JP2016152590A - Antenna unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アンテナユニットに関するものであり、例えば二つのアンテナが受信した電波の位相差に基づいて電波（反射波）の到来角度を検出するために用いられるアンテナユニットに関する。 The present invention relates to an antenna unit, for example, an antenna unit used for detecting an arrival angle of a radio wave (reflected wave) based on a phase difference between radio waves received by two antennas.
近年、ミリ波レーダーを用いた車載用のセンシング装置が実用化されている。この装置は、自車両に搭載の送信アンテナから電波を送信すると共に、他車両によるその反射波を受信し、この反射波に基づいて、他車両との距離、相対速度、及び方位を取得する。このようなセンシング装置では、他車両を広範囲にわたって検知可能とするために、広角な検知エリアを有していることが望ましい。 In recent years, in-vehicle sensing devices using millimeter wave radars have been put into practical use. This device transmits radio waves from a transmission antenna mounted on the host vehicle, receives the reflected waves from other vehicles, and acquires the distance, relative speed, and direction from the other vehicles based on the reflected waves. In such a sensing device, it is desirable to have a wide-angle detection area so that other vehicles can be detected over a wide range.
他車両の方位を取得するためには、反射波の到来角度を検出すればよく、その検出方式として、二つのアンテナが受信した電波の位相差に基づくモノパルス方式（位相モノパルス方式）が知られている。モノパルス方式用のアンテナユニットは、例えば特許文献１に示すように、複数のアンテナを備えている。 In order to obtain the direction of another vehicle, it is only necessary to detect the arrival angle of the reflected wave. As a detection method, a monopulse method (phase monopulse method) based on a phase difference between radio waves received by two antennas is known. Yes. The monopulse antenna unit includes a plurality of antennas as disclosed in Patent Document 1, for example.
図８は、従来のモノパルス方式用のアンテナユニットの一例を示す説明図である。このアンテナユニットは、一対のアンテナ９１，９２を有している。図９は、図８に示す一対のアンテナ９１，９２それぞれの指向性を説明するためのシミュレーション結果を示すグラフである。図９において、細い実線が第１アンテナ９１の結果であり、太い実線が第２アンテナ９２の結果である。なお、比較のために図９には、第１アンテナ９１と形状が同じであるアンテナを一つのみ有する場合の指向性のシミュレーション結果を、破線により示している。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a conventional monopulse antenna unit. This antenna unit has a pair of antennas 91 and 92. FIG. 9 is a graph showing simulation results for explaining the directivity of each of the pair of antennas 91 and 92 shown in FIG. In FIG. 9, the thin solid line is the result of the first antenna 91, and the thick solid line is the result of the second antenna 92. For comparison, in FIG. 9, the directivity simulation result when only one antenna having the same shape as that of the first antenna 91 is provided is indicated by a broken line.
アンテナが一つである場合（図９の破線）、基準角度（０°）を中心として左右対称の指向性が得られる。これに対して、図８に示すように一対のアンテナ９１，９２を並べて構成した場合、第１アンテナ９１の指向性（図９の細い実線）はプラスの角度側で利得が最も高く、第２アンテナ９２の指向性（図９の太い実線）はマイナスの角度側で利得が最も高くなっている。つまり、第１アンテナ９１の指向性がプラス側に歪み、第２アンテナ９２の指向性がマイナス側に歪んでいる。これにより、図９に示すアンテナユニットの場合、第１アンテナ９１の指向性と第２アンテナ９２の指向性とは、基準角度（０°）を中心として左右非対称となる。 When there is one antenna (broken line in FIG. 9), a symmetrical directivity with respect to the reference angle (0 °) is obtained. On the other hand, when a pair of antennas 91 and 92 are arranged side by side as shown in FIG. 8, the directivity of the first antenna 91 (thin solid line in FIG. 9) has the highest gain on the positive angle side, and the second The directivity of the antenna 92 (thick solid line in FIG. 9) has the highest gain on the negative angle side. That is, the directivity of the first antenna 91 is distorted on the positive side, and the directivity of the second antenna 92 is distorted on the negative side. As a result, in the case of the antenna unit shown in FIG. 9, the directivity of the first antenna 91 and the directivity of the second antenna 92 are asymmetric with respect to the reference angle (0 °).
このように指向性が歪む理由は、２つのアンテナ９１，９２が接近して設けられていることから、これらアンテナ間のアイソレーションの影響によるものと考えられる。つまり、給電していない一方のアンテナ（９２）側においても、給電している他方のアンテナ（９１）とのアイソレーションの影響で、給電する場合と同様に共振することが原因であると考えられる。 The reason why the directivity is distorted in this way is considered to be due to the influence of isolation between these antennas because the two antennas 91 and 92 are provided close to each other. In other words, it is considered that the cause is that resonance is caused on the side of the one antenna (92) that is not fed due to the isolation from the other fed antenna (91) as in the case of feeding. .
ここで、前記のようなモノパルス方式で用いられるアンテナユニットでは、図８に示すように、一対のアンテナ９１，９２を並べて配置する必要があるが、第１アンテナ９１の指向性が一方側（プラス側）に歪み、第２アンテナ９２の指向性が他方側（マイナス側）に歪み、これらアンテナ９１，９２の指向性が基準角度（０°）を中心として左右非対称になっていると、電波（反射波）の到来角度の検出誤差が大きくなる可能性がある。例えば、一対のアンテナ９１，９２の指向性が非対称となっていることで、一方のアンテナ９１では正確に検知できる反射波を、他方のアンテナ９２では正確に検知できない可能性がある。 Here, in the antenna unit used in the monopulse system as described above, as shown in FIG. 8, it is necessary to arrange a pair of antennas 91 and 92 side by side, but the directivity of the first antenna 91 is on one side (plus Side), the directivity of the second antenna 92 is distorted to the other side (minus side), and the directivities of these antennas 91 and 92 are asymmetrical about the reference angle (0 °). There is a possibility that the detection error of the arrival angle of the reflected wave) becomes large. For example, since the directivity of the pair of antennas 91 and 92 is asymmetric, a reflected wave that can be accurately detected by one antenna 91 may not be accurately detected by the other antenna 92.
したがって、図１０に示すように、アイソレーションは、隣り合うアンテナの間隔が広くなると改善されることから、図８に示すアンテナユニットにおいても、アンテナ９１，９２の間隔Ｄを大きくすればよい。しかし、この場合、アイソレーションの改善に反して、モノパルス方式のセンシングでは電波（反射波）の到来角度の検出範囲が狭くなってしまうという問題が生じる。
つまり、レーダーとして検出範囲を広くするためにはアンテナの間隔を狭くするのが好ましいが、この間隔を狭くするとアンテナそれぞれの指向性に歪が生じてレーダーとしての性能を低下させてしまうおそれがある。
Therefore, as shown in FIG. 10, the isolation is improved when the distance between adjacent antennas is increased. Therefore, the distance D between the antennas 91 and 92 may be increased in the antenna unit shown in FIG. However, in this case, contrary to the improvement of isolation, there is a problem that the detection range of the arrival angle of radio waves (reflected waves) becomes narrow in monopulse type sensing.
In other words, in order to widen the detection range as a radar, it is preferable to narrow the interval between antennas. However, if this interval is narrowed, the directivity of each antenna may be distorted and the performance as a radar may be reduced. .
そこで、本発明は、アンテナの間隔が狭くなっていても、各アンテナの指向性の歪みが生じにくくなるアンテナユニットを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an antenna unit in which the directivity distortion of each antenna is less likely to occur even when the antenna interval is narrow.
本発明のアンテナユニットは、基板の面内に並んで設けられている複数の給電アンテナと、当該面内において当該複数の給電アンテナの両側に設けられている無給電アンテナと、を備え、前記給電アンテナのそれぞれは、給電線路及び当該給電線路から給電される複数の放射素子を有するアンテナ本体部を備え、前記無給電アンテナのそれぞれは、その隣に設けられている前記給電アンテナの前記アンテナ本体部と同じアンテナ形状を有する無給電本体部と、当該無給電本体部の端部から延在しているスタブと、を備えている。 The antenna unit of the present invention includes a plurality of feeding antennas provided side by side in a plane of a substrate, and parasitic antennas provided on both sides of the plurality of feeding antennas in the plane. Each of the antennas includes an antenna body having a feed line and a plurality of radiating elements fed from the feed line, and each of the parasitic antennas is the antenna body of the feed antenna provided next to the antenna. And a stub extending from the end of the parasitic body.
