JP2014060700A - 導波管スロットアンテナおよびこれを備える無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナ性能が高い導波管スロットアンテナを低コストに提供する。
【解決手段】管軸方向に延びた導波路２を有する導波管１０の管軸方向に沿って、放射スロット３と、放射スロット３の形成位置で導波路２の断面積を縮小させる内壁１３とを複数設けてなる導波管スロットアンテナＡであって、導波管１０は、相手側と結合されることにより導波路２を画成する第１及び第２の導波管形成部材１１，１２からなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、導波管スロットアンテナおよびこれを備える無線装置に関する。

近年、安全運転支援（例えば、衝突防止）を目的として、自動車に無線装置の一種であるレーダ装置が搭載される場合がある。この種の車載用レーダ装置には、センサーとして、レーザレーダを使用するものや、ミリ波レーダを使用するものなどがあるが、レーザレーダのセンシング能力（分解能）は、車両の汚れや気象条件などといった外的要因によって変化し易い。そのため、近時においては、外的要因によって分解能が変化し難く、所望の分解能を常時安定的に発揮し得るミリ波レーダを採用することが多くなっている。なお、ミリ波とは、波長１〜１０ｍｍ、周波数３０〜３００ＧＨｚの電磁波（電波）である。

上記のミリ波レーダでは、電波を送信又は受信するためのアンテナ部として、下記の特許文献１に開示されているような導波管スロットアンテナを用いる場合がある。この種の導波管スロットアンテナは、金属製の中空導波管（方形導波管）の一面に、スロット状のアンテナ素子（放射スロット）を複数設けて構成されるのが一般的である。

導波管スロットアンテナは、上記のようなミリ波帯の電波を送受信するためのアンテナ部としてのみならず、センチメートル波帯の電波（波長１０〜１００ｍｍ程度、周波数３〜３０ＧＨｚの電波）を送受信するためのアンテナ部としても使用可能である。センチメートル波帯の電波を利用するものとしては、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などに代表される無線伝送システム、電子料金収受システム（ＥＴＣ：登録商標）などを挙げることができる。

特開２０００−３４１０３０号公報

ところで、上述した各種無線装置の低価格化を図るべく、導波管スロットアンテナを低コスト化する必要が生じている。しかしながら、特許文献１の導波管スロットアンテナのように、金属製の方形導波管を用いた場合、放射スロットは機械加工で形成せざるを得ないことから量産性（製造コスト）の点で難がある。また、無線装置の性能は、アンテナ性能によって大きく左右されることから、導波管スロットアンテナのアンテナ性能を高めることも求められている。

かかる実情に鑑み、本発明は、アンテナ性能が高められた導波管スロットアンテナを低コストに提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために創案された本発明は、管軸方向に延びた導波路を有する導波管の管軸方向に沿って、放射スロットと、放射スロットの形成位置において導波路の断面積を縮小させる内壁とを複数設けてなる導波管スロットアンテナであって、導波管は、横断面で有端状をなし、相手側と結合されることにより導波路を画成する第１及び第２の導波管形成部材からなることを特徴とする。なお、「横断面」とは、管軸方向と直交する断面と同義である。

上記のように、放射スロットの形成位置において導波路の断面積を縮小させる内壁を設けたことにより、導波路内を伝搬する電波の放射効率を高めることができる。本発明の導波管スロットアンテナは、放射スロットに加え、上記の内壁を複数設けて構成される関係上、従来品よりも形状が複雑化し、製造コストが増大するとも考えられる。しかしながら、本発明の構成上、導波管は、横断面で有端状をなす二部材（第１及び第２の導波管形成部材）を結合することで形成されることから、安価に、しかも精度良く量産することができる。すなわち、導波管を上記の第１及び第２の導波管形成部材を結合することで形成するようにすれば、複数の放射スロットの全てを第１の導波管形成部材に設ける一方で、複数の内壁の全てを第２の導波管形成部材に設けるといった対応を採ることが可能となるので、導波管スロットアンテナの構成要素を比較的容易にしかも精度良く得ることができる。以上から、本発明によれば、アンテナ性能が高められた導波管スロットアンテナを低コストに得ることができる。

導波管スロットアンテナには、導波路の管軸方向の一端に開口した給電口を設けることができる。この場合、管軸方向で隣り合う２つの内壁のうち、相対的に給電口に近い側の内壁の高さ寸法をｈ₁、相対的に給電口から遠い側の内壁の高さ寸法をｈ₂としたとき、ｈ₁≦ｈ₂の関係式を満たすようにすることができる。このようにすれば、各放射スロットを介してアンテナ外部に放射される電波量（電波の強さ）が放射スロット相互間でばらつき難くなり、各放射スロットから概ね等しい量の電波を放射することが可能となる。従って、当該アンテナの各部で性能にばらつきが生じるのを可及的に回避することができ、当該アンテナの信頼性が向上する。

