JP2009213125A - レーダ装置用アンテナおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】微細構造を有するレーダ装置用アンテナ、および加工精度が高くかつ生産性の優れたレーダ装置用アンテナの製造方法を提供する。
【解決手段】アンテナ素子１１０を備える放射部基板１０１を作製するために、放射部基板１０１を射出成形法により成形する放射部基板成形工程と、放射部基板成形工程の後に放射部基板１０１の両面にパターンを形成するパターン形成工程と、放射部基板１０１に第１の給電線路１０５、第２の給電線路１０６、およびスルーホール１２２を形成するスルーホール形成工程とを有している。放射部基板成形工程は、第１の金型１５１の対向する両面にそれぞれ第１の銅箔１３１と第２の銅箔１３２とを配置するステップと、第１の貫通孔を形成する位置に精密ピン１５３を挿入するステップと、第１の金型１５１の内部に樹脂１５４を射出するステップとを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーダ装置用アンテナおよびその製造方法に関するもので、特に微細構造を有する高周波用のレーダ装置用アンテナおよびその製造方法に関するものである。

近年、高度情報化に伴う情報量の増大に対応して、無線を利用した通信システムではマイクロ波やミリ波を利用したシステムの開発が進められている。また、レーダ装置でも、自動車搭載用レーダ等に好適な高い周波数帯域を利用した装置の開発が進められており、たとえば２２〜２９ＧＨｚの準ミリ波帯や７０〜８１ＧＨｚのミリ波帯が利用されている。

このように、高い周波数帯域を利用したシステムでは、高性能のレーダを製造することが可能となるが、波長が短くなるのに伴ってアンテナ装置が小型化されるとともに、高い加工精度が要求されるようになる。高精度でアンテナ装置を製造する従来の方法として、たとえば特許文献１に記載の方法が知られている。特許文献１では、図９に示すような微細構造のアンテナ装置９００を製造する方法が開示されている。

特許文献１に記載のアンテナ装置９００は、アンテナパターン９０５や、スルーホール９０４、電極９０６等が微細に形成された構造を有している。このような微細構造を、射出成形法あるいはホットエンボス成形法を用いて誘電体９０２と一体に形成することが記載されている。また、電極９０６の中に導電膜を形成して電極ポールを形成することが記載されている。

特開２００４−３０４６１１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のアンテナの製造方法では、アンテナパターン９０５、スルーホール９０４、電極９０６等の微細構造を誘電体９０２と一体に形成するために、射出成形法あるいはホットエンボス成形法を用いることが記載されているが、スルーホール９０４や電極９０６の内部に導体層を形成する製造方法は開示されていない。電極９０６については、内部に導電膜を形成すると記載されているだけである。微細構造を有するアンテナでは、微細構造部分に高精度に導体層を形成する方法が問題となる。

そこで、本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、微細構造を有するレーダ装置用アンテナ、および加工精度が高くかつ生産性の優れたレーダ装置用アンテナの製造方法を提供することを目的とする。

本発明のレーダ装置用アンテナの製造方法の第１の態様は、誘電体からなる放射部基板の一方の面にアンテナ素子を形成し、他方の面に地板を形成して前記一方の面から前記他方の面まで貫通されたスルーホールを備えたレーダ装置用アンテナの製造方法であって、射出成形法により両面に銅箔が配置された前記放射部基板を成形する放射部基板成形工程と、前記銅箔をエッチングして前記アンテナ素子を含む第１のパターンを形成するとともに、前記銅箔をエッチングして前記地板を含む第２のパターンを形成するパターン形成工程と、を有し、前記放射部基板成形工程は、前記放射部基板の両面を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記貫通孔の内部に所定の金属をメッキして前記スルーホールを形成するスルーホール形成工程とを含むことを特徴とする。

本発明のレーダ装置用アンテナの製造方法の他の態様は、前記スルーホールは、第１の給電線路用スルーホールと第２の給電線路用スルーホールとを含んでいることを特徴とする。

本発明のレーダ装置用アンテナの製造方法の他の態様は、前記スルーホールは、前記アンテナパターンを取り囲むキャビティを構成するスルーホールを含み、前記第１のパターンは、前記キャビティを構成するスルーホールを連結する環状導体パターンを含むことを特徴とする。

本発明のレーダ装置用アンテナの製造方法の他の態様は、前記第２のパターンは、前記第１の給電線路用スルーホールと非接触となるように形成される前記地板のパターンを含むことを特徴とする。

