JP7444657B2 - antenna device - Google Patents

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Description

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

従来において、パッチアンテナが動作すると、グランドに表面電流が流れ、その表面電流が基板端まで伝搬して基板端からの放射が生じ、これによってパッチアンテナの指向性が乱れるという問題点があった。 Conventionally, when a patch antenna operates, a surface current flows through the ground, and the surface current propagates to the edge of the substrate, causing radiation from the edge of the substrate, which causes a problem in that the directivity of the patch antenna is disturbed.

そこで、特許文献1および特許文献2に開示された技術では、(1)無給電素子で受けた放射エネルギの偏波方向を変化させて再放射したり、(2)抵抗回路または損失性伝送線路によって放射エネルギを熱に変換したりすることで、指向性の乱れを緩和している。 Therefore, the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 involve (1) changing the polarization direction of the radiant energy received by the parasitic element and re-radiating it, and (2) using a resistive circuit or a lossy transmission line. By converting radiant energy into heat, disturbances in directivity are alleviated.

特開2014-168222号公報JP2014-168222A 特開2007-158707号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-158707

ところで、前述した(1)の解決方法では、水平偏波で受けた電力を垂直偏波で放射するアンテナが、垂直偏波の電力を受けてしまうという問題点がある。 By the way, the above-mentioned solution (1) has a problem in that the antenna that radiates the power received in the horizontally polarized wave in the vertically polarized wave receives the power in the vertically polarized wave.

また、(2)の解決方法では、電気エネルギを熱エネルギに変換するための部品や伝送線路が増加してしまうという問題点がある。 Furthermore, the solution (2) has the problem that the number of components and transmission lines for converting electrical energy into thermal energy increases.

本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、パッチアンテナの指向性特性の乱れを簡易に抑制することを可能とするアンテナ装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an antenna device that makes it possible to easily suppress disturbances in the directional characteristics of a patch antenna.

上記課題を解決するために、本発明は、アンテナ装置において、誘電体基板上に配置された少なくとも1の放射素子と、前記放射素子の主偏波方向における前記誘電体基板の端部と、前記放射素子との間に配置された複数の無給電素子と、を有し、複数の前記無給電素子は、前記主偏波方向において互いに異なる位置に配置され、励振によって生じる電力を合成するように電気的に接続された無給電素子ユニットを構成する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、パッチアンテナの指向性特性の乱れを簡易に抑制することが可能になる。
In order to solve the above problems, the present invention provides an antenna device including at least one radiating element disposed on a dielectric substrate, an end portion of the dielectric substrate in the main polarization direction of the radiating element, and a a plurality of parasitic elements disposed between the radiating element, and the plurality of parasitic elements are disposed at mutually different positions in the main polarization direction so as to combine power generated by excitation. It is characterized in that it constitutes an electrically connected parasitic element unit.
According to such a configuration, it becomes possible to easily suppress disturbances in the directivity characteristics of the patch antenna.

また、本発明は、前記無給電素子ユニットは、前記放射素子から前記端部に向けて伝送される電力および前記端部から前記放射素子に向けて伝送される電力の少なくとも一方を減衰するように構成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、指向性特性の乱れを簡易に抑制することができる。
Further, in the present invention, the parasitic element unit is configured to attenuate at least one of the power transmitted from the radiating element toward the end and the power transmitted from the end toward the radiating element. It is characterized by being configured.
According to such a configuration, disturbances in the directional characteristics can be easily suppressed.

また、本発明は、前記無給電素子ユニットは、前記放射素子から前記端部に向けて伝送される電力および前記端部から前記放射素子に向けて伝送される電力の少なくとも一方の位相を変化させることで、前記放射素子の指向性特性が所定の特性になるようにすることを特徴とする。
このような構成によれば、指向性特性を所望の特性に設定することができる。
Further, in the present invention, the parasitic element unit changes the phase of at least one of the power transmitted from the radiating element toward the end and the power transmitted from the end toward the radiating element. This is characterized in that the directivity characteristics of the radiation element are made to have predetermined characteristics.
According to such a configuration, the directivity characteristics can be set to desired characteristics.

また、本発明は、前記放射素子としてのパッチ素子が第1方向に複数並置され、前記無給電素子ユニットは、前記第1方向に略直交する第2方向に複数のパッチ素子が並置されるとともに電気的に接続されて構成され、当該無給電素子ユニットが前記第1方向に複数並置されている、ことを特徴とする。
このような構成によれば、指向性特性の乱れを確実に抑制することができる。
Further, in the present invention, a plurality of patch elements as the radiating elements are arranged in parallel in a first direction, and the parasitic element unit has a plurality of patch elements arranged in parallel in a second direction substantially orthogonal to the first direction. The parasitic element unit is configured to be electrically connected, and a plurality of the parasitic element units are arranged in parallel in the first direction.
According to such a configuration, disturbances in the directional characteristics can be reliably suppressed.

また、本発明は、前記放射素子としてのパッチ素子が、前記主偏波方向とは異なる第1方向に複数並置され、前記無給電素子ユニットは、前記第1方向に複数並置され、互いに電気的に接続された前記複数の無給電素子を有する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、指向性特性の乱れを確実に抑制することができる。
Further, in the present invention, a plurality of patch elements as the radiating elements are arranged in parallel in a first direction different from the main polarization direction, and a plurality of the parasitic element units are arranged in parallel in the first direction, and the parasitic element units are electrically connected to each other. It is characterized by having the plurality of parasitic elements connected to.
According to such a configuration, disturbances in the directional characteristics can be reliably suppressed.

また、本発明は、前記第1方向は前記主偏波方向と略直交しており、前記放射素子として前記第1方向に並置されるパッチ素子群の前記第1方向における中心位置と、前記無給電素子ユニットの前記第1方向に並置される無給電素群の前記第1方向における中心位置と、が前記主偏波方向の同一直線上に位置することを特徴とする。
このような構成によれば、電力分布の中心が一致し、指向性特性の乱れをより抑制することができる。
Further, in the present invention, the first direction is substantially orthogonal to the main polarization direction, and the center position in the first direction of a patch element group arranged in parallel in the first direction as the radiating element; The center position of the parasitic element group in the first direction of the feeding element unit arranged in parallel in the first direction is located on the same straight line in the main polarization direction.
According to such a configuration, the centers of the power distributions coincide, and disturbances in the directivity characteristics can be further suppressed.

また、本発明は、前記無給電素子ユニットは、前記主偏波方向における前記放射素子と前記誘電体基板の端部の一方との間、および、前記主偏波方向における前記放射素子と前記誘電体基板の端部の他方との間に配置されていることを特徴とする。
このような構成によれば、指向性特性の乱れを効率良く、かつ、確実に抑制することができる。
Further, in the present invention, the parasitic element unit is arranged between the radiating element and one end of the dielectric substrate in the main polarization direction, and between the radiating element and the dielectric substrate in the main polarization direction. and the other end of the body substrate.
According to such a configuration, disturbances in the directional characteristics can be efficiently and reliably suppressed.

また、本発明は、前記無給電素子ユニットを構成する前記複数のパッチ素子は、前記誘電体基板に生じる定在波のピーク位置にそれぞれ対応した位置となるように配置されていることを特徴とする。
このような構成によれば、定在波に基づいて、指向性特性の乱れを効率良く、かつ、確実に抑制することができる。
Further, the present invention is characterized in that the plurality of patch elements constituting the parasitic element unit are arranged at positions corresponding to peak positions of standing waves generated on the dielectric substrate, respectively. do.
According to such a configuration, disturbances in the directional characteristics can be efficiently and reliably suppressed based on the standing waves.

また、本発明は、複数の前記無給電素子のうち、前記主偏波方向において前記放射素子から相対的に近い位置にある第1無給電素子の共振周波数が、前記主偏波方向において前記放射素子から相対的に離れた位置にある第2無給電素子の共振周波数よりも高いことを特徴とする。
このような構成によれば、正面以外の広角方向の利得を向上させることができる。
In addition, the present invention provides that the resonant frequency of a first parasitic element located relatively close to the radiation element in the main polarization direction among the plurality of parasitic elements is the radiation The resonant frequency is higher than the resonant frequency of the second parasitic element located relatively far from the element.
According to such a configuration, it is possible to improve the gain in wide-angle directions other than the front.

また、本発明は、前記第2無給電素子の共振周波数は、前記放射素子の共振周波数と一致するように構成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、アンテナ装置の大型化を回避しつつ、正面以外の広角方向の利得を向上させることができる。
Further, the present invention is characterized in that the resonant frequency of the second parasitic element is configured to match the resonant frequency of the radiating element.
According to such a configuration, it is possible to improve the gain in wide-angle directions other than the front, while avoiding increasing the size of the antenna device.

また、本発明は、前記第1無給電素子から放射される電力が、前記第2無給電素子から放射される電力よりも高いことを特徴とする。
このような構成によれば、広角方向の利得が高い指向性特性を実現できる。
Further, the present invention is characterized in that the power radiated from the first parasitic element is higher than the power radiated from the second parasitic element.
According to such a configuration, a directivity characteristic with high gain in the wide-angle direction can be realized.

また、本発明は、前記第1無給電素子の前記主偏波方向における幅が、前記第2無給電素子の前記主偏波方向における幅よりも狭いことを特徴とする。
このような構成によれば、素子の幅の調整により、広角方向の利得が高い指向性設計が容易に可能となる。
Further, the present invention is characterized in that a width of the first parasitic element in the main polarization direction is narrower than a width of the second parasitic element in the main polarization direction.
According to such a configuration, directivity design with high gain in the wide-angle direction can be easily achieved by adjusting the width of the element.

