JP2020188434A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レドームの配置によるアンテナ特性の変化を制御することができる技術を提供する。【解決手段】アンテナ装置は、送信アンテナと受信アンテナとが配置される基板と、前記基板に対向して配置されるレドームと、を備える。前記レドームは、前記送信アンテナと対向する送信側レドームと、前記受信アンテナと対向する受信側レドームと、を有する。前記送信アンテナの所定方向を含む平面におけるビームパターンにおいて、前記レドームが無い場合に比べて利得が大きくなる領域と、前記受信アンテナの前記平面におけるビームパターンにおいて、前記レドームが無い場合に比べて利得が大きくなる領域とが、互いに異なる角度位置である。【選択図】図２

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。

従来、アンテナを保護する目的で、アンテナが配置された基板がレドームにより覆われることがある。

例えば、特許文献１には、送信アンテナおよび受信アンテナを送信波の送信方向側から覆うカバー部材に関する開示が行われている。当該カバー部材は、レーダ装置とは非接触に構成され、かつ送信波を透過する透過部位を有するとともに該透過部位の設置角度が受信アンテナのアンテナ面に対して３度以上の傾斜角を有する。カバー部材の透過部位と受信アンテナのアンテナ面とに所定の傾斜角を持たせているので、アンテナ面とカバー部材との間で繰り返し送信波が反射されることによる定在波を発生し難くすることができる。

特開２００９−１０３４５７号公報

例えば、アンテナ面が垂直方向（上下方向）に平行に配置される基板を覆う平板状のレドームが、垂直方向に対して傾いて配置された場合、アンテナから放射されるビームの一部はレドームで垂直方向に反射される。この結果、垂直方向のビームパターンにおいて、サイドローブが大きくなることがあった。

本発明は、上記の課題に鑑み、レドームの配置によるアンテナ特性の変化を制御することができる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明のアンテナ装置は、送信アンテナと受信アンテナとが配置される基板と、前記基板に対向して配置されるレドームと、を備え、前記レドームは、前記送信アンテナと対向する送信側レドームと、前記受信アンテナと対向する受信側レドームと、を有し、前記送信アンテナの所定方向を含む平面におけるビームパターンにおいて、前記レドームが無い場合に比べて利得が大きくなる領域と、前記受信アンテナの前記平面におけるビームパターンにおいて、前記レドームが無い場合に比べて利得が大きくなる領域とが、互いに異なる角度位置である構成（第１の構成）になっている。

また、上記第１の構成のアンテナ装置において、前記送信アンテナの前記ビームパターンは、前記レドームが無い場合に比べて利得が大きくなる第１変化領域を、メインローブに対して一方側の角度位置に有し、前記受信アンテナの前記ビームパターンは、前記レドームが無い場合に比べて利得が大きくなる第２変化領域を、メインローブに対して他方側の角度位置に有する構成（第２の構成）であることが好ましい。

また、上記第２の構成のアンテナ装置において、前記第１変化領域は、前記送信アンテナの前記ビームパターンにおけるメインローブに隣接するサイドローブに少なくとも一部が含まれ、前記第２変化領域は、前記受信アンテナの前記ビームパターンにおけるメインローブに隣接するサイドローブに少なくとも一部が含まれる構成（第３の構成）であることが好ましい。

また、上記第２又は第３の構成のアンテナ装置において、前記第１変化領域は、前記受信アンテナの前記ビームパターンにおいて谷が形成される角度領域と少なくとも一部が重なる角度領域に位置し、前記第２変化領域は、前記送信アンテナの前記ビームパターンにおいて谷が形成される角度領域と少なくとも一部が重なる角度領域に位置する構成（第４の構成）であることが好ましい。

また、上記第１から第４のいずれかの構成のアンテナ装置において、前記送信側レドームと前記受信側レドームとは、前記基板の前記送信アンテナおよび前記受信アンテナが配置される面に対して前記所定方向に傾き、前記送信側レドームと前記受信側レドームとで前記基板に対して傾く向きが逆である構成（第５の構成）が好ましい。

また、上記第５の構成のアンテナ装置において、前記送信側レドームと前記受信側レドームとは、前記所定方向と直交する平面に対して対称に配置されている構成（第６の構成）であってよい。

また、上記第５の構成のアンテナ装置において、前記送信側レドームと前記受信側レドームとは、前記所定方向と直交する平面に対して非対称に配置されている構成（第７の構成）であってよい。

また、上記第７の構成のアンテナ装置において、前記送信側レドームと前記受信側レドームとは厚みが異なる構成（第８の構成）であってよい。

また、上記第５から第８のいずれかの構成のアンテナ装置において、前記レドームは、前記基板の前記送信アンテナおよび前記受信アンテナが配置される面と直交する切断面の断面視において、前記送信側レドームと前記受信側レドームとの境界位置が前記基板から最も離れた凸形状である構成（第９の構成）であることが好ましい。

