KR20150046024A - 도파관 슬롯 안테나 및 이것을 구비하는 무선 장치 - Google Patents

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Abstract

병렬로 배치된 복수조의 도파로(2)와, 개개의 도파로(2)를 따라서 형성된 복수의 방사 슬롯(3)을 갖는 도파관 슬롯 안테나(1)로서, 복수의 도파관(10)을 병렬접속해서 이루어지고, 개개의 도파관(10)은 횡단면이 유단 형상을 이루고, 상대측과 결합됨으로써 1조의 도파로(2)를 구성하는 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(11, 12)로 이루어진다.

Description

도파관 슬롯 안테나 및 이것을 구비하는 무선 장치{WAVEGUIDE TUBE SLOT ANTENNA AND WIRELESS DEVICE PROVIDED THEREWITH}
본 발명은 도파관 슬롯 안테나 및 이것을 구비하는 무선 장치에 관한 것이다.
최근, 안전 운전 지원 등(예를 들면, 충돌 방지)을 목적으로서 자동차에 무선 장치의 일종인 레이더 장치(레이더 시스템)가 탑재되는 경우가 있다. 이 종류의 차재용 레이더 장치로서는 센서로서 레이저 레이더를 사용하는 것이나 밀리파 레이더를 사용하는 것 등이 있다. 그러나, 레이저 레이더의 센싱 능력(분해능)은 차량의 오염이나 기상 조건 등의 외적 요인에 의해 변화되기 쉽다. 그 때문에 최근에 있어서는 외적 요인에 의해 분해능이 변화되기 어려워서 소망의 분해능을 상시 안정적으로 발휘할 수 있는 밀리파 레이더를 채용하는 경우가 많아지고 있다. 또한, 밀리파란 파장 1~10㎜, 주파수 30~300㎓의 전자파이다.
상기 밀리파 레이더에서는 전파를 송신 또는 수신하기 위한 안테나부로서 도파관 슬롯 안테나(「도파관 슬롯 어레이 안테나」 등이라고도 칭함)를 사용하는 경우가 있다. 이 종류의 도파관 슬롯 안테나로서, 예를 들면 하기의 특허문헌 1에는 무수한 방사 슬롯을 갖는 방사 슬롯판 및 복수조의 도파로를 구획 형성하는 복수의 도파로벽이 수지로 일체 성형되고, 적어도 도파로의 구획 형성면에 금속 도금 피막이 형성된 방사 슬롯 구체와, 이 방사 슬롯 구체에 고착되는 방사 배면판으로 구성된 것이 개시되어 있다. 방사 배면판은 금속으로 구성되는 경우와, 적어도 내면에 금속 도금 피막이 형성된 수지로 구성되는 경우가 있다.
상기 밀리파 레이더의 안테나부로서 하기의 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같은 도파관 슬롯 안테나를 사용하는 것도 가능하다. 이 도파관 슬롯 안테나는 횡단면에 있어서 이음매가 없는 금속제의 중공 도파관(사각형 도파관)의 한면에 슬롯 형상의 안테나 소자(방사 슬롯)를 복수 설치해서 구성된다.
도파관 슬롯 안테나는 상기와 같은 밀리파대의 전파를 송신 또는 수신하기 위한 안테나부로서 뿐만 아니라 센티미터파대의 전파(파장 10~100㎜ 정도, 주파수 3~30㎓의 전파)를 송신 또는 수신하기 위한 안테나부로서도 사용 가능하다. 센티미터파대의 전파를 이용하는 것으로서는, 예를 들면 무선 LAN이나 Bluetooth(등록상표) 등의 무선 전송 시스템을 들 수 있다.
일본 특허 공개 2000-13135호 공보 일본 특허 공개 2000-341030호 공보
특허문헌 1의 도파관 슬롯 안테나는 방사 슬롯 구체에 방사 배면판을 고착하는 것만으로 형성할 수 있고, 또한 방사 슬롯 구체 및 방사 배면판 중 적어도 방사 슬롯 구체는 수지제로 되는 점으로부터 저비용으로 양산 가능하다고도 고려된다. 그러나, 특허문헌 1의 안테나에는 개량의 여지가 있다.
예를 들면, 도파관 슬롯 안테나에 있어서의 도파로의 배열수는 필요시 되는 안테나 성능 등에 따라서 적당하게 설정되지만, 특허문헌 1의 도파관 슬롯 안테나는 상술한 바와 같이 방사 슬롯판 및 복수의 도파로벽을 수지로 일체 성형한 방사 슬롯 구체에 한 장의 방사 배면판을 고착해서 구성되는 관계상 도파로의 배열수를 임의로 변경할 수 없다. 즉, 특허문헌 1의 도파관 슬롯 안테나는 설계 자유도(안테나 성능의 변경 자유도)가 낮다. 특허문헌 1의 구성에 있어서 도파로의 배열수를 변경하기 위해서는 다른 성형 금형을 사용해서 방사 슬롯 구체를 성형함과 아울러 방사 슬롯 구체의 치수(크기) 등에 따른 다종다양한 방사 배면판을 준비·보유하지 않을 수 없어서 설비 투자나 관리 비용의 면에서 아무리 해도 불리해진다.
또한, 도파관 슬롯 안테나의 안테나 성능은 도파로의 형상·치수 정밀도에 의해 크게 좌우되는 점으로부터 적어도 도파로를 구획 형성하는 부위에는 특히 높은 정밀도가 요구된다. 그러나, 특허문헌 1의 도파관 슬롯 안테나를 구성하는 상기 방사 슬롯 구체는 비교적 대형의 수지 부품이 되는 관계상 성형 수축에 따라서 비교적 큰 함몰, 휘어짐, 구부러짐 등이 발생하기 쉽다. 따라서, 특허문헌 1의 구성에서는 소망의 안테나 성능을 발휘할 수 있는 도파관 슬롯 안테나를 안정적으로 얻는 것이 어렵고, 결과적으로 제품 수율이 저하된다는 문제도 있다.
또한, 상술한 각종 무선 장치의 저가격화를 도모하기 위해서 도파관 슬롯 안테나를 저비용화할 필요가 발생하고 있다. 그러나, 특허문헌 2의 도파관 슬롯 안테나와 같이 횡단면에서 이음매가 없는 금속제의 사각형 도파관을 사용했을 경우, 방사 슬롯은 기계 가공으로 형성하지 않을 수 없는 점으로부터 양산성(제조 비용)의 점에서 어려움이 있다. 또한, 각종 무선 장치의 성능은 안테나 성능에 의해 크게 좌우되는 점으로부터 도파관 슬롯 안테나의 안테나 성능을 높이는 것도 요구되고 있다.
이러한 실정을 감안해서 본 발명의 제 1 과제는 고성능이며, 또한 설계 변경의 자유도가 높은 도파관 슬롯 안테나를 저비용으로 양산 가능하게 하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 제 2 과제는 안테나 성능이 높아진 도파관 슬롯 안테나를 저비용으로 제공 가능하게 하는 것에 있다.
제 1 과제를 해결하기 위해서 창안된 발명(제 1 발명)은 병렬 배치된 복수조의 도파로를 갖고, 각 도파로를 따라서 복수의 방사 슬롯이 형성된 도파관 슬롯 안테나로서, 복수의 도파관을 병렬 접속해서 이루어지고, 개개의 도파관은 횡단면이 유단(有端) 형상을 이루고, 상대측과 접합됨으로써 1조의 도파로를 구획 형성하는 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 「횡단면」이란 「관축 방향과 직교하는 단면」과 동의이다. 후술하는 제 2 발명에 있어서도 마찬가지이다.
제 1 발명에 의한 도파관 슬롯 안테나는 1조의 도파로를 갖는 도파관을 병렬 접속해서 형성된다. 그 때문에 필요로 되는 안테나 성능(도파로의 배열수)에 따른 수의 도파관을 병렬로 접속하는 것만으로 소망의 성능을 구비하는 안테나를 얻을 수 있다. 따라서, 제 1 발명에 의한 도파관 슬롯 안테나는 도파로의 배열수를 임의로 변경할 수 있는 설계 자유도(안테나 성능의 변경 자유도)가 높은 것이 된다.
또한, 제 1 발명에 의한 도파관 슬롯 안테나에 있어서 개개의 도파관(도파로)은 횡단면이 유단 형상을 이룬 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재를 접합함으로써 형성된다. 이 경우, 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재는 모두 상대측과 협동해서 1조의 도파로를 구획 형성할 수 있는 것과 같은 구조를 구비하고 있으면 충분하므로 특허문헌 1에 기재된 방사 슬롯 구체 등에 비해서 대폭으로 소형화됨과 아울러 형상이 간략화된다. 그 때문에 고정밀도의 도파로를 안정적으로 얻을 수 있다. 또한, 이 경우 불량률을 저감해서 제품 수율을 높일 수 있다. 따라서, 고성능의 도파관 슬롯 안테나를 저비용으로 얻을 수 있다.
상기 구성에 있어서 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재는 도파로의 연장 방향 각 부에 있어서의 횡단면이 모서리부를 구비한 형상(예를 들면, 단면 凹자 형상이나 L자 형상)으로 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 모서리부를 갖지 않는 형상(예를 들면, 단면 평판 형상)으로 할 경우에 비해서 도파관 형성 부재의 강성, 특히 비틀림 강성을 높일 수 있으므로 도파로의 형상 안정성을 높일 수 있다.
상기 구성에 있어서 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재 중 어느 한쪽에 방사 슬롯을 형성하고, 다른쪽에 급전구를 형성할 수 있다. 이와 같이 하면 제 1 도파관 형성 부재와 제 2 도파관 형성 부재의 결합부에 걸쳐서 방사 슬롯이나 급전구를 형성하는 경우에 비해서 방사 슬롯이나 급전구의 형상 정밀도를 높일 수 있으므로 안테나 성능을 높임에 있어서 유리해진다.
이상의 구성에 있어서 복수의 도파관은 분리 가능하게 병렬 접속할 수 있다. 이와 같이 하면 안테나 성능의 변경 자유도가 한층 높아진다.
