JP2021034915A - 移動体搭載レーダアンテナ、移動体搭載レーダアンテナ用モジュール及び移動体搭載レーダアンテナシステム - Google Patents

移動体搭載レーダアンテナ、移動体搭載レーダアンテナ用モジュール及び移動体搭載レーダアンテナシステム Download PDF

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研一 川崎
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Abstract

【課題】簡単な構成でありつつ、対象物の位置を高精度に検出することができる、移動体搭載レーダアンテナを提供する。【解決手段】対象物に対向する主平面を有するアンテナ基板と、前記アンテナ基板にそれぞれ設けられた、前記主平面に対して平行な第１の偏波方向の偏波成分を受信可能な第１のアンテナ素子と、前記主平面に対して垂直な第２の偏波方向の偏波成分を受信可能な第２のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間を電気的に分離する分離部とを備える、移動体搭載レーダアンテナを提供する。【選択図】図６

Description

本開示は、移動体搭載レーダアンテナ、移動体搭載レーダアンテナ用モジュール及び移動体搭載レーダアンテナシステムに関する。
近年、車両に搭載されたレーダアンテナにより、車両の前方に位置する障害物の位置を検出する技術が提案されている。例えば、広い範囲の障害物を検出するためのアンテナとして、下記特許文献１に開示された技術を挙げることができる。
特開２００７−４９６９１号公報
しかしながら、従来の車載搭載レーダアンテナにおいては、車両（移動体）から遠くにある障害物を検出することを目的としていることから、車両に対する障害物の位置を高精度に捉えることが難しかった。また、上記特許文献１に開示されたアンテナにおいては、車両に対する障害物の方位角を検出するために、複数のアンテナ素子を直線的に並べたアレイアンテナ等といった、複雑な構成を用いていた。
そこで、本開示では、簡単な構成でありつつ、障害物（対象物）の位置を高精度に検出することができる、移動体搭載レーダアンテナ、移動体搭載レーダアンテナ用モジュール及び移動体搭載レーダアンテナシステムを提案する。
本開示によれば、対象物に対向する主平面を有するアンテナ基板と、前記アンテナ基板にそれぞれ設けられた、前記主平面に対して平行な第１の偏波方向の偏波成分を受信可能な第１のアンテナ素子と、前記主平面に対して垂直な第２の偏波方向の偏波成分を受信可能な第２のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間を電気的に分離する分離部とを備える、移動体搭載レーダアンテナが提供される。
また、本開示によれば、対象物に対向する主平面を有するアンテナ基板、前記アンテナ基板に設けられた、前記主平面に対して平行な第１の偏波方向の偏波成分を受信可能な第１のアンテナ素子、前記主平面に対して垂直な第２の偏波方向の偏波成分を受信可能な第２のアンテナ素子、及び、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間を電気的に分離する分離部を有する移動体搭載レーダアンテナからの信号を処理する移動体搭載レーダアンテナ用モジュールであって、前記対象物に対して送信波を送信する送信部と、前記第１のアンテナ素子を介して、前記対象物からの反射波の前記第１の偏波方向の偏波成分を受信する第１の受信部と、前記第２のアンテナ素子を介して、前記対象物からの前記反射波の前記第２の偏波方向の偏波成分を受信する第２の受信部と、前記第１及び第２の受信部で受信した前記偏波成分のそれぞれに対して信号処理を行う信号処理部とを備える、移動体搭載レーダアンテナ用モジュールが提供される。
さらに、本開示によれば、対象物に対向する主平面を有するアンテナ基板、前記アンテナ基板に設けられた、前記主平面に対して平行な第１の偏波方向の偏波成分を受信可能な第１のアンテナ素子、前記主平面に対して垂直な第２の偏波方向の偏波成分を受信可能な第２のアンテナ素子、及び、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間を電気的に分離する分離部を有する移動体搭載レーダアンテナと、前記対象物に対して送信波を送信する送信部と、前記第１のアンテナ素子を介して、前記対象物からの反射波の前記第１の偏波方向の偏波成分を受信する第１の受信部と、前記第２のアンテナ素子を介して、前記対象物からの前記反射波の前記第２の偏波方向の偏波成分を受信する第２の受信部と、前記第１及び第２の受信部で受信した前記偏波成分のそれぞれに対して信号処理を行う信号処理部とを有するモジュールとを含む、移動体搭載レーダアンテナシステムが提供される。
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向を説明するための説明図である。 仰角を説明するための説明図である。 本開示の実施形態に係るレーダアンテナの一例の概略平面図である。 本開示の実施形態に係るレーダアンテナの一例の概略断面図である。 本開示の実施形態に係るアンテナ基板の一例の断面図である。 本開示の第１の実施形態に係るアンテナ基板の一例の平面図である。 本開示の第１の実施形態に係るモノポールアンテナ素子の一例の透視斜視図である。 本開示の第１の実施形態に係るモノポールアンテナ素子の一例の断面図である。 本開示の第１の実施形態に係るモノポールアンテナ素子の反射特性（Ｓ１１）のシミュレーション結果である。 本開示の第１の実施形態に係るモノポールアンテナ素子の平面指向性のシミュレーション結果である。 本開示の第１の実施形態に係るモノポールアンテナ素子の断面指向性のシミュレーション結果（その１）である。 本開示の第１の実施形態に係るモノポールアンテナ素子の断面指向性のシミュレーション結果（その２）である。 本開示の第２の実施形態に係るアンテナ基板の一例の平面図である。 本開示の第２の実施形態に係るスロットアンテナ素子の一例の平面図及び断面図である。 本開示の第２の実施形態に係るスロットアンテナ素子の反射特性（Ｓ１１）のシミュレーション結果である。 本開示の第２の実施形態に係るスロットアンテナ素子の指向性のシミュレーション結果である。 本開示の第２の実施形態に係るホーンアンテナ素子の一例の平面図及び断面図である。 本開示の第２の実施形態に係るホーンアンテナ素子の反射特性（Ｓ１１）のシミュレーション結果である。 本開示の第２の実施形態に係るホーンアンテナ素子の指向性のシミュレーション結果である。 本開示の第３の実施形態に係るシステムのブロック図である。 本開示の第３の実施形態に係る方位角の推定方法を説明するための説明図である。 本開示の第３の実施形態に係る仰角の推定方法を説明するための説明図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。 ウェアラブル装置の外観の一例を示す説明図である。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本明細書および図面において、類似する構成要素については、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合がある。ただし、類似する構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。
また、以下の説明で参照される図面は、本開示の一実施形態の説明とその理解を促すための図面であり、わかりやすくするために、図中に示される形状や寸法、比などは実際と異なる場合がある。図中に示されるアンテナ等は、以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。さらに、以下の説明においては、積層上のアンテナ、電極、配線等の形状の表現は、幾何学的に定義される形状だけを意味するものではなく、アンテナ等の特性を確保する上で許容される程度の違い等がある場合やその形状に類似する形状をも含む。
さらに、以下の構成の接続に関する説明においては、特段のことわりがない限りは、「接続」とは、複数の要素の間を、信号を搬送するために電気的に接続することを意味する。さらに、以下の説明における「接続」には、複数の要素を直接的に、且つ、電気的に接続する場合だけでなく、他の要素を介して間接的に接続する場合も含む。
以下の説明においては、特段のことわりがない限りは、移動体とは、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット（移動ロボット）、建設機械、農業機械（トラクター）等であることができる。従って、本開示に係る技術であるレーダアンテナは、上述した各種の移動体に搭載されることとなる。また、移動体には、人物や動物等の自立的に移動するものも含まれ、このような場合、本開示に係る技術であるレーダアンテナは、人物や動物等の身体に装着されるウェアラブル装置や、人物が携帯する携帯装置に搭載されることとなる。
