JP2004112700A

JP2004112700A - 車載ミリ波レーダアンテナ

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Publication number: JP2004112700A
Application number: JP2002275843A
Authority: JP
Inventors: Naofumi Inomata; 猪股　直文; Akira Abe; 阿部　朗
Original assignee: Nidec Elesys Corp
Current assignee: Nidec Elesys Corp
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-20
Also published as: JP3942087B2

Abstract

【課題】車載用レーダアンテナとしてのアンテナの小型化と、所望の低サイドローブ特性を実現する。
【解決手段】送信（受信）側は２素子のマルチホーンで構成した単位アンテナ（ＴＸ１、ＴＸ２）とし、受信（送信）側は４素子のマルチホーンで構成した単位アンテナ（ＲＸ１、ＲＸ２）とする。２素子の単位アンテナは各素子が仰角方向幅Ｗ０の開口を有し、４素子の単位アンテナは仰角方向の外側の２素子が同一の仰角方向幅Ｗ１、内側の２素子が同一の仰角方向幅Ｗ２（＞Ｗ１）の開口を有し、各素子の開口面が仰角方向に配置される。各素子は給電点で電磁波を結合するため分岐部を備える導波管と結合される。２素子のマルチホーン構成により仰角方向のアンテナの高さを小さくし、４素子のマルチホーンとの送受の放射特性の組合せにより所望の主たる指向特性を実現する。指向特性は、前記２素子及び４素子の各素子の仰角方向のサイズ及び配置により設定する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用のレーダアンテナに関し、特に、電磁ホーンを用いた車載用ミリ波レーダアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車載用レーダのレーダアンテナには、複数の単位アンテナを水平方向に配列してアレイ構成としたアンテナが採用されており、電磁波を送受信するアンテナの原理により各種のアンテナ方式が考えられている。車載用レーダのレーダアンテナの代表的な例としては、パッチアレイ等を用いるプリントアンテナ構成のもの、導波管の管壁にスロットを設けたスロットアレイ構成のもの等がある。
【０００３】
また、衛星上に搭載するアンテナとして、直線偏波及び円偏波の電波を使用することができ、熱雑音を低く抑えたホーンアレイアンテナであって、アレー状に配列したホーン（ホーン素子）に導波管を接続して導波管合成するように構成したホーンアレイアンテナが知られている（例えば、特許文献１参照）。なお、ホーンアンテナの一般的な特性等については非特許文献２〜３に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−２１４３０７号公報
【非特許文献１】
三輪　進、外１名著、「アンテナ及び電波伝搬」第１版、１９９９年９月２６日、東京電機大学出版局、Ｐ．６２−６５
【非特許文献２】
安達三郎　外１名著、「電波光学」、森北出版株式会社、１９９８年６月３０日、第１版、Ｐ．６８―７１
【非特許文献３】
電気通信学会編、「マイクロ波工学」、初版、株式会社コロナ社、昭和３３年７月１０日、Ｐ．９９−１０３、１６４―１６７
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
プリントアンテナは、薄くて軽量化が可能であることから車載用に適しているが、導体と誘電体の多層構造とする必要があることから一般に高価格化すること、耐熱性や機械変形等に弱いこと、また、装置筺体と別体でありアンテナの保持・固定のための外枠が必要となる等、全体の外形は大型化するという難点があり、特性上においても給電回路の損失が大きいためアンテナ効率が低く、素子の最小単位が決まっていることからビーム幅を任意には選べない等の点で難点がある。
