WO2007119317A1

WO2007119317A1 - アンテナ装置、監視装置、および車両

Info

Publication number: WO2007119317A1
Application number: PCT/JP2007/054560
Authority: WO
Inventors: Takashi Yoshida; Tomoya Nakanishi
Original assignee: Panasonic Corporation
Priority date: 2006-04-17
Filing date: 2007-03-08
Publication date: 2007-10-25
Also published as: EP2009742A1; JP2007288537A; CN101361228A

Abstract

　機械的稼動部がなく、広い範囲に複数のビーム方向を形成できる安価なアンテナ装置を提供する。　誘電体基板６３０上に形成された、それぞれ給電部を有する複数のアンテナ素子６００、６１０と、アンテナ素子６００、６１０のそれぞれに対向する複数の反射部を有する反射板６２０とを備える。各反射部は、対向する各アンテナ素子６００、６１０と互いに平行であり、各アンテナ素子６００、６１０のビーム方向は、各アンテナ素子６００、６１０が形成されている誘電体基板６３０面を基準とする仰角に関しては、各アンテナ素子６００、６１０と対向する反射部との距離を各アンテナ素子６００、６１０毎に異ならせることによって、互いに異ならせている。各アンテナ素子６００、６１０の仰角が異なるビーム方向を組み合わせることにより、広い指向性を実現している。

Description

明細書

アンテナ装置、監視装置、および車両

技術分野

[0001] 本発明は、複数のビームを利用するアンテナ装置、そのアンテナ装置を利用する監視装置および車両に関する。例えば、車載レーダ用アンテナ等に適用できる小型平面アンテナ装置、そのアンテナ装置を利用する監視装置および車両に関する。背景技術

[0002] 従来、自動車の進行方向にある障害物を検知する車両監視装置などでは、広い範囲で障害物の位置を精度よく検出できるアンテナが求められていた。そのためには、広、範囲で異なる方向に複数のビームが向くようにしなければならな！/、。

[0003] このように、異なる方向に複数のビームが向くようにするために、複数のアンテナ装置をビーム方向が互いに異なる向きになるように設置してもよい。しかし、この場合には複数のアンテナ装置が必要となり、また個々に設置しなければならないので、それぞれのビーム方向を調整してそれらの複数のアンテナ装置を設置するのが面倒であつた o

[0004] また、広い範囲で異なる方向に複数のビームが向くようにする別の構成として、主ビーム方向を切り替えるタイプのアンテナ装置が知られている。その主ビーム方向の切替が可能なアンテナ装置の代表例の 1つは、機械式ビーム走査アンテナ装置である。このアンテナ装置は、サーチ角度の面内で鋭く収束されたアンテナローブを持ったアンテナを機械的に回動することにより、主ビームの方向を制御するものである。

[0005] また、別の代表的な主ビーム方向の切替が可能なアンテナ装置として、電子式ビーム走査アンテナ装置がある (例えば、特許文献 1、および、非特許文献 1参照)。この装置は、アンテナ素子の励振係数の相対位相によりビーム方向または放射パターンを制御するものである。

[0006] 図 29は、特許文献 1に開示されている電子式ビーム走査アンテナ装置のブロック図を示している。このアンテナ装置は、自動車のような移動体の前面に搭載され、移動体の進行方向に合わせて、電波ビームの放射方向を切り替えるものである。 [0007] この電子式ビーム走査アンテナ装置は、複数のアンテナ素子 91、 91、…と、各々

1 2 のアンテナ素子 91、 91、…に対応して設けられる複数の移ネ目器 92、 92、…と力らなるフェーズドアレーアンテナを備えている。また、ステアリングの回転角度計や横方向加速度計等によって構成される進行方向検知装置 93と、フェーズドアレーアンテナのビーム方向を切り替える切り替え装置 94を備えている。また、フェーズドアレーアンテナカゝら放射する電波の送信信号を作成するとともに、フェーズドアレーアンテナで受波した反射波からなる受信信号を受信して処理する送受信装置 95を備えている。

[0008] 切り替え装置 94は、進行方向検知装置 93から出力される制御信号によって制御されて、移相器 92、 92、…の移相シフト量を調整して、フェーズドアレーアンテナから

1 2

放射される電波ビーム Bが、図 29に示すように B、 B、 Bというように、自動車の進行

1 2 3

方向に向くように切り替える。

[0009] なお、複数のアンテナ素子を配置して、広い範囲に複数のビーム方向を形成させるアンテナ装置も知られている。たとえば、ビームの放射方向を立体的（円錐形状）に形成させるようにしたアンテナ装置が知られてヽる (例えば、特許文献 2参照)。

[0010] 特許文献 2に開示されているアンテナ装置は、そのアンテナ素子で形成される平面に対する主ビームの仰角が等しいアンテナ素子を、同一平面上に、それぞれの主ビームの水平方向の向きが異なるように複数配置させている。このような構成にすることにより、このアンテナ装置は、ビームの放射方向を円錐形状にして広い範囲のビーム方向の形成を実現している。

[0011] なお、本明細書においては、アンテナ素子で形成される平面を「水平面」とし、「仰角」とは、その水平面に垂直な軸に対する角度を言うものとする。したがって、水平方向の向きとは、アンテナ素子で形成される平面における向きを言う。

[0012] 図 30を用いて、本明細書における「仰角」及び「水平方向」について説明する。 82 は、アンテナ素子 80が形成されている平面を示しており、本明細書では、この平面をアンテナ素子 80の水平面と呼ぶ。そして、アンテナ素子 80から放射される主ビーム方向 81の、水平面 82における向きを、ビームの水平方向 83と呼ぶ。そして、水平面 82に垂直でビームの水平方向 83を含む平面 84において、主ビーム方向 81が水平面 82に垂直な軸となす角度 Θを「仰角」と呼ぶ。また、主ビーム方向 81を含む、水平面 82に垂直な平面 84における、主ビーム方向 81の向きを「仰角方向」と呼ぶ。

[0013] つまり、図 30に示すように、アンテナ素子の中心を座標原点とし、アンテナ素子を左右対称とする対称軸を Y軸、アンテナ素子で形成される水平面 82が X—Y平面となるような座標軸を定義した場合、主ビーム方向 81の、 X軸からの角度 φとなる X— Y平面上における向きが、ビームの水平方向 83となる。そして、ビームの水平方向 8 3を含む X— Y平面 82に垂直な平面 84における、主ビーム方向 81が Z軸となす角度が仰角 Θとなる。なお、図 30は、ビームの水平方向 83の X軸からの角度 φが約 50° の場合を示している。

特許文献 1：特開平 2— 287180号公報

特許文献 2：特開 2005— 72915号公報

非特許文献 1 :吉田孝監修「改訂レーダ技術」社団法人電子情報通信学会、 1996年 10月 1日、 P.117— 137

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0014] し力しながら、従来の機械式ビーム走査アンテナ装置では、アンテナ自体や給電ホーン等のアンテナ装置を構成するいずれかの部位を機械的に回転させるため、機械的な損耗が生じること、さらに可動質量体の慣性に基づいて比較的多くの時間を必要とすること、機械的駆動装置のコストがかかること、サイズが大きくなること、といった多くの課題がある。

[0015] 一方、電子式ビーム走査アンテナ装置においても、多数の位相制御器が必要なので、実施コストが高くなるという問題があった。

[0016] さらに、水平方向のみが異なる方向に複数の主ビームを形成させる複数のアンテナ素子を備えた特許文献 2に記載のアンテナ装置では、水平方向のみが異なる機能しかなぐ V、ろ、ろな仰角方向への主ビームの形成を実現できて、ない問題があつた。

[0017] 本発明は、上述した従来の課題を解決するもので、機械的稼動部がなぐ安価で、広、範囲に複数の異なる仰角方向のビーム方向を持つアンテナ装置、そのアンテナ装置を利用する監視装置および車両を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0018] 上述した第 1の課題を解決するために、第 1の本発明は、

それぞれ給電部を有して!/、る複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子のそれぞれに対向する複数の反射部とを備えたアンテナ装置であって、

前記各アンテナ素子は、各誘電体基板上の導体で、同一平面上もしくは互いに平行な平面上に形成されており、それぞれ、所定の対称軸を基準に左右対称形状でループ状に配置されたループ素子と、前記対称軸上で前記ループ素子上に設けられた一対の迂回素子とを有し、

前記給電部は、前記対称軸に対して少なくとも一方側の前記ループ素子上に設けられ、

前記各アンテナ素子の前記対称軸の方向は互、に同じであり、

前記各反射部は、対向する前記各アンテナ素子と互いに平行な平面上にあり、前記各アンテナ素子と対向する前記各反射部との距離は、前記アンテナ素子毎に異なっており、

前記複数のアンテナ素子のそれぞれのビーム方向は、前記各アンテナ素子が形成されている平面に垂直な軸を基準とする仰角に関しては、前記反射板との距離が異なることによって、互いに異なっている、アンテナ装置である。

[0019] また、第 2の本発明は、

前記各アンテナ素子は、前記各誘電体基板の表面に形成された導体層の一部を削剥することにより形成されたスロットにより、前記ループ素子および前記一対の迂回素子が形成されており、

前記給電部は、前記ループ素子上に設けられているのに代えて、前記対称軸に対して少なくとも一方側の前記ループ素子の所定の位置の近傍に設けられて、る、第 1 の本発明のアンテナ装置である。

[0020] また、第 3の本発明は、

前記複数の反射部は、 1枚の反射板で構成されている、第 1または第 2の本発明のアンテナ装置である。 [0021] また、第 4の本発明は、

前記ループ素子は、対向する頂点に対応する部位が前記対称軸上にある菱形形状であり、

前記ループ素子の前記菱形形状の 1辺の長さは、 1Z4〜3Z8波長の長さであり、前記一対の迂回素子は、それぞれ、 1Z4波長の長さであり、かつ前記頂点に対応する部位から前記菱形形状の外側または内側に向けて設けられた、折り返した形状の突起部である、第 1または第 2の本発明のアンテナ装置である。

[0022] また、第 5の本発明は、

前記アンテナ素子は、複数の構成部からなっており、

それぞれの前記構成部は、前記所定の対称軸を基準に左右対称形状でループ状に配置されたループ部位と、前記対称軸上で前記ループ部位上に前記ループ部位の外側に向けて設けられた一対の迂回部位とを有しており、

前記各構成部は、それぞれの前記迂回部位同士が連結されて前記対称軸上に構成されている、第 1または第 2の本発明のアンテナ装置である。

[0023] また、第 6の本発明は、

前記アンテナ素子の構成部の数が、前記各アンテナ素子毎に異なっている、第 5 の本発明のアンテナ装置である。

[0024] また、第 7の本発明は、

前記誘電体基板の裏面には、マイクロストリップラインが設けられており、前記給電部が設けられてヽる前記所定の位置の近傍で、前記誘電体基板を挟んで、前記ループ素子と前記マイクロストリップラインが対向しており、

前記各アンテナ素子は、それぞれ前記給電部を複数有しており、

前記各アンテナ素子が有して、る複数の前記給電部のうち、給電する給電部を切り替える給電切り替え部をさらに備え、

前記給電切り替え部は、前記マイクロストリップライン上の前記所定の位置から 1Z 4波長の奇数倍の距離の位置に設けられており、前記各給電部のそれぞれに対して短絡と給電とを切り替える、第 2の本発明のアンテナ装置である。

[0025] また、第 8の本発明は、前記誘電体基板の裏面には、マイクロストリップラインが設けられており、前記給電部が設けられてヽる前記所定の位置の近傍で、前記誘電体基板を挟んで、前記ループ素子と前記マイクロストリップラインが対向しており、

前記給電切り替え部は、前記マイクロストリップライン上の前記所定の位置から 1Z

2波長の整数倍の距離の位置に設けられており、前記各給電部のそれぞれに対して開放と給電とを切り替える、第 2の本発明のアンテナ装置である。

[0026] また、第 9の本発明は、

電波を送出して、その電波が反射した電波を受信することにより物体や人体の対象物を検出する監視装置において、

広角の単一ビームの電波を送出する、またはそれより狭い範囲の複数のビーム方向の電波を送出する送信アンテナ部と、

第 1または第 2の本発明のアンテナ装置を有し、前記送信アンテナ部が送信し対象物で反射した電波を複数のビーム方向で受信する受信アンテナ部と、

前記電波として送出するための信号を前記送信アンテナ部に伝達する送信部と、前記受信アンテナ部が受信した電波を、前記受信アンテナ部力信号として伝達され検出する受信部と、

前記アンテナ装置の複数のアンテナ素子が有して、る複数の給電部のうちの、給電する給電部の切り替えを制御して、前記受信アンテナ部で受信する電波の方向を切り替えて受信させることにより監視領域を制御するビーム切り替え部とを備えた監視装置である。

[0027] また、第 10の本発明は、

前記送信アンテナ部は、第 1または第 2の本発明のアンテナ装置を有する、前記広角の単一ビームよりも狭い範囲の複数のビーム方向の電波を送出するものであり、前記ビーム切り替え部は、前記送信アンテナ部が有する前記アンテナ装置の複数のアンテナ素子が有している複数の給電部のうちの、給電する給電部の切り替えも制御して、前記送信アンテナ部が送出する電波のビーム方向も切り替え、監視領域を制御する、第 9の本発明の監視装置である。

[0028] また、第 11の本発明は、

第 9または第 10の本発明の監視装置を搭載した車両である。

[0029] また、第 12の本発明は、

前記監視装置が、前記ビーム方向が車両前方の左右方向に切り替えられる向きで、車両の前方を監視する位置に取り付けられている、第 11の本発明の車両である。発明の効果

[0030] 本発明では、アンテナ素子と反射板間の距離をアンテナ素子毎に異なる構成とすることにより、各アンテナ素子力放射される主ビームの仰角を異ならせているので、機械的稼動部がなぐ安価で、広い範囲に複数の異なる仰角方向のビーム方向を持つアンテナ装置、そのアンテナ装置を利用する監視装置および車両を提供できる。図面の簡単な説明

[0031] [図 1] (a)本発明の実施の形態 1に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図、（b)本発明の実施の形態 1に係るアンテナ装置の構成を示す矢視図

[図 2]本発明の実施の形態 1に係るアンテナ装置の線状迂回ループアンテナ素子の +Z軸方向から見た平面図

[図 3] (a)本発明の実施の形態 1に係るアンテナ装置を構成する線状迂回ループアンテナ素子上の電流振幅特性を示す図、（b)本発明の実施の形態 1に係るアンテナ装置を構成する線状迂回ループアンテナ素子上の電流位相特性を示す図

[図 4]本発明の実施の形態 1に係るアンテナ装置を構成する線状迂回ループアンテナ素子の動作を点波源モデルで示す模式図

[図 5] (a)本発明の実施の形態 1に係るアンテナ装置を構成する線状迂回ループアンテナ素子 100の垂直面 (XZ面）の指向性を示す図、（b)本発明の実施の形態 1に係るアンテナ装置を構成する線状迂回ループアンテナ素子 100のチルト角方向における円錐面の指向性を示す図