本発明によれば、給電アンテナの間隔が狭くなっていても、各給電アンテナにおいて、その隣に存在している無給電アンテナによる影響と、その給電アンテナを挟んで反対側に存在しているアンテナによる影響とが同等となることで、各給電アンテナの指向性の歪が生じにくくなる。 According to the present invention, even if the interval between the feeding antennas is narrow, in each feeding antenna, the influence of the parasitic antenna existing next to it and the antenna existing on the opposite side across the feeding antenna As a result, the directivity distortion of each feed antenna is less likely to occur.
また、前記スタブは、当該スタブを有する前記無給電アンテナの共振状態と、当該スタブを有する当該無給電アンテナの隣に設けられている前記給電アンテナを挟んで反対側に存在するアンテナの共振状態と、が同じとなるように設定された長さを有しているのが好ましい。
このようにスタブの長さを設定することで、各給電アンテナにおいて、その隣に存在している無給電アンテナによる影響と、その給電アンテナを挟んで反対側に存在しているアンテナによる影響とが、同等となるようにすることが可能となる。
Further, the stub includes a resonance state of the parasitic antenna having the stub and a resonance state of an antenna existing on the opposite side of the feeding antenna provided next to the parasitic antenna having the stub. Are preferably set to have the same length.
By setting the length of the stub in this way, in each feeding antenna, there is an effect of a parasitic antenna existing next to it and an influence of an antenna existing on the opposite side across the feeding antenna. , It becomes possible to be equivalent.
また、本発明のアンテナユニットは、基板の面内に並んで設けられている複数の給電アンテナと、当該面内において当該複数の給電アンテナの両側に設けられている無給電アンテナと、を備え、前記無給電アンテナのそれぞれは、その隣に設けられている前記給電アンテナを挟んで反対側に存在するアンテナと、共振状態が同じとなるように設定されたアンテナ形状を有している。 The antenna unit of the present invention includes a plurality of feeding antennas provided side by side in the plane of the substrate, and parasitic antennas provided on both sides of the plurality of feeding antennas in the plane, Each of the parasitic antennas has an antenna shape that is set so that the resonance state is the same as the antenna that is located on the opposite side of the feeding antenna that is provided next to the parasitic antenna.
本発明によれば、給電アンテナの間隔が狭くなっていても、各給電アンテナにおいて、その隣に存在している無給電アンテナによる影響と、その給電アンテナを挟んで反対側に存在しているアンテナによる影響とが同等となることで、各給電アンテナの指向性の歪が生じにくくなる。 According to the present invention, even if the interval between the feeding antennas is narrow, in each feeding antenna, the influence of the parasitic antenna existing next to it and the antenna existing on the opposite side across the feeding antenna As a result, the directivity distortion of each feed antenna is less likely to occur.
また、前記無給電アンテナのそれぞれは、その隣に設けられている前記給電アンテナのアンテナ本体部と同じアンテナ形状を有する無給電本体部と、当該無給電本体部の端部から延在しているスタブと、を有していることによって、その隣に設けられている前記給電アンテナを挟んで反対側に存在するアンテナと、共振状態が同じとなるように設定されている。
このような無給電アンテナの形状とすることで、各給電アンテナの指向性の歪が生じにくくなるアンテナユニットが得られる。
Each of the parasitic antennas extends from a parasitic main body having the same antenna shape as the antenna main body of the feeding antenna provided adjacent to the parasitic antenna, and an end of the parasitic main body. By having the stub, the resonance state is set to be the same as that of the antenna existing on the opposite side of the feeding antenna provided next to the stub.
By adopting such a parasitic antenna shape, it is possible to obtain an antenna unit in which directivity distortion of each feeding antenna is less likely to occur.
また、前記スタブは、下記に定義する長さを有しているのが好ましい。
前記スタブの長さ＝Ｌ＋ｎ×（λ／２）
ただし、０＜Ｌ＜λ／２
ｎ＝０以上の整数
λ＝前記無給電アンテナを伝播する電波の波長
このようにスタブの長さを設定することで、各給電アンテナにおいて、その隣に存在している無給電アンテナによる影響と、その給電アンテナを挟んで反対側に存在しているアンテナによる影響とが、同等となるようにすることが可能となる。
また、このようにスタブの長さを設定することによって、無給電アンテナの終端に吸収体を設けて反射を抑えるためのマッチングを行う必要がなく、アンテナユニットの構成を簡素化することが可能となる。
Moreover, it is preferable that the said stub has the length defined below.
Length of the stub = L + n × (λ / 2)
However, 0 <L <λ / 2
n = 0 or greater integer
λ = wavelength of the radio wave propagating through the parasitic antenna By setting the length of the stub in this way, the influence of the parasitic antenna existing next to each feeding antenna and the feeding antenna It is possible to make the influence of the antenna existing on the opposite side equal.
In addition, by setting the length of the stub in this way, it is not necessary to perform matching for suppressing reflection by providing an absorber at the end of the parasitic antenna, and the configuration of the antenna unit can be simplified. Become.
本発明のアンテナユニットによれば、アンテナの間隔が狭くなっていても、アンテナそれぞれの指向性の歪みが生じにくくなる。この結果、本発明のアンテナユニットを、例えばモノパルス方式の受信アンテナとして用いる場合、給電アンテナの間隔を狭くして、電波（反射波）の到来角度の検出範囲を広くすることが可能となる。 According to the antenna unit of the present invention, even when the distance between the antennas is narrow, the directivity distortion of each antenna is less likely to occur. As a result, when the antenna unit of the present invention is used as, for example, a monopulse reception antenna, it is possible to narrow the interval between the feeding antennas and widen the detection range of the arrival angle of radio waves (reflected waves).
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示す本実施形態のアンテナユニット５は、二つの給電アンテナ１０，２０を備えており、これら給電アンテナ１０，２０が受信した電波の位相差に基づいて電波の到来角度を検出するモノパルス方式用の受信アンテナユニットである。特に、このアンテナユニット５は、図外の送信アンテナから送信された電波の反射波を受信するレーダー用のアンテナユニットであり、給電アンテナ１０，２０はマイクロストリップアンテナからなる。図１は、このアンテナユニット（受信アンテナユニット）５の概略構成を示す説明図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The antenna unit 5 of the present embodiment shown in FIG. 1 includes two feeding antennas 10 and 20, and a monopulse system that detects the arrival angle of radio waves based on the phase difference of radio waves received by these feeding antennas 10 and 20. This is a receiving antenna unit. In particular, the antenna unit 5 is a radar antenna unit that receives a reflected wave of a radio wave transmitted from a transmission antenna (not shown), and the power supply antennas 10 and 20 are microstrip antennas. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the antenna unit (receiving antenna unit) 5.
アンテナユニット５は、第１給電アンテナ１０と第２給電アンテナ２０とを備えている。第１給電アンテナ１０と第２給電アンテナ２０とは、基板７の面内に並んで設けられている。これらアンテナ１０，２０が並んで設けられている方向（図１において左右方向）を横方向と定義する。前記基板７は板状の誘電体からなり、以下において、この基板７を誘電体基板７という。 The antenna unit 5 includes a first feeding antenna 10 and a second feeding antenna 20. The first feeding antenna 10 and the second feeding antenna 20 are provided side by side in the plane of the substrate 7. The direction in which these antennas 10 and 20 are provided side by side (left and right direction in FIG. 1) is defined as the horizontal direction. The substrate 7 is made of a plate-like dielectric, and this substrate 7 is hereinafter referred to as a dielectric substrate 7.
