JP2021190719A - 導波管スロットアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】導波管スロットアンテナにおいて、周波数選択表面ユニット等のフィルタを利用することなく、放射方向前方の物体との間で発生する多重反射を抑制できるようにする。【解決手段】導波管スロットアンテナは、電波を放射する放射部８として、中心軸方向に所定間隔を空けて設けられた複数のスロット６を備えた導波管１０と、放射部の周囲の外壁面４に、放射部から周期的に広がるように設けられた凹凸部２０とを備える。そして、凹凸部は、放射部からの電波の放射方向前方から入射してくる入射波を、入射波の入射方向とは異なる方向に反射させるよう構成される。【選択図】図１

Description

本開示は、側面に所定間隔で複数のスロットが設けられた導波管を有する導波管スロットアンテナに関する。

特許文献１に記載のように、アンテナ装置からの電波の不要な反射を抑制可能な、周波数選択表面ユニットが知られている。この周波数選択表面ユニットは、十字型のスロットを有する銅スクリーン層と、銅スクリーン層のスロット内に配置される十字型の銅バー層とにより形成される十字型の環状スロットを、誘電体基板に設けることで構成される。

この周波数選択表面ユニットによれば、十字型の環状スロットの寸法を調整することで、アンテナ装置による電波の送受信を可能とし、且つ、その電波がアンテナ装置から反射するのを抑制することができる。

一方、レーダ装置や通信装置において使用されるアンテナ装置として、側面に所定間隔で複数のスロットが設けられた導波管を有する導波管スロットアンテナが知られている。この導波管スロットアンテナにおいては、スロットの周囲が金属であるため、電波の放射方向前方にレドーム等の物体が設けられていると、送信電波がその物体で反射されてスロット周囲の金属部分に当たり、その金属部分にて低損失で反射される。従って、導波管スロットアンテナにおいては、電波の放射方向前方に配置されたレドーム等の物体と、アンテナ本体の金属部分との間で多重反射が発生することがある。

ＣＮ１０２７２３５４１Ｂ

導波管スロットアンテナにおいて、電波の多重反射が発生すると、多重反射による反射波が、レーダ装置において検知対象となる物標からの反射波と干渉したり、通信装置において通信相手から送信されてくる電波と干渉したりする。従って、導波管スロットアンテナにおける多重反射は、レーダ装置の物標検知性能や、通信装置の通信性能の劣化要因となる。

これに対し、特許文献１に記載の周波数選択表面ユニットによれば、電波の反射を抑制することができる。従って、導波管スロットアンテナの放射方向前方に、特許文献１に記載の周波数選択表面ユニットを配置するようにすれば、上述した多重反射を抑制し、このアンテナを用いるレーダ装置や通信装置の性能劣化を抑制できる。

しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、特許文献１に記載の周波数選択表面ユニットにおいては、反射を抑制可能な電波の周波数が十字型の環状スロットによって制限されることから、送受信可能な電波の周波数帯域が狭くなるという問題がある。

また、特許文献１に記載の周波数選択表面ユニットは、所謂フィルタとして、導波管スロットアンテナの電波の放射方向前方に配置されることになるので、送受信される電波が減衰され、これによっても、レーダ装置や通信装置の性能が低下するという問題もある。

本開示の１つの局面は、導波管スロットアンテナにおいて、周波数選択表面ユニット等のフィルタを利用することなく、電波の放射方向前方に設けられた物体とアンテナ本体との間で発生する多重反射を抑制できるようにすることが望ましい。

本開示の第１の態様による導波管スロットアンテナは、中心軸方向に所定間隔を空けて設けられた複数のスロットを備えた導波管を備える。この導波管に設けられた複数のスロットは、電波を放射する放射部として機能する。

そして、放射部の周囲の外壁面には、放射部から周期的に広がるように、凹凸部が設けられる。この凹凸部は、放射部からの電波の放射方向前方から入射してくる入射波を、その入射波の入射方向とは異なる方向に反射させるよう構成される。

したがって、本開示の導波管スロットアンテナによれば、放射部から放射された電波が、放射方向前方に配置された物体に当たって反射し、その反射波がアンテナ装置に入射した際、その入射波を、入射方向とは異なる方向に反射させることができる。