[図 6] (a)本発明の実施の形態 1に係るアンテナ装置を構成する線状迂回ループアンテナ素子 110の垂直面 (XZ面)の指向性を示す図、（b)本発明の実施の形態 1に係るアンテナ装置を構成する線状迂回ループアンテナ素子 110のチルト角方向における円錐面の指向性を示す図

圆 7] (a)本発明の実施の形態 1に係る、他の構成の線状迂回ループアンテナ素子の + Z側方向力も見た平面図、（b)本発明の実施の形態 1の、他の構成の線状迂回ループアンテナ素子の + Z側方向から見た平面図

圆 8] (a)本発明の実施の形態 2に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図、（b)本発明の実施の形態 2に係るアンテナ装置の構成を示す矢視図

[図 9] (a)本発明の実施の形態 2に係る、他の構成のアンテナ装置の構成を示す斜視図、（b)本発明の実施の形態 2に係る、他の構成のアンテナ装置の構成を示す矢視図

圆 10] (a)本発明の実施の形態 2に係るアンテナ装置を構成する線状迂回ループアンテナ素子の垂直面 (XZ面)の指向性を示す図、（b)本発明の実施の形態 2に係るアンテナ装置を構成する線状迂回ループアンテナ素子のチルト角方向における円錐面の指向性を示す図

圆 11] (a)本発明の実施の形態 3に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図、（b)本発明の実施の形態 3に係るアンテナ装置の構成を示す矢視図

[図 12]本発明の実施の形態 3に係るアンテナ装置の線状迂回ループアンテナ素子の +Z軸方向力見た平面図

圆 13] (a)本発明の実施の形態 3に係るアンテナ装置を構成する線状迂回ループアンテナ素子 130の垂直面 (XZ面）の指向性を示す図、（b)本発明の実施の形態 3に係るアンテナ装置を構成する線状迂回ループアンテナ素子 130のチルト角方向における円錐面の指向性を示す図

圆 14] (a)本発明の実施の形態 3に係るアンテナ装置を構成する別の線状迂回ループアンテナ素子 131の垂直面 (XZ面)の指向性を示す図、（b)本発明の実施の形態 3に係るアンテナ装置を構成する別の線状迂回ループアンテナ素子 131のチルト角方向における円錐面の指向性を示す図

[図 15] (a)本発明の実施の形態 4に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図、（b)本発明の実施の形態 2に係るアンテナ装置の A— 断面図圆 16] (a)本発明の実施の形態 4に係るアンテナ装置を構成するスロット迂回ループアンテナ素子の上面図、（b)本発明の実施の形態 4に係るアンテナ装置を構成するスロット迂回ループアンテナ素子の下面図

[図 17] (a)本発明の実施の形態 4に係る、他の構成のアンテナ装置を構成するスロット迂回ループアンテナ素子の上面図、（b)本発明の実施の形態 4に係る、他の構成のアンテナ装置を構成するスロット迂回ループアンテナ素子の下面図

圆 18] (a)本発明の実施の形態 4に係るアンテナ装置の誘電体基板上に給電切り替えスィッチを設けた場合のスロット迂回ループアンテナ素子の上面図、（b)本発明の実施の形態 4に係るアンテナ装置の誘電体基板上に給電切り替えスィッチを設けた場合のスロット迂回ループアンテナ素子の下面図

[図 19] (a)本発明の実施の形態 5に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図、（b)本発明の実施の形態 5に係るアンテナ装置の構成を示す矢視図

[図 20]本発明の実施の形態 5に係るアンテナ装置の線状迂回ループアンテナ素子の +Z軸方向力見た平面図

圆 21] (a)本発明の実施の形態 5に係るアンテナ装置を構成する線状迂回ループアンテナ素子 132の垂直面 (XZ面）の指向性を示す図、（b)本発明の実施の形態 5に係るアンテナ装置を構成する線状迂回ループアンテナ素子 132のチルト角方向における円錐面の指向性を示す図

[図 22] (a)本発明の実施の形態 5に係る、他の構成のアンテナ装置の構成を示す斜視図、（b)本発明の実施の形態 5に係る、他の構成のアンテナ装置の構成を示す矢視図

[図 23] (a)本発明の実施の形態 5に係る、他の構成のアンテナ装置の構成を示す斜視図、（b)本発明の実施の形態 5に係る、他の構成のアンテナ装置の断面図 [図 24] (a)本発明の実施の形態 5に係る、他の構成のアンテナ装置の構成を示す斜視図、（b)本発明の実施の形態 5に係る、他の構成のアンテナ装置の断面図圆 25] (a)本発明の実施の形態 6の車両周囲監視装置が備えるアンテナ装置の配置を示す図、（b)本発明の実施の形態 6の車両周囲監視装置の監視領域を示す図圆 26]本発明の実施の形態 6の車両周囲監視装置のブロック構成図 [図 27]本発明の実施の形態 6の、他の構成の車両周囲監視装置のブロック構成図 [図 28] (a)本発明の実施の形態 7に係る、監視装置の各部品を実装した回路基板の斜視図、（b)本発明の実施の形態 7に係る、監視装置の各部品を実装した回路基板の B— 断面図

[図 29]従来の電子式ビーム走査アンテナ装置のブロック図

[図 30]本発明の「仰角」及び「水平方向」について説明する図

符号の説明

10、 11、 12、 13、 20、 21、 22、 23、 24 アンテナ装置

100、 110、 111、 112、 115、 116、 130、 131、 132、 133、 134 線状迂回ループアンテナ素子

101a〜101d、 106a, 106b, 901a〜901d、 902a〜902d、 903a〜903d 線状ノレープ素子

102a, 102b, 105a, 105b, 107a, 107b, 905a, 905b

線状迂回素子

103、 113、 117 給電ポート

120、 121、 122、 123、 620、 908、 970 反射板

140、 142、 603、 613、 906a, 916a, 917a, 956a, 966a 第 1給電ポート

141、 143、 604、 614、 906b, 916b, 917b, 956b, 966b 第 2給電ポー卜 401、 411、 421、 422、 501、 512、 521、 522、 1001、 1002 XZ面の指向性 403、 413、 423、 424、 503、 514、 523、 524、 1003、 1004 チノレ卜角における円錐面の指向性

600、 610、 950、 951、 960 スロット迂回ループアンテナ素子

601a〜601d スロットループ素子

602a, 602b スロッ卜迂回素子

605、 605a, 605b, 955 マイクロストリップライン（MSL)

630、 907、 909、 911、 980 誘電体基板

640、 990 グランド面

701a〜701d 接続導体 750 給電端子

760、 761 スィッチ

760a〜760d 端子

770 GND

801 ショートピン

802 ショートライン

810 筐体

811 基板

812、 813 IC

814 第 1のアンテナ部

815 第 2のアンテナ部

816 回路部

820 第 1のスロット迂回ループアンテナ素子部 821 第 2のスロット迂回ループアンテナ素子部 822 給電ライン

823 スロット素子部

824、 826 回路グランド

825、 827 回路ライン

904a〜904d 線状連結素子

1000、 1010 車両周囲監視装置

1101、 1102、 1103、 1104 監視領域 1201、 1211 タイミング制御部

1202 送信部

1203 受信部

1204 処理部

1205 出力手段

1206 送受切替スィッチ

1207 走行状況情報格納部 1208 ビーム方向指定手段

1209、 1219 給電切替スィッチ

1210 車速センサ

1212 送信用パッチアンテナ

1220 舵角センサ

1230 スィッチ（方向指示器）

発明を実施するための最良の形態

[0033] 以下に、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

[0034] (実施の形態 1)

図 1及び図 2は、本発明の実施の形態 1に係るアンテナ装置の構成を示す図である。以下、アンテナ素子を例えば ε r= 2. 26の誘電体基板上に作成した場合について、その動作周波数を 26GHz、 1波長（1実効波長）を 8. 2mmとして説明する。また、説明の都合上、各図に示すような座標軸を定義している。

[0035] 図 1 (a)は、本実施の形態 1に係るアンテナ装置 10の構成を示す斜視図である。図 1 (b)は、本実施の形態 1に係るアンテナ装置 10の構成を示す矢視図であり、図 1 (a )の矢印方向、すなわち +X側力見た図である。

[0036] 本実施の形態 1に係るアンテナ装置 10は、図 1に示すように、 2つの線状迂回ループアンテナ素子 100及び 110と、反射板 120を備えている。なお、線状迂回ループアンテナ素子 100及び 110は、通常は、誘電体基板上に形成させたり筐体等に取り付けたりするが、ここでは、その誘電体基板などの図示は省略している。

[0037] なお、線状迂回ループアンテナ素子 100及び 110が、本発明の複数のアンテナ素子の一例にあたる。また、反射板 120の、線状迂回ループアンテナ素子 100に対向している部分、及び線状迂回ループアンテナ素子 110に対向している部分力本発明の複数の反射部の一例にあたる。そして、反射板 120が、本発明の、複数の反射部が構成して、る 1枚の反射板の一例にあたる。

[0038] 図 2は、図 1の +Z軸方向から見た線状迂回ループアンテナ素子 100の平面図である。なお、線状迂回ループアンテナ素子 110も、線状迂回ループアンテナ素子 100 と同じ構成である。 [0039] 図 1 (a)及び図 2において、線状ループ素子 101a〜101dは、素子長 L1が約 1Z3 波長（2. 7mm)の長さを有し、素子幅が例えば 0. 2mmの導体である。これらの線状ループ素子 10 la〜 10 Idは、図 2に示すように正方形形状に配置される。

[0040] 線状迂回素子 102a及び 102bは、全長が約 1Z4波長（2. 1mm)で、長さ L2が約

1Z8波長（1. Omm)の折り返し形状の導体であり、素子幅が例えば 0. 2mmである。線状迂回素子 102aは、線状ループ素子 101aと線状ループ素子 101cの間に接続され、線状迂回素子 102bは、線状ループ素子 101bと線状ループ素子 lOldの間に接続される。ここでは、線状迂回素子 102aと線状迂回素子 102bとの結合や、線状迂回素子 102aと線状ループ素子 101a及び 101cとの結合や、線状迂回素子 102b と線状ループ素子 101b及び lOldとの結合による放射特性の劣化を最小限に抑えるために、線状迂回素子 102a及び 102bを正方形形状の外側に突出するように接続している。

[0041] なお、正方形形状を形成している線状ループ素子 101a〜101d力本発明のループ素子の一例にあたり、線状迂回素子 102a及び 102bが、本発明の一対の迂回素子の一例にあたる。また、線状ループ素子 101a〜： LOldで形成される正方形形状が、本発明の菱形形状の一例にあたる。また、線状迂回素子 102aが接続される、線状ループ素子 101aと線状ループ素子 101cが接近している部分力本発明の、対称軸上にある菱形形状の対向する頂点に対応する部位の一例にあたる。また、線状迂回素子 102bが接続される、線状ループ素子 101bと線状ループ素子 lOldが接近している部分も、本発明の、対称軸上にある菱形形状の対向する頂点に対応する部位の一例にあたる。また、正方形形状の外側に突出するように接続されている線状迂回素子 102a及び 102bの部分力いずれも本発明の突起部の一例にあたる。

[0042] 給電ポート 103が、線状ループ素子 101aと線状ループ素子 101bの間に設けられており、線状迂回ループアンテナ素子 100に給電を行う。なお、線状ループ素子 10 lcと線状ループ素子 101dは接続されている。

[0043] したがって、これらの線状ループ素子及び線状迂回素子で構成される本実施の形態 1の線状迂回ループアンテナ素子 100は、図 2に示すように、正方形形状の対角を結ぶ線を対称軸とし、その対称軸上に線状迂回素子 102a及び 102bが配置されており、その対称軸に対して左右対称の形状をしている。

[0044] このように構成された複数の線状迂回ループアンテナ素子 100、 110力図 1 (a) に示すように、それらの対称軸の向きが同じになるように配置されている。また、ここでは、各線状迂回ループアンテナ素子 100、 110の給電ポート 103、 113がそれぞれ、対称軸に対して同じ側になるように配置されている。

[0045] なお、給電ポート 103及び 113が、それぞれ本発明の給電部の一例にあたる。

[0046] 反射板 120は導体板である。図 1 (b)に示すように、線状迂回ループアンテナ素子 100は、その XY平面が反射板 120から約 0. 42自由空間波長（5. Omm)分の距離 hだけ +Z側に離れた位置になるように、反射板 120に平行に配置されている。また、線状迂回ループアンテナ素子 110は、その XY平面が反射板 120から約 0. 13自由空間波長（1. 5mm)分の距離 hだけ +Z側に離れた位置になるように、反射板 12

2

0に平行に配置されている。

[0047] 次に、上述した構成を有するアンテナ装置 10の動作について、図 1〜図 6を用いて説明する。

[0048] 図 3は、本実施の形態 1に係るアンテナ装置 10を構成する線状迂回ループアンテナ素子 100の、線状ループ素子 101a〜101d上の電流分布を示す図であり、図 3 (a )は電流振幅特性を、図 3 (b)は電流位相特性をそれぞれ示している。なお、図 3の横軸に示されて、る記号 (A)〜（D)は、図 2に示されて、る記号 (A)〜（D)の位置と対応している。

[0049] 図 3 (a)において、電流振幅特性 201aは、線状ループ素子 101aと線状ループ素子 101bの電流振幅特性を示しており、線状ループ素子 101aと線状ループ素子 10 lbの接続部で電流振幅がピーク値をとることが確認できる。同様に、電流振幅特性 2 01bは、線状ループ素子 101cと線状ループ素子 101dの電流振幅特性を示しており、線状ループ素子 101cと線状ループ素子 101dの接続部で電流振幅がピーク値をとることが確認できる。

[0050] また、図 3 (b)において、電流位相特性 202aは、線状ループ素子 101aと線状ループ素子 101bの Y方向成分の電流位相特性を示しており、電流位相特性 202bは、線状ループ素子 101 cと線状ループ素子 101 dの Y方向成分の電流位相特性を示している。

[0051] 図 3 (a)及び (b)から、電流振幅のピーク点間における Y方向成分の電流位相差は、約 150度になることが確認できる。この電流位相差は、ピーク点間の距離力線状ループ素子 101aと線状迂回素子 102aと線状ループ素子 101cを足した長さ（あるいは、線状ループ素子 101bと線状迂回素子 102bと線状ループ素子 lOldを足した長さ）であるため、約 11Z12波長（330度）となる。また、この電流位相差は、ピーク点間で Y方向成分の電流位相が 180度反転するために生じる。