以下の説明においては、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向を説明するための説明図である図１に示すように、車両９００等の移動体の進行方向（詳細には、レーダアンテナの主平面の中心Ｏから、主平面に対して垂直に延伸する方向）をＺ軸方向と定義する。さらに、当該車両９００の正面の中心Ｏ（詳細には、レーダアンテナの主平面の中心Ｏ）から地面に向かって地面に対して垂直に延伸する方向をＹ軸方向と定義し、上記正面の平面上で上記中心Ｏから地面に対して平行に延伸する方向をＸ軸方向と定義する。
さらに、以下の説明においては、電磁波における電界の振動方向を偏波方向と呼び、詳細には、以下に説明される電磁波には、Ｘ軸方向の偏波成分、Ｙ軸方向の偏波成分、Ｚ軸方向の偏波成分の少なくともいずれかが含まれることとなる。
以下の説明においては、図１に示すように、方位角とは、レーダアンテナが搭載された車両９００等の移動体を平面視した際に、当該車両９００の正面の中心Ｏ（詳細には、正面に設置されたレーダアンテナのアンテナ基板の主平面の中心Ｏ）を正面（詳細には、上記主平面）に対して垂直な方向に沿って貫通する中心線（図１ではＺ軸）と、当該中心Ｏと対象物９０２とを結ぶ線とがなす角度θのことをいう。また、仰角を説明するための説明図である図２に示すように、仰角とは、上記車両９００を側面から見た際に、上記中心線（図２ではＺ軸）と、当該中心Ｏと対象物９０２とを結ぶ線とがなす角度φのことをいう。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１． 本発明者らが本開示に係る実施形態を創作するに至る背景
２． 本開示の実施形態
２．１ 概略
２．２ 第１の実施形態
２．３ 第２の実施形態
２．４ 第３の実施形態
３． 応用例
３．１ 移動体
３．２ ウェアラブル装置
４． まとめ
５． 補足
＜＜１． 本発明者らが本開示に係る実施形態を創作するに至る背景＞＞
まずは、本発明者らが本開示に係る実施形態を創作するに至る背景について説明する。先に説明したように、従来のレーダアンテナ(車両搭載レーダアンテナ)においては、車両（移動体）９００から遠くにある対象物９０２を検出することを目的としていることから、車両９００に対する対象物９０２の位置を高精度に捉えることが難しかった。また、車両９００に対する対象物９０２の位置を高精度に捉えようとする場合、複数のアンテナ素子を直線的に並べたアレイアンテナといった複雑な構成を選択することが一般的であった。このような状況において、本発明者らは、簡単な構成でありつつ、対象物９０２の位置を高精度に検出することができるレーダアンテナを得ようと鋭意検討を続けていた。
そして、検討を続ける中、本発明者らは、従来のレーダアンテナでは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の偏波成分しか捉えておらず、Ｚ軸方向の偏波成分を独立して捉えていなかったことに着眼した。
詳細には、従来のレーダアンテナにおいては、車両９００から遠くにある対象物９０２までの距離を検出することを目的としていることから、車両９００に対する対象物９０２の方位角θを高精度に捉えることを目的としてこなかった。そのため、従来のレーダアンテナにおいては、方位角θを捉えるために、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向の偏波成分を分離して捉える必然性がなかったものと考えられる。また、従来のレーダアンテナにおいては、方位角θを捉えようとする場合、Ｘ軸方向に配置された複数のアンテナ素子の位相差によって方位角θを推定していた。この場合、構成が複雑化するばかりか、位相差によって方位角θを捉えることから、隣り合う２つのアンテナ素子の距離は、波長により定まり、アンテナの構成をコンパクトにすることが難しい。
そこで、本発明者は、簡単な構成のレーダアンテナにより、異なる複数の偏波方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）の偏波成分を分離して捉えることができれば、対象物９０２の位置（方位角θ、仰角φ）を高精度に検出することができるのではないかと考えた。すなわち、本発明者らは、このような着想を一着眼点にして、本開示の実施形態を創作するに至ったのである。
＜＜２． 本開示の実施形態＞＞
＜２．１ 概略＞
以下に説明する本開示の実施形態は、簡単な構成でありつつ、異なる複数の偏波方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）の偏波成分を分離して捉えることができる、移動体搭載レーダアンテナを提案する。以下に、図３から図５を参照して、本開示の実施形態の概略を説明する。図３は、本開示の実施形態に係るレーダアンテナの一例の概略平面図であり、図４は、本開示の実施形態に係るレーダアンテナの一例の概略断面図である。また、図５は、本開示の実施形態に係るアンテナ基板の一例の断面図であり、詳細には、アンテナ基板の積層方向に沿ってアンテナ基板を切断した際の断面図である。
本開示の実施形態においては、図３及び図４に示すように、レーダアンテナ１００は、対象物９０２に対向する主平面１１２を有するアンテナ基板１１０と、複数のアンテナ素子（第１のアンテナ素子）１２０ａ（図３では図示省略）が設けられたアンテナ領域（第１の領域）１１２ａと、複数のアンテナ素子（第２のアンテナ素子）１２０ｂ（図３では図示省略）が設けられたアンテナ領域（第２の領域）１１２ｂとを有する。さらに、本実施形態においては、レーダアンテナ１００は、アンテナ領域１１２ａ、１１２ｂの間を電気的に分離する、すなわち、アンテナ素子１２０ａ、１２０ｂの間を電気的に分離する分離領域（分離部）１１２ｃをさらに有する。
詳細には、アンテナ素子１２０ａは、Ｘ軸方向及び／又はＹ軸方向（主平面１１２に対して平行な第１の偏波方向）の偏波成分を受信可能なアンテナ素子であり、図４に示される放射パターン２００ａのような指向性を有する。また、アンテナ素子１２０ｂは、Ｚ軸方向（主平面１１２に対して垂直な第２の偏波方向）の偏波成分を受信可能なアンテナ素子であり、図４に示される放射パターン２００ｂのような指向性を有する。なお、アンテナ素子１２０ａ、１２０ｂの詳細については後述する。
さらに、図３に示されるように、主平面１１２上では、アンテナ領域１１２ｂはアンテナ領域１１２ａの周囲に位置し、分離領域１１２ｃは、アンテナ領域１１２ａとアンテナ領域１１２ｂとの間に位置する。なお、本実施形態においては、アンテナ領域１１２ａ、１１２ｂの位置関係は、図３に示されるような位置関係に限定されるものではなく、これらの間に分離領域１１２ｃを設けることができれば、例えば、アンテナ領域１１２ａはアンテナ領域１１２ｂの周囲に位置してもよい。
さらに、詳細には、図５に示すように、アンテナ基板１１０は、誘電体層１３０と、当該誘電体層１３０を誘電体層１３０の厚み方向に沿って両側から挟みこむ２つの導電体層１３２とを少なくとも有する。誘電体層１３０は、比誘電率が２〜３．５の誘電体材料からなり、例えば、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂等からなる。また、導電体層１３２は、例えば、銅、金、アルミニウム等の導電性材料からなる。さらに、アンテナ基板１１０は、誘電体層１３０と、当該誘電体層１３０を誘電体層１３０の厚み方向に沿って両側から挟みこむ２つの導電体層１３２とを有する基板を複数積層した積層基板であってもよい。また、アンテナ基板１１０の厚みについても、例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度であって、特に限定されるものではない。
また、分離領域１１２ｃには、アンテナ素子１２０ａ、１２０ｂの間を電気的に分離する１つ又は複数の分離素子１２０ｃ（図３、図４においては図示省略）が設けられている。本開示の実施形態においては、分離素子１２０ｃは、例えば、アンテナ基板１１０の一部又は全体をアンテナ基板１１０の厚み方向に貫通し、グランドと電気的に接続されるグランドビアであることができる。なお、本開示の実施形態においては、分離素子１２０ｃは、アンテナ素子１２０ａ、１２０ｂの間を電気的に分離することができれば、特に限定されるものでない。例えば、本開示の実施形態においては、分離素子１２０ｃは、グランドと電気的に接続されたグランド配線であってもよく、電磁波を吸収する吸収材から形成された吸収素子であってもよく、電界に作用する磁性体から形成された磁性素子であってもよい。
なお、本開示の実施形態に係るアンテナ基板１１０は、後述するような移動体（例えば、車両９００）の正面に、当該正面と主平面１１２とが平行になるように設置される。このような場合、Ｚ軸方向は、上記移動体の前進方向となる。
