JPWO2011125087A1 - antenna - Google Patents
antenna Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2011125087A1 JPWO2011125087A1 JP2012509154A JP2012509154A JPWO2011125087A1 JP WO2011125087 A1 JPWO2011125087 A1 JP WO2011125087A1 JP 2012509154 A JP2012509154 A JP 2012509154A JP 2012509154 A JP2012509154 A JP 2012509154A JP WO2011125087 A1 JPWO2011125087 A1 JP WO2011125087A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- circuit
- ring
- power supply
- supply port
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010615 ring circuit Methods 0.000 description 90
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 41
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 3
- 101100039010 Caenorhabditis elegans dis-3 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
- H01P5/19—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port of the junction type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
- H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
- H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
給電点を任意の数だけ備えることができ、様々な手法で測定をするレーダ装置にそれぞれ用いることのできる汎用性のより高いアンテナを提供する。プリント基板上に配置された線路からなるアンテナであって、左右方向に任意の間隔を空けて配置され、左右対称の形状を有する複数の第1電力分配回路と、隣り合う各第1電力分配回路をつなぐように配置され、左右対称の形状を有する複数の第2電力分配回路と、2以上の第1電力分配回路の少なくともいずれか一つの左右の中点に接続された給電線と、第2電力分配回路に接続されたアンテナ素子とを備える。Provided is a more versatile antenna that can be provided with an arbitrary number of feeding points and can be used for each radar apparatus that performs measurement by various methods. An antenna composed of a line disposed on a printed circuit board, which is arranged at an arbitrary interval in the left-right direction and has a plurality of first power distribution circuits having a symmetrical shape, and adjacent first power distribution circuits A plurality of second power distribution circuits having a symmetrical shape, a power supply line connected to the left and right midpoints of at least one of the two or more first power distribution circuits, And an antenna element connected to the power distribution circuit.
Description
本発明は、アンテナ装置に関し、より特定的には、電磁波を送受信して対象物を検出するレーダに用いられるアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device, and more particularly to an antenna device used in a radar that detects an object by transmitting and receiving electromagnetic waves.
近年、電磁波を放射して、放射した電磁波が対象物で反射した反射波を受信し、放射した電磁波と、受信した反射波とに基づいて、対象物との相対距離、相対速度、及び当該対象物の存在する方向などを測定するレーダ装置が実用化されている。そして、このようなレーダ装置において反射波を受信する受信アンテナとして用いるために様々なアンテナが提案されている。このようなアンテナの一例として、特許文献1に記載のマイクロストリップアレーアンテナ(以下、従来技術と称する)が挙げられる。 In recent years, an electromagnetic wave has been radiated, and a reflected wave reflected by the object has been received. Based on the emitted electromagnetic wave and the received reflected wave, the relative distance to the object, the relative velocity, and the object A radar apparatus that measures the direction in which an object exists has been put into practical use. Various antennas have been proposed for use as receiving antennas for receiving reflected waves in such radar devices. As an example of such an antenna, there is a microstrip array antenna described in Patent Document 1 (hereinafter referred to as conventional technology).
従来技術では、4列の単位アレーアンテナを左右方向に並行させて配設し、2つの給電点と接続している。4列の単位アレーアンテナと2つの給電点とを接続するときに、従来技術では、中央に配設された2列の単位アレーアンテナを2つの給電点にそれぞれ接続し、残りの2つの外側に配設された単位アレーアンテナのそれぞれを2つの給電点のそれぞれに接続している。つまり、従来技術では、4列の単位アレーアンテナの内、中央の2つの単位アレーアンテナを2つの給電点で共有し、2つの給電点のそれぞれに3つの単位アレーアンテナを接続している。 In the prior art, four rows of unit array antennas are arranged in parallel in the left-right direction and connected to two feeding points. When connecting a four-row unit array antenna and two feeding points, in the prior art, a two-row unit array antenna arranged in the center is connected to the two feeding points, respectively, and the remaining two outside the two feeding points are connected to the outside. Each of the arranged unit array antennas is connected to each of two feeding points. That is, in the conventional technique, two unit array antennas in the center of the four rows of unit array antennas are shared by two feeding points, and three unit array antennas are connected to each of the two feeding points.
これにより、従来技術では、それぞれが3つの単位アレーアンテナからなる合成アレーアンテナでありながら、中央の2つの単位アレーアンテナを共有することにより、互いの合成アレーアンテナの左右方向の間隔を狭くし、互いの合成アレーアンテナの位相間隔を狭くすることができる。このような従来技術に係るマイクロストリップアレーアンテナを例えば位相モノパルス方式で対象物の存在する方向を測定するレーダ装置に採用することにより、互いの合成アレーアンテナで受信した反射波の位相間隔が±180°以上ずれることによって正確な位相間隔を検出できなくなる所謂位相の折り返しを生じることのない測定を可能にすることができる。 Thus, in the prior art, although each is a combined array antenna composed of three unit array antennas, by sharing the two central unit array antennas, the distance between the left and right directions of the combined array antennas is reduced, The phase interval between the combined array antennas can be reduced. By adopting such a microstrip array antenna according to the prior art in a radar apparatus that measures the direction in which an object exists, for example, by a phase monopulse method, the phase interval of reflected waves received by the combined array antennas is ± 180. It is possible to perform measurement without causing a so-called phase wraparound in which an accurate phase interval cannot be detected by shifting by more than 0 °.
