JP6087419B2 - Array antenna and radar device - Google Patents
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Description
この発明は、アレーアンテナおよびレーダ装置に関する。 The present invention relates to an array antenna and a radar apparatus.
従来から、広い指向性を有するマイクロストリップアンテナが知られている。このマイクロストリップアンテナは、自動車などの移動体に搭載されるレーダ装置や無線通信装置にも用いられる。図15は、従来のマイクロストリップアンテナを示す図である。 Conventionally, a microstrip antenna having a wide directivity is known. This microstrip antenna is also used for radar devices and wireless communication devices mounted on mobile objects such as automobiles. FIG. 15 is a diagram showing a conventional microstrip antenna.
図15に示すように、マイクロストリップアンテナ10は、主給電線路12と放射素子13とで構成され、誘電体基板の表面パターンとして主給電線路12と放射素子13とが設置される。なお、主給電線路12と放射素子13とは、誘電体基板のグランドとは反対側の面に設置される。
As shown in FIG. 15, the
この誘電体基板の一例を挙げると、誘電体基板は、所定の比誘電率を有する基板であり、例えば、厚さが0.115mm、比誘電率が2.22の誘電体に銅箔12μmを貼り合わせた基板である。主給電線路12は、電源から供給される電力が流れる線路であり、放射素子13に高周波を給電する。放射素子13は、主給電線路12に接続される素子であり、電波を放射する。
As an example of this dielectric substrate, the dielectric substrate is a substrate having a predetermined relative dielectric constant. For example, a copper foil of 12 μm is formed on a dielectric having a thickness of 0.115 mm and a relative dielectric constant of 2.22. It is a bonded substrate. The main
例えば、マイクロストリップアンテナ10を車載装置に搭載する場合には、放射素子13は、主給電線路12に対して45度傾けて形成される場合が多い。また、電源等から主給電線路12に供給された電力のうち、放射素子13に流れる電力の割合を結合量という。例えば、主給電線路12に流れる電力を100%とし、このうち20%が放射素子13に流れたとすると、結合量は20%となる。
For example, when the
しかしながら、従来のマイクロストリップアンテナでは、結合量を上げるのに限界があり、所望の指向性を得ることができないという問題がある。 However, the conventional microstrip antenna has a limit in increasing the amount of coupling, and there is a problem that a desired directivity cannot be obtained.
具体的には、放射素子13を共振状態にした場合、主給電線路12と接続される放射素子13の端面の入力インピーダンス(Zin)が大きくなる。このため、主給電線路12と放射素子13の端面との間では、インピーダンスの不整合により、主給電線路12には放射素子13からの入射波に戻る反射波が存在する。
Specifically, when the
この場合に、従来のマイクロストリップアンテナ10では、図15に示した素子幅(W)を広くし、主給電線路12から放射素子13を見た入力インピーダンス(Zin)を小さくしていた。ところが、素子幅を広くするには限度があり、結合量は最大で22%程度となる。つまり、所望の指向性を得るために必要な電力を放射素子に供給することができないので、所望の指向性を得ることができない。
In this case, in the
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、所望の指向性を得ることができるアレーアンテナおよびレーダ装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide an array antenna and a radar apparatus that can obtain desired directivity.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のアレーアンテナは、電波を放射する放射素子と、前記放射素子に電力を給電する主給電線路と、前記放射素子と前記主給電線路とを接続して、共振状態にある前記放射素子のインピーダンスと前記主給電線路のインピーダンスとを所望の割合にさせ、前記主給電線路から給電された電力を前記放射素子に給電する給電線路とを有するアンテナを複数有し、前記複数のアンテナは、前記主給電線路内の管内波長の間隔で前記主給電線路上に配置され、前記主給電線路から給電される順番に前記給電線路の長さが長くなるように形成されて、前記主給電線路から給電される順番が最も早い第1放射素子に接続される第1給電線路の長さは、前記主給電線路内の管内波長の2分の1の長さとなり、前記主給電線路から給電される順番が前記第1放射素子よりも遅い第2放射素子に接続される第2給電線路の長さは、前記主給電線路内の管内波長の4分の3の長さとなる。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an array antenna of the present invention includes a radiating element that radiates radio waves, a main feed line that feeds power to the radiating element, the radiating element, and the main feed line. And connecting the impedance of the radiating element in the resonance state and the impedance of the main feeding line in a desired ratio, and feeding line for feeding the power fed from the main feeding line to the radiating element A plurality of antennas, wherein the plurality of antennas are arranged on the main feed line at intervals of a guide wavelength in the main feed line, and the length of the feed line is set in the order of feeding from the main feed line. The length of the first feed line that is formed to be long and is connected to the first radiation element that is earliest in the order of feeding power from the main feed line is one half of the in-tube wavelength in the main feed line. The length of Thus, the length of the second feed line connected to the second radiating element whose order of feeding from the main feed line is slower than the first radiating element is 3/4 of the in-tube wavelength in the main feed line. It becomes the length .
