JP2009044509A

JP2009044509A - アンテナ装置およびアンテナ装置構成方法

Info

Publication number: JP2009044509A
Application number: JP2007207856A
Authority: JP
Inventors: Takuya Tsujita; 卓也辻田; Yoshihide Agari; 良英上里; Yuichi Tanaka; 雄一田中; Toshiaki Watanabe; 俊明渡辺
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2009-02-26

Abstract

【課題】周波数処理部の設計コストや部材コストを低く抑えつつ、到来電波の検知角度を広角化することを課題とする。
【解決手段】二つの受信アンテナのアンテナ素子設置側を互いに向き合わせて、一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子とが交互にかみ合うように向き合わせて配置する。さらに、アンテナ素子が交互にかみ合うように向き合わせて配置された受信アンテナ間の間隔を狭めて、各受信アンテナに受信される受信電波の位相中心の間隔、すなわち、位相中心間隔を狭める。
【選択図】図１

Description

この発明は、アンテナ装置およびアンテナ装置構成方法に関する。

従来、二つのアレーアンテナの受信波の位相差に基づいて、電波の到来方向（方位角）を検出するモノパルス測定方式を採用したアンテナ装置が存在する。

例えば、図５に示すように、複数のアンテナ素子がそれぞれ櫛型に配列された二つのアンテナを有し、アンテナ素子の配列方向が互いに並行であって、かつ、各アンテナの位相中心をアンテナ素子の配列方向に所定量ずらして対向配置したアンテナ装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、図６に示すように、給電線路３の両側にアンテナ素子１を配置して、給電ポート２を集約化したアンテナ装置が存在する。

特開２０００−３１７３６号公報

しかしながら、上記した従来のアンテナ装置は、周波数処理部の設計コストや部材コストが高くなってしまう、到来電波の検知角度を広角化することができないという問題点があった。

すなわち、図５に示すように、各アンテナの位相中心をアンテナ素子の配列方向に所定量ずらして対向配置したアンテナ装置は、各アンテナにおける位相中心間の距離である位相中心間隔を狭く調整することで、電波検知範囲の広角化することができる一方、給電ポート箇所が分離されているので、周波数処理部の設計コストや部材コストが高くなってしまうという問題点があった。

また、図６に示すように、給電線路３の両側にアンテナ素子１を配置したアンテナ装置は、給電ポート２を集約化することで周波数処理部の設計コストや部材コストを低く抑えることができる一方、給電線路３の両側にアンテナ素子１を配置する結果、各受信アンテナにおける位相中心間の距離である位相中心間隔を狭く調整することができないので、到来電波の検知角度を広角化することができないという問題点があった。

そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、周波数処理部の設計コストや部材コストを低く抑えつつ、到来電波の検知角度を広角化することが可能なアンテナ装置およびアンテナ装置構成方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に係る発明は、二つの受信アンテナを構成する給電線路の線路方向の一方の側面に、所定の間隔で複数のアンテナ素子を設置し、一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置された当該アンテナ素子とが交互にかみ合うように、受信アンテナを対向配置させることを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、上記の発明において、一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子とが交互にかみ合うように受信アンテナを対向配置させた上で、受信アンテナ間の間隔を狭めることを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、上記の発明において、電気的な結合を引き起こさない範囲で可能な限り受信アンテナ間の間隔を狭めることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、二つの受信アンテナを構成する給電線路の線路方向の一方の側面に、所定の間隔で複数のアンテナ素子を設置し、一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子とが交互にかみ合うように、受信アンテナを対向配置させるようにしてアンテナ装置を構成することを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、上記の発明において、一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置された当該アンテナ素子とが交互にかみ合うように受信アンテナを対向配置させた上で、受信アンテナ間の間隔を狭めてアンテナ装置を構成することを特徴とする。

また、請求項６に係る発明は、上記の発明において、電気的な結合を引き起こさない範囲で可能な限り受信アンテナ間の間隔を狭めてアンテナ装置を構成することを特徴とする。

本発明によれば、二つの受信アンテナを構成する給電線路の線路方向（長手方向）の一方の側面に、所定の間隔で複数のアンテナ素子を設置し、一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置された当該アンテナ素子とが交互にかみ合うように、受信アンテナを対向配置させるので、給電ポートを集約化することができ、周波数処理部の設計コストや部材コストを低く抑えることが可能である。また、各アンテナを互いに近づけることができ、各アンテナを対向配置させた時の位相中心間の距離である位相中心間隔を調整することが可能である。

また、本発明によれば、一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子とが交互にかみ合うように受信アンテナを対向配置させた上で、受信アンテナ間の間隔を狭めるので、各受信アンテナを対向配置させた時の位相中心間の距離である位相中心間隔を狭くして、位相の折り返しが起こらない角度範囲を広くすることができ、到来電波の検出角度範囲を広角化することが可能である。

