CN101728654A - 天线以及雷达装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线和雷达装置天线，目的在于：能够减少从馈电线辐射的泄漏电磁波所造成的影响。天线装置(1)由喇叭状部件(3)和天线基板(天线部)(2)构成，该喇叭状部件(3)具有开口，该天线基板(天线部)(2)被配置在喇叭状部件(3)的后部并且向喇叭状部件(3)的开口方向辐射电磁波。天线基板(2)具有介电基板(20)、偶极天线(21)和馈电线(23)，该介电基板(20)配置为与开口方向平行。偶极天线(21)由形成在介电基板(20)上的一对辐射元件21a、21b构成。馈电线(23)向偶极天线(21)供电，且形成在介电基板(20)。由于介电基板(20)配置为与开口方向平行，因此能够减少从馈电线辐射的泄漏电磁波所造成的影响。

Description

天线以及雷达装置

技术领域

本发明涉及天线以及雷达装置。

背景技术

至今为止，例如，贴片天线(patch antenna(microstrip line antenna))装置作为用于雷达等中的天线装置而被广泛使用(例如，参照专利文献1：日本特开平5-206729号公报)。

贴片天线装置由介电基板、贴片(patch)、地线和馈电线构成，该贴片由形成在介电基板的一面的薄膜导体构成，该地线形成在介电基板的另一面，该馈电线由形成在介电基板的上述一面且连接在贴片的一端的薄膜导体构成。在这样的贴片天线装置中，当通过馈电线向贴片供电时，在与基板正交的方向上会从贴片辐射出电磁波。

但是，在上述那样的贴片天线装置中，在与介电基板正交的方向上，会从与贴片一样位于基板上的馈电线辐射出由流过该馈电线的电流而产生的电磁波(以下称为泄漏电磁波)。由于从贴片辐射出的电磁波的方向与泄漏电磁波的方向相同，因此从贴片辐射出的电磁波受到了泄漏电磁波的影响。其结果，造成难以辐射出具有最初设计特性的电磁波。

发明内容

于是，本发明的目的在于：提供一种能够减少从馈电线辐射的泄漏电磁波所造成的影响的天线装置。

第一方面，本发明的天线装置具有喇叭状部件和天线部，该喇叭状部件具有开口，该天线部被配置在该喇叭状部件的后部并且向喇叭状部件的开口方向辐射电磁波。天线部包括基板、偶极天线和馈电线，该偶极天线由形成在基板上的一对辐射元件构成，该馈电线向偶极天线供电。

第二方面是在第一方面的基础上，馈电线形成在基板，基板配置为与开口方向平行。

第三方面是在第二方面的基础上，天线元件是包括形成在基板上的一对辐射元件的偶极天线。

第四方面是在第三方面的基础上，喇叭状部件包括覆盖含有馈电线的区域的屏蔽部。

第五方面是在第四方面的基础上，屏蔽部具有导电性部件。

第六方面是在第五方面的基础上，屏蔽部包括：第一板部，配置为与形成有馈电线的区域相对置并具有导电性，以及第二板部，配置为隔着基板与第一板部相对置并具有导电性。

第七方面是在第六方面的基础上，基板设置在第二板部。

第八方面是在第七方面的基础上，喇叭状部件包括第三板部，该第三板部连接在第一板部和第二板部的与开口方向相反一侧的端部。

第九方面是在第八方面的基础上，基板与第一板部之间的间隙是偶极天线所辐射的电磁波的波长的十分之一以上。

第十方面是在第九方面的基础上，馈电线的至少一部分被绝缘体覆盖着。

第十一方面，本发明的雷达装置包括：具有后部及开口部的喇叭状部件、馈电线、使馈电线供电来产生电波并将该电波从喇叭状部件辐射出的天线元件和对来自电磁波的目标对象的反射波进行接收的接收部。馈电线配置为与电波的辐射方向平行。

第十二方面是在第十一方面的基础上，馈电线形成在基板，基板配置为与开口方向平行。

第十三方面是在第十二方面的基础上，天线元件是包括形成在基板上的一对辐射元件的偶极天线。

第十四方面是在第十三方面的基础上，喇叭状部件包括覆盖含有馈电线的区域的屏蔽部。

第十五方面是在第十四方面的基础上，屏蔽部具有导电性部件。

第十六方面是在第十五方面的基础上，屏蔽部包括：第一板部，配置为与形成有馈电线的区域相对置并具有导电性，以及第二板部，配置为隔着基板与第一板部相对置并具有导电性。

第十七方面是在第十六方面的基础上，基板设置在第二板部。

第十八方面是在第十七方面的基础上，喇叭状部件包括第三板部，该第三板部连接在第一板部和第二板部的与开口方向相反一侧的端部。

第十九方面是在第十八方面的基础上，基板与第一板部之间的间隙是偶极天线所辐射的电磁波的波长的十分之一以上。

第二十方面是在第十九方面的基础上，馈电线的至少一部分被绝缘体覆盖着。

(发明的效果)