또한, 제 2 과제를 해결하기 위해서 창안된 발명(제 2 발명)은 관축 방향으로 연장된 도파로를 갖는 도파관의 관축 방향을 따라서 방사 슬롯과, 방사 슬롯의 형성 위치에 있어서 도파로의 단면적을 축소시키는 내벽을 복수 설치해서 이루어지는 도파관 슬롯 안테나로서, 도파관은 횡단면에서 유단 형상을 이루고, 상대측과 결합됨으로써 도파로를 구획 형성하는 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 방사 슬롯의 형성 위치에 있어서 도파로의 단면적을 축소시키는 내벽을 설치함으로써 도파로 내를 전반하는 전파의 방사 효율을 높일 수 있다. 본 발명의 도파관 슬롯 안테나는 방사 슬롯에 추가해서 상기 내벽을 복수 설치해서 구성되는 관계상 종래품보다 형상이 복잡화되고, 제조 비용이 증대한다고도 고려된다. 그러나, 본 발명의 구성상 도파관은 횡단면에서 유단 형상을 이루는 두 부재(제 1 및 제 2 도파관 형성 부재)를 결합함으로써 형성되는 점으로부터 저렴하게, 또한 정밀도 좋게 양산할 수 있다. 즉, 도파관을 상기 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재를 결합함으로써 형성하도록 하면 복수의 방사 슬롯 모두를 제 1 도파관 형성 부재에 형성하는 한편, 복수의 내벽 모두를 제 2 도파관 형성 부재에 설치한다는 대응을 채용하는 것이 가능해지므로 도파관 슬롯 안테나의 구성 요소를 비교적 용이하게, 또한 정밀도 좋게 얻을 수 있다. 이상으로부터 제 2 발명에 의하면 안테나 성능이 높아진 도파관 슬롯 안테나를 저비용으로 얻을 수 있다.
제 2 발명에 의한 도파관 슬롯 안테나에는 급전구를 형성할 수 있다. 이 경우, 관축 방향으로 이웃하는 2개의 내벽 중 상대적으로 급전구에 가까운 측의 내벽의 높이 치수를 h1, 상대적으로 급전구로부터 먼 측의 내벽의 높이 치수를 h2로 했을 때, h1≤h2의 관계식을 만족시키도록 할 수 있다. 이와 같이 하면 각 방사 슬롯 을 통해서 안테나 외부로 방사되는 전파량(전파 강도)이 방사 슬롯 상호간에서 불균일해지기 어려워진다. 따라서, 상기 안테나의 각 부에서 안테나 성능에 불균일이 발생하는 것을 가급적으로 회피할 수 있으므로 신뢰성을 높일 수 있다.
제 1 및 제 2 발명에 따른 도파관 슬롯 안테나는 내저면에 하나의 방사 슬롯이 개구된 함몰부를 더 갖는 것으로 할 수 있다. 이와 같이 하면 그레이팅 로브라고도 칭해지는 불필요 방사를 억제할 수 있으므로 안테나 성능을 한층 향상시킬 수 있다.
상기 구성에 있어서 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재는 모두 수지로 형성됨과 아울러 적어도 도파로의 구획 형성면에 형성된 도전성 피막을 갖는 것으로 할 수 있다. 이와 같이 양쪽 도파관 형성 부재를 수지로 형성(사출 성형)하면 소망의 안테나 특성을 구비하는 도파관 슬롯 안테나를 한층 저비용으로 양산할 수 있다. 또한, 양쪽 도파관 형성 부재는 적어도 도파로의 구획 형성면에 도전성 피막을 가지므로 도파관 내에 공급된 전파(고주파 전류)를 도파로를 따라서 원활하게 전반시킬 수 있다.
도파관 형성 부재를 수지제로 할 경우, 그 성형용 수지로서는 액정 폴리머(LCP)를 주성분으로 하는 것을 적합하게 사용할 수 있다. LCP는 형상 안정성이 우수하고, 또한 성형에 따르는 버(burr)의 발생량을 억제할 수 있기 때문이다. 도파관 형성 부재의 성형용 수지에는 도파관 형성 부재의 형상 안정성이나 기계적 강도를 높이기 위해서 필요에 따라서 유리 섬유(GF) 등의 각종 충전재를 배합할 수 있다.
도전성 피막의 막 두께는 이것이 너무 얇으면 내구성이 부족해지고, 반대로 너무 두꺼우면 피막 형성에 막대한 시간을 요해서 고비용을 초래한다. 따라서, 도전성 피막의 막 두께는 0.2㎛ 이상 1.5㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 도전성 피막은 단층 구조로 해도 좋지만, 복층 구조로 하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 2종 이상의 금속 도금 피막을 적층시킴으로써 도전성 피막을 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 금속 중에서도 특히 도전성이 높은 구리나 은으로 제 1 금속 도금 피막을 형성하고, 제 1 금속 도금 피막 상에 내구성이 풍부한 니켈로 제 2 금속 도금 피막을 형성한다. 이에 의해 도전성 및 내구성 쌍방이 우수한 도전성 피막을 얻을 수 있으므로 안테나의 신뢰성이 향상된다.
도파관은 횡단면 치수가 상대적으로 긴 치수이며 서로 평행한 한쌍의 넓은 벽과, 횡단면 치수가 상대적으로 짧은 치수이며 서로 평행한 한쌍의 좁은 벽을 갖는 사각형 도파관으로 구성할 수 있다. 이 경우, 도파관 슬롯 안테나는 (1) 한쌍의 좁은 벽 중 어느 한쪽에 방사 슬롯이 형성됨과 아울러 다른쪽에 내벽이 설치되어 제 1 도파관 형성 부재가 상기 한쪽의 좁은 벽을 갖고, 제 2 도파관 형성 부재가 상기 다른쪽의 좁은 벽을 갖는 것으로 해도 좋고, (2) 한쌍의 넓은 벽 중 어느 한쪽에 방사 슬롯이 형성됨과 아울러 다른쪽에 내벽이 설치되어 제 1 도파관 형성 부재가 상기 한쪽의 넓은 벽을 갖고, 제 2 도파관 형성 부재가 상기 다른쪽의 넓은 벽을 갖는 것으로 할 수도 있다.
본 발명에 의한 도파관 슬롯 안테나는 이상에서 설명한 것과 같은 특징을 갖는 점으로부터 이 도파관 슬롯 안테나를 구비한 무선 장치는 저비용이면서 전파의 송수신 성능이 우수해서 신뢰성이 풍부한 것이 된다.
(발명의 효과)
이상으로부터 본원의 제 1 발명에 의하면 고성능이며 또한 설계 자유도(안테나 성능의 변경 자유도)가 높은 도파관 슬롯 안테나를 저비용으로 양산할 수 있다.
또한, 본원의 제 2 발명에 의하면 안테나 성능이 높아진 도파관 슬롯 안테나를 저비용으로 제공할 수 있다.
도 1(A)는 제 1 발명의 제 1 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나의 개략 평면도이다.
도 1(B)는 동 개략 측면도이다.
도 1(C)는 동 개략 배면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 도파관 슬롯 안테나를 구성하는 하나의 도파관의 축직교 단면을 포함하는 개략 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 도파관 슬롯 안테나의 요부 개략 단면도이다.
도 4는 변형예에 의한 도파관의 축직교 단면을 포함하는 개략 사시도이다.
도 5는 변형예에 의한 도파관의 축직교 단면을 포함하는 개략 사시도이다.
도 6은 변형예에 의한 제 2 도파관 형성 부재의 축평행 단면도이다.
도 7(A)는 변형예에 의한 제 1 도파관 형성 부재의 전개 평면도이다.
도 7(B)는 변형예에 의한 제 2 도파관 형성 부재의 전개 평면도이다.
도 8(A)는 제 2 발명의 제 1 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나를 구비한 안테나 유닛의 개략 평면도이다.
도 8(B)는 동 개략 배면도이다.
도 9(A)는 제 2 발명의 제 1 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나의 측면도이다.
도 9(B)는 도 9(A) 중에 나타내는 Y-Y선 개략 단면도이다.
도 9(C)는 도 9(A) 중에 나타내는 X-X선 개략 단면도이다.
도 10은 도 8에 나타내는 안테나 유닛을 적용 가능한 밀리파 레이더의 시스템 구성의 개요를 나타내는 블록도이다.
도 11(A)는 제 2 발명의 제 2 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나의 개략 평면도이다.
도 11(B)는 도 11(A) 중에 나타내는 X-X선 개략 단면도이다.
도 11(C)는 도 11(A)에 나타내는 도파관 슬롯 안테나를 구성하는 제 1 도파관 형성 부재의 전개 평면도이다.
도 11(D)는 도 11(A)에 나타내는 도파관 슬롯 안테나를 구성하는 제 2 도파관 형성 부재의 전개 평면도이다.
도 12는 제 2 발명의 제 3 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나의 횡단면도이다.
도 13은 제 2 발명의 제 4 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나의 횡단면도이다.
도 14는 제 2 발명의 제 5 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나의 횡단면도이다.
도 15는 변형예에 의한 도파관 슬롯 안테나의 개략 측면도이다.
이하, 제 1 발명의 실시형태를 도 1~도 7을 참조하면서 설명한다.
도 1(A)~도 1(C)에 제 1 발명의 제 1 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나(1)의 평면도, 측면도 및 배면도를 각각 나타낸다. 동 도면에 나타내는 도파관 슬롯 안테나(1)는, 예를 들면 안전 운전 지원을 목적으로서 자동차에 탑재되는 레이더 시스템(차재용 레이더 시스템)의 안테나부를 구성하는 것으로서, 복수개(도시예에서는 5개)의 도파관(10)을 병렬 접속해서 구성된다. 개개의 도파관(10)은 도 1(B) 등에 나타내는 바와 같이 전파가 흐르는 도파로(2)를 그 내부에 1조 갖고, 따라서 이 도파관 슬롯 안테나(1)는 병렬 배치된 5조의 도파로(2)를 갖는다. 또한, 5개의 도파관(10) 중, 예를 들면 중앙부에 배치된 도파관(10)은 송신용 안테나로서 기능시킬 수 있고, 그 폭 방향 양측에 2개씩 배치된 도파관(10)은 수신용 안테나로서 기능시킬 수 있다.
