JP6720796B2 - アンテナおよびレーダ - Google Patents

Description

この発明はアンテナおよびレーダに関する。

スロットアンテナを利用したレーダでは、送信アンテナから送信された電波等のレーダ波の、検知対象物での反射波を、ある間隔で水平方向に並べられた複数のスロットアンテナそれぞれで同時に受信する。そして、受信波の位相差に基づいて検知対象物の位置が検知される。このようなレーダは、たとえば非特許文献１に開示されているような、自動車用のレーダとして用いられる。

榊原久二男、外３名、"自動車レーダ用ミリ波帯導波管スロットアレイアンテナ"、「R&D Review of Toyota CRDL」、Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．３、２００１年９月、ｐ．３５−４０

このようなレーダでは、位置を検知可能な角度である検知角をより広角とすることが求められる。

この発明にかかるアンテナは、第１のスロットアンテナと、第１のスロットアンテナと第１のスロットアンテナのスロット素子が構成されている面である表面と、第２のスロットアンテナの表面との間の領域に、１つ以上の第１の凹部が構成されている。

また、この発明にかかるレーダは、上記のアンテナを搭載している。

この発明によると、レーダの検知角をより広角とすることができる。

実施の形態にかかるアンテナを搭載したレーダの構成の一例を模式的に表した図である。 アンテナの構成の一例を模式的に表した図である。 発明者らの行ったシミュレーションに用いられた１４の条件をまとめた表である。 条件１のアンテナモデルの構成の概略を表した図である。 条件２のアンテナモデルの構成の概略を表した図である。 条件３のアンテナモデルの構成の概略を表した図である。 条件４のアンテナモデルの構成の概略を表した図である。 条件５のアンテナモデルの構成の概略を表した図である。 条件６のアンテナモデルの構成の概略を表した図である。 条件７のアンテナモデルの構成の概略を表した図である。 条件８のアンテナモデルの構成の概略を表した図である。 条件９のアンテナモデルの構成の概略を表した図である。 条件１０のアンテナモデルの構成の概略を表した図である。 条件１１のアンテナモデルの構成の概略を表した図である。 条件１２のアンテナモデルの構成の概略を表した図である。 条件１３のアンテナモデルの構成の概略を表した図である。 条件１４のアンテナモデルの構成の概略を表した図である。 条件１のアンテナモデルでの受信強度のシミュレーション結果を表した図である。 条件２のアンテナモデルでの受信強度のシミュレーション結果を表した図である。 条件３のアンテナモデルでの受信強度のシミュレーション結果を表した図である。 条件４のアンテナモデルでの受信強度のシミュレーション結果を表した図である。 条件５のアンテナモデルでの受信強度のシミュレーション結果を表した図である。 条件６のアンテナモデルでの受信強度のシミュレーション結果を表した図である。 条件７のアンテナモデルでの受信強度のシミュレーション結果を表した図である。 条件８のアンテナモデルでの受信強度のシミュレーション結果を表した図である。 条件９のアンテナモデルでの受信強度のシミュレーション結果を表した図である。 条件１０のアンテナモデルでの受信強度のシミュレーション結果を表した図である。 条件１１のアンテナモデルでの受信強度のシミュレーション結果を表した図である。 条件１２のアンテナモデルでの受信強度のシミュレーション結果を表した図である。 条件１３のアンテナモデルでの受信強度のシミュレーション結果を表した図である。 条件１４のアンテナモデルでの受信強度のシミュレーション結果を表した図である。 条件１〜１４のアンテナモデルを用いたシミュレーションの結果を表した一覧表である。 条件１５のアンテナモデルの構成の概略を表した図である。 アンテナの製造方法の一例を説明するための図である。 アンテナの製造方法の一例を説明するための図である。 隣接するスロットアンテナ間に設けられる溝の他の例を説明するための図である。 板部材の基板への取り付け方法の一例を説明するための図である。 シミュレーション結果における方向を説明するための図である。 第７の実施の形態にかかるアンテナの構成の一例を表した図である。 第８の実施の形態にかかるアンテナの構成の一例を表した図である。

［実施の形態の説明］
本実施の形態には、少なくとも以下のものが含まれる。
（１）第１のスロットアンテナと、第１のスロットアンテナと隔てて設けられた第２のスロットアンテナと、を備え、第１のスロットアンテナのスロット素子が構成されている面である表面と、第２のスロットアンテナの表面との間の領域に、１つ以上の第１の凹部が構成されている、アンテナ。
上記の構成によれば、スロットアンテナの間隔を狭くした場合であっても、アイソレーションの低下等を抑えることができる。そのため、当該アンテナを搭載したレーダでの検知精度を低下させることなく検知角をより広角とすることができる。

（２）第１のスロットアンテナと第２のスロットアンテナとは、第１の方向に並んで配置され、第１のスロットアンテナからみて第１の方向の両側のうち、一方側に第２のスロットアンテナが配置され、他方側には、他のスロットアンテナが配置されておらず、他方側には、第２の凹部が構成されている、（１）に記載のアンテナ。
上記の構成によれば、スロットアンテナの間隔を狭くした場合であっても、複数のスロットアンテナそれぞれによるレーダ波の受信強度のばらつきを抑えることができる。そのため、当該アンテナを搭載したレーダの検知性能を高精度とすることができる。

（３）第１のスロットアンテナと第２のスロットアンテナとは、第１の方向に並んで配置され、第１のスロットアンテナと第２のスロットアンテナとは、それぞれ、第１の方向に直交する第２の方向に沿って配列された複数のスロット素子を有する、（１）または（２）に記載のアンテナ。
上記の構成によれば、当該アンテナを搭載したレーダの検知精度を向上させることができる。

（４）１つ以上の第１の凹部は、第１の隔壁部を介して第２の方向に隣接する２つの凹部を含み、第１のスロットアンテナのスロット素子および第２のスロットアンテナのスロット素子の少なくとも一方が、当該隔壁部からみて第１の方向のいずれかに形成されている位置には、隔壁部は存在せず、第１のスロットアンテナのスロット素子および第２のスロットアンテナのスロット素子のいずれもが、当該隔壁部からみて第１の方向のいずれにも形成されていない位置に、隔壁部が存在する、（３）に記載のアンテナ。
上記の構成によれば、第１の凹部が隣接する受信用のスロット素子の間に位置することになるので、これら２つのスロット素子それぞれの受信信号の他方への影響が効果的に抑えられる。

（５）第１のスロットアンテナと第２のスロットアンテナとの間隔は、１．５λ（λ：当該アンテナの使用周波数の波長）以下である、（１）〜（４）のいずれか一つに記載のアンテナ。
上記の構成によれば、当該アンテナを搭載したレーダの検知角をより広角とすることができる。

（６）第１のスロットアンテナと第２のスロットアンテナとの間隙は、（１／２０）λ以上である、（４）に記載のアンテナ。
上記の構成によれば、第１のスロットアンテナと第２のスロットアンテナとの間隔を狭くする中で、第１の凹部を配置しやすくすることができる。

（７）第１のスロットアンテナと第２のスロットアンテナとが形成された基板を有し、
基板は、第１のスロットアンテナの表面と第２のスロットアンテナの表面とを形成する第１面を有し、１つ以上の第１の凹部は、基板の第１面に構成されている、（１）〜（６）のいずれか一つに記載のアンテナ。
上記の構成によれば、アンテナを構成しやすくでき、また、取り扱いが容易になる。

（８）第１のスロットアンテナと第２のスロットアンテナとは、第１の方向に並んで配置され、１つ以上の第１の凹部は、基板の第１面に第１の方向に配列された、２つ以上の凹部を含む、（７）に記載のアンテナ。
上記の構成によれば、スロットアンテナの間隔を狭くした場合であっても、アイソレーションの低下等をより抑えることができる。そのため、当該アンテナを搭載したレーダの検知角をより広角とすることができる。

（９）２つ以上の凹部のうちの隣接する２つの凹部は、隣接する２つの凹部の内部において互いに連通している、（８）に記載のアンテナ。
上記の構成によれば、アンテナの製法によっては、当該アンテナの形成を容易にすることができる。

（１０）基板は、複数の板が積層された積層構造を有し、複数の板は、第１面を有する第１の板と、第１面の裏面側に配置される第２の板と、第２の板を挟んで第１の板の裏面側に配置された１枚以上の第３の板と、を含み、第１の板は、隣接する２つの凹部それぞれを形成する第１の貫通孔および第２の貫通孔と、隣接する２つの凹部に挟まれた第２の隔壁部を形成するように第１の貫通孔および第２の貫通孔の間に位置する第１の領域と、スロット素子を形成する第３の貫通孔と、を有し、第２の板は、第４の貫通孔を有し、第４の貫通孔は、第１の貫通孔と連通する第１の孔領域と、第２の貫通孔と連通する第２の孔領域と、第１の領域に臨む第３の孔領域と、を含み、１枚以上の第３の板は、第１の孔領域、第２の孔領域、および第３の孔領域それぞれを塞ぐ領域を有する、（９）に記載のアンテナ。
上記の構成によれば、アンテナの形成を容易にすることができる。特に、アンテナ表面から削り出す製法では２つの凹部の連通箇所の形成が非常に困難であるところ、この製法を採用することで形成を容易にすることができる。

（１１）基板は、複数の板が積層された積層構造を有し、複数の板は、第１面を有する第１の板と、第１面の裏面側に配置される第２の板と、を含み、第１の板は、１つの第１の凹部を形成する第１の貫通孔と、スロット素子を形成する第２の貫通孔と、を有し、第２の板は、第１の貫通孔を塞ぐ領域を有する、（７）に記載のアンテナ。
上記の構成によれば、アンテナの形成を容易にすることができる。特に、当該アンテナの使用周波数の波長がミリ波などの小さい波長であった場合に、当該アンテナの形成をより容易にすることができる。

（１２）第１のスロットアンテナの表面と第２のスロットアンテナの表面の間であって、基板の第１面の前方に、導電体の部材が設けられている、（７）〜（１１）のいずれか一つに記載のアンテナ。
上記の構成によれば、スロットアンテナの間隔を狭くした場合であっても、アイソレーションの低下等をより抑えることができる。そのため、当該アンテナを搭載したレーダの検知角をより広角とすることができる。

（１３）第１のスロットアンテナと第２のスロットアンテナとは、第１の方向に並んで配置され、１つ以上の第１の凹部は、基板の第１面に設けられた、第１の方向に直交する第２の方向に伸びる１本以上の溝である、（７）〜（１２）のいずれか一つに記載のアンテナ。
上記の構成によれば、第１の凹部を容易に形成することができる。

（１４）第１の凹部は、第１のスロットアンテナと第２のスロットアンテナとから均等な距離の位置に設けられる、（１）〜（１３）のいずれか一つに記載のアンテナ。
上記の構成によれば、第１の凹部を間に挟んで隣接する第１のスロットアンテナおよび第２のスロットアンテナそれぞれに対する第１の凹部の影響を均等にすることができる。

（１５）（１）〜（１４）のいずれか一つに記載のアンテナを搭載した、レーダ。
上記の構成によれば、検知角をより広角とすることができる。

（１６）検知角が±２０°以上である、（１５）に記載のレーダ。
上記の構成によれば、検知角をより広角とすることができる。

［実施の形態の詳細］
以下に、図面を参照しつつ、好ましい実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらの説明は繰り返さない。