【０００６】
スロットアレイアンテナは、プリントアンテナよりは厚みがあるが、ミリ波帯では導波管寸法も小さいので充分薄型のアンテナが得られ、給電損失を比較的小さくすることが可能であるという利点を有する。しかし、機構構造が複雑で高精度化が必要であり一般に高価格化し、特性上は、スロット寸法・間隔の精度の影響が大きく現れる。また、アンテナ面垂直方向からビームが数度〜数十度傾くというビームチルトが生じることから組立機構も複雑で高精度化が必要であり収容容量も大きくなる。更に導波管の漏洩結合が特性に直接影響を与え、溶接又はビス多用の構造を備え、ビーム幅はプリントアンテナと同様に任意選定ができないという難点がある。
【０００７】
車載用のレーダアンテナとしては、前述のアンテナの外に各種原理のアンテナの適用が考えられ、特許文献１に記載されているようにホーンアレイアンテナを使用することも考えられるが、車載レーダへのホーンアレイアンテナの適用は極めて困難な問題を内在している。つまり、車載レーダでは装置の小型化が必須であり、特に仰角方向のアンテナの高さの縮小が強く求められるとともに、アンテナ特性として所要の狭ビーム特性が求められるが、ビーム幅は一般には開口寸法で決定されるため、所要の狭ビーム特性を得るために高さの縮小に限界があり、また、ホーンアレイアンテナのホーン素子自体がサイドローブピークをもち、単にホーン素子を並べた構成では、グレーティングローブ（同相合成される方位のサイドローブ）による高いピークが生じ、低サイドローブ特性が得難いという問題がある。
【０００８】
（発明の目的）
本発明の目的は、アンテナの小型化を可能とするとともに、低サイドローブ特性を実現することが可能なホーンアレイ構成の車載用レーダアンテナを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の車載用レーダアンテナは、車載ミリ波レーダにマルチホーンアンテナを適用し、送受信用のマルチホーンの構成・素子数及び各ホーン素子の寸法・間隔を所定の適値に選ぶことにより、アンテナの小型化（所定の仰角方向の狭ビーム特性を得るためのより小さいアンテナ高の実現）を可能とし、また、低サイドローブ特性を実現することを特徴と有する。
【００１０】
本発明の車載用レーダアンテナは、マルチホーンにより構成した送信用及び受信用の単位アンテナを備える車載ミリ波レーダアンテナにおいて、前記送信用及び受信用の単位アンテナの内、一方の単位アンテナは仰角方向に配置した少なくとも４素子のマルチホーンからなり、前記４素子のマルチホーンの内側２素子同士及び外側２素子同士は仰角方向幅が同寸法であり、他方の単位アンテナは仰角方向に配置した少なくとも２素子のマルチホーンからなり、前記２素子は仰角方向幅が同寸法であることを特徴とする。また、前記４素子のマルチホーンからなる単位アンテナの仰角方向長Ｈｏに対し、前記２素子のマルチホーンの単位アンテナの２素子の中心軸間の間隔Ｄｏは、約０．５５Ｈｏであることを特徴とする。
【００１１】
前記各発明において、前記４素子のマルチホーンからなる単位アンテナの内側２素子の仰角方向幅Ｗ１と同外側２素子の仰角方向幅Ｗ２の比Ｗ１／Ｗ２を約１／２、又は前記４素子のマルチホーンからなる単位アンテナの内側２素子の中心軸間の間隔Ｄ１と同外側２素子の中心軸間の間隔Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２は約１／４であることを特徴とし、又は前記４素子のマルチホーンからなる単位アンテナの内側２素子の仰角方向幅Ｗ１と同外側２素子の仰角方向幅Ｗ２の比Ｗ１／Ｗ２を約２、又は前記４素子のマルチホーンからなる単位アンテナの内側２素子の中心軸間の間隔Ｄ１と同外側２素子の中心軸間の間隔Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２は約１／２．５であることを特徴とする。