[0052] ここで、線状ループ素子 101a及び 101bを一組のアンテナ素子として見なした場合、素子中央で電流のピーク点が存在するため、 Y方向偏波の半波長ダイポールに近い動作になると考えられる。同様に、線状ループ素子 101c及び 101dを一組のアンテナ素子と見なした場合も、 Y方向偏波の半波長ダイポールに近い動作になると考えられる。また、図 3 (b)において、これらのアンテナ素子の位相差が 150度であること力、図 1に示すアンテナ装置 10は、 X方向に 2素子配列した半波長ダイポールァレーを 150度の位相差を持たせて給電した場合とほぼ同様な動作と見なすことができる。

[0053] 次に、アンテナ装置 10の動作を垂直 (XZ)面に着目して説明する。垂直 (XZ)面に着目すると、 Y方向偏波の半波長ダイポールの指向性は等方性であるので、点波源でモデル化することができる。

[0054] 図 4は、本実施の形態 1に係るアンテナ装置 10を構成する線状迂回ループアンテナ素子 100の動作を点波源モデルで示す模式図である。

[0055] 具体的には、 2素子の半波長ダイポールアレーを垂直 (XZ)面に着目して 2素子の点波源にモデルィ匕した図である。点波源 301aは、線状ループ素子 101a及び線状ループ素子 101bをモデル化したもので、点波源 301bは、線状ループ素子 101c及び線状ループ素子 10 Idをモデルィ匕したものである。ここで、図 3 (b)より、点波源 30 laの励振位相は点波源 301bの励振位相に対して 150度だけ進むことになる。

[0056] また、反射板 120の効果を、写像の原理を用いてモデル化すると、点波源 301a及び 301bから— Z側に 2h (約 0. 84自由空間波長（10mm) )離れた位置に、それぞれイメージ波源 302a及び 302bを想定することができる。このとき、イメージ波源 302 a及び 302bの励振位相は、点波源 301a及び 301bの励振位相に対してそれぞれ 1 80度反転することになる。

[0057] また、点波源 301 a及び 301bの X方向の位置は、線状ループ素子上の電流振幅のピーク点としているので、点波源 301aと 301bの間隔 L3は約 1Z2波長（4. lmm) となる。

[0058] 以上のように構成された点波源 301a、 301bとイメージ波源 302a、 302bの 4素子アレーによる放射は、士 Z方向力もチルト角 a (55度)だけチルトした方向に主ビーム 303a, 303bが形成されることになる。しかし、実際は反射板 120が存在するため、主ビーム 303aの方向のみとなる。

[0059] 従って、線状迂回ループアンテナ素子 1 10に関しては、その XY平面の反射板 120 からの距離 hが上記より短ぐ反射板 120から約 0. 13自由空間波長（1. 5mm)だけ

2

+ Z側に離れた位置に配置されているので、図 4におけるイメージ波源 302a、 302b の位置が変化する。これにより、線状迂回ループアンテナ素子 1 10の放射は、士 Z方向力も線状迂回ループアンテナ素子 100より浅いチルト角 a (25度)だけチルトした方向に形成される。

[0060] 図 5は、本実施の形態 1に係るアンテナ装置 10の線状迂回ループアンテナ素子 10 0の指向性を示す図である。図 5 (a)は垂直 (XZ)面の指向性を、図 5 (b)は仰角 Θが 55度における円錐面の指向性をそれぞれ示している。

[0061] 図 5 (a)において、指向性 401は、給電ポート 103から線状迂回ループアンテナ素子 100を励振したときの Ε φ成分の指向性を示しており、 +X側に仰角 Θが 55度となる方向にチルトした主ビームを得られることが確認できる。

[0062] また、図 5 (b)において、指向性 403は、図 5 (a)の指向性 401と同様に、給電ポート 103から線状迂回ループアンテナ素子 100を励振したときの E φ成分の指向性を示しており、主ビームが +X方向に向いていることが確認できる。このとき、主ビームの指向性利得は 10. 5dBi、円錐面の半値角は 57度、 FZB比（主ビームとバック口ーブの比）は 7dBである。

[0063] 一方、図 6は、本実施の形態 1に係るアンテナ装置 10の線状迂回ループアンテナ素子 1 10の指向性を示す図である。図 6 (a)は垂直 (XZ)面の指向性を、図 6 (b)は仰角 Θが 25度における円錐面の指向性をそれぞれ示している。

[0064] 図 6 (a)において、指向性 501は、給電ポート 113から線状迂回ループアンテナ素子 110を励振したときの Ε φ成分の指向性を示しており、 +X側に仰角 Θが 25度となる方向にチルトした主ビームを得られることが確認できる。

[0065] また、図 6 (b)において、指向性 503は、図 6 (a)の指向性 501と同様に、給電ポート 113から線状迂回ループアンテナ素子 110を励振したときの E φ成分の指向性を示しており、主ビームが +X方向に向!ヽて、ることが確認できる。

[0066] 線状迂回ループアンテナ素子 100に関しては、その XY平面が、反射板 120に対して約 0. 42自由空間波長（5. Omm)分の距離 hだけ +Z側に離れた位置に配置されているのに対し、線状迂回ループアンテナ素子 110に関しては、その XY平面が、反射板 120に対して約 0. 13自由空間波長（1. 5mm)分の距離 hだけ +Z側に離

2

れた位置に配置されている。したがって、反射板 120との距離の違いにより、図 4におけるイメージ波源 302a、 302bの位置が変化する。これにより、線状迂回ループアンテナ素子 110の放射は、垂直 (XZ)面の指向性の、士 Z方向力も線状迂回ループアンテナ素子 100より浅いチルト角 oc (25度)だけチルトした方向に形成される。

[0067] このように本実施の形態 1によれば、線状迂回ループアンテナ素子 100及び 110は、正方形形状に形成された線状ループ素子 101a〜： LOldとその正方形形状の対向する一組の頂点を結ぶ対称軸上に折り返し形状の線状迂回素子 102a、 102bを設け、正方形形状から所定の距離を隔てて反射板 120を配置し、他の一つの頂点に給電ポート 103、 113を設け、その給電ポート 103、 113から励振して動作させる。そして、線状迂回ループアンテナ素子 100、 110を、それら線状迂回ループアンテナ素子 100、 110の各対称軸の向きが全て同じになるように、かつ反射板 120との距離が各々の線状迂回ループアンテナ素子で異なるように複数 (N個）配置することで、各線状迂回ループアンテナ素子の給電ポート (N個）の中から少なくとも 1つを選択して給電する動作を切り替えることにより、 XZ面において、 +X側の N個の異なる仰角方向に主ビームを形成させることができる。

[0068] つまり、本実施の形態 1のアンテナ装置 10の構成としたことにより、各線状迂回ループアンテナ素子 100、 110において、線状迂回素子 102a及び線状迂回素子 102 b〖こより、線状ループ素子 101a及び線状ループ素子 101bと、線状ループ素子 101 c及び線状ループ素子 101dとの電流位相がずれる。このように電流位相のずれが生じる各線状迂回ループアンテナ素子 100、 110によって放射される電波と、反射板 1 20によって反射される電波の合成により、線状迂回ループアンテナ素子 100、 110 の各平面鉛直方向からチルトした主ビームを形成させることができる。さらに、各線状迂回ループアンテナ素子 100、 110は、反射板 120との距離が異なることからチルト角が異なるので、それら複数の線状迂回ループアンテナ素子 100、 110の給電ポート 103、 113に選択的に給電することにより、簡易で安価な構成で、所望の方向に主ビームを形成するアンテナ装置を実現することができる。

[0069] また、線状迂回ループアンテナ素子の給電ポートの位置が対称軸に対して、図 1に示すアンテナ装置 10とは反対側に配置されたアンテナ装置（図 2の平面図において、給電ポートが対称軸の +X側の線状ループ素子上に配置された線状迂回ループアンテナ素子を有するアンテナ装置）を用いると、 XZ面において、 X側の複数の異なる仰角方向に主ビームを形成させることができる。したがって、このような構成のァンテナ装置を図 1に示すアンテナ装置 10と並設させると、 XZ面において、 ±X方向の広、範囲で複数の仰角方向に主ビームを形成させることができる。

[0070] また、本実施の形態 1のアンテナ装置 10は、複数の線状迂回ループアンテナ素子 100及び 110に対向するそれぞれの反射部を有する反射板として、共通の平面状の反射板 120を用いるので、複数の仰角方向の主ビームを有するアンテナ装置を、低コストで簡単な構成で実現できる。

[0071] 図 7は、本実施の形態 1の他の構成の線状迂回ループアンテナ素子の、 +Z側方向から見た平面図を示して、る。

[0072] 上記に説明した本実施の形態 1のアンテナ装置 10では、その線状迂回ループアンテナ素子 100、 110の形状を、図 2に示すように、線状迂回素子 102a及び 102bを、線状ループ素子 101a〜： LOldで形成される正方形形状の外側に突出するように接続する形状としたが、これらの線状迂回素子を正方形形状の内側に向くように接続してもよい。

[0073] 図 7 (a)は、線状迂回素子を正方形形状の内側に向くように接続した形状の線状迂回ループアンテナ素子の平面図を示している。なお、図 2と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。

[0074] 図 7 (a)において、線状ループ素子 101a〜101dは、図 2に示す線状迂回ループアンテナ素子 100と同様に、それぞれ素子長 L1が約 1Z3波長（2. 7mm)の長さを有し、素子幅が例えば 0. 2mmの導体であり、正方形形状に配置されている。

[0075] 線状迂回素子 105a及び 105bは、全長が約 1Z4波長（2. 1mm)で、長さ L4が約

1Z8波長（1. Omm)の折り返し形状の導体であり、素子幅が例えば 0. 2mmである。線状迂回素子 105aは、線状ループ素子 101aと線状ループ素子 101cの間に接続され、線状迂回素子 105bは、線状ループ素子 101bと線状ループ素子 101dの間に接続される。

[0076] 線状迂回素子 105a及び 105bは、図 2に示した線状迂回ループアンテナ素子 100 の線状迂回素子 102a及び 102bと同じ形状である力正方形形状の内側に向くように接続される点が、図 2の形状とは異なる。なお、この正方形形状の内側に向くように接続されている線状迂回素子 105a及び 105bの部分が、本発明の、菱形形状の内側に向けて設けられた突起部の一例にあたる。

[0077] 図 7 (a)に示す形状の線状迂回ループアンテナ素子を、反射板との距離が互いに異なるように複数配置させたアンテナ装置においても、アンテナ装置 10と同様に、 X Z面において、 +X側の複数の異なる仰角方向に主ビームを形成させることができる

[0078] 図 7 (a)に示す形状の線状迂回ループアンテナ素子は、図 2の構成の場合に比べて、線状迂回素子と線状ループ素子間の結合や、線状迂回素子同士間の結合により利得が低下するものの、アンテナ装置の Y方向のサイズを小さくすることができる。したがって、用途に応じて線状迂回素子の接続する向きを、図 2のようにするか図 7 ( a)のようにするかを決定することが望ま、。

[0079] また、アンテナ装置 10では、各線状迂回ループアンテナ素子 100、 110の線状ループ素子 101a〜101dが正方形形状を形成することとした力これらの線状ループ素子 101a〜： LOldが菱形形状を形成していてもよい。さらに、動作周波数に応じて線状ループ素子及び線状迂回素子の長さを適切な長さに設定すれば、線状迂回素子を対称軸上に配置した左右対称の形状であれば、同様の効果が得られる。

[0080] 図 7 (b)は、線状ループ素子が正方形以外の形状を形成して!/、る線状迂回ループアンテナ素子の平面図を示している。ここでは、その一例として、線状ループ素子が円形状を形成する構成を示している。なお、図 2と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。

[0081] 図 7 (b)において、線状ループ素子 106a及び 106bは、それぞれ素子長 L5が約 2 Z3波長（5. 5mm)の長さを有する半円形状の、素子幅が例えば 0. 2mmの導体である。これらの線状ループ素子 106a及び 106bは、図 7 (b)に示すように円形状に配置されている。

[0082] 線状迂回素子 107a及び 107bは、全長が約 1Z4波長（2. 1mm)で、長さ L6が約

1Z8波長（1. Omm)の折り返し形状の導体であり、素子幅が例えば 0. 2mmである。線状迂回素子 107aは、線状ループ素子 106aと線状ループ素子 106bの各一方の端部間に接続され、線状迂回素子 107bは、線状ループ素子 106aと線状ループ素子 106bのそれぞれの各もう一方の端部間に接続される。ここでは、線状迂回素子 107aと線状迂回素子 107bとの結合や、線状迂回素子 107aと線状ループ素子 106 a及び 106bとの結合や、線状迂回素子 107bと線状ループ素子 106a及び 106bとの結合による放射特性の劣化を最小限に抑えるために、線状迂回素子 107a及び 107 bを円形状の外側に突出するように接続して、る。

[0083] また、給電ポート 103が、線状ループ素子 106aの中央部に設けられており、この線状迂回ループアンテナ素子に給電を行う。

[0084] 図 7 (b)に示すような形状の線状迂回ループアンテナ素子を、反射板との距離が互いに異なるように複数配置させたアンテナ装置においても、線状ループ素子の長さと線状迂回素子の長さを動作周波数に応じて適切な長さに設定することにより、アンテナ装置 10と同様に、 XZ面において、 +X側の複数の異なる仰角方向に主ビームを形成させることができる。

[0085] なお、図 7 (b)では、 2本の線状ループ素子が円形状を形成することとしたが、対称軸に対して左右対称な楕円形状を形成する形状であってもよい。

[0086] また、複数の線状ループ素子で形成する形状は、菱形や楕円形状などに限らず、対称軸に対して左右対称な形状を形成する形状であれば、同様の効果が得られる。

[0087] また、形状が異なる複数の線状迂回ループアンテナ素子を、同じアンテナ装置上に設ける構成にしてもよい。例えば、図 2や、図 7 (a)、図 7 (b)に示すような形状の線状迂回ループアンテナ素子を混在させて、同じアンテナ装置上に設けてもよい。この場合にも、各線状迂回ループアンテナ素子の対称軸の方向が互いに同じになるように各線状迂回ループアンテナ素子を配置し、各線状迂回ループアンテナ素子と反射板との距離を異ならせることによって各ビームの仰角を異ならせれば、同様の効果が得られる。

[0088] また、線状ループ素子上に配置される給電ポートの位置をずらすことで、インピーダンスを合わせることができる。図 2や図 7 (a)では線状ループ素子で形成される正方形形状の頂点の位置に、図 7 (b)では半円形状の線状ループ素子 106aの中央部に、それぞれ給電ポート 103を配置する構成として説明したが、周囲の回路構成に応じて、インピーダンスを合わせるために給電ポート 103を配置する位置をずらせばょヽ。例えば、図 2の場合には、線状ループ素子 101a上や線状ループ素子 101b上に、給電ポート 103を配置するようにしてもょ、。