각 도파관(10)은 서로 평행한 한쌍의 정상벽(10a) 및 저벽(10b)과, 서로 평행한 한쌍의 측벽(10c, 10d)과, 관축 방향(도파관(10)이 연장되는 방향)의 일단 및 타단 개구를 폐쇄하는 한쌍의 종단벽(10e, 10f)을 구비한 소위 사각형 도파관으로 된다. 또한, 정상벽(10a) 및 저벽(10b)의 횡단면 치수는 측벽(10c, 10d)의 횡단면 치수보다 짧은 치수이다. 따라서, 정상벽(10a) 및 저벽(10b)은 소위 좁은 벽을 구성하고, 측벽(10c, 10d)은 소위 넓은 벽을 구성한다.
도 1(A)에 나타내는 바와 같이 각 도파관(10)의 정상벽(10a)에는 도파관(10)의 도파로(2) 내를 유통하는 전파를 외부로 방사하기 위한(또는 대상물에 부딪혀 튀어 돌아온 전파를 도파로(2) 내에 받아 들이기 위한) 방사 슬롯(3)이 형성되어 있다. 방사 슬롯(3)은 도파관(10)의 관축 방향을 따라서 소정 간격으로 복수 배치되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서 각 방사 슬롯(3)은 정상벽(10a)의 표면에 개구된 함몰부(4)의 내저면에 형성되어 있고, 또한 그 폭 방향 중앙부를 통해서 연장되는 직선이 관축 방향에 대하여(반시계 회전 방향으로) 45° 경사되어 있다. 관축 방향에 대한 방사 슬롯(3)의 경사각은 용도 등에 따라서 적당하게 설정 가능하다.
도 1(B) 및 도 1(C)에 나타내는 바와 같이 각 도파관(10)의 저벽(10b)(저벽(10b) 중 단벽(10e)에 근접한 영역)에는 급전구(5)가 형성되어 있다. 도파관 슬롯 안테나(1)를 실사용할 때에는 도파관(10)의 저벽(10b)측에 급전 도파관(9)(도 1(C) 중에 이점쇄선으로 나타냄)이 적당한 수단으로 고정되어 급전 도파관(9) 및 급전구(5)를 통해서 도파로(2) 내에 고주파 전력(전파)이 공급된다.
개개의 도파관(10)은 도 1(B)나 도 2에 나타내는 바와 같이 제 1 도파관 형성 부재(11)와 제 2 도파관 형성 부재(12)를 결합함으로써 형성된다. 제 1 도파관 형성 부재(11) 및 제 2 도파관 형성 부재(12)는 각각 도파로(2)의 연장 방향 각 부에 있어서의 횡단면이 유단 형상을 이루고 있다.
제 1 도파관 형성 부재(11)는 복수의 방사 슬롯(3) 및 함몰부(4)가 형성된 정상벽(10a)과, 한쌍의 측벽(10c, 10d)의 일부를 구성하는 부분과, 종단벽(10e, 10f)의 일부를 구성하는 부분을 일체로 구비하고 있다. 또한, 제 2 도파관 형성 부재(12)는 급전구(5)가 형성된 저벽(10b)과, 한쌍의 측벽(10c, 10d)의 잔부를 구성하는 부분과, 종단벽(10e, 10f)의 잔부를 구성하는 부분을 일체로 구비하고 있다. 요컨대, 본 실시형태에 있어서의 양쪽 도파관 형성 부재(11, 12)는 도파로(2)의 연장 방향 각 부에 있어서의 횡단면이 凹자 형상을 이루고 있다(횡단면에서 모서리부를 갖는 형상을 갖고 있음).
상술한 바와 같이 이 슬롯 어레이 안테나(1)는 5개의 도파관(10)을 병렬 접속함으로써 형성되고, 본 실시형태에서는 5개의 도파관(10)이 분리 가능하게 병렬 접속되어 있다. 이와 같은 접속 형태는, 예를 들면 이웃하는 도파관(10, 10) 사이에 하나 또는 복수의 요철 감합 구조를 형성함으로써 실현된다. 본 실시형태에서는 도 3에 나타내는 바와 같이 이웃하는 도파관(10, 10) 중 어느 한쪽의 도파관(10)의 측벽에 볼록부(15)를 형성함과 아울러 다른쪽의 도파관(10)의 측벽에 볼록부(15)를 감합(압입) 가능한 오목부(16)를 형성하고, 한쪽의 도파관(10)의 볼록부(15)를 다른쪽의 도파관(10)의 오목부(16)에 압입함으로써 상기 요철 감합 구조가 형성된다. 또한, 도시예에 있어서는 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(11, 12)의 쌍방에 볼록부(15) 및 오목부(16)를 형성하고 있지만, 소망의 접속(접합) 강도를 확보할 수 있는 한에 있어서 볼록부(15)와 오목부(16)의 형성 형태는 임의로 변경할 수 있다. 예를 들면, 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(11, 12) 중 어느 한쪽에만 볼록부(15) 및 오목부(16)를 형성하도록 해도 상관없다.
물론, 복수의 도파관(10)을 병렬 접속하기 위한 수단은 상기 요철 감합 구조에 제한되지 않는다. 예를 들면, 도파관(10, 10)끼리를 양면 테이프, 접착제 등으로 고정함으로써 복수의 도파관(10)을 병렬 접속할 수도 있다.
제 1 도파관 형성 부재(11)는 수지의 사출 성형품으로 되고, 사출 성형과 동시에 방사 슬롯(3) 및 함몰부(4)가 몰드 성형된다. 또한, 제 2 도파관 형성 부재(12)도 수지의 사출 성형품으로 되고, 사출 성형과 동시에 급전구(5)가 형성된다. 도파관 형성 부재(11, 12)의 성형용 수지로서는 사출 성형 가능한 열가소성 수지를 주성분(베이스 수지)으로 하는 것이 사용되고, 베이스 수지로서는, 예를 들면 액정 폴리머(LCP), 폴리페닐렌술피드(PPS) 및 폴리아세탈(POM) 등의 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 사용된다. 베이스 수지에는 필요에 따라서 적당한 충전재가 첨가된다. 본 실시형태에서는 LCP를 주성분으로 하고, 이에 충전재로서의 유리 섬유(GF)를 적당량 첨가한 수지 재료를 사용해서 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(11, 12)를 개개로 사출 성형한다. LCP는 PPS 등에 비해서 형상 안정성이 우수하고, 또한 성형에 따른 버의 발생량을 적합하게 억제할 수 있는 점에서 바람직하다. 또한, 유리 섬유는 탄소 섬유(CF)에 비해서 저렴하면서 성형품에 높은 형상 안정성이나 기계적 강도를 부여할 수 있는 점에서 바람직하다.
도 2 중의 확대도에 나타내는 바와 같이 제 1 도파관 형성 부재(11) 중 적어도 도파로(2)의 구획 형성면에는 도전성 피막(6)이 형성되어 있다. 마찬가지로 제 2 도파관 형성 부재(12) 중 적어도 도파로(2)의 구획 형성면에는 도전성 피막(6)이 형성되어 있다(도시하지 않음). 이에 의해 수지제의 도파관(10) 내에 공급된 전파(고주파 전류)가 도파로(2)를 따라서 원활하게 전반된다. 또한, 도전성 피막(6)은 도파관 형성 부재(11, 12)의 표면 전역에 형성해도 상관없다. 이와 같이 하면 도전성 피막(6)의 형성 전에 있어서의 마스킹의 형성 작업과, 도전성 피막(36)의 형성 후에 있어서의 마스킹의 제거 작업이 불필요해지므로 피막 형성 비용을 억제할 수 있다.
도전성 피막(6)은 단층의 금속 도금 피막으로 구성해도 상관없지만, 본 실시형태에서는 도파관 형성 부재(11, 12)의 표면 상에 석출 형성된 제 1 피막(6a)과, 이 제 1 피막(6a) 상에 석출 형성된 제 2 피막(6b)으로 도전성 피막(6)을 구성하고 있다. 제 1 피막(6a)은 구리, 은, 금 등 특히 도전성이 우수한 금속의 도금 피막으로 하고, 제 2 피막(6b)은 니켈 등 내구성(내부식성)이 우수한 금속의 도금 피막으로 할 수 있다. 도전성 피막(6)을 이와 같은 적층 구조로 함으로써 고가의 금속인 구리 등의 사용량을 억제해서 도전성 피막(6)을 저비용으로 얻을 수 있고, 또한 도전성 피막(6)에 높은 도전성과 높은 내구성을 동시에 부여할 수 있다.
도전성 피막(6(6a, 6b))의 형성 방법으로서는, 예를 들면 전해 도금법이나 무전해 도금법을 채용할 수 있지만, 무전해 도금법인 편이 바람직하다. 무전해 도금법쪽이 전해 도금법보다 균일 두께의 도전성 피막(6(6a, 6b))을 얻기 쉽고, 소망의 안테나 성능을 확보함에 있어서 유리해지기 때문이다. 또한, 도전성 피막(6)의 막 두께는 이것이 너무 얇으면 내구성이 부족하고, 반대로 너무 두꺼우면 피막 형성에 막대한 시간을 요해서 고비용을 초래한다. 따라서, 도전성 피막(6)의 막 두께는 0.2㎛ 이상 1.5㎛ 이하로 한다. 또한, 제 1 피막(6a)의 막 두께는 0.1~1.0㎛ 정도로 할 수 있고, 제 2 피막(6b)의 막 두께는 0.1~0.5㎛ 정도로 할 수 있다.
또한, 특히 비용면에서 문제가 없으면 도전성 피막(6)은 3종 이상의 금속 도금 피막을 적층시켜서 구성하는 것도 가능하다.
이상의 구성을 갖는 도파관 슬롯 안테나(1)의 제조 순서를 간단하게 설명하면, 우선 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(11, 12)를 수지로 사출 성형하고난 후 양쪽 도파관 형성 부재(11, 12)의 소정 개소에 도전성 피막(6)을 형성하고, 그 후 양쪽 도파관 형성 부재(11, 12)를 결합해서 도파관(10)을 형성한다. 그리고, 이웃하는 도파관(10, 10) 사이에 상술한 요철 감합 구조를 형성하도록 해서 복수의 도파관(10)을 병렬 접속(분리 가능하게 병렬 접속)하면 도 1(A)~도 1(C)에 나타내는 도파관 슬롯 안테나(1)가 완성된다.