在经由馈电线向偶极天线供电时，会从偶极天线辐射出电磁波。通常，偶极天线在辐射电磁波时，在与一对辐射元件的排列方向正交的方向上所辐射的功率最大。偶极天线在与喇叭状部件的开口方向交叉的方向上所辐射的电磁波的一部分在喇叭状部件的里面反射，朝向开口方向。因此，与上述开口方向正交的方向的电磁波束的宽度变窄。从而能够使从偶极天线辐射出的电磁波的功率集中在上述开口方向上。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的天线装置的立体图。

图2是天线基板的立体图。

图3(a)是天线基板的平面图，图3(b)是天线基板的底面图。

图4是图3的IV-IV线剖面图。

图5是图4的局部放大图。

图6是天线装置的立体图。

图7是本发明的第二实施方式所涉及的天线装置的立体图。

图8是表示本发明的天线装置的指向性的图表。

图9是表示本发明的天线装置的指向性的图表。

图10是表示本发明的天线装置的指向性的图表。

图11是表示本发明的天线装置的指向性的图表。

图12是表示本发明的天线装置的指向性的图表。

图13是表示本发明的天线装置的指向性的图表。

图14是表示本发明的天线装置的指向性的图表。

图15是表示本发明的天线装置的指向性的图表。

图16是表示本发明的天线装置的指向性的图表。

具体实施方式

(第一实施方式)

对本发明的天线及雷达装置的第一实施方式进行说明。

虽然本发明的天线装置1是用于例如船舶用雷达中的装置，但是其用途并不仅限于船舶，可广泛进行推广应用。

如图1所示，天线装置1由喇叭状部件(horn)3、天线基板(天线部)2和馈电管4构成，该喇叭状部件3具有开口，该天线基板(天线部)2配置在该喇叭状部件3的后部。将喇叭状部件3的开口方向设为z轴方向(或前方向)，将相对于地表方向垂直向上的方向设为x轴方向，将与z轴和x轴正交的方向设为y轴方向。

如图2及图3所示，天线基板2由介电基板20、偶极天线21和布线22构成，该偶极天线21形成在介电基板20且有8个，该布线22形成在介电基板20。

如图4所示，喇叭状部件3由喇叭状部件本体30、两个反射板31、32和屏蔽部33构成，该喇叭状部件本体30形成开口，该两个反射板31、32连结在该喇叭状部件本体30的基部，该屏蔽部33形成在两个反射板31、32之间。喇叭状部件3配置为其开口方向与平行于地表方向的方向一致。天线基板2载设在后面将要说明的屏蔽部33的下板35。

介电基板20构成天线基板2的外形。介电基板20是在y轴方向上较长的长方形薄板部件，配置为与yz平面平行。在介电基板20的前端部排列配置有8个偶极天线21，该8个偶极天线21在y轴方向上的间隔相等。在本实施方式中，虽然使偶极天线21的个数为8个，但是并不限定于8个，即可以是1个，也可以是8个以外的多个的数目。

偶极天线21由铜箔等薄膜导体构成，通过印刷等形成在介电基板20的表面。通常将这样通过印刷方法形成的偶极天线21称为平面偶极天线或印刷偶极天线。

各个偶极天线21由配置为相对于平行于z轴的直线对称的两个(一对)辐射元件21a、21b构成。如图5所示，辐射元件21a配置在介电基板20的上表面，辐射元件21b配置在介电基板20的下表面。

辐射元件21a、21b形成为在y轴方向上较长的长方形。辐射元件21a的y轴正侧端部与辐射元件21b的y轴负侧端部隔着介电基板20相对置。将辐射元件21a、21b的y轴方向的长度分别设定为从偶极天线21所辐射的电磁波的波长λ的1/4。

通常，偶极天线的指向性(电磁波辐射的角度与强度的关系)是朝向与两个辐射元件的排列方向正交的方向的辐射为最大。在两个辐射元件的排列方向(本实施方式中的y轴正方向及负方向)上的辐射大致为0。

