DE102019100995A1

DE102019100995A1 - Gruppenantenne

Info

Publication number: DE102019100995A1
Application number: DE102019100995.2A
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Minami
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2019-08-29
Also published as: US10749269B2; JP2019149784A; CN110212304A; JP6885359B2; US20190267719A1; CN110212304B

Abstract

Eine Gruppenantenne ist mit einer Zufuhrleitung mit einer ersten Zweigleitung und einer zweiten Zweigleitung, sowie einer Kopplungsleitung bereitgestellt. Für die erste Zweigleitung bereitgestellte Abstrahlbauelemente sind auf einer Seite der ersten Zweigleitung angeordnet. Für die zweite Zweigleitung bereitgestellte Abstrahlbauelemente sind auf einer Seite der zweiten Zweigleitung bereitgestellt, die der einen Seite gegenüberliegend ist. Ein Abstand von einem Kopplungsteil, bei dem die erste und die zweite Zweigleitung mit der Kopplungsleitung gekoppelt sind, zu einem Abstrahlbauelement, das von der Vielzahl der für die erste Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelemente am Nächsten zu dem Kopplungsteil ist, ist um eine elektrischer Länge von (2n-1)λ/2 größer als ein Abstand von dem Kopplungsteil zu einem Abstrahlbauelement, das von der Vielzahl der für die zweite Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelemente am Nächsten zu dem Kopplungsteil ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen eine Gruppenantenne.
Stand der Technik
Für diese Art von Antenne wurde beispielsweise eine planare Gruppenantenne mit einer sich linear erstreckenden Zufuhrstreifenleitung und einer Vielzahl von abstrahlenden Antennenbauelementen vorgeschlagen, die von der Leitung senkrecht hervorstehen (siehe die Druckschrift JP 2001-111330 A (Patentliteratur 1)). Ferner wurde eine Technologie/Technik vorgeschlagen, bei der eine Hilfsantenne aus zwei Elementantennen ausgebildet ist, die mit einem vorbestimmten Abstand getrennt voneinander in derselben Ebene bereitgestellt sind, die zu einer Hauptkeulenrichtung einer Hauptantenne senkrecht sind, und bei der Hochfrequenzsignale von den Elementantennen mit derselben Amplitude und entgegengesetzter Phase bei einer zu empfangenden Frequenz kombiniert werden (siehe die Druckschrift JP 2015-010823 A (Patentliteratur 2)).
Bei dieser Art von Antenne werden eine Strahlbreite und eine Richtwirkung als ein Index verwendet, der die Leistungsfähigkeit der Antenne angibt. Bei den Technologien/Techniken, die in den Patentliteraturen 1 und 2 offenbart sind, ist es jedoch schwer, die Antenne in einer solchen Weise zu entwerfen, dass eine Strahlbreite und die Richtwirkung eine gewünschte Breite und eine gewünschte Richtwirkung aufweisen, was technisch problematisch ist.
ERFINDUNGSZUSAMMENFASSUNG
In Hinblick auf die vorgenannten Probleme ist es daher eine Aufgabe der Ausführungsbeispiele der Offenbarung eine Gruppenantenne bereitzustellen, die die gewünschte Strahlbreite und die gewünschte Richtwirkung relativ einfach realisieren kann.
Die vorgenannte Aufgabe der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kann durch eine mit einer Zufuhrleitung bereitgestellte Gruppenantenne erlangt werden, die umfasst: eine erste Zweigleitung und eine zweite Zweigleitung, von denen sich jede in eine Richtung erstreckt, und von denen jede eine Vielzahl von Abstrahlbauelementen umfasst; und eine Kopplungsleitung, die dazu eingerichtet ist, die erste Zweigleitung und die zweite Zweigleitung zu koppeln oder zu kombinieren, wobei die Vielzahl von für die erste Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelementen auf einer Seite der ersten Zweigleitung bereitgestellt sind, die Vielzahl von für die zweite Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelemente auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der zweiten Zweigleitung bereitgestellt sind, und ein Abstand von einem Kopplungsteil, bei dem die erste und die zweite Zweigleitung an die Kopplungsleitung angekoppelt sind, zu einem Abstrahlbauelement von der Vielzahl der für die erste Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelemente, das am Nächsten zu dem Kopplungsteil ist, um eine elektrische Länge von (2n-1)λ/2 (wobei λ eine Wellenlänge und n eine natürliche Zahl ist) größer als ein Abstand von dem Kopplungsteil zu einem Abstrahlbauelement von der Vielzahl der für die zweite Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelemente ist, das am Nächsten zu dem Kopplungsteil ist.