第１給電アンテナ１０は、第１の変換器１から延びる線路１ａと繋がっている給電線路１１、及びこの給電線路１１から給電される複数の放射素子１２を有している。第２給電アンテナ２０は、第２の変換器２から延びる線路２ａと繋がっている給電線路２１、及びこの給電線路２１から給電される複数の放射素子２２を有している。本実施形態の第１給電アンテナ１０は、１０個の放射素子１２を有しており、第２給電アンテナ２０は、１０個の放射素子２２を有している。 The first feed antenna 10 has a feed line 11 connected to a line 1 a extending from the first converter 1 and a plurality of radiating elements 12 fed from the feed line 11. The second feed antenna 20 includes a feed line 21 connected to the line 2 a extending from the second converter 2 and a plurality of radiating elements 22 fed from the feed line 21. The first feeding antenna 10 of the present embodiment has ten radiating elements 12, and the second feeding antenna 20 has ten radiating elements 22.
第１の変換器１と第２の変換器２とは同じ構成であり、これら変換器１，２は、図外の第１及び第２の導波管の端部に設けられている。変換器１（２）は、前記導波管及び線路１ａ（２ａ）間で電力変換を行っており、線路１ａ（２ａ）を介する給電線路１１（２１）への給電点となる。 The 1st converter 1 and the 2nd converter 2 are the same structures, and these converters 1 and 2 are provided in the edge part of the 1st and 2nd waveguide outside a figure. The converter 1 (2) performs power conversion between the waveguide and the line 1a (2a), and serves as a feed point to the feed line 11 (21) via the line 1a (2a).
図２は、図１に示すアンテナユニット５の給電側の部分を示す説明図である。第１給電アンテナ１０において、給電線路１１は、最も給電側の放射素子１２ａまでの線路であり、この給電線路１１と１０個の放射素子１２とを含む部分を第１給電アンテナ１０の「アンテナ本体部１５」と定義する。また、第２給電アンテナ２０において、給電線路２１は、最も給電側の放射素子２２ａまでの線路であり、この給電線路２１と１０個の放射素子２２とを含む部分を第２給電アンテナ２０の「アンテナ本体部２５」と定義する。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing a portion on the power feeding side of the antenna unit 5 shown in FIG. In the first feeding antenna 10, the feeding line 11 is a line to the most radiating element 12 a on the feeding side, and a portion including the feeding line 11 and the ten radiating elements 12 is an “antenna body” of the first feeding antenna 10. Part 15 ". Further, in the second feeding antenna 20, the feeding line 21 is a line up to the radiating element 22 a closest to the feeding side, and a portion including the feeding line 21 and the ten radiating elements 22 is “ It is defined as “antenna body 25”.
第１給電アンテナ１０は、線路１ａ、変換器１（図１参照）及び前記導波管を介して、図外の集積回路（モノリシックマイクロ波集積回路）と接続されており、第２給電アンテナ２０は、線路２ａ、変換器２（図１参照）及び前記導波管を介して、図外の集積回路（モノリシックマイクロ波集積回路）と接続されている。そして、本実施形態では、第１給電アンテナ１０及び第２給電アンテナ２０の線路内を伝播する電波の波長をλとする。 The first feeding antenna 10 is connected to an unillustrated integrated circuit (monolithic microwave integrated circuit) via the line 1a, the converter 1 (see FIG. 1) and the waveguide, and the second feeding antenna 20 Is connected to an unillustrated integrated circuit (monolithic microwave integrated circuit) through the line 2a, the converter 2 (see FIG. 1) and the waveguide. In this embodiment, the wavelength of the radio wave propagating in the lines of the first feeding antenna 10 and the second feeding antenna 20 is λ.
また、第１給電アンテナ１０は、反射を抑制するために、線路１ａの途中にマッチングパターン部１３を更に有している。これと同様に、第２給電アンテナ２０は、反射を抑制するために、線路２ａの途中にマッチングパターン部２３を更に有している。 Moreover, the 1st electric power feeding antenna 10 further has the matching pattern part 13 in the middle of the track | line 1a, in order to suppress reflection. Similarly, the second feed antenna 20 further includes a matching pattern portion 23 in the middle of the line 2a in order to suppress reflection.
第１給電アンテナ１０において（図１参照）、給電線路１１は、平面線路であり、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなる。放射素子１２は平面アンテナであり、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなる。放射素子１２の長さ寸法Ｘ１はλ／２であり、隣り合う放射素子１２，１２間における給電線路１１の長さ寸法Ｘ１１はλ／２である。長さ寸法Ｘ１，Ｘ１１は、給電線路１１の線路延伸方向の寸法である。 In the first feed antenna 10 (see FIG. 1), the feed line 11 is a planar line and is formed of a conductive thin film formed on the dielectric substrate 7. The radiating element 12 is a planar antenna and is made of a conductive thin film formed on the dielectric substrate 7. The length dimension X1 of the radiating element 12 is λ / 2, and the length dimension X11 of the feed line 11 between the adjacent radiating elements 12 and 12 is λ / 2. The length dimensions X1 and X11 are dimensions of the feeder line 11 in the line extending direction.
第２給電アンテナ２０において（図１参照）、給電線路２１は、平面線路であり、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなる。放射素子２２は平面アンテナであり、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなる。放射素子２２の長さ寸法Ｘ２はλ／２であり、隣り合う放射素子２２，２２間における給電線路２１の長さ寸法Ｘ２１はλ／２である。長さ寸法Ｘ２，Ｘ２１は、給電線路２１の線路延伸方向の寸法である。 In the second feed antenna 20 (see FIG. 1), the feed line 21 is a planar line and is formed of a conductive thin film formed on the dielectric substrate 7. The radiating element 22 is a planar antenna and is made of a conductive thin film formed on the dielectric substrate 7. The length dimension X2 of the radiation element 22 is λ / 2, and the length dimension X21 of the feed line 21 between the adjacent radiation elements 22 and 22 is λ / 2. The length dimensions X2 and X21 are dimensions of the feeder line 21 in the line extending direction.
第１給電アンテナ１０と第２給電アンテナ２０とは横方向に並んで設けられている。なお、前記横方向は、給電線路１１，２１の線路延伸方向に直交する方向となる。また、このアンテナユニット５を例えば車両の車体に設置した状態では、前記線路延伸方向は上下方向となり、横方向は水平方向となる。 The 1st electric power feeding antenna 10 and the 2nd electric power feeding antenna 20 are provided along with the horizontal direction. In addition, the said horizontal direction turns into a direction orthogonal to the line extending direction of the feeder lines 11 and 21. FIG. Further, in a state where the antenna unit 5 is installed, for example, on the vehicle body, the line extending direction is the vertical direction, and the horizontal direction is the horizontal direction.
本実施形態の第１給電アンテナ１０では、給電線路１１を中心として放射素子１２が設けられており、アンテナ本体部１５は、給電線路１１を中心として左右対称の形状を有している。また、第２給電アンテナ２０では、給電線路２１を中心として放射素子２２が設けられており、アンテナ本体部２５は、給電線路２１を中心として左右対称の形状を有している。そして、第１給電アンテナ１０と第２給電アンテナ２０とは同じ形状であり、アンテナユニット５の中心線Ｐを挟んで左右対称の配置にある。 In the first feed antenna 10 of the present embodiment, the radiating element 12 is provided with the feed line 11 as the center, and the antenna main body 15 has a symmetrical shape with the feed line 11 as the center. Further, in the second feed antenna 20, the radiating element 22 is provided with the feed line 21 as the center, and the antenna main body 25 has a symmetrical shape with the feed line 21 as the center. The first feeding antenna 10 and the second feeding antenna 20 have the same shape, and are symmetrically arranged with the center line P of the antenna unit 5 in between.
アンテナユニット５は、一対の給電アンテナ１０，２０の他に、一対の無給電アンテナ３０，４０を備えている。第１無給電アンテナ３０と第２無給電アンテナ４０とは、誘電体基板７の面内において第１及び第２給電アンテナ１０，２０の横方向の両側に設けられている。つまり、誘電体基板７の一つの面に、第１無給電アンテナ３０、第１給電アンテナ１０、第２給電アンテナ２０、及び第２無給電アンテナ４０が、この順で横方向に並んで設けられている。 The antenna unit 5 includes a pair of parasitic antennas 30 and 40 in addition to the pair of feed antennas 10 and 20. The first parasitic antenna 30 and the second parasitic antenna 40 are provided on both sides in the lateral direction of the first and second feeding antennas 10 and 20 in the plane of the dielectric substrate 7. That is, the first parasitic antenna 30, the first feeding antenna 10, the second feeding antenna 20, and the second parasitic antenna 40 are provided on one surface of the dielectric substrate 7 side by side in this order. ing.