また、上記第１から第９のいずれかの構成のアンテナ装置において、前記送信側レドームと前記受信側レドームとのうち少なくとも一方は、前記基板と対向する側の面に凹凸構造と曲面構造とのいずれか一方を有する構成（第１０の構成）であってよい。

また、上記第１から第１０のいずれかの構成のアンテナ装置において、前記送信アンテナおよび前記受信アンテナは、伝送線路と、前記伝送線路に電気的に接続される複数のアンテナ素子とを有し、前記複数のアンテナ素子は、前記所定方向に沿って配置されている構成（第１１の構成）であることが好ましい。

本発明によれば、レドームの配置によるアンテナ特性の変化を制御することができる。

アンテナ装置の概要を説明するための模式図 第１実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す概略縦断面図 アンテナ装置が備える基板の概略平面図 第１実施形態のアンテナ装置における送信アンテナの垂直面のビームパターンについて説明するための図 第１実施形態のアンテナ装置における受信アンテナの垂直面のビームパターンについて説明するための図 比較例のアンテナ装置におけるレドームの作用を説明するための模式図 第１実施形態のアンテナ装置におけるレドームの作用を説明するための模式図 第２実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す概略縦断面図 受信側レドームの垂直方向に対する傾きの量を変更した場合における、受信アンテナの垂直ビームパターンの変化を説明するための図 第２実施形態のレドームが配置された場合における垂直ビームパターンを示す図 第１変形例のレドームについて説明するための図 第２変形例のレドームについて説明するための図 第３変形例のレドームについて説明するための図

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜１．アンテナ装置の概要＞
図１は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置１、１Ａの概要を説明するための模式図である。アンテナ装置１、１Ａは、車両２の前方を走査するレーダ装置３に搭載される。ただし、本発明のアンテナ装置が搭載されるレーダ装置は、前方以外の方向を走査するものであってよい。本発明のアンテナ装置が搭載されるレーダ装置は、車両２以外の移動体に搭載されてもよい。移動体には、車両の他に、ロボット、船舶、航空機等が含まれてよい。本発明のアンテナ装置が搭載されるレーダ装置は、道路などに設置されるインフラレーダ装置、船舶監視レーダ装置、航空機監視レーダ装置等であってもよい。

レーダ装置３は、車両２の前部に搭載される。アンテナ装置１、１Ａは、ミリ波帯の電波を車両２の前方に送出する。また、アンテナ装置１、１Ａは、先行車、対向車、路側設置物といった目標物体によって反射された電波を受信する。アンテナ装置１、１Ａは、水平な路面ＲＳに対してアンテナが形成される基板表面が直交する状態で、車両２に搭載される。

なお、本明細書では、水平面に対して直交する方向ＶＡを垂直方向と記載する。また、アンテナが形成され、垂直方向と平行な方向に配置される基板表面において、水平面に平行となる方向を左右方向、垂直方向と平行な方向を上下方向と称することがある。また、本明細書では、図３における送信アンテナ１１に対して受信アンテナ１２が下として上下を定義する。これらの方向は、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定する趣旨ではない。

＜２．第１実施形態＞
図２は、本発明の第１実施形態に係るアンテナ装置１の構成を示す概略縦断面図である。図２に示すように、アンテナ装置１は、基板１０と、レドーム２０とを備える。

図３は、本発明の第１実施形態に係るアンテナ装置１が備える基板１０の概略平面図である。図３は、基板１０を前方から見た図である。基板１０は、詳細には誘電体基板である。基板１０には、送信アンテナ１１と受信アンテナ１２とが配置される。送信アンテナ１１は電波を送信する。受信アンテナ１２は電波を受信する。本実施形態では、送信アンテナ１１と受信アンテナ１２とは基板１０の前面に配置される。送信アンテナ１１と受信アンテナ１２とは上下方向（垂直方向）に配置される。

なお、送信アンテナ１１と受信アンテナ１２とは、いずれも、１個以上であればよい。送信アンテナ１１と受信アンテナ１２とは、同じ数であってもよいし、異なる数であってもよい。送信アンテナ１１と受信アンテナ１２とは、左右方向の位置が同一であってもよいし、左右方向の位置がずれていてもよい。送信アンテナ１１と受信アンテナ１２とは、同一形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。

