JP7194566B2 - antenna device - Google Patents

antenna device Download PDF

Info

Publication number
JP7194566B2
JP7194566B2 JP2018214044A JP2018214044A JP7194566B2 JP 7194566 B2 JP7194566 B2 JP 7194566B2 JP 2018214044 A JP2018214044 A JP 2018214044A JP 2018214044 A JP2018214044 A JP 2018214044A JP 7194566 B2 JP7194566 B2 JP 7194566B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna device
convex portions
metal
vehicle
ground plane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018214044A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020080527A (en
Inventor
恭 白方
芳雄 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokowo Co Ltd
Original Assignee
Yokowo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokowo Co Ltd filed Critical Yokowo Co Ltd
Priority to JP2018214044A priority Critical patent/JP7194566B2/en
Publication of JP2020080527A publication Critical patent/JP2020080527A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7194566B2 publication Critical patent/JP7194566B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device.

航空機や車両等に搭載されるレーダーやセンサー装置をはじめ、無線LANや第5世代移動通信システム(5G)におけるMIMO(Multiple-Input and Multiple-Output)伝送等では、電波を特定方向に送受信することができる小型で単一指向性のアンテナの役割は重要である。 Radio waves can be transmitted and received in a specific direction in MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output) transmission in wireless LAN and fifth-generation mobile communication systems (5G), including radar and sensor devices installed in aircraft and vehicles. The role of a compact, unidirectional antenna that can

金属地板上に放射素子を直線状に並べた低背指向性アンテナの一つとして、例えば八木・宇田モノポールアレイアンテナが知られている(例えば特許文献1を参照)。図15は、八木・宇田モノポールアレイアンテナ100hの構造斜視図であり、1本の棒状の放射器3h及び1本の棒状の反射器7hと、複数本(図示の例では10本)の金属体50hで構成される導波器5hと、を地板1h上に一直線方向に所定間隔で配置したものである。八木・宇田モノポールアレイアンテナの動作原理はよく知られており、放射器3hから放射される電磁波と、反射器7h及び導波器5hから再放射される電磁波の重ね合わせで特定方向の電磁波強度を高めるものである。 A Yagi-Uda monopole array antenna, for example, is known as one of low profile directivity antennas in which radiating elements are linearly arranged on a metal base plate (see, for example, Patent Document 1). FIG. 15 is a structural perspective view of the Yagi-Uda monopole array antenna 100h, which includes one rod-shaped radiator 3h and one rod-shaped reflector 7h, and a plurality of (10 in the illustrated example) metal antennas. A director 5h composed of a body 50h is arranged on the base plate 1h in a straight line at predetermined intervals. The principle of operation of the Yagi-Uda monopole array antenna is well known. It is intended to increase

一方で見方を変えると、八木・宇田モノポールアレイアンテナにおける導波器の配列は、地板上に金属壁を周期的に配列した、いわゆるコルゲート構造の一種と捉えることができる。コルゲート構造は金属壁の高さや間隔(ピッチ)により伝播定数が変化し、地板上に1/4波長よりも小さい高さのコルゲートを配列すると表面波が伝播することが知られている。このような表面波伝播を利用した事例として、表面波伝送線路(特許文献2を参照)や表面波アンテナ(非特許文献1を参照)がある。また、反対にコルゲート壁の高さを1/4波長以上とした場合はチョークまたはシールドとして機能し、地板上の表面波伝播を抑えることができる(非特許文献2を参照)。 On the other hand, from a different point of view, the arrangement of waveguides in the Yagi-Uda monopole array antenna can be regarded as a type of so-called corrugated structure in which metal walls are periodically arranged on the ground plane. It is known that the propagation constant of the corrugated structure varies depending on the height and interval (pitch) of the metal walls, and surface waves propagate when corrugated structures with a height smaller than 1/4 wavelength are arranged on the ground plane. Examples of using surface wave propagation include a surface wave transmission line (see Patent Document 2) and a surface wave antenna (see Non-Patent Document 1). Conversely, when the height of the corrugated wall is set to 1/4 wavelength or more, it functions as a choke or a shield, and can suppress surface wave propagation on the ground plane (see Non-Patent Document 2).

特開2001-189620号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-189620 特開2012-239096号公報JP 2012-239096 A

R. Elliott, "On the theory of corrugated plane surfaces," in Transactions of the IRE Professional Group on Antennas and Propagation, vol. 2, no. 2, pp. 71-81, Apr. 1954.R. Elliott, "On the theory of corrugated plane surfaces," in Transactions of the IRE Professional Group on Antennas and Propagation, vol. 2, no. 2, pp. 71-81, Apr. 1954. F. Scire-Scappuzzo and S. N. Makarov, "A Low-Multipath Wideband GPS Antenna With Cutoff or Non-Cutoff Corrugated Ground Plane," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 57, no. 1, pp. 33-46, Jan. 2009.F. Scire-Scappuzzo and S. N. Makarov, "A Low-Multipath Wideband GPS Antenna With Cutoff or Non-Cutoff Corrugated Ground Plane," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 57, no. 1, pp. 33-46, Jan. 2009.

八木・宇田モノポールアレイアンテナは導波器の数を増やすほど水平方向利得を高くすることができるが、その分アンテナの全長が大きくなってしまう。 Although the Yagi-Uda monopole array antenna can increase the horizontal gain by increasing the number of waveguides, the overall length of the antenna increases accordingly.

また、特許文献2や非特許文献1のコルゲート線路は、金属壁の配列方向に対して垂直な平面波のみが伝播可能なため、モノポールアンテナのような放射源から放射状に広がっていく電磁波に対しては反射が大きくなってしまう。その場合は、放射状に広がる電磁波を、例えば電磁ホーンのようなもので一旦平面波に変換した後にコルゲート線路に導く必要があるが、装置の肥大化を招く。 In addition, the corrugated lines of Patent Document 2 and Non-Patent Document 1 can only propagate plane waves perpendicular to the direction in which the metal walls are arranged. the reflection becomes large. In that case, it is necessary to first convert the radially spreading electromagnetic wave into a plane wave by means of, for example, an electromagnetic horn, and then lead it to the corrugated line, which leads to an increase in the size of the apparatus.

本発明が解決しようとする課題は、利得の高い単一指向性のアンテナ装置を実現するための技術を提供することである。 A problem to be solved by the present invention is to provide a technique for realizing a unidirectional antenna device with high gain.

本発明の第1の態様は、地板と、前記地板に設けられた放射素子と、前記放射素子から所定の配列方向に沿って前記地板に配列されたN個(N≧2)の金属体の凸状部と、を備え、前記放射素子からの距離が近い順にi+1番目(i=1~(N-1))の凸状部は、地板面において前記配列方向に直交する幅方向の長さが、i番目の凸状部より長い、アンテナ装置である。 A first aspect of the present invention comprises a base plate, a radiation element provided on the base plate, and N (N≧2) metal bodies arranged on the base plate along a predetermined arrangement direction from the radiation element. and the i+1-th (i=1 to (N−1)) convex portion having the shortest distance from the radiating element has a length in the width direction orthogonal to the arrangement direction on the ground plane. is longer than the i-th convex portion.

第1の態様によれば、地板に、放射素子から所定の配列方向に沿ってN個(N≧2)の金属体の凸状部を配列することができる。そして、当該凸状部の地板面において配列方向に直交する幅方向の長さを、放射素子からの距離が近い凸状部から順に次第に長くなるように設定して、電波の導波路を形成することができる。これによれば、配列方向の利得を高めることができ、利得の高い単一指向性のアンテナ装置を実現できる。 According to the first aspect, it is possible to arrange N (N≧2) convex portions of the metal bodies on the ground plane along a predetermined arrangement direction from the radiating element. Then, the length of the convex portion in the width direction perpendicular to the arrangement direction on the ground plane surface is set so that the length of the convex portion becomes longer in order from the convex portion closer to the radiating element, thereby forming a waveguide for radio waves. be able to. According to this, the gain in the arrangement direction can be increased, and a unidirectional antenna device with high gain can be realized.

