WO2009153905A1 - 高周波導波路、アンテナ装置およびこれを備えた電子機器 - Google Patents

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WO2009153905A1
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movable
groove
antenna device
waveguide body
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桐野秀樹
渡部昌史
山本功
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a high-frequency waveguide, an antenna device, and an electronic apparatus using the same.
  • a high-frequency waveguide used as a radio wave path is configured by combining first and second waveguide structures.
  • first and second waveguide structures each provided with a groove are integrated in a state where the openings of the grooves are matched, thereby forming a high-frequency waveguide.
  • patent document 1 exists in the prior literature similar to this.
  • This radar device In recent years, radar devices used for collision avoidance, inter-vehicle distance control, and the like have been mounted on automobiles. This radar device is required to have a detection angle of about 15 degrees on the left and right (total of 30 degrees) in order to enable measurement even when the automobile is traveling on a curve.
  • One method for obtaining this detection angle is to arrange an antenna body via a waveguide body in front of the transmitter / receiver and to move the antenna body to the left and right with respect to the waveguide body. is there.
  • Patent document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-223113
  • the flange provided on the outer periphery of the groove opening constituting the waveguide is integrated by screwing or welding.
  • a gap may be formed. At this time, radio waves may leak from the gap.
  • an object of the present invention is to effectively suppress radio wave leakage from the waveguide.
  • the problem in the conventional example is that the antenna device becomes large.
  • the antenna body in order to obtain a large detection angle of about 15 degrees on the left and right in the antenna device, the antenna body becomes very large. Furthermore, in order to drive the large antenna body to the left and right, the antenna device including the movable space becomes very large as a result.
  • an object of the present invention is to reduce the size of the antenna device and to simplify the configuration.
  • the high-frequency waveguide of the present invention includes first and second waveguide constructs, grooves, and protrusions.
  • the first and second waveguide structures are disposed opposite to each other at a predetermined distance of less than ⁇ / 4 ( ⁇ is the wavelength of the used radio wave).
  • the groove is formed so as to open on the mutually opposing surfaces of the first and second waveguide structures.
  • the protrusions are at least one of the mutually opposing surfaces in the first and second waveguide structures, and a plurality of protrusions are arranged around the groove and have a height of approximately ⁇ / 4.
  • a protrusion having a height of approximately ⁇ / 4 ( ⁇ is the wavelength of the used radio wave) is provided on the outer periphery of the groove opening. For this reason, even if the first and second waveguide components facing the opening of the groove are spaced apart from each other by a predetermined distance (less than ⁇ / 4), a projection is provided outside the opening.
  • An electric field in a direction parallel to the top surface of the protrusion can exist in the gap between the protrusions by the protrusion, but an electric field in a direction orthogonal to the top surface of the protrusion cannot exist. In particular, since an electric field in a direction orthogonal to the top surface of the protrusion cannot exist, leakage of radio waves from the waveguide is greatly suppressed.
  • a groove is formed in the first waveguide structure, and the position facing the opening of the groove and the periphery of the groove
  • the second waveguide structure is provided with a protrusion having a height of approximately ⁇ / 4 ( ⁇ is the wavelength of the used radio wave).
  • the top surface of the protrusion having a height of approximately ⁇ / 4 allows an electric field in the direction parallel to the top surface of the protrusion to exist in the gap between the protrusions. It becomes a magnetic wall in which an electric field in a direction perpendicular to the top surface of the surface cannot exist. Therefore, the waveguide can be configured only by the groove provided in one of the first and second waveguide structures. Furthermore, the protrusion having a height of approximately ⁇ / 4 is in a state of spreading uniformly in a plane in a direction orthogonal to the direction parallel to the waveguide axis.
  • the antenna device of the present invention includes an antenna body, a waveguide structure, and a transmission / reception body.
  • the antenna body has first and second transmission / reception openings.
  • the waveguide structure is disposed on the back side of the antenna body, and constitutes a waveguide in which the waveguide length to the first and second transmission / reception openings changes.
  • the transmitting / receiving body is disposed on the back side of the antenna body via a waveguide structure, and transmits / receives radio waves entering / leaving from the first and second transmitting / receiving openings of the antenna body.
  • the apparatus can be significantly reduced in size as compared with the conventional configuration in which the entire antenna body is movable.
  • FIG. 1 is a perspective view of an automobile to which an embodiment of the present invention is applied.
  • the perspective view of the antenna device concerning one embodiment of the present invention.
  • 1 is an exploded perspective view of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
  • the perspective view of the fixed waveguide body and plate The perspective view of the fixed waveguide body.
  • the perspective view of the fixed waveguide body The front view of the movable waveguide body.
  • the perspective view of the fixed waveguide body. The perspective view of the antenna body.
  • the disassembled perspective view of the movable waveguide part The top view which shows the magnetic circuit part.
  • the operation waveform diagram The figure which shows the characteristic part. The figure which shows other embodiment of this invention.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 21.
  • the perspective view of the antenna device concerning other embodiments of the present invention. 1 is an exploded perspective view of an antenna device according to an embodiment of the present invention.
  • the front view of the movable waveguide body The disassembled perspective view of the movable waveguide part.
  • Sectional drawing which shows the motor The front view of the movable waveguide part.
  • FIG. 1 is an automobile body, and 2 is four tires provided below the automobile body 1.
  • These tires 2 are rotationally driven by an engine (not shown) housed under the hood 3 of the automobile body 1.
  • a handle (not shown) for driving the tire 2 is provided in the interior 4 of the automobile body 1.
  • An antenna device 6 shown in FIG. 2 is provided above the bumper 5 on the front side of the automobile body 1.
  • the antenna device 6 will be described in detail later. As shown in FIGS. 1 and 2, on the front side of the automobile main body 1, the antenna device 6 is horizontally shifted from the center to the front (for example, a range of 150 meters). A 76.5 GHz radio wave W is emitted at a predetermined angle (for example, 15 degrees to the left and right (total 30 degrees)) while sequentially scanning the angle. And the reflected wave from less than 150 meters ahead in the irradiated angle is received. Thus, an object (another preceding car or an obstacle such as a falling object) within a range of 150 meters ahead can be detected and used for various controls of the automobile body 1.
  • a predetermined angle for example, 15 degrees to the left and right (total 30 degrees
  • control for example, by controlling the speed of the host vehicle by measuring the distance to the preceding car, or maintaining the inter-vehicle distance from the preceding car, or the presence of a falling object in front
  • the control etc. which detect and detect an alarm in the inside 4 of a vehicle etc. are mentioned.
  • the antenna device 6 shown in FIG. 2 is specifically composed of various components shown in FIG.
  • the symbols F, B, U, and S indicating the directions in FIG. 3 coincide with the directions F (front), B (rear), U (upward), and S (side) shown in FIG. The same applies to the direction symbols shown in FIG.
  • a transmitter / receiver 9 is arranged behind the antenna body 7 via a waveguide structure (high-frequency waveguide body) 8.
  • the antenna body 7 has a flat plate shape as shown in FIG. 3, and a plurality of transmission / reception openings 11a and 11b are provided on the left and right sides thereof as shown in FIG. Specific shapes of these transmission / reception openings 11a and 11b will be described later in detail again.
  • the waveguide structure 8 is provided with a fan-shaped movable waveguide body (second waveguide structure, fan-shaped member) 10 and the front side thereof.
  • Fixed waveguide body (first waveguide structure) 36 (see FIG. 8) and fixed waveguide body (first waveguide structure) 12 provided on the rear side thereof (see FIGS. 5 and 6) And is composed of.
  • the movable waveguide body 10 is made of, for example, a magnetic material made of metal or resin and having a metal film plated on the surface thereof. Further, as shown in FIGS. 7 and 11, the movable waveguide body 10 has four grooves 13 on the front side and the rear side thereof at predetermined intervals from the inner periphery to the outer periphery of the fan shape at predetermined intervals. Is formed. Further, in FIG. 7, through holes 14 penetrating the front side and the rear side are provided at the left and right ends of each groove 13.
  • the movable waveguide body 10 has a sector shape. And the through-hole 15 for pivotally supporting is provided in the principal part of this movable waveguide body 10. As shown in FIG. A small diameter portion 17 formed on the front side of the cylindrical shaft 16 is inserted into the through hole 15. Prior to this insertion, the small diameter portion 17 is inserted into a through-hole 19 formed in the driving body 18 shown in FIG. Thereafter, the nut 20 is screwed to the distal end portion of the small-diameter portion 17 that is inserted into the through-hole 15 of the movable waveguide body 10 and projects forward from the through-hole 15 in this state.
  • FIG. 11 the small diameter portion 17 and the thread groove to the nut 20 are not shown.
  • Bearings 21 and 22 are provided on the front and rear sides of the cylindrical shaft 16.
  • a support shaft 23 is fixed through the through holes of the bearings 21 and 22. That is, the movable waveguide body 10 and the driving body 18 are rotated around the support shaft 23.
  • the integrated movable waveguide body 10 and the driving body 18 rotate around the support shaft 23 as described above. At this time, it is possible to balance the weight of the movable part by taking the center of gravity of the integrated movable part on the shaft support part of the support shaft 23. As a result, there is an effect of suppressing power consumption by suppressing driving energy for rotation.
  • the movable parts are balanced, the influence of disturbances such as vibration and impact can be suppressed. This is advantageous in that when the antenna device 6 is mounted on an automobile, the antenna device 6 is less susceptible to vibrations and shocks, and reliability is improved.
  • the support shaft 23 is fixed to the through hole 25 of the plate 24 arranged on the front side of the transmitting / receiving body 9 arranged on the rear side of the waveguide structure 8 in FIG.
  • the fan-shaped movable waveguide body 10 and the driving body 18 are integrated at their main parts.
  • an electromagnetic coil 26 is mounted on the rear surface side of the driving body 18.
  • a magnetic circuit is formed by the yoke 27 and the magnet 28 before and after the driving body 18 in this state.
  • FIG. 12 shows the magnetic circuit portion.
  • an electromagnetic coil 26 is provided in a non-contact state between a front yoke 27 and a rear magnet 28.
  • the driving body 18 receives an electromagnetic force according to Fleming's left-hand rule and swings left and right as viewed from the front in FIG.
  • this vibration is transmitted to the movable waveguide body 10 integrated with the driving body 18, and thereby the movable waveguide body 10 is also rotated left and right.
  • the fixed waveguide body 12 is opposed to the movable waveguide body 10 that swings to the left and right as described above in a non-contact state with a predetermined distance therebetween.
  • the fixed waveguide body 12 is provided with four arc-shaped grooves 29 separated left and right on the front surface side at a predetermined interval toward the outer diameter side of the fan shape.
  • the through-hole 30 is each provided in the center side isolate
  • tournament feeding shape grooves 31 respectively connected to the four through holes 30 are provided.
  • the groove 31 constitutes a waveguide by being covered with a plate 33 shown in FIG.
  • the tournament power supply shape groove 31 is finally integrated as one power supply port 32.
  • the rear surface side of the fixed waveguide body 12 is covered with a plate body 33.
  • a power supply port 34 is formed at a position on the plate 33 corresponding to the power supply port 32 of the fixed waveguide body 12.
  • the power supply port 34 is disposed so that the power supply port 35 of the plate 24 faces the power supply port 34.
