WO2021181872A1 - アンテナ装置及びレーダ装置 - Google Patents

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WO2021181872A1
WO2021181872A1 PCT/JP2021/001396 JP2021001396W WO2021181872A1 WO 2021181872 A1 WO2021181872 A1 WO 2021181872A1 JP 2021001396 W JP2021001396 W JP 2021001396W WO 2021181872 A1 WO2021181872 A1 WO 2021181872A1
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dielectric
lens
antenna
axis
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小澤　尚志
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オムロン株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
    • H01Q15/08—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism formed of solid dielectric material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
    • H01Q19/062—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens for focusing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
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    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems

Definitions

  • This disclosure relates to an antenna device and a radar device.
  • an antenna device for a radar device irradiates a reflector with a radar wave and receives it directly from the antenna device or from the antenna device via a protective dielectric plate (radome). ..
  • the antenna device for the radar device has a high gain over a wide angular range.
  • the gain of an antenna device decreases as the angle deviates from its front, and the radiated power and the received power become smaller. Therefore, when the antenna device is used in a radar device, the received power of the reflected wave from the reflecting object existing in the direction away from the front of the antenna device is larger than the received power of the reflected wave from the reflecting object existing in the front. There is a problem that the size becomes smaller and the detection performance of the radar device deteriorates.
  • Patent Document 1 discloses a target direction determination system including a plurality of transceivers having different main beam directions from each other.
  • Patent Document 1 is costly because it requires a plurality of transceivers. Further, the system of Patent Document 1 may deteriorate its detection performance due to radio wave interference between transceivers.
  • An object of the present disclosure is to provide an antenna device and a radar device having a high gain over a wider angle range than before, while having a simple configuration.
  • At least one antenna element It comprises a dielectric lens made of a first dielectric material having a first dielectric constant and including a lens body having first and second surfaces facing each other.
  • the lens body is formed so as to refract the incident wave with respect to the antenna element or the incident wave from the antenna element at an angle gradually increasing as the distance from the axis passing through the center of the first and second surfaces increases.
  • the first or second lens body removes the volume of the first dielectric material that increases as it approaches the axis so that the refractive index of the dielectric lens decreases as it approaches the axis.
  • the lens body can be formed so as to refract the incident wave with respect to the antenna element or the incident wave from the antenna element at an angle that gradually increases as the distance from the axis increases.
  • the plurality of holes have intervals that become smaller as they approach the axis.
  • Each of the plurality of holes has a diameter that increases as it approaches the axis.
  • the plurality of holes become deeper as they approach the axis.
  • the first and second surfaces are formed parallel to each other.
  • the dielectric lens is a filler made of a second dielectric material having a second dielectric constant smaller than the first dielectric constant, and further includes a filler for filling the plurality of holes.
  • the first surface is a flat surface and the second surface is a concave surface.
  • the dielectric lens is a filler made of a second dielectric material having a second dielectric constant smaller than the first dielectric constant, and further includes a filler filled on the second surface. , The surface of the filler is formed parallel to the first surface.
  • the second surface includes a plurality of regions in which the distance to the first surface decreases as the axis approaches the axis.
  • the plurality of regions of the second surface are formed parallel to the first surface.
  • the dielectric lens is a filler made of a second dielectric material having a second dielectric constant smaller than the first dielectric constant, and is the first of a plurality of regions of the second surface. It further includes a filler that fills the space above the region other than the region with the greatest distance from one surface.
  • a transmission / reception circuit that transmits / receives radar waves via the antenna device, It includes a signal processing circuit that detects a reflecting object based on radar waves transmitted and received by the transmission / reception circuit.
  • the antenna device and radar device can provide a high gain over a wider angle range than before, even though they have a simple configuration.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line Bc-Bc'of FIG. 5A.
  • FIG. 6 It is a top view which shows the structure of the dielectric lens 2D of the antenna device which concerns on 2nd modification of 2nd Embodiment.
  • 6 is a cross-sectional view taken along the line Bd-Bd'of FIG. 6A.
  • It is a top view which shows the structure of the dielectric lens 2E of the antenna device which concerns on 3rd modification of 2nd Embodiment.
  • It is sectional drawing in the Be-Be'line of FIG. 7A.
  • Ce-Ce'line of FIG. 7A It is a top view which shows the structure of the dielectric lens 2F of the antenna device which concerns on 4th modification of 2nd Embodiment.
  • Bf-Bf'line of FIG. 8A It is a top view which shows the structure of the dielectric lens 2D of the antenna device which concerns on 2nd modification of 2nd Embodiment.
  • FIG. 8A It is a top view which shows the structure of the dielectric lens 2D of the antenna device which concerns on 2nd modification of
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an antenna device 10 according to a first embodiment.
