JPH04122102A

JPH04122102A - 平面アンテナ

Info

Publication number: JPH04122102A
Application number: JP24352990A
Authority: JP
Inventors: Takuya Fujimoto; 卓也藤本; Masao Mizuno; 水野　雅男; Kazuo Kaneko; 一男金子; Seiji Kado; 誠司嘉戸; Mitsuru Hirao; 充平尾
Original assignee: Omron Corp; Hitachi Chemical Co Ltd; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp; Resonac Corp
Priority date: 1990-09-12
Filing date: 1990-09-12
Publication date: 1992-04-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、マイクロ波を用いた車両感知器に使用するビ
ーム切り換え型の平面アンテナに関する。

（ロ）従来の技術先に本願出願人のうちの一人が提出した「多車線対応型
車両感知器」に示すように、車線を走行する車両の速度
と車両の有無を怒知するために、複数の受信エレメント
を有し、その各エレメントに得られる受信信号を車線数
に対応して分配する分配器と、分配された信号を各車線
に対応する指向特性が得られるように、それぞれ所定の
位相だけ遅らせる複数の位相器を備え、同時に各車線に
対応する指向特性で各車線毎の受信信号を得るようにし
たアンテナが知られている。

（ハ）発明が解決しようとする課題この従来のアンテナは、分配器の分配数に反比例して伝
送される電力が小さいことが分かった。

すなわち、伝送される電力が、二分配器であれば１／２
に、二分配器であれば１／３になるのである。

また、このアンテナは、２方向からの電波を同時に受信
し、どちらからきた電波であるか区別することはできる
が、その２方向の角度は、アンテナのパターンによって
唯一に決定され、異なる角度のアンテナを必要とする場
合には、異なるパターンのアンテナを設計・製作しなけ
ればならなかった。

本発明は、伝送される電力の損失が少なく、つのパター
ンでさまざまな角度を選択することのできるビーム切り
換え型の平面アンテナを提供することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段本発明のビーム切り換え型の平面アンテナは、第１図（
ａ）、第１図（ｂ）に示すように、第１の地導体３と、
この第１の地導体３表面に設けられた誘電体層４と、こ
の誘電体層４の表面に形成されたバッチ状放射素子５を
２以上直列に接続したアンテナ列３３、・・・、３６と
、そのアンテナ列に電力を供給する供給端子１９、・・
・、２２とを配列した複数の主回路板１と、この複数の主回路板Ｉが、第２の地導体１０１の上に、
互いにアンテナ列の間隔が変えられるように緩やかに結
合され、第１図（ｂ）、第１図（Ｃ）に示すように、地導体６と
、この地導体６の表面に設けられた誘電体層７と、この
誘電体層７の表面に形成された２つの電力を供給する供
給端子２７および２８と、この供給端子２７．２８のそ
れぞれに接続された分配器２３および２４と、この分配
器２３．２４に接続され、かつ一方の分配器２３からの
供給電力の位相は変えずに他方の分配器２４からの供給
電力のみの位相を９０°変える出力端子１０または１２
と、−方の分配器２３からの供給電力のみの位相を９０
゜変え前記他方の分配器２４からの供給電力の位相は変
えない出力端子１１または１３とを有するハイブリッド
回路２５または２６とを備えた副回路板２と、第１図（ｂ）に示すように、前記副回路板２からの出力
を前記主回路板１のアンテナ列へ接続する伝送線路１４
とを備え、第１図（ａ）、・・・、第１図（Ｃ）に示す前記副回路
板２の上の前記一方の供給端子２７から前記主回路板１
の一方のアンテナ列３３または３５までの給電線路の電
気長が、隣接する他方のアンテナ列３４または３６との
間で１／４λｇ（λｇ二線路波長）異なり、他方の供給
端子２日から同一のアンテナ列までの電気長が、一方の
アンテナ列３３または３５には前記一方の供給端子２７
からの信号と同相となり、かつ他方のアンテナ列３４ま
たは３６には逆相となるように設けられたことを特徴と
する。

本発明に用いるバッチ状放射素子５は、導体であればど
のようなものでも使用することができ、損失が少なく形
成し易いものを選択して用いる。

このような放射素子を２以上直列に接続したアンテナ列
３３、・・・、３６としては、従来より知られた給電線
路８によって接続することができる。この給電線路８の
材料は放射素子と同様に、導体であればどのようなもの
でも使用でき、適宜選択して用いる。そのアンテナ列に
電力を供給する供給端子１９、・・・、２２としても、
前記放射素子５および給電線路８と同様であり、これら
を複数配列した主回路板１は、第１図（ｂ）に示すよう
に、誘電体層４によって支持され、さらにこの誘電体層
４は地導体３によって支持される。

この誘電体層４は、ポリエチレン、ポリイミド、ポリエ
ステル、ポリフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリ
エーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン等、比誘
電率、誘電正接の低いものを使用することができ、また
、通常のエポキシ系、アクリル系の樹脂であっても、気
泡を多く含むように構成されたもの、あるいは無機質の
絶縁材料であって多孔質のものも使用できる。さらには
、前記の有機絶縁材料をフィルムにしたものをアンテナ
回路（主回路）を支持するものとして使用し、これらの
絶縁材料をスペーサとして、空気層を誘電体に代えて使
用できる。