  • the fixed waveguide body 36 shown in FIGS. 8 and 9 is integrally disposed on the rear surface side of the antenna body 7 disposed on the front side of the movable waveguide body 10.
  • each arc-shaped grooves 37 separated from each other on the left and right sides of the fixed waveguide body 36 are formed from the fan-shaped inner diameter side to the outer diameter side.
  • a through hole 38 is formed in a central portion of the groove 37 that is separated to the left and right.
  • each groove 39 extending in the vertical direction separated from the left and right are provided on the front side of the fixed waveguide body 36.
  • the groove 39 is covered with a plate 33A to form a waveguide.
  • the upper end side of the groove 39 is inclined inward as shown in FIG.
  • the through hole 38 is formed at the tip of the inclined portion.
  • the transmitter / receiver 9 provided on the rear side of the waveguide structure 8 includes the plate 24, an RF (Radio Frequency) circuit unit 40 disposed on the rear side thereof, and a control unit. 41.
  • the transceiver 9 is electrically connected to a transceiver (not shown).
  • the transmitter / receiver 9, the waveguide structure 8, and the antenna body 7 are sequentially accommodated in a case 42 provided at the rearmost position.
  • a radio wave transmissive cover 43 is attached to the front side of the case 42 (specifically, the front side of the antenna body 7).
  • a distance from the automobile traveling ahead is measured from a central controller (not shown) of the automobile body 1.
  • the radio wave W of 76.5 GHz is, for example, 15 degrees to the left and right (30 degrees in total). A case will be described in which an instruction is given to output to the range and receive the reflected wave.
  • control unit 41 in FIG. 3 emits the 76.5 GHz radio wave W from the RF circuit unit 40 in response to the instruction.
  • the radio wave W passes through the power supply port 35 of the plate body 24 and then proceeds to the power supply port 34 shown in FIG.
  • radio wave W is supplied from the power supply port 34 to the power supply port 32 of the fixed waveguide body 12 shown in FIG.
  • These radio waves W proceed to separate into eight separated grooves 31 through a so-called tournament feeding path shown in FIG. Thereafter, the feed is supplied from the through hole 30 to the eight grooves 29 separated on the left and right sides of the front surface of the fixed waveguide body 12.
  • the groove 13 of the movable waveguide body 10 described with reference to FIGS. 7 and 11 is disposed opposite to the groove 29 with a predetermined distance therebetween.
  • the waveguide of the emitted 76.5 GHz radio wave W is formed by the opposing groove 13 and the groove 29 of the fixed waveguide body 12.
  • the radio wave W travels through this waveguide, and then travels from the through hole 14 to the front surface side of the movable waveguide body 10.
  • the movable waveguide body 10 is reciprocally turned left and right by energizing the electromagnetic coil 26 as described above, the waveguide length can be changed. Thereby, the phase of the radio wave W traveling through the through-hole 14 to the front surface side of the movable waveguide body 10 periodically changes as the movable waveguide body 10 rotates.
  • the fixed waveguide body 36 shown in FIG. 8 is arranged in such a manner that the radio wave W whose phase is periodically changed in this manner is arranged to face the front side of the movable waveguide body 10 at a predetermined interval. It progresses to the groove 37.
  • the radio wave W travels through the waveguide formed in the grooves 13 and 37.
  • the movable waveguide body 10 is reciprocally turned left and right by energizing the electromagnetic coil 26 as described above.
  • the waveguide length also changes on the front side of the movable waveguide body 10. Therefore, the phase of the radio wave W traveling through the waveguide periodically changes as the movable waveguide body 10 rotates.
  • the radio wave W then travels in the groove 39 that is separated from the left and right and extends downward from above on the front side of the fixed waveguide body 36 through the through hole 38 of FIG.
  • transmission / reception openings 11a and 11b of the antenna body 7 are provided on the front side of the groove 39 that is separated into left and right and extends in the vertical direction. For this reason, the radio wave W is emitted to the front side of the automobile body 1 shown in FIG. 1 through the transmission / reception openings 11a and 11b.
  • a plurality of transmission / reception openings 11a and 11b arranged on the left and right sides with a predetermined interval are arranged on the left and right sides with a predetermined interval in the vertical direction as shown in FIG. A total of eight are provided in the horizontal direction.
  • the phase of the radio wave W supplied to the transmission / reception openings 11 a and 11 b periodically changes as the movable waveguide body 10 rotates. This approximates, for example, that the phases of the sound emitted from the eight speakers are sequentially and periodically changed in a state where eight speakers are arranged at a predetermined interval.
  • the position of the listener who feels a strong sound among the plurality of listeners arranged in parallel with the speaker row at a distant location on the front side of the speaker row moves from the center to the right, and again from the right. It moves to the center, then moves from the center to the left, and is in a state similar to a state in which it periodically changes back to the center.
  • the radio waves are transmitted from the transmission / reception openings 11a and 11b provided on the left and right sides within a range of 15 degrees to the left and right (30 degrees in total) with respect to the front of the vehicle.
  • a state in which W is continuously emitted can be formed.
  • the radio wave W emitted at this time is emitted in a state in which the strong portion swings sequentially within the range of 15 degrees to the left and right (total of 30 degrees).
  • the reflected wave from the direction in which the strong radio wave W is emitted can be returned to the RF circuit unit 40 through the path of the emitted wave in the opposite direction.
  • control unit 41 Since the control unit 41 understands how many directions the radio wave W is emitted, it immediately determines whether there is a preceding vehicle or an obstacle at that angle, and the result is described above. To the central controller in the automobile body 1.
  • the fixed waveguide bodies 36 and 12 are arranged on the movable waveguide body 10 before and after the movable waveguide body 10 in a non-contact state via a predetermined interval.
  • path which the electromagnetic wave W advances is formed by making the groove
  • a plurality of protrusions 44 are provided on the upper side of 13.
  • the protrusion 44 has a shape projecting toward the fixed waveguide body 36 on the front side and the fixed waveguide body 12 on the rear side.
  • the height is ⁇ / 4 with respect to the wavelength ⁇ of the radio wave W traveling in the groove 13.
  • the interval between the protrusions 44 is less than ⁇ / 2 with respect to the wavelength ⁇ of the radio wave W traveling in the groove 13.
  • the radio wave W traveling through the groove 13 tries to leak to the inner and outer peripheral sides, the radio wave W is opened by the projection 44 (the radio wave W has no leakage path). As a result of the occurrence, leakage of the radio wave W in the inner and outer circumferential directions can be prevented.
  • the radio wave W travels in the waveguide constituted by the groove 13 and the groove 37, and is emitted from the transmission / reception openings 11a and 11b to the front of the automobile body 1 while swinging an angle from side to side.
  • the magnetic sensor 45 is disposed in the vicinity of the outermost protrusion 44 of the movable waveguide body 10 as shown in FIG.
  • the magnetic sensor 45 includes four magnetoresistive elements 46, 47, 48, 49 and a bias magnet (not shown). As shown in FIG. 13, the four magnetoresistive elements 46, 47, 48 and 49 are bridge-connected, and the distance between the centers of the magnetoresistive elements 46 and 47 and the distance between the centers of the magnetoresistive elements 48 and 49 are Was 1 ⁇ 2 pitch with respect to the pitch (interval) between the adjacent protrusions 44.
  • magnetoresistive elements 46 and 49 and the magnetoresistive elements 47 and 48 are set to 1 ⁇ 4 pitch with respect to the pitch (interval) between the adjacent protrusions 44.
  • the magnetic sensor 45 is disposed on the upper right side, for example, excluding the center of the movable waveguide body 10 in the front view.
  • the radio wave W emitted from the automobile main body 1 has only to be oscillated within a range of 15 degrees to the left and right (30 degrees in total). Therefore, even if the movable waveguide body 10 shown in FIG.
  • the magnetic sensor 45 is in a state in which it does not come off the extension line on the outer peripheral side of the protrusion 44.
  • control unit 41 understands that the movable waveguide body 10 is rotating counterclockwise, and thereafter, by counting the number of outputs at point A, the movable waveguide body 10 is counteracted. Recognizes how many times it has been turned clockwise.
  • the central controller of the automobile body 1 supplied via the control unit 41 decelerates or keeps the front obstacle. Control to increase safety during operation by detecting objects and reducing the speed.
  • the magnetic sensor 45 is used as the position detecting unit, but an optical sensor can be used as the position detecting unit.
  • the rotation angle can be detected by detecting the periodicity of the signal reflected by the protrusion 44 from the light emitted from the optical sensor.
  • the main feature of the present embodiment is that the movable waveguide body 10 is movable relative to the fixed waveguide bodies 12 and 36 in order to make the waveguide length variable. Even when a gap is formed between the movable waveguide body 10 and the fixed waveguide bodies 12 and 36, radio wave leakage does not occur from these gaps.
  • the plurality of protrusions 44 are provided on the surface of the movable waveguide body 10 facing the fixed waveguide bodies 12 and 36 at a predetermined size and pitch, respectively.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the relationship between the movable waveguide body 10 and the fixed waveguide body 12, but the relationship between the movable waveguide body 10 and the fixed waveguide body 36 is the same.
  • a predetermined interval (less than ⁇ / 4, this ⁇ is used.
  • Radio wave W (wavelength of 76.5 GHz).
  • the height of the plurality of protrusions 44 arranged outside the opening of the groove 13 is approximately ⁇ / 4.
  • the distance between adjacent protrusions 44 is less than ⁇ / 2.
  • the size of the opening of the grooves 13 and 29 is less than ⁇ / 2 (in FIG. 15, the bottom surface of the groove 29 is expressed as less than ⁇ / 2. Less than 2).
  • the distance between the bottom surfaces of the grooves 13 and 29 is less than ⁇ .
  • the reason why the height of the protrusion 44 is approximately ⁇ / 4 is that an electric field in a direction parallel to the top surface of the protrusion 44 can exist in the gap between the protrusions 44, but is orthogonal to the top surface of the protrusion 44. This is to form a state in which an electric field in the direction in which the electric field does not exist. In particular, by forming a state (magnetic wall state) in which an electric field in a direction perpendicular to the top surface of the projection 44 cannot exist, leakage of the radio wave W from the openings of the grooves 13 and 29 to the outside is prevented. be able to.
  • FIG. 15 illustrates the relationship between the movable waveguide body 10 and the fixed waveguide body 12, but the relationship between the movable waveguide body 10 and the fixed waveguide body 36 is also shown in FIG. This is the same as the relationship shown in FIG.
  • a through hole 30 is formed on the surface opposite to the movable waveguide body 10. Yes.
  • a through hole 14 is formed on the surface opposite to the fixed waveguide body 12.
  • the first short-circuit surface 30A is formed on the opposite side of the through hole 30 as the second input / output port in the through hole 30 as the first input / output port. Furthermore, a plurality of plate-like protrusions 14A are provided as second short-circuit surfaces on the opposite side of the through-hole 14 that is the second input / output port in the movable waveguide body 10 from the through-hole 30 that is the first input / output port. Individually formed.
  • the height of the plate-like protrusion 14A was set to approximately ⁇ / 4 ( ⁇ is the wavelength of the used radio wave W), as with the other protrusions 44.