本発明によれば、所望の指向性を得ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to obtain desired directivity.
以下に添付図面を参照して、この発明に係るアレーアンテナおよびレーダ装置の実施例を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of an array antenna and a radar apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[マイクロストリップアンテナ]
図1Aは、マイクロストリップアンテナ1の構造を示す図である。図1Bは、図1Aに示したA−A1で切断した場合の断面図である。なお、図1Aは、誘電体基板に設置されたマイクロストリップアンテナ1を誘電体基板の上から見た平面図の例である。
[Microstrip antenna]
FIG. 1A is a diagram showing the structure of the
図1Aに示すように、マイクロストリップアンテナ1は、主給電線路3と放射素子4と給電線路5とを有する。また、図1Bに示すように、主給電線路3と放射素子4と給電線路5とは、誘電体基板2のグランド6とは反対側の面に設置される。この誘電体基板2は、所定の比誘電率を有する基板であり、例えば、厚さが0.115mm、比誘電率が2.22の誘電体に銅箔12μmを貼り合わせた基板である。
As shown in FIG. 1A, the
主給電線路3は、電源から供給される電力が流れる線路であり、給電線路5を介して放射素子4に高周波を給電する。放射素子4は、給電線路5を介して給電された電力と共振して共振状態となり、電波を放射する素子である。この放射素子4は、給電線路5を介して主給電線路3に接続される。
The
給電線路5は、放射素子4と主給電線路3とを接続して、共振状態にある放射素子4のインピーダンスと主給電線路3のインピーダンスとを所望の割合にさせ、主給電線路3から給電された電力を放射素子4に給電する給電線路の一例である。例えば、マイクロストリップアンテナ1を車載装置等に用いる場合には、主給電線路3に対して45度傾けて給電線路5を設置することで、放射素子4を45度傾ける。
The
ここで、給電線路5について具体的に説明する。給電線路5の特性インピーダンスをZq、主給電線路3から給電線路5を見た入力インピーダンスをZin、共振状態にある放射素子4への入力インピーダンスをZantとした場合、Zqは以下の式を満たす。すなわち、「(Zq)の2乗=(Zin×Zant)」。したがって、Zinは、(Zq)の2乗をZantで除算することで算出できる。
Here, the
また、図1Aに示したマイクロストリップアンテナ1の結合量をSパラメータで表すと以下の式で表すことができる。すなわち、「結合量(C)=1−(|S11|の2乗)−(|S21|の2乗)」で表すことができる。ここで、主給電線路のインピーダンスZoと上記Zinとを用いることで、「S11=(−Zo/Zin)/(2+Zo/Zin)」、「S21=2/(2+Zo/Zin)」で算出することができる。
Further, the coupling amount of the
このように、図1Aに示したマイクロストリップアンテナ1では、共振状態にある放射素子4の端面の入力インピーダンス(Zant)が最大値となり、主給電線路3から給電線路5を見た入力インピーダンス(Zin)が最小値となる。そこで、特性インピーダンス(Zq)を有する給電線路5を放射素子4と主給電線路3との間に設置することで、主給電線路3から見た放射素子4への入力インピーダンスを小さく見せることができる。
As described above, in the
この結果、主給電線路3から給電線路5への入力インピーダンスが小さくなって、電力が流れ易くなるので、結合量が高くなり、所望の指向性を得ることができる。
As a result, the input impedance from the
[マイクロストリップアンテナの具体例]
次に、図1Aに示したマイクロストリップアンテナの具体例を説明する。図2は、マイクロストリップアンテナ1の具体例を示す図である。なお、図2は、図1Aと同様、誘電体基板に設置されたマイクロストリップアンテナ1の誘電体基板を上から見た平面図の例である。また、図2では、誘電体基板2を省略する。
[Specific examples of microstrip antenna]
Next, a specific example of the microstrip antenna shown in FIG. 1A will be described. FIG. 2 is a diagram showing a specific example of the
図2に示すマイクロストリップアンテナ1は、図1Aと同様、主給電線路3と放射素子4と給電線路5とを有し、主給電線路3に対して45度傾けて給電線路5に設置される。主給電線路3内では、幅0.2mmとし、図2の左から右に向かって電力が流れるものし、電力を流した際の主給電線路3内の波長、いわゆる管内波長をλgとする。
A
