JP2002198727A - アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置Info
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- JP2002198727A JP2002198727A JP2001318285A JP2001318285A JP2002198727A JP 2002198727 A JP2002198727 A JP 2002198727A JP 2001318285 A JP2001318285 A JP 2001318285A JP 2001318285 A JP2001318285 A JP 2001318285A JP 2002198727 A JP2002198727 A JP 2002198727A
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- patch antenna
- linear patch
- antenna
- wave guide
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- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
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- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
- H01Q21/0037—Particular feeding systems linear waveguide fed arrays
- H01Q21/0043—Slotted waveguides
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
- H01Q21/065—Patch antenna array
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- H—ELECTRICITY
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- H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
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- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/24—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】アンテナ組立体から複数の指向性を有するビー
ムを簡単に生成する手法の提供。 【解決手段】アレーアンテナは、金属裏打ち板上に配列
されたパッチと、パッチを介して電磁波を放射及び受信
するようにパッチに接続された複数の入力装置を含む。
アレーアンテナは、特定の周波数で信号をアレーアンテ
ナに供給したりアレーアンテナから受信したりするため
の送受信回路を含む。複数の部に分割されたウエーブガ
イドは、放射アンテナに電磁波を供給するために設けら
れる。各ウエーブガイド部は、累積し特定の角度に電磁
波を集中させるアレーアンテナに沿って特定の位相差を
生成する。従って、各ウエーブガイドは、異なった角度
に集中した波を生成し、アンテナが複数の集中した波を
生成できる。
ムを簡単に生成する手法の提供。 【解決手段】アレーアンテナは、金属裏打ち板上に配列
されたパッチと、パッチを介して電磁波を放射及び受信
するようにパッチに接続された複数の入力装置を含む。
アレーアンテナは、特定の周波数で信号をアレーアンテ
ナに供給したりアレーアンテナから受信したりするため
の送受信回路を含む。複数の部に分割されたウエーブガ
イドは、放射アンテナに電磁波を供給するために設けら
れる。各ウエーブガイド部は、累積し特定の角度に電磁
波を集中させるアレーアンテナに沿って特定の位相差を
生成する。従って、各ウエーブガイドは、異なった角度
に集中した波を生成し、アンテナが複数の集中した波を
生成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車レーダの分
野に関し、より詳細には、従来のものより小さくてコン
パクトなアンテナを有する、自動車にレーダ用途でのレ
ーダビームの送信及び受信に関する。さらに、本発明の
アンテナは、複数の指向性を有するアンテナビーム入力
用の入力部を有する。
野に関し、より詳細には、従来のものより小さくてコン
パクトなアンテナを有する、自動車にレーダ用途でのレ
ーダビームの送信及び受信に関する。さらに、本発明の
アンテナは、複数の指向性を有するアンテナビーム入力
用の入力部を有する。
【０００２】
【従来の技術】従来、種々のタイプの自動車用ミリ波レ
ーダが開発され、異なる形態で利用されてきた。近年、
適応巡航制御（Adaptive Cruise Control、以下「ＡＣ
Ｃ」という）として公知の自動車用途に対して、ミリ波
レーダの用途でめざましい発展があった。ＡＣＣは、自
動車に搭載され、自動車前方の路上の物体に関する情報
を収集して、運転者に情報を送信する前方センサを使用
している。収集される情報は、例えばセンサの検出範囲
内での物体の速度、方向及び距離についてのデータであ
る。
ーダが開発され、異なる形態で利用されてきた。近年、
適応巡航制御（Adaptive Cruise Control、以下「ＡＣ