前記単位アンテナは水平方向にアレイ配列され、また、レーダアンテナ全体又はレーダ装置筺体とレーダアンテナの少なくとも一部が一体に製造されることを特徴とする。
【００１２】
（作用）
電磁ホーンを車載ミリ波レーダアンテナに適用する際、送信用及び受信用のアンテナをそれぞれマルチホーン構成とするとともに、その一方のマルチホーンを２素子構成として仰角方向のアンテナの高さを小さくしてレーダアンテナの小型化を実現するとともに、他方のマルチホーンを４素子とし、それぞれのマルチホーンによる送受の放射特性の組合せにより所望のアンテナとしての主たる指向特性を実現する。指向特性は、前記２素子及び４素子の各素子の仰角方向のサイズ及び配置により設定する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の車載用レーダアンテナの実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
（構成の説明）
図１は、第１の実施の形態の構成を示すブロック図であり、図１（ａ）は、アンテナ開口面の前面方向からみた矩形電磁ホーン（電磁ホーン）の配列、図１（ｂ）はアンテナの側面側からみた電磁ホーンの配置及び各電磁ホーンへの電磁波給電用の導波管分岐構造である。送信側及び受信側の各アンテナ（単位アンテナ）がそれぞれ複数の電磁ホーン（素子）で構成され、送信側と受信側とは素子のサイズ、数及び配置にいおいて異なる。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態のレーダアンテナのアンテナ配置は、送信側が２素子（ＴＸ１１とＴＸ１２、ＴＸ２１とＴＸ２２；２素子のマルチホーン）でそれぞれの単位アンテナ（ＴＸ１、ＴＸ２）を構成し、受信側は４素子（ＲＸ１１とＲＸ１２とＲＸ１３とＲＸ１４、ＲＸ２１とＲＸ２２とＲＸ２３とＲＸ２４；４素子のマルチホーン）でそれぞれ単位アンテナ（ＲＸ１、ＲＸ２）を構成している。
【００１５】
送信側の各単位アンテナの２素子はそれぞれの仰角方向の高さ（「仰角方向幅」という。）が全て同一、即ち、互いに同一の仰角方向幅Ｗ０の開口を有し、受信側の４素子は、仰角方向（高さ方向）の外側の２素子（ＲＸ１１とＲＸ１４、ＲＸ２１とＲＸ２４）が同一の仰角方向幅Ｗ１の開口を有し、内側の２素子（ＲＸ１２とＲＸ１３、ＲＸ２２とＲＸ２３）が同一の仰角方向幅Ｗ２（＞Ｗ１）の開口を有し、各素子の開口面において仰角方向（高さ）方向に間隙を設けることなく配置されている。また、図１（ｂ）に示すように、各素子（電磁ホーン）には給電点で電磁波を結合する導波管を備える。導波管は、送信用の単位アンテナの２個の給電点と電磁結合する導波管ＣＴと、受信用の単位アンテナの４個の給電点と結合する導波管ＣＲとを備え、導波管ＣＴ、ＣＲにはそれぞれ前記給電点と結合するための分岐部又は合成部Ｂを備える。
【００１６】
図２は、本実施の形態で使用するホーンアンテナの開口面側からみたより詳細な配置関係を示す図であり、図２（ａ）は１素子のホーンと２素子のマルチホーンとの関係、図２（ｂ）は同様な４素子のマルチホーンとの関係を示している。
【００１７】
本実施の形態の送信用の２素子の単位アンテナは、図２（ａ）に示すように仰角方向幅Ｗ０の開口の仰角方向の中間（「中心軸」という。）の間の間隔、即ち、２素子の中心軸間の間隔Ｄ０で上下に配置して構成される。この場合、２素子の単位アンテナの高さをＨｄ（＝Ｄ０＋Ｗ０）とする。また、４素子の単位アンテナは、図２（ｂ）に示すように内側に仰角方向幅Ｗ１の２つの素子（ホーン）をその中心軸間の間隔Ｄ１で上下に配置し、更にその外側に仰角方向幅Ｗ２（＞Ｗ１）の２つの素子（ホーン）をその中心軸間の間隔Ｄ２で上下に配置して構成される。この場合の４素子の単位アンテナの高さをＨｏとする。
