JP7231602B2

JP7231602B2 - アンテナ

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Publication number: JP7231602B2
Application number: JP2020212931A
Authority: JP
Inventors: 郭信郎; 陳宥竹
Original assignee: 智易科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2020-08-24
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2023-03-01
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Description

本発明は、アンテナ、特にサイドローブの利得を低減するためのアンテナに関する。

運転の安全性を向上するために、昨今の車両には、ブラインドスポットモニター、車線変更アシスト、アダプティブクルーズコントロール、駐車アシスト、自動ブレーキ、追突警告、車線逸脱防止支援システム等のシステムが搭載される。一般的には、上記システムは、車載レーダーが設けられる。車載レーダーは、アンテナを有し、あらゆる環境で正確且つ高信頼性に周りの目標を検出、測位できる。一般的には、アンテナは、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）の原理によって目標との距離及び速度を検出することで、車載レーダーの周波数帯域を支援できる。

レーダーにおけるアレイアンテナのビームが狭いほど出力が高くなり、検知距離が長くなる。アレイアンテナによって合成された放射パターンにおいて、メインローブ（ｍａｉｎｌｏｂｅ）及びサイドローブ（ｓｉｄｅｌｏｂｅ）を含む。メインローブは、最大放射方向の周りの領域であり、一般的には、メインビームのピーク±３ｄＢの領域であり、レーダーの主な測定方向である。サイドローブは、メインビームの周りの放射が弱いビームであり、一般的には望ましくない放射方向にあり、ノイズ干渉及び誤検出であるゴーストポイント等の問題を生じる。

一般的な車載レーダーのアンテナは、複数の給電ユニット及び複数のアンテナユニットを有する。各アンテナユニットは、給電線及び複数の放射素子を有する。前記放射素子は、給電線に間隔をあけて設けられ、矩形（即ち、パッチ状）に形成される。各給電ユニットは、給電ポート及び伝送線路を有する。伝送線路の一端が給電ポートに接続され、伝送線路のもう一端がその中の１つの給電線に接続される。複数の給電ユニットによって同時に電流を前記給電線に入力し、前記給電線によって電流を前記放射素子に分配する。それによって、前記放射素子が同期に電磁波を放出し、車載レーダーのアンテナの放出強度は、必要な距離、例えば、１５０ｍに到達できる。

しかしながら、前記放射素子の幅及び長さが等しいため、前記放射素子の放射エネルギーが等しい。そのため、合成された放射パターンにおいて、レーダーのＹＺ平面（即ち、垂直面）におけるサイドローブの利得が大きくなって、目標の鉛直方向以外の物体、例えば地面上の物体を検出し易くなってしまい、目標を検出する分解能が悪くなってしまう。

なお、電流が前記給電ポートから前記伝送線路を通って前記給電線までの流れ経路の長さが等しく、且つ前記伝送線路の線幅が等しいため、前記アンテナユニットへの出力が等しい。そのため、合成された放射パターンにおいて、レーダーのＸＺ平面（即ち、方位角の平面）におけるサイドローブの利得が大きくなって、目標の水平方向以外の物体、例えば道路の木又は電柱を検出し易くなってしまい、目標を検出する分解能が悪くなってしまう。

また、従来のアンテナの構造が複雑で製造コストが高い。

本発明の主な目的は、ＹＺ平面（即ち、垂直面）におけるサイドローブの利得、及びＸＺ平面（即ち、方位角の平面）におけるサイドローブの利得を共に低減し、目標を検出する分解能を向上できる、サイドローブの利得を低減するアンテナを提供する。

本発明の他の目的は、構造が簡単で製造コストが低い、サイドローブの利得を低減するためのアンテナを提供する。

上記目的を達成するために、本発明のアンテナは、サイドローブの利得を低減するためのアンテナであって、基板と、複数の直列アンテナユニットと、電力分配器とを有し、前記複数の直列アンテナユニットは、前記基板に間隔をあけて設けられ、それぞれ第１給電線と複数の放射素子とを有し、前記放射素子は、前記第１給電線に間隔をあけて設けられ、それぞれ矩形に形成され、その幅が前記第１給電線の中央から前記第１給電線の両端に向かって漸減され、前記電力分配器は、前記基板に設けられ、給電ポートと、第２給電線と、複数の伝送線路とを有し、前記第２給電線の中央は、前記給電ポートに接続され、前記伝送線路は、それぞれ前記第２給電線に接続され、互いに間隔をあけて設けられ、その出力が前記第２給電線の中央から前記第２給電線の両端に向かって漸減され、前記伝送線路は、それぞれ前記第１給電線に接続される。