本発明の導波管スロットアンテナは、さらに、内底面に一の放射スロットが開口した窪み部が、管軸方向に沿って複数設けられたものとすることができる。このようにすれば、グレーティングローブとも称される不要放射を抑制し得るので、アンテナ性能を一層向上することができる。

上記構成において、第１及び第２の導波管形成部材は、何れも、樹脂で形成されると共に、少なくとも導波路の画成面に形成された導電性被膜を有するものとすることができる。このように、両導波管形成部材を樹脂で形成（射出成形）すれば、所望のアンテナ特性を具備する導波管スロットアンテナを一層低コストに量産することができる。また、両導波管形成部材は、少なくとも導波路の画成面に導電性被膜を有するので、導波管内に供給された電波（高周波電流）を導波路に沿って円滑に伝搬させることができる。

導波管形成部材を樹脂製とする場合、その成形用樹脂としては、液晶ポリマー（ＬＣＰ）を主成分とするものを好適に使用し得る。ＬＣＰは形状安定性に優れ、かつ成形に伴うバリの発生量を抑えることができるからである。導波管形成部材の成形用樹脂には、導波管形成部材の形状安定性や機械的強度を高めるために、必要に応じてガラスファイバー（ＧＦ）等の各種充填材を配合することができる。

導電性被膜の膜厚は、これが薄過ぎると耐久性に乏しくなり、逆に厚過ぎると被膜形成に多大な時間を要してコスト高を招来する。従って、導電性被膜の膜厚は、０．２μｍ以上１．５μｍ以下とするのが好ましい。また、導電性被膜は、単層構造としても良いが、複層構造とするのが好ましく、具体的には、二種以上の金属メッキ被膜を積層させることで導電性被膜を構成するのが好ましい。例えば、金属の中でも特に導電性の高い銅や銀で第１の金属メッキ被膜を形成し、第１の金属メッキ被膜上に、耐久性に富むニッケルで第２の金属メッキ被膜を形成する。これにより、導電性及び耐久性の双方に優れた導電性被膜を得ることができるので、アンテナの信頼性が向上する。

導波管は、横断面寸法が相対的に長寸で、互いに平行な一対の広壁と、横断面寸法が相対的に短寸で、互いに平行な一対の狭壁とを有する方形導波管で構成することができる。この場合、導波管スロットアンテナは、（１）一対の狭壁の何れか一方に放射スロットが設けられると共に他方に内壁が設けられ、第１の導波管形成部材が前記一方の狭壁を有し、第２の導波管形成部材が前記他方の狭壁を有するもの、としても良いし、（２）一対の広壁の何れか一方に放射スロットが設けられると共に他方に内壁が設けられ、第１の導波管形成部材が前記一方の広壁を有し、第２の導波管形成部材が前記他方の広壁を有するものとすることもできる。

本発明に係る導波管スロットアンテナは、以上で述べたような特長を有することから、この導波管スロットアンテナを備えた無線装置は、低コストでありながら、電波の送受信性能に優れ、信頼性に富むものとなる。

以上に示すように、本発明によれば、アンテナ性能が高められた導波管スロットアンテナを低コストに提供することができる。

（ａ）図は本発明の第１実施形態に係る導波管スロットアンテナを備えたアンテナユニットの概略平面図、（ｂ）図は同背面図である。 （ａ）図は第１実施形態に係る導波管スロットアンテナの側面図、（ｂ）図は図１（ａ）中に示すＹ−Ｙ線概略断面図、（ｃ）図は図２（ａ）中に示すＸ−Ｘ線概略断面図である。 図１に示すアンテナユニットを適用可能なミリ波レーダのシステム構成の概要を示すブロック図である。 （ａ）図は本発明の第２実施形態に係る導波管スロットアンテナの概略平面図、（ｂ）図は（ａ）図中に示すＸ−Ｘ線概略断面図、（ｃ）図は（ａ）図に示す導波管スロットアンテナを構成する第１の導波管形成部材の展開平面図、（ｂ）図は（ａ）図に示す導波管スロットアンテナを構成する第２の導波管形成部材の展開平面図である。 本発明の第３実施形態に係る導波管スロットアンテナの横断面図である。 本発明の第４実施形態に係る導波管スロットアンテナの横断面図である。 本発明の第５実施形態に係る導波管スロットアンテナの横断面図である。 変形例に係る導波管スロットアンテナの概略側面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図１〜図８を参照しながら説明する。