如图2及图3所示，布线22形成在偶极天线21的后方。布线22与偶极天线21一样，由铜箔等薄膜导体构成，通过印刷方法形成在介电基板20的表面。

如图5所示，布线22由馈电线23和接地24构成，该馈电线23形成在介电基板20的上表面，该接地24形成在介电基板20的下表面。馈电线23和接地24构成所谓的微带线(microstrip line)。

接地24由接地本体24a和8个连接线24b构成。接地本体24a形成在介电基板20的下表面后侧大约一半的区域中。连接线24b从接地本体24a沿着z轴方向延伸形成，其前端连结在辐射元件21b的y轴负侧端部。

馈电线23由在y轴方向上延伸的干线23a和从干线23a分支出的8条支线23b构成。干线23a形成在介电基板20的上表面后侧区域，即，形成在接地本体24a的反面。8条支线23b分别从干线23a分支并沿着z轴方向延伸。8条支线23b在y轴方向上以相等间隔配置。支线23b的前端连结在辐射元件21a的y轴正侧端部。因此，支线23b配置为与连接线24b隔着介电基板20相对置。

在干线23a的y轴方向的中央形成有供电部23c。如图1所示，馈电管4的后面将要说明的中心导体4a连接在供电部23c。在本实施方式中，将供电部23c设置在干线23a的中央部，也可以设置在干线23a的端部。

如图3所示，干线23a及支线23b的宽度并不固定，可以变化。通过改变干线23a及支线23b的宽度，来调整提供给8个偶极天线21的功率。

馈电线23最好根据后面将要说明的间隙D的大小和所提供的功率的大小，而用合成树脂等绝缘体覆盖着，但也可以不用绝缘体覆盖。

如上所述，喇叭状部件3由喇叭状部件本体30、两个反射板31、32和屏蔽部33构成。如图1及图6所示，喇叭状部件3在整个y轴方向上的剖面形状大致不变。喇叭状部件本体30、两个反射板31、32和屏蔽部33在y轴方向的长度大致是由相同长度形成的。喇叭状部件3是由铜或铝等金属材料形成的。

如图4所示，喇叭状部件本体30由在天线基板2的两面侧上下对称地配置的一对板部件构成。在本实施方式中，构成喇叭状部件本体30的一对板部件以越靠前方越向外扩展的方式配置。也可以平行配置上述一对板部件。

两个反射板31、32分别连结在喇叭状部件本体30的基部。两个反射板31、32在上下方向上排列配置，分别与z轴方向正交。

在两个反射板31、32之间隔有天线基板2，反射板31、32位于偶极天线21的后方。偶极天线21与反射板31、32的前面在z轴方向上的距离A(参照图4)是按照从偶极天线21辐射出的电磁波的波长而设定的。具体地说，电磁波从偶极天线21向后方辐射，在反射板31、32反射而朝向前方。以使电磁波的相位与从偶极天线21朝前方辐射的电磁波的相位一致的方式来设定距离A。

在反射板31的下端部与天线基板2的上表面之间形成有间隙D，反射板32的上端部抵接在天线基板2的下表面。反射板32上下方向的长度是以使天线基板2位于喇叭状部件本体30的上下方向中央的方式设定的。

屏蔽部33形成为在两个反射板31、32之间从反射板31、32朝后方突出。屏蔽部33由上板(第一板部)34、下板(第二板部)35和后板(第三板部)36构成。

上板34的前端部连结在反射板31的下端部，下板35的前端部连结在反射板32的上端部。即，上板34隔着反射板31连结在喇叭状部件本体30的基部。下板35隔着反射板32连接在喇叭状部件本体30的基部。上板34及下板35分别与x轴正交，并配置为隔着天线基板2相对置。

在下板35的上表面载有天线基板2，通过螺丝等固定着。更具体地说，形成有天线基板2的接地本体24a的部分载设在下板35。天线基板2的前侧大约一半朝着喇叭状部件本体30侧突出。由此能够使天线基板2稳定地固定在喇叭状部件3上。并且，在下板35形成有贯穿馈电管4的贯穿孔(省略图示)。

上板34配置为与天线基板2的形成有馈电线23的区域相对置。在上板34与天线基板2之间形成有间隙D。例如，最好该间隙D是从偶极天线21所辐射的电磁波的波长λ的1/10～1/2，更理想的是波长λ的1/10～1/3。