［第１の実施の形態］
スロットアンテナを利用したアンテナがレーダに搭載される場合がある。スロットアンテナは、無線通信用のアンテナであって、後述する導波管と、導波管に対して設けられたスロット素子とを有するアンテナである。導波管は、電波の伝送のために用いられる、円形または方形の断面を有する管である。スロット素子とは、導波管の中空から外部に向かう貫通孔である。スロットアンテナを利用したアンテナは、導波管の管長手方向が平行するように配列された複数のスロットアンテナを含む。このようなレーダでは、複数の受信用のアンテナ系統を構成する複数のスロットアンテナが同時に受信するレーダ波（電波）の位相差に基づいて、検知対象物のアンテナに対する角度が検知される。アンテナは、一例として、上記のように配列された複数のスロットアンテナの管長手方向を鉛直にして設置される。

複数の受信用のアンテナ系統それぞれを構成する複数のスロットアンテナのそれぞれは、受信用のアンテナ系統の受信対象とするレーダ波の波長に基づいて設計されている。受信用のアンテナ系統の受信対象とするレーダ波の周波数は、アンテナの使用周波数とも呼ばれる。たとえば、レーダ波としてミリ波レーダと呼ばれるミリ波帯の電波を用いるレーダでは、受信用のアンテナ系統に含まれる各スロットアンテナは、送信用のアンテナ系統から送信された２０ＧＨｚ以上のミリ波帯の電波を受信可能に設計されている。

受信用のアンテナ系統に平行に配列されるスロットアンテナの間隔をできるだけ狭くすることによって、レーダの検知角をより広角とすることができる。

しかしながら、隣接するスロットアンテナとの間隔を狭くすると、隣接するスロットアンテナ間のアイソレーションが低下する。アイソレーションとは、アンテナ間での影響し難さの度合いを表し、たとえば、受信信号の影響し難さの度合いなどを表す。スロットアンテナ間のアイソレーションが低下することによりこれらスロットアンテナ間の受信信号の純度が低下してしまい、レーダの検知性能が低下することにつながる。また、スロットアンテナの間隔を狭くすることによって隣接するスロットアンテナ間の干渉が生じる。そして、それによって水平面における受信強度の指向性のばらつきが大きくなる。また、スロットアンテナの間隔を狭くするためには受信用のアンテナ系統につきスロットアンテナを１列（すなわち１本の導波管）とせざるを得ない。そのため、受信用の１つのアンテナ系統に複数のスロットアンテナ（すなわち複数の導波管）を水平方向に配列した場合と比べて、アンテナ利得が低下する。アンテナ利得とは、放射が最大となる放射角におけるエネルギーの強さを指し、具体的には、同一電界において対象アンテナと基準アンテナとで受信したときの受信電力の比を指す。これらは、レーダの検知精度の低下させる要因となる。

そこで、発明者らは、上のような要因を抑えつつスロットアンテナの間隔を狭くすることによって、搭載されたレーダにおいてより広い検知角にて高精度で検知対象物の位置を検知可能となるようなアンテナを設計した。

＜アンテナの構成＞
図１は、本実施の形態にかかるアンテナ１００を搭載したレーダ３００の構成の一例を模式的に表した図である。図１では後述する金属板５０が省略されている。図２は、アンテナ１００の構成の一例を模式的に表した図である。図２は、図１のＡＡ位置での断面図である。

図１および図２を参照して、アンテナ１００は、複数のスロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｅを含む。スロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｅを代表させて、スロットアンテナ２０と称する。

１本のスロットアンテナは、１本の導波管と、当該導波管を共有する複数のスロット素子とを有するものである。２本以上のスロットアンテナが、導波管の管長手方向が平行する向き（第１の方向）に配列されて１つのアンテナが構成される。アンテナ系統は、配列された１本以上のスロットアンテナ群を指し、本実施の形態では、１つのアンテナ系統を１本のスロットアンテナが構成するものとする。

詳しくは、図１および図２を参照して、スロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｅは、それぞれ、１本ずつの導波管１１Ａ〜１１Ｅと、各導波管１１の管長手方向（第２の方向）に沿って配列された複数のスロット素子１２とを有する。導波管１１Ａ〜１１Ｅを代表させて導波管１１と称する。各スロットアンテナ２０に複数のスロット素子１２を設けることによって、当該アンテナ１００を搭載したレーダ３００の検知精度を向上させることができる。

アンテナ１００において、複数のスロットアンテナ２０は、たとえば金属などの導電体で形成された板材１０の内部に配置されている。すなわち、板材１０に複数のスロットアンテナ２０が形成されている、とも言える。この板材１０を、基板１０と称する。基板１０に複数のスロットアンテナ２０が形成される構成とすることによって、アンテナ１００を構成しやすくすることができる。また、アンテナ１００の取り扱いを容易にすることができる。

スロットアンテナ２０の、スロット素子１２が設けられた面を、スロットアンテナ２０の表面（ひょうめん）とする。複数のスロットアンテナ２０のすべての表面を含む面を、アンテナ１００の正面とする。基板１０の表面（第１面）は、複数のスロットアンテナ２０すべての表面を形成する。すなわち、複数のスロットアンテナ２０は、それぞれ、表面が基板１０の表面と一致、あるいは略一致するように、基板１０内に配置される。ここでの略一致とは、基板１０に対して複数のスロットアンテナ２０すべての表面が完全に一致している場合のみならず、たとえば基板１０表面に対してスロットアンテナ２０の表面が多少凹凸している場合を含むことを意味している。導波管１１は、基板１０内に、管長手方向が平行するように配置される。

以降の説明において、導波管１１が並ぶ方向、つまり、導波管１１の管長手方向に直交する方向（第１の方向）を、アンテナ１００の幅方向とする。アンテナ１００の正面から前方をアンテナ１００の正面方向とし、アンテナ１００の正面から後方をアンテナ１００の背面方向とする。アンテナ１００の正面から後方とは、アンテナ１００の正面から基板１０内に向かう向きを指す。アンテナ１００の正面から前方とは後方の逆向きであって、アンテナ１００の正面を基点として基板１０から遠くなる向きを指す。

図１を参照して、１つのスロットアンテナ２０に含まれる複数のスロット素子１２は、一例として、１本の導波管１１につき、管長手方向の２直線Ｃ_SL，Ｃ_SRに沿って２列に配列される。複数のスロット素子１２は、概ね、２本の直線Ｃ_SL，Ｃ_SRに沿って配列されていればよく、その中心がすべて必ずしも２本の直線Ｃ_SL，Ｃ_SRのいずれかの真上でなくてもよい。２直線Ｃ_SL，Ｃ_SRは、導波管１１の管長手方向の中心線Ｃｗを挟んで均等な距離に位置する。中心線Ｃｗは、スロットアンテナ２０の幅方向の中心線でもある。複数のスロット素子１２は、直線Ｃ_SL，Ｃ_SRに沿って、管長手方向に等間隔に配置される。直線Ｃ_SLに沿った複数のスロット素子１２と直線Ｃ_SRに沿った複数のスロット素子１２との、幅方向の位置は一致せず、交互に配置される。複数のスロット素子は、その形状はすべて同じであっても、多少の大きさの差異があってもよい。以下の説明では、複数のスロット素子１２の形状がすべて同じものとし、その中心が２本の直線Ｃ_SL，Ｃ_SRいずれかの真上に位置して２本の直線Ｃ_SL，Ｃ_SRに沿って配列されるものとする。

複数のスロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｅは、スロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｄとスロットアンテナ２０Ｅとに分離して配置されている。スロットアンテナ２０Ａは、幅方向の両側のうち、一方側にはスロットアンテナ２０Ｂが配置され、他方側には他のスロットアンテナが配置されていない。また、スロットアンテナ２０Ｄは、幅方向の両側のうち、一方側にはスロットアンテナ２０Ｃが配置され、他方側には他のスロットアンテナが配置されていない。

スロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｄはそれぞれ受信機１７０に接続される。スロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｄは、それぞれ受信用のアンテナ系統として機能する。スロットアンテナ２０Ｅは送信機１５０に接続される。スロットアンテナ２０Ｅは、送信用のアンテナ系統として機能する。

受信用のアンテナ系統における、隣接するスロットアンテナ２０の間隔はたとえば１．５λ以下とする。隣接するスロットアンテナ２０の間隔とは、図１を参照して、スロットアンテナ２０の中心線Ｃｗと当該スロットアンテナ２０に隣接するスロットアンテナ２０の中心線Ｃｗとの間の距離Ｌ１である。λは、当該アンテナの使用周波数の波長である。当該レーダ３００がミリ波レーダである場合、λは１５ｍｍである。好ましくは、隣接するスロットアンテナ２０の間隔Ｌ１は、１．０λ以下とする。上記のように、スロットアンテナ２０の間隔Ｌ１をできるだけ狭くすることによって、レーダ３００における検知角をより広角とすることができるためである。

さらに、隣接するスロットアンテナ２０の間隙はたとえば（１／２０）λ以上とする。隣接するスロットアンテナ２０の間隙とは、隣接するスロットアンテナ２０それぞれの導波管１１同士の隙間である。詳しくは、図１を参照して、隣接するスロットアンテナ２０の間隙は、導波管１１の隣接するスロットアンテナ２０に近い側の端部間の距離Ｌ２である。隣接するスロットアンテナ２０の間隔Ｌ１を上記のように狭くする中でスロットアンテナ２０の間隙Ｌ２を広くすることによって、後述する溝４０や金属板５０が配置されやすくなる。

送信機１５０は、アンテナの使用周波数の波長の送信波を発生させる。レーダ３００がミリ波レーダである場合、送信機１５０は、２０ＧＨｚ以上のミリ波帯の送信波を発生させる。送信機１５０において発生した送信波は導波管１１Ｅを経てスロットアンテナ２０Ｅに設けられた複数のスロット素子１１に達する。そして、送信波は、各スロット素子１１から所定方向に発射される。

アンテナ１００に到達した、当該アンテナの使用周波数の波長の電波は、スロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｄそれぞれに設けられた複数のスロット素子１１によって受信される。受信波は、スロット素子１１から受信機１５０に送られる。レーダ３００がミリ波レーダである場合、２０ＧＨｚ以上のミリ波帯の電波が受信機１５０に送られる。受信機１５０は、スロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｄそれぞれが受信した電波に対して規定された処理を行う。レーダ３００の検知範囲に検知対象物が存在する場合、スロットアンテナ２０Ｅから発射された電波は、検知対象物によって反射される。反射された電波は、スロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｄによって受信される。

電波が発射されたタイミングから受信されたタイミングまでの時間に基づいて、検知対象物の当該アンテナ１００からの距離が算出される。スロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｄそれぞれで受信された電波の位相差に基づいて、検知対象物の当該アンテナ１００に対する角度が算出される。

受信用のアンテナ系統において、基板１０の表面の、隣接する２つのスロットアンテナ２０の間の領域には、１つ以上の第１の凹部が形成されている。たとえば、スロットアンテナ２０Ａとスロットアンテナ２０Ｂとの間の基板１０の表面には、１つ以上の第１の凹部が形成されている。第１の凹部は、たとえば、導波管１１の管長手方向に延びる溝である。第１の凹部を溝とすることによって、容易に形成することができる。すなわち、図１，図２に表されたように、隣接するスロットアンテナ２０Ａと２０Ｂ、２０Ｂと２０Ｃ、２０Ｃと２０Ｄそれぞれの間の基板１０の表面には、それぞれ、導波管１１の管長手方向に延びる溝４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄが形成される。溝…，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，…を代表させて溝４０とも称する。