送信アンテナ１１および受信アンテナ１２は、伝送線路１３と、複数のアンテナ素子１４とを有する。本実施形態では、電波を伝送する伝送線路１３は、上下方向（垂直方向）に延びる。複数のアンテナ素子１４は、伝送線路１３の左右方向の側方において上下方向（垂直方向）に並ぶ。各アンテナ素子１４は、伝送線路１３に電気的に接続される。本実施形態によれば、送信アンテナ１１および受信アンテナ１２におけるビームを垂直方向に絞ることができる。

なお、基板１０のアンテナ１１、１２が配置される面（以下、アンテナ面と称することがある）と反対側には、不図示の地導体板が配置される。すなわち、送信アンテナ１１と受信アンテナ１２とは、マイクロストリップラインを用いた平面アンテナとして構成される。送信アンテナ１１から送信された電波は、レドーム２０を通過してアンテナ装置１の外部に照射される。かかる電波が物標により反射された反射波が受信アンテナ１２で受信されることで物標の位置や相対速度等を検出することが可能となる。

図２に示すように、レドーム２０は、基板１０に対向して配置される。本実施形態では、レドーム２０は、基板１０の前方に配置され、基板１０を覆う。レドーム２０は、電波の透過率の高い樹脂等の部材によって構成される。このため、アンテナ１１、１２から放射された電波の大部分は、レドーム２０を通過する。ただし、図２に破線で示すように、アンテナ１１、１２から放射される電波の一部は、レドーム２０を通過することなく、レドーム２０で反射される。レドーム２０で反射された電波は基板１０で再度反射され、基板前方に再度放射される。このため、レドーム２０が配置されることで、不要な方向に反射された電波と送信電波そのものが干渉してアンテナのビームパターンが変化し、結果としてレーダの特性に悪影響を及ぼすことがあった。このような、レドーム２０で反射された電波による悪影響を、本実施形態のレドーム２０は抑制することができる構成になっている。

レドーム２０は、送信側レドーム２１と受信側レドーム２２とを有する。送信側レドーム２１は、送信アンテナ１１と対向する。受信側レドーム２２は、受信アンテナ１２と対向する。本実施形態では、送信側レドーム２１は、送信アンテナ１１の前方に離れて配置される。受信側レドーム２２は、受信アンテナ１２の前方に離れて配置される。送信側レドーム２１および受信側レドーム２２は平板状である。受信側レドーム２２は、後述のように、電波に対する反射特性が送信側レドーム２１と異なるように配置される。

本実施形態では、送信側レドーム２１と受信側レドーム２２とは、送信アンテナ１１と受信アンテナ１２との配置に合わせて上下方向（垂直方向）に並ぶ。なお、送信側レドーム２１と受信側レドーム２２とは同一部材である。すなわち、送信側レドーム２１と受信側レドーム２２とは一体的に形成されている。

送信側レドーム２１と受信側レドーム２２とは、基板１０の送信アンテナ１１および受信アンテナ１２が配置される面（アンテナ面）に対して所定方向に傾く。なお、所定方向とは、ビームパターンの変化を抑制する方向である。つまり、本発明では、所定方向を含む平面におけるビームパターンの変化を抑制する。具体的には、本実施形態では、後述のように垂直方向のビームパターンの変化を抑制するため、所定方向を垂直方向にとる。より詳細には、本実施形態のレドーム２０は、狭角に絞ったビームにおけるサイドローブの利得増加を抑制する。そのため、所定方向はビームを絞る方向である。つまり、図３の送信アンテナ１１および受信アンテナ１２それぞれにおいて、アンテナ素子１４が並ぶ方向である。換言すると、本実施形態において、アンテナ素子１４は、所定方向に沿って配置される。

本実施形態では、送信側レドーム２１と受信側レドーム２２とは、アンテナ面に対していずれも所定方向である垂直方向に傾けて配置される。このとき、送信側レドーム２１と受信側レドーム２２とは、基板１０に対して逆向きに傾けて配置される。これにより、送信側レドーム２１と受信側レドーム２２とは、異なる反射特性を有する。詳細には、送信側レドーム２１は、上側から下側に向かうにつれて基板１０との距離（前後方向の距離）が大きくなる傾斜面２１ａを有する。受信側レドーム２２は、下側から上側に向かうにつれて基板１０との距離（前後方向の距離）が大きくなる傾斜面２２ａを有する。傾斜面２１ａ、２２ａは、アンテナ１１、１２からの電波を反射する反射面となる。本実施形態では、送信側レドーム２１の反射面２１ａと受信側レドーム２２の反射面２２ａとで電波の反射方向が反対となる。この結果、逆送受合成のビームパターンにおいて、電波の多重反射の影響を垂直方向においても緩和することができる。多重反射は、アンテナ面とレドーム２０との間で電波が繰り返し反射される現象のことである。

なお、本実施形態では、レドーム２０は、送信側レドーム２１の上端から上方に延びる部分と、受信側レドーム２２との下端から下方に延びる部分とを有するが、これらの部分はなくてもよい。