第１無給電アンテナ３０は、無給電線路３１、及びこの無給電線路３１と繋がっている複数の無給電素子３２を有している。無給電線路３１は、その横方向隣に位置する給電線路１１と同じ形状を有する平面線路であり、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなる。第１無給電アンテナ３０は、放射素子１２と同数（１０個）の無給電素子３２を有している。各無給電素子３２は、その横方向隣に位置する放射素子１２と同じ形状を有した導電性薄膜からなり、誘電体基板７に形成されている。
そして、この第１無給電アンテナ３０において、１０個の無給電素子３２と無給電線路３１とを含む部分を第１無給電アンテナ３０の「無給電本体部３５」と定義する。以上より、第１無給電アンテナ３０は、その隣に設けられている第１給電アンテナ１０のアンテナ本体部１５と同じアンテナ形状を有する無給電本体部３５を有している構成となる。
The first parasitic antenna 30 includes a parasitic line 31 and a plurality of parasitic elements 32 connected to the parasitic line 31. The parasitic line 31 is a planar line having the same shape as the feeder line 11 located adjacent to the lateral direction, and is made of a conductive thin film formed on the dielectric substrate 7. The first parasitic antenna 30 has the same number (10) of parasitic elements 32 as the radiating elements 12. Each parasitic element 32 is formed of a conductive thin film having the same shape as that of the radiating element 12 located next to the parasitic element 32, and is formed on the dielectric substrate 7.
In the first parasitic antenna 30, a portion including the ten parasitic elements 32 and the parasitic line 31 is defined as a “parasitic main body 35” of the first parasitic antenna 30. As described above, the first parasitic antenna 30 has a parasitic body portion 35 having the same antenna shape as the antenna body portion 15 of the first feeding antenna 10 provided adjacent thereto.
更に、この第１無給電アンテナ３０は、この無給電本体部３５の端部３５ａ（図２参照）から延在しているスタブ３６を有している。スタブ３６は、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなる。本実施形態のスタブ３６は、端部３５ａに位置する無給電素子３２（３２ａ）から延在しており、無給電線路３１の延長線に沿って所定長さを有するようにして形成されている。このスタブ３６の長さＬについては後に説明する。 Further, the first parasitic antenna 30 has a stub 36 extending from an end portion 35a (see FIG. 2) of the parasitic body portion 35. The stub 36 is made of a conductive thin film formed on the dielectric substrate 7. The stub 36 of this embodiment extends from the parasitic element 32 (32a) located at the end 35a, and is formed to have a predetermined length along the extension line of the parasitic line 31. . The length L of the stub 36 will be described later.
第２無給電アンテナ４０は、無給電線路４１、及びこの無給電線路４１と繋がっている複数の無給電素子４２を有している。無給電線路４１は、その横方向隣に位置する給電線路２１と同じ形状を有する平面線路であり、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなる。第２無給電アンテナ４０は、放射素子２２と同数（１０個）の無給電素子４２を有している。各無給電素子４２は、その横方向隣に位置する放射素子２２と同じ形状を有した導電性薄膜からなり、誘電体基板７に形成されている。
そして、この第２無給電アンテナ４０において、１０個の無給電素子４２と無給電線路４１とを含む部分を第２無給電アンテナ４０の「無給電本体部４５」と定義する。以上より、第２無給電アンテナ４０は、その隣に設けられている第２給電アンテナ２０のアンテナ本体部２５と同じアンテナ形状を有する無給電本体部４５を有している構成となる。
The second parasitic antenna 40 includes a parasitic line 41 and a plurality of parasitic elements 42 connected to the parasitic line 41. The parasitic line 41 is a planar line having the same shape as the feeder line 21 located adjacent to the lateral direction, and is made of a conductive thin film formed on the dielectric substrate 7. The second parasitic antenna 40 has the same number (10) of parasitic elements 42 as the radiating elements 22. Each parasitic element 42 is formed of a conductive thin film having the same shape as that of the radiating element 22 located next to the parasitic element 42, and is formed on the dielectric substrate 7.
In the second parasitic antenna 40, a portion including the ten parasitic elements 42 and the parasitic line 41 is defined as a “parasitic main body 45” of the second parasitic antenna 40. As described above, the second parasitic antenna 40 has a parasitic body portion 45 having the same antenna shape as the antenna body portion 25 of the second feeding antenna 20 provided adjacent thereto.
更に、この第２無給電アンテナ４０は、この無給電本体部４５の端部４５ａ（図２参照）から延在しているスタブ４６を有している。スタブ４６は、誘電体基板７に形成された導電性薄膜からなり、本実施形態のスタブ４６は、端部４５ａに位置する無給電素子４２（４２ａ）から延在しており、無給電線路４１の延長線に沿って所定長さを有するようにして形成されている。なお、このスタブ４６の長さＬについては後に説明する。第１無給電アンテナ３０のスタブ３６と、第２無給電アンテナ４０のスタブ４６とは、同じ形状である。 Further, the second parasitic antenna 40 has a stub 46 extending from an end 45a (see FIG. 2) of the parasitic body 45. The stub 46 is made of a conductive thin film formed on the dielectric substrate 7, and the stub 46 of the present embodiment extends from the parasitic element 42 (42 a) located at the end 45 a, and the parasitic line 41. It is formed so as to have a predetermined length along the extended line. The length L of the stub 46 will be described later. The stub 36 of the first parasitic antenna 30 and the stub 46 of the second parasitic antenna 40 have the same shape.
第１無給電アンテナ３０及び第２無給電アンテナ４０は、給電アンテナ１０，２０のように変換器１，２に接続されておらず、前記スタブ３６及び前記スタブ４６が終端となっており、これら無給電アンテナ３０，４０に対しては給電が行われていない。つまり、無給電アンテナ３０，４０は、実質的にレーダーとして使用しないアンテナである。 The first parasitic antenna 30 and the second parasitic antenna 40 are not connected to the converters 1 and 2 like the feeding antennas 10 and 20, and the stub 36 and the stub 46 are terminated. Power is not supplied to the parasitic antennas 30 and 40. That is, the parasitic antennas 30 and 40 are antennas that are not substantially used as radar.
また、本実施形態のアンテナユニット５では、図１に示すように、第１給電アンテナ１０と第２給電アンテナ２０との横方向の間隔寸法をＤ０とすると、第１無給電アンテナ３０と第１給電アンテナ１０との横方向の間隔寸法もＤ０であり、また、第２無給電アンテナ４０と第２給電アンテナ２０との横方向の間隔寸法もＤ０である。つまり、全てのアンテナは等間隔に設けられている。 Further, in the antenna unit 5 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, if the lateral distance between the first feeding antenna 10 and the second feeding antenna 20 is D 0 , the first parasitic antenna 30 and the first feeding antenna 30 The distance between the first feed antenna 10 in the lateral direction is also D 0 , and the distance between the second parasitic antenna 40 and the second feed antenna 20 in the lateral direction is also D 0 . That is, all the antennas are provided at equal intervals.
以上の構成を備えたアンテナユニット５によれば、給電アンテナ１０，２０が並んで設けられており、しかも、これら給電アンテナ１０，２０の間隔Ｄ０が狭いことから、相互で影響を及ぼし合って、給電アンテナ１０，２０それぞれにおいて指向性の歪が生じるはずであるが、これら給電アンテナ１０，２０の隣に無給電アンテナ３０，４０が設けられていることで、このような歪を生じにくくしている。
すなわち、給電アンテナ１０，２０の間隔Ｄ０が狭くなっていても、第１給電アンテナ１０において、その左隣に存在している第１無給電アンテナ３０による影響と、この第１給電アンテナ１０を挟んで反対側（図１の場合、右側）に存在している第２給電アンテナ２０（及び第２無給電アンテナ４０を含むアンテナ群）による影響とを同等としている。これにより、第１給電アンテナ１０の指向性の歪が生じにくくなる。つまり、第１給電アンテナ１０の水平面における指向性を、略０°とすることができる（指向性の歪がなくなる）。
According to the antenna unit 5 having the above-described configuration, the feeding antennas 10 and 20 are provided side by side, and the distance D 0 between the feeding antennas 10 and 20 is narrow. Although directivity distortion should occur in each of the feeding antennas 10 and 20, the parasitic antennas 30 and 40 are provided next to the feeding antennas 10 and 20 to prevent such distortion from occurring. ing.