このため、放射方向前方に配置された物体からの反射波が、放射部周囲の外壁面からその物体に向けて反射されて、上述した多重反射が発生するのを抑制することができる。
よって、本開示の導波管スロットアンテナによれば、多重反射によって、導波管スロットアンテナにて本来送受信すべき電波に不要なノイズ成分が重畳され、導波管スロットアンテナを使用するレーダ装置や通信装置の性能が低下するのを抑制することができる。

また、本開示の導波管スロットアンテナによれば、多重反射を抑制するために、上述した周波数選択表面ユニットのようなフィルタを、電波の放射方向前方に配置する必要がない。このため、周波数選択表面ユニットのようなフィルタを配置することによって、導波管スロットアンテナにて送受信可能な電波の周波数帯域が狭くなったり、その電波の送受信電力が低下したりするのを抑制できる。

次に、本開示の第２の態様による導波管スロットアンテナは、直線偏波の電波を放射する放射部として、中心軸方向に所定間隔を空けて設けられた複数のスロットを備えた導波管にて構成される。

そして、放射部の周囲の外壁面には、導波管の中心軸に対し所定角度で傾斜するよう、直線状の複数の突条が間隔を空けて設けられている。
この複数の突条は、各突条と突条にて挟まれる溝部とにより、放射部からの電波の放射方向前方から入射してくる入射波を、その入射波の偏波面を所定角度回転させて反射させるよう構成されている。

このため、本開示の導波管スロットアンテナによれば、放射部から放射された直線偏波の電波が、放射方向前方に配置された物体と放射部周囲の外壁面との間で多重反射されて、放射部に入射した場合に、その入射波が放射部にて受信されるのを抑制できる。

よって、本開示の導波管スロットアンテナにおいても、上述した多重反射によって、導波管スロットアンテナを使用するレーダ装置や通信装置の性能が低下するのを抑制することができる。

また、本開示の導波管スロットアンテナにおいても、周波数選択表面ユニットのようなフィルタを、電波の放射方向前方に配置する必要がないため、送受信可能な電波の周波数帯域が狭くなったり、その電波の送受信電力が低下したりするのを抑制できる。

第１実施形態のアンテナ装置全体の構成を表す斜視図である。 アンテナ装置を構成する複数の導波管の配置状態を説明する説明図である。 アンテナ装置と物体との間で生じる多重反射を説明する説明図である。 凹凸部の形状及び凹凸部による電波の反射を説明する説明図である。 凹凸部のないアンテナ装置の電波の反射特性を表す説明図である。 第１実施形態のアンテナ装置の電波の反射特性を表す説明図である。 第１変形例のアンテナ装置全体の構成を表す斜視図である。 第２変形例のアンテナ装置全体の構成を表す斜視図である。 第３変形例のアンテナ装置全体の構成を表す斜視図である。 第４変形例のアンテナ装置全体の構成を表す斜視図である。 第２実施形態のアンテナ装置全体の構成を表す斜視図である。 第２実施形態の突条及び溝部による電波の反射特性を説明する説明図である。 凹凸部のないアンテナ装置の電波の反射特性を表す説明図である。 第２実施形態のアンテナ装置の電波の反射特性を表す説明図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
本実施形態の導波管スロットアンテナは、例えば、自動車等に搭載されるミリ波レーダ装置において、例えば７０〜８０ＧＨｚ帯のミリ波を送受信するアンテナ装置として利用されるものである。そこで、以下の説明では、実施形態の導波管スロットアンテナを、単にアンテナ装置２という。

図１に示す本実施形態のアンテナ装置２は、電波の放射方向であるＺ軸方向に直交する外壁面４に沿って、外壁面４のＸ軸方向に配置された複数の導波管１０を備える。
この複数の導波管１０は、金属製であり、図２に示すように、各導波管１０の中心軸Ｏが、アンテナ装置２の外壁面４においてＸ軸に直交するＹ軸方向となり、且つ、互いに平行となるよう配置されている。

また、複数の導波管１０には、それぞれ、導波管１０の中心軸Ｏ方向に、所定の間隔を空けて、複数のスロット６が設けられている。従って、スロット６は、各導波管１０が平行に配置されることで、アンテナ装置２の外壁面に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に所定の間隔を空けて配置されることになる。