本開示の実施形態においては、Ｘ軸方向及び／又はＹ軸方向の偏波成分を受信可能なアンテナ素子１２０ａと、Ｚ軸方向の偏波成分を受信可能なアンテナ素子１２０ｂとの間を、分離領域１１２ｃによって電気的に分離している。従って、本実施形態に係るレーダアンテナ１００は、分離領域１１２ｃにより、アンテナ素子１２０ａ、１２０ｂの間を分離することができ、さらには、これらの間の結合や干渉を避けることから、容易に、異なる複数の偏波方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）の偏波成分を分離して捉えることができる。
そして、本開示の実施形態に係るレーダアンテナ１００により、Ｘ軸方向の偏波成分及びＺ軸方向の偏波成分を分離して捉えることができることから、対象物９０２の方位角θを容易に推定することができる。また、本実施形態に係るレーダアンテナ１００により、Ｙ軸方向の偏波成分及びＺ軸方向の偏波成分を分離して捉えることができることから、対象物９０２の仰角φを容易に推定することができる。なお、方位角θ及び仰角φの推定方法の詳細については後述する。
その結果、本開示の実施形態によれば、簡単な構成でありつつ、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の偏波成分を分離して捉えることができることから、対象物９０２の方位角θ、仰角φを高精度に検出することができる。さらに、本開示の実施形態によれば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の偏波成分を分離して捉えることができることから、対象物９０２の位置を検出する際の処理の負荷が増加することを抑えることができる。加えて、本開示の実施形態によれば、Ｚ軸方向の偏波成分を捉えることができることから、レーダアンテナ１００の視野角を拡げることができる。
ところで、本実施形態においては、レーダアンテナ１００は、図３及び図４に示されるような形態に限定されるものではない。本実施形態においては、例えば、レーダアンテナ１００の主平面１１２に、Ｘ軸方向の偏波成分を受信可能なアンテナ素子１２０ａと、Ｚ軸方向の偏波成分を受信可能なアンテナ素子１２０ｂと、Ｙ軸方向の偏波成分を受信可能なアンテナ素子（第３のアンテナ素子）（図示省略）とを設けてもよい。この場合、主平面１１２上には、各アンテナ素子を有するアンテナ領域がそれぞれ設けられ、さらに、各アンテナ領域を分離する分離領域が設けられてもよい。また、本実施系携帯おいては、このような場合、これらアンテナ領域の位置関係についても、特に限定されるものではない。以下に、本発明者が創作した実施形態の具体例を順次説明する。
＜２．２ 第１の実施形態＞
まずは、図６から図１２を参照して、本開示の第１の実施形態を説明する。図６は、本実施形態に係るアンテナ基板の一例の平面図である。図７は、本実施形態に係るモノポールアンテナ素子の一例の透視斜視図であり、図８は、本実施形態に係るモノポールアンテナ素子の一例の断面図である。図９は、本実施形態に係るモノポールアンテナ素子の反射特性（Ｓ１１）のシミュレーション結果である。また、図１０は、本実施形態に係るモノポールアンテナ素子の平面指向性のシミュレーション結果であり、詳細には、上段には、本実施形態に係るモノポールアンテナ素子の放射パターンの斜視図を示し、下段には、上段に示される放射パターンをアンテナ基板１１０の上方から見た場合の平面指向性の結果を示す。図１１は、本実施形態に係るモノポールアンテナ素子の断面指向性のシミュレーション結果であり、詳細には、上段には、本実施形態に係るモノポールアンテナ素子の、給電方向から見た場合の放射パターンを示し、下段には、上段に示される放射パターンをＺ軸方向に沿って切断した場合の断面指向性の結果を示す。図１２も、本実施形態に係るモノポールアンテナ素子の断面指向性のシミュレーション結果であり、詳細には、上段には、本実施形態に係るモノポールアンテナ素子の、給電方向に対して垂直な方向から見た場合の放射パターンを示し、下段には、上段に示される放射パターンをＺ軸方向に沿って切断した場合の断面指向性の結果を示す。
本実施形態においては、図６に示すように、レーダアンテナ１００のアンテナ基板１１０の主平面１１２には、その中央部に複数のアンテナ素子１２０ａが設けられたアンテナ領域１１２ａが設けられている。また、主平面１１２においては、アンテナ領域１１２ａの周囲に、複数のアンテナ素子１２０ｂが設けられたアンテナ領域（第２の領域）１１２ｂが設けられている。さらに、本実施形態においては、図６に示すように、アンテナ領域１１２ａ、１１２ｂの間には、アンテナ素子１２０ａ、１２０ｂの間を電気的に分離する複数の分離素子１２０ｃを有する分離領域（分離部）１１２ｃが設けられている。以下に、本実施形態に係るアンテナ素子１２０ａ、１２０ｂ及び分離素子１２０ｃの詳細について説明する。
（アンテナ素子１２０ａ）
本実施形態においては、アンテナ素子１２０ａは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の偏波成分を受信可能なアンテナ素子であり、詳細には、アンテナ素子１２０ａは、主平面１１２上に設けられた金属パターンによって形成されたパッチアンテナ素子である。具体的には、図６に示されるように、当該パッチアンテナ素子は、主平面１１２上でＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って延伸する辺を有する矩形状の金属パターンからなる。当該パッチアンテナ素子は、Ｘ軸方向（第１の偏波方向）だけでなく、Ｙ軸方向（主平面１１２に対して平行であり、且つ、Ｘ軸方向と直行する第３の偏波方向）の偏波成分を受信可能である。
（アンテナ素子１２０ｂ）
アンテナ素子１２０ｂは、先に説明したように、Ｚ軸方向の偏波成分を受信可能なアンテナ素子であり、本実施形態においては、アンテナ基板１１０をアンテナ基板１１０の厚み方向に沿って貫通するビア１２２を有するモノポールアンテナ素子からなる。例えば、図７及び図８に示すように、当該モノポールアンテナ素子は、０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度の厚さを持つアンテナ基板１１０を貫通する、直径０．１ｍｍ〜０．３ｍｍのビア１２２を有する。
次に、図９から図１２を参照して、本実施形態に係るモノポールアンテナ素子のシミュレーション結果を説明する。なお、以下に示すシミュレーション結果は、アンテナ基板１１０のモデルパラメータ（比誘電率、厚み、パターンの形状、長さ等）に基づいて、電磁界解析を行うことができる既存のシミュレーションソフトを使用して得られた結果である。詳細には、アンテナ基板１１０の厚さが０．８４ｍｍ、比誘電体率３．２〜３．５、モノポールアンテナ素子のビア１２２の直径が０．２ｍｍの条件で、図９から図１２のシミュレーション結果を得ることができた。
上記条件の下では、図９の本実施形態に係るモノポールアンテナ素子の反射特性（Ｓ１１）のシミュレーション結果に示すように、本実施形態に係るモノポールアンテナ素子は、７７ＧＨｚ付近の周波数特性が良好であることがわかった。また、図１０から図１２の本実施形態に係るモノポールアンテナ素子の指向性のシミュレーション結果に示すように、本実施形態に係るモノポールアンテナ素子は、Ｚ軸方向に指向性を有することがわかった。すなわち、本実施形態に係るモノポールアンテナ素子によれば、７７ＧＨｚ付近の周波数を持つ、Ｚ軸方向の偏波成分を捉えることができることがわかった。
なお、Ｚ軸方向の偏波成分を捉えることができるモノポールアンテナ素子を形成しようした場合、当該モノポールアンテナ素子を設けるアンテナ基板１１０の厚さｔ、すなわち、ビアの貫通長さは、波長λ、比誘電率εｒとした場合、以下の式（１）により、表すこことができる。
Figure 2021034915
上述の式（１）からわかるように、ターゲットとする周波数が高い場合には、波長λも小さくなるため（例えば、７７ＧＨｚでは、波長λは空気中で約３．８９ｍｍとなる）、モノポールアンテナ素子を設けるアンテナ基板１１０の厚さｔを薄くすることができる。従って、本実施形態に係るモノポールアンテナ素子を用いることにより、ターゲットとする周波数が高くなればなるほど、レーダアンテナ１００をより小型化することが可能となる。
（分離素子１２０ｃ）
本実施形態においては、図６に示すように、分離素子１２０ｃは、例えば、アンテナ基板１１０の一部又は全体をアンテナ基板１１０の厚み方向に貫通し、グランドと電気的に接続されるグランドビアである。
以上のように、本実施形態によれば、簡単な構成でありつつ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と、Ｚ軸方向との偏波成分を分離して捉えることができる。加えて、本実施形態によれば、Ｚ軸方向の偏波成分を捉えることができることから、レーダアンテナ１００の視野角を拡げることができる。
＜２．３ 第２の実施形態＞