여기서, 제 1 도파관 형성 부재(11)와 제 2 도파관 형성 부재(12)의 결합 방법은 임의이지만, 본 실시형태에서는 접착을 채용하고 있다. 접착제로서는 혐기성 접착제, 자외선 경화형 접착제, 열경화형 접착제 등을 사용할 수 있지만, 접착제를 경화시킬 때에 가열 처리가 필요해지는 열경화형 접착제에서는 상기 가열 처리에 따라 수지제로 되는 도파관 형성 부재(11, 12) 중 어느 한쪽 또는 쌍방이 변형될 가능성 등이 있다. 그 때문에 양쪽 부재(11, 12)를 접합시키는데 사용하는 접착제로서는 혐기성 접착제나 자외선 경화형 접착제가 바람직하다. 또한, 이와 같이 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(11, 12)를 접착 고정함으로써 도파관(10)을 형성하도록 할 경우, 양자를 접착 고정해서 이루어지는 접착부로부터 특히 도파로(2)의 구획 형성면에 접착제가 넘쳐 나오지 않도록 주의를 기울이는 것이 간요하다. 접착제는 일반적으로 절연체이므로 도파로(2) 내에 있어서의 전파의 전파성에 악영향이 미칠 가능성이 있기 때문이다.
이상에서 설명한 바와 같이 제 1 발명에 의한 도파관 슬롯 안테나(1)는 1조의 도파로(2)를 갖는 도파관(10)을 병렬 접속(본 실시형태에서는 분리 가능하게 병렬 접속)해서 구성된다. 그 때문에 필요로 되는 안테나 성능(도파로(2)의 배열수)에 따른 수의 도파관(10)을 병렬로 접속하고, 또는 상호 접속된 도파관(10)을 분리하는 것만으로 소망의 안테나 성능을 구비하는 도파관 슬롯 안테나(1)를 얻을 수 있다. 따라서, 제 1 발명의 도파관 슬롯 안테나(1)는 도파로(2)의 배열수를 변경할 수 있는 설계 자유도(안테나 성능의 변경 자유도)가 높은 것이 된다.
또한, 본 실시형태의 도파관 슬롯 안테나(1)에 있어서 개개의 도파로(2)는 수지제의 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(11, 12)를 접합함으로써 구성된다. 이 경우, 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(11, 12)는 모두 상대측과 협동해서 1조의 도파로(2)를 구획 형성할 수 있는 것과 같은 부위를 구비하고 있으면 좋으므로 특허문헌 1에 기재된 방사 슬롯 구체 등에 비해서 소형화된다. 그 때문에 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(11, 12)는 모두 성형 수축에 따른 형상 정밀도의 저하가 억제되고, 그 결과로서 각 도파로(2)의 형상·치수 정밀도가 높아진다. 이에 의해 불량률을 저감해서 제품 수율을 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에서는 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(11, 12)의 쌍방을 도파로(2)의 연장 방향 각 부에 있어서의 횡단면에서 모서리부를 갖는 형상(凹자 형상)으로 형성했으므로 도파로(2)(도파관(10))의 형상 안정성을 높일 수 있다. 그 때문에 안테나 성능을 고정밀도로 유지함에 있어서 유리해진다. 또한, 제 1 도파관 형성 부재(11)에 방사 슬롯(3)을 형성하고, 제 2 도파관 형성 부재(12)에 급전구(5)를 형성했으므로 양쪽 도파관 형성 부재(11, 12)의 결합부에 걸쳐서 방사 슬롯(3)이나 급전구(5)를 형성할 경우에 비해서 방사 슬롯(3)이나 급전구(5)의 형상 정밀도를 높여서 높은 안테나 성능을 확보할 수 있다.
이상, 제 1 발명의 제 1 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나(1)에 대해서 설명을 행했지만, 이 도파관 슬롯 안테나(1)에는 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 적절한 변경을 실시하는 것이 가능하다.
예를 들면, 제 1 도파관 형성 부재(11)와 제 2 도파관 형성 부재(12)는 도 4나 도 5에 나타내는 바와 같은 요철 감합에 의해 결합할 수 있다. 즉, 양쪽 도파관 형성 부재(11, 12) 중 어느 한쪽(도 4 및 도 5에서는 제 2 도파관 형성 부재(12))에 볼록부(17)를 형성함과 아울러 다른쪽(도 4 및 도 5에서는 제 1 도파관 형성 부재(11))에 볼록부(17)가 감합(압입)되는 오목부(18)를 형성해서 오목부(18)에 볼록부(17)를 감합(압입)함으로써 양쪽 도파관 형성 부재(11, 12)를 결합 일체화하도록 해도 좋다. 또한, 도 4는 양쪽 도파관 형성 부재(11, 12)의 결합부(접촉부) 전체에 걸쳐서 요철 감합부를 형성했을 경우의 일례이며, 도 5는 양쪽 도파관 형성 부재(11, 12)의 접촉부에 간헐적으로 요철 감합부를 형성했을 경우의 일례이다. 이와 같은 요철 감합에 의해 양쪽 부재(11, 12)를 결합할 때, 양자간의 접합 강도를 높이는 관점으로부터 결합부에 접착제를 개재시키도록 해도 좋다. 이 경우, 요철 감합부가 래버린스가 되므로 접착제가 도파로(2)의 구획 형성면에 넘치기 어려워진다는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 상술한 구성을 구비하는 제 1 도파관 형성 부재(11)와 결합되는 제 2 도파관 형성 부재(12) 중 각 방사 슬롯(3)의 직하 위치에는 도 6에 나타내는 바와 같이 도파로(2)의 단면적을 축소시키는 방향으로 세워서 설치된 내벽(13)을 설치할 수도 있다. 도시예에 있어서 각 내벽(13)의 높이 치수는 급전구(5)에 근접한 측에서 가장 작고, 급전구(5)와의 이간 거리가 확대됨에 따라서 커지고 있다. 이와 같은 내벽(13)을 설치해 두면 방사 슬롯을 통해서 외부로 방사되는 전파의 방사량(방사 강도)을 방사 슬롯(3) 상호간에 대체로 동일하게 할 수 있으므로 안테나 성능을 높임에 있어서 유리하다. 또한, 상기 내벽(13)을 설치했을 경우에는 특히 제 2 도파관 형성 부재(12)의 형상이 복잡화되지만, 제 2 도파관 형성 부재(12)를 수지제(수지의 사출 성형품)로 한 것, 및 제 2 도파관 형성 부재(12)는 특허문헌 1에 기재된 방사 슬롯 구체에 비교하면 대폭으로 소형화되어 있는 것 등의 이유로부터 도파관(10), 나아가서는 도파관 슬롯 안테나(1)의 제조 비용 증가는 고려하지 않아도 충분하다.
또한, 도파관(10)은 도 7(A) 및 도 7(B)에 전개 평면도를 각각 나타내는 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(11, 12)를 결합함으로써 형성해도 좋다. 양쪽 도면에 나타내는 도파관 형성 부재(11, 12)에 대해서 상세하게 설명하자면, 도 7(A)에 나타내는 제 1 도파관 형성 부재(11)는 그 폭 방향 대략 중앙부에 세워서 설치되어서 관축 방향으로 연장되는 중앙벽(14a)을 구비한 것이며, 도 7(B)에 나타내는 제 2 도파관 형성 부재(12)는 그 폭 방향 대략 중앙부에 설치되어서 관축 방향으로 연장되고, 중앙벽(14a)과 결합되는 중앙벽(14b)을 구비한 것이다. 그리고, 도 7(A)에 나타내는 제 1 도파관 형성 부재(11)와, 도 7(B)에 나타내는 제 2 도파관 형성 부재(12)를 결합해서 도파관(10)을 형성하면 이 도파관(10)에 구획 형성되는 1조의 도파로(2)는 이것을 평면시했을 때에 U자 형상을 이룬 것이 된다. 또한, 도 7(B)에 나타내는 제 2 도파관 형성 부재(12)는 도 6에 나타내는 것과 마찬가지의 구성(내벽(13))을 구비한 것이지만, 내벽(13)은 생략해도 상관없다.
또한, 이상에서 설명한 도파관(10)은 도파로(2)의 연장 방향 각 부에 있어서의 횡단면이 대략 凹자 형상을 이룬 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(11, 12)를 결합해서 형성되는 것이지만, 도파관(10)은 상기 횡단면이 대략 L자 형상을 이룬 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(11, 12)를 결합해서 형성할 수도 있다(도시 생략).
또한, 이상에서는 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(11, 12)의 쌍방을 수지의 사출 성형품으로 했지만, 양쪽 도파관 형성 부재(11, 12) 중 어느 한쪽 또는 쌍방은 금속의 기계 가공품이나 소성 가공품으로 할 수 있는 것 외에 저융점 금속(예를 들면, 마그네슘이나 알루미늄)의 사출 성형품으로 할 수도 있다. 이 경우, 도전성 피막(6)은 불필요해진다.
이하, 제 2 발명의 실시형태를 도 8~도 15를 참조하면서 설명한다.
도 8(A) 및 도 8(B)에 제 2 발명의 제 1 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나(31)를 구비한 안테나 유닛(A)의 평면도 및 배면도를 각각 나타낸다. 도 8에 나타내는 안테나 유닛(A)은, 예를 들면 밀리파대(예를 들면, 76㎓대)의 전파를 송수신하기 위해서 사용되는 것으로서, 병렬로 접속된 복수개(도시예에서는 5개)의 도파관 슬롯 안테나(31)와, 각 도파관 슬롯 안테나(31)에 고주파 전력을 공급하는 급전 도파관(39)(도 8(B) 중의 이점쇄선을 참조)을 구비한다. 도파관 슬롯 안테나(31)를 병렬로 접속하기 위한 수단에 특단의 제약은 없고, 예를 들면 접착, 양면 테이프 고정, 요철 감합 등의 고정 수단을 단독으로 또는 2종 이상 조합할 수 있다. 5개의 도파관 슬롯 안테나(31) 중, 예를 들면 중앙부에 배치된 안테나(31)는 전파의 송신(발신)용 안테나로서 기능시킬 수 있고, 그 폭 방향 양측에 2개씩 배치된 안테나(31)는 전파의 수신용 안테나로서 기능시킬 수 있다.