そして、このようにＸ軸方向及びＹ軸方向に分散して配置される複数のスロット６は、アンテナ装置２の外壁面からＺ軸方向に電波を放射する放射部８として機能する。
なお、各導波管１０において、複数のスロット６は、導波管１０の中心軸Ｏ方向に長い長尺形状であり、導波管１０の中心軸Ｏ方向に、アンテナ装置２にて送受信される電波の中心周波数の波長λの２分の１（λ／２）毎に配置されている。

また、各導波管１０において、複数のスロット６は、導波管１０の中心軸Ｏを挟んで、中心軸Ｏから偏心した位置に交互に配置されている。これは、各スロット６から放射される電波が逆相となって打ち消されるのを防止するためである。

次に、アンテナ装置２において、上記複数の導波管１０の周囲には、各導波管１０に送信信号を入力したり、導波管１０から受信信号を抽出したりするために、高周波信号の伝送路やプローブ等が設けられている。

なお、上記のように複数のスロット６が設けられる導波管１０の構成や、導波管１０への給電方法等については、例えば、特開２００８−１６７２４６号公報等に記載されているように公知技術であるため、ここでは詳細な説明は省略する。

そして、アンテナ装置２の外壁面４は、高周波信号の伝送路やプローブをアンテナ装置２内に配置するため、複数の導波管１０からＸ軸方向に広がっている。なお、導波管１０の周囲の外壁面４は、導波管１０と同じ金属にて構成される。

また、図１に示すように、アンテナ装置２において、放射部８の周囲の外壁面４には、放射部８をＸ軸方向の両側から囲むように、放射部８からＸ軸方向に周期的に広がる凹凸部２０が設けられている。

この凹凸部２０は、放射部８から放射された電波が、電波の放射方向前方に配置された物体に当たって反射し、その反射波がアンテナ装置２に入射した際、その入射波を、入射方向とは異なる方向に反射させるためのものである。

つまり、アンテナ装置２は、複数の導波管１０が配列されるＸ軸方向が水平方向となるよう自動車に設置されることで、レーダ装置において、自動車の進行方向前方に位置する他車両や歩行者等の物標を検知するのに利用される。

また、図３に示すように、アンテナ装置２の放射部８からの電波の放射方向前方には、自動車のバンパーや、アンテナ装置２を保護するレドーム等の物体５０が配置される。このため、放射部８から放射された電波は、その物体５０を通って自動車の周囲に放射されることになり、その電波の一部は、物体５０にて反射され、その反射波がアンテナ装置２に入射する。

また、アンテナ装置２の外壁面４は、導波管１０と同じ金属であるため、物体５０にて反射されてアンテナ装置２に入射してくる入射波は、アンテナ装置２の外壁面４にて低損失で反射される。

この結果、アンテナ装置２から放射された電波の一部が、物体５０と外壁面４との間で繰り返し反射される、多重反射が発生する。そして、このような多重反射が発生すると、アンテナ装置２の受信信号に多重反射による不要信号成分が重畳されることになるので、レーダ装置による物標の検知精度が低下する。

そこで、本実施形態では、この多重反射を抑制するために、放射部８の周囲の外壁面４に、凹凸部２０が設けられている。
凹凸部２０は、複数のスロット６が配列される導波管１０の中心軸Ｏと平行となるよう、直線状に形成された複数の突条２２と、突条２２と突条２２との間に挟まれる溝部２４とにより構成されている。

また、図４に示すように、凹凸部２０において、Ｘ軸方向に周期的に配列される、突条２２及び溝部２４の配列方向の幅は、それぞれ、アンテナ装置２にて送受信される電波の波長（λ）の２分の１（λ／２）となるように設定されている。

この結果、放射部８からＺ軸方向前方に放射され、放射方向前方に位置する物体５０から反射してきた反射波は、凸部である突条２２及び凹部である溝部２４の外壁面にてそれぞれ反射されるが、その反射波には、溝部２４の深さＨによって位相差が生じる。

そして、その位相差により、アンテナ装置２の外壁面４から反射される反射波は、放射方向前方に配置された物体５０からの入射方向とは異なる方向に反射されることになる。
つまり、放射方向前方に配置された物体５０からの反射波は、アンテナ装置２の外壁面４に対しＺ軸方向から入射するが、その入射波は、図４に白抜き矢印で示すように、アンテナ装置２の外壁面４から、入射波の入射角度とは異なる角度で反射する。