  • the reason why the height of the plate-like protrusion 14A is approximately ⁇ / 4 is that the gap between the plate-like protrusions 14A is parallel to the top surface of the plate-like protrusion 14A and the longitudinal direction of the groove 29 (left-right direction in FIG. 18). An electric field in the direction perpendicular to the top surface of the plate-like protrusion 14A and an electric field in a direction parallel to the top surface of the plate-like protrusion 14A and perpendicular to the groove 29 cannot exist. This is to form a state.
  • an electric field in a direction perpendicular to the top surface of the plate-like protrusion 14A and a state where an electric field in a direction parallel to the top surface of the plate-like protrusion 14A and perpendicular to the groove 29 cannot exist (in the direction of the groove 29).
  • the reason for providing the first short-circuit surface 30A is that, as described above, in addition to the state where the electric field in the direction orthogonal to the top surface of the projection 44 having a height of approximately ⁇ / 4 cannot exist, This is because by providing one short-circuit surface 30 ⁇ / b> A, a state in which an electric field in a direction parallel to the top surface of the protrusion 44 cannot exist is formed. That is, the first input / output is performed from the longitudinal direction of the grooves 13 and 29 (left and right direction in FIG. 18) by preventing the electric field from being present in a direction perpendicular to or parallel to the top surface of the protrusions 44. Leakage of the radio wave W to the outside of the through-hole 30 that is a port can be prevented.
  • 18 and 19 are diagrams for explaining the relationship between the movable waveguide body 10 and the fixed waveguide body 12, but the relationship between the movable waveguide body 10 and the fixed waveguide body 36 is the same. Yes.
  • FIG. 20 which is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 19, a predetermined distance (in order to move the movable waveguide body 10 between the movable waveguide body 10 and the fixed waveguide body 12).
  • the point of being less than ⁇ / 4, the height of the plurality of protrusions 44 arranged outside the opening of the groove 13 being substantially ⁇ / 4, and other positional relationships are as described above.
  • the movable waveguide body 10 and the driving body 18 are integrated, and the driving body 18 is reciprocated left and right by energizing the electromagnetic coil 26.
  • the radio wave W is emitted 15 degrees to the left and right (30 degrees in total) in front of the automobile body 1, and the radio wave W that is reflected and returned is received.
  • information on other preceding cars and obstacle information such as a falling object in the front are obtained.
  • the forward information is the most important for the automobile body 1. For example, even if the energization of the electromagnetic coil 26 is interrupted due to some abnormality, it is necessary to secure only the forward information as a minimum. That is, for the automobile body 1, since the forward information becomes the main information, it is preferable that only the forward information can be acquired in any situation.
  • the configuration shown in FIG. 24 is adopted in order to perform the main guarantee operation.
  • the magnetic circuit for generating the driving force for the electromagnetic coil 26 includes the yoke 27 and the magnet 28 as shown in FIGS.
  • the magnetic body 18A is fixed to the lower left side of the drive body 18 in FIG. Further, as shown in FIG. 24, when the movable waveguide body 10 and the driving body 18 are present at a position along the vertical direction in the front view, the magnet 28 facing the magnetic body 18A has a front surface. A projection-like magnetic body attracting portion 28A that protrudes obliquely downward when viewed is provided.
  • Such rotation of the movable waveguide body 10 to the left and right is performed by energizing the electromagnetic coil 26.
  • the movable waveguide body 10 in the middle of rotation may stop at that position.
  • the magnetic body 18A fixed to the driving body 18 that has lost the driving force by the electromagnetic coil 26 receives the attraction force of the magnetic body attraction portion 28A, so that between a and b in FIG. From any position, suction and rotation are forced to the state shown in FIG.
  • the movable waveguide body 10 is held at a position along the vertical direction when viewed from the front.
  • the radio wave W is emitted from the antenna body 7 shown in FIG. 3 to the front (front direction) of the automobile body 1, and the radio wave W from the front is received.
  • the main configuration of the antenna device 206 of the present embodiment is the same as that of the antenna device 6 according to the first embodiment, and therefore, only different points will be extracted and described here.
  • members having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the antenna device 206 of the present embodiment is mounted in the vicinity of the front center portion of the automobile body 1 shown in FIG. Then, the radio wave W of 76.5 GHz is emitted at a predetermined angle (for example, a range of 15 degrees to the left and right (total of 30 degrees)) in the horizontal direction from the center while sequentially scanning the angle. And the reflected wave from less than 150 meters ahead in the irradiated angle is received.
  • a predetermined angle for example, a range of 15 degrees to the left and right (total of 30 degrees)
  • the antenna of the first embodiment is used in that a substantially circular movable waveguide body 210 is used instead of the substantially sector-shaped movable waveguide body 10 as shown in FIGS. Different from the device 6. Therefore, hereinafter, the description will focus on the movable waveguide body 210 that is different from the first embodiment.
  • the antenna device 206 includes various components shown in FIG.
  • the waveguide structure 208 includes a disk-shaped movable waveguide body 210, a fixed waveguide body 36 provided on the front side thereof, and a fixed waveguide body shown in FIG. 26 provided on the rear side of the movable waveguide body 210. 12.
  • the movable waveguide body 210 is made of, for example, a magnetic material made of metal or resin and having a metal film plated on the surface thereof.
  • four grooves 213 are formed in the movable waveguide body 210 at predetermined intervals from the disk-shaped inner periphery to the outer periphery on the front surface side and the rear surface side. ing.
  • the groove 213 is divided into three within a range of 120 degrees in the circumferential direction with the broken line portion shown in FIG.
  • the through-hole 214 which penetrated the front surface side and the rear surface side is provided in each rotation direction (arrow A) front end side and rotation direction rear end side.
  • the movable waveguide body 210 has a disk shape.
  • a through-hole 215 (see FIG. 28) for pivotal support is provided in the central portion of the movable waveguide body 210.
  • a projection 218 of the hub 217 of the motor 216 shown in FIG. 29 is inserted into the through hole 215.
  • a clamp plate 219 is attached to the front side of the movable waveguide body 210, and screws 220 are screwed into the screw holes 221 of the hub 217.
  • the motor 216 can be fixed to the movable waveguide body 210.
  • the outer peripheral portion of the clamp plate 219 is fixed in a state of covering the outer peripheral edge of the through hole 215 of the movable waveguide body 210.
  • the motor 216 has a shaft 222 provided at the center portion of the hub 217 as shown in FIG. A screw hole 221 is formed on the front side of the shaft 222.
  • the shaft 222 is rotatably supported on the bush 225 by bearings 223 and 224 provided in the front-rear direction.
  • the bush 225 is provided with a coil 226 and a stator 227.
  • a yoke 228A and a magnet 228B are provided on the inner surface side of the hub 217 facing the stator 227.
  • a fixing projection 225A is provided at the rear end of the bushing 225. As shown in FIG. 26, the fixing protrusion 225 ⁇ / b> A is inserted and fixed in the opening 9 ⁇ / b> B of the plate body 9 ⁇ / b> A of the transmitting / receiving body 9.
  • the ring-shaped position detection plate 210A is screwed to the front side of the outer periphery of the movable waveguide body 210 as shown in FIG.
  • the position detection plate 210A is provided with a plurality of openings 210B as position detection portions in the circumferential direction at predetermined intervals.
  • a light receiving and emitting element 210C is provided in the front-rear direction of the opening 210B. Then, the rotational position of the movable waveguide body 210 is detected by detecting light intermittently passing through the opening 210B.
  • the position detection unit includes a plurality of position detection protrusions provided at predetermined intervals on the outer periphery of the disc-shaped movable waveguide body 210 and a magnetoresistor provided to face the position detection protrusions.
  • the rotational position of the movable waveguide body 210 may be detected by an element.
  • a protrusion for preventing leakage of the radio wave from the groove 213 (radio wave leakage prevention protrusion) 244 are provided in a plurality of rows concentrically from the inner periphery toward the outer periphery.
  • the fixed waveguide body 12 of FIG. 26 is arranged in a non-contact state opposite to the rear of the movable waveguide body 210 rotating in this way (for example, about 4 rps). Yes.
  • the transmitter / receiver 9 provided on the rear side of the waveguide structure 208 includes a plate body 9A, an RF circuit unit 40 disposed on the rear side, a control unit 41, , Is composed of.
  • the transmitter / receiver 9, the waveguide structure 208, and the antenna body 7 are sequentially accommodated in the case 42 provided at the rearmost position.
  • a radio wave transmissive cover 43 is attached to the front side of the case 42, specifically, to the front side of the antenna body 7.
  • the radio wave W of 76.5 GHz is, for example, 15 degrees to the left and right (30 degrees in total). A case will be described in which an instruction is given to output to the range and receive the reflected wave.
  • control unit 41 in FIG. 26 emits a 76.5 GHz radio wave W from the RF circuit unit 40 in response to the instruction.
  • the radio wave W passes through the power supply port 35 of the plate body 9A, and then proceeds to the power supply port 34 (see FIG. 4) of the plate body 33 on the rear side of the fixed waveguide body 12.
  • the radio wave W is supplied from the power supply port 34 to the power supply port 32 of the fixed waveguide body 12 (see FIG. 5). Then, the radio wave W proceeds to be separated into eight separated grooves 31 through a so-called tournament feeding path shown in FIG. Thereafter, the radio wave W is supplied from the through hole 30 to the eight grooves 29 separated on the left and right sides on the front surface side of the fixed waveguide body 12.
  • the groove 213 of the movable waveguide body 210 described with reference to FIGS. 27 and 28 is disposed facing the groove 29 at a predetermined interval.
  • the groove 213 is formed in a state of being divided into three within a range of 120 degrees in the circumferential direction.
  • the waveguide of the emitted 76.5 GHz radio wave W is formed by the facing groove 213 and the groove 29 of the fixed waveguide body 12.
  • the radio wave W travels through the waveguide and travels from the through-hole 214 to the front side of the movable waveguide body 210.
  • the movable waveguide body 210 is rotated by the motor 216 as described above, the waveguide length changes. As a result, the phase of the radio wave W traveling through the through hole 214 to the front surface side of the movable waveguide body 210 periodically changes as the movable waveguide body 210 rotates.
  • the radio wave W whose phase is periodically changed in this manner is next placed on the front side of the movable waveguide body 210 so as to face each other at a predetermined interval, and the fixed waveguide body shown in FIG. It advances to the groove 37 of 36.
  • the radio wave W travels through the waveguide formed by the grooves 213 and 37.
  • the movable waveguide body 210 rotates, so that the waveguide length also changes on the front surface side of the movable waveguide body 210. Therefore, the phase of the radio wave W traveling in the groove 37 changes periodically as the movable waveguide body 210 rotates.
  • the radio wave W is separated from the left and right through the through-hole 38 of FIG. 8 on the front side of the fixed waveguide body 36 and travels through the groove 39 extending downward from above.
  • transmission / reception openings 11a and 11b of the antenna body 7 are provided on the front side of the groove 39 that is separated into left and right and extends along the vertical direction. For this reason, the radio wave W is emitted to the front side of the automobile body shown in FIG. 1 through the transmission / reception openings 11a and 11b.
  • FIG. 31 is a graph showing the directivity of the antenna body 7. As shown in FIG. 31, the directivity angle of the antenna body 7 changes almost linearly.
  • the slant straight line shown in FIG. 31 shows a change form utilizing the straight part of the arc sine wave in detail, but is described in a straight line in order to avoid complexity of the drawing. .