放射素子4は、素子幅を0.8mmとし、共振状態にするために素子長を主給電線路3の管内波長の半分であるλg/2とする。また、放射素子4は、共振状態である場合、端面である(b)での入力インピーダンス(Zant)が最大となる。
The radiating
給電線路5は、特性インピーダンス(Zq)を有し、長さは主給電線路3の管内波長の4分の1であるλg/4とし、幅は任意の大きさを用いることができる。ここで、特性インピーダンス(Zq)は上述した式を満たし、結合量は、上述したSパラメータで表すことができる。
The
ここで、給電線路5の長さについて説明する。図3は、給電線路内の定在波分布を示す図である。この図3は、横軸に放射素子4から主給電線路3までの距離を示し、縦軸に電圧を示した図である。図4は、給電線路の長さと結合量との関係を示す図である。この図4は、横軸に給電線路5の長さを示し、縦軸に結合量を示した図である。
Here, the length of the
図3に示すように、放射素子4の端面(b)からの長さが0の場合、すなわち放射素子4の端面(b)から主給電線路3までの距離が0の場合、放射素子4の端面(b)で電圧が最大になり、その後λ/2ごとに電圧が最大になる。一方で、放射素子4の端面(b)からの長さがλg/4の場合に、電圧が最小値になり、その後λ/2ごとに電圧が最小になる。
As shown in FIG. 3, when the length from the end face (b) of the radiating
このような定在波が給電線路5内に存在することから、図4に示すように、給電線路5の長さがλg/4の場合に結合量が最大の80%となり、給電線路5の長さがλg/2の場合に結合量が最小となり、その後は、λg/4ごとに最大と最小を繰り返す。つまり、給電線路5内の定在波の周期によって、結合量を高くできる給電線路5の長さを決定することができる。なお、図4に示すように、放射素子4の素子幅が0.4mmであっても同様の効果が得られる。
Since such a standing wave exists in the
このように、給電線路5の幅に関係なく、給電線路5の長さを調整することで、放射素子4へ給電される電力量を調整することができる。このため、給電線路5の長さを調整することで、結合量を調整することができる。つまり、給電線路5の長さを変えることで、Zinを大きくしたり、小さくしたりすることができる。すなわち、給電線路5は、長さによってZinの大きさをコントロールすることができる線路である。
Thus, regardless of the width of the
[アレーアンテナの構成]
次に、実施例1で説明したマイクロストリップアンテナを用いたアレーアンテナの例について説明する。図5は、アレーアンテナの構成例を示す図である。なお、図5は、図1Aと同様、アレーアンテナを誘電体基板の上から見た平面図の例である。また、図5では、誘電体基板2を省略する。
[Configuration of array antenna]
Next, an example of an array antenna using the microstrip antenna described in the first embodiment will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of an array antenna. FIG. 5 is an example of a plan view of the array antenna viewed from above the dielectric substrate, as in FIG. 1A. In FIG. 5, the
図5に示すように、ここでは一例として、6つマイクロストリップアンテナを用いた場合を例にして説明する。なお、マイクロストリップアンテナの数等は例示であり、任意の数を採用することができる。図5に示したアレーアンテナは、主給電線路の管内波長(λg)の間隔で、マイクロストリップアンテナを配置する。図5では、図の左から右に向かって電力が流れる。また、電流源に近いマイクロストリップアンテナから順に、素子番号1、2、3、4、5、6とする。なお、素子番号6の放射素子には、結合量が100%の整合素子を用いる。
As shown in FIG. 5, here, as an example, a case where six microstrip antennas are used will be described. Note that the number of microstrip antennas is an example, and an arbitrary number can be adopted. In the array antenna shown in FIG. 5, microstrip antennas are arranged at intervals of the guide wavelength (λg) of the main feed line. In FIG. 5, electric power flows from the left to the right in the figure. Also,