  • the antenna device 10 of FIG. 1 includes an antenna module 1 and a dielectric lens 2.
  • the antenna module 1 includes at least one antenna element 1a to 1c.
  • the antenna module 1 is an array antenna including three antenna elements 1a to 1c, and has a main beam in the + Z direction of FIG.
  • the antenna elements 1a to 1c are arranged on the substrate 1d, for example.
  • the dielectric lens 2 is made of a dielectric material having a predetermined dielectric constant, and includes a lens body 21 having a first surface 22 and a second surface 23 facing each other.
  • the lens body 21 has an angle at which the incident wave with respect to the antenna elements 1a to 1c or the incident wave from the antenna elements 1a to 1c gradually increases as the distance from the axis A passing through the centers of the first surface 22 and the second surface 23 increases. It is formed to be refracted.
  • the lens body 21 is made of, for example, a dielectric material having a relative permittivity of 2 to 5.
  • the dielectric lens 2 is formed as a concave lens having a flat surface 22 and a concave surface 23.
  • the concave surface 23 is formed so as to be greatly inclined as the distance from the axis A increases, whereby the incident wave is refracted at an angle that gradually increases as the distance from the axis A increases.
  • the dielectric lens 2 is arranged in the vicinity of the antenna module 1 so that the radio waves radiated from the antenna elements 1a to 1c or the radio waves incident on the antenna elements 1a to 1c pass through.
  • the dielectric lens 2 is arranged between the antenna module 1 and the reflectors R1 and R2.
  • the antenna device 10 is used in a radar device.
  • the antenna module 1 has directivity, for example, even if the antenna module 1 has a high gain in the direction in which the reflector R1 is located, the gain in another direction, for example, the direction in which the reflector R2 is located is low. Sometimes. In this case, the power of the radio wave radiated toward the reflector R2 becomes low, and the power of the radio wave received from the reflector R2 also becomes low. Therefore, the detection of the reflective object R2 may fail.
  • the antenna device 10 of FIG. 1 is provided with the dielectric lens 2 and operates as follows.
  • the radio wave radiated from the antenna module 1 in the vicinity of the + Z direction is refracted through the dielectric lens 2 and is irradiated toward the reflector R2 located in the direction away from the + Z direction. Further, the radio wave arriving from the reflector R2 appears to arrive at the antenna module 1 from a direction near the + Z direction by being refracted through the dielectric lens 2.
  • the antenna module 1 has a high gain in a direction near the + Z direction. Therefore, since the antenna device 10 of FIG.
  • the radar device 10 when the antenna device 10 is used in the radar device, the radar device can reliably detect the reflecting object even when the reflecting object is located in a direction away from the main beam direction of the antenna module 1. ..
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an antenna device 10A according to a modified example of the first embodiment.
  • a dielectric lens 2 formed as a concave lens having a flat surface 22 and a concave surface 23 is used, the flat surface 22 may be arranged so as to face the antenna module 1 as shown in FIG. 1, and as shown in FIG. , The concave surface 23 may be arranged so as to face the antenna module 1.
  • the antenna device according to the first embodiment has a simple configuration, it can provide a higher gain over a wider angle range than when only the antenna module 1 is used.
  • the antenna device according to the first embodiment can provide high gain over a wide angle range without requiring a plurality of transceivers, the cost of the wireless terminal device can be reduced. Further, when the antenna device is used in the radar device, the radar device can reliably detect the reflecting object without causing radio wave interference between the transceivers.
  • the size of the antenna device can be reduced.
  • the cost of the antenna device or the cost of the wireless terminal device provided with the antenna device can be reduced.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the antenna device 10B according to the second embodiment.
  • the antenna device 10B of FIG. 3 includes a dielectric lens 2B instead of the dielectric lens 2 of FIG.
  • the dielectric lens 2 of FIG. 1 refracts an incident wave depending on the shape of its surface (the shape of a concave lens), whereas the dielectric lens 2B of FIG. 3 refracts the refractive index of the lens body according to the distance from the axis. Refracts the incident wave by changing.
  • the dielectric lens 2B is made of a dielectric material having a predetermined dielectric constant, and includes a lens body 24 having a first surface 22 and a second surface 25 facing each other. The surfaces 22 and 25 may be formed parallel to each other.
  • the lens body 24 is formed so that the refractive index of the dielectric lens 2B decreases as it approaches the axis Ab passing through the centers of the surfaces 22 and 25.
  • the dielectric lens 2B has a refractive index n1 in a region near the axis Ab, a refractive index n2> n1 in a region outside the shaft Ab, and a refractive index n3> in a region further outside the shaft Ab. It has n2.