【００１８】
図３は、本実施の形態のレーダアンテナの切替回路の構成例及び切り換え制御の例を示す図である。図３（ａ）は、送信用の単位アンテナ（送信アンテナ）が２個（ＴＸ１、ＴＸ２）、受信用の単位アンテナ（受信アンテナ）が２個（ＲＸ１、ＲＸ２）の切り換え回路の構成例であり、図３（ｂ）は、その場合の切り換えの例である。２個の送信アンテナ（ＴＸ１、ＴＸ２）には、探知用の電磁波（電波）をスイッチＳ１により切り換えて供給し、２個の受信アンテナ（ＲＸ１、ＲＸ２）からは、探知方向からの反射波をスイッチＳ２により切り換えて受信する。２個の送信アンテナ（ＴＸ１、ＴＸ２）と２個の受信アンテナ（ＲＸ１、ＲＸ２）の全ての組合せによる反射波の受信により、方位方向（水平方向）のビームを形成して障害物等の探知を行う。送受信する電波としては、例えば三角波信号により周波数変調した信号を利用することができる。この場合、例えば三角波信号の立ち上がり点に同期して、前記三角波信号の１周期期間毎にスイッチＳ１を切り換えて電波を送信アンテナ（ＴＸ１、ＴＸ２）から送信し、送信アンテナ（ＴＸ１、ＴＸ２）の切り換えの一巡の周期である周期２Ｔ期間毎にスイッチＳ２を切り換えて反射波を２個の受信アンテナ（ＲＸ１、ＲＸ２）から受信する。
【００１９】
（動作の説明）
次に、本実施の形態の動作を図１、図２を参照して詳細に説明する。レーダアンテナは複数の単位アンテナを水平方向に配列したアレイ構成でなる。一般にレーダアンテナは水平方向にはビーム幅２０°〜３０°又はそれ以上の広角特性が求められ、仰角方向にはビーム幅３°〜５°程度の狭角特性が求められ、仰角方向に長い縦長の長方形等の開口が必要となる。本発明では２素子のマルチホーンの使用によるアンテナの小型化と、４素子のマルチホーンの使用によるサイドローブの低減を図っている。
【００２０】
［２素子マルチホーンによる小型化］
最初に１素子のホーンと２素子のマルチホーンの放射特性（指向性特性）について説明する。
１素子のホーンによる放射特性についてみると、１素子のホーンの仰角方向幅Ｈ（１素子の場合、アンテナの高さもＨ）、仰角θ、電波の波長λとすると、一様電界分布の方形開口からの放射特性は、
Ｆｏ（θ）＝ｓｉｎ（Ｕｈ）／Ｕｈ　　　　　　　　　　　　　　（１）
但し、Ｕｈ＝πＨ／λ・ｓｉｎ（θ）
として表される。
【００２１】
これに対して、仰角方向幅Ｗ０の２素子を間隔Ｄ０で配置したマルチホーンの放射特性は、
Ｆｄ（θ）＝ｓｉｎ（Ｕｗ）／Ｕｗ・ｃｏｓ（Ｖｄ）　　　　　　（２）
但し、
Ｕｗ＝πＷ０／λ・ｓｉｎ（θ）、Ｖｄ＝πＤ０／λ・ｓｉｎ（θ）
として表される。
【００２２】
１素子のホーンの場合と２素子のマルチホーンの場合について、上記式（１）、（２）で表されるビーム幅を同じにする高さＨｄを具体例により計算してみると、例えば仰角ビーム幅３．３°（度）を実現するそれぞれの高さＨ、Ｈｄを求めると、１素子の場合は、Ｈ＝１５．４λ（開口長）となるが、２素子のマルチホーンでは、Ｗ０＝４λとして高さＨｄ＝１２．５λ（＜１５．４λ）となる。
【００２３】
一般に、１素子のホーンと２素子のマルチホーンとがほぼ同じビーム幅の放射特性を示す、即ち、放射特性ＦｏとＦｄをほぼ等しくすることができる条件は、１素子のホーンの高さＨと２素子のマルチホーンの各ホーンの仰角方向（高さ方向）幅Ｗ０の関係に関する実用的な範囲を考慮して、Ｗ０＝０．２Ｈ〜０．４Ｈとすると、Ｄ０＝０．５６Ｈ〜０．５３Ｈの場合である。
【００２４】
つまり、２素子のマルチホーンの場合の高さＨｄ（＝Ｄ０＋Ｗ０）と、１素子のホーンの場合の高さＨとの関係は、Ｈｄ＝０．７６Ｈ〜０．９３Ｈとなり、２素子マルチホーンを用いれば低い（小さい）高さで１素子のホーンと同じビーム幅を実現することができるから、２素子マルチホーンの使用によりアンテナの小型化が可能である。
［４素子マルチホーンによるサイドローブ低減］
