JP6510394B2 - Antenna device - Google Patents

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本発明は、電波を反射する環境に設置されるアンテナ装置に関する。   The present invention relates to an antenna device installed in an environment that reflects radio waves.

誘電体基板上に形成されるパッチアンテナは、例えば、車両や航空機などの移動体においてその周囲を監視するレーダなどに用いられている。パッチアンテナは、誘電体基板の一方の面に形成されたパッチ状のパターンからなる放射素子と、基板の他方の面に形成された地板とを備える。   A patch antenna formed on a dielectric substrate is used, for example, in a radar for monitoring the periphery of a mobile object such as a vehicle or an aircraft. The patch antenna includes a radiating element having a patch-like pattern formed on one surface of a dielectric substrate, and a ground plane formed on the other surface of the substrate.

ところで、パッチアンテナを、車載用のレーダ装置のアンテナとして使用する場合、例えば、車両のバンパー内に搭載することが考えられる。この場合、アンテナから放射された電波の一部は、バンパーの内壁で反射し、更にアンテナの放射面で再反射し、この再反射波が放射波と干渉することによって、アンテナの放射特性に悪影響を与えてしまうことが知られている。   By the way, when using a patch antenna as an antenna of a radar installation for vehicles, mounting in a bumper of vehicles is considered, for example. In this case, a part of the radio wave emitted from the antenna is reflected by the inner wall of the bumper and then re-reflected by the radiation surface of the antenna, and the re-reflected wave interferes with the radiation wave to adversely affect the radiation characteristic of the antenna. It is known to give

一方、引用文献1には、一方の面に地板が形成された基板の他方の面上に、所定間隔で配列された複数の導体パッチと、導体パッチ同士を電気的に接続する接続素子とを備える平面基板構造の電磁波反射面が開示されている。この電磁反射面を用いれば、接続素子を、一つの所望の方向に沿った配置位置に従って増加または減少するキャパシタンスまたはインダクタンスによって構成することによって、電磁反射面にて反射した反射波の波面を傾けること、即ち、電磁波の反射方向を所望の方向へ向けることができる。   On the other hand, in the cited reference 1, a plurality of conductor patches arranged at a predetermined interval and a connection element for electrically connecting the conductor patches to each other are formed on the other surface of the substrate having the ground plate formed on one surface. An electromagnetic wave reflecting surface of a flat substrate structure is disclosed. By using this electromagnetic reflecting surface, it is possible to tilt the wave front of the reflected wave reflected by the electromagnetic reflecting surface by configuring the connection element with a capacitance or inductance that increases or decreases according to the arrangement position along one desired direction. That is, the reflection direction of the electromagnetic wave can be directed to a desired direction.

そして、上記パッチアンテナにおいて、放射素子の周囲に、このような電磁反射面を形成することによって、バンパーからの反射波を、放射波と異なる方向に再反射することによって、干渉を抑制することが考えられる。   And, in the above patch antenna, by forming such an electromagnetic reflection surface around the radiation element, interference is suppressed by re-reflecting the reflected wave from the bumper in a direction different from the radiation wave. Conceivable.

特開2011−193345号公報JP, 2011-193345, A

しかしながら、このような電磁反射面を利用することによって、メインとなる放射方向では反射波による干渉が抑制されるものの、アンテナ放射面からの再反射波の反射方向にメインビームとは異なる強いビームが形成され、ターゲットを誤検出する原因となり得るという問題があった。   However, although the interference by the reflected wave is suppressed in the main radiation direction by utilizing such an electromagnetic reflection surface, a strong beam different from the main beam is reflected in the reflection direction of the re-reflected wave from the antenna radiation surface. There is a problem that it may be formed and cause false detection of the target.

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、電波を反射する環境に設置された場合でも、反射波の影響を十分に抑制する技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a technology for sufficiently suppressing the influence of a reflected wave even when installed in an environment that reflects radio waves.