前記N個の凸状部は、前記地板面に直交する方向から見た平面視において、前記放射素子を基準とした中心角90度以内に収まるとしてもよい。 The N convex portions may be arranged within a central angle of 90 degrees with respect to the radiating element in plan view in a direction orthogonal to the ground plane.

これにより、N個の凸状部を、前記地板面に直交する方向から見た平面視において、放射素子を基準とした中心角90度以内に収めることができる。 As a result, the N convex portions can be accommodated within a central angle of 90 degrees with respect to the radiating element in a plan view viewed in a direction perpendicular to the ground plane.

前記凸状部は、前記地板面に直交する方向から見た平面視の形状が、前記放射素子に向かう凸状形状であってもよい。 The convex portion may have a convex shape directed toward the radiating element when viewed from a direction orthogonal to the ground plane.

これにより、各凸状部の平面視の形状を、放射素子に向かう凸状形状とすることができる。凸状形状とは、例えば弧状でもよいし、V字状でもよい。 As a result, the shape of each convex portion in a plan view can be a convex shape facing the radiating element. The convex shape may be, for example, arc-shaped or V-shaped.

前記Nは3以上であってもよい。 The N may be 3 or more.

これにより、3個以上の凸状部を配列して導波路を形成することができる。 Thereby, a waveguide can be formed by arranging three or more convex portions.

前記地板は、傾斜面を有してもよい。 The base plate may have an inclined surface.

これにより、地板が傾斜面を有する場合であっても、その傾斜面に沿って配列方向にN個の凸状部を設けることで、上記の何れかと同様の効果を奏することができる。傾斜面は、勾配が一定で平坦な傾斜面の他、勾配が断続的に変化する屈曲しているような傾斜面や、勾配が連続的に変化する湾曲している傾斜面も含む。 Accordingly, even if the base plate has an inclined surface, by providing N convex portions in the arrangement direction along the inclined surface, it is possible to obtain the same effect as any of the above. The inclined surface includes a flat inclined surface with a constant gradient, a curved inclined surface with an intermittently changing gradient, and a curved inclined surface with a continuously changing gradient.

前記地板において前記放射素子を挟んで前記N個の凸状部とは反対側に設けられた反射器、を更に備えてもよい。 A reflector may be provided on the ground plate on the opposite side of the radiating element from the N convex portions.

これにより、反射器を備えたアンテナ装置を実現でき、配列方向の利得をより向上させることが可能となる。 As a result, it is possible to realize an antenna device equipped with a reflector, and to further improve the gain in the arrangement direction.

前記N個の凸状部は、前記地板に設けられた複数の溝状部によって、前記配列方向における前記地板面からの高さが相対的に変化することで形成されていてもよい。 The N convex portions may be formed by relatively changing the height from the base plate surface in the arrangement direction by a plurality of groove-shaped portions provided on the base plate.

これにより、地板に複数の溝状部を設けてN個の凸状部を形成することができる。 Thereby, N convex portions can be formed by providing a plurality of groove portions on the base plate.

前記N個の凸状部に続けて前記配列方向に沿って前記地板に配列された複数の金属体の凸状部であって、前記幅方向の長さが、前記N個の凸状部のうちのN番目の凸状部の前記幅方向の長さ以下である複数の凸状部、を更に備えてもよい。 A plurality of metal convex portions arranged on the base plate along the arrangement direction following the N convex portions, wherein the length in the width direction is equal to the length of the N convex portions. It may further include a plurality of convex portions whose length in the width direction is equal to or less than the N-th convex portion among them.

これにより、N個の凸状部に続けて、幅方向の長さがN番目の凸状部の当該幅方向の長さ以下である複数の凸状部を配列した導波路を設けることができる。 As a result, following the N convex portions, a waveguide can be provided in which a plurality of convex portions whose length in the width direction is equal to or less than the length in the width direction of the N-th convex portion are arranged. .

本発明の第2の態様は、車両の所定位置に所定向きに設置される筐体と、前記筐体に内蔵された上記の何れかのアンテナ装置であって、前記筐体が前記所定位置に前記所定向きに設置されたときに前記アンテナ装置の前記配列方向が前記車両を基準とする規定方向となる位置に内蔵されたアンテナ装置と、を具備する車載用アンテナ装置である。 A second aspect of the present invention is a housing installed in a predetermined position of a vehicle in a predetermined orientation, and any one of the above antenna devices built in the housing, wherein the housing is positioned at the predetermined position. and an antenna device built in a position where the arrangement direction of the antenna device is a specified direction with respect to the vehicle when the antenna device is installed in the predetermined direction.

第2の態様によれば、上記の何れかと同様の効果を奏するアンテナ装置を、その凸状部の配列方向が車両を基準とする規定方向となるように車両に設置することができる。規定方向は、例えば車両の前方方向とするなど、車両を基準とした通信方向として定められる。 According to the second aspect, the antenna device having the same effect as any of the above can be installed in the vehicle so that the arrangement direction of the convex portions is in the specified direction with respect to the vehicle. The prescribed direction is defined as a communication direction with the vehicle as a reference, such as the forward direction of the vehicle.

アンテナ装置の斜視図。1 is a perspective view of an antenna device; FIG. 図1のアンテナ装置の平面図。FIG. 2 is a plan view of the antenna device of FIG. 1; 図1のアンテナ装置の側面図。FIG. 2 is a side view of the antenna device of FIG. 1; 比較例におけるアンテナ装置の構成例を示す斜視図。The perspective view which shows the structural example of the antenna apparatus in a comparative example. 実施形態のアンテナ装置について測定した地板方向の指向性パターンを示す図。FIG. 4 is a diagram showing a directivity pattern in the direction of the ground plane measured for the antenna device of the embodiment; 比較例のアンテナ装置について測定した地板方向の指向性パターンを示す図。FIG. 5 is a diagram showing a directivity pattern in the direction of the ground plane measured for an antenna device of a comparative example; 第1変形例におけるアンテナ装置の構成例を示す斜視図。The perspective view which shows the structural example of the antenna apparatus in a 1st modification. 第2変形例におけるアンテナ装置の構成例を示す斜視図。The perspective view which shows the structural example of the antenna apparatus in a 2nd modification. 第3変形例におけるアンテナ装置の構成例を示す斜視図。The perspective view which shows the structural example of the antenna apparatus in a 3rd modification. 第4変形例におけるアンテナ装置の構成例を示す斜視図。The perspective view which shows the structural example of the antenna apparatus in a 4th modification. 第5変形例におけるアンテナ装置の構成例を示す斜視図。The perspective view which shows the structural example of the antenna apparatus in a 5th modification. 第6変形例における車載用アンテナ装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the vehicle-mounted antenna apparatus in a 6th modification. 第7変形例における車載用アンテナ装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the vehicle-mounted antenna apparatus in a 7th modification. 第7変形例の車載用アンテナ装置が内蔵するアンテナ装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the antenna device which the vehicle-mounted antenna device of a 7th modification incorporates. 八木・宇田モノポールアレイアンテナの構造斜視図。Structural perspective view of the Yagi-Uda monopole array antenna.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態の一例について説明する。以下説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付す。 An example of a preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited by the embodiments described below, nor is the form to which the present invention can be applied limited to the following embodiments. Moreover, in the description of the drawings, the same reference numerals are given to the same parts.

先ず、本実施形態では、方向を次のように定義する。凸状部となる金属体50が配列される「配列方向」である導波路60の方向をX軸方向とし、金属地板1の板面に垂直な方向をZ軸方向とし、これらに直交する方向をY軸方向とする。そして、X軸正方向を、放射器3から見て導波器5の金属体50が配列されている側に向かう方向とし、Z軸正方向を、金属地板1から見て金属体50が設けられた側に向かう方向とする。この直交3軸の方向が分かり易いように、各軸方向に平行な方向を示す参照方向を各図に付記した。あくまで方向の参照用として示しているものであり、各図に示した参照方向の交点は座標原点を意味するものではない。直交3軸の座標原点は、金属地板1上の放射器3の設置位置とする。 First, in this embodiment, directions are defined as follows. The direction of the waveguide 60, which is the "arrangement direction" in which the metal bodies 50 forming the convex portions are arranged, is defined as the X-axis direction, the direction perpendicular to the plate surface of the metal base plate 1 is defined as the Z-axis direction, and the direction orthogonal to these directions. is the Y-axis direction. The positive direction of the X-axis is the direction toward the side where the metal bodies 50 of the waveguide 5 are arranged when viewed from the radiator 3, and the positive direction of the Z-axis is the direction where the metal bodies 50 are provided when viewed from the metal base plate 1. direction toward the side that was hit. In order to make it easier to understand the directions of the three orthogonal axes, a reference direction indicating a direction parallel to each axis is added to each figure. It is shown only for reference of the direction, and the intersection of the reference directions shown in each figure does not mean the coordinate origin. The coordinate origin of the three orthogonal axes is the installation position of the radiator 3 on the metal base plate 1 .