后板36与z轴正交，以堵住上板34与下板35之间的间隙的方式，连结在上板34及下板35的后方端部。

如图6所示，在上板34与后板36的y轴方向的中央部形成有缺口部37。最好缺口部37在y轴方向上的长度例如是支线23b在y轴方向上的配置间隔以下。能够通过设置缺口部37，很容易地用螺丝等将天线基板2固定在下板35。在本实施方式中，在屏蔽部33的y轴方向的中央部仅形成有一个缺口部37。缺口部37的个数及形成位置并不限定于此。

馈电管4用于向馈电线23供电，兼作喇叭状部件3的支撑柱。如图4所示，馈电管4在上下方向上延伸，贯穿形成在下板35的贯穿孔(省略图示)。馈电管4连结在天线基板2上。虽然省略图示，馈电管4包括中心导体4a、形成在中心导体4a外周的空气层或电介质层(省略图示)和形成在电介质层外周的外导体(省略图示)。中心导体4a贯穿介电基板20连接在供电部23c上，外导体(省略图示)连接在接地本体24a上。

在本实施方式中，让馈电管4贯穿下板35，从天线基板2的下表面向馈电线23供电。也可以让馈电管贯穿后板36(或缺口部37)，从天线基板2的上表面向馈电线23供电。此时，不再需要下板35的贯穿孔(省略图示)。

其次，对天线装置1的作用进行说明。

经由馈电管4及供电部23c所提供的电力在干线23a中传播之后，分别分支为8条支线23b，然后，被提供给偶极天线21。由此，各个偶极天线21被励振，辐射出电磁波。

这是从供电部23c供电，并从各个偶极天线21发送电磁波的情况，而接收时与上述路径的方向相反。即，通过各个偶极天线21所接收的功率是经由馈电线23传输给供电部23c的。

如上所述，通常，偶极天线在辐射电磁波时，朝向两个辐射元件的排列方向(本实施方式中的y轴正向及负向)所辐射的辐射功率为0，而朝向与两个辐射元件的排列方向正交的方向的辐射功率最大。

偶极天线21在与天线基板2交叉的方向上所辐射的电磁波的一部分在喇叭状部件本体30内侧的面反射，朝向前方。因此，x轴方向的电磁波束的宽度变小，能够使偶极天线21所辐射的电磁波的功率集中在前方。

由于反射板31、32配置在偶极天线21的后方，因此从偶极天线21向后方所辐射的电磁波在反射板31、32反射，朝向前方。从而能够使本来向后方辐射的电磁波的功率集中在前方。

并且，由于在y轴方向上配置有8个偶极天线21，因此从8个偶极天线21分别辐射出的电磁波合成在一起，使得y轴方向的电磁波束的宽度变小。其结果，能够使偶极天线21所辐射的电磁波的功率集中在前方。

这样一来，使得从天线装置1辐射出的电磁波的方向(主电磁波束方向)变为向前方(z轴方向)。

此时，由于在介电基板20上形成有向偶极天线21供电的馈电线23，因此在与介电基板20正交的方向(x轴方向)上辐射出因流过该馈电线23的电流而产生的电磁波(泄漏电磁波)。泄漏电磁波特别容易产生在馈电线23的分支点(干线23a与支线23b的连结点)和/或宽度产生变化之处。

由于与z轴方向平行地配置介电基板20，因此从偶极天线21辐射出的主电磁波束的方向(z轴方向)与从馈电线23辐射出的泄漏电磁波的方向正交。这样一来，能够使从偶极天线21辐射出的电磁波大致不受泄漏电磁波的影响，从而使天线装置1辐射出具有与设计时一样的特性的电磁波。

如上所述，上板34与下板35配置为隔着形成有天线基板2的馈电线23的区域相对置。这样一来，能够使从馈电线23辐射出的泄漏电磁波被关闭在上板34与下板35之间，从而抑制泄漏电磁波向外部泄漏的现象。因从馈电线23辐射出的泄漏电磁波而在上板34与下板35之间形成电磁场。由电磁场所产生的电磁波有时会泄漏到喇叭状部件本体30。但是，由于该电磁波没有特定的指向性，因此会朝向各个方向逐渐漏出。故而，大致不会对从偶极天线21朝向前方所辐射的电磁波造成任何影响。