Figurenliste

1 zeigt eine Draufsicht, die eine Gruppenantenne gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
2 zeigt eine charakteristische Darstellung, die ein Beispiel von Charakteristiken der Gruppenantenne gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
3A zeigt eine Draufsicht, die eine Gruppenantenne gemäß einem Abwandlungsbeispiel des ersten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
3B zeigt eine Draufsicht, die eine Gruppenantenne gemäß einem Abwandlungsbeispiel des ersten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
4 zeigt eine Draufsicht, die eine Gruppenantenne gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
5 zeigt eine charakteristische Darstellung, die ein Beispiel von Charakteristiken der Gruppenantenne gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
6 zeigt eine Draufsicht, die eine Gruppenantenne gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
7 zeigt eine Draufsicht, die eine Gruppenantenne gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
8A zeigt eine charakteristische Darstellung, die ein Beispiel von Eigenschaften der Gruppenantenne gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
8B zeigt eine charakteristische Darstellung, die ein Beispiel von Eigenschaften der Gruppenantenne gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
8C zeigt eine charakteristische Darstellung, die ein Beispiel von Eigenschaften der Gruppenantenne gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
9A zeigt eine Draufsicht, die eine Gruppenantenne gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
9B zeigt eine Draufsicht, die eine Gruppenantenne gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel veranschaulicht; und
10 zeigt eine charakteristische Darstellung, die ein Beispiel von Eigenschaften der Gruppenantenne gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Eine Gruppenantenne gemäß den Ausführungsbeispielen der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
<Erstes Ausführungsbeispiel>
Eine Gruppenantenne gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben.
(Konfiguration)
Eine Übersicht über die Gruppenantenne gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist unter Bezugnahme auf 1 erklärt. 1 zeigt eine Draufsicht, die die Gruppenantenne gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Darstellungen eines dielektrischen Substrates und einer Bodenplatte sind weggelassen. Dasselbe trifft auf 3A und 3B, 4, 6, 7 und 9 zu.
In 1 ist eine Gruppenantenne 1 eine horizontal polarisierte Gruppenantenne. Die Gruppenantenne 1 ist bereitgestellt mit: Zweigleitungen 12a und 12b, die zueinander benachbart sind und sich in einer Richtung (die eine auf eine Papieroberfläche vertikale Richtung ist) erstrecken; und einer Kopplungsleitung 11, die dazu eingerichtet ist, die Zweigleitungen 12a und 12b zu koppeln oder zu kombinieren. Die Kopplungsleitung 11 und die Zweigleitungen 12a und 12b bilden eine Zufuhrleitung der Gruppenantenne 1. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel bedeutet der Begriff die „Zweigleitungen 12a und 12b, die benachbart zueinander sind“ vorzugsweise die „Zweigleitungen 12a und 12b, die benachbart zueinander sind, ohne eine andere Zufuhrleitung (oder Zweigleitung) dazwischen einzubringen“.
Die Zweigleitung 12a ist mit einer Vielzahl von Abstrahlbauelementen 13a, 13b, 13c, 13d, 13e und 13f bereitgestellt, die dendritisch in eine die eine Richtung kreuzende Richtung und auf der gegenüberliegenden Seite der Zweigleitung 12b vorstehen. In derselben Weise ist die Zweigleitung 12b mit einer Vielzahl von Abstrahlbauelementen 13g, 13h, 13i, 13j, 13k und 131 bereitgestellt, die dendritisch in die die eine Richtung kreuzende Richtung und auf der gegenüberliegenden Seite der Zweigleitung 12a vorstehen. Insbesondere ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Gruppenantenne 1 in einer solchen Weise eingerichtet, dass ein Abstand von einem Kopplungsteil p1, bei dem die Zweigleitungen 12a und 12b mit der Kopplungsleitung 11 gekoppelt sind, zu dem Abstrahlbauelement 13f um eine elektrische Länge von (2n-1) λ/2 (wobei n eine natürliche Zahl ist) größer als ein Abstand von dem Kopplungsteil p1 zu dem Abstrahlbauelement 131 ist. Die „elektrische Länge“ ist eine Länge auf der Grundlage einer elektrischen Phasenänderungsmenge, und eine Länge, bei der die Phase sich um 360° ändert, ist äquivalent zu einer Wellenlänge.
In jeder der Zweigleitungen 12a und 12b wird aus einer elektrischen Energie, die von dem Kopplungsteil p1 zu einem Reflexionsende gerichtet ist (nachstehend als eine „fortschreitende Welle“ bezeichnet), und aus einer elektrischen Energie, die von dem Reflexionsende zu dem Kopplungsteil p1 gerichtet ist (nachstehend als „reflektierte Welle“ bezeichnet), eine stehende Welle erzeugt. Die Abstrahlbauelemente 13a, 13b, 13c, 13d, 13e und 13f sind jeweils an Teilen angeordnet, die den Knoten der in der Zweigleitung 12a erzeugen stehenden Welle entsprechen. In derselben Weise sind die Abstrahlbauelemente 13g, 13h, 13i, 13j, 13k und 131 jeweils an Teilen angeordnet, die den Knoten der in der Zweigleitung 12b erzeugten stehenden Welle entsprechen.
Ein Teil einer in die Kopplungsleitung 11 eingespeisten elektrischen Energie kann nacheinander mit jedem der Abstrahlbauelemente 13a, 13b, 13c, 13d, 13e und 13f über die Zweigleitung 12a eingekoppelt und abgestrahlt oder ausgesandt werden; und zwar kann eine elektrische Welle oder eine Radiowelle von jedem Abstrahlbauelement abgestrahlt werden. Darüber hinaus kann der andere Teil der in die Kopplungsleitung 11 eingespeisten elektrischen Energie nacheinander in jedes der Abstrahlbauelemente 13g, 13h, 13i, 13j, 13k und 131 mittels der Zweigleitung 12b eingekoppelt und abgestrahlt werden.
