JP2010226165A - Array antenna device - Google Patents

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俊明 渡辺
Masahiro Hanazawa
理宏 花澤
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/20Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/206Microstrip transmission line antennas

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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microstrip array antenna having a structure for facilitating approach of an adjacent unit array antenna, and suppressing easily interference between them. <P>SOLUTION: In one side 11a of a feeding strip line 11, first radiation antenna elements 111a-111e constituting five first short piece radiating elements are sloped and connected at an equal interval, respectively. The arrangement period is in agreement with a guide wavelength λ<SB>g</SB>. Meanwhile, in another side 11b of the feeding strip line 11, first radiation antenna elements 111f-111i constituting four first short piece radiating elements are sloped and connected at an equal interval, respectively. The nine first radiation antenna elements 111a-111i have all jointly the same structure, and the length is λ<SB>g</SB>/4. Each edge e1 of a side not connected to the feeding strip line 11 of the first radiation antenna elements 111a-111i is shorted at a ground connecting plate 103 on the back, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、アレーアンテナを、平面上に平行に並列に複数配列したアレーアンテナ装置に関する。   The present invention relates to an array antenna device in which a plurality of array antennas are arranged in parallel on a plane.

図8−A,図8−Bに従来のマイクロストリップアレーアンテナの平面図と側面図をそれぞれ示す。このマイクロストリップアレーアンテナ900は、誘電体基板901の裏面に接地板903を形成し、その反対側の表面にストリップ導体902で単位アレーアンテナ910と単位アレーアンテナ920を形成し、これらをT字形の接続部904で給電点905に繋げたものである。また、単位アレーアンテナ910は、一定の方向に長手方向を持つ直線状のストリップ線路11と、このストリップ線路11の側辺に対して斜めに角度を付けて接続された放射アンテナ素子12a〜12iとで構成されている。各放射アンテナ素子(12a〜12i)の長さは、ストリップ線路11上を伝播する電波の波長(管内波長λg )の約半分に設定されている。また、ストリップ線路11の長手方向における各放射アンテナ素子(12a〜12i)の設置間隔も同波長λg の約半分に設定されている。そして、単位アレーアンテナ920も単位アレーアンテナ910と同形に形成されている。ここで、誘電体基板901の比誘電率をアンテナとして電波の放射に好適な2程度とすると、両単位アレーアンテナの中心線間の間隔dxは、使用する電波の自由空間の波長λ0 の半分よりも大きくなっている。 8A and 8B are a plan view and a side view of a conventional microstrip array antenna, respectively. In this microstrip array antenna 900, a ground plate 903 is formed on the back surface of a dielectric substrate 901, and a unit array antenna 910 and a unit array antenna 920 are formed by a strip conductor 902 on the opposite surface thereof. The connection portion 904 is connected to the feeding point 905. The unit array antenna 910 includes a linear strip line 11 having a longitudinal direction in a certain direction, and radiation antenna elements 12a to 12i connected to the side of the strip line 11 at an oblique angle. It consists of The length of each radiating antenna element (12a to 12i) is set to about half of the wavelength of the radio wave propagating on the stripline 11 (in-tube wavelength λ g ). Further, installation interval of the radiating antenna element (12a-12i) in the longitudinal direction of the strip line 11 is also set to approximately half of the wavelength lambda g. The unit array antenna 920 is also formed in the same shape as the unit array antenna 910. Here, if the relative permittivity of the dielectric substrate 901 is about 2 that is suitable for radio wave radiation as an antenna, the distance dx between the center lines of both unit array antennas is half of the wavelength λ 0 of the free space of the radio wave to be used. Is bigger than.

特許第3306592号公報Japanese Patent No. 3306592 特開2000−31736号公報JP 2000-31736 A

例えばこの様なマイクロストリップアレーアンテナ900では、互いに接近して隣り合う単位アレーアンテナ910,920同士が電磁的に干渉してしまうと、所望の各方向に所望の鋭いペンシルビームを形成しにくくなったり、受信データに誤差が発生したりするなどの問題が生じ易い。   For example, in such a microstrip array antenna 900, if adjacent unit array antennas 910 and 920 approach each other and electromagnetically interfere with each other, it is difficult to form a desired sharp pencil beam in each desired direction. Problems such as errors in received data are likely to occur.

そこで、その様にして隣り合う単位アレーアンテナ間における干渉作用を定量的に検証するために、本願発明者らは、マイクロストリップアレーアンテナの局所的な簡易モデル(図9)を想定して、単位アレーアンテナ間における電力漏れに係わるシミュレーションを実施した。図9は、ここで想定した簡易モデル10の平面図である。誘電体基板901は裏面に接地板を有しており、ストリップ線路11、21は平行に形成されている。このストリップ線路11、12の各中心線間の距離は、2.0mmであり、放射アンテナ素子12aは、ストリップ線路11に対して斜めに傾いて、この矩形形状の1つの頂角付近でのみ給電ストリップ線路11に接続されている。また、放射アンテナ素子21aは、ストリップ線路21に対して斜めに傾き、矩形形状の1つの頂角付近でのみ、給電ストリップ線路21に接続されている。記号eg1,eg2は電界放射エッジをそれぞれ指している。   Therefore, in order to quantitatively verify the interference action between adjacent unit array antennas in this way, the inventors of the present application assume a simple local model (FIG. 9) of the microstrip array antenna. A simulation was conducted on power leakage between array antennas. FIG. 9 is a plan view of the simplified model 10 assumed here. The dielectric substrate 901 has a ground plate on the back surface, and the strip lines 11 and 21 are formed in parallel. The distance between the center lines of the strip lines 11 and 12 is 2.0 mm, and the radiating antenna element 12a is inclined with respect to the strip line 11 and is fed only in the vicinity of one apex angle of the rectangular shape. It is connected to the strip line 11. Further, the radiating antenna element 21a is inclined with respect to the strip line 21 and is connected to the feeding strip line 21 only in the vicinity of one rectangular vertex. Symbols eg1 and eg2 indicate field emission edges, respectively.

図10は、上記のマイクロストリップアレーアンテナの局所的な簡易モデル10において、Port1から信号を入力した際に、その信号がPort4に漏れ出る強度をシミュレーションして図示したグラフである。Port1からPort4への電力漏れの量は、例えば76.50GHzにおいては、−28.48dBと比較的高く、これは近接する単位アレーアンテナ間に無視し難い干渉が存在し得ることを示すものである。その原因は、エッジeg1、eg2が励振の腹になっていて、特に、放射アンテナ素子12aのエッジeg1がその近傍周辺のストリップ線路21などに電波を伝搬させているためではないかと思われる。このため、単位アレーアンテナを複数接近配列して形成される従来のマイクロストリップアレーアンテナにおいては、隣り合う単位アレーアンテナ間における不要な干渉が発生し易いという問題がある。このため、この様な従来装置においては、所望の指向特性を実現することは必ずしも容易ではない。また、不測の検出誤差が現れ易くなる恐れもある。   FIG. 10 is a graph illustrating a simulation of the intensity of a signal leaking to Port 4 when a signal is input from Port 1 in the above-described local simplified model 10 of the microstrip array antenna. The amount of power leakage from Port 1 to Port 4 is relatively high at −28.48 dB, for example, at 76.50 GHz, which indicates that there is a non-negligible interference between adjacent unit array antennas. . This is probably because the edges eg1 and eg2 are antinodes, and the edge eg1 of the radiating antenna element 12a propagates radio waves to the strip line 21 and the like in the vicinity thereof. For this reason, the conventional microstrip array antenna formed by arranging a plurality of unit array antennas close to each other has a problem that unnecessary interference is likely to occur between adjacent unit array antennas. For this reason, in such a conventional apparatus, it is not always easy to realize a desired directivity. In addition, an unexpected detection error may easily appear.

一方、特許文献2にもあるように、例えば位相モノパルスアンテナの分野では、互いに隣り合う単位アレーアンテナの位相中心間の距離を自由空間波長λ0 の半分以下にしたいという要請がある。 On the other hand, as disclosed in Patent Document 2, for example, in the field of phase monopulse antennas, there is a demand for the distance between the phase centers of adjacent unit array antennas to be half or less of the free space wavelength λ 0 .

図11に従来の位相モノパルスアンテナの平面図を例示する。この従来のマイクロストリップアレーアンテナ800は、先の図8のマイクロストリップアレーアンテナ900と酷似のものであり、単位アレーアンテナ811と単位アレーアンテナ812とは同一の構成である。これらのストリップ導体は、接地板を裏面に持つ誘電体基板の上に形成されている。ストリップ線路21は、ストリップ線路11に対して平行に配設されており、両者の中心線間の距離dxは、電波の自由空間波長λ0 の半分よりも大きい(λ0 /2<dx)。この場合には、図12に例示するように、両単位アレーアンテナの各受信波から検出される位相差Δとその時の到来波の到来角θとの関係は、−π/2<θ<π/2の範囲において一価関数とはならず、図示する様に、周期がπより小さい周期関数となるので、位相差Δから一意的に方位角θを決定することができない。 FIG. 11 illustrates a plan view of a conventional phase monopulse antenna. This conventional microstrip array antenna 800 is very similar to the microstrip array antenna 900 of FIG. 8, and the unit array antenna 811 and the unit array antenna 812 have the same configuration. These strip conductors are formed on a dielectric substrate having a ground plate on the back surface. Stripline 21, the stripline 11 are arranged parallel to the distance dx between the both center lines is greater than half the free-space wavelength lambda 0 of the radio wave (λ 0/2 <dx) . In this case, as illustrated in FIG. 12, the relationship between the phase difference Δ detected from each received wave of both unit array antennas and the arrival angle θ of the incoming wave at that time is −π / 2 <θ <π Since it is not a monovalent function in the range of / 2, and as shown in the figure, the period is a periodic function smaller than π, the azimuth angle θ cannot be uniquely determined from the phase difference Δ.

そこで、位相中心A,B間の距離をできるだけ狭める構成が考えられた。図13にその構成を示す。この様に単位アレーアンテナ821を長手方向にαだけずらして、ストリップ線路11とストリップ線路12との間にオフセットαを設け、単位アレーアンテナ811と単位アレーアンテナ821とを平行に接近させることにより、左右両単位アレーアンテナ(811,821)を入れ子構造にする構成である。この構成に従えば、両ストリップ線路の中心線間の距離dxは、λ0 /2以下に設定することも可能である。 Therefore, a configuration has been conceived in which the distance between the phase centers A and B is as narrow as possible. FIG. 13 shows the configuration. In this way, by shifting the unit array antenna 821 by α in the longitudinal direction, providing an offset α between the strip line 11 and the strip line 12, and bringing the unit array antenna 811 and the unit array antenna 821 close to each other in parallel, In this configuration, the left and right unit array antennas (811, 821) are nested. According to this configuration, the distance dx between the center lines of the two strip line, it is possible to set the lambda 0/2 or less.