이어서, 각 도파관 슬롯 안테나(31)의 상세 구조에 대해서 도 9(A)~도 9(C)도 참조하면서 설명한다.
도파관 슬롯 안테나(31)는 내부에 도파로(32)를 갖는 도파관(40)의 관축 방향을 따라서 방사 슬롯(33)과, 방사 슬롯(33)의 형성 위치에서 도파로(32)의 단면적을 축소시키는 내벽(43)을 소정 간격으로 복수 설치해서 구성된다. 도 8(A)에 나타내는 방사 슬롯(33)은 그 폭 방향 중앙부를 통해서 연장되는 직선이 관축 방향(도파로(32)의 연장 방향)에 대하여 45° 기운 것이지만, 관축 방향에 대한 방사 슬롯(33)의 경사각은 용도 등에 따라서 적당하게 설정할 수 있다.
도파관 슬롯 안테나(31)를 구성하는 도파관(40)은 도 9(B) 및 도 9(C)에 나타내는 바와 같이 횡단면 치수가 상대적으로 짧은 치수이며, 서로 평행한 한쌍의 좁은 벽(40a, 40b)과, 횡단면 치수가 상대적으로 긴 치수이며, 서로 평행한 한쌍의 넓은 벽(40c, 40d)을 갖는 소위 사각형 도파관으로 된다. 본 실시형태의 도파관(40)은 관축 방향의 일단 및 타단 개구를 폐쇄하는 한쌍의 종단벽(40e, 40f)을 더 구비한다. 방사 슬롯(33)은 한쪽의 좁은 벽(40a)의 내외면에 개구되도록 형성되고, 내벽(43)은 다른쪽의 좁은 벽(40b)의 내면에 세워서 설치되어 있다.
좁은 벽(40a)에는 그 외면에 개구된 함몰부(34)가 관축 방향을 따라서 복수 형성되고, 각 함몰부(34)의 내저면에는 하나의 방사 슬롯(33)이 개구되어 있다. 본 실시형태의 함몰부(34)는 평면시에서 진원(眞圓) 형상으로 형성된 것이지만, 함몰부(34)는 평면시에서 직사각형상, 타원 형상 등으로 형성된 것이어도 좋다. 이와 같은 함몰부(34)를 형성함으로써 그레이팅 로브라고도 칭해지는 불필요 방사가 억제된다.
좁은 벽(40b)에는 그 내외면에 개구된 급전구(급전 슬롯)(35)가 형성되어 있고, 급전 도파관(39) 및 급전구(35)를 통해서 도파로(32) 내에 고주파 전력(전파)이 공급된다. 본 실시형태에 있어서 급전구(35)는 도파로(32)의 관축 방향 일단(종단벽(40e)의 근방 위치)에 형성되어 있다. 좁은 벽(40b)의 내면에 세워서 설치된 내벽(43)은 관축 방향으로 이웃하는 2개의 내벽(43, 43) 중 상대적으로 급전구(35)에 가까운 측의 내벽(43)의 높이 치수를 h1, 상대적으로 급전구(35)로부터 먼 측의 내벽(43)의 높이 치수를 h2로 했을 때, h1≤h2의 관계식을 만족시키도록 형성되어 있다(도 9(B) 중의 확대도 참조).
도파관 슬롯 안테나(31)를 구성하는 도파관(40)은 횡단면, 보다 상세하게는 도파로(32)의 연장 방향 각 부에 있어서의 횡단면이 유단 형상을 이룬 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(41, 42)를 결합함으로써 형성된다. 본 실시형태에서는 도 9(B) 및 도 9(C)에 나타내는 바와 같이, 한쪽의 좁은 벽(40a), 양쪽 넓은 벽(40c, 40d)의 일부를 구성하는 부분, 및 양쪽 종단벽(40e, 40f)의 일부를 구성하는 부분을 일체로 갖는 제 1 도파관 형성 부재(41)와, 다른쪽의 좁은 벽(40b), 양쪽 넓은 벽(40c, 40d)의 잔부를 구성하는 부분, 및 양쪽 종단벽(40e, 40f)의 잔부를 구성하는 부분을 일체로 갖는 제 2 도파관 형성 부재(42)를 결합함으로써 도파관(40)이 형성된다. 요컨대, 본 실시형태에서는 도파로(32)의 연장 방향 각 부에 있어서의 횡단면이 凹자 형상을 이루는 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(41, 42)를 결합함으로써 도파관(40)이 형성된다.
제 1 도파관 형성 부재(41)는 수지의 사출 성형품으로 되고, 사출 성형과 동시에 방사 슬롯(33) 및 함몰부(34)가 몰드 성형된다. 또한, 제 2 도파관 형성 부재(42)도 수지의 사출 성형품으로 되고, 사출 성형과 동시에 내벽(43) 및 급전구(35)가 몰드 성형된다. 도파관 형성 부재(41, 42)의 성형용 수지로서는, 예를 들면 액정 폴리머(LCP), 폴리페닐렌술피드(PPS) 및 폴리아세탈(POM)의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 열가소성 수지를 베이스 수지로 한 것이 사용되고, 베이스 수지에는 필요에 따라서 적당한 충전재가 첨가된다. 본 실시형태에서는 LCP를 주성분으로 하고, 이것에 충전재로서의 유리 섬유(GF)를 적당량 첨가한 수지 재료를 사용해서 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(41, 42)를 사출 성형한다. LCP는 PPS 등에 비해서 형상 안정성이 우수하고, 또한 성형에 따른 버의 발생량을 억제할 수 있는 점에서 바람직하다. 또한, 유리 섬유는 탄소 섬유(CF)에 비해서 저렴하면서 성형품에 높은 형상 안정성이나 기계적 강도를 부여할 수 있는 점에서 바람직하다.
도 9(C) 중의 확대도에 나타내는 바와 같이 제 2 도파관 형성 부재(42) 중 적어도 도파로(32)의 구획 형성면에는 도전성 피막(36)이 형성되어 있다. 마찬가지로, 제 1 도파관 형성 부재(41) 중 적어도 도파로(32)의 구획 형성면에도 도전성 피막(36)이 형성되어 있다(도시하지 않음). 이에 의해 수지제의 도파관 형성 부재(41, 42)를 결합해서 형성되는 도파관(40)(도파관 슬롯 안테나(31)) 내에 공급된 전파(고주파 전류)를 도파로(32)를 따라서 원활하게 전반시킬 수 있다. 또한, 도전성 피막(36)은 도파관 형성 부재(41, 42)의 표면 전역에 형성해도 상관없다. 이와 같이 하면 도전성 피막(36)의 형성 전에 있어서의 마스킹의 형성 작업과, 도전성 피막(36)의 형성 후에 있어서의 마스킹의 제거 작업이 불필요해지므로 피막 형성 비용를 억제할 수 있다.
도전성 피막(36)은 단층의 금속 도금 피막으로 구성해도 상관없지만, 여기서는 도파관 형성 부재(41, 42)의 표면 상에 석출 형성한 제 1 피막(36a)과, 이 제 1 피막(36a) 상에 석출 형성한 제 2 피막(36b)으로 도전성 피막(36)을 구성하고 있다. 제 1 피막(36a)은 구리, 은, 금 등 특히 도전성이 우수한 금속의 도금 피막으로 할 수 있다. 또한, 제 2 피막(36b)은 니켈 등 내구성(내부식성)이 우수한 금속의 도금 피막으로 할 수 있다. 도전성 피막(36)을 이와 같은 적층 구조로 함으로써 고가의 금속인 구리나 은의 사용량을 억제해서 도전성 피막(36)을 저비용으로 얻을 수 있고, 또한 도전성 피막(36)에 높은 도전성과 높은 내구성을 동시에 부여할 수 있다.
도전성 피막(36)의 형성 방법으로서는, 예를 들면 전해 도금법이나 무전해 도금법을 채용할 수 있지만, 무전해 도금법인 편이 바람직하다. 무전해 도금법인 편이 전해 도금법보다 균일 두께의 도전성 피막(36(36a,36b))을 얻기 쉽고, 소망의 안테나 성능을 확보함에 있어서 유리해지기 때문이다. 도전성 피막(36)의 막 두께는 이것이 너무 얇으면 내구성이 부족하고, 반대로 너무 두꺼우면 피막 형성에 막대한 시간을 요해서 고비용을 초래한다. 이러한 관점으로부터 도전성 피막(36)의 막 두께는 0.2㎛ 이상 1.5㎛ 이하로 한다. 또한, 제 1 피막(36a)의 막 두께는 0.1~1.0㎛ 정도로 할 수 있고, 제 2 피막(36b)의 막 두께는 0.1~0.5㎛ 정도로 할 수 있다.
또한, 특히 비용면에서 문제가 없으면 도전성 피막(36)은 3종 이상의 금속 도금 피막을 적층시킨 것으로 할 수도 있다.
이상으로부터 본 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나(31)는, 우선 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(41, 42)를 수지로 사출 성형하고난 후 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42) 중 적어도 도파로(32)의 구획 형성면에 도전성 피막(36)을 형성하고, 그 후 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)를 결합함으로써 완성된다. 이에 의해 한쪽의 좁은 벽(40a)에 방사 슬롯(33) 및 함몰부(34)가 형성됨과 아울러 다른쪽의 좁은 벽(40b)에 내벽(43) 및 급전구(35)가 형성되고, 양쪽 넓은 벽(40c, 40d)의 높이 방향 대략 중앙부에 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)의 결합부(C)가 형성된 도파관 슬롯 안테나(31)가 얻어진다.