本発明のレーダ装置用アンテナの製造方法の他の態様は、前記放射部基板成形工程は、第１の金型の対向する両面にそれぞれ前記第１の銅箔と前記第２の銅箔とを配置するステップと、前記第１の貫通孔を形成する位置に所定のピンを挿入するステップと、前記第１の金型の内部に樹脂を射出するステップと、を有していることを特徴とする。

本発明のレーダ装置用アンテナの製造方法の他の態様は、前記放射部基板の他方の面側に、射出成形法により線路基板を成形する線路基板成形工程をさらに有し、前記線路基板成形工程では、前記第１の給電線路用スルーホールの位置に第２の貫通孔を形成することを特徴とする。

本発明のレーダ装置用アンテナの製造方法の他の態様は、前記線路基板成形工程は、第２の金型の一方の面に前記放射部基板を配置するとともに、他方の面に第３の銅箔を配置するステップと、前記第２の貫通孔を形成する位置に前記ピンを配置するステップと、前記第２の金型の内部に樹脂を射出するステップと、を有していることを特徴とする。

本発明のレーダ装置用アンテナの製造方法の他の態様は、前記線路基板成形工程では、前記第１の給電線路用スルーホールに前記ピンを挿通させて前記第２の貫通孔を形成することを特徴とする。

本発明のレーダ装置用アンテナの製造方法の他の態様は、前記第３の銅箔をエッチングして所定の伝送線路を形成する伝送線路形成工程と、前記第２の貫通孔の内部に所定の金属をメッキして前記第１の給電線路用スルーホールを形成する給電線路形成工程と、をさらに有することを特徴とする。

本発明のレーダ装置用アンテナの製造方法の他の態様は、前記基板成形工程では、前記放射部基板を２以上の平面に屈曲して成形し、前記２以上の平面のそれぞれに前記第１の貫通孔を成形することを特徴とする。

本発明のレーダ装置用アンテナの製造方法の他の態様は、前記線路基板成形工程では、前記放射部基板の他方の面側に、前記２以上の平面のそれぞれに平行に屈曲させて前記線路基板を成形することを特徴とする。

本発明のレーダ装置用アンテナの第１の態様は、誘電体からなり２以上の平面に屈曲された放射部基板と、前記放射部基板のそれぞれの平面の一方の面に形成されたアンテナ素子と、前記放射部基板のそれぞれの平面の他方の面に形成された地板と、前記地板を挟んで前記放射部基板のそれぞれの平面に平行に形成された線路基板と、前記線路基板の前記地板と接する面とは反対側の面に形成された伝送線路と、前記アンテナ素子と前記伝送線路とを電気的に接続する第１の給電線路と、前記アンテナ素子と前記地板とを電気的に接続する第２の給電線路と、前記アンテナ素子と前記地板とを電気的に接続する複数のスルーホールと、前記放射部基板の一方の面で前記スルーホールを電気的に接続する環状導体とからなるキャビティと、を備えることを特徴とする。

本発明のレーダ装置用アンテナの他の態様は、前記伝送線路は、前記放射部基板のそれぞれの平面に形成された前記アンテナ素子間を電気的に接続している、ことを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、微細構造を有するレーダ装置用アンテナおよび加工精度が高くかつ生産性の優れたレーダ装置用アンテナの製造方法を提供することができる。

本発明の好ましい実施の形態におけるレーダ装置用アンテナおよびその製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。

本発明の実施の形態に係るレーダ装置用アンテナの製造方法を、図２に示すレーダ装置用アンテナ１００を用いて説明する。レーダ装置用アンテナ１００は、準ミリ波帯において超広帯域を利用したレーダに用いられるアンテナの一例である。図２は、レーダ装置用アンテナ１００の平面図（ａ）、及びＡ−Ａ’ 面で切断したときの断面図（ｂ）を示している。レーダ装置用アンテナ１００は、所定の誘電体で形成された放射部基板１０１の一方の面にアンテナ素子１１０を備えており、アンテナ素子１１０は台形形状を有する４つのアンテナパーツ１１１〜１１４で形成されたボウタイ状アンテナ素子としている。放射部基板１０１の他方の面には、地板１０２が形成されている。