本発明のアンテナ装置(1)は、誘電体基板(2)と、地板(3)と、アンテナ部(4)と、反射部(5)とを備える。地板は、誘電体基板の一方の面に形成され、アンテナ接地面として作用する。アンテナ部は、誘電体基板の他方の面に形成され、アレーアンテナとして作用するアンテナパターンを有する。反射部は、アンテナ部の周囲に配置され、予め設定された動作周波数において、波長より小さい寸法を有し、反射板として作用する複数の導体パッチを有する。また、反射部を構成する複数の導体パッチは、予め設定されたブロック配列方向に沿って並ぶ複数のブロックを形成し、ブロック毎に動作周波数での反射波の位相が不均一に異なる構造を有する。   The antenna device (1) of the present invention comprises a dielectric substrate (2), a ground plate (3), an antenna portion (4), and a reflecting portion (5). The ground plane is formed on one side of the dielectric substrate and acts as an antenna ground plane. The antenna unit is formed on the other surface of the dielectric substrate, and has an antenna pattern that acts as an array antenna. The reflective portion is disposed around the antenna portion, and has a plurality of conductive patches having dimensions smaller than the wavelength at a preset operation frequency and acting as a reflective plate. Further, the plurality of conductor patches constituting the reflection portion form a plurality of blocks arranged along a preset block arrangement direction, and have a structure in which the phase of the reflected wave at the operating frequency is unevenly different for each block .

このような構成によれば、アンテナ部および反射部が形成された誘電体基板の面を放射面として、放射面に入射する反射波を、一定の方向ではなく様々な方向に反射させること、即ち、反射を散乱させることができる。その結果、放射波の放射方向から到来する反射波が放射面で再反射した時に、放射波と同じ方向に向かう再反射波の反射強度を小さくすることができ、特定方向に再反射波による強力なビームを形成することなく再反射波による干渉を抑制することができる。   According to such a configuration, the reflection wave incident on the radiation surface is reflected not in a fixed direction but in various directions with the surface of the dielectric substrate on which the antenna portion and the reflection portion are formed as the radiation surface, ie, , Can scatter the reflection. As a result, when the reflected wave coming from the radiation direction of the radiation wave is re-reflected by the radiation surface, the reflection intensity of the re-reflected wave heading in the same direction as the radiation wave can be reduced, and the power by the re-reflected wave in a specific direction Interference due to the re-reflected wave can be suppressed without forming a complex beam.

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。   In addition, the reference numerals in the parentheses described in this column and the claims indicate the correspondence with specific means described in the embodiment described later as one aspect, and the technical scope of the present invention It is not limited.

アンテナ装置の正面図となるx−y平面図である。It is a xy top view used as the front view of an antenna apparatus. アンテナ装置の側面図となるx−z平面図である。It is a xz top view used as the side view of an antenna apparatus. 導電パッチでの反射波の位相を、通常基板での反射波の位相を基準として求めた周波数特性について、導電パッチの寸法を様々に変化させて示したグラフである。It is the graph which varied the dimension of the conductive patch about the frequency characteristic which calculated | required the phase of the reflected wave in the conductive patch on the basis of the phase of the reflected wave in a board | substrate normally, and was shown. 導電パッチのない通常基板の放射面での反射方向を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the reflective direction in the radiation | emission surface of the normal board | substrate without a conductive patch. ブロックを跨ぐ導電パッチ間に生じる反射波の位相差が一定である基板の放射面での反射方向を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the reflective direction in the radiation | emission surface of the board | substrate with which the phase difference of the reflected wave which arises between the conductive patches which straddle a block is constant. ブロックを跨ぐ導電パッチ間に生じる反射波の位相差を徐々に大きくした基板の放射面での反射方向を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the reflective direction in the radiation | emission surface of the board | substrate which enlarged the phase difference of the reflected wave which arises between the conductive patches which straddle a block gradually. 実施例1,2および比較例1,2のブロック間に生じる反射波の位相差を示す一覧表である。It is a list which shows the phase difference of the reflected wave which arises between the blocks of Example 1, 2 and Comparative Example 1, 2. アンテナ装置の正面、即ち反射方位0degとなる方向から光が入射した場合の反射強度を、通常基板での反射強度を基準として求めたシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result which asked for the reflective intensity when light enters from the front of an antenna device, ie, the direction which becomes 0 azimuth of reflective azimuth, on the basis of the reflective intensity in a substrate in general. バンパーが存在しない場合のアンテナ利得を基準として、バンパーの存在により反射波に基づく干渉の影響を受けた結果のアンテナ利得の利得変動量を求めたシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result which calculated the gain variation of antenna gain as a result of having received the influence of interference based on a reflected wave by the existence of a bumper on the basis of the antenna gain when a bumper does not exist. バンパーによって生じる反射波を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically the reflected wave which arises by a bumper. 誘電体基板のブロック配列方向の一端から他端に向かって位相遅れが単調増加するように設定した場合に、反射強度を求めたシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result which asked for reflective intensity, when it was set up so that phase lag might increase monotonously from one end to the other end of the block sequence direction of a dielectric substrate. 導電パッチでの反射波の位相を、通常基板での反射波の位相を基準として求めた周波数特性について、パッチ間のギャップの寸法を様々に変化させて示したグラフである。It is the graph which changed the size of the gap between patches variously about the frequency characteristic which asked for the phase of the reflected wave in a conductive patch on the basis of the phase of the reflected wave in a substrate normally.