しかしながら、このような構成に従えば、図13に示すように、各単位アレーアンテナの各位相中心A,Bを結ぶ直線が図11の元の位置から角度φだけ回転してしまうため、位相モノパルスの出力信号に、求めたい方向とは異なる方向の成分が含まれてしまい、これが方向検出の誤差要因となる。即ち、位相モノパルスアンテナを構成する際には、この様な派生問題を生じさせることなく、両ストリップ線路(11,21)の中心線間の距離dxをλ0 /2以下に設定することは容易ではない。 However, according to such a configuration, as shown in FIG. 13, the straight line connecting the phase centers A and B of each unit array antenna is rotated by an angle φ from the original position in FIG. The output signal includes a component in a direction different from the desired direction, which becomes an error factor in direction detection. That is, when configuring a phase monopulse antenna is easy to set without causing such ramifications, the distance dx between the center lines of the two strip line (11,21) λ 0/2 below is not.

本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、平面上に所定の単位アレーアンテナを平行に並列に複数配列したアレーアンテナ装置において、隣り合う単位アレーアンテナの接近を容易にし、それらの間の干渉を抑制することが容易な構造のアレーアンテナ装置を実現することである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an arrangement of adjacent unit array antennas in an array antenna apparatus in which a plurality of predetermined unit array antennas are arranged in parallel on a plane. It is to realize an array antenna apparatus having a structure that facilitates the approach and easily suppresses the interference between them.

上記の課題を解決するための第1の発明は、裏面に接地導体を有した誘電体基板の表面に、ストリップ導体により給電線路及び放射素子が形成されたマイクロストリップアレーアンテナであって、y軸方向、直線状に伸びた第1給電線路に沿って、矩形の複数の第1放射素子を離間して配設した第1アレーアンテナと、y軸方向、直線状に伸びた第2給電線路に沿って、矩形の複数の第2放射素子を離間して配設した第2アレーアンテナとの少なくとも2本のアレーアンテナを、y軸方向に垂直なx軸方向に離間して、平行に配設したアレーアンテナ装置において、
第1給電線路と第2給電線路との間の領域に配設された第1放射素子は、第1給電線路に接続する第1接続部とその第1接続部に対向する側の第1端部との間の長さが、所定の動作周波数における第1給電線路を伝搬する電波の管内波長の1/4の長さとし、第1端部は、前記接地導体に接続された第1短片放射素子で構成されていることを特徴とする。
A first invention for solving the above-described problem is a microstrip array antenna in which a feed line and a radiating element are formed by a strip conductor on the surface of a dielectric substrate having a ground conductor on the back surface. A first array antenna in which a plurality of rectangular first radiating elements are spaced apart from each other along a first feed line extending in a direction and a straight line, and a second feed line extending in a straight line in a y-axis direction And at least two array antennas with a second array antenna having a plurality of rectangular second radiating elements spaced apart from each other, spaced apart in the x-axis direction perpendicular to the y-axis direction, and arranged in parallel In the array antenna device,
The first radiating element disposed in the region between the first feed line and the second feed line has a first connection portion connected to the first feed line and a first end on the side facing the first connection portion. The first short-piece radiation connected to the ground conductor is a length between the first and second sections that is ¼ of the guide wavelength of the radio wave propagating through the first feeder line at a predetermined operating frequency. It is composed of elements.

ここにおいて、アレーアンテナの本数は複数であれば任意である。第1、第2の用語は、複数の平行に配列されたアレーアンテナのうち、隣接している2本のアレーアンテナに注目した場合に、一方のアレーアンテナ及びそのアンテナの構成部分に対して第1を付し、他方のアレーアンテナ及びそのアンテナの構成部分に対して第2を付して、両者を区別するために用いている。第1、第2を付さない場合には、区別する必要がない場合であって、両者を指すものである。複数配列されたアレーアンテナにおいて、少なくとも1組のアレーアンテナが、本発明の第1アレーアンテナと第2アレーアンテナとで構成されれば良い。放射素子は、給電線路の片側の辺に沿って、片側だけに配設されていても、両側の辺に沿って、両側に配設されていても良い。また、放射素子が給電線路の両側に配設されたアレーアンテナと、放射素子が給電線路の片側だけに配設されたアレーアンテナとが、混在して用いられていても良い。また、複数配列されたアレーアンナにおける、最も外側に配設される2つのアレーアンテナについては、給電線路の外側の辺には、放射素子が配列されていなくとも良い。   Here, the number of array antennas is arbitrary as long as it is plural. The first and second terms refer to one array antenna and components of the antenna when attention is paid to two adjacent array antennas among a plurality of array antennas arranged in parallel. 1 is attached, and the other array antenna and the component parts of the antenna are attached secondly, and are used to distinguish the two. In the case of not attaching the first and second, it is not necessary to distinguish between them, and both are indicated. In a plurality of array antennas, at least one set of array antennas may be composed of the first array antenna and the second array antenna of the present invention. The radiating element may be disposed on only one side along one side of the feed line, or may be disposed on both sides along both sides. Further, an array antenna in which the radiating element is disposed on both sides of the feed line and an array antenna in which the radiating element is disposed only on one side of the feed line may be used in combination. Further, regarding the two array antennas arranged on the outermost side in a plurality of arrayed antennas, the radiating elements may not be arranged on the outer side of the feed line.

矩形形状の第1放射素子の長さを、第1給電線路に接続される第1接続部と、第1接続部と対向する第1給電線路から離れた辺である第1端部との間の長さで定義する。同様に、矩形形状の第2放射素子の長さを、第2給電線路に接続される第2接続部と、第2接続部と対向する第2給電線路から離れた辺である第2端部との間の長さで定義する。   The length of the rectangular first radiating element is set between the first connecting portion connected to the first feeding line and the first end that is the side away from the first feeding line facing the first connecting portion. It is defined by the length of. Similarly, the length of the rectangular second radiating element is set such that the second connecting portion connected to the second feeding line and the second end portion that is a side away from the second feeding line facing the second connecting portion. It is defined by the length between.

第1短片放射素子は、第1放射素子の長さが、管内波長の1/4であり、第1端部を接地導体に接続してアースした放射素子と定義する。また、第2短片放射素子は、第2放射素子の長さが、管内波長の1/4であり、第2端部を接地導体に接続してアースした放射素子と定義する。さらに、第1長片放射素子は、第1放射素子の長さが、管内波長の1/2であり、第1端部を開放端とした放射素子と定義する。また、第2長片放射素子は、第2放射素子の長さが、管内波長の1/2であり、第2端部を開放端とした放射素子と定義する。   The first short-piece radiating element is defined as a radiating element in which the length of the first radiating element is ¼ of the guide wavelength, and the first end is connected to the ground conductor and grounded. The second short-piece radiating element is defined as a radiating element in which the length of the second radiating element is ¼ of the guide wavelength and the second end is connected to the ground conductor and grounded. Further, the first long piece radiating element is defined as a radiating element in which the length of the first radiating element is ½ of the guide wavelength and the first end is an open end. The second long piece radiating element is defined as a radiating element in which the length of the second radiating element is ½ of the guide wavelength and the second end is an open end.

本発明は、第1給電線路と第2給電線路との間の領域に配設された第1放射素子については、全て短片放射素子で構成されていることが特徴である。第1給電線路と第2給電線路との間に存在しない第1放射素子、例えば、複数のアレーアンテナの両端にあるアレーアンテナの給電線路の外側の辺に接続される第1放射素子については、第1短片放射素子であっても、第1長片放射素子であっても良く、また、それらの混合したものであっても良い。以下の全ての場合についても、この最も外側に配設される2本のアレーアンテナに関しては、この関係を満たすものでも良い。また、第1給電線路と第2給電線路との間の領域には、第2放射素子は、存在しても、存在しなくとも良い。放射素子の配列に関して、次のような様々な態様が考えられる。   The present invention is characterized in that all of the first radiating elements disposed in the region between the first feeding line and the second feeding line are configured by short-piece radiating elements. For a first radiating element that does not exist between the first feeding line and the second feeding line, for example, the first radiating element connected to the outer sides of the feeding lines of the array antennas at both ends of the plurality of array antennas, The first short piece radiating element, the first long piece radiating element, or a mixture thereof may be used. In all of the following cases, the two outermost array antennas may satisfy this relationship. Further, the second radiating element may or may not exist in the region between the first feeding line and the second feeding line. Regarding the arrangement of the radiating elements, the following various modes are conceivable.

第1には、第1給電線路と第2給電線路との間の領域には、第1短片放射素子のみが存在し、第2放射素子は、存在しない構成が考えられる。すなわち、第1給電線路の片側にのみ第1短片放射素子が配列されている場合であり、第2放射素子は、第2短片放射素子が、第2給電線路の第1給電線路に対して遠い側の辺に沿って配列されたもので構成されている場合である。   First, in the region between the first feed line and the second feed line, there can be a configuration in which only the first short piece radiating element exists and the second radiating element does not exist. That is, the first short piece radiating elements are arranged only on one side of the first feed line, and the second short piece radiating element is far from the first feed line of the second feed line. This is a case of being arranged along the side edge.

第2には、第1給電線路と第2給電線路との間の領域には、第1短片放射素子と、第2短片素子とが、存在する場合である。
第3には、第1給電線路と第2給電線路との間の領域には、第1短片放射素子と、第2長片素子とが、存在する場合である。
Second, there is a case where a first short piece radiating element and a second short piece element are present in a region between the first feed line and the second feed line.
Thirdly, the first short piece radiating element and the second long piece element are present in the region between the first feed line and the second feed line.