제 1 도파관 형성 부재(41)와 제 2 도파관 형성 부재(42)의 결합 방법은 임의이지만, 본 실시형태에서는 요철 감합(압입)에 의해 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)를 결합 일체화하고 있다. 구체적으로는 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(41, 42) 중 한쪽측(제 1 도파관 형성 부재(41))에 형성한 볼록부(46)를 다른쪽측(제 2 도파관 형성 부재(42))에 형성한 오목부(45)에 감합(압입)함으로써 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)를 결합 일체화하고 있다. 또한, 결합부(C)는, 예를 들면 도 14에 나타내는 바와 같이 제 1 도파관 형성 부재(41)에 형성한 오목부(45) 및 볼록부(46)와, 제 2 도파관 형성 부재(42)에 형성한 볼록부(46) 및 오목부(45)를 각각 감합시킴으로써 형성하는 것도 가능하다. 또한, 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)의 결합 방법으로서는 압입을 대신해서, 또는 압입과 병용해서, 예를 들면 접착, 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42) 중 어느 한쪽 또는 쌍방을 용융시켜서 양자를 결합시키는 용착 등을 채용할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 제 2 발명에 의한 도파관 슬롯 안테나(31)는 방사 슬롯(33)의 형성 위치에 있어서 도파로(32)의 단면적을 축소시키는 내벽(43)을 갖는다. 이에 의해 도파로(32) 내를 전반하는 전파의 방사 효율을 높일 수 있다. 특히, 본 실시형태의 도파관 슬롯 안테나(31)에서는 도파로(32)의 관축 방향의 일단(일단 근방)에 급전구(35)를 형성하고, 관축 방향으로 이웃하는 2개의 내벽(43, 43) 중 상대적으로 급전구(35)에 가까운 측의 내벽(43)의 높이 치수를 h1, 상대적으로 급전구(35)로부터 먼 측의 내벽(43)의 높이 치수를 h2로 했을 때, h1≤h2의 관계식을 만족시키도록 했다. 이와 같이 하면 각 방사 슬롯(33)을 통해서 상기 안테나(31)의 외부에 방사되는 전파량이 방사 슬롯(33) 상호간에서 불균일해지기 어려워져서 각 방사 슬롯(33)으로부터 대체로 동등한 양의 전파를 방사하는 것이 가능해진다. 따라서, 도파관 슬롯 안테나(31)의 관축 방향 각 부에서 안테나 성능에 불균일이 발생하는 것을 가급적으로 회피할 수 있어 도파관 슬롯 안테나(31)의 신뢰성이 향상된다.
도파관 슬롯 안테나(31)는 방사 슬롯(33)이나 함몰부(34)에 추가하여 상기 내벽(43)을 복수 설치해서 구성되는 관계상 구조가 복잡하며, 제조 비용이 증대한다고도 고려된다. 이와 같은 우려 사항에 대해서는 수지제의 도파관 형성 부재(41, 42)를 결합함으로써 형성한 도파관(40)을 사용함으로써 가급적으로 해소할 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(41, 42)를 결합함으로써 도파관(40)을 형성하면 상기와 같이 방사 슬롯(33) 및 함몰부(34)를 제 1 도파관 형성 부재(41)를 사출 성형함과 동시에 몰드 성형할 수 있고, 또한 내벽(43) 및 급전구(35)를 제 2 도파관 형성 부재(42)를 사출 성형함과 동시에 몰드 성형할 수 있다. 따라서, 도파관 슬롯 안테나(31)의 안테나 성능을 좌우하는 구성 요소를 용이하며 또한 고정밀도로 얻을 수 있고, 또한 양산 비용을 억제할 수 있다.
또한, 도파관 슬롯 안테나(31)의 안테나 성능은, 예를 들면 방사 슬롯(33)을 비롯한 안테나 구성 요소의 형성 형태를 변경함으로써 적당하게 변경할 수 있다. 그 때문에 도파관 형성 부재(41, 42)를 사출 성형함과 동시에 방사 슬롯(33) 등의 안테나 구성 요소를 몰드 성형하도록 하면 요구 특성에 대응한 도파관 슬롯 안테나(31)를 용이하게, 또한 저비용으로 양산할 수 있다.
본 실시형태의 도파관 슬롯 안테나(31)를 구성하는 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)는 모두 도파로(32)의 연장 방향 각 부에 있어서의 횡단면이 凹자 형상의 형태를 이루고, 또한 종단벽(40e, 40f)을 구성하는 부분을 일체로 갖는 관계상 고강성이다. 그 때문에 도파로(32)의 형상 안정성이 높고, 안테나 성능을 고정밀도로 유지함에 있어서 유리해진다. 또한, 제 1 도파관 형성 부재(41)에 방사 슬롯(33)이나 함몰부(34)를 형성하고, 제 2 도파관 형성 부재(42)에 급전구(35)나 내벽(43)을 형성했기 때문에 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)의 결합부(C)에 걸쳐서 방사 슬롯(33)이나 급전구(35)를 형성할 경우에 비해서 방사 슬롯(33)이나 급전구(35) 등의 형상 정밀도를 높이고, 높은 안테나 성능을 확보할 수 있다.
본 실시형태의 도파관 슬롯 안테나(31)는 상술한 바와 같이 밀리파대(예를 들면, 76㎓대)의 전파의 송수신용 안테나로서 적합하게 사용할 수 있다. 도파로(32) 내를 흐르는 전파(고주파 전류)를 가로지르지 않는 면에서 도파관(40)이 분할되어 있으므로(양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)의 결합부(C)가 넓은 벽(40c, 40d)의 높이 방향 대략 중앙부에 형성되어 있으므로) 도파로(32) 내를 흐르는 전류가 결합부(C)로부터 외부로 누출되는 것을 가급적으로 방지할 수 있기 때문이다. 따라서, 밀리파대의 전파의 전송 손실이 작고, 고이득(이득이 대체로 21dB 이상)의 안테나를 실현할 수 있다.
밀리파대의 전파의 송수신용 안테나를 구비하는 무선 장치의 일례로서는 안전 운전 지원을 목적으로서 자동차에 탑재되는 밀리파 레이더를 들 수 있다. 즉, 제 2 발명에 의한 도파관 슬롯 안테나(31)(안테나 유닛(A))는 차재용 밀리파 레이더의 안테나부로서 적용할 수 있다. 도시는 생략하지만, 차재용 밀리파 레이더는, 예를 들면 지지 기판 상에 신호 처리 기판, 밀리파 유닛(밀리파 송수신기), 안테나부 및 레이더돔 등을 적층시켜서 형성된다.
참고로, 밀리파 레이더의 시스템 구성의 일례를 도 10에 나타낸다. 도 10에 나타내는 밀리파 레이더 시스템(50)은, 안테나부(51), 밀리파 유닛(52), 스캐너부(53), 아날로그 회로부(54), 신호 처리부(55) 등으로 구성되고, 안테나부(51)로서 상술한 도파관 슬롯 안테나(31)(안테나 유닛(A))를 사용할 수 있다. 스캐너부(53)는 주로 대상물의 수평 방향 위치를 검출하기 위한 것이며, 안테나부(51)는 대상물과의 거리 측정이나 대상물의 수평 방향 위치 검출을 행한다. 밀리파 유닛(52)은 발진기, 혼합기 및 증폭기 등을 구비하고, 밀리파 유닛(52)으로부터 출력된 비트 신호는 아날로그 회로(54)를 통해서 신호 처리부(55)에 입력된다. 신호 처리부(55)에서는 밀리파 유닛(52)으로부터 출력된 비트 신호나 스캐너부(53)로부터 출력된 신호에 의거하여 대상물의 위치가 연산된다. 이 연산 결과는 외부 인터페이스(56)를 통해서 차량측의 제어 장치에 출력된다.
이상, 제 2 발명의 제 1 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나(31)에 대해서 설명을 행했지만, 이 도파관 슬롯 안테나(31)에는 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 적당한 변경을 실시하는 것이 가능하다. 이하, 제 2 발명의 다른 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명하지만, 이상에서 설명한 실시형태에 준하는 구성에는 공통의 참조 번호를 붙이고, 중복 설명을 할 수 있는 한 생략한다.
도 11(A)~도 11(D)에 제 2 발명의 제 2 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나(31)를 나타낸다. 이 실시형태의 도파관 슬롯 안테나(31)에서는 도 11(A)에 나타내는 바와 같이 복수의 방사 슬롯(33)을 관축 방향을 따라서 소정 간격으로 배치해서 이루어지는 방사 슬롯열을 도파관(40)의 폭 방향으로 2열 형성함과 아울러 한쪽의 방사 슬롯열을 구성하는 방사 슬롯(33)과 다른쪽의 방사 슬롯열을 구성하는 방사 슬롯(33)의 관축 방향에 있어서의 설치 위치를 서로 다르게 하고 있다. 간단하게 말하자면, 이 실시형태의 도파관 슬롯 안테나(31)에서는 방사 슬롯(33)(및 함몰부(34))이 지그재그 형상으로 복수 배치되어 있다.
이 실시형태의 도파관 슬롯 안테나(31)를 구성하는 도파관(40)은 도 11(B)에 나타내는 바와 같이 한쌍의 좁은 벽(40a, 40b) 및 한쌍의 넓은 벽(40c, 40d)을 갖는 사각형 도파관이며, 또한 넓은 벽(40c, 40d)과 평행하게 배치되고, 도파로(32)를 도파로(32A, 32B)로 분기하는 분기벽(40g)을 갖는다. 그리고, 한쪽의 좁은 벽(40a)에 방사 슬롯(33) 및 함몰부(34)(도시하지 않음)가 형성되고, 다른쪽의 좁은 벽(40b)에 내벽(43) 및 급전구(35)가 형성되어 있다. 또한, 한쪽의 방사 슬롯열은 도파로(32A)를 따라서 형성되고, 다른쪽의 방사 슬롯열은 도파로(32B)를 따라서 형성된다.