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
[1.構成]
アンテナ装置1は、車両の周辺に存在する各種物標を検出するためのミリ波レーダに使用されるものであり、車両のバンパー内に搭載される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1. Constitution]
The antenna device 1 is used for a millimeter wave radar for detecting various objects present around the vehicle, and is mounted in a bumper of the vehicle.

アンテナ装置1は、図1および図2に示すように、長方形状の誘電体基板2に形成された銅パターンにより形成される。以下では、誘電体基板2の一方の面を基板表面2a、他方の面を基板裏面2bという。また、誘電体基板2の一方の辺に沿った方向をx軸方向、x軸方向に直行する他方の辺に沿った方向をy軸方向、基板表面2aの法線方向をz軸方向という。   The antenna device 1 is formed of a copper pattern formed on a rectangular dielectric substrate 2 as shown in FIGS. 1 and 2. Hereinafter, one surface of the dielectric substrate 2 is referred to as a substrate surface 2a, and the other surface is referred to as a substrate back surface 2b. The direction along one side of the dielectric substrate 2 is referred to as the x-axis direction, the direction along the other side orthogonal to the x-axis direction is referred to as the y-axis direction, and the normal direction of the substrate surface 2a is referred to as the z-axis direction.

基板裏面2bには、その全面を覆う銅パターンからなる地板3が形成されている。基板表面2aには、その中央付近にアンテナ部4が形成され、そのアンテナ部4の周囲には反射部5が形成されている。以下では、基板表面2aを放射面ともよぶ。   A ground plate 3 made of a copper pattern is formed on the back surface 2b of the substrate to cover the entire surface. An antenna unit 4 is formed on the substrate surface 2 a near the center of the substrate surface 2 a, and a reflecting unit 5 is formed around the antenna unit 4. Hereinafter, the substrate surface 2a is also referred to as a radiation surface.

アンテナ部4は、x軸方向に沿って配列された複数のアレーアンテナを備える。各アレーアンテナは、y軸方向に沿って配置された矩形状の複数のパッチアンテナ41と、各パッチアンテナ41への給電を行う給電線42とを備える。アンテナ部4から放射される電波の偏波方向が、x軸方向と一致するように構成されている。   The antenna unit 4 includes a plurality of array antennas arranged along the x-axis direction. Each array antenna includes a plurality of rectangular patch antennas 41 arranged along the y-axis direction, and a feed line 42 for feeding each patch antenna 41. The polarization direction of the radio wave radiated from the antenna unit 4 is configured to coincide with the x-axis direction.

反射部5は、銅パターンからなる矩形状の導体パッチPを二次元的に配置することで構成されている。導体パッチPは、正方形状に形成され、その一辺のサイズは、アンテナ装置1の動作周波数における波長λより小さく設定されている。より詳しくは、導体パッチPの一辺のサイズは、3/4波長以下であることが望ましく、ここでは、1/5〜1/3波長程度の大きさのものが用いられている。   The reflection part 5 is comprised by arrange | positioning the rectangular-shaped conductor patch P which consists of copper patterns two-dimensionally. The conductor patch P is formed in a square shape, and the size of one side thereof is set smaller than the wavelength λ at the operating frequency of the antenna device 1. More specifically, the size of one side of the conductor patch P is preferably 3/4 wavelength or less, and here, a size of about 1⁄5 to 1⁄3 wavelength is used.