これらのことから、以下の発明が存在する。
第2の発明は、第1の発明において、第1給電線路と第2給電線路との間の領域には、第1短片放射素子のみが配設されていることを特徴とする。
また、第3の発明は、第1の発明において、第1給電線路と第2給電線路との間の領域に配設された第2放射素子は、第2給電線路に接続する第2接続部とその第2接続部に対向する側の第2端部との間の長さが、所定の動作周波数における第2給電線路を伝搬する電波の管内波長の1/4の長さとし、第2端部は、接地導体に接続された第2短片放射素子で構成されていることを特徴とする。
また、第4の発明は、第1の発明において、第1給電線路と前記第2給電線路との間の領域に配設された第2放射素子は、第2給電線路に接続する第2接続部とその第2接続部に対向する側の第2端部との間の長さが、所定の動作周波数における第2給電線路を伝搬する電波の管内波長の1/2の長さとし、第2端部は、開放端である第2長片放射素子で構成されていることを特徴とする。
From these, the following inventions exist.
The second invention is characterized in that, in the first invention, only the first short piece radiating element is disposed in a region between the first feeding line and the second feeding line.
In a third aspect based on the first aspect, the second radiating element disposed in the region between the first feed line and the second feed line is connected to the second feed line. And the second end on the side facing the second connecting portion is ¼ of the in-tube wavelength of the radio wave propagating through the second feed line at a predetermined operating frequency, and the second end The section is composed of a second short-piece radiating element connected to a ground conductor.
In a fourth aspect based on the first aspect, the second radiating element disposed in a region between the first feed line and the second feed line is connected to the second feed line. The length between the second end portion on the side facing the second connecting portion and the second connecting portion is a length that is ½ of the in-tube wavelength of the radio wave propagating through the second feed line at a predetermined operating frequency, The end portion is constituted by a second long piece radiating element which is an open end.

また、第1給電線路と第2給電線路との間の領域には、第1放射素子に関して、第1短片放射素子と第1長片放射素子が混在し、第2放射素子に関して、第2短片放射素子と第2長片放射素子とが混在したものであっても良い。   Further, in the region between the first feed line and the second feed line, the first short piece radiating element and the first long piece radiating element are mixed with respect to the first radiating element, and the second short piece with respect to the second radiating element. The radiating element and the second long piece radiating element may be mixed.

したがって、第5の発明は、裏面に接地導体を有した誘電体基板の表面に、ストリップ導体により給電線路及び放射素子が形成されたマイクロストリップアレーアンテナであって、y軸方向、直線状に伸びた第1給電線路に沿って、矩形の複数の第1放射素子を離間して配設した第1アレーアンテナと、y軸方向、直線状に伸びた第2給電線路に沿って、矩形の複数の第2放射素子を離間して配設した第2アレーアンテナとの少なくとも2本のアレーアンテナを、y軸方向に垂直なx軸方向に離間して、平行に配設したアレーアンテナ装置において、
第1給電線路と第2給電線路との間の領域に配設された第1放射素子は、第1給電線路に接続する第1接続部とその第1接続部に対向する側の第1端部との間の長さが、所定の動作周波数における第1給電線路を伝搬する電波の管内波長の1/4の長さとし、第1端部は、接地導体に接続された第1短片放射素子と、第1接続部と第1端部との間の長さが、所定の動作周波数における第1給電線路を伝搬する電波の管内波長の1/2の長さとし、第1端部は、開放端である第1長片放射素子とがy軸方向に沿って、混在したもので構成され、
第1給電線路と第2給電線路との間の領域に配設された第2放射素子は、第2給電線路に接続する第2接続部とその第2接続部に対向する側の第2端部との間の長さが、所定の動作周波数における第2給電線路を伝搬する電波の管内波長の1/4の長さとし、第2端部は、接地導体に接続された第2短片放射素子と、第2接続部と第2端部との間の長さが、所定の動作周波数における第2給電線路を伝搬する電波の管内波長の1/2の長さとし、第2端部は、開放端である第2長片放射素子とがy軸方向に沿って、混在したもので構成され、
第2長片放射素子は、第2端部が第1短片放射素子の第1端部と対面する位置に配設され、第2短片放射素子は、第2端部が第1長片放射素子の第1端部と対面する位置に配設されていることを特徴とする。
Accordingly, a fifth invention is a microstrip array antenna in which a feed line and a radiating element are formed by a strip conductor on the surface of a dielectric substrate having a ground conductor on the back surface, and extends linearly in the y-axis direction. A first array antenna having a plurality of rectangular first radiating elements spaced apart from each other along the first feed line, and a plurality of rectangular shapes along the second feed line extending linearly in the y-axis direction. In the array antenna apparatus, in which at least two array antennas with a second array antenna arranged with the second radiating elements are spaced apart in the x-axis direction perpendicular to the y-axis direction and arranged in parallel,
The first radiating element disposed in the region between the first feed line and the second feed line has a first connection portion connected to the first feed line and a first end on the side facing the first connection portion. The first short piece radiating element connected to the ground conductor has a length between the first portion and a length of ¼ of the guide wavelength of the radio wave propagating through the first feed line at a predetermined operating frequency. And the length between the first connection portion and the first end portion is ½ of the in-tube wavelength of the radio wave propagating through the first feed line at a predetermined operating frequency, and the first end portion is open. The first long piece radiating element which is an end is composed of a mixture along the y-axis direction,
The second radiating element disposed in the region between the first feed line and the second feed line has a second connection portion connected to the second feed line and a second end on the side facing the second connection portion. The second short piece radiating element connected to the ground conductor, the length between the first portion and the second portion being a quarter length of the guide wavelength of the radio wave propagating through the second feed line at a predetermined operating frequency And the length between the second connection portion and the second end portion is ½ of the in-tube wavelength of the radio wave propagating through the second feed line at a predetermined operating frequency, and the second end portion is open. The second long piece radiating element as an end is composed of a mixture along the y-axis direction,
The second long piece radiating element is disposed at a position where the second end portion faces the first end portion of the first short piece radiating element, and the second short piece radiating element has a second end portion of the first long piece radiating element. It is arrange | positioned in the position which faces the 1st edge part of this.

この発明では、第1給電線路と第2給電線路との間の領域には、第1短片放射素子と第1長片放射素子とが、第1給電線路に沿って、混在して配列されており、第1短片放射素子に対して、第2長片放射素子が対向して配設され、第1長片放射素子には、第2短片放射素子が対向して配設されているのが特徴である。第1短片放射素子と第1長片放射素子の混在のさせ方は、任意であるが、第1短片放射素子と第1長片放射素子は、第1給電線路に沿って、交互に配設されていることが望ましい。   In the present invention, in the region between the first feed line and the second feed line, the first short piece radiating element and the first long piece radiating element are mixedly arranged along the first feed line. The second long piece radiating element is arranged opposite to the first short piece radiating element, and the second short piece radiating element is arranged opposite to the first long piece radiating element. It is a feature. The first short piece radiating element and the first long piece radiating element can be mixed in any way, but the first short piece radiating element and the first long piece radiating element are alternately arranged along the first feed line. It is desirable that

上記の全ての発明において、第1放射素子及び第2放射素子は、第1給電線路及び第2給電線路のy軸方向に対して斜交していることをが望ましい。もちろん、これらは、直交していても良い。   In all the above-mentioned inventions, it is desirable that the first radiating element and the second radiating element are oblique to the y-axis direction of the first feeding line and the second feeding line. Of course, these may be orthogonal.

上記の全ての発明において、矩形の放射アンテナ素子の長さに垂直な方向の幅に関して、全ての放射素子において、幅が同一でも良いし、幅を変化させても良い。放射素子の幅が広くなる程、給電線から放射素子への結合度が大きくなり、すなわち、電波の放射量及び受電量が大きくなり、これを利用して、所望の励振分布を得ることができる。この結果として、放射素子の幅の給電線路方向の分布特性により、ビームの指向性を形成することができる。アンテナの配列面に垂直の方向にビームの指向性を形成する場合には、給電線路の一方の辺に沿って配列された放射素子に注目するとき、それらの放射素子の配列間隔は、管内波長の整数倍が良い。また、給電線路の両側に配列される放射素子に関しては、一方の側に配列される放射素子の間隔の中点に、他方の側に配列される放射素子が位置するようにするのが良い。また、複数のアレーアンテナにおいて、隣接する全ての2つのアレーアンナの間隔は、使用する電波の自由空間波長の1/2以下としてもよい。この場合には、方位角と位相差出力との関係が一価関数となるので、位相モノパルスアンテナに最適である。また、第1接続部、第2接続部は、第1放射素子、第2放射素子の矩形の角部が、第1給電線路、第2給電線路に接続される部分である。したがって、この接続部からは、第1端部、第2端部の辺に平行な辺が伸びていることになり、この辺は、電波の放射エッジとなる。   In all the above-mentioned inventions, regarding the width in the direction perpendicular to the length of the rectangular radiating antenna element, all the radiating elements may have the same width, or the width may be changed. As the width of the radiating element increases, the degree of coupling from the feeder to the radiating element increases, that is, the amount of radio wave radiation and the amount of power received increase, and this can be used to obtain a desired excitation distribution. . As a result, the directivity of the beam can be formed by the distribution characteristic of the width of the radiating element in the direction of the feed line. When the beam directivity is formed in a direction perpendicular to the antenna array plane, when attention is paid to the radiating elements arranged along one side of the feed line, the arrangement interval of the radiating elements is determined by the wavelength in the tube. An integer multiple of is good. For the radiating elements arranged on both sides of the feed line, the radiating elements arranged on the other side are preferably positioned at the midpoint of the interval between the radiating elements arranged on one side. In the plurality of array antennas, the interval between all two adjacent array antennas may be ½ or less of the free space wavelength of the radio wave used. In this case, the relationship between the azimuth angle and the phase difference output is a monovalent function, which is optimal for a phase monopulse antenna. The first connection portion and the second connection portion are portions where rectangular corners of the first radiating element and the second radiating element are connected to the first feeding line and the second feeding line. Therefore, a side parallel to the sides of the first end portion and the second end portion extends from the connection portion, and this side becomes a radio wave radiating edge.

以上の本発明の手段によって得られる効果は以下の通りである。
即ち、第1短片放射素子の長さは、管内波長λg の1/4の長さに設定され、第1給電線路の第1接続部に対向する第1端部は、アースされている。この結果、第1端部の辺は、定在波の節となり、第1端部の辺に平行な接続部から伸びた辺が、電波の放射エッジとなる。電界は、この第1放射素子の配設面上であって、放射エッジに垂直な方向となる。第1給電線路と第1放射素子との接続部から管内波長の1/4の位置にある第1端部の辺は、電波の放射エッジにはならない。この結果、第1放射素子の放射エッジと、第2放射素子の放射エッジとの間隔を広くとることができ、干渉を防止することができ、アンテナの指向性などの特性を向上させることができる。
The effects obtained by the above-described means of the present invention are as follows.
That is, the length of the first short-piece radiating element is set to ¼ of the guide wavelength λg, and the first end of the first feed line facing the first connection portion is grounded. As a result, the side of the first end portion becomes a node of a standing wave, and the side extending from the connection portion parallel to the side of the first end portion becomes a radio wave radiating edge. The electric field is on the arrangement surface of the first radiating element and is in a direction perpendicular to the radiating edge. The side of the first end located at a quarter of the guide wavelength from the connection between the first feed line and the first radiating element does not become a radiation edge of radio waves. As a result, the distance between the radiation edge of the first radiation element and the radiation edge of the second radiation element can be widened, interference can be prevented, and characteristics such as antenna directivity can be improved. .