図1は、本実施形態におけるアンテナ装置100の構成例を示す斜視図である。また、図2は、金属地板1を平面にして図1のアンテナ装置100を見た平面視(Z軸正方向からみたXY平面)の図である平面図であり、図3は、当該アンテナ装置100の側面図である。各図に示すように、本実施形態のアンテナ装置100は、平板状の金属地板(地板)1と、金属地板1上に設置された放射器3、導波器5、及び反射器7と、を備える。 FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of an antenna device 100 according to this embodiment. 2 is a plan view (XY plane seen from the positive Z-axis direction) of the antenna device 100 of FIG. 1 with the metal base plate 1 as a plane, and FIG. FIG. 100 is a side view of FIG. As shown in each figure, the antenna device 100 of this embodiment includes a flat metal base plate (base plate) 1, a radiator 3, a director 5, and a reflector 7 installed on the metal base plate 1, Prepare.

放射器3は、地板に放射素子として設けられ、所定の周波数(以下、「動作周波数」という)の電波信号を送信又は受信する。本実施形態では、放射器3としてモノポールアンテナを用い、放射器3の高さを2.5[mm]とし、その動作周波数を例えば28.5[GHz](1波長が約10.5[mm])とした。モノポールアンテナに限らず、例えば、パッチアンテナや、ホーンアンテナ等を用いることもできる。 The radiator 3 is provided as a radiation element on the ground plane, and transmits or receives radio signals of a predetermined frequency (hereinafter referred to as "operating frequency"). In this embodiment, a monopole antenna is used as the radiator 3, the height of the radiator 3 is 2.5 [mm], and the operating frequency is, for example, 28.5 [GHz] (one wavelength is about 10.5 [ mm]). For example, a patch antenna, a horn antenna, or the like can be used instead of a monopole antenna.

導波器5は、放射器3から離れる方向である配列方向(X軸正方向)に沿って、当該アンテナ装置100が送信又は受信する電波の導波路60を形成する。本実施形態では、放射器3を挟んで反射器7と反対側であるX軸正方向が配列方向とされる。そして、導波器5は、金属地板1上に、配列方向に沿って配列されたN個(N≧2)の金属体50の凸状部を備えて構成されている。このN個の金属体50の凸状部によって一種のコルゲート構造が構成される。本実施形態では、導波器5は、N個の凸状部となるN個の金属体50を金属地板1上に設けて構成される。具体的には、導波器5は、平面視(平面図である図2を参照)の形状が台形形状の柱状体である金属体50をN個(N≧2)有し、N個の金属体50を金属地板1上において導波路60となる配列方向に並べて設置することで、金属地板1上にN個の凸状部を配列する。 The director 5 forms a waveguide 60 for radio waves transmitted or received by the antenna device 100 along the arrangement direction (positive direction of the X-axis), which is the direction away from the radiator 3 . In this embodiment, the positive direction of the X-axis, which is the side opposite to the reflector 7 with the radiator 3 interposed therebetween, is the arrangement direction. The wave director 5 is configured by providing convex portions of N (N≧2) metal bodies 50 arranged along the arrangement direction on the metal base plate 1 . A kind of corrugated structure is constructed by the convex portions of the N metal bodies 50 . In this embodiment, the waveguide 5 is configured by providing N metal bodies 50 as N convex portions on the metal base plate 1 . Specifically, the waveguide 5 has N (N≧2) metal bodies 50 that are columnar bodies having a trapezoidal shape in plan view (see FIG. 2 which is a plan view). By arranging the metal bodies 50 on the metal base plate 1 in the arrangement direction of the waveguides 60 , N convex portions are arranged on the metal base plate 1 .

金属体50の平面視形状は、例示した台形形状に限らず、長方形形状であってもよい。また、金属体50のXZ平面に平行な断面形状は、長方形形状に限らず、半円形状や台形状、三角形状等としてもよい。 The planar view shape of the metal body 50 is not limited to the illustrated trapezoidal shape, and may be a rectangular shape. Also, the cross-sectional shape of the metal body 50 parallel to the XZ plane is not limited to a rectangular shape, and may be a semicircular shape, a trapezoidal shape, a triangular shape, or the like.

ここで、コルゲート構造の導波路60を伝播する電波の伝播速度vは、角周波数ωを用いた次式(1)で表され、各金属体50のX軸方向の長さである厚さtや、隣り合う金属体50の間隔pに応じて真空中の伝播速度cよりも小さくなることが知られている。

Figure 0007194566000001
Here, the propagation velocity v of the radio wave propagating through the corrugated waveguide 60 is represented by the following equation (1) using the angular frequency ω, and the thickness t Also, it is known that the propagation speed c in a vacuum becomes smaller depending on the interval p between the adjacent metal bodies 50 .
Figure 0007194566000001

そこで、式(1)の関係を所定の規則として用い、使用する周波数に基づいて、アンテナのサイズや要求される利得等から厚さt、高さh及び間隔pの最適値を求めて設定する。ただし、高さhについては、1/4波長未満の高さとする。また、金属体50の数は2個以上(N≧2)であればよいが、数を増やせば利得が向上するため、アンテナのサイズ等を考慮して3個以上(N≧3)が好適である。一例を挙げると、動作周波数を28.5[GHz]とするならば、例えば、厚さtは1.8[mm]とし、高さhは1.6[mm]とし、間隔pは2.8[mm]とすることが考えられる。また、金属体50の数は図1等では10個(N=10)として図示している。 Therefore, using the relationship of formula (1) as a predetermined rule, the optimal values for the thickness t, height h, and spacing p are obtained and set based on the size of the antenna, the required gain, etc., based on the frequency to be used. . However, the height h is less than 1/4 wavelength. In addition, the number of metal bodies 50 may be two or more (N≧2), but since the gain improves as the number increases, three or more (N≧3) is preferable in consideration of the size of the antenna and the like. is. For example, if the operating frequency is 28.5 [GHz], the thickness t is 1.8 [mm], the height h is 1.6 [mm], and the interval p is 2.5 [mm]. It is conceivable to set it to 8 [mm]. Also, the number of metal bodies 50 is illustrated as ten (N=10) in FIG. 1 and the like.

次に、各金属体50(50-1~50-10)の幅wは、それぞれ異なる長さに設定される。幅wは、金属地板1の地板面において凸状体である金属体50の配列方向に直交するY軸方向を金属体50の幅方向とした場合、その幅方向の長さである。各金属体50の幅wは、放射器3との距離が近い方から数えてi+1番目(i=1~(N-1))の金属体50の幅wが、i番目の金属体50の幅よりも長く設定される。すなわち、各金属体50は、配列方向(X軸正方向)に沿って、その幅wが放射器3の側から次第に長く(広く)なるように構成されている。また、各金属体50は、金属地板1の地板面に直交する方向(Z軸正方向)から見た平面視(平面(XY平面)図である図2を参照)において、放射素子である放射器3の位置を基準とした中心角θが90度以内に収まるように構成すると好適である。 Next, the width w of each metal body 50 (50-1 to 50-10) is set to a different length. The width w is the width direction length of the metal bodies 50 when the Y-axis direction orthogonal to the arrangement direction of the metal bodies 50 which are convex bodies on the ground plane of the metal ground board 1 is the width direction of the metal bodies 50 . The width w of each metal body 50 is the i+1-th (i=1 to (N−1)) metal body 50 counted from the side closer to the radiator 3 than the width w of the i-th metal body 50. Set longer than the width. That is, each metal body 50 is configured such that its width w becomes gradually longer (wider) from the radiator 3 side along the arrangement direction (X-axis positive direction). In addition, each metal body 50 is a radiating element, which is a radiation element, in a plan view (see FIG. 2 which is a plan (XY plane) view) viewed from a direction perpendicular to the ground plane of the metal ground plane 1 (positive direction of the Z-axis). It is preferable that the center angle .theta. with respect to the position of the vessel 3 is within 90 degrees.

