JP3548820B2

JP3548820B2 - Antenna device and transmission / reception module

Info

Publication number: JP3548820B2
Application number: JP36631999A
Authority: JP
Inventors: 秀章山田; 文宣中村; 透谷崎; 大洋西山
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: JP2000244237A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、誘電体レンズと１次放射器により構成されるミリ波帯などにおけるアンテナ装置およびそれを用いた送受波モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばミリ波帯を用いた車載用レーダは、車両の前方または後方に対して指向性の鋭いレーダビームを送波し、前方または後方を走行する車両などのターゲットからの反射波を受波し、その送受波信号の時間の遅れや周波数差などからターゲットまでの距離や自車両との相対速度を検出するようにしている。このようなミリ波レーダにおいては、探知すべき角度範囲が狭い場合には、固定された方向に送受波ビームを形成すればよいが、探知すべき角度範囲が広い場合や、角度方向の分解能を低下させることなくしかも高利得を維持するためには、送受波ビームの指向性を鋭くしたまま、その方向を変化させる（以下ビームの走査という。）必要が生じる。
【０００３】
そこで、従来はミリ波帯のアンテナ装置として、図７に示すように、誘電体レンズ２と１次放射器１とで１つのアンテナ装置を構成し、誘電体レンズ２に対する１次放射器１の相対位置を変化させることによってビームの方向を変化させるようにしていた。図７において１ａ，１ｂ，１ｃは、単一の１次放射器のビーム走査時における３点の位置を同時に示したものである。１次放射器が１ａの位置にあるとき、ビームはＢａのように形成され、１次放射器が１ｂの位置にあるとき、ビームはＢｂのように形成され、１次放射器が１ｃの位置にあるとき、ビームはＢｃのように形成される。図８は１次放射器の位置による光線の変化の例を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記誘電体レンズは、その中心軸を中心とする回転対称体であるので、通常はその中心軸（以下「光軸」という。）上に焦点が生じ、１次放射器の位相中心が焦点位置にあるときに形成されるビームは最も鋭いものとなる。図７に示した例では、１次放射器が１ｂに示す位置にある時に形成されるビームＢｂが最も鋭くて高利得が得られる状態となる。１次放射器の位相中心が焦点から外れるほど、ビームの幅（半値角）が広くなり、それに伴って放射の強さも小さくなるので利得は低下する。そこで、一般には焦点を通る光軸に垂直な平面（以下「焦点面」という。）に沿って１次放射器の位相中心を移動させて、ビームの形をなるべく鋭くしたまま走査させることによって、利得が低下しないようにしていた。
【０００５】
しかし、ビーム走査の角度範囲を広くとる必要がある場合には、上記１次放射器の変位が大きくなって、それに伴い誘電体レンズの光軸に対して大きく傾斜する。そのため、誘電体レンズの開口効率が低下し、また、収差による影響も大きくなって、アンテナの利得が大きく変化してしまう。また、ビーム走査の角度範囲が比較的狭い場合でも、より均一な利得が要求される場合には、１次放射器の変位に伴う利得変化が問題となる。
【０００６】
この発明の目的は、誘電体レンズに対する１次放射器の変位によるビーム走査時における利得の変化を抑えたアンテナ装置および広い角度範囲について均一な利得の下で探知を行えるようにした送受波モジュールを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、誘電体レンズと、１次放射器とを備えたアンテナ装置において、前記１次放射器は、指向方向が前記誘電体レンズの中心を向きつつ、位相中心の移動経路が前記誘電体レンズの焦点面に対して非並行となるように変位し、前記１次放射器の位相中心と前記誘電体レンズの相対位置を変位させることによってビームの指向方向を変化させる。このことにより、１次放射器を焦点面上を変位させるだけの場合とは異なって、１次放射器の変位による誘電体レンズの開口効率および収差の変動を制御することが可能となる。
【０００８】
前記１次放射器は、位相中心が前記誘電体レンズの光軸に近い程、前記焦点面から離れるように変位するように構成する。また、この発明は、前記１次放射器の位相中心の略移動経路上で、且つ前記誘電体レンズの中心軸から離れた位置に焦点を生じさせるようにする。これにより、１次放射器の変位による誘電体レンズの開口効率および収差の変動によるアンテナ利得の変動が抑制される。
【０００９】
さらにこの発明は、上記アンテナ装置と、該アンテナ装置に対する送信信号を発生するオシレータと、上記アンテナ装置による受信信号に対してローカル信号をミキシングするミキサとを設けて送受波モジュールを構成する。これにより、探知すべき方位に関わらず、安定した利得の下でターゲットの探知を行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成を図１〜図３を参照して説明する。