  • the directivity changes three times per rotation of the motor 216. As described above, this is because the groove 213 provided in the movable waveguide body 210 is divided into three within a range of 120 degrees.
  • the period b until the directivity changes next is longer than the period a for which the directivity changes, so that the control unit 41 reflects with sufficient margin in this period b. This is to analyze the wave data.
  • the angle detection mechanism position detection plate 210A, opening 210B, light emitting / receiving element 210C shown in FIG. 30 is employed.
  • the arrangement, shape, height, and the like of the protrusions 244 shown in FIGS. 27 and 28 are the same as those of the protrusion 44 of the first embodiment.
  • the effects such as prevention of radio wave leakage and phase stabilization obtained in the antenna device 6 of the first embodiment can be obtained.
  • a protrusion 144 having a height of approximately ⁇ / 4 is provided in that portion.
  • the waveguide formed by the grooves 13 and 29 is only the groove 29, but the radio wave W can be sufficiently propagated by the groove 29 alone.
  • the protrusion 144 having a height of approximately ⁇ / 4 is in a state of spreading uniformly in a plane in a direction perpendicular to the direction parallel to the waveguide axis. For this reason, it has a function of suppressing the leakage of the radio wave W from the waveguide, and the first and second waveguide constituent bodies (the movable waveguide body 110 and the fixed waveguide body 12) are parallel to the waveguide axis. In addition, even if they are shifted from each other in the orthogonal direction, a state in which a stable magnetic wall always exists in front of the opening is realized. Therefore, there is an effect that the phase of the radio wave W propagating in the waveguide is stabilized. That is, it is possible to configure a high-frequency waveguide that is not easily affected by the accuracy of the groove position of the waveguide.
  • the relationship between the movable waveguide body 10 and the fixed waveguide body 12 described in FIGS. 16 and 17 is the same as the relationship between the movable waveguide body 10 and the fixed waveguide body 36. It is.
  • a protrusion 144 is provided in that portion.
  • the waveguide formed by the grooves 13 and 29 is only the groove 29.
  • the waveguide is still formed and the radio wave can be sufficiently propagated.
  • the length of the waveguide is also variable, the phase can be changed.
  • the electric field in the direction parallel to the top surface of the protrusions 144 in the gaps between the protrusions 144 is caused by the protrusions 144.
  • an electric field in a direction perpendicular to the top surface of the protrusion 144 cannot exist. That is, the top surface of the protrusion 144 having a height of approximately ⁇ / 4 is a magnetic wall. Therefore, a high-frequency waveguide can be configured with only the groove 29.
  • the protrusion 144 having a height of approximately ⁇ / 4 is in a state of spreading uniformly in a plane in a direction perpendicular to the direction parallel to the waveguide axis. For this reason, it has the function to suppress the leakage of the radio wave W from the waveguide in the direction orthogonal to the waveguide axis, and the first and second waveguide structures (movable waveguide body 110, fixed waveguide body 12). Even when the angle is shifted in the direction perpendicular to the waveguide axis, a state in which a stable magnetic wall always exists in front of the opening is realized.
  • the relationship between the movable waveguide body 110 and the fixed waveguide body 12 described in FIGS. 21 and 23 is the same as the relationship between the movable waveguide body 110 and the fixed waveguide body 36. It is.
  • the protrusion 244 may be provided in the groove 213.
  • the present invention is a high-frequency waveguide that suppresses radio wave leakage, it can be greatly expected to be used in various electronic devices.
  • the present invention is intended to reduce the size without moving the antenna body and to simplify the configuration, so that it can be greatly expected to be applied to automobiles and the like that are trying to promote reduction in size and weight from the viewpoint of energy saving. It will be a thing.

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Abstract

 導波路構成体(8)では、可動導波路体(10)と固定導波路体(12)とが所定間隔離して対向配置されていると共に、これらの少なくとも一方には、対向側が開口となった溝(13,29)が形成されている。この溝(13,29)の少なくとも一方の外方には、高さが略λ/4(λは使用電波の波長)の突起(44)が設けられている。

Description

高周波導波路、アンテナ装置およびこれを備えた電子機器
 本発明は、高周波導波路、アンテナ装置およびこれを用いた電子機器に関するものである。
 電波の通路として用いられている高周波導波路は、第1・第2の導波路構成体を組み合わせて構成されている。
 具体的には、それぞれ溝を設けた第1・第2の導波路構成体を、その溝の開口を合わせた状態で一体化し、これによって高周波導波路を構成している。なお、これに類似する先行文献には、下記の特許文献1が存在する。
 また、近年、衝突回避、車間距離制御などに用いられるレーダー装置が、自動車に装着されるようになってきた。このレーダー装置は、自動車がカーブを走行しているときにおいても測定可能にするため、左右15度(計30度)程度の検知角が求められる。
 この検知角を得られるための一つの方法として、送受信体の前に導波路体を介してアンテナ体を配置するとともに、このアンテナ体を導波路体に対して左右に可動する構成とするものがある。なお、これに類似する特許文献としては、下記特許文献2(特開2002-223113)が存在する。
特開2004-48486号公報 特開2002-223113号公報
 前記従来例における課題は、第1・第2の導波路構成体から電波が漏洩してしまうということであった。
 すなわち、上記第1・第2の導波路構成体は、導波路を構成する溝の開口の外周に設けたフランジをネジ止めや溶接によって一体化するようにしているが、その際に作業ミスなどによって隙間が形成される場合がある。このとき、この隙間部分から電波が漏洩してしまうおそれがある。
 そこで本発明は、導波路からの電波漏れを効果的に抑制することを目的とすることである。
 また、前記従来例における課題は、アンテナ装置が大型化してしまうということであった。
 すなわち、アンテナ装置において上記左右15度程度の大きな検知角を得るためには、上記アンテナ体は非常に大きなものとなってしまう。さらに、この大きなアンテナ体を左右に駆動する構成とするためには、その可動空間も含め、結果的にアンテナ装置は非常に大きなものとなってしまう。
 近年の自動車は、例えば、省エネ対策等からコンパクト化が図られてきているが、この流れの中で、その安全対策といえどもアンテナ装置が大きくなってしまうのは好ましくない。つまり、アンテナ装置としての小型化が求められる。
 そこで、本発明は、アンテナ装置の小型化を図るとともに構成の簡素化を図ることを目的とするものである。
 本発明の高周波導波路は、第1・第2の導波路構成体と、溝と、突起と、を備えている。第1・第2の導波路構成体は、λ/4未満(λは使用電波の波長)の所定間隔だけ離間した位置に対向配置されている。溝は、第1・第2の導波路構成体における互いに対向する面に開口するように形成されている。突起は、第1・第2の導波路構成体における互いに対向する面のうち少なくとも一方であって、溝の周囲に複数配置され、高さが略λ/4である。