本実施形態では、例えば角度θを約20度とした。そして、各金属体50の幅wは、放射器3に最も近い導波路60の一端側から順に、例えば金属体50-1が1[mm]、金属体50-2が2[mm]、金属体が3[mm]といった具合で徐々に長くなるように設定し、導波路60の他端の金属体50-10の幅wを10.5[mm]とした。 In this embodiment, the angle θ is set to approximately 20 degrees, for example. The width w of each metal body 50 is, for example, 1 [mm] for the metal body 50-1, 2 [mm] for the metal body 50-2, and The width w of the metal body 50-10 at the other end of the waveguide 60 was set to 10.5 [mm].

反射器7は、金属地板1において、放射器3を挟んで、N個の金属体50を有する導波器5とは反対側に設けられ、N個の金属体50の配列方向とは反対の延長方向(X軸負方向)に位置する。この反射器7は、金属地板1からの高さが1/4波長以上となる1つ又は複数の金属壁70(70-1,70-2)で構成される。本実施形態では、金属壁70は、平面視(平面図である図2を参照)の形状が略半円弧状の形状を有し、放射器3から見て放射方向の後方を囲うように配置される。また、半径の異なる金属壁70が所定の設置間隔を隔てて2つ並べて設置される。動作周波数を28.5[GHz]とするならば、各金属壁70-1,70-2の高さは例えば3.5[mm]とし、設置間隔は例えば2.5[mm]とすることができる。金属壁70は1つでもよいし、3つ以上設置する構成としてもよい。また、反射特性の優劣はあるものの、平面視の形状は半円弧状ではなく、長方形形状であってもよい。また、反射器7を設置しないアンテナ装置100を構成してもよい。 The reflector 7 is provided on the metal base plate 1 on the opposite side of the waveguide 5 having the N metal bodies 50 with the radiator 3 interposed therebetween, and is arranged in the direction opposite to the arrangement direction of the N metal bodies 50 . It is located in the extension direction (X-axis negative direction). This reflector 7 is composed of one or a plurality of metal walls 70 (70-1, 70-2) whose height from the metal base plate 1 is 1/4 wavelength or more. In the present embodiment, the metal wall 70 has a substantially semicircular shape in a plan view (see FIG. 2 which is a plan view), and is arranged so as to surround the rear side of the radiator 3 in the radial direction. be done. Also, two metal walls 70 having different radii are arranged side by side with a predetermined installation interval. If the operating frequency is 28.5 [GHz], the height of each metal wall 70-1, 70-2 should be, for example, 3.5 [mm], and the installation interval should be, for example, 2.5 [mm]. can be done. One metal wall 70 may be provided, or three or more metal walls may be installed. Also, the shape in plan view may be a rectangular shape instead of a semicircular arc shape, although there are differences in reflection characteristics. Alternatively, the antenna device 100 may be configured without the reflector 7 .

本実施形態のアンテナ装置100では、例えば、電波を送信する場合であれば、放射器3から電波が送信(放射)されて導波器5に入射し、導波路60の一端側から表面波として他端側へと伝播する。他端側へと伝播した電波は、例えば、外部の導波路(伝送路)や自由空間を媒体として更に伝播していく。本実施形態のアンテナ装置100では、導波器5を構成するN個の金属体50によって、放射器3の側からコルゲート構造の突起の幅が次第に広がるように導波路60が形成される。したがって、導波器5は、放射器3から放射状に広がる電波(球面波)の一部の位相を遅らせるレンズのような作用を発揮することで、球面波を平面波に整形して射出することができる。配列方向(X軸正方向)の利得を他の方向に比べて高めることができるため、単一指向性のアンテナとして作用することになる。 In the antenna device 100 of the present embodiment, for example, in the case of transmitting radio waves, radio waves are transmitted (radiated) from the radiator 3, enter the waveguide 5, and form a surface wave from one end of the waveguide 60. It propagates to the other end side. The radio wave propagated to the other end further propagates through, for example, an external waveguide (transmission line) or free space as a medium. In the antenna device 100 of the present embodiment, the waveguide 60 is formed by the N metal bodies 50 forming the waveguide 5 such that the width of the projection of the corrugated structure gradually widens from the radiator 3 side. Therefore, the waveguide 5 functions like a lens that delays the phase of a portion of the radio waves (spherical waves) radially spreading from the radiator 3, so that the spherical waves can be shaped into plane waves and emitted. can. Since the gain in the arrangement direction (the positive direction of the X axis) can be increased compared to other directions, it acts as a unidirectional antenna.

ここで、図4に示すように、比較のために、Y軸方向の長さである幅が全て同じ角柱状の金属体50aを用いて導波器5aを構成したアンテナ装置100aを用意した。そして、本実施形態のアンテナ装置100と、図4に示した比較例のアンテナ装置100aとについて、それぞれ地板方向(XY平面)の指向性パターンを測定した。図5に、本実施形態のアンテナ装置100について測定した地板方向の指向性パターンを示す。また、図6に、比較例のアンテナ装置100aについて測定した地板方向の指向性パターンを示す。図5と図6とを比較すると、本実施形態のアンテナ装置100は、比較例のアンテナ装置100aよりも配列方向(X軸正方向)で利得が向上し、X軸正方向を中心とした一定の方位角に10[dBi]以上の利得が得られていることが分かる。 Here, as shown in FIG. 4, for comparison, an antenna device 100a was prepared in which a director 5a was constructed using prismatic metal bodies 50a all having the same width, which is the length in the Y-axis direction. Then, directivity patterns in the ground plane direction (XY plane) were measured for each of the antenna device 100 of this embodiment and the antenna device 100a of the comparative example shown in FIG. FIG. 5 shows the directivity pattern in the direction of the ground plane measured for the antenna device 100 of this embodiment. FIG. 6 shows the directivity pattern in the direction of the ground plane measured for the antenna device 100a of the comparative example. Comparing FIGS. 5 and 6, the antenna device 100 of the present embodiment has an improved gain in the array direction (positive direction of the X-axis) compared to the antenna device 100a of the comparative example, and has a constant gain around the positive direction of the X-axis. It can be seen that a gain of 10 [dBi] or more is obtained in the azimuth angle of .

以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置によれば、利得の高い単一指向性のアンテナ装置を実現できる。 As described above, according to the antenna device of this embodiment, a unidirectional antenna device with high gain can be realized.

本発明を適用可能な形態は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜構成要素の追加・省略・変更を施すことができる。 The form to which the present invention can be applied is not limited to the above-described embodiment, and the addition, omission, and change of constituent elements can be applied as appropriate.

[第1変形例]
例えば、上記実施形態では、反射器7を構成する金属壁70の平面視形状として半円弧状の例を示したが(図2等を参照)、金属壁70の形状は特に限定されない。図7は、第1変形例におけるアンテナ装置100bの構成例を示す斜視図である。図7では、上記実施形態と同様の構成には同一の符号を付して示している。
[First modification]
For example, in the above-described embodiment, the metal wall 70 forming the reflector 7 has a semi-arc shape in plan view (see FIG. 2, etc.), but the shape of the metal wall 70 is not particularly limited. FIG. 7 is a perspective view showing a configuration example of an antenna device 100b in the first modified example. In FIG. 7, the same reference numerals are given to the same configurations as in the above-described embodiment.

本変形例では、反射器7bは、複数の角柱状の金属棒70bで構成される。そして、各金属棒70bは、放射器3から見て放射方向の反対側に放射器3を囲うように円弧状に複数並べて金属地板1上に立設される。金属棒70bの数は1つでもよいし、2つ以上としてもよく、その数は特に限定されない。また、配列形状は、円弧状ではなく、金属体50と平行な直線状であってもよい。 In this modification, the reflector 7b is composed of a plurality of prismatic metal rods 70b. A plurality of metal rods 70b are erected on the metal base plate 1 so as to surround the radiator 3 on the opposite side of the radiator 3 in the radial direction. The number of metal rods 70b may be one, or two or more, and the number is not particularly limited. Also, the arrangement shape may be a linear shape parallel to the metal body 50 instead of the circular arc shape.