しかしながら、上記従来技術では、以下に述べる課題を有する。すなわち、近年では、3つのアンテナを用いて測定精度を向上させたレーダ装置、或いは複数のアンテナを用いてデジタルビーム走査をするレーダ装置などが開発されている。しかしながら、上記従来技術では、給電点を2つまでしか備えることができないため、これらのようなレーダ装置に用いることができない。 However, the above prior art has the following problems. That is, in recent years, a radar apparatus that improves measurement accuracy using three antennas, or a radar apparatus that performs digital beam scanning using a plurality of antennas has been developed. However, since the above-mentioned conventional technology can provide only two feeding points, it cannot be used for such radar devices.
そこで、本発明は、給電点を任意の数だけ備えることができ、様々な手法で検出を行うレーダ装置に用いることのできる汎用性のより高いアンテナを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a more versatile antenna that can have an arbitrary number of feeding points and can be used in a radar apparatus that performs detection by various methods.
上記目的を達成するため、本発明は、以下に示す特徴を有する。 In order to achieve the above object, the present invention has the following characteristics.
本発明の第1の局面は、誘電体基板上に配置された線路からなるアンテナであって、左右方向に任意の間隔を空けて配置され、左右対称の形状を有する複数の第1電力分配回路と、隣り合う各第1電力分配回路をつなぐように配置され、左右対称の形状を有する複数の第2電力分配回路と、2以上の第1電力分配回路の少なくともいずれか一つの左右の中点に接続された電力供給線と、第2電力分配回路に接続されたアンテナ素子とを備える。 1st aspect of this invention is the antenna which consists of a track | line arrange | positioned on a dielectric substrate, Comprising: The 1st power distribution circuit which is arrange | positioned at arbitrary intervals in the left-right direction, and has a left-right symmetric shape And a left and right midpoint of at least one of a plurality of second power distribution circuits that are arranged to connect adjacent first power distribution circuits and have a symmetrical shape, and two or more first power distribution circuits. And an antenna element connected to the second power distribution circuit.
本発明の第2の局面は、上記第1の局面において、第1電力分配回路は、第2電力分配回路との接点を挟む上下の線路長が同じである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the first power distribution circuit has the same upper and lower line lengths across the contact point with the second power distribution circuit.
本発明の第3の局面は、上記第2の局面において、第1電力分配回路はリング形状である。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the first power distribution circuit has a ring shape.
本発明の第4の局面は、上記第3の局面において、隣り合う各アンテナ素子の中心間隔が、各前記アンテナ素子で送受信する信号が空気中を伝搬するときの波長の半分である。 In a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the center interval between adjacent antenna elements is half the wavelength when signals transmitted and received by the antenna elements propagate in the air.
本発明の第5の局面は、上記第4の局面において、第2電力分配回路は、リング形状である。 In a fifth aspect of the present invention based on the fourth aspect, the second power distribution circuit has a ring shape.