また、本発明によれば、電気的な結合を引き起こさない範囲で可能な限り受信アンテナ間の間隔を狭めるので、アンテナとしての機能を発揮することができる範囲で、到来電波の検出角度範囲を最大限広角化することが可能である。

また、本発明によれば、二つの受信アンテナを構成する給電線路の線路方向の一方の側面に、所定の間隔で複数のアンテナ素子を設置し、一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置された当該アンテナ素子とが交互にかみ合うように、受信アンテナを対向配置させるようにしてアンテナ装置を構成するので、給電ポートを集約化させて、周波数処理部の設計コストや部材コストを低く抑えたアンテナ装置を得ることが可能である。

また、本発明によれば、二つの受信アンテナを構成する給電線路の線路方向の一方の側面に、所定の間隔で複数のアンテナ素子を設置し、一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置された当該アンテナ素子とが交互にかみ合うように、受信アンテナを対向配置させるようにしてアンテナ装置を構成するので、各アンテナを対向配置させた時の位相中心間の距離である位相中心間隔を狭くして、到来電波の検出角度範囲を広角化したアンテナ装置を得ることが可能である。

また、本発明によれば、電気的な結合を引き起こさない範囲で可能な限り受信アンテナ間の間隔を狭めてアンテナ装置を構成するので、到来電波の検出角度範囲を最大限広角化したアンテナ装置を得ることが可能である。

以下に添付図面を参照して、この発明に係るアンテナ装置およびアンテナ装置構成方法の実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係るアンテナ装置の一実施形態にかかる実施例を説明する。

以下の実施例では、本実施例に係るアンテナ装置の概要および特徴を説明した後に、かかるアンテナ装置の構成を説明し、最後に本実施例による効果を説明する。

［アンテナ装置の概要および特徴］
まず、実施例１に係るアンテナ装置の概要および特徴を説明する。本実施例に係るアンテナ装置は、モノパルス測角方式を採用するものであって、二つの受信アンテナにより受信された受信波の位相差に基づいて電波の到来方向（方位角）を検出することを概要とする。

そして、本実施例に係るアンテナ装置は、二つの受信アンテナを構成する給電線路の線路方向の一方の側面に所定の間隔で複数のアンテナ素子を設置し、一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子とが交互にかみ合うように、受信アンテナを対向配置させることを主たる特徴とする。

このようにすることで、周波数処理部の設計コストや部材コストを低く抑えつつ、到来電波の検知角度を広角化することが可能になる。

［アンテナ装置の構成］
次に、図１を用いて、本実施例に係るアンテナ装置の構成を説明する。図１は、本実施例に係るアンテナ装置の構成を示す模式図である。

同図に示すように、本実施例に係るアンテナ装置は、複数のアンテナ素子１および給電線路３で形成される二つの受信アンテナと、各受信アンテナが接続される集約化された給電ポート２とを含んで構成される。

ここで、給電ポート２から垂直に延びる給電線路３の線路方向の一方の側面には、所定の間隔でアンテナ素子１が複数設置される。例えば、図６に示すように、従来のアンテナ装置におけるアンテナ素子１の設置間隔であった「λｇ／２」（λｇは給電線路３の管内波長）を広げて、本実施例では「λｇ」とすることで、給電線路３の線路方向の一方の側面にアンテナ素子１を設置した場合であっても、同相で励振させることができる。

そして、二つの受信アンテナのアンテナ素子設置側を互いに向き合わせて、一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子１と、他方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子１とが交互にかみ合うように向き合わせて配置する。すなわち、従来のアンテナ装置には存在しなかったアンテナ素子間の隙間が存在するので、アンテナ素子が交互にかみ合うように各受信アンテナを向き合わせて配置することができる。

通常、位相中心間隔は、受信アンテナの重心の位置に一致するので、実施例１に係るアンテナ装置の受信アンテナのように、給電線路３の線路方向の一方の側面にアンテナ素子を設置した場合には、図１に示すとおり、位相中心間隔はアンテナ素子設置側にシフトする。すなわち、アンテナ素子１が交互にかみ合うように各受信アンテナを向き合わせて配置することで、位相中心間隔をある程度狭めることができる。

さらに、アンテナ素子１が交互にかみ合うように向き合わせて配置された受信アンテナ間の間隔を狭めて、各受信アンテナに受信される受信電波の位相中心の間隔である位相中心間隔を狭める。すなわち、モノパルス測角方式で電波の到来方向を検出する場合には、位相中心間隔を狭くすればするほど、位相の折り返しが起こらない到来電波の角度範囲を広くすることができる。

ただし、位相中心間隔を狭くすることを目的として、受信アンテナ間の間隔を狭め過ぎると、受信アンテナ間に電気的な結合を引き起こす恐れがあるので、電気的な結合を引き起こさない範囲で可能な限り受信アンテナ間の間隔を狭めてアンテナ装置を構成することが望ましい。