[第2変形例]
また、上記実施形態では、導波器5を構成する全ての金属体50の幅wが異なる例を示したが、一部の幅を変える構成としてもよい。但し、その場合であっても、放射器3に近いN個(N≧2)の金属体50の凸状部を、放射器3との距離が近い方から数えてi+1番目(i=1~(N-1))の幅wが、i番目の金属体50の幅よりも長く設定することとする。そして、N個の金属体50の凸状部に続けて、その幅wがN番目の金属体50の幅w以下である複数の凸状部(例えば、図8の金属体50cの凸状部)を配列方向(X軸正方向)に配列した構成としてもよい。
[Second modification]
Moreover, although the width w of all the metal bodies 50 constituting the director 5 is different in the above-described embodiment, the width w of some of the metal bodies 50 may be changed. However, even in that case, the convex portions of the N pieces (N≧2) of the metal bodies 50 close to the radiator 3 are counted from the one closest to the radiator 3, i+1 (i=1 to The width w of (N−1)) is set longer than the width of the i-th metal body 50 . Then, following the protrusions of the N metal bodies 50, a plurality of protrusions whose width w is equal to or less than the width w of the N-th metal body 50 (for example, the protrusion of the metal body 50c in FIG. ) are arranged in the arrangement direction (X-axis positive direction).

図8は、第2変形例におけるアンテナ装置100cの構成例を示す斜視図である。図8では、上記実施形態と同様の構成には同一の符号を付して示している。本変形例のアンテナ装置100cでは、導波器5cは、上記実施形態と同様の要領で放射器3の側から幅を次第に広くした第1の導波路601を形成する部分と、この第1の導波路601で平面波とされた電波を伝播するための第2の導波路603を形成する部分と、で構成される。第2の導波路603の部分を構成する各金属体50cは、第1の導波路601の部分において最も幅の広い金属体50と略同じ幅である。本変形例のアンテナ装置100cにおいても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。第2の導波路603の部分を構成する各金属体50cの幅は、第1の導波路601の部分において最も幅の広い金属体50の幅以下としてもよい。 FIG. 8 is a perspective view showing a configuration example of an antenna device 100c in a second modified example. In FIG. 8, the same reference numerals are given to the same configurations as in the above embodiment. In the antenna device 100c of this modified example, the director 5c includes a portion forming a first waveguide 601 whose width is gradually widened from the radiator 3 side in the same manner as in the above-described embodiment, and this first waveguide 601. and a portion forming a second waveguide 603 for propagating the radio wave made into a plane wave in the waveguide 601 . Each metal body 50c forming the second waveguide 603 has substantially the same width as the widest metal body 50 in the first waveguide 601 portion. Also in the antenna device 100c of this modified example, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. The width of each metal body 50c forming the second waveguide 603 portion may be less than or equal to the width of the widest metal body 50 in the first waveguide 601 portion.

[第3変形例]
また、上記実施形態では、平板状の金属地板1を例示したが(図1等を参照)、地板が平坦でなく、導波路の一部又は全部が傾斜している場合であっても、同様に適用可能である。傾斜面は、勾配が一定で平坦な傾斜面の他、勾配が断続的に変化する屈曲しているような傾斜面や、勾配が連続的に変化する湾曲している傾斜面であってもよい。
[Third Modification]
In addition, in the above-described embodiment, the flat metal base plate 1 is illustrated (see FIG. 1 and the like). applicable to The inclined surface may be a flat inclined surface with a constant gradient, a curved inclined surface with an intermittently changing gradient, or a curved inclined surface with a continuously changing gradient. .

図9は、第3変形例におけるアンテナ装置100dの構成例を示す斜視図である。図9では、上記実施形態と同様の構成には同一の符号を付して示している。図9に示すように、本変形例のアンテナ装置100dの金属地板1dは、金属体50が配列されて導波路60を形成する部分が傾斜面10dを有する形状となっている。 FIG. 9 is a perspective view showing a configuration example of an antenna device 100d in the third modified example. In FIG. 9, the same reference numerals are assigned to the same configurations as in the above-described embodiment. As shown in FIG. 9, the metal base plate 1d of the antenna device 100d of this modified example has an inclined surface 10d at the portion where the metal bodies 50 are arranged and the waveguide 60 is formed.

上記実施形態と同様に、本変形例のアンテナ装置100dにおいても、送信又は受信する電波は表面波として導波路60に沿って伝播する。したがって、金属地板1dが傾斜面を有しており導波路60の一部が傾斜している場合であっても、その傾斜面に沿って導波器5を設ければよい。すなわち、上記実施形態と同様の要領で金属体50の形状、サイズを設定し、同様の要領で設定した間隔pで金属体50を配列することによって、上記実施形態と同様の効果を奏する。 In the antenna device 100d of this modified example, radio waves to be transmitted or received propagate along the waveguide 60 as surface waves, as in the above-described embodiment. Therefore, even if the metal base plate 1d has an inclined surface and a part of the waveguide 60 is inclined, the waveguide 5 may be provided along the inclined surface. That is, by setting the shape and size of the metal bodies 50 in the same manner as in the above-described embodiment and arranging the metal bodies 50 at intervals p set in the same manner, the same effects as in the above-described embodiment can be obtained.

ここでいう傾斜は、図9に示した上り坂の傾斜面に限らず、下り坂の傾斜面であってもよいし、上り/下り両方の傾斜を含むものでもよい。具体的には、導波路の一部が盛り上がって高くなっていたり、逆にすり鉢状に凹んでいたりしてもよく、その傾斜の緩急についても特に影響されない。地板の方向に沿って電波が伝播するだけで、上記実施形態の作用効果は同様に発揮される。したがって、設置場所を選ぶことなく、配列方向(X軸正方向)に高い利得を有する単一指向性のアンテナ装置を実現することができる。 The slope here is not limited to the uphill slope shown in FIG. 9, but may be a downhill slope, or may include both uphill and downhill slopes. Specifically, a portion of the waveguide may swell and become high, or conversely, it may be recessed in the shape of a mortar, and the steepness of the inclination is not particularly affected. The effects of the above-described embodiment are similarly exhibited only by the propagation of radio waves along the direction of the ground plane. Therefore, it is possible to realize a unidirectional antenna device having a high gain in the arrangement direction (positive direction of the X-axis) regardless of the installation location.

[第4変形例]
また、上記実施形態では、金属体50の平面視形状(図2参照)を台形形状とし、Y軸方向に直線状の形状の例を示した(図1等を参照)。金属体50のY軸方向の形状は直線状でなく、放射器3の方向へ凸状に形成した形状であってもよい。
[Fourth Modification]
Further, in the above-described embodiment, the plane view shape of the metal body 50 (see FIG. 2) is trapezoidal, and the example of the shape linear in the Y-axis direction is shown (see FIG. 1, etc.). The shape of the metal body 50 in the Y-axis direction may not be linear, but may be convex in the direction of the radiator 3 .

図10は、この第4変形例におけるアンテナ装置100eの構成例を示す斜視図である。図10では、上記実施形態と同様の構成には同一の符号を付して示している。図10に示すように、本変形例のアンテナ装置100eでは、導波器5eを構成する各金属体50eの平面視形状が放射器(放射素子)3に向かう凸状の湾曲形状(或いは弧状形状とも言える)とされている。また、湾曲形状ではなく、V字状の凸状形状としてもよい。湾曲形状やV字状の場合、導波器5を構成する凸状部である金属体50eの幅方向の長さを、その湾曲形状やV字形状に沿った長さとしてもよい。本変形例のアンテナ装置100eにおいても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。 FIG. 10 is a perspective view showing a configuration example of an antenna device 100e in this fourth modification. In FIG. 10, the same reference numerals are given to the same configurations as in the above-described embodiment. As shown in FIG. 10, in the antenna device 100e of this modified example, each metal body 50e that constitutes the director 5e has a convex curved shape (or arcuate shape) toward the radiator (radiating element) 3 in plan view. can also be said). Moreover, it may be a V-shaped convex shape instead of a curved shape. In the case of a curved shape or a V shape, the length in the width direction of the metal body 50e, which is the convex portion forming the waveguide 5, may be the length along the curved shape or V shape. Also in the antenna device 100e of this modified example, it is possible to obtain the same effects as those of the above-described embodiment.