(Strahlbreite der Gruppenantenne)
Eine Gruppenantenne einer in der Patentschrift 1 offenbarten Art ist beispielsweise bereitgestellt mit: einer Zufuhrleitung, die auf einem dielektrischen Substrat ausgebildet ist, und die sich linear erstreckt; und einer Vielzahl von Abstrahlbauelementen, die direkt mit der Zufuhrleitung verbunden sind, und dendritisch hervorstehen. Eine Strahlbreite der Antennenanordnung verändert sich abhängig von einer Breite zwischen einem linken Abstrahlbauelement und einem rechten Abstrahlbauelement der Gruppenantenne (zum Beispiel ein Abstand zwischen einer Mitte eines Abstrahlbauelementes, das auf einer Seite der Zufuhrleitung hervorsteht und einer Mitte eines Abstrahlbauelementes, das auf der gegenüberliegenden Seite der einen Seite der Zufuhrleitung hervorsteht). Im Einzelnen wird mit zunehmender Breite zwischen den Abstrahlbauelementen die Strahlbreite verringert; nämlich wird das Richtvermögen verbessert. Andererseits wird mit geringerer Breite zwischen den Abstrahlbauelementen die Strahlbreite vergrößert; nämlich wird das Richtvermögen verringert.
Im Übrigen kann eine Ausbreitungsgeschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle in einem Medium (oder einer dielektrischen Substanz) durch eine dielektrische Konstante und eine magnetische Permeabilität des Mediums bestimmt sein. Die dielektrische Substanz weist eine relative Permeabilität von ungefähr 1 auf, und die Größe der Abstrahlbauelemente, die auf dem dielektrischen Substrat ausgebildet sind, können somit hauptsächlich in Übereinstimmung mit der dielektrischen Konstante des dielektrischen Substrats bestimmt sein. Falls daher die dielektrische Konstante des dielektrischen Substrates geändert wird, kann die Größe der Abstrahlbauelemente geändert werden. Mit anderen Worten, falls die dielektrische Konstante des dielektrischen Substrates geändert wird, kann die Breite zwischen den Abstrahlbauelementen geändert werden, und die Strahlbreite kann somit geändert werden.
Das dielektrische Substrat muss jedoch eine elektrische Leistungsfähigkeit wie etwa beispielsweise eine dielektrische Konstante und einen Verlust, und eine mechanische Leistungsfähigkeit, wie beispielsweise eine Stärke und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten oder dergleichen erfüllen. Es ist somit nicht leicht, Materialien des dielektrischen Substrates und ein Zusammensetzungsverhältnis zu ändern, und es ist schwer, die dielektrische Konstante des dielektrischen Substrates zur Erzielung einer gewünschten Strahlbreite zu ändern. Daher ist es ebenso schwierig, die Größe der Abstrahlbauelemente zur Erzielung einer gewünschten Strahlbreite zu ändern.
Die Gruppenantenne 1 ist mit den Zweigleitungen 12a und 12b als einem Teil der Zufuhrleitung bereitgestellt. Falls somit ein Abstand zwischen den Zweigleitungen 12a und 12b geändert wird, ist es möglich, die Breite zwischen den vorstehend beschriebenen Abstrahlbauelementen zu ändern, ohne die Größe der Abstrahlbauelemente 13a bis 131 zu ändern, das heißt, ohne die dielektrische Konstante des dielektrischen Substrates zu ändern.
(Eigenschaften einer Gruppenantenne)
Nachstehend sind Eigenschaften der Gruppenantenne 1 unter Bezugnahme auf 2 erklärt. 2 zeigt eine charakteristische Darstellung, die ein Beispiel der Eigenschaften der Gruppenantenne gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Eine durchgezogene Linie in 2 zeigt die Eigenschaften der Gruppenantenne 1 an (die hierbei ein Richtvermögen in der horizontale Ebene aufweist). Eine gepunktete Linie in 2 zeigt die Eigenschaften einer Gruppenantenne gemäß einem Vergleichsbeispiel an, bei dem die Zufuhrleitung nicht mit der Zweigleitung bereitgestellt ist (die beispielsweise die Gruppenantenne der in der Patentschrift 1 offenbarten Art ist).
In 2 nahe 0° ist der Gewinn der Gruppenantenne 1 (siehe die durchgezogene Linie) größer als der Gewinn der Gruppenantenne gemäß dem Vergleichsbeispiel (siehe die gepunktete Linie). Andererseits ist in einem Areal mit einem relativ großen Winkel der Gewinn der Gruppenantenne 1 deutlich geringer als der Gewinn der Gruppenantenne gemäß dem Vergleichsbeispiel. Mit anderen Worten kann gesagt werden, dass die Gruppenantenne 1 eine verringerte Strahlbreite oder ein verbessertes Richtvermögen im Vergleich zu der Gruppenantenne gemäß dem Vergleichsbeispiel aufweist.
In 2 sind links-rechts-asymmetrische Eigenschaften der Gruppenantenne 1, die durch die durchgezogene Linie angezeigt ist, vermutlich durch einen Unterschied einer Auslöschungsverteilung zwischen den linken und rechten Abstrahlbauelementen verursacht, zusätzlich zu einem vertikalen Versatz der linken und rechten Abstrahlbauelemente.
(Technische Wirkung)
Gemäß der Gruppenantenne 1 ist es möglich, die gewünschte Strahlbreite und das gewünschte Richtvermögen ohne eine Änderung der Größe der Abstrahlbauelemente 13a bis 131 durch eine Änderung des Abstands zwischen den Zweigleitungen 12a und 12b umzusetzen.