詳しくは、図１を参照して、第１の凹部である溝４０は、中心線Ｃｇに沿って伸びる。中心線Ｃｇは、導波管１１の管長手方向に平行する。好ましくは、第１の凹部は、隣接する２つのスロットアンテナ２０から均等な距離の位置に設けられる。すなわち、中心線Ｃｇは、隣接する２つのスロットアンテナ２０それぞれの中心線Ｃｗとの間がいずれも距離ｌ（エル）である。中心線Ｃｗ間の距離Ｌ１に対して距離ｌ（エル）はＬ＝２×ｌ（エル）の関係を有する。溝４０がこのような位置に設けられることによって、この溝４０を間に挟んで隣接する２本のスロットアンテナ２０それぞれに対する溝４０の影響を均等にすることができる。また、アンテナ１００の製法に後述する製法の一例を採用する場合、アンテナ１００の形成を容易にすることができる。

また好ましくは、図１に表された幅方向の両端に配置されたスロットアンテナ２０Ａ，２０Ｄの、他のスロットアンテナと隣接しない側、つまり受信用のアンテナ系統の外側の両サイドの基板１０の表面にも、たとえば導波管１１の管長手方向に延びる溝４０Ａ，４０Ｅである第２の凹部がさらに設けられる。

図２を参照して、好ましくは、受信用のアンテナ系統において、隣接する２つのスロットアンテナ２０の間の基板１０の表面よりも前方（正面方向に正の距離を有する位置）に、導電体の第１の部材が設けられている。導電体は、たとえば金属である。導電体の第１の部材を金属板とすることによって、容易に形成することができる。また、凹部と同様に、受信用のアンテナ系統の外側の両サイドの基板１０の表面も、金属板である導電体の第２の部材が設けられていてもよい。

この部材のアンテナ１００の幅方向の長さは、隣接する２つのスロットアンテナ２０それぞれの導波管１１の間隙Ｌ２よりも短い。この部材は、たとえば、導波管１１の管長手方向に延びる、金属等の板部材（金属板）である。すなわち、図２に表されたように、隣接するスロットアンテナ２０Ａと２０Ｂ、２０Ｂと２０Ｃ、２０Ｃと２０Ｄそれぞれの間の基板１０の表面よりも正面方向に正の距離を有する位置に、それぞれ、導波管１１の管長手方向に延びる金属板５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃが形成される。金属板５０Ａ，…を代表させて金属板５０と称する。

なお、溝４０などの凹部と、金属板５０などの部材とは、いずれもがアンテナ１００に設けられていてもよいし、いずれか一方のみが設けられていてもよい。

＜効果検証＞
上記のアンテナ１００を設計した発明者らは、アンテナ１００の一部分を用いて凹部である溝４０Ａ〜４０Ｅおよび上記部材である金属板５０Ａ〜５０Ｃを変化させた様々な条件においてシミュレーションを行った。そして、アンテナ利得、受信の指向性、および受信用のアンテナ系統間のアイソレーションそれぞれを評価項目として、アンテナ１００の設計の効果を検証した。

＜条件の詳細＞
はじめに、発明者らの行ったシミュレーションに用いた条件について説明する。図３は、発明者らの行ったシミュレーションに用いられた１４の条件をまとめた表である。図３において、系統数は、アンテナモデルに含まれるスロットアンテナ２０の本数を表す。系統間は、隣接するスロットアンテナ２０の間を表す。図４〜図１７は、図３に示された条件１〜１４それぞれにおけるアンテナモデルの構成の概略を表した図である。図４〜図１７の（Ａ）は各アンテナモデルの正面の概略図である。図４〜図１７の（Ｂ）は、それぞれ、図４〜図１７の（Ａ）におけるＢＢ位置での断面図である。すなわち、図４〜図１７の（Ｂ）は各アンテナモデルを導波管の管長手方向が直交する面で切断した断面図である。なお、シミュレーションにおいては、アンテナの使用周波数を、ミリ波レーダの一般的な使用周波数である７６．５ＧＨｚとした。各アンテナモデルは、一例としてミリ波レーダの波長（λ＝３．９２ｍｍ）を設計波長として設計されている。

詳しくは、図３および図４に表された条件１のアンテナモデルは、２本のスロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂを有する。各スロットアンテナ２０の導波管１１の管長手方向の長さは１８．８６ｍｍ、管長手方向に直交する幅方向の長さは２．５４ｍｍ、隣接する導波管１１の間隔（スロットアンテナ２０の間隔）は３．８５ｍｍ（≒λ）とする。スロット素子１２は、導波管１１の管長手方向に沿って配置されるため、存在する範囲の管長手方向の長さは１８．８６ｍｍ以内である。これらのサイズは、以降の各条件においても共通する。また、図３および図５に表された条件２のアンテナモデルは、４本のスロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｄを有する。条件１および条件２のアンテナモデルは、いずれも、上記した溝４０や金属板５０を有さない。これら条件は、他の条件における溝４０および金属板５０の組み合わせと比較するための基準として用いられる。

図３および図６に表された条件３のアンテナモデルは、２本のスロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂを有し、これらスロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂ間に２本の溝４０Ｂが設けられている。２本の溝４０Ｂの導波管１１の管長手方向の長さは、いずれも２０．８６ｍｍである。この長さは、以降の各条件のアンテナモデルでも共通する。また、２本の溝４０Ｂの幅は、いずれも０．２ｍｍである。２本の溝４０Ｂの深さは、いずれも１．２ｍｍ（≒（３／１０）λ）である。２本の溝４０Ｂは、導波管１１の管長手方向の直線を中心線として０．４ｍｍ（≒（１／１０）λ）隔てて設けられている。該中心線は、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂそれぞれの中心線Ｃｗから均等の位置にある。さらに、条件３のアンテナモデルには、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂ間の基板１０の表面から正面方向に隔てられて金属板５０Ａが設けられている。金属板５０Ａの導波管１１の管長手方向の長さは２０．８６ｍｍである。この長さは、以降の各条件のアンテナモデルでも共通する。金属板５０Ａは、基板１０の表面から正面方向に０．５ｍｍ（＝０．１２８λ）隔てて設けられている。金属板５０Ａは、正面方向の長さが０．９８ｍｍ、幅方向の長さが０．５ｍｍである。管長手方向の長さはスロット素子１２が存在する範囲の管長手方向の長さよりも長く、具体的には１８．８６ｍｍよりも長い。金属板５０Ａの幅方向の中心線は、隣接するスロットアンテナ２０それぞれの中心線Ｃｗから均等の位置にある。

図３および図７に表された条件４のアンテナモデルは、２本のスロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂを有し、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂ間の２本の溝４０Ｂに加えて、外側の両サイドに、それぞれ２本ずつ溝４０Ａ，４０Ｃが設けられている。各２本の溝４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃの幅は、いずれも０．３ｍｍ（＝０．０７６５λ）である。各２本の溝４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃの深さは、いずれも１ｍｍ（≒（１／４）λ）である。各２本の溝４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃは、隣接するスロットアンテナ２０それぞれの導波管１１との隙間が０．２０５ｍｍ（≒（１／２０）λ）となる位置に設けられている。２本の溝４０Ｂは、導波管１１の管長手方向の直線を中心線として０．３ｍｍ（＝０．０７６５λ）隔てて設けられている。該中心線は、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂそれぞれの中心線Ｃｗから均等の位置にある。

図３および図８に表された条件５のアンテナモデルは、図３および図７に表された条件４のアンテナモデルから溝４０Ａ，４０Ｃを除いたものである。すなわち、条件５のアンテナモデルは、２本のスロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂを有し、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂ間に、２本の溝４０Ｂが設けられている。各部のサイズは条件４のアンテナモデルの対応する各部のサイズと同じである。

図３および図９に表された条件６のアンテナモデルは、４本のスロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｄを有し、スロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｄそれぞれの間に２本ずつ溝４０Ｂ〜４０Ｄが設けられている。また、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｄの外側の両サイドに、それぞれ２本ずつ溝４０Ａ，４０Ｅが設けられている。各溝４０の位置およびサイズは、条件４のアンテナモデルの対応する各部のサイズと同じである。さらに、条件６のアンテナモデルには、スロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｄそれぞれの間の基板１０の表面から正面方向に隔てられて金属板５０Ａ〜５０Ｃが設けられている。また、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｄの外側の両サイドに、それぞれ金属板５０’，５０”が設けられている。各金属板５０の位置およびサイズは、条件３のアンテナモデルの対応する各部のサイズと同じである。

図３および図１０に表された条件７のアンテナモデルは、図３および図６に表された条件３のアンテナモデルから溝４０Ａ，４０Ｃを除いたものである。すなわち、条件７のアンテナモデルは２本のスロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂを有し、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂ間の基板１０の表面から正面方向に隔てられて金属板５０Ａが設けられている。各部のサイズは条件３のアンテナモデルの対応する各部のサイズと同じである。

図３および図１１〜図１４それぞれに表された条件８〜１１のアンテナモデルは、いずれも２本のスロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂを有し、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂ間に１本の溝４０Ｂが設けられている。条件８と条件９とは、溝４０Ｂの幅１ｍｍ（≒（１／４）λ）が共通し、深さが１．２ｍｍ（≒（３／１０）λ）、１ｍｍ（≒（１／４）λ）と異なっている。条件９〜条件１１は、溝４０Ｂの深さ１ｍｍ（≒（１／４）λ）が共通し、幅が１ｍｍ（≒（１／４）λ）、０．３ｍｍ（＝０．０７６５λ）、０．５ｍｍ（＝０．１２８λ）と異なっている。いずれの条件においても、溝４０Ｂの中心線は、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂそれぞれの中心線Ｃｗから均等の位置にある。

図３および図１５に表された条件１２のアンテナモデルは、図３および図８に表された条件５のアンテナモデルにおける２本の溝４０Ｂのサイズおよび位置を変更したものである。すなわち、条件１２のアンテナモデルにおけるスロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂ間の２本の溝４０Ｂの幅は、いずれも０．２ｍｍである。２本の溝４０Ｂは、導波管１１の管長手方向の直線を中心線として０．４ｍｍ（≒（１／１０）λ）隔てて設けられ、該中心線は、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂそれぞれの中心線Ｃｗから均等の位置にある。溝４０Ｂと、隣接するスロットアンテナ２０それぞれの導波管１１との隙間は０．２５５ｍｍとなる。２本の溝４０Ｂの深さは、いずれも１．２ｍｍ（≒（３／１０）λ）である。

図３および図１６，図１７それぞれに表された条件１３，１４のアンテナモデルは、いずれも４本のスロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｄを有し、それぞれの間の基板１０の表面から正面方向に隔てられて金属板５０Ａ〜５０Ｃが設けられている。また、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｄの外側の両サイドに、それぞれ金属板５０’，５０”が設けられている。