例えば、第1短絡放射素子に最も接近した、第2放射素子が、長片放射素子であって、その端部が電波の放射エッジであっても、第2放射素子に対する干渉が防止される。また、第2放射素子が短片放射素子であれば、第1短片放射素子と、第2短片放射素子とが、最も接近するように配置されるので、電波の放射エッジは、双方の放射素子共に給電線路との接続部から伸びた辺となるので、電波の放射エッジの間隔が長くなる。この結果、電波の干渉が効果的に防止される。   For example, even when the second radiating element closest to the first short-circuiting radiating element is a long piece radiating element and its end is a radiating edge of a radio wave, interference with the second radiating element is prevented. Further, if the second radiating element is a short piece radiating element, the first short piece radiating element and the second short piece radiating element are arranged so as to be closest to each other. Since the side extends from the connection portion with the feed line, the interval between the radiating edges of the radio waves becomes long. As a result, radio wave interference is effectively prevented.

なお、放射素子は、矩形をしているので、4辺有するが、長さを決定する2辺(長さ方向に垂直な一対の辺)が、使用周波数において、電波の放射エッジとなり、幅を決定する2辺(長さ方向に平行な一対の辺)は、放射エッジとはならないように、長さと、幅を設計することができる。長片放射素子は、長さを決定する2辺が、電波の放射エッジとなり、短片放射素子は、長さを決定する2辺のうち、給電線路に近い側の辺が、電波の放射エッジとなる。   Since the radiating element has a rectangular shape, the radiating element has four sides, but two sides (a pair of sides perpendicular to the length direction) that determine the length are radiating edges of radio waves at the used frequency, and have a width. The length and width can be designed so that the two sides to be determined (a pair of sides parallel to the length direction) do not become radiation edges. The long piece radiating element has two sides that determine the length as a radiating edge of the radio wave, and the short piece radiating element has the two sides that determine the length, the side closer to the feed line as the radiating edge of the radio wave. Become.

これらの電波の放射エッジを、給電線路に対して平行ではないようにすることで、路面対して、斜交した偏波を生成することができる。これにより、自動車のレーダーのアンテナとして使用した場合においては、対向車からの電波の受信を防止することができる。   By making the radiation edges of these radio waves not parallel to the feed line, it is possible to generate obliquely polarized waves with respect to the road surface. As a result, when used as an antenna for an automobile radar, reception of radio waves from an oncoming vehicle can be prevented.

また、本発明によると、隣接する2つのアレーアンテナにおいて、最も接近した第1放射素子と第2放射素子は、少なくとも第1放射素子が第1短片放射素子で構成されるので、隣接する2本のアレーアンテナの給電線路の間隔を、使用する電波の自由空間波長の1/2程度に狭くすることができる。また、第1給電線路と第2給電線路の間の領域に存在する放射素子を第1短片放射素子だけで構成する場合や、第1放射素子と第2放射素子を、それぞれ、第1短片放射素子と第2短片放射素子だけで構成する場合には、隣接する2本のアレーアンテナの給電線路の間隔を、各軸に、自由空間波長の1/2以下にすることができる。これにより、隣接する2つのアレーアンテナの位相零点がy軸方向において同一とした状態で、隣接する2つのアレーアンテナの間隔を自由空間波長の1/2以下とすることができる。この結果、アレーアンテナの出力位相差と、−π/2からπ/2の範囲の方位角との関係が一価関数となり、全範囲の方位を特定することができる。   According to the present invention, in the two adjacent array antennas, the first radiating element and the second radiating element that are closest to each other are at least the first radiating element constituted by the first short piece radiating element. The distance between the feed lines of the array antenna can be reduced to about ½ of the free space wavelength of the radio wave used. In addition, when the radiating element existing in the region between the first feed line and the second feed line is configured by only the first short-piece radiating element, the first radiating element and the second radiating element are each provided with the first short-piece radiating element. In the case where only the element and the second short piece radiating element are used, the interval between the feeding lines of the two adjacent array antennas can be reduced to ½ or less of the free space wavelength on each axis. As a result, in the state where the phase zeros of two adjacent array antennas are the same in the y-axis direction, the interval between the two adjacent array antennas can be made ½ or less of the free space wavelength. As a result, the relationship between the output phase difference of the array antenna and the azimuth angle in the range of −π / 2 to π / 2 becomes a monovalent function, and the azimuth of the entire range can be specified.

マイクロストリップアレーアンテナの局所的な簡易モデル20の平面図Plan view of a simplified local model 20 of a microstrip array antenna 同簡易モデル20に係わるシミュレーションの実行結果を示すグラフThe graph which shows the execution result of the simulation concerning the simple model 20 実施例1のマイクロストリップアレーアンテナ100の平面図Plan view of the microstrip array antenna 100 of the first embodiment. 実施例1のマイクロストリップアレーアンテナ100の側面図Side view of the microstrip array antenna 100 of the first embodiment. 実施例2のマイクロストリップアレーアンテナ200の平面図Plan view of microstrip array antenna 200 of the second embodiment. 実施例2における第1短片放射素子の第1端部のアース接続機構を示した断面図。Sectional drawing which showed the earth connection mechanism of the 1st edge part of the 1st short piece radiation element in Example 2. FIG. 同アレーアンテナ200の位相差に対する方位角θを示すグラフGraph showing azimuth angle θ with respect to phase difference of array antenna 200 実施例3のマイクロストリップアレーアンテナ300の平面図Plan view of microstrip array antenna 300 of Embodiment 3 実施例4のマイクロストリップアレーアンテナ400の平面図Plan view of microstrip array antenna 400 of Embodiment 4 従来のマイクロストリップアレーアンテナ900の平面図Plan view of a conventional microstrip array antenna 900 従来のマイクロストリップアレーアンテナ900の側面図Side view of a conventional microstrip array antenna 900 マイクロストリップアレーアンテナの局所的な簡易モデル10の平面図Plan view of a simplified local model 10 of a microstrip array antenna 同簡易モデル10に係わるシミュレーションの実行結果を示すグラフThe graph which shows the execution result of the simulation concerning the simple model 10 従来の位相モノパルスアンテナ800の平面図Plan view of a conventional phase monopulse antenna 800 位相モノパルスアンテナ800の位相差に対する方位角θを示すグラフGraph showing azimuth angle θ with respect to phase difference of phase monopulse antenna 800 従来の位相モノパルスアンテナ810の平面図Plan view of a conventional phase monopulse antenna 810

隣り合う単位アレーアンテナ間における干渉作用を定量的に検証するために、本願発明に係わるマイクロストリップアレーアンテナの局所的な簡易モデル(図1)を想定して、単位アレーアンテナ間における電力漏れに係わるシミュレーションを実施した。図1に、ここで想定したマイクロストリップアレーアンテナの局所的な簡易モデル20の平面図を示す。この局所的な簡易モデル20は、2本平行に並列に配列される2つの単位アレーアンテナから第1放射素子である第1放射アンテナ素子111aと、第2放射素子である第2放射アンテナ素子121aを1つずつ取り出して一定の間隔で配列したものである。誘電体基板101は裏面に接地板を有しており、第1給電線路であるストリップ線路11と第2給電線路であるストリップ線路21は平行に形成されている。このストリップ線路11、21の各中心線間の距離は、2.0mmであり、第1放射アンテナ素子111a、第2放射アンテナ素子121aは、矩形形状をしており、ストリップ線路11、21の長さ方向に対して斜交し、その矩形形状の1つの頂角付近でのみ、給電ストリップ線路11、21に接続されている。また、給電ストリップ線路11、21に接続されていない第1端部及び第2端部を構成する各エッジe1、e1は、裏面の接地板に短絡されている。また、この第1放射アンテナ素子111aの長さは及び第2放射アンテナ素子121aの長さは、それぞれλg /4である。ただし、ここでλg は電波が給電ストリップ線路11を伝播する際の管内波長であり、その電波の周波数は76.50GHzとした。 In order to quantitatively verify the interference effect between adjacent unit array antennas, assuming a simple local model (FIG. 1) of the microstrip array antenna according to the present invention, it relates to power leakage between unit array antennas. A simulation was performed. FIG. 1 shows a plan view of a simplified local model 20 of the microstrip array antenna assumed here. The local simplified model 20 includes two unit array antennas arranged in parallel in parallel, a first radiating antenna element 111a as a first radiating element, and a second radiating antenna element 121a as a second radiating element. Are taken out one by one and arranged at regular intervals. The dielectric substrate 101 has a ground plate on the back surface, and the strip line 11 as the first feed line and the strip line 21 as the second feed line are formed in parallel. The distance between the center lines of the strip lines 11 and 21 is 2.0 mm, the first radiating antenna element 111a and the second radiating antenna element 121a have a rectangular shape, and the length of the strip lines 11 and 21 is long. It is oblique to the vertical direction and is connected to the feeding strip lines 11 and 21 only in the vicinity of one vertex angle of the rectangular shape. The edges e1 and e1 constituting the first end and the second end that are not connected to the feeding strip lines 11 and 21 are short-circuited to the ground plate on the back surface. Further, the length of the first radiating antenna element 111a and the length of the second radiating antenna element 121a are λ g / 4, respectively. Here, λ g is the guide wavelength when the radio wave propagates through the feeding strip line 11, and the frequency of the radio wave is 76.50 GHz.

図2は、上記のマイクロストリップアレーアンテナの局所的な簡易モデル20において、Port1から信号を入力した際に、その信号がPort4に漏れ出る強度をシミュレーションして図示したグラフである。Port1からPort4への電力漏れの量は、例えば76.50GHzにおいては、−41.40dBと、図10で示した従来構成(簡易モデル10)に係わるシミュレーション結果(−28.48dB)よりも10dB以上も低く抑制できている。   FIG. 2 is a graph showing a simulation of the intensity at which a signal leaks out to Port 4 when a signal is input from Port 1 in the above-described local simplified model 20 of the microstrip array antenna. For example, at 76.50 GHz, the amount of power leakage from Port 1 to Port 4 is −41.40 dB, which is 10 dB or more than the simulation result (−28.48 dB) related to the conventional configuration (simple model 10) shown in FIG. Can be suppressed to a low level.