That is, even if the distance D 0 between the feeding antennas 10 and 20 is narrow, the influence of the first parasitic antenna 30 existing on the left side of the first feeding antenna 10 and the first feeding antenna 10 are reduced. The influence by the second feeding antenna 20 (and the antenna group including the second parasitic antenna 40) existing on the opposite side (right side in the case of FIG. 1) is made equal. Thereby, the directivity distortion of the 1st electric power feeding antenna 10 becomes difficult to produce. That is, the directivity in the horizontal plane of the first feeding antenna 10 can be set to approximately 0 ° (the directivity distortion is eliminated).
そして、第２給電アンテナ２０においても、その右隣に存在している第２無給電アンテナ４０による影響と、この第２給電アンテナ２０を挟んで反対側（図１の場合、左側）に存在している第１給電アンテナ１０（及び第１無給電アンテナ３０を含むアンテナ群）による影響とを同等としている。これにより、第２給電アンテナ２０の指向性の歪が生じにくくなる。つまり、第２給電アンテナ２０の水平面における指向性を、略０°とすることができる（指向性の歪がなくなる）。 The second feeding antenna 20 also exists on the opposite side (left side in the case of FIG. 1) with the influence of the second parasitic antenna 40 existing on the right side of the second feeding antenna 20 across the second feeding antenna 20. The influence of the first feeding antenna 10 (and the antenna group including the first parasitic antenna 30) is equal. Thereby, the directivity distortion of the 2nd electric power feeding antenna 20 becomes difficult to produce. That is, the directivity in the horizontal plane of the second feeding antenna 20 can be set to approximately 0 ° (the directivity distortion is eliminated).
そして、第１給電アンテナ１０と第２給電アンテナ２０とは同じ構成であり、これら第１給電アンテナ１０と第２給電アンテナ２０とは同じ特性を有することから、０°の位置で、第１給電アンテナ１０の利得と第２給電アンテナ２０の利得とを同等とさせる（一致させる）ことが可能となる。
以上より、２つの給電アンテナ１０，２０それぞれの指向性を、基準角度（０°）を中心として対称とすることができ、従来のように（図８及び図９参照）一対のアンテナ９１，９２の指向性が非対称となっていることで、一方のアンテナ９１では検知できる反射波を、他方のアンテナ９２では検知できないというような不具合の発生を防止することが可能となる。
The first feeding antenna 10 and the second feeding antenna 20 have the same configuration, and since the first feeding antenna 10 and the second feeding antenna 20 have the same characteristics, the first feeding antenna 10 is positioned at 0 °. The gain of the antenna 10 and the gain of the second feed antenna 20 can be made equal (match).
As described above, the directivity of each of the two feeding antennas 10 and 20 can be symmetric with respect to the reference angle (0 °), and a pair of antennas 91 and 92 as in the past (see FIGS. 8 and 9). As a result, it is possible to prevent the occurrence of a problem in which a reflected wave that can be detected by one antenna 91 cannot be detected by the other antenna 92.
ここで、図３は、前記アンテナユニット５に含まれる第１給電アンテナ１０の指向性を説明するためのシミュレーション結果を示すグラフである。図３において、実線が、図１に示すアンテナユニット５に含まれる第１給電アンテナ１０の結果を示している。このアンテナユニット５（図１参照）は、前記のとおり、無給電アンテナ３０，４０を備えており、各無給電アンテナ３０（４０）は、その隣に設けられている給電アンテナ１０（２０）のアンテナ本体部１５（２５）と同じアンテナ形状を有する無給電本体部３５（４５）と、この無給電本体部３５（４５）の端部３５ａ（４５ａ）から延在しているスタブ３６（４６）とを有している。そして、図１に示すアンテナユニット５では、アンテナの間隔寸法Ｄ０が２ｍｍであり、この場合のスタブ３６（４６）の長さ寸法Ｌ（最適値）は０．７２ｍｍである。図３に示す実線のグラフによれば、０．７２ｍｍのスタブ３６（４６）を有する無給電アンテナ３０（４０）を設けることにより、給電アンテナ１０の指向性は基準角度（０°）を中心として対称となる。なお、他方の給電アンテナ２０の指向性も同様に、基準角度（０°）を中心として対称となる。 Here, FIG. 3 is a graph showing a simulation result for explaining the directivity of the first feeding antenna 10 included in the antenna unit 5. In FIG. 3, the solid line shows the result of the first feeding antenna 10 included in the antenna unit 5 shown in FIG. 1. As described above, the antenna unit 5 (see FIG. 1) includes the parasitic antennas 30 and 40, and each parasitic antenna 30 (40) is connected to the feeding antenna 10 (20) provided next thereto. A parasitic body 35 (45) having the same antenna shape as the antenna body 15 (25), and a stub 36 (46) extending from an end 35a (45a) of the parasitic body 35 (45) And have. In the antenna unit 5 shown in FIG. 1, the antenna spacing dimension D 0 is 2 mm, and the length dimension L (optimum value) of the stub 36 (46) in this case is 0.72 mm. According to the solid line graph shown in FIG. 3, by providing the parasitic antenna 30 (40) having the stub 36 (46) of 0.72 mm, the directivity of the feeding antenna 10 is centered on the reference angle (0 °). It becomes symmetric. Similarly, the directivity of the other feeding antenna 20 is also symmetrical about the reference angle (0 °).
これに対して、図３の破線で示すグラフは、給電アンテナ１０，２０の横方向両側に、図１に示す無給電本体部３５（４５）のみを有する無給電アンテナを設けた場合の結果である。つまり、図３に示す破線のグラフは、図１に示すスタブ３６（４６）が設けられていない場合の結果であり、この場合、給電アンテナの指向性には歪が生じている。この図３に示すシミュレーション結果によれば、無給電アンテナ３０（４０）は、所定長さに設定されたスタブ３６（４６）が必要である。 On the other hand, the graph shown by the broken line in FIG. 3 is the result when a parasitic antenna having only the parasitic main body 35 (45) shown in FIG. 1 is provided on both lateral sides of the feeding antennas 10 and 20. is there. That is, the broken line graph shown in FIG. 3 is the result when the stub 36 (46) shown in FIG. 1 is not provided, and in this case, the directivity of the feed antenna is distorted. According to the simulation result shown in FIG. 3, the parasitic antenna 30 (40) needs the stub 36 (46) set to a predetermined length.
スタブ３６（４６）の長さＬについて更に説明する。なお、第１無給電アンテナ３０のスタブ３６と第２無給電アンテナ４０のスタブ４６とは同じ形状であることから、ここでは、第１無給電アンテナ３０のスタブ３６の長さＬについて図２により説明する。
スタブ３６は、第１給電アンテナ１０に給電した場合に、このスタブ３６を有する第１無給電アンテナ３０の共振状態と、この第１無給電アンテナ３０の隣に設けられている第１給電アンテナ１０を挟んで反対側に存在するアンテナ２０，４０の共振状態と、が同じとなるように設定された長さＬを有している。このように第１給電アンテナ１０の横方向両側のアンテナにおける共振状態を同じとするためには、本実施形態（図１参照）の場合、スタブ３６の長さＬを０．７２ｍｍとすればよい（図３参照）。
The length L of the stub 36 (46) will be further described. Since the stub 36 of the first parasitic antenna 30 and the stub 46 of the second parasitic antenna 40 have the same shape, the length L of the stub 36 of the first parasitic antenna 30 is shown in FIG. explain.