レーダ装置用アンテナ１００は、放射部基板１０１の一方の面にアンテナ素子１１０を取り囲むようにさらにキャビティ１２０が形成されている。キャビティ１２０は、放射部基板１０１の４辺に沿って配列された複数のスルーホール１２２と、複数のスルーホール１２２を結ぶ環状導体１２１とで構成されている。それぞれのスルーホール１２２は、放射部基板１０１を貫通する貫通孔の内壁に導体層が形成された構造を有している。スルーホール１２２の内壁に形成された導体層は、放射部基板１０１の一方の面で環状導体１２１に接続され、放射部基板１０１の他方の面では、地板１０２に接続されている。

地板１０２を挟んで放射部基板の１０１の反対側には、線路基板１０３が設けられており、線路基板１０３の地板１０２に接する面とは反対側の面に伝送線路１０４が形成されている。さらに、地板１０２とは非接触に、放射部基板１０１及び線路基板１０３を貫通して伝送線路１０４からアンテナ素子１１０への給電を行う第１の給電線路１０５と、放射部基板１０１を貫通してアンテナ素子１１０と地板１０２とを電気的に接続する第２の給電線路１０６とが設けられている。第１の給電線路１０５はアンテナパーツ１１１、１１２の上辺近傍に接続され、第２の給電線路１０６はアンテナパーツ１１３、１１４の上辺近傍に接続されている。線路基板１０３には、さらに所定の電子部品を実装することができる。

レーダ装置用アンテナ１００は、アンテナ素子１１０と伝送線路１０４とが互いに平行な平面上に配置された構造に形成されており、これによりアンテナ形状が平板状となっている。このような平板形状とすることで、その配置スペースを小さくすることができ、またアンテナ素子１１０を同一平面状に複数配列してアレイアンテナを構成することも容易となる。

放射部基板１０１に形成されたキャビティ１２０は、放射部基板１０１に形成される表面波の影響を低減して良好な放射特性（放射パターン、ゲイン）が得られるように設けられたものである。使用周波数が高くなると、波長が短くなるのに伴ってアンテナの加工精度も高くする必要がある。キャビティ１２０を構成するスルーホール１２２は、放射部基板１０１において高精度に位置決めされており、貫通孔を高精度に形成した後に内壁に導体層を形成している。

本実施形態のレーダ装置用アンテナの製造方法は、キャビティ１２０のような微細構造を高精度に形成してレーダ装置用アンテナ１００を製造する方法である。本実施形態のレーダ装置用アンテナの製造方法を、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態の製造方法で用いる金型の断面図を示している。

本実施形態のレーダ装置用アンテナの製造方法は、アンテナ素子１１０を備える放射部基板１０１を作製するために、放射部基板１０１を射出成形法により成形する放射部基板成形工程と、放射部基板成形工程の後に放射部基板１０１の両面にパターンを形成するパターン形成工程と、放射部基板１０１に第１の給電線路１０５、第２の給電線路１０６、およびスルーホール１２２を形成するスルーホール形成工程とを有している。また、伝送線路１０４を備える線路基板１０３を作製するために、線路基板１０３を射出成形法により成形する線路基板成形工程と、線路基板１０３の一方の面に伝送線路１０４を形成する伝送線路形成工程と、線路基板１０３に第１の給電線路１０５を形成する給電線路形成工程とを有している。

微細構造のキャビティ１２０は、径の小さいスルーホール１２２を複数配列して形成されているが、このスルーホール１２２の位置精度や孔径の精度、及びアンテナ素子１１０の第１の給電線路１０５、第２の給電線路１０６の位置精度や孔径の精度が放射特性に影響するため、たとえばそれぞれ±１０μｍ程度の高精度で貫通孔を成形する基板加工技術が必要となる。スルーホール１２２の貫通孔をボール盤を用いてドリルで孔あけして形成する場合、貫通孔の位置精度はそれぞれ±５０μｍ程度となり、このような加工精度ではレーダ装置用アンテナ１００の放射特性に好ましくない影響を与えることになる。

そこで、本実施形態のレーダ装置用アンテナの製造方法では、放射部基板成形工程において金型を用いた射出成形法を適用している。図１は、放射部基板成形工程において金型を用いて放射部基板１０１を作製するステップを説明する図である。本実施形態の放射部基板成形工程では、第１の金型１５１（１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ、１５１ｄ）を用いて射出成形法により放射部基板１０１を成形する。

図１（ａ）に示す第１ステップでは、第１の金型１５１の対向する面の金型１５１ａ、１５１ｃに、それぞれ第１の銅箔１３１と第２の銅箔１３２とを配置する。ここでは、金型１５１ａが放射部基板１０１のアンテナ素子１１０側の面に配置されており、金型１５１ｃが放射部基板１０１の地板１０２側の面に配置されているとしている。第１の銅箔１３１と第２の銅箔１３２は、金型１５１ａ、１５１ｃにそれぞれ貼り付けるか吸着させて固定することができる。