この様に、第1放射アンテナ素子111a及び第2放射アンテナ素子121aの長さをλg /4とし、かつ、第1放射アンテナ素子111a及び第2放射アンテナ層121aの各エッジe1を裏面の接地板に短絡させることによって、エッジe1の位置は励振の節となるので、隣接する単位アレーアンテナへの電力漏れは効果的に抑圧することができる。また、この場合、第1放射アンテナ素子111a及び第2放射アンテナ素子121aの各エッジe1とは反対側に位置する各エッジe2が励振の腹となる。
この様に、本発明の構成に従えば、隣接する単位アレーアンテナ間の干渉を従来よりも大幅に削減することができる。或いは、この様な作用に基づいて、隣接する単位アレーアンテナ間の距離を、干渉を排除して、短くすることができる。
In this way, the lengths of the first radiating antenna element 111a and the second radiating antenna element 121a are λ g / 4, and the edges e1 of the first radiating antenna element 111a and the second radiating antenna layer 121a are connected to the back surface. By short-circuiting to the ground plane, the position of the edge e1 becomes an excitation node, so that power leakage to the adjacent unit array antenna can be effectively suppressed. In this case, each edge e2 located on the opposite side to each edge e1 of the first radiating antenna element 111a and the second radiating antenna element 121a is an antinode of excitation.
As described above, according to the configuration of the present invention, interference between adjacent unit array antennas can be significantly reduced as compared with the conventional case. Alternatively, based on such an action, the distance between adjacent unit array antennas can be shortened by eliminating interference.

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
ただし、本発明の実施形態は、以下に示す個々の実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples.
However, the embodiments of the present invention are not limited to the following examples.

本実施例1では、アレーアンテナをマイクロストリップ線路で構成した。図3−Aは、マイクロストリップアレーアンテナ100の平面図であり、図3−Bは、そのマイクロストリップアレーアンテナ100の側面図である。このマイクロストリップアレーアンテナ100は、誘電体基板101とその裏面の全面に接合された金属導体からなる接地導体である接地板103(アース)と、誘電体基板101の表側に配設されたストリップ導体102から構成されている。誘電体基板101は、その平面形状が長方形でありその長手方向(y軸方向)に、ストリップ導体102の一部であるストライプ状の第1給電線路である給電ストリップ線路11と第2給電線路である給電ストリップ線路21とが、y軸方向に平行に形成されている。給電ストリップ線路11、21の給電点105側の各端部11c、21cは、ストリップ導体102の一部であるT字型の接続部104にそれぞれ連結されて給電点105に接続されている。   In the first embodiment, the array antenna is configured by a microstrip line. FIG. 3A is a plan view of the microstrip array antenna 100, and FIG. 3B is a side view of the microstrip array antenna 100. The microstrip array antenna 100 includes a ground plate 103 (earth) which is a ground conductor made of a metal conductor bonded to the entire surface of the dielectric substrate 101 and the back surface thereof, and a strip conductor disposed on the front side of the dielectric substrate 101. 102. The dielectric substrate 101 has a rectangular planar shape, and in the longitudinal direction (y-axis direction), a feeding strip line 11 that is a striped first feeding line that is a part of the strip conductor 102 and a second feeding line. A certain feeding strip line 21 is formed in parallel to the y-axis direction. The end portions 11 c and 21 c on the feeding point 105 side of the feeding strip lines 11 and 21 are connected to the feeding point 105 by being connected to a T-shaped connecting portion 104 which is a part of the strip conductor 102.

ストリップ導体102の一部である第1アレーアンテナを構成する単位アレーアンテナ106の構造は、ストリップ導体102の一部である第2アレーアンテナを構成する単位アレーアンテナ107の構造と同一である。以下、単位アレーアンテナ106の構造について説明する。この単位アレーアンテナ106は、端部11cと端部11dとを両端とするストライプ状の給電ストリップ線路11を中心に形成されており、この給電ストリップ線路11とこれに接続された9つの第1放射素子を構成する第1放射アンテナ素子111a〜111iから構成されている。給電ストリップ線路11の外側の側辺11aには、5つの第1放射アンテナ素子111a、111b、111c、111d、111eがそれぞれ給電ストリップ線路11の長さ方向に対して斜交して、等間隔で、給電ストリップ線路11に接続されている。その配列周期は、使用する周波数の電波が給電ストリップ線路11上を伝播する際の管内波長λg と一致している。一方、給電ストリップ線路11の内側の(給電ストリップ線路11と給電ストリップ線路21との間の領域)側辺11bには、4つの第1放射アンテナ素子111f、111g、111h、111iが、それぞれ給電ストリップ線路11の長さ方向に対して斜交して、等間隔で、給電ストリップ線路11に接続されている。その配列周期は、上記の管内波長λg と一致している。この構成により、9つの第1放射アンテナ素子111a〜111iは、給電ストリップ線路11の両側辺(11a,11b)に渡って交互にλg /2の配設周期で給電ストリップ線路11に接続されている。9つの第1放射アンテナ素子111a〜111iは何れも合同で同一構造であり、その長さはλg /4である。長さは、エッジeに垂直な辺の長さ、すなわち、第1放射アンテナ素子と給電ストリップ線路11との接続部と、その接続部に対向する端部(エッジe)間の距離である。第1放射アンテナ素子111a〜111iの給電ストリップ線路11に接続されていない側の各エッジe1は、裏面の接地板103に、ビアホールなどを介して、それぞれ短絡されてアースされている。第1放射アンテナ素子111a〜111iの給電ストリップ線路11に接続されている側の各エッジe2は、各エッジe1と平行であり、これによって第1放射アンテナ素子111a〜111iは矩形形状に形成されている。この各エッジe2が、電波の放射素片となる。 The structure of the unit array antenna 106 constituting the first array antenna that is a part of the strip conductor 102 is the same as the structure of the unit array antenna 107 constituting the second array antenna that is a part of the strip conductor 102. Hereinafter, the structure of the unit array antenna 106 will be described. The unit array antenna 106 is formed around a strip-shaped feeding strip line 11 having both ends 11c and 11d as both ends, and the feeding strip line 11 and nine first radiations connected thereto. It is comprised from the 1st radiation antenna elements 111a-111i which comprise an element. Five first radiating antenna elements 111a, 111b, 111c, 111d, and 111e are obliquely crossed with respect to the length direction of the feed strip line 11 at equal intervals on the outer side edge 11a of the feed strip line 11. Are connected to the feeding strip line 11. The arrangement period coincides with the guide wavelength λ g when the radio wave having the frequency to be used propagates on the feeding strip line 11. On the other hand, four first radiating antenna elements 111f, 111g, 111h, and 111i are respectively provided on the side edge 11b inside the feed strip line 11 (region between the feed strip line 11 and the feed strip line 21). The line 11 is connected to the feeding strip line 11 at an equal interval obliquely to the length direction of the line 11. The arrangement period coincides with the above-mentioned guide wavelength λg. With this configuration, the nine first radiating antenna elements 111a to 111i are connected to the feeding strip line 11 alternately at both sides (11a, 11b) of the feeding strip line 11 with an arrangement period of λ g / 2. Yes. The nine first radiation antenna elements 111a to 111i are all congruent and have the same structure, and the length thereof is λ g / 4. The length is a length of a side perpendicular to the edge e, that is, a distance between a connection portion between the first radiating antenna element and the feeding strip line 11 and an end portion (edge e) facing the connection portion. The respective edges e1 of the first radiating antenna elements 111a to 111i on the side not connected to the feeding strip line 11 are short-circuited to the ground plate 103 on the back surface through via holes or the like and grounded. Each edge e2 on the side connected to the feeding strip line 11 of the first radiating antenna elements 111a to 111i is parallel to each edge e1, thereby forming the first radiating antenna elements 111a to 111i in a rectangular shape. Yes. Each edge e2 becomes a radio wave radiation element.

第1放射アンテナ素子111a〜111iは、その矩形形状の1つの頂角付近でのみ給電ストリップ線路11に接続されている。このため、第1放射アンテナ素子111a〜111iは、給電ストリップ線路11に対して傾斜して接続されているが、内側に存在する4つの第1放射アンテナ素子111f、111g、111h、111iは、第1放射アンテナ素子111aとは180°逆向き、すなわち平行に接続配列されている。また、外側の5つの第1放射アンテナ素子111a、111b、111c、111d、111eは互いに平行に給電ストリップ線路11に接続配列されている。   The first radiating antenna elements 111a to 111i are connected to the feeding strip line 11 only in the vicinity of one vertex angle of the rectangular shape. For this reason, the first radiating antenna elements 111a to 111i are connected to the feeding strip line 11 at an inclination, but the four first radiating antenna elements 111f, 111g, 111h, and 111i existing inside are The single radiating antenna element 111a is connected and arranged in the opposite direction of 180 °, that is, in parallel. The outer five first radiating antenna elements 111a, 111b, 111c, 111d, and 111e are connected to the feeding strip line 11 in parallel with each other.

第2放射アンテナ素子121a〜121iを有する第2アレーアンテナである単位アレーアンテナ107は、この単位アレーアンテナ106と合同で同一構造である。給電ストリップ線路11、21の中心線間の距離dxは、使用する電波の自由空間波長の1/2、すなわち、λ0 /2以下にまで短縮されている。この様に、2つの単位アレーアンテナ106、107を従来(例:図8のマイクロストリップアレーアンテナ900)よりも格段に接近させることができるのは、エッジe1が接地板103に短絡されると共に励振の節になったことと、各第1放射アンテナ素子111a〜111iと各第2放射アンテナ素子121a〜121iの長さがλg /4と短くなったことによる。このため、単位アレーアンテナ106は、単位アレーアンテナ107に非常に接近しているが両者間の干渉は良好に抑制されている。上記の第1放射アンテナ素子111a〜111iが、第1短片放射素子を構成し、第2放射アンテナ素子121a〜121iが、第2短片放射素子を構成している。 The unit array antenna 107 which is the second array antenna having the second radiating antenna elements 121a to 121i has the same structure as the unit array antenna 106. The distance dx between the center lines of the feeding strip line 11 and 21, half of the free space wavelength of the radio wave to be used, i.e., is reduced to lambda 0/2 or less. In this way, the two unit array antennas 106 and 107 can be made much closer than in the past (for example, the microstrip array antenna 900 in FIG. 8) because the edge e1 is short-circuited to the ground plate 103 and excited. And the lengths of the first radiating antenna elements 111a to 111i and the second radiating antenna elements 121a to 121i are shortened to λ g / 4. For this reason, the unit array antenna 106 is very close to the unit array antenna 107, but interference between them is well suppressed. The first radiating antenna elements 111a to 111i constitute a first short piece radiating element, and the second radiating antenna elements 121a to 121i constitute a second short piece radiating element.