前記第1無給電素子と前記第2無給電素子の位相差が45度以上135度以下になるように、前記第1無給電素子と前記第2無給電素子を接続するマイクロストリップラインの長さが設定されることを特徴とする。
このような構成によれば、広角方向にも高い利得を有する指向性特性をマイクロストリップラインの長さの調整により、容易に設計することができる。
A length of a microstrip line connecting the first parasitic element and the second parasitic element such that the phase difference between the first parasitic element and the second parasitic element is 45 degrees or more and 135 degrees or less. is set.
According to such a configuration, a directional characteristic having a high gain even in a wide-angle direction can be easily designed by adjusting the length of the microstrip line.

本発明によれば、パッチアンテナの指向性特性の乱れを簡易に抑制することを可能とするアンテナ装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide an antenna device that makes it possible to easily suppress disturbances in the directivity characteristics of a patch antenna.

本発明の第1実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す図である。1 is a diagram showing a configuration example of an antenna device according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す無給電素子ユニットの詳細な構成例を示す図である。2 is a diagram showing a detailed configuration example of the parasitic element unit shown in FIG. 1. FIG. 第1実施形態の効果を確かめるためのシミュレーション対象を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a simulation target for confirming the effects of the first embodiment. 基板端の反射の有無による指向特性の変化を示すグラフである。7 is a graph showing changes in directional characteristics depending on the presence or absence of reflection at the edge of a substrate. 図3のシミュレーション結果を示すグラフである。4 is a graph showing the simulation results of FIG. 3. 本発明の第2実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す図である。It is a figure showing the example of composition of the antenna device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す図である。It is a figure showing the example of composition of the antenna device concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す図である。It is a figure showing the example of composition of the antenna device concerning a 4th embodiment of the present invention. 無給電素子ユニットの変形実施形態を示す図である。It is a figure which shows the modified embodiment of a parasitic element unit. 定在波と無給電素子ユニットとの位置関係を示す図である。It is a figure showing the positional relationship between a standing wave and a parasitic element unit. 本発明の第5実施形態に係るアンテナ装置を構成するアンテナ素子および無給電素子ユニットの配置関係を示す図であるFIG. 7 is a diagram showing the arrangement relationship of antenna elements and parasitic element units that constitute an antenna device according to a fifth embodiment of the present invention. 無給電素子ユニットのマイクロストリップラインを説明する図である。It is a figure explaining the microstrip line of a parasitic element unit. 位相差を180度としたときの図11のシミュレーション結果を示すグラフである。12 is a graph showing the simulation results of FIG. 11 when the phase difference is 180 degrees. 位相差を90度としたときの図11のシミュレーション結果を示すグラフである。12 is a graph showing the simulation results of FIG. 11 when the phase difference is 90 degrees. 電界差分と共振周波数の関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between electric field difference and resonance frequency. 電界差分とパッチ素子のY方向の長さの関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between the electric field difference and the length of the patch element in the Y direction.

次に、本発明の実施形態について説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described.

(A)第1実施形態の構成の説明
図1は、本発明の第1実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す図である。アンテナ装置は、例えば車載レーダに適用されるものである。図1に示す構成例では、アンテナ装置1は、誘電体基板10、送信アンテナ11-1~11-4、および、無給電素子ユニット群30-1~30-2を有している。
(A) Description of the configuration of the first embodiment FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an antenna device according to the first embodiment of the present invention. The antenna device is applied to, for example, a vehicle-mounted radar. In the configuration example shown in FIG. 1, the antenna device 1 includes a dielectric substrate 10, transmitting antennas 11-1 to 11-4, and parasitic element unit groups 30-1 to 30-2.

誘電体基板10は、例えば、紙エポキシ、フッ素樹脂、ガラス・コンポジット、または、ガラス・エポキシ等によって構成され、表面(図1に示される面)には送信アンテナ11-1~11-4、および、無給電素子ユニット群30-1~30-2が形成され、裏面(図1に示されていない面)には送信アンテナ11-1~11-4等の地板として機能する裏面導体板が形成されている。なお、図1では、図面の簡略化のために省略しているが、送信アンテナ11-1~11-4等が形成される表面にも、送信アンテナ11-1~11-4および無給電素子ユニット群30-1~30-2が形成される領域以外の領域に表面導体板が形成されている。 The dielectric substrate 10 is made of, for example, paper epoxy, fluororesin, glass composite, or glass epoxy, and has transmitting antennas 11-1 to 11-4 and , parasitic element unit groups 30-1 to 30-2 are formed, and a back conductor plate is formed on the back surface (the surface not shown in FIG. 1) that functions as a ground plate for transmitting antennas 11-1 to 11-4, etc. has been done. Although omitted in FIG. 1 to simplify the drawing, the transmitting antennas 11-1 to 11-4 and parasitic elements are also formed on the surface where the transmitting antennas 11-1 to 11-4, etc. are formed. A surface conductor plate is formed in an area other than the area where the unit groups 30-1 to 30-2 are formed.

送信アンテナ11-1~11-4は、それぞれが6つのパッチ素子(放射素子)がマイクロストリップラインによって接続されて構成される。また、各マイクロストリップラインの中心付近には黒丸で示す給電部が設けられている。より詳細には、送信アンテナ11-1は、図1のX方向に6つのパッチ素子が並置され、これらがマイクロストリップラインによって接続されて構成される。送信アンテナ11-2~11-4も同様である。なお、送信アンテナ11-1~11-4の構成は一例であって、図1に示す構成以外の構成であってもよいことは言うまでもない。 Each of the transmitting antennas 11-1 to 11-4 is composed of six patch elements (radiating elements) connected by a microstrip line. Further, a power feeding section indicated by a black circle is provided near the center of each microstrip line. More specifically, the transmitting antenna 11-1 is configured by six patch elements arranged in parallel in the X direction of FIG. 1 and connected by a microstrip line. The same applies to transmitting antennas 11-2 to 11-4. Note that the configuration of the transmitting antennas 11-1 to 11-4 is merely an example, and it goes without saying that configurations other than those shown in FIG. 1 may be used.

無給電素子ユニット群30-1は、図1のX方向に6つの無給電素子ユニットが並置されて構成される。ここで、無給電素子ユニットは、図2に拡大して示すように、2つのパッチ素子(無給電素子)31,32がマイクロストリップライン33によって接続されて構成される。なお、図2に示すマイクロストリップライン33の長さLが、送信アンテナ11-1~11-4から伝送される信号の波長をλとするとき、L=λ/2+n×λ(n=0,1,2,3・・・)となるように設定されている。無給電素子ユニット群30-2を構成する各無給電素子ユニットも同様の構成とされる。 The parasitic element unit group 30-1 is composed of six parasitic element units arranged side by side in the X direction of FIG. Here, the parasitic element unit is configured by two patch elements (parasitic elements) 31 and 32 connected by a microstrip line 33, as shown in an enlarged view in FIG. Note that the length L of the microstrip line 33 shown in FIG. 2 is calculated as L=λ/2+n×λ(n=0, 1, 2, 3...). Each parasitic element unit constituting the parasitic element unit group 30-2 has a similar configuration.

(B)第1実施形態の動作の説明
つぎに、第1実施形態の動作について説明する。図3は、第1実施形態の動作を確認するためのシミュレーションの対象を示す図である。図3の例では、送信アンテナとして単一のパッチ素子111が誘電体基板10の略中央に配置されている。また、パッチ素子111と誘電体基板10の左側端部の間には無給電素子ユニット130-1が配置され、パッチ素子111と誘電体基板10の右側端部の間には無給電素子ユニット130-2が配置されている。なお、無給電素子ユニット130-1,130-2の構成は、図2と同様である。
(B) Description of operation of first embodiment Next, operation of the first embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram showing a simulation target for confirming the operation of the first embodiment. In the example of FIG. 3, a single patch element 111 as a transmitting antenna is arranged approximately at the center of the dielectric substrate 10. Furthermore, a parasitic element unit 130-1 is arranged between the patch element 111 and the left end of the dielectric substrate 10, and a parasitic element unit 130-1 is arranged between the patch element 111 and the right end of the dielectric substrate 10. -2 is placed. Note that the configurations of parasitic element units 130-1 and 130-2 are the same as in FIG. 2.

図4は、図3に示すパッチ素子111の指向性特性を示す図である。ここで、図4の横軸はパッチ素子111を中心とする角度(deg)を示し、縦軸はパッチ素子111の利得(dBi)を示す。図4において、実線は誘電体基板10の基板端からの影響を受けない場合の指向性特性を示し、破線は誘電体基板10の基板端からの影響を受ける場合の指向性特性を示している。なお、基板端からの影響を受ける例としては、例えば、図3において、無給電素子ユニット130-1,130-2が配置されていない場合がある。このような場合、パッチ素子111から基板表面を介して伝播され、基板端に達した後、パッチ素子111に向かって反射される電力、および、基板端から空間に放射される電波が発生する。送信アンテナから放射される電波がこれらと結合し、指向性特性に影響を与えることとなる。また、再放射の影響を受けない例としては、例えば、図3において誘電体基板10が非常に大きなサイズを有する場合がある。このようにサイズが大きい場合には、誘電体基板10の端部に電力が到達するまでに減衰してしまうため、反射、および、基板端からの放射が生じない。 FIG. 4 is a diagram showing the directivity characteristics of patch element 111 shown in FIG. 3. Here, the horizontal axis in FIG. 4 indicates the angle (deg) centered on the patch element 111, and the vertical axis indicates the gain (dBi) of the patch element 111. In FIG. 4, the solid line indicates the directivity characteristics when there is no influence from the edge of the dielectric substrate 10, and the broken line indicates the directivity characteristic when there is influence from the edge of the dielectric substrate 10. . Note that, as an example of being affected by the edge of the board, there is a case where parasitic element units 130-1 and 130-2 are not arranged in FIG. 3, for example. In such a case, electric power is generated that is propagated from the patch element 111 through the substrate surface, reaches the edge of the substrate, and is then reflected toward the patch element 111, and radio waves are radiated into space from the edge of the substrate. Radio waves radiated from the transmitting antenna combine with these and affect the directivity characteristics. Furthermore, as an example of not being affected by re-radiation, there is a case where the dielectric substrate 10 in FIG. 3 has a very large size. In the case of such a large size, the electric power is attenuated before reaching the edge of the dielectric substrate 10, so that reflection and radiation from the edge of the substrate do not occur.