反射部5を構成する導体パッチPは、y軸方向に沿って同サイズのものが一列に配置されており、この一列に配置された同サイズの導体パッチPがブロックBを形成する。また、ブロックBは、x軸方向に沿って配列され、各ブロックBを構成する導体パッチPのサイズは、それぞれ異なっている。つまり、ブロック配列方向がx軸方向と一致している。但し、ブロックB内での導体パッチP間のギャップおよびブロックBを跨ぐ導体パッチP間のギャップは、いずれも一定のサイズに設定されている。   The conductor patches P constituting the reflecting portion 5 are arranged in a line in the same size along the y-axis direction, and the conductor patches P of the same size arranged in the line form a block B. Also, the blocks B are arranged along the x-axis direction, and the sizes of the conductor patches P constituting each block B are different from one another. That is, the block arrangement direction coincides with the x-axis direction. However, the gap between the conductor patches P in the block B and the gap between the conductor patches P across the block B are both set to fixed sizes.

反射部5は、x軸方向の中心位置を通るy軸方向に沿った線をブロック中心とし、このブロック中心を境界とする二つの部位51,52で構成されている。これら二つの部位51,52を構成する各ブロックB、ひいては導体パッチPは、ブロック中心に対して線対称な構造を有する。以下では、各部位51,52の中で、ブロック中心に最も近いブロックをB1で表し、以下、各ブロックをブロック中心から順次離れるに従ってB2、B3、…で表すものとする。   The reflection part 5 has a line along the y-axis direction passing through the center position in the x-axis direction as a block center, and is constituted by two portions 51 and 52 having the block center as a boundary. Each of the blocks B constituting the two portions 51 and 52, and hence the conductor patch P, has a structure which is axisymmetrical to the center of the block. In the following, among the portions 51 and 52, the block closest to the block center is represented by B1, and hereinafter, each block is represented by B2, B3,... As the blocks are sequentially separated from the block center.

なお、反射部5において、導体パッチPはインダクタンス成分を持ち、導体パッチP間のギャップはキャパシタンス成分を持つ。つまり、反射部5は、等価回路で表すと、図2に示すように、インダクタンスとキャパシタンスとからなる直列回路がブロックの数だけ直列接続されたものとなる。そして、放射面2aを流れる電流に対して、インダクタンス成分は位相遅れを、キャパシタンス成分は位相進みを引き起こす。   In the reflective portion 5, the conductor patch P has an inductance component, and the gap between the conductor patches P has a capacitance component. That is, as shown in FIG. 2, in the reflection unit 5, as shown in FIG. 2, the series circuit including the inductance and the capacitance is connected in series by the number of blocks. Then, with respect to the current flowing through the radiation surface 2a, the inductance component causes a phase delay and the capacitance component causes a phase lead.

この性質を利用して、反射部5を構成する各ブロックBiは、以下の(1)〜(3)の条件を満たすような構造に設計される。即ち、(1)反射波の位相特性がブロック中心を挟んで線対称となる。(2)ブロック中心から離れるほど、位相遅れが大きくなる。(3)ブロック中心から離れるほど、隣接するブロック間の位相差が大きくなる。即ち、位相差に傾斜を持たせる。   Each block Bi which comprises the reflection part 5 is designed by the structure which satisfy | fills the conditions of the following (1)-(3) using this property. That is, (1) the phase characteristics of the reflected wave are line symmetrical about the block center. (2) The phase delay increases as the distance from the block center increases. (3) The greater the distance from the block center, the larger the phase difference between adjacent blocks. That is, the phase difference is inclined.

ここでは、各ブロックBiを構成する導体パッチPのサイズを調整することによって設計される。
[2.設計]
導体パッチPでの反射波の位相特性(以下、反射特性)は、反射部5を有さない基板である通常基板での反射波の位相を基準として、具体的には、図3に示すようなものとなる。但し、導体パッチP間のギャップを1mmに固定し、導体パッチPの一辺のサイズを2.5mm〜3.3mmの間で変化させている。即ち、導体パッチPのサイズを一定とした場合、動作周波数が高くなるほど、位相遅れが大きくなる。また、動作周波数を一定とした場合、導体パッチPのサイズが大きくなるほど、位相遅れが大きくなる。但し、図3では、位相差を−180deg〜180degの範囲で示しているため、位相差−180degと180degとは同一視される。
Here, it is designed by adjusting the size of the conductor patch P which comprises each block Bi.
[2. design]
The phase characteristic (hereinafter, reflection characteristic) of the reflected wave at the conductor patch P is specifically shown in FIG. 3 based on the phase of the reflected wave at the normal substrate which is a substrate not having the reflection part 5. It becomes a thing. However, the gap between the conductor patches P is fixed at 1 mm, and the size of one side of the conductor patch P is changed between 2.5 mm and 3.3 mm. That is, when the size of the conductor patch P is constant, the phase delay becomes larger as the operating frequency becomes higher. Further, when the operating frequency is fixed, the phase delay increases as the size of the conductor patch P increases. However, in FIG. 3, since the phase difference is shown in the range of -180 deg to 180 deg, the phase differences -180 deg and 180 deg are regarded as identical.