図4−Aに、本実施例2のマイクロストリップアレーアンテナ200の平面図を示す。誘電体基板200の裏面には金属導体からなる接地板が全面に接合されている。このマイクロストリップアレーアンテナ200のストリップ導体は、第1アレーアンテナである単位アレーアンテナ206を構成する部分と、それとは合同で同一構造の第2アレーアンテナである単位アレーアンテナ207を構成する部分とからなる。単位アレーアンテナ206の中心部を構成する第1給電線路を構成する給電ストリップ線路11は、単位アレーアンテナ207の中心部を構成する第2給電線路を構成する給電ストリップ線路21と平行に配設されており、その向きは、誘電体基板200の長手方向に一致している。   FIG. 4-A shows a plan view of the microstrip array antenna 200 of the second embodiment. A ground plate made of a metal conductor is bonded to the entire back surface of the dielectric substrate 200. The strip conductor of the microstrip array antenna 200 includes a portion constituting the unit array antenna 206 as the first array antenna and a portion constituting the unit array antenna 207 as the second array antenna having the same structure. Become. The feeding strip line 11 constituting the first feeding line constituting the central part of the unit array antenna 206 is arranged in parallel with the feeding strip line 21 constituting the second feeding line constituting the central part of the unit array antenna 207. The direction thereof coincides with the longitudinal direction of the dielectric substrate 200.

ストライプ状の給電ストリップ線路11の内側(給電ストリップ線路11と給電ストリップ線路21との間の領域)の側辺11aには、4つの第1放射アンテナ素子112a〜112dが、給電ストリップ線路11の長さ方向に、同一角度で交差して、等間隔で接続配列されている。その配列周期は、使用する周波数の電波が給電ストリップ線路11上を伝播する際の管内波長λg と一致している。また、互いに平行なエッジe1、e2間の距離、即ち、第1放射アンテナ素子112a〜112dの各長さは、それぞれλg /4に設定されている。各第1放射アンテナ素子112a〜112dは、互いに合同で、その矩形形状の1つの頂角付近でのみ給電ストリップ線路11の側辺11aにそれぞれ接続されている。各エッジe1は、図4−Bに示すように、誘電体基板201の裏面の接地板103に、導通したビアホール109により、接続されている。これにより、エッジe1はアース電位となる。 Four first radiating antenna elements 112 a to 112 d are provided on the side 11 a inside the stripe-shaped feed strip line 11 (region between the feed strip line 11 and the feed strip line 21). In the vertical direction, they are crossed at the same angle and connected and arranged at equal intervals. The arrangement period coincides with the guide wavelength λ g when the radio wave having the frequency to be used propagates on the feeding strip line 11. The distance between the edges e1 and e2 that are parallel to each other, that is, the lengths of the first radiation antenna elements 112a to 112d are set to λ g / 4, respectively. Each of the first radiating antenna elements 112a to 112d is congruent with each other and is connected to the side 11a of the feeding strip line 11 only near one vertex of the rectangular shape. Each edge e1 is connected to the ground plate 103 on the back surface of the dielectric substrate 201 by a conductive via hole 109 as shown in FIG. Thereby, the edge e1 becomes the ground potential.

第2放射アンテナ素子212a〜212dを有する単位アレーアンテナ207の構造は、以上の単位アレーアンテナ206の構造と同一であり両者は合同形に形成されている。給電ストリップ線路11と給電ストリップ線路21との間に配設されている各第1放射アンテナ素子112a〜112dの長さは、λg /4とに短いので、給電ストリップ線路11と給電ストリップ線路21の両中心線間の距離dxは、λ0 /2以下にまで接近させることが可能である。また、この様に両単位アレーアンテナ206、207を接近させても、給電ストリップ線路11と給電ストリップ線路21との間に配設されている各第1放射アンテナ素子112a〜112dのエッジe1は短絡されていると共に励振の節となっているため、両単位アレーアンテナ間の干渉は十分に良好に抑制される。 The structure of the unit array antenna 207 having the second radiating antenna elements 212a to 212d is the same as the structure of the unit array antenna 206 described above, and both are formed congruently. Since the lengths of the first radiating antenna elements 112a to 112d disposed between the feed strip line 11 and the feed strip line 21 are as short as λ g / 4, the feed strip line 11 and the feed strip line 21 the distance dx between the two center lines of, it is possible to close up the lambda 0/2 or less. Even when the unit array antennas 206 and 207 are brought close to each other in this way, the edge e1 of each of the first radiating antenna elements 112a to 112d disposed between the feeding stripline 11 and the feeding stripline 21 is short-circuited. Therefore, the interference between both unit array antennas is sufficiently satisfactorily suppressed.

このマイクロストリップアレーアンテナ200を位相モノパルスアンテナとして利用した場合の両単位アレーアンテナ間の受信信号の位相差に対する到来波の方位角(到来角θ)を図5のグラフに示す。このグラフは上記のマイクロストリップアレーアンテナ200の構成における距離dxを0.45λ0 として算出したものである。この様に、マイクロストリップアレーアンテナ200の構成に従えば、給電ストリップ線路11と給電ストリップ線路21の両中心線間の距離dx、即ち、各単位アレーアンテナの位相中心間の距離dxを自由空間波長λ0 の半分以下に短縮することができるため、このマイクロストリップアレーアンテナ200を位相モノパルスアンテナとして利用すれば、位相差と方位角θの間の関係は、方位角θが−π/2〜π/2の範囲において、一価関数となる。よって、容易かつ確実に到来波の方位を知ることができる。 The graph of FIG. 5 shows the azimuth angle (arrival angle θ) of the incoming wave with respect to the phase difference of the received signal between the two unit array antennas when this microstrip array antenna 200 is used as a phase monopulse antenna. This graph is obtained by calculating a distance dx in the configuration of a microstrip array antenna 200 of the as 0.45λ 0. As described above, according to the configuration of the microstrip array antenna 200, the distance dx between the center lines of the feeding strip line 11 and the feeding strip line 21, that is, the distance dx between the phase centers of the unit array antennas is expressed as a free space wavelength. it is possible to shorten to less than half of lambda 0, by using this microstrip array antenna 200 as a phase monopulse antenna, the relationship between the phase difference and the azimuth angle θ is the azimuth angle θ is -π / 2~π In the range of / 2, it becomes a monovalent function. Therefore, the direction of the incoming wave can be known easily and reliably.

図6に、本実施例3のマイクロストリップアレーアンテナ300の平面図を示す。このマイクロストリップアレーアンテナ300は、誘電体基板301と、その裏面全面に接合された金属導体からなる接地板と、表側に形成されたストリップ導体からなる。表側のストリップ導体は、第1アレーアンテナである単位アレーアンテナ306と第2アレーアンテナである単位アレーアンテナ307を構成している。単位アレーアンテナ306と単位アレーアンテナ307とは合同で同一構造である。単位アレーアンテナ306の中心部を構成する第1給電線路である給電ストリップ線路11は、ストライプ状でありその長手方向は、誘電体基板301の長手方向と一致している。また、単位アレーアンテナ307の中心部を構成する第2給電線路である給電ストリップ線路21は、給電ストリップ線路11と平行に配設されている。   FIG. 6 shows a plan view of the microstrip array antenna 300 of the third embodiment. The microstrip array antenna 300 includes a dielectric substrate 301, a ground plate made of a metal conductor bonded to the entire back surface thereof, and a strip conductor formed on the front side. The strip conductor on the front side constitutes a unit array antenna 306 that is a first array antenna and a unit array antenna 307 that is a second array antenna. The unit array antenna 306 and the unit array antenna 307 are congruent and have the same structure. The feeding strip line 11, which is the first feeding line constituting the central portion of the unit array antenna 306, has a stripe shape, and the longitudinal direction thereof coincides with the longitudinal direction of the dielectric substrate 301. In addition, the feeding strip line 21 that is the second feeding line constituting the central portion of the unit array antenna 307 is arranged in parallel with the feeding strip line 11.

給電ストリップ線路11の内側(給電ストリップ線路11と給電ストリップ線路21の間の領域)の第1側辺11aには、4つの第1放射アンテナ素子311a,311b,311c及び311dが、給電ストリップ線路11の長さ方向に、同一角度で斜交して、等間隔に配列されている。その配列周期は、使用する周波数の電波が給電ストリップ線路11上を伝播する際の管内波長λg と一致している。4つの第1放射アンテナ素子311a〜311dの各長さは、それぞれλg /4であり、これらは互いに合同の矩形形状に形成されている。第1放射アンテナ素子311aの一端を構成するエッジe1は裏面の接地導体である接地板に、導電性のビアホールなどを介して、短絡されており、これと平行に対峙する給電ストリップ線路11に近い側のエッジe2は、その一部だけが第1側辺11aに接続されている。給電ストリップ線路11と強電ストリップ線路21との間の領域に存在する第1放射アンテナ素子311a〜311dが、第1短片放射素子を構成している。 Four first radiating antenna elements 311 a, 311 b, 311 c and 311 d are provided on the first side 11 a inside the feeding strip line 11 (region between the feeding strip line 11 and the feeding strip line 21). Are obliquely arranged at the same angle in the longitudinal direction, and are arranged at equal intervals. The arrangement period coincides with the guide wavelength λ g when the radio wave having the frequency to be used propagates on the feeding strip line 11. The lengths of the four first radiating antenna elements 311a to 311d are λ g / 4, respectively, and they are formed in a congruent rectangular shape. An edge e1 constituting one end of the first radiating antenna element 311a is short-circuited to a ground plate, which is a ground conductor on the back surface, via a conductive via hole or the like, and is close to the feed strip line 11 facing in parallel therewith. Only a part of the side edge e2 is connected to the first side 11a. The first radiation antenna elements 311a to 311d existing in the region between the feeding strip line 11 and the high voltage strip line 21 constitute a first short piece radiation element.