本発明によれば、給電点を任意の数だけ備えることができ、様々な手法で検出を行うレーダ装置に用いることのできる汎用性のより高いアンテナを提供できる。 According to the present invention, an arbitrary number of feeding points can be provided, and a highly versatile antenna that can be used in a radar apparatus that performs detection by various methods can be provided.
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係るアンテナの構成の一例を示す図である。本実施形態では、基板となる誘電体100の主面に、給電点101と、第1の給電線102と、第1のリング型回路103と、第2のリング型回路104と、第2の給電線105と、アンテナ素子106との構成要素を誘電体基板の銅箔上に形成することによってアンテナ1が構成される。アンテナ1は、送信、及び受信の特性が等しくなることがよく知られていることから、本実施形態の説明では、説明を容易にするため、アンテナ1を送信アンテナとして使用する場合を一例として説明する。また、本実施形態の説明では、アンテナ1が車両に搭載されるものとし、給電点101から第1のリング型回路103に向かう方向が水平面に垂直となるように、且つ、当該方向が車両の上方向を向くように搭載されるものとして説明する。また、図1には、この車両の上方向を基準とする下方向、及び左右方向を示している。本発明の説明では、図1に示すように、説明のための左右方向と、紙面上の左右方向とを入れ替えて説明している。(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an antenna according to the present embodiment. In the present embodiment, a
本実施形態に係るアンテナ1は、図1に示すように給電点101〜アンテナ素子106の構成要素を左右方向に複数接続して構成される。
As shown in FIG. 1, the
図2A、及び図2Bは、図1に示すアンテナ1の内、第1のリング型回路103のみを拡大して示す図である。第1のリング型回路103は、図2Aに示すように、上下方向に配置された半円形状の対の線路と左右方向に配置された直線形状の対の線路とを接続して構成したトラック形状の閉回路であって、その側面に第1の給電ポートA、及び第1の給電ポートBを備えており、第1の給電ポートA、及び第1の給電ポートBのいずれか一方から他方へ電力を伝送できる。
2A and 2B are enlarged views showing only the
また、本実施形態に係るアンテナ1を構成する任意の1以上の第1のリング型回路103には、図2Bに一例として示すように、下側に第1の給電ポートCを設けてもよい。本実施形態に係る第1のリング型回路103は、上述の説明から明らかなように左右対称であって、第1の給電ポートCから、第1の給電ポートA、及び第1の給電ポートBのそれぞれまでの線路長が同じである。このため、本実施形態に係る第1のリング型回路103に対して、図2Bに示すように第1の給電ポートCを設けることにより、第1の給電ポートA、及び第1の給電ポートBのそれぞれにおける信号の位相が同相となるように第1の給電ポートCから信号を分配できる。図1には、左右方向の中央と、その両側に位置する第1のリング型回路103に第1の給電ポートCを設けたアンテナ1を一例として示している。
Moreover, as shown in FIG. 2B as an example, any one or more
尚、第1のリング型回路103に第1の給電ポートCを設けた場合には、図1から明らかなように、第1の給電線102を介して当該第1の給電ポートCの先に位置する給電点101で信号の入出力をすることができる。
When the first power supply port C is provided in the first ring-
図3は、図1に示すアンテナ1の内、第2のリング型回路104のみを拡大して示す図である。第2のリング型回路104は、図3に示すように、中空の円形状を有する線路で構成した閉回路であり、その右側に第2の給電ポートAを備え、その左側に第2の給電ポートBを備え、上側に第2の給電ポートCを備え、下側に開放スタブを備えている。尚、図1から明らかなように、第2の給電ポートCの先には第2の給電線105を介してアンテナ素子106が接続されている。
FIG. 3 is an enlarged view showing only the
以上が、本実施形態に係る第1のリング型回路103、及び第2のリング型回路104の説明である。本実施形態に係るアンテナ1は、図1に示すように、上述で説明した形状を有する第1のリング型回路103を等間隔に配置し、これらの第1のリング型回路103を接続するように第2のリング型回路104を配置して構成している。
The above is the description of the first
尚、上述の説明では、本実施形態に係る第1のリング型回路103、及び第2のリング型回路104が、図2A〜図3にそれぞれ示すように長さを有する給電ポートをそれぞれ備えるものとして説明した。しかしながら、本実施形態に係る第1のリング型回路103、及び第2のリング型回路104でアンテナ1を構成する場合には、図1に一例として示すように、それぞれのリング型回路のリング形状(本実施形態では、第1のリング型回路103ではトラック形状であって、第2のリング型回路104では中空の円形状)の外周におけるそれぞれの給電ポートの位置で当接するように接続して構成するものとする。
In the above description, the first ring-
また、本実施形態に係るアンテナ1は、図1に示すように配置した第1のリング型回路103の内、左右の中央と、その両側に位置する第1のリング型回路103に上述した第1の給電ポートCを設け、第2のリング型回路104の第2の給電ポートCにそれぞれアンテナ素子106を設けて構成している。以下では、図1に示すように構成したアンテナ1について説明を続ける。