好ましくは、前記放射素子は、前記第１給電線の中央から前記第１給電線の両端に向かって２つの放射アセンブリが形成され、各放射アセンブリは、少なくとも６つの放射素子を有し、各放射アセンブリの前記少なくとも６つの放射素子の幅は、前記第１給電線の中央から前記第１給電線の一端に向かって漸減される。

好ましくは、各放射アセンブリの前記少なくとも６つの放射素子は、前記第１給電線の中央から前記第１給電線の一端に向かって順に第１放射素子、第２放射素子、第３放射素子、第４放射素子、第５放射素子、及び第６放射素子とし、各放射アセンブリの前記第１放射素子、前記第２放射素子、前記第３放射素子、前記第４放射素子、前記第５放射素子、及び前記第６放射素子の幅の比は、１．４５：１．４：１．２３：１．０３：０．８：０．７である。

好ましくは、各放射アセンブリの前記少なくとも６つの放射素子は、前記第１給電線の中央から前記第１給電線の一端に向かって順に第１放射素子、第２放射素子、第３放射素子、第４放射素子、第５放射素子、及び第６放射素子とし、前記第１放射素子の幅が等しく、前記第２放射素子の幅が等しく、前記第３放射素子の幅が等しく、前記第４放射素子の幅が等しく、前記第５放射素子の幅が等しく、前記第６放射素子の幅が等しく、各前記直列アンテナユニットのすべての放射素子の長さが等しい。

好ましくは、前記伝送線路は、前記第２給電線の中央から前記第２給電線の両端に向かって２つの出力アセンブリが形成され、各出力アセンブリは、少なくとも４本の伝送線路を有し、各出力アセンブリの少なくとも４本の伝送線路の出力は、前記第２給電線の中央から前記第２給電線の一端に向かって漸減される。

好ましくは、各出力アセンブリの前記少なくとも４本の伝送線路は、前記第２給電線の中央から前記第２給電線の一端に向かって順に第１伝送線路、第２伝送線路、第３伝送線路、及び第４伝送線路とし、各出力アセンブリの前記第１伝送線路、前記第２伝送線路、前記第３伝送線路、及び前記第４伝送線路の出力の比は、１：０．７５：０．３９：０．２４である。

好ましくは、前記第２給電線は、複数の抵抗分配変換器を有し、前記抵抗分配変換器は、それぞれ前記伝送線路に接続され、前記抵抗分配変換器及びそれに接続される伝送線路の線幅比を調整することで、前記伝送線路の出力が前記第２給電線の中央から前記第２給電線の両端に向かって漸減される。

上記目的を達成するために、本発明のアンテナは、サイドローブの利得を低減するためのアンテナであって、基板と、複数の直列アンテナユニットと、電力分配器とを有し、前記複数の直列アンテナユニットは、前記基板に間隔をあけて設けられ、それぞれ第１給電線と複数の放射素子とを有し、前記放射素子は、前記第１給電線に間隔をあけて設けられ、それぞれ矩形に形成され、前記第１給電線の中央から前記第１給電線の両端に向かって２つの放射アセンブリが形成され、各放射アセンブリは、少なくとも６つの放射素子を有し、各放射アセンブリの前記少なくとも６つの放射素子は、前記第１給電線の中央から前記第１給電線の一端に向かって順に第１放射素子、第２放射素子、第３放射素子、第４放射素子、第５放射素子、及び第６放射素子とし、各放射アセンブリの前記第１放射素子、前記第２放射素子、前記第３放射素子、前記第４放射素子、前記第５放射素子、及び前記第６放射素子の幅の比は、１．４５：１．４：１．２３：１．０３：０．８：０．７であり、前記電力分配器は、前記基板に設けられ、給電ポートと、第２給電線と、複数の伝送線路とを有し、前記第２給電線の中央は、前記給電ポートに接続され、前記伝送線路は、それぞれ前記第２給電線に接続され、互いに間隔をあけて設けられ、前記第２給電線の中央から前記第２給電線の両端に向かって２つの出力アセンブリが形成され、各出力アセンブリは、少なくとも４本の伝送線路を有し、各出力アセンブリの前記少なくとも４本の伝送線路は、前記第２給電線の中央から前記第２給電線の一端に向かって順に第１伝送線路、第２伝送線路、第３伝送線路、及び第４伝送線路とし、各出力アセンブリの前記第１伝送線路、前記第２伝送線路、前記第３伝送線路、及び前記第４伝送線路の出力の比は、１：０．７５：０．３９：０．２４であり、前記伝送線路は、それぞれ前記第１給電線に接続される。