次に、図１３から図１９を参照して、本開示の第２の実施形態を説明する。図１３は、本実施形態に係るアンテナ基板の一例の平面図である。図１４は、本実施形態に係るスロットアンテナ素子の一例の平面図及び断面図であり、詳細には、上段に平面図、下段に断面図を示す。図１５は、本実施形態に係るスロットアンテナ素子の反射特性（Ｓ１１）のシミュレーション結果である。図１６は、本実施形態に係るスロットアンテナ素子の指向性のシミュレーション結果であり、詳細には、本実施形態に係るスロットアンテナ素子の放射パターンの斜視図を示す。図１７は、本実施形態に係るホーンアンテナ素子の一例の平面図及び断面図であり、詳細には、上段に平面図、下段に断面図を示す。図１８は、本実施形態に係るホーンアンテナ素子の反射特性（Ｓ１１）のシミュレーション結果である。図１９は、本実施形態に係るホーンアンテナ素子の指向性のシミュレーション結果であり、詳細には、本実施形態に係るホーンアンテナ素子の放射パターンの斜視図を示す。
本実施形態においては、図１３に示すように、レーダアンテナ１００のアンテナ基板１１０の主平面１１２の中央には、複数のアンテナ素子１２０ａが設けられ、複数のアンテナ素子１２０ａの周囲には、複数のアンテナ素子１２０ｂが設けられている。さらに、主平面１１２には、アンテナ素子１２０ａ、１２０ｂの間を電気的に分離する複数の分離素子１２０ｃが設けられている。以下に、本実施形態に係るアンテナ素子１２０ａ、１２０ｂの詳細について説明する。なお、本実施形態においては、分離素子１２０ｃは上述した第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
（アンテナ素子１２０ａ）
本実施形態においては、アンテナ素子１２０ａは、Ｘ軸方向の偏波成分を受信可能なアンテナ素子であり、詳細には、図１４に示されるように、主平面１１２においてＹ軸方向（第１の偏波方向に対して垂直な方向）に沿って延伸するスロットを有するスロットアンテナ素子である。具体的には、当該スロットアンテナ素子は、幅０．１ｍｍ程度、長さ２．２ｍｍ程度のスロットを有する。
次に、図１５及び図１６を参照して、本実施形態に係るスロットアンテナ素子のシミュレーション結果を説明する。なお、以下に示すシミュレーション結果は、アンテナ基板１１０のモデルパラメータ（比誘電率、厚み、パターンの形状、長さ等）に基づいて、電磁界解析を行うことができる既存のシミュレーションソフトを使用して得られた結果である。詳細には、アンテナ基板１１０の厚さが０．８４ｍｍ、比誘電体率３．２〜３．５、スロットアンテナ素子のスロットの、幅が０．１ｍｍ、長さが２．２ｍｍである条件で、図１５及び図１６のシミュレーション結果を得ることができた。
上記条件の下では、図１５の本実施形態に係るスロットアンテナ素子の反射特性（Ｓ１１）のシミュレーション結果に示すように、本実施形態に係るスロットアンテナ素子は、７７ＧＨｚ付近の周波数特性が良好であることがわかった。また、図１６の本実施形態に係るスロットアンテナ素子の指向性のシミュレーション結果に示すように、本実施形態に係るモノポールアンテナ素子は、Ｘ軸方向に指向性を有することがわかった。すなわち、本実施形態に係るスロットアンテナ素子によれば、７７ＧＨｚ付近の周波数を持つ、Ｘ軸方向の偏波成分を捉えることができることがわかった。
（アンテナ素子１２０ｂ）
アンテナ素子１２０ｂは、先に説明したように、Ｚ軸方向の偏波成分を受信可能なアンテナ素子であり、本実施形態においては、主平面１１２上に設けられた金属パターンや、アンテナ基板１１０の一部又は全体を貫通するビア等によって構成されるＳＩＷ（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）アンテナ素子であることができる。より具体的には、本実施形態においては、図１７に示すように、アンテナ素子１２０ｂは、主平面１１２上にホーン状に配列した複数のビア（パターン）１２４によって形成されたホーンアンテナ素子である。
詳細には、当該ホーンアンテナ素子は、複数のビア１２４を主平面１１２上にラッパ状（ホーン状）に配列して形作られるホーン部１２６と、複数のビア１２４を主平面１１２上に平行に配列して形作られる導波路部１２８とを有する。例えば、ホーン部１２６の長さＬは２．８ｍｍ程度、ホーン部１２６と導波路部１２８とが接続する部分の幅ｄ１は１．４ｍｍ程度、ホーン部１２６の広がった先端部分の幅ｄ２は４ｍｍ程度とすることができる。
次に、図１８及び図１９を参照して、本実施形態に係るホーンアンテナ素子のシミュレーション結果を説明する。なお、以下に示すシミュレーション結果は、アンテナ基板１１０のモデルパラメータ（比誘電率、厚み、パターンの形状、長さ等）に基づいて、電磁界解析を行うことができる既存のシミュレーションソフトを使用して得られた結果である。詳細には、アンテナ基板１１０の厚さが０．８４ｍｍ、比誘電体率３．２〜３．５、ホーンアンテナ素子のホーン部１２６の長さＬを２．８ｍｍ、ホーン部１２６と導波路部１２８とが接続する部分の幅ｄ１を１．４ｍｍ、ホーン部１２６の広がった先端部分の幅ｄ２を４ｍｍ程度とする条件で、図１８及び図１９のシミュレーション結果を得ることができた。
上記条件の下では、図１８の本実施形態に係るホーンアンテナ素子の反射特性（Ｓ１１）のシミュレーション結果に示すように、本実施形態に係るホーンアンテナ素子は、８０ＧＨｚ付近の周波数特性が良好であることがわかった。また、図１９の本実施形態に係るホーンアンテナ素子の指向性のシミュレーション結果に示すように、本実施形態に係るホーンアンテナ素子は、Ｚ軸方向に指向性を有することがわかった。すなわち、本実施形態に係るホーンアンテナ素子によれば、８０ＧＨｚ付近の周波数を持つ、Ｚ軸方向の偏波成分を捉えることができることがわかった。
以上のように、本実施形態によれば、簡単な構成でありつつ、Ｘ軸方向と、Ｚ軸方向との偏波成分を分離して捉えることができる。加えて、本実施形態によれば、Ｚ軸方向の偏波成分を捉えることができることから、レーダアンテナ１００の視野角を拡げることができる。
（変形例）
なお、本実施形態においては、主平面１１２においてＸ軸方向（第１の偏波方向）に沿って延伸するスロットを有するスロットアンテナ素子（第３のアンテナ素子）（図示省略）を設けてもよい。当該スロットアンテナ素子は、主平面１１２に対して平行であり、且つ、Ｙ軸方向（第１の偏波方向と直行する第３の偏波方向）の偏波成分を受信可能なアンテナ素子として機能することができる。この場合、当該スロットアンテナ素子と、上述したアンテナ素子１２０ａ、１２０ｂとを電気的に分離する分離領域(図示省略)をさらに設けることが好ましい。
＜２．４ 第３の実施形態＞
次に、図２０から図２２を参照して、対象物９０２の方位角θや仰角φを推定することができる、本開示の第３の実施形態に係るシステムについて説明する。図２０は、本実施形態に係るシステムのブロック図であり、図２１は、本実施形態に係る方位角の推定方法を説明するための説明図であり、図２２は、本実施形態に係る仰角の推定方法を説明するための説明図である。
本実施形態に係るシステム３００は、図２０に示すように、上述したレーダアンテナ１００と、さらにモジュール４００とを含む。以下に、当該モジュール４００の構成の詳細について説明する。なお、本実施形態に係るレーダアンテナ１００は、上述した第１及び第２の実施形態のレーダアンテナ１００と同様であるため、ここでは説明を省略する。
（送信部４０２）
送信部４０２は、アンテナ素子１２０ａを介して対象物９０２に対して送信波を送信する機能部であり、詳細には、送信部４０２は、例えば、時間に対して周波数が変化するチャープ信号を送信することができる。送信部４０２は、例えば、水晶発振器（図示省略）、位相比較器（図示省略）、分周器（図示省略）、チャージポンプ（図示省略）、電圧制御発振器（図示省略）及びループフィルタ（図示省略）を持つＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）シンセサイザで構成することができる。
（受信部４０４ａ、４０４ｂ）
受信部４０４ａ（第１の受信部）は、アンテナ素子１２０ａを介して対象物９０２からの反射波のＸ軸方向又はＹ軸方向の偏波成分を受信する。また、受信部４０４ｂ（第２の受信部）は、アンテナ素子１２０ａを介して対象物９０２からの反射波のＺ軸方向の偏波成分を受信する。受信部４０４ａ、４０４ｂは、例えば、トランジスタ等の半導体素子を組み合わせて構成された増幅器（図示省略）、ミキサ（図示省略）等から構成することができる。より具体的には、受信部４０４ａ、４０４ｂは、例えば、受信した反射波と、上述した送信部４０２からの送信波とが入力され、反射波の周波数と送信波の周波数との和及び差に対応する周波数を持つ信号を取得することができるミキサを有していてもよい。
（信号処理部４０６）
信号処理部４０６は、受信部４０４ａ、４０４ｂで受信した偏波成分のそれぞれに対して信号処理を行うことができる。信号処理部４０６は、例えば、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はマイコン等の算術理論演算素子により構成することができる。当該信号処理部４０６は、受信波として、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の偏波成分を取得することができる場合には、対象物９０２の方位角θを推定することができ、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の偏波成分を取得することができる場合には、対象物９０２の仰角φを推定することができる。なお、本実施形態に係る方位角θ及び仰角φの推定の詳細については後述する。さらに、当該信号処理部４０６は、対象物９０２までの距離や速度（例えば、ＦＭＣＷ方式レーダ）を推定したり、反射波の強度を推定したりすることができる。