In addition, the
図4は、本実施形態に係るアンテナ1の左右方向の中心に位置する給電点101に信号を供給して送信するときの励振振幅分布の一例を示す図である。図4の横軸は、本実施形態に係るアンテナ1のアンテナ素子106のそれぞれに図1に示すように付した番号を示している。また、図4の縦軸は、横軸に示した番号に対応するアンテナ1のアンテナ素子106の励振振幅を示している。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an excitation amplitude distribution when a signal is supplied and transmitted to the
さらに、図4では、アンテナ1を構成するアンテナ素子106の中で最も高い励振振幅を1として、最も高い励振振幅に対する他のアンテナ素子106の励振振幅の比をアンテナ素子106毎に示している。そして、図4に示す励振振幅分布において負の値で示される励振振幅は、当該励振振幅に対応するアンテナ素子106から送信される信号が、正の値を示す励振振幅に対応するアンテナ素子106から送信される信号に対して位相が180°ずれていることを示している。したがって、位相を考慮しないと、図4に示す励振振幅分布は、アンテナ1の左右方向の中心に最も近いアンテナ素子106(図4に示す例では、#4、及び#5のアンテナ素子106)から左右方向に遠ざかるにしたがって、順番に励振振幅が小さくなる分布となる。
Further, in FIG. 4, the highest excitation amplitude among the
本実施形態に係るアンテナ1の励振振幅分布が図4に示すようになる理由について説明するために、まず、第1のリング型回路103を信号が伝搬する場合について説明する。本実施形態に係る第1のリング型回路103は、一例として、トラック形状の線幅の中心線(図2A、又は図2Bにおける二点鎖線)の長さ(線路長)が2λgとなるように設計されている。ここで、λgは、アンテナ1を構成する線路を信号が伝搬するときの当該信号の波長であるものとする。本実施形態に係る第1のリング型回路103では、上述したように、線路長が2λgのトラック形状の側面にそれぞれ第1の給電ポートAと第1の給電ポートBとを設けている。そして、例えば、第1の給電ポートAから第1の給電ポートBに伝搬する信号は、図2Aに示すトラック形状において、上側の半円形状の線路方向と下側の半円形状の線路方向とに分配される。図2Aに示すようにトラック形状の第1のリング型回路103は、上下対称であるため、第1の給電ポートAから、上側の半円形状の線路方向と下側の半円形状の線路方向とに分配された信号は、それぞれλgの線路長(1波長分の長さ)の線路を伝搬して、第1の給電ポートBに到達することとなる。このことは、第1の給電ポートBから第1の給電ポートAに信号が伝搬する場合も同様である。
In order to explain the reason why the excitation amplitude distribution of the
このように、本実施形態に係る第1のリング型回路103において、第1の給電ポートA、及び第1の給電ポートBのいずれか一方から他方に信号が伝搬するときには、1波長分の長さの線路を伝搬するので、伝搬先の給電ポートにおいて互いの位相が同相となる。
As described above, in the
次に、第2のリング型回路104を信号が伝搬する場合について説明する。本実施形態に係る第2のリング型回路104は、一例として、中空の円形状の線幅の中心線(図3における二点鎖線)の周の長さ(線路長)が前述のλgとなるように設計されている。本実施形態に係る第2のリング型回路104では、上述したように、線路長がλgの中空の円形状の側面にそれぞれ第2の給電ポートAと、第2の給電ポートBとを設けている。そして、例えば、第2の給電ポートAから第2の給電ポートBに伝搬する信号は、図3に示す円形状において、上側の半円形状の線路と下側の半円形状の線路とに分配される。第2のリング型回路104において、第2の給電ポートAから上側の半円形状に分配された信号は、さらに第2の給電ポートCと第2の給電ポートBとに分配される。したがって、第2の給電ポートAから上側の半円形状に分配されて第2の給電ポートBまで伝搬する信号は、第2の給電ポートCに分配される分だけ強度が低下して振幅が減少する。また、本実施形態に係る第2のリング型回路104は、上述したように線路長がλgであるため、第2の給電ポートAから上側の半円形状に分配されて第2の給電ポートBまで伝搬する信号は、λg/2の線路長を伝搬することとなる。
Next, a case where a signal propagates through the
一方、第2のリング型回路104において、第2の給電ポートAから下側の半円形状に分配された信号は、開放スタブを介して第2の給電ポートBに伝搬する。ここで、第2のリング型回路104は上述したように線路長がλgとなるように設計されている。さらに、開放スタブは、線路長がλg/4となるように設計されている。そして、第2の給電ポートAから下側の半円形状に分配された信号は、下側の半円形状を開放スタブまで伝搬し(λg/4の線路長を伝搬)、開放スタブを往復(λg/2の線路長を伝搬)してから、下側の半円形状を第2の給電ポートBまで伝搬する(λg/4の線路長を伝搬)。したがって、本実施形態に係る第2のリング型回路104において、第2の給電ポートAから下側の半円形状に分配されて第2の給電ポートBまで信号が伝搬するときは、λgの線路長を伝搬することとなる。
On the other hand, in the