条件１３のアンテナモデルと条件１４のアンテナモデルとでは、金属板５０のサイズおよび位置が異なっている。すなわち、図１６を参照して、条件１３のアンテナモデルは、条件３のアンテナモデルおよび条件６のアンテナモデルと同様の位置に、同様のサイズの金属板５０を有する。具体的には、条件１３のアンテナモデルにおいて、金属板５０は、基板１０の表面から正面方向に０．５ｍｍ（＝０．１２８λ）隔てられて設けられている。金属板５０の正面方向の長さは０．９８ｍｍ、幅方向の長さは０．５ｍｍである。図１７を参照して、条件１４のアンテナモデルにおいては、金属板５０は、基板１０の表面から正面方向に０．３ｍｍ（＝０．０７６５λ）隔てられて設けられている。金属板５０の正面方向の長さは０．２ｍｍ、幅方向の長さは１ｍｍ（≒（１／４）λ）である。いずれの条件のアンテナモデルでも、金属板５０の中心線は、隣接するスロットアンテナ２０それぞれの中心線Ｃｗから均等の位置にある。

＜受信強度のシミュレーション結果＞
図１８〜図３１は、それぞれ、図３において条件１〜１４で表された各条件におけるアンテナモデルによる、受信強度のシミュレーション結果を表した図である。各図の（Ａ）が水平方向の各角度における受信強度のシミュレーション結果、（Ｂ）が水平方向の各角度での受信強度のスロットアンテナ間でのばらつき、（Ｃ）が垂直方向の各角度での受信強度のシミュレーション結果を表している。より詳しくは、各図において、横軸は水平面または垂直面におけるアンテナ表面からの角度［°（ｄｅｇ）］を表し、縦軸が受信強度［ｄＢ］を表している。なお、等方性アンテナの受信強度を０［ｄＢ］の基準としている。等方性アンテナとは、均等な三次元放射パターンを持つ、完全無指向性アンテナを指す。

なお、図３８を用いて、シミュレーション結果における方向を定義する。アンテナの水平面は、車載用のレーダなどにおける一般的なアンテナの設置状態である、導波管の管長手方向を鉛直としてアンテナを設置した場合の水平面を指す。図３８の矢印Ａ方向を水平方向における指向性の＋方向の角度とする。すなわち、水平面内において、アンテナの正面方向の角度を０°とし、アンテナの正面から反時計回りに基板１０の表面に達する（＋９０°）までを指向性の＋方向の角度とする。図３８の矢印Ｂ方向を水平方向における指向性の−方向の角度とする。すなわち、水平面内において、時計回りに基板１０の表面に達する（−９０°）までの角度を指向性の−方向の角度とする。図３８の矢印Ｃ方向を垂直方向における指向性の＋方向の角度とする。すなわち、鉛直面内において、アンテナの正面方向の角度を０°とし、アンテナの正面から下向きに基板１０の表面に達する（＋９０°）までを指向性の＋方向の角度とする。図３８の矢印Ｄ方向を垂直方向における指向性の−方向の角度とする。すなわち、鉛直面内において、上向きに基板１０の表面に達する（−９０°）までの角度を指向性の−方向の角度とする。このようにアンテナが設置された場合、レーダの検知角とは、一般的には、アンテナの水平面において検知可能な角度を言う。検知角は、アンテナ正面に対して水平面内での正負両方向で表す場合もある。図１８〜図３１では、０°から±４５°の範囲の各角度におけるシミュレーション結果が示されている。ここでは、レーダ３００は、たとえば車載レーダなどの、一般に用いられるレーダと想定する。この場合、レーダ３００にとって、アンテナ正面（０°）を挟んで９０°、つまり±４５°の範囲の検知性能が重要と考えられるためである。

図１８〜図３１の（Ａ）に表された水平方向の各角度における受信強度のシミュレーション結果は、当該アンテナモデルにおける±４５°の範囲の水平方向の受信の指向性を表している。また、（Ｃ）に表された垂直方向の各角度における受信強度のシミュレーション結果は、当該アンテナモデルにおける±４５°の範囲の垂直方向の受信の指向性を表している。

各角度における受信強度の指向性は、指標の一例としてビーム幅を用いて表すことができる。ビーム幅は、受信強度の最大値の方位から所定強度（たとえば３ｄＢ）減少する方位までの間の範囲（角度）である。受信強度の指向性が小さいほどビーム幅が大きくなる。ビーム幅が大きいほど当該アンテナを搭載したレーダの検知角度が大きくなる。

図１８〜図３１の（Ｂ）に表された水平方向の各角度での受信強度のスロットアンテナ間でのばらつきは、±４５°の範囲の水平方向の各角度におけるスロットアンテナ間での受信強度の差分である。これは、±４５°の範囲の水平方向の指向性のスロットアンテナ間でのばらつきを表している。なお、各図の（Ｂ）中の、１系統目はスロットアンテナ２０Ａ、２系統目はスロットアンテナ２０Ｂ、…を指す。

複数のスロットアンテナ２０を含むアンテナ１００を搭載したレーダ３００では、受信用のアンテナ系統に含まれる複数のスロットアンテナ２０それぞれによって受信された電波の位相差に基づいて検知対象物までの角度が算出される。そのため、スロットアンテナ２０間の水平方向の指向性にばらつきがあると角度の算出精度が劣化するおそれがある。したがって、スロットアンテナ間の水平方向の指向性にばらつきが小さいほど検知物までの角度の算出精度が向上し、アンテナ１００を搭載したレーダ３００の検知性能が高いと言える。

これに対して、水平方向の各角度における受信強度のシミュレーション結果は、±４５°の範囲において、いずれも０°をピークとして、概ね、０°を中心に正負角度において対称の受信強度を示しているとは言える。しかしながら、条件によって水平方向の各角度における受信強度のばらつき度合いに差がある。また、条件によってスロットアンテナ間でのばらつきの度合いも異なる。

図３２は、図３において条件１〜１４で表された各条件のアンテナモデルを用いたシミュレーションにおける受信強度から得られる、各条件における水平方向の受信強度の指向性を表す値と、受信強度のスロットアンテナ間でのばらつき度合いを表す値とを表した一覧表である。図３２に表された一覧表においては、図３に示された各条件における水平方向の指向性を表す値として、各条件におけるアンテナモデルの水平方向におけるビーム幅が用いられている。このシミュレーション結果において水平方向におけるビーム幅は、図１８〜図３１の（Ａ）に表された水平方向の各角度における受信強度のシミュレーション結果から、受信強度の最大値の方位から３ｄＢ減少する方位までの角度を読み出したものである。各条件におけるアンテナモデルの水平方向におけるビーム幅は、各条件のアンテナモデルに含まれるスロットアンテナごとのビーム幅から得られる統計値とする。上記統計値は、たとえば、最小値である。統計値は、最大値や平均値であってもよい。また、図３２に表された一覧表においては、指向性のばらつき度合いを表す値として、各条件におけるアンテナモデルの、±４５°の範囲の各角度でのスロットアンテナ間の受信強度の差分の最大値が用いられている。

なお、図３２の一覧表においては、各条件のアンテナモデルにおけるアンテナ利得、および受信用のアンテナ系統に含まれるスロットアンテナ間でのアイソレーションを表す値も示されている。このシミュレーション結果においてアンテナ利得は、基準アンテナが等方性アンテナであるものとした、絶対利得で表されている。アンテナ利得は、図１８〜図３１の（Ａ）に表された水平方向の各角度における受信強度のシミュレーション結果から最大値の方位を読み出したものである。各条件のアンテナモデルにおけるアンテナ利得は、各条件のアンテナモデルに含まれるスロットアンテナごとのアンテナ利得から得られる統計値とする。上記統計値は、たとえば、最小値である。統計値は、最大値や平均値であってもよい。

アンテナ利得が高いと、アンテナ１００から発射された電波が遠くまで到達するようになる。そのため、当該アンテナ１００を搭載したレーダ３００によって検知可能な距離が長くなる。したがって、アンテナ利得が高いほどアンテナ１００を搭載したレーダ３００の検知性能が高いと言える。

また、各条件のアンテナモデルにおけるアイソレーションは、各条件のアンテナモデルに含まれる、異なる任意の２本のスロットアンテナ間におけるアイソレーションから得られる統計値とする。上記統計値は、たとえば、最小値である。統計値は、最大値や平均値であってもよい。

受信用のアンテナ系統に含まれる複数のスロットアンテナ間でのアイソレーションが低いと、各スロットアンテナでの受信電波の位相差に基づいて検知対象物までの角度を算出する際に受信信号が混ざり合う可能性が高くなる。その結果、角度の算出精度が低下し、検知精度が低下することになる。したがって、アイソレーションが高いほどアンテナ１００を搭載したレーダ３００の検知性能が高いと言える。

＜考察＞
図３２に表された結果の一覧に基づいて、各条件での、上記の、アンテナ利得、水平方向のビーム幅、ばらつき度合い、およびアイソレーションの各項目に関して有効なアンテナ形状について考察する。

（１）スロットアンテナ間の溝の効果についての考察
条件１でのシミュレーション結果と条件９でのシミュレーション結果とを比較することによって、スロットアンテナを２本有するアンテナモデルでの、その間に溝４０Ｂがない場合（条件１）とある場合（条件９）とのアンテナの性能を比較することができる。

図３２を参照して、スロットアンテナ間に溝４０Ｂがある場合（条件９）、アンテナ利得、水平方向のビーム幅、水平方向の指向性のばらつき度合い、およびアイソレーションの各項目のいずれも、溝４０Ｂがない場合（条件１）よりも効果が見られる。特に、水平方向の指向性のばらつき度合い、およびアイソレーションに関しては溝２０Ｂがある方が効果が大きいと言える。したがって、受信用のアンテナ系統に含まれる複数のスロットアンテナ間に溝等の凹部を設けることは、レーダの検知性能を向上させる上で効果があることが検証された。

（２）溝深さについての考察
条件８でのシミュレーション結果と条件９でのシミュレーション結果とを比較することによって、スロットアンテナを２本有するアンテナモデルにおいて、その間に設けられた溝４０Ｂの幅を１ｍｍと共通させ、深さが１．２ｍｍである場合（条件８）と１ｍｍである場合（条件９）とのアンテナの受信強度の特性を比較することができる。

図３２を参照して、アンテナ利得はいずれの条件においても変わらず、溝４０Ｂがない場合（条件１）からの効果が見られる。水平方向のばらつき度合いおよびアイソレーションに関しては溝４０Ｂが深い方（条件８）が効果が大きく、ビーム幅に関しては溝４０Ｂが浅い方（条件９）が効果が大きい。したがって、今回のシミュレーションに用いた程度の溝の深さの差異はアンテナの性能には大きく影響しないと言える。

（３）溝幅についての考察
条件９〜条件１１でのシミュレーション結果を比較することによって、スロットアンテナを２本有するアンテナモデルにおいて、その間に設けられた溝４０Ｂの深さを１ｍｍと共通させ、幅が１ｍｍである場合（条件９）と、０．３ｍｍである場合（条件１０）と、０．５ｍｍである場合（条件１１）とを比較することができる。

図３２を参照して、アンテナ利得およびアイソレーションに関してはいずれの条件においても大きくは変わらず、いずれも溝４０Ｂがない場合（条件１）からは向上している。ビーム幅に関しては溝幅が広い方（条件９）が効果が大きく、水平方向のばらつき度合いに関しては溝幅が広いこと（条件９）は効果の向上に寄与せず、溝幅が狭い方（条件１０）が効果が大きい。なお、水平方向のばらつき度合いに関しては、溝幅が広い場合（条件９）は、溝がない場合（条件１）から大きな効果があることが示されていない。それに対して、アンテナ利得、ビーム幅、およびアイソレーションに関しては、条件９〜１１間で多少の差異はあるものの、いずれも、溝がない場合（条件１）から大きな効果があることが示されている。したがって、特に水平方向のばらつき度合いへの効果に着目すると、今回の条件におけるシミュレーションでは溝幅は細い方がレーダの検知性能を向上させる上で効果があることが検証された。