従って、アンテナ装置２の外壁面から放射方向前方の物体５０に向けて反射される反射波の電力は、凹凸部２０がないアンテナ装置に比べて著しく低下し、多重反射を抑制することができる。

例えば、図５Ａは、外壁面４に凹凸部２０がないアンテナ装置において電波の反射電力を測定した測定結果を表し、図５Ｂは、外壁面４に凹凸部２０がある本実施形態のアンテナ装置２において電波の反射電力を測定した測定結果を表している。

なお、この測定結果は、Ｚ軸方向を基準角度０[deg.]として、ＸＺ平面及びＹＺ平面で反射角度が変化したときの電波の反射電力を表している。
図５Ａに示すように、外壁面４に凹凸部２０がないアンテナ装置において、Ｚ軸方向から入射した入射波に対する反射電力は、反射角度０[deg.]のＺ軸方向で最も大きくなり、反射角度がＸ軸方向及びＹ軸方向に変化するにつれて低下する。

これに対し、本実施形態のアンテナ装置２においては、図５Ｂに示すように、凹凸部２０がないアンテナ装置に比べて、反射角度０±４０[deg.]の範囲で反射電力が大きく低下する。これは、凹凸部２０により、入射波がＸ軸方向に分散して反射されるためである。

このように、本実施形態のアンテナ装置２によれば、電波の放射方向前方に配置された物体５０からの反射波がアンテナ装置２に入射した際、その入射波を、入射方向とは異なる方向に分散して反射することができる。

このため、アンテナ装置２の放射部８から放射された電波が、放射方向前方に配置された物体５０にて反射されて、その反射波がアンテナ装置２に入射しても、アンテナ装置２の外壁面４と物体５０との間で、多重反射が発生するのを抑制することができる。

よって、本実施形態のアンテナ装置２によれば、多重反射によって放射部８にて受信される不要な反射信号成分を低減し、レーダ装置による物標の検知精度を高めることができる。

また、本実施形態のアンテナ装置２においては、多重反射の発生を抑制するために、周波数選択表面ユニットのようなフィルタを設ける必要がないため、送受信可能な電波の周波数帯域が狭くなったり、その電波の送受信電力が低下したりするのを抑制できる。

なお、アンテナ装置２の外壁面４からの電波の反射方向は、溝部２４の深さＨによって、突条２２及び溝部２４からの反射波の位相を調整することにより設定できるが、突条２２の幅を調整することによっても設定できる。

つまり、突条２２の幅をλ／２よりも大きくすれば、突条２２からの反射電力が増加し、突条２２の幅をλ／２よりも小さくすれば、突条２２からの反射電力を低下することから、突条２２の幅を調整することで、突条２２からの反射電力を調整できる。

そして、突条２２からの反射電力を調整すれば、溝部２４からの反射波と合成されてアンテナ装置２の外壁面４から反射される反射波の反射方向を変化させることができる。
よって、突条２２の幅は、必ずしもλ／２に設定する必要はなく、外壁面４からの反射波の反射方向に応じて適宜設定するようにしてもよい。

また、溝部２４は、溝部２４内に電波が入射し、その入射波を溝部２４内の外壁面にて反射することができればよいので、溝部２４の幅は、λ／２よりも大きくしてもよい。つまり、溝部２４の幅をλ／２よりも小さくすると、溝部２４内に電波が入射できず、その電波を反射できないことが考えられるが、溝部２４の幅をλ／２以上にすれば、溝部２４においてアンテナ装置２に入射してきた電波を反射することができるようになる。

従って、本実施形態のアンテナ装置２においては、凹凸部２０における突条２２及び溝部２４の幅、及び、溝部２４の深さＨを適宜調整することで、アンテナ装置２の外壁面４からの電波の反射方向を任意に設定することができる。そして、これら各パラメータの設定により、レーダ装置における物標の検知精度を、より高めることもできる。

また、溝部２４の深さＨ、換言すれば突条２２の高さは、全て同一にする必要はなく、例えば、放射部８から離れる程、或いは、放射部８に近くなる程、突条２２の高さが高くなるように、各突条２２の高さを異なる高さに設定するようにしてもよい。

また、本実施形態において、導波管１０に設けられる複数のスロット６は長尺形状であり、各スロット６は、その長手方向が導波管１０の中心軸Ｏ方向となるように、導波管１０に設けられることから、アンテナ装置２は直線偏波の電波を送受信するものとなる。