給電ストリップ線路11の外側の第2側辺11bには、第1放射アンテナ素子311e,311f,311g及び311hが、給電ストリップ線路11の長さ方向に、同一角度で斜交して、等間隔に配列されている。その配列周期は、上記の管内波長λg と一致している。また、これらの4つの第1放射アンテナ素子311e〜311hの長さはλg /2である。4つの第1放射アンテナ素子311a〜311dは、4つの第1放射アンテナ素子311e〜311hとはそれぞれ180°逆向きに給電ストリップ線路11に接続されている。これらは互いに合同の矩形形状に形成されている。第2側辺11bには、第1放射アンテナ素子のエッジeg2の一部だけが接続されている。その反対側のエッジeg1は開放端である。これらの第1放射アンテナ素子311e〜311hは、第1長片放射素子を構成している。これらの配置構成によって、第1短片放射素子311a、311b、311e、311dと、第1長片放射素子311e、311f、311g、311hとは、給電ストリップ線路11の両側辺に渡って交互にλg /2の周期で接続配列されている。 On the second side 11b outside the feed strip line 11, first radiating antenna elements 311e, 311f, 311g and 311h are obliquely crossed at the same angle in the length direction of the feed strip line 11, and are equally spaced. It is arranged. The arrangement period coincides with the guide wavelength λ g described above. The lengths of these four first radiating antenna elements 311e to 311h are λ g / 2. The four first radiating antenna elements 311a to 311d are connected to the feed strip line 11 in the opposite direction to the four first radiating antenna elements 311e to 311h by 180 °. These are formed in a congruent rectangular shape. Only a part of the edge eg2 of the first radiating antenna element is connected to the second side 11b. The opposite edge eg1 is an open end. The first radiating antenna elements 311e to 311h constitute a first long piece radiating element. With these arrangements, the first short-piece radiating elements 311 a, 311 b, 311 e, 311 d and the first long-piece radiating elements 311 e, 311 f, 311 g, 311 h are alternately λ g over both sides of the feed strip line 11. The connections are arranged with a period of / 2.

また、第2給電線路である給電ストリップ線路21を中心に構成される単位アレーアンテナ306についても同様の構成である。すなわち、給電ストリップ線路11と給電ストリップ線路21との間の領域に存在する第2放射アンテナ素子312e、312f、312g、312hは、各エッジeg1が開放端で、長さがλg /2である第2長片放射素子を構成している。また、給電ストリップ線路21の外側に存在する第2放射アンテナ素子312a、312b、312c、312dは、各エッジe1が、導電性のビアホールなどにより、誘電体基板の裏面に形成された接地導体に接続されて、アースに接続され、長さがλg /4である第2短片放射素子を構成している。 The unit array antenna 306 configured around the feeding strip line 21 as the second feeding line has the same configuration. In other words, the second radiating antenna elements 312e, 312f, 312g, and 312h existing in the region between the feeding stripline 11 and the feeding stripline 21 have the edges eg1 as open ends and the length of λ g / 2. The 2nd long piece radiation | emission element is comprised. Further, the second radiating antenna elements 312a, 312b, 312c, and 312d existing outside the feeding strip line 21 are connected to the ground conductor formed on the back surface of the dielectric substrate by the respective edges e1 by conductive via holes or the like. Thus, a second short-piece radiating element having a length of λ g / 4 is connected to the ground.

そして、給電ストリップ線路11と給電ストリップ線路21との間の領域においては、第1短片放射素子311a〜311dと第2長片放射素子312e〜312hとは、それらの各エッジe1が、それらの各エッジeg1と平行に対向する位置になるように、接近して配設されている。この様な構成のマイクロストリップアレーアンテナ300においても、従来よりも両単位アレーアンテナ(306、307)の配置間隔を狭めつつ、同時に両者間の電磁的な干渉を抑制することができる。   In the region between the feeding strip line 11 and the feeding strip line 21, the first short piece radiating elements 311 a to 311 d and the second long piece radiating elements 312 e to 312 h have their respective edges e 1. It arrange | positions closely so that it may become a position facing the edge eg1 in parallel. Also in the microstrip array antenna 300 having such a configuration, it is possible to suppress electromagnetic interference between the two while simultaneously reducing the arrangement interval between the unit array antennas (306, 307).

図7に、本実施例4のマイクロストリップアレーアンテナ400の平面図を示す。このマイクロストリップアレーアンテナ400は、図6のマイクロストリップアレーアンテナ300と類似の構造を有するものであるが、第1放射アンテナ素子における第1短片放射素子と第1長片放射素子の配列、及び第2放射アンテナ素子における第2短片放射素子と第2長片放射素子の配列順序にその特徴がある。   FIG. 7 shows a plan view of the microstrip array antenna 400 of the fourth embodiment. This microstrip array antenna 400 has a structure similar to that of the microstrip array antenna 300 of FIG. 6, but the arrangement of the first short piece radiating elements and the first long piece radiating elements in the first radiating antenna element, and the first The arrangement order of the second short piece radiating element and the second long piece radiating element in the two radiating antenna elements is characterized.

第1給電線路である給電ストリップ線路11を中心に構成される第1アレーアンテナである単位アレーアンテナ406と、第2給電線路である給電ストリップ線路21を中心に構成される第2アレーアンテナである単位アレーアンテナ407とは合同で同一構造である。これらは、誘電体基板401の表側に平行に配置されている。   A unit array antenna 406 that is a first array antenna that is configured around the feed strip line 11 that is the first feed line, and a second array antenna that is configured around the feed strip line 21 that is the second feed line. The unit array antenna 407 is congruent and has the same structure. These are arranged in parallel to the front side of the dielectric substrate 401.

給電ストリップ線路11の内側の第1側辺11aには、第1短片放射素子411a,411cと、第2長片放射素子411b、411dとが、交互に、給電ストリップ線路11に接続されて配列されている。その配列周期は管内波長λg と同じである。また、給電ストリップ線路11の外側の第2側辺11bには、第1長片放射素子411e、411gと、第1短片放射素子411f、411hが、交互に、給電ストリップ線路11に接続されて配列されている。その配列周期は管内波長λg と同じであり、給電ストリップ線路11の外側に配設されている第1放射アンテナ素子は、内側に配設されている隣接する第1放射アンテナ素子の間隔の中央に配設されている。 On the first side 11 a inside the feeding strip line 11, first short piece radiating elements 411 a and 411 c and second long piece radiating elements 411 b and 411 d are alternately connected to the feeding strip line 11 and arranged. ing. The arrangement period is the same as the guide wavelength λ g . Further, on the second side 11b outside the feeding strip line 11, first long piece radiating elements 411e and 411g and first short piece radiating elements 411f and 411h are alternately connected to the feeding strip line 11 and arranged. Has been. The arrangement period is the same as the guide wavelength λ g, and the first radiating antenna element disposed outside the feeding strip line 11 is the center of the interval between adjacent first radiating antenna elements disposed inside. It is arranged.

第2アレーアンテナである単位アレーアンテナ407についても同様な構成である。すなわち、給電ストリップ線路21の内側の第1側辺21bには、第2長片放射素子412e,412gと、第2短片放射素子412f、412hとが、交互に、給電ストリップ線路21に接続されて配列されている。その配列周期は管内波長λg と同じである。また、給電ストリップ線路21の外側の第2側辺21aには、第2短片放射素子412a、412cと、第2長片放射素子412b、412dが、交互に、給電ストリップ線路21に接続されて配列されている。その配列周期は管内波長λg と同じであり、給電ストリップ線路21の外側に配設されている第2放射アンテナ素子は、内側に配設されている隣接する第2放射アンテナ素子の間隔の中央に配設されている。 The unit array antenna 407, which is the second array antenna, has the same configuration. That is, the second long piece radiating elements 412e and 412g and the second short piece radiating elements 412f and 412h are alternately connected to the feed strip line 21 on the first side 21b inside the feed strip line 21. It is arranged. The arrangement period is the same as the guide wavelength λ g . Further, on the second side 21 a outside the feeding strip line 21, second short piece radiating elements 412 a and 412 c and second long piece radiating elements 412 b and 412 d are alternately connected to the feeding strip line 21 and arranged. Has been. The arrangement period is the same as the guide wavelength λ g, and the second radiating antenna element disposed outside the feeding strip line 21 is the center of the interval between adjacent second radiating antenna elements disposed inside. It is arranged.

そして、給電ストリップ線路11と給電ストリップ線路21との間の領域においては、第1短片放射素子411a、411cと第2長片放射素子412e、412gとは、それらの各エッジe1と、それらの各エッジeg1とが、平行に対向する位置となるように、接近して配設されている。また、第1長片放射素子411b、411dと第2短片放射素子412f、412hとは、それらの各エッジe1と、それらの各エッジeg1とが、平行に対向する位置となるように、接近して配設されている。   In the region between the feed strip line 11 and the feed strip line 21, the first short piece radiating elements 411a and 411c and the second long piece radiating elements 412e and 412g have their respective edges e1 and their respective pieces. The edges eg1 are arranged close to each other so as to be opposed to each other in parallel. In addition, the first long piece radiating elements 411b and 411d and the second short piece radiating elements 412f and 412h are close to each other so that their respective edges e1 and their respective edges eg1 are parallel to each other. Arranged.

この様な構成のマイクロストリップアレーアンテナ400においても、従来よりも両単位アレーアンテナ(406、407)の配置間隔を狭めつつ、同時に両者間の電磁的な干渉を抑制することができる。 Also in the microstrip array antenna 400 having such a configuration, it is possible to suppress electromagnetic interference between the two while simultaneously reducing the arrangement interval between the unit array antennas (406, 407).

〔その他の変形例〕
本発明の実施形態は、上記の形態に限定されるものではなく、その他にも以下に例示される様な変形を行っても良い。この様な変形や応用によっても、本発明の作用に基づいて本発明の効果を得ることができる。
(変形例1)
例えば、上記の各実施例では、放射アンテナ素子の幅を均一にしたが、各放射アンテナ素子の幅は、所望の指向性に応じて調整することが望ましい。この様な調整された設定によれば、各放射アンテナ素子の幅が、所望の指向性に応じた各配設位置での励振振幅に対応させて決定されるために、アンテナ全体としては所望の指向特性を効果的に実現することができる。
[Other variations]
The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and other modifications as exemplified below may be made. Even with such modifications and applications, the effects of the present invention can be obtained based on the functions of the present invention.
(Modification 1)
For example, in each of the above embodiments, the width of the radiating antenna element is made uniform, but it is desirable to adjust the width of each radiating antenna element according to the desired directivity. According to such an adjusted setting, the width of each radiating antenna element is determined in accordance with the excitation amplitude at each arrangement position corresponding to the desired directivity. Directional characteristics can be effectively realized.

(変形例2)
また、単位アレーアンテナの終端部には、適切な吸収抵抗や或いは整合の取れたアンテナ素子を接続することがより望ましい。これによって、単位アレーアンテナの終端部における望ましくない不要な反射を削減することができる。
(Modification 2)
Further, it is more desirable to connect an appropriate absorption resistor or a matched antenna element to the terminal end of the unit array antenna. This can reduce unwanted unwanted reflections at the end of the unit array antenna.

(変形例3)
また、上記の各実施例では、2つの単位アレーアンテナを並べる構成を示したが、並列に配列する単位アレーアンテナの数は任意でよい。
(Modification 3)
In each of the above embodiments, the configuration in which two unit array antennas are arranged is shown, but the number of unit array antennas arranged in parallel may be arbitrary.