Die Gruppenantenne wird mitunter beispielsweise für ein fahrzeuggebundenes Radar verwendet. Bei Anbringung an einem Fahrzeug ist in vielen Fällen das Radar beispielsweise auf einem Emblem, einem Stoßfänger, auf der Rückseite einer Harzabdeckung oder dergleichen angeordnet. Hierbei weist die elektromagnetische Welle verschiedene Transmissionseigenschaften in einem Harzmaterial abhängig von ihrer polarisierten Welle auf. Falls das Harzmaterial im Einzelnen eine relativ geringe Steigung aufweist (das heißt, falls das Harzmaterial ungefähr senkrecht zu dem Boden steht), ist es eine bekannte Tatsache, dass eine horizontal polarisierte Welle in einer Weitwinkelrichtung auf eine horizontale Ebene im Vergleich zu einer vertikal polarisierten Welle eine geringere Transmissionsdämpfung aufweist. Indes neigt die horizontal polarisierte Gruppenantenne dazu, die elektromagnetische Welle in einer lateralen Richtung abzustrahlen, und dies verursacht eine Störung einer Richtcharakteristik, was problematisch ist.
Jedoch kann die Gruppenantenne 1 die gewünschte Strahlbreite durch eine Änderung des Abstandes zwischen den Zweigleitungen 12a und 12b realisieren, obwohl sie die horizontal polarisierte Gruppenantenne ist, und die Gruppenantenne 1 kann die Störung der Richtcharakteristik durch eine Verringerung der Abstrahlung der elektromagnetischen Welle in der lateralen Richtung verringern. Gemäß der Gruppenantenne 1 ist es somit möglich, ein fahrzeuggebundenes Radar umzusetzen, das eine horizontal polarisierte Welle verwendet, das herausragende Transmissionseigenschaften in einem Harzmaterial aufweist, das sich auf der Vorderseite des Fahrzeugradars befindet.
Abwandlungsbeispiele
Abwandlungsbeispiele der Gruppenantenne 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind nachstehend unter Bezugnahme auf 3A und 3B erklärt. 3A und 3B zeigen Draufsichten, die Gruppenantennen gemäß Abwandlungsbeispielen des ersten Ausführungsbeispiels veranschaulichen.
In 3A ist eine Gruppenantenne 1' in einer solchen Weise ausgebildet, dass eine Breite eines Teils 14a größer als eine Breite des anderen Teils der Zweigleitung 12a ist, und dass eine Breite eines Teils 14b größer als eine Breite des anderen Teils der Zweigleitung 12b ist, wobei jedes der Teile 14a und 14b ein Areal der jeweils einen der Zweigleitungen 12a und 12b besetzt, das an dem Reflexionsende beginnt, und das eine Länge entsprechend einer elektrischen Länge von λ/4 aufweist. Durch eine solche Konfiguration ist es möglich, eine elektrische Energiemenge zu unterdrücken, die von dem Reflexionsende von jeder der Zweigleitungen 12a und 12b abgestrahlt wird.
Darüber hinaus kann gemäß 3B die Gruppenantenne 1' in einer solchen Weise ausgebildet sein, dass die Zweigleitungen 12a und 12b dieselbe Länge aufweisen (oder dass die Reflexionsenden auf derselben Höhe gelegen sind).
<Zweites Ausführungsbeispiel>
Eine Gruppenantenne gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf 4 und 5 erklärt. Das zweite Ausführungsbeispiel ist in der Form der Gruppenantenne teilweise verschieden, jedoch ist es in dem anderen Teil dasselbe wie das erste Ausführungsbeispiel. Somit ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel dieselbe Erklärung wie die bei dem ersten Ausführungsbeispiel weggelassen, und dieselben Teile tragen in der Zeichnung dieselben Bezugszeichen. Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 4 und 5 ein prinzipiell verschiedener Gesichtspunkt erklärt.
(Konfiguration)
Ein Überblick über die Gruppenantenne gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist unter Bezugnahme auf 4 erklärt. 4 zeigt eine Draufsicht, die die Gruppenantenne gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Gemäß 4 ist eine Gruppenantenne 2 mit einer Verbindungsleitung 15 bereitgestellt, die zur Verbindung der Zweigleitungen 12a und 12b auf der gegenüberliegenden Seite des Kopplungsteils 1 eingerichtet ist. Die Kopplungsleitung 11, die Zweigleitungen 12a und 12b und die Verbindungsleitung 15 bilden eine Zufuhrleitung der Gruppenantenne 2.
Bei der Gruppenantenne 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Abstrahlbauelemente jeweils an den Teilen angeordnet, die den Knoten der stehenden Welle entsprechen, die von der fortschreitenden Welle und der reflektierten Welle erzeugt sind. Bei der Gruppenantenne 2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Abstrahlbauelemente jeweils an Teilen angeordnet, die den Knoten einer stehenden Welle entsprechen, die von einer Welle, die mit einer im Uhrzeigersinn fortschreitenden elektrischen Energie in Verbindung steht, und einer Welle erzeugt ist, die mit einer gegen den Uhrzeigersinn fortschreitenden elektrischen Energie in Verbindung steht. Nachstehend sind die Zweigleitungen 12a und 12b und die Verbindungsleitung 15 je nach Bedarf als eine „Ringleitung (12a, 12b, 15)“ bezeichnet.