図１（ａ）（ｂ）に、本発明の第１実施形態に係る導波管スロットアンテナＡを備えたアンテナユニット１の平面図及び背面図をそれぞれ示す。図１に示すアンテナユニット１は、例えばミリ波帯（例えば７６ＧＨｚ帯）の電波を送受信するために用いられるものであって、並列に接続された複数本（図示例では５本）の導波管スロットアンテナＡと、各導波管スロットアンテナＡに高周波電力を供給する給電導波管９［図１（ｂ）中に二点鎖線で示す］とを備える。導波管スロットアンテナＡを並列に接続するための手段に特段の制約はなく、例えば、接着、両面テープ止め、凹凸嵌合などの固定手段を単独で、あるいは二種以上組み合わせることができる。５本の導波管スロットアンテナＡのうち、例えば中央部に配置されたアンテナＡは電波の送信（発信）用アンテナとして機能させることができ、その幅方向両側に２本ずつ配置されたアンテナＡは電波の受信用アンテナとして機能させることができる。

次に、各導波管スロットアンテナＡの詳細構造について、図２（ａ）〜（ｃ）も参照しながら説明する。

導波管スロットアンテナＡは、内部に導波路２を有する導波管１０の管軸方向に沿って、放射スロット３と、放射スロット３の形成位置で導波路２の断面積を縮小させる内壁１３とを所定間隔で複数設けて構成される。図１（ａ）に示す放射スロット３は、その幅方向中央部を通って延びる直線が管軸方向（導波路２の延在方向）に対して４５°傾いたものであるが、管軸方向に対する放射スロット３の傾斜角は、用途等に応じて適宜設定することができる。

導波管スロットアンテナＡを構成する導波管１０は、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、横断面寸法が相対的に短寸で、互いに平行な一対の狭壁１０ａ，１０ｂと、横断面寸法が相対的に長寸で、互いに平行な一対の広壁１０ｃ，１０ｄとを有するいわゆる方形導波管とされ、本実施形態の導波管１０は、管軸方向の一端および他端開口を閉塞する一対の終端壁１０ｅ，１０ｆをさらに備える。放射スロット３は一方の狭壁１０ａの内外面に開口するように設けられ、内壁１３は他方の狭壁１０ｂの内面に立設されている。

狭壁１０ａには、その外面に開口した窪み部４が管軸方向に沿って複数設けられ、各窪み部４の内底面には一の放射スロット３が開口している。本実施形態の窪み部４は平面視で真円状に形成されたものであるが、窪み部４は、平面視で矩形状、楕円状等に形成されたものであっても良い。このような窪み部４を設けることにより、グレーティングローブとも称される不要放射が抑制される。

狭壁１０ｂには、その内外面に開口した給電口（給電スロット）５が設けられており、給電導波管９および給電口５を介して導波路２内に高周波電力（電波）が供給される。本実施形態において、給電口５は、導波路２の管軸方向一端（終端壁１０ｅの近傍位置）に設けられている。狭壁１０ｂの内面に立設された内壁１３は、管軸方向で隣り合う２つの内壁１３，１３のうち、相対的に給電口５に近い側の内壁１３の高さ寸法をｈ₁、相対的に給電口５から遠い側の内壁１３の高さ寸法をｈ₂としたとき、ｈ₁≦ｈ₂の関係式を満たすように形成されている［図２（ｂ）中の拡大図参照］。

導波管スロットアンテナＡを構成する導波管１０は、横断面、より詳細には、導波路２の延在方向各部における横断面が有端状をなした第１および第２の導波管形成部材１１，１２を結合することで形成される。本実施形態では、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、一方の狭壁１０ａ、両広壁１０ｃ，１０ｄの一部を構成する部分、および両終端壁１０ｅ，１０ｆの一部を構成する部分を一体に有する第１の導波管形成部材１１と、他方の狭壁１０ｂ、両広壁１０ｃ，１０ｄの残部を構成する部分、および両終端壁１０ｅ，１０ｆの残部を構成する部分を一体に有する第２の導波管形成部材１２とを結合することで導波管１０が形成される。要するに、本実施形態では、導波路２の延在方向各部における横断面が凹字状をなす第１および第２導波管形成部材１１，１２を結合することで導波管１０が形成される。