When the stub 36 is fed to the first feeding antenna 10, the resonance state of the first parasitic antenna 30 having the stub 36 and the first feeding antenna 10 provided next to the first parasitic antenna 30. The length L is set so that the resonance state of the antennas 20 and 40 existing on the opposite side of the antenna is the same. In this way, in order to make the resonance states of the antennas on both lateral sides of the first feeding antenna 10 the same, in this embodiment (see FIG. 1), the length L of the stub 36 may be 0.72 mm. (See FIG. 3).
このスタブ３６の長さＬは、アンテナユニット５に含まれる各アンテナの形状に応じて設定される値であり、第１給電アンテナ１０において、その隣に存在している第１無給電アンテナ３０による影響と、この第１給電アンテナ１０を挟んで反対側に存在しているアンテナ２０，４０による影響とを、同等とするためには、長さＬを０（ゼロ）よりも大きく、λ／２よりも小さい範囲の所定の値に設定される（０＜Ｌ＜λ／２）。つまり、本実施形態では、長さＬは、０（ゼロ）よりも大きく１．３３５ｍｍ（＝λ／２＝２．６７ｍｍ／２）よりも小さい値として、０．７２ｍｍに設定されている。 The length L of the stub 36 is a value set according to the shape of each antenna included in the antenna unit 5. In the first feeding antenna 10, the length L depends on the first parasitic antenna 30 existing next to the length L. In order to make the influence equal to the influence of the antennas 20 and 40 existing on the opposite side across the first feeding antenna 10, the length L is larger than 0 (zero), and λ / 2 Is set to a predetermined value in a smaller range (0 <L <λ / 2). That is, in this embodiment, the length L is set to 0.72 mm as a value larger than 0 (zero) and smaller than 1.335 mm (= λ / 2 = 2.67 mm / 2).
なお、本実施形態において、スタブ３６の長さＬを、０．７２ｍｍに設定する以外に、この長さＬ（０．７２ｍｍ）に、（λ／２）の整数倍を加えた長さとすることができる。
つまり、スタブ３６は、下記式（１）に定義する長さＫを有していればよい。
スタブ３６の長さＫ＝Ｌ＋ｎ×（λ／２） ・・・（１）
ただし、０＜Ｌ＜λ／２
ｎ＝０以上の任意の整数
λ＝無給電アンテナ３０を伝播する電波の波長
本実施形態では、Ｌは０．７２ｍｍであり、λは、無給電アンテナ３０を伝播する電波の波長として、スタブ３６内の波長（λ＝２．６７ｍｍ）である。
In this embodiment, in addition to setting the length L of the stub 36 to 0.72 mm, a length obtained by adding an integral multiple of (λ / 2) to the length L (0.72 mm). Can do.
That is, the stub 36 only needs to have the length K defined in the following formula (1).
Length of stub 36 K = L + n × (λ / 2) (1)
However, 0 <L <λ / 2
n = any integer greater than 0
In this embodiment, L is 0.72 mm, and λ is the wavelength of the radio wave propagating through the parasitic antenna 30 (λ = 2. 67 mm).
図４は、スタブ３６の長さＫ（横軸）と、給電アンテナの指向性の歪み程度（縦軸）とを示すグラフ（シミュレーション結果）である。図４では、前記歪み程度（縦軸）を指向性の「対称度」として示しており、本実施形態では、プラス側２０°の利得とマイナス側２０°の利得との差としている。図４において、スタブ３６の長さＫが０．７２ｍｍでは、これら利得の差（対称度）はゼロであり、対称性を有していることを示している。この図４において、スタブ３６の長さＫがλ／２の長さ毎に変化しても、同じ指向性を有していることから、前記式（１）を満たすことが、図４に示すシミュレーション結果から明らかである。 FIG. 4 is a graph (simulation result) showing the length K (horizontal axis) of the stub 36 and the degree of directivity distortion (vertical axis) of the feeding antenna. In FIG. 4, the degree of distortion (vertical axis) is shown as the “symmetry degree” of directivity, and in this embodiment, the difference between the gain on the plus side 20 ° and the gain on the minus side 20 °. In FIG. 4, when the length K of the stub 36 is 0.72 mm, the difference (symmetry degree) between these gains is zero, indicating that it has symmetry. In FIG. 4, even if the length K of the stub 36 changes for each length of λ / 2, it has the same directivity, so that the expression (1) is satisfied is shown in FIG. It is clear from the simulation results.
以上より、スタブ３６の長さＫ（Ｌ）を設定することで、第１給電アンテナ１０において、その左隣に存在している無給電アンテナ３０による影響と、この第１給電アンテナ１０を挟んで反対側（右側）に存在しているアンテナ２０，４０による影響とが、同等となり、第１給電アンテナ１０の指向性の歪が生じにくくなる。また、他方の第２給電アンテナ２０においても同様に、第２無給電アンテナ４０の存在により、指向性の歪が生じにくくなる。
また、このようにスタブの長さＫ（Ｌ）を設定することにより、無給電アンテナ３０（４０）の終端に吸収体を設けて反射を抑えるためのマッチングを行う必要がなく、また、無給電アンテナ３０（４０）には、給電アンテナ１０，２０のように変換器１，２までの線路１ａ，２ａ（配線）が不要であるため、アンテナユニット５の構成を簡素化、及び省スペース化することが可能となる。
As described above, by setting the length K (L) of the stub 36, the first feed antenna 10 has an influence due to the parasitic antenna 30 existing on the left side of the first feed antenna 10 and the first feed antenna 10 is sandwiched between them. The effects of the antennas 20 and 40 existing on the opposite side (right side) are equal, and the directivity distortion of the first feeding antenna 10 is less likely to occur. Similarly, in the other second feeding antenna 20, the presence of the second parasitic antenna 40 makes it difficult for directivity distortion to occur.
Further, by setting the stub length K (L) in this way, it is not necessary to perform matching for suppressing reflection by providing an absorber at the end of the parasitic antenna 30 (40). Since the antenna 30 (40) does not need the lines 1a and 2a (wiring) to the converters 1 and 2 like the feeding antennas 10 and 20, the configuration of the antenna unit 5 is simplified and the space is saved. It becomes possible.
ここで、前記のとおり、所定の長さＫ（Ｌ）を有するスタブ３６，４６を備えた無給電アンテナ３０，４０を、第１及び第２給電アンテナ１０，２０の両側に設けることで、各給電アンテナの指向性に歪が生じにくくなる理由は、以下のように推測される。これについて図５を参照して説明する。なお、ここでは、第１給電アンテナ１０の指向性に関して説明するが、第２給電アンテナ２０の指向性においても同様である。 Here, as described above, the parasitic antennas 30 and 40 having the stubs 36 and 46 having the predetermined length K (L) are provided on both sides of the first and second feeding antennas 10 and 20, respectively. The reason why distortion is less likely to occur in the directivity of the feeding antenna is assumed as follows. This will be described with reference to FIG. Although the directivity of the first feed antenna 10 will be described here, the same applies to the directivity of the second feed antenna 20.
図５は、第１無給電アンテナ３０、第２給電アンテナ２０、及び第２無給電アンテナ４０それぞれで共振する（各アンテナを伝播する）高周波信号を複素数で表現（フェーザ表示）した図である。図５（Ａ）は、第１無給電アンテナ３０において放射される電波の振幅と位相のベクトルＳ１を示し、図５（Ｂ）は、第２給電アンテナ２０において放射される電波の振幅と位相のベクトルＳ２を示し、図５（Ｃ）は、第２無給電アンテナ４０において放射される電波の振幅と位相のベクトルＳ３を示している。図５（Ｄ）は、第２給電アンテナ２０において放射される電波の振幅と位相のベクトルＳ２と、第２無給電アンテナ４０において放射される電波の振幅と位相のベクトルＳ３とを合成したものである。 FIG. 5 is a diagram in which high-frequency signals resonating (propagating through the respective antennas) in the first parasitic antenna 30, the second feeding antenna 20, and the second parasitic antenna 40 are expressed by complex numbers (phasor display). 5A shows a vector S1 of the amplitude and phase of the radio wave radiated from the first parasitic antenna 30, and FIG. 5B shows the amplitude and phase of the radio wave radiated from the second feed antenna 20. A vector S2 is shown, and FIG. 5C shows a vector S3 of amplitude and phase of the radio wave radiated from the second parasitic antenna 40. FIG. 5D is a combination of the vector S2 of the amplitude and phase of the radio wave radiated from the second feed antenna 20 and the vector S3 of the amplitude and phase of the radio wave radiated from the second parasitic antenna 40. is there.