次に、４素子マルチホーンの放射特性について説明する。
４素子マルチホーンの放射特性Ｆｑは、
Ｆｑ（θ）＝Ｗ１^１／２・ｓｉｎ（Ｕｗ１）／Ｕｗ１・ｃｏｓ（Ｖｄ１）＋Ｗ２^１／２・ｓｉｎ（Ｕｗ２）／Ｕｗ２・ｃｏｓ（Ｖｄ２）　　　　（３）
但し、
Ｕｗ１＝πＷ１／λ・ｓｉｎ（θ）、Ｖｄ１＝πＤ１／λ・ｓｉｎ（θ）
Ｕｗ２＝πＷ２／λ・ｓｉｎ（θ）、Ｖｄ２＝πＤ２／λ・ｓｉｎ（θ）
として表される。
【００２５】
レーダアンテナとしての指向特性（レーダアンテナ特性）Ｆｒは、送信用及び受信用の各単位アンテナの組合せで決定されるから、式（３）の４素子マルチホーンの放射特性Ｆｑと式（２）の２素子マルチホーンの放射特性Ｆｄとの積（Ｆｒ＝Ｆｑ×Ｆｄ）で与えられる。ここで、各放射特性Ｆｑ、Ｆｄのサイドローブのピークとヌルが互いに相殺するような関係に選ぶことによって最も良好な低サイドローブ特性が得られる。
【００２６】
図４は、本実施の形態の指向特性Ｆｒの計算例を示す図である。同図はＥ（電界）面を仰角方向とした指向特性を示す図であり、４素子マルチホーンの高さＨｏを一定にして内側と外側のそれぞれの仰角方向幅Ｗ１、Ｗ２の比Ｗ１／Ｗ２を１／３、１／２、１／１．４、１／１及び２／１と変えた場合のレーダアンテナ特性を示しており、各々の場合について２素子マルチホーンの素子間隔をサイドローブのピークが最小となる様に選定したものである。
【００２７】
図４に示されている指向特性において、Ｗ１とＷ２の比Ｗ１／Ｗ２が、Ｗ１／Ｗ２＝２／１の場合にサイドローブが一番高く、Ｗ１／Ｗ２＝１／１、１／１．４、１／２、１／３の順にサイドローブが低くなり、最小化する。この結果、Ｗ１／Ｗ２が約１／３の場合に最良の低サイドローブ特性が得られる。しかし、ビーム幅の特性は、Ｗ１とＷ２の比Ｗ１／Ｗ２が２／１の場合に一番狭く、Ｗ１／Ｗ２＝１／１、１／１．４、１／２、１／３の順に大きくなり、著しく大きい場合には、狭ビーム特性が得難くなり、アンテナ効率が大きく低下する等の支障が生じる。Ｗ１／Ｗ２が約１／２の場合は、車載レーダの用途上の充分な低サイドローブ特性が得られ、この場合のアンテナは総合的に最適の特性を得ることができる。
【００２８】
図５、図６は、Ｈ面を仰角方向とした指向特性についての同様な計算例を示す図である。４素子マルチホーンの素子寸法・間隔を固定し、２素子マルチホーンの素子間隔を変えてサイドローブの相殺の生じる条件を求めたものであるが、本図に示すように仰角方向幅Ｗ１、Ｗ２は、同一又は何れが大きい場合にも２素子の素子間隔の設定の組合せ等により、レーダアンテナの特性として利用可能である。
【００２９】
図５の場合では、Ｗ１：Ｗ２が約２：１で良好な低サイドローブ特性が得られている。図６の場合では、Ｗ１：Ｗ２＝１：２〜１：３で最もサイドローブピークが低くなる。この場合、ピークレベルは図４、図５の場合よりも高いが、同じアンテナ高で狭角ビーム特性を得られる利点がある。
【００３０】
以上は、ホーンの遅相が無視できる（ホーンの長さが充分に大きい）との条件で計算したものであるが、実際のホーンではホーン長が限られ単体の効率・放射特性に影響を生じるため、計算は格段に煩雑となるが、遅相を考慮し開口面積分を適用した詳細計算によっても同様の傾向が得られる。
【００３１】
一般にマルチホーンにおいて、ホーン長を一定として素子数（分割数）を増やせば（或る限度まで）アンテナ効率は向上するが分岐回路の損失増を伴う。特に、ミリ波においては導波路損失の影響が大きく、できるだけ簡素な回路構成で路長を短く設計する必要がある。これらを勘案して、車載レーダに要求される５°〜３°の仰角ビーム特性を実現し、適切な利得を得るために、単位アンテナの構成として４素子／２素子の組合せが最適である。
【００３２】
（第２の実施の形態）
以上の実施の形態では、４素子でなるマルチホーンについて各ホーンの開口が仰角方向に間隙を設けることなく配置した構成を示したが、本発明は、かかる配置構成でなくとも、他の所定の条件を満たすことにより同様の特性を実現することが可能である。