Ｃ」という）として公知の自動車用途に対して、ミリ波
レーダの用途でめざましい発展があった。ＡＣＣは、自
動車に搭載され、自動車前方の路上の物体に関する情報
を収集して、運転者に情報を送信する前方センサを使用
している。収集される情報は、例えばセンサの検出範囲
内での物体の速度、方向及び距離についてのデータであ
る。
【０００３】ＡＣＣに対するミリ波レーダの従来の用途
では、単一又は複数のビームを使用してレーダが搭載さ
れた車両の前方の方位領域を走査することが一般的であ
る。
では、単一又は複数のビームを使用してレーダが搭載さ
れた車両の前方の方位領域を走査することが一般的であ
る。
【０００４】ミリ波レーダを使用して視界の方位領域を
走査することは、従来、機械的手段及び電気的手段の両
方により実行されてきた。しかし、機械的走査レーダ
は、視界の方位領域の走査を達成するために、機械的手
段を収容する不当に大きくて精密な構造を要する。
走査することは、従来、機械的手段及び電気的手段の両
方により実行されてきた。しかし、機械的走査レーダ
は、視界の方位領域の走査を達成するために、機械的手
段を収容する不当に大きくて精密な構造を要する。
【０００５】電子ビーム切換えレーダは、アンテナアレ
ーから放射されたビームの指向性を電気的に変化させる
ことにより、視界の方位領域の走査を実行する。電子手
段によって放射ビームの指向性を変化させることによ
り、電子ビーム切換えレーダは、視界の方位領域の走査
を実行するのに要する機械的要素をなくし、これにより
寸法、複雑さ、及びＡＣＣレーダの収容に要する構造の
コストを低減する。
ーから放射されたビームの指向性を電気的に変化させる
ことにより、視界の方位領域の走査を実行する。電子手
段によって放射ビームの指向性を変化させることによ
り、電子ビーム切換えレーダは、視界の方位領域の走査
を実行するのに要する機械的要素をなくし、これにより
寸法、複雑さ、及びＡＣＣレーダの収容に要する構造の
コストを低減する。
【０００６】電子ビーム切換えの関係で設けられるよう
なＡＣＣレーダの寸法の縮小は、いくつかの理由から望
ましい。空間は自動車の本体構造において貴重であり、
装置が小さいほど車体内に又は車体の構造に目立たなく
載置することがより容易になる。さらに、寸法の縮小及
び装置の複雑さにより、装置を低コストで大量生産でき
ることが多い。
なＡＣＣレーダの寸法の縮小は、いくつかの理由から望
ましい。空間は自動車の本体構造において貴重であり、
装置が小さいほど車体内に又は車体の構造に目立たなく
載置することがより容易になる。さらに、寸法の縮小及
び装置の複雑さにより、装置を低コストで大量生産でき
ることが多い。
【０００７】従来の電子ビーム切換えレーダの種々の例
の中に、自己位相（又は自己方向付けされた）アンテナ
アレーが、アレーから放射されたビームの指向性を変え
るのに使用されてきた。放射されたビームの指向性を変
えることは、隣接するアンテナ要素間の明確な位相差に
より達成される。アンテナの放射要素は、アンテナ要素
間の位相差を単にセットすることにより、フェーズドア
レーのアンテナとして使用可能である。
の中に、自己位相（又は自己方向付けされた）アンテナ
アレーが、アレーから放射されたビームの指向性を変え
るのに使用されてきた。放射されたビームの指向性を変
えることは、隣接するアンテナ要素間の明確な位相差に
より達成される。アンテナの放射要素は、アンテナ要素
間の位相差を単にセットすることにより、フェーズドア
レーのアンテナとして使用可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で指
向性を変えることは、例えば検出対象の物体の寸法及び
（アンテナからの）距離に依存するという問題があるこ
とが判明する。さらに、フィーダからアンテナアレーま
での不要放射が同一平面に形成され、所定方向に向けら
れたビームの指向性を劣化させ、サイドローブレベルを
低下させることになる。
向性を変えることは、例えば検出対象の物体の寸法及び
（アンテナからの）距離に依存するという問題があるこ
とが判明する。さらに、フィーダからアンテナアレーま
での不要放射が同一平面に形成され、所定方向に向けら
れたビームの指向性を劣化させ、サイドローブレベルを
低下させることになる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】従来の欠点は、本発明に
より解消される。本発明は、新規で、アンテナ組立体か
ら複数の指向性を有するビームを簡単に生成する手法を
提案するものである。
より解消される。本発明は、新規で、アンテナ組立体か
ら複数の指向性を有するビームを簡単に生成する手法を
提案するものである。
【００１０】本発明の好適実施形態において、分割され
たウエーブガイド及び金属裏打ち(metal backing)板を
具備するパッチアンテナが提供される。このアンテナ
は、複数の所望の指向性を有するアンテナビームの各々
用の入力部を有する。各ビームは、特定のガイド波長を
生成する空間を有する分割されたウエーブガイド内のス
ロットを介して供給される。所望の指向性の各ビームに
対して、分割されたウエーブガイドの対応する部分は、
パッチアンテナアレーに沿って所望の位相差を生成し、
累積(accumulate)し、適当な角度でビームを集中させる
ことができる。こうして、例えば、アンテナへの一つの
入力部は、＋４°、０°及び−４°で１本のビームを供
給するであろう。
たウエーブガイド及び金属裏打ち(metal backing)板を
具備するパッチアンテナが提供される。このアンテナ
は、複数の所望の指向性を有するアンテナビームの各々
