JP6456716B2 - アンテナユニット - Google Patents

Description

本発明は、アンテナユニットに関するものであり、例えば二つのアンテナが受信した電波の位相差に基づいて電波（反射波）の到来角度を検出するために用いられるアンテナユニットに関する。

近年、ミリ波レーダー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、及び方位を取得する。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。

他車両の方位を取得するためには、反射波の到来角度を検出すればよく、その検出方式として、二つのアンテナが受信した電波の位相差に基づくモノパルス方式（位相モノパルス方式）が知られている。モノパルス方式用のアンテナユニットは、例えば特許文献１に示すように、複数のアンテナを備えている。

特開２０１０−２１２９４６号公報

図８は、従来のモノパルス方式用のアンテナユニットの一例を示す説明図である。このアンテナユニットは、一対のアンテナ９１，９２を有している。図９は、図８に示す一対のアンテナ９１，９２それぞれの指向性を説明するためのシミュレーション結果を示すグラフである。図９において、細い実線が第１アンテナ９１の結果であり、太い実線が第２アンテナ９２の結果である。なお、比較のために図９には、第１アンテナ９１と形状が同じであるアンテナを一つのみ有する場合の指向性のシミュレーション結果を、破線により示している。

アンテナが一つである場合（図９の破線）、基準角度（０°）を中心として左右対称の指向性が得られる。これに対して、図８に示すように一対のアンテナ９１，９２を並べて構成した場合、第１アンテナ９１の指向性（図９の細い実線）はプラスの角度側で利得が最も高く、第２アンテナ９２の指向性（図９の太い実線）はマイナスの角度側で利得が最も高くなっている。つまり、第１アンテナ９１の指向性がプラス側に歪み、第２アンテナ９２の指向性がマイナス側に歪んでいる。これにより、図９に示すアンテナユニットの場合、第１アンテナ９１の指向性と第２アンテナ９２の指向性とは、基準角度（０°）を中心として左右非対称となる。

このように指向性が歪む理由は、２つのアンテナ９１，９２が接近して設けられていることから、これらアンテナ間のアイソレーションの影響によるものと考えられる。つまり、給電していない一方のアンテナ（９２）側においても、給電している他方のアンテナ（９１）とのアイソレーションの影響で、給電する場合と同様に共振することが原因であると考えられる。

ここで、前記のようなモノパルス方式で用いられるアンテナユニットでは、図８に示すように、一対のアンテナ９１，９２を並べて配置する必要があるが、第１アンテナ９１の指向性が一方側（プラス側）に歪み、第２アンテナ９２の指向性が他方側（マイナス側）に歪み、これらアンテナ９１，９２の指向性が基準角度（０°）を中心として左右非対称になっていると、電波（反射波）の到来角度の検出誤差が大きくなる可能性がある。例えば、一対のアンテナ９１，９２の指向性が非対称となっていることで、一方のアンテナ９１では正確に検知できる反射波を、他方のアンテナ９２では正確に検知できない可能性がある。

したがって、図１０に示すように、アイソレーションは、隣り合うアンテナの間隔が広くなると改善されることから、図８に示すアンテナユニットにおいても、アンテナ９１，９２の間隔Ｄを大きくすればよい。しかし、この場合、アイソレーションの改善に反して、モノパルス方式のセンシングでは電波（反射波）の到来角度の検出範囲が狭くなってしまうという問題が生じる。
つまり、レーダーとして検出範囲を広くするためにはアンテナの間隔を狭くするのが好ましいが、この間隔を狭くするとアンテナそれぞれの指向性に歪が生じてレーダーとしての性能を低下させてしまうおそれがある。

そこで、本発明は、アンテナの間隔が狭くなっていても、各アンテナの指向性の歪みが生じにくくなるアンテナユニットを提供することを目的とする。

本発明のアンテナユニットは、基板の面内に並んで設けられている複数の給電アンテナと、当該面内において当該複数の給電アンテナの両側に設けられている無給電アンテナと、を備え、前記給電アンテナのそれぞれは、給電線路及び当該給電線路から給電される複数の放射素子を有するアンテナ本体部を備え、前記無給電アンテナのそれぞれは、その隣に設けられている前記給電アンテナの前記アンテナ本体部と同じアンテナ形状を有する無給電本体部と、当該無給電本体部の端部から延在しているスタブと、を備えている。