素子番号1から5の各放射素子には、図1A等に示したマイクロストリップアンテナを用いる。また、素子番号が大きくなるにつれて結合量を高くするために、素子番号が大きくなるにつれて給電線路5の長さがλg/4または3λg/4になるようにする。一例を挙げると、素子番号1のマイクロストリップアンテナの給電線路5の長さをλg/2にし、素子番号が大きくなるにつれて所定数ずつ長くしていき、素子番号5のマイクロストリップアンテナの給電線路5の長さを3λg/4にする。なお、各給電線路5の長さは、素子番号6すなわち端面に行くほど長くする必要はなく、所望の結合量を得るための適切な長さにしてもよく、任意の長さに設定することができる。
For each of the radiating elements with
[シミュレーション結果]
次に、図5に示したアレーアンテナを用いたシミュレーション結果と、図15に示した従来のマイクロストリップアンテナ6つを設置したアレーアンテナを用いたシミュレーション結果とを比較する。ここでは、サイドローブ比が30dBになるようアンテナを設計する例で説明する。
[simulation result]
Next, the simulation result using the array antenna shown in FIG. 5 is compared with the simulation result using the array antenna provided with six conventional microstrip antennas shown in FIG. Here, an example in which the antenna is designed so that the side lobe ratio is 30 dB will be described.
図6は、所望の指向性を得るために実行する振幅の制御例を示す図である。この図6は、横軸に素子番号を示し、縦軸に重み係数を示した図である。6つのマイクロストリップアンテナを用いたアレーアンテナを用いて、サイドローブ比が30dBになるようアンテナを設計する場合には、各素子の放射強度を図6に示すような分布にすることが望ましい。具体的には、真ん中に位置する素子番号3の放射素子と素子番号4の放射素子に対する重み係数が最大値の1になるようにする。また、始端の素子番号1の放射素子および終端の素子番号6の放射素子に対する重み係数が最小値の0.38、素子番号2および5の放射素子に対する重み係数が0.69になるようにする。つまり、真ん中に位置する放射素子からの放射量を大きくなるように設計する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of amplitude control executed to obtain desired directivity. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the element number, and the vertical axis indicates the weighting factor. When an antenna is designed so that the side lobe ratio is 30 dB using an array antenna using six microstrip antennas, it is desirable that the radiation intensity of each element has a distribution as shown in FIG. Specifically, the weighting factor for the radiating element with
図5に示した、開示する構造のマイクロストリップアンテナを用いたアレーアンテナの場合、給電線路5の長さを調整することで結合量を変化させることができるので、図7の(A)に示すように、所望の結合量分布を得ることができる。図7は、アレーアンテナの結合量分布を示した図である。この図7は、横軸に素子番号を示し、縦軸に結合量を示した図である。
In the case of the array antenna using the microstrip antenna having the disclosed structure shown in FIG. 5, the coupling amount can be changed by adjusting the length of the
一般的に、マイクロストリップアンテナを直列に設置したアレーアンテナの場合、電力源に近い始端に比べて、終端に位置するほど電力が少なくなることから、終端に位置する放射素子ほど高い結合量が必要となる。 In general, in the case of an array antenna in which microstrip antennas are installed in series, the power is less at the terminal end than at the starting end near the power source. It becomes.