[第5変形例]
また、第2変形例で例示したようなN個の金属体50の凸状部に続けて、その幅wがN番目の金属体50の幅w以下である複数の溝状部(例えば、図11の溝状部8i)を配列方向(X軸正方向)に配列した構成としてもよい。
[Fifth Modification]
Further, following the convex portions of the N metal bodies 50 as exemplified in the second modification, a plurality of groove-shaped portions having a width w equal to or less than the width w of the N-th metal body 50 11 groove-shaped portions 8i) may be arranged in the arrangement direction (X-axis positive direction).

図11は、第5変形例におけるアンテナ装置100iの構成例を示す斜視図である。図11では、上記実施形態と同様の構成には同一の符号を付して示している。本変形例のアンテナ装置100iは、上記実施形態と同様の要領で放射器3の側から金属体50の幅を次第に広くして導波器5を構成する第1の導波路601iの部分と、この第1の導波路601iで平面波とされた電波を伝播するために溝状部8iが配列された第2の導波路603iを形成する部分と、を備える。第2の導波路603iの部分を構成する各溝状部8iは、第1の導波路601iの部分において最も幅の広い金属体50と略同じ幅である。 FIG. 11 is a perspective view showing a configuration example of an antenna device 100i in the fifth modified example. In FIG. 11, the same reference numerals are given to the same configurations as in the above-described embodiment. The antenna device 100i of this modified example includes a first waveguide 601i portion that forms the waveguide 5 by gradually widening the width of the metal body 50 from the radiator 3 side in the same manner as in the above-described embodiment, and a portion forming a second waveguide 603i in which the groove-shaped portions 8i are arranged for propagating the radio waves made into plane waves in the first waveguide 601i. Each groove-like portion 8i forming the portion of the second waveguide 603i has substantially the same width as the widest metal body 50 in the portion of the first waveguide 601i.

そして、本変形例のアンテナ装置100iの金属地板1iは、中央に放射器3と導波器5とを配置するための凹部111iを有しており、その底面の導波器5の配置部分(金属体50が配列される第1の導波路601iの部分)が、放射器3に向かって下り勾配の傾斜を有する形状となっている。また、放射器3から見て放射方向の後方となる凹部111iの壁部分113iの形状が平面視(Z軸正方向からみたXY平面)において略半円状とされており、この壁部分113iが反射器として機能する。 The metal base plate 1i of the antenna device 100i of this modified example has a recess 111i for arranging the radiator 3 and the director 5 in the center, and the portion where the director 5 is arranged on the bottom surface ( A portion of the first waveguide 601 i where the metal bodies 50 are arranged has a shape with a downward slope toward the radiator 3 . A wall portion 113i of the concave portion 111i behind the radiator 3 in the radial direction has a substantially semicircular shape in plan view (XY plane viewed from the positive direction of the Z-axis). Acts as a reflector.

本変形例のアンテナ装置100iにおいても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。第2の導波路603iの部分を構成する各溝状部8iの幅は、第1の導波路601iの部分において最も幅の広い金属体50の幅以下としてもよい。 Also in the antenna device 100i of this modified example, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. The width of each groove 8i constituting the second waveguide 603i may be less than or equal to the width of the widest metal body 50 in the first waveguide 601i.

[第6変形例]
また、上記実施形態では、動作周波数として28.5[GHz]を例示したが、これに限定されるものではなく10[GHz]や30[GHz]であってもよい。ただし、動作周波数が小さいと装置が1/4波長以上の高さ等を確保するために大型化するため、反射器や放射器に要求される地板からの高さを考慮して20[GHz]以上の動作周波数に本実施形態のアンテナ装置を適用するのが好適である。具体的には、例えば、航空機や車両等に搭載されるレーダーやセンサー装置、車両等に設置される無線LANや5G等のレピータ装置、リフレクタ装置のアンテナ装置等に適用することができる。また、屋内の壁面・天井面、屋外の壁面等に設置される無線LANや5G等のマイクロ波・ミリ波通信の小型基地局及びレピータ装置、リフレクタ装置のアンテナ装置等に適用することができる。
[Sixth Modification]
Also, in the above embodiment, the operating frequency is 28.5 [GHz], but it is not limited to this, and may be 10 [GHz] or 30 [GHz]. However, if the operating frequency is low, the device must be large enough to secure a height of 1/4 wavelength or more. It is preferable to apply the antenna device of this embodiment to the above operating frequencies. Specifically, for example, it can be applied to radar and sensor devices mounted on aircraft and vehicles, repeater devices such as wireless LAN and 5G installed on vehicles, antenna devices of reflector devices, and the like. In addition, it can be applied to small base stations, repeater devices, reflector antenna devices, etc. for wireless LAN, microwave and millimeter wave communication such as 5G installed on indoor wall surfaces, ceiling surfaces, and outdoor wall surfaces.

図12は、アンテナ装置100を車両200に適用した車載用アンテナ装置10の一例を示す図である。ここで、車載用アンテナ装置10の前後・左右・上下は、車両200への設置時における車両200の前後・左右・上下の方向と同じとする。 FIG. 12 is a diagram showing an example of an in-vehicle antenna device 10 in which the antenna device 100 is applied to a vehicle 200. As shown in FIG. Here, the front/rear, left/right, and up/down directions of the in-vehicle antenna device 10 are the same as the front/rear, left/right, and up/down directions of the vehicle 200 when installed in the vehicle 200 .

図12に示すように、本変形例の車載用アンテナ装置10は、上記実施形態のアンテナ装置100が筐体11に内蔵されて構成され、乗用車である車両200のルーフ201の後方上面に所定向きで設置される。車載用アンテナ装置10は、上記実施形態のアンテナ装置100に限らず、第1変形例~第4変形例の何れかのアンテナ装置100b,100c,100d,100eや、これらの構成を組み合わせたアンテナ装置を内蔵して構成することもできる。 As shown in FIG. 12, the in-vehicle antenna device 10 of this modified example is constructed by incorporating the antenna device 100 of the above-described embodiment in a housing 11, and is oriented in a predetermined direction toward the rear upper surface of a roof 201 of a vehicle 200, which is a passenger car. is installed in The vehicle-mounted antenna device 10 is not limited to the antenna device 100 of the above embodiment, but may be any of the antenna devices 100b, 100c, 100d, and 100e of the first to fourth modifications, or an antenna device combining these configurations. can also be configured with a built-in

具体的には、車載用アンテナ装置10の外形は、走行時の走行風を整流し流体抵抗を低減するフィン形状を有しており、前方が先細りで後方へ向かうに高さが高くなるようにデザインされている。そして、車載用アンテナ装置10は、先の細い方を前方にし、高さの高い方を後方にした向きで車両200の所定位置(ルーフ201の後方上面)に設置される。 Specifically, the external shape of the in-vehicle antenna device 10 has a fin shape that rectifies the running wind during running and reduces the fluid resistance. designed. The in-vehicle antenna device 10 is installed at a predetermined position (upper rear surface of the roof 201) of the vehicle 200 with the tapered side facing forward and the tall side facing backward.

アンテナ装置100は、車載用アンテナ装置10が車両200の所定位置に設置されたときに所定向きになるように筐体11内に配置されている。具体的には、アンテナ装置100を用いて車両200が電波を送信又は受信する方向は、想定方向として、車両200を基準とする規定方向A1に定められている。また、アンテナ装置100が設置される車両200の位置も定められている。そこで、アンテナ装置100が車両200に設置されたときの配列方向(X軸正方向)が、その規定方向A1となるように、アンテナ装置100が筐体11に内蔵される位置及び姿勢が設定されている。 The antenna device 100 is arranged in the housing 11 so that the vehicle-mounted antenna device 10 is oriented in a predetermined direction when installed at a predetermined position in the vehicle 200 . Specifically, the direction in which vehicle 200 transmits or receives radio waves using antenna device 100 is defined as prescribed direction A1 with respect to vehicle 200 as an assumed direction. Also, the position of the vehicle 200 where the antenna device 100 is installed is determined. Therefore, the position and orientation of the antenna device 100 incorporated in the housing 11 are set so that the arrangement direction (X-axis positive direction) when the antenna device 100 is installed in the vehicle 200 is the prescribed direction A1. ing.