由于用后板36堵住了上板34与下板35的后端部之间，因此能够确实地防止来自馈电线23的泄漏电磁波朝向后方漏出的现象。并且，当从偶极天线21朝向后方辐射出的电磁波进入了上板34与天线基板2之间时，电磁波会直接通过上板34与天线基板2之间，能够防止朝后方泄漏的现象。

在屏蔽部33形成有缺口部37。因此，看上去屏蔽部33内的泄漏电磁波好像会从缺口部37朝外部放出的。但是，从后面将要说明的模拟结果也可得知，只要缺口部37在y轴方向上的长度大致在支线23b的间隔以下，就大致不会发生泄漏电磁波从缺口部37朝外部放出的现象。因此能够防止泄漏电磁波朝外部放出的现象。

由于在所提供的功率非常大时，尤其是供电部23c附近的泄漏电磁波的功率变大，因此有时泄漏电磁波会从缺口部37向外部放出。使得屏蔽部33内的供电部23c附近的电磁场变弱。其结果能够通过泄漏电磁波的电磁场来防止从偶极天线21朝向前方辐射的电磁波紊乱的现象。

当上板34与天线基板2之间的间隙D比波长λ的1/10还小而过小时，上板34与天线基板2之间的电磁场会变强，由于该电磁场的影响造成不能向偶极天线21提供所希望的功率。故而，通过使上板34与天线基板2之间的间隙为波长λ的1/10以上，能够防止因上板34与天线基板2之间产生的电磁场而造成不能向偶极天线21提供所希望的功率的现象。

当上板34与天线基板2之间的间隙D，即，反射板31的下端部与天线基板2之间的间隙D比波长λ的1/2还大而过大时，在反射板31反射的电磁波与在反射板32反射的电磁波相比，要少很多。从而造成丧失了向前方所辐射的电磁波的指向性在上下方向上所具有的对称性。故而，通过使上板31与天线基板2之间的间隙D为波长λ的1/2以下，能够将向前方所辐射的电磁波的指向性在上下方向上的非对称性程度抑制在可容许的范围内。

并且，当上板34与天线基板2之间的间隙D比波长λ的1/3还大时，从偶极天线21向后方所辐射的电磁波进入上板34与天线基板2之间会变得容易。进入上板34与天线基板2之间的电磁波会在后板36反射而朝向前方。

此时，根据因偶极天线21与后板36的前面在z轴方向上的距离B(参照图4)，在后板36所反射的电磁波有时会对从偶极天线21向前方所辐射的电磁波的特性带来不良影响，因此最好按照波长λ来设定距离B。具体地说，从偶极天线21向后方所辐射的电磁波通过了上板34与天线基板2之间，在后板36反射而向前方发射。以使电磁波的相位与从偶极天线21向前方辐射出的电磁波的相位一致的方式来设定距离B即可。

另一方面，当使上板34与天线基板2之间的间隙D在电磁波的波长λ的1/3以下时，由于从偶极天线21向后方辐射出的电磁波难以进入上板34与天线基板2之间，因此能够在不考虑波长λ的情况下来设定距离B。这样一来，即使改变电磁波的波长λ，也能够使用相同的喇叭状部件3。尤其在提供的功率非常大，且间隙D较小时，若馈电线23没有被绝缘体覆盖，馈电线23与上板34或反射板31的下端部之间的电压差就会变大。因此，有时会在它们之间产生放电，造成不能向偶极天线供电的现象。当有可能产生这样的放电时，最好用绝缘体覆盖馈电线23。这样一来，能够抑制在馈电线23与上板34等之间产生放电的现象。

天线所辐射的电磁波的电场分量的方向与流过该天线的电流的流动方向一致。由于流过偶极天线21的电流方向主要是y轴方向，因此从偶极天线21辐射出的电磁波主要是电场分量的方向平行于地表方向的所谓水平偏振波。将电场分量的方向是垂直于地表方向的方向(x轴方向)的电磁波称为垂直偏振波。通常将水平偏振波用于船舶用雷达中。为了提高功率的传输效率，最好抑制交叉偏振波(与主偏振波正交的偏振波)的功率相对于从天线辐射出的主偏振波的功率的比例(交叉偏振波比)。

这里，在上述专利文献1所记载的贴片天线装置中，与本实施方式一样，当在平行于地表方向的规定方向(相当于图1中的z轴方向)上辐射电磁波时，相对于地表方向垂直地配置介电基板。由于贴片的结构是方形，因此在辐射电磁波时，电流在水平、垂直、斜向上流动。这样一来，虽然从贴片辐射出的电磁波的水平方向为主要分量，但是由于还存在垂直或斜向的分量，因此从贴片辐射出的电磁波的交叉偏振波比变差。而在本实施方式中，以线状辐射元件形成偶极天线21。故而，在辐射电磁波时难以在垂直或斜向上产生不需要的分量，能够抑制交叉偏振波比。