[0089] なお、本実施の形態 1では、複数の線状迂回ループアンテナ素子に対向する反射部を有する反射板として、共通の平板状の反射板を用いることとした力複数の線状迂回ループアンテナ素子を同一平面状に配置し、それぞれの反射部を有する複数の反射板を段違いに配置して、それぞれの線状迂回ループアンテナ素子と反射板との距離を互いに異ならせるようにしてもよい。また、複数の反射部を有した 1枚の段違 V、形状の反射板（図 15に示す反射板 620のような反射板)を用いてもょ、。これらの場合、例えば、複数の線状迂回ループアンテナ素子を共通の誘電体基板上に形成させることができるので、この場合にも、複数の仰角方向の主ビームを有するアンテナ装置を、低コストで簡単な構成で実現できる。

[0090] (実施の形態 2)

図 8は、本発明の実施の形態 2に係るアンテナ装置の構成を示す図である。

[0091] 図 8 (a)は、本実施の形態 2のアンテナ装置 11の構成を示す斜視図である。図 8 (b )は、本実施の形態 2のアンテナ装置 11の構成を示す矢視図であり、図 8 (a)の矢印方向、すなわち— Y側から見た図である。なお、図 1と同じ構成部分については、同じ符号を用いている。

[0092] 本実施の形態 2のアンテナ装置 11は、図 8に示すように、 2つの線状迂回ループアンテナ素子 111及び 112と、反射板 121を備えている。

[0093] 反射板 121は導体板である。図 8 (b)に示すように、線状迂回ループアンテナ素子 111は、その XY平面が反射板 121から約 0. 42自由空間波長（5. Omm)分の距離 hだけ +Z側に離れた位置になるように、反射板 121に平行に配置されている。また、線状迂回ループアンテナ素子 112は、その XY平面が反射板 121から約 0. 13自由空間波長（1. 5mm)分の距離 hだけ +Z側に離れた位置になるように、反射板 12

2

1に平行に配置されている。

[0094] 線状迂回ループアンテナ素子 111及び 112は、いずれも図 2に示す実施の形態 1 の線状迂回ループアンテナ素子 100と同じ構成をしている。本実施の形態 2のアンテナ装置 11は、図 1に示した実施の形態 1のアンテナ装置 10とは、 2つの線状迂回ループアンテナ素子の配置が異なって、る。

[0095] 図 1に示す実施の形態 1のアンテナ装置 10では、 2つの線状迂回ループアンテナ素子 100と 110を、 Y軸方向に並ぶ位置に配置している。つまり、線状迂回ループアンテナ素子 100及び 110のそれぞれの対称軸力図 1の座標軸において、同一の Y

Z平面上になるように配置して、る。

[0096] それに対して、本実施の形態 2のアンテナ装置 11では、図 8 (a)に示すように、 2つの線状迂回ループアンテナ素子 111と 112を、 X軸方向に並ぶ位置に配置して、る

[0097] しかし、本実施の形態 2のアンテナ装置 11の場合も、線状迂回ループアンテナ素子 111及び 112のそれぞれの対称軸を平行にして同じ方向に向け、反射板 121との距離を異ならせて配置している点については、実施の形態 1のアンテナ装置 10と同様である。

[0098] このような構成にしても、実施の形態 1と同様に、各線状迂回ループアンテナ素子 1 11及び 112の給電ポート 103及び 113の中力少なくとも 1つを選択して給電する動作を切り替えることにより、 XZ面において、 +X側の複数の異なる仰角方向に主ビームを形成させることができる。

[0099] また、複数の線状迂回ループアンテナ素子に対向するそれぞれの反射部を有する反射板として、共通の平面状の反射板 121を用いる構成なので、複数の仰角方向の主ビームを有するアンテナ装置を、低コストで簡単な構成で実現できる。

[0100] 実施の形態 1のアンテナ装置と同様の効果が得られるので、アンテナ装置が組み込まれる装置の構成や、アンテナ装置の設置場所などに応じて、図 1のような構成にする力、図 8のような構成にするかを決定すればよい。

[0101] また、図 1と図 8を組み合わせた構成、すなわち 2次元状に複数の線状迂回ループアンテナ素子を配置する構成にしてもよい。その場合にも、各線状迂回ループアンテナ素子の対称軸を平行とし、反射板との距離を互いに異ならせるように配置することにより、同様の効果が得られる。

[0102] また、 Y軸方向や X軸方向に整列するように複数の線状迂回ループアンテナ素子を配置しなくても、各線状迂回ループアンテナ素子の対称軸を平行とし、反射板との距離を互いに異ならせるように配置しさえすれば、同様の効果が得られる。

[0103] 図 9は、本発明の実施の形態 2の、他の構成のアンテナ装置を示している。

[0104] 図 9 (a)は、本実施の形態 2の他の構成のアンテナ装置 12の構成を示す斜視図である。図 9 (b)は、本実施の形態 2のアンテナ装置 12の構成を示す矢視図であり、図 9 (a)の矢印方向、すなわち +X側から見た図である。なお、図 1と同じ構成部分については、同じ符号を用いている。

[0105] 本実施の形態 2のアンテナ装置 12は、図 9に示すように、 2つの線状迂回ループアンテナ素子 115及び 116と、反射板 122を備えている。

[0106] 反射板 122は導体板である。図 9 (b)に示すように、線状迂回ループアンテナ素子 115は、その XY平面が反射板 122から約 0. 42自由空間波長（5. Omm)分の距離 hだけ +Z側に離れた位置になるように、反射板 122に平行に配置されている。また、線状迂回ループアンテナ素子 116は、その XY平面が反射板 122から約 0. 13自由空間波長（1. 5mm)分の距離 hだけ +Z側に離れた位置になるように、反射板 12

2

2に平行に配置されている。

[0107] 線状迂回ループアンテナ素子 115は、図 2に示す実施の形態 1の線状迂回ループアンテナ素子 100と同じ構成である力実施の形態 1とは、線状迂回ループアンテナ素子 116の構成が異なって、る。

[0108] 線状迂回ループアンテナ素子 116の給電ポート 117は、対称軸に対して、線状迂回ループアンテナ素子 115の給電ポート 103とは反対側に配置されて、る。図 9 (a) の場合には、線状迂回ループアンテナ素子 115の給電ポート 103は、 Y軸方向の対称軸に対して X側に配置されているのに対し、線状迂回ループアンテナ素子 116 の給電ポート 117は、 Y軸方向の対称軸に対して +X側に配置されている。

[0109] 図 10は、本実施の形態 2のアンテナ装置 12の線状迂回ループアンテナ素子 115 及び 116の指向性を示す図である。図 10 (a)は垂直 (XZ)面の指向性を示しており、図 10 (b)は、 +X側方向への仰角 Θ力 5度、及び— X側方向への仰角 Θが 25度における各円錐面の指向性を示している。

[0110] 図 10 (a)において、実線で示す指向性 411は、線状迂回ループアンテナ素子 115 の給電ポート 103から線状迂回ループアンテナ素子 115を励振したときの E φ成分の指向性を示しており、 +X側に仰角 Θが 55度となる方向にチルトした主ビームを得られることが確認できる。また、点線で示す指向性 512は、線状迂回ループアンテナ素子 116の給電ポート 117から線状迂回ループアンテナ素子 116を励振したときの Ε φ成分の指向性を示しており、—X側に仰角 Θが 25度となる方向にチルトした主ビームが得られることが確認できる。

[0111] 図 10 (b)において、実線で示す指向性 413は、図 10 (a)の指向性 411と同様に、給電ポート 103から線状迂回ループアンテナ素子 115を励振したときの E φ成分の指向性を示しており、主ビームが +X方向に向いていることが確認できる。また、点線で示す指向性 514は、図 10 (a)の指向性 512と同様に、給電ポート 117から線状迂回ループアンテナ素子 116を励振したときの E φ成分の指向性を示しており、主ビームがー X方向に向!ヽて、ることが確認できる。

[0112] 本実施の形態 2のアンテナ装置 12において、給電ポート 103と給電ポート 117への給電の動作を切り替えることにより、 XZ面において、 +X側の仰角方向と—X側の仰角方向の 2つの方向に主ビームを形成させることができる。

[0113] 図 9に示すアンテナ装置 12では、 +X側の仰角方向に主ビームを形成させる線状迂回ループアンテナ素子 115と、—X側の仰角方向に主ビームを形成させる線状迂回ループアンテナ素子 116を、それぞれ 1つずつ備える構成とした力 +X側及び— X側の仰角方向に主ビームを形成させる線状迂回ループアンテナ素子をそれぞれ複数備える構成にしてもよい。その場合、各線状迂回ループアンテナ素子と反射板との距離を互いに異ならせるように配置することで、各線状迂回ループアンテナ素子の主ビームの仰角方向が異なるので、それらの主ビームの組み合わせにより、広い仰角範囲に主ビームを形成させるアンテナ装置を実現できる。

[0114] (実施の形態 3)

図 11及び図 12は、本発明の実施の形態 3に係るアンテナ装置の構成を示す図である。

[0115] 図 11 (a)は、本実施の形態 3に係るアンテナ装置 13の構成を示す斜視図である。

図 11 (b)は、本実施の形態 3に係るアンテナ装置 13の構成を示す矢視図であり、図

11 (a)の矢印方向、すなわち、 +X側から見た図である。

[0116] 本実施の形態 3に係るアンテナ装置 13は、図 11に示すように、 2つの線状迂回ループアンテナ素子 130及び 131と、反射板 123を備えている。

[0117] 図 12は、図 11の +Z軸方向から見た線状迂回ループアンテナ素子 130の平面図である。線状迂回ループアンテナ素子 131も、線状迂回ループアンテナ素子 130と同じ構成である。

[0118] 図 1に示す実施の形態 1のアンテナ装置 10では、各線状迂回ループアンテナ素子力それぞれ 1つの給電ポートを有する構成であるのに対し、本実施の形態 3に係るアンテナ装置 13では、各線状迂回ループアンテナ素子が、それぞれ給電ポートを 2 つずつ有している点が実施の形態 1と異なる。

[0119] 図 11及び図 12において、線状ループ素子 101a〜101dは、素子長 L1が約 1Z3 波長（2. 7mm)の長さを有し、素子幅が例えば 0. 2mmの導体である。これらの線状ループ素子 101a〜101dは、図 12に示すように正方形形状に配置される。

[0120] 線状迂回素子 102a及び 102bは、全長が約 1Z4波長（2. 1mm)で、長さ L2が約

[0121] 線状迂回ループアンテナ素子 130には、線状ループ素子 101aと線状ループ素子 101bの間に第 1給電ポート 140が設けられており、線状ループ素子 101cと線状ループ素子 lOldの間に第 2給電ポート 141が設けられている。第 1給電ポート 140及び第 2給電ポート 141は、それぞれ線状迂回ループアンテナ素子 130に給電を行う

[0122] したがって、これらの線状ループ素子及び線状迂回素子で構成される本実施の形態 3の線状迂回ループアンテナ素子 130は、図 12に示すように、正方形形状の対角を結ぶ線を対称軸とし、その対称軸上に線状迂回素子 102a及び 102bが配置され、その対称軸に対して左右対称の形状をして、る。

[0123] このように構成された複数の線状迂回ループアンテナ素子 130、 131が、図 11 (a) に示すように、それらの対称軸の向きが同じになるように配置されて、る。

[0124] 反射板 123は導体板である。図 11 (b)に示すように、線状迂回ループアンテナ素子 130は、その XY平面が反射板 123から約 0. 42自由空間波長（5. 0mm)分の距離 hだけ +Z側に離れた位置になるように反射板 123に平行に配置されている。また、線状迂回ループアンテナ素子 131は、その XY平面が反射板 123から約 0. 13自由空間波長（1. 5mm)分の距離 hだけ +Z側に離れた位置になるように反射板 123

2

に平行に配置されている。

[0125] 次に、上述した構成を有するアンテナ装置 13の動作について説明する。

[0126] 本実施の形態 3のアンテナ装置 13の構成は、図 1に示す実施の形態 1のアンテナ装置 10とは、線状迂回ループアンテナ素子に設けられる給電ポートの数が異なるだけで、各線状迂回ループアンテナ素子の形状は同じなので、本実施の形態 3のアンテナ装置 13の電流分布は、図 3に示すような実施の形態 1と同様の分布となる。 [0127] したがって、本実施の形態 3のアンテナ装置 13の動作も、図 4に模式図を示した点波源モデルで表すことができる。

[0128] 図 4に示す点波源モデルにおいて、線状迂回ループアンテナ素子 130に関しては、点波源 301a、 301bとイメージ波源 302a、 302bの 4素子アレーによる放射は、士 Z 方向からチルト角 α (55度）だけチルトした方向に主ビーム 303a、 303bが形成されることになる。しかし、実際は反射板 123が存在するため、主ビーム 303aの方向のみとなる。

[0129] 従って、線状迂回ループアンテナ素子 131に関しては、その XY平面の反射板 123 からの距離 hが hより短ぐ反射板 123から約 0. 13自由空間波長（1. 5mm)だけ +

2 1

Z側に離れた位置に配置されているので、図 4におけるイメージ波源 302a、 302bの位置が変化する。これにより、線状迂回ループアンテナ素子 131の放射は、士 Z方向力も線状迂回ループアンテナ素子 130より浅いチルト角 a (25度)だけチルトした方向に形成される。

[0130] 図 13は、本実施の形態 3のアンテナ装置 13の線状迂回ループアンテナ素子 130 の指向性を示す図である。図 13 (a)は垂直 (XZ)面の指向性を、図 13 (b)は仰角 Θ が 55度における円錐面の指向性をそれぞれ示して!/、る。

[0131] 図 13 (a)において、実線で示す指向性 421は、第 1給電ポート 140から線状迂回ループアンテナ素子 130を励振し、第 2給電ポート 141を短絡したときの E φ成分の指向性を示しており、 +X側に仰角 Θが 55度となる方向にチルトした主ビームを得られることが確認できる。また、点線で示す指向性 422は、第 2給電ポート 141から線状迂回ループアンテナ素子 130を励振し、第 1給電ポート 140を短絡したときの E φ成分の指向性を示しており、 X側に仰角 Θが 55度となる方向にチルトした主ビームが得られることが ½認できる。

[0132] 図 13 (b)において、実線で示す指向性 423は、図 13 (a)の指向性 421と同様に、第 1給電ポート 140から線状迂回ループアンテナ素子 130を励振し、第 2給電ポート 141を短絡したときの Ε φ成分の指向性を示しており、主ビームが +Χ方向に向いていることが確認できる。また、点線で示す指向性 424は、図 13 (a)の指向性 422と同様に、第 2給電ポート 141から線状迂回ループアンテナ素子 130を励振し、第 1給電ポート 140を短絡したときの E φ成分の指向性を示しており、主ビームが—X方向に向いていることが確認できる。このとき、主ビームの指向性利得は 10. 5dBi、円錐面の半値角は 57度、 FZB比（主ビームとバックローブの比）は 7dBである。

