JP4511406B2 - 空中線装置 - Google Patents
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Description
なお、このような空隙は、誘電体基板と平行な面において、孔の断面形状と同一の大きさの矩形であり、その矩形における短い辺の方が、前記平面線路の線路方向と平行であるとよい。仮に、空隙の断面積の方が、孔の断面積よりも著しく小さい場合は、空隙部分でない金属板の部分で高周波の反射が起こり、エネルギーの損失が発生することが考えられる。したがって、空隙と孔の断面形状が同一であれば、このような反射の発生を防止することができる。また、断面形状が矩形であることにより、矩形の短辺方向の偏波面を持つ高周波を選択して孔に入力させることが可能となる。これらの結果、平面線路の線路方向と偏波面とが一致し、変換効率が向上する。
また、空中線装置の孔の開口方向近傍に誘電体レンズを配置するようにするとよい。なお、誘電体レンズ一つにより、全ての空中線装置群をまかなうようになっていてもよいし、誘電体レンズを個々の空中線装置毎に孔の開口部近傍に配置するようにしてもよい。
任意の物体からは、その温度とその表面の材質等によって決まる電磁波が放射されている(プランクの放射法則)。この放射電磁波のピーク電力は赤外光の領域にあるが、ミリ波帯、マイクロ波帯といった電波帯域にも微弱な放射電磁波がある。ミリ波帯での放射電力は数式1で表すことができる(Rayleigh-Jeanの近似式)。
近年、このミリ波帯での放射電力を受信することにより、物体の形状を認識するパッシブミリ波イメージングセンサのニーズが高まりつつある。ミリ波は可視光に対して霧中での透過率が高いためにパッシブミリ波イメージングセンサは天候に左右されないイメージングセンサとして期待が高まっている。
図1は、検知対象である車両19および実施形態1の高周波モジュール群11の概略構成を示した説明図である。高周波モジュール群11は、凸型の誘電体レンズ13と、アレイ部15とから構成され、車両19から放射されるミリ波帯の放射電力(高周波)を、誘電体レンズ13を介してアレイ部15の各高周波モジュール17が受信するような構成となっている。
マイクロストリップ線路26は、上述した通り、誘電体基板22上に配置されているがその一端が空隙25に突出して配置されている。なお、この突出位置や突出量は、検知対象の高周波が空隙25内に進入して反射することによって生じる定在波の腹の部分に、ちょうどマイクロストリップ線路26の一端が位置するようになっていように決定するとよい。なお、空隙25は、特許請求の範囲で言うところの「仮想的な孔」内に位置し、マイクロストリップ線路26は、この「仮想的な孔」内に突出していることとなる。
このような高周波モジュール17によって構成された高周波モジュール群11によれば、検知対称である車両19から放射された微弱な高周波が誘電体レンズ13によって平面波に変換されて孔24に進入する。そして、進入した高周波は誘電体基板22を透過して金属板23にまで達し、金属板23に設けられた空隙25内の壁によって反射されて空隙25内に定在波が生じる。この定在波の腹の部分にマイクロストリップ線路26の一端が位置するようになっているため、微弱な高周波を広帯域かつ高効率にマイクロストリップ線路26を伝搬する高周波へと変換し、高周波回路27によって検波されて信号として出力させることができる。
(1)実施形態2
次に、他の実施形態について説明する。実施形態2は、高周波モジュール17のマイクロストリップ線路26の空隙25への突出位置が、上記実施形態の高周波モジュール17のものと比較して正面側から見た空隙25の中心位置からシフトした実施形態である。
実施形態3は、図4(b)に示すように、金属板23に設けられた空隙25の誘電体基板22によって塞がれている部分に壁部23aが設けられていることを特徴とする実施形態である。なお、図4(b)は、図4(a)の高周波モジュール17の正面図(誘電体レンズ11側から眺めた図)におけるA1−A2断面図であり、図4(c)は、図4(b)のB1−B2断面図である。
実施形態4は、上述した実施形態2および実施形態3の特徴を併せ持った実施形態である。つまり、図5(a)の高周波モジュール17の正面図(誘電体レンズ13側から眺めた図)に示すように、マイクロストリップ線路26の突出位置が図面左側にシフトしていると共に、図5(b)(図5(a)のA1−A2断面図)に示すように、金属板23に設けられた空隙25の誘電体基板22によって塞がれている部分に壁部23aが設けられていることとを特徴とする実施形態である。なお、図5(c)は、図5(b)のB1−B2断面図である。
(4)実施形態5
上記実施形態は何れの実施形態もマイクロストリップ線路26が空隙25内に突出するようになっていたが、マイクロストリップ線路26は、孔24内に突出するようになっていてもよい。つまり、図11(図11(a)は高周波モジュール17の正面図(誘電体レンズ13側から眺めた図)、図11(b)は図11(a)のA1−A2断面図)に示すように、誘電体基板22に沿うようにして孔24内に突出するようになっていてもよい。その場合、図11(b)に示すように、空洞28および高周波回路27も金属板21側に設けられているとよい。
(5)その他
上記各実施形態の説明では、検知対象の物体から放射された高周波を捉えて平面線路(マイクロストリップ線路26)を伝搬する高周波へ変換する場合(つまり受信の場合)について説明したが、上述した各実施形態の高周波モジュール群11を高周波の送信について利用してもよいことは言うまでもない。
Claims (2)
- 高周波を受信、送信又は送受信する空中線装置であって、
高周波を透過し、この透過する高周波を屈折する誘電体レンズと、前記誘電体レンズの物標側の面と反対側の面に対面して配置され、高周波を導波するための貫通された孔を有する金属板と、前記金属板の前記誘電体レンズと対面する側と反対側の面に当接して配置される誘電体基板と、前記誘電体基板の前記金属板側と反対側の面上に設けられたマイクロストリップ線路とを備え、
前記誘電体基板は、少なくとも前記孔の開口部に対応する位置に配置されており、
前記マイクロストリップ線路の一端が、前記孔を略同内寸で前記誘電体基板側に延長した場合の仮想的な孔内に突出するように構成されており、
さらに、前記孔の位置から前記誘導体基板を挟んだ対称の位置に、前記マイクロストリップ線路と接触しないように空隙を設けて当該マイクロストリップ線路を囲んでなる金属部材が設けられ、
前記マイクロストリップ線路は、高周波が前記空隙に進入して前記金属部材の内壁で反射することによって生じる定在波の腹の部分に前記仮想的な孔内に突出した一端が位置するように突出位置及び突出量が決定されてなること
を特徴とする空中線装置。 - 請求項1に記載の空中線装置を、前記孔の開口方向を合わせて複数配列してなる空中線群を構成したことを特徴とする空中線装置。
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