そして、本実施形態に係る第2のリング型回路104において、第2の給電ポートAから上下のそれぞれの半円形状に分配された信号は、第2の給電ポートBで合成される。このとき、第2の給電ポートBでは、上述で説明したように、λg/2の線路長を伝搬して振幅が減少した信号と、λgの線路長を伝搬した信号とが合成される。つまり、第2のリング型回路104を第2の給電ポートAから第2の給電ポートBまで信号が伝搬すると、第2の給電ポートBでは、互いに半波長分だけ位相がずれ、振幅の互いに異なる信号が合成される。したがって、第2のリング型回路104を第2の給電ポートAから第2の給電ポートBまで信号が伝搬すると、第2の給電ポートBにおける信号は、互いに振幅の異なる信号が打ち消しあって、相対的に振幅が減少した信号となる。このことは、本実施形態に係る第2のリング型回路104が、図3に示すように左右対称の形状をしているため、第2の給電ポートBから第2の給電ポートAまで信号が伝搬するときにおいても同様である。
Then, in the
つまり、本実施形態に係る第2のリング型回路104では、第2の給電ポートA、及び第2の給電ポートBのいずれか一方から他方に信号が伝搬するときには、伝搬先の給電ポートで相対的に振幅が減少する。以下では、第2のリング型回路104において、伝搬元の給電ポートにおける信号の振幅と伝搬先の給電ポートにおける信号の振幅との比を分配比と称する。
That is, in the
アンテナ1の左右方向の中心に位置する給電点101に供給された信号は、図1から明らかなように、第1のリング型回路103と第2のリング型回路104とを交互に伝搬し、アンテナ素子106に分配され、それぞれのアンテナ素子106から送信される。そして、上述したように、第1のリング型回路103と第2のリング型回路104とを交互に伝搬する信号は、上述で説明したように、第2のリング型回路104の分配比に応じて振幅が減少する。したがって、本実施形態に係るアンテナ1の励振振幅分布は、図4に示すように信号を供給する給電点101に対して左右方向に最も近いアンテナ素子106(図4に示す例では、#4、及び#5のアンテナ素子106)から最も遠いアンテナ素子106(図4に示す例では、#1、及び#8)の順番で励振振幅が小さくなる分布となる。
As is apparent from FIG. 1, the signal supplied to the
また、本実施形態に係るアンテナ1では、左右方向の中心に位置する給電点101に供給された信号が、同じく左右方向の中心に位置する第1のリング型回路103で分岐して、左右方向にそれぞれ伝搬する。そして、アンテナ1の左右方向の中心に位置する第1のリング型回路103から左方向に分岐した信号は、上述したように第1のリング型回路103、及び第2のリング型回路104を交互に伝搬しながら、#5のアンテナ素子106〜#8のアンテナ素子106の順番に分岐されて送信される。一方、アンテナ1の左右方向の中心に位置する第1のリング型回路103から右方向に分岐した信号は、上述したように第1のリング型回路103、及び第2のリング型回路104を交互に伝搬しながら、#4のアンテナ素子106〜#1のアンテナ素子106の順番に分岐されて送信される。
In the
ここで、アンテナ1の左右方向の中心に位置する第1のリング型回路103から左方向に分岐した信号を送信する#5〜#8のアンテナ素子106では、図4に示すように、隣り合うアンテナ素子106で互いに位相が180°ずれている。同様に、アンテナ1の左右方向の中心に位置する第1のリング型回路103から右方向に分岐した信号を送信する#4〜#1のアンテナ素子106でも、図4に示すように、隣り合うアンテナ素子106で互いに位相が180°ずれている。以下、この理由について説明する。
Here, as shown in FIG. 4, the
隣り合うアンテナ素子106で互いに位相が180°ずれるのは、隣り合うアンテナ素子106を接続する第1のリング型回路103、及び第2のリング型回路104のそれぞれの線路長に起因する。すなわち、例えば、図1の♯6のアンテナ素子106と接続されている第2のリング型回路104の第2の給電ポートCから♯7のアンテナ素子106と接続されている第2のリング型回路104の第2の給電ポートCまでの線路長は、1.5λgとなる。
The phase difference between the
より詳細には、♯6のアンテナ素子106に接続された第2のリング型回路104の第2の給電ポートCから第2の給電ポートBまでの線路長はλg/4となる。そして、♯6のアンテナ素子106に接続された第2のリング型回路104の第2の給電ポートBと、♯7のアンテナ素子106に接続された第2のリング型回路104の第2の給電ポートAとを接続する第1のリング型回路103を、第1の給電ポートAから第1の給電ポートBまで信号が伝搬するときの線路長は上述したようにλgとなる。そして、第1のリング型回路103の第1の給電ポートBと接続される、♯7のアンテナ素子106に接続された第2のリング型回路104の第2の給電ポートAから第2の給電ポートCまでの線路長は、λg/4となる。
More specifically, the line length from the second feeding port C to the second feeding port B of the
つまり、♯6のアンテナ素子106に分配された信号と、♯7のアンテナ素子106に分配された信号とのように、隣り合うアンテナ素子106に分配される信号は、1.5λgの線路長を伝搬してから隣のアンテナ素子106に分配されるので、半波長分だけ互いに位相がずれる。このため、アンテナ1の中心に位置する第1のリング型回路103から右方向に存在するそれぞれの隣り合うアンテナ素子106から送信される信号は、互いに位相が180°変化する。このことは、アンテナ1の中心に位置する第1のリング型回路103から左方向に存在するそれぞれの隣り合うアンテナ素子106から送信される信号についても同様である。
That is, a signal distributed to
以上より、本実施形態に係るアンテナ1では、第1のリング型回路103の第1の給電ポートCから第1の給電ポートA、及び第1の給電ポートBへ分配される信号は同相で伝搬することとなる。また、本実施形態に係るアンテナ1では、第2のリング型回路104を信号が左右の回路へ伝搬するときには伝搬先の給電ポートで相対的に振幅が減少する。さらに、本実施形態に係るアンテナ1では、左右方向の中心に位置する第1のリング型回路103から右方向に分岐した信号は隣り合うアンテナ素子106(#4のアンテナ素子106〜#1のアンテナ素子106)間で位相が反転し、左方向に分岐した信号は隣り合うアンテナ素子106(#5のアンテナ素子106〜#8のアンテナ素子106)間で位相が反転する。このため、本実施形態に係るアンテナ1の励振振幅分布は図4に示すようになる。