図4に示すように、基板端からの影響を受ける場合と、受けない場合とを比較すると、指向性特性が異なっている。すなわち、誘電体基板10の基板端からの反射が、アンテナの指向性特性に影響を与えることが分かる。 As shown in FIG. 4, the directivity characteristics are different when the case where the substrate is influenced by the edge of the substrate is compared with the case where it is not influenced by the edge of the substrate. That is, it can be seen that the reflection from the edge of the dielectric substrate 10 affects the directivity characteristics of the antenna.

図5は、図3の無給電素子ユニット130-1,130-2の動作を説明するための図である。図5の実線は誘電体基板10の基板端からの再放射の影響を受けた場合(無給電素子ユニット130-1,130-2を配置しない場合)の指向性特性を示し、破線は無給電素子ユニット130-1,130-2による位相調整によって基板端からの反射を低減した場合の指向性特性を示している。このように、無給電素子ユニット130-1,130-2を配置した場合には、図4に示す、基板端からの影響がない場合の特性(理想的な特性)に近くなる。 FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of parasitic element units 130-1 and 130-2 in FIG. 3. The solid line in FIG. 5 shows the directivity characteristics when affected by re-radiation from the edge of the dielectric substrate 10 (when the parasitic element units 130-1 and 130-2 are not arranged), and the broken line shows the parasitic It shows the directivity characteristics when reflection from the substrate edge is reduced by phase adjustment by the element units 130-1 and 130-2. When the parasitic element units 130-1 and 130-2 are arranged in this manner, the characteristics are close to those shown in FIG. 4 when there is no influence from the edge of the substrate (ideal characteristics).

なお、図5において、一点鎖線は図3に示すLの設定により、指向性特性の±30degにピークを有するように調整した場合を示し、二点鎖線は図3に示すLの設定により、指向性特性の0degにピークを有するように調整した場合を示している。このように、本実施形態では、無給電素子ユニット130-1,130-2の設定によっては、指向性特性を所望の特性に調整することも可能である。 In FIG. 5, the dashed-dotted line shows the case where the directivity characteristic is adjusted to have a peak at ±30deg by the setting of L shown in FIG. This shows the case where the characteristics were adjusted to have a peak at 0 degrees. In this way, in this embodiment, the directivity characteristics can be adjusted to desired characteristics depending on the settings of the parasitic element units 130-1 and 130-2.

図3に戻る。図3において、パッチ素子111に信号が供給されると、主偏波方向であるY方向に対して電力が伝搬される。このとき、無給電素子ユニット130-1,130-2が配置されていない場合には、パッチ素子111から伝送される信号(進行波)は、その一部が誘電体基板10の左右の基板端で反射され、反射波としてパッチ素子111に向かって伝搬されるとともに、他の一部が基板端から空間に放射される。この様な基板端からの影響を受けた場合、図5に実線で示すように、基板端からの影響を受けない場合に比較して指向性特性が変化する。なお、本発明でいう主偏波方向は、放射素子から放射される電波の主な偏波の方向をいい、本実施形態ではY軸に略平行な方向となっている。 Return to Figure 3. In FIG. 3, when a signal is supplied to patch element 111, power is propagated in the Y direction, which is the main polarization direction. At this time, if the parasitic element units 130-1 and 130-2 are not arranged, a part of the signal (travelling wave) transmitted from the patch element 111 is at the left and right ends of the dielectric substrate 10. The reflected wave is propagated toward the patch element 111 as a reflected wave, and the other part is radiated into space from the edge of the substrate. When influenced by such an edge of the substrate, the directivity characteristics change compared to a case where there is no influence from the edge of the substrate, as shown by the solid line in FIG. Note that the main polarization direction in the present invention refers to the main polarization direction of radio waves radiated from the radiating element, and in this embodiment, it is a direction substantially parallel to the Y axis.

一方、無給電素子ユニット130-1,130-2が配置されている場合であって、無給電素子ユニット130-1,130-2が進行波(または反射波)を減衰するように設定されている場合には、図5に破線で示すような特性(図4に示す実線と同様の特性)となる。より詳細には、パッチ素子111から図の左側に向かって伝送される信号は、無給電素子ユニット130-1を構成する2つのパッチ素子を励振する。励振によって2つのパッチ素子に生じた信号は、マイクロストリップラインを介して合成するように設定されている。パッチ素子111から図の左側に向かって伝送される信号は、無給電素子ユニット130-1によって減衰され、また、反射波についても同様に無給電素子ユニット130-1によって減衰されることから、誘電体基板10の左側の基板端による反射、および、基板端からの放射の影響が少なくなる。 On the other hand, in the case where parasitic element units 130-1 and 130-2 are arranged, the parasitic element units 130-1 and 130-2 are set to attenuate traveling waves (or reflected waves). In this case, the characteristics shown by the broken line in FIG. 5 (characteristics similar to the solid line shown in FIG. 4) are obtained. More specifically, a signal transmitted from patch element 111 toward the left side of the figure excites two patch elements that constitute parasitic element unit 130-1. The signals generated in the two patch elements by excitation are set to be combined via the microstrip line. The signal transmitted from the patch element 111 toward the left side of the figure is attenuated by the parasitic element unit 130-1, and the reflected wave is also attenuated by the parasitic element unit 130-1, so the dielectric The effects of reflection from the left side edge of the body substrate 10 and radiation from the edge of the substrate are reduced.

同様に、パッチ素子111から図の右側に向かって伝送される信号は、無給電素子ユニット130-2によって減衰され、また、反射波についても同様に無給電素子ユニット130-2によって減衰されることから、誘電体基板10の右側の基板端による反射、および、基板端からの放射の影響が少なくなる。 Similarly, the signal transmitted from the patch element 111 toward the right side of the figure is attenuated by the parasitic element unit 130-2, and the reflected wave is also attenuated by the parasitic element unit 130-2. Therefore, the effects of reflection from the right side edge of the dielectric substrate 10 and radiation from the edge of the substrate are reduced.

また、励振によって2つのパッチ素子に生じた信号が、マイクロストリップラインを介して合成される際に、例えば、所定の位相を有するように設定することで、進行波および反射波による影響により、前述した図5に一点鎖線で示すように30degにピークを有するようにしたり、0degにピークを有するようにしたりすることができる。なお、位相だけでなく、振幅についても調整するようにしてもよい。例えば、無給電素子ユニットを構成する2つの無給電素子について、それぞれの無給電素子を配置する位置、および、それぞれの無給電素子を接続するマイクロストリップラインの幅または長さを変更するようにしてもよい。 In addition, when signals generated in two patch elements due to excitation are combined via a microstrip line, for example, by setting them to have a predetermined phase, it is possible to avoid the effects of traveling waves and reflected waves, as described above. It is possible to have a peak at 30 deg as shown by the dashed line in FIG. 5, or to have a peak at 0 deg. Note that not only the phase but also the amplitude may be adjusted. For example, for two parasitic elements that make up a parasitic element unit, the position where each parasitic element is arranged and the width or length of the microstrip line connecting each parasitic element are changed. Good too.

第1実施形態である図1においても、図3と同様の動作により、誘電体基板10の端部における反射が減少され、指向性特性が変化することが抑制される。すなわち、送信アンテナ11-1~11-4から図の左側に向かって伝送される信号は、無給電素子ユニット群30-1を構成する各無給電素子ユニットの2つのパッチ素子を励振する。励振によって2つのパッチ素子に生じた信号は、マイクロストリップラインを介して合成するように設定されている。送信アンテナ11-1~11-4から図の左側に向かって伝送される信号は、無給電素子ユニット群30-1によって減衰され、また、反射波についても同様に無給電素子ユニット群30-1によって減衰されることから、誘電体基板10の左側の基板端による反射、および、基板端からの放射の影響が少なくなる。 Also in FIG. 1, which is the first embodiment, by the same operation as in FIG. 3, reflections at the ends of the dielectric substrate 10 are reduced, and changes in the directivity characteristics are suppressed. That is, the signals transmitted from the transmitting antennas 11-1 to 11-4 toward the left side of the figure excite the two patch elements of each parasitic element unit constituting the parasitic element unit group 30-1. The signals generated in the two patch elements by excitation are set to be combined via the microstrip line. The signals transmitted from the transmitting antennas 11-1 to 11-4 toward the left side of the figure are attenuated by the parasitic element unit group 30-1, and the reflected waves are similarly attenuated by the parasitic element unit group 30-1. Therefore, the effects of reflection from the left side edge of the dielectric substrate 10 and radiation from the edge of the substrate are reduced.

同様に、送信アンテナ11-1~11-4から図の右側に向かって伝送される信号は、無給電素子ユニット群30-2によって減衰され、また、反射波についても同様に無給電素子ユニット群30-2によって減衰されることから、誘電体基板10の右側の基板端による反射、および、基板端からの放射の影響が少なくなる。 Similarly, the signals transmitted from the transmitting antennas 11-1 to 11-4 toward the right side of the figure are attenuated by the parasitic element unit group 30-2, and the reflected waves are similarly attenuated by the parasitic element unit group 30-2. 30-2, the effects of reflection from the right side edge of the dielectric substrate 10 and radiation from the edge of the substrate are reduced.