（４）溝数についての考察
条件１と条件５と条件１０とでのシミュレーション結果を比較することによって、スロットアンテナを２本有するアンテナモデルでの、その間に、溝４０Ｂがない場合（条件１）と、幅０．３ｍｍ、深さ１ｍｍの１本の溝４０Ｂがある場合（条件１０）と、同サイズの２本の溝４０Ｂがある場合（条件５）とを比較することができる。

図３２を参照して、条件でのシミュレーション結果と比較すると、溝４０Ｂが１本であっても２本であっても、溝４０Ｂが設けられている方が（条件５，１０）が、アンテナ利得、ビーム幅、水平方向のばらつき度合い、およびアイソレーションの各項目のいずれも効果があることが示されている。溝数を比較すると、水平方向のばらつき度合いに関しては溝数の少ない方（条件１０）が効果が高く、他の評価項目に関しては溝数の多い方（条件５）が効果が高い。したがって、今回の条件におけるシミュレーションでは溝数は多い方がレーダの検知性能を向上させる上で効果があることが検証された。

（５）スロットアンテナの外側の両サイドの溝の効果についての考察
条件４でのシミュレーション結果と条件５でのシミュレーション結果とを比較することによって、スロットアンテナを２本有するアンテナモデルにおいて、その間の２本の溝４０Ｂ（それぞれ幅０．３ｍｍ、深さ１ｍｍ）を共通させ、さらに、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂの外側の両サイドそれぞれ２本ずつの溝４０Ａ，４０Ｃがある場合（条件４）と、いずれもない場合（条件５）とを比較することができる。

図３２を参照して、アンテナ利得およびアイソレーションに関しては、いずれの条件においても大きくは変わらず、いずれも溝４０Ｂがない場合（条件１）からの効果が見られる。ビーム幅に関してはスロットアンテナの外側の両サイドに溝４０Ａ，４０Ｃがない方（条件５）が効果が高く、水平方向のばらつき度合いに関してはスロットアンテナの外側の両サイドに溝４０Ａ，４０Ｃがある方（条件４）が効果が高い。したがって、ビーム幅が広くなることによってアンテナの受信範囲が広くなるという効果を重視するか、水平方向の指向性のスロットアンテナ間のばらつき度合いによるレーダの検知性能の向上を重視するかに応じて、スロットアンテナの外側の両サイドにさらに溝を設けるか否かを設計し分けることで、アンテナ性能を向上させる上で効果があることが検証された。

（６）スロットアンテナ間の板部材の効果についての考察
条件１でのシミュレーション結果と条件７でのシミュレーション結果とを比較することによって、スロットアンテナを２本有するアンテナモデルでの、その間に金属板５０Ａがない場合（条件１）とある場合（条件７）とのアンテナの性能を比較することができる。

図３２を参照して、アンテナ利得および水平方向のばらつき度合いに関しては金属板５０Ａが設けられることによる大きな効果は見られず、水平方向のビーム幅に関しては、金属板５０Ａが設けられている方（条件７）がない場合（条件１）よりも大きい。アイソレーションに関しては、金属板５０Ａが設けられている方（条件７）がない場合（条件１）よりも高い。特に、金属板５０Ａが設けられている方（条件７）がない場合（条件１）よりもアイソレーションを大きく向上させる。したがって、受信用のアンテナ系統に含まれる複数のスロットアンテナ間に金属板５０等の部材を設けることは、特にアイソレーションを向上させる観点よりレーダの検知性能を向上させる上で効果があることが検証された。

（７）板部材のサイズについての考察
条件１３でのシミュレーション結果と条件１４でのシミュレーション結果とを比較することによって、スロットアンテナを４本有するアンテナモデルにおいて、その間および外側の両サイドの金属板５０Ａ〜５０Ｃ，５０’，５０”を共通させ、幅の狭い金属板５０がアンテナ表面から遠い位置に設置される場合（条件１３）と、幅の広い金属板５０がアンテナ表面から近い位置に設置される場合（条件１４）とのアンテナの性能を比較することができる。

図３２を参照して、アンテナ利得、水平方向のばらつき度合いに関しては、幅の広い金属板５０を配置した方（条件１４）が小さい。アイソレーションに関しては、幅の広い金属板５０を配置した方（条件１４）が高い。ビーム幅に関しては、幅の狭い金属板５０を配置した方（条件１３）が効果が大きい。特に、アイソレーションに関しては、幅の広い金属板５０を配置した方（条件１４）が幅の狭い金属板５０を配置した場合（条件１３）よりも、金属板５０が設置されていない場合（条件２）からより大きくなることが示されている。したがって、受信用のアンテナ系統に含まれる複数のスロットアンテナ間に板部材等の部材を設けることはレーダの検知性能を向上させる上で効果があり、特に、アイソレーションの向上に着目した場合には、板部材等の部材の幅が大きい方がアンテナ性能を向上させる上で効果があることが検証された。

（８）溝と板部材との組み合わせについての考察Ｉ
条件３と条件７と条件１２とのシミュレーション結果を比較することによって、スロットアンテナを２本有するアンテナモデルでの、その間に２本の溝４０Ｂおよび金属板５０Ａが配置されている場合（条件３）と、条件３の状態から溝４０Ｂを除いて金属板５０Ａのみが配置されている場合（条件７）と、条件３の状態から金属板５０Ａを除いて溝４０Ｂのみが配置されている場合（条件１２）とのアンテナの性能を比較することができる。

図３２を参照して、条件３でのシミュレーション結果と条件７でのシミュレーション結果とを比較すると、スロットアンテナ間に２本の溝４０Ｂおよび金属板５０Ａの両方が配置されている方（条件３）が溝４０Ａが配置されていない場合（条件７）よりも、アンテナ利得、水平方向のビーム幅、水平方向のばらつき度合い、およびアイソレーションの各項目のいずれも効果が高く、また、溝４０Ｂおよび金属板５０Ａの両方が配置されていない場合（条件１）よりも効果が高い。条件３でのシミュレーション結果と条件１２でのシミュレーション結果とを比較すると、アンテナ利得に関しては金属板５０Ａが配置されていない方（条件１２）が効果が高いものの、水平方向のビーム幅、水平方向のばらつき度合い、およびアイソレーションに関しては、スロットアンテナ間に２本の溝４０Ｂおよび金属板５０Ａの両方が配置されている方（条件３）が金属板５０Ａが配置されていない場合（条件１２）よりも効果が高い。特に、水平方向のばらつき度合いおよびアイソレーションに関しては、スロットアンテナ間に溝４０Ｂおよび金属板５０Ａの両方が配置されている方（条件３）が、いずれかが設置されていない場合（条件７，１２）よりも、いずれもが設置されていない場合（条件１）から大きな効果を示す。したがって、スロットアンテナ間に溝等の凹部と板部材等の部材とを組み合わせて設けることは、いずれも設けない場合、あるいはいずれか一方のみを設ける場合よりも、レーダの検知性能を向上させる上で効果があることが検証された。

（９）溝と板部材との組み合わせについての考察II
条件６でのシミュレーション結果と条件１３でのシミュレーション結果とを比較することによって、スロットアンテナを４本有するアンテナモデルにおいて、その間および外側の両サイドの金属板５０Ａ〜５０Ｃ，５０’，５０”を共通させ、スロットアンテナ間およびその外側の両サイドに２本ずつの溝４０Ａ〜４０Ｅがある場合（条件６）とない場合（条件１３）とのアンテナの性能を比較することができる。

図３２を参照して、スロットアンテナ間およびその外側の両サイドに溝４０Ａ〜４０Ｅおよび金属板５０Ａ〜５０Ｃ，５０’，５０”の両方が配置されている方（条件６）が、アンテナ利得、水平方向のビーム幅、水平方向のばらつき度合い、およびアイソレーションの各項目のいずれも、金属板５０Ａ〜５０Ｃ，５０’，５０”のみが配置されている場合（条件１３）よりも効果が高く、また、溝４０および金属板５０の両方が配置されていない場合（条件２）よりも効果が高い。特に、アイソレーションに関しては、スロットアンテナ間およびその外側の両サイドに溝４０および金属板５０が配置されている方（条件６）が、溝４０が設置されていない場合（条件１３）よりも、いずれもが設置されていない場合（条件２）から大きな効果を示す。したがって、スロットアンテナ間に溝等の凹部と板部材等の部材とを組み合わせて設けることは、いずれも設けない場合、あるいはいずれか一方のみを設ける場合よりも、レーダの検知性能を向上させる上で効果があることが検証された。

＜まとめ＞
以上のシミュレーションの結果より、アンテナ１００は、受信用のアンテナ系統として複数のスロットアンテナを含み、隣接する第１のスロットアンテナの表面と第２のスロットアンテナの表面との間に、溝４０などの１つ以上の凹部が構成されるものとする。１つ以上の凹部としては、２本以上の溝であってもよい。アンテナ１００をこの構成とすることによって、アンテナ利得を向上させ、水平方向のビーム幅を大きくし、水平方向の受信強度のスロットアンテナ間でのばらつき度合いを小さくし、スロットアンテナ間でのアイソレーションを大きくする効果を有する。

同様に、アンテナ１００は、受信用のアンテナ系統として複数のスロットアンテナを含み、隣接する第１のスロットアンテナの表面と第２のスロットアンテナの表面との間の、アンテナの正面方向に正の距離を有する位置に、金属板５０などの導電体の部材を有するものとする。アンテナ１００をこの構成とすることによって、水平方向のビーム幅を大きくし、また、スロットアンテナ間でのアイソレーションを大きくする効果を有する。

さらに、アンテナ１００は、上記の溝４０などの１つ以上の凹部と、上記の金属板５０などの導電体の部材との両方を設ける構成としてもよい。

なお、溝４０などの凹部や、金属板５０などの導電体の部材は、上記の複数のスロットアンテナの外側の両サイドにさらに設けられていてもよい。

好ましくは、アンテナ１００において、隣接する第１のスロットアンテナと第２のスロットアンテナとの間隔は１．５λ（λ：アンテナ１００の使用周波数の波長）以下とする。より好ましくは、隣接する第１のスロットアンテナと第２のスロットアンテナとの間隔は１．０λ以下とする。これにより、レーダ３００の検知角をより広角とすることができる。

なお、この場合であっても、好ましくは、第１のスロットアンテナと第２のスロットアンテナとの間隙は（１／２０）λ以上とする。このようにすることによって、隣接するスロットアンテナの間に、溝４０などの凹部や金属板５０などの部材を配置しやすくなる。

アンテナ１００をこのような構成とすることによって、スロットアンテナの間隔を狭くした場合であっても、アイソレーションの低下等を抑えることができる。そのため、レーダ３００での検知精度を低下させることなく検知角をより広角とすることができる。

発明者らのシミュレーションの結果より、アンテナ１００を上記構成とすることによって、少なくとも±４５°の範囲において、上記の構成を有さないアンテナよりもレーダ３００の検知性能が向上することがわかった。したがって、上記の構成を有するアンテナ１００を搭載することによって、レーダ３００の検知角は少なくとも±４５°の範囲と設定することができる。好ましくは、レーダ３００の検知角は、図１８〜図３１に示された各条件でのシミュレーション結果より、少なくとも±２０°の範囲と設定することができる。