이 실시형태의 도파관 슬롯 안테나(31)를 구성하는 도파관(40)도 도파로(32)의 연장 방향 각 부에 있어서의 횡단면이 유단 형상을 이루고, 적어도 도파로(32)의 구획 형성면에 도전성 피막(36)이 형성된 수지제의 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(41, 42)를 결합함으로써 형성된다. 구체적으로는 방사 슬롯(33) 및 함몰부(34)가 형성된 한쪽의 좁은 벽(40a), 양쪽 넓은 벽(40c, 40d)의 일부를 구성하는 부분, 양쪽 종단벽(40e, 40f)의 일부를 구성하는 부분 및 분기벽(40g)의 일부를 구성하는 부분을 일체로 갖는 제 1 도파관 형성 부재(41)(도 11(C) 참조)와, 내벽(43) 및 급전구(35)가 형성된 다른쪽의 좁은 벽(40b), 양쪽 넓은 벽(40c, 40d)의 잔부를 구성하는 부분, 양쪽 종단벽(40e, 40f)의 잔부를 구성하는 부분 및 분기벽(40g)의 잔부를 구성하는 부분을 일체로 갖는 제 2 도파관 형성 부재(42)(도 10d 참조)를 결합함으로써 도파관(40)이 형성된다. 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)의 결합부(C)는 넓은 벽(40c, 40d)의 높이 방향 대략 중앙부에 형성되어 있고, 결합부(C)는 제 1 도파관 형성 부재(41)에 형성한 볼록부(46)를 제 2 도파관 형성 부재(42)에 형성한 오목부(45)에 감합(압입)함으로써 형성된다.
도시는 생략하지만, 방사 슬롯열은 3열 이상 설치하는 것도 가능하다. 이 경우, 분기벽(40g)을 2개 이상 설치하면 좋다. 이하에 나타내는 것 이외의 실시형태에 있어서도 마찬가지이다.
도 12는 제 2 발명의 제 3 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나(31)의 횡단면도이며, 도 11에 나타낸 실시형태의 변형예다. 이 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나(31)가 도 11에 나타낸 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나(31)와 다른 주된 점은 분기벽(40g)에도 오목부(45)와 볼록부(46)를 감합(압입)함으로써 형성되는 결합부(C)를 형성한 점에 있다.
도 13은 제 2 발명의 제 4 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나(31)의 횡단면도이며, 도 11에 나타낸 실시형태의 변형예이다. 도 13에 나타내는 안테나(31)가 도 11에 나타내는 안테나(31)와 다른 주된 점은 접착과 요철 감합(압입)을 병용해서 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)를 결합한 점에 있다. 구체적으로는 넓은 벽(40c, 40d)이나 종단벽(40e, 40f)의 외면에 설치한 접착제 챔버(47)의 내부에서 고화시킨 접착제(48)와, 분기벽(40g)에 형성한 요철 감합 구조에 의해 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)를 결합 일체화하고 있다.
접착제(48)로서는 혐기성 접착제, 자외선 경화형 접착제, 열경화형 접착제 등을 사용할 수 있지만, 접착제(48)를 고화시킬 때에 가열 처리가 필요해지는 열경화형 접착제에서는 가열 처리에 따라서 수지제의 도파관 형성 부재(41, 42)가 변형될 가능성 등이 있다. 그 때문에 양 부재(41, 42)를 결합시키는데 사용하는 접착제(48)로서는 혐기성 접착제나 자외선 경화형 접착제가 바람직하다. 또한, 접착제는 일반적으로 절연체이므로 도파로(32)의 구획 형성면에 접착제가 부착되면 전파의 전반성에 악영향을 미칠 가능성이 있다. 그 때문에 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(41, 42)를 접착에 의해 결합 일체화하도록 했을 경우, 도파로(32)의 구획 형성면에 접착제(48)가 부착되지 않도록 주의를 기울이는 것이 간요하다.
도 14는 제 2 발명의 제 5 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나(31)의 개략 횡단면도이다. 이 실시형태의 도파관 슬롯 안테나(31)가 이상에서 설명한 실시형태에 의한 도파관 슬롯 안테나(31)와 다른 주된 점은 방사 슬롯(33) 및 함몰부(34)를 한쪽의 넓은 벽(40c)에 형성함과 아울러 내벽(43) 및 급전구(35)를 다른쪽의 넓은 벽(40d)에 형성한 점(도 13에서는 내벽(43) 및 급전구(35)의 도시를 생략하고 있음)에 있고, 또한 제 1 도파관 형성 부재(41)를 한쪽의 넓은 벽(40c)을 갖는 평판 형상의 부재로 구성한 점에 있다.
제 1 도파관 형성 부재(41)는 도파관 슬롯 안테나(31) 중 방사 슬롯(33) 및 함몰부(34)가 형성된 한쪽의 넓은 벽(40c)을 갖는 평판 형상의 부재이며, 이 제 1 도파관 형성 부재(41)와, 다른쪽의 넓은 벽(40d)을 갖고, 도파로(32)의 연장 방향 각 부에 있어서의 횡단면이 凹자 형상의 형태를 이룬 제 2 도파관 형성 부재(42)를 결합함으로써 도파관 슬롯 안테나(31)가 완성된다. 본 실시형태의 도파관 슬롯 안테나(31)에 있어서 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)의 결합부(C)는, 예를 들면 양 부재(41, 42)를 접착함으로써 형성되지만, 요철 감합(압입)이나 용착에 의해 형성할 수도 있다.
이와 같은 구성에 의하면 도파관(40)을 형성하는 2개의 도파관 형성 부재(41, 42) 중 제 1 도파관 형성 부재(41)의 형상이 간소화되므로 도파관 슬롯 안테나(31)를 한층 저비용으로 형성할 수 있다. 도시는 생략하지만, 본 실시형태의 구성을 채용할 경우에 있어서도 도파로(32)를 분기하는 분기벽(40g)을 설치할 수 있다.
본 실시형태의 도파관 슬롯 안테나(31)의 도파로(32)에 전파(고주파 전류)를 흘린 경우, 도파로(32)를 흐르는 고주파 전류가 강한 개소와 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)의 결합부(C)의 형성 개소가 일치한다. 그 때문에 결합부(C)에 있어서의 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)의 밀착성이 불충분하면 도파로(32)를 흐르는 전류가 외부로 누출될 우려가 있다. 그 때문에 본 실시형태의 도파관 슬롯 안테나(31)는 밀리파대의 전파의 송수신용 안테나보다 저주파 대역의 전파(예를 들면, 센티미터파대의 전파)를 송신 또는 수신하기 위한 안테나로서 바람직하게 사용할 수 있다.
이상에서는 요철 감합(압입), 접착 또는 용착 등의 수단으로 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)를 결합 일체화하고 있지만, 나사나 볼트 등의 체결 부재를 사용해서 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42)를 결합 일체화함으로써 도파관 슬롯 안테나(31)를 구성하는 도파관(40)을 형성하는 것도 가능하다.
또한, 도파관(40)은 도파로(32)의 연장 방향 각 부에 있어서의 횡단면이 L자 형상을 이룬 도파관 형성 부재(41, 42)를 결합함으로써, 또는 도파로(32)의 연장 방향 각 부에 있어서의 횡단면이 원호상을 이룬 도파관 형성 부재(41, 42)를 결합함으로써 형성할 수도 있다(모두 도시 생략).
또한, 이상에서 설명한 실시형태에서는 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재(41, 42)를 수지의 사출 성형품으로 했지만, 양쪽 도파관 형성 부재(41, 42) 중 어느 한쪽 또는 쌍방은 금속의 기계 가공품이나 소성 가공품 또는 저융점 금속(예를 들면, 마그네슘이나 알루미늄)의 사출 성형품 등으로 할 수도 있다. 이 경우, 도전성 피막(36)이 불필요해지므로 도파관 형성 부재(41, 42)의 전체를 수지로부터 금속으로 치환하는데 따라서 발생하는 비용 증가를 대체로 상쇄할 수 있다.
본 발명에 의한 도파관 슬롯 안테나는 방사 슬롯의 배치 형태 등에 따라서 밀리파대의 전파를 이용하는 무선 장치의 안테나부로서, 또는 센티미터파대의 전파를 이용하는 무선 장치의 안테나부로서 바람직하게 적용할 수 있다. 본 발명에 의한 도파관 슬롯 안테나를 바람직하게 적용할 수 있는 무선 장치(무선 시스템)의 구체예로서는 상술한 충돌 방지를 목적으로 한 차재용 레이더 이외에 자동차의 시큐리티 시스템, 홈시큐리티 시스템, 활주로의 감시 시스템, 가옥 등에 설치되는 무선 전송 시스템(예를 들면, 홈서버나 하이비전 영상의 송신 시스템), 공항 등에서 사용되는 전신 스캐너, 각종 정보 단말, 전자 요금 수수 시스템(ETC: 등록상표), 생체 반응을 검출함으로써 대상 인물의 안부를 확인하는 안부 확인 시스템, 건널목 내에 사람이나 차량이 침입한 것을 검출하고, 이것을 통지하는 경보 시스템 등을 들 수 있다.
1 : 도파관 슬롯 안테나 2 : 도파로
3 : 방사 슬롯 4 : 함몰부
5 : 급전구 6 : 도전성 피막
6a : 제 1 피막 6b : 제 2 피막
10 : 도파관 11 : 제 1 도파관 형성 부재
12 : 제 2 도파관 형성 부재 31 : 도파관 슬롯 안테나
32 : 도파로 33 : 방사 슬롯
34 : 함몰부 35 : 급전구
36 : 도전성 피막 36a : 제 1 피막
36b : 제 2 피막 40 : 도파관
40a : 좁은 벽 40b : 좁은 벽
40c : 넓은 벽 40d : 넓은 벽
40g : 분기벽 41 : 제 1 도파관 형성 부재
42 : 제 2 도파관 형성 부재 43 : 내벽
C : 결합부

Claims (14)

  1. 병렬로 배치된 복수조의 도파로와, 개개의 도파로를 따라서 형성된 복수의 방사 슬롯을 갖는 도파관 슬롯 안테나로서,
    복수의 도파관을 병렬 접속해서 이루어지고,
    개개의 도파관은 횡단면이 유단 형상을 이루고, 상대측과 결합됨으로써 1조의 도파로를 구획 형성하는 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도파관 슬롯 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 도파관 형성 부재는 모두 횡단면에서 모서리부를 구비한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 도파관 슬롯 안테나.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 도파관 형성 부재 중 어느 한쪽에 방사 슬롯이 형성되고, 다른쪽에 급전구가 형성된 것을 특징으로 하는 도파관 슬롯 안테나.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 도파관은 분리 가능하게 병렬 접속된 것을 특징으로 하는 도파관 슬롯 안테나.