 すなわち、溝の開口外周には、高さが略λ/4(λは使用電波の波長)の突起を設けられている。このため、溝の開口が臨む第1・第2の導波路構成体間を所定間隔(λ/4未満)離しているとしても、その開口の外方には突起が設けられているため、この突起によって突起間の空隙において突起の天面とは平行な方向への電界は存在できるが、突起の天面とは直交する方向への電界は存在できない。特に、この突起の天面とは直交する方向への電界が存在できないことで、導波路からの電波の漏洩は大幅に抑制される。
 次に、本発明においては、このように電波の漏洩が大幅に抑制されるものにおいて、前記第1の導波路構成体に溝を形成するとともに、この溝の開口に対向する位置と溝の周囲の第2の導波路構成体には高さが略λ/4(λは使用電波の波長)の突起を設けている。これにより、第1・第2の導波路構成体が導波路軸に直交する方向に動いた場合でも、導波路内を伝搬する電波の位相を安定化させることができる。
 すなわち、高さが略λ/4(λは使用電波の波長)の突起の天面は、この突起により突起間の空隙において突起の天面とは平行な方向への電界は存在できるが、突起の天面とは直交する方向への電界は存在できない磁気壁となる。よって、第1・第2の導波路構成体の一方に設けた溝だけで導波路を構成できる。さらに、高さが略λ/4の突起は、導波路軸に平行な方向と直交する方向に平面的に一様に広がった状態となっている。このため、第1・第2の導波路構成体が導波路軸に直交する方向へ相互にずれたとしても、開口の前面には常に安定な磁気壁が存在した状態が実現される。よって、導波路内を伝搬する電波の位相を安定化させることができる。つまり、前記溝位置の精度に影響を受けにくい高周波導波路を構成することが可能となる。
 本発明のアンテナ装置は、アンテナ体と、導波路構成体と、送受信体と、を備えている。アンテナ体は、第1・第2の送受信開口を有する。導波路構成体は、アンテナ体の背面側に配置されており、第1・第2の送受信開口までの導波路長が変化する導波路を構成する。送受信体は、アンテナ体の背面側に導波路構成体を介して配置されており、アンテナ体の第1・第2の送受信開口から出入りする電波を送受信する。
 これにより、導波路長を変化させる導波路構成体を形成したため、導波路長を変化させるために、アンテナ体を固定式としその後方の導波路体を可動させることにより、広い検知角を得ることができる。よって、アンテナ体ごと可動させる従来の構成と比較して、装置の大幅な小型化が図れる。
本発明の一実施形態を適用した自動車の斜視図。 本発明の一実施形態にかかるアンテナ装置の斜視図。 本発明の一実施形態にかかるアンテナ装置の分解斜視図。 その固定導波路体と板体の斜視図。 その固定導波路体の斜視図。 その固定導波路体の斜視図。 その可動導波路体の正面図。 その固定導波路体の斜視図。 その固定導波路体の斜視図。 そのアンテナ体の斜視図。 その可動導波路部の分解斜視図。 その磁気回路部を示す平面図。 その可動導波路部の正面図。 その動作波形図。 その特徴部分を示す図。 本発明の他の実施形態を示す図。 本発明の他の実施形態を示す斜視図。 その特徴部分を示す断面図。 その特徴部分を示す斜視図。 図19のA-A線の断面図。 本発明の他の実施形態の特徴部分を示す斜視図。 その特徴部分を示す断面図。 図21のA-A線の断面図。 本発明の一実施形態にかかるアンテナ装置の特徴部分を示す正面図。 本発明の他の実施形態にかかるアンテナ装置の斜視図。 本発明の一実施形態にかかるアンテナ装置の分解斜視図。 その可動導波路体の正面図。 その可動導波路部の分解斜視図。 そのモーターを示す断面図。 その可動導波路部の正面図。 その動作波形図。
 以下、本発明の一実施形態について、例えば、高周波導波路体を含むアンテナ装置6が搭載される電子機器として自動車を用いた例を挙げて説明する。
 (実施形態1)
 図1において、1は自動車本体であって、2は自動車本体1の下方に設けられた4本のタイヤである。
 これらのタイヤ2は、自動車本体1のボンネット3下方に収納したエンジン(図示せず)によって回転駆動される。
 また、自動車本体1の車内4には、タイヤ2を運転操作するためのハンドル(図示せず)が設けられている。また、自動車本体1の前面側のバンパー5の上方には、図2に示すアンテナ装置6が設けられている。
 このアンテナ装置6は、後で詳しく説明するが、これら図1、図2に示すように、自動車本体1の前面側において、前方(例えば、150メートルの範囲)に対し中心から水平方向に左右に所定の角度(例えば、左右に15度(計30度)の範囲)に、76.5GHzの電波Wをその角度を順次走査しながら発射する。そして、その照射された角度における前方150メートル以内からの反射波を受信する。これにより、前方150メートル範囲内における対象物(先行する他の自動車あるいは落下物等の障害物)などを検出し、自動車本体1の各種制御に活用することができる。
 この制御の一例としては、例えば、先行する他の自動車との距離を測定することによって、自車のスピードをコントロールして先行する自動車との車間距離を維持する制御、あるいは前方における落下物の有無を検出して車内4内において警報を発する制御などが挙げられる。
 さて、この図2に示すアンテナ装置6は、具体的には図3に示す各種構成部品により構成されている。なお、図3中の方向を示す記号F,B,U,Sは、図1に示した方向F(前方),B(後方),U(上方),S(側方)と一致しており、図4以降に示す方向記号も同様とする。
 すなわち、図3において、アンテナ体7の後方には、導波路構成体(高周波導波路体)8を介して送受信体9が配置されている。
 まず、アンテナ体7は、図3に示すように、平板状であって、その左右には図10にも示しているが、複数の送受信開口11a,11bが設けられている。これら送受信開口11a,11bの具体的な形状については、後で再び詳細に説明する。
 再び図3に戻って説明を続けると、次に、導波路構成体8は、扇状の可動導波路体(第2の導波路構成体、扇形形状部材)10と、その前方側に設けられた固定導波路体(第1の導波路構成体)36(図8参照)と、その後方側に設けられた固定導波路体(第1の導波路構成体)12(図5、図6参照)と、によって構成されている。
 このうち先ず、可動導波路体10は、例えば、金属製または樹脂製でその表面に金属皮膜をメッキした磁性体によって作られている。また、可動導波路体10には、図7、図11に示すように、その前面側および後面側に、扇形の内周から外周にかけて所定間隔を介して4本の溝13が所定間隔を介して形成されている。また、図7において、各溝13の左右端には、前面側と後面側とを貫通した貫通口14が設けられている。
 この可動導波路体10について、さらに説明を続けると、この可動導波路体10は上述したように、扇形の形状を有している。そして、この可動導波路体10の要部分には、軸支されるための貫通口15が設けられている。この貫通口15には、円筒軸16の前方側に形成された径小部17が挿入される。この挿入の前に、この径小部17は、図11に示す駆動体18に形成された貫通口19に挿入される。その後、可動導波路体10の貫通口15に挿入され、その状態で貫通口15よりも前方側に突出した径小部17の先端部にナット20がネジ止めされる。
 なお、この図11においては、径小部17とナット20へのネジ溝は図示していない。
 また、円筒軸16内の前後には、軸受け21,22が設けられている。これら軸受け21,22の貫通口には、支持軸23が貫通固定されている。つまり、支持軸23を中心に、可動導波路体10と駆動体18とが回動するようになっている。
 また、一体化された可動導波路体10と駆動体18とは、上述のように、支持軸23を中心に回動する。このとき、この一体化された可動部分の重心を支持軸23の軸支部に取ることによって、可動部分の重量バランスを取ることができる。その結果、回動するための駆動エネルギーを抑制して、消費電力を抑える効果がある。
 また、可動部分のバランスが取れていることで、振動、衝撃などの外乱の影響を抑制できる。これは、自動車にアンテナ装置6を搭載した際には、その振動、衝撃に対しての影響を受けにくくなり、信頼性が向上するという効果がある。
 なお、支持軸23は、図3における導波路構成体8の後方側に配置された送受信体9における前方側に配置された板体24の貫通口25に固定される。
 再び図11に戻って説明を続けると、扇形の可動導波路体10と駆動体18とは、それらの要部分で一体化されている。そして、その状態において駆動体18の後面側には、電磁コイル26が装着されている。そして、その状態の駆動体18の前後には、ヨーク27と磁石28とによって磁気回路が形成されている。
 この磁気回路部分を示した図面が、図12である。
 この図12に示すように、磁気回路においては、前方側のヨーク27と後方側の磁石28との間に非接触状態で電磁コイル26が設けられている。この状態で電磁コイル26に通電を行うと、駆動体18はフレミングの左手の法則による電磁力を受けて、図11における前方からみて左右に振れることになる。
 この振れは、上述のように、駆動体18に一体化された可動導波路体10に伝達され、これによって可動導波路体10も左右に回動する。
 さて、このように左右に振れる可動導波路体10の後方には、上述のように、固定導波路体12が所定間隔を介して非接触状態で対向配置されている。
 この固定導波路体12は、図6に示すように、前面側に左右に分離された円弧状の溝29が、扇形の外径側に向って所定間隔をおいて4本設けられている。
 そして、この溝29の左右に分離された中心側には、それぞれ貫通口30が設けられている。
 さて、この固定導波路体12の後面側には、図5に示すように、4つの貫通口30にそれぞれ連通したいわゆるトーナメント給電形状の溝31が設けられている。溝31は、図4に示す板体33に覆われることにより導波路を構成している。このトーナメント給電形状の溝31は、図5に示すように、最終的には1つの給電口32として集約されている。そして、その状態で図4に示すように、固定導波路体12の後面側は、板体33で覆われている。そして、固定導波路体12の給電口32に対応する板体33上の位置には、給電口34が形成されている。
 この給電口34には、板体24の給電口35が対向するように配置されている。一方、可動導波路体10の前方側に配置されたアンテナ体7の後面側には、図8、図9に示す固定導波路体36が一体として配置されている。
 この固定導波路体36の後面側には、図8に示すように、左右に分離された円弧状の溝37が扇形の内径側から外径側に向ってそれぞれ4本ずつ形成されている。そして、この溝37の左右に分離された中心部分には、貫通口38が形成されている。
 また、固定導波路体36の前面側には、図9に示すように、左右に分離された縦方向に延伸する溝39が4本ずつ設けられている。溝39は、図10に示すように、板体33Aに覆われることによって導波路を構成している。この溝39の上端側は、それぞれ図9に示すように、内方側に傾けられている。そして、この傾いた部分の先端部分には、前記貫通口38が形成されている。
 再び図3に戻って説明を続けると、導波路構成体8の後方側に設けられた送受信体9は、上記板体24とその後方側に配置したRF(Radio Frequency)回路部40と制御部41とによって構成されている。また、送受信体9は、図示しない送受信機に対して電気的に接続されている。
 なお、図3において、最も後方に設けられたケース42内に、送受信体9、導波路構成体8、アンテナ体7が順次収納される。その状態でケース42の前方側(具体的には、アンテナ体7の前方側)には、電波透過性のカバー43が装着される。
 <実際の制御>
 さて、図1に示した自動車においては、自動車本体1の中央制御器(図示せず)から、例えば、前方を走行する自動車との距離を測定する。ここでは、自車の速度コントロールをするため、あるいは前方における障害物探査のために、76.5GHzの電波Wを図1に示すように、例えば、前方の左右に15度(計30度)の範囲に出射し、その反射波を受信するように指示された場合について説明する。
 この場合、まず、図3における制御部41は、その指示を受けて、RF回路部40から76.5GHzの電波Wを発する。
 この電波Wは、板体24の給電口35を通過し、次に板体33の後面側の図4に示す給電口34へと進行する。
 すると、この給電口34からは、図5に示す固定導波路体12の給電口32に電波Wが供給される。これらの電波Wは、図5に示す、いわゆるトーナメント給電路を通って8本の分離された溝31へと分離進行する。そして、その後、貫通口30からこの固定導波路体12の前面側の左右に分離された8本の溝29へと供給される。
 この溝29には、図7、図11で説明した可動導波路体10の溝13が所定間隔を離した状態で対向配置されている。
 従って、可動導波路体10の後方側においては、対向する溝13と固定導波路体12の溝29とによって、上記出射された76.5GHzの電波Wの導波路が形成される。そして、電波Wは、この導波路を介して進行し、次に貫通口14から可動導波路体10の前面側へと進行する。
 ただし、可動導波路体10は、上述したように電磁コイル26への通電によって左右に往復回動をしているので、導波路長を変化させることができる。これにより、この可動導波路体10の前面側に貫通口14を介して進行してくる電波Wの位相は、可動導波路体10の回動に伴って、周期的に変化する。
 そして、このように周期的に位相が変わる状態となった電波Wが、次にこの可動導波路体10の前面側において、所定間隔をおいて対向配置された図8に示す固定導波路体36の溝37へと進行していく。