在上述天线装置1中，通过印刷方法在介电基板20形成有偶极天线21及布线22(馈电线23和接地24)。故而，能够用一个步骤来形成偶极天线21及布线22。与用棒状导体来构成偶极天线21或布线22时相比，较容易制造，并且能够降低制造成本。而且，由于在一个天线基板2配置有偶极天线21及布线22，因此能够很容易地安装在喇叭状部件3。

虽然在本实施方式中，屏蔽部33在y轴方向上的两端开口，但也可以通过金属制板部件封住。由此，能够更确实地防止从馈电线23所辐射的泄漏电磁波向外部泄漏的现象。并且，也可以用金属制板部件将喇叭状部件30本体在y轴方向的两端封住。这样一来，能够抑制从偶极天线21辐射出的电磁波在前方以外的方向上朝外部放出的现象。

虽然在本实施方式中，使天线基板2载在下板35而固定在喇叭状部件3上，但固定天线基板2用的结构并不限定于此。例如，也可以将天线基板2的后端部固定在后板36。此时，也可以在下板35与天线基板2之间设置间隙。并且，也可以使反射板31、32在上下方向的长度相同，在屏蔽部33的上下方向的中央部配置天线基板2。因此，从偶极天线21向后方所辐射的、在反射板31反射的电磁波与在反射板32反射的电磁波大致相同。使得向前方辐射的电磁波的指向性在上下方向上大致对称。

(第二实施方式)

其次，对本发明的第二实施方式进行说明。对与第一实施方式的结构相同的部件标注同一符号，在此对其说明加以适当的省略。

本实施方式的天线装置101的屏蔽部的结构与第一实施方式不同，其他结构与第一实施方式相同。如图7所示，本实施方式的屏蔽部133由上板134、下板135和两个侧板138、139构成。侧板138连结上板134和下板135的y轴正侧端部的彼此。侧板139连接上板134和下板135的y轴负侧端部的彼此。

最好上板134与天线基板2之间的间隙D例如是电磁波的波长λ的1/10～1/3。并且，上板134在z轴方向的长度只要是至少上板34与形成有介电基板20的馈电线23的区域相对置配置的长度，就对其长度并不作特别限定。

使用该结构的天线装置101，与上述第一实施方式一样，能够将从馈电线23辐射出的泄漏电磁波关在上板134与下板135之间，抑制泄漏电磁波向外部泄漏的现象。

由于通过使上板134与天线基板2之间的间隙D为电磁波的波长λ的1/3以下，来使从偶极天线21向后方所辐射的电磁波难以进入上板134与天线基板2之间，因此能够抑制电磁波从屏蔽部133的后端向外部放出的现象。

当如上述第一实施方式那样设置后板36时，必须将介电基板20在z轴方向的长度设定在偶极天线21到后板36的距离B以下。而在本实施方式中，由于不设置后板，因此介电基板20在z轴方向的长度不会受到任何限制。在本实施方式中，通过两个侧板138、139来连结上板134和下板135。但不设置后板36来连结上板134和下板135的结构并不限定于这样。例如，也可以通过形成有多个缝隙的板部件，来连结上板134和下板135的后端部。并且，例如，也可以在上板134和下板135的后端部之间配置y轴方向上排列的多个支柱，来连结上板134和下板135。

当像这样在上板134和下板135的后端部之间设置连结用的部件时，最好尽可能使该连结用的部件与偶极天线在z轴方向上的距离较长。这是因为这样做会较容易设定介电基板20在z轴方向上的长度之故。

以上，以第一实施方式及第二实施方式作为本发明的最佳实施方式进行了说明，也可以对上述实施方式进行以下的变更。

(1)在第一实施方式及第二实施方式中，分别将构成偶极天线21的两个辐射元件21a、21b形成在介电基板20的上表面和下表面，也可以形成在同一面上。

(2)在第一实施方式及第二实施方式中，将馈电线23形成在介电基板20上，也可以将馈电线23形成在介电基板20内。具体地说，也可以是介电基板20为多层结构，在层与层之间形成馈电线23。