(Eigenschaften einer Gruppenantenne)
Nachstehend sind Eigenschaften der Gruppenantenne 2 unter Bezugnahme auf 5 erklärt. 5 zeigt eine charakteristische Darstellung, die ein Beispiel der Eigenschaften der Gruppenantenne gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Eine durchgezogene Linie in 5 zeigt die Eigenschaften der Gruppenantenne 2 an (die hierbei ein Richtvermögen in der horizontalen Ebene aufweist). Eine gepunktete Linie in 5 zeigt die Eigenschaften der Gruppenantenne 1 an.
Bei der Gruppenantenne 2 (siehe die durchgezogene Linie) sind die Links-rechts-Asymmetrieeigenschaften des Richtvermögens in der horizontalen Ebene im Vergleich zu der Gruppenantenne 1 (siehe die gepunktete Linie) verbessert. Dies kann anzeigen, dass ein Unterschied in der Anregungsverteilung zwischen den linken und rechten Abstrahlbauelementen verbessert ist, da die linke und die rechte Zufuhrleitung ringförmig verbunden sind.
(Technische Wirkung)
Auch bei der Gruppenantenne 2 ist es möglich, die gewünschte Strahlbreite und das gewünschte Richtvermögen ohne eine Änderung der Größe der Abstrahlbauelemente 13a bis 131 durch eine Änderung des Abstands zwischen den Zweigleitungen 12a und 12b zu ändern, mit anderen Worten, durch eine Änderung einer Abflachung eines Ovals, das durch die Zweigleitungen 12a und 12b und die Verbindungsleitung 15 ausgebildet ist.
<Drittes Ausführungsbeispiel>
Eine Gruppenantenne gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ist unter Bezugnahme auf 6 erklärt. Das dritte Ausführungsbeispiel ist in der Form der Gruppenantenne teilweise verschieden, jedoch ist es in dem anderen Teil dasselbe wie das zweite Ausführungsbeispiel. Somit ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel dieselbe Erklärung wie die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel weggelassen, und dieselben Teile tragen dieselben Bezugszeichen in der Zeichnung. Unter Bezugnahme auf 6 ist nachstehend ein prinzipiell verschiedener Gesichtspunkt erklärt.
(Konfiguration)
Ein Überblick über die Gruppenantenne gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist unter Bezugnahme auf 6 erklärt. 6 zeigt eine Draufsicht, die die Gruppenantenne gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Gemäß 6 ist eine Gruppenantenne 3 mit einer Blindleitung 16 bereitgestellt, die mit der Verbindungsleitung 15 verbunden ist, und die dieselbe Wirkung wie die einer λ/4-Kurzschlussblindleitung (Kurzschluss) aufweist. Die Blindleitung 16 kann eine Blindleitung sein, die zwischen der Blindleitung 16 und der Grundplatte unter Verwendung eines Vias (oder eines Durchgangsloches) kurzgeschlossen ist, oder kann eine Blindleitung sein, die zu einer Kurzschlussblindleitung ohne eine Verwendung eines Vias gleich wirkt. In 6 ist eine T-förmige Blindleitung als ein Beispiel der Blindleitung 16 mit derselben Wirkung wie der der λ/4-Kurzschlussblindleitung veranschaulicht. Bei der T-förmigen Blindleitung erstreckt sich eine Leitung mit einer elektrischen Länge von λ/4 von der Verbindungsleitung 15, und mit dem Ende ist ein Steg mit einer Größe verbunden, die es ermöglicht, dass die Verbindungsleitung äquivalent kurzgeschlossen ist. Die Blindleitung 16 jedoch ist nicht auf die T-förmige Blindleitung begrenzt, sondern verschiedene vorhandene Ausgestaltungen können darauf angewendet werden. Aus dem Blickwinkel einer Herstellung der Gruppenantenne 3 kann die Blindleitung 16 vorzugsweise eine Blindleitung ohne ein Via sein.
(Technische Wirkung)
In einer Biegung der Zufuhrleitung wie etwa der Verbindungsleitung 15 neigt die elektrische Energie dazu, unnötigerweise abgestrahlt zu werden. Die unnötige Abstrahlung der elektrischen Energie ist umso deutlicher, je kleiner der Krümmungsradius des gebogenen Teils ist, und kann ein Grund für eine Störung des Richtvermögens sein. Gemäß der Gruppenantenne 3 ist es möglich, die unnötige Abstrahlung der elektrischen Energie, die von der Verbindungsleitung 15 herrührt, durch eine Verbindung der Blindleitung 16 mit der Verbindungsleitung 15 zu verhindern.
<Viertes Ausführungsbeispiel>
Eine Gruppenantenne gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel ist unter Bezugnahme auf 7 und 8A bis 8C erklärt. Das vierte Ausführungsbeispiel ist in der Form der Gruppenantenne teilweise verschieden, jedoch ist es in anderen Teilen dasselbe wie das dritte Ausführungsbeispiel. Somit ist bei dem vierten Ausführungsbeispiel dieselbe Erklärung wie die des dritten Ausführungsbeispiels weggelassen, und dieselben Teile tragen dieselben Bezugszeichen in der Zeichnung. Unter Bezugnahme auf 7 und 8A bis 8C ist nachstehend ein prinzipiell verschiedener Gesichtspunkt erklärt.