本発明の平面アンテナに使用する地導体３及び１０１の
材質は、導体であればどのようなものでも使用でき、銅
、アルミニウム、鉄、青銅、真鍮、等必要とされる導電
率、機械強度に応じて選択し、その厚さも材質と必要と
される特性に応じて選択することができる。

複数の主回路板１が、第２の地導体１０１の上に、互い
にアンテナ列の間隔が変えれるように緩やかに結合する
構造としては、各アンテナ列の間隔が同時に同じ間隔を
保って移動できる構造が好ましく、このような構造は、
第４図（ａ）および第４図（ｂ）に示すものが使用でき
、さらに機械的に行うものであればどのような構造でも
使用できる。

２つの位相の異なる電力を供給する供給端子２７および
２８と、この供給端子２７．２８に接続された分配器２
３および２４と、この分配器２３．２４に接続され、か
つ一方の分配器２３からの供給電力の位相は変えずに他
方の分配器２４からの供給電力のみの位相を９０°変え
る出力端子１０または１２と、一方の分配器２３からの
供給電力のみの位相を９０°変え前記他方の分配器２４
からの供給電力の位相は変えない出力端子１１または１
３とを有するハイブリッド回路２５または２６とを備え
た副回路板２も、前記主回路板ｌと同様にして作ること
ができる。

このハイブリッド回路２５または２６は、詳細には第２
図に示すような形状をしており、線路２９から供給され
た電力は、同一線上の線路３１へは位相を変えずに取り
出され、対角線上の線路３２へは９０″位相が遅れて取
り出されるもので、線路３０から供給された電力は、同
一線上の経路３２へは位相を変えずに取り出され、対角
線上の線路３１へは９０°位相が遅れて取り出されるも
のである。

また、第１図［有］）に示すように、その副回路板２は
、誘電体層７に支持され、その誘電体層７は、地導体６
によって支持されている。

この誘電体層７は、前記誘電体層４と同様にでき、地導
体６も、前記地導体３と同様にできる。

前記副回路板２からの出力を前記主回路板ｌのアンテナ
列へ接続する伝送線路１４としては、同軸ケーブルある
いは同軸構造にした接続具が使用でき、伝送損失が少な
いものが好ましい。

前記副回路板２の上の前記一方の供給端子２７から前記
主回路板ｌの一方のアンテナ列３３または３５までの給
電線路の電気長が、隣接する他方のアンテナ列３４また
は３６との間で１／４λｇ異なるようにするために、前
記ハイブリッド回路２５または２６を用いる。

また、他方の供給端子２８から同一のアンテナ列３３ま
たは３５までの電気長が、前記一方の供給端子２７から
の信号と同相となり、かつ他方のアンテナ列３４または
３６には、逆相となるように設けるためには、前記各供
給端子２７および２８からハイブリッド回路２５または
２６までの電気長を等しくし、かつハイブリッド回路２
５および２６から各アンテナ列３３、・・・　３６まで
の電気長を等しくすることによって実現できる。

（ホ）作用このように構成することによって、第３図に示すように
、この平面アンテナに対して一θの方向からの電波を受
信すると、アンテナ列３３によって受信された電波は端
子１０を介してハイブリッド回路２５から位相が遅れず
に端子２７へ出力され、同時にハイブリッド回路２５が
ら位相が９０″遅れて端子２８へ出力される。このとき
、アンテナ列３４によって受信された電波は、アンテナ
列３３との間隔ｌと電波の入射角度−〇から計夏される
！・ｓｉｎθだけアンテナ列３３での信号より位相の遅
れた信号となる。この！・ｓｉｎθの位相が、その周波
数λｇ　／　４すなわち９０ｏに相当する場合には、端
子１１を介してハイブリッド回路２５から端子２８へは
アンテナ列３３の信号から９０°遅れた信号となり、端
子２７へはさらに９０°遅れて１８０°遅れた信号とな
る。

したがって、端子２日には、アンテナ列３３から９０°
遅れた信号とアンテナ列３４からはアンテナ列３３に対
してやはり９０’遅れた信号が現れ、合成するとアンテ
ナ列３３で受信した信号の９０°位相が遅れた大きな信
号が現れる。ところが、端子２７には、アンテナ列３３
で受信した信号が位相が遅れずに現れるが、アンテナ列
３４からの信号はアンテナ列３３に対して１８０°位相
が遅れており、合成するとちょうど消去されてしまい、
端子２７に出力は現れない。

アンテナ列３５およびアンテナ列３６の出力も同じよう
に作用する。

逆に、電波の入射角度がθである場合には、端子２７に
は信号が現れ、端子２８には信号が現れない。

このようにして、アンテナは２方向に等しい大きさの損
失が極めて小さいビームを形成でき、そのどちらを使用
するか選択することができる。

また、パッチ状放射素子の間隔を変えることによって、
２方向の入射角度−θおよびθを、同一のパターンで変
えることができ、設計は１種についてのみ行えばよく、
使用できる範囲が広くなる。