本発明によれば、給電アンテナの間隔が狭くなっていても、各給電アンテナにおいて、その隣に存在している無給電アンテナによる影響と、その給電アンテナを挟んで反対側に存在しているアンテナによる影響とが同等となることで、各給電アンテナの指向性の歪が生じにくくなる。

また、前記スタブは、当該スタブを有する前記無給電アンテナの共振状態と、当該スタブを有する当該無給電アンテナの隣に設けられている前記給電アンテナを挟んで反対側に存在するアンテナの共振状態と、が同じとなるように設定された長さを有しているのが好ましい。
このようにスタブの長さを設定することで、各給電アンテナにおいて、その隣に存在している無給電アンテナによる影響と、その給電アンテナを挟んで反対側に存在しているアンテナによる影響とが、同等となるようにすることが可能となる。

また、本発明のアンテナユニットは、基板の面内に並んで設けられている複数の給電アンテナと、当該面内において当該複数の給電アンテナの両側に設けられている無給電アンテナと、を備え、前記無給電アンテナのそれぞれは、その隣に設けられている前記給電アンテナを挟んで反対側に存在するアンテナと、共振状態が同じとなるように設定されたアンテナ形状を有している。

本発明によれば、給電アンテナの間隔が狭くなっていても、各給電アンテナにおいて、その隣に存在している無給電アンテナによる影響と、その給電アンテナを挟んで反対側に存在しているアンテナによる影響とが同等となることで、各給電アンテナの指向性の歪が生じにくくなる。

また、前記無給電アンテナのそれぞれは、その隣に設けられている前記給電アンテナのアンテナ本体部と同じアンテナ形状を有する無給電本体部と、当該無給電本体部の端部から延在しているスタブと、を有していることによって、その隣に設けられている前記給電アンテナを挟んで反対側に存在するアンテナと、共振状態が同じとなるように設定されている。
このような無給電アンテナの形状とすることで、各給電アンテナの指向性の歪が生じにくくなるアンテナユニットが得られる。

また、前記スタブは、下記に定義する長さを有しているのが好ましい。
前記スタブの長さ＝Ｌ＋ｎ×（λ／２）
ただし、０＜Ｌ＜λ／２
ｎ＝０以上の整数
λ＝前記無給電アンテナを伝播する電波の波長
このようにスタブの長さを設定することで、各給電アンテナにおいて、その隣に存在している無給電アンテナによる影響と、その給電アンテナを挟んで反対側に存在しているアンテナによる影響とが、同等となるようにすることが可能となる。
また、このようにスタブの長さを設定することによって、無給電アンテナの終端に吸収体を設けて反射を抑えるためのマッチングを行う必要がなく、アンテナユニットの構成を簡素化することが可能となる。

本発明のアンテナユニットによれば、アンテナの間隔が狭くなっていても、アンテナそれぞれの指向性の歪みが生じにくくなる。この結果、本発明のアンテナユニットを、例えばモノパルス方式の受信アンテナとして用いる場合、給電アンテナの間隔を狭くして、電波（反射波）の到来角度の検出範囲を広くすることが可能となる。

アンテナユニットの概略構成を示す説明図である。 図１に示すアンテナユニットの給電側の部分を示す説明図である。 アンテナユニットに含まれる第１給電アンテナの指向性を説明するためのシミュレーション結果を示すグラフである。 スタブの長さと、給電アンテナの指向性の歪み程度とを示すグラフである。 各アンテナで共振する高周波信号を複素数で表現（フェーザ表示）した図である。 図１に示すアンテナユニットに関する、第１給電アンテナに給電している状態での電界強度部分布を示している説明図である。 別の形態を有するアンテナユニットに含まれる第１給電アンテナの指向性を説明するためのシミュレーション結果を示すグラフである。 従来のモノパルス方式用のアンテナユニットの一例を示す説明図である。 図８に示す一対のアンテナそれぞれの指向性を説明するためのシミュレーション結果を示すグラフである。 アンテナ間隔とアイソレーションとの関係を示すグラフである。

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に示す本実施形態のアンテナユニット５は、二つの給電アンテナ１０，２０を備えており、これら給電アンテナ１０，２０が受信した電波の位相差に基づいて電波の到来角度を検出するモノパルス方式用の受信アンテナユニットである。特に、このアンテナユニット５は、図外の送信アンテナから送信された電波の反射波を受信するレーダー用のアンテナユニットであり、給電アンテナ１０，２０はマイクロストリップアンテナからなる。図１は、このアンテナユニット（受信アンテナユニット）５の概略構成を示す説明図である。