【００３３】
図７は、４素子のマルチホーンでなる単位アンテナのホーンの開口部の間に間隙を設けた実施の形態を示す図である。２素子のマルチホーンでなる単位アンテナは第１の実施の形態と同様であるが、４素子のマルチホーンでなる単位アンテナは、各開口部間に同一間隔の間隙を設けたホーン配列としており、その各ホーン素子の給電点は、何れも導波管の開口部と結合している。
【００３４】
本実施の形態の場合は、４素子のマルチホーンの内側２素子の中心軸間の間隔Ｄ１と同外側２素子の中心軸間の間隔Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２を約１／４とすることにより、図４に示すＥ面に関するＷ１：Ｗ２＝１：２の場合の指向特性と同様の特性、及び図５、図６に示すＨ面に関するＷ１：Ｗ２＝１：２の場合の指向特性と同様の特性をそれぞれ実現することが可能である。
【００３５】
また、４素子のマルチホーンの内側２素子の中心軸間の間隔Ｄ１と同外側２素子の中心軸間の間隔Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２を約１／２．５とすることにより、４素子のマルチホーンの内側２素子の仰角方向幅Ｗ１と同外側２素子の仰角方向幅Ｗ２の比Ｗ１／Ｗ２を約２の場合の図４に示すＥ面に関する指向特性と同様の特性、又は４素子のマルチホーンの内側２素子の仰角方向幅Ｗ１と同外側２素子の仰角方向幅Ｗ２の比Ｗ１／Ｗ２を約２の場合の図５、図６に示すＨ面に関する指向特性と同様の特性を実現することが可能である。
【００３６】
（他の実施の形態）
以上の実施の形態では、単位アンテナとして２素子及び４素子のみのホーン素子の組合せ構成について説明してきたが、各単位アンテナは、２素子又は４素子のホーン素子の組合せが本発明による主たる特性、つまり、基本的な所望特性を決定するものとして示したものであり、かかる主たる特性を２素子又は４素子により実現可能であるかぎり、その何れか又は両方に追加的、補助的なホーン素子を組み合わせることが可能であることは云うまでもないことである。
【００３７】
また、レーダアンテナ全体は、多数のホーンアンテナが縦横に配列された構成となり、以上の実施の形態の機構はダイキャスト製法等に適する。また、装置筺体の全体又は装置筺体の一部とアンテナを一体に製造することが可能であり、この製造方法を採用することにより装置全体の小型化とコストの低減が可能となる。
図８は、ダイキャスト製法によりアンテナを一体に製造した例を示す図である。本例は図１に示す第１の実施の形態のアンテナ配列を前提とした構造を示しており、各単位アンテナの給電点の位置に相当する平面に、車両の部材に装着するための固着用の孔を周囲に設けたアンテナ取り付け基板を配置した構造でなる。各単位アンテナのホーンは、外形が箱形として構成され、前記基板と一体化構造に形成されている。かかる構造は基板の面方向に分割可能な２つの金型を使用することにより、簡易に成形することが可能である。同様の製法により図７に示す第２の実施の形態のアンテナも製造することができることは明らかである。
【００３８】
なお、以上の実施の形態では２素子の単位アンテナを送信用に、４素子の単位アンテナを受信用にそれぞれ使用した例を示したが、４素子の単位アンテナを送信用に、２素子の単位アンテナを受信用に使用することが可能であることは、本発明の主たる特性は２素子及び４素子の組合せの送受信により実現されるものであることから明らかであり、更に本発明の単位アンテナのアレイ配置において、２素子及び４素子の送受の組合せは前述のようなスイッチの切替回路の切替制御により可能であり、送信用、受信用として固定的に設定するか否かは任意であることも明らかである。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、車載用ミリ波アンテナとしてホーン素子を使用しマルチホーンでなる単位アンテナを２素子のものと４素子のものの組合せとし、これらの組合せの送受信により主たる指向特性を実現するものであり、２素子の単位アンテナは、単一のホーン素子の使用より仰角方向の高さを縮小することができるから、レーダアンテナ全体の小型化が可能である。