レドーム２０は、基板１０の送信アンテナ１１および受信アンテナ１２が配置される面（アンテナ面）と直交する切断面の断面視において、送信側レドーム２１と受信側レドーム２２との境界位置が基板１０から最も離れた凸形状である。このような凸形状とすることにより、逆向きに傾く送信側レドーム２１と受信側レドーム２２とを有するレドーム２０において、例えば水滴や塵埃等の異物を溜まり難くすることができる。ただし、レドーム２０は、アンテナ面と直交する切断面の断面視において、送信側レドーム２１と受信側レドーム２２との境界位置が基板１０に最も近くなる凹形状等であってもよい。

また、本実施形態では、送信側レドーム２１と受信側レドーム２２とは、所定方向と直交する平面に対して対称に配置されている。詳細には、送信側レドーム２１と受信側レドーム２２とは、垂直方向と直交する平面Ｓに対して対称に配置されている。送信側レドーム２１と受信側レドーム２２とは、厚みも同じである。この構成では、レドーム２０を対称性の良い形状とすることができる。

図４は、第１実施形態のアンテナ装置１における送信アンテナ１１の垂直面のビームパターンについて説明するための図である。図５は、第１実施形態のアンテナ装置１における受信アンテナ１２の垂直面のビームパターンについて説明するための図である。本実施形態では、所定方向として垂直方向を取っているため、所定方向を含む平面として垂直面のビームパターンを考える。図４および図５において、横軸は垂直方向に対する角度である。真上を角度０°とし、真下を角度１８０°としている。水平方向は角度９０である。縦軸はアンテナの利得［ｄＢｉ］である。なお、垂直面は、基板１０にも直交するように選択する。図４および図５において、実線はレドーム２０が配置されている場合のビームパターンであり、破線はレドーム２０が配置されていない場合のビームパターンである。以下、垂直面のビームパターンのことを垂直ビームパターンと称する。なお、本実施形態では、垂直面は、基板１０にも直交するように選択するが、その限りではない。水平面のビームパターンにおいて注目する角度がある場合などは、当該角度に沿った垂直面を選択してもよい。

図４および図５に示すように、アンテナ装置１においては、送信アンテナ１１の垂直ビームパターンと、受信アンテナ１２の垂直ビームパターンとで、レドーム２０が無い場合に比べて利得が大きくなる領域の角度位置が異なる。すなわち、アンテナ装置１においては、送信アンテナ１１の垂直ビームパターンと、受信アンテナ１２の垂直ビームパターンとで、レドーム２０が無い場合に比べて利得が大きくなる角度位置が異なる。

本実施形態によれば、送信アンテナ１１と受信アンテナ１２とでレドーム２０の配置により利得が大きくなる角度位置が異なる。このために、本実施形態によれば、送受合成のビームパターンにおいて、レドーム２０を配置したことによって不必要に利得が大きくなる角度位置が生じることを抑制することができる。

図４に示す送信アンテナ１１においては、例えば角度位置１１０°の近傍の領域で、レドーム２０の配置によりレドーム２０が無い場合に比べて利得が大きくなっている。一方、図５に示す受信アンテナ１２においては、角度位置１１０°の近傍の領域で、レドーム２０の配置によりレドーム２０が無い場合に比べて利得が僅かに小さくなっている。受信アンテナ１２においては、例えば角度位置６０°近傍の領域で、レドーム２０の配置によりレドーム２０が無い場合に比べて利得が大きくなっている。

別の言い方をすると、送信アンテナ１１の垂直ビームパターンは、メインローブに対して一方側の角度位置にレドーム２０が無い場合に比べて利得が大きくなる第１変化領域Ａを有する。図４に示す例において、メインローブは角度位置９０°近傍にピークを有するビームパターンの一部である。第１変化領域Ａは、メインローブのピークより大きい角度位置側に生じている。また、受信アンテナ１２の垂直ビームパターンは、メインローブに対して他方側の角度位置にレドーム２０が無い場合に比べて利得が大きくなる第２変化領域Ｂを有する。図５に示す例において、メインローブは９０°近傍にピークを有するビームパターンの一部である。第２変化領域Ｂは、メインローブのピークより小さい角度位置側に生じている。本実施形態によれば、送受合成のビームパターンにおいて、レドーム２０を配置したことによって不必要に利得が大きくなるサイドローブが生じることを抑制できる。