[第7変形例]
また、車両への適用は、第6変形例に示したフィン形状の車載用アンテナ装置10に限定されない。図13は、本変形例の車載用アンテナ装置10fを示す図であり、図14は、車載用アンテナ装置10fが備える一方のアンテナ装置100f-1の構成例を示す斜視図である。ここで、車載用アンテナ装置10の前後・左右・上下は、車両200fへの設置時における車両200fの前後・左右・上下の方向と同じとする。
[Seventh Modification]
Further, application to vehicles is not limited to the fin-shaped vehicle-mounted antenna device 10 shown in the sixth modification. FIG. 13 is a view showing a vehicle-mounted antenna device 10f of this modification, and FIG. 14 is a perspective view showing a configuration example of one antenna device 100f-1 included in the vehicle-mounted antenna device 10f. Here, the front/rear, left/right, and up/down directions of the in-vehicle antenna device 10 are the same as the front/rear, left/right, and up/down directions of the vehicle 200f when installed in the vehicle 200f.

本変形例の車載用アンテナ装置10fは、2つのアンテナ装置100f(100f-1,100f-2)が筐体11fに内蔵されて構成され、車両200fのルーフ201fの中央付近に設置される。そして、本変形例のアンテナ装置100fは、第3変形例のアンテナ装置100dと同様の構成を有する。第3変形例のアンテナ装置100dに、第1変形例、第2変形例、及び第4変形例の何れかのアンテナ装置100b,100c,100eの構成を組み合わせたアンテナ装置を内蔵して構成することもできる。 A vehicle-mounted antenna device 10f of this modified example is constructed by incorporating two antenna devices 100f (100f-1, 100f-2) in a housing 11f and installed near the center of a roof 201f of a vehicle 200f. An antenna device 100f of this modified example has the same configuration as the antenna device 100d of the third modified example. The antenna device 100d of the third modification incorporates an antenna device that combines the configurations of the antenna devices 100b, 100c, and 100e of any one of the first, second, and fourth modifications. can also

具体的には、車載用アンテナ装置10fは、車両200fのルーフ201fの中央付近において、傾斜面を有する凹部203fに所定向きで設置される。そして、2つのアンテナ装置100fは、図13中に拡大して示すように、凹部203fの形状に沿うように一部が傾斜面とされた金属地板1fを備える。傾斜面は平坦な面である必要はなく、湾曲面を含む。すなわち、凹部の形状が湾曲面を含む場合には、金属地板1fの形状を、当該湾曲面に沿う形状とすることができる。 Specifically, the in-vehicle antenna device 10f is installed in a predetermined orientation in a concave portion 203f having an inclined surface near the center of the roof 201f of the vehicle 200f. 13, the two antenna devices 100f are provided with a metal base plate 1f, a part of which is inclined along the shape of the concave portion 203f. An inclined surface need not be a flat surface and includes curved surfaces. That is, when the shape of the recess includes a curved surface, the metal base plate 1f can be shaped along the curved surface.

また、2つのアンテナ装置100fは、金属地板1f上の中央付近に配置された反射器7fが共通とされ、各アンテナ装置100fの放射器3fが、それぞれ反射器7fを挟んで前後に配置される。そして、放射器3fを挟んで反射器7fと反対側に、各々の導波器5fを構成する金属体50fが前後方向に沿って配列される。より詳細には、放射器3fの側から金属体50fの幅方向の長さが次第に広くされて導波路60が形成される。電波を送信する場合には、放射器3からの電波を平面波としてルーフ201fの表面に沿って導出して、前後方向に放出する。本構成の車載用アンテナ装置10fによれば、アンテナ装置100fの各構成をルーフ201fに形成された凹部203fに配置することができる。アンテナ装置100fの高さを低く抑えることができるため、車体の形状(意匠)を阻害せず、空力特性に優れたアンテナ装置を提供することができる。 Further, the two antenna devices 100f share a reflector 7f arranged near the center on the metal base plate 1f, and the radiators 3f of the respective antenna devices 100f are arranged in front and behind the reflector 7f. . On the opposite side of the reflector 7f with the radiator 3f interposed therebetween, metal bodies 50f forming each director 5f are arranged along the front-rear direction. More specifically, the waveguide 60 is formed by gradually widening the length of the metal body 50f in the width direction from the radiator 3f side. When radio waves are transmitted, the radio waves from the radiator 3 are derived as plane waves along the surface of the roof 201f and emitted in the longitudinal direction. According to the in-vehicle antenna device 10f having this configuration, each component of the antenna device 100f can be arranged in the concave portion 203f formed in the roof 201f. Since the height of the antenna device 100f can be kept low, it is possible to provide an antenna device with excellent aerodynamic characteristics without interfering with the shape (design) of the vehicle body.

[第8変形例]
また、上記実施形態では、金属地板1上にN個(N≧2)の金属体50を配列することでN個の凸状部を構成した導波器5の例を示した。導波器5は、地板面を基準とする高さが配列方向(X軸正方向)に規則的に変化する形状であれば、上記実施形態と同様の作用効果を発揮し得る。そのため、隣り合う金属体50の間の金属地板1の部分を凹部として、金属地板1と導波器5とを合わせた凹凸形状が波状になるように形成してもよい。金属体50を不要とし、金属地板1に溝状の複数の凹部を並行に設けて構成することとしてもよい。その場合、凹部は溝状であるが、各凹部の間は相対的に凸状部となる。したがって、相対的に形成されるN個(N≧2)の凸状部について、放射素子からの距離が近い順にi+1番目(i=1~(N-1))の凸状部の幅方向の長さが、i番目の凸状部の幅方向の長さより長くなるように構成すればよい。
[Eighth modification]
Further, in the above-described embodiment, an example of the waveguide 5 in which N convex portions are formed by arranging N (N≧2) metal bodies 50 on the metal base plate 1 is shown. If the waveguide 5 has a shape in which the height with respect to the ground plane as a reference changes regularly in the arrangement direction (positive direction of the X-axis), it can exhibit the same effect as the above-described embodiment. Therefore, the portion of the metal base plate 1 between the adjacent metal bodies 50 may be used as a concave portion, and the uneven shape of the combination of the metal base plate 1 and the waveguide 5 may be formed in a wavy shape. The metal body 50 may be dispensed with, and the metal base plate 1 may be provided with a plurality of groove-like recesses in parallel. In that case, the recesses are groove-shaped, but there are relatively convex portions between the recesses. Therefore, among the N (N≧2) convex portions formed relatively, the width direction of the i+1-th (i=1 to (N−1)) convex portion in descending order of distance from the radiation element is The length may be longer than the length in the width direction of the i-th convex portion.