図１（ｂ）に示す第２ステップでは、第１の金型１５１内に内型１５２を置き、第１の給電線路１０５、第２の給電線路１０６、およびスルーホール１２２を形成する位置に精密ピン１５３を挿入する。精密ピン１５３を挿入する位置には、金型１５１ａ、１５１ｃ、および内型１５２に精密ピン１５３を挿通させるための孔があらかじめ高精度に位置決めして設けられている。精密ピン１５３を第１の金型１５１に挿通することにより、第１の銅箔１３１と第２の銅箔１３２に所定の大きさの孔が精密に形成される。なお、あらかじめ上記の孔を形成した第１の銅箔１３１および第２の銅箔１３２を用いてもよく、この場合には第２ステップは不要となる。

図１（ｃ）に示す第３ステップでは、第１の金型１５１から精密ピン１５３を引き抜いた後に内型１５２を第１の金型１５１内から取り除く。その後、精密ピン１５３のみを第１の金型１５１に再び挿入する。

図１（ｄ）に示す第４ステップでは、精密ピン１５３が挿入された第１の金型１５１を密閉し、その内部にたとえば低誘電率の樹脂１５４を圧力を加えて注入する。金型１５１内に注入した樹脂１５４を固化した後、精密ピン１５３を第１の金型１５１から引き抜き、さらに第１の金型１５１を開放して成形された放射部基板１０１を取り出す。

上記の放射部基板成形工程で成形された放射部基板１０１の断面図を図３に示す。図３（ａ）は図２（ａ）の平面図のＡ−Ａ’ 面における断面図を示し、図３（ｂ）はＢ−Ｂ’ 面における断面図をそれぞれ示す。同図に示すように、第１の給電線路１０５、第２の給電線路１０６、およびスルーホール１２２を形成する位置に、それぞれ貫通孔１０５ａ、１０６ａ、１２２ａ（第１の貫通孔）が形成される。本実施形態のレーダ装置用アンテナの製造方法では、射出成形により第１の貫通孔を形成していることから、たとえば±１０μｍ程度の高精度で第１の貫通孔を成形することができる。また、放射部基板１０１の両面に固着された第１の銅箔１３１および第２の銅箔１３２には、第１の貫通孔の出入口で高精度に孔明けされている。

放射部基板成形工程において、第１の給電線路１０５、第２の給電線路１０６、およびスルーホール１２２用の第１の貫通孔を高精度に形成した放射部基板１０１が成形されると、続くスルーホール形成工程として、メッキ処理により第１の貫通孔１０５ａ、１０６ａ、１２２ａの内壁に導体層１３３を形成する。スルーホール形成工程までで形成される放射部基板１０１の断面図を図４に示す。図４（ａ）は図２（ａ）の平面図のＡ−Ａ’ 面における断面図を示し、図４（ｂ）はＢ−Ｂ’ 面における断面図をそれぞれ示す。同図に示すように、放射部基板１０１の一方の面にアンテナ素子１１０とキャビティ１２０の環状導体１２１が形成され、放射部基板１０１の他方の面には地板１０２が形成されている。

つぎにパターン形成工程として、第１の銅箔１３１をエッチングしてアンテナ素子１１０を含む第１のパターンを形成するとともに、第２の銅箔１３２をエッチングして地板１０２を含む第２のパターンを形成する。第１のパターンには、アンテナ素子１１０のパターンに加えてキャビティ１２０を構成するスルーホール１２２を連結する環状導体１２１のパターンが含まれている。また、第２のパターンとして、第１の給電線路１０５用の貫通孔１０５ａが地板１０２と非接触となるような地板１０２のパターンが形成されている。なお、スルーホール形成工程とパターン形成工程は、その順番を入れ替えることもできる。

図４（ａ）に示すように、第１の給電線路１０５はアンテナ素子１１０に電気的に接続される一方、地板１０２とは非接触のスルーホールに形成されている。また、第２の給電線路１０６がアンテナ素子１１０と地板１０２とに電気的に接続されるスルーホールに形成されている。さらに、図４（ａ）に示すように、キャビティ１２０を構成するスルーホール１２２が、環状導体１２１と地板１０２とに電気的に接続されている。