しかし、本開示の導波管スロットアンテナは、例えば、スロット６が十字形状で、円偏波の電波を送受信するよう構成されたアンテナ装置であってもよい。つまり、円偏波の電波を送受信するアンテナ装置であっても、上記のように放射部８の周囲に凹凸部２０を設けることで、上記と同様の効果を得ることができる。
［第１変形例］
ここで、上記第１実施形態では、凹凸部２０は、導波管１０の中心軸Ｏに平行な直線状で、Ｘ軸方向に間隔を空けて配置される複数の突条２２と、突条２２と突条２２との間に挟まれる溝部２４とにより構成されるものとして説明した。

これに対し、第１変形例のアンテナ装置２においては、図６に示すように、凹凸部２０が、放射部８を囲むようにＸ軸方向及びＹ軸方向に所定の間隔を空けて分散して配置された複数の突起２６と、突起２６にて挟まれる溝部２４とにより構成される。

凹凸部２０がこのように構成されても、突起２６及び溝部２４の幅、及び、溝部２４の深さを、上記実施形態と同様に設定すれば、放射部８の周囲の外壁面４からの電波の反射方向を、Ｚ軸方向とは異なる任意の方向に設定することができる。

従って、本変形例のアンテナ装置２においても、上記第１実施形態と同様、アンテナ装置２の外壁面４と放射方向前方に配置された物体５０との間で、多重反射が発生するのを抑制することができる。

なお、本変形例では、凹凸部２０を構成する突起２６は、方形の角柱形状になっているが、突起２６は、三角若しくは５角以上の角柱形状であってもよく、或いは、円形若しくは楕円形の円柱形状であってもよい。

また、各突起２６の形状は、全て同一にする必要はなく、形状の異なる突起２６を適宜分散して配置するようにしてもよい。また、各突起２６の溝部２４からの高さについても、全て同一にする必要はなく、突起２６毎、或いは、突起２６の形状毎に、異なる高さに設定するようにしてもよい。

また、本変形例において、突起２６は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に、それぞれ、一定の間隔を空けて配置されているが、この間隔や配列方向についても、任意に設定すればよく、例えば、放射部８の中心から放射状に配列されていてもよい。
［第２変形例
図７に示すように、第２変形例のアンテナ装置２においては、凹凸部２０が、複数のスロット６にて構成される放射部８の周囲全域を囲むように、円環状に形成される複数の突条２８と、この突条２８にて挟まれる円環状の溝部２４とにより構成される。

凹凸部２０がこのように構成されても、円環状の突条２８及び溝部２４の幅、及び、溝部２４の深さを、上記実施形態と同様に設定すれば、放射部８の周囲の外壁面４からの電波の反射方向を、Ｚ軸方向とは異なる任意の方向に設定することができる。

従って、本変形例のアンテナ装置２においても、上記第１実施形態及び第１変形例と同様、アンテナ装置２の外壁面４と放射方向前方に配置された物体５０との間で、多重反射が発生するのを抑制することができる。

なお、本変形例では、凹凸部２０を構成する突条２８を、円環状にしているが、この突条２８は、放射部８を囲む環状であればよく、環の形状は楕円形であっても、方形等の多角形であってもよい。
［第３変形例］
図８に示すように、第３変形例のアンテナ装置２においては、放射部８の周囲の外壁面に設けられる凹凸部２０が、放射部８側の高さが最も高い最高部、放射部とは反対側の高さが最も低い最低部となるように形成された複数の斜面３２にて構成されている。

この複数の斜面３２は、それぞれ、最高部から最低部までの高さが連側的に変化するように形成されている。各斜面３２は、導波管１０の中心軸Ｏに平行な直線状に形成されており、各斜面３２がＸ軸方向に連続的に広がるように配置されている。

つまり、本変形例のアンテナ装置２においては、放射部８の周囲の外壁面４が、フレネルレンズのように鋸波状に変化する、反射面となっている。そして、この反射面を構成する複数の斜面３２のＸ軸方向の幅は、λ／２以上で、放射部８に近い斜面ほど長くなるように設定されている。

このように凹凸部２０を、連続する複数の斜面３２にて構成しても、斜面３２の幅や、最低部から最高部までの高さを調整することで、放射部８の周囲の外壁面４からの電波の反射方向を、Ｚ軸方向とは異なる任意の方向に設定することができる。