以上の動作により、誘電体基板10の基板端による反射、および、基板端からの放射を低減することで、送信アンテナ11-1~11-4の指向性特性が変化することを抑制できる。 Through the above-described operation, reflection by the substrate edge of the dielectric substrate 10 and radiation from the substrate edge are reduced, thereby suppressing changes in the directivity characteristics of the transmitting antennas 11-1 to 11-4.

以上に説明したように、本発明の第1実施形態では、送信アンテナ11-1~11-4と誘電体基板10の左側端部の間に無給電素子ユニット群30-1を配置し、送信アンテナ11-1~11-4と誘電体基板10の右側端部の間に無給電素子ユニット群30-2を配置した。そして、それぞれの無給電素子ユニットを構成するパッチ素子に、励振によって発生する信号が、マイクロストリップラインを介して合成されることにより、基板端まで伝播する信号を減衰し、基板端の反射、および、基板端からの放射の影響を低減することができる。 As explained above, in the first embodiment of the present invention, the parasitic element unit group 30-1 is arranged between the transmitting antennas 11-1 to 11-4 and the left end of the dielectric substrate 10, and the A parasitic element unit group 30-2 is arranged between the antennas 11-1 to 11-4 and the right end of the dielectric substrate 10. Then, the signals generated by excitation are combined with the patch elements that make up each parasitic element unit via the microstrip line, thereby attenuating the signal propagating to the edge of the substrate, causing reflections at the edge of the substrate, and , the influence of radiation from the edge of the substrate can be reduced.

また、パッチ素子に、励振によって発生する信号が、マイクロストリップラインを介して合成される際に、所定の位相特性となるように設定することで、図5に一点鎖線および二点鎖線で示すように、指向性特性を任意に調整することができる。 In addition, by setting the patch element so that the signal generated by excitation has a predetermined phase characteristic when it is synthesized via the microstrip line, it is possible to In addition, the directional characteristics can be adjusted arbitrarily.

さらに、第1本実施形態では、パッチ素子を用いて指向性特性を調整するようにした。パッチ素子は、誘電体基板10を生成する際に、エッチングによって形成されるので、例えば、従来技術のように、抵抗素子等を用いて熱エネルギに変換する場合に比較すると、抵抗素子のような余分な部品を用いずに構成することができる。 Furthermore, in the first embodiment, the directivity characteristics are adjusted using patch elements. Since the patch element is formed by etching when producing the dielectric substrate 10, for example, compared to the conventional technology in which heat energy is converted using a resistance element or the like, It can be configured without using any extra parts.

(C)第2実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第2実施形態について説明する。図6は、本発明の第2実施形態の構成例を示す図である。なお、図6において、図1と対応する部分には同一の符号を付してその説明は省略する。図6では、図1と比較すると、無給電素子ユニット群30-1が無給電素子ユニットの数が2つ少ない無給電素子ユニット群30-3に置換されるともに、無給電素子ユニット群30-2が無給電素子ユニットの数が2つ少ない無給電素子ユニット群30-4に置換されている。これら以外の構成は、図1と同様である。
(C) Description of configuration of second embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the second embodiment of the present invention. Note that in FIG. 6, parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted. In FIG. 6, compared to FIG. 1, the parasitic element unit group 30-1 is replaced with a parasitic element unit group 30-3, which has two fewer parasitic element units, and the parasitic element unit group 30- 2 is replaced with a parasitic element unit group 30-4 having two fewer parasitic element units. The configuration other than these is the same as in FIG. 1.

(D)第2実施形態の動作の説明
第2実施形態の動作は、基本的には図1に示す第1実施形態と同様である。しかしながら、第2実施形態では、送信アンテナ11-1~11-4のアレー中心に位置する給電点に近い上下2つずつ、X方向に並ぶ計4箇所のパッチ素子に対応する位置に無給電素子ユニットが上下に2つずつ、X方向に並ぶ計4箇所配置されている。送信アンテナ11-1~11-4から生じる進行波は、給電点に近いほど振幅が大きいので、振幅が大きい部分に対して無給電素子ユニットを配置することで、進行波および反射波を効率良く減衰するとともに、無給電素子ユニットの数を減少させることができる。
(D) Description of the operation of the second embodiment The operation of the second embodiment is basically the same as that of the first embodiment shown in FIG. However, in the second embodiment, parasitic elements are placed at positions corresponding to four patch elements arranged in the X direction, two at the top and two at the top and two near the feeding point located at the center of the array of transmitting antennas 11-1 to 11-4. A total of four units are arranged in the X direction, two each on the top and bottom. The amplitude of the traveling waves generated from the transmitting antennas 11-1 to 11-4 is larger as it approaches the feeding point, so by arranging the parasitic element unit for the portion where the amplitude is large, the traveling waves and reflected waves can be efficiently processed. Attenuation can be achieved and the number of parasitic element units can be reduced.

(E)第3実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第3実施形態について説明する。図7は、本発明の第3実施形態の構成例を示す図である。なお、図7において、図1と対応する部分には同一の符号を付してその説明は省略する。図7では、図1と比較すると、無給電素子ユニット群30-1が無給電素子ユニットの数が2つ多い無給電素子ユニット群30-5に置換されるともに、無給電素子ユニット群30-2が無給電素子ユニットの数が2つ多い無給電素子ユニット群30-6に置換されている。これら以外の構成は、図1と同様である。
(E) Description of configuration of third embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of the third embodiment of the present invention. Note that in FIG. 7, parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted. In FIG. 7, compared to FIG. 1, the parasitic element unit group 30-1 is replaced with a parasitic element unit group 30-5, which has two more parasitic element units, and the parasitic element unit group 30- 2 is replaced with a parasitic element unit group 30-6 having two more parasitic element units. The configuration other than these is the same as in FIG. 1.

(F)第3実施形態の動作の説明
第3実施形態の動作は、基本的には図1に示す第1実施形態と同様である。しかしながら、第3実施形態では、送信アンテナ11-1~11-4の上端部および下端部から生じる進行波が誘電体基板10の上端部および下端部を経由して誘電体基板10の左右の基板端に達し、反射波および基板端からの放射を生じる場合がある。第3実施形態では、送信アンテナ11-1~11-4の上端部および下端部から生じる進行波を、それよりも高い(または低い)位置に存在する無給電素子ユニットによって減衰させることから、第1実施形態に比較して、指向特性の変化を一層低減することができる。
(F) Description of the operation of the third embodiment The operation of the third embodiment is basically the same as that of the first embodiment shown in FIG. However, in the third embodiment, the traveling waves generated from the upper and lower ends of the transmitting antennas 11-1 to 11-4 pass through the upper and lower ends of the dielectric substrate 10 to the left and right substrates of the dielectric substrate 10. may reach the edges, resulting in reflected waves and radiation from the substrate edges. In the third embodiment, the traveling waves generated from the upper and lower ends of the transmitting antennas 11-1 to 11-4 are attenuated by the parasitic element unit located at a higher (or lower) position. Compared to the first embodiment, changes in directional characteristics can be further reduced.

(G)第4実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第4実施形態について説明する。図8は、本発明の第4実施形態の構成例を示す図である。なお、図8において、図6と対応する部分には同一の符号を付してその説明は省略する。図8では、図6と比較すると、無給電素子ユニット群30-3が無給電素子ユニット群30-7に置換されるともに、無給電素子ユニット群30-4が無給電素子ユニット群30-8に置換されている。これら以外の構成は、図6と同様である。
(G) Description of configuration of fourth embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the fourth embodiment of the present invention. Note that in FIG. 8, parts corresponding to those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted. In FIG. 8, when compared with FIG. 6, the parasitic element unit group 30-3 is replaced with the parasitic element unit group 30-7, and the parasitic element unit group 30-4 is replaced with the parasitic element unit group 30-8. has been replaced by The configuration other than these is the same as that in FIG. 6.

無給電素子ユニット群30-7は、X方向に4つ並置されるパッチ素子がY方向に2列配置されるとともに、各列を構成する4つのパッチ素子がX方向に伸びるマイクロストリップラインによって相互に接続されている。また、X方向に伸びる2本のマイクロストリップラインは、上下方向にそれぞれ凸部を有する(クランク形状を有する)マイクロストリップラインによって電気的に接続され、X方向に伸びる2本のマイクロストリップラインより幅が太くなっている。なお、無給電素子ユニット群30-8も無給電素子ユニット群30-7と同様の構成とされている。 In the parasitic element unit group 30-7, four patch elements arranged in parallel in the X direction are arranged in two rows in the Y direction, and the four patch elements constituting each row are interconnected by microstrip lines extending in the X direction. It is connected to the. In addition, the two microstrip lines extending in the X direction are electrically connected by microstrip lines each having a convex portion (having a crank shape) in the vertical direction, and are wider than the two microstrip lines extending in the X direction. is getting thicker. Note that the parasitic element unit group 30-8 also has the same configuration as the parasitic element unit group 30-7.

ここで、送信アンテナ11-1の最も上側に位置するパッチ素子111-1の上辺112と、最も下側に位置するパッチ素子111-2の下辺113との間を結ぶX方向の直線長さGL1の中間をアレー中心位置122とする。同様に、無給電素子ユニット群30-7の最も上側に位置するパッチ素子(無給電素子)31-1の上辺331と、最も下側に位置するパッチ素子(無給電素子)31-1の下辺332との間を結ぶX方向の直線長さGL2の中間をアレー中心位置132とする。送信アンテナ11-1のアレー中心位置122と無給電素子ユニット群30-7のアレー中心位置132は、何れもY方向に延びる同一の仮想的な直線IL上に位置する構成となっている。すなわち、第4実施形態では、送信アンテナ11-1~11-4のX方向におけるアレー中心位置122と、無給電素子ユニット群30-7~30-8のX方向におけるアレー中心位置132と、がY方向で並んでいる。 Here, the straight line length GL1 in the X direction connecting the upper side 112 of the patch element 111-1 located at the uppermost side of the transmitting antenna 11-1 and the lower side 113 of the patch element 111-2 located at the lowermost side An array center position 122 is set in the middle. Similarly, the upper side 331 of the patch element (parasitic element) 31-1 located at the uppermost side of the parasitic element unit group 30-7 and the lower side of the patch element (parasitic element) 31-1 located at the lowermost side. The array center position 132 is defined as the middle of the straight line length GL2 in the X direction that connects the array center position GL2. The array center position 122 of the transmitting antenna 11-1 and the array center position 132 of the parasitic element unit group 30-7 are both located on the same virtual straight line IL extending in the Y direction. That is, in the fourth embodiment, the array center positions 122 of the transmitting antennas 11-1 to 11-4 in the X direction and the array center positions 132 of the parasitic element unit groups 30-7 to 30-8 in the X direction are They are lined up in the Y direction.