第１の導波管形成部材１１は、樹脂の射出成形品とされ、射出成形と同時に放射スロット３および窪み部４が型成形される。また、第２の導波管形成部材１２も樹脂の射出成形品とされ、射出成形と同時に内壁１３および給電口５が型成形される。導波管形成部材１１，１２の成形用樹脂としては、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）およびポリアセタール（ＰＯＭ）の群から選択される少なくとも一種の熱可塑性樹脂をベース樹脂としたものが使用され、ベース樹脂には必要に応じて適宜の充填材が添加される。本実施形態では、ＬＣＰを主成分とし、これに充填材としてのグラスファイバー（ＧＦ）を適量添加した樹脂材料を使用して第１および第２の導波管形成部材１１，１２を射出成形する。ＬＣＰは、ＰＰＳ等に比べて形状安定性に優れ、かつ成形に伴うバリの発生量を抑制し得る点で好ましい。また、グラスファイバーは、カーボンファイバー（ＣＦ）に比して安価でありながら、成形品に高い形状安定性や機械的強度を付与し得る点で好ましい。

図２（ｃ）中の拡大図に示すように、第２の導波管形成部材１２のうち、少なくとも導波路２の画成面には導電性被膜６が形成されている。同様に、第１の導波管形成部材１１のうち、少なくとも導波路２の画成面にも導電性被膜６が形成されている。これにより、樹脂製の導波管形成部材１１，１２を結合して形成される導波管１０（導波管スロットアンテナＡ）内に供給された電波（高周波電流）を導波路２に沿って円滑に伝搬させることができる。なお、導電性被膜６は、導波管形成部材１１，１２の表面全域に形成しても構わない。このようにすれば、導電性被膜６の形成前におけるマスキングの形成作業と、導電性被膜６の形成後におけるマスキングの除去作業とが不要となるので、被膜形成コストを抑えることができる。

導電性被膜６は、単層の金属メッキ被膜で構成しても構わないが、ここでは、導波管形成部材１１，１２に析出形成した第１被膜６ａと、この第１被膜６ａ上に析出形成した第２被膜６ｂとで導電性被膜６を構成している。第１被膜６ａは、銅、銀、金等、特に導電性（電波の伝搬性）に優れた金属のメッキ被膜とすることができ、また、第２被膜６ｂは、ニッケル等、耐久性（耐腐食性）に優れた金属のメッキ被膜とすることができる。導電性被膜６をこのような積層構造とすることにより、高価な金属である銅や銀の使用量を抑えて導電性被膜６を低コストに得ることができ、しかも導電性被膜６に高い導電性と高い耐久性とを同時に付与することができる。

導電性被膜６の形成方法としては、例えば、電解メッキ法や無電解メッキ法を採用することができるが、無電解メッキ法の方が好ましい。無電解メッキ法の方が、電解メッキ法よりも均一厚みの導電性被膜６（６ａ，６ｂ）を得易く、所望のアンテナ性能を確保する上で有利となるからである。導電性被膜６の膜厚は、これが薄過ぎると耐久性に乏しくなり、逆に厚過ぎると被膜形成に多大な時間を要してコスト高を招来する。かかる観点から、導電性被膜６の膜厚は、０．２μｍ以上１．５μｍ以下とする。なお、第１被膜６ａの膜厚は０．１〜１．０μｍ程度とすることができ、第２被膜６ｂの膜厚は０．１〜０．５μｍ程度とすることができる。

なお、特にコスト面で問題がなければ、導電性被膜６は、三種以上の金属メッキ被膜を積層させたものとすることもできる。

以上から、本実施形態に係る導波管スロットアンテナＡは、まず、第１および第２の導波管形成部材１１，１２を樹脂で射出成形してから、両導波管形成部材１１，１２のうち、少なくとも導波路２の画成面に導電性被膜６を形成し、その後、両導波管形成部材１１，１２を結合することで完成する。これにより、一方の狭壁１０ａに放射スロット３および窪み部４が設けられると共に他方の狭壁１０ｂに内壁１３および給電口５が設けられ、両広壁１０ｃ、１０ｄの高さ方向略中央部に、両導波管形成部材１１，１２の結合部Ｃが設けられた導波管スロットアンテナＡが得られる。

第１の導波管形成部材１１と第２の導波管形成部材１２の結合方法は任意であるが、本実施形態では凹凸嵌合（圧入）により、両導波管形成部材１１，１２を結合一体化している。具体的には、第１及び第２の導波管形成部材１１，１２のうち、一方側（第１の導波管形成部材１１）に設けた凸部１６を、他方側（第２の導波管形成部材１２）に設けた凹部１５に嵌合（圧入）することで両導波管形成部材１１，１２を結合一体化してなる結合部Ｃを形成している。なお、結合部Ｃは、例えば図８に示すように、第１の導波管形成部材１１に設けた凹部１５及び凸部１６と、第２の導波管形成部材１２に設けた凸部１６及び凹部１５とをそれぞれ嵌合させることで形成することも可能である。また、両導波管形成部材１１，１２の結合方法としては、圧入に替えて、あるいは圧入と併用して、例えば、接着、両導波管形成部材１１，１２の何れか一方又は双方を溶融させ両者を結合させる溶着などを採用することができる。