（方位角の推定）
本実施形態においては、信号処理部４０６は、受信部４０４ａ、４０４ｂで受信した偏波成分に基づいて、図２１に示すような、アンテナ基板１１０の主平面１１２の中心Ｏを主平面１１２に対して垂直な方向に沿って貫通する中心線（図２１ではＺ軸）と、当該中心Ｏと対象物９０２とを結ぶ線分７００とがなす方位角θを推定することができる。詳細には、本実施形態に係るレーダアンテナ１００により、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の偏波成分を分離して捉えることができる。さらに、各偏波方向の偏波成分の強度と、方位角θとの関係は、以下の数式（２）で示すことができる。従って、αｚ（θ）／αｘ（θ）が単調な関数であれば、方位角θを推定することができる。なお、式（２）中のαｚ（θ）、αｘ（θ）は、レーダアンテナ１００の各方向の特性が反映された係数であるものとする。
Figure 2021034915
（仰角の推定）
本実施形態においては、信号処理部４０６は、受信部４０４ａ、４０４ｂで受信した偏波成分に基づいて、図２２に示すような、アンテナ基板１１０の主平面１１２の中心Ｏを主平面１１２に対して垂直な方向に沿って貫通する中心線（図２２ではＺ軸）が延伸する水平面と、中心Ｏと対象物９０２とを結ぶ線分７０２とがなす仰角φを推定することができる。
詳細には、本実施形態においては、レーダアンテナ１００により、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の偏波成分を分離して捉えることができる。そこで、本実施形態においては、Ｚ軸方向の偏波成分を単独で捉えることができるが、図２２に示すように、Ｚ軸方向の偏波成分は、対象物９０２の高さ（仰角φ）及び対象物９０２までの距離（水平面上の距離）に応じて変化することとなる。ところで、アンテナ素子１２０ｂと対象物９０２とが同じ高さである場合、すなわち、仰角φが０度の場合には、Ｚ軸方向の偏波成分は、対象物９０２までの距離に依存して単調に変化する。一方、アンテナ素子１２０ｂと対象物９０２とが同じ高さでない場合、すなわち、仰角φが０度でない場合には、Ｚ軸方向の偏波成分は、対象物９０２の高さ（仰角φ）及び対象物９０２までの距離の両方に応じて変化する。従って、例えば、レーダアンテナ１００が走行中の車両９００の正面に設けられている場合には、Ｚ軸方向の偏波成分を捉える各アンテナ素子１２０ｂのうち、捉えている偏波成分が車両９００の走行距離に応じて単調に変化しているアンテナ素子１２０ｂは、対象物９０２と同じ高さであるといえる。そこで、本実施形態においては、レーダアンテナ１００が走行中の車両９００の正面に設けられている場合には、Ｚ軸方向の偏波成分を捉える各アンテナ素子１２０ｂの位置（水平面に対する高さ）と、各アンテナ素子１２０ｂで捉えたＺ軸方向の偏波成分の変化との関係により、対象物９０２の高さ（仰角φ）を推定することができる。
なお、本実施形態においては、システム３００の構成は、図２０に示すような構成に限定されるものではない。ここで、例えば、レーダアンテナ１００が、Ｘ軸方向の偏波成分を受信可能なアンテナ素子１２０ａと、Ｚ軸方向の偏波成分を受信可能なアンテナ素子１２０ｂと、Ｙ軸方向の偏波成分を受信可能なアンテナ素子（第３のアンテナ素子）（図示省略）とを有する場合を考える。このような場合、本実施形態に係るモジュール４００は、Ｚ軸方向の偏波成分を受信することができる受信部４０４ｂのほかに、Ｘ軸方向の偏波成分を受信可能なアンテナ素子１２０ａを介して、Ｘ軸方向の偏波成分を受信することができる受信部４０４ａと、Ｙ軸方向の偏波成分を受信可能なアンテナ素子を介して、Ｚ軸方向の偏波成分を受信することができる受信部（第３の受信部）（図示省略）とを有してもよい。そして、本実施形態においては、このような場合、信号処理部４０６は、Ｚ軸方向の偏波成分を受信することができる受信部で受信した前記偏波成分に対して信号処理を行うようにしてもよい。また、送信部４０２も、アンテナ素子１２０ａを介して対象物９０２に対して送信波を送信するだけでなく、アンテナ素子１２０ｂ等を介して送信波を送信してもよい。ずなわち、本実施形態においては、アンテナ素子、受信部、送信部の組み合わせは特に限定されるものではない。
＜＜３． 応用例＞＞
＜３．１ 移動体＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット（移動ロボット）、建設機械、農業機械（トラクター）等のいずれかの移動体に搭載される装置として実現されてもよい。なお、ここで、ドローンとは、小型飛行機であって、構造上操縦者が乗らず、自立飛行機能及び自立姿勢制御機能等を有し、３次元空間を飛行することができる装置のことをいう。
図２３は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システム７０００の概略的な構成例を示すブロック図である。車両制御システム７０００は、通信ネットワーク７０１０を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図２３に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。
各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図２３では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。
駆動系制御ユニット７１００は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット７１００は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）又はＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）等の制御装置としての機能を有してもよい。
駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング装置又はブレーキ装置等を制御する。
ボディ系制御ユニット７２００は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット７２００は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット７２００には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット７２００は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ装置から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ装置に備えられた冷却装置等の制御を行う。
車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。
環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、本開示に係る技術である移動体搭載レーダアンテナシステム等であることかできる。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし装置として備えられてもよいし、複数のセンサないし装置が統合された装置として備えられてもよい。
ここで、図２４は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部のうちの少なくとも一つの位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部７９１０及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として車両７９００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部７９１２，７９１４は、主として車両７９００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部７９１６は、主として車両７９００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