従って、本変形例のアンテナ装置２においても、上記第１実施形態及び第１，第２変形例と同様、アンテナ装置２の外壁面４と放射方向前方に配置された物体５０との間で、多重反射が発生するのを抑制することができる。
［第４変形例］
図９に示すように、第４変形例のアンテナ装置２においては、凹凸部２０が、第３変形例と同様、複数の斜面３８にて構成される。この複数の斜面３８は、放射部８の周囲全域を囲むように、円環状に形成されており、各斜面３８は、放射部８を中心としてその周囲に連続的に広がるように配置されている。

このように凹凸部２０を、円環状の複数の斜面３２にて構成しても、第３変形例のアンテナ装置２と同様、斜面３２の幅や高さを調整することで、放射部８の周囲の外壁面４からの電波の反射方向を、Ｚ軸方向とは異なる任意の方向に設定することができる。

よって、本変形例のアンテナ装置２においても、上記第１実施形態及び第１，第２，第３変形例と同様、アンテナ装置２の外壁面４と放射方向前方に配置された物体５０との間で、多重反射が発生するのを抑制することができる。

なお、本変形例において、凹凸部２０を構成する複数の斜面３８は、必ずしも円環状に形成する必要はなく、第２変形例の突条２８と同様、環の形状が楕円形であっても、或いは、方形等の多角形であってもよい。
［第２実施形態］
図１０に示すように、本実施形態の導波管スロットアンテナは、第１実施形態と同様、自動車等に搭載されるミリ波レーダ装置において利用されるアンテナ装置２であり、図２に示す複数の導波管１０を備える。

そして、この複数の導波管１０に設けられたスロット６にて構成される放射部８の周囲の外壁面４には、導波管１０の中心軸Ｏに沿ったＹ軸に対し４５度の角度で傾斜するよう、所定の間隔を空けて設けられた直線状の複数の突条４２を備える。

つまり、本実施形態では、Ｙ軸及びＸ軸に対する傾斜角度が４５度となるように設けられる複数の突条４２と、各突条４２にて挟まれる溝部４４とにより、凹凸部２０が形成されている。

この凹凸部２０において、突条４２及び溝部４４の配列方向の幅は、それぞれ、アンテナ装置２にて送受信される電波の中心周波数の波長（λ）の２分の１（λ／２）となるよう設定されている。また、溝部４４の深さは、３・λ／２＋ｎ・λ（但し、ｎは整数）となるように設定されている。

このように構成された本実施形態のアンテナ装置２においては、放射部８から放射された直線偏波の電波が物体５０に当たって反射し、その反射波がアンテナ装置２に入射した際、凹凸部２０にて、入射波の偏波面が９０度回転されて反射される。

つまり、図１１に示すように、入射波の電界Ｗｉｎを、溝部４４の中心軸に平行な電界成分ＷＡと、これに直交する電界成分ＷＢとに分割すると、電界成分ＷＡは、溝部４４において、溝部４４の深さによらず同じ位相で反射する。

これに対し、電界成分ＷＢは、溝部４４の幅がλ／２であることにより、溝部４４内で反射し、突条４２からの反射と合わせて位相回転が起きる。この結果、溝部４４の深さを上記のように設定することで、電界成分ＷＢは逆位相で反射されることになり、その反射成分ＷＢＲは、電界成分ＷＡの反射と合成される。

したがって、図１０に示すように、アンテナ装置２から放射された直線偏波の電波が、物体５０に当たって反射することにより、アンテナ装置２に入射する入射波は、外壁面４に設けられた凹凸部２０にて、偏波面が９０度回転されて反射されることになる。

例えば、図１２Ａ，図１２Ｂは、外壁面４に凹凸部２０がないアンテナ装置、及び、本実施形態のアンテナ装置２に対し、それぞれ、放射部８から放射される直線偏波の電波と同じ偏波面の電波を入射して、反射波の電力を測定した測定結果を表している。

図１２Ａに示すように、外壁面４に凹凸部２０がないアンテナ装置においては、反射波のうち、入射波と同じ偏波面である主偏波成分の反射電力は、主偏波に対し偏波面が９０度回転した直交偏波成分の反射電力に比べて、著しく高くなっている。