(3)在第一实施方式及第二实施方式中，将用微带线作为布线22，布线22的种类并不限定于此。例如，也可以将在介电基板的同一面上形成接地与馈电线的共面线路(coplanar trace)用作布线。即使将这样的微带线以外的传输线路用于布线22，也会在与介电基板20正交的方向上从馈电线辐射出泄漏电磁波。

(4)喇叭状部件3也可以不具备屏蔽部33(133)。此时，需要将天线基板2固定在喇叭状部件3后部用的固定部(相当于下板35)。在不设置屏蔽部33(133)时，虽然从馈电线23辐射出的泄漏电磁波会向外部放出，但是能够获得从偶极天线21向前方辐射的电磁波不易受到泄漏电磁波的影响的效果。

(5)在第一实施方式及第二实施方式中，馈电管4兼作喇叭状部件3的支撑柱，也可以将喇叭状部件3直接安装在固定台等上。

以下说明在上述第一实施方式的结构中，使上板34与天线基板2之间的间隙D的大小发生变化时的模拟结果。

图8及图9分别表示间隙D为波长λ的1/4、1/2时的辐射特性。并且，图10～图12分别表示间隙D为波长λ的1/10、1/16、1/32时的辐射特性。

在图8～图12中，(a)表示yz平面的指向性，(b)表示xz平面的指向性。并且，在(a)、(b)中，黑线表示水平偏振波(主偏振波)分量的指向性，灰线表示垂直偏振波(交叉偏振波)分量的指向性。在(a)、(b)中，以偶极天线21为基准位置使z轴的正方向为0°，(a)的90°表示y轴的正方向，(b)的90°表示x轴的正方向。半径方向的轴表示以最大值为基准的相对增益(relative gain)(单位：dB)。另外，后面将要说明的图13～图16也是一样。

在模拟中，偶极天线21的个数为20个，全部并排配置在y轴方向上。介电基板20的介电常数为2.6，板的厚度为0.74mm，y轴方向的长度为430mm。喇叭状部件3的x轴方向的长度为86.06mm，z轴方向的长度为81.68mm，y轴方向的长度为430mm。将喇叭状部件本体30的开角度(opening angle)设定为垂直电磁波束的宽度成为25°左右的角度。偶极天线21与后板36的前面在z轴方向上的距离B是27mm。没有设置缺口部37。

图8及图9表示上述条件下的模拟结果。如两图所示，在间隙D为λ/2、λ/4时，朝向后方的辐射很少，所辐射的功率的大部分都集中在前方。在图9所示的间隙D为λ/2时，xz平面的指向性的对称性略微变差。可以认为这是因为间隙D越大，在反射板31所反射的电磁波与在反射板32所反射的电磁波相比，越少之故。所以，在上述第一实施方式的结构中，最好使间隙D在λ/2以下。

如图10所示，间隙D为λ/10时的指向性与为λ/4时的指向性(参照图8)大致相同。如图11所示，在间隙D为λ/16时，在yz平面的指向性中的-90°～+90°的范围内，增加了旁瓣(side lobe)(在与主电磁波束方向不同的方向上发生的不需要的辐射)。由于间隙D过小，因此上板34与下板35之间的电场变强。能够认为因此而造成不能对偶极天线21提供所希望的功率。所以，在上述第一实施方式的结构中，最好使间隙D在λ/10以上。

对在屏蔽部33没有设置后板36的情况下(上述第二实施方式的结构)，让间隙D的大小发生变化时的模拟结果进行说明。

图13及图14分别表示间隙D为λ的1/4、1/2时的辐射特性。除了没有设置后板36之外，其他模拟条件与上述模拟条件相同。

图8及图13所示的结果表示在间隙D为λ/4时，不管是否设置后板36，指向性大致都没有变化。具体地说，在没有设置后板36时，虽然朝向后方的交叉偏振波(xz平面、yz平面)略微增大，但是主偏振波大致没有变化。