くべ）実施例第１図（ａ）、・・・、第１図（Ｃ）に本発明の一実施
例を示す。

誘電体層４および７は発泡ポリエチレンを用い、地導体
３および６はアルミニウム板を用いた。主回路板１と副
回路板２は、同軸構造の接続を行った。

このときに、アンテナを受信用にして測定したところ、
各端子２７および２日への出力の損失は、０．５〜１ｄ
Ｂであり、損失が極めて低いビーム切り換え型アンテナ
とすることができた。

なお、アンテナ列３３、・・・、３６が個別に形成され
る主回路板Ｉの間隔を等間隔で変化させる機構として、
第４図（ａ）に示すものは、長さの等しい６本のアーム
４１を中央部でクロスして回動可能に軸支し、そして、
隣接するアームの両端を各主回路板１の端部の長穴４２
に軸支する一方、主回路板１０両端にアーム４１より短
い２本のアーム４３の一端を回動可能に軸支連結し、他
端を両端のアーム４１に軸支連結している。この機構に
より、アーム４３の連結点を左右に動かすことにより、
主回路板１の間隔を等しく変化させることができる。

主回路板ｌの間隔を等間隔で変化させる他の機構として
第４図（ｂ）に示すのは、地導体１０１と各主回路板り
間をギアで連結し、このうち中の２個の主回路板１のギ
ア４４．４６はピッチｎのウオームギアを使用し、両端
の主回路板１のギア４５．４７はピッチ３ｎのウオーム
ギアを使用している。

この機構によりギア４４とギア４５を連結した回転軸５
１を回転することによりそれぞれのギア４４．４６．４
５．４７にかみあわせ、かつ主回路板１に取付けられた
平歯車５２を駆動し、主回路板ｌの間隔を等しく変化さ
せることができる。このとき、ギア４４と４６は逆ピッ
チでギア４５と４７とは逆ピッチになっている。

（ト）発明の効果以上に説明したように、本発明によって、損失が極めて
少なく、１つのパターンで放射あるいは入射角度を可変
できるビーム切り換え型の平面アンテナを提供すること
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明の一実施例平面アンテナを示す
上面図、第１図（ロ）は、同実施例平面アンテナの側面
図、第１図（Ｃ）は、同実施例平面アンテナの透視下面
図であり、第１図（ａ）の裏面図、第２図は、同実施例
平面アンテナに用いたハイブリッド回路の上面図、第３
図は、本発明の詳細な説明するために用いた概念図、第
４図（ａ）は、本発明の一実施例に用いたアンテナ列の
間隔を同時に同じ間隔を保って変えるための構造を簡略
に示した上面図、第４図（ロ）は、本発明の他の実施例
に用いたアンテナ列の間隔を同時に同じ間隔を保って変
えるための構造を簡略に示した断面図である。符号の説明１：主回路板、　　　　　２：副回路板、３・６・１０
１：地導体、　４・７：誘電体層、１０、・・・、１３
：ビーム切り換え回路板上の接続端子、１９、・・・、２２：アンテナ回路板上の接続端子、２
５・２６：ハイブリッド回路、３３、・・・、３６：アンテナ列。特許出願人　　　　　　オムロン株式会社（ばか１名）代理人　　弁理士　　　中　村　茂　信第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１の地導体と、この第１の地導体の表面に設け
られた誘電体層と、この誘電体層表面に形成されたパッ
チ状放射素子を２以上直列に接続したアンテナ列と、こ
れらのアンテナ列に電力を供給する供給端子とを配列し
た主回路板を複数有し、この複数の主回路板が、第２の
地導体の上に、互いにアンテナ列の間隔を変えれるよう
に緩やかに結合され、地導体と、この地導体の表面に設けられた誘電体層と、
この誘電体層表面に形成された２つの電力を供給する供
給端子と、この供給端子のそれぞれに接続された分配器
と、この分配器に接続され、かつ一方の分配器からの供
給電力の位相は変えずに他方の分配器からの供給電力の
みの位相を９０゜変える出力端子と、前記一方の分配器
からの供給電力のみの位相を９０゜変え前記他方の分配
器からの供給電力の位相は変えない出力端子とを有する
ハイブリッド回路とを備えた副回路板と、前記副回路板
からの出力を前記主回路板のアンテナ列へ接続する伝送
線路とを備え、前記副回路板の上の前記一方の供給端子から前記主回路
板の一方のアンテナ列までの給電線路の電気長が、隣接
する他方のアンテナ列間で１／４λｇ（λｇ：線路波長
）異なり、他方の供給端子から同一のアンテナ列までの
電気長が、一方のアンテナ列には前記一方の供給端子か
らの信号と同相となり、かつ他方のアンテナ列には逆相
となるように設けられたことを特徴とする平面アンテナ
。