JP6216268B2 - Antenna device - Google Patents
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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 antenna unit 6, a
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
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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