好ましくは、前記第１放射素子の幅が等しく、前記第２放射素子の幅が等しく、前記第３放射素子の幅が等しく、前記第４放射素子の幅が等しく、前記第５放射素子の幅が等しく、前記第６放射素子の幅が等しく、各前記直列アンテナユニットのすべての放射素子の長さが等しい。

好ましくは、前記第２給電線は、複数の抵抗分配変換器に分けられ、前記抵抗分配変換器は、それぞれ前記伝送線路に接続され、前記抵抗分配変換器及びそれに接続される伝送線路の線幅比を調整することで、前記伝送線路の出力が前記第２給電線の中央から前記第２給電線の両端に向かって漸減される。

本発明の効果としては、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナは、ＹＺ平面（即ち、垂直面）におけるサイドローブの利得、及びＸＺ平面（即ち、方位角の平面）におけるサイドローブの利得を共に低減し、目標を検出する分解能を向上できる。

なお、電力分配器は、１つの給電ポートだけで複数の直列アンテナユニットを統合できるため、構造が簡単で製造コストが低い。

本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナを示す模式図である。本発明における直列アンテナユニットを示す模式図である。本発明における電力分配器を示す模式図である。本発明における電力分配器の第２給電線の第１抵抗分配変換器が第１伝送線路に接続される箇所を示す模式図である。本発明における電力分配器の第２給電線の第２抵抗分配変換器が第２伝送線路に接続される箇所を示す模式図である。本発明における電力分配器の第２給電線の第３抵抗分配変換器が第３伝送線路に接続される箇所を示す模式図である。本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナと従来のアンテナとのＹＺ平面の放射パターンの比較図である。本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナと従来のアンテナとのＸＺ平面の放射パターンの比較図である。

以下、図面及び部品符号を参照しながら本発明の実施形態を詳しく説明する。

図１を参照しながら説明する。図１は、本発明のサイドローブの利得を低減するためのアンテナを示す模式図である。図１に示すように、本発明は、サイドローブの利得を低減するためのアンテナであって、基板１０と、複数の直列アンテナユニット２０と、電力分配器３０とを有するアンテナである。

基板１０において、Ｚ軸方向における２つの表面をそれぞれ第１表面１１及び第２表面（図示せず）とする。基板１０において、Ｙ軸方向における２つの側面をそれぞれ第１側面１３及び第２側面１４とする。基板１０において、Ｘ軸方向における２つの側面をそれぞれ第３側面１５及び第４側面１６とする。より明確に言うと、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナをセンサ（図示せず）に設けた場合、基板１０の第１表面１１及び第２表面がそれぞれセンサの表面及び裏面に向かって、基板１０の第１側面１３及び第２側面１４がそれぞれセンサの底端及び頂端に向かって、基板１０の第３側面１５及び第４側面１６がそれぞれセンサの左側及び右側に向かう。基板１０は、テフロン（登録商標）からなる複合材料であるが、それに限定されない。アンテナの基板１０として適切な材質は、いずれも本発明に適用できる。

前記直列アンテナユニット２０は、基板１０の第１表面１１に間隔をあけて設けられる。電力分配器３０は、基板１０の第１表面１１に設けられる。

図２を参照しながら説明する。図２は、本発明における直列アンテナユニット２０を示す模式図である。図２に示すように、各直列アンテナユニット２０は、第１給電線２１と複数の放射素子２２とを有する。前記放射素子２２は、第１給電線２１に間隔をあけて設けられ、矩形（即ち、パッチ状）に形成され、その幅が第１給電線２１の中央から第１給電線２１の両端に向かって漸減される。

図３を参照しながら説明する。図３は、本発明における電力分配器３０を示す模式図である。図３に示すように、電力分配器３０は、給電ポート３１と、第２給電線３２と、複数の伝送線路３３とを有する。第２給電線３２の中央は、給電ポート３１に接続される。前記伝送線路３３は、それぞれ第２給電線３２に接続され、互いに間隔をあけて設けられ、その出力が第２給電線３２の中央から第２給電線３２の両端に向かって漸減される。図１に示すように、前記伝送線路３３は、それぞれ前記第１給電線２１に接続される。