なお、図２４には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ，ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２２，７９２４，７９２６，７９２８，７９３０は、先に説明したように、本開示に係る技術である移動体搭載レーダアンテナシステム等であることができる。また、車両７９００のフロントノーズ、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２６，７９３０も、本開示に係る技術である移動体搭載レーダアンテナシステム等であることができる。例えば、車外情報検出部７９２０が本開示に係る技術である移動体搭載レーダアンテナである場合、アンテナ基板１１０の主平面１１２は、車両７９００の正面と平行になるように設置されることとなり、Ｚ軸方向は、当該車両７９００の前進方向となる。これらの車外情報検出部７９２０〜７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。
図２３に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が本開示に係る技術である移動体搭載レーダアンテナシステム等である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報や反射波に基づいて、車外の物体までの距離や位置を算出してもよい。
また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。
車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。
統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る装置によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外線又はその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル装置の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。
記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含んでいてもよい。また、記憶部７６９０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。
汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、ＬＴＥ（登録商標）（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）若しくはＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク（例えば、インターネット、クラウドネットワーク又は事業者固有のネットワーク）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Ｐｅｅｒ Ｔｏ Ｐｅｅｒ）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）端末）と接続してもよい。
専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ ｉｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、典型的には、車車間（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｖｅｈｉｃｌｅ）通信、路車間（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）通信、車両と家との間（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｈｏｍｅ）の通信及び歩車間（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。
測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。なお、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。
ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。なお、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。
車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インタフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）又はＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢ）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、又はＭＨＬ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｈｉｇｈ−ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｌｉｎｋ）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション装置を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。
車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインタフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。
統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行ってもよい。
マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を作成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。
音声画像出力部７６７０は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図２３の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。表示部７７２０は、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。
なお、図２３に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも２つの制御ユニットが１つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。
＜３．２ ウェアラブル装置＞
また、本開示に係る技術である移動体搭載レーダアンテナシステム等は、ユーザ（人物）や動物の身体に装着されたウェアラブル装置に搭載されてもよい。図２５は、ウェアラブル装置の外観の一例を示す説明図である。
図２５に示すウェアラブル装置８００は、アイウエア型のウェアラブル装置である。当該ウェアラブル装置８００は、左右の本体部８０２Ｌ、８０２Ｒと、ディスプレイ８０４と、レンズ８０６と、本体部８０２Ｌ、８０２Ｒを接続するネックバンド８０８とを有する。本体部８０２Ｌ、８０２Ｒには、例えば、本開示に係る技術である移動体搭載レーダアンテナシステム等のうちの少なくとも一部が内蔵される。例えば、本開示に係る技術のレーダアンテナ１００は、その主平面１１２がユーザの正面と平行になるように、本体部８０２Ｌ、８０２Ｒのいずれかに設置することができる。この場合、Ｚ軸方向は、ユーザの前進方向となる。また、ディスプレイ８０４は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等からなる。従って、ユーザは、ウェアラブル装置８００を装着した状態で、レンズ８０６を介して周囲の見ることができ、片方の目で、ディスプレイ８０４に表示される画面も見ることができる。従って、ユーザは、本開示に係る技術である移動体搭載レーダアンテナシステム等により検出した障害物等の情報を、ディスプレイ８０４に表示される画面によって認識することができる。
本体部８０２Ｌ、８０２Ｒは、ウェアラブル装置８００の各ブロックを制御することができる主制御部（図示省略）を内蔵する。当該主制御部は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のハードウェアにより実現される。本体部８０２Ｌ、８０２Ｒは、外部装置との間で情報の送受信を行うことができる通信部（図示省略）を内蔵することもできる。当該通信部は、通信アンテナ、送受信回路やポート等の通信デバイスにより実現される。