詳細には、第１変化領域Ａは、送信アンテナ１１の垂直ビームパターンにおけるメインローブに隣接するサイドローブに少なくとも一部が含まれる。第２変化領域Ｂは、受信アンテナ１２の垂直ビームパターンにおけるメインローブに隣接するサイドローブに少なくとも一部が含まれる。これによれば、送受合成のビームパターンにおいて、レドーム２０を配置したことによってメインローブに隣接するサイドローブの利得が増大することを抑制することができる。すなわち、本実施形態では、送受合成のビームパターンにおいて、利得の増大の影響が大きいサイドローブの利得の増加を抑制することができる。

本実施形態のレドーム２０の作用効果について、図６および図７を参照して更に説明する。図６は、比較例のアンテナ装置におけるレドームの作用を説明するための模式図である。図７は、第１実施形態のアンテナ装置１におけるレドーム２０の作用を説明するための模式図である。図６および図７に示すビームパターンは、作用を理解し易いように模式的に示したビームパターンであり、いずれも垂直ビームパターンである。図６および図７において、実線で示すビームパターンはレドームが配置されている場合のパターンである。図６および図７において、破線で示すビームパターンはレドームが無い場合のパターンである。図６（ａ）および図７（ａ）は、送信アンテナのビームパターンである。図６（ｂ）および図７（ｂ）は、受信アンテナのビームパターンである。図６（ｃ）および図７（ｃ）は、送受合成のビームパターンである

なお、比較例のアンテナ装置では、送信アンテナに対向する送信側レドームと、受信アンテナに対向する受信側レドームとは、垂直方向の同じ向きに傾いている。詳細には、送信側レドームと受信側レドームとを有するレドームは、下側から上側に向かうにつれて基板１０との距離（前後方向の距離）が大きくなる１つの傾斜面を有する。送信側レドームと受信側レドームとは同じ厚みを有する。

図６に示すように、比較例のアンテナ装置では、送信アンテナの垂直ビームパターン（図６（ａ）参照）の場合、メインローブＭＬより低角度側の第１サイドローブＳＬ１に関してはレドームが配置されることで利得が大きくなるが、メインローブＭＬより高角度側の第２サイドローブＳＬ２に関してはレドームの有無で利得は大きく変化しない。また、受信アンテナの垂直ビームパターン（図６（ｂ）参照）の場合も、メインローブＭＬより低角度側の第１サイドローブＳＬ１に関してはレドームが配置されることで利得が大きくなるが、メインローブＭＬより高角度側の第２サイドローブＳＬ２に関してはレドームの有無で利得は大きく変化しない。

すなわち、送信アンテナの垂直ビームパターンと、受信アンテナの垂直ビームパターンとのいずれにおいても、レドームの配置により同じサイドローブ（第１サイドローブＳＬ１）の利得が増加する。このために、送受合成のビームパターン（図６（ｃ）参照）において、レドームが無い場合に比べてレドームが配置された場合には、メインローブＭＬのピークに対して第１サイドローブＳＬ１のピークが接近することになる。メインローブＭＬのピークに対する第１サイドローブＳＬ１のピークの接近量が大きくなると、例えば本来検出したくない角度の物標を検出してしまう等の事態が発生する可能性がある。

図７に示すように、本実施形態のアンテナ装置１では、送信アンテナ１１の垂直ビームパターン（図７（ａ）参照）の場合、メインローブＭＬより低角度側の第１サイドローブＳＬ１に関してはレドーム２０の有無で利得は大きく変化しないが、メインローブＭＬより高角度側の第２サイドローブＳＬ２に関してはレドーム２０が配置されることで利得が大きくなる。一方、受信アンテナ１２の垂直ビームパターン（図７（ｂ）参照）の場合、メインローブＭＬより低角度側の第１サイドローブＳＬ１に関してはレドーム２０が配置されることで利得が大きくなるが、メインローブＭＬより高角度側の第２サイドローブＳＬ２に関してはレドーム２０の有無で利得は大きく変化しない。

すなわち、送信アンテナ１１の垂直ビームパターンと、受信アンテナ１２の垂直ビームパターンとで、レドーム２０の配置により利得が増加するサイドローブＳＬ１、ＳＬ２が異なる。このために、送受合成のビームパターン（図７（ｃ）参照）において、レドーム２０が配置されることによって、いずれのサイドローブＳＬ１、ＳＬ２も比較例の場合のように大きく利得が増加しない。すなわち、いずれのサイドローブＳＬ１、ＳＬ２のピークも、メインローブＭＬのピークに対して大きく接近せず、レドーム２０の配置によりアンテナ特性が大きく変化することを抑制することができる。

＜３．第２実施形態＞
次に、第２実施形態のアンテナ装置１Ａについて説明する。第２実施形態の説明に際して、第１実施形態と同様の部材については同一の符号を付し、特に説明の必要がない場合には、その説明を省略する。また、第１実施形態と重複する内容については、極力説明を省略する。