(H)第4実施形態の動作の説明
第4実施形態の動作は、基本的には図1に示す第1実施形態と同様である。しかしながら、第4実施形態では、送信アンテナ11-1~11-4と同様の形状を有する無給電素子ユニット群30-7,30-8を用いることで、送信アンテナ11-1~11-4と同様の特性により進行波をより効率よく減衰することができる。このため、第1実施形態に比較して、指向特性の変化を一層低減することができる。また、上下方向にそれぞれ凸部を有するマイクロストリップラインを用いることで、無給電素子ユニット群を構成する、Y軸方向に並ぶ無給電素子間の間を相互に電気的に接続するとともに、これら無給電素子間の隙間で効率よく給電線の長さを調整することができ、省スペース化を図ることができる。
(H) Description of the operation of the fourth embodiment The operation of the fourth embodiment is basically the same as that of the first embodiment shown in FIG. However, in the fourth embodiment, by using parasitic element unit groups 30-7 and 30-8 having the same shape as the transmitting antennas 11-1 to 11-4, the transmitting antennas 11-1 to 11-4 Similar characteristics make it possible to attenuate traveling waves more efficiently. Therefore, changes in directional characteristics can be further reduced compared to the first embodiment. In addition, by using microstrip lines each having a convex portion in the vertical direction, it is possible to electrically connect the parasitic elements arranged in the Y-axis direction that constitute the parasitic element unit group, and to connect these parasitic elements to each other. The length of the power supply line can be efficiently adjusted in the gap between the power supply elements, and space can be saved.

また、放射素子として、主偏波方向に直交するX方向(第1方向)に並置される送信アンテナ11-1~11-4(パッチ素子111群)のX方向におけるアレー中心位置122と、無給電素子ユニット群30-7~30-8(パッチ素子(無給電素子)31)のX方向におけるアレー中心位置132と、が主偏波方向の同一の直線IL上に位置する。すなわち、アレー化しており電力分布が高い送信アンテナ11-1~11-4の中心位置と、同じくアレー化している無給電素子ユニット群30-7~30-8の中心位置と、が一致することになって同じ指向性のアンテナが並んだ状態となり、指向性の乱れをより抑制することができる。 Furthermore, array center positions 122 in the X direction of transmitting antennas 11-1 to 11-4 (patch elements 111 group) arranged in parallel in the X direction (first direction) orthogonal to the main polarization direction as radiating elements, and Array center positions 132 in the X direction of the feeding element unit groups 30-7 to 30-8 (patch elements (parasitic elements) 31) are located on the same straight line IL in the main polarization direction. That is, the center positions of the transmitting antennas 11-1 to 11-4, which are arranged in an array and have a high power distribution, match the center positions of the parasitic element unit groups 30-7 to 30-8, which are also arranged in an array. In this case, antennas with the same directivity are lined up, and disturbances in directivity can be further suppressed.

なお、図8の例では、X方向に配置するパッチ素子の個数を、送信アンテナ11-1~11-4が6個、無給電素子ユニット群30-7,30-8が4個としたが、これ以外の個数としてもよい。例えば、送信アンテナ11-1~11-4が8個、無給電素子ユニット群30-7,30-8が6個としてもよい。 In the example of FIG. 8, the number of patch elements arranged in the X direction is 6 for the transmitting antennas 11-1 to 11-4 and 4 for the parasitic element unit groups 30-7 and 30-8. , the number may be other than this. For example, there may be eight transmitting antennas 11-1 to 11-4 and six parasitic element unit groups 30-7 and 30-8.

図8の例のX方向に配置するパッチ素子の個数を変える場合においても、送信アンテナ11-1~11-4のX方向におけるアレー中心位置と、無給電素子ユニット群30-7~30-8のX方向におけるアレー中心位置と、がY方向で一致することが好ましい。 Even when changing the number of patch elements arranged in the X direction in the example of FIG. 8, the array center position in the X direction of transmitting antennas 11-1 to 11-4 and It is preferable that the array center position in the X direction coincides with the array center position in the Y direction.

(I)変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の各実施形態では、2つのパッチ素子を有する無給電素子ユニットを用いるようにしたが、例えば、図9に示す3つのパッチ素子51~53がマイクロストリップライン54によって接続された無給電素子ユニットを用いるようにしてもよい。なお、図9に示す例では、パッチ素子51~53に励振される信号が、マイクロストリップラインによって、例えば、120度の位相差を有して合成されるようにすることができる。もちろん、これ以外の位相差を有するようにしてもよい。また、図9の例では、パッチ素子51~53は等間隔に配置されているが、間隔が異なる配置としてもよい。
(I) Description of Modified Embodiments The above embodiments are merely examples, and it goes without saying that the present invention is not limited to only the above-described cases. For example, in each of the above embodiments, a parasitic element unit having two patch elements is used, but for example, three patch elements 51 to 53 shown in FIG. An element unit may also be used. In the example shown in FIG. 9, the signals excited in the patch elements 51 to 53 can be synthesized with a phase difference of, for example, 120 degrees using a microstrip line. Of course, it is also possible to have a phase difference other than this. Further, in the example of FIG. 9, patch elements 51 to 53 are arranged at equal intervals, but they may be arranged at different intervals.

また、以上の各実施形態では、定在波との関係については言及していないが、例えば、図10に示すように、誘電体基板10に定在波が生じる場合には、定在波との位置関係に基づいて、無給電素子ユニット群の配置位置を決定するようにしてもよい。より詳細には、無給電素子ユニットを構成するパッチ素子に定在波のピーク(山および谷となる部分)が位置するようにパッチ素子をそれぞれ配置することで、効率よく定在波を減衰することができる。 Further, although the above embodiments do not mention the relationship with standing waves, for example, as shown in FIG. 10, when standing waves occur in the dielectric substrate 10, The arrangement position of the parasitic element unit group may be determined based on the positional relationship. More specifically, by arranging the patch elements that make up the parasitic element unit so that the peaks (the peaks and valleys) of the standing waves are located, the standing waves can be efficiently attenuated. be able to.

(J)第5実施形態の構成の説明
つぎに、図11を参照して無給電素子ユニットを構成する複数のパッチ素子(無給電素子)のうち、少なくとも1つのパッチ素子の共振周波数が、アンテナ素子の共振周波数と異なる第5実施形態について説明する。図11は、本発明の第5実施形態に係るアンテナ装置を構成するアンテナ素子121および無給電素子ユニット140の配置関係を示す図である。なお、図11は、図3と同様のシミュレーションの対象を示しており、第5実施形態のアンテナ装置は、図11に示す配置関係を図1に示すようなアンテナ装置に適用するものである。
(J) Description of the configuration of the fifth embodiment Next, with reference to FIG. 11, it will be explained that among the plurality of patch elements (parasitic elements) constituting the parasitic element unit, the resonant frequency of at least one patch element is A fifth embodiment in which the resonance frequency of the element is different will be described. FIG. 11 is a diagram showing the arrangement relationship of the antenna element 121 and the parasitic element unit 140 that constitute the antenna device according to the fifth embodiment of the present invention. Note that FIG. 11 shows a simulation target similar to that in FIG. 3, and the antenna device of the fifth embodiment applies the arrangement relationship shown in FIG. 11 to the antenna device as shown in FIG.

図11に示すように、無給電素子ユニット140-1~140-2は、各々2つのパッチ素子(無給電素子)61,62によって構成される。第5実施形態では、Y方向でアンテナ素子121に相対的に近い位置に配置されるパッチ素子61の共振周波数が、アンテナ素子121の共振周波数よりも高い構成となっている。パッチ素子61とパッチ素子62のそれぞれの共振周波数を異ならせると、パッチ素子61とパッチ素子62の再放射量の関係が変化することになる。なお、この例では、Y方向でアンテナ素子121に相対的に遠い位置に配置されるパッチ素子62の共振周波数は、アンテナ素子121の共振周波数と一致するように構成されている。なお、ここでいう一致とは、完全に数値が同一であることに限定されるわけではなく、±の誤差は許容されるものとする。 As shown in FIG. 11, each of the parasitic element units 140-1 to 140-2 includes two patch elements (parasitic elements) 61 and 62. In the fifth embodiment, the resonant frequency of the patch element 61 disposed relatively close to the antenna element 121 in the Y direction is higher than the resonant frequency of the antenna element 121. If the resonance frequencies of patch elements 61 and 62 are made different, the relationship between the amount of re-radiation of patch elements 61 and 62 will change. Note that, in this example, the resonant frequency of the patch element 62 arranged at a position relatively far from the antenna element 121 in the Y direction is configured to match the resonant frequency of the antenna element 121. Note that matching here is not limited to completely the same numerical values, and an error of ± is allowed.