図２に示すように、好ましい実施例において、前記放射素子２２は、第１給電線２１の中央から第１給電線２１の両端に向かって２つの放射アセンブリ２０１、２０２が形成される。各放射アセンブリ２０１、２０２は、６つの放射素子２２を有する。各放射アセンブリ２０１、２０２の６つの放射素子２２の幅は、第１給電線２１の中央から第１給電線２１の一端に向かって漸減される。具体的には、各放射アセンブリ２０１、２０２の６つの放射素子２２は、第１給電線２１の中央から第１給電線２１の一端に向かって順に第１放射素子２２１、第２放射素子２２２、第３放射素子２２３、第４放射素子２２４、第５放射素子２２５、及び第６放射素子２２６とする。ドルフ・チェビシェフアレー出力の比（Ｄｏｌｐｈ－Ｔｓｃｈｅｂｙｓｃｈｅｆｆａｒｒａｙｐｏｗｅｒｒａｔｉｏ）に基づいて、各放射アセンブリ２０１、２０２の第１放射素子２２１、第２放射素子２２２、第３放射素子２２３、第４放射素子２２４、第５放射素子２２５、及び第６放射素子２２６の幅の比は、１．４５：１．３７：１．２３：１．０３：０．８：１．０３である。上記幅の比を参照しながら各放射アセンブリ２０１、２０２の第２放射素子２２２の幅を増加し、各放射アセンブリ２０１、２０２の第６放射素子２２６の幅を減少した後、微調整を行うことで、各放射アセンブリ２０１、２０２の第１放射素子２２１、第２放射素子２２２、第３放射素子２２３、第４放射素子２２４、第５放射素子２２５、及び第６放射素子２２６の最適な幅の比は、１．４５：１．４：１．２３：１．０３：０．８：０．７である。しかしながら、使用されるアルゴリズムがドルフ・チェビシェフアレー出力の比に限定されず、サイドローブを少なくとも１５ｄＢ以上を減少できる最適な幅の比のアルゴリズムは、いずれも本発明に適用できる。

図２に示すように、好ましい実施例において、前記第１放射素子２２１の幅Ｗ１が等しく、前記第２放射素子２２２の幅Ｗ２が等しく、前記第３放射素子２２３の幅Ｗ３が等しく、前記第４放射素子２２４の幅Ｗ４が等しく、前記第５放射素子２２５の幅Ｗ５が等しく、前記第６放射素子２２６の幅Ｗ６が等しく、各直列アンテナユニット２０のすべての放射素子２２の長さＬが等しい。言い換えると、各直列アンテナユニット２０の前記放射素子２２は、幅の比に基づいて各直列アンテナユニット２０の第１給電線２１に対称的に分布される。

一般的には、前記放射素子２２の幅の単位がｍｍであるため、好ましい実施例において、前記第１放射素子２２１の最適な幅Ｗ１が実質上１．４５ｍｍであり、前記第２放射素子２２２の最適な幅Ｗ２が実質上１．４ｍｍであり、前記第３放射素子２２３の最適な幅Ｗ３が実質上１．２３ｍｍであり、前記第４放射素子２２４の最適な幅Ｗ４が実質上１．０３ｍｍであり、前記第５放射素子２２５の最適な幅Ｗ５が実質上０．８ｍｍであり、前記第６放射素子２２６の最適な幅Ｗ６が実質上０．７ｍｍである。

図３に示すように、好ましい実施例において、前記伝送線路３３は、第２給電線３２の中央から第２給電線３２の両端に向かって２つの出力アセンブリ３０１、３０２が形成される。各出力アセンブリ３０１、３０２は、４本の伝送線路３３を有する。言い換えると、図１に示すように、電力分配器３０は、８本の伝送線路３３を有する。本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナは、８つの直列アンテナユニット２０を有する。８本の伝送線路３３は、それぞれ８本の第１給電線２１に接続される。各出力アセンブリ３０１、３０２の４本の伝送線路３３の出力は、第２給電線３２の中央から第２給電線３２の一端に向かって漸減される。具体的には、各出力アセンブリ３０１、３０２の４本の伝送線路３３は、第２給電線３２の中央から第２給電線３２の一端に向かって順に第１伝送線路３３１、第２伝送線路３３２、第３伝送線路３３３、及び第４伝送線路３３４とする。ドルフ・チェビシェフアレー出力の比（Ｄｏｌｐｈ－Ｔｓｃｈｅｂｙｓｃｈｅｆｆａｒｒａｙｐｏｗｅｒｒａｔｉｏ）に基づいて、各出力アセンブリ３０１、３０２の第１伝送線路３３１、第２伝送線路３３２、第３伝送線路３３３、及び第４伝送線路３３４の出力の比は、１：０．７７：０．４４：０．３４である。上記出力の比を参照しながら各出力アセンブリ３０１、３０２の第２伝送線路３３２、第３伝送線路３３３、及び第４伝送線路３３４の出力を減少した後、微調整を行うことで、各出力アセンブリ３０１、３０２の第１伝送線路３３１、第２伝送線路３３２、第３伝送線路３３３、及び第４伝送線路３３４の最適な出力の比は、１：０．７５：０．３９：０．２４である。しかしながら、使用されるアルゴリズムがドルフ・チェビシェフアレー出力の比に限定されず、サイドローブを少なくとも１５ｄＢ以上を減少できる最適な出力の比のアルゴリズムは、いずれも本発明に適用できる。