そして、基準となるブロックBiの導体パッチPのサイズを任意に定め、サイズが決まったブロックに隣接するブロックの導体パッチのサイズを、図3に示された関係を利用して、所定の動作周波数において予め設定された位相差が得られるように設定する。これを順次繰り返すことで、すべてのブロックBiの導体パッチPのサイズを設計する。   Then, the size of the conductor patch P of the block Bi serving as the reference is arbitrarily determined, and the size of the conductor patch of the block adjacent to the block whose size is determined is determined using the relationship shown in FIG. Setting so as to obtain a preset phase difference. The size of the conductor patches P of all the blocks Bi is designed by repeating this sequentially.

[3.作用]
導体パッチPのない通常基板の場合、あるいはブロックB間で反射波の位相差が0degとなるように設計した場合、図4に示すように、z軸方向から入射光は、放射面2aのどの部分でも同じ位相で跳ね返る。その結果、反射光は入射光の到来方向に向かう。
[3. Action]
In the case of a normal substrate without the conductor patch P or when the phase difference of the reflected wave is designed to be 0 deg between the blocks B, as shown in FIG. The part bounces in the same phase. As a result, the reflected light is directed to the incoming direction of the incident light.

ブロックB間の位相差が一定である場合、即ち、上記条件(3)を満たさない従来技術に相当する構成の場合、図5に示すように、z軸方向からの入射光は、放射面2aにて反射し、その反射光はブロック中心から離れるほど位相が遅れたものとなる。但し、その位相遅れは、ブロック中心からの距離に比例したものとなる。その結果、反射光は入射光の到来方向に対して、ある角度を持った一定方向に反射する。つまり、山形に屈曲させた平面屈折基板での反射に相当する反射特性が得られる。   When the phase difference between the blocks B is constant, that is, in the case of the configuration corresponding to the prior art not satisfying the above condition (3), as shown in FIG. The reflected light is delayed in phase as it goes away from the block center. However, the phase delay is proportional to the distance from the block center. As a result, the reflected light is reflected in a certain direction at an angle to the incoming direction of the incident light. That is, the reflection characteristic equivalent to the reflection on the plane refracting substrate bent in a mountain shape can be obtained.

ブロックB間の位相差に傾斜がある本実施形態の場合、図6に示すように、z軸方向からの入射光は、放射面2aにて反射し、その反射光はブロック中心から離れるほど位相が遅れたものとなる。但し、その位相遅れは、ブロック中心からの距離が離れるほど加速的に大きなものとなる。その結果、反射光は入射光の到来方向に対してある角度を持った方向に反射し、その反射角度は、ブロック中心から離れるほど大きくなる。つまり、曲面基板での反射に相当する反射特性が得られ、反射光は、一定方向に向かうのではなく、散乱され様々な方向に向かう。   In the case of the present embodiment in which the phase difference between the blocks B is inclined, as shown in FIG. 6, the incident light from the z-axis direction is reflected by the radiation surface 2a, and the reflected light has a phase Will be delayed. However, the phase delay is accelerated as the distance from the block center increases. As a result, the reflected light is reflected in a direction having an angle with respect to the incoming direction of the incident light, and the reflection angle becomes larger the further from the block center. That is, the reflection characteristic corresponding to the reflection on the curved substrate is obtained, and the reflected light is scattered and directed in various directions, not in a fixed direction.