［第２の実施の形態］
上記の例では、隣接するスロットアンテナの間の基板１０の表面よりも前方に存在する導電体の第１の部材として、基板１０の表面に接することなく、表面から距離を置いて前方に配置されている金属板５０が例示されている。このように配置されることによってレーダ３００の検知性能が向上されることが発明者らによるシミュレーションにより示されている。この部材は、少なくとも一部分が基板１０の表面よりも前方に存在すればよい。そこで、発明者らは、一部分が基板１０の表面よりも前方に存在し、他の部分が表面よりも背面方向に存在するように金属板５０を配置した、条件１５のアンテナモデルについて、上記と同様のシミュレーションを行った。

図３３は、条件１５のアンテナモデルの構成の概略を表した図であって、当該アンテナモデルを、導波管の管長手方向が直交する面で切断した断面外略図である。図３３に表された条件１５のアンテナモデルでは、たとえば、図３および図１２に表された条件９のアンテナモデルに対して、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂ間に正面方向に長い矩形断面の金属板が配置される。この金属板の正面方向の長さは溝４０Ｂの深さよりも長く、幅方向の長さは溝４０Ｂの幅よりも短い。この金属板は、正面方向の長さの約半分が溝４０Ｂに含まれ、その底辺は溝４０Ｂの底面よりも正面方向に離れた位置となるように配置されている。

条件１５のアンテナモデルを用いて同様のシミュレーションを行ったところ、アンテナ利得が１４．１［ｄＢ］、水平方向のビーム幅が７０．４［ｄｅｇ］、およびアイソレーションが１７．５［ｄｅｇ］であった。この結果と条件９でのシミュレーション結果とを比較することによって、高さ方向の一部分が基板の表面よりも背面方向に位置する金属板が配置されている場合（条件１５）と、該金属板が配置されていない場合（条件９）とのアンテナの性能を比較することができる。

上記のシミュレーション結果および図３２を参照して、水平方向のビーム幅に関しては、金属板が上記のように配置されている方（条件１５）が効果が高く、また、金属板も溝４０も設けられていない場合（条件２）よりも大きな効果を示す。したがって、水平方向のビーム幅の観点からは、正面方向の一部分が基板の表面よりも背面方向に位置していても、基板の表面よりも前方に存在する金属板等の部材を設けることがレーダの検知性能を向上させる上で効果があることが検証された。

［第３の実施の形態］
隣接するスロットアンテナ２０間のアンテナ表面に２本以上の溝４０が設けられる場合、それら複数の溝４０が、その内部において、少なくとも一箇所が互いに連通していてもよい。すなわち、隣接する２本の溝４０の間に第１の隔壁部として存在する基板１０の部材である導電体が、上記少なくとも１箇所では２本の溝４０間に存在せず、２本の溝４０の空間がその１箇所において連続するように構成されていてもよい。たとえば、条件５のアンテナモデルにおいて、隣接するスロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂ間の基板１０の表面に設けられた２本の溝４０Ｂがその内部において少なくとも一箇所が連通していてもよい。

発明者らは、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂ間の基板１０の表面に２本の溝４０Ｂを形成し、さらに、２本の溝４０Ｂが内部において一箇所連通している、条件１６のアンテナモデルについて、上記と同様のシミュレーションを行った。条件１６のアンテナモデルは、図３３に表された条件１５のアンテナモデルに含まれる金属板が、基板１０の表面よりも正面方向には存在せず、背面方向のみに存在する状態と同様の形態である。

条件１６のアンテナモデルを用いて同様のシミュレーションを行ったところ、アンテナ利得が１６．０［ｄＢ］、水平方向のビーム幅が５９．２［ｄｅｇ］、およびアイソレーションが２４．１［ｄｅｇ］であった。この結果と条件５でのシミュレーション結果とを比較することによって、２本の溝４０Ａの一部が連通している場合（条件１６）としていない場合（条件５）とのアンテナの性能を比較することができる。

上記のシミュレーション結果および図３２を参照して、各評価項目について２本の溝４０Ｂの一部が連通している場合（条件１６）としていない場合（条件５）とで大きな差異がなく、いずれの場合（条件５，１６）も、溝４０の設けられていない場合（条件２）よりも大きな効果を示す。したがって、基板１０の表面より背面方向において、少なくとも一箇所が連結している場合であっても、隣接するスロットアンテナの間の基板１０の表面に１本以上の溝等の凹部を設けることがレーダの検知性能を向上させる上で効果があることが検証された。それ故、溝４０等の凹部を、基板１０の表面より背面方向において、少なくとも一箇所連通する方が容易であるような製法によってアンテナ１００を製造する場合には、凹部をこのような形状とすることでアンテナ１００の形成を容易にすることができる。

［第４の実施の形態］
レーダ３００に搭載されるアンテナ１００の製造方法は、特定の製造方法には限定されない。しかしながら、上記のように、隣接するスロットアンテナ２０の間隔は、たとえば１．５λ以下、好ましくは１．０λ以下とし、その間隔において隣接するスロットアンテナ２０の間隙は（１／２０）λ以上である。このように隣接するスロットアンテナ２０の間隙内に、１本以上の溝４０や板部５０を配置する必要がある。さらに、溝４０は本数が多く、また、幅は細い方がレーダの検知性能を向上させる上で効果があることが、今回の条件におけるシミュレーションでは検証されている。そのため、アンテナ１００の使用周波数の波長によっては、基板１０の表面から溝４０を削り出して形成することが難しい場合がある。そこで、好ましくは、アンテナ１００は、拡散接合または熱圧接と呼ばれる複数の板を積層し、さらに圧着させる製法で製造される。すなわち、好ましくは、基板１０を、複数の板が積層された積層構造とする。なお、積層する前の状態の板を、以降の説明において積層板とも言う。

図３４は、アンテナ１００の製造方法の一例を説明するための図である。図３４（Ａ）は、アンテナ１００を、導波管の管長手方向が直交する面で切断した断面の概略図において積層板を表した図である。図３４（Ｂ）は、各積層板の形状を説明するための図であって、アンテナ１００の正面方向から各積層板を見た図である。

図３４（Ａ）を参照して、隣接するスロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂの間に溝４０Ｂが設けられている場合、アンテナ１００は、基板１０の表面に平行する積層板Ｔ１〜Ｔ４を、その順に積層し、さらに圧接することによって形成される。基板１０の表面に平行する面の断面が同じ形状となるように、各積層板の厚みが決定される。具体的には、図３４（Ａ）を参照して、積層板Ｔ１の厚みは、基板１０の底面から導波管１１の底面までの、アンテナ１００の正面方向の長さＴｈ１である。積層板Ｔ２の厚みは、導波管１１の底面から溝４０Ｂの底面までの、アンテナ１００の正面方向の長さＴｈ２である。積層板Ｔ３の厚みは、溝４０Ｂの底面からスロット素子１２の底面までの、アンテナ１００の正面方向の長さＴｈ３である。積層板Ｔ４の厚みは、スロット素１２の底面から基板１０の表面までの、アンテナ１００の正面方向の長さＴｈ４である。なお、積層板Ｔ３，Ｔ４等の厚みＴｈ３、Ｔｈ４等は、同一形状の薄い板を重ねて必要厚さとなるように実現されてもよい。

各積層板Ｔ１〜Ｔ４の厚みＴｈ１〜Ｔｈ４をこのように設定することによって、各積層板Ｔ１〜Ｔ４は図３４（Ｂ）に表されたような形状となる。すなわち、積層板Ｔ１は、孔加工されていない板である。積層板Ｔ２は貫通孔Ｈ１，Ｈ２を有する。貫通孔Ｈ１，Ｈ２は、導波管１１Ａ，１１Ｂそれぞれの、基板１０の表面に平行する面での断面形状（矩形形状）を有する。積層板Ｔ３は、貫通孔Ｈ１，Ｈ２と、貫通孔Ｈ３とを有する。貫通孔Ｈ３は、溝４０Ｂの、基板１０の表面に平行する面での断面形状（矩形形状）を有する。積層板Ｔ４は、貫通孔Ｈ３と、複数の貫通孔Ｈ４とを有する。貫通孔Ｈ４は、スロット素子１２の、基板１０の表面に平行する面での断面形状（矩形形状）を有する。

積層板Ｔ２の貫通孔Ｈ１，Ｈ２は、背面方向には、積層板Ｔ１によって塞がれる。また、積層板Ｔ２の貫通孔Ｈ１，Ｈ２は、正面方向には、積層板Ｔ３の貫通孔Ｈ１，Ｈ２と連通する。積層板Ｔ３の貫通孔Ｈ３は、背面方向には、積層板Ｔ２によって塞がれる。また、積層板Ｔ３の貫通孔Ｈ３は、正面方向には、積層板Ｔ４の貫通孔Ｈ３と連通する。

アンテナ１００の製造方法に、拡散接合と呼ばれる、積層板を圧着させる製法を採用することによって、図３４（Ｂ）に示されたように、スロット素子１２や溝４０などの複雑な要素を、積層板においては貫通孔として形成することができる。そのため、基板１０の表面からこれらを削り出すよりも容易に製造することができる。特に、アンテナ１００の使用周波数の波長がミリ波などの小さい波長であった場合には溝４０を削り出すことが非常に困難になる。それ故、このような製法を採用することによって、特に使用周波数の波長が小さい場合にアンテナの形成を容易にすることができる。

なお、第３の実施の形態において説明されたように、２本の溝４０が基板１０の表面よりも背面方向において連通している場合にも、上記の拡散接合と呼ばれる製法を採用することによって容易に形成することができる。

図３５は、この場合のアンテナ１００の製造方法を説明するための図である。すなわち、図３５は、隣接するスロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂの間に２本の溝４０Ｂが設けられ、かつ、これら２本の溝４０Ｂが基板１０の表面よりも背面方向において一部連結されている場合の製造方法を説明するための図である。図３５を参照して、アンテナ１００は、アンテナ表面に平行する積層板Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ４をこの順に積層し、さらに圧接することによって形成される。具体的には、図３５（Ａ）を参照して、積層板Ｔ１の厚みは、基板１０の底面から導波管１１の底面までの、アンテナ１００の正面方向の長さＴｈ１である。積層板Ｔ２の厚みは、導波管１１の底面から２本の溝４０Ｂの底面までの、アンテナ１００の正面方向の長さＴｈ２である。積層板Ｔ３１の厚みは、２本の溝４０Ｂの底面からこれら２本の溝４０Ｂの連結が終了する位置までの、アンテナ１００の正面方向の長さＴｈ３１である。積層板Ｔ３２の厚みは、２本の溝４０Ｂの連結が終了した位置からスロット素子１２の底面までの、アンテナ１００の正面方向の長さＴｈ３２である。積層板Ｔ４の厚みは、スロット素１２の底面から基板１０の表面までの、アンテナ１００の正面方向の長さＴｈ４である。