  • the lens body 24 is formed so as to refract the incident wave with respect to the antenna elements 1a to 1c or the incident wave from the antenna elements 1a to 1c at an angle gradually increasing as the distance from the axis Ab is increased.
  • the dielectric lens 2B functions as a concave lens equivalently while having a flat structure.
  • the lens body 24 is made of, for example, a dielectric material having a relative permittivity of 2 to 5.
  • FIG. 4A is a top view showing the configuration of the dielectric lens 2B of FIG.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line B2-B'of FIG. 4A.
  • the lens body 24 has a plurality of holes 26 on the surface 22 or 25 so that the refractive index of the dielectric lens 2B decreases as the axis Ab approaches by removing the volume of the dielectric material that increases as the axis Ab approaches.
  • the plurality of holes 26 have intervals that become smaller as they approach the axis Ab.
  • the plurality of holes 26 are formed with an interval d1, whereby the dielectric lens 2B has a refractive index n1 in this region.
  • the plurality of holes 26 are formed with an interval d2> d1, whereby the dielectric lens 2B has a refractive index n2 in this region.
  • the plurality of holes 26 are formed with an interval d3> d2, whereby the dielectric lens 2B has a refractive index n3 in this region.
  • the diameter of the hole 26 is set between ⁇ / 50 and ⁇ / 2 with respect to the operating wavelength ⁇ , for example.
  • the refractive index n of a certain medium is expressed by the following equation.
  • ⁇ r indicates the relative permittivity of the medium
  • ⁇ r indicates the relative permeability of the medium
  • the equivalent dielectric index of the dielectric lens 2B in the vicinity of the holes 26 is reduced, and thus in the vicinity of the holes 26.
  • the equivalent refractive index of the dielectric lens 2B is low.
  • the refractive index of the dielectric lens 2B decreases as it approaches the axis Ab, and the dielectric lens 2B functions as a concave lens equivalently.
  • FIG. 5A is a top view showing the configuration of the dielectric lens 2C of the antenna device according to the first modification of the second embodiment.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line Bc-Bc'of FIG. 5A.
  • the dielectric lens 2C is made of a dielectric material having a predetermined dielectric constant, and includes a lens body 24 having a first surface 22 and a second surface 25 facing each other.
  • the lens body 24 has a plurality of holes 26 on the surface 22 or 25 so that the refractive index of the dielectric lens 2C decreases as it approaches the axis Ac by removing the dielectric material having a volume that increases as it approaches the axis Ac. Have.
  • FIG. 1 is a top view showing the configuration of the dielectric lens 2C of the antenna device according to the first modification of the second embodiment.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line Bc-Bc'of FIG. 5A.
  • the dielectric lens 2C is made of
  • each of the plurality of holes 26 has a diameter that increases as it approaches the axis Ac.
  • the plurality of holes 26 are formed having a diameter d11, whereby the dielectric lens 2C has a refractive index n1 in this region.
  • the plurality of holes 26 are formed with a diameter d12 ⁇ d11, whereby the dielectric lens 2C has a refractive index n2 in this region.
  • the plurality of holes 26 are formed having a diameter d13 ⁇ d12, whereby the dielectric lens 2C has a refractive index n3 in this region.
  • the lens body 24 is formed so as to refract the incident wave at an angle that gradually increases as the distance from the axis Ac increases.
  • FIG. 6A is a top view showing the configuration of the dielectric lens 2D of the antenna device according to the second modification of the second embodiment.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line Bd-Bd'of FIG. 6A.
  • the dielectric lens 2D like the dielectric lens 2B, is made of a dielectric material having a predetermined dielectric constant, and includes a lens body 24 having a first surface 22 and a second surface 25 facing each other.
  • the lens body 24 has a plurality of holes 26 on the surface 22 or 25 so that the refractive index of the dielectric lens 2D decreases as the axis Ad approaches by removing the volume of the dielectric material that increases as the axis Ad approaches. Have.
  • FIG. 1 is a top view showing the configuration of the dielectric lens 2D of the antenna device according to the second modification of the second embodiment.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line Bd-Bd'of FIG. 6A.
  • the plurality of holes 26 become deeper as they approach the axis Ad. Specifically, in the region near the axis Ad, the plurality of holes 26 are formed with a depth d21, whereby the dielectric lens 2D has a refractive index n1 in this region. In the outer region, the plurality of holes 26 are formed with a depth d22 ⁇ d21, whereby the dielectric lens 2D has a refractive index n2 in this region. In a further outer region, the plurality of holes 26 are formed with a depth of d23 ⁇ d22, whereby the dielectric lens 2D has a refractive index of n3 in this region. As a result, the lens body 24 is formed so as to refract the incident wave at an angle that gradually increases as the distance from the axis Ad increases.