【００４０】
また、２素子と４素子の組合せにより、小型化したレーダアンテナを実現し、且つ指向特性（レーダアンテナ特性）として狭角ビーム特性をも実現することが可能である。
【００４１】
更に、本発明は、車載用ミリ波アンテナをホーンアレイアンテナ構成とすることにより、アレイアンテナ又は筺体を含むレーダアンテナをダイキャスト製造等により一体成形により作製することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本実施の形態の２素子及び４素子の単位アンテナと１素子のホーンの関係を示す図である。
【図３】本実施の形態のレーダアンテナの切替回路の構成例を示す図である。
【図４】指向特性（Ｅ面が仰角方向）の計算例を示す図である。
【図５】指向特性（Ｈ面が仰角方向）の計算例を示す図である。
【図６】指向特性（Ｈ面が仰角方向）の計算例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図８】ダイキャスト製法により一体に製造したアンテナ構造を示す図である。
【符号の説明】
ＴＸ１、ＴＸ２　２素子の単位アンテナ
ＲＸ１、ＲＸ２　４素子の単位アンテナ
ＣＴ、ＲＴ　導波管
Ｂ　分岐部
Ｓ１、Ｓ２　切換スイッチ

Claims

マルチホーンにより構成した送信用及び受信用の単位アンテナを備える車載ミリ波レーダアンテナにおいて、
前記送信用及び受信用の単位アンテナの内、一方の単位アンテナは仰角方向に配置した主たる特性を決定する４素子のマルチホーンからなり、前記４素子のマルチホーンの内側２素子同士及び外側２素子同士は仰角方向幅が同寸法であり、他方の単位アンテナは仰角方向に配置した主たる特性を決定する２素子のマルチホーンからなり、前記２素子は仰角方向幅が同寸法であることを特徴とする車載ミリ波レーダアンテナ。
前記４素子のマルチホーンからなる単位アンテナの仰角方向長Ｈｏに対し、前記２素子のマルチホーンの単位アンテナの２素子の中心軸間の間隔Ｄｏは、約０．５５Ｈｏであることを特徴とする請求項１記載の車載ミリ波レーダアンテナ。
前記４素子のマルチホーンからなる単位アンテナの内側２素子の仰角方向幅Ｗ１と同外側２素子の仰角方向幅Ｗ２の比Ｗ１／Ｗ２を約１／２、又は前記４素子のマルチホーンからなる単位アンテナの内側２素子の中心軸間の間隔Ｄ１と同外側２素子の中心軸間の間隔Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２は約１／４であることを特徴とする請求項１又は２記載の車載ミリ波レーダアンテナ。
前記４素子のマルチホーンからなる単位アンテナの内側２素子の仰角方向幅Ｗ１と同外側２素子の仰角方向幅Ｗ２の比Ｗ１／Ｗ２を約２、又は前記４素子のマルチホーンからなる単位アンテナの内側２素子の中心軸間の間隔Ｄ１と同外側２素子の中心軸間の間隔Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２は約１／２．５であることを特徴とする請求項１又は２記載の車載ミリ波レーダアンテナ。
前記単位アンテナは水平方向にアレイ配列されることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１つの請求項記載の車載ミリ波レーダアンテナ。
レーダアンテナ全体又はレーダ装置筺体とレーダアンテナの少なくとも一部が一体に製造されることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１つの請求項記載の車載ミリ波レーダアンテナ。