As described above, in the
尚、上述した説明では、アンテナ1の左右方向の中心に位置する給電点101に信号を供給した場合の励振振幅分布について説明した。一方、アンテナ1における左右方向の中心に位置する第1のリング型回路103以外に第1の給電ポートCを設けた第1のリング型回路103に給電点101から信号を供給した場合には、図5に一例として示すように、信号を供給した給電点101を左右方向の中心とする左右対称の励振振幅分布となる。図5に示す励振振幅分布Dis1は、図4に示した励振振幅分布であって、アンテナ1の左右方向の中心に位置する給電点101に信号を供給したときの励振振幅分布である。また、図5に示す励振振幅分布Dis2は、アンテナ1の左右方向の中心から右方向に存在する1つ目の給電点101に信号を供給したときの励振振幅分布である。また、図5に示す励振振幅分布Dis3は、アンテナ1の左右方向の中心から左方向に存在する1つ目の給電点101に信号を供給したときの励振振幅分布である。図5に一例として示すように、本実施形態に係るアンテナ1によれば、信号を供給する給電点101の位置に応じて励振振幅分布を左右方向に遷移させることができる。尚、図5に示す励振振幅分布Dis2では、#8のアンテナ素子106の励振振幅の図示を省略している。さらに、図5に示す励振振幅分布Dis3では、#1のアンテナ素子106の励振振幅の図示を省略している。
In the above description, the excitation amplitude distribution when a signal is supplied to the
以上の説明では、アンテナ1を送信アンテナとして用いるものとし、その励振振幅分布について主に説明した。一方、アンテナ1を受信アンテナとして用いても、その励振振幅分布は上述で説明した分布と同じになることは言うまでもない。
In the above description, the
また、本発明に係るアンテナ1では、第1のリング型回路103の左右方向の幅を調節することにより、隣り合うアンテナ素子106の左右方向の間隔を任意の間隔に調節することができる。隣り合うアンテナ素子106の左右方向の間隔を任意の間隔にすることについて、図6A〜図6Bを参照して、より詳細に説明する。図6Aは、相対的に狭い幅Hの第1のリング型回路103とアンテナ素子106の左右方向の間隔HAとの一例を示す図であり、図6Bは、相対的に広い幅Hの第1のリング型回路103とアンテナ素子106の左右方向の間隔HAとの一例を示す図である。本発明に係るアンテナ1は、図6A、及び図6Bに一例として示すように、隣り合うアンテナ素子106の左右方向の間隔HAが任意の間隔となるように第1のリング型回路103の幅Hを決定できる。ただし、アンテナ素子106の左右方向の間隔HAを任意の間隔にするために、第1のリング型回路103の幅Hを決定するときには、隣り合う第2のリング型回路104の第2の給電ポートC同士を結ぶ線路長が1.5λgとなるように、当該第1のリング型回路103の前後方向の長さVを併せて決定する必要がある。図6A、及び図6Bに一例として示すように、隣り合うアンテナ素子106の左右方向の間隔HAを広くするために第1のリング型回路103の幅Hを広くする場合には、同じく図6A、及び図6Bに一例として示すように、当該第1のリング型回路103の前後方向の長さVを相対的に短くしなければならない。
Further, in the
このように、本発明に係るアンテナ1では、隣り合うアンテナ素子106の左右方向の間隔を任意の間隔にできる。ここで、例えば、隣り合うアンテナ素子106の左右方向の間隔を0.5λとすれば、本発明に係るアンテナ1を位相モノパルス方式のレーダ装置の受信アンテナとして用いることにより、互いのアンテナ素子106で受信した信号の位相間隔が±180°以上ずれることによって正確な位相間隔を検出できなくなる所謂位相の折り返しが生じることを防げる。ここで、λは、大気中における波長であるものとする。アンテナ素子106の間隔は、正確に0.5λでなくてもよく、0.5λ以下であれば位相の折り返しが生じないことは言うまでもない。
Thus, in the
上記従来技術において上述したように位相の折り返しが生じることを防ぐためには、アンテナ素子106の左右方向の間隔を0.5λとすることが可能な幅の小さいアンテナを少なくとも2つ左右方向に並べて配置する必要がある。しかしながら、このように幅の小さいアンテナはビーム幅が広くなるため、不要な信号を受信してしまい誤検出、或いは検出性能の低下を招く場合がある。これに対して、本発明に係るアンテナ1では、2に限らず、3以上のアンテナ素子106を用いることができ、複数のアンテナ素子106で構成されるアンテナを有する送信回路でビームを成形する従来周知の手法を採用して、必要な検知角度幅となるようにビームを成形できる。ここで、検知角度幅とは、本発明に係るアンテナ1を用いたレーダ装置が対象物との相対距離、相対速度、及び当該対象物の存在する方向(角度)などを測定できる範囲であって、典型的には、当該レーダ装置のアンテナの位置を中心とする扇形をしており、この扇形の角度の広さをいう。
In order to prevent the occurrence of phase folding as described above in the above-described prior art, at least two antennas with a small width capable of setting the horizontal spacing of the
また、上述の説明では、第2の給電線105には、それぞれ1つのアンテナ素子106を備えるアンテナ1について説明した。しかしながら、他の一実施形態では、本発明に係るアンテナ1を構成するアンテナ素子106の形状は任意の形状であってよい。また、複数の素子からなるアレーアンテナでもよい。