アンテナユニット５は、第１給電アンテナ１０と第２給電アンテナ２０とを備えている。第１給電アンテナ１０と第２給電アンテナ２０とは、基板７の面内に並んで設けられている。これらアンテナ１０，２０が並んで設けられている方向（図１において左右方向）を横方向と定義する。前記基板７は板状の誘電体からなり、以下において、この基板７を誘電体基板７という。

第１給電アンテナ１０は、第１の変換器１から延びる線路１ａと繋がっている給電線路１１、及びこの給電線路１１から給電される複数の放射素子１２を有している。第２給電アンテナ２０は、第２の変換器２から延びる線路２ａと繋がっている給電線路２１、及びこの給電線路２１から給電される複数の放射素子２２を有している。本実施形態の第１給電アンテナ１０は、１０個の放射素子１２を有しており、第２給電アンテナ２０は、１０個の放射素子２２を有している。

第１の変換器１と第２の変換器２とは同じ構成であり、これら変換器１，２は、図外の第１及び第２の導波管の端部に設けられている。変換器１（２）は、前記導波管及び線路１ａ（２ａ）間で電力変換を行っており、線路１ａ（２ａ）を介する給電線路１１（２１）への給電点となる。

図２は、図１に示すアンテナユニット５の給電側の部分を示す説明図である。第１給電アンテナ１０において、給電線路１１は、最も給電側の放射素子１２ａまでの線路であり、この給電線路１１と１０個の放射素子１２とを含む部分を第１給電アンテナ１０の「アンテナ本体部１５」と定義する。また、第２給電アンテナ２０において、給電線路２１は、最も給電側の放射素子２２ａまでの線路であり、この給電線路２１と１０個の放射素子２２とを含む部分を第２給電アンテナ２０の「アンテナ本体部２５」と定義する。

第１給電アンテナ１０は、線路１ａ、変換器１（図１参照）及び前記導波管を介して、図外の集積回路（モノリシックマイクロ波集積回路）と接続されており、第２給電アンテナ２０は、線路２ａ、変換器２（図１参照）及び前記導波管を介して、図外の集積回路（モノリシックマイクロ波集積回路）と接続されている。そして、本実施形態では、第１給電アンテナ１０及び第２給電アンテナ２０の線路内を伝播する電波の波長をλとする。

また、第１給電アンテナ１０は、反射を抑制するために、線路１ａの途中にマッチングパターン部１３を更に有している。これと同様に、第２給電アンテナ２０は、反射を抑制するために、線路２ａの途中にマッチングパターン部２３を更に有している。

第１給電アンテナ１０において（図１参照）、給電線路１１は、平面線路であり、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなる。放射素子１２は平面アンテナであり、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなる。放射素子１２の長さ寸法Ｘ１はλ／２であり、隣り合う放射素子１２，１２間における給電線路１１の長さ寸法Ｘ１１はλ／２である。長さ寸法Ｘ１，Ｘ１１は、給電線路１１の線路延伸方向の寸法である。

第２給電アンテナ２０において（図１参照）、給電線路２１は、平面線路であり、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなる。放射素子２２は平面アンテナであり、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなる。放射素子２２の長さ寸法Ｘ２はλ／２であり、隣り合う放射素子２２，２２間における給電線路２１の長さ寸法Ｘ２１はλ／２である。長さ寸法Ｘ２，Ｘ２１は、給電線路２１の線路延伸方向の寸法である。

第１給電アンテナ１０と第２給電アンテナ２０とは横方向に並んで設けられている。なお、前記横方向は、給電線路１１，２１の線路延伸方向に直交する方向となる。また、このアンテナユニット５を例えば車両の車体に設置した状態では、前記線路延伸方向は上下方向となり、横方向は水平方向となる。

本実施形態の第１給電アンテナ１０では、給電線路１１を中心として放射素子１２が設けられており、アンテナ本体部１５は、給電線路１１を中心として左右対称の形状を有している。また、第２給電アンテナ２０では、給電線路２１を中心として放射素子２２が設けられており、アンテナ本体部２５は、給電線路２１を中心として左右対称の形状を有している。そして、第１給電アンテナ１０と第２給電アンテナ２０とは同じ形状であり、アンテナユニット５の中心線Ｐを挟んで左右対称の配置にある。