図３～６を参照しながら説明する。図３は、本発明における電力分配器３０を示す模式図である。図４は、本発明における電力分配器３０の第２給電線３２の第１抵抗分配変換器３２１１が第１伝送線路３３１に接続される箇所を示す模式図である。図５は、本発明における電力分配器３０の第２給電線３２の第２抵抗分配変換器３２１２が第２伝送線路３３２に接続される箇所を示す模式図である。図６は、本発明における電力分配器３０の第２給電線３２の第３抵抗分配変換器３２１３が第３伝送線路３３３に接続される箇所を示す模式図である。図３～６に示すように、好ましい実施例において、第２給電線３２は、複数の抵抗分配変換器３２１を有する。前記抵抗分配変換器３２１は、それぞれ前記伝送線路３３に接続される。前記抵抗分配変換器３２１及びそれに接続される伝送線路３３の線幅比を調整することで、前記伝送線路３３の出力が前記第２給電線３２の中央から前記第２給電線３２の両端に向かって漸減される。

より詳しく言うと、図３～６に示すように、第２給電線３２は、６つの抵抗分配変換器３２１に分けられる。前記第１伝送線路３３１に接続される２つの抵抗分配変換器３２１を２つの第１抵抗分配変換器３２１１とし、前記第２伝送線路３３２に接続される２つの抵抗分配変換器３２１を２つの第２抵抗分配変換器３２１２とし、前記第３伝送線路３３３に接続される２つの抵抗分配変換器３２１を２つの第３抵抗分配変換器３２１３とする。

各第１抵抗分配変換器３２１１の線幅Ｄ１及び各第１伝送線路３３１の線幅Ｄ２の線幅比を調整することで、第１伝送線路３３１、第２伝送線路３３２、第３伝送線路３３３、及び第４伝送線路３３４の出力を調整できる。各第２抵抗分配変換器３２１２の線幅Ｄ３及び各第１伝送線路３３１の線幅Ｄ４の線幅比を調整することで、第２伝送線路３３２、第３伝送線路３３３、及び第４伝送線路３３４の出力を調整できる。各第３抵抗分配変換器３２１３の線幅Ｄ５及び各第１伝送線路３３１の線幅Ｄ６の線幅比を調整することで、第３伝送線路３３３及び第４伝送線路３３４の出力を調整できる。Ｓパラメータ（Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）によって電力分配器３０を評価すると、
Ｓ２１＝１０＊ｌｏｇ（ｐ２／ｐ１）、
Ｓ３１＝１０＊ｌｏｇ（ｐ３／ｐ１）、
Ｓ４１＝１０＊ｌｏｇ（ｐ４／ｐ１）、
Ｓ５１＝１０＊ｌｏｇ（ｐ５／ｐ１）となる。
ｐ１が入力ポート３１の入力を示し、ｐ２が第１伝送線路３３１の出力を示し、ｐ３が第２伝送線路３３２の出力を示し、ｐ４が第３伝送線路３３３の出力を示し、ｐ５が第４伝送線路３３４の出力を示す。ｐ１＝１とすると、
ｐ２＝１０＾（Ｓ２１／１０）＝０．１５９、
ｐ３＝１０＾（Ｓ３１／１０）＝０．１２０、
ｐ４＝１０＾（Ｓ４１／１０）＝０．０６２、
ｐ５＝１０＾（Ｓ５１／１０）＝０．０３９となる。
そのため、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１、Ｓ５１に基づいて、ｐ２：ｐ３：ｐ４：ｐ５＝１：０．７５：０．３９：０．２４との結果を得る。以下、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナをセンサに設置する場合を説明する。

まず、電流が給電ポート３１を通って第２給電線３２に流れる。そして、第２給電線３２を通った電流は、流れ経路の長さに基づいて、前記抵抗分配変換器３２１及びそれに接続される伝送線路３３の線幅比を調整することで、異なる出力で前記伝送線路３３に分配される。前記流れ経路の長さは、電流が給電ポート３１から第２給電線３２の前記抵抗分配変換器３２１を通って前記伝送線路３３までの長さである。前記線幅比は、前記抵抗分配変換器３２１の線幅及び前記伝送線路３３の線幅の線幅比である。そして、前記伝送線路３３を通った電流が前記第１給電線２１に出力される。その後、前記第１給電線２１を通った電流は、前記放射素子２２の幅の比に基づいて、前記放射素子２２に分配される。最後に、前記放射素子２２は、異なる幅の比に基づいて、異なる共振電流を生じ、異なる強さを有する放射エネルギーを生じる。