これに対し、本実施形態のアンテナ装置２においては、図１２Ｂに示すように、凹凸部２０がないアンテナ装置に比べ、主偏波成分の反射電力が反射角度０[deg.]付近で大きく低下し、直交偏波成分の反射電力が主偏波の反射電力と同じレベルまで上昇している。

したがって、この測定結果からも、アンテナ装置２に入射する入射波は、外壁面４に設けられた凹凸部２０にて、偏波面が９０度回転されて反射されていることがわかる。
このため、本実施形態のアンテナ装置２においては、アンテナ装置２の外壁面４からの反射波が、物体５０に当たって反射したとしても、アンテナ装置２には、受信可能な電波に対し偏波面が９０度回転した電波が入射することになる。

よって、本実施形態のアンテナ装置２によれば、放射方向前方の物体５０とアンテナ装置２との間の多重反射によって生じる反射波が、アンテナ装置２にて受信されるのを抑制することができる。

したがって、放射方向前方の物体５０とアンテナ装置２との間で多重反射が発生しても、その多重反射の影響を受けることなく、検知対象となる車両外部の物標からの反射波を受信できるようになり、レーダ装置による物標の検知精度が低下するのを抑制できる。

また、本実施形態のアンテナ装置２においても、多重反射の発生を抑制するために、上述した周波数選択表面ユニットのようなフィルタを設ける必要がないため、第１実施形態と同様、このフィルタによってアンテナ装置２の送受信特性が低下するのを抑制できる。

なお、本実施形態では、凹凸部２０を構成する突条４２は、導波管１０の中心軸Ｏに沿ったＹ軸に対し４５度の角度で傾斜するよう設けられるが、これは、アンテナ装置２の外壁面４にて、入射波の偏波面を９０度回転して反射させるためである。

しかし、入射波の偏波面を回転させれば、多重反射による反射波が放射部８にて受信される電力を低減できることから、Ｙ軸に対する突条４２の傾斜角度は、必ずしも４５度にする必要はなく、適宜変更してもよい。
［他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

例えば、上記実施形態では、導波管スロットアンテナとしてのアンテナ装置２には、複数のスロット６が中心軸方向に一列に配列された導波管１０を複数備え、その複数の導波管１０が、各導波管１０の中心軸と直交する方向に並設されるものとして説明した。

しかし、本開示の技術は、複数のスロット６が中心軸方向に一列に配列された導波管１０を１つ備えたアンテナ装置であっても、上記実施形態或いは変形例と同様に適用して、上記と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、導波管スロットアンテナとしてのアンテナ装置２は、自動車等に設けられる物標検知用のレーダ装置にて利用されるものとして説明したが、本開示の導波管スロットアンテナは、無線通信を行う通信装置等にも適用できる。

そして、本実施形態のアンテナ装置を通信装置に適用すれば、放射方向前方に配置されたレドーム等の物体から反射された反射波が、アンテナ装置と物体との間で多重反射されて、通信装置の通信精度が低下するのを抑制することができる。

また、上記各実施形態にて説明した凹凸部２０の形状や寸法は一例であり、アンテナ装置２において、多重反射の影響を抑制することのできる反射特性が得られる範囲内であれば、適宜変更することができる。

また、上記各実施形態の凹凸部２０の形状を適宜組み合わせて外壁面４に設けることで、アンテナ装置２を構成するようにしてもよい。

２…アンテナ装置（導波管スロットアンテナ）、４…外壁面、６…スロット、８…放射部、１０…導波管、２０…凹凸部、２２，２８，４２…突条、２４，４４…溝部、２６…突起、３２，３８…斜面。

Claims (14)