[4.効果]
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(a)アンテナ装置1によれば、平面の誘電体基板2を用いて構成されているにも関わらず、放射面2aで反射した反射波の反射方向を、正面や所定の一定方向ではなく周囲に散乱させ、様々な方向に向けることができる。その結果、車両のバンパー内に設置されたとしても、バンパーからの反射波に基づく干渉の影響を抑制することができる。
[4. effect]
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(A) According to the antenna device 1, the reflection direction of the reflected wave reflected by the radiation surface 2a is not the front or a predetermined constant direction but the surrounding, although it is configured using the planar dielectric substrate 2 Can be scattered in various directions. As a result, even if it is installed in the bumper of a vehicle, the influence of the interference based on the reflected wave from a bumper can be suppressed.

(b)アンテナ装置1では、導体パッチPのインダクタンス成分と導体パッチP間のギャップによるキャパシタンス成分を利用しているため、従来技術とは異なり導体パッチP間に接続素子を配置する必要がない。その結果、導体パッチ間のギャップが極めて狭いミリ波帯であっても、問題なく適用することができる。   (B) In the antenna device 1, since the inductance component of the conductor patch P and the capacitance component due to the gap between the conductor patches P are used, it is not necessary to arrange the connection element between the conductor patches P unlike the prior art. As a result, even in the millimeter wave band where the gap between the conductor patches is extremely narrow, it can be applied without any problem.

[5.実験]
図7に示すように、隣接するブロックB間での位相差の増加幅を30degに設定した実施例1、位相差の増加幅を50degに設定した実施例2、反射部5のない通常基板を用いた比較例1、ブロックB間の位相差を100degの一定値に設定した比較例2について、シミュレーションを行った結果について説明する。但し、動作周波数は24.15GHzとした。
[5. Experiment]
As shown in FIG. 7, Example 1 in which the increase width of the phase difference between adjacent blocks B is set to 30 deg, Example 2 in which the increase width of the phase difference is set to 50 deg, and a normal substrate without the reflective portion 5 The simulation results of the comparative example 1 and the comparative example 2 in which the phase difference between the blocks B is set to a constant value of 100 deg will be described. However, the operating frequency was 24.15 GHz.

図8に示すように、比較例2では、比較例1と比較して反射方位0deg付近への反射が抑制されるものの、±50度付近に大きな反射が生じている。これに対して、実施例1では、特定方向への強力な反射を生じさせることなく、反射方位の全体に渡って反射が抑制されていることがわかる。   As shown in FIG. 8, in Comparative Example 2, although the reflection to the vicinity of the reflection azimuth of 0 deg is suppressed as compared with Comparative Example 1, large reflection occurs in the vicinity of ± 50 degrees. On the other hand, in the first embodiment, it is understood that the reflection is suppressed over the entire reflection direction without causing strong reflection in the specific direction.

図9に示すように、バンパーの存在により、バンパーが存在しない場合と比較して、比較例1では最大5dB、比較例2では最大2dBもの利得変動が生じるが、実施例1では最大1.5dBに利得変動が抑制されることがわかる。なお、バンパーが存在する場合、図10に示すように、アンテナ装置1から放射された直接波がバンパーで反射され、その反射波がアンテナ装置1の放射面2aで再反射され、その再反射波が直接波と干渉し合った結果が、バンパーを介して外部に放射される。ここでは、放射面2aからバンパーまでの距離を28mmとした。   As shown in FIG. 9, the presence of the bumper causes a gain fluctuation of at most 5 dB in Comparative Example 1 and at most 2 dB in Comparative Example 2 as compared to the case where no bumper is present, but in Example 1 is at most 1.5 dB. It can be seen that the gain fluctuation is suppressed. When a bumper is present, as shown in FIG. 10, the direct wave emitted from the antenna device 1 is reflected by the bumper, the reflected wave is re-reflected by the radiation surface 2 a of the antenna device 1, and the re-reflected wave The result of interference with the direct wave is radiated to the outside through the bumper. Here, the distance from the radiation surface 2a to the bumper is 28 mm.