以上で説明したように、本発明に係る導波管スロットアンテナＡは、放射スロット３の形成位置において導波路２の断面積を縮小させる内壁１３を有する。これにより、導波路２内を伝搬する電波の放射効率を高めることができる。特に、本実施形態の導波管スロットアンテナＡでは、導波路２の管軸方向の一端（一端近傍）に給電口５を設け、管軸方向で隣り合う２つの内壁１３，１３のうち、相対的に給電口５に近い側の内壁１３の高さ寸法をｈ₁、相対的に給電口５から遠い側の内壁１３の高さ寸法をｈ₂としたとき、ｈ₁≦ｈ₂の関係式を満たすようにした。このようにすれば、各放射スロット３を介して当該アンテナＡの外部に放射される電波量が放射スロット３相互間でばらつき難くなり、各放射スロット３から概ね等しい量の電波を放射することが可能となる。従って、導波管スロットアンテナＡの管軸方向各部でアンテナ性能にばらつきが生じるのを可及的に回避することができ、導波管スロットアンテナＡの信頼性が向上する。

導波管スロットアンテナＡは、放射スロット３や窪み部４に加え、上記の内壁１３を複数設けて構成される関係上、従来品よりも構造が複雑化し、製造コストが増大するとも考えられる。このような懸念事項については、樹脂製の導波管形成部材１１，１２を結合することで形成した導波管１０を用いることで可及的に解消し得る。すなわち、第１および第２の導波管形成部材１１，１２を結合することで導波管１０を形成すれば、上記のように、放射スロット３および窪み部４を第１の導波管形成部材１１を射出成形するのと同時に型成形することができ、また、内壁１３および給電口５を第２の導波管形成部材１２を射出成形するのと同時に型成形することができる。従って、導波管スロットアンテナＡのアンテナ性能を左右する構成要素を容易かつ高精度に得ることができ、しかも量産コストを抑えることができる。

また、導波管スロットアンテナのアンテナ性能は、例えば、放射スロット３を始めとするアンテナ構成要素の形成態様を変更することで適宜変更することができる。そのため、導波管形成部材１１，１２を射出成形するのと同時に放射スロット３等のアンテナ構成要素を型成形するようにすれば、要求特性に対応した導波管スロットアンテナＡを容易に、しかも低コストに量産することができる。

本実施形態の導波管スロットアンテナＡを構成する両導波管形成部材１１，１２は、何れも、導波路２の延在方向各部における横断面が凹字状の形態をなし、しかも終端壁１０ｅ，１０ｆを構成する部分を一体に有する関係上、高剛性である。そのため、導波路２の形状安定性が高く、アンテナ性能を高精度に維持する上で有利となる。また、第１の導波管形成部材１１に放射スロット３や窪み部４を設け、第２の導波管形成部材１２に給電口５や内壁１３を設けたので、両導波管形成部材１１，１２の結合部Ｃに跨って放射スロット３や給電口５を設ける場合に比べ、放射スロット３や給電口５などの形状精度を高め、高いアンテナ性能を確保することができる。

本実施形態の導波管スロットアンテナＡは、上述したように、ミリ波帯（例えば７６ＧＨｚ帯）の電波の送受信用アンテナとして好適に用い得る。導波路２内を流れる電波（高周波電流）を横切らない面で導波管１０が分割されている（両導波管形成部材１１，１２の結合部Ｃが広壁１０ｃ，１０ｄの高さ方向略中央部に設けられている）ので、導波路２内を流れる電流が結合部Ｃから外部に漏れ出すのを可及的に防止できるからである。従って、ミリ波帯の電波の伝送損失が小さく、高利得（利得が概ね２１ｄＢ以上）のアンテナを実現できる。

ミリ波帯の電波の送受信用アンテナを具備する無線装置の一例としては、安全運転支援を目的として自動車に搭載されるミリ波レーダを挙げることができる。すなわち、本発明に係る導波管スロットアンテナＡ（アンテナユニット１）は、車載用ミリ波レーダのアンテナ部として適用することができる。図示は省略するが、車載用ミリ波レーダは、例えば、支持基板上に、信号処理基板、ミリ波ユニット（ミリ波送受信器）、アンテナ部およびレーダドームなどを積層させて形成される。