  • a plurality of holes 26 may be provided on the surface 22 as an alternative or an addition. Further, at least a part of the plurality of holes 26 may penetrate the lens body 24.
  • a plurality of holes 26 may be formed so that two or more of the intervals, diameters, and depths of the holes 26 change accordingly.
  • FIG. 7A is a top view showing the configuration of the dielectric lens 2E of the antenna device according to the third modification of the second embodiment.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line Be-Be'of FIG. 7A.
  • FIG. 7C is a cross-sectional view taken along the line Ce-Ce'of FIG. 7A.
  • the plurality of holes 26 have intervals that decrease as they approach the axis Ae with respect to the X coordinate, and have intervals that decrease as they approach the axis Ae with respect to the Y coordinate.
  • FIG. 8A is a top view showing the configuration of the dielectric lens 2F of the antenna device according to the fourth modification of the second embodiment.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line Bf-Bf'of FIG. 8A.
  • FIG. 8C is a cross-sectional view taken along the line Cf-Cf'of FIG. 8A.
  • the plurality of holes 26 have diameters that increase as they approach the axis Af with respect to the X coordinate, and have diameters that increase as they approach the axis Af with respect to the Y coordinate.
  • FIG. 9A is a top view showing the configuration of the dielectric lens 2G of the antenna device according to the fifth modification of the second embodiment.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line Bg-Bg'of FIG. 9A.
  • FIG. 9C is a cross-sectional view taken along the line Cg-Cg'of FIG. 9A.
  • the plurality of holes 26 become deeper as they approach the axis Ag with respect to the X coordinate, and become deeper as they approach the axis Ag with respect to the Y coordinate.
  • the incident wave can be refracted two-dimensionally at an angle that gradually increases as the distance from the axes Ae to Ag increases.
  • the plurality of holes 26 are arranged in a grid pattern, but the plurality of holes 26 may be arranged radially around the axes Ae to Ag.
  • the dielectric lenses 2B to 2G can be easily manufactured at low cost by processing the flat lens body 24 by simple drilling. Further, the dielectric lenses 2B to 2G may be manufactured by molding using a mold.
  • FIGS. 3 to 9C shows a case where the surfaces 22 and 25 of the lens body 24 are formed parallel to each other, but at least a part of the surfaces 22 and 25 is inclined with respect to the other surface. It may be curved or curved. Regardless of the shape of the surfaces 22 and 25, the incident wave is generated by changing at least one of the spacing, diameter, and depth of the holes 26 according to the distance from the axes Ab to Ag. Can be refracted.
  • the first and second embodiments may be combined, that is, a plurality of holes 26 may be further formed in the lens body 24 formed as a concave lens.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of the dielectric lens 2H of the antenna device according to the third embodiment.
  • the dielectric lens 2H is made of a dielectric material having a predetermined dielectric constant, and includes a lens body 27 having a first surface 22 and a second surface 28 facing each other.
  • the surface 28 includes a plurality of regions 28-1, 28-2a, 28-2b, 28-3a, 28-3b, 28-4a, 28-4b in which the distance to the surface 22 decreases as the axis Ah approaches.
  • Regions 28-1 have a distance d31
  • regions 28-2a, 28-2b have a distance d32> d31
  • 28-3a, 28-3b have a distance d33> d32
  • 28-4a, 28- 4b has a distance d34> d33.
  • the lens body 27 is formed so as to refract the incident wave at an angle that gradually increases as the distance from the axis Ah passing through the centers of the first and second surfaces increases.
  • the step on the surface 28 is set to be shorter than the operating wavelength ⁇ .
  • the surface 28 functions equivalently as an inclined concave surface like the dielectric lens 2 of FIG. 1, and the dielectric lens 2H functions equivalently as a concave lens.
  • FIG. 10 may be regarded as connecting holes 26 adjacent to each other in the dielectric lens 2D of FIG. 6 or the dielectric lens 2G of FIG.
  • the plurality of regions of the surface 28 may be formed parallel to the surface 22.
  • the dielectric lens 2H can be easily manufactured at low cost by processing the flat lens body 27 by cutting. Further, the dielectric lens 2H may be manufactured by molding using a mold.
  • a part of the plurality of regions of the surface 28 may be inclined or curved with respect to the surface 22.
  • the second and third embodiments may be combined, that is, a plurality of holes 26 may be further formed in the lens body 27 of the dielectric lens 2H.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of the dielectric lens 2I of the antenna device according to the fourth embodiment.