[0133] 一方、図 14は、本実施の形態 3のアンテナ装置 13の線状迂回ループアンテナ素子 131の指向性を示す図である。図 14 (a)は垂直 (XZ)面の指向性を、図 14 (b)は仰角 Θが 25度における円錐面の指向性をそれぞれ示している。

[0134] 図 14 (a)において、実線で示す指向性 521は、第 1給電ポート 142から線状迂回ループアンテナ素子 131を励振し、第 2給電ポート 143を短絡したときの E φ成分の指向性を示しており、 +X側に仰角 Θが 25度となる方向にチルトした主ビームを得られることが確認できる。また、点線で示す指向性 522は、第 2給電ポート 143から線状迂回ループアンテナ素子 131を励振し、第 1給電ポート 142を短絡したときの E φ成分の指向性を示しており、 X側に仰角 Θが 25度となる方向にチルトした主ビームが得られることが ½認できる。

[0135] 図 14 (b)において、実線で示す指向性 523は、図 14 (a)の指向性 521と同様に、第 1給電ポート 142から線状迂回ループアンテナ素子 131を励振し、第 2給電ポート 143を短絡したときの Ε φ成分の指向性を示しており、主ビームが +Χ方向に向いていることが確認できる。また、点線で示す指向性 524は、図 14 (a)の指向性 522と同様に、第 2給電ポート 143から線状迂回ループアンテナ素子 131を励振し、第 1給電ポート 142を短絡したときの E φ成分の指向性を示しており、主ビームが— X方向に向!ヽて!、ることが確認できる。

[0136] 線状迂回ループアンテナ素子 130に関しては、その XY平面が、反射板 123に対して約 0. 42自由空間波長（5. Omm)分の距離 hだけ +Z側に離れた位置に配置されているのに対し、線状迂回ループアンテナ素子 131に関しては、その XY平面が、反射板 123に対して約 0. 13自由空間波長（1. 5mm)分の距離 hだけ +Z側に離

2

れた位置に配置されているので、反射板 123との距離の違いにより、図 4におけるィメ一ジ波源 302a、 302bの位置が変化する。これにより、線状迂回ループアンテナ素子 131の放射は、垂直 (XZ)面の指向性の、士 Z方向力も線状迂回ループアンテナ素子 130より浅いチルト角 a (25度)だけチルトした方向に形成される。 [0137] このように本実施の形態 3によれば、線状迂回ループアンテナ素子 130及び 131は、正方形形状に形成された線状ループ素子 101a〜： LOldとその正方形形状の対向する一組の頂点を結ぶ対称軸上に折り返し形状の線状迂回素子 102a、 102bを設け、正方形形状から所定の距離を隔てて反射板 123を配置し、他の一組の頂点にそれぞれ給電ポート 140〜 143を設けている。そして、それらの給電ポートの一方からアンテナ装置 13を励振し、他方の給電ポートは短絡状態となるように動作させる。線状迂回ループアンテナ素子 130、 131は、それぞれの 2つの給電ポートを切り替えることにより、 2方向に主ビームを切り替えることができる。さらに、それら線状迂回ループアンテナ素子 130、 131の各対称軸の向きが全て同じになるように、かつ反射板 1 23との距離が各々の線状迂回ループアンテナ素子で異なるように複数 (N個）配置することで、各線状迂回ループアンテナ素子の給電ポート（2 X N個）の中から少なくとも 1つを選択して給電する動作を切り替えることにより、 XZ面において、 2 X N個方向に主ビームを形成でき、小型で平面構造のマルチビームアンテナを実現することができる。

[0138] つまり、本実施の形態 3のアンテナ装置 13の構成としたことにより、実施の形態 1のアンテナ装置 10に比べて、各線状迂回ループアンテナ素子 130、 131において、第 1給電ポート 140及び 142と第 2給電ポート 141及び 143からの給電をさらに選択的に切り替えることが可能となる。それら複数の線状迂回ループアンテナ素子 130、 13 1の各給電ポート 140〜 143に選択的に給電することにより、簡易で安価な構成で、所望の方向に主ビームを形成するアンテナ装置を実現することができる。

[0139] 図 1に示す実施の形態 1のアンテナ装置 10では、 XZ面において、 +X側または X側のいずれか一方の向きについて複数の異なる仰角方向に主ビームを形成させるのに対し、本実施の形態 3のアンテナ装置 13は、 XZ面において、 +X側と—X側のそれぞれの向きにっ、て複数の異なる仰角方向に主ビームを形成させることができる。つまり、本実施の形態 3のアンテナ装置 13は、より広い仰角方向の範囲に、複数の主ビームを形成させることができる。

[0140] また、本実施の形態 3のアンテナ装置 13は、複数の線状迂回ループアンテナ素子に対向するそれぞれの反射部を有する反射板として、共通の平面状の反射板 123を用いる構成なので、複数の仰角方向の主ビームを有するアンテナ装置を、低コストで簡単な構成で実現できる。

[0141] なお、本実施の形態 3のアンテナ装置 13の線状迂回ループアンテナ素子 130及び 131では、線状迂回素子 102a及び 102bが正方形形状の外向きに接続される構成としたが、実施の形態 1の図 7 (a)で示したような、正方形形状の内側向きに接続される構成であってもよ、。

[0142] また、線状ループ素子 101a〜101dが正方形形状を形成していることとした力線状ループ素子及び線状迂回素子の長さを動作周波数に応じて適切な長さに設定すれば、菱形や、円形、楕円形などの形状であってもよい。また、対称軸に対して左右対称の形状であれば、これら以外の形状であっても上記と同様の効果が得られる。

[0143] また、本実施の形態 3のアンテナ装置 13は、複数の線状迂回ループアンテナ素子 130及び 131を、それぞれの対称軸が同一の YZ平面上となるように配置することとした力図 8のように X軸方向に並ぶように配置したり、 2次元状に配置するようにしてもよい。その場合にも、各線状迂回ループアンテナ素子の対称軸を平行にして同じ方向に向け、反射板との距離を互いに異ならせるように配置することにより、上記と同様の効果が得られる。

[0144] (実施の形態 4)

図 15及び図 16は、本発明の実施の形態 4に係るアンテナ装置の構成を示したものである。以下、アンテナの動作周波数を 26GHzとして説明する。また、説明の都合上、図に示すような座標軸を定義している。

[0145] 図 15 (a)は、本実施の形態 4のアンテナ装置 20の構成を示す斜視図であり、図 15

(b)は、図 15 (a)の A—A'断面図である。また、図 16 (a)は、本実施の形態 4のアンテナ装置 20の誘電体基板上に形成されている 1つのスロット迂回ループアンテナ素子の上面図、すなわち +Z側力見た平面図を示しており、図 16 (b)はその下面図、すなわち Z側から見た平面図を示して、る。

[0146] 図 15 (a)において、基板 630は、比誘電率 ε rが例えば 3. 6で、厚さが 0. 3mmである誘電体である。以下、ここでは、 1波長（1実効波長）を 7. 2mmとして説明する。

[0147] 本実施の形態 4のアンテナ装置 20は、図 15に示すように、共通の誘電体基板 630 上に形成されている 2つのスロット迂回ループアンテナ素子 600及び 610と、反射板 620を備えている。

[0148] なお、共通の誘電体基板 630上に形成されている 2つのスロット迂回ループアンテナ素子 600及び 610が、本発明の、同一平面上に形成された複数のアンテナ素子の一例にあたる。また、ここでは、反射板 620が、各スロット迂回ループアンテナ素子 600、 610に対向する複数の反射面を有しているが、これらの複数の反射面が、本発明の複数の反射部の一例にあたる。そして、段違い形状の反射板 620が、本発明の、複数の反射部が構成して、る 1枚の反射板の一例にあたる。

[0149] グランド面 640は、誘電体基板 630の +Z側面に接着された銅箔層である。スロットループ素子 601a〜601dは、グランド面 640を削剥して形成された空隙 (銅箔パターン）であり、素子長が約 1Z2波長（3. 7mm)、素子幅が例えば 0. 2mmである。これらのスロットループ素子 601a〜604dは、図 16に示すように正方形形状に配置される。

[0150] スロット迂回素子 602a及び 602bは、グランド面 640を削剥して形成された空隙であり、全長が約 0. 14波長（1. 0mm)で、長さ L8が約 0. 07波長（0. 5mm)で折り返されて形成されている。素子幅は例えば 0. 2mmである。スロット迂回素子 602aはスロットループ素子 601aとスロットループ素子 601cの間に接続され、スロット迂回素子 602bはスロットループ素子 601bとスロットループ素子 601dの間に接続されている。ここでは、スロット迂回素子 602a及び 602bが正方形形状の外側に突出するように接続されている。なお、スロットループ素子 601aとスロットループ素子 601b、及びスロットループ素子 601cとスロットループ素子 601dは、それぞれ接続されている。

[0151] なお、誘電体基板 630の +Z側面に接着された銅箔層が、本発明の導体層の一例にあたる。また、正方形形状を形成しているスロットループ素子 601a〜604dが、本発明の、スロットで形成されたループ素子の一例にあたる。また、スロット迂回素子 60 2a及び 602b力本発明の、スロットで形成された一対の迂回素子の一例にあたる。また、スロットループ素子 601a〜604dで形成される正方形形状力本発明の菱形形状の一例にあたる。また、スロット迂回素子 602aが接続される、スロットループ素子 601aとスロットループ素子 601cが接近している部分力本発明の、対称軸上にある菱形形状の対向する頂点に対応する部位の一例にあたる。また、スロット迂回素子 6 02bが接続される、スロットループ素子 601bとスロットループ素子 601dが接近して!/ヽる部分も、本発明の、対称軸上にある菱形形状の対向する頂点に対応する部位の一例にあたる。また、正方形形状の外側に突出するように接続されているスロット迂回素子 602a及び 602bの部分力いずれも本発明の突起部の一例にあたる。

[0152] したがって、これらのスロットループ素子及びスロット迂回素子で構成される本実施の形態 4のスロット迂回ループアンテナ素子 600及び 610は、図 16に示すように、正方形形状の対角を結ぶ線を対称軸とし、その対称軸上にスロット迂回素子 602a及び 602bが配置され、その対称軸に対して左右対称の形状をして!/、る。

[0153] このように構成された複数のスロット迂回ループアンテナ素子 600、 610力図 15 ( a)に示すように、それらの対称軸の向きが同じになるように配置されている。

[0154] このグランド面 640側では、図 15 (a)においてハッチングで示したスロットの内側の銅箔層の部分力スロットによってスロットの外側の銅箔層の部分と分断されてしまう。そこで、スロットの内側の銅箔層の部分が分断されないようにするために、図 16 (a) に示すように、例えば銅箔パターンで正方形形状に形成される接続導体 701a〜70 Idによって、スロットループ素子 601a〜601dのほぼ中央でそれぞれのスロットループ素子 601a〜601dを分断するように、スロットループの内側の銅箔層と外側の銅箔層を接続している。

[0155] このように、接続導体 701a〜701dによりスロットループ素子 601a〜601dを分断し、スロットの内側の銅箔層の部分とスロットの外側の銅箔層の部分を接続することで、インピーダンス整合が容易にとれ、 FZB比が良好なアンテナ装置を実現することがでさるよう〖こなる。

[0156] 図 17は、本実施の形態 4のスロット迂回ループアンテナ素子の他の構成を示しており、図 17 (a)は上面図を、図 17 (b)は下面図をそれぞれ示している。

[0157] 図 17に示す構成のスロット迂回ループアンテナ素子の場合には、グランド面 640の銅箔層の部分を下面側に導通させるショートピン 801を図 17 (a)に示すような位置に設けている。そして、図 17 (b)に示すように、誘電体基板 630の下面側で、導体部分のショートピン 801に接続されるショートライン 802により、スロットの内側と外側の銅箔層の部分を接続させている。

[0158] このようにして、スロットの内側の銅箔層の部分とスロットの外側の銅箔層の部分を接続してちょい。

[0159] スロット迂回ループアンテナ素子 600及び 610は、図 16のように、スロットループ素子 601a〜601dと接続導体 701a〜701dで構成される。または、図 17のように、スロットループ素子 601a〜601d、ショートピン 801及びショートライン 802により構成される。

[0160] そして、マイクロストリップライン（MSL) 605力誘電体基板 630の一 Z側面に、スロットループ素子 601aとスロットループ素子 601bの接続部に対向する位置を通過するように X軸方向に沿って銅箔パターンにより形成されて、る。マイクロストリップライン 605の幅 W1は、特性インピーダンスが 50 Ωとなるように 0. 6mmに設定されている。また、マイクロストリップライン 605の先端と、スロットループ素子 601a及びスロットループ素子 601bの接続部との距離 L9は、例えば 0. 45mmに設定されている。

[0161] また同様に、図 16 (b)に示すように、マイクロストリップライン 605は、誘電体基板 63 0の Z側面で、スロットループ素子 601cとスロットループ素子 601dの接続部に対向する位置を通過するようにも形成されて、る。

[0162] そして、スロット迂回ループアンテナ素子 600においては、マイクロストリップライン 6 05は、スロット迂回ループアンテナ素子 600に給電を行う第 1給電ポート 603及び第 2給電ポート 604に接続されている。同様に、スロット迂回ループアンテナ素子 610においても、マイクロストリップライン 605は、スロット迂回ループアンテナ素子 610に給電を行う第 1給電ポート 613及び第 2給電ポート 614に接続されている。

[0163] なお、スロットループ素子 60 laとスロットループ素子 60 lbの接続部、及びスロットループ素子 601cとスロットループ素子 601dの接続部力それぞれ本発明の、ループ素子の所定の位置の一例にあたる。また、これらの所定の位置と誘電体基板 630 を挟んで対向しているマイクロストリップライン 605の部分力本発明の、所定の位置の近傍に設けられている給電部の一例にあたる。

[0164] 以上のような構成を有することにより、マイクロストリップライン 605とスロットアンテナ素子は電磁的に結合されるため、第 1給電ポート 603、 613及び第 2給電ポート 604 、 614力らの信号を、マイクロストリップライン 605を介してスロット迂回ループアンテナ素子 600及び 610へ供給することができる。また、距離 L9を適切な長さに設定することで、インピーダンス整合が可能となる。

[0165] このように、本実施の形態 4のアンテナ装置 20を用いることにより、平面回路であるマイクロストリップライン 605からの給電が容易となり、アンテナ装置の小型化や生産 '性の向上を図ることができる。

[0166] また、反射板 620は、図 15に示すように、 2つの平行な平面を有する段違い形状の導体板である。図 15 (b)に示すように、スロット迂回ループアンテナ素子 600に対向して、誘電体基板 630の Z側の、約 0. 42自由空間波長（5. Omm)分の距離 hだけ離れた位置になるように、誘電体基板 630と平行に、反射板 620の平面状部分が配置されている。そして、スロット迂回ループアンテナ素子 610に対向して、誘電体基板 630の Z側の、約 0. 13自由空間波長（1. 5mm)分の距離 hだけ離れた位置に