図１はビーム走査時の１次放射器の変位の例を示している。実際には１次放射器は単一であり、図中の１ａ，１ｂ，１ｃはビーム走査時の１次放射器１の３点の位置を示している。図１において１次放射器は回転モータを駆動源とする機構またはリニアモータを駆動源とする機構により変位させる。Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃは１次放射器が１ａ，１ｂ，１ｃの位置にあるときの光線を示している。１次放射器１ｂが誘電体レンズ２の光軸上にあるとき、ビームはＲｂに示すように比較的広がる。１次放射器が１ａの位置にあるとき、光線Ｒａ，Ｒａは略平行光となって、鋭いビームを形成する。同様に１次放射器が１ｃの位置にあるとき、光線Ｒｃ，Ｒｃは略平行光となって、鋭いビームを形成する。
【００１１】
ところで、１次放射器が１ｂに示すように光軸上にあるとき、誘電体レンズ２の開口効率は最も高くなり、１次放射器が１ａまたは１ｃに示すように光軸からずれるほど誘電体レンズ２の開口効率が低下する。ここで「開口効率」とは、１ａまたは１ｃに示すように、１次放射器が光軸外にあるとき、その光軸外物点（１次放射器の位相中心）の結像に関係する光線束の光軸に垂直な断面積を、光軸上物点の結像に関係する光線束の同様の断面積に対する相対比率である。従って光軸外物点が光軸から離れるほど、開口効率が低下する（その物点からレンズを見たときの形（楕円形）の面積が小さくなる）。また、１次放射器の位相中心が光軸からずれる程、収差の影響によりビームが広がるため、それによっても利得が低下する。
【００１２】
図２は図１に示したアンテナ装置の１次放射器を変位させる回転体の回転角度と利得劣化との関係を、従来のアンテナ装置と対比して示している。また図３はその１次放射器の変位によるビームの中心軸の走査に合わせて、利得を放射方向の長さで表したときの軌跡を示している。図３においてＡは図１に示した本願発明によるアンテナ装置、Ｂは従来のアンテナ装置の特性を示している。このように本願発明によれば、１次放射器が光軸上にあるとき、その１次放射器の位相中心が誘電体レンズの焦点位置から軸方向にずれているため、従来のアンテナ装置に対して利得劣化が生じるが、１次放射器を光軸から最も変位させたとき、１次放射器の位相中心は焦点面上に来るため、従来のアンテナ装置に比較して利得劣化は大きく改善される。これに伴いビーム走査を行うために１次放射器を変位させた時の利得劣化の変化は緩やかなものとなる。これに対して従来のアンテナ装置では、１次放射器が光軸上にあるときに最も高い利得が得られるが、ビームを走査させるために１次放射器を変位させると、利得は急激に劣化することになる。
【００１３】
次に、第２の実施形態に係るアンテナ装置の構成を図４を参照して説明する。
図１に示した例では、１次放射器が光軸上にあるとき、誘電体レンズの焦点から誘電体レンズ寄りにずれた位置に来るように１次放射器を変位させる例を示したが、図４では、逆に１次放射器が光軸上に来るとき焦点Ｆからレンズより遠ざかる位置に来るようにしている。すなわち、１次放射器１ｂが誘電体レンズ２の光軸上にあるとき、ビームはＲｂに示すように比較的広がる。１次放射器が１ａの位置にあるとき、光線Ｒａ，Ｒａは略平行光となって、鋭いビームを形成する。同様に１次放射器が１ｃの位置にあるとき、光線Ｒｃ，Ｒｃは略平行光となって、鋭いビームを形成する。
【００１４】
ここで、１次放射器の指向方向が常に誘電体レンズの中心を向くように変位させたとき（以下「回転移動タイプ」という。）のアンテナ利得の変化と、その比較例として、図７および図８に示したように、１次放射器を焦点面に平行に移動させたとき（以下「平行移動タイプ」という。）のアンテナ利得の変化とを図９に示す。図９の（Ａ）は前者の特性、（Ｂ）は後者の特性をそれぞれ表している。（Ａ），（Ｂ）において、横軸は誘電体レンズの光軸を０°とした走査方向の角度、縦軸は利得である。（Ａ）は、回転移動タイプの特性であり、１次放射器の指向方向と光軸との成す角度を±０°、＋７°、＋１４°の３通りに変化させたときのアンテナ利得の変化をシミュレーションしたものである。また、（Ｂ）は、平行移動タイプのアンテナ利得であり、光軸からの１次放射器のずれを±０mm、＋４mm、＋８mmの３通りに変化させたときのアンテナ利得の変化をシミュレーションしたものである。
【００１５】
図９において、利得の高い部分がメインローブであり、その両側に利得の低い細かなサイドローブが多数発生する。図９の（Ｂ）に示した平行移動タイプでは、サイドローブのピークは−１３．９２ｄＢであったが、図９の（Ａ）に示した回転移動タイプでは、サイドローブのピークは−１５．３７ｄＢとなった。このように、平行移動タイプに比べて回転移動タイプのサイドローブが抑制される理由の１つは、１次放射器自体が指向性をもち、１次放射器の位置が変位しても、常に１次放射器のビームの強い方向が誘電体レンズの中心を向くためであるものと考えられる。すなわち、１次放射器単体で生じるサイドローブの影響が現れ難くなるためであるものと考えられる。