開示する構造の場合、給電線路5の長さをλg/4等にすることで、80%程度の結合量を得ることができ、逆に、給電線路5の長さをλg/2等にすることで、20%より小さい結合量を得ることができる。したがって、図5に示したような終端に位置するほど給電線路5の長さをλg/4に近い長さにすることで、図7の(A)に示すように、素子番号が大きくなるにつれて、結合量を高くすることができる。このため、アレーアンテナの各マイクロストリップアンテナの放射強度を、図6に示した放射強度分布にすることができる。
In the case of the disclosed structure, a coupling amount of about 80% can be obtained by setting the length of the
一方、図15に示した主給電線路3と放射素子4とを直接接続させたマイクロストリップは、上述したように、最大で22%程度の結合量しか得ることができない。このため、図7の(B)に示すように、素子番号3より後続の放射素子はいずれも結合量が22%程度になる。したがって、図8に示すような放射強度になる。図8は、従来の構造を用いた場合の振幅の制御例を示す図である。この図8は、横軸に素子番号を示し、縦軸に重み係数を示した図である。
On the other hand, the microstrip in which the
従来の構造を用いた場合、図8に示すように、素子番号3の放射素子に対する重み係数が0.76、素子番号4の放射素子に対する重み係数が0.67、素子番号5の放射素子に対する重み係数が0.59、素子番号6の放射素子に対する重み係数が1.12となる。
When the conventional structure is used, as shown in FIG. 8, the weighting factor for the radiating element with
つまり、図6と図8とを比較すると、従来の構造を用いた場合、素子番号1と素子番号2の放射素子に対しては、所望の指向性を得るために必要な電力量を給電することができる。ところが、従来の構造では結合量が最大でも22%程度であるために、図8に示すように、素子番号3、4、5各々の放射素子に流れる電力が小さく、その分、素子番号6の整合素子へ流れる電力が大きくなり、終端の整合素子からの放射量が最大になる。
That is, when FIG. 6 is compared with FIG. 8, when the conventional structure is used, the radiating elements having the
この結果、従来構造と開示構造とを用いたアレーアンテナには、利得に差が発生する。図9は、従来構造と開示構造で設計した場合の指向性(サイドローブ)を示す図である。この図9は、横軸に主給電線路3と放射素子4との角度を示し、縦軸に利得を示した図である。
As a result, there is a difference in gain between the array antennas using the conventional structure and the disclosed structure. FIG. 9 is a diagram showing directivity (side lobe) when designed with the conventional structure and the disclosed structure. In FIG. 9, the horizontal axis indicates the angle between the
図9に示すように、従来構造を用いた場合、各放射素子の放射強度を図6に示した放射強度分布にすることができず、図8に示した放射強度分布になるので、最大サイドローブとメインローブとの差が12.2dBになり、所望の指向性を得ることができない。一方で、図9に示すように、開示構造を用いた場合には、各放射素子の放射強度を図6に示した放射強度分布にすることができるので、サイドローブ比を30dBにすることができ、所望の指向性を得ることができる。また、放射素子4にまっすぐ給電することで不要な交差編波の成分を抑制しつつ結合量を変化させることができる。
As shown in FIG. 9, when the conventional structure is used, the radiation intensity distribution of each radiating element cannot be the radiation intensity distribution shown in FIG. 6, but the radiation intensity distribution shown in FIG. The difference between the lobe and the main lobe is 12.2 dB, and the desired directivity cannot be obtained. On the other hand, as shown in FIG. 9, when the disclosed structure is used, the radiation intensity distribution of each radiating element can be the radiation intensity distribution shown in FIG. 6, so the sidelobe ratio can be set to 30 dB. And desired directivity can be obtained. Further, the amount of coupling can be changed while suppressing unnecessary cross knitting wave components by feeding power straight to the
次に、図10から図13を用いて、マイクロストリップアンテナの別構造を説明する。なお、図10から図13のいずれであっても、放射素子4を共振状態にするために、放射素子4の1端の長さを主給電線路3の管内波長の半分であるλg/2とすることが好ましい。また、最大結合量を得るためには、主給電線路3と放射素子4との距離、すなわち給電線路5の長さをλg/4や3λg/4にすることが好ましい。