図11は、反射部5の反射特性を、ブロック中心に対して線対称ではなく、x軸方向の一方の端部から他方の端部に渡って連続的に位相を変化させた場合、即ち、部位51,52のうちの一方の構造だけで反射部5を構成して、図8と同様の反射強度をシミュレーションによって求めた結果である。この図11のグラフと、これを左右反転させたグラフとを加算合成したものが図8となる。   FIG. 11 shows the case where the reflection characteristic of the reflection portion 5 is not line symmetrical with respect to the block center but is continuously changed in phase from one end to the other end in the x-axis direction, ie, It is the result of calculating | requiring the reflective intensity similar to FIG. 8 by simulation which comprises the reflection part 5 only by the structure of one of the site | parts 51 and 52. FIG. FIG. 8 shows the result of the addition synthesis of the graph of FIG. 11 and a graph obtained by horizontally reversing this graph.

[6.他の実施形態]
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明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。
[6. Other embodiments]
As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention can be variously deformed and implemented, without being limited to the above-mentioned embodiment.

(a)上記実施形態では、ブロックBを跨ぐ導体パッチP間のギャップを一定とし、導体パッチPのサイズを変化させることで遅延位相を調整しているが、これに限定されるものではない。例えば、すべてのブロックBで導体パッチPのサイズを同じものとし、ブロックBを跨ぐ導体パッチP間のギャップを変化させることで遅延位相を調整してもよい。この場合、図3に示すグラフの変わりに、図12に示すグラフを用いて、反射部5の設計を行えばよい。なお、図12では、導体パッチPのサイズを2.9mm×2.9mmに固定し、導体パッチ間のギャップを0.16mm〜0.2mmの範囲で変化させた場合のそれぞれについて、通常基板に対する位相差の周波数特性を求めたものである。図示されているように、動作周波数が一定であればギャップを大きくするほど、また、ギャップが一定であれば動作周波数を高くするほど位相遅延が大きくなることがわかる。   (A) In the above embodiment, the delay phase is adjusted by making the gap between the conductor patches P across the block B constant and changing the size of the conductor patches P. However, the present invention is not limited to this. For example, the size of the conductor patch P may be the same in all the blocks B, and the delay phase may be adjusted by changing the gap between the conductor patches P across the block B. In this case, instead of the graph shown in FIG. 3, the reflector 5 may be designed using the graph shown in FIG. In FIG. 12, the size of the conductor patch P is fixed to 2.9 mm × 2.9 mm, and the gap between the conductor patches is changed in the range of 0.16 mm to 0.2 mm for each normal substrate. The frequency characteristic of the phase difference is obtained. As shown in the figure, it can be seen that the phase delay increases as the gap is increased if the operating frequency is constant, and as the operating frequency is increased if the gap is constant.

(b)上記実施形態では、条件(1)〜(3)を満たすように、反射部5を設計しているが、反射波を様々な方向にほぼ均等に散乱させることができれば、必ずしも条件(1)〜(3)のすべてを満たしている必要はない。   (B) In the above embodiment, the reflecting portion 5 is designed to satisfy the conditions (1) to (3), but if the reflected wave can be scattered almost equally in various directions, the condition ((1) 1) It is not necessary to satisfy all of (3).

(b)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。   (B) The multiple functions of one component in the above embodiment may be realized by multiple components, or one function of one component may be realized by multiple components. . Also, a plurality of functions possessed by a plurality of components may be realized by one component, or one function realized by a plurality of components may be realized by one component. In addition, part of the configuration of the above embodiment may be omitted. In addition, at least a part of the configuration of the above-described embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other above-described embodiment. In addition, all the aspects contained in the technical thought specified only by the words described in the claim are an embodiment of the present invention.

(c)上述したアンテナ装置の他、当該アンテナ装置を構成要素とするシステム、不要反射波による干渉の抑制方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。   (C) In addition to the above-described antenna device, the present invention can also be realized in various forms, such as a system including the antenna device as a component and a method of suppressing interference due to an unwanted reflected wave.

1…アンテナ装置、2…誘電体基板、2a…基板表面/放射面、2b…基板裏面、3…地板、4…アンテナ部、5…反射部、41…パッチアンテナ、42…給電線、51,52…部位、B…ブロック、P…導体パッチ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Antenna apparatus, 2 ... Dielectric substrate, 2a ... Substrate surface / radiation surface, 2b ... Substrate back surface, 3 ... Ground plate, 4 ... Antenna part, 5 ... Reflection part, 41 ... Patch antenna, 42 ... Feeding line, 51, 52 ... site, B ... block, P ... conductor patch.