【００１６】
次に、第３の実施形態に係るアンテナ装置の構成を図５に示す。第１・第２の実施形態とは異なり、この例では誘電体レンズの中心軸上の１点を焦点とする通常のレンズではなく、その光軸からずれた複数の点に焦点を有する多焦点の誘電体レンズを用いる。図５に示す例では、Ｆａ，Ｆｂがそれぞれ焦点であり、１次放射器が１ａまたは１ｃにあるときにビームが最も鋭くなるようにしている。１次放射器が１ｂの位置にあるとき、誘電体レンズ２の焦点からずれているため、利得がその分抑えられる。全体として、１次放射器の変位に伴う利得の変化がより少なくなるように、焦点面に対する１次放射器の移動経路を定めればよい。
【００１７】
この例では多焦点レンズを用いているので、例えば１次放射器が図５における焦点面上を変位するようにしてもよい。その場合、１次放射器が光軸（中心軸）上にあるときでも、焦点位置からずれているため、その利得を抑えることができ、全体の利得変化を抑えることができる。
【００１８】
尚、各実施形態では、１次放射器が最も変位した位置を誘電体レンズの焦点位置としたが、１次放射器の変位に伴う開口効率および収差の変化に起因する利得の変化が小さくなるように１次放射器の移動経路を定めればよい。従って、例えば１次放射器の移動経路が焦点面をよぎる位置関係にあってもよい。
【００１９】
次に、ミリ波レーダーとして用いる送受波モジュールの構成を図６を参照して説明する。
図６において、アンテナ装置は上記１次放射器と誘電体レンズとにより構成したものである。図６においてＶＣＯの出力信号はアイソレータ→カップラ→サーキュレータの経路でアンテナから送信され、アンテナで受信した信号がサーキュレータを介してミキサに供給される。またミキサはこの受信信号ＲＸとカップラで分配したローカル信号Ｌｏとをミキシングして、送信信号と受信信号の周波数差を中間周波信号ＩＦとして出力する。制御回路はアンテナ装置の１次放射器を変位させるモータを駆動制御し、ＶＣＯの発振信号を変調すると共に、ターゲットまでの距離と相対速度をＩＦ信号から求める。また、１次放射器の位置から、ターゲットの方位を求める。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、１次放射器を焦点面上を変位させるだけの場合とは異なって、１次放射器の変位による誘電体レンズの開口効率および収差の変動を制御することが可能となる。
【００２１】
請求項２，３に係る発明によれば、１次放射器の変位による誘電体レンズの開口効率および収差の変動によるアンテナ利得の変動が抑制される。
【００２２】
請求項４に係る発明によれば、探知すべき方位に関わらず、安定した利得の下でターゲットの探知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るアンテナ装置の誘電体レンズと１次放射器との位置関係を示す図
【図２】同アンテナ装置と従来のアンテナ装置におけるビーム走査時の利得の変化を示す図
【図３】同アンテナ装置と従来のアンテナ装置におけるビーム走査時の利得の変化を示す図
【図４】第２の実施形態に係るアンテナ装置の誘電体レンズと１次放射器との位置関係を示す図
【図５】第３の実施形態に係るアンテナ装置の誘電体レンズと１次放射器との位置関係を示す図
【図６】ミリ波レーダで用いる送受波モジュールの構成を示すブロック図
【図７】従来のアンテナ装置における誘電体レンズと１次放射器との位置関係およびそれにより定まるビームの例を示す図
【図８】従来のアンテナ装置における誘電体レンズと１次放射器との位置関係を示す図
【図９】１次放射器の変位経路の異なる２つのアンテナ装置におけるアンテナ利得の特性を示す図
【符号の説明】
１−１次放射器
２−誘電体レンズ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna device in a millimeter wave band or the like constituted by a dielectric lens and a primary radiator, and a transmitting / receiving module using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, an on-vehicle radar using a millimeter wave band transmits a radar beam having a sharp directivity to the front or rear of a vehicle, and receives a reflected wave from a target such as a vehicle traveling forward or rear. Then, the distance to the target and the relative speed with respect to the own vehicle are detected from the time delay and