2

なるように、誘電体基板 630と平行に、反射板 620の他の平面状部分が配置されている。

[0167] ここで、図 15に示す本実施の形態 4のアンテナ装置 20は、図 11に示すアンテナ装置 13の線状素子をスロット素子に置き換えたものとほぼ同等と考えることができ、その動作は電界と磁界を置き換えて説明することができる。したがって、図 11に示すアンテナ装置 13の主偏波成分は E φ成分であるのに対して、図 15に示すアンテナ装置 20の主偏波成分は E Θ成分となり、主ビームの形状は、図 13及び図 14と同じになる

[0168] 次に、上述した構成を有するアンテナ装置 20において、マイクロストリップライン 60 5からこのアンテナ装置 20を励振する場合の動作について説明する。

[0169] 図 18は、スロット迂回ループアンテナ素子 600を形成している誘電体基板 630上に、第 1給電ポート 603と第 2給電ポート 604への給電切り替えスィッチを設けた場合の誘電体基板 630部分の構成図を示している。図 18 (a)は、誘電体基板 630を +Z 側から見た平面図を示しており、図 18 (b)はその— Z側力も見た平面図を示している

[0170] 図 18 (b)に示すように、誘電体基板 630の下面側にスィッチ 760が設けられている。スィッチ 760は、誘電体基板 630の下面側に形成されているマイクロストリップライン 605a及び 605bによって、マイクロストリップライン 605と接続されている。なお、スイツチ 760が、本発明の給電切り替え部の一例にあたる。

[0171] 誘電体基板 630の下面側に設けられている給電端子 750から励振された信号は、スィッチ 760の端子 760aに入力される。このとき、スィッチ 760は、端子 760aと端子 760cが、端子 760bと端子 760dが、それぞれ接続されるように動作する。このため、端子 760aに入力された信号は、端子 760cを介してマイクロストリップライン 605aに入力される。

[0172] また、マイクロストリップライン 605bは、端子 760d及び端子 760bを介して接地される。ここで、アンテナ素子がスロット素子で構成されているため、線状素子の場合の電界と磁界を置き換えて考えられる。したがって、スロットループ素子 601a及び 601bの接続点とマイクロストリップライン 605bとの結合部の位置では開放状態にする必要がある。その結合部の位置で開放状態にするために、スロットループ素子 601a及び 60 lbの接続点とマイクロストリップライン 605bとの結合部力も接地点までの長さ、つまりマイクロストリップライン 605b、及びスィッチ 760から GND770に接続されるグランド面 640までを含めた全体の電気的な長さを、 1Z4波長の奇数倍に設定しなければならない。このように設定することにより、良好な指向性利得を得ることができ、 F/B 比が良好なアンテナ装置を実現することができる。

[0173] 同様に、マイクロストリップライン 605bからアンテナ装置 20を励振する場合は、スィツチ 760は、端子 760aと端子 760dが、端子 760bと端子 760cが、それぞれ接続されるように動作する。このとき、スロットループ素子 601c及び 60 Idの接続点とマイクロストリップライン 605aとの結合部の位置で開放状態とする必要がある。その結合部の位置で開放状態とするために、スロットループ素子 601c及び 601dの接続点とマイクロストリップライン 605aとの結合部力も接地点までの長さを 1Z4波長の奇数倍に設定しなければならない。このように設定することにより、良好な指向性利得を得ることができ、 FZB比が良好なアンテナ装置を実現することができる。

[0174] なお、本実施の形態 4では、スィッチとして 1つの DPDTスィッチ（スィッチ 760)を用いて説明したが、例えば、 SPDT (Single Pole Double Throw)を 2つ用いて構成するように、複数のスィッチを用いてもよい。

[0175] また、本実施の形態 4では、スィッチ 760の一端子（GND770)を接地し、マイクロストリップラインとスロット素子との結合部力接地点までの長さを 1Z4波長の奇数倍として説明したが、これ以外の構成であってもよい。例えば、スィッチの一端子を開放とし、マイクロストリップラインとスロット素子との結合部力接地点までの長さを 1Z2 波長の整数倍とするように、マイクロストリップラインとスロット素子との結合部の位置で開放状態となるような構成としてもよぐこの構成の場合にも良好な指向性利得を得ることができる。

[0176] このように本実施の形態 4によれば、スロット迂回ループアンテナ素子 600及び 610 は、誘電体基板 630の表面に正方形形状に形成されたスロットループ素子 601a〜6 Oldと、その正方形形状の対向する一組の頂点にスロット迂回素子 602a及び 602b を設け、誘電体基板 630の裏面にマイクロストリップライン 605を配置し、さらにスロットループ素子面力も所定の距離を隔てて反射板 620を配置し、他の一組の頂点にそれぞれ第 1給電ポート 603、 613及び第 2給電ポート 604、 614を設けている。そして、それらの給電ポートの一方からアンテナ装置を励振し、他方の給電ポートは短絡状態となるように動作させる。そして、スロット迂回ループアンテナ素子 600、 610を、スロット迂回ループアンテナ素子 600、 610の各対称軸の向きが全て同じになるように、かつ反射板 620との距離が各々のスロット迂回ループアンテナ素子で異なるように、複数 (N個）配置し、各スロット迂回ループアンテナ素子の給電ポート（2 X N個）の中から少なくとも 1つを選択して給電する動作を切り替えることにより、 2 X N個方向に主ビームを形成でき、小型で平面構造のマルチビームアンテナを実現することができる。

[0177] つまり、本実施の形態 4のアンテナ装置 20の構成としたことにより、各スロット迂回ループアンテナ素子 600、 610〖こおいて、スロット迂回素子 602a及びスロット迂回素子 602bにより、スロットループ素子 601a及びスロットループ素子 601bと、スロットループ素子 601c及びスロットループ素子 601dとの電流位相がずれる。このように電流位相のずれが生じるスロット迂回ループアンテナ素子 600、 610によって放射される電波と、反射板 620によって反射される電波の合成により、スロット迂回ループアンテナ素子 600及び 610の各平面の鉛直方向力もチルトした主ビームを形成させることができる。さらに、各スロット迂回ループアンテナ素子 600、 610は、反射板 620との距離が異なること力もチルト角が異なるので、それら複数のスロット迂回ループアンテナ素子 600、 610の各給電ポート 603、 604、 613、 614に選択的に給電することにより、簡易で安価な構成で、所望の方向に主ビームを形成するアンテナ装置を実現することができる。

[0178] また、このような構成としたことにより、平面回路であるマイクロストリップライン 605からの給電が容易となり、マイクロストリップライン長を変化させるだけでインピーダンス整合も可能となると共に、アンテナ装置の小型化や生産性の向上を図ることができる

[0179] さらに、複数のスロット迂回ループアンテナ素子を同一の基板に形成し、反射板も凹凸のある同一のもので形成することで、簡易な構造でアンテナ装置を実現できる。また、反射板を設ける代わりに、反射板と同じ形状の部分を有する金属の筐体を用 V、、その筐体の同じ形状の部分を反射板として利用するようにしてもよ!、。

[0180] また、本実施の形態 4のアンテナ装置 20は、複数のスロット迂回ループアンテナ素子を共通の誘電体基板 630上に形成させる構成なので、複数の仰角方向の主ビームを有するアンテナ装置を、低コストで簡単な構成で実現できる。

[0181] なお、本実施の形態 4では、マイクロストリップライン 605に対向させて信号を供給する位置を、スロットループ素子 601aと 601bの接続部及びスロットループ素子 601c と 601dの接続部とした力これらの対向させる位置をずらすことで、インピーダンスを合わせることができる。周囲の回路構成に応じて、インピーダンスを合わせるために、マイクロストリップライン 605に対向させる位置をずらせばよい。例えば、図 16の場合には、スロットループ素子 601a上や 601b上の位置で、またスロットループ素子 601c 上や 601d上の位置で、マイクロストリップライン 605と対向させるように配置してもよい。

[0182] また、本実施の形態 4では、段違、形状の反射板 620を用いる構成とした力複数のスロット迂回ループアンテナ素子をそれぞれ反射板からの距離が異なる基板上に形成させ、各スロット迂回ループアンテナ素子に対応する反射板の方を共通な平板状のものにしてもよい。

[0183] また、本実施の形態 4のアンテナ装置 20のスロット迂回ループアンテナ素子 600及び 610では、スロット迂回素子 602a及び 602bが正方形形状の外向きに接続される構成としたが、正方形形状の内側向きに接続される構成であってもよい。

[0184] また、スロットループ素子 601a〜601dが正方形形状を形成していることとしたが、スロットループ素子及びスロット迂回素子の長さを動作周波数に応じた適切な長さに設定すれば、菱形や、円形、楕円形などの形状であってもよい。また、対称軸に対して左右対称の形状であれば、これら以外の形状であっても上記と同様の効果が得られる。

[0185] また、本実施の形態 4のアンテナ装置 20は、複数のスロット迂回ループアンテナ素子 600及び 610を、それぞれの対称軸が同一の YZ平面上となるように配置することとしたが、 X軸方向に並ぶように配置したり、 2次元状に配置するようにしてもよい。その場合にも、各スロット迂回ループアンテナ素子の対称軸を平行とし、反射板との距離を互、に異ならせるように配置することにより、上記と同様の効果が得られる。

[0186] また、本実施の形態 4の各スロット迂回ループアンテナ素子 600、 610は、それぞれ第 1給電ポート及び第 2給電ポートの 2つの給電ポートを備える構成としたが、実施の形態 1及び 2のように、各スロット迂回ループアンテナ素子が、対称軸に対して一方側にのみ給電ポートを備える構成としてもょ、。

[0187] また、本実施の形態 4では、スロット迂回ループアンテナ素子 600及び 610力共通の誘電体基板 630上に形成されている構成とした力スロット迂回ループアンテナ素子 600及び 610の導体部分が、自身で形状を保持できるような材料や厚さで形成されていれば、誘電体基板 630が無い構成であってもよい。この場合、例えばスロット迂回ループアンテナ素子を形成する金属板と反射板との間に何も無くても、その空間にある空気が誘電体として機能する。また、そのような金属板と反射板との間に、誘電性を有する液体や固体を設ける構成としてもょヽ。

[0188] (実施の形態 5)

図 19及び図 20は、本発明の実施の形態 5のアンテナ装置の構成を示す図である。

[0189] 図 19 (a)は、本実施の形態 5のアンテナ装置 21の構成を示す斜視図である。図 19 (b)は、本実施の形態 5のアンテナ装置 21の構成を示す矢視図であり、図 19 (a)の矢印方向、すなわち、 +X側から見た図である。

[0190] 本実施の形態 5のアンテナ装置 21は、図 19に示すように、 2つの線状迂回ループアンテナ素子 132及び 133と、反射板 908を備えている。線状迂回ループアンテナ素子 132は、誘電体基板 907上に形成されている導体であり、線状迂回ループアンテナ素子 133は、誘電体基板 909上に形成されている導体である。

[0191] 図 20は、図 19の +Z軸方向から見た線状迂回ループアンテナ素子 132の平面図である。線状迂回ループアンテナ素子 133も、線状迂回ループアンテナ素子 132と同じ構成である。

[0192] 実施の形態 5のアンテナ装置 21の線状迂回ループアンテナ素子 132及び 133の形状について詳細に説明する。以下、アンテナ素子を例えば ε r= 2. 26の誘電体基板上に作成した場合について、その動作周波数を 26GHz、 1波長（1実効波長）を 8. 2mmとして説明する。

[0193] 図 20【こお!ヽて、線状ノレープ素子 901a〜901d、 902a〜902d、 903a〜903diま、素子長 Ll lが約 1Z3波長（2. 7mm)、素子幅が例えば 0. 2mmの導体である。これらの線状ループ素子 901a〜901d、 902a〜902d、 903a〜903dは、図 20に示すようにそれぞれ正方形形状に配置される。

[0194] 線状連結素子 904a〜904dは、素子長 L12が約 2Z5波長（3. 2mm)で、素子幅が例えば 0. 2mmの導体である。線状連結素子 904aは、線状ループ素子 901aと線状ループ素子 902bの間に接続される。線状連結素子 904bは、線状ループ素子 90 lbと線状ループ素子 903aの間に接続される。線状連結素子 904cは、線状ループ素子 901cと線状ループ素子 902dの間に接続される。線状連結素子 904dは、線状ループ素子 901dと線状ループ素子 903cの間に接続される。

[0195] 線状迂回素子 905a及び 905bは、全長が約 2Z5波長（3. 2mm)で、長さ L13が約 1Z5波長（1. 6mm)の折り返し形状の導体であり、素子幅が例えば 0. 2mmである。線状迂回素子 905aは、線状ループ素子 902aと線状ループ素子 902cの間に接続される。線状迂回素子 905bは、線状ループ素子 903bと線状ループ素子 903dの間に接続される。 [0196] なお、線状ループ素子 901a〜901dで形成している正方形形状の部分、線状ループ素子 902a〜902dで形成して!/、る正方形形状の部分、線状ループ素子 903a〜9 03dで形成して、る正方形形状の部分力それぞれ本発明のループ部位の一例にあたる。また、線状連結素子 904a〜904d及び線状迂回素子 905a、 905b力それぞれ本発明の迂回部位の一例にあたる。そして、各ループ部位と、その対角部分に接続される一対の迂回部位を合わせた構成が、本発明の構成部の一例にあたる。また、線状連結素子 904a〜904dの部分力本発明の、迂回部位同士が連結されている部分の一例にあたる。

[0197] 第 1給電ポート 906aは、線状ループ素子 901aと 901bの間に設けられ、第 2給電ポート 906bは、線状ループ素子 901cと 901dの間に設けられる。なお、線状ループ素子 902aと 902b、線状ノレープ素子 902cと 902d、線状ノレープ素子 903aと 903b、線状ループ素子 903cと 903dは、それぞれ接続されて!、る。

[0198] 以上のように構成された、線状ループ素子 901a〜901d、 902a〜902d、 903a〜 903dと、線状連結素子 904a〜904dと、線状迂回素子 905a及び 905bと、第 1給電ポート 906a及び第 2給電ポート 906bにより、正方形形状アンテナ素子部を接続してアレー構成にした線状迂回ループアンテナ素子 132を構成している。線状迂回ループアンテナ素子 133も同様の構成である。

[0199] 第 1給電ポート 906aから線状迂回ループアンテナ素子 132が励振される場合、第 2給電ポート 906bは短絡され、線状ループ素子 901cと 901dが接続するように動作する。逆に、第 2給電ポート 906bから線状迂回ループアンテナ素子 132が励振される場合、第 1給電ポート 906aは短絡され、線状ループ素子 901aと 901bが接続するように動作する。このように第 1給電ポート 906aと第 2給電ポート 906bを切り替えて線状迂回ループアンテナ素子 132を励振させることにより、 1つの線状迂回ループアンテナ素子 132で主ビームを 2方向に切り替えることが可能となる。