つぎに、放射部基板１０１の地板１０２側に配置する線路基板１０３の製造方法を以下に説明する。線路基板１０３は、従来のプリント基板の製造方法を用いて作製することができる。従来のプリント基板の製造方法を用いて線路基板１０３を作製する工程を、以下に説明する。

まず、線路基板１０３として、シート状接着剤で片面銅張り板をプレス成形により放射部基板１０１の地板１０２側に貼り付ける。つぎに、第１の給電線路１０５を配置する位置に貫通孔を形成する。その後、貫通孔の内壁に導体層をメッキし、放射部基板１０１に形成された第１の給電線路１０５用の貫通孔１０５ａ内壁の導体層と電気的に接続される。最後に、上記の片面銅張り板の銅をエッチングして伝送線路１０４を形成する。

しかしながら、上記の従来のプリント基板の製造方法を用いて線路基板１０３を作製する場合、第１の給電線路１０５用の貫通孔をボール盤を用いてドリルで孔あけすることになる。そのため、貫通孔の位置精度が±５０μｍ程度となってレーダ装置用アンテナ１００の放射特性に好ましくない影響を与えることになる。

これに対し本実施形態のレーダ装置用アンテナの製造方法では、配線基板１０３についても射出成形法を用いることにより、線路基板１０３を高精度に成形することができる。本実施形態による線路基板１０３の製造方法は、線路基板１０３を射出成形法により成形する線路基板成形工程と、線路基板１０３の一方の面に伝送線路１０４を形成する伝送線路形成工程と、線路基板１０３に第１の給電線路１０５を形成する給電線路形成工程とを有している。

本実施形態による線路基板１０３の製造方法を、図５を用いて説明する。図５は、線路基板成形工程において金型を用いて線路基板１０３を作製するステップを説明する図である。本実施形態の線路基板成形工程では、第２の金型１５５（１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃ、１５５ｄ）を用いて射出成形法により線路基板１０３を成形する。

図５（ａ）に示す第１ステップでは、第２の金型１５５の対向する一方の面の金型１５５ａに上記で作製された放射部基板１０１を固定し、他方の面の１５５ｃには第３の銅箔１３４を配置する。金型１５５は、たとえば金型１５５ａまたは金型１５５ｂと１５５ｄとに窪みや溝等を形成しておくことで、放射部基板１０１を固定できるようにしておく。あるいは、放射部基板１０１を金型１５５ａに吸着させるようにしてもよい。第３の銅箔１３４は、金型１５５ｃに貼り付けるか吸着させて固定することができる。

図５（ｂ）に示す第２ステップでは、第２の金型１５５内に内型１５６を置き、第１の給電線路１０５を形成する位置に精密ピン１５３を配置する。精密ピン１５３を配置する位置には、金型１５５ａ、１５５ｃ、および内型１５６に精密ピン１５３を挿通させるための孔があらかじめ高精度に位置決めして設けられている。また、放射部基板１０１にはすでに第１の給電線路１０５用のスルーホールが形成されている。精密ピン１５３を第２の金型１５５および放射部基板１０１の第１の給電線路１０５用スルーホールに挿通することにより、第３の銅箔１３４に所定の大きさの孔が精密に形成される。

図５（ｃ）に示す第３ステップでは、第２の金型１５５から精密ピン１５３を引き抜いた後に内型１５６を第１の金型１５１内から取り除く。その後、精密ピン１５３のみを第２の金型１５５に再び挿入する。

図５（ｄ）に示す第４ステップでは、精密ピン１５３が挿入された第２の金型１５５を密閉し、その内部にたとえば低誘電率の樹脂１５７を圧力を加えて注入する。樹脂１５７は、放射部基板成形工程で用いた樹脂１５４と同じであってもよい。金型１５５内に注入した樹脂１５７を固化した後、精密ピン１５３を第２の金型１５５から引き抜き、さらに第２の金型１５５を開放して成形された線路基板１０３を取り出す。

上記の線路基板成形工程までで成形された放射部基板１０１および線路基板１０３の断面図を図６に示す。図６（ａ）は図２（ａ）の平面図のＡ−Ａ’ 面における断面図を示し、図６（ｂ）はＢ−Ｂ’ 面における断面図をそれぞれ示す。同図に示すように、線路基板１０３には、第１の給電線路１０５を形成する位置に貫通孔１０５ｂ（第２の貫通孔）が形成される。貫通孔１０５ｂは、放射部基板１０１に形成された貫通孔１０５ａと高精度に位置決めされて形成されている。本実施形態のレーダ装置用アンテナの製造方法では、射出成形により第１の貫通孔および第２の貫通孔を形成していることから、たとえば±１０μｍ程度の高精度で第１の貫通孔を成形することができる。また、第３の銅箔１３１には、第２の貫通孔１０５ｂの出口で高精度に孔明けされている。