共振周波数は、誘電体基板10の誘電率、誘電体基板10の厚みおよび素子のY方向の幅に基づいて決定される。すなわち、誘電体基板10の構成が同じ場合、パッチ素子の幅に基づいて共振周波数が決まることになる。パッチ素子61のY方向の長さを幅d1とし、パッチ素子62のY方向の長さを幅d2とする。幅d1が小さくなると共振周波数が高くなる。パッチ素子61の幅d1は、パッチ素子61の幅d2よりも狭く設定されており、パッチ素子61の共振周波数がパッチ素子62の共振周波数よりも高くなっている。なお、パッチ素子62の幅d2は、アンテナ素子121の長さと同じ幅である。 The resonant frequency is determined based on the dielectric constant of the dielectric substrate 10, the thickness of the dielectric substrate 10, and the width of the element in the Y direction. That is, if the configuration of the dielectric substrate 10 is the same, the resonant frequency will be determined based on the width of the patch element. The length of the patch element 61 in the Y direction is defined as a width d1, and the length of the patch element 62 in the Y direction is defined as a width d2. As the width d1 becomes smaller, the resonant frequency becomes higher. The width d1 of the patch element 61 is set narrower than the width d2 of the patch element 61, and the resonant frequency of the patch element 61 is higher than the resonant frequency of the patch element 62. Note that the width d2 of the patch element 62 is the same as the length of the antenna element 121.

図12は、無給電素子ユニット140のマイクロストリップライン63を説明する図である。図12に示すマイクロストリップライン63は、パッチ素子61の左辺部610に形成される切欠部611の内側と、パッチ素子62の左辺部620に形成される切欠部621の内側と、を接続している。 FIG. 12 is a diagram illustrating the microstrip line 63 of the parasitic element unit 140. The microstrip line 63 shown in FIG. 12 connects the inside of the notch 611 formed on the left side 610 of the patch element 61 and the inside of the notch 621 formed on the left side 620 of the patch element 62. There is.

本実施形態では、図12の二点鎖線に示す、マイクロストリップライン63の中心を通過する線の長さMLが調整されることで位相が調整される。図12中のマイクロストリップライン63長さMLの始端位置はパッチ素子61の左辺部610を切欠部611まで延長した直線上に位置し、終端位置はパッチ素子62の左辺部620を切欠部621まで延長した直線上に位置する。マイクロストリップライン63の長さMLは波長λの整数倍とされており、例えば、マイクロストリップライン63の長さMLを波長λの4分の1波長分長くすると位相差が90度となり、波長λの半波長分伸ばすと位相差が180度となる。 In this embodiment, the phase is adjusted by adjusting the length ML of the line passing through the center of the microstrip line 63, shown by the two-dot chain line in FIG. The starting end position of the length ML of the microstrip line 63 in FIG. Located on an extended straight line. The length ML of the microstrip line 63 is an integral multiple of the wavelength λ. For example, if the length ML of the microstrip line 63 is increased by a quarter wavelength of the wavelength λ, the phase difference becomes 90 degrees, and the wavelength λ When extended by half a wavelength, the phase difference becomes 180 degrees.

(K)第5実施形態の動作の説明
次に、アンテナ素子121および無給電素子ユニット140において、マイクロストリップライン63の長さMLにより位相差を調整するとともに、パッチ素子61のY方向の幅d1を変更したときの利得と角度の関係を示すシミュレーション結果について図13を参照して説明する。
(K) Description of operation of fifth embodiment Next, in the antenna element 121 and the parasitic element unit 140, the phase difference is adjusted by the length ML of the microstrip line 63, and the width d1 of the patch element 61 in the Y direction is adjusted. A simulation result showing the relationship between the gain and the angle when changing the angle will be described with reference to FIG.

図13は、位相差を180度としたときの図11のシミュレーション結果を示すグラフである。本シミュレーションは、アンテナ素子121が共振周波数である24GHzで発振するとの条件で行っている。図13のグラフにおいて、パッチ素子61のY方向の幅d1が、2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、3.0mmの場合が、それぞれ異なる線種で示されている。なお、同じ無給電素子ユニット140を構成するパッチ素子62のY方向の幅d2は3mmである。すなわち、幅d1が3mmの線が、パッチ素子61とパッチ素子62の共振周波数が同じ場合のシミュレーション結果である。そして、d1が2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mmの線がパッチ素子61とパッチ素子62の共振周波数が異なる場合のシミュレーション結果となる。図13のグラフからわかるように、共振周波数が同じ場合に比べ、共振周波数を異ならせた場合の方が、広角の利得が高くなる傾向がわかる。特に図13の例では、方位角+25度および-25度で利得が顕著に上昇していることがわかる。 FIG. 13 is a graph showing the simulation results of FIG. 11 when the phase difference is 180 degrees. This simulation is performed under the condition that the antenna element 121 oscillates at a resonant frequency of 24 GHz. In the graph of FIG. 13, cases in which the width d1 of the patch element 61 in the Y direction is 2.0 mm, 2.2 mm, 2.4 mm, 2.6 mm, 2.8 mm, and 3.0 mm are indicated by different line types. has been done. Note that the width d2 in the Y direction of the patch element 62 constituting the same parasitic element unit 140 is 3 mm. That is, a line with a width d1 of 3 mm is the simulation result when the resonant frequencies of the patch elements 61 and 62 are the same. The lines where d1 is 2.0 mm, 2.2 mm, 2.4 mm, 2.6 mm, and 2.8 mm are the simulation results when the patch elements 61 and 62 have different resonance frequencies. As can be seen from the graph of FIG. 13, it can be seen that the wide-angle gain tends to be higher when the resonance frequencies are different than when the resonance frequencies are the same. In particular, in the example of FIG. 13, it can be seen that the gain increases significantly at azimuth angles of +25 degrees and -25 degrees.

図14は、位相差を90度としたときの図11のシミュレーション結果を示すグラフである。図14のグラフにおいても、パッチ素子61のY方向の幅d1が、2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、3.0mmの場合が、それぞれ異なる線種で示されている。パッチ素子62のY方向の幅d2も3mmである。図14のグラフからも共振周波数が同じ場合に比べ、共振周波数を異ならせた場合の方が、広角の利得が大きくなる傾向がわかる。図14の例では、方位角+45度~+60度および-45度~-60度の範囲の利得が高いことがわかる。また、パッチ素子61のY方向の幅d1が2.8mm、2.6mmのときに広角範囲全般で利得が高い結果となっている。 FIG. 14 is a graph showing the simulation results of FIG. 11 when the phase difference is 90 degrees. Also in the graph of FIG. 14, when the width d1 of the patch element 61 in the Y direction is 2.0 mm, 2.2 mm, 2.4 mm, 2.6 mm, 2.8 mm, and 3.0 mm, different line types are used. It is shown. The width d2 of the patch element 62 in the Y direction is also 3 mm. The graph of FIG. 14 also shows that the wide-angle gain tends to be larger when the resonance frequencies are different than when the resonance frequencies are the same. In the example of FIG. 14, it can be seen that the gain is high in the azimuth ranges of +45 degrees to +60 degrees and -45 degrees to -60 degrees. Further, when the width d1 of the patch element 61 in the Y direction is 2.8 mm or 2.6 mm, the gain is high over the entire wide angle range.

第5実施形態では、複数のパッチ素子(無給電素子)61,62のうち、主偏波方向において放射素子であるアンテナ素子121から相対的に近い位置にあるパッチ素子(第1無給電素子)61の共振周波数が、Y方向(主偏波方向)においてアンテナ素子121から相対的に離れた位置にあるパッチ素子(第2無給電素子)62の共振周波数よりも高い構成となっている。図13および図14のグラフの結果からも、この構成をとることにより、正面以外の広角方向の利得を向上させることができることがわかる。 In the fifth embodiment, among the plurality of patch elements (parasitic elements) 61 and 62, the patch element (first parasitic element) located relatively close to the antenna element 121, which is the radiating element, in the main polarization direction. The resonant frequency of the patch element 61 is higher than the resonant frequency of the patch element (second parasitic element) 62 located relatively away from the antenna element 121 in the Y direction (main polarization direction). The results of the graphs in FIGS. 13 and 14 also show that by adopting this configuration, the gain in wide-angle directions other than the front can be improved.

また、第5実施形態では、パッチ素子(第1無給電素子)61のY方向(主偏波方向)における幅d1が、パッチ素子(第2無給電素子)62のY方向における幅d2よりも狭く構成されている。これにより、パッチ素子61の幅d1およびパッチ素子62の幅d2の調整により、広角方向の利得が高い指向性設計が容易に可能となる。 Further, in the fifth embodiment, the width d1 of the patch element (first parasitic element) 61 in the Y direction (main polarization direction) is wider than the width d2 of the patch element (second parasitic element) 62 in the Y direction. It is narrowly structured. Thereby, by adjusting the width d1 of the patch element 61 and the width d2 of the patch element 62, a directivity design with high gain in the wide-angle direction can be easily achieved.

また、第5実施形態では、パッチ素子(第1無給電素子)61とパッチ素子(第2無給電素子)62の位相差が45度以上135度以下になるように、パッチ素子61とパッチ素子62を接続するマイクロストリップライン63の長さMLが設定されることが好ましい。これにより、広角方向にも高い利得を有する指向性特性をマイクロストリップラインの長さの調整により、容易に設計することができる。すなわち、マイクロストリップライン63の長さMLによって広角方向のピークの角度を調整することができる。 Further, in the fifth embodiment, the patch element 61 and the patch element 62 are arranged such that the phase difference between the patch element (first parasitic element) 61 and the patch element (second parasitic element) 62 is 45 degrees or more and 135 degrees or less. It is preferable that the length ML of the microstrip line 63 connecting the microstrip lines 62 is set. Thereby, a directional characteristic having a high gain even in the wide-angle direction can be easily designed by adjusting the length of the microstrip line. That is, the angle of the peak in the wide-angle direction can be adjusted by the length ML of the microstrip line 63.