 すなわち、この可動導波路体10の前面側においても、円弧状の溝13と図8に示す固定導波路体36の左右に分離された円弧状の溝37とがそれぞれ対向配置されている。このため、溝13,37において形成される導波路を介して上記電波Wが進行していく。
 ただし、この場合も可動導波路体10の後面側と同様に、可動導波路体10が、上述したように、電磁コイル26への通電により左右に往復回動をしている。これにより、この可動導波路体10の前面側においても導波路長が変化する。よって、導波路を進行する電波Wの位相は、可動導波路体10の回動に伴って周期的に変化する。
 そして、この電波Wは、次に、図8の貫通口38を介してこの固定導波路体36の前面側において、左右に分離され上方から下方に向かって延伸する溝39内を進行する。
 さて、このように左右に分離され上下方向に延伸する溝39の前面側には、図10に示すように、アンテナ体7の送受信開口11a,11bが設けられている。このため、この送受信開口11a,11bを介して、図1に示す自動車本体1の前方側へと電波Wが出射される。
 さて、この状態において、図10に示すように、左右に所定間隔を介して複数配置された送受信開口11a,11bは、左右それぞれにおいて、図10に示すように、上下方向に所定間隔を介して設けられ、かつそれが左右方向において4本ずつ合計8本設けられている。
 ここで重要なことは、上述したように、これらの送受信開口11a,11bに供給されてくる電波Wは、可動導波路体10の回動に伴って位相が周期的に変化している。これは、例えば、8本のスピーカーが所定間隔を介して離して配置された状態において、そこから出す音の位相を順次周期的に変化させることに近似している。これにより、スピーカー列の前面側における離れた場所に、前記スピーカー列と並行して並んだ複数の聴講者のうち、強い音を感じる聴講者の位置が、中央から右に移動し、再び右から中央に移動し、その後中央から左に移動し、再び中央に戻る定期的な変化をする状態と同じような状態となる。
 すなわち、アンテナ体7が固定されている場合でも、その左右に設けた送受信開口11a,11bから、上述したように、車の前方に対して左右に15度(計30度)の範囲内で電波Wを連続的に出射される状態を形成することができる。この時の出射される電波Wは、その強度の強い部分が、上記左右15度(計30度)の範囲内を順次揺動する状態で出射される。そして、強度の強い電波Wの出射した方向からの反射波を、この出射波の経路を反対の方向を通じてRF回路部40に戻すことができる。
 制御部41は、電波Wが何度の方向に向けて出射されるかを理解しているので、その角度に先行車あるいは障害物があるか否かを瞬時に判断し、その結果を上述したように自動車本体1内の中央制御器に伝達する。
 ただし、出射角度の検出精度を高めるためには、可動導波路体10の回動角度を直接検出することが好ましい。そのためには、本実施形態においては、図13に示すような構成を採用することが望ましい。
 具体的には、まず、可動導波路体10には、上述のように、その前後に所定間隔を介して非接触状態で固定導波路体36,12がそれぞれ配置されている。そして、それらの間に形成された溝(後方より前方に向けて、溝29,13および溝13,37)を対向させることで、電波Wが進行する通路を形成している。
 この時、可動導波路体10が可動するため、しかたなく固定導波路体36,12との間には所定間隔を設けなければならない。
 しかし、このように可動導波路体10と固定導波路体36、12との間に所定間隔のすきまが形成されてしまうと、そこから電波漏れが発生するおそれがある。
 そこで、本実施形態においては、図7および図11に示すように、扇形の可動導波路体10における溝13の内周側(図7の溝13の下側)および外周側(図7の溝13の上側)に、複数の突起44を設けている。
 さらに詳細に説明すると、この突起44は、上記前方側の固定導波路体36および後方側の固定導波路体12に向けてそれぞれ突出させた形状を有している。そして、その高さは、溝13を進行している電波Wの波長λに対してλ/4としている。
 また、突起44間の間隔は、溝13を進行している電波Wの波長λに対してλ/2未満としている。
 これにより、溝13を進行している電波Wは、その内周側、外周側に漏れようとした場合でも、前記突起44による電波Wの開放状態(電波Wの漏れ路が無くなった状態)が発生する結果として、この内外周方向への電波Wの漏れの発生を防止することができる。
 よって、電波Wは、溝13と溝37とで構成される導波路内を進行し、送受信開口11a,11bから自動車本体1の前方へと左右に角度を振りながら出射される。
 さて、このような出射方向の精度を高めるため、本実施形態では、図13に示すように、可動導波路体10の最外周の突起44に近接して磁気センサー45を配置した。
 この磁気センサー45は、4つの磁気抵抗素子46,47,48,49とバイアス磁石(図示せず)とから構成される。4つの磁気抵抗素子46,47,48,49は、図13に示すように、ブリッジ接続し、磁気抵抗素子46、47の中心間の距離と、磁気抵抗素子48,49の中心間の距離とを、それぞれ隣接する突起44間のピッチ(間隔)に対して1/2ピッチとした。
 また、磁気抵抗素子46と49、磁気抵抗素子47と48は、隣接する突起44間のピッチ(間隔)に対して1/4ピッチとした。
 そして、この状態で、図13に示すように、磁気センサー45は、正面視において、可動導波路体10の中心を除く、例えば、右上側に配置した。
 上述のように、自動車本体1から出射される電波Wは、左右に15度(計30度)の範囲で振られればよいので、この図13に示す可動導波路体10を回動させても磁気センサー45が突起44の外周側の延長線上から外れない状態となっている。
 この状態としておけば、例えば、可動導波路体10は、図13において反時計方向に回動する場合(図14の左側)には、図14に示すように、磁気抵抗素子48,49間のA点出力は、磁気抵抗素子46,47間のB点出力よりも早く出力される。
 これを見て、制御部41は、可動導波路体10が反時計方向に回動していることを理解し、その後はこのA点出力の個数を数えることで、可動導波路体10が反時計方向に何度回動したかを認識する。
 もちろん、逆に、B点出力がA点出力よりも早く現れる場合(図14の右側)には、可動導波路体10は、時計方向に回動しその回動角度が何度であるかが、制御部41において認識される。
 そして、制御部41を介して供給された自動車本体1の中央制御器は、この磁気センサー45からの出力に基づいて、先行する他の自動車との距離を保つために減速したり、前方の障害物を検知して速度を減速させたりすることで運転中の安全性を高める制御を行う。
 なお、上記実施形態においては、位置検出手段として磁気センサー45を用いたが、位置検出手段として光センサーを用いることもできる。その場合、光センサーから出射された光が突起44で反射される信号の周期性を検知することで、回動角度を検出することができる。その場合、回動方向における障害物等の検出のためには、光センサーを複数個用いたり、回動方向を検出する他の素子を併用したりすることが必要な場合がある。
 <主な特徴>
 ここで、本実施形態における主な特徴点について説明する。
 本実施形態における主要な特徴点は、上述のように、導波路長を可変とするために、可動導波路体10を、固定導波路体12,36に対して相対的に可動させるために、これら可動導波路体10と、固定導波路体12,36との間に隙間が形成された場合でも、これらの隙間から電波漏れが発生しない点にある。
 そのために、本実施形態においては、上述のように、可動導波路体10における固定導波路体12,36との対向面にそれぞれ所定の大きさ、ピッチで複数の突起44を設けている。
 図15は、可動導波路体10と固定導波路体12の関係を説明するための図であるが、可動導波路体10と固定導波路体36との関係も同様である。
 さて、この図15に示すように、可動導波路体10と固定導波路体12との間は、可動導波路体10を可動させるために、所定間隔(λ/4未満で、このλは使用する電波W(76.5GHz)の波長)離されている。また、溝13の開口の外側に複数個配置された突起44の高さは、略λ/4としている。また、隣接する突起44間の距離は、λ/2未満とした。さらに、溝13,29の開口の大きさは、λ/2未満とした(図15では溝29の底面をλ/2未満と表現しているが、溝13,29の底面も開口もλ/2未満となっている)。さらにまた、溝13,29の底面間は、λ未満としている。
 ここで、上記各寸法関係にした理由を説明する。まず、溝13,29の底面開口の寸法をλ/2未満としたこと、および溝13,29の底面間を、λ未満とした理由は、使用する電波Wを安定して伝搬させるためである。
 次に、突起44の高さを略λ/4とした理由は、突起44間の空隙において突起44の天面とは平行な方向への電界は存在できるが、突起44の天面とは直交する方向への電界は存在できない状態を形成するためである。特に、この突起44の天面とは直交する方向への電界が存在できない状態(磁気壁状態)を形成することにより、溝13,29の開口からその外方への電波Wの漏洩を防止することができる。
 また、隣接する突起44間の距離をλ/2未満とした理由は、前記磁気壁状態を安定化させるためである。
 また、可動導波路体10と固定導波路体12との間を、λ/4未満の距離とした理由は、前記電波Wの漏洩を防止する効果を安定化させるためである。
 ここで再度説明するが、図15は、可動導波路体10と、固定導波路体12との関係について説明したが、可動導波路体10と、固定導波路体36との関係も、この図15で示す関係と同様なものとなっている。
 また、本実施形態においては、図18および図19に示すように、溝29に連通する第1の入出力ポートとして、可動導波路体10とは反対側の面に貫通口30を形成している。さらに、前記溝13に連通する第2の入出力ポートとして、固定導波路体12とは反対側の面に貫通口14を形成している。
 また、第1の入出力ポートである貫通口30における、第2の入出力ポートである貫通口14とは反対側に、第1の短絡面30Aが形成されている。さらに、可動導波路体10における第2の入出力ポートである貫通口14における、第1の入出力ポートである貫通口30とは反対側に、第2の短絡面として板状突起14Aが複数個形成されている。
 そして、板状突起14Aの高さは、他の突起44と同様に、略λ/4(λは使用電波Wの波長)とした。
 板状突起14Aの高さを略λ/4とした理由は、板状突起14A間の空隙において、板状突起14Aの天面とは平行で且つ溝29の長手方向(図18の左右方向)への電界は存在できる一方で、板状突起14Aの天面とは直交する方向への電界、および板状突起14Aの天面とは平行で且つ溝29に直交する方向への電界は存在できない状態を形成するためである。特に、この板状突起14Aの天面とは直交する方向への電界、および板状突起14Aの天面とは平行で且つ溝29に直交する方向への電界が存在できない状態(溝29方向へは磁気壁状態で溝29と直交方向へは電気壁状態)にしている。
 これにより、溝13,29の長手方向(図18の左右方向)から第2の入出力ポートである貫通口14の外方への電波Wの漏洩を防止することができる。
 一方、第1の短絡面30Aを設けた理由は、上述したように、高さが略λ/4である突起44の天面とは直交する方向への電界は存在できない状態に加えて、第1の短絡面30Aを設けることにより突起44の天面とは平行な方向への電界も存在できない状態を形成するためである。つまり、これら突起44の天面とは直交する方向へも平行な方向へも電界が存在できない状態にすることにより、溝13,29の長手方向(図18の左右方向)から第1の入出力ポートである貫通口30の外方への電波Wの漏洩を防止することができる。
 図18、図19は、可動導波路体10と固定導波路体12の関係を説明するための図であるが、可動導波路体10と固定導波路体36の関係も同様のものとなっている。
 さて、図19のA-A線断面図である図20に示すように、可動導波路体10と固定導波路体12との間は、可動導波路体10を可動させるために、所定間隔(λ/4未満としている点、溝13の開口の外側に複数個配置した突起44の高さは、略λ/4としている点、その他の位置関係については、上述した通りである。
 ここで再度説明するが、図18から図20は、可動導波路体10と、固定導波路体12との関係について説明したが、可動導波路体10と、固定導波路体36との関係も、これらの図18から図20で示す関係と同様なものとなっている。また、可動導波路体10と、固定導波路体36との間においても、導波路長が可変されており、これも合わせて位相が可変されることになる。
 次に、本実施形態におけるその他の特徴点について説明する。
 上述のように、本実施形態においては、可動導波路体10と、駆動体18とを一体化し、電磁コイル26に通電することで駆動体18を左右に往復運動をさせている。これにより、自動車本体1の前方に左右15度(合計30度)に電波Wが発射し、またその反射して戻ってくる電波Wを受信する。この結果、先行する他の自動車の情報や前方における落下物などの障害物情報を得ている。
 この場合、自動車本体1としては、前方情報が最も重要なものとなり、例えば、電磁コイル26への通電が何らかの異常によって途絶えたとしても、この前方情報だけは最低限確保する必要がある。つまり、自動車本体1にとっては、前方情報が主要情報となるために、どのような状況にあっても前方情報だけは取得できるように構成されていることが好ましい。
 そこで、本実施形態においては、主要保証動作をさせるために、図24に示す構成を採用している。