用の入力部を有する。各ビームは、特定のガイド波長を
生成する空間を有する分割されたウエーブガイド内のス
ロットを介して供給される。所望の指向性の各ビームに
対して、分割されたウエーブガイドの対応する部分は、
パッチアンテナアレーに沿って所望の位相差を生成し、
累積(accumulate)し、適当な角度でビームを集中させる
ことができる。こうして、例えば、アンテナへの一つの
入力部は、＋４°、０°及び−４°で１本のビームを供
給するであろう。
【００１１】アンテナ要素の形状は、アンテナが略平坦
であまり厚さのないものである。この平坦な設計が比較
的簡素でコンパクトであることにより、製造コストを大
いに低減し、大量生産を容易にする。
であまり厚さのないものである。この平坦な設計が比較
的簡素でコンパクトであることにより、製造コストを大
いに低減し、大量生産を容易にする。
【００１２】従って、本発明の主要な利点は、所望の指
向性に変えることができるアレーアンテナを提供するこ
とである。本発明の別の利点は、共通の線型パッチアン
テナを介して指向性を変え、複数の指向性のビームを生
成する、より簡単でより小さく、それによりあまり高価
ではないアンテナ装置を提供することである。本発明の
さらに別の利点は、75〜79ＧHzの周波数帯で作動するア
ンテナを提供することである。
向性に変えることができるアレーアンテナを提供するこ
とである。本発明の別の利点は、共通の線型パッチアン
テナを介して指向性を変え、複数の指向性のビームを生
成する、より簡単でより小さく、それによりあまり高価
ではないアンテナ装置を提供することである。本発明の
さらに別の利点は、75〜79ＧHzの周波数帯で作動するア
ンテナを提供することである。
【００１３】本発明のこれらの特徴及び利点は、当業者
が詳細な説明及び添付図面を参照すれば明らかになるで
あろう。詳細な図面及び添付図面には、本発明の原理を
組み込んだ好適な構造の実施形態が例示で示される。
が詳細な説明及び添付図面を参照すれば明らかになるで
あろう。詳細な図面及び添付図面には、本発明の原理を
組み込んだ好適な構造の実施形態が例示で示される。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して例示と
しての本発明の好適実施形態を説明する。図１は、本発
明によるアレーアンテナを具備するアンテナ装置の概略
断面図である。図２は、本発明によるウエーブガイドを
示す概略断面図である。図３は、本発明の方法により生
成される指向性ビームの利得対方位のグラフである。
しての本発明の好適実施形態を説明する。図１は、本発
明によるアレーアンテナを具備するアンテナ装置の概略
断面図である。図２は、本発明によるウエーブガイドを
示す概略断面図である。図３は、本発明の方法により生
成される指向性ビームの利得対方位のグラフである。
【００１５】以下の説明は、単に例示であって、本発明
及びその用途等を制限することを意図したものではな
い。
及びその用途等を制限することを意図したものではな
い。
【００１６】図１は、本発明の好適実施形態によるアン
テナ装置を示す。このアンテナ装置は、以下に詳細に説
明されるようにアレーアンテナを具備する。図１は、ア
ンテナ装置１０の断面図であり、ウエーブガイド１２及
びパッチアンテナ１３を支持する裏打ち(backing)板１
１を具備する。
テナ装置を示す。このアンテナ装置は、以下に詳細に説
明されるようにアレーアンテナを具備する。図１は、ア
ンテナ装置１０の断面図であり、ウエーブガイド１２及
びパッチアンテナ１３を支持する裏打ち(backing)板１
１を具備する。
【００１７】図２は、スロット２１を有する本発明のウ
エーブガイド２０の詳細図である。これらのスロット２
１を介して、単一ビームが供給され、アンテナアレーに
沿って所望の位相差を生成する。アンテナアレーに対す
る複数のビーム入力部の各々には、対応するウエーブガ
イドが所望の位相差を生成する。位相差は、累積し、所
望角度にビームを集中させる。
エーブガイド２０の詳細図である。これらのスロット２
１を介して、単一ビームが供給され、アンテナアレーに
沿って所望の位相差を生成する。アンテナアレーに対す
る複数のビーム入力部の各々には、対応するウエーブガ
イドが所望の位相差を生成する。位相差は、累積し、所
望角度にビームを集中させる。
【００１８】図３は、単一の入力部に対して本発明によ
る指向性ビームの結果物を示す。図１のアンテナ１０に
対する３ビーム入力部には、予め選定された角度に各ビ
ームを集中させるようにスロットパターンが選定された
状態で、ウエーブガイド１２が分割され、３個の独立し
たウエーブガイド部を具備する。
る指向性ビームの結果物を示す。図１のアンテナ１０に
対する３ビーム入力部には、予め選定された角度に各ビ
ームを集中させるようにスロットパターンが選定された
状態で、ウエーブガイド１２が分割され、３個の独立し
たウエーブガイド部を具備する。
【００１９】これにより、本発明は、自己位相し、複雑
な電子制御を使用することなく指向性ビームを生成する
ことができる。さらに、本発明は、位相シフタ、或いは
フェードバックループ等の適応制御を使用することなく
作動し、ビームを所定方向へ向けるために膨大な計算を
要しない。
な電子制御を使用することなく指向性ビームを生成する
ことができる。さらに、本発明は、位相シフタ、或いは
フェードバックループ等の適応制御を使用することなく
作動し、ビームを所定方向へ向けるために膨大な計算を
要しない。
【００２０】ある好適な例を参照して本発明を詳細に説
明したが、別の例も可能である。従って、特許請求の範
囲における本発明の真髄及び範囲は、明細書に記載され