  • the dielectric lens 2I is a filler 29 made of a dielectric material having a dielectric constant smaller than the dielectric constant of the lens body 21 in addition to the lens body 21 of FIG. 1, and is a filler 29 filled in the concave surface 23. Including further.
  • the surface of the filler 29 may be formed parallel to the flat surface 22.
  • the lens body 21 is made of, for example, a dielectric material having a relative permittivity of 2 to 5 as described above.
  • the filler 29 is made of, for example, a dielectric material having a relative permittivity of 1.5 to 3.
  • the filler 29 may be injected onto the concave surface 23 of the lens body 21. Further, the lens body 21 and the filler 29 may be bonded by an adhesive. In the latter case, it is desirable that the permittivity of the adhesive is set sufficiently close to the permittivity of the lens body 21 and the permittivity of the filler 29, or that the thickness of the adhesive is sufficiently small with respect to the operating wavelength. ..
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of the dielectric lens 2J of the antenna device according to the first modification of the fourth embodiment.
  • the dielectric lens 2J is a filler 29 made of a dielectric material having a dielectric constant smaller than that of the lens body 24, in addition to the lens body 24 of FIGS. 4A and 4B or the lens body 24 of FIGS. 7A to 7C. It further includes a filler 29 that fills the plurality of holes 26.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration of the dielectric lens 2K of the antenna device according to the second modification of the fourth embodiment.
  • the dielectric lens 2K is a filler 29 made of a dielectric material having a dielectric constant smaller than that of the lens body 24, in addition to the lens body 24 of FIGS. 5A and 5B or the lens body 24 of FIGS. 8A to 8C. It further includes a filler 29 that fills the plurality of holes 26.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing the configuration of the dielectric lens 2L of the antenna device according to the third modification of the fourth embodiment.
  • the dielectric lens 2L is a filler 29 made of a dielectric material having a dielectric constant smaller than the dielectric constant of the lens main body 24, in addition to the lens main body 24 of FIGS. 6A and 6B or the lens main body 24 of FIGS. 9A to 9C. It further includes a filler 29 that fills the plurality of holes 26.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing the configuration of the dielectric lens 2M of the antenna device according to the fourth modification of the fourth embodiment.
  • the dielectric lens 2M is a filler 29 made of a dielectric material having a dielectric constant smaller than the dielectric constant of the lens main body 27 in addition to the lens main body 27 of FIG. It further includes a filler 29 that fills the space above the regions other than the regions 28-4a, 28-4b that are the greatest distance from the surface 22.
  • the antenna device according to the fourth embodiment the recesses or holes are filled with the filler, so that dust and dirt are less likely to be adsorbed and accumulated. If dust and dirt are adsorbed on the dielectric lens, they can be easily wiped off. Therefore, when the antenna device according to the fourth embodiment is used in the radar device, the radar device can reliably detect the reflecting object.
  • the peripheral part is thinly formed, so it is mechanically fragile and easily damaged. Therefore, when an antenna device provided with a dielectric lens which is a concave lens is used in a radar device, the detection performance of the radar device may deteriorate due to damage.
  • the antenna device according to the fourth embodiment there is no portion of the dielectric lens that is thinner than the other portions, and the dielectric lens has sufficient mechanical strength and is not easily damaged. Therefore, when the antenna device according to the fourth embodiment is used in the radar device, the radar device can reliably detect the reflecting object.
  • the antenna device According to the antenna device according to the fourth embodiment, it is possible to prevent dust and dirt from being adsorbed and accumulated on the dielectric lens, and to prevent the dielectric lens from being damaged.
  • a flat dielectric lens having no protrusions, recesses, or inclinations is formed on the surface. Can be configured.
  • FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of the radar device 100 according to the fifth embodiment.
  • the radar device 100 includes an antenna device 10, a signal generator 11, a circulator 12, a mixer 13, an analog / digital (AD) converter 14, a signal analyzer 15, and an obstacle classifier 16.
  • AD analog / digital
  • the antenna device 10 includes an antenna module 1 and a dielectric lens 2.
  • the antenna module 1 includes at least one antenna element that operates as a transmitting antenna and at least one antenna element that operates as a receiving antenna.
  • the antenna module 1 may share at least one antenna element as a transmitting antenna and a receiving antenna, and separately provides at least one antenna element operating as a transmitting antenna and at least one antenna element operating as a receiving antenna. You may.
  • the antenna module 1 may have a variable directivity.
  • the dielectric lens 2 may be configured in the same manner as the dielectric lens 2 of FIG. 1, or may be configured in the same manner as the dielectric lenses 2A to 2M of other embodiments and modifications.
  • the signal generator 11 generates a radio frequency signal for detecting the reflector R, sends the radio frequency signal to the antenna device 10 via the circulator 12, and sends the radio frequency signal to the mixer 13.