  5. 관축 방향으로 연장된 도파로를 갖는 도파관의 관축 방향을 따라서 방사 슬롯과, 방사 슬롯의 형성 위치에서 도파로의 단면적을 축소시키는 내벽을 복수 설치해서 이루어지는 도파관 슬롯 안테나로서,
    도파관은 횡단면이 유단 형상을 이루고, 상대측과 결합됨으로써 도파로를 구획 형성하는 제 1 및 제 2 도파관 형성 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도파관 슬롯 안테나.
  6. 제 5 항에 있어서,
    급전구를 더 갖고,
    관축 방향으로 이웃하는 2개의 내벽 중 상대적으로 급전구에 가까운 측의 내벽의 높이 치수를 h1, 상대적으로 급전구로부터 먼 측의 내벽의 높이 치수를 h2로 했을 때, h1≤h2의 관계식을 충족시키는 것을 특징으로 하는 도파관 슬롯 안테나.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    내저면에 하나의 방사 슬롯이 개구된 함몰부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 도파관 슬롯 안테나.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 도파관 형성 부재는 모두 수지로 형성됨과 아울러 적어도 도파로의 구획 형성면에 형성된 도전성 피막을 갖는 것을 특징으로 하는 도파관 슬롯 안테나.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 수지는 액정 폴리머를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 도파관 슬롯 안테나.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 도전성 피막의 막 두께를 0.2㎛ 이상 1.5㎛ 이하로 한 것을 특징으로 하는 도파관 슬롯 안테나.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 피막은 2종 이상의 금속 도금 피막을 적층시킨 것을 특징으로 하는 도파관 슬롯 안테나.
  12. 제 5 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도파관은 횡단면 치수가 상대적으로 긴 치수이며 서로 평행한 한쌍의 넓은 벽과, 횡단면 치수가 상대적으로 짧은 치수이며 서로 평행한 한쌍의 좁은 벽을 갖는 사각형 도파관이며,
    한쌍의 좁은 벽 중 어느 한쪽에 방사 슬롯이 형성됨과 아울러 다른쪽에 내벽이 설치되고,
    제 1 도파관 형성 부재는 상기 한쪽의 좁은 벽을 갖고, 제 2 도파관 형성 부재는 상기 다른쪽의 좁은 벽을 갖는 것을 특징으로 하는 도파관 슬롯 안테나.
  13. 제 5 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도파관은 횡단면 치수가 상대적으로 긴 치수이며 서로 평행한 한쌍의 넓은 벽과, 횡단면 치수가 상대적으로 짧은 치수이며 서로 평행한 한쌍의 좁은 벽을 갖는 사각형 도파관이며,
    한쌍의 넓은 벽 중 어느 한쪽에 방사 슬롯이 형성됨과 아울러 다른쪽에 내벽이 설치되고,
    제 1 도파관 형성 부재는 상기 한쪽의 넓은 벽을 갖고, 제 2 도파관 형성 부재는 상기 다른쪽의 넓은 벽을 갖는 것을 특징으로 하는 도파관 슬롯 안테나.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 도파관 슬롯 안테나를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190021494A (ko) * 2016-07-26 2019-03-05 웨이모 엘엘씨 도금된, 사출 성형된, 자동차 레이더 도파관 안테나
WO2022231315A1 (ko) * 2021-04-28 2022-11-03 주식회사 아모센스 레이더 안테나

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3352302A4 (en) * 2015-09-18 2019-04-24 NTN Corporation WAVEGUIDE SLIT ANTENNA AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
IL241951B (en) * 2015-10-07 2018-04-30 Israel Aerospace Ind Ltd Galvo components, production methods and their organizations
US11038263B2 (en) * 2015-11-12 2021-06-15 Duke University Printed cavities for computational microwave imaging and methods of use
CN105428822B (zh) * 2015-11-24 2019-03-15 大连楼兰科技股份有限公司 车载防撞雷达一发多收siw透镜天线
TWI610492B (zh) * 2016-03-31 2018-01-01 為昇科科技股份有限公司 雙槽孔基板導波天線單元及其陣列模組
USD797032S1 (en) * 2016-04-26 2017-09-12 Darrin Dagrossa Compressible traction device
DE102016119463A1 (de) * 2016-10-12 2018-04-12 Siempelkamp Maschinen- Und Anlagenbau Gmbh Durchlaufofen zur kontinuierlichen Erwärmung einer Pressgutmatte
JP7020677B2 (ja) * 2017-04-13 2022-02-16 日本電産エレシス株式会社 スロットアンテナ装置
JP7298808B2 (ja) * 2018-06-14 2023-06-27 ニデックエレシス株式会社 スロットアレイアンテナ
CN109659684B (zh) * 2018-12-20 2024-01-19 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种前倾双狭缝天线及其制作方法
DE102019200902A1 (de) * 2019-01-24 2020-07-30 Audi Ag Radarsensor, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen eines Radarsensors
DE102019108359A1 (de) * 2019-03-30 2020-10-01 Endress+Hauser SE+Co. KG Vorrichtung zur Übertragung von Signalen aus einem zumindest teilweise metallischen für den Einsatz in einem explosionsgefährdeten Bereich ausgebildeten Gehäuse
KR102290019B1 (ko) * 2019-05-29 2021-08-17 주식회사 아모텍 레이더 안테나
JP7240277B2 (ja) * 2019-07-17 2023-03-15 古野電気株式会社 導波管アンテナ、および、アンテナ装置
DE102019213208B3 (de) * 2019-09-02 2020-09-24 Audi Ag Dachantenne mit eingebetteter mmWave-Antenne
CN110867644B (zh) * 2019-11-11 2021-01-19 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种双频段多极化共口径同轴波导缝隙天线
TWI758659B (zh) 2019-11-18 2022-03-21 財團法人工業技術研究院 外殼及應用該外殼的無線裝置
US11901601B2 (en) 2020-12-18 2024-02-13 Aptiv Technologies Limited Waveguide with a zigzag for suppressing grating lobes
US11444364B2 (en) 2020-12-22 2022-09-13 Aptiv Technologies Limited Folded waveguide for antenna
US11973268B2 (en) 2021-05-03 2024-04-30 Aptiv Technologies AG Multi-layered air waveguide antenna with layer-to-layer connections
US11962085B2 (en) * 2021-05-13 2024-04-16 Aptiv Technologies AG Two-part folded waveguide having a sinusoidal shape channel including horn shape radiating slots formed therein which are spaced apart by one-half wavelength
US11616282B2 (en) 2021-08-03 2023-03-28 Aptiv Technologies Limited Transition between a single-ended port and differential ports having stubs that match with input impedances of the single-ended and differential ports
WO2023117427A1 (en) * 2021-12-23 2023-06-29 Huber+Suhner Ag Antenna device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000013135A (ja) 1998-06-22 2000-01-14 Yagi Antenna Co Ltd スロットアレイアンテナ
JP2000341030A (ja) 1999-05-26 2000-12-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 導波管アレーアンテナ装置
JP2003318648A (ja) * 2002-04-26 2003-11-07 Mitsubishi Electric Corp スロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置
US20050146477A1 (en) * 2004-01-07 2005-07-07 Kelly Kenneth C. Vehicle mounted satellite antenna system with inverted L-shaped waveguide
JP2007228313A (ja) * 2006-02-24 2007-09-06 Japan Radio Co Ltd 導波管スロットアレーアンテナ

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB758457A (en) 1953-09-21 1956-10-03 Gen Electric Co Ltd Improvements in or relating to waveguides and the manufacture thereof
JPH037406A (ja) * 1989-06-05 1991-01-14 Sumitomo Bakelite Co Ltd 導波管アンテナ
JPH056921A (ja) 1991-06-28 1993-01-14 Toshiba Corp 半導体装置
JPH056921U (ja) * 1991-07-01 1993-01-29 旭化成工業株式会社 高剛性アンテナ
WO2003044896A1 (fr) * 2001-11-20 2003-05-30 Anritsu Corporation Radiateur de type a fentes a guide d'ondes ayant une construction facilitant sa production
JP3960793B2 (ja) 2001-12-26 2007-08-15 三菱電機株式会社 導波管スロットアレーアンテナ
US7202832B2 (en) * 2004-01-07 2007-04-10 Motia Vehicle mounted satellite antenna system with ridged waveguide
US7606592B2 (en) * 2005-09-19 2009-10-20 Becker Charles D Waveguide-based wireless distribution system and method of operation
CN101000981A (zh) * 2007-01-16 2007-07-18 北京海域天华通讯设备有限公司 波导缝隙阵列天线
US8025814B2 (en) * 2008-06-23 2011-09-27 Sumitomo Chemical Company, Limited Resin composition and molded article using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000013135A (ja) 1998-06-22 2000-01-14 Yagi Antenna Co Ltd スロットアレイアンテナ
JP2000341030A (ja) 1999-05-26 2000-12-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 導波管アレーアンテナ装置
JP2003318648A (ja) * 2002-04-26 2003-11-07 Mitsubishi Electric Corp スロットアレーアンテナ及びスロットアレーアンテナ装置
US20050146477A1 (en) * 2004-01-07 2005-07-07 Kelly Kenneth C. Vehicle mounted satellite antenna system with inverted L-shaped waveguide
JP2007228313A (ja) * 2006-02-24 2007-09-06 Japan Radio Co Ltd 導波管スロットアレーアンテナ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190021494A (ko) * 2016-07-26 2019-03-05 웨이모 엘엘씨 도금된, 사출 성형된, 자동차 레이더 도파관 안테나
KR20190111156A (ko) * 2016-07-26 2019-10-01 웨이모 엘엘씨 도금된, 사출 성형된, 자동차 레이더 도파관 안테나
KR20200054341A (ko) * 2016-07-26 2020-05-19 웨이모 엘엘씨 도금된, 사출 성형된, 자동차 레이더 도파관 안테나
KR20210012059A (ko) * 2016-07-26 2021-02-02 웨이모 엘엘씨 도금된, 사출 성형된, 자동차 레이더 도파관 안테나
WO2022231315A1 (ko) * 2021-04-28 2022-11-03 주식회사 아모센스 레이더 안테나

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Publication number Publication date
CN104541406B (zh) 2018-06-05
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