1. 電波を放射する放射部（８）として、中心軸方向に所定間隔を空けて設けられた複数のスロット（６）を備えた導波管（１０）と、
   前記放射部の周囲の外壁面（４）に、前記放射部から周期的に広がるように設けられた凹凸部（２０）と、
   を備え、前記凹凸部は、前記放射部からの電波の放射方向前方から入射してくる入射波を、該入射波の入射方向とは異なる方向に反射させるよう構成されている、導波管スロットアンテナ。
2. 請求項１に記載の導波管スロットアンテナであって、
   前記導波管を複数備え、該複数の導波管は、前記放射部が各導波管の中心軸と直交する方向に配置されるよう並設されており、
   前記凹凸部は、前記複数の導波管の前記放射部を囲むように設けられている、導波管スロットアンテナ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の導波管スロットアンテナであって、
   前記導波管の外壁面に周期的に設けられる前記凹凸部のうち、凸部と凸部との間の凹部の幅は、当該導波管スロットアンテナから放射される電波の波長（λ）の２分の１（λ／２）以上となるように設定されている、導波管スロットアンテナ。
4. 請求項３に記載の導波管スロットアンテナであって、
   前記導波管の外壁面に周期的に設けられる前記凹凸部は、該凹凸部の周期的な配列方向の幅が、凹部及び凸部において、それぞれ、前記電波の波長（λ）の２分の１（λ／２）となるように設定されている、導波管スロットアンテナ。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の導波管スロットアンテナであって、
   前記凹凸部は、前記複数のスロットが配列される前記導波管の中心軸と平行となるよう直線状に形成される複数の突条（２２）と、該突条にて挟まれる溝部（２４）とにより構成されている、導波管スロットアンテナ。
6. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の導波管スロットアンテナであって、
   前記凹凸部は、前記複数のスロットが配列される前記導波管の中心軸に平行な軸方向、及び、前記中心軸に直交する軸方向に、それぞれ、所定間隔で分散して配置された複数の突起（２６）と、該突起にて挟まれる溝部（２４）とにより構成されている、導波管スロットアンテナ。
7. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の導波管スロットアンテナであって、
   前記凹凸部は、前記導波管の前記放射部を囲むように環状に形成される複数の突条（２８）と、該突条にて挟まれる溝部（２４）とにより構成されている、導波管スロットアンテナ。
8. 請求項１又は請求項２に記載の導波管スロットアンテナであって、
   前記凹凸部は、前記放射部側が最も高い最高部、前記放射部とは反対側が最も低い最低部となり、前記最高部から前記最低部にかけて高さが連続的に変化するよう形成され、前記放射部から広がるように配置された複数の斜面（３２，３８）にて構成されている、導波管スロットアンテナ。
9. 請求項８に記載の導波管スロットアンテナであって、
   前記複数の斜面は、前記放射部から連続的に広がるように鋸波状に配列され、各斜面の配列方向の幅は、当該導波管スロットアンテナから放射される電波の波長（λ）の２分の１（λ／２）以上となるように設定されている、導波管スロットアンテナ。
10. 請求項８又は請求項９に記載の導波管スロットアンテナであって、
    前記複数の斜面は、それぞれ、前記複数のスロットが配列される前記導波管の中心軸に平行となるよう直線状に形成されている、導波管スロットアンテナ。
11. 請求項８又は請求項９に記載の導波管スロットアンテナであって、
    前記複数の斜面は、それぞれ、前記導波管の前記放射部を囲むように環状に形成されている、導波管スロットアンテナ。
12. 電波を放射する放射部（８）として、中心軸方向に所定間隔を空けて設けられた複数のスロット（６）を備えた導波管（１０）と、
    前記放射部の周囲の外壁面に、前記導波管の中心軸に対し所定角度で傾斜するよう間隔を空けて設けられた直線状の複数の突条（４２）と、
    を備え、
    前記複数の突条は、各突条と該突条にて挟まれる溝部（４４）とにより、前記放射部からの電波の放射方向前方から入射してくる入射波を、該入射波の偏波面を所定角度回転させて反射させるよう構成されている、導波管スロットアンテナ。
13. 請求項１２に記載の導波管スロットアンテナであって、
    前記導波管を複数備え、該複数の導波管は、前記放射部が各導波管の中心軸と直交する方向に配置されるよう並設されており、
    前記複数の突条は、前記複数の導波管の前記放射部の周囲に配置されている、導波管スロットアンテナ。
14. 請求項１２又は請求項１３に記載の導波管スロットアンテナであって、
    前記複数の突条は、前記放射部の周囲に、前記導波管の中心軸に対し４５度傾斜するよう設けられ、
    前記複数の突条及び前記溝部において、前記複数の突条の配列方向の幅は、それぞれ、当該導波管スロットアンテナから放射される電波の波長（λ）の２分の１（λ／２）となり、前記溝部の深さは、３・λ／２＋ｎ・λ（但し、ｎは整数）となるように設定されている、導波管スロットアンテナ。

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