the frequency difference of the transmission / reception signal. In such a millimeter-wave radar, if the angle range to be detected is narrow, the transmission / reception beam may be formed in a fixed direction, but if the angle range to be detected is wide, or the resolution in the angular direction is low. In order to maintain a high gain without lowering the beam, it is necessary to change the direction of the transmitted / received beam while keeping its directivity sharp (hereinafter referred to as beam scanning).
[0003]
Therefore, conventionally, as a millimeter wave band antenna device, as shown in FIG. 7, one antenna device is configured by the dielectric lens 2 and the primary radiator 1, and the primary radiator 1 for the dielectric lens 2 is used. The direction of the beam was changed by changing the relative position. In FIG. 7, 1a, 1b, and 1c simultaneously indicate the positions of three points during beam scanning by a single primary radiator. When the primary radiator is at the position 1a, the beam is formed as Ba, and when the primary radiator is at the position 1b, the beam is formed as Bb and the primary radiator is at the position 1c. , The beam is formed like Bc. FIG. 8 shows an example of a change of a light ray according to the position of the primary radiator.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the dielectric lens is a rotationally symmetrical body about its central axis, a focus usually occurs on the central axis (hereinafter referred to as “optical axis”), and the phase center of the primary radiator is located at the focal position. Is the sharpest beam formed. In the example shown in FIG. 7, the beam Bb formed when the primary radiator is at the position shown in FIG. 1b is sharpest, and a high gain is obtained. The more the phase center of the primary radiator goes out of focus, the wider the beam width (half-value angle) and the smaller the intensity of radiation, thereby lowering the gain. Therefore, in general, the phase center of the primary radiator is moved along a plane perpendicular to the optical axis passing through the focal point (hereinafter, referred to as “focal plane”), and scanning is performed while keeping the beam shape as sharp as possible. The gain was not reduced.