本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナを設置されるセンサは、電磁波を利用して目標との距離及び速度を測定できる。前記センサは、車載レーダーであってもよい。そのため、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナは、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）の原理によって目標との距離及び速度を検出できる。

以下、図面を参照しながら本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナと従来のアンテナの放射パターンとの比較結果を説明する。

図７を参照しながら説明する。図７は、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナと従来のアンテナのＹＺ平面との放射パターンの比較図である。Ｘ軸は、方向角の角度であり、単位が「度」である。Ｙ軸は利得であり、単位が「ｄＢｉ」である。最大利得は、方位角０度に現れる。方向角０度を通った波形がメインローブであり、メインローブに隣接する２つの波形がサイドローブである。そのうち、１つのサイドローブが負の方向角に位置し、もう１つのサイドローブが正の方向角に位置する。

図７に示すように、従来のアンテナのＹＺ平面の放射パターンにおけるメインローブの利得は約２５．４１ｄＢｉであるが、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナのＹＺ平面の放射パターンにおけるメインローブの利得は約２４．１７ｄＢｉである。従来のアンテナのＹＺ平面の放射パターンにおけるメインローブの利得と比べて、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナのＹＺ平面の放射パターンにおけるメインローブの利得は、約１．２４ｄＢｉ低減される。

図７に示すように、従来のアンテナのＹＺ平面の放射パターンにおける負の方向角のサイドローブの利得は約１３．１１ｄＢｉであるが、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナのＹＺ平面の放射パターンにおける負の方向角のサイドローブの利得は約３．１８ｄＢｉである。従来のアンテナのＹＺ平面の放射パターンにおける負の方向角のサイドローブの利得と比べて、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナのＹＺ平面の放射パターンにおける負の方向角のサイドローブの利得は、約９．９３ｄＢｉ低減される。

図７に示すように、従来のアンテナのＹＺ平面の放射パターンにおける正の方向角のサイドローブの利得は約１１．９８ｄＢｉであるが、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナのＹＺ平面の放射パターンにおける正の方向角のサイドローブの利得は約２．３８ｄＢｉである。従来のアンテナのＹＺ平面の放射パターンにおける正の方向角のサイドローブの利得と比べて、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナのＹＺ平面の放射パターンにおける正の方向角のサイドローブの利得は、約９．６ｄＢｉ低減される。

図７の比較結果から分かるように、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナ及び従来のアンテナは、ＹＺ平面におけるメインローブの最大放射方向の周りの領域の範囲がほとんど同じである。しかしながら、従来のアンテナと比べて、本発明のサイドローブの利得を低減するアンテナは、ＹＺ平面（即ち、垂直面）におけるサイドローブの利得を低減できる。その原因としては、前記放射素子２２の幅が第１給電線２１の中央から第１給電線２１の両端に向かって漸減されることにある。前記放射素子２２の幅が広いほど放射エネルギーが強くなり、前記放射素子２２の幅が狭いほど放射エネルギーが弱くなるため、前記直列アンテナユニット２０による電磁波が中央から両端に漸減される。よって、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナは、ＹＺ平面（即ち、垂直面）におけるサイドローブの利得を低減できる。

図８を参照しながら説明する。図８は、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナと従来のアンテナのＸＺ平面との放射パターンの比較図である。Ｘ軸は、方向角の角度であり、単位が「度」である。Ｙ軸は利得であり、単位が「ｄＢｉ」である。最大利得は、方位角０度に現れる。方向角００度を通った波形がメインローブであり、メインローブに隣接する２つの波形がサイドローブである。そのうち、１つのサイドローブが負の方向角に位置し、もう１つのサイドローブが正の方向角に位置する。

図８に示すように、従来のアンテナのＸＺ平面の放射パターンにおけるメインローブの利得は約２５．４１ｄＢｉであるが、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナのＸＺ平面の放射パターンにおけるメインローブの利得は約２４．１７ｄＢｉである。従来のアンテナのＸＺ平面の放射パターンにおけるメインローブの利得と比べて、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナのＸＺ平面の放射パターンにおけるメインローブの利得は、約１．２４ｄＢｉ低減される。

図８に示すように、従来のアンテナのＸＺ平面の放射パターンにおける負の方向角のサイドローブの利得は約１２．１３ｄＢｉであるが、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナのＸＺ平面の放射パターンにおける負の方向角のサイドローブの利得は約４．２５ｄＢｉである。従来のアンテナのＸＺ平面の放射パターンにおける負の方向角のサイドローブの利得と比べて、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナのＸＺ平面の放射パターンにおける負の方向角のサイドローブの利得は、約７．８８ｄＢｉ低減される。