た好適例に限定すべきでない。
明したが、別の例も可能である。従って、特許請求の範
囲における本発明の真髄及び範囲は、明細書に記載され
た好適例に限定すべきでない。
【００２１】本明細書（特許請求の範囲、要約書及び図
面）に開示された全ての特徴、及び開示された工程又は
方法は、少なくともいくつかの特徴及び工程が相互に背
反しない限り、いかなる組合せで組み合わせてもよい。
本明細書（特許請求の範囲、要約書及び図面）に開示さ
れた全ての特徴、及び開示された工程又は方法は、他に
明示されない限り、等価又は同様の目的を提供する別の
部材に変更してもよい。このように、他に明示されない
限り、開示される各特徴は、等価又は同様の特徴の主な
一例に過ぎない。
面）に開示された全ての特徴、及び開示された工程又は
方法は、少なくともいくつかの特徴及び工程が相互に背
反しない限り、いかなる組合せで組み合わせてもよい。
本明細書（特許請求の範囲、要約書及び図面）に開示さ
れた全ての特徴、及び開示された工程又は方法は、他に
明示されない限り、等価又は同様の目的を提供する別の
部材に変更してもよい。このように、他に明示されない
限り、開示される各特徴は、等価又は同様の特徴の主な
一例に過ぎない。
【図１】本発明によるアレーアンテナを具備するアンテ
ナ装置の概略断面図である。
ナ装置の概略断面図である。
【図２】本発明によるウエーブガイドを示す概略断面図
である。
である。
【図３】本発明の方法により生成される指向性ビームの
利得対方位のグラフである。
利得対方位のグラフである。
【符号の説明】 １０ アンテナ装置 １１ 金属板 １２，２０ ウエーブガイド ２１ スロット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｇ０１Ｓ 13/93 Ｇ０１Ｓ 13/93 Ｚ Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA09 AB06 CA06 DB02 DB03 EA04 FA17 FA26 FA32 HA04 HA05 HA10 5J045 AA21 DA09 HA01 MA04 NA01 NA07 5J046 AA04 AA07 AB13 MA09 5J047 AA04 AA07 AB13 FD01 5J070 AB24 AC02 AC06 AD10 AF03 AK01 BF02 BF03
Claims (9)
- 【請求項１】金属板と、 該金属板の上面に配置され、対応する複数の電磁波を案
内するために配置されたスロットを有する複数の部分を
具備するウエーブガイドと、 該ウエーブガイドの上面に配置された線型パッチアンテ
ナアレーと、 前記複数の電磁波を所定周波数で前記ウエーブガイド及
び前記線型パッチアンテナアレーに供給するために、前
記ウエーブガイド及び前記線型パッチアンテナアレーに
接続された複数の電気入力部と、 電磁信号を前記ウエーブガイド及び前記線型パッチアン
テナアレーに送信し前記線型パッチアンテナアレーから
電気信号を受信するための送受信回路であって、前記複
数の電磁波が前記ウエーブガイドの前記複数の部分を貫
通して向けられる際に、前記複数のウエーブガイド部分
が、累積し前記線型パッチアンテナアレーを介して向け
られたビームを形成する複数の位相差を生成する送受信
回路とからなるアンテナ装置。 - 【請求項２】前記アンテナ装置は略平坦であることを特
徴とする請求項１記載のアンテナ装置。 - 【請求項３】前記ウエーブガイドは少なくとも３つの部
分を具備することを特徴とする請求項１記載のアンテナ
装置。 - 【請求項４】前記位相差は、累積し、所定角度に前記指
向性ビームを集中させることを特徴とする請求項１記載
のアンテナ装置。 - 【請求項５】前記所定周波数は77ＧHzであることを特徴
とする請求項１記載のアンテナ装置。 - 【請求項６】線型パッチアンテナアレーと、 該線型パッチアンテナアレーを介して複数の電磁波を案
内し、累積し指向性ビームを形成するように集中させる
位相差を生成するためのウエーブガイドと、 （１）前記ウエーブガイド及び前記線型パッチアンテナ
アレーを介して送信するため、及び（２）前記線型パッ
チアンテナアレーを介して電気信号を受信するために、
所定周波数で前記電磁波を生成するための送受信回路と
を具備するアンテナシステム。 - 【請求項７】前記ウエーブガイドは、スロットが内部に
配置された状態で、複数の部分を具備することを特徴と
する請求項６記載のアンテナシステム。 - 【請求項８】前記所定周波数は77ＧHzであることを特徴
とする請求項７記載のアンテナシステム。 - 【請求項９】複数の電磁波を生成する工程と、 前記複数の電磁波をウエーブガイド及び線型パッチアン
テナアレーを介して供給することにより、複数の位相差
を生成する工程と、 前記複数の位相差を累積することにより、前記線型パッ
チアンテナアレーを介して複数の指向性ビームを生成す
る工程とからなる複数の指向性ビームの生成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/691,815 US6313807B1 (en) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | Slot fed switch beam patch antenna |
| US09/691815 | 2000-10-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002198727A true JP2002198727A (ja) | 2002-07-12 |
Family