ここで、図２を用いて、モノパルス測角方式の原理について簡単に説明する。同図に示すように、モノパルス測角方式は、二つの受信アンテナを並べて配置し、各受信アンテナにより受信された到来電波の位相差φを検出する。具体的には、各受信アンテナにより受信された到来電波の位相差φは、図３に示す式で表すことができる。図３に示すλは電波の使用周波数における波長を示し、ｄは受信アンテナ間の間隔を示し、θは電波の到来する方位角を示す。そして、検出された位相差φに基づいて電波の到来方向である方位角θを求める。

通常、モノパルス測角方式による検出位相差の範囲は、−π＜位相差φ＜πであるので、受信アンテナ間の間隔ｄを狭くすればするほど、それに伴って位相中心間隔も狭くなり、位相の折り返しが起こらない到来電波の角度範囲を広くすることができる。具体的には、図４に示すように、受信アンテナ間の間隔ｄを狭めて、位相中心間隔をλ／２（２ｍｍ）以下にすることができれば、位相の折り返し角度範囲を−π／２＜折り返し角度範囲＜π／２にすることができ、アンテナ装置前面の全方位角が検出可能となる。

本実施例に係るアンテナ装置では、アンテナ素子が交互にかみ合うように向き合わせて配置された受信アンテナ間の間隔を狭めて、各受信アンテナに受信される受信電波の位相中心間隔をλ／２以下に狭めることができるので、位相の折り返し角度範囲を−π／２＜折り返し角度範囲＜π／２にすることができ、アンテナ装置前面の全方位角が検出可能となる。

［本実施例による効果］
上述してきたように、本実施例によれば、二つの受信アンテナを構成する給電線路の片側に所定の間隔で複数のアンテナ素子を設置し、一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置された当該アンテナ素子とが交互にかみ合うように、受信アンテナを対向配置させるので、給電ポートを集約化することができ、周波数処理部の設計コストや部材コストを低く抑えることが可能である。また、各アンテナを互いに近づけることができ、各アンテナを対向配置させた時の位相中心間の距離である位相中心間隔を調整することが可能である。

また、本実施例によれば、一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子とが交互にかみ合うように受信アンテナを対向配置させた上で、受信アンテナ間の間隔を狭めるので、各アンテナを対向配置させた時の位相中心間の距離である位相中心間隔を狭くして、位相の折り返しが起こらない角度範囲を広くすることができ、到来電波の検出角度範囲を広角化することが可能である。

また、本実施例によれば、電気的な結合を引き起こさない範囲で可能な限り受信アンテナ間の間隔を狭めるので、アンテナとしての機能を発揮することができる範囲で、到来電波の検出角度範囲を最大限広角化することが可能である。

また、上記の実施例では、従来のアンテナ装置におけるアンテナ素子の設置間隔であった「λｇ／２」を広げて、本実施例では「λｇ」とする場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アンテナ素子の設置間隔を適宜変更するようにしてもよい。

また、本発明に係るアンテナ装置は、必ずしも物理的に図１に示すように構成されていることを要せず、各構成要素を本発明の目的および効果を実現できる範囲で適宜変更して実施することができる。

以上のように、本発明に係るアンテナ装置およびアンテナ装置構成方法は、二つの受信アンテナにより受信された受信波の位相差に基づいて電波の到来方向（方位角）を検出することに有用であり、特に、周波数処理部の設計コストや部材コストを低く抑えつつ、到来電波の検知角度を広角化することに適する。

本実施例に係るアンテナ装置の構成を示す模式図である。モノパルス測角方式の原理を説明するための図である。位相差の算出式を示す図である。位相中心間隔に対する位相折り返し角度範囲を示す図である。アンテナ装置の従来構成を示す模式図である。アンテナ装置の従来構成を示す模式図である。

符号の説明

１アンテナ素子
２給電ポート
３給電線路

Claims

受信アンテナの各々を構成する給電線路の線路方向の一方の側面に、所定の間隔で複数のアンテナ素子を設置し、一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子とが交互にかみ合うように、受信アンテナを対向配置させることを特徴とするアンテナ装置。
一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子とが交互にかみ合うように受信アンテナを対向配置させた上で、受信アンテナ間の間隔を狭めることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
電気的な結合を引き起こさない範囲で可能な限り受信アンテナ間の間隔を狭めることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
二つの受信アンテナを構成する給電線路の線路方向の一方の側面に、所定の間隔で複数のアンテナ素子を設置し、一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置された当該アンテナ素子とが交互にかみ合うように、受信アンテナを対向配置させるようにしてアンテナ装置を構成することを特徴とするアンテナ装置構成方法。
一方の受信アンテナに設置されたアンテナ素子と、他方の受信アンテナに設置された当該アンテナ素子とが交互にかみ合うように受信アンテナを対向配置させた上で、受信アンテナ間の間隔を狭めてアンテナ装置を構成することを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置構成方法。
電気的な結合を引き起こさない範囲で可能な限り受信アンテナ間の間隔を狭めてアンテナ装置を構成することを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置構成方法。