[0005]
However, when it is necessary to widen the angle range of the beam scanning, the displacement of the primary radiator increases, and accordingly, the primary radiator is greatly inclined with respect to the optical axis of the dielectric lens. For this reason, the aperture efficiency of the dielectric lens decreases, and the effect of aberration increases, and the gain of the antenna greatly changes. Further, even when the angle range of the beam scanning is relatively narrow, when a more uniform gain is required, a change in gain due to displacement of the primary radiator becomes a problem.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an antenna device which suppresses a change in gain during beam scanning due to displacement of a primary radiator with respect to a dielectric lens, and a transmitting / receiving module capable of detecting a wide angle range under uniform gain. To provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an antenna device including a dielectric lens and a primary radiator, wherein the primary radiator has a directing direction toward the center of the dielectric lens, and a movement path of a phase center is the dielectric material. The beam is displaced so as to be non-parallel to the focal plane of the lens, and the directivity of the beam is changed by displacing the relative position between the phase center of the primary radiator and the dielectric lens. Thus, unlike the case where the primary radiator is merely displaced on the focal plane, it becomes possible to control the aperture efficiency and the aberration variation of the dielectric lens due to the displacement of the primary radiator.
[0008]
The primary radiator is configured to be displaced away from the focal plane as the phase center is closer to the optical axis of the dielectric lens. Further, in the present invention, a focal point is generated on a substantially moving path of the phase center of the primary radiator and at a position away from the central axis of the dielectric lens. This suppresses fluctuations in antenna gain due to fluctuations in aperture efficiency and aberrations of the dielectric lens due to displacement of the primary radiator.
[0009]
Further, according to the present invention, a transmission / reception module is provided including the antenna device, an oscillator for generating a transmission signal to the antenna device, and a mixer for mixing a local signal with a reception signal from the antenna device. Thus, the target can be detected with a stable gain regardless of the direction to be detected.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The configuration of the antenna device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an example of displacement of a primary radiator during beam scanning. Actually, there is a single primary radiator, and 1a, 1b, and 1c in the figure indicate the positions of three points of the primary radiator 1 during beam scanning. In FIG. 1, the primary radiator is displaced by a mechanism using a rotary motor as a drive source or a mechanism using a linear motor as a drive source. Ra, Rb, and Rc indicate light rays when the primary radiator is at the positions 1a, 1b, and 1c. When the primary radiator 1b is on the optical axis of the dielectric lens 2, the beam spreads relatively as indicated by Rb. When the primary radiator is at the position 1a, the light rays Ra, Ra become substantially parallel light and form a sharp beam. Similarly, when the primary radiator is at the position 1c, the light beams Rc, Rc become substantially parallel light, and form a sharp beam.
[0011]
By the way, when the primary radiator is on the optical axis as shown by 1b, the aperture efficiency of the dielectric lens 2 becomes the highest, and the more the primary radiator deviates from the optical axis as shown by 1a or 1c, the more the dielectric material becomes. The aperture efficiency of the lens 2 decreases. Here, the “aperture efficiency” relates to the imaging of an object point off the optical axis (the phase center of the primary radiator) when the primary radiator is off the optical axis as shown in 1a or 1c. The cross-sectional area perpendicular to the optical axis of the light beam is a relative ratio to a similar cross-sectional area of the light beam related to imaging of an object point on the optical axis. Therefore, the farther the object point off the optical axis is from the optical axis, the lower the aperture efficiency (the smaller the area of the shape (elliptical shape) when the lens is viewed from the object point). Further, as the phase center of the primary radiator deviates from the optical axis, the beam spreads due to the influence of aberration, and the gain also decreases.