線路基板成形工程において、第１の給電線路１０５用の第２の貫通孔を高精度に形成した線路基板１０３が成形されると、つぎに伝送線路形成工程として、第３の銅箔１３１をエッチングして伝送線路１０４を形成する。続く給電線路形成工程として、メッキ処理により第１の給電線路用の第２の貫通孔１０５ｂの内壁に導体層を形成する。貫通孔１０５ｂ内壁の導体層は、伝送線路１０４に電気的に接続されるように形成される。

上記説明のように、本実施形態のレーダ装置用アンテナの製造方法では、放射部基板１０１および線路基板１０３を射出成形法を用いて作製することにより、微細構造の第１の給電線路１０５、第２の給電線路１０６、およびキャビティ１２０を高精度に形成することができる。また、放射部基板１０１および線路基板１０３を成形するための金型を一度作製すると、これを用いて放射部基板１０１および線路基板１０３を量産することが極めて容易となり、レーダ装置用アンテナ１００の量産が容易に実現できる。

本発明のレーダ装置用アンテナおよびその製造方法の別の実施形態を、図７、図８を用いて説明する。図７は、別の実施形態のレーダ装置用アンテナ２００の展開斜視図である。また、図８は、レーダ装置用アンテナ２００の構成要素である高周波基板２０１を示す斜視図である。本実施形態のレーダ装置用アンテナ２００は、放射部基板２３１と線路基板２３２とを一体化した高周波基板２０１と、電磁シールド部２０２と、回路基板２０３と、これらを収納するためのレドーム２０４及びケース２０５とで構成されている。

本実施形態の高周波基板２０１は、第１の高周波基板２０１ａと第２の高周波基板２０１ｂの２つの平面に屈曲されてアンテナの放射面が２方向となるように形成されている。このように、放射面の向きが異なるアンテナを組み合わせることで、広範囲を検知可能なレーダ装置を提供することができる。

２つの高周波基板２０１ａ、２０１ｂは、それぞれが図２に示したレーダ装置用アンテナ１００と同様に構成されており、それぞれ放射部基板２３１ａと線路基板２３２ａ、放射部基板２３１ｂと線路基板２３２ｂを貼り合わせて形成されている。但し、図７、８では放射部基板２３１ａ、２３１ｂのそれぞれにアンテナ素子２１０をアレイ化したアレイアンテナが配置されている。すなわち、第１の高周波基板２０１ａにはアレイアンテナ２０６ａが配置され、第２の高周波基板２０１ｂにはアレイアンテナ２０６ｂが配置されている。

アレイアンテナ２０６ａ、２０６ｂのそれぞれは、図１に示したアンテナ素子１１０と同様のアンテナ素子２１０を縦横に配列し、各アンテナ素子２１０を取り囲むようにキャビティ２２０を形成して構成されている。本実施形態のレーダ装置用アンテナの製造方法は、第１の実施形態と同様に、放射部基板２３１ａ、２３１ｂを成形してアンテナ素子２１０等を形成する工程と、線路基板２３２ａ、２３２ｂを成形して伝送線路等を形成する工程とを有している。

本実施形態のレーダ装置用アンテナ２００のように、高周波基板２０１が２つの平面の第１の高周波基板２０１ａと第２の高周波基板２０１ｂとに屈曲されている場合、図８（ｂ）に示すように、それぞれの高周波基板２０１ａ、２０１ｂを別々に作製し、これを接合することで高周波基板２０１を作製することが可能である。しかしながら、別々に作製された２つの高周波基板２０１ａ、２０１ｂを接合するためには、高周波信号を伝送するそれぞれの伝送線路を接続するためのコネクタ等が必要となり、コスト高となってしまう。

そこで、本実施形態のレーダ装置用アンテナの製造方法では、放射部基板成形工程において、図８（ａ）に示すような屈曲した２平面からなる放射部基板２３１を一体に成形するようにしている。放射部基板成形工程で用いる金型は、屈曲した２平面の放射部基板２３１に対応した形状を有しており、給電線路を形成する位置やキャビティ２２０用のスルーホールを形成する所定の位置に、高精度に位置決めして所定本数の精密ピンを挿入できるように形成されている。このように形成された金型に所定の樹脂材料を射出することで、２平面に屈曲され、給電線路およびキャビティ用スルーホールを形成するための貫通孔を備えた放射部基板２３１が成形される。