積層板Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ４の厚みＴｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３１，Ｔｈ３２，Ｔｈ４をこのように設定することによって、の厚みをこのように設定することによって、各積層板Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ４は図３５（Ｂ）に表された形状となる。すなわち、積層板Ｔ１は、孔加工されていない板である。積層板Ｔ２は貫通孔Ｈ１，Ｈ２を有する。貫通孔Ｈ１，Ｈ２は、導波管１１Ａ，１１Ｂそれぞれの、基板１０の表面に平行する面での断面形状（矩形形状）を有する。積層板Ｔ３１は、貫通孔Ｈ１，Ｈ２と、貫通孔Ｈ５とを有する。貫通孔Ｈ５は、２本の溝４０Ｂおよび連通部分の、表面に平行する面での断面形状（矩形形状）を有する。積層板Ｔ３２は、貫通孔Ｈ１，Ｈ２と、貫通孔Ｈ６，Ｈ７とを有する。貫通孔Ｈ６，Ｈ７は、２本の溝４０Ｂそれぞれの、基板１０の表面に平行する面での断面形状（矩形形状）を有する。積層板Ｔ４は、貫通孔Ｈ６，Ｈ７と、複数の貫通孔Ｈ４とを有する。貫通孔Ｈ４は、スロット素子１２の、基板１０の表面に平行する面での断面形状（矩形形状）を有する。

積層板Ｔ２の貫通孔Ｈ１，Ｈ２は、背面方向には、積層板Ｔ１によって塞がれる。また、積層板Ｔ２の貫通孔Ｈ１，Ｈ２は、正面方向には、積層板Ｔ３１および積層板Ｔ３２の貫通孔Ｈ１，Ｈ２と連通する。積層板Ｔ３１の貫通孔Ｈ５は、背面方向には、積層板Ｔ２によって塞がれる。積層板Ｔ３１の貫通孔Ｈ５のうちの、２本の溝４０Ｂの連通部分に相当する孔領域は、正面方向には、積層板Ｔ３２によって塞がれる。積層板Ｔ３１の貫通孔Ｈ５のうちの、２本の溝４０Ｂに相当する孔領域は、正面方向には、積層板Ｔ３２および積層板Ｔ４の貫通孔Ｈ６，Ｈ７と連通する。

アンテナ１００の製造方法に、拡散接合と呼ばれる、板を積層してさらに圧着させる製法を採用することによって、第３の実施の形態において説明されたような、溝４０がその内部において互いに連通している場合にも、図３５（Ｂ）に示されたように、連通部分と２本の溝４０Ｂが隔壁部によって分離されている箇所とを、それぞれ異なる積層板にて、それぞれに対応した形状の貫通孔として形成することができる。そのため、このように基板１０の表面から削り出して生成することができないような複雑な形状であっても、この製法を採用することによって容易に形成することができる。

なお、連通部分は、溝４０の底部よりも正面側であってもよい。この場合、溝４０の底部から連通部までを形成する２つの貫通孔を有する積層板と、連通部を形成する貫通孔を有する積層板と、連通部よりも正面側の、隔壁部によって分離された２本の溝４０Ｂを形成する２つの貫通孔を有する積層板と、を用いればよい。

［第５の実施の形態］
上記の例では、隣接するスロットアンテナ２０の間の基板１０の表面に構成された１つ以上の凹部として、導波管１１の管長手方向に延びる１本以上の溝４０が例示されている。この溝４０は、基板１０の表面の、隣接する２つのスロットアンテナの表面の間の領域であって、幅方向に、少なくとも一方のスロット素子１２が存在する位置に形成されればよい。すなわち、導波管１１の管長手方向に延びる溝４０は、管長手方向に途切れていてもよい。言い換えると、導波管１１の管長手方向に延びる溝４０は、第２の隔壁部を挟んで管長手方向に２つ以上、並列に設けられてもよい。そして、第２の隔壁部は、幅方向のいずれかの側に、隣接する２つのスロットアンテナのスロット素子１２がある位置には存在せず、いずれの側にもスロット素子１２がない位置に存在する。

なぜなら、発明者らの実証試験の結果より溝４０などである凹部を設けることによってアイソレーションが向上するなどの効果が見られることから、凹部は隣接するスロットアンテナ２０における受信信号の他方への影響を抑える効果があると言える。それ故、少なくともスロットアンテナ２０のレーダ波を受信する要素であるスロット素子１２に隣接する位置に凹部を構成することによって、上記の効果が得られると考えられるためである。

図３６は、隣接するスロットアンテナ２０間に設けられる溝４０の他の例を説明するための図である。図３６を参照して、一例として、スロットアンテナ２０において、スロット素子１２は、すべての中心がスロットアンテナ２０の中心線Ｃｗを挟んで平行する２本の直線Ｃ_SL，Ｃ_SRそれぞれの真上に位置するように、導波管１１の管長手方向に等間隔に配置される。直線Ｃ_SL上に配列されるスロット素子１２と、直線Ｃ_SR上に配列されるスロット素子１２との幅方向の位置は一致しない。図３６に示されたように、各スロット素子１２の、管長手方向の両端それぞれが接する、管長手方向に直交する直線をそれぞれ直線Ｈ_T，Ｈ_Bとする。図３６を参照して、基板１０の表面の、隣接する直線Ｈ_Tと直線Ｈ_Bとで区切られた、幅方向に延びる、管長手方向に連続する領域は、スロット素子１２を含む領域と、含まない領域とが交互となっている。なお、スロット素子１２を含む領域と、含まない領域とは、図３７でも同様に示されている。

スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂ間に設けられた溝４０Ｂは、幅方向にスロット素子１２を含む領域では溝を形成する。溝４０Ｂの管長手方向に途切れている箇所、つまり第２の隔壁部は、幅方向にスロット素子１２を含まない領域内に存在し、その領域外には存在しない。図３６の例では、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂの間の領域であって、直線Ｈ_Tと、図３６において直線の下に隣接する直線Ｈ_Bとで区切られた領域にスロット素子１２が存在し、直線Ｈ_Bと、図３６において直線の下に隣接する直線Ｈ_Tとで区切られた領域にはスロット素子１２が存在しない。従って、溝４０Ｂは前者の領域には必ず存在する。第２の隔壁部である溝４０Ｂの途切れた箇所は、後者の領域内に存在し、当該領域を超える範囲には存在しない。

溝４０に途切れた箇所、つまり第２の隔壁部を設けることによって、アンテナ１００の管長手方向の強度が低下することを防止できる。

［第６の実施の形態］
たとえば金属板５０である、隣接するスロットアンテナ２０間の基板１０の表面よりも正面方向に正の距離を有する位置に設けられる部材もまた、少なくともスロット素子１２に隣接する位置の基板１０の表面よりも上方に設けられればよい。なお、この部材の基板１０に対する取り付け方法は、特定の方法に限定されない。そこで、一例として、基板１０表面のスロット素子１２に隣接しない位置に、金属板５０を基板１０表面に対して支持するための支持部を設けて、金属板５０を基板１０に取り付けてもよい。

図３７は、金属板５０の基板１０への取り付け方法の一例として、支持部を用いて取り付ける方法を説明するための図である。図３７（Ａ）は、アンテナ１００を正面から見た図であり、図３７（Ｂ）は、図３７（Ａ）におけるＣＣ位置でのアンテナ１００の断面の概略図である。

図３７（Ａ）を参照して、導波管１１の管長手方向に延びる金属板５０Ａの、スロット１２を含まない領域には、金属板５０Ａを基板１０の表面に対して支持するための支持部５０Ａ’が設けられる。図３７（Ｂ）を参照して、支持部５０Ａ’は、たとえば、基板１０表面から金属板５０Ａに向けて延びる柱状の部材である。

支持部５０Ａ’が設けられる位置は、第５の実施の形態において説明された、溝４０Ｂに設けられる第２の隔壁部の位置と同じである。すなわち、支持部５０Ａ’は、幅方向のいずれかの側に、隣接する２つのスロットアンテナのスロット素子１２がある位置には設けず、いずれの側にもスロット素子１２がない位置に設ける。なぜなら、発明者らの実証試験の結果より金属板５０などの部材を設けることによってアイソレーションが向上するなどの効果が見られることから、当該部材は隣接するスロットアンテナ２０における受信信号の他方への影響を抑える効果があると言える。それ故、少なくともスロットアンテナ２０のレーダ波を受信する要素であるスロット素子１２に隣接する位置に金属板５０を設置し、その効果に影響を与える可能性のある支持部５０Ａ’はスロット素子１２に隣接しない位置とした方が、上記の効果が得やすいと考えられるためである。

支持部５０Ａ’は、幅方向にスロット素子１２を含まない領域内に存在し、その領域外には存在しない。図３７の例では、スロットアンテナ２０Ａ，２０Ｂの間の領域であって、直線Ｈ_Tと、図３７において直線の下に隣接する直線Ｈ_Bとで区切られた領域にスロット素子１２が存在し、直線Ｈ_Bと、図３７において直線の下に隣接する直線Ｈ_Tとで区切られた領域にはスロット素子１２が存在しない。従って、支持部５０Ａ’は、後者の領域内に設けられ、当該領域を超える範囲には設けられない。

支持部５０Ａ’は、金属板５０Ａと一体に形成されていてもよい。このように形成することによって、たとえば拡散接合によって製造されたアンテナ１００に対して、金属板５０Ａを容易に接合させることができる。

支持部５０Ａ’は、基板１０と一体に形成されていてもよい。さらには、支持部５０Ａ’は、金属板５０Ａおよび基板１０と一体に形成されていてもよい。この場合、支持部５０Ａ’、または支持部５０Ａ’および金属板５０Ａも、基板１０と共に拡散接合によって製造することができる。支持部５０Ａ’、または支持部５０Ａ’および金属板５０Ａを、基板１０と共に拡散接合によって製造する場合、基板１０の底部から表面までは、図３４に表わされた積層板Ｔ１〜Ｔ４などをその順に積層する。図３７を参照して、基板１０の表面を形成する積層板Ｔ１より正面方向には、支持部５０Ａ’を形成するための積層板Ｔ５と、金属板５０Ａを形成するための積層板Ｔ６とが、さらに積層される。積層板Ｔ５は、支持部５０Ａ’を形成するための領域として、支持部５０Ａ’の、基板１０の表面に平行する面での断面形状の領域を含む。また、積層板Ｔ５は、スロット素子１２の、基板１０の表面に平行する面での断面形状以上の孔領域を有する。この孔領域は、積層板Ｔ５の背面方向に隣接する積層板に設けられた、スロット素子１２の形成する貫通孔と連通する。支持部５０Ａ’、または支持部５０Ａ’および金属板５０Ａを基板１０と共に拡散接合によって製造することによって、金属板が基板１０に対して安定して支持されると共に、金属板を有するアンテナ１００の製造が容易になる。

［第７の実施の形態］
上に定義したように、アンテナ系統は配列された１本以上のスロットアンテナ群から構成されるものであって、以上の実施の形態では、１つのアンテナ系統が１本のスロットアンテナによって構成される例が示されている。それ故、受信用のアンテナ系統の場合、アンテナ系統ごとに受信された電波の位相差として、スロットアンテナごとの受信された電波の位相差に基づいて、検知対象物の当該アンテナ１００に対する角度が算出される。

他の例として、１つのアンテナ系統が複数本のスロットアンテナによって構成されてもよい。第７の実施の形態にかかるアンテナ１００の一例として、図３９に、１つのアンテナ系統が３本のスロットアンテナを含むアンテナ１００の構成が示されている。図３９の例では、送信用のアンテナ系統が３本のスロットアンテナ２０Ｅ，２０Ｆ，２０Ｇで構成されている。３本のスロットアンテナ２０Ｅ，２０Ｆ，２０Ｇは、それぞれ、導波管１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇを有し、導波管１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇの長手方向が平行するように配列される。３本のスロットアンテナ２０Ｅ，２０Ｆ，２０Ｇは送信機１５０に接続される。