図８に示すように、従来のアンテナのＸＺ平面の放射パターンにおける正の方向角のサイドローブの利得は約１２．１５ｄＢｉであるが、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナのＸＺ平面の放射パターンにおける正の方向角のサイドローブの利得は約４．１９ｄＢｉである。従来のアンテナのＸＺ平面の放射パターンにおける正の方向角のサイドローブの利得と比べて、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナのＸＺ平面の放射パターンにおける正の方向角のサイドローブの利得は、約７．９６ｄＢｉ低減される。

図８の比較から分かるように、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナ及び従来のアンテナは、ＸＺ平面におけるメインローブの最大放射方向の周りの領域の範囲がほとんど同じである。しかしながら、従来のアンテナと比べて、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナは、ＸＺ平面（即ち、方位角の平面）におけるサイドローブの利得を低減できる。その原因としては、前記伝送線路３３の出力が第２給電線３２の中央から第２給電線３２の両端に向かって漸減されることにある。電流の流れ経路が短いほど第２給電線３２の前記抵抗分配変換器３２１と前記伝送線路３３との線幅比が大きくなり、前記伝送線路３３への出力が大きくなる。電流の流れ経路が長いほど第２給電線３２の前記抵抗分配変換器３２１と前記伝送線路３３との線幅比が小さくなり、前記伝送線路３３への出力が小さくなる。そのため、電力分配器３０の出力が中央からその両端に漸減されるように分配される。よって、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナは、ＸＺ平面（即ち、方位角の平面）におけるサイドローブの利得を低減できる。

上記をまとめると、本発明におけるサイドローブの利得を低減するためのアンテナは、ＹＺ平面（即ち、垂直面）におけるサイドローブの利得、及びＸＺ平面（即ち、方位角の平面）におけるサイドローブの利得を共に低減し、目標を検出する分解能を向上できる。

なお、電力分配器３０は、１つの給電ポート３１だけで複数の直列アンテナユニット２０を統合できるため、構造が簡単で製造コストが低い。

本発明は、上記好ましい実施例に限定されない。本発明の精神に基づいてなされた変更、改良は、いずれも本発明に含まれる。

１０基板
１１第１表面
１３第１側面
１４第２側面
１５第３側面
１６第４側面
２０直列アンテナユニット
２０１、２０２放射アセンブリ
２１第１給電線
２２放射素子
２２１第１放射素子
２２２第２放射素子
２２３第３放射素子
２２４第４放射素子
２２５第５放射素子
２２６第６放射素子
３０電力分配器
３０１、３０２出力アセンブリ
３１給電ポート
３２第２給電線
３２１抵抗分配変換器
３２１１第１抵抗分配変換器
３２１２第２抵抗分配変換器
３２１３第３抵抗分配変換器
３３伝送線路
３３１第１伝送線路
３３２第２伝送線路
３３３第３伝送線路
３３４第４伝送線路
Ｄ１～Ｄ６線幅
Ｗ１～Ｗ６幅