 ここで、電磁コイル26に対する駆動力を発生させる磁気回路は、上述したように、図11、図24に示すように、ヨーク27と磁石28とによって構成されている。
 そこで、本実施形態においては、図24に示すように、駆動体18の図24における下方左側に磁性体18Aを固定した。また、可動導波路体10と駆動体18とが、図24に示すように、正面視において鉛直方向に沿った位置に存在する際に、前記磁性体18Aに対向する磁石28の部分に、正面視において斜め下向きに突出する突起状の磁性体吸引部28Aを設けている。
 ここで、図24に示す正面視において、可動導波路体10が、支持軸23を中心として時計回りに回動する場合には、駆動体18も時計回りに回動する。この時、磁性体18Aは、図24における左側のa点に移動している。
 また、反対に、可動導波路体10が、支持軸23を中心として反時計回りに回動する場合には、駆動体18も反時計回りに回動する。この時、磁性体18Aは、図24における右側のb点に移動している。
 このような可動導波路体10の左右への回動は、電磁コイル26への通電により行われるものである。例えば、この電磁コイル26への通電が何らかの異常によって途絶えてしまった場合には、回動途中の可動導波路体10は、その位置で停止してしまうおそれがある。
 しかし、本実施形態においては、電磁コイル26による駆動力を失った駆動体18に固定された磁性体18Aは、磁性体吸引部28Aの吸引力を受けることで、図24におけるa~b間のどの位置からでも、図24に示す状態へと強制的に吸引回動させられる。
 その結果、可動導波路体10は、図24に示すように、正面視において鉛直方向に沿った位置で保持される。この状態においては、図3に示すアンテナ体7からは、自動車本体1の前方(正面方向)へ電波Wが発射され、また、その前方からの電波Wが受信されることとなる。
 つまり、自動車として最も重要な前方正面方向の情報を最低限得ることができ、このことは、自動車としての機能を高めるために極めて有益な状態となる。
 (実施形態2)
 本発明の他の実施形態に係るアンテナ装置206について、図25~図31を用いて説明すれば以下の通りである。
 なお、本実施形態のアンテナ装置206の主要な構成については、上記実施形態1に係るアンテナ装置6と同様であるから、ここでは異なる点のみを抽出して説明する。また、本実施形態では、説明の便宜上、上記実施形態1と同様の機能を有する部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。
 本実施形態のアンテナ装置206は、上記実施形態1のアンテナ装置6と同様に、図1に示す自動車本体1の前方中央部付近に搭載されており、前方正面から前方約150メートルの範囲に対して、中心から水平方向に左右に所定の角度(例えば、左右に15度(計30度)の範囲)に、76.5GHzの電波Wをその角度を順次走査しながら発射する。そして、その照射された角度における前方150メートル以内からの反射波を受信する。これにより、前方150メートル範囲内における対象物(先行する他の自動車あるいは落下物等の障害物)などを検出し、自動車本体1の各種制御に活用することができる。
 また、本実施形態では、略扇形の可動導波路体10の代わりに、図25および図26に示すように、略円形の可動導波路体210を用いている点において、上記実施形態1のアンテナ装置6とは異なっている。よって、以下では、上記実施形態1とは異なる可動導波路体210を中心に説明する。
 アンテナ装置206は、具体的には、図26に示す各種構成部品により構成されている。
 導波路構成体208は、円板状の可動導波路体210と、その前方側に設けた固定導波路体36と、可動導波路体210の後方側に設けた図26に示す固定導波路体12とによって構成されている。
 このうち先ず、可動導波路体210は、例えば、金属製または樹脂製でその表面に金属皮膜をメッキした磁性体で作られている。また、可動導波路体210には、図27、図28に示すように、その前面側および後面側に、円板状の内周から外周にかけて所定間隔を介して4本の溝213が形成されている。溝213は、この図27に示す破線部分を境として円周方向に120度の範囲内に3分割されている。そして、その各回転方向(矢印A)前端側と回転方向後端側とには、前面側と後面側を貫通した貫通口214が設けられている。
 この可動導波路体210について、さらに説明を続けると、この可動導波路体210は上述したように円板状となっている。そして、この可動導波路体210の中心部分には、軸支されるための貫通口215(図28参照)が設けられている。この貫通口215には、図29に示すモーター216のハブ217の突起部218が挿入される。そして、その状態で、図28に示すように、可動導波路体210の前方側にクランプ板219が装着され、ネジ220をハブ217のネジ穴221にネジ止めする。これにより、モーター216を可動導波路体210に対して固定することができる。
 この時、クランプ板219の外周部は、可動導波路体210の貫通口215の外周縁を覆った状態で固定される。
 モーター216は、図29に示すように、ハブ217の中心部分に設けられたシャフト222を有している。このシャフト222の前方側には、ネジ穴221が形成されている。
 そして、シャフト222は、前後方向に設けられたベアリング223,224によって、ブッシュ225に回転自在に軸支されている。
 また、ブッシュ225には、コイル226とステータ227とが設けられている。ステータ227に対向するハブ217の内面側には、ヨーク228Aと磁石228Bとが設けられている。
 なお、ブッシュ225の後端には、固定用突起225Aが設けられている。この固定用突起225Aは、図26に示すように、送受信体9の板体9Aの開口9Bに挿入され、固定されている。
 つまり、モーター216を駆動すれば、可動導波路体210が図28の矢印A方向に回転する構成となっている。
 再び図28に戻って説明を続けると、可動導波路体210の外周前方側には、図30に示すように、リング状の位置検出板210Aがネジ止めされている。
 この位置検出板210Aには、所定間隔をおいて円周方向に位置検出部としての複数の開口210Bが設けられている。この開口210Bの前後方向には、図30に示すように、光の受発光素子210Cが設けられている。そして、開口210Bを断続的に通過する光を検出することにより、可動導波路体210の回転位置を検出する。
 なお、位置検出部は、円板状の可動導波路体210の外周部に所定間隔をおいて設けられた複数の位置検出用突起と、この位置検出用突起に対向して設けられた磁気抵抗素子とによって構成し、可動導波路体210の回転位置を検出するようにしてもよい。
 また、本実施形態における主な特徴点としては、このような位置検出部にほこりが滞留し、その位置検出精度が低下してしまうことを防止できることが挙げられる。
 すなわち、図27に示すように、位置検出をするために設けられた開口210Bの内周側には、上述のように、溝213からの電波漏洩を防止するための突起(電波漏洩阻止用突起)244を、内周から外周に向けて同心円状に複数個複数列に設けている。
 この状態において、
可動導波路体210が回転すると、外周側に設けた突起244の方が内周側に位置する突起244よりも移動の周速度が速くなる。その結果、外周側ほど負圧側になることにより、この可動導波路体210の内周から外周に向けて流れる風が発生する。この結果、外周に位置する上記開口210Bには、ほこりなどが溜まりにくくなる。よって、ほこり等の存在によって、位置検出精度が低下してしまうのを防止できるのである。
 さて、このように回転する(例えば、約4rps)可動導波路体210の後方には、上述したように、図26の固定導波路体12が所定間隔を介して非接触状態で対向配置されている。
 再び図26に戻って説明を続けると、導波路構成体208の後方側に設けられた送受信体9は、板体9Aと、その後方側に配置されたRF回路部40と、制御部41と、によって構成されている。
 なお、図26において、最も後方に設けられたケース42内に、送受信体9、導波路構成体208、アンテナ体7が順次収納される。そして、その状態で、ケース42の前方側、具体的には、アンテナ体7の前方側に電波透過性のカバー43が装着される。
 さて、図1に示した自動車においては、自動車本体1の中央制御器(図示せず)から、例えば、前方を走行する自動車との距離を測定する。ここでは、自車の速度コントロールをするため、あるいは前方における障害物探査のために、76.5GHzの電波Wを図1に示すように、例えば、前方の左右に15度(計30度)の範囲に出射し、その反射波を受信するように指示された場合について説明する。
 この場合、まず、図26における制御部41は、その指示を受けて、RF回路部40から76.5GHzの電波Wを発する。
 この電波Wは、板体9Aの給電口35を通過し、次に、固定導波路体12の後方側の板体33の給電口34(図4参照)へと進行する。
 すると、この給電口34から固定導波路体12(図5参照)の給電口32に電波Wが供給された状態となる。そして、電波Wは、図5に示す、いわゆるトーナメント給電路を通って8本の分離された溝31へと分離進行する。そして、その後、電波Wは、貫通口30からこの固定導波路体12の前面側の左右に分離された8本の溝29へと供給される。
 この溝29には、図27、図28で説明した可動導波路体210の溝213が所定間隔を離した状態で対向配置されている。ただし、溝213は、上述したように、円周方向において、120度の範囲内に3分割された状態で形成されている。
 従って、可動導波路体210の後面側においては、対向する溝213と固定導波路体12の溝29とによって、上記出射された76.5GHzの電波Wの導波路が形成される。そして、電波Wは、この導波路を介して進行し、貫通口214から可動導波路体210の前面側へと進行する。
 ただし、可動導波路体210は、上述したように、モーター216によって回転しているので、導波路長が変化する。これにより、この可動導波路体210の前面側に貫通口214を介して進行してくる電波Wの位相は、可動導波路体210の回転に従って、周期的に変化する。
 そして、このように、周期的に位相が変わる状態となった電波Wは、次にこの可動導波路体210の前面側において、所定間隔をおいて対向配置された図8に示す固定導波路体36の溝37へと進行していく。
 すなわち、この可動導波路体210の前面側においても、円弧状の溝213と、図8に示す固定導波路体36の左右に分離された円弧状の溝37とがそれぞれ対向配置されている。これにより、溝213,37によって形成される導波路を介して、電波Wが進行していく。
 ただし、この場合も可動導波路体210の後面側と同様に、可動導波路体210が回転しているので、この可動導波路体210の前面側においても導波路長が変化する。よって、溝37に進行する電波Wの位相は、可動導波路体210の回転に従って、周期的に変化する。
 そして、この電波Wは、次に図8の貫通口38を介してこの固定導波路体36の前面側において、左右に分離され、上方から下方に延伸する溝39を進行する。
 さて、このように左右に分離され上下方向に沿って延伸する溝39の前面側には、図10に示すように、アンテナ体7の送受信開口11a,11bが設けられている。このため、この送受信開口11a,11bを介して、図1に示す自動車本体の前方側へと電波Wが出射される。
 図31は、アンテナ体7の指向性を示すグラフであって、図31に示すように、アンテナ体7の指向性角度は、ほぼ直線的に変化することが分かる。
 なお、この図31で示した斜めの直線は、詳しくは、アークサイン波の直線部分を活用した変化形態を示すものであるが、図面の煩雑さを避けるために、直線状に記載している。
 また、この図31からも理解されるように、モーター216一回転あたり、指向性が3回変化する。これは、上述したように、可動導波路体210に設けた溝213が120度の範囲内に3分割されていることに起因している。
 なお、図31に示すように、指向性が変わるための期間aよりも、次に指向性が変わるためまでの期間bを長くしたのは、この期間bにおいて制御部41が余裕を持って反射波データを解析するためである。
 なお、送受信開口11a,11bから出射される電波Wの出射角度の検出精度を高めるためには、可動導波路体210の回動角度を直接検出することが好ましい。そのために、本実施形態においては、図30に示した角度検出機構(位置検出板210A、開口210B、受発光素子210C)を採用している。
 なお、本実施形態では、図27および図28に示す突起244の配置、形状、高さ等については、上記実施形態1の突起44と同様である。これにより、アンテナ装置206においても、上記実施形態1のアンテナ装置6において得られた電波漏洩防止や位相の安定化等の効果を同様に得ることができる。
 <他の実施形態>
 (A)
 図16、図17は、本発明の他の実施形態を示している。
 本実施形態においては、可動導波路体110において、固定導波路体12側の溝13の代わりに、その部分にも高さが略λ/4の突起144を設けている。
 この場合、上記実施形態1では溝13,29で導波路が形成されていたものが、溝29だけとなってしまうが、この溝29だけでも十分に電波Wを伝搬させることができる。
 すなわち、高さが略λ/4の突起が一様に配置された可動導波路体110では、突起144間の空隙において突起144の天面とは平行な方向への電界は存在できる。一方、突起144の天面は、突起144の天面とは直交する方向への電界は存在できない。つまり、高さが略λ/4の突起144が、磁気壁となる。よって、溝29だけでも高周波導波路を構成することができる。
