JPS623508A - アンテナ装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、サイドルッキング型のアレーアンテナを用い
て構成したアンテナ装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、レーダ用のアンテナ装置等のように、さまざま
な方向に電波の送受信を行なうためにアンテナビーｔ１
を高速で空間走査する必要がある場合、多数のアンテナ
素子を同一平面」二に配列してアレーアンテナを橋成し
、その各アンテナ素子に給電する位相を一定の規則に従
って変化させることにより、電気的にビーム走査を行な
うフエイズドアレーが用いられている。また、フエイズ
ドアレーのようなビーム走査を行なわない場合には、所
望する複数のビーム方向にそれぞれアンテナを設け、複
数のアンテナを切換えて使用することになる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の如きフエイズトアレーでは、アレーアンテナの各
アンテナ素子の位相を変化させるために各アンテナ素子
にそれぞれ移相器を接続する必要があるので、接続ロス
や伝送ロス等の増大のためにアンテナ特性の低下を招く
とともに、一般に移相器の重量が重いことからアンテナ
装置全体が犬重量でかつ大型化するといった問題がある
。また、ビーム走査を行なわないアンテナを所望のビー
ム方向数だけ設けた場合でも、アンテナ数が非常に多く
なることからフエイズドアレーと同様に接続ロスや伝送
ロス、および装置の重量や大きさが問題となる。

そこで本発明は、フエイズドアレーの移相器数またはア
ンテナ数を削減し得るアンテナ装置を提供するものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、アレーを構成する各アンテナ素子の間隔に
依存した角度でアンテナ主ビームを傾斜させたサイ１〜
ルツキング型のアレーアンテナを用い、そのアンテナ給
電線の両端の一方または他方を切換えて信号源に接続す
るスイッチング手段を設けて、アンテナ給電線の両端の
うちどちらの端部を励振端とするかをスイッチング手段
によって切換えることにより、サイドルツキング型のア
レーアンテナのアンテナ主ビームの傾斜方向を反転させ
るものであり、スイッチング手段の切換えによりアンテ
ナ主ビー１１を２方向に向けることができるので、フェ
イズ１−アレーにおける移相器数またはアンテナ数の半
減が可能となる。

（実施例） 以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は、本発明の基本的な一実施例を示す図である。

第１図において、１はサイドルツキング型のアレーアン
テナで、第２図に示すようにテフロンまたはセラミック
等からなる誘電体基板２の表面にアンテナ素子となるス
ロット３を複数備えた導電層４が被着され、かつ誘電体
基板２の裏面には誘電体基板２を介して各スロット３に
給電するための給７Ｆｉ線５が着設されて構成された、
所謂マイクロストリップスロットアレーアンテナである
。ここで、サイドルツキング型のアレーアンテナ１の主
ビームの方向は、アレーを構成する各アンテナ素子であ
るスロット３の給電線に沿った間隔Ｑに依存している。

本実施例では第１図および第２図中に示した座標におい
てアンテナ主ビームがφ＝π／２．０＝００の方向に向
けられており、この時Ωは次のように決定される。即ち
、アンテナ主ビームがφ＝π／２、θ＝θ。を向いてい
ればその方向において全てのスロット３からの電界が同
相で加算されるので次式が成立する。

ｋｏＱｓｉｎＯ，−βｇＱ＝２ｐｆｃ　（ｐ＝ｏ、±１
゜±２　・） ここで　ｋ。＝２π／λ、（λ。二自由空間波長）βｇ
＝２π／λｇ（λｇ＝ストリップ線路伝搬波長） 従って、上式を満足すべくＱが決定されている。

また、第１図において、６はアレーアンテナ１の給′に
線５の両端５ａおよび５ｂのうちどちらを励振端とする
かを切換えるスイッチで、一方の端部５ａを励振端とす
る場合、実線で示すように端部５ａに信号源７、端部５
ｂに整合負荷８がそれぞれ接続され、また他方の端部５
ｂの励振端とする場合、破線で示すように端部５ｂに信
号源７、端部５ａに整合負荷８がそれぞれ接続される。

上記の構成において、スイッチ６によりサイドルツキン
グ型のアレーアンテナ１の給電線５の一方の端部５ａを
励振端とすると、アンテナ主ビームは前述の式に従って
φ＝π／２．０＝−０，＜第１図に実線で示す）の方向
に向く。またスイッチ６を切換えて給電線５の他方の端
部５ｂを励振端とすると、アンテナ主ビームはφ＝π／
２．０＝ｏｎ　（第１図に破線で示す）の方向を向く。

従って、スイッチ６により給電線５の励振端を切換える
ことにより、アンテナ主ビー１１の傾斜方向が反転し、
アレーアンテナ１を設置面内で１８０°回転させた場合
と同等になる。即ち、］一つのアレーアンテナ】でアン
テナ自体を動かすことなく、かつ移相器による位相走査
を行なうことなく、スイッチ（３による信号入力端の切
換えのみで、異なる２方向にアンテナ主ビームを向かせ
ることができる。このため、本実施例を用いてアンテナ
ビームを空間走査する場合、励振端の切換えにより従来
の１７２の角度の走査で済むので、位相走査のための移
相器の数の半減、アンテナ数の半減、機械的走査の際の
、［査角の半減力ｉ１能になるとともに、接続ロス、伝
送ロスおよびアンテナ装置の重量や大きさの低減を図る
ことができる。