さらに、ウェアラブル装置８００は、例えば、ユーザに向けて、音声、光、又は、振動等により各種の情報を出力するために、スピーカ、イヤフォン、発光素子、振動モジュール等を有してもよい。また、ウェアラブル装置８００は、タッチパネル、ボタン、スイッチ、キー、キーボード、マイクロフォン、画像センサ等により実現される、ウェアラブル装置８００へのデータ、コマンドの入力を受け付ける入力部をさらに有していてもよい。
なお、ウェアラブル装置８００は、図２５に示す形態に限定されるものではなく、例えば、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）型、イヤーデバイス型、アンクレット型、腕輪型、首輪型、パッド型、バッチ型、衣服型等の各種の方式のウェアラブル装置であってもよい。
また、本開示に係る技術である移動体搭載レーダアンテナシステム等は、ユーザ（人物）が携帯する携帯装置に搭載されてもよい。例えば、携帯装置とは、タブレット型ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、スマートフォン、携帯電話、ラップトップ型ＰＣ、ノート型ＰＣ等を挙げることができる。
＜＜４． まとめ＞＞
以上のように、本開示の技術によれば、分離して配置された異なる指向性を持つアンテナ素子を有するレーダアンテナにより、異なる複数の偏波方向の偏波成分を分離して捉えることができることから、簡単な構成でありつつ、障害物（対象物）の位置（方位角、仰角）を高精度に検出することができる。さらに、本開示の技術によれば、レーダアンテナの視野角を拡げることもできる。
＜＜５． 補足＞＞
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
対象物に対向する主平面を有するアンテナ基板と、
前記アンテナ基板にそれぞれ設けられた、
前記主平面に対して平行な第１の偏波方向の偏波成分を受信可能な第１のアンテナ素子と、
前記主平面に対して垂直な第２の偏波方向の偏波成分を受信可能な第２のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間を電気的に分離する分離部と、
を備える、移動体搭載レーダアンテナ。
（２）
前記第２のアンテナ素子は、前記アンテナ基板を前記アンテナ基板の厚み方向に沿って貫通するビアを有するモノポールアンテナ素子からなる、
上記（１）に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
（３）
前記第２のアンテナ素子は、前記主平面上に設けられたＳＩＷアンテナ素子からなる、
上記（１）に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
（４）
前記ＳＩＷアンテナ素子は、前記主平面上にホーン状に配列した複数のパターンによって形成されたホーンアンテナである、
上記（３）に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
（５）
前記第１のアンテナ素子は、前記主平面上に、前記第１の偏波方向に対して垂直な方向に沿って延伸するスロットを有するスロットアンテナ素子である、
上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の移動体搭載レーダアンテナ。
（６）
前記第１のアンテナ素子は、
前記主平面上に設けられた金属パターンによって形成されたパッチアンテナ素子である、
上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の移動体搭載レーダアンテナ。
（７）
前記分離部は、グランドと電気的に接続されたグランドビア、グランドと電気的に接続されたグランド配線、電磁波を吸収する吸収材からなる吸収素子、及び、電界に作用する磁性体からなる磁性素子のうちの少なくともいずれか１つを含む、上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載の移動体搭載レーダアンテナ。
（８）
前記アンテナ基板に設けられ、
前記主平面に対して平行であり、且つ、前記第１の偏波方向と直行する第３の偏波方向の偏波成分を受信可能な第３のアンテナ素子をさらに備える、
上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の移動体搭載レーダアンテナ。
（９）
前記第３のアンテナ素子は、前記主平面上に、前記第１の偏波方向に沿って延伸するスロットを有するスロットアンテナ素子である、
上記（８）に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
（１０）
前記主平面は、
複数の前記第１のアンテナ素子が設けられた第１の領域と、
複数の前記第２のアンテナ素子が設けられた第２の領域と、
を有し、
前記第１の領域と前記第２の領域との間に前記分離部が位置する、
上記（１）〜（９）のいずれか１つに記載の移動体搭載レーダアンテナ。
（１１）
前記第２の領域は前記第１の領域の周囲に位置する、
上記（１０）に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
（１２）
車両、船舶、ドローン、及び、ロボットのうちから選択される１つの移動体に搭載される、上記（１）〜（１１）のいずれか１つに記載の移動体搭載レーダアンテナ。
（１３）
前記アンテナ基板は、前記移動体の正面に、前記正面と前記主平面とが平行になるように設置され、
前記第２の偏波方向は、前記移動体の前進方向である、
上記（１２）に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
（１４）
人もしくは動物の身体に装着されるウェアラブル装置、又は、人が携帯する携帯装置に搭載される、上記（１）〜（１１）のいずれか１つに記載の移動体搭載レーダアンテナ。
（１５）
対象物に対向する主平面を有するアンテナ基板、前記アンテナ基板に設けられた、前記主平面に対して平行な第１の偏波方向の偏波成分を受信可能な第１のアンテナ素子、前記主平面に対して垂直な第２の偏波方向の偏波成分を受信可能な第２のアンテナ素子、及び、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間を電気的に分離する分離部を有する移動体搭載レーダアンテナからの信号を処理する移動体搭載レーダアンテナ用モジュールであって、
前記対象物に対して送信波を送信する送信部と、
前記第１のアンテナ素子を介して、前記対象物からの反射波の前記第１の偏波方向の偏波成分を受信する第１の受信部と、
前記第２のアンテナ素子を介して、前記対象物からの前記反射波の前記第２の偏波方向の偏波成分を受信する第２の受信部と、
前記第１及び第２の受信部で受信した前記偏波成分のそれぞれに対して信号処理を行う信号処理部と、
を備える、移動体搭載レーダアンテナ用モジュール。
（１６）
前記アンテナ基板は、移動体の正面に、前記正面と前記主平面とが平行になるように設置され、
前記第２の偏波方向は、前記移動体の前進方向である、
上記（１５）に記載の移動体搭載レーダアンテナ用モジュール。
（１７）
前記信号処理部は、
前記第１及び第２の受信部で受信した前記偏波成分に基づいて、
前記主平面の中心を前記主平面に対して垂直な方向に沿って貫通する中心線と、当該中心と前記対象物とを結ぶ線とがなす方位角を推定する、
上記（１６）に記載の移動体搭載レーダアンテナ用モジュール。
（１８）
前記信号処理部は、
前記第１及び第２の受信部で受信した前記偏波成分に基づいて、
前記主平面の中心を前記主平面に対して垂直な方向に沿って貫通する中心線が延伸する水平面と、前記中心と前記対象物とを結ぶ線とがなす仰角を推定する、
上記（１６）に記載の移動体搭載レーダアンテナ用モジュール。
（１９）
前記移動体搭載レーダアンテナは、前記主平面に対して平行であり、且つ、前記第１の偏波方向と直行する第３の偏波方向の偏波成分を受信可能な第３のアンテナ素子をさらに有し、
前記モジュールは、前記第３のアンテナ素子を介して、前記対象物からの前記反射波の前記第３の偏波方向の偏波成分を受信する第３の受信部をさらに有し、
前記信号処理部は、前記第３の受信部で受信した前記偏波成分に対して信号処理を行う、
上記（１５）〜（１８）のいずれか１つに記載の移動体搭載レーダアンテナ用モジュール。
（２０）
対象物に対向する主平面を有するアンテナ基板、前記アンテナ基板に設けられた、前記主平面に対して平行な第１の偏波方向の偏波成分を受信可能な第１のアンテナ素子、前記主平面に対して垂直な第２の偏波方向の偏波成分を受信可能な第２のアンテナ素子、及び、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間を電気的に分離する分離部を有する移動体搭載レーダアンテナと、
前記対象物に対して送信波を送信する送信部と、前記第１のアンテナ素子を介して、前記対象物からの反射波の前記第１の偏波方向の偏波成分を受信する第１の受信部と、前記第２のアンテナ素子を介して、前記対象物からの前記反射波の前記第２の偏波方向の偏波成分を受信する第２の受信部と、前記第１及び第２の受信部で受信した前記偏波成分のそれぞれに対して信号処理を行う信号処理部とを有するモジュールと、