アンテナユニット５は、一対の給電アンテナ１０，２０の他に、一対の無給電アンテナ３０，４０を備えている。第１無給電アンテナ３０と第２無給電アンテナ４０とは、誘電体基板７の面内において第１及び第２給電アンテナ１０，２０の横方向の両側に設けられている。つまり、誘電体基板７の一つの面に、第１無給電アンテナ３０、第１給電アンテナ１０、第２給電アンテナ２０、及び第２無給電アンテナ４０が、この順で横方向に並んで設けられている。

第１無給電アンテナ３０は、無給電線路３１、及びこの無給電線路３１と繋がっている複数の無給電素子３２を有している。無給電線路３１は、その横方向隣に位置する給電線路１１と同じ形状を有する平面線路であり、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなる。第１無給電アンテナ３０は、放射素子１２と同数（１０個）の無給電素子３２を有している。各無給電素子３２は、その横方向隣に位置する放射素子１２と同じ形状を有した導電性薄膜からなり、誘電体基板７に形成されている。
そして、この第１無給電アンテナ３０において、１０個の無給電素子３２と無給電線路３１とを含む部分を第１無給電アンテナ３０の「無給電本体部３５」と定義する。以上より、第１無給電アンテナ３０は、その隣に設けられている第１給電アンテナ１０のアンテナ本体部１５と同じアンテナ形状を有する無給電本体部３５を有している構成となる。

更に、この第１無給電アンテナ３０は、この無給電本体部３５の端部３５ａ（図２参照）から延在しているスタブ３６を有している。スタブ３６は、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなる。本実施形態のスタブ３６は、端部３５ａに位置する無給電素子３２（３２ａ）から延在しており、無給電線路３１の延長線に沿って所定長さを有するようにして形成されている。このスタブ３６の長さＬについては後に説明する。

第２無給電アンテナ４０は、無給電線路４１、及びこの無給電線路４１と繋がっている複数の無給電素子４２を有している。無給電線路４１は、その横方向隣に位置する給電線路２１と同じ形状を有する平面線路であり、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなる。第２無給電アンテナ４０は、放射素子２２と同数（１０個）の無給電素子４２を有している。各無給電素子４２は、その横方向隣に位置する放射素子２２と同じ形状を有した導電性薄膜からなり、誘電体基板７に形成されている。
そして、この第２無給電アンテナ４０において、１０個の無給電素子４２と無給電線路４１とを含む部分を第２無給電アンテナ４０の「無給電本体部４５」と定義する。以上より、第２無給電アンテナ４０は、その隣に設けられている第２給電アンテナ２０のアンテナ本体部２５と同じアンテナ形状を有する無給電本体部４５を有している構成となる。

更に、この第２無給電アンテナ４０は、この無給電本体部４５の端部４５ａ（図２参照）から延在しているスタブ４６を有している。スタブ４６は、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなり、本実施形態のスタブ４６は、端部４５ａに位置する無給電素子４２（４２ａ）から延在しており、無給電線路４１の延長線に沿って所定長さを有するようにして形成されている。なお、このスタブ４６の長さＬについては後に説明する。第１無給電アンテナ３０のスタブ３６と、第２無給電アンテナ４０のスタブ４６とは、同じ形状である。

第１無給電アンテナ３０及び第２無給電アンテナ４０は、給電アンテナ１０，２０のように変換器１，２に接続されておらず、前記スタブ３６及び前記スタブ４６が終端となっており、これら無給電アンテナ３０，４０に対しては給電が行われていない。つまり、無給電アンテナ３０，４０は、実質的にレーダーとして使用しないアンテナである。

また、本実施形態のアンテナユニット５では、図１に示すように、第１給電アンテナ１０と第２給電アンテナ２０との横方向の間隔寸法をＤ_０とすると、第１無給電アンテナ３０と第１給電アンテナ１０との横方向の間隔寸法もＤ_０であり、また、第２無給電アンテナ４０と第２給電アンテナ２０との横方向の間隔寸法もＤ_０である。つまり、全てのアンテナは等間隔に設けられている。

以上の構成を備えたアンテナユニット５によれば、給電アンテナ１０，２０が並んで設けられており、しかも、これら給電アンテナ１０，２０の間隔Ｄ_０が狭いことから、相互で影響を及ぼし合って、給電アンテナ１０，２０それぞれにおいて指向性の歪が生じるはずであるが、これら給電アンテナ１０，２０の隣に無給電アンテナ３０，４０が設けられていることで、このような歪を生じにくくしている。
すなわち、給電アンテナ１０，２０の間隔Ｄ_０が狭くなっていても、第１給電アンテナ１０において、その左隣に存在している第１無給電アンテナ３０による影響と、この第１給電アンテナ１０を挟んで反対側（図１の場合、右側）に存在している第２給電アンテナ２０（及び第２無給電アンテナ４０を含むアンテナ群）による影響とを同等としている。これにより、第１給電アンテナ１０の指向性の歪が生じにくくなる。つまり、第１給電アンテナ１０の水平面における指向性を、略０°とすることができる（指向性の歪がなくなる）。