  • the signal generator 11 generates, for example, a chirp signal having a frequency that gradually increases or decreases over time.
  • the antenna device 10 radiates the radio frequency signal supplied from the signal generator 11 as a radar wave toward the space to be searched.
  • the antenna device 10 receives the radar wave reflected by the reflector R and sends it to the mixer 13 via the circulator 12.
  • the mixer 13 mixes the signals sent from the signal generator 11 and the antenna device 10 and sends them to the AD converter 14.
  • the AD converter 14 converts the analog signal sent from the mixer 13 into a digital signal and sends it to the signal analyzer 15.
  • the signal generator 11, the circulator 12, the mixer 13, and the AD converter 14 are examples of a transmission / reception circuit that transmits / receives radar waves via the antenna device 10.
  • the signal analyzer 15 determines the position of the reflector R with reference to the position of the radar device 100 based on the signal sent from the AD converter 14 (that is, the received signal corresponding to the received radar wave). ..
  • the signal analyzer 15 converts the signal corresponding to the received radar wave from the time domain to the frequency domain by using, for example, a fast Fourier transform, and detects the signal level in the frequency domain of the received radar wave.
  • the signal analyzer 15 detects the frequency of the received radar wave and estimates the distance from the radar device 100 to the reflector R based on the difference between the frequency of the transmitted radar wave and the frequency of the received radar wave. do.
  • the signal analyzer 15 estimates the arrival direction of the received radar wave based on the plurality of received signals.
  • the signal analyzer 15 determines the position of the reflector R by estimating the distance and the direction of arrival.
  • the obstacle classifier 16 determines whether or not the reflecting object R is an obstacle, and outputs the determination result to an external device (not shown).
  • the signal analyzer 15 and the obstacle classifier 16 are examples of a signal processing circuit that detects a reflecting object R based on radar waves transmitted and received by the transmission / reception circuit.
  • the provision of the dielectric lens 2 provides a high gain over a wider angle range than when only the antenna module 1 is used, although the configuration is simple. be able to.
  • FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a radar device 200 according to a modified example of the fifth embodiment.
  • the radar device 200 includes two antenna devices 10-1 and 10-2 in place of the one antenna device 10 and the circulator 12 of the radar device 100 of FIG.
  • the antenna device 10-1 includes an antenna module 1-1 and a dielectric lens 2-1.
  • the antenna module 1-1 includes at least one antenna element that operates as a transmitting antenna.
  • the dielectric lens 2-1 may be configured in the same manner as the dielectric lens 2 of FIG. 1, or may be configured in the same manner as the dielectric lenses 2A to 2M of other embodiments and modifications.
  • the antenna device 10-2 includes an antenna module 1-2 and a dielectric lens 2-2.
  • the antenna module 1-2 includes at least one antenna element that operates as a receiving antenna.
  • the dielectric lens 2-2 may be configured in the same manner as the dielectric lens 2 of FIG. 1, or may be configured in the same manner as the dielectric lenses 2A to 2M of other embodiments and modifications.
  • the antenna device 10-1 radiates the radio frequency signal supplied from the signal generator 11 as a radar wave toward the space to be searched.
  • the antenna device 10-2 receives the radar wave reflected by the reflector R and sends it to the mixer 13 via the circulator 12.
  • the other components of the radar device 200 operate in the same manner as the corresponding components of the radar device 100 of FIG.
  • At least one of the antenna modules 1-1 and 1-2 may have a variable directivity.
  • One of the antenna modules 1-1 and 1-2 may be omnidirectional or may have a fixed main beam direction.
  • the dielectric lens widens the communicable angular width by the antenna device, whether the antenna module has variable directivity or the antenna module has a fixed main beam direction. Has an effect.
  • the dielectric lens that opposes the antenna module may be omitted.
  • an antenna device provided with a dielectric lens and an antenna device without a dielectric lens may be used in combination for transmitting and receiving radar waves.
  • the dielectric lenses 2-1 and 2-2 are provided, only the antenna modules 1-1 and 1-2 have a simple configuration. Can provide higher gain over a wider angular range than when using.
  • the antenna devices 10, 10A, 10B are composed of at least one antenna element 1a to 1c and a first dielectric material having a first dielectric constant, and are opposed to each other. It includes dielectric lenses 2, 2A to 2M including a lens body 21, 24, 27 having a second surface.
  • the lens bodies 21, 24, and 27 gradually generate incident waves with respect to the antenna elements 1a to 1c or incident waves from the antenna elements 1a to 1c as the distance from the axes A, Ab to Ah passing through the centers of the first and second surfaces increases. It is formed so as to be refracted at an increasing angle.