Next, another structure of the microstrip antenna will be described with reference to FIGS. In any of FIGS. 10 to 13, in order to bring the
図10は、給電線路5の幅を放射素子4の素子幅より大きくした場合の例を示す図である。図10に示すように、給電線路5の幅を放射素子4の素子幅より大きくしてもよい。図11は、素子長を素子幅より長くした場合の例を示す図である。図11に示すように、図2等に示した放射素子4を90度回転させた状態で給電線路5に接続することもできる。なお、図11において給電線路5を接続する位置は、放射素子の端面がλg/2の長さになる位置が好ましい。すなわち、給電線路5は、λg/2の長さになる放射素子の端面に接続することが好ましい。図12は、給電線路5を曲線にした場合の例を示す図である。図12に示すように、主給電線路3と放射素子4とを接続する給電線路5は、直線ではなく曲がっていてもよい。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example in which the width of the
図10から図12に示したいずれの構造であっても、特性インピーダンス(Zq)を有する給電線路5を放射素子4と主給電線路3との間に設置することで、主給電線路3から見た放射素子4への入力インピーダンスを小さく見せることができる。したがって、いずれの構造であっても、各放射素子の放射強度を図6に示した放射強度分布にすることができるので、所望の指向性を得ることができる。また、給電線路5に様々な形態の線路を用いることができることから、汎用性の高いマイクロストリップアンテナを提供することができる。
10 to 12, the
また、給電線路5は、放射素子4の端面の中心に接続してもよく、接続対象の端面のどの位置に接続してもよい。つまり、主給電線路3から見た放射素子4への入力インピーダンスを小さく見せることができる位置であれば任意の位置に接続することができる。
Further, the
図13は、反射抑圧スタブを設けた例を示す図である。図13に示すように、反射抑圧スタブ9を主給電線路3に設置することで、主給電線路3から給電線路5へ入射された入射波に対する反射波を抑圧することができる。すなわち、上述したS11の値を小さくすることができるので、アンテナとして利得が高くなる。なお、反射抑圧スタブを設置する位置は、反射波を打ち消すために、反射波の逆位相になる位置が好ましい。反射波の逆位相になる位置の一例をとしては、λg/4の位置が該当する。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example in which a reflection suppression stub is provided. As shown in FIG. 13, by installing the
次に、図5に示したアレーアンテナを用いたレーダ装置について説明する。図14は、レーダ装置の機能ブロック図である。なお、ここでは、車両に搭載されるレーダ装置を想定する。 Next, a radar apparatus using the array antenna shown in FIG. 5 will be described. FIG. 14 is a functional block diagram of the radar apparatus. Here, a radar apparatus mounted on a vehicle is assumed.
図14に示すレーダ装置200は、レーダアンテナ100を有する。レーダアンテナ100は、アレーアンテナ20、30、31、32を有する。アレーアンテナ20は、送信アンテナであり、図5に示したアレーアンテナと同様の構造である。アレーアンテナ30、31、32は、受信アンテナであり、図5に示したアレーアンテナと同様の構造でもよく、図15に示したマイクロストリップアンテナを用いた従来の構造であってもよい。
A
アレーアンテナ20を例にして説明すると、アレーアンテナ20は、自動車レーダで用いられている斜め45度偏波を発生させる。このアレーアンテナ20は、図5にも示したように、主給電線路3の片側にその線路3に対して45度の角度で、6個の矩形形状の放射素子4が形成され、各放射素子4は、給電線路5を介して主給電線路3と接続される。各放射素子4の間隔(w)は、動作周波数における主給電線路3の管内波長λgであり、各放射素子4の長さは、管内波長λgの約半分に設定されている。また、突設された各放射素子4の開放端の1辺はすべて平行である。また、放射素子4と主給電線路3とを接続する各給電線路5の長さは、主給電線路3の管内波長λgの4分の1に設定されている。
The
図14に示したレーダ装置200では、GHz帯域の搬送波を発生する発振器90の出力を、パルス発生器80で発生させた信号で、ミキサ40によりパルス変調する。次に、そのパルス信号を、帯域通過フィルタ60を通過させて、送信用のアレーアンテナ20に送出する。そして、前方の物体から反射された電波を上記アレーアンテナ30、31、32で受信する。これらの各アンテナの受信信号は、各復調器50、51、52に入力し、発振器90の出力する搬送波でベースバンドのパルス信号に復調される。そして、信号処理部70により、アレーアンテナ31、32で受信されるパルス信号の位相差と、アレーアンテナ30、32で受信されたパルス信号の位相差が求められる。レーダ装置は、この2つの位相差を用いて、方位角と仰角を求め、レーダ装置から前方の物体までの距離や前方の物体の位置を検出することができる。なお、2つの位相差を用いて方位角と仰角を求める算出方法は、様々な一般的な算出方法を用いることができるので、詳細な説明は省略する。また、距離の測定には、FM−CW方式等を採用することもできる。
In the
以上のように、本発明に係るマイクロストリップアンテナ、アレーアンテナおよびレーダ装置は、所望の指向性を得ることに適する。 As described above, the microstrip antenna, array antenna, and radar apparatus according to the present invention are suitable for obtaining desired directivity.