[0012]
FIG. 2 shows the relationship between the rotation angle of the rotator that displaces the primary radiator of the antenna device shown in FIG. 1 and the gain deterioration in comparison with the conventional antenna device. FIG. 3 shows a trajectory when the gain is represented by the length in the radiation direction in accordance with the scanning of the central axis of the beam due to the displacement of the primary radiator. 3A shows the characteristics of the antenna device according to the present invention shown in FIG. 1 and FIG. 3B shows the characteristics of the conventional antenna device. As described above, according to the present invention, when the primary radiator is on the optical axis, the phase center of the primary radiator is shifted from the focal position of the dielectric lens in the axial direction. However, when the primary radiator is most displaced from the optical axis, the phase center of the primary radiator is located on the focal plane, so the gain degradation is greatly improved compared to the conventional antenna device. Is done. Accompanying this, the change in gain deterioration when the primary radiator is displaced to perform beam scanning becomes gentle. On the other hand, in the conventional antenna device, the highest gain is obtained when the primary radiator is on the optical axis. However, when the primary radiator is displaced to scan the beam, the gain rapidly deteriorates. Will do.
[0013]
Next, the configuration of the antenna device according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
In the example shown in FIG. 1, when the primary radiator is on the optical axis, the primary radiator is displaced so as to be shifted from the focal point of the dielectric lens toward the dielectric lens. In FIG. 4, conversely, when the primary radiator is on the optical axis, the primary radiator is positioned farther from the focal point F than the lens. That is, when the primary radiator 1b is on the optical axis of the dielectric lens 2, the beam spreads relatively as indicated by Rb. When the primary radiator is at the position 1a, the light rays Ra, Ra become substantially parallel light and form a sharp beam. Similarly, when the primary radiator is at the position 1c, the light beams Rc, Rc become substantially parallel light, and form a sharp beam.
[0014]
Here, as a comparative example, a change in antenna gain when the primary radiator is displaced so that the directing direction of the primary radiator always faces the center of the dielectric lens (hereinafter referred to as “rotational movement type”) is shown in FIG. FIG. 9 shows a change in antenna gain when the primary radiator is moved parallel to the focal plane as shown in FIG. 8 (hereinafter, referred to as “parallel movement type”). FIG. 9A shows the former characteristic, and FIG. 9B shows the latter characteristic. In (A) and (B), the horizontal axis is the angle in the scanning direction with the optical axis of the dielectric lens being 0 °, and the vertical axis is the gain. (A) is a characteristic of the rotary movement type, and shows a change in antenna gain when the angle formed between the directivity direction of the primary radiator and the optical axis is changed in three ways of ± 0 °, + 7 °, and + 14 °. Is simulated. (B) is a parallel displacement type antenna gain, which simulates a change in antenna gain when the deviation of the primary radiator from the optical axis is changed in three ways of ± 0 mm, +4 mm, and +8 mm. It is.
[0015]
In FIG. 9, the high gain portion is the main lobe, and many small side lobes with low gain are generated on both sides of the main lobe. In the translation type shown in FIG. 9B, the peak of the side lobe was -13.92 dB, but in the rotational movement type shown in FIG. 9A, the side lobe peak was -15. It became 37 dB. As described above, one of the reasons why the side lobe of the rotational movement type is suppressed as compared with the parallel movement type is that the primary radiator itself has directivity, and even if the position of the primary radiator is displaced, It is considered that the strong direction of the beam of the primary radiator is directed to the center of the dielectric lens. That is, it is considered that the influence of the side lobe generated by the primary radiator alone is less likely to appear.
[0016]
Next, the configuration of an antenna device according to a third embodiment is shown in FIG. Unlike the first and second embodiments, this example is not a normal lens having a point on the center axis of the dielectric lens as a focal point, but a multifocal point having focal points at a plurality of points displaced from the optical axis. Is used. In the example shown in FIG. 5, Fa and Fb are the focal points, respectively, and the beam is sharpest when the primary radiator is at 1a or 1c. When the primary radiator is at the position 1b, the gain is suppressed because the primary radiator is out of focus of the dielectric lens 2. As a whole, the movement path of the primary radiator with respect to the focal plane may be determined so that the change in gain due to the displacement of the primary radiator is smaller.