特に、車両の左右後端のそれぞれに配置される車載レーダには、方位角+45度~+60度および-45度~-60度の範囲で高い利得が要求される。第5実施形態の構成によれば、マイクロストリップライン63の長さMLの設定によって当該方位角の範囲の利得が高い車載レーダに好適なアンテナ装置を実現できるのである。 In particular, on-vehicle radars placed at the left and right rear ends of the vehicle are required to have high gains in the azimuth ranges of +45 degrees to +60 degrees and -45 degrees to -60 degrees. According to the configuration of the fifth embodiment, by setting the length ML of the microstrip line 63, it is possible to realize an antenna device suitable for a vehicle-mounted radar that has a high gain in the azimuth range.

また、第5実施形態では、パッチ素子(第2無給電素子)62の共振周波数は、アンテナ素子(放射素子)121の共振周波数と一致するように構成されている。これにより、アンテナ装置の大型化を回避しつつ、正面以外の広角方向の利得を向上させることができる。 Further, in the fifth embodiment, the resonant frequency of the patch element (second parasitic element) 62 is configured to match the resonant frequency of the antenna element (radiating element) 121. Thereby, it is possible to improve the gain in wide-angle directions other than the front, while avoiding increasing the size of the antenna device.

次に、アンテナ装置の指向性と、無給電素子ユニット140を構成するパッチ素子61とパッチ素子62のそれぞれから再放射される電力の関係と、に基づいてより好ましい範囲に共振周波数を設定する方法について説明する。図15は、電界差分と共振周波数の関係を示すグラフである。図15のグラフの縦軸は、アンテナ素子121から相対的に近いパッチ素子61から放射される電力から、アンテナ素子121から相対的に遠いパッチ素子62から放射される電力を減算した電界差分である。図15のグラフの横軸はパッチ素子61の共振周波数とパッチ素子62の共振周波数の比(f2/f1)である。共振周波数f1はパッチ素子61の共振周波数であり、共振周波数f2はパッチ素子62の共振周波数である。 Next, a method of setting the resonant frequency in a more preferable range based on the directivity of the antenna device and the relationship between the power re-radiated from each of the patch elements 61 and 62 that constitute the parasitic element unit 140. I will explain about it. FIG. 15 is a graph showing the relationship between electric field difference and resonance frequency. The vertical axis of the graph in FIG. 15 is the electric field difference obtained by subtracting the power radiated from the patch element 62 relatively far from the antenna element 121 from the power radiated from the patch element 61 relatively close to the antenna element 121. . The horizontal axis of the graph in FIG. 15 is the ratio (f2/f1) between the resonant frequency of patch element 61 and the resonant frequency of patch element 62. The resonant frequency f1 is the resonant frequency of the patch element 61, and the resonant frequency f2 is the resonant frequency of the patch element 62.

図15のグラフには、図14に示すシミュレーション結果におけるパッチ素子61のY方向の幅d1を変えたときの共振周波数の比(f2/f1)が6点プロットされている。すなわち、図15のグラフにおいて最も左側のプロットは、パッチ素子61の共振周波数とパッチ素子62の共振周波数が一致している共振周波数の比(f2/f1)が1のときの電界差分である。以下同様に、左から順にパッチ素子61のY方向の幅d1が2.8mm、2.6mm、2.4mm、2.2mm、2.0mmのときのそれぞれの共振周波数の比(f2/f1)に対する電界差分がプロットされている。 In the graph of FIG. 15, six points are plotted of the resonance frequency ratio (f2/f1) when the width d1 of the patch element 61 in the Y direction is changed in the simulation results shown in FIG. That is, the leftmost plot in the graph of FIG. 15 is the electric field difference when the resonance frequency ratio (f2/f1) where the resonance frequency of the patch element 61 and the resonance frequency of the patch element 62 match is 1. Similarly, from the left, the respective resonance frequency ratios (f2/f1) when the width d1 of the patch element 61 in the Y direction is 2.8 mm, 2.6 mm, 2.4 mm, 2.2 mm, and 2.0 mm. The electric field difference with respect to is plotted.

上述したように、図14のグラフでは、パッチ素子61のY方向の幅d1が2.8mm、2.6mmの場合に、その他の場合に比べて広角範囲により利得が高いシミュレーション結果が出ている。この結果を図15に当てはめると、電界差分が0以上となるようにパッチ素子61とパッチ素子62のそれぞれの共振周波数を設定することにより、アンテナ装置に対して広角範囲で利得が高いより性能の良いアンテナ装置を実現できることが分かる。 As mentioned above, in the graph of FIG. 14, the simulation results show that the gain is higher in the wide-angle range when the width d1 of the patch element 61 in the Y direction is 2.8 mm and 2.6 mm than in other cases. . Applying this result to FIG. 15, by setting the resonance frequency of each of the patch elements 61 and 62 so that the electric field difference is 0 or more, it is possible to achieve higher performance with a higher gain over a wide angle range for the antenna device. It can be seen that a good antenna device can be realized.

図15では、無給電素子ユニット140を構成するパッチ素子61とパッチ素子62の共振周波数の関係に基づいて説明した。上述の通り、パッチ素子61の共振周波数は、パッチ素子61のY方向の幅d1に基づいて調整することができ、パッチ素子62の共振周波数は、パッチ素子62のY方向の幅d2に基づいて調整することができる。 In FIG. 15, description has been made based on the relationship between the resonance frequencies of the patch element 61 and the patch element 62 that constitute the parasitic element unit 140. As described above, the resonant frequency of the patch element 61 can be adjusted based on the width d1 of the patch element 61 in the Y direction, and the resonant frequency of the patch element 62 can be adjusted based on the width d2 of the patch element 62 in the Y direction. Can be adjusted.

次に、図16を参照して電界差分とパッチ素子のY方向の長さとの関係について説明する。図16は、電界差分とパッチ素子61,62のY方向の幅d1,d2の関係を示すグラフである。図16のグラフの縦軸は、図15と同様に、アンテナ素子121から相対的に近いパッチ素子61から放射される電力から、アンテナ素子121から相対的に遠いパッチ素子62から放射される電力を減算した電界差分である。横軸はパッチ素子61のY方向の幅d1とパッチ素子62のY方向の幅d2の比(d2/d1)である。 Next, the relationship between the electric field difference and the length of the patch element in the Y direction will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a graph showing the relationship between the electric field difference and the widths d1 and d2 of the patch elements 61 and 62 in the Y direction. Similar to FIG. 15, the vertical axis of the graph in FIG. 16 indicates the power radiated from the patch element 61 relatively close to the antenna element 121 to the power radiated from the patch element 62 relatively far from the antenna element 121. This is the subtracted electric field difference. The horizontal axis is the ratio (d2/d1) of the width d1 of the patch element 61 in the Y direction to the width d2 of the patch element 62 in the Y direction.

図16のグラフには図14に示すシミュレーション結果におけるパッチ素子61のY方向の幅d1を変えたときのパッチ素子61のY方向の幅d1とパッチ素子62のY方向の幅d2の幅比(d2/d1)が示されている。図16のグラフでは、図15のグラフの横軸とは逆順となる。最も左側のプロットはパッチ素子61のY方向の幅d1が2.0mmのときの幅比(d2/d1)に対応する電界差分である。以下同様に、左から順にパッチ素子61のY方向の幅d1が2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、3.0mmに対応するときのそれぞれの幅比(d2/d1)に対応する電界差分がプロットされている。 The graph in FIG. 16 shows the width ratio ( d2/d1) is shown. In the graph of FIG. 16, the order is reverse to the horizontal axis of the graph of FIG. The leftmost plot is the electric field difference corresponding to the width ratio (d2/d1) when the width d1 of the patch element 61 in the Y direction is 2.0 mm. Similarly, from the left, the respective width ratios (d2/d1) when the width d1 of the patch element 61 in the Y direction corresponds to 2.2 mm, 2.4 mm, 2.6 mm, 2.8 mm, and 3.0 mm. The electric field difference corresponding to is plotted.

この図16のグラフの結果から、電界差分が0以上となるようにパッチ素子61の方向の幅d1とパッチ素子62のY方向の幅d2を設定することによっても、アンテナ装置に対して広角範囲で利得が高いより性能の良いアンテナ装置を実現できることが分かる。すなわち、第5実施形態の構成において、パッチ素子(第1無給電素子)61から放射される電力が、パッチ素子(第2無給電素子)62から放射される電力よりも高く構成することにより、広角範囲で利得の高い指向性を有するアンテナ装置の設計を実現できる。 From the results of the graph in FIG. 16, it can be seen that by setting the width d1 in the direction of patch element 61 and the width d2 in the Y direction of patch element 62 so that the electric field difference is 0 or more, a wide angle range can be achieved for the antenna device. It can be seen that an antenna device with higher gain and better performance can be realized. That is, in the configuration of the fifth embodiment, by configuring the power radiated from the patch element (first parasitic element) 61 to be higher than the power radiated from the patch element (second parasitic element) 62, It is possible to design an antenna device that has directivity with high gain over a wide angle range.

以上説明した第5実施形態においても、図9に示すように3つのパッチ素子をマイクロストリップラインによって接続された無給電素子ユニットを用いるようにしてもよいし、図10に示すように、定在波との位置関係に基づいて、無給電素子ユニット群の配置位置を決定するようにしてもよい。 In the fifth embodiment described above, a parasitic element unit in which three patch elements are connected by a microstrip line may be used as shown in FIG. The arrangement position of the parasitic element unit group may be determined based on the positional relationship with the wave.