図８は、本発明の第２実施形態に係るアンテナ装置１Ａの構成を示す概略縦断面図である。図８に示すように、アンテナ装置１Ａは、基板１０と、レドーム２０Ａとを備える。基板１０の構成は、第１実施形態と同じであるために、その説明は省略する。

第１実施形態と同様に、レドーム２０Ａは、基板１０の前方に配置され、基板１０を覆う。レドーム２０Ａは、送信アンテナ１１と対向する送信側レドーム２１Ａと、受信アンテナ１２と対向し、送信側レドーム２１Ａと異なる機能を有する受信側レドーム２２Ａとを有する。送信側レドーム２１Ａと受信側レドーム２２Ａとは平板状であり、厚みは同じである。送信側レドーム２１Ａと受信側レドーム２２Ａとは上下方向（垂直方向）に並ぶ。送信側レドーム２１Ａと受信側レドーム２２Ａとは、アンテナ面に対して垂直方向に傾く。送信側レドーム２１Ａと受信側レドーム２２Ａとで、アンテナ面に対して傾く向きが逆である。なお、送信側レドーム２１Ａと受信側レドーム２２Ａとは同一部材である。

本実施形態においては、送信側レドーム２１Ａと受信側レドーム２２Ａとは、所定方向と直交する平面Ｓに対して非対称に配置されている。これによれば、送信アンテナ１１および受信アンテナ１２の特性に応じてレドーム２０の形状を決定することができ、設計の自由度が向上する。本実施形態においても、所定方向は上下方向（垂直方向）である。

なお、送信側レドーム２１Ａと受信側レドーム２２Ａとは、所定方向と直交する平面Ｓに対して対称に配置されてよい。対称とするか非対称とするかは、送信アンテナ１１の垂直ビームパターンと、受信アンテナ１２の垂直ビームパターンとに基づいて決定される。

図９は、受信側レドーム２２Ａの垂直方向に対する傾きの量を変更した場合における、受信アンテナ１２の垂直ビームパターンの変化を説明するための図である。図９において、横軸は垂直方向の角度で、縦軸はアンテナの利得［ｄＢｉ］である。図９の破線は、受信側レドーム２２Ａの垂直方向に対する傾きが第１実施形態と同じである場合の垂直ビームパターンである。図９の実線は、図９の破線で示す場合に比べて、受信側レドーム２２Ａの垂直方向に対する傾きが大きくされた場合の垂直ビームパターンである。

図９に太矢印で示すように、受信側レドーム２２Ａの垂直方向に対する傾きを大きくすることにより、特にメインローブよりも低角度領域において、サイドローブの角度位置が変動する。詳細には、受信側レドーム２２Ａの垂直方向に対する傾きを大きくすることにより、メインローブよりも低角度領域において、サイドローブの角度位置が低角度位置に移動している。すなわち、受信側レドーム２２Ａの垂直方向に対する傾きを調整することによって、レドーム２０Ａの配置により利得が大きくなるサイドローブの位置を調整することができる。

なお、図示は省略するが、送信側レドーム２１Ａの垂直方向に対する傾きを調整することによっても、レドーム２０Ａを配置することにより利得が大きくなるサイドローブの位置を調整することができる。

本実施形態においては、以上の傾向を考慮して、送信側レドーム２１Ａと受信側レドーム２２Ａとの垂直方向に対する傾きが決定されている。図１０は、第２実施形態のレドーム２０Ａが配置された場合における垂直ビームパターンを示す図である。図１０（ａ）は、送信アンテナ１１の垂直ビームパターンを示す。図１０（ｂ）は、受信アンテナ１２の垂直ビームパターンを示す。

図１０に示すように、第１変化領域Ａは、受信アンテナ１２の垂直ビームパターン（図１０（ｂ）参照）において谷が形成される角度領域と少なくとも一部が重なる角度領域に位置する。ここで、第１変化領域Ａは、メインローブの一方側（ここでは高角度側）において、レドーム２０Ａが無い場合に比べて利得が大きくなる領域である。本実施形態では、第１変化領域Ａは、メインローブに高角度側で隣接するサイドローブに少なくとも一部が含まれる。

第１変化領域Ａが受信アンテナ１２の垂直ビームパターンにおいて谷が形成される角度領域と重なる範囲は、できる限り大きくすることが好ましい。なお、受信アンテナ１２の垂直ビームパターンにおいて谷が形成される角度領域は、レドーム２０Ａの有無で変化する可能性がある。このために、第１変化領域Ａは、レドーム２０Ａが配置された場合に受信アンテナ１２の垂直ビームパターンにおいて谷が形成される角度領域とできる限り重なることが好ましい。