Further, in the above description, the
また、図1に示すように、一部の第1のリング型回路103のみにしか第1の給電ポートCを持たせない場合、第1の給電ポートCを持たせる第1のリング型回路103の位置によっては左右の第1の給電ポートCの配置が非対称となり、励振振幅分布の対称性が損なわれることがある。そして、このように生じる励振振幅分布の対称性が損なわれることを防ぐために、図7に示すように、受信回路が接続されていない第1のリング型回路103には、整合を取るための終端回路を接続してもよい。
As shown in FIG. 1, when only a part of the first
また、例えば、図1に示す構成のアンテナ1では、左右方向の両端に位置する第1のリング型回路103において、給電点101から供給された信号、或いはアンテナ素子106によって受信された信号が反射し、アンテナ1の励振振幅分布などの特性を低下させる場合がある。そして、このような信号の反射でアンテナ1の特性を低下させるのを防ぐためには、図8に一例として示すように、アンテナ1の左右方向の両端に位置する第1のリング型回路103に整合を取るための終端回路を接続するとよい。
For example, in the
尚、上述したように励振振幅分布の対称性を維持し、さらに、上述したような信号の反射でアンテナ1の特性が低下するのを防ぐために、図9に一例として示すように、受信回路を接続していない給電点101で整合を取るための終端回路と、アンテナ1の左右方向の両端に位置する第1のリング型回路103で整合を取るための終端回路との両方を接続してもよい。
In order to maintain the symmetry of the excitation amplitude distribution as described above and to prevent the characteristics of the
また、第1の実施形態に係る第1のリング型回路103は、上述したようなトラック形状を有するものとした。しかしながら、他の一実施形態では、第1のリング型回路103の形状を、真円形状などの幾何学形状、或いはそれらの形状を扁平させた形状にしてもよい。
In addition, the
また、第1の実施形態に係る第1のリング型回路103の長さは、隣り合う第2のリング型回路104の第2の給電ポートC同士を結ぶ線路長が1.5λとなるように決定するものとした。しかしながら、他の一実施形態では、隣り合う第2のリング型回路104の第2の給電ポートC同士の長さが任意の長さとなるように第1のリング型回路103を構成する線路の長さを決定して、隣り合うアンテナ素子106における信号の位相が180°単位でずれるようにしてもよい。
The length of the
また、第1の実施形態に係る第1のリング型回路103の長さは、第1の給電ポートA、及び第1の給電ポートBのいずれか一方から他方に信号が伝搬するときに、伝搬先の給電ポートにおいて互いに同相となるように、線路長を2λgとした。しかしながら、他の一実施形態では、第1の給電ポートA、及び第1の給電ポートBのそれぞれにおける互いの信号に位相差が生じるように第1のリング型回路103の線路長を変化させてもよい。
The length of the
また、本実施形態では、特許請求の範囲に記載の第1電力分配回路の一例として、第1のリング型回路103を用いるものとしている。しかしながら、特許請求の範囲に記載の第1電力分配回路の形状は、リング型のトラック形状に限られるものではない。特許請求の範囲に記載の第1電力分配回路としては、図10に一例として示すように、U字型回路を用いてもよい。また、本実施形態に係る第1のリング型回路103と同様に、図10に一例として示すU字型回路に第1の給電ポートCを設けてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、特許請求の範囲に記載の第2電力分配回路の一例として、第2のリング型回路104を用いるものとしている。しかしながら、特許請求の範囲に記載の第2電力分配回路は、第2の給電ポートA、及び第2の給電ポートBのいずれか一方から他方へ信号が伝搬することにより、伝搬先の給電ポートにおいて信号の振幅が任意の小さな振幅になるような回路であればよく、中空の円形状に開放スタブを設けたものに限らない。
Moreover, in this embodiment, the 2nd
また、第1の実施形態に係るアンテナ1では、図4に一例として示す励振振幅分布を得られるように、第1のリング型回路103を線路長が2λgのトラック形状とし、第2のリング型回路104を線路長がλgの円形状とした。しかしながら、他の一実施形態に係るアンテナの励振振幅分布は図4に示す分布に限られるものではなく、任意の励振振幅分布が得られるように、第1のリング型回路103、及び第2のリング型回路104のそれぞれの形状、及び線路長を定めてもよい。
Further, in the
また、第1の実施形態に係るアンテナ1では、図1に一例として示すように、全ての隣り合うアンテナ素子106を左右方向に等間隔に配置するものとした。しかしながら、他の一実施形態に係るアンテナでは、全ての隣り合うアンテナ素子106の間隔を等間隔にする必要はない。例えば、上述したように、任意の励振振幅分布を得られるように、全ての隣り合うアンテナ素子106の全部、或いは一部を他の間隔と異なる間隔となるように配置してもよい。
Further, in the
本発明によれば、汎用性のより高いアンテナを提供でき、例えば、自動車などの移動体に搭載されるレーダ装置で用いられるアンテナなどに有用である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a highly versatile antenna can be provided, for example, it is useful for the antenna etc. which are used with the radar apparatus mounted in moving bodies, such as a motor vehicle.