ID=24778089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001318285A Pending JP2002198727A (ja) | 2000-10-19 | 2001-10-16 | アンテナ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6313807B1 (ja) |
| EP (1) | EP1199770A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002198727A (ja) |
| KR (1) | KR20020033516A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6509874B1 (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-21 | Tyco Electronics Corporation | Reactive matching for waveguide-slot-microstrip transitions |
| KR100506481B1 (ko) * | 2002-08-06 | 2005-08-08 | 한국전자통신연구원 | 혼합 급전 방식을 이용한 마이크로스트립 배열 안테나 |
| US6952143B2 (en) * | 2003-07-25 | 2005-10-04 | M/A-Com, Inc. | Millimeter-wave signal transmission device |
| FR2893451B1 (fr) * | 2005-11-14 | 2009-10-16 | Bouygues Telecom Sa | Systeme d'antenne plate a acces direct en guide d'ondes. |
| WO2010147985A1 (en) * | 2009-06-15 | 2010-12-23 | Agc Automotive Americas R&D, Inc. | Antenna system and method for optimizing an rf signal |
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| CN101938042A (zh) * | 2010-08-09 | 2011-01-05 | 上海慧昌智能交通系统有限公司 | 用于交通信号检测雷达的平面阵列微波天线 |
| CN102157787A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-08-17 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 用于双波束交通信息检测雷达的平面阵列微波天线 |
| WO2014143442A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Agc Automotive Americas R&D, Inc. | Window assembly with transparent regions having a performance enhancing slit formed therein |
| CN114063015B (zh) * | 2021-11-12 | 2023-02-10 | 华睿交通科技股份有限公司 | 一种多通道77GHz低剖面微带天线阵列结构 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS6220403A (ja) * | 1985-07-19 | 1987-01-29 | Kiyohiko Ito | スロツト給電アレイアンテナ |
| US4843400A (en) * | 1988-08-09 | 1989-06-27 | Ford Aerospace Corporation | Aperture coupled circular polarization antenna |
| US5394163A (en) * | 1992-08-26 | 1995-02-28 | Hughes Missile Systems Company | Annular slot patch excited array |
| US5337058A (en) * | 1993-04-16 | 1994-08-09 | United Technologies Corporation | Fast switching polarization diverse radar antenna system |
| JP2920160B2 (ja) * | 1994-06-29 | 1999-07-19 | ザ ウィタカー コーポレーション | 車輌衝突回避レーダーシステム用平板形マイクロ波アンテナ |
| US5831581A (en) * | 1996-08-23 | 1998-11-03 | Lockheed Martin Vought Systems Corporation | Dual frequency band planar array antenna |
-
2000
- 2000-10-19 US US09/691,815 patent/US6313807B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
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