この合成したベクトルＳ４（図５（Ｄ）参照）は、図５（Ａ）に示す第１無給電アンテナ３０におけるベクトルＳ１と一致している。すなわち、第１給電アンテナ１０を挟んで、右側に存在している第２給電アンテナ２０において放射される電波と第２無給電アンテナ４０において放射される電波とを合成したと想定して得られる合成電波と、左側に存在している第１無給電アンテナ３０において放射される電波とは、振幅と位相が同じ（共振状態が同じ）となるように構成されている。これらアンテナ３０，２０，４０における電波の放射は、アンテナ１０に給電している状態において不要放射となるものである。 This combined vector S4 (see FIG. 5D) matches the vector S1 in the first parasitic antenna 30 shown in FIG. That is, the synthesis obtained assuming that the radio wave radiated from the second feed antenna 20 existing on the right side and the radio wave radiated from the second parasitic antenna 40 are combined with the first feed antenna 10 interposed therebetween. The radio wave and the radio wave radiated from the first parasitic antenna 30 existing on the left side are configured to have the same amplitude and phase (the same resonance state). The radiation of radio waves from these antennas 30, 20, 40 becomes unnecessary radiation when the antenna 10 is being fed.
そして、第１無給電アンテナ３０では、スタブ３６の長さを変更することで、図５（Ａ）の破線矢印ａで示すように、この第１無給電アンテナ３０のアンテナ特性（共振特性）は変化することから、また、第２無給電アンテナ４０では、スタブ４６の長さを変更することで、図５（Ｃ）の破線矢印ｂで示すように、この第２無給電アンテナ４０のアンテナ特性（共振特性）は変化することから、前記合成アンテナのベクトルＳ４と、第１無給電アンテナ３０のベクトルＳ１とを一致させるためには、スタブ３６，４６の長さを所定の値に設定すればよい。
これにより、第１給電アンテナ１０の横方向一方側の第１無給電アンテナ３０による不要放射と横方向他方側の前記合成アンテナによる不要放射とが同等となり（アンテナ１０にとっては自身の左側と右側とに同じアンテナが存在すると錯覚する状態となり）、この第１給電アンテナ１０の指向性が所望の基準角度（０°）となる。
In the first parasitic antenna 30, by changing the length of the stub 36, the antenna characteristic (resonance characteristic) of the first parasitic antenna 30 is as shown by a broken line arrow a in FIG. In addition, in the second parasitic antenna 40, by changing the length of the stub 46, the antenna characteristics of the second parasitic antenna 40 are changed as shown by the broken line arrow b in FIG. Since (resonance characteristics) change, in order to match the vector S4 of the combined antenna and the vector S1 of the first parasitic antenna 30, the lengths of the stubs 36 and 46 should be set to predetermined values. Good.
Thereby, the unnecessary radiation by the first parasitic antenna 30 on the one side in the lateral direction of the first feeding antenna 10 is equivalent to the unwanted radiation by the combined antenna on the other side in the lateral direction (for the antenna 10, When the same antenna is present, it becomes an illusion), and the directivity of the first feeding antenna 10 becomes a desired reference angle (0 °).
前記合成ベクトルＳ４に関して、前記のとおり、第１給電アンテナ１０の右隣に位置する第２給電アンテナ２０のみならず、更に右隣りの第２無給電アンテナ４０の影響（ベクトル）についても考慮している理由は、次のとおりである。
図６は、図１に示すアンテナユニット５に関する、第１給電アンテナ１０に給電している状態での電界強度部分布を示している。図１に示すアンテナユニット５の場合、第１給電アンテナ１０は、横方向一方側（左側）に隣接する第１無給電アンテナ３０の影響を受ける。また、横方向他方側（右側）では、その右隣に位置する第２給電アンテナ２０の影響のみならず、更にその右隣に位置する第２無給電アンテナ４０の影響も受けている。
したがって、本実施形態では、第１給電アンテナ１０の右隣に位置する第２給電アンテナ２０のみならず、更に右隣りの第２無給電アンテナ４０を考慮した合成ベクトルＳ４を、第１無給電アンテナ３０のベクトルＳ１と一致させるようにしている。
Regarding the combined vector S4, as described above, the influence (vector) of the second parasitic antenna 40 not only on the right side of the first feeding antenna 10 but also the second parasitic antenna 40 on the right side is considered. The reason is as follows.
FIG. 6 shows an electric field strength portion distribution in a state where the first power supply antenna 10 is fed with respect to the antenna unit 5 shown in FIG. In the case of the antenna unit 5 shown in FIG. 1, the first feeding antenna 10 is affected by the first parasitic antenna 30 adjacent to one side (left side) in the horizontal direction. Further, on the other side (right side) in the horizontal direction, not only the influence of the second feeding antenna 20 located on the right side thereof but also the influence of the second parasitic antenna 40 located on the right side thereof is also received.
Therefore, in the present embodiment, not only the second feed antenna 20 located on the right side of the first feed antenna 10 but also the combined vector S4 considering the second feed antenna 40 on the right side is used as the first feed antenna. It is made to coincide with 30 vectors S1.
以上より、スタブ３６，４６を所定の長さに設定すれば、前記合成アンテナのベクトルＳ４と、第１無給電アンテナ３０のベクトルＳ１とを一致させることができ、第１給電アンテナ１０の横方向両側におけるアンテナの影響を同等とすることによって、第１給電アンテナ１０の指向性に歪が生じにくいようにすることが可能となる。 From the above, if the stubs 36 and 46 are set to a predetermined length, the vector S4 of the combined antenna and the vector S1 of the first parasitic antenna 30 can be matched, and the lateral direction of the first feed antenna 10 By equalizing the influence of the antennas on both sides, it becomes possible to prevent distortion in the directivity of the first feeding antenna 10.
前記実施形態（図１）では、無給電アンテナ３０は、その隣の第１給電アンテナ２０のアンテナ本体部１５と同じアンテナ形状を有する無給電本体部３５を有する場合について説明したが、これ以外の形態を有していてもよい。つまり、前記のとおり、第１給電アンテナ１０の指向性に歪が生じにくいようにするためには、前記合成アンテナのベクトルＳ４と、第１無給電アンテナ３０のベクトルＳ１とを一致させればよく、このために、スタブ３６，４６を所定の長さに設定すればよい。したがって、第１無給電アンテナ３０（無給電本体部３５）は、アンテナ本体部１５と完全に同じアンテナ形状を有しておらず、少なくとも一部で相違していてもよい。この場合であっても、無給電アンテナ３０，４０において、スタブ３６，４６を、ベクトルＳ４，Ｓ１を一致させることができる長さに設定すればよい。つまり、前記相違を解消できる長さにスタブ３６，４６を設定して、合成アンテナの共振状態と、第１無給電アンテナ３０の共振状態とが同じとなるようにすればよい。 In the embodiment (FIG. 1), the parasitic antenna 30 has been described as having the parasitic body 35 having the same antenna shape as the antenna body 15 of the adjacent first feeding antenna 20. You may have a form. That is, as described above, the vector S4 of the combined antenna and the vector S1 of the first parasitic antenna 30 need only be matched in order to prevent distortion in the directivity of the first feed antenna 10. For this purpose, the stubs 36 and 46 may be set to a predetermined length. Therefore, the first parasitic antenna 30 (the parasitic body portion 35) does not have the same antenna shape as the antenna body portion 15, and may be different at least in part. Even in this case, in the parasitic antennas 30 and 40, the stubs 36 and 46 may be set to a length that allows the vectors S4 and S1 to coincide with each other. That is, the stubs 36 and 46 may be set to lengths that can eliminate the difference so that the resonance state of the combined antenna and the resonance state of the first parasitic antenna 30 are the same.