参考までに、ミリ波レーダのシステム構成の一例を図３に示す。図３に示すミリ波レーダシステム５０は、アンテナ部５１、ミリ波ユニット５２、スキャナ部５３、アナログ回路部５４、信号処理部５５などから構成され、アンテナ部５１として上述した導波管スロットアンテナＡ（アンテナユニット１）を用いることができる。スキャナ部５３は、主に対象物の水平方向位置を検出するためのものであり、アンテナ部５１は、対象物との距離測定や対象物の水平方向位置検出を行う。ミリ波ユニット５２は、発振器、混合器および増幅器などを備え、ミリ波ユニット５２から出力されたビート信号はアナログ回路５４を介して信号処理部５５に入力される。信号処理部５５では、ミリ波ユニット５２から出力されたビート信号やスキャナ部５３から出力された信号に基づいて対象物の位置が演算される。この演算結果は、外部インターフェイス５６を介して車両側の制御装置に出力される。

以上、本発明の第１実施形態に係る導波管スロットアンテナＡについて説明を行ったが、この導波管スロットアンテナＡには、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更を施すことが可能である。以下、本発明の他の実施形態について図面を参照しながら説明するが、以上で説明した第１実施形態に準ずる構成には共通の参照番号を付し、重複説明を出来る限り省略する。

図４（ａ）〜（ｄ）に、本発明の第２実施形態に係る導波管スロットアンテナＡを示す。この実施形態の導波管スロットアンテナＡでは、図４（ａ）に示すように、複数の放射スロット３を管軸方向に沿って所定間隔で配置してなる放射スロット列を導波管１０の幅方向に二列設けると共に、一方の放射スロット列を構成する放射スロット３と他方の放射スロット列を構成する放射スロット３の管軸方向における配設位置を互いに異ならせている。簡単に言うと、この実施形態の導波管スロットアンテナＡでは、放射スロット３および窪み部４が千鳥状に複数配置されている。

この実施形態の導波管スロットアンテナＡを構成する導波管１０は、図４（ｂ）に示すように、一対の狭壁１０ａ，１０ｂおよび一対の広壁１０ｃ，１０ｄを有する方形導波管であり、さらに、広壁１０ｃ，１０ｄと平行に配設され、導波路２を二条の導波路２Ａ，２Ｂに分岐させる分岐壁１０ｇを有する。そして、一方の狭壁１０ａに放射スロット３および窪み部４（図示せず）が設けられ、他方の狭壁１０ｂに内壁１３および給電口５が設けられている。なお、一方の放射スロット列は導波路２Ａに沿って形成され、他方の放射スロット列は導波路２Ｂに沿って形成される。

この実施形態の導波管スロットアンテナＡを構成する導波管１０も、導波路２の延在方向各部における横断面が有端状をなし、少なくとも導波路２の画成面に導電性被膜６が形成された樹脂製の第１および第２の導波管形成部材１１，１２を結合することで形成される。具体的には、放射スロット３および窪み部４が設けられた一方の狭壁１０ａ、両広壁１０ｃ，１０ｄの一部を構成する部分、両終端壁１０ｅ，１０ｆの一部を構成する部分および分岐壁１０ｇの一部を構成する部分を一体に有する第１の導波管形成部材１１［図４（ｃ）参照］と、内壁１３および給電口５が設けられた他方の狭壁１０ｂ、両広壁１０ｃ，１０ｄの残部を構成する部分、両終端壁１０ｅ，１０ｆの残部を構成する部分および分岐壁１０ｇの残部を構成する部分を一体に有する第２の導波管形成部材１２［図４（ｄ）参照］とを結合することで導波管１０が形成される。両導波管形成部材１１，１２の結合部Ｃは広壁１０ｃ、１０ｄの高さ方向略中央部に設けられており、結合部Ｃは、第１の導波管形成部材１１に設けた凸部１６を、第２の導波管形成部材１２に設けた凹部１５に嵌合（圧入）することで形成される。

図示は省略するが、放射スロット列は３列以上設けることも可能である。この場合、分岐壁１０ｇを二以上配設し、導波路２を三条以上の導波路に分岐することができる。以下に示す他の実施形態においても同様である。

図５は、本発明の第３実施形態に係る導波管スロットアンテナＡの横断面図であり、図４に示した第２実施形態の変形例である。この実施形態に係る導波管スロットアンテナＡが図４に示した第２実施形態に係る導波管スロットアンテナＡと異なる主な点は、分岐壁１０ｇにも、凹部１５と凸部１６を嵌合（圧入）することで形成される結合部Ｃを設けた点にある。