(Konfiguration)
Ein Überblick über die Gruppenantenne gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist unter Bezugnahme auf 7 erklärt. 7 zeigt eine Draufsicht, die die Gruppenantenne gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Gemäß 7 ist eine Gruppenantenne 4 mit einer Blindleitung 17 für eine Impedanzanpassung bereitgestellt, die mit der Verbindungsleitung 11 verbunden ist. Verschiedene herkömmliche Ausgestaltungen können auf ein Impedanzanpassungsverfahren angewendet werden, und eine Erklärung der Einzelheiten ist somit weggelassen. Eine Anordnungsposition und Größe der Blindleitung 17 kann abhängig von einer Impedanz der Gruppenantenne 4 abweichen.
(Technische Wirkung)
Ein Einfluss der Ringleitung (12a, 12b, 15) von jeder der Gruppenantennen 2, 3 und 4 auf die Gruppenantenne ist unter Bezugnahme auf 8A bis 8C erklärt. 8A bis 8C sind jeweils charakteristische Darstellungen, die Beispiele von Eigenschaften der Gruppenantennen gemäß dem zweiten bis vierten Ausführungsbeispiel veranschaulichen. Ein oberer Teil in 8A zeigt ein Smith-Diagramm. Ein unterer Teil in 8A bis 8C zeigt eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Frequenz und einer Rückflussdämpfung (oder einem Reflexionskoeffizienten) anzeigt. 8A zeigt ein Smith-Diagramm und eine Darstellung, die die Beziehung zwischen einer Frequenz und einer Rückflussdämpfung für die Gruppenantenne 2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel anzeigt. 8B zeigt ein Smith-Diagramm und eine Darstellung, die die Beziehung zwischen einer Frequenz und einer Rückflussdämpfung für die Gruppenantenne 3 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel anzeigt. 8C zeigt ein Smith-Diagramm und eine Darstellung, die die Beziehung zwischen einer Frequenz und einer Rückflussdämpfung für die Gruppenantenne 4 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel anzeigt.
Bei der Gruppenantenne 2 wird hauptsächlich einer Reaktanzkomponente durch die Ringleitung (12a, 12b, 15) zur Verursachung einer Impedanzabweichung geändert, und gemäß 8A wird eine Frequenz, die eine geringe Rückflussdämpfung ermöglicht, von einer gewünschten Frequenz verschoben (die hierbei 76,5 Gigahertz (GHz) ist). Die Blindleitung 16 ist nicht dazu entworfen, die Reaktanz der Ringleitung (12a, 12b, 15) der Gruppenantenne 3 zu ändern. Auch bei der Gruppenantenne 3, die mit der Blindleitung 16 bereitgestellt ist, ist somit gemäß 8B die Frequenz, die eine geringe Rückflussdämpfung ermöglicht, immer noch von der gewünschten Frequenz verschoben.
Bei der Gruppenantenne 4, die mit der Blindleitung 17 für eine Impedanzanpassung bereitgestellt ist, ist die durch die Ringleitung (12a, 12b, 15) verursachte Abweichung der Impedanz eliminiert, und gemäß 8C kann die Rückflussdämpfung bei der gewünschten Frequenz verringert werden.
Die Blindleitung 17 kann für eine Impedanzanpassung ebenso für die Gruppenantenne 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bereitgestellt sein.
<Fünftes Ausführungsbeispiel>
Gruppenantennen gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel sind nachstehend unter Bezugnahme auf 9A, 9B und 10 erklärt. Das fünfte Ausführungsbeispiel ist in der Form der Gruppenantenne teilweise verschieden, jedoch ist es in den anderen Teilen dasselbe wie das erste Ausführungsbeispiel. Somit sind bei dem fünften Ausführungsbeispiel dieselben Erklärungen wie die des ersten Ausführungsbeispiels weggelassen, und dieselben Teile tragen dieselben Bezugszeichen in der Zeichnung. Unter Bezugnahme auf 9A, 9B und 10 ist nachstehend ein prinzipiell verschiedener Gesichtspunkt erklärt.
(Konfiguration)
Eine Übersicht über die Gruppenantennen gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf 9A und 9B erklärt. 9A und 9B zeigen Draufsichten, die die Gruppenantennen gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel veranschaulichen.
Gemäß 9a ist die Zweigleitung 12a einer Gruppenantenne 5 mit einer Vielzahl von Abstrahlbauelementen bereitgestellt, die dendritisch in eine Richtung, die eine Richtung schneiden (die eine vertikale Richtung auf eine Papieroberfläche ist), und auf der Seite der Zweigleitung 12b vorstehen. In derselben Weise ist die Zweigleitung 12b mit einer Vielzahl von Abstrahlbauelementen bereitgestellt, die dendritisch in die die eine Richtung schneidenden Richtung und auf der Seite der Zweigleitung 12a vorstehen.
Bei der Gruppenantenne 5 sind Reflexionsenden der Zweigleitungen 12a und 12b breiter ausgebildet als der andere Teil; jedoch ist die Form der Reflexionsenden nicht auf dieses Beispiel begrenzt. Darüber hinaus kann die andere Seite des Kopplungsteils p1 der Zweigleitungen 12a und 12b durch die Verbindungsleitung 15 gemäß 9B verbunden sein. Eine Gruppenantenne 5' gemäß 9B ist mit der Blindleitung 16 bereitgestellt, kann jedoch auch ohne diese bereitgestellt sein. Die Gruppenantenne 5' kann ebenso mit einer Blindleitung für eine Impedanzanpassung bereitgestellt sein.