を含む、移動体搭載レーダアンテナシステム。
１００ レーダアンテナ
１１０ アンテナ基板
１１２ 主平面
１１２ａ、１１２ｂ アンテナ領域
１１２ｃ 分離領域
１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｄアンテナ素子
１２０ｃ 分離素子
１２２、１２４ ビア
１２６ ホーン部
１２８ 導波路部
１３０ 誘電体層
１３２ 導電体層
２００ａ、２００ｂ 放射パターン
３００ システム
４００ モジュール
４０２ 送信部
４０４ａ、４０４ｂ 受信部
４０６ 信号処理部
７００、７０２ 線分
８００ ウェアラブル装置
８０２Ｒ、８０２Ｌ 本体部
８０４ ディスプレイ
８０６ レンズ
８０８ ネックバンド
９００ 車両
９０２ 対象物
Ｏ 中心

Claims (20)

  1. 対象物に対向する主平面を有するアンテナ基板と、
    前記アンテナ基板にそれぞれ設けられた、
    前記主平面に対して平行な第１の偏波方向の偏波成分を受信可能な第１のアンテナ素子と、
    前記主平面に対して垂直な第２の偏波方向の偏波成分を受信可能な第２のアンテナ素子と、
    前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間を電気的に分離する分離部と、
    を備える、移動体搭載レーダアンテナ。
  2. 前記第２のアンテナ素子は、前記アンテナ基板を前記アンテナ基板の厚み方向に沿って貫通するビアを有するモノポールアンテナ素子からなる、
    請求項１に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
  3. 前記第２のアンテナ素子は、前記主平面上に設けられたＳＩＷアンテナ素子からなる、
    請求項１に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
  4. 前記ＳＩＷアンテナ素子は、前記主平面上にホーン状に配列した複数のパターンによって形成されたホーンアンテナである、
    請求項３に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
  5. 前記第１のアンテナ素子は、前記主平面上に、前記第１の偏波方向に対して垂直な方向に沿って延伸するスロットを有するスロットアンテナ素子である、
    請求項１に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
  6. 前記第１のアンテナ素子は、
    前記主平面上に設けられた金属パターンによって形成されたパッチアンテナ素子である、
    請求項１に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
  7. 前記分離部は、グランドと電気的に接続されたグランドビア、グランドと電気的に接続されたグランド配線、電磁波を吸収する吸収材からなる吸収素子、及び、電界に作用する磁性体からなる磁性素子のうちの少なくともいずれか１つを含む、請求項１に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
  8. 前記アンテナ基板に設けられ、
    前記主平面に対して平行であり、且つ、前記第１の偏波方向と直行する第３の偏波方向の偏波成分を受信可能な第３のアンテナ素子をさらに備える、
    請求項１に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
  9. 前記第３のアンテナ素子は、前記主平面上に、前記第１の偏波方向に沿って延伸するスロットを有するスロットアンテナ素子である、
    請求項８に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
  10. 前記主平面は、
    複数の前記第１のアンテナ素子が設けられた第１の領域と、
    複数の前記第２のアンテナ素子が設けられた第２の領域と、
    を有し、
    前記第１の領域と前記第２の領域との間に前記分離部が位置する、
    請求項１に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
  11. 前記第２の領域は前記第１の領域の周囲に位置する、
    請求項１０に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
  12. 車両、船舶、ドローン、及び、ロボットのうちから選択される１つの移動体に搭載される、請求項１に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
  13. 前記アンテナ基板は、前記移動体の正面に、前記正面と前記主平面とが平行になるように設置され、
    前記第２の偏波方向は、前記移動体の前進方向である、
    請求項１２に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
  14. 人もしくは動物の身体に装着されるウェアラブル装置、又は、人が携帯する携帯装置に搭載される、請求項１に記載の移動体搭載レーダアンテナ。
  15. 対象物に対向する主平面を有するアンテナ基板、前記アンテナ基板に設けられた、前記主平面に対して平行な第１の偏波方向の偏波成分を受信可能な第１のアンテナ素子、前記主平面に対して垂直な第２の偏波方向の偏波成分を受信可能な第２のアンテナ素子、及び、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間を電気的に分離する分離部を有する移動体搭載レーダアンテナからの信号を処理する移動体搭載レーダアンテナ用モジュールであって、
    前記対象物に対して送信波を送信する送信部と、
    前記第１のアンテナ素子を介して、前記対象物からの反射波の前記第１の偏波方向の偏波成分を受信する第１の受信部と、
    前記第２のアンテナ素子を介して、前記対象物からの前記反射波の前記第２の偏波方向の偏波成分を受信する第２の受信部と、
    前記第１及び第２の受信部で受信した前記偏波成分のそれぞれに対して信号処理を行う信号処理部と、
    を備える、移動体搭載レーダアンテナ用モジュール。
  16. 前記アンテナ基板は、移動体の正面に、前記正面と前記主平面とが平行になるように設置され、
    前記第２の偏波方向は、前記移動体の前進方向である、
    請求項１５に記載の移動体搭載レーダアンテナ用モジュール。
  17. 前記信号処理部は、
    前記第１及び第２の受信部で受信した前記偏波成分に基づいて、
    前記主平面の中心を前記主平面に対して垂直な方向に沿って貫通する中心線と、当該中心と前記対象物とを結ぶ線とがなす方位角を推定する、
    請求項１６に記載の移動体搭載レーダアンテナ用モジュール。
  18. 前記信号処理部は、
    前記第１及び第２の受信部で受信した前記偏波成分に基づいて、
    前記主平面の中心を前記主平面に対して垂直な方向に沿って貫通する中心線が延伸する水平面と、前記中心と前記対象物とを結ぶ線とがなす仰角を推定する、
    請求項１６に記載の移動体搭載レーダアンテナ用モジュール。
  19. 前記移動体搭載レーダアンテナは、前記主平面に対して平行であり、且つ、前記第１の偏波方向と直行する第３の偏波方向の偏波成分を受信可能な第３のアンテナ素子をさらに有し、
    前記モジュールは、前記第３のアンテナ素子を介して、前記対象物からの前記反射波の前記第３の偏波方向の偏波成分を受信する第３の受信部をさらに有し、
    前記信号処理部は、前記第３の受信部で受信した前記偏波成分に対して信号処理を行う、
    請求項１５に記載の移動体搭載レーダアンテナ用モジュール。
  20. 対象物に対向する主平面を有するアンテナ基板、前記アンテナ基板に設けられた、前記主平面に対して平行な第１の偏波方向の偏波成分を受信可能な第１のアンテナ素子、前記主平面に対して垂直な第２の偏波方向の偏波成分を受信可能な第２のアンテナ素子、及び、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間を電気的に分離する分離部を有する移動体搭載レーダアンテナと、
    前記対象物に対して送信波を送信する送信部と、前記第１のアンテナ素子を介して、前記対象物からの反射波の前記第１の偏波方向の偏波成分を受信する第１の受信部と、前記第２のアンテナ素子を介して、前記対象物からの前記反射波の前記第２の偏波方向の偏波成分を受信する第２の受信部と、前記第１及び第２の受信部で受信した前記偏波成分のそれぞれに対して信号処理を行う信号処理部とを有するモジュールと、
    を含む、移動体搭載レーダアンテナシステム。
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