1 マイクロストリップアンテナ
2 誘電体基板
3 主給電線路
4 放射素子
5 給電線路
9 反射抑圧スタブ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記放射素子に電力を給電する主給電線路と、
前記放射素子と前記主給電線路とを接続して、共振状態にある前記放射素子のインピーダンスと前記主給電線路のインピーダンスとを所望の割合にさせ、前記主給電線路から給電された電力を前記放射素子に給電する給電線路とを有するアンテナを複数有し、
前記複数のアンテナは、前記主給電線路内の管内波長の間隔で前記主給電線路上に配置され、前記主給電線路から給電される順番に前記給電線路の長さが長くなるように形成されて、
前記主給電線路から給電される順番が最も早い第1放射素子に接続される第1給電線路の長さは、前記主給電線路内の管内波長の2分の1の長さとなり、前記主給電線路から給電される順番が前記第1放射素子よりも遅い第2放射素子に接続される第2給電線路の長さは、前記主給電線路内の管内波長の4分の3の長さとなることを特徴とするアレーアンテナ。 A radiating element that radiates radio waves;
A main feed line for feeding power to the radiating element;
The radiating element and the main feed line are connected, the impedance of the radiating element in resonance and the impedance of the main feed line are set to a desired ratio, and the power fed from the main feed line is radiated. A plurality of antennas having a power feed line for feeding power to the element;
Wherein the plurality of antennas, the main intervals of the guide wavelength in the feed line disposed on the main feed line, wherein is formed so that the length of the feeder line becomes longer in the order to be fed from the main feed line ,
The length of the first feed line connected to the first radiating element that is fed in the earliest order from the main feed line is ½ of the guide wavelength in the main feed line, and the main feed line The length of the second feed line connected to the second radiating element whose order of feeding from the line is slower than the first radiating element is three-quarters of the guide wavelength in the main feed line. An array antenna.
前記アンテナは、
電波を放射する放射素子と、前記放射素子に電力を給電する主給電線路と、前記放射素子と前記主給電線路とを接続して、共振状態にある前記放射素子のインピーダンスと前記主給電線路のインピーダンスとを所望の割合にさせ、前記主給電線路から給電された電力を前記放射素子に給電する給電線路とを有するアンテナを複数有し、
前記複数のアンテナは、前記主給電線路内の管内波長の間隔で前記主給電線路上に配置され、前記主給電線路から給電される順番に前記給電線路の長さが長くなるように形成されて、
前記主給電線路から給電される順番が最も早い第1放射素子に接続される第1給電線路の長さは、前記主給電線路内の管内波長の2分の1の長さとなり、前記主給電線路から給電される順番が前記第1放射素子よりも遅い第2放射素子に接続される第2給電線路の長さは、前記主給電線路内の管内波長の4分の3の長さとなることを特徴とするレーダ装置。 A radar device that detects a distance to an object or a direction to an object using a reflected wave with respect to a radiated wave radiated from an antenna,
The antenna is
A radiation element that radiates radio waves; a main feed line that feeds power to the radiation element; and the radiation element and the main feed line connected to each other, so that the impedance of the radiation element in resonance and the main feed line A plurality of antennas having an impedance and a desired ratio, and a power feed line that feeds power fed from the main power feed line to the radiation element;
Wherein the plurality of antennas, the main intervals of the guide wavelength in the feed line disposed on the main feed line, wherein is formed so that the length of the feeder line becomes longer in the order to be fed from the main feed line ,
The length of the first feed line connected to the first radiating element that is fed in the earliest order from the main feed line is ½ of the guide wavelength in the main feed line, and the main feed line The length of the second feed line connected to the second radiating element whose order of feeding from the line is slower than the first radiating element is three-quarters of the guide wavelength in the main feed line. A radar device characterized by the above.
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