また、第２変化領域Ｂは、送信アンテナ１１の垂直ビームパターン（図１０（ａ）参照）において谷が形成される角度領域と少なくとも一部が重なる角度領域に位置する。ここで、第２変化領域Ｂは、メインローブの他方側（ここでは低角度側）において、レドーム２０Ａが無い場合に比べて利得が大きくなる領域である。本実施形態では、第２変化領域Ｂは、メインローブに低角度側で隣接するサイドローブに少なくとも一部が含まれる。

第２変化領域Ｂが送信アンテナ１１の垂直ビームパターンにおいて谷が形成される角度領域と重なる範囲は、できる限り大きくすることが好ましい。なお、送信アンテナ１１の垂直ビームパターンにおいて谷が形成される角度領域は、レドーム２０Ａの有無で変化する可能性がある。このために、第２変化領域Ｂは、レドーム２０Ａが配置された場合に送信アンテナ１１の垂直ビームパターンにおいて谷が形成される角度領域とできる限り重なることが好ましい。

本実施形態によれば、送信アンテナ１１の垂直ビームパターンにて生じる第１変化領域Ａが受信アンテナ１２の垂直ビームパターンにおいて谷が形成される角度領域と重なり、受信アンテナ１２の垂直ビームパターンにて生じる第２変化領域Ｂが送信アンテナ１１の垂直ビームパターンにおいて谷が形成される角度領域と重なる。このために、送受合成の垂直ビームパターンにおいて、レドーム２０Ａの配置によって垂直ビームパターンが大きく変化することを抑制できる。

＜４．留意点＞
本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書中に示される複数の実施形態及び変形例は可能な範囲で適宜組み合わせて実施されてよい。

以上においては、送信側レドーム２１、２１Ａと受信側レドーム２２、２２Ａとのアンテナ面に対する傾斜角度を制御して、レドーム２０、２０Ａの配置によるアンテナ特性の変化を制御する構成とした。ただし、レドームの配置によるアンテナ特性の変化を制御する構成は別の構成であってよい。

図１１は、第１変形例のレドーム２０Ｂについて説明するための図である。図１１には、レドーム２０Ｂの形状の理解を容易とするために基板１０も示されている。第１変形例のレドーム２０Ｂにおいては、送信側レドーム２１Ｂと受信側レドーム２２Ｂとは厚みが異なる。これにより、受信側レドーム２２Ｂは、送信側レドーム２１Ｂと異なる機能を有する。詳細には、送信側レドーム２１Ｂに比べて受信側レドーム２２Ｂの厚みが厚い。ただし、これは例示であり、必要に応じて、送信側レドーム２１Ｂに比べて受信側レドーム２２Ｂの厚みが薄くされてよい。

送信側レドーム２１Ｂと受信側レドーム２２Ｂとは、厚みの変化に応じて反射強度が変化する。そして、厚みによる反射強度の調整により、送信アンテナ１１の垂直ビームパターンの形状と、受信アンテナ１２の垂直ビームパターンの形状とを制御することができる。このために、第１変形例のように送信側レドーム２１Ｂと受信側レドーム２２Ｂとの厚み調整により両者の厚みに差を持たせることによって、送受合成の垂直ビームパターンにおいて所望のビームパターンを得ることができる。

また、送信側レドームと受信側レドームとのうち少なくとも一方は、基板と対向する側の面（反射面）に凹凸構造と曲面構造とのいずれか一方を有する構成としてよい。このように構成することにより、送信アンテナの垂直ビームパターンの形状と、受信アンテナの垂直ビームパターンの形状とを更に細かく制御することができる。

図１２は、第２変形例のレドーム２０Ｃについて説明するための図である。図１２は、送信側レドーム２１Ｃと受信側レドーム２２Ｃとのうちの少なくとも一方が、反射面に凹凸構造を有する場合の構成例を示す図である。なお、図１２においては、レドーム２０Ｃの一部（送信側レドーム２１Ｃ又は受信側レドーム２２Ｃ）が示されている。

図１２に示す例では、レドーム２０Ｃを構成する送信側レドーム２１Ｃ（又は受信側レドーム２２Ｃ）は、反射面に少なくとも１つの凹部２３を有する。なお、反射面に凹部を設ける代わりに、反射面に凸部を設けてもよい。また、反射面に凹部と凸部とを設けてもよい。

図１３は、第３変形例のレドーム２０Ｄについて説明するための図である。図１３は、送信側レドーム２１Ｃと受信側レドーム２２Ｃとのうちの少なくとも一方が、反射面に曲面構造を有する場合の構成例を示す図である。なお、図１３においては、レドーム２０Ｄの一部（送信側レドーム２１Ｄ又は受信側レドーム２２Ｄ）が示されている。