そして、第２給電アンテナ２０においても、その右隣に存在している第２無給電アンテナ４０による影響と、この第２給電アンテナ２０を挟んで反対側（図１の場合、左側）に存在している第１給電アンテナ１０（及び第１無給電アンテナ３０を含むアンテナ群）による影響とを同等としている。これにより、第２給電アンテナ２０の指向性の歪が生じにくくなる。つまり、第２給電アンテナ２０の水平面における指向性を、略０°とすることができる（指向性の歪がなくなる）。

そして、第１給電アンテナ１０と第２給電アンテナ２０とは同じ構成であり、これら第１給電アンテナ１０と第２給電アンテナ２０とは同じ特性を有することから、０°の位置で、第１給電アンテナ１０の利得と第２給電アンテナ２０の利得とを同等とさせる（一致させる）ことが可能となる。
以上より、２つの給電アンテナ１０，２０それぞれの指向性を、基準角度（０°）を中心として対称とすることができ、従来のように（図８及び図９参照）一対のアンテナ９１，９２の指向性が非対称となっていることで、一方のアンテナ９１では検知できる反射波を、他方のアンテナ９２では検知できないというような不具合の発生を防止することが可能となる。

ここで、図３は、前記アンテナユニット５に含まれる第１給電アンテナ１０の指向性を説明するためのシミュレーション結果を示すグラフである。図３において、実線が、図１に示すアンテナユニット５に含まれる第１給電アンテナ１０の結果を示している。このアンテナユニット５（図１参照）は、前記のとおり、無給電アンテナ３０，４０を備えており、各無給電アンテナ３０（４０）は、その隣に設けられている給電アンテナ１０（２０）のアンテナ本体部１５（２５）と同じアンテナ形状を有する無給電本体部３５（４５）と、この無給電本体部３５（４５）の端部３５ａ（４５ａ）から延在しているスタブ３６（４６）とを有している。そして、図１に示すアンテナユニット５では、アンテナの間隔寸法Ｄ_０が２ｍｍであり、この場合のスタブ３６（４６）の長さ寸法Ｌ（最適値）は０．７２ｍｍである。図３に示す実線のグラフによれば、０．７２ｍｍのスタブ３６（４６）を有する無給電アンテナ３０（４０）を設けることにより、給電アンテナ１０の指向性は基準角度（０°）を中心として対称となる。なお、他方の給電アンテナ２０の指向性も同様に、基準角度（０°）を中心として対称となる。

これに対して、図３の破線で示すグラフは、給電アンテナ１０，２０の横方向両側に、図１に示す無給電本体部３５（４５）のみを有する無給電アンテナを設けた場合の結果である。つまり、図３に示す破線のグラフは、図１に示すスタブ３６（４６）が設けられていない場合の結果であり、この場合、給電アンテナの指向性には歪が生じている。この図３に示すシミュレーション結果によれば、無給電アンテナ３０（４０）は、所定長さに設定されたスタブ３６（４６）が必要である。

スタブ３６（４６）の長さＬについて更に説明する。なお、第１無給電アンテナ３０のスタブ３６と第２無給電アンテナ４０のスタブ４６とは同じ形状であることから、ここでは、第１無給電アンテナ３０のスタブ３６の長さＬについて図２により説明する。
スタブ３６は、第１給電アンテナ１０に給電した場合に、このスタブ３６を有する第１無給電アンテナ３０の共振状態と、この第１無給電アンテナ３０の隣に設けられている第１給電アンテナ１０を挟んで反対側に存在するアンテナ２０，４０の共振状態と、が同じとなるように設定された長さＬを有している。このように第１給電アンテナ１０の横方向両側のアンテナにおける共振状態を同じとするためには、本実施形態（図１参照）の場合、スタブ３６の長さＬを０．７２ｍｍとすればよい（図３参照）。