[0017]
Since a multifocal lens is used in this example, for example, the primary radiator may be displaced on the focal plane in FIG. In this case, even when the primary radiator is on the optical axis (center axis), the gain is suppressed because the primary radiator is shifted from the focal position, and the change in the overall gain can be suppressed.
[0018]
In each embodiment, the position where the primary radiator is most displaced is set as the focal position of the dielectric lens. However, the change in gain due to the change in aperture efficiency and aberration due to the displacement of the primary radiator is reduced. The moving path of the primary radiator may be determined as described above. Therefore, for example, the movement path of the primary radiator may be in a positional relationship across the focal plane.
[0019]
Next, the configuration of a transmitting / receiving module used as a millimeter-wave radar will be described with reference to FIG.
In FIG. 6, the antenna device is constituted by the primary radiator and a dielectric lens. In FIG. 6, the output signal of the VCO is transmitted from the antenna via the path of the isolator → coupler → circulator, and the signal received by the antenna is supplied to the mixer via the circulator. The mixer mixes the received signal RX with the local signal Lo distributed by the coupler, and outputs a frequency difference between the transmitted signal and the received signal as an intermediate frequency signal IF. The control circuit drives and controls a motor that displaces the primary radiator of the antenna device, modulates the oscillation signal of the VCO, and obtains the distance to the target and the relative speed from the IF signal. Further, the direction of the target is obtained from the position of the primary radiator.
[0020]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, unlike the case where only the primary radiator is displaced on the focal plane, the variation of the aperture efficiency and the aberration of the dielectric lens due to the displacement of the primary radiator is controlled. Becomes possible.
[0021]
According to the second and third aspects of the present invention, the fluctuation of the antenna gain due to the fluctuation of the aperture efficiency and aberration of the dielectric lens due to the displacement of the primary radiator is suppressed.
[0022]
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to detect a target with a stable gain regardless of the direction to be detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a positional relationship between a dielectric lens and a primary radiator of an antenna device according to a first embodiment. FIG. 2 shows a change in gain during beam scanning between the antenna device and a conventional antenna device. FIG. 3 is a diagram showing a change in gain during beam scanning in the antenna device and a conventional antenna device. FIG. 4 is a diagram showing positions of a dielectric lens and a primary radiator of the antenna device according to the second embodiment. FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between a dielectric lens and a primary radiator of an antenna device according to a third embodiment. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a transmitting / receiving module used in a millimeter wave radar. FIG. 7 is a diagram showing a positional relationship between a dielectric lens and a primary radiator in a conventional antenna device and an example of a beam determined thereby. FIG. Location Figure [EXPLANATION OF SYMBOLS] showing the characteristics of the antenna gain in FIG. 9 two antenna devices having different primary radiator displacement path showing the
1-1 primary radiator 2-dielectric lens

Claims

In the antenna device provided with a dielectric lens and a primary radiator, the primary radiator has a directivity direction toward a center of the dielectric lens, and a movement path of a phase center has a focal plane of the dielectric lens. An antenna device that changes the directivity of a beam by displacing the phase center of the primary radiator and a relative position of the dielectric lens with respect to the primary radiator .

The antenna device according to claim 1, wherein the primary radiator is displaced away from the focal plane as the phase center is closer to the optical axis of the dielectric lens.

3. The antenna device according to claim 1, wherein a focus is generated on a substantially moving path of a phase center of the primary radiator and at a position away from a center axis of the dielectric lens.

An antenna device according to any one of claims 1 to 3, an oscillator for generating a transmission signal for the antenna device, and a mixer for mixing a local signal with a signal received by the antenna device. The transmitting and receiving module.