Claims (8)

車両のバンパー内に搭載されるアンテナ装置(1)であって。
誘電体基板(2)と、
前記誘電体基板の一方の面に形成され、アンテナ接地面として作用する地板(3)と、
前記誘電体基板の他方の面に形成され、アレーアンテナとして作用するアンテナパターンを有するアンテナ部(4)と、
前記アンテナ部の周囲に配置され、予め設定された動作周波数において、波長より小さい寸法を有し、反射板として作用する複数の導体パッチを有する反射部(5)と、
を備え、
前記反射部を構成する複数の導体パッチは、前記アンテナパターンが形成された前記誘電体基板の面と同一面に形成され、且つ予め設定されたブロック配列方向に沿って並ぶ複数のブロックを形成し、
前記反射部は、前記ブロック毎に前記動作周波数での反射波の位相が異なり、かつ隣接するブロック毎に該隣接するブロック間での反射波の位相差が不均一に異なるように、前記導体パッチが有するインダクタンス成分、及び前記導体パッチ間が有するキャパシタンス成分が設定された
アンテナ装置。
An antenna device (1) mounted in a bumper of a vehicle.
A dielectric substrate (2),
A ground plane (3) formed on one side of the dielectric substrate and acting as an antenna ground plane;
An antenna portion (4) formed on the other surface of the dielectric substrate and having an antenna pattern acting as an array antenna;
A reflective portion (5) disposed around the antenna portion, having a size smaller than a wavelength at a preset operating frequency, and having a plurality of conductive patches acting as a reflective plate;
Equipped with
The plurality of conductor patches constituting the reflection portion are formed on the same surface as the surface of the dielectric substrate on which the antenna pattern is formed, and form a plurality of blocks aligned along a block arrangement direction set in advance. ,
The conductor patch has the conductor patch such that the phase of the reflected wave at the operating frequency is different for each block, and the phase difference of the reflected wave between the adjacent blocks is unevenly different for each adjacent block. The antenna apparatus in which the inductance component which has and the capacitance component which between the said conductor patches have were set .
請求項1に記載のアンテナ装置において、
前記ブロックは、前記ブロック配列方向における前記誘電体基板の中心であるブロック中心から離れるほど前記反射波の位相が遅れ位相となる
アンテナ装置。
In the antenna device according to claim 1,
An antenna device in which the phase of the reflected wave is delayed as the block is farther from the block center which is the center of the dielectric substrate in the block arrangement direction.
請求項2に記載のアンテナ装置において、
前記ブロック中心から離れるほど、前記隣接するブロック間での前記反射波の位相差が大きくなる
アンテナ装置。
In the antenna device according to claim 2,
The antenna apparatus with which the phase difference of the said reflected wave between the said adjacent blocks becomes large, so that it distances from the said block center.
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のアンテナ装置において、
前記ブロック毎に、前記導体パッチの寸法を異ならせることで、前記反射波の位相が調整されている
アンテナ装置。
The antenna device according to any one of claims 1 to 3.
An antenna device in which the phase of the reflected wave is adjusted by making the dimensions of the conductor patch different for each block.
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のアンテナ装置において、
前記隣接するブロック毎に、前記ブロックを跨いで隣接する前記導体パッチ間の間隔を異ならせることで、前記反射波の位相が調整されている
アンテナ装置。
The antenna device according to any one of claims 1 to 4.
An antenna device in which the phase of the reflected wave is adjusted by making the intervals between the conductor patches adjacent to each other different across the blocks.
請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のアンテナ装置において、
前記ブロックは、前記反射波の位相特性が前記ブロック中心を挟んで対称となるように設定されている
アンテナ装置。
The antenna device according to any one of claims 1 to 5.
The said block is set so that the phase characteristic of the said reflected wave may become symmetrical on both sides of the said block center. Antenna apparatus.
請求項6に記載のアンテナ装置において、
前記ブロック配列方向と前記アレーアンテナの偏波方向とが一致している
アンテナ装置。
In the antenna device according to claim 6,
An antenna device in which the block arrangement direction matches the polarization direction of the array antenna.
請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のアンテナ装置において、
前記導体パッチの寸法は、3/4波長以下である
アンテナ装置。
The antenna device according to any one of claims 1 to 7.
The dimension of the said conductor patch is 3/4 wavelength or less. Antenna apparatus.
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