図６は、本発明の第４実施形態に係る導波管スロットアンテナＡの横断面図であり、図４に示した第２実施形態の変形例である。図６に示すアンテナＡが図４に示す導波管スロットアンテナＡと異なる主な点は、接着と凹凸嵌合（圧入）を併用して両導波管形成部材１１，１２を結合した点にある。具体的には、広壁１０ｃ，１０ｄや終端壁１０ｅ，１０ｆの外面に設けた接着剤溜り１７の内部で固化させた接着剤１８と、分岐壁１０ｇに設けた凹凸嵌合構造とにより、両導波管形成部材１１，１２を結合一体化している。

接着剤１８としては、嫌気性接着剤、紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤などを使用することができるが、接着剤１８を固化させる際に加熱処理が必要となる熱硬化型接着剤では、加熱処理に伴って、樹脂製の導波管形成部材１１，１２が変形等する可能性がある。そのため、両部材１１，１２を結合させるのに用いる接着剤１８としては嫌気性接着剤や紫外線硬化型接着剤が好ましい。なお、接着剤は、一般に絶縁体であるので、導波路２の画成面に接着剤が付着すると電波の伝搬性に悪影響が及ぶ可能性がある。そのため、第１及び第２の導波管形成部材１１，１２を接着により結合一体化するようにした場合、導波路２の画成面に接着剤１８が付着しないように注意を払うことが肝要である。

図７は、本発明の第５実施形態に係る導波管スロットアンテナＡの概略横断面図である。この実施形態の導波管スロットアンテナＡが、以上で説明した実施形態に係る導波管スロットアンテナＡと異なる主な点は、放射スロット３および窪み部４を一方の広壁１０ｃに設けると共に、内壁１３および給電口５を他方の広壁１０ｄに設けた点（図７では内壁１３および給電口５の図示を省略している）にあり、さらに、第１の導波管形成部材１１を、一方の広壁１０ｃを有する平板状の部材で構成した点にある。

第１の導波管形成部材１１は、導波管スロットアンテナＡのうち、放射スロット３および窪み部４が設けられた一方の広壁１０ｃを有する平板状の部材であり、この第１の導波管形成部材１１と、他方の広壁１０ｄを有し、導波路２の延在方向各部における横断面が凹字状の形態をなした第２の導波管形成部材１２とを結合することで導波管スロットアンテナＡが完成する。本実施形態の導波管スロットアンテナＡにおいて、両導波管形成部材１１，１２の結合部Ｃは、例えば両部材１１，１２を接着することで形成されるが、凹凸嵌合（圧入）や溶着によって形成することもできる。

このような構成によれば、導波管１０を形成する２つの導波管形成部材１１，１２のうち、第１の導波管形成部材１１の形状が簡素化されるので、導波管スロットアンテナＡを一層低コストに形成することができる。図示は省略するが、本実施形態の構成を採用する場合においても、導波路２を分岐させる分岐壁１０ｇを設けることができる。

放射スロット３が設けられた広壁１０ａを有する平板状の第１の導波管形成部材１１と、導波路の長手方向各部における横断面が凹字状の形態をなした第２の導波管形成部材１２とを結合することで形成した本実施形態の導波管スロットアンテナＡの導波路２に電波（高周波電流）を流した場合、導波路２を流れる高周波電流の強い箇所と両導波管形成部材１１，１２の結合部Ｃの形成箇所とが一致する。そのため、結合部Ｃにおける両導波管形成部材１１，１２の密着性が不十分であると、導波路２を流れる電流が外部に漏れ出すおそれがある。そのため、本実施形態の導波管スロットアンテナＡは、ミリ波帯の電波の送受信用アンテナよりも、低周波帯域の電波（例えばセンチメートル波帯の電波）を送信又は受信するためのアンテナとして好ましく用い得る。

以上では、凹凸嵌合（圧入）、接着、あるいは溶着などの手段で両導波管形成部材１１，１２を結合一体化しているが、ネジやボルト等の締結部材を用いて両導波管形成部材１１，１２を結合一体化することにより、導波管スロットアンテナＡを構成する導波管１０を形成することも可能である。

また、導波管１０は、導波路２の延在方向各部における横断面がＬ字状をなした導波管形成部材１１，１２を結合することで、あるいは導波路２の延在方向各部における横断面が円弧状をなした導波管形成部材１１，１２を結合することで形成することもできる（何れも図示省略）。