 さらに、高さが略λ/4の突起144は、導波路軸に平行な方向と直交する方向に平面的に一様に広がった状態となっている。このため、導波路からの電波Wの漏洩を抑制する機能を有するとともに、第1・第2の導波路構成体(可動導波路体110、固定導波路体12)が導波路軸に平行な方向だけでなく、直交する方向へも相互にずれたとしても、開口の前面には常に安定な磁気壁が存在した状態が実現される。よって、導波路内を伝搬する電波Wの位相が安定するという効果がある。つまり、導波路の溝位置の精度に影響を受けにくい高周波導波路を構成することが可能となる。
 また、図示していないが、この図16、図17において説明した可動導波路体10と固定導波路体12との関係は、可動導波路体10と固定導波路体36との関係においても同様である。
 (B)
 図21から図23は、本発明の他の実施形態を示している。
 本実施形態においては、可動導波路体110の導波路部分における溝13の代わりに、その部分にも突起144を設けている。
 この場合、上記実施形態1では、溝13,29で導波路が形成されていたものが、溝29だけとなってしまうが、これでも導波路が形成され、電波は十分に伝搬させることができるし、導波路の長さも可変されるので、位相も変化させることができる。
 すなわち、高さが略λ/4の突起144が一様に配置された可動導波路体110では、この突起144により突起144間の空隙において突起144の天面とは平行な方向への電界は存在できるが、突起144の天面とは直交する方向への電界は存在できない。つまり、高さが略λ/4の突起144の天面は、磁気壁となる。よって、溝29だけでも高周波導波路を構成できる。
 さらに、高さが略λ/4の突起144は、導波路軸に平行な方向と直交する方向に平面的に一様に広がった状態となっている。このため、導波路から導波路軸と直交する方向への電波Wの漏洩を抑制する機能を有するとともに、第1・第2の導波路構成体(可動導波路体110、固定導波路体12)が導波路軸に直交する方向へずれたとしても、開口の前面には常に安定な磁気壁が存在した状態が実現される。つまり、可動導波路体110の貫通口15、円筒軸16、支持軸23の可動部品の中心軸等の精度に影響を受けにくい移相器が得られるという効果がある。
 また、図示していないが、この図21,図23にて説明した可動導波路体110と固定導波路体12との関係は、可動導波路体110と固定導波路体36の関係においても同様である。
 可動導波路体110と2つの固定導波路体12,36との関係においても、固定導波路体12,36側には、図6および図8に示すように、溝29,37が形成されている。このため、可動導波路体110を可動させれば、図22に示す可動導波路体110の貫通口14と固定導波路体12,36の貫通口38との間の長さが変化し、これに合わせて位相が変化する。これにより、上述した図1、図2に示す電波の左右15度(計30度)の走査を行うことができる。
 なお、上記実施形態2の可動導波路体210についても同様に、溝213の部分に突起244を設けてもよい。これにより、上記と同様の効果を得ることができる。
 本発明は、電波漏洩を抑制した高周波導波路であるから、各種電子機器への活用が大いに期待できるものとなる。
 また、本発明は、アンテナ体を可動させずに小型化を図るとともに構成の簡素化を図るものであるので、省エネルギーの観点から小型軽量化を推進しようとしている自動車などへの展開も大いに期待できるものとなる。
  1  自動車本体
  2  タイヤ
  3  ボンネット
  4  車内
  5  バンパー
  6  アンテナ装置
  7  アンテナ体
  8  導波路構成体(高周波導波路)
  9  送受信体
  9A 板体
  9B 開口
 10  可動導波路体(第2導波路構成体)
 11a 送受信開口
 11b 送受信開口
 12  固定導波路体(第1導波路構成体)
 13  溝
 14  貫通口
 14A 板状突起
 15  貫通口
 16  円筒軸
 17  径小部
 18  駆動体
 18A 磁性体
 19  貫通口
 20  ナット
 21  軸受け
 22  軸受け
 23  支持軸
 24  板体
 25  貫通口
 26  電磁コイル
 27  ヨーク
 28  磁石
 28A 磁性体吸引部
 29  溝
 30  貫通口
 30A 第1の短絡面
 31  溝
 32  給電口
 33  板体
 33A 板体
 34  給電口
 35  給電口
 36  固定導波路体(第1の導波路構成体)
 37  溝
 38  貫通口
 39  溝
 40  RF回路部
 41  制御部
 42  ケース
 43  カバー
 44  突起
 45  磁気センサー
46,47,48,49 磁気抵抗素子
110  可動導波路体(第2の導波路構成体)
144  突起
206  アンテナ装置
208  導波路構成体(高周波導波路)
210  可動導波路体(第2の導波路構成体)
210A 位置検出板(位置検出部)
210B 開口(位置検出部)
210C 受発光素子(位置検出部)
213  溝
214  貫通口
215  貫通口
216  モーター
217  ハブ
218  突起部
219  クランプ板
220  ネジ
221  ネジ穴
222  シャフト
223  ベアリング
225  ブッシュ
225A 固定用突起
226  コイル
227  ステータ
228A ヨーク
228B 磁石
244  突起
  W  電波                                                             

Claims (31)

  1.  λ/4未満(λは使用電波の波長)の所定間隔だけ離間した位置に対向配置された第1・第2の導波路構成体と、
     前記第1・第2の導波路構成体における互いに対向する面に開口するように形成された溝と、
     前記第1・第2の導波路構成体における互いに対向する面のうち少なくとも一方であって、前記溝の周囲に配置され、高さが略λ/4の複数の突起と、
    を備えている高周波導波路。
  2.  複数の前記突起は、互いに隣接する間の距離がλ/2未満になるように配置されている、
    請求項1に記載の高周波導波路。
  3.  前記溝は、前記第1の導波路構成体側に形成されており、
     前記突起は、前記溝に対向する位置と前記溝の周囲の前記第2の導波路構成体側に設けられている、
    請求項1または2に記載の高周波導波路。
  4.  前記第1の導波路構成体における前記溝の底面から、対向する前記第2の導波路構成体における前記突起の根元までの距離はλ未満である、
    請求項3に記載の高周波導波路。
  5.  前記溝は、前記第1・第2の導波路構成体にそれぞれ対向するように形成されており、
     前記突起は、互いに対向する前記第1・第2の導波路構成体にそれぞれ設けられている、
    請求項1または2に記載の高周波導波路。
  6.  前記第1の導波路構成体における前記溝の底面から、対向する前記第2の導波路構成体における前記溝の底面までの距離はλ未満である、
    請求項5に記載の高周波導波路。
  7.  前記溝の幅は、λ/2未満である、
    請求項1から6のいずれか1つに記載の高周波導波路。
  8.  請求項1から7のいずれか1つに記載の高周波導波路と、
     前記第1・第2の導波路構成体の少なくとも一方を可動させる駆動体と、
    を備えている電子機器。
  9.  第1・第2の送受信開口を有するアンテナ体と、
     前記アンテナ体の背面側に配置されており、前記第1・第2の送受信開口までの導波路長が変化する導波路を構成する導波路構成体と、
     前記アンテナ体の背面側に前記導波路構成体を介して配置されており、前記アンテナ体の前記第1・第2の送受信開口から出入りする電波を送受信する送受信体と、
    を備えているアンテナ装置。
  10.  前記導波路構成体は、固定配置された固定導波路体と、前記固定導波路体に対して回動する可動導波路体とを有する、
    請求項9に記載のアンテナ装置。
  11.  前記固定導波路体と前記可動導波路体とに形成された前記溝は、略円弧状に形成されており、
     前記固定導波路体に対して前記可動導波路体を回動させる駆動体を、さらに備えている、
    請求項9または10に記載のアンテナ装置。
  12.  前記可動導波路体は、略扇形形状である、
    請求項11に記載のアンテナ装置。
  13.  前記駆動体の機能が停止した場合には、互いに一体化された前記駆動体および前記可動導波路を所定の初期位置へと移動させる定位置復帰手段を、さらに備えている、
    請求項11に記載のアンテナ装置。
  14.  前記定位置復帰手段は、前記駆動体に設けられた磁性体と、前記磁性体に対して対向する位置に設けられた磁性体吸引部と、を含むように構成される、
    請求項13に記載のアンテナ装置。
  15.  前記可動導波路体の要部を軸支する軸支部を、さらに備え、
     前記駆動体は、前記軸支部における前記可動導波路体の後面側において前記可動導波路体と一体化されている、
    請求項11から14のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
  16.  前記駆動体と一体化された前記導波路構成体は、正面視において、前記軸支部とほぼ一致する位置に重心位置を有している、
    請求項15に記載のアンテナ装置。
  17.  前記駆動体に装着された電磁コイルと、
     前記駆動体の前面側、および後面側にそれぞれ設けられた磁気回路と、
    をさらに備えている、
    請求項16に記載のアンテナ装置。
  18.  前記導波路構成体は、固定導波路体と、前記固定導波路体に対して回転可能な略円板状の可動導波路体と、を含む、
    請求項9に記載のアンテナ装置。
  19.  前記円板状の可動導波路体は、円周方向において分割された複数の溝を有し、前記可動導波路体の溝に対向して前記固定導波路体に溝を有している、
    請求項18に記載のアンテナ装置。
  20.  前記円板状の可動導波路体は、前記略扇形の領域に円周方向に沿って形成された溝を、円周方向に3つ組み合わせて構成されている、
    請求項19に記載のアンテナ装置。
  21.  前記可動導波路体の外周部に近接配置された位置検出部を、さらに備えている、
    請求項18から20のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
  22.  前記位置検出部は、前記可動導波路体の外周部に所定間隔を介して形成された複数の開口と、前記開口の近傍に設けられた受発光素子と、を有している、
    請求項21に記載のアンテナ装置。
  23.  前記位置検出部は、前記可動導波路体の外周部に所定間隔を介して設けられた複数の位置検出用突起と、前記位置検出用突起に対向配置された磁気抵抗素子と、を有している、
    請求項21に記載のアンテナ装置。
  24.  前記可動導波路体に形成された溝の内周側および外周側の少なくとも一方に高さが略λ/4の複数の突起を、さらに備えている、
    請求項18から23のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
  25.  前記可動導波路体に形成された溝に高さが略λ/4の複数の突起を、さらに備えている、
    請求項18から23のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
  26.  前記可動導波路体に形成された溝に対向する前記固定導波路体における溝および前記溝の内周側と外周側の少なくとも一方に高さが略λ/4の複数の突起を、さらに備えている、
    請求項18から23のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
  27.  前記固定導波路体に形成された溝に対して前記可動導波路体が対向配置されており、
     前記固定導波路体の溝および前記溝の内周側と外周側の少なくとも一方に設けられた複数の電波漏洩阻止用突起と、
     複数の前記電波漏洩阻止用突起の群の内に、前記可動導波路体を前後に貫通するように設けられた貫通口と、
    をさらに備えている、
    請求項18から23のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
  28.  前記導波路構成体は、前記可動導波路体の前面側および後面側に所定間隔を介して前記固定導波路体をそれぞれ対向配置させて構成されている、
    請求項9から27のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
  29.  前記アンテナ体の前面側に設けられた電波透過性のカバーを、さらに備えている、
    請求項9から28のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
  30.  請求項9から29のいずれか1つに記載のアンテナ装置と、
     前記送受信体に対して電気的に接続された送受信機と、
    を備えている電子機器。
  31.  前記アンテナ装置は、自動車本体の前面側に装着されている、
    請求項30に記載の電子機器。
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