このスタブ３６の長さＬは、アンテナユニット５に含まれる各アンテナの形状に応じて設定される値であり、第１給電アンテナ１０において、その隣に存在している第１無給電アンテナ３０による影響と、この第１給電アンテナ１０を挟んで反対側に存在しているアンテナ２０，４０による影響とを、同等とするためには、長さＬを０（ゼロ）よりも大きく、λ／２よりも小さい範囲の所定の値に設定される（０＜Ｌ＜λ／２）。つまり、本実施形態では、長さＬは、０（ゼロ）よりも大きく１．３３５ｍｍ（＝λ／２＝２．６７ｍｍ／２）よりも小さい値として、０．７２ｍｍに設定されている。

なお、本実施形態において、スタブ３６の長さＬを、０．７２ｍｍに設定する以外に、この長さＬ（０．７２ｍｍ）に、（λ／２）の整数倍を加えた長さとすることができる。
つまり、スタブ３６は、下記式（１）に定義する長さＫを有していればよい。
スタブ３６の長さＫ＝Ｌ＋ｎ×（λ／２） ・・・（１）
ただし、０＜Ｌ＜λ／２
ｎ＝０以上の任意の整数
λ＝無給電アンテナ３０を伝播する電波の波長
本実施形態では、Ｌは０．７２ｍｍであり、λは、無給電アンテナ３０を伝播する電波の波長として、スタブ３６内の波長（λ＝２．６７ｍｍ）である。

図４は、スタブ３６の長さＫ（横軸）と、給電アンテナの指向性の歪み程度（縦軸）とを示すグラフ（シミュレーション結果）である。図４では、前記歪み程度（縦軸）を指向性の「対称度」として示しており、本実施形態では、プラス側２０°の利得とマイナス側２０°の利得との差としている。図４において、スタブ３６の長さＫが０．７２ｍｍでは、これら利得の差（対称度）はゼロであり、対称性を有していることを示している。この図４において、スタブ３６の長さＫがλ／２の長さ毎に変化しても、同じ指向性を有していることから、前記式（１）を満たすことが、図４に示すシミュレーション結果から明らかである。

以上より、スタブ３６の長さＫ（Ｌ）を設定することで、第１給電アンテナ１０において、その左隣に存在している無給電アンテナ３０による影響と、この第１給電アンテナ１０を挟んで反対側（右側）に存在しているアンテナ２０，４０による影響とが、同等となり、第１給電アンテナ１０の指向性の歪が生じにくくなる。また、他方の第２給電アンテナ２０においても同様に、第２無給電アンテナ４０の存在により、指向性の歪が生じにくくなる。
また、このようにスタブの長さＫ（Ｌ）を設定することにより、無給電アンテナ３０（４０）の終端に吸収体を設けて反射を抑えるためのマッチングを行う必要がなく、また、無給電アンテナ３０（４０）には、給電アンテナ１０，２０のように変換器１，２までの線路１ａ，２ａ（配線）が不要であるため、アンテナユニット５の構成を簡素化、及び省スペース化することが可能となる。

ここで、前記のとおり、所定の長さＫ（Ｌ）を有するスタブ３６，４６を備えた無給電アンテナ３０，４０を、第１及び第２給電アンテナ１０，２０の両側に設けることで、各給電アンテナの指向性に歪が生じにくくなる理由は、以下のように推測される。これについて図５を参照して説明する。なお、ここでは、第１給電アンテナ１０の指向性に関して説明するが、第２給電アンテナ２０の指向性においても同様である。

図５は、第１無給電アンテナ３０、第２給電アンテナ２０、及び第２無給電アンテナ４０それぞれで共振する（各アンテナを伝播する）高周波信号を複素数で表現（フェーザ表示）した図である。図５（Ａ）は、第１無給電アンテナ３０において放射される電波の振幅と位相のベクトルＳ１を示し、図５（Ｂ）は、第２給電アンテナ２０において放射される電波の振幅と位相のベクトルＳ２を示し、図５（Ｃ）は、第２無給電アンテナ４０において放射される電波の振幅と位相のベクトルＳ３を示している。図５（Ｄ）は、第２給電アンテナ２０において放射される電波の振幅と位相のベクトルＳ２と、第２無給電アンテナ４０において放射される電波の振幅と位相のベクトルＳ３とを合成したものである。

この合成したベクトルＳ４（図５（Ｄ）参照）は、図５（Ａ）に示す第１無給電アンテナ３０におけるベクトルＳ１と一致している。すなわち、第１給電アンテナ１０を挟んで、右側に存在している第２給電アンテナ２０において放射される電波と第２無給電アンテナ４０において放射される電波とを合成したと想定して得られる合成電波と、左側に存在している第１無給電アンテナ３０において放射される電波とは、振幅と位相が同じ（共振状態が同じ）となるように構成されている。これらアンテナ３０，２０，４０における電波の放射は、アンテナ１０に給電している状態において不要放射となるものである。