図１３に示す例では、レドーム２０Ｄを構成する送信側レドーム２１Ｄ（又は受信側レドーム２２Ｄ）は、反射面全体が凹面２４になっている。なお、反射面全体が凹面とされる代わりに、反射面全体が凸面とされてもよい。

また、上記においては、送信アンテナ１１と受信アンテナ１２とが垂直方向に配置される構成としたが、この限りではない。送信アンテナ１１と受信アンテナ１２とは斜めや水平方向に配置してもよい。また送信アンテナ１１と受信アンテナ１２とを互いに平行な別の基板に配置してもよい。この場合も、送信側レドーム２１と受信側レドーム２２とは、それぞれ対向するアンテナを有する基板に対して所定方向に傾斜し、送信側レドーム２１と受信側レドーム２２とは互いに逆向きに傾斜するように構成するとよい。

また、以上においては、本発明の所定方向が垂直方向である構成とした。ただし、本発明の所定方向は、例えば斜めや水平方向であってよい。例えば、送信アンテナおよび受信アンテナは、水平方向に延びる伝送線路と、伝送線路に電気的に接続され、水平方向に複数並ぶアンテナ素子とを有する構成にしてよい。送信側レドームと受信側レドームとは、基板に対して水平方向に互いに逆向きに傾く構成としてよい。

１、１Ａ・・・アンテナ装置
１０・・・基板
１１・・・送信アンテナ
１２・・・受信アンテナ
１３・・・伝送線路
１４・・・アンテナ素子
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ・・・レドーム
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ・・・送信側レドーム
２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ・・・受信側レドーム
Ａ・・・第１変化領域
Ｂ・・・第２変化領域

Claims (11)

1. 送信アンテナと受信アンテナとが配置される基板と、
   前記基板に対向して配置されるレドームと、
   を備え、
   前記レドームは、
   前記送信アンテナと対向する送信側レドームと、
   前記受信アンテナと対向する受信側レドームと、
   を有し、
   前記送信アンテナの所定方向を含む平面におけるビームパターンにおいて、前記レドームが無い場合に比べて利得が大きくなる領域と、
   前記受信アンテナの前記平面におけるビームパターンにおいて、前記レドームが無い場合に比べて利得が大きくなる領域とが、互いに異なる角度位置である、アンテナ装置。
2. 前記送信アンテナの前記ビームパターンは、前記レドームが無い場合に比べて利得が大きくなる第１変化領域を、メインローブに対して一方側の角度位置に有し、
   前記受信アンテナの前記ビームパターンは、前記レドームが無い場合に比べて利得が大きくなる第２変化領域を、メインローブに対して他方側の角度位置に有する、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第１変化領域は、前記送信アンテナの前記ビームパターンにおけるメインローブに隣接するサイドローブに少なくとも一部が含まれ、
   前記第２変化領域は、前記受信アンテナの前記ビームパターンにおけるメインローブに隣接するサイドローブに少なくとも一部が含まれる、請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記第１変化領域は、前記受信アンテナの前記ビームパターンにおいて谷が形成される角度領域と少なくとも一部が重なる角度領域に位置し、
   前記第２変化領域は、前記送信アンテナの前記ビームパターンにおいて谷が形成される角度領域と少なくとも一部が重なる角度領域に位置する、請求項２又は３に記載のアンテナ装置。
5. 前記送信側レドームと前記受信側レドームとは、前記基板の前記送信アンテナおよび前記受信アンテナが配置される面に対して前記所定方向に傾き、
   前記送信側レドームと前記受信側レドームとで前記基板に対して傾く向きが逆である、請求項１から４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
6. 前記送信側レドームと前記受信側レドームとは、前記所定方向と直交する平面に対して対称に配置されている、請求項５に記載のアンテナ装置。
7. 前記送信側レドームと前記受信側レドームとは、前記所定方向と直交する平面に対して非対称に配置されている、請求項５に記載のアンテナ装置。
8. 前記送信側レドームと前記受信側レドームとは厚みが異なる、請求項７に記載のアンテナ装置。
9. 前記レドームは、前記基板の前記送信アンテナおよび前記受信アンテナが配置される面と直交する切断面の断面視において、前記送信側レドームと前記受信側レドームとの境界位置が前記基板から最も離れた凸形状である、請求項５から８のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
10. 前記送信側レドームと前記受信側レドームとのうち少なくとも一方は、前記基板と対向する側の面に凹凸構造又は曲面構造を有する、請求項１から９のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
11. 前記送信アンテナおよび前記受信アンテナは、伝送線路と、前記伝送線路に電気的に接続される複数のアンテナ素子とを有し、
    前記複数のアンテナ素子は、前記所定方向に沿って配置されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載のアンテナ装置。

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