さらに、以上で説明した実施形態では、第１及び第２の導波管形成部材１１，１２を樹脂の射出成形品としたが、両導波管形成部材１１，１２の何れか一方又は双方は、金属の機械加工品や塑性加工品、あるいは低融点金属（例えば、マグネシウムやアルミニウム）の射出成形品などとすることもできる。この場合、導電性被膜６が不要となるので、導波管形成部材１１，１２の全体を樹脂から金属に置換するのに伴って生じるコスト増を概ね相殺することができる。

上述したように、本発明に係る導波管スロットアンテナＡは、放射スロット３の配置態様等に応じて、ミリ波帯の電波を利用する無線装置のアンテナ部として、あるいはセンチメートル波帯の電波を利用する無線装置のアンテナ部として好ましく適用することができる。本発明に係る導波管スロットアンテナＡを好ましく適用し得る無線装置（無線システム）の具体例としては、上述した衝突防止を目的とした車載用レーダ以外に、自動車のセキュリティシステム、ホームセキュリティシステム、滑走路の監視システム、家屋等に設置される無線伝送システム（例えば、ホームサーバやハイビジョン映像の送信システム）、空港等で使用される全身スキャナ、各種情報端末、電子料金収受システム（ＥＴＣ：登録商標）、生体反応を検出することにより対象人物の安否を確認する安否確認システム、踏切内に人や車両が侵入したことを検出し、これを報知する警報システムなどを挙げることができる。

１ アンテナユニット
２ 導波路
３ 放射スロット
４ 窪み部
５ 給電口
６ 導電性被膜
６ａ 第１被膜
６ｂ 第２被膜
１０ 導波管
１０ａ 狭壁
１０ｂ 狭壁
１０ｃ 広壁
１０ｄ 広壁
１０ｇ 分岐壁
１１ 第１の導波管形成部材
１２ 第２の導波管形成部材
１３ 内壁
Ａ 導波管スロットアンテナ
Ｃ 結合部

Claims (10)

1. 管軸方向に延びた導波路を有する導波管の管軸方向に沿って、放射スロットと、放射スロットの形成位置で導波路の断面積を縮小させる内壁とを複数設けてなる導波管スロットアンテナであって、
   導波管は、横断面が有端状をなし、相手側と結合されることにより導波路を画成する第１及び第２の導波管形成部材からなることを特徴とする導波管スロットアンテナ。
2. 給電口をさらに有し、
   管軸方向で隣り合う２つの内壁のうち、相対的に給電口に近い側の内壁の高さ寸法をｈ₁、相対的に給電口から遠い側の内壁の高さ寸法をｈ₂としたとき、ｈ₁≦ｈ₂の関係式を満たす請求項１に記載の導波管スロットアンテナ。
3. さらに、内底面に一の放射スロットが開口した窪み部が、管軸方向に沿って複数設けられている請求項１又は２に記載の導波管スロットアンテナ。
4. 第１及び第２の導波管形成部材は、何れも、樹脂で形成されると共に、少なくとも導波路の画成面に形成された導電性被膜を有する請求項１〜３の何れか一項に記載の導波管スロットアンテナ。
5. 前記樹脂は、液晶ポリマーを主成分とする請求項４に記載の導波管スロットアンテナ。
6. 前記導電性被膜の膜厚を０．２μｍ以上１．５μｍ以下とした請求項４又は５に記載の導波管スロットアンテナ。
7. 前記導電性被膜は、二種以上の金属メッキ被膜を積層させたものである請求項４〜６の何れか一項に記載の導波管スロットアンテナ。
8. 導波管は、横断面寸法が相対的に長寸で、互いに平行な一対の広壁と、横断面寸法が相対的に短寸で、互いに平行な一対の狭壁とを有する方形導波管であり、
   一対の狭壁の何れか一方に放射スロットが設けられると共に他方に内壁が設けられ、
   第１の導波管形成部材が前記一方の狭壁を有し、第２の導波管形成部材が前記他方の狭壁を有する請求項１〜７の何れか一項に記載の導波管スロットアンテナ。
9. 導波管は、横断面寸法が相対的に長寸で、互いに平行な一対の広壁と、横断面寸法が相対的に短寸で、互いに平行な一対の狭壁とを有する方形導波管であり、
   一対の広壁の何れか一方に放射スロットが設けられると共に他方に内壁が設けられ、
   第１の導波管形成部材が前記一方の広壁を有し、第２の導波管形成部材が前記他方の広壁を有する請求項１〜７の何れか一項に記載の導波管スロットアンテナ。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載の導波管スロットアンテナを備える無線装置。

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