[0200] 図 19において、誘電体基板 907及び 909は厚み tが約 0. 05波長分（0. 4mm)であり、それらの +Z側の面に、線状迂回ループアンテナ素子 132及び 133が配置されている。

[0201] 反射板 908は導体板である。図 19 (b)に示すように、線状迂回ループアンテナ素子 132は、その XY平面が反射板 908から約 0. 42自由空間波長（5. Omm)分の距離 hだけ +Z側に離れた位置になるように、反射板 908に平行に配置されている。また、線状迂回ループアンテナ素子 133は、その XY平面が反射板 908から約 0. 13 自由空間波長（1. 5mm)分の距離 hだけ +Z側に離れた位置になるように、反射板

2

908に平行に配置されている。

[0202] 図 21は、図 19及び図 20に示す線状迂回ループアンテナ素子 132の指向性を示す図である。図 21 (a)は垂直 (XZ)面の指向性を、図 21 (b)は仰角 Θ力 5度における円錐面の指向性をそれぞれ示している。

[0203] 図 21 (a)において、実線で示す指向性 1001は、第 1給電ポート 906aから線状迂回ループアンテナ素子 132を励振し、第 2給電ポート 906bを短絡したときの E φ成分の指向性を示しており、 +Χ側に仰角 Θが 55度となる方向にチルトした主ビームを得られることが確認できる。また、点線で示す指向性 1002は、第 2給電ポート 906b 力も線状迂回ループアンテナ素子 132を励振し、第 1給電ポート 906aを短絡したときの Ε φ成分の指向性を示しており、 X側に仰角 Θが 55度となる方向にチルトした主ビームが得られることが確認できる。

[0204] また、図 21 (b)において、実線で示す指向性 1003は、図 21 (a)の指向性 1001と同様に、第 1給電ポート 906aから線状迂回ループアンテナ素子 132を励振し、第 2 給電ポート 906bを短絡したときの E φ成分の指向性を示しており、主ビームが +X方向に向いていることが確認できる。また、点線で示す指向性 1004は、図 21 (a)の指向性 1002と同様に、第 2給電ポート 906bから線状迂回ループアンテナ素子 132を励振し、第 1給電ポート 906aを短絡したときの Ε φ成分の指向性を示しており、主ビームが一 X方向に向いていることが確認できる。このとき、主ビームの指向性利得は 1 4. 4dBi、円錐面の半値角は 25度、 FZB比（主ビームとバックローブの比）は 7dBであり、図 13 (b)に示した実施の形態 3の線状迂回ループアンテナ素子 130の場合と比較すると、ビームが細くなり、高利得ィ匕を実現できている。

[0205] 以上の構成により、図 19に示す線状迂回ループアンテナ素子 132及び 133を用いた本実施の形態 5のアンテナ装置 21の場合も、図 11に示した実施の形態 3のアンテナ装置 13と同様に、簡易で安価な構成で、複数のビームを有し主ビーム方向の切替が可能となる。

[0206] つまり、本実施の形態 5のアンテナ装置 21の構成としたことにより、主ビームの切替方向に対して垂直な方向におけるビーム形状が絞られることにより、高利得ィ匕をはかることができる。したがって、アンテナ装置 21を車載レーダ用途に用いた場合は、地面からの反射を低減することが可能である。

[0207] さらに、線状迂回ループアンテナ素子 132及び 133をアレー構成としたことで、チルト角における円錐面指向性においては、ビームが細くなり、結果として高利得ィ匕を図った構成を実現できる。

[0208] なお、図 20においては、線状ループ素子が 3つの場合について説明した力前述した動作原理に基づく範囲であれば、素子数はいくつであってもよい。

[0209] また、図 19に示した構成のアンテナ装置 21では、同じ形状の線状迂回ループアンテナ素子 132及び 133を用いることとした力異なる形状の線状迂回ループアンテナ素子を組み合わせて使用してもよい。例えば、正方形形状を有する構成部の数が異なる線状迂回ループアンテナ素子を組み合わせて使用してもよい。

[0210] 図 22は、本発明の実施の形態 5の他の構成のアンテナ装置の構成を示す図である。図 22 (a)は、本実施の形態 5の他の構成のアンテナ装置 22の構成を示す斜視図であり、図 22 (b)は、アンテナ装置 22の矢視図であり、図 22 (a)の矢印方向、すなわち、 +X側から見た図である。なお、図 19と同じ構成部分については、同じ符号を用いている。

[0211] 図 22に示すアンテナ装置 22は、図 22 (a)に示すように、正方形形状を有する構成部の数が 3つの線状迂回ループアンテナ素子 133と、正方形形状を有する構成部の数が 1つだけの線状迂回ループアンテナ素子 134を組み合わせた構成である。

[0212] 線状迂回ループアンテナ素子は、反射板との距離が大きくなり形成されるビーム方向の仰角が大きくなると相対的にピーク利得が高くなる傾向があり、反射板との距離力、さくなり形成されるビーム方向の仰角が小さくなると相対的にピーク利得が低くなる傾向がある。

[0213] 図 22に示すアンテナ装置 22では、反射板 908との距離が小さく低仰角となる位置に設けるアンテナ素子には、高利得を図るために、アレー化した形状の線状迂回ループアンテナ素子 133を用いている。一方、反射板 908との距離が大きく高仰角となる位置に設けるアンテナ素子には、アレー化して、な、形状の線状迂回ループアンテナ素子 134を用いている。

[0214] このように、反射板との距離に応じて形状の異なる線状迂回ループアンテナ素子を設けることにより、それぞれの利得を揃えることができる。

[0215] さらに、アレー化していない形状の線状迂回ループアンテナ素子 134を用いることにより、同じアレー化した形状の線状迂回ループアンテナ素子を並べる場合に比べてアンテナ装置 22のサイズを抑えることができる。

[0216] なお、本実施の形態 5では、迂回ループアンテナ素子を線状素子で構成する例について説明した力実施の形態 4のように迂回ループアンテナ素子をスロットにより構成させ、そのスロットの形状を、本実施の形態 5のような正方形をアレー状に連結させた形状としても、同様の効果が得られる。

[0217] さらに、その具体的な構成について、以下に説明する。

[0218] 図 23および図 24に、正方形をアレー状に連結させた形状のスロット迂回ループアンテナ素子を用いた、本実施の形態 5の他の構成のアンテナ装置の構成を示す。

[0219] 図 23 (a)は、本実施の形態 5の他の構成のアンテナ装置 23の構成を示す斜視図であり、図 23 (b)は、図 23 (a)の A— 断面図である。

[0220] 図 24 (a)は、本実施の形態 5のさらに他の構成のアンテナ装置 24の構成を示す斜視図であり、図 24 (b)は、図 24 (a)の A— 断面図である。

[0221] 図 23および図 24に示すアンテナ装置 23および 24は、いずれも、図 15のアンテナ装置 20とは、スロット迂回ループアンテナ素子の形状のみが異なる構成である。

[0222] 本実施の形態 5のアンテナ装置 23は、図 23に示すように、共通の誘電体基板 980 上に形成されている 2つのスロット迂回ループアンテナ素子 950及び 960と、反射板

970を備えている。

[0223] グランド面 990は、誘電体基板 980の +Z側面に接着された銅箔層である。スロット迂回ループアンテナ素子 950及び 960は、グランド面 990を削剥して形成された空隙 (銅箔パターン)であり、図 23 (a)に示すように 3つの正方形をアレー状に連結させた形状をしている。そして、スロット迂回ループアンテナ素子 950及び 960は、両端の正方形形状の対角を結ぶ線を対称軸とし、それらの対称軸の向きが同じになるように配置されている。

[0224] なお、スロット迂回ループアンテナ素子 950及び 960のハッチングで示したスロットループの内側の銅箔層の部分は、図 16や図 17で示した方法などにより、スロットの外側の銅箔層の部分と接続されてヽる。

[0225] そして、マイクロストリップライン（MSL) 955力誘電体基板 980の一 Z側面に、銅箔パターンにより形成されている。マイクロストリップライン 955は、アレー状の真ん中に位置する正方形形状のスロットの対角位置を通過するように、 X軸方向に沿って形成されている。

[0226] マイクロストリップライン 955は、スロット迂回ループアンテナ素子 950においては、図 13 (a)に示すように、スロット迂回ループアンテナ素子 950に給電を行う第 1給電ポート 956a及び第 2給電ポート 956bに接続されるように 2本形成されている。同様に、スロット迂回ループアンテナ素子 960においても、スロット迂回ループアンテナ素子 960に給電を行う第 1給電ポート 966a及び第 2給電ポート 966bに接続されるように 2 本形成されている。

[0227] 以上のような構成を有することにより、マイクロストリップライン 955とスロットアンテナ素子は電磁的に結合されるため、第 1給電ポート 956a、 966a及び第 2給電ポート 95

6b、 966b力らの信号を、マイクロストリップライン 955を介してスロット迂回ループアンテナ素子 950及び 960へ供給することができる。

[0228] このような構成のアンテナ装置 23を用いることにより、実施の形態 4のアンテナ装置

20と同様に、平面回路であるマイクロストリップライン 955からの給電が容易となり、ァンテナ装置の小型化や生産性の向上を図ることができる。

[0229] さらに、スロット迂回ループアンテナ素子 950及び 960をアレー構成としたことで、チルト角における円錐面指向性においては、ビームが細くなり、結果として高利得ィ匕を図った構成を実現できる。

[0230] 図 24のアンテナ装置 24は、図 23のアンテナ装置 23とは、一方のスロット迂回ループアンテナ素子の形状だけが異なる。なお、図 24では、図 23と同じ構成部分には同じ符号を用いている。 [0231] アンテナ装置 24では、アンテナ装置 23の、 3つの正方形がアレー状に連結された形状を有するスロット迂回ループアンテナ素子 950の代わりに、 1つの正方形形状を有するスロット迂回ループアンテナ素子 951が誘電体基板 980上に形成されている。スロット迂回ループアンテナ素子 951は、図 15に示すアンテナ装置 20のスロット迂回ループアンテナ素子 600と同じ形状である。

[0232] 図 24に示すアンテナ装置 24では、反射板 970との距離が小さく低仰角となる位置に設けるアンテナ素子には、高利得を図るために、アレー化した形状のスロット迂回ループアンテナ素子 960を用いている。一方、反射板 970との距離が大きく高仰角となる位置に設けるアンテナ素子には、アレー化していない形状のスロット迂回ループアンテナ素子 951を用いて!/、る。

[0233] このように、反射板との距離に応じて形状の異なるスロット迂回ループアンテナ素子を設けることにより、それぞれの利得を揃えることができる。

[0234] さらに、アレー化していない形状のスロット迂回ループアンテナ素子 951を用いることにより、図 23のように同じアレー化した形状のスロット迂回ループアンテナ素子を並ベる場合に比べてアンテナ装置 24のサイズを抑えることができる。

[0235] (実施の形態 6)

図 25は、実施の形態 4のアンテナ装置 20を車両レーダ用に用いた本発明の実施の形態 6の車両周囲監視装置の、アンテナ装置 20の配置とその監視領域の一例を示したものである。図 25 (a)は、アンテナ装置 20の配置を示した図であり、図 25 (b) は、アンテナ装置 20を備える車両周囲監視装置の監視領域を上力も示した図である

[0236] 図 25 (a)に示すように、アンテナ装置 20を備えた本実施の形態 6の車両周囲監視装置 1000は、車両の前方の中央部付近、例えば電波を透過する榭脂製のパンパ一内に設置される。そして、アンテナ装置 20は、図 15に示す座標軸の Y軸が地面に対して垂直方向に向くように、かつ Z軸が車両前進方向に向くように設置される。

[0237] このように設置することにより、図 25 (b)に示すように、アンテナ装置 20の第 1給電ポート 603に給電した場合は監視領域 1101を検知し、第 2給電ポート 604に給電した場合は監視領域 1102を検知し、第 1給電ポート 613に給電した場合は監視領域 1 103を検知し、第 2給電ポート 614に給電した場合は監視領域 1104を検知するように、 1つの車両周囲監視装置 1000でそれぞれの監視領域 1101〜： L 104を検知できる構成になる。

[0238] 以上の構成により、本実施の形態 6の車両周囲監視装置 1000は、簡易な構成で、複数のビームを有し非常に広角な範囲をカバーし、主ビーム方向の切替が可能で、かつビームの角度分解能で物体の有無の検知が可能となる。

[0239] 図 26は、本実施の形態 6の車両周囲監視装置 1000のブロック構成図を示したものである。

[0240] 図 26において、車両周囲監視装置 1000は、タイミング制御部 1201と、電波を送信する送信部 1202と、反射信号を受信する受信部 1203と、処理部 1204と、送受信を切り替える送受切替スィッチ 1206と、走行状況情報格納部 1207と、ビーム方向指定手段 1208と、給電切替スィッチ 1209を備えている。

[0241] 送信部 1202、受信部 1203、処理部 1204、ビーム方向指定手段 1208は、タイミング制御部 1201からのタイミング信号に基づいて制御され、給電切替スィッチ 1209 は、ビーム方向指定手段 1208と送受切替スィッチ 1206に基づき、制御される。

[0242] アンテナ装置 20は、図 15に示すように、 2個のスロット迂回ループアンテナ素子 60 0及び 610が、それらの対称軸の向きが同じになるように、かつ反射板 620との距離がスロット迂回ループアンテナ素子 600及び 610で異なるように配置され、 2 X 2個の給電ポート（第 1給電ポート 603及び 613、第 2給電ポート 604及び 614)を有する。給電切替スィッチ 1209力これらの第 1給電ポート 603及び 613、第 2給電ポート 60 4及び 614への給電の切り替えを制御することにより、これらの給電ポートの中から、少なくとも 1つを選択して給電する動作を切り替えさせて、 2 X 2個方

向に主ビームを形成できるようになって!/、る。

[0243] なお、図 26では、アンテナ装置 20を送受信で切り替えて共用するので、アンテナ装置 20が、本発明の送信アンテナ部の一例にあたり、また本発明の受信アンテナ部の一例にもあたる。また、給電切替スィッチ 1209が、本発明の給電切り替え部の一 ί列にあたる。

[0244] さらに、走行状況情報格納部 1207は、車速センサ 1210や舵角センサ 1220や運転者が操作するスィッチ (例えば、方向指示器等） 1230の情報を格納している。また、ビーム方向指定手段 1208は、走行状況情報格納部 1207の情報に基づき、ビーム方向を決定することもできる。