100,100b,100c,100d,100e,100f,100i…アンテナ装置
1,1d,1f,1i…金属地板
3,3f…放射器
5,5c,5e,5f…導波器
50,50c,50e,50f…金属体
60…導波路
601…第1の導波路
603…第2の導波路
7,7b,7f…反射器
70,70b…金属壁
8i…溝状部
10,10f…車載用アンテナ装置
200,200f…車両
A1…規定方向
100, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100i... antenna device 1, 1d, 1f, 1i... metal base plate 3, 3f... radiator 5, 5c, 5e, 5f... director 50, 50c, 50e, 50f DESCRIPTION OF SYMBOLS Metal body 60 Waveguide 601 First waveguide 603 Second waveguide 7, 7b, 7f Reflector 70, 70b Metal wall 8i Groove 10, 10f Vehicle antenna device 200, 200f...Vehicle A1...Regulated direction

Claims (9)

地板と、
前記地板に設けられた放射素子と、
前記放射素子から所定の配列方向に沿って前記地板に配列されたN個(N≧2)の金属体の凸状部と、
を備え、
前記放射素子からの距離が近い順にi+1番目(i=1~(N-1))の凸状部は、地板面において前記配列方向に直交する幅方向の長さが、i番目の凸状部より長
前記N個の凸状部は、前記地板面に直交する方向から見た平面視において、前記放射素子を基準とした中心角180度以内に収まる、
アンテナ装置。
a baseplate;
a radiating element provided on the ground plane;
N (N≧2) metal convex portions arranged on the ground plane along a predetermined arrangement direction from the radiating element;
with
The i+1-th (i=1 to (N−1)) convex portion in order of distance from the radiating element is the i-th convex portion whose length in the width direction perpendicular to the arrangement direction on the ground plane is the i-th convex portion. longer ,
The N convex portions fit within a central angle of 180 degrees with respect to the radiating element in a plan view viewed from a direction perpendicular to the ground plane.
antenna device.
前記N個の凸状部は、前記地板面に直交する方向から見た平面視において、前記放射素子を基準とした中心角90度以内に収まる、
請求項1に記載のアンテナ装置。
The N convex portions fit within a central angle of 90 degrees with respect to the radiating element in a plan view viewed from a direction orthogonal to the ground plane.
The antenna device according to claim 1.
前記凸状部は、前記地板面に直交する方向から見た平面視の形状が、前記放射素子に向かう凸状形状である、
請求項1又は2に記載のアンテナ装置。
The convex portion has a convex shape facing the radiating element when viewed from a direction orthogonal to the ground plane.
The antenna device according to claim 1 or 2.
前記Nは3以上である、
請求項1~3の何れか一項に記載のアンテナ装置。
The N is 3 or more,
An antenna device according to any one of claims 1 to 3.
前記地板は、傾斜面を有する、
請求項1~4の何れか一項に記載のアンテナ装置。
The base plate has an inclined surface,
The antenna device according to any one of claims 1-4.
前記地板において前記放射素子を挟んで前記N個の凸状部とは反対側に設けられた反射器、
を更に備えた請求項1~5の何れか一項に記載のアンテナ装置。
a reflector provided on the ground plate on the opposite side of the radiating element from the N convex portions;
The antenna device according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
前記N個の凸状部は、前記地板に設けられた複数の溝状部によって、前記配列方向における前記地板面からの高さが相対的に変化することで形成されている、
請求項1~6の何れか一項に記載のアンテナ装置。
The N convex portions are formed by relatively changing the height from the ground plate surface in the arrangement direction by a plurality of groove-shaped portions provided on the ground plate,
The antenna device according to any one of claims 1-6.
前記N個の凸状部に続けて前記配列方向に沿って前記地板に配列された複数の金属体の凸状部であって、前記幅方向の長さが、前記N個の凸状部のうちのN番目の凸状部の前記幅方向の長さ以下である複数の凸状部、
を更に備えた請求項1~7の何れか一項に記載のアンテナ装置。
A plurality of metal convex portions arranged on the base plate along the arrangement direction following the N convex portions, wherein the length in the width direction is equal to the length of the N convex portions. a plurality of convex portions whose length in the width direction is equal to or less than the N-th convex portion among them;
The antenna device according to any one of claims 1 to 7, further comprising:
車両の所定位置に所定向きに設置される筐体と、
前記筐体に内蔵された請求項1~8の何れか一項に記載のアンテナ装置であって、前記筐体が前記所定位置に前記所定向きに設置されたときに前記アンテナ装置の前記配列方向が前記車両を基準とする規定方向となる位置に内蔵されたアンテナ装置と、
を具備する車載用アンテナ装置。
a housing installed in a predetermined position in a vehicle in a predetermined orientation;
9. The antenna device according to any one of claims 1 to 8, which is incorporated in the housing, wherein the arrangement direction of the antenna device when the housing is installed in the predetermined position in the predetermined orientation An antenna device built in a position where is a specified direction with respect to the vehicle;
An in-vehicle antenna device comprising:
JP2018214044A 2018-11-14 2018-11-14 antenna device Active JP7194566B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018214044A JP7194566B2 (en) 2018-11-14 2018-11-14 antenna device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018214044A JP7194566B2 (en) 2018-11-14 2018-11-14 antenna device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020080527A JP2020080527A (en) 2020-05-28
JP7194566B2 true JP7194566B2 (en) 2022-12-22

Family

ID=70802067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018214044A Active JP7194566B2 (en) 2018-11-14 2018-11-14 antenna device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7194566B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112952357A (en) * 2021-01-22 2021-06-11 西安交通大学 Plane combined pulse radiation antenna
WO2024036640A1 (en) * 2022-08-19 2024-02-22 华为技术有限公司 Antenna assembly, signal transmission apparatus, and vehicle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001077624A (en) 1999-09-01 2001-03-23 Hitachi Cable Ltd Dielectric antenna
JP2005142925A (en) 2003-11-07 2005-06-02 Yagi Antenna Co Ltd Antenna system
JP2008278127A (en) 2007-04-27 2008-11-13 Anritsu Corp Dielectric leakage wave antenna
JP2010050700A (en) 2008-08-21 2010-03-04 Advanced Telecommunication Research Institute International Antenna device, and array antenna device with the same
JP2010166227A (en) 2009-01-14 2010-07-29 Nissei Ltd Antenna device
US20170141466A1 (en) 2014-05-12 2017-05-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Signal radiation device in transmission device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5132698A (en) * 1991-08-26 1992-07-21 Trw Inc. Choke-slot ground plane and antenna system
JP3519599B2 (en) * 1997-05-09 2004-04-19 日本電信電話株式会社 Antenna device and method of manufacturing the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001077624A (en) 1999-09-01 2001-03-23 Hitachi Cable Ltd Dielectric antenna
JP2005142925A (en) 2003-11-07 2005-06-02 Yagi Antenna Co Ltd Antenna system
JP2008278127A (en) 2007-04-27 2008-11-13 Anritsu Corp Dielectric leakage wave antenna
JP2010050700A (en) 2008-08-21 2010-03-04 Advanced Telecommunication Research Institute International Antenna device, and array antenna device with the same
JP2010166227A (en) 2009-01-14 2010-07-29 Nissei Ltd Antenna device
US20170141466A1 (en) 2014-05-12 2017-05-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Signal radiation device in transmission device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020080527A (en) 2020-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3488495B1 (en) Antenna and radar system that include a polarization-rotating layer
JP7500172B2 (en) Metasurface reflector and traffic light equipped with said metasurface
JP5371633B2 (en) Reflect array
KR970010834B1 (en) Slot array antenna
CN100492765C (en) Slot array antenna
JP3467990B2 (en) Millimeter wave planar antenna
US20100188309A1 (en) Radar antenna
WO2018225378A1 (en) Antenna, array antenna, radar device and vehicle-mounted system
EP3038206B1 (en) Augmented e-plane taper techniques in variable inclination continuous transverse stub antenna arrays
JP7194566B2 (en) antenna device
JPWO2020075744A1 (en) Antennas, antenna devices, and in-vehicle antenna devices
JP7298600B2 (en) Vehicle antenna, window glass with vehicle antenna and antenna system
CN110034417B (en) Planar microstrip patch antenna with broadband fixed-beam characteristic
KR100355090B1 (en) Planar Monopole Type Yagi-Uda Antenna
JP2009077015A (en) Inter-vehicle communication device and method
US10897085B2 (en) Antenna and antenna system
JP5937994B2 (en) antenna
CN113346230A (en) Planar microstrip antenna array with free deflection of wave beams
US20220077589A1 (en) Leaky Wave Antenna
Karmokar et al. Continuous backward-to-forward beam-scanning conformal leaky-wave antenna
KR20190075851A (en) Communcation Antena for vehicle to vehicle
ABD RAHMAN et al. Design of Bifurcated Beam using Convex Bent Array Feed for Satellite Mobile Earth Station Application.
KR102139032B1 (en) Antenna Device for Communication between Vehicles
JP7193805B2 (en) antenna system
KR20110116834A (en) Linear tapered slot antenna and its array antenna having slot

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211110

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220825

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220906

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221027

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7194566

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150