1 アンテナ
101 給電点
102 第1の給電線
103 第1のリング型回路
104 第2のリング型回路
105 第2の給電線
106 アンテナ素子DESCRIPTION OF
また、本発明に係るアンテナ1では、第1のリング型回路103の左右方向の幅を調節することにより、隣り合うアンテナ素子106の左右方向の間隔を任意の間隔に調節することができる。隣り合うアンテナ素子106の左右方向の間隔を任意の間隔にすることについて、図6A〜図6Bを参照して、より詳細に説明する。図6Aは、相対的に狭い幅Hの第1のリング型回路103とアンテナ素子106の左右方向の間隔HAとの一例を示す図であり、図6Bは、相対的に広い幅Hの第1のリング型回路103とアンテナ素子106の左右方向の間隔HAとの一例を示す図である。本発明に係るアンテナ1は、図6A、及び図6Bに一例として示すように、隣り合うアンテナ素子106の左右方向の間隔HAが任意の間隔となるように第1のリング型回路103の幅Hを決定できる。ただし、アンテナ素子106の左右方向の間隔HAを任意の間隔にするために、第1のリング型回路103の幅Hを決定するときには、隣り合う第2のリング型回路104の第2の給電ポートC同士を結ぶ線路長が1.5λgとなるように、当該第1のリング型回路103の上下方向の長さVを併せて決定する必要がある。図6A、及び図6Bに一例として示すように、隣り合うアンテナ素子106の左右方向の間隔HAを広くするために第1のリング型回路103の幅Hを広くする場合には、同じく図6A、及び図6Bに一例として示すように、当該第1のリング型回路103の上下方向の長さVを相対的に短くしなければならない。
Further, in the
Claims (5)
左右方向に任意の間隔を空けて配置され、左右対称の形状を有する複数の第1電力分配回路と、
隣り合う各前記第1電力分配回路をつなぐように配置され、左右対称の形状を有する複数の第2電力分配回路と、
2以上の前記第1電力分配回路の少なくともいずれか一つの左右の中点に接続された給電線と、
前記第2電力分配回路に接続されたアンテナ素子とを備える、アンテナ。An antenna composed of a line arranged on a dielectric substrate,
A plurality of first power distribution circuits which are arranged at arbitrary intervals in the left-right direction and have a symmetrical shape;
A plurality of second power distribution circuits arranged to connect adjacent first power distribution circuits and having a symmetrical shape;
A feed line connected to the left and right midpoints of at least any one of the two or more first power distribution circuits;
And an antenna element connected to the second power distribution circuit.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2010/002407 WO2011125087A1 (en) | 2010-04-01 | 2010-04-01 | Antenna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2011125087A1 true JPWO2011125087A1 (en) | 2013-07-08 |
Family
ID=44762081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012509154A Pending JPWO2011125087A1 (en) | 2010-04-01 | 2010-04-01 | antenna |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2011125087A1 (en) |
WO (1) | WO2011125087A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4834646A (en) * | 1971-09-07 | 1973-05-21 | ||
JPS4921974B1 (en) * | 1969-06-30 | 1974-06-05 | ||
JPS5245180B1 (en) * | 1970-12-29 | 1977-11-14 | ||
US5563558A (en) * | 1995-07-21 | 1996-10-08 | Endgate Corporation | Reentrant power coupler |
US5883552A (en) * | 1997-11-04 | 1999-03-16 | Hughes Electronics Corporation | Microwave power divider/combiner structures |
-
2010
- 2010-04-01 JP JP2012509154A patent/JPWO2011125087A1/en active Pending
- 2010-04-01 WO PCT/JP2010/002407 patent/WO2011125087A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4921974B1 (en) * | 1969-06-30 | 1974-06-05 | ||
JPS5245180B1 (en) * | 1970-12-29 | 1977-11-14 | ||
JPS4834646A (en) * | 1971-09-07 | 1973-05-21 | ||
US5563558A (en) * | 1995-07-21 | 1996-10-08 | Endgate Corporation | Reentrant power coupler |
US5883552A (en) * | 1997-11-04 | 1999-03-16 | Hughes Electronics Corporation | Microwave power divider/combiner structures |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011125087A1 (en) | 2011-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6807707B2 (en) | Antenna device | |
JP6561867B2 (en) | Multiple transmitting antenna phase calibration device | |
JP4902022B2 (en) | Adaptive array antenna and radio apparatus equipped with adaptive array antenna | |
KR102068450B1 (en) | Folded radiation slots for short wall waveguide radiation | |
EP3271968B1 (en) | An amplitude comparison monopulse radar system | |
JP2015171019A (en) | antenna | |
JP2010212895A (en) | Antenna system and radar device | |
JP2012098107A (en) | Radar apparatus | |
US20150222023A1 (en) | Antenna apparatus and radar apparatus | |
JP2010008319A (en) | Radar antenna and radar system | |
JP6530814B2 (en) | Array antenna | |
JP2006279525A (en) | Antenna | |
US10340605B2 (en) | Planar antenna device | |
JP2016152590A (en) | Antenna unit | |
JP2008244520A (en) | Planar array antenna | |
JP5242362B2 (en) | Antenna device | |
JP6089941B2 (en) | Radar equipment | |
WO2011125087A1 (en) | Antenna | |
JP5164218B2 (en) | Ultrasonic phased array transducer | |
CN1189759C (en) | Device for position determination by means of radio waves | |
JP2009076986A (en) | Microstrip array antenna and phase monopulse radar apparatus | |
JP2017063406A (en) | Waveguide, slotted antenna and horn antenna | |
JP2017044689A (en) | Radar antenna and radar device | |
US10680307B2 (en) | Waveguide to strip line transducer including a waveguide wall forming substrate having an end surface bonded to a second conductor, and a power feed circuit formed therefrom | |
JP2569244B2 (en) | Slotted waveguide array |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130708 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131030 |