  • the lens body 24 removes the first dielectric material having a volume that increases as it approaches the axes Ab to Ag, so that the dielectric lenses 2B to 2G as it approaches the axes Ab to Ag, It has a plurality of holes 26 on the first or second surface so that the refractive index of 2J to 2L is reduced.
  • the plurality of holes 26 each have an interval that becomes smaller as they approach the axes Ab and Ae.
  • the plurality of holes 26 each have a diameter that increases as they approach the axes Ac and Af.
  • the plurality of holes 26 become deeper as they approach the axes Ad and Ag.
  • the first and second surfaces are formed parallel to each other.
  • the dielectric lenses 2J to 2L are fillers 29 made of a second dielectric material having a second dielectric constant smaller than the first dielectric constant, and have a plurality of holes. It further includes a filler 29 to fill 26.
  • the first surface is a flat surface and the second surface is a concave surface.
  • the dielectric lens 2I is a filler 29 made of a second dielectric material having a second dielectric constant smaller than the first dielectric constant, and is on the second surface. Further includes a filled filler 29. The surface of the filler 29 is formed parallel to the first surface.
  • the second surface includes a plurality of regions where the distance to the first surface decreases as the axis Ah approaches.
  • the plurality of regions of the second surface are formed parallel to the first surface.
  • the dielectric lens 2M is a filler 29 made of a second dielectric material having a second dielectric constant smaller than the first dielectric constant, and is a filler 29 of the second surface. It further includes a filler 29 that fills the space above the region other than the region having the largest distance from the first surface among the plurality of regions.
  • the radar devices 100, 200 are provided by at least one antenna device 10, 10A, 10B, a transmission / reception circuit for transmitting / receiving radar waves via the antenna devices 10, 10A, 10B, and a transmission / reception circuit. It is provided with a signal processing circuit that detects a reflecting object based on the transmitted and received radar waves.
  • the antenna device and the radar device of the present disclosure have a simple configuration, they can provide a high gain over a wider angle range than the conventional one and can reliably detect a reflecting object.

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Abstract

アンテナ装置（１０Ｂ）は、少なくとも１つのアンテナ素子（１ａ～１ｃ）と、所定の誘電率を有する誘電体材料からなり、互いに対向する第１の面（２２）及び第２の面（２５）を有するレンズ本体（２４）を含む誘電体レンズ（２Ｂ）とを備える。レンズ本体（２４）は、第１の面（２２）及び第２の面（２５）の中心を通る軸（Ａ）から遠ざかるにつれて、アンテナ素子（１ａ～１ｃ）に対する入射波又はアンテナ素子（１ａ～１ｃ）からの入射波を次第に大きくなる角度で屈折させるように形成される。

Description

アンテナ装置及びレーダ装置