图9及图14所示的结果表示在间隙D为λ/2时，若不设置后板36，则向后方辐射的电磁波会增大。

根据上述结果，可以理解为当间隙D较大时，由于从偶极天线21向后方辐射的电磁波很容易进入屏蔽部内，因此若不设置后板36，则电磁波会从屏蔽部的后端向后方放出。

相反，当间隙D较小时，由于从偶极天线21辐射出的电磁波几乎不会进入屏蔽部内，因此即使不具备后板36，也难以从屏蔽部的后端向外部放出。

在间隙D为λ/3时，不管是否设置后板36，指向性几乎都没有变化，省略模拟结果。因此，在没有设置后板36时，为了防止电磁波向后方放出，最好使间隙D在λ/3以下。

以下分别表示出在屏蔽部33设置有缺口部37和没有设置上板34时的模拟结果。

图15表示设置有缺口部37时的辐射特性。使缺口部37的个数为3个，3个缺口部37的位置是从屏蔽部33在y轴方向上的端部起算的全长的1/4、2/4、3/4的位置。缺口部37在y轴方向上的长度是20mm。该缺口部37的长度短于作为支线23b的间隔的21.67mm。图16表示没有设置上板34，设置有后板36时的辐射特性。另外，除了使间隙D为λ/4之外，其他模拟条件与上述模拟条件相同。

图8及图16的结果表示没有设置上板34时，在xz平面的指向性中，朝斜后上方(大约100～180°的范围)所辐射的电磁波增大。

并且，图8及图15的结果表示不管是否设置缺口部37，指向性几乎都没有变化。

虽然上述结果表示为了防止屏蔽部33内的电磁波朝向外部放出而必须设置上板34，但是即使在上板34产生相当于缺口部37左右的间隙，屏蔽部33内的电磁波也几乎不会从那里向外部漏出。

不管是使缺口部37的个数为一个，还是为两个，都与没有设置缺口部37时的指向性大致相同，这里对模拟结果加以省略。

Claims (20)

1.一种天线装置，包括：

具有后部及开口部的喇叭状部件；和

配置于上述后部、向上述开口部的开口方向辐射电磁波的天线部；

上述天线部包括：

基板；

在上述基板上形成的天线元件；

对上述天线元件供电的馈电线。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于：

上述基板配置为与上述开口方向平行，

上述馈电线形成于上述基板。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于：

上述天线元件是偶极天线。

4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于：

上述喇叭状部件包括覆盖含有上述馈电线的区域的屏蔽部。

5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于：

上述屏蔽部具有导电性部件。

6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于：

上述屏蔽部包括：

第一板部，配置为与形成有上述馈电线的区域相对置并具有导电性，以及

第二板部，配置为隔着上述基板与上述第一板部相对置并具有导电性。

7.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于：

上述基板设置在上述第二板部。

8.根据权利要求7所述的天线装置，其特征在于：

上述喇叭状部件包括第三板部，该第三板部连接在上述第一板部和上述第二板部的与上述开口方向相反一侧的端部。

9.根据权利要求8所述的天线装置，其特征在于：

上述基板与上述第一板部之间的间隙是上述偶极天线所辐射的电磁波的波长的十分之一以上。

10.根据权利要求9所述的天线装置，其特征在于：

上述馈电线的至少一部分被绝缘体覆盖着。

11.一种雷达装置，包括：具有后部及开口部的喇叭状部件；配置于上述后部、向上述开口部的开口方向辐射电磁波的天线部；和对来自上述电磁波的目标对象的反射波进行接收的接收部，其特征在于：

上述天线部包括：

基板；

在上述基板上形成的天线元件；

对上述天线元件供电的馈电线。

12.根据权利要求11所述的雷达装置，其特征在于：

上述基板配置为与上述开口方向平行，

上述馈电线形成于上述基板。

13.根据权利要求12所述的雷达装置，其特征在于：

上述天线元件是偶极天线。

14.根据权利要求13所述的雷达装置，其特征在于：

上述喇叭状部件包括覆盖含有上述馈电线的区域的屏蔽部。

15.根据权利要求14所述的雷达装置，其特征在于：

上述屏蔽部具有导电性部件。

16.根据权利要求15所述的雷达装置，其特征在于：

上述屏蔽部包括：

第一板部，配置为与形成有上述馈电线的区域相对置并具有导电性，以及

第二板部，配置为隔着上述基板与上述第一板部相对置并具有导电性。

17.根据权利要求16所述的雷达装置，其特征在于：

上述基板设置在上述第二板部。

18.根据权利要求17所述的雷达装置，其特征在于：

上述喇叭状部件包括第三板部，该第三板部连接在上述第一板部和上述第二板部的与上述开口方向相反一侧的端部。

19.根据权利要求18所述的雷达装置，其特征在于：

上述基板与上述第一板部之间的间隙是上述偶极天线所辐射的电磁波的波长的十分之一以上。

20.根据权利要求19所述的雷达装置，其特征在于：

上述馈电线的至少一部分被绝缘体覆盖着。

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