そして、第１無給電アンテナ３０では、スタブ３６の長さを変更することで、図５（Ａ）の破線矢印ａで示すように、この第１無給電アンテナ３０のアンテナ特性（共振特性）は変化することから、また、第２無給電アンテナ４０では、スタブ４６の長さを変更することで、図５（Ｃ）の破線矢印ｂで示すように、この第２無給電アンテナ４０のアンテナ特性（共振特性）は変化することから、前記合成アンテナのベクトルＳ４と、第１無給電アンテナ３０のベクトルＳ１とを一致させるためには、スタブ３６，４６の長さを所定の値に設定すればよい。
これにより、第１給電アンテナ１０の横方向一方側の第１無給電アンテナ３０による不要放射と横方向他方側の前記合成アンテナによる不要放射とが同等となり（アンテナ１０にとっては自身の左側と右側とに同じアンテナが存在すると錯覚する状態となり）、この第１給電アンテナ１０の指向性が所望の基準角度（０°）となる。

前記合成ベクトルＳ４に関して、前記のとおり、第１給電アンテナ１０の右隣に位置する第２給電アンテナ２０のみならず、更に右隣りの第２無給電アンテナ４０の影響（ベクトル）についても考慮している理由は、次のとおりである。
図６は、図１に示すアンテナユニット５に関する、第１給電アンテナ１０に給電している状態での電界強度部分布を示している。図１に示すアンテナユニット５の場合、第１給電アンテナ１０は、横方向一方側（左側）に隣接する第１無給電アンテナ３０の影響を受ける。また、横方向他方側（右側）では、その右隣に位置する第２給電アンテナ２０の影響のみならず、更にその右隣に位置する第２無給電アンテナ４０の影響も受けている。
したがって、本実施形態では、第１給電アンテナ１０の右隣に位置する第２給電アンテナ２０のみならず、更に右隣りの第２無給電アンテナ４０を考慮した合成ベクトルＳ４を、第１無給電アンテナ３０のベクトルＳ１と一致させるようにしている。

以上より、スタブ３６，４６を所定の長さに設定すれば、前記合成アンテナのベクトルＳ４と、第１無給電アンテナ３０のベクトルＳ１とを一致させることができ、第１給電アンテナ１０の横方向両側におけるアンテナの影響を同等とすることによって、第１給電アンテナ１０の指向性に歪が生じにくいようにすることが可能となる。

前記実施形態（図１）では、無給電アンテナ３０は、その隣の第１給電アンテナ２０のアンテナ本体部１５と同じアンテナ形状を有する無給電本体部３５を有する場合について説明したが、これ以外の形態を有していてもよい。つまり、前記のとおり、第１給電アンテナ１０の指向性に歪が生じにくいようにするためには、前記合成アンテナのベクトルＳ４と、第１無給電アンテナ３０のベクトルＳ１とを一致させればよく、このために、スタブ３６，４６を所定の長さに設定すればよい。したがって、第１無給電アンテナ３０（無給電本体部３５）は、アンテナ本体部１５と完全に同じアンテナ形状を有しておらず、少なくとも一部で相違していてもよい。この場合であっても、無給電アンテナ３０，４０において、スタブ３６，４６を、ベクトルＳ４，Ｓ１を一致させることができる長さに設定すればよい。つまり、前記相違を解消できる長さにスタブ３６，４６を設定して、合成アンテナの共振状態と、第１無給電アンテナ３０の共振状態とが同じとなるようにすればよい。

以上より、第１無給電アンテナ３０は、その隣に設けられている第１給電アンテナ１０を挟んで反対側に存在するアンテナ２０，４０（アンテナ群；合成アンテナ）と、共振状態が同じとなるように設定されたアンテナ形状を有していればよく、また、第２無給電アンテナ４０は、その隣に設けられている第２給電アンテナ２０を挟んで反対側に存在するアンテナ１０，３０（アンテナ群；合成アンテナ）と、共振状態が同じとなるように設定されたアンテナ形状を有していればよい。