Claims

サイドローブの利得を低減するためのアンテナであって、
基板と、複数の直列アンテナユニットと、電力分配器とを有し、
前記複数の直列アンテナユニットは、前記基板に間隔をあけて設けられ、それぞれ第１給電線と複数の放射素子とを有し、
前記放射素子は、前記第１給電線に間隔をあけて設けられ、それぞれ矩形に形成され、その幅が前記第１給電線の中央から前記第１給電線の両端に向かって漸減され、
前記電力分配器は、前記基板に設けられ、給電ポートと、第２給電線と、複数の伝送線路とを有し、
前記第２給電線の中央は、前記給電ポートに接続され、
前記伝送線路は、それぞれ前記第２給電線に接続され、互いに間隔をあけて設けられ、
前記第２給電線は、複数の抵抗分配変換器を有し、
前記抵抗分配変換器は、それぞれ前記伝送線路に接続され、
前記抵抗分配変換器及びそれに接続される伝送線路の線幅比を調整することで、前記伝送線路の出力が前記第２給電線の中央から前記第２給電線の両端に向かって漸減され、前記伝送線路は、それぞれ前記第１給電線に接続されることを特徴とする、
アンテナ。
前記放射素子は、前記第１給電線の中央から前記第１給電線の両端に向かって２つの放射アセンブリが形成され、
各放射アセンブリは、少なくとも６つの放射素子を有し、
各放射アセンブリの前記少なくとも６つの放射素子の幅は、前記第１給電線の中央から前記第１給電線の一端に向かって漸減されることを特徴とする、
請求項１に記載のアンテナ。
各放射アセンブリの前記少なくとも６つの放射素子は、前記第１給電線の中央から前記第１給電線の一端に向かって順に第１放射素子、第２放射素子、第３放射素子、第４放射素子、第５放射素子、及び第６放射素子とし、
各放射アセンブリの前記第１放射素子、前記第２放射素子、前記第３放射素子、前記第４放射素子、前記第５放射素子、及び前記第６放射素子の幅の比は、１．４５：１．４：１．２３：１．０３：０．８：０．７であることを特徴とする、
請求項２に記載のアンテナ。
各放射アセンブリの前記少なくとも６つの放射素子は、前記第１給電線の中央から前記第１給電線の一端に向かって順に第１放射素子、第２放射素子、第３放射素子、第４放射素子、第５放射素子、及び第６放射素子とし、
前記第１放射素子の幅が等しく、前記第２放射素子の幅が等しく、前記第３放射素子の幅が等しく、前記第４放射素子の幅が等しく、前記第５放射素子の幅が等しく、前記第６放射素子の幅が等しく、各前記直列アンテナユニットのすべての放射素子の長さが等しいことを特徴とする、
請求項２に記載のアンテナ。
前記伝送線路は、前記第２給電線の中央から前記第２給電線の両端に向かって２つの出力アセンブリが形成され、
各出力アセンブリは、少なくとも４本の伝送線路を有し、
各出力アセンブリの少なくとも４本の伝送線路の出力は、前記第２給電線の中央から前記第２給電線の一端に向かって漸減されることを特徴とする、
請求項１に記載のアンテナ。
各出力アセンブリの前記少なくとも４本の伝送線路は、前記第２給電線の中央から前記第２給電線の一端に向かって順に第１伝送線路、第２伝送線路、第３伝送線路、及び第４伝送線路とし、
各出力アセンブリの前記第１伝送線路、前記第２伝送線路、前記第３伝送線路、及び前記第４伝送線路の出力の比は、１：０．７５：０．３９：０．２４であることを特徴とする、
請求項５に記載のアンテナ。
サイドローブの利得を低減するためのアンテナであって、
基板と、複数の直列アンテナユニットと、電力分配器とを有し、
前記複数の直列アンテナユニットは、前記基板に間隔をあけて設けられ、それぞれ第１給電線と複数の放射素子とを有し、
前記放射素子は、前記第１給電線に間隔をあけて設けられ、それぞれ矩形に形成され、前記第１給電線の中央から前記第１給電線の両端に向かって２つの放射アセンブリが形成され、
各放射アセンブリは、少なくとも６つの放射素子を有し、
各放射アセンブリの前記少なくとも６つの放射素子は、前記第１給電線の中央から前記第１給電線の一端に向かって順に第１放射素子、第２放射素子、第３放射素子、第４放射素子、第５放射素子、及び第６放射素子とし、
各放射アセンブリの前記第１放射素子、前記第２放射素子、前記第３放射素子、前記第４放射素子、前記第５放射素子、及び前記第６放射素子の幅の比は、１．４５：１．４：１．２３：１．０３：０．８：０．７であり、
前記電力分配器は、前記基板に設けられ、給電ポートと、第２給電線と、複数の伝送線路とを有し、
前記第２給電線の中央は、前記給電ポートに接続され、
前記伝送線路は、それぞれ前記第２給電線に接続され、互いに間隔をあけて設けられ、前記第２給電線の中央から前記第２給電線の両端に向かって２つの出力アセンブリが形成され、
各出力アセンブリは、少なくとも４本の伝送線路を有し、
各出力アセンブリの前記少なくとも４本の伝送線路は、前記第２給電線の中央から前記第２給電線の一端に向かって順に第１伝送線路、第２伝送線路、第３伝送線路、及び第４伝送線路とし、
前記第２給電線は、複数の抵抗分配変換器に分けられ、
前記抵抗分配変換器は、それぞれ前記伝送線路に接続され、
前記抵抗分配変換器及びそれに接続される伝送線路の線幅比を調整することで、
各出力アセンブリの前記第１伝送線路、前記第２伝送線路、前記第３伝送線路、及び前記第４伝送線路の出力の比は、１：０．７５：０．３９：０．２４であり、
前記伝送線路は、それぞれ前記第１給電線に接続されることを特徴とする、
アンテナ。
前記第１放射素子の幅が等しく、前記第２放射素子の幅が等しく、前記第３放射素子の幅が等しく、前記第４放射素子の幅が等しく、前記第５放射素子の幅が等しく、前記第６放射素子の幅が等しく、各前記直列アンテナユニットのすべての放射素子の長さが等しいことを特徴とする、
請求項７に記載のアンテナ。