放射部基板成形工程で放射部基板２３１が成形されると、つぎにパターン形成工程として、放射部基板２３１の一方の面に設けられた銅箔をエッチングしてアレイアンテナ２０６やキャビティ２２０の環状導体を形成するとともに、放射部基板２３１の他方の面に設けられた銅箔をエッチングして地板等を形成する。続くスルーホール形成工程では、メッキ処理により給電線路用の貫通孔やキャビティ２２０用スルーホールのの内壁に導体層を形成する。

放射部基板２３１と同様に線路基板２３２についても、線路基板成形工程において、図８（ａ）に示すような屈曲した２平面からなる線路基板２３２を一体に成形するようにしている。線路基板成形工程で用いる金型は、屈曲した２平面の線路基板２３２に対応した形状を有しており、給電線路を形成する位置に高精度に位置決めして所定本数の精密ピンを挿入できるように形成されている。このように形成された金型に所定の樹脂材料を射出することで、２平面に屈曲され、給電線路を形成するための貫通孔を備えた線路基板２３２が成形される。

線路基板成形工程で線路基板２３２が成形されると、つぎに伝送線路形成工程として、線路基板２３２の放射部基板２３１とは反対側の面に設けられた銅箔をエッチングして伝送線路を形成する。続く給電線路形成工程では、メッキ処理により給電線路用の貫通孔の内壁に導体層を形成する。これにより、高周波基板２０１が作製される。

上記のように作製された高周波基板２０１は、電磁シールド部２０２を挟んで回路基板２０３に接続される。そして、高周波基板２０１と電磁シールド部２０２と回路基板２０３とが一体にケース２０５に収納され、レドーム２０４で覆われて密閉される。

上記説明のように、本実施形態のレーダ装置用アンテナの製造方法によれば、２以上の異なる向きの放射面を有するレーダ装置用アンテナであっても、放射部基板２３１および線路基板２３２を射出成形法を用いて作製することにより、微細構造の給電線路およびキャビティ２２０を高精度に形成することができる。また、放射部基板２３１および線路基板２３２を成形するための金型を一度作製すると、これを用いて放射部基板２３１および線路基板２３２を量産することが極めて容易となり、レーダ装置用アンテナ２００の量産が容易に実現できる。

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係るレーダ装置用アンテナおよびその製造方法の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態におけるレーダ装置用アンテナおよびその製造方法の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

第１の実施形態のレーダ装置用アンテナの製造方法を説明するための放射部基板の作製に用いる金型の断面図である。 第１の実施形態に係るレーダ装置用アンテナの製造方法によるレーダ装置用アンテナの平面図及び断面図である。 第１の実施形態に係るレーダ装置用アンテナの製造方法を説明するための放射部基板の断面図である。 第１の実施形態に係るレーダ装置用アンテナの製造方法を説明するための放射部基板の断面図である。 第１の実施形態のレーダ装置用アンテナの製造方法を説明するための線路基板の作製に用いる金型の断面図である。 第１の実施形態に係るレーダ装置用アンテナの製造方法を説明するための放射部基板および配線基板の断面図である。 第２の実施形態に係るレーダ装置用アンテナの製造方法による別のレーダ装置用アンテナの展開斜視図である。 別のレーダ装置用アンテナの高周波基板を示す斜視図である。 従来のアンテナの平面図及び断面図である。

符号の説明

１００、２００ レーダ装置用アンテナ１０１、２３１ 放射部基板
１０２ 地板
１０３、２３２ 線路基板
１０４ 伝送線路
１０５ 第１の給電線路
１０６ 第２の給電線路
１１０、２１０ アンテナ素子
１１１〜１１４ アンテナパーツ
１２０、２２０ キャビティ
１２１ 環状導体
１２２ スルーホール
１３１、１３２、１３３、１３４ 銅箔
１５１、１５５ 金型
１５２，１５６ 内型
１５３ 精密ピン
１５４，１５７ 樹脂
２０１ 高周波基板
２０２ 電磁シールド部
２０３ 回路基板
２０４ レドーム
２０５ ケース
２０６ アレイアンテナ

Claims (13)