図１では、給電アンテナ１０，２０の間隔Ｄ_０が２ｍｍである場合に、スタブ３６，４６の長さＬを０．７２ｍｍとした無給電アンテナ３０，４０を有しているアンテナユニット５について説明した。
この間隔Ｄ_０を変更した場合、給電アンテナ間のアイソレーションも変化し、スタブ３６，４６の長さＬも変更される。例えば、給電アンテナ１０，２０の間隔Ｄ_０を２．３５ｍｍとした場合、図７に示すように、スタブ３６，４６の長さＬを、０．６５ｍｍ（最適値）とすれば、給電アンテナ１０（２０）の指向性の歪が生じにくくなり、基準角度（０°）を中心として左右対称の指向性を有することができる。つまり、無給電アンテナ３０（４０）は、その隣に設けられている給電アンテナ１０（２０）を挟んで反対側に存在するアンテナ（アンテナ群）と、共振状態が同じとなるように、スタブ３６，４６の長さＬが０．６５ｍｍに設定されたアンテナ形状を有していればよい。図７は、アンテナユニット５に含まれる第１給電アンテナ１０の指向性を説明するためのシミュレーション結果を示すグラフである。図７の実線で示すグラフが、第１給電アンテナ１０の結果を示しており、図７の破線で示すグラフは、スタブ３６（４６）が設けられていない場合の結果である。

以上のように、前記各形態のアンテナユニット５によれば、給電アンテナ１０，２０の間隔Ｄ_０が狭くても、各給電アンテナ１０，２０の指向性の歪が生じにくくなる。この結果、本実施形態のアンテナユニット５を、モノパルス方式用の受信アンテナとして用いる場合、給電アンテナ１０，２０の間隔Ｄ_０を狭くすることが可能となり、これにより、電波（反射波）の到来角度の検出範囲を広くすることが可能となる。

本発明の受信アンテナは、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、放射素子１２，２２の形状、及び無給電素子３２，４２の形状は図示した以外の形状であってもよい。
また、前記実施形態では、給電アンテナを２本とする場合について説明したが、３本以上であってもよく、この場合、これら３本（以上）の給電アンテナの横方向両側にそれぞれ無給電アンテナが設けられる。
また、アンテナユニット５の使用周波数帯は、マイクロ波帯やミリ波帯とすることができ、使用周波数帯に応じてアンテナ形状が設定される。

５：アンテナユニット ７：誘電体基板（基板） １０：第１給電アンテナ
１１：給電線路 １２：放射素子 １５：アンテナ本体部
２０：第２給電アンテナ ２１：給電線路 ２２：放射素子
２５：アンテナ本体部 ３０：無給電アンテナ ３５：無給電本体部
３６：スタブ ４０：無給電アンテナ ４５：無給電本体部
４６： スタブ

Claims (4)

1. 基板の面内に並んで設けられている複数の給電アンテナと、当該面内において当該複数の給電アンテナの両側に設けられている無給電アンテナと、を備え、
   前記給電アンテナのそれぞれは、給電線路及び当該給電線路から給電される複数の放射素子を有するアンテナ本体部を備え、
   前記無給電アンテナのそれぞれは、その隣に設けられている前記給電アンテナの前記アンテナ本体部と同じアンテナ形状を有する無給電本体部と、当該無給電本体部の端部から延在しているスタブと、を備えている、アンテナユニット。
2. 前記スタブは、当該スタブを有する前記無給電アンテナの共振状態と、当該スタブを有する当該無給電アンテナの隣に設けられている前記給電アンテナを挟んで反対側に存在するアンテナの共振状態と、が同じとなるように設定された長さを有している請求項１に記載のアンテナユニット。
3. 基板の面内に並んで設けられている複数の給電アンテナと、当該面内において当該複数の給電アンテナの両側に設けられている無給電アンテナと、を備え、
   前記無給電アンテナのそれぞれは、その隣に設けられている前記給電アンテナを挟んで反対側に存在するアンテナと、共振状態が同じとなるように設定されたアンテナ形状を有し、
   前記無給電アンテナのそれぞれは、その隣に設けられている前記給電アンテナのアンテナ本体部と同じアンテナ形状を有する無給電本体部と、当該無給電本体部の端部から延在しているスタブと、を備えていることによって、その隣に設けられている前記給電アンテナを挟んで反対側に存在するアンテナと、共振状態が同じとなるように設定されている、アンテナユニット。
4. 前記スタブは、下記に定義する長さを有している請求項１〜３のいずれか一項に記載のアンテナユニット。
   前記スタブの長さ＝Ｌ＋ｎ×（λ／２）
   ただし、０＜Ｌ＜λ／２
   ｎ＝０以上の整数
   λ＝前記無給電アンテナを伝播する電波の波長