なお本実施例において、給電線５に沿って配列されたア
ンテナ素子としてのスロット３の数が増すと、整合負荷
８に吸収される電力が非常に小さくなるので、給電線５
の終端に整合負荷８を接続することなく開放端あるいは
短絡端としても前述した作用を損なうことはない。

また１本発明では」−記のマイクロスＩ〜リツプスロツ
１ヘアレーアンテナの他に、前述のＱと０゜の関係を満
たす導波管スロットアレーアンテナおよびクランク型マ
イクロストリップアレーアンテナ等においても同様に実
施可能である。

次に、本発明のアンテナ装置の具体的な実施例を説明す
る。第３図および第４図は、本発明のアンテナ装はをド
ツプラ効果を利用した自動車用の車速計に応用した例で
ある。

ここでドツプラレーダ車速計は、自動車から進行方向に
対して俯角Ｏで路面に向けて電波を発射し、その電波の
送受信周波数の差、即ちドツプラ周波数から自動車の対
地速度を算出するもので。

一般に第５図に示すように構成されている。このドツプ
ラレーダ車速計では、走行中に車体が傾斜すると路面に
対する電波の発射角度が変化するため車速の演算誤差が
生じる。そこでこのような車体の傾斜による車速の演算
誤差を防止するために、対向する２方向にビーｔ１を放
射するジャヌス方式が用いられている。即ち、第３図に
おいて、矢印で示す自動車の進行方向に対して縦方向に
傾いた時の車体傾斜角δに起因する車速の演算誤差は、
進行方向の前方および後方に向けてそれぞれ俯角Ｏでビ
ームを放射しく図中のＡおよびＢ）、この対向する２方
向のドツプラ周波数から車速を演算することにより、誤
差を大いに低減することができる。従来、ジャヌス方式
のドツプラレーダ車速計を構成する場合、対向する２方
向にそれぞれアンテナビームを向けたアンテナを設けな
ければならず、アンテナが２つ必要であったが、本発明
のアンテナ装置を利用することにより、第３図に示すよ
うにアンテナ９が進行方向に対して前方および後方に俯
角０でビームを放射することができるので、単一のアン
テナでジャヌス方式の構成が可能となり、車体傾斜角δ
に起因する車速の演算誤差を大きく低減することができ
る。また、第４図に示すように自動車の進行方向に対し
て左方および右方にアンテナビームが向くように本発明
によるアンテナ１０を設置することにより、進行方向に
対して横方向の車体傾斜角δ′に起因する車速の演算誤
差を低減することができる。

第６図は、本発明のアンテナ装置を自動車用レーダに応
用した例である。アンテナ１１は自動車の前部中央に設
置され、図示せぬスイッチの切換えによりそのアンテナ
主ビームが自動車の右斜め前方または左斜め前方に向け
られる。同様にアンテナ１２は自動車の後部中央に設置
されてアンテナ主ビームが右斜め後方または左斜め後方
に向けられる。このように、本発明のアンテナ装置を自
動車用レーダに応用することにより、アンテナ１１を右
斜め前方および左斜め前方の探索用、アンテナ１２を右
斜め後方および左斜め後方の探索用としてそれぞれ用い
ることができるので、各探索方向にそれぞれアンテナを
設置する必要があった従来のものに比べてアンテナ数を
半減することができる。なお、本実施例ではアンテナ１
１および１２をそれぞれ自動車の前部および後部の中央
に設置しているが、各アンテナは必ずしも中央に設置す
る必要はなく、車体前部および後部の右端または左端で
も同様の効果を奏する。

以上、本発明のアンテナ装置を放射アンテナの例を用い
て説明したが、受信アンテナとしても同様の効果を有す
ることは明白である。

（発明の効果） 以」；、説明したように、本発明は、アレーを構成する
各アンテナ素子の間隔に依存した角度でアンテナ主ビー
ムを傾斜させたサイドルツキング型のアレーアンテナに
おいて、そのアンテナ給電線の両端のうちどちらの端部
を励振端とするかをスイッチング手段で切換えることに
より、アンテナ主ビームの傾斜方向を反転させるもので
あり、スイッチング手段の切換えによりアンテナ主ビー
ムを対向する２方向へ向けることができるので、フエイ
ズドアレーにおける移相器の半減およびアンテナ数の半
減が可能となり、さらに接続ロスや伝送ロスを抑えるこ
とができるとともにアンテナ装置の重量および大きさの
低減が可能となる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の基本的な一実施例のそ
れぞれ原理図およびアンテナの斜視図。 第３図および第４図は、本発明のアンテナ装置を用いた
ドツプラレーダ車速計をそれぞれ装着した車両の側面図
および正面図、第５図は、ドツプラレーダ車速計の構成
を示すブロック図、第６図は、本発明のアンテナ装置を
用いた自動車用レーダを装着した車両の上面図である。 １・・・アンテナ、２・・・誘電体基板、３・・・スロ
ット、４・・・導体層、５・・・給電線、６・・・スイ
ッチ、７−・・信号源、８・・・整合負荷。 第　　１　　図 第　　３　　図 第　　５　　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アレーを構成する各アンテナ素子の間隔に依存した角度
   でそのアンテナ主ビームが傾斜したサイドルッキング型
   のアレーアンテナにおいて、そのアンテナ給電線の両端
   の一方または他方に信号源を切換接続するスイッチング
   手段を設け、前記アンテナ給電線の両端のうちどちらの
   端部を励振端とするかを前記スイッチング手段で切換え
   ることにより、前記サイドルッキング型のアレーアンテ
   ナのアンテナ主ビームの傾斜方向を反転させることを特
   徴とするアンテナ装置。