以上説明した第5実施形態において、パッチ素子62の共振周波数が、アンテナ素子121の共振周波数と一致するように構成されている例を示したが、パッチ素子61の共振周波数が、アンテナ素子121の共振周波数と一致するように構成し、この上でパッチ素子61の共振周波数がパッチ素子62の共振周波数よりも高くなるようにしてもよい。しかしながら、パッチ素子62の共振周波数がアンテナ素子121の共振周波数と一致するように構成した方が、アンテナ装置1の小型化の観点で好ましい。 In the fifth embodiment described above, an example has been shown in which the resonant frequency of the patch element 62 is configured to match the resonant frequency of the antenna element 121, but the resonant frequency of the patch element 61 is The resonant frequency of the patch element 61 may be configured to match the resonant frequency, and the resonant frequency of the patch element 61 may be higher than the resonant frequency of the patch element 62. However, it is preferable to configure the patch element 62 so that its resonant frequency matches the resonant frequency of the antenna element 121 from the viewpoint of downsizing the antenna device 1.

以上、第1~第5の実施形態および変形実施形態について説明してきたが、この構成はさらに変更することができる。例えば、以上の各実施形態では、4つの送信アンテナと、2つの無給電素子ユニット群を有するようにしたが、4つおよび2つ以外の数の組み合わせでもよい。 Although the first to fifth embodiments and modified embodiments have been described above, this configuration can be further modified. For example, in each of the above embodiments, there are four transmitting antennas and two parasitic element unit groups, but a combination of numbers other than four and two may be used.

また、以上の各実施形態では、同じ特性を有する無給電素子ユニットを配置するようにしたが、例えば、特性が異なる無給電素子ユニットを配置するようにしてもよい。例えば、図1に示す第1実施形態では、無給電素子ユニット群30-1,30-2を構成する無給電素子ユニットを、給電点に近いユニットと、遠いユニットで、特性を変化させるようにしてもよい。 Further, in each of the above embodiments, parasitic element units having the same characteristics are arranged, but for example, parasitic element units having different characteristics may be arranged. For example, in the first embodiment shown in FIG. 1, the characteristics of the parasitic element units constituting the parasitic element unit groups 30-1 and 30-2 are changed between units close to the feeding point and units far from the feeding point. It's okay.

また、以上の各実施形態では、矩形形状を有するパッチ素子を用いるようにしたが、これ以外の形状のパッチ素子を用いるようにしてもよい。 Further, in each of the above embodiments, patch elements having a rectangular shape are used, but patch elements having other shapes may also be used.

また、前述した各実施形態において、無給電素子ユニットをグランド(送信アンテナ11-1~11-4等の地板)に接地するようにしてもよい。 Further, in each of the embodiments described above, the parasitic element unit may be grounded to the ground (the ground plane of the transmitting antennas 11-1 to 11-4, etc.).

また、以上の各実施形態では、送信アンテナを例に挙げて説明したが、受信アンテナに本発明を適用してもよい。すなわち、11-1~11~4の一部または全部が受信アンテナであっても本発明を同様に適用することができる。 Further, in each of the above embodiments, the explanation has been given using a transmitting antenna as an example, but the present invention may be applied to a receiving antenna. That is, the present invention can be similarly applied even if some or all of 11-1 to 11 to 4 are receiving antennas.

1 アンテナ装置
10 誘電体基板
11-1~11-4 送信アンテナ
30-1~30-8 無給電素子ユニット群
33 マイクロストリップライン
51~53 パッチ素子
54 マイクロストリップライン
61~62 パッチ素子
63 マイクロストリップライン
111 パッチ素子
121 パッチ素子
130-1~130-2 無給電素子ユニット
140-1~140-2 無給電素子ユニット
1 Antenna device 10 Dielectric substrate 11-1 to 11-4 Transmitting antenna 30-1 to 30-8 Parasitic element unit group 33 Microstrip line 51 to 53 Patch element 54 Microstrip line 61 to 62 Patch element 63 Microstrip line 111 Patch element 121 Patch element 130-1 to 130-2 Parasitic element unit 140-1 to 140-2 Parasitic element unit

Claims (12)

アンテナ装置において、
誘電体基板上に配置された少なくとも1の放射素子と、
前記放射素子の主偏波方向における前記誘電体基板の端部と、前記放射素子との間に配置された複数の無給電素子と、を有し、
複数の前記無給電素子は、前記主偏波方向において互いに異なる位置に配置され、励振によって生じる電力を合成するように電気的に接続された無給電素子ユニットを構成し、
前記無給電素子ユニットを構成する前記複数の無給電素子は、前記誘電体基板に生じる定在波のピーク位置にそれぞれ対応した位置となるように配置されている
ことを特徴とするアンテナ装置。
In the antenna device,
at least one radiating element disposed on a dielectric substrate;
an end of the dielectric substrate in the main polarization direction of the radiating element, and a plurality of parasitic elements arranged between the radiating element,
The plurality of parasitic elements constitute a parasitic element unit that is arranged at different positions in the main polarization direction and electrically connected to combine power generated by excitation ,
The plurality of parasitic elements constituting the parasitic element unit are arranged at positions corresponding to peak positions of standing waves generated on the dielectric substrate, respectively.
An antenna device characterized by:
前記無給電素子ユニットは、前記放射素子から前記端部に向けて伝送される電力および前記端部から前記放射素子に向けて伝送される電力の少なくとも一方を減衰するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。 The parasitic element unit is configured to attenuate at least one of the power transmitted from the radiating element toward the end and the power transmitted from the end toward the radiating element. The antenna device according to claim 1. 前記無給電素子ユニットは、前記放射素子から前記端部に向けて伝送される電力および前記端部から前記放射素子に向けて伝送される電力の少なくとも一方の位相を変化させることで、前記放射素子の指向性特性が所定の特性になるようにすることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。 The parasitic element unit changes the phase of at least one of the power transmitted from the radiating element toward the end and the power transmitted from the end toward the radiating element. 2. The antenna device according to claim 1, wherein the directional characteristics of the antenna are set to be predetermined characteristics. 前記放射素子としてのパッチ素子が第1方向に複数並置され、
前記無給電素子ユニットは、前記第1方向に略直交する第2方向に前記複数の無給電素子が並置されるとともに電気的に接続されて構成され、当該無給電素子ユニットが前記第1方向に複数並置されている、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
A plurality of patch elements as the radiating elements are arranged in parallel in a first direction,
The parasitic element unit is configured such that the plurality of parasitic elements are arranged in parallel and electrically connected in a second direction substantially perpendicular to the first direction, and the parasitic element unit is arranged in a second direction substantially orthogonal to the first direction. Multiple juxtaposed
The antenna device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
前記放射素子としてのパッチ素子が、前記主偏波方向とは異なる第1方向に複数並置され、
前記無給電素子ユニットは、前記第1方向に複数並置され、互いに電気的に接続された前記複数の無給電素子を有する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
A plurality of patch elements as the radiating elements are arranged in parallel in a first direction different from the main polarization direction,
The parasitic element unit includes the plurality of parasitic elements arranged in parallel in the first direction and electrically connected to each other.
The antenna device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
前記第1方向は前記主偏波方向と略直交しており、
前記放射素子として前記第1方向に並置されるパッチ素子群の前記第1方向における中心位置と、前記無給電素子ユニットの前記第1方向に並置される無給電素群の前記第1方向における中心位置と、が前記主偏波方向の同一直線上に位置する請求項5に記載のアンテナ装置。
The first direction is substantially orthogonal to the main polarization direction,
a center position in the first direction of a patch element group arranged in parallel in the first direction as the radiating element; and a center position in the first direction of a parasitic element group arranged in parallel in the first direction of the parasitic element unit. The antenna device according to claim 5, wherein the center position and the center position are located on the same straight line in the main polarization direction.
前記無給電素子ユニットは、前記主偏波方向における前記放射素子と前記誘電体基板の端部の一方との間、および、前記主偏波方向における前記放射素子と前記誘電体基板の端部の他方との間に配置されていることを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載のアンテナ装置。 The parasitic element unit is arranged between the radiating element and one end of the dielectric substrate in the main polarization direction, and between the radiating element and one end of the dielectric substrate in the main polarization direction. The antenna device according to any one of claims 4 to 6, wherein the antenna device is arranged between the antenna device and the other. 複数の前記無給電素子のうち、前記主偏波方向において前記放射素子から相対的に近い位置にある第1無給電素子の共振周波数が、前記主偏波方向において前記放射素子から相対的に離れた位置にある第2無給電素子の共振周波数よりも高いことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のアンテナ装置。 Among the plurality of parasitic elements, the resonant frequency of a first parasitic element located relatively close to the radiating element in the main polarization direction is relatively far from the radiating element in the main polarization direction. 8. The antenna device according to claim 1 , wherein the resonant frequency of the second parasitic element is higher than the resonant frequency of the second parasitic element located at the opposite position. 前記第2無給電素子の共振周波数は、前記放射素子の共振周波数と一致するように構成されていることを特徴とする請求項に記載のアンテナ装置。 9. The antenna device according to claim 8 , wherein the resonant frequency of the second parasitic element is configured to match the resonant frequency of the radiating element. 前記第1無給電素子から放射される電力が、前記第2無給電素子から放射される電力よりも高い請求項8又は9に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 8 or 9 , wherein the power radiated from the first parasitic element is higher than the power radiated from the second parasitic element. 前記第1無給電素子の前記主偏波方向における幅が、前記第2無給電素子の前記主偏波方向における幅よりも狭い請求項8乃至10のいずれか1項に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to any one of claims 8 to 10 , wherein a width of the first parasitic element in the main polarization direction is narrower than a width of the second parasitic element in the main polarization direction. 前記第1無給電素子と前記第2無給電素子の位相差が45度以上135度以下になるように、前記第1無給電素子と前記第2無給電素子を接続するマイクロストリップラインの長さが設定される請求項乃至11のいずれか1項に記載のアンテナ装置。 A length of a microstrip line connecting the first parasitic element and the second parasitic element such that the phase difference between the first parasitic element and the second parasitic element is 45 degrees or more and 135 degrees or less. The antenna device according to any one of claims 8 to 11 , wherein the antenna device is set.
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