1. 誘電体からなる放射部基板の一方の面にアンテナ素子を形成し、他方の面に地板を形成して前記一方の面から前記他方の面まで貫通されたスルーホールを備えたレーダ装置用アンテナの製造方法であって、
   射出成形法により両面に銅箔が配置された前記放射部基板を成形する放射部基板成形工程と、
   前記銅箔をエッチングして前記アンテナ素子を含む第１のパターンを形成するとともに、前記銅箔をエッチングして前記地板を含む第２のパターンを形成するパターン形成工程と、
   を有し、
   前記放射部基板成形工程は、前記放射部基板の両面を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
   前記貫通孔の内部に所定の金属をメッキして前記スルーホールを形成するスルーホール形成工程とを含む
   ことを特徴とするレーダ装置用アンテナの製造方法。
2. 前記スルーホールは、第１の給電線路用スルーホールと第２の給電線路用スルーホールとを含んでいる
   ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置用アンテナの製造方法。
3. 前記スルーホールは、前記アンテナパターンを取り囲むキャビティを構成するスルーホールを含み、
   前記第１のパターンは、前記キャビティを構成するスルーホールを連結する環状導体パターンを含む
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーダ装置用アンテナの製造方法。
4. 前記第２のパターンは、前記第１の給電線路用スルーホールと非接触となるように形成される前記地板のパターンを含む
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーダ装置用アンテナの製造方法。
5. 前記放射部基板成形工程は、第１の金型の対向する両面にそれぞれ前記第１の銅箔と前記第２の銅箔とを配置するステップと、
   前記第１の貫通孔を形成する位置に所定のピンを挿入するステップと、
   前記第１の金型の内部に樹脂を射出するステップと、を有している
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーダ装置用アンテナの製造方法。
6. 前記放射部基板の他方の面側に、射出成形法により線路基板を成形する線路基板成形工程をさらに有し、
   前記線路基板成形工程では、前記第１の給電線路用スルーホールの位置に第２の貫通孔を形成する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーダ装置用アンテナの製造方法。
7. 前記線路基板成形工程は、第２の金型の一方の面に前記放射部基板を配置するとともに、他方の面に第３の銅箔を配置するステップと、
   前記第２の貫通孔を形成する位置に前記ピンを配置するステップと、
   前記第２の金型の内部に樹脂を射出するステップと、を有している
   ことを特徴とする請求項６に記載のレーダ装置用アンテナの製造方法。
8. 前記線路基板成形工程では、前記第１の給電線路用スルーホールに前記ピンを挿通させて前記第２の貫通孔を形成する
   ことを特徴とする請求項６または７に記載のレーダ装置用アンテナの製造方法。
9. 前記第３の銅箔をエッチングして所定の伝送線路を形成する伝送線路形成工程と、
   前記第２の貫通孔の内部に所定の金属をメッキして前記第１の給電線路用スルーホールを形成する給電線路形成工程と、をさらに有する
   ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載のレーダ装置用アンテナの製造方法。
10. 前記基板成形工程では、前記放射部基板を２以上の平面に屈曲して成形し、
    前記２以上の平面のそれぞれに前記第１の貫通孔を成形する
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のレーダ装置用アンテナの製造方法。
11. 前記線路基板成形工程では、前記放射部基板の他方の面側に、前記２以上の平面のそれぞれに平行に屈曲させて前記線路基板を成形する
    ことを特徴とする請求項１０に記載のレーダ装置用アンテナの製造方法。
12. 誘電体からなり２以上の平面に屈曲された放射部基板と、
    前記放射部基板のそれぞれの平面の一方の面に形成されたアンテナ素子と、
    前記放射部基板のそれぞれの平面の他方の面に形成された地板と、
    前記地板を挟んで前記放射部基板のそれぞれの平面に平行に形成された線路基板と、
    前記線路基板の前記地板と接する面とは反対側の面に形成された伝送線路と、
    前記アンテナ素子と前記伝送線路とを電気的に接続する第１の給電線路と、
    前記アンテナ素子と前記地板とを電気的に接続する第２の給電線路と、
    前記アンテナ素子と前記地板とを電気的に接続する複数のスルーホールと、前記放射部基板の一方の面で前記スルーホールを電気的に接続する環状導体とからなるキャビティと、
    を備えることを特徴とするレーダ装置用アンテナ。
13. 前記伝送線路は、前記放射部基板のそれぞれの平面に形成された前記アンテナ素子間を電気的に接続している、
    ことを特徴とする請求項１２に記載のレーダ装置用アンテナ。
    

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