　本開示は、アンテナ装置及びレーダ装置に関する。
　従来、レーダ装置のためのアンテナ装置は、アンテナ装置から直接に、又は、アンテナ装置から防護用の誘電体平板（レドーム）を介して、反射物に対してレーダ波を照射して受信していた。
　レーダ装置のためのアンテナ装置は、広い角度範囲にわたって高い利得を有することが望ましい。一般に、アンテナ装置の利得は、その正面から角度がずれるにつれて低下し、放射される電力及び受信される電力が小さくなる。このため、アンテナ装置をレーダ装置において使用する場合、アンテナ装置の正面から離れた方位に存在する反射物からの反射波の受信電力は、正面に存在する反射物からの反射波の受信電力よりも小さくなり、レーダ装置の検出性能が劣化するという課題がある。
　これに対して、特許文献１は、互いに異なる主ビーム方向を有する複数の送受信機を備えた物標方向決定システムを開示している。
欧州特許出願公開第３４１８７６９号公報
　特許文献１のシステムは、複数の送受信機を必要とするのでコストがかかる。また、特許文献１のシステムは、送受信機間の電波干渉によって、その検出性能が劣化するおそれがある。
　本開示の目的は、簡単な構成でありながら、従来よりも広い角度範囲にわたって高い利得を有するアンテナ装置及びレーダ装置を提供することにある。
　本開示の側面に係るアンテナ装置によれば、
　少なくとも１つのアンテナ素子と、
　第１の誘電率を有する第１の誘電体材料からなり、互いに対向する第１及び第２の面を有するレンズ本体を含む誘電体レンズとを備え、
　前記レンズ本体は、前記第１及び第２の面の中心を通る軸から遠ざかるにつれて、前記アンテナ素子に対する入射波又は前記アンテナ素子からの入射波を次第に大きくなる角度で屈折させるように形成される。
　これにより、簡単な構成でありながら、従来よりも広い角度範囲にわたって高い利得を提供することができる。
　本開示の側面に係るアンテナ装置によれば、
　前記レンズ本体は、前記軸に近づくにつれて大きくなる体積の前記第１の誘電体材料を除去することで前記軸に近づくにつれて前記誘電体レンズの屈折率が小さくなるように、前記第１又は第２の面において複数の穴を有する。
　これにより、軸から遠ざかるにつれて、アンテナ素子に対する入射波又はアンテナ素子からの入射波を次第に大きくなる角度で屈折させるようにレンズ本体を形成することができる。
　本開示の側面に係るアンテナ装置によれば、
　前記複数の穴は、前記軸に近づくにつれて小さくなる間隔をそれぞれ有する。
　これにより、軸に近づくにつれて誘電体レンズの屈折率を小さくすることができる。
　本開示の側面に係るアンテナ装置によれば、
　前記複数の穴は、前記軸に近づくにつれて大きくなる直径をそれぞれ有する。
　これにより、軸に近づくにつれて誘電体レンズの屈折率を小さくすることができる。
　本開示の側面に係るアンテナ装置によれば、
　前記複数の穴は、前記軸に近づくにつれて深くなる。
　これにより、軸に近づくにつれて誘電体レンズの屈折率を小さくすることができる。
　本開示の側面に係るアンテナ装置によれば、
　前記第１及び第２の面は互いに平行に形成される。
　これにより、平坦な誘電体レンズを提供することができる。
　本開示の側面に係るアンテナ装置によれば、
　前記誘電体レンズは、前記第１の誘電率よりも小さい第２の誘電率を有する第２の誘電体材料からなる充填材であって、前記複数の穴を充填する充填材をさらに含む。
　これにより、誘電体レンズに埃及び汚れが吸着及び蓄積しにくくし、また、誘電体レンズを破損しにくくすることができる。
　本開示の側面に係るアンテナ装置によれば、
　前記第１の面は平面であり、前記第２の面は凹面である。
　これにより、簡単な構成でありながら、従来よりも広い角度範囲にわたって高い利得を提供することができる。
　本開示の側面に係るアンテナ装置によれば、
　前記誘電体レンズは、前記第１の誘電率よりも小さい第２の誘電率を有する第２の誘電体材料からなる充填材であって、前記第２の面に充填された充填材をさらに含み、
　前記充填材の表面は前記第１の面に対して平行に形成される。
　これにより、誘電体レンズに埃及び汚れが吸着及び蓄積しにくくし、また、誘電体レンズを破損しにくくすることができる。
　本開示の側面に係るアンテナ装置によれば、
　前記第２の面は、前記軸に近づくにつれて前記第１の面までの距離が小さくなる複数の領域を含む。
　これにより、平坦な両面を有する誘電体レンズを提供することができる。
　本開示の側面に係るアンテナ装置によれば、
　前記第２の面の複数の領域は前記第１の面に対してそれぞれ平行に形成される。
　これにより、平坦な両面を有する誘電体レンズを提供することができる。
　本開示の側面に係るアンテナ装置によれば、
　前記誘電体レンズは、前記第１の誘電率よりも小さい第２の誘電率を有する第２の誘電体材料からなる充填材であって、前記第２の面の複数の領域のうち、前記第１の面からの距離が最も大きい領域以外の領域の上の空間を充填する充填材をさらに含む。
　これにより、誘電体レンズに埃及び汚れが吸着及び蓄積しにくくし、また、誘電体レンズを破損しにくくすることができる。
　本開示の側面に係るレーダ装置によれば、
　少なくとも１つの前記アンテナ装置と、
　前記アンテナ装置を介してレーダ波を送受信する送受信回路と、
　前記送受信回路によって送受信されたレーダ波に基づいて反射物を検出する信号処理回路とを備える。
　これにより、簡単な構成でありながら、従来よりも広い角度範囲にわたって高い利得を提供することができる。
　本開示の側面に係るアンテナ装置及びレーダ装置は、簡単な構成でありながら、従来よりも広い角度範囲にわたって高い利得を提供することができる。
第１の実施形態に係るアンテナ装置１０の構成を示す図である。 第１の実施形態の変形例に係るアンテナ装置１０Ａの構成を示す図である。 第２の実施形態に係るアンテナ装置１０Ｂの構成を示す図である。 図３の誘電体レンズ２Ｂの構成を示す上面図である。 図４ＡのＢｂ－Ｂｂ’線における断面図である。 第２の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｃの構成を示す上面図である。 図５ＡのＢｃ－Ｂｃ’線における断面図である。 第２の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｄの構成を示す上面図である。 図６ＡのＢｄ－Ｂｄ’線における断面図である。 第２の実施形