本発明は、位相モノパルスアンテナに好適な構成を与えるが、より一般のマイクロストリップアレーアンテナ、即ち、例えばFMCWレーダなどのその他のマイクロ波を取り扱うアンテナに適用することもできる。   The present invention provides a suitable configuration for a phase monopulse antenna, but can also be applied to more general microstrip array antennas, ie, antennas that handle other microwaves such as, for example, FMCW radar.

100 : マイクロストリップアレーアンテナ
101 : 誘電体基板
102 : ストリップ導体
103 : 接地板
104 : 接続部
105 : 給電点
11,21 : 給電ストリップ線路
111a〜111i,112a〜112d,311a〜311h,411a〜411h: 第1放射アンテナ素子
121a〜121i,212a〜212d,312a〜312h,412a〜412h: 第2放射アンテナ素子
111a〜111i,112a〜112d :第1短片放射素子
121a〜121i,212a〜212d :第2短片放射素子
311a〜311d,411a,411c,411f,411h:第1短片放射素子
311e〜311h,411b,411d,411e,411g:第1長片放射素子
312a〜312d,412a,412c,412f,412h:第2短片放射素子
312e〜312h,412b,412d,412e,412g:第2長片放射素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Microstrip array antenna 101: Dielectric board | substrate 102: Strip conductor 103: Grounding plate 104: Connection part 105: Feeding point 11,21: Feeding strip line 111a-111i, 112a-112d, 311a-311h, 411a-411h: 1st radiation antenna element 121a-121i, 212a-212d, 312a-312h, 412a-412h: 2nd radiation antenna element 111a-111i, 112a-112d: 1st short piece radiation element 121a-121i, 212a-212d: 2nd short piece Radiating elements 311a to 311d, 411a, 411c, 411f, 411h: first short piece radiating elements 311e to 311h, 411b, 411d, 411e, 411g: first long piece radiating elements 312a to 312d, 412a, 412c, 412f, 412h: second short piece radiating elements 312e to 312h, 412b, 412d, 412e, 412g: second long piece radiating elements

Claims (8)

裏面に接地導体を有した誘電体基板の表面に、ストリップ導体により給電線路及び放射素子が形成されたマイクロストリップアレーアンテナであって、y軸方向、直線状に伸びた第1給電線路に沿って、矩形の複数の第1放射素子を離間して配設した第1アレーアンテナと、y軸方向、直線状に伸びた第2給電線路に沿って、矩形の複数の第2放射素子を離間して配設した第2アレーアンテナとの少なくとも2本のアレーアンテナを、y軸方向に垂直なx軸方向に離間して、平行に配設したアレーアンテナ装置において、
前記第1給電線路と前記第2給電線路との間の領域に配設された前記第1放射素子は、前記第1給電線路に接続する第1接続部とその第1接続部に対向する側の第1端部との間の長さが、所定の動作周波数における前記第1給電線路を伝搬する電波の管内波長の1/4の長さとし、前記第1端部は、前記接地導体に接続された第1短片放射素子で構成されていることを特徴とするアレーアンテナ装置。
A microstrip array antenna in which a feed line and a radiating element are formed by a strip conductor on the surface of a dielectric substrate having a ground conductor on the back side, along a first feed line extending linearly in the y-axis direction A plurality of rectangular second radiating elements are separated along a first array antenna in which a plurality of rectangular first radiating elements are spaced apart from each other, and a second feed line extending linearly in the y-axis direction. In the array antenna device, in which at least two array antennas with the second array antenna disposed in parallel are spaced apart in the x-axis direction perpendicular to the y-axis direction and disposed in parallel.
The first radiating element disposed in a region between the first feed line and the second feed line has a first connection portion connected to the first feed line and a side facing the first connection portion. The first end is connected to the ground conductor, and the length between the first end and the first end is connected to the ground conductor. An array antenna apparatus comprising the first short piece radiating element formed.
前記第1給電線路と前記第2給電線路との間の領域には、前記第1短片放射素子のみが配設されていることを特徴とする請求項1に記載のアレーアンテナ装置。   2. The array antenna apparatus according to claim 1, wherein only the first short piece radiating element is disposed in a region between the first feed line and the second feed line. 前記第1給電線路と前記第2給電線路との間の領域に配設された前記第2放射素子は、前記第2給電線路に接続する第2接続部とその第2接続部に対向する側の第2端部との間の長さが、所定の動作周波数における前記第2給電線路を伝搬する電波の管内波長の1/4の長さとし、前記第2端部は、前記接地導体に接続された第2短片放射素子で構成されていることを特徴とする請求項1に記載のアレーアンテナ装置。   The second radiating element disposed in a region between the first feed line and the second feed line has a second connection portion connected to the second feed line and a side facing the second connection portion. The length between the second end and the second end is a quarter of the guide wavelength of the radio wave propagating through the second feed line at a predetermined operating frequency, and the second end is connected to the ground conductor. The array antenna apparatus according to claim 1, wherein the array antenna apparatus is configured by the second short piece radiating element. 前記第1給電線路と前記第2給電線路との間の領域に配設された前記第2放射素子は、前記第2給電線路に接続する前記第2接続部とその第2接続部に対向する側の第2端部との間の長さが、所定の動作周波数における前記第2給電線路を伝搬する電波の管内波長の1/2の長さとし、前記第2端部は、開放端である第2長片放射素子で構成されていることを特徴とする請求項1に記載のアレーアンテナ装置。   The second radiating element disposed in a region between the first feed line and the second feed line is opposed to the second connection portion connected to the second feed line and the second connection portion. The length between the second end portion on the side is a half of the guide wavelength of the radio wave propagating through the second feed line at a predetermined operating frequency, and the second end portion is an open end. The array antenna apparatus according to claim 1, wherein the array antenna apparatus includes a second long piece radiating element. 裏面に接地導体を有した誘電体基板の表面に、ストリップ導体により給電線路及び放射素子が形成されたマイクロストリップアレーアンテナであって、y軸方向、直線状に伸びた第1給電線路に沿って、矩形の複数の第1放射素子を離間して配設した第1アレーアンテナと、y軸方向、直線状に伸びた第2給電線路に沿って、矩形の複数の第2放射素子を離間して配設した第2アレーアンテナとの少なくとも2本のアレーアンテナを、y軸方向に垂直なx軸方向に離間して、平行に配設したアレーアンテナ装置において、
前記第1給電線路と前記第2給電線路との間の領域に配設された前記第1放射素子は、 前記第1給電線路に接続する第1接続部とその第1接続部に対向する側の第1端部との間の長さが、所定の動作周波数における前記第1給電線路を伝搬する電波の管内波長の1/4の長さとし、前記第1端部は、前記接地導体に接続された第1短片放射素子と、
前記第1接続部と前記第1端部との間の長さが、所定の動作周波数における前記第1給電線路を伝搬する電波の管内波長の1/2の長さとし、前記第1端部は、開放端である第1長片放射素子と
が前記y軸方向に沿って、混在したもので構成され、
前記第1給電線路と前記第2給電線路との間の領域に配設された前記第2放射素子は、 前記第2給電線路に接続する第2接続部とその第2接続部に対向する側の第2端部との間の長さが、所定の動作周波数における前記第2給電線路を伝搬する電波の管内波長の1/4の長さとし、前記第2端部は、前記接地導体に接続された第2短片放射素子と、
前記第2接続部と前記第2端部との間の長さが、所定の動作周波数における前記第2給電線路を伝搬する電波の管内波長の1/2の長さとし、前記第2端部は、開放端である第2長片放射素子と
が前記y軸方向に沿って、混在したもので構成され、
前記第2長片放射素子は、前記第2端部が前記第1短片放射素子の前記第1端部と対面する位置に配設され、
前記第2短片放射素子は、前記第2端部が前記第1長片放射素子の前記第1端部と対面する位置に配設されている
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
A microstrip array antenna in which a feed line and a radiating element are formed by a strip conductor on the surface of a dielectric substrate having a ground conductor on the back side, along a first feed line extending linearly in the y-axis direction A plurality of rectangular second radiating elements are separated along a first array antenna in which a plurality of rectangular first radiating elements are spaced apart from each other, and a second feed line extending linearly in the y-axis direction. In the array antenna device, in which at least two array antennas with the second array antenna disposed in parallel are spaced apart in the x-axis direction perpendicular to the y-axis direction and disposed in parallel.
The first radiating element disposed in a region between the first feed line and the second feed line includes a first connection part connected to the first feed line and a side facing the first connection part. The first end is connected to the ground conductor, and the length between the first end and the first end is connected to the ground conductor. A first short-piece radiating element,
The length between the first connection portion and the first end portion is a half length of the guide wavelength of the radio wave propagating through the first feed line at a predetermined operating frequency, and the first end portion is The first long piece radiating element that is an open end and a mixture along the y-axis direction,
The second radiating element disposed in a region between the first feed line and the second feed line includes a second connection portion connected to the second feed line and a side facing the second connection portion. The length between the second end and the second end is a quarter of the guide wavelength of the radio wave propagating through the second feed line at a predetermined operating frequency, and the second end is connected to the ground conductor. A second short piece radiating element formed;
The length between the second connection portion and the second end portion is ½ the guide wavelength of the radio wave propagating through the second feed line at a predetermined operating frequency, and the second end portion is And the second long piece radiating element which is an open end and a mixture along the y-axis direction,
The second long piece radiating element is disposed at a position where the second end portion faces the first end portion of the first short piece radiating element,
The second short piece radiating element is disposed at a position where the second end portion faces the first end portion of the first long piece radiating element.
前記第1短片放射素子と前記第1長片放射素子は、前記第1給電線路に沿って、交互 に配設されていることを特徴とする請求項5に記載のアレーアンテナ装置。   6. The array antenna apparatus according to claim 5, wherein the first short piece radiating elements and the first long piece radiating elements are alternately arranged along the first feed line. 前記複数のアレーアンテナにおいて、隣接する2つのアレーアンナの間隔は、使用する電波の自由空間波長の1/2以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載のアレーアンテナ装置。   The interval between two array antennas adjacent to each other in the plurality of array antennas is ½ or less of a free space wavelength of a radio wave to be used. Array antenna device. 前記第1放射素子及び前記第2放射素子は、前記第1給電線路及び前記第2給電線路のy軸方向に対して斜交していることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載のアレーアンテナ装置。   8. The device according to claim 1, wherein the first radiating element and the second radiating element are oblique to the y-axis direction of the first feed line and the second feed line. 9. The array antenna device according to claim 1.
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