(Eigenschaften einer Gruppenantenne)
Nachstehend sind Eigenschaften der Gruppenantenne 5 unter Bezugnahme auf 10 erklärt. 10 zeigt eine charakteristische Darstellung, die ein Beispiel der Eigenschaften der Gruppenantenne gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Eine durchgezogene Linie in 10 zeigt die Eigenschaften der Gruppenantenne 5 an (die hierbei eine Richtwirkung in der horizontale Ebene aufweist). Eine gepunktete Linie in 10 zeigt die Eigenschaften der Gruppenantenne gemäß dem Vergleichsbeispiel an, bei dem die Zufuhrleitung nicht mit der Zweigleitung bereitgestellt ist (die beispielsweise die Gruppenantenne der in der Patentschrift 1 offenbarten Art ist).
Gemäß 10 ist der Gewinn der Gruppenantenne 5 (siehe die durchgezogene Linie) nahe 0° kleiner als der Gewinn der Gruppenantenne gemäß dem Vergleichsbeispiel (siehe die gepunktete Linie). Andererseits ist in einem Areal mit einem relativ großen Winkel der Gewinn der Gruppenantenne 5 größer als der Gewinn der Gruppenantenne gemäß dem Vergleichsbeispiel. Mit anderen Worten kann gesagt werden, dass die Gruppenantenne 5 im Vergleich zu der Gruppenantenne gemäß dem Vergleichsbeispiel eine breitere Strahlbreite aufweist.
(Technische Wirkung)
Gemäß den Gruppenantennen 5 und 5' ist es möglich, die gewünschte Strahlbreite und die gewünschte Richtwirkung ohne eine Änderung der Größe der Abstrahlbauelemente durch eine Änderung des Abstands zwischen den Zweigleitungen 12a und 12b umzusetzen.
Verschiedene Ausgestaltungen der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, die von den vorstehend erklärten Ausführungsbeispielen und Abwandlungsbeispielen abgeleitet sind, sind nachstehend erklärt.
Eine Gruppenantenne gemäß einer Ausgestaltung von Ausführungsbeispielen der Erfindung ist mit einer Zufuhrleitung bereitgestellt, die umfasst: eine erste Zweigleitung und eine zweite Zweigleitung, von denen sich jede in eine Richtung erstreckt, und von denen jede eine Vielzahl von Abstrahlbauelementen umfasst; und einer Kopplungsleitung, die dazu eingerichtet ist, die erste Zweigleitung und die zweite Zweigleitung zu koppeln oder zu kombinieren, wobei die Vielzahl der für die erste Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelemente auf einer Seite der ersten Zweigleitung angeordnet sind, die Vielzahl der für die zweite Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelemente auf einer der einen Seite gegenüberliegenden Seite der zweiten Zweigleitung angeordnet sind, und ein Abstand von einem Kopplungsteil, bei dem die erste und die zweite Zweigleitung mit der Kopplungsleitung gekoppelt sind, zu einem Abstrahlbauelement, das zu dem Kopplungsteil von der Vielzahl der für die erste Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelemente am Nächsten ist, um eine elektrische Länge von (2n-1)λ/2 (wobei λ eine Wellenlänge und eine n eine natürliche Zahl ist) größer als ein Abstand von dem Kopplungsteil zu einem Abstrahlbauelement ist, das von der Vielzahl der für die zweite Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelemente am Nächsten ist. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechen die Zweigleitungen 12a und 12b jeweils einem Beispiel der ersten und zweiten Zweigleitung, und die Kopplungsleitung 11 entspricht einem Beispiel der Kopplungsleitung.
Die Strahlbreite und Richtwirkung der Gruppenantenne hängt von der Breite zwischen den Abstrahlbauelementen in einer Richtung ab, die eine Erstreckungsrichtung der Zufuhrleitung schneidet. Ein mögliches Verfahren einer Änderung der Breite zwischen den Abstrahlbauelementen ist, die Größe der Abstrahlbauelemente zu ändern. Um die Größe der Abstrahlbauelemente zu ändern, ist es jedoch notwendig, Materialien eines dielektrischen Substrates, auf dem die Gruppenantenne gelegen ist, ein Zusammensetzungsverhältnis und dergleichen zu ändern, um dadurch eine dielektrische Konstante zu ändern, was nicht realistisch ist.
Die Gruppenantenne gemäß der Ausgestaltung ist mit der ersten Zweigleitung und der zweiten Zweigleitung bereitgestellt, die benachbart zueinander sind, und von denen jedes sich in die eine Richtung als ein Teil der Zufuhrleitung erstreckt. Ein Abstand zwischen der ersten und zweiten Zweigleitung kann beliebig geändert werden. Somit ist es durch eine Änderung des Abstandes zwischen der ersten und der zweiten Zweigleitung gemäß der Gruppenantenne möglich, die Breite zwischen den Abstrahlbauelementen beliebig zu ändern, ohne die Größe der Abstrahlbauelemente zu ändern. Gemäß der Gruppenantenne ist es daher möglich, die gewünschte Strahlbreite und die gewünschte Richtwirkung relativ einfach zu realisieren.