以上より、第１無給電アンテナ３０は、その隣に設けられている第１給電アンテナ１０を挟んで反対側に存在するアンテナ２０，４０（アンテナ群；合成アンテナ）と、共振状態が同じとなるように設定されたアンテナ形状を有していればよく、また、第２無給電アンテナ４０は、その隣に設けられている第２給電アンテナ２０を挟んで反対側に存在するアンテナ１０，３０（アンテナ群；合成アンテナ）と、共振状態が同じとなるように設定されたアンテナ形状を有していればよい。 As described above, the first parasitic antenna 30 has the same resonance state as the antennas 20 and 40 (antenna group; combined antenna) existing on the opposite side across the first feeding antenna 10 provided adjacent thereto. The second parasitic antenna 40 is not limited to the antennas 10 and 30 (on the opposite side of the second feeding antenna 20 provided adjacent to the second parasitic antenna 40). (Antenna group; synthetic antenna) and the antenna shape set so that the resonance state is the same.
図１では、給電アンテナ１０，２０の間隔Ｄ０が２ｍｍである場合に、スタブ３６，４６の長さＬを０．７２ｍｍとした無給電アンテナ３０，４０を有しているアンテナユニット５について説明した。
この間隔Ｄ０を変更した場合、給電アンテナ間のアイソレーションも変化し、スタブ３６，４６の長さＬも変更される。例えば、給電アンテナ１０，２０の間隔Ｄ０を２．３５ｍｍとした場合、図７に示すように、スタブ３６，４６の長さＬを、０．６５ｍｍ（最適値）とすれば、給電アンテナ１０（２０）の指向性の歪が生じにくくなり、基準角度（０°）を中心として左右対称の指向性を有することができる。つまり、無給電アンテナ３０（４０）は、その隣に設けられている給電アンテナ１０（２０）を挟んで反対側に存在するアンテナ（アンテナ群）と、共振状態が同じとなるように、スタブ３６，４６の長さＬが０．６５ｍｍに設定されたアンテナ形状を有していればよい。図７は、アンテナユニット５に含まれる第１給電アンテナ１０の指向性を説明するためのシミュレーション結果を示すグラフである。図７の実線で示すグラフが、第１給電アンテナ１０の結果を示しており、図７の破線で示すグラフは、スタブ３６（４６）が設けられていない場合の結果である。
FIG. 1 illustrates the antenna unit 5 having the parasitic antennas 30 and 40 in which the length L of the stubs 36 and 46 is 0.72 mm when the distance D 0 between the feeding antennas 10 and 20 is 2 mm. did.
If you change the distance D 0, isolation between the power supply antenna is also changed, the length L of the stub 36, 46 is also changed. For example, when the distance D 0 between the power feeding antennas 10 and 20 is 2.35 mm, the length L of the stubs 36 and 46 is 0.65 mm (optimum value) as shown in FIG. The directivity distortion of (20) is less likely to occur, and it is possible to have a symmetrical directivity around the reference angle (0 °). That is, the parasitic antenna 30 (40) is stub 36 so that the resonance state is the same as the antenna (antenna group) existing on the opposite side across the feeding antenna 10 (20) provided next to the parasitic antenna 30 (40). , 46 may have an antenna shape in which the length L is set to 0.65 mm. FIG. 7 is a graph showing a simulation result for explaining the directivity of the first feeding antenna 10 included in the antenna unit 5. The graph shown by the solid line in FIG. 7 shows the result of the first feeding antenna 10, and the graph shown by the broken line in FIG. 7 shows the result when the stub 36 (46) is not provided.
以上のように、前記各形態のアンテナユニット５によれば、給電アンテナ１０，２０の間隔Ｄ０が狭くても、各給電アンテナ１０，２０の指向性の歪が生じにくくなる。この結果、本実施形態のアンテナユニット５を、モノパルス方式用の受信アンテナとして用いる場合、給電アンテナ１０，２０の間隔Ｄ０を狭くすることが可能となり、これにより、電波（反射波）の到来角度の検出範囲を広くすることが可能となる。 As described above, according to the antenna unit 5 of each embodiment, even if the distance D 0 between the feeding antennas 10 and 20 is narrow, the directivity distortion of the feeding antennas 10 and 20 is less likely to occur. As a result, when the antenna unit 5 of the present embodiment is used as a monopulse receiving antenna, the distance D 0 between the power feeding antennas 10 and 20 can be reduced, and thereby the arrival angle of radio waves (reflected waves). It is possible to widen the detection range.
本発明の受信アンテナは、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、放射素子１２，２２の形状、及び無給電素子３２，４２の形状は図示した以外の形状であってもよい。
また、前記実施形態では、給電アンテナを２本とする場合について説明したが、３本以上であってもよく、この場合、これら３本（以上）の給電アンテナの横方向両側にそれぞれ無給電アンテナが設けられる。
また、アンテナユニット５の使用周波数帯は、マイクロ波帯やミリ波帯とすることができ、使用周波数帯に応じてアンテナ形状が設定される。
The receiving antenna of the present invention is not limited to the form shown in the figure, and may be of other forms within the scope of the present invention. For example, the shapes of the radiating elements 12 and 22 and the shapes of the parasitic elements 32 and 42 may be shapes other than those illustrated.
Moreover, although the case where the number of feeding antennas is two has been described in the above-described embodiment, the number of feeding antennas may be three or more. In this case, each of the three (or more) feeding antennas is a parasitic antenna on each side in the lateral direction. Is provided.
The use frequency band of the antenna unit 5 can be a microwave band or a millimeter wave band, and the antenna shape is set according to the use frequency band.
５：アンテナユニット ７：誘電体基板（基板） １０：第１給電アンテナ
１１：給電線路 １２：放射素子 １５：アンテナ本体部
２０：第２給電アンテナ ２１：給電線路 ２２：放射素子
２５：アンテナ本体部 ３０：無給電アンテナ ３５：無給電本体部
３６：スタブ ４０：無給電アンテナ ４５：無給電本体部
４６： スタブ
5: Antenna unit 7: Dielectric substrate (substrate) 10: First feeding antenna 11: Feeding line 12: Radiation element 15: Antenna body 20: Second feeding antenna 21: Feeding line 22: Radiation element 25: Antenna body 30: Parasitic antenna 35: Parasitic main body 36: Stub 40: Parasitic antenna 45: Parasitic main body 46: Stub
Claims (5)
前記給電アンテナのそれぞれは、給電線路及び当該給電線路から給電される複数の放射素子を有するアンテナ本体部を備え、
前記無給電アンテナのそれぞれは、その隣に設けられている前記給電アンテナの前記アンテナ本体部と同じアンテナ形状を有する無給電本体部と、当該無給電本体部の端部から延在しているスタブと、を備えている、アンテナユニット。 A plurality of feeding antennas provided side by side in the plane of the substrate, and parasitic antennas provided on both sides of the plurality of feeding antennas in the plane,
Each of the feeding antennas includes an antenna body having a feeding line and a plurality of radiating elements fed from the feeding line,
Each of the parasitic antennas includes a parasitic body portion having the same antenna shape as the antenna body portion of the feeding antenna provided adjacent thereto, and a stub extending from an end portion of the parasitic body portion. And an antenna unit.
前記無給電アンテナのそれぞれは、その隣に設けられている前記給電アンテナを挟んで反対側に存在するアンテナと、共振状態が同じとなるように設定されたアンテナ形状を有している、アンテナユニット。 A plurality of feeding antennas provided side by side in the plane of the substrate, and parasitic antennas provided on both sides of the plurality of feeding antennas in the plane,
Each of the parasitic antennas has an antenna shape that is set so that the resonance state is the same as the antenna that is located on the opposite side of the feeding antenna provided next to the parasitic antenna. .
前記スタブの長さ＝Ｌ＋ｎ×（λ／２）
ただし、０＜Ｌ＜λ／２
ｎ＝０以上の整数
λ＝前記無給電アンテナを伝播する電波の波長 The antenna unit according to claim 1, wherein the stub has a length defined below.
Length of the stub = L + n × (λ / 2)
However, 0 <L <λ / 2
n = 0 or greater integer
λ = wavelength of radio wave propagating through the parasitic antenna
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