[0245] 例えば、図 25において、ドライバーがハンドルを左にきった場合は、舵角センサ 12 20から走行状況情報格納部 1207にその情報が格納され、その情報に基づき、ビーム方向指定手段 1208は、給電切替スィッチ 1209により、第 1給電ポート 603または 613に給電し、監視領域 1101または 1103を監視するようにビームを制御することも可能である。

[0246] あるいは、運転者が右に方向指示器 1230を動作させたときは、その情報に基づき、ビーム方向指定手段 1208は、給電切替スィッチ 1209により、第 2給電ポート 604 または 614に給電し、監視領域 1102または 1104を監視するようにビームを制御することち可會である。

[0247] なお、図 25及び図 26に示す本実施の形態 6においては、アンテナ装置 20を 1つのみ設置し、送受切替スィッチ 1206により、送信と受信を切り替えて、アンテナ装置 20を送受信で共用する構成としたが、送信用と受信用に 2つのアンテナ装置を設置しても構わない。

[0248] また、送信側は広!、指向性を有する任意のアンテナ、たとえばパッチアンテナ等で構成してちょい。

[0249] その具体的な構成について、以下に説明する。

[0250] 図 27に、本実施の形態 6の他の構成の車両周囲監視装置 1010のブロック構成図を示す。なお、図 26と同じ構成部分には同じ符号を用いている。

[0251] 図 26の車両周囲監視装置 1000では、アンテナ装置 20を受信用と共用して送信用にも使用していたのに対し、図 27の車両周囲監視装置 1010では、アンテナ装置 20を受信専用で使用し、送信用には送信用パッチアンテナ 1212を使用する。

[0252] 送信用パッチアンテナ 1212は、広い指向性を有しており、広い範囲に主ビームを送出する。なお、この場合の送信用パッチアンテナ 1212が、本発明の広角の単一ビームの電波を送出する場合の送信アンテナ部が使用するアンテナの一例にあたる。

[0253] 車両周囲監視装置 1010では、アンテナ装置 20を受信専用に用いるので、タイミング制御部 1211は、アンテナ装置 20を送受信で切り替える制御をする必要が無い。タイミング制御部 1211は、アンテナ装置 20で受信する受信ビームの方向を切り替えるために、給電切替スィッチ 1219を制御する。つまり、タイミング制御部 1211は、第 1給電ポート 603及び 613、第 2給電ポート 604及び 614への給電の動作を給電切替スィッチ 1219によって切り替えさせて、受信ビームの方向を制御する。

[0254] 一方、送信については、タイミング制御部 1211は、送信ビームの切り替えを制御する必要がなぐ送信部 1202の送信タイミングのみを制御すればよい。

[0255] このように、図 27の車両周囲監視装置 1010の構成の場合には、送信側のアンテナのビーム方向を切り替える必要がなぐ受信側のアンテナのビーム方向の切り替えのみで、対象物がある方向を正確に検出させることができる。

[0256] また、本実施の形態 6では、車両周囲監視装置 1000に、スロット迂回ループアンテナ素子 600及び 610を有するアンテナ装置 20を備える構成で説明した力アンテナ装置 20の代わりに、線状迂回ループアンテナ素子 130及び 131を有する実施の形態 3のアンテナ装置 13を備える構成としてもよい。この場合、アンテナ装置 13の向きを図 25 (a)のアンテナ装置 20と同じ向きに設置するようにすれば、同様の効果が得られる。また、これ以外の他の実施の形態で説明した本発明の他のアンテナ装置を用いても、同様の効果が得られる。

[0257] (実施の形態 7)

実施の形態 1〜5に示した本発明の各アンテナ装置を、他の回路を構成している基板内に設けるようにしてもよ、。

[0258] 図 28は、実施の形態 6で説明した車両周囲監視装置の回路基板内に、本発明のアンテナ装置を設けた図を示している。図 28 (a)は、車両周囲監視装置用の各部品を実装した回路基板の斜視図を、図 28 (b)は、図 28 (a)の B— B'断面図を、それぞれ示している。

[0259] この車両周囲監視装置用の基板 811は、 6層板であり、その両面に各部品が実装される。図 28は、この基板 811内に、実施の形態 4のアンテナ装置 20の構成を設けた例である。

[0260] 図 28 (b)〖こ示すスロット素子部 823は、図 15に示すスロット迂回ループアンテナ素子 600の、スロットループ素子 601a〜601dおよびスロット迂回素子 602a、 602bに相当する部分であり、基板 811の第 2層に形成されている。なお、図 28 (a)の斜視図は、第 2層以下の部分については、第 2層のスロット素子部 823のみを破線で示している。スロット素子部 823はスロットアンテナなので、基板 811の第 2層はグランド層である。

[0261] 基板 811の第 1層は、車両周囲監視装置用の部品が実装される回路ラインの層であり、 IC812などの部品が実装されるとともに、スロット素子部 823に給電する給電ライン 822も形成されている。この給電ライン 822は、図 15に示すスロット迂回ループアンテナ素子 600のマイクロストリップライン 605に相当する部分である。そして、基板 8 11の第 2層のスロット素子部 823と第 1層の給電ライン 822で、図 15のスロット迂回ループアンテナ素子 600に相当する第 1のスロット迂回ループアンテナ素子部 820を構成している。基板 811内には、第 1のスロット迂回ループアンテナ素子部 820と同様の構成で、第 2のスロット迂回ループアンテナ素子部 821も形成されている。

[0262] 基板 811の第 3層は、車両周囲監視装置の回路用のグランドパターンが形成されている回路グランド 824の層である。また、基板 811の第 5層も、車両周囲監視装置の回路用のグランドパターンが形成されている回路グランド 826の層である。また、基板 811の第 4層は、車両周囲監視装置の回路用のパターンが形成されて、る回路ライン 825の層である。また、基板 811の第 6層も、車両周囲監視装置の回路用のバターンが形成されている回路ライン 827の層である。基板 811の裏面側となる回路ライン 827の層には IC813などの車両周囲監視装置用の部品が実装される。

[0263] 図 28 (b)に示すように、第 1のスロット迂回ループアンテナ素子部 820の領域の下側となる基板 811の第 3層〜第 6層の部分には、導電パターンは形成されていない。

[0264] そして、基板 811は、金属製の筐体 810の一部（図 28 (b)で「反射部」と記載している部分）が基板 811と平行になるように、筐体 810に取り付けられている。

[0265] 第 1のスロット迂回ループアンテナ素子部 820は、筐体 810のこの反射部を、図 15 のアンテナ装置 20の反射板 620に相当する部分として、スロット素子部 823とこの筐体 810の反射部との距離に対応した仰角方向のビームを形成する。

[0266] 一方、基板 811における第 2のスロット迂回ループアンテナ素子部 821の領域の下側の部分については、第 3層および第 4層の部分には導電パターンは形成されていないが、第 5層については、回路グランド 826のパターン力第 2のスロット迂回ループアンテナ素子部 821の下側となる領域の全体も含むように形成されている。

[0267] 第 2のスロット迂回ループアンテナ素子部 821は、その領域の下側にある基板 811 の第 5層の反射部の部分を、図 15のアンテナ装置 20の反射板 620に相当する部分として、スロット素子部 823とこの第 5層の反射部との距離に対応した仰角方向のビームを形成する。

[0268] 第 1のスロット迂回ループアンテナ素子部 820と筐体 810の反射部との距離は、第 2のスロット迂回ループアンテナ素子部 821と基板 811の第 5層の反射部との距離と異なるので、各スロット迂回ループアンテナ素子部によって形成されるビームの仰角は異なる。第 1のスロット迂回ループアンテナ素子部 820と筐体 810の反射部との距離の方が大きいので、第 1のスロット迂回ループアンテナ素子部 820により高仰角のビームが形成され、第 2のスロット迂回ループアンテナ素子部 821により低仰角のビームが形成される。

[0269] このように、基板 811内に、車両周囲監視装置用の部品の実装およびパターンを形成する回路部 816とともに、第 1のアンテナ部 814および第 2のアンテナ部 815の部分を設けることにより、仰角の異なるビーム方向を持つ複数のアンテナを基板 811 内〖こ形成させることができる。

[0270] なお、本実施の形態 7では、基板 811内にスロットタイプのアンテナ素子を形成させることとした力実施の形態 1の線状迂回ループアンテナ素子のような線状素子タイプのパターンを基板 811内に形成させ、図 1に示すアンテナ装置 10に相当する構成を形成させるようにしてもよい。また、図 7に示すような他の形状のループアンテナ素子や、図 19に示すようなアレー形状のループアンテナ素子を基板内に形成させるようにしてもよい。

[0271] また、本実施の形態 7では、 6層板の基板 811を用いることとした力 6層板以外の多層基板でも同様に、本発明のアンテナ装置を基板内に構成させることができる。また、本実施の形態 7では、基板 811の第 1層と第 2層を用いて各スロット迂回ループアンテナ素子部を形成させることとしたが、基板内のこれら以外の 2つの層を用いて形成させてもよい。また、実施の形態 1のような線状素子タイプを形成させる場合には、第 1のスロット迂回ループアンテナ素子部 820に対応する部分を 1つの層だけで形成させることがでさる。

[0272] また、本実施の形態 7では、筐体 810の一部を第 1のスロット迂回ループアンテナ素子部 820の反射部として用いた力筐体の一部を反射部として用いるのではなぐ基板内の層だけを反射部として用いるようにしてもよい。例えば、図 28 (b)の場合には、第 2のスロット迂回ループアンテナ素子部 821の反射部とは異なる第 6層の、スロット素子部 823の領域に対向する部分にグランドパターンを形成させて、第 1のスロット迂回ループアンテナ素子部 820の反射部として用いるようにしてもよ、。

[0273] なお、各実施の形態では、本発明のアンテナ装置の反射板を複数のアンテナ素子で共通の平面状の反射板とした構成、または、複数のアンテナ素子が同一平面上に形成される構成について説明した。本発明のアンテナ装置は、これらの構成に限らず、アンテナ素子毎に、反射板も、アンテナ素子が形成される平面も、いずれも異なる構成にしてちよい。

[0274] 例えば、 1つのアンテナ素子とそれに対向する反射板とを 1つの構成とし、アンテナ素子と反射板間の距離を異ならせたその構成を複数作製し、各構成が有するビームの水平方向の指向性が同じになるようにこれらの複数の構成を並べた構成にしてもよい。このような構成にした場合も、本発明のアンテナ装置は、簡易で安価な構成で、複数のビームを有し主ビーム方向の切替が可能となるという、各実施の形態と同様の効果が得られる。

産業上の利用可能性

[0275] 本発明にかかるアンテナ装置、監視装置および車両は、機械的稼動部がなぐ安価で、広い範囲に複数の異なる仰角方向のビーム方向を持つという効果を有し、車載レーダ用アンテナ等に利用されるアンテナ装置、そのアンテナ装置を利用する監視装置および車両等として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] それぞれ給電部を有して!、る複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子のそれぞれに対向する複数の反射部とを備えたアンテナ装置であって、

前記複数のアンテナ素子のそれぞれのビーム方向は、前記各アンテナ素子が形成されている平面に垂直な軸を基準とする仰角に関しては、前記反射板との距離が異なることによって、互いに異なっている、アンテナ装置。

[2] 前記各アンテナ素子は、前記各誘電体基板の表面に形成された導体層の一部を削剥することにより形成されたスロットにより、前記ループ素子および前記一対の迂回素子が形成されており、

前記給電部は、前記ループ素子上に設けられているのに代えて、前記対称軸に対して少なくとも一方側の前記ループ素子の所定の位置の近傍に設けられて、る、請求の範囲第 1項に記載のアンテナ装置。

[3] 前記複数の反射部は、 1枚の反射板で構成されている、請求の範囲第 1項または第 2項に記載のアンテナ装置。

[4] 前記ループ素子は、対向する頂点に対応する部位が前記対称軸上にある菱形形状であり、

前記ループ素子の前記菱形形状の 1辺の長さは、 1Z4〜3Z8波長の長さであり、前記一対の迂回素子は、それぞれ、 1Z4波長の長さであり、かつ前記頂点に対応する部位から前記菱形形状の外側または内側に向けて設けられた、折り返した形状の突起部である、請求の範囲第 1項または第 2項に記載のアンテナ装置。

[5] 前記アンテナ素子は、複数の構成部からなっており、

前記各構成部は、それぞれの前記迂回部位同士が連結されて前記対称軸上に構成されている、請求の範囲第 1項または第 2項に記載のアンテナ装置。

[6] 前記アンテナ素子の構成部の数が、前記各アンテナ素子毎に異なって、る、請求の範囲第 5項に記載のアンテナ装置。

[7] 前記誘電体基板の裏面には、マイクロストリップラインが設けられており、

前記給電部が設けられてヽる前記所定の位置の近傍で、前記誘電体基板を挟んで、前記ループ素子と前記マイクロストリップラインが対向しており、

4波長の奇数倍の距離の位置に設けられており、前記各給電部のそれぞれに対して短絡と給電とを切り替える、請求の範囲第 2項に記載のアンテナ装置。

[8] 前記誘電体基板の裏面には、マイクロストリップラインが設けられており、

前記給電切り替え部は、前記マイクロストリップライン上の前記所定の位置から 1Z 2波長の整数倍の距離の位置に設けられており、前記各給電部のそれぞれに対して開放と給電とを切り替える、請求の範囲第 2項に記載のアンテナ装置。

[9] 電波を送出して、その電波が反射した電波を受信することにより物体や人体の対象物を検出する監視装置において、

請求の範囲第 1項または第 2項に記載のアンテナ装置を有し、前記送信アンテナ部が送信し対象物で反射した電波を複数のビーム方向で受信する受信アンテナ部と前記電波として送出するための信号を前記送信アンテナ部に伝達する送信部と、前記受信アンテナ部が受信した電波を、前記受信アンテナ部力信号として伝達され検出する受信部と、

前記アンテナ装置の複数のアンテナ素子が有して、る複数の給電部のうちの、給電する給電部の切り替えを制御して、前記受信アンテナ部で受信する電波の方向を切り替えて受信させることにより監視領域を制御するビーム切り替え部とを備えた監視装置。

[10] 前記送信アンテナ部は、請求の範囲第 1項または第 2項に記載のアンテナ装置を有する、前記広角の単一ビームよりも狭い範囲の複数のビーム方向の電波を送出するものであり、

前記ビーム切り替え部は、前記送信アンテナ部が有する前記アンテナ装置の複数のアンテナ素子が有している複数の給電部のうちの、給電する給電部の切り替えも制御して、前記送信アンテナ部が送出する電波のビーム方向も切り替え、監視領域を制御する、請求の範囲第 9項に記載の監視装置。

[11] 請求の範囲第 9項または第 10項に記載の監視装置を搭載した車両。

[12] 前記監視装置が、前記ビーム方向が車両前方の左右方向に切り替えられる向きで、車両の前方を監視する位置に取り付けられている、請求の範囲第 11項に記載の車両。