Bei einer Ausgestaltung der Gruppenantenne ist die Gruppenantenne mit einem Verbinder bereitgestellt, der dazu eingerichtet ist, die erste und die zweite Zweigleitung auf der gegenüberliegenden Seite des Kopplungsteils zu verbinden. Bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen entspricht die Verbindungsleitung 15 einem Beispiel des Verbinders. Gemäß dieser Ausgestaltung ist es beispielsweise möglich, eine Links-Rechts-Symmetrie der mit der Gruppenantenne verbundenen Richtwirkung in der horizontalen Ebene zu verbessern.
Bei dieser Ausgestaltung kann die Gruppenantenne mit einer Blindleitung auf dem Verbinder bereitgestellt sein, die dieselbe Wirkung wie die einer λ/4-Kurzschlussblindleitung hat. Durch eine solche Konfiguration ist es möglich, eine unnötige Abstrahlung von dem Verbinder herrührender elektrischer Energie zu verhindern. Bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen entspricht die Blindleitung 16 einem Beispiel der Blindleitung, die dieselbe Wirkung wie die der λ/4-Kurzschlussblindleitung (Kurzschluss) aufweist.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Gruppenantenne umfasst die Kopplungsleitung eine Blindleitung für eine Impedanzanpassung. Bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen entspricht die Blindleitung 17 einem Beispiel der Blindleitung für eine Impedanzanpassung. Gemäß dieser Ausgestaltung ist es möglich, eine mit der Gruppenantenne verbundene Impedanz einfach anzupassen.
Die vorliegende Erfindung kann mit anderen bestimmten Ausführungen ausgebildet sein, ohne von dem Geist oder den wesentlichen Eigenschaften dieser abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsbeispiele und Beispiele müssen daher in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht als beschränkend angesehen werden, wobei der Umfang der Erfindung eher durch die nachstehenden Patentansprüche als durch die vorstehende Beschreibung angezeigt ist, und alle Abänderungen, die in die Bedeutung und in den Äquivalenzbereich der Patentansprüchen fallen, müssen daher als darin umfasst angesehen werden.
Eine Gruppenantenne ist mit einer Zufuhrleitung mit einer ersten Zweigleitung und einer zweiten Zweigleitung, sowie einer Kopplungsleitung bereitgestellt. Für die erste Zweigleitung bereitgestellte Abstrahlbauelemente sind auf einer Seite der ersten Zweigleitung angeordnet. Für die zweite Zweigleitung bereitgestellte Abstrahlbauelemente sind auf einer Seite der zweiten Zweigleitung bereitgestellt, die der einen Seite gegenüberliegend ist. Ein Abstand von einem Kopplungsteil, bei dem die erste und die zweite Zweigleitung mit der Kopplungsleitung gekoppelt sind, zu einem Abstrahlbauelement, das von der Vielzahl der für die erste Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelemente am Nächsten zu dem Kopplungsteil ist, ist um eine elektrischer Länge von (2n-1)λ/2 größer als ein Abstand von dem Kopplungsteil zu einem Abstrahlbauelement, das von der Vielzahl der für die zweite Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelemente am Nächsten zu dem Kopplungsteil ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2001111330 A [0002]
JP 2015010823 A [0002]

Claims

Gruppenantenne (1, 1', 1", 2, 3, 4, 5, 5') mit einer Zufuhrleitung, die umfasst: eine erste Zweigleitung und eine zweite Zweigleitung (12a, 12b), von denen sich jede in eine Richtung erstreckt, und von denen jede eine Vielzahl von Abstrahlbauelementen umfasst (13a - 131); und eine Kopplungsleitung (11), die dazu eingerichtet ist, die erste Zweigleitung und die zweite Zweigleitung (12a, 12b) zu koppeln oder zu kombinieren, wobei die Vielzahl der für die erste Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelemente auf einer Seite der ersten Zweigleitung angeordnet sind, die Vielzahl der für die zweite Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelemente auf einer Seite der zweiten Zweigleitung angeordnet sind, die der einen Seite gegenüberliegend ist, und ein Abstand von einem Kopplungsteil (p1), bei dem die erste Zweigleitung und die zweite Zweigleitung mit der Kopplungsleitung gekoppelt sind, zu einem Abstrahlbauelement, das von der Vielzahl der für die erste Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelemente am Nächsten zu dem Kopplungsteil ist, um eine elektrische Länge von (2n-1)λ/2 (wobei λ eine Wellenlänge und n eine natürliche Zahl ist) größer ist als ein Abstand von dem Kopplungsteil zu einem Abstrahlbauelement, das von der Vielzahl der für die zweite Zweigleitung bereitgestellten Abstrahlbauelemente am Nächsten zu dem Kopplungsteil ist.
Gruppenantenne (1, 1', 1", 2, 3, 4, 5, 5') nach Anspruch 1, mit einem Verbinder (15), der dazu eingerichtet ist, die erste und die zweite Zweigleitung auf der gegenüberliegenden Seite des Kopplungsteils zu verbinden.
Gruppenantenne (1, 1', 1", 2, 3, 4, 5, 5') nach Anspruch 2, mit einer Blindleitung auf dem Verbinder, die dieselbe Wirkung wie die einer λ/4-Kurzschlussblindleitung (16) aufweist.
Gruppenantenne (1, 1', 1", 2, 3, 4, 5, 5') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kopplungsleitung (11) eine Blindleitung (17) für eine Impedanzanpassung umfasst.