送信機１５０および受信機１７０とスロットアンテナとは、アンテナ系統ごとに独立した給電線にて接続される。図１では１つのアンテナ系統が１本のスロットアンテナから構成されるものであるために、４本のスロットアンテナそれぞれと受信機１７０とを接続する４本の給電線が模式的に１本のラインにて表されていたが、図３９には、各スロットアンテナと送信機１５０および受信機１７０とを接続する給電線が具体的に表されている。詳しくは、図３９を参照して、各１本のスロットアンテナが構成している（４つの）受信用のアンテナ系統では、スロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｄごとに独立した給電線によって受信機１７０に接続されている。３本のスロットアンテナ２０Ｅ，２０Ｆ，２０Ｇが構成している送信用のアンテナ系統では、送信機１５０から延びた１本の給電線が３本に分岐して、それぞれスロットアンテナ２０Ｅ，２０Ｆ，２０Ｇに接続される。

なお、上のシミュレーションを踏まえて、スロットアンテナ２０Ｅとスロットアンテナ２０Ｆとの間、スロットアンテナ２０Ｆとスロットアンテナ２０Ｇとの間にも、溝４０Ｇ，４０Ｈが形成されていてもよい。また、スロットアンテナ２０Ｅおよびスロットアンテナ２０Ｇのスロットアンテナ２０Ｆに隣接しない側（外側）の両サイドにも、溝４０Ｆ，４０Ｉが設けられていてもよい。また、溝４０Ｇ〜４０Ｉに替えて、あるいは溝４０Ｇ〜４０Ｉに加えて、上の実施の形態と同様に金属板（不図示）が設けられてもよい。

送信機１５０から送信された送信波は給電線で分配され、導波管１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇから放射される。導波管１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇから放射された電波は、それぞれの隣接するスロットアンテナによって受信される。

アイソレーションが低い（悪い）場合にはスロットアンテナ２０Ｅ，２０Ｆ，２０Ｇによって受信された電波が大きくなり、その受信電波が送信機１５０に戻ってくる。そのため、電波放射の効率が悪くなる。しかしながら、スロットアンテナ２０Ｅとスロットアンテナ２０Ｆとの間、およびスロットアンテナ２０Ｆとスロットアンテナ２０Ｇとの間にそれぞれ溝４０Ｇ，４０Ｈが形成されることによって、スロットアンテナ２０Ｅと２０Ｆとの間、およびスロットアンテナ２０Ｆと２０Ｇとの間のアイソレーションが向上する。そのため、送信機１５０からの送信電波が隣接アンテナを経由して、送信機１５０に戻ってくる量が抑えられる。その結果、送信機１５０の電波の送信の効率が良くなる。なお、一般的にこのことをＶＳＷＲ特性（Voltage Standing Wave Ratio：電波の戻り量を示す特性値）が向上するという。

［第８の実施の形態］
アンテナ１００の他の例として、並列して配置されたスロットアンテナ２０の外側の両サイドに、さらにダミーのスロットアンテナが配列されてもよい。第８の実施の形態にかかるアンテナ１００の一例として、図４０に、受信用のアンテナ系統を構成する４本のスロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｄの外側の両サイドに１本ずつのダミーのスロットアンテナＤＵ１，ＤＵ２が配置されたアンテナ１００が示されている。なお、スロットアンテナＤＵ１，ＤＵ２のさらに外側の両サイドに、溝４０が設けられてもよい。

並列された複数のスロットアンテナ２０Ａ〜２０Ｄの外側の両サイドにダミーのスロットアンテナＤＵ１，ＤＵ２を設けることで、さらに、各スロットアンテナの特性の一致性を高めることができ、アンテナ指向性の対称性を向上させることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１１，１１Ａ〜１１Ｇ 導波管
１２ スロット素子
２０，２０Ａ〜２０Ｇ スロットアンテナ
４０，４０Ａ〜４０Ｉ 溝
５０，５０’，５０”，５０Ａ〜５０Ｃ 金属板
５０Ａ’ 支持部
１００ アンテナ
３００ レーダ
Ｔ１〜Ｔ６，Ｔ３１，Ｔ３２ 積層板

Claims (19)

1. 第１のスロットアンテナと、
   前記第１のスロットアンテナと隔てて設けられた第２のスロットアンテナと、
   前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナとが形成された基板と、
   導電体の部材と、
   を備え、
   前記第１のスロットアンテナのスロット素子が構成されている面である表面と、前記第２のスロットアンテナの表面との間の領域に、１つ以上の第１の凹部が構成され、
   前記基板は、前記第１のスロットアンテナの表面と前記第２のスロットアンテナの表面とを形成する第１面を有し、
   前記１つ以上の第１の凹部は、前記基板の前記第１面に構成され、
   前記導電体の部材は、前記第１のスロットアンテナの表面と前記第２のスロットアンテナの表面の間であって、前記基板の前記第１面又は前記第１の凹部の底面から前方に距離を空けて設けられている、アンテナ。
2. 前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナとは、第１の方向に並んで配置され、
   前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナは、前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる導波管をそれぞれ有し、
   前記導電体の部材は、前記第１面から前方に距離を空けて設けられ、
   前記導電体の部材の前記第１の方向の幅は、前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナそれぞれの前記導波管の間隙よりも短く、前記第１の凹部の前記第１の方向の幅よりも長い、
   請求項１に記載のアンテナ。
3. 前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナは、前記第２の方向に沿って配列され、前記導波管を共有する複数のスロット素子をそれぞれ有し、
   前記第１面に対して前記導電体の部材を支持するための支持部をさらに備え、
   前記支持部は、前記第１の方向において前記スロット素子と隣接しない位置に設けられている、
   請求項２に記載のアンテナ。
4. 前記導電体の部材は、前記第１面と直交する方向の長さのうち半分以上が前記第１の凹部に含まれる状態で、前記底面から前方に距離を空けて設けられている、
   請求項１に記載のアンテナ。
5. 前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナとは、第１の方向に並んで配置され、
   前記第１のスロットアンテナからみて前記第１の方向の両側のうち、一方側には、前記第２のスロットアンテナが配置され、他方側には、他のスロットアンテナが配置されておらず、
   前記他方側には、第２の凹部が構成されている
   請求項１に記載のアンテナ。
6. 前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナとは、第１の方向に並んで配置され、
   前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナとは、それぞれ、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って配列された複数のスロット素子を有する
   請求項１または請求項５に記載のアンテナ。
7. 前記１つ以上の第１の凹部は、第１の隔壁部を介して前記第２の方向に隣接する２つの凹部を含み、
   前記第１のスロットアンテナのスロット素子および前記第２のスロットアンテナのスロット素子の少なくとも一方が、当該隔壁部からみて前記第１の方向のいずれかに形成されている位置には、前記隔壁部は存在せず、
   前記第１のスロットアンテナのスロット素子および前記第２のスロットアンテナのスロット素子のいずれもが、当該隔壁部からみて前記第１の方向のいずれにも形成されていない位置に、前記隔壁部が存在する
   請求項６に記載のアンテナ。
8. 前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナとの間隔は、１．５λ（λ：当該アンテナの使用周波数の波長）以下である
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のアンテナ。
9. 前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナとの間隙は、（１／２０）λ以上である
   請求項８に記載のアンテナ。
10. 前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナとは、第１の方向に並んで配置され、
    前記１つ以上の第１の凹部は、前記基板の前記第１面に前記第１の方向に配列された、２つ以上の凹部を含む
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のアンテナ。
11. 前記２つ以上の凹部のうちの隣接する２つの凹部は、前記隣接する２つの凹部の内部において互いに連通している
    請求項１０に記載のアンテナ。
12. 前記基板は、複数の板が積層された積層構造を有し、
    前記複数の板は、前記第１面を有する第１の板と、前記第１面の裏面側に配置される第２の板と、前記第２の板を挟んで前記第１の板の裏面側に配置された１枚以上の第３の板と、を含み、
    前記第１の板は、前記隣接する２つの凹部それぞれを形成する第１の貫通孔および第２の貫通孔と、前記隣接する２つの凹部に挟まれた第２の隔壁部を形成するように前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔の間に位置する第１の領域と、前記スロット素子を形成する第３の貫通孔と、を有し、
    前記第２の板は、第４の貫通孔を有し、前記第４の貫通孔は、前記第１の貫通孔と連通する第１の孔領域と、前記第２の貫通孔と連通する第２の孔領域と、前記第１の領域に臨む第３の孔領域と、を含み、
    前記１枚以上の第３の板は、前記第１の孔領域、前記第２の孔領域、および前記第３の孔領域それぞれを塞ぐ領域を有する
    請求項１１に記載のアンテナ。
13. 基板は、複数の板が積層された積層構造を有し、
    前記複数の板は、前記第１面を有する第１の板と、前記第１面の裏面側に配置される第２の板と、を含み、
    前記第１の板は、前記１つの第１の凹部を形成する第１の貫通孔と、前記スロット素子を形成する第２の貫通孔と、を有し、
    前記第２の板は、前記第１の貫通孔を塞ぐ領域を有する
    請求項６に記載のアンテナ。
14. 前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナとは、第１の方向に並んで配置され、
    前記１つ以上の第１の凹部は、前記基板の前記第１面に設けられた、前記第１の方向に直交する第２の方向に伸びる１本以上の溝である
    請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のアンテナ。
15. 前記第１の凹部は、前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナとから均等な距離の位置に設けられる
    請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のアンテナ。
16. 第１のスロットアンテナと、
    前記第１のスロットアンテナと隔てて設けられた第２のスロットアンテナと、を備え、
    前記第１のスロットアンテナのスロット素子が構成されている面である表面と、前記第２のスロットアンテナの表面との間の領域に、１つ以上の第１の凹部が構成され、
    前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナとは、第１の方向に並んで配置され、
    前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナとは、それぞれ、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って配列された複数のスロット素子を有し、
    前記１つ以上の第１の凹部は、第１の隔壁部を介して前記第２の方向に隣接する２つの凹部を含み、
    前記第１のスロットアンテナのスロット素子および前記第２のスロットアンテナのスロット素子の少なくとも一方が、当該隔壁部からみて前記第１の方向のいずれかに形成されている位置には、前記隔壁部は存在せず、
    前記第１のスロットアンテナのスロット素子および前記第２のスロットアンテナのスロット素子のいずれもが、当該隔壁部からみて前記第１の方向のいずれにも形成されていない位置に、前記隔壁部が存在する、アンテナ。
17. 第１のスロットアンテナと、
    前記第１のスロットアンテナと隔てて設けられた第２のスロットアンテナと、を備え、
    前記第１のスロットアンテナのスロット素子が構成されている面である表面と、前記第２のスロットアンテナの表面との間の領域に、１つ以上の第１の凹部が構成され、
    前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナとが形成された基板を有し、
    前記基板は、前記第１のスロットアンテナの表面と前記第２のスロットアンテナの表面とを形成する第１面を有し、
    前記１つ以上の第１の凹部は、前記基板の前記第１面に構成され、
    前記第１のスロットアンテナと前記第２のスロットアンテナとは、第１の方向に並んで配置され、
    前記１つ以上の第１の凹部は、前記基板の前記第１面に前記第１の方向に配列された、２つ以上の凹部を含み、
    前記２つ以上の凹部のうちの隣接する２つの凹部は、前記隣接する２つの凹部の内部において互いに連通している、アンテナ。
18. 請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載のアンテナを搭載した
    レーダ。
19. 検知角が±２０°以上である
    請求項１８に記載のレーダ。

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