のものであってもよい。例えば、前記実施形態では、凸面18(凹面19)は、複数の平面を組み合わせて構成した形状であるが、断面が凸状(又は凹状)の円弧となる曲面であってもよい。この場合、この曲面に合わせて、誘電体基板15a〜15dも曲面となる。
Note that the antenna device 1 is not limited to the illustrated form, and may have another form. For example, in the above-described embodiment, the convex surface 18 (concave surface 19) has a shape configured by combining a plurality of planes, but may be a curved surface whose section is a convex (or concave) arc. In this case, the
図7は、アンテナ装置の従来例の説明図であり、(A)は正面図、(B)はA−A矢視の断面図、(C)はB−B矢視の断面図である。このアンテナ装置(従来例)では、三つの送信アンテナ81,82,83を有しているのに対して、図7(B)に示すように、導波管84は一つである。導波管84から給電された電力は、誘電体基板85に設けられている共振素子84a、短絡板84b、平面線路84c、及び接地板84dを含む変換器87を介して、誘電体基板85に形成されている給電線路86に給電される。
給電線路86は分岐(三分岐)しており、それぞれが送信アンテナ81,82,83に繋がっている。また、このアンテナ装置(従来例)では、前記実施形態のアンテナ装置(例えば図1参照)と同様に、送信アンテナ81,82,83が導波管ブロック7の凸面18に沿って並んで設けられている。このため、給電線路86は、その途中部86a,86bにおいて凸面18により屈曲しており、また、送信アンテナ81,83のために別の途中部86c,86dにおいて90度の角度で折れ曲がっている。このため、これら途中部86a,86b,86c,86dにおいて不要な放射が行われ、給電線路86の電力損失が大きくなる。
7A and 7B are explanatory views of a conventional example of an antenna device, where FIG. 7A is a front view, FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line AA, and FIG. 7C is a cross-sectional view taken along the line BB. This antenna device (conventional example) has three
The
これに対して、図6に示すアンテナ装置(実施例)の場合、図1に示す実施形態と同様に、一つの送信アンテナ(11)に対して一つの導波管(31)が設けられている。このため、図7に示す従来例のような給電線路の折れ曲がりが無くなり、不要な放射が行われたり、電力損失が大きくなったりするのを防ぐことができる。
なお、この図6に示す実施形態では、図4を参考にして説明した実施形態と同様に、送信アンテナ11,12,13が形成されている誘電体基板15a,15b,15cは、これら送信アンテナ11,12,13となるアンテナパターンが形成された共通の単一基板4を、導波管ブロック7の凸面18の形状に合わせて、折り曲げて得た基板からなる。
On the other hand, in the case of the antenna device (example) shown in FIG. 6, one waveguide (31) is provided for one transmission antenna (11) as in the embodiment shown in FIG. Yes. For this reason, the bending of the feed line as in the conventional example shown in FIG. 7 is eliminated, and unnecessary radiation and increase in power loss can be prevented.
In the embodiment shown in FIG. 6, as in the embodiment described with reference to FIG. 4, the
また、図6に示すアンテナ装置では、左右の送信アンテナ11,13では、導波管31,33の管軸方向と、誘電体基板15a,15cの法線方向とが交差しているため、共振素子51は台形であるが、中央の送信アンテナ12では、導波管32の管軸方向と、誘電体基板15bの法線方向とが一致しているため、共振素子51は長方形又は正方形である。
In the antenna device shown in FIG. 6, in the left and right transmitting
アンテナ用ユニット2は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、図2に示す実施形態では、凸面18が、四つの平面18a,18b,18c,18dから構成されている場合を説明し、図6に示す実施形態では、凸面18が、三つの平面18a,18b,18cから構成されている場合を説明したが、平面の数は変更可能であり、また、この平面と同数の送信アンテナが設けられる。そして、この送信アンテナと同数の導波管が導波管ブロック7に形成され、これら導波管の管軸方向は同方向となる。
The
1:アンテナ装置 2:アンテナ用ユニット 4:単一基板
6:アンテナ部 7:導波管ブロック 8:一面
9:他面 11,12,13,14:送信アンテナ(コムラインアンテナ)
15a〜15d:誘電体基板 18:凸面 18a〜18d:平面
19:凹面 31,32,33,34:導波管(貫通孔) J:管軸方向
1: Antenna device 2: Antenna unit 4: Single substrate 6: Antenna portion 7: Waveguide block 8: One side 9:
15a to 15d: Dielectric substrate 18:
Claims (5)
前記導波管ブロックの前記凸面又は凹面を有する一面側に設けられている誘電体基板、及び当該誘電体基板上に設けられ前記複数の導波管と結合される複数のアンテナを有しているアンテナ部と、
を備え、
前記複数のアンテナは前記凸面又は凹面に沿って並んで配置されて当該複数のアンテナの指向方向がそれぞれ異なる方向に向いており、
当該複数のアンテナと結合される前記複数の導波管の管軸方向は同じ方向に向いていることを特徴とするアンテナ装置。 A waveguide block having a convex surface or a concave surface and having a plurality of through holes that are open in the convex surface or the concave surface and having the through hole as a waveguide;
A dielectric substrate provided on one side of the waveguide block having the convex surface or concave surface, and a plurality of antennas provided on the dielectric substrate and coupled to the plurality of waveguides; An antenna section;
With
The plurality of antennas are arranged side by side along the convex surface or the concave surface, and the directivity directions of the plurality of antennas are different from each other,
The antenna apparatus according to claim 1, wherein tube directions of the plurality of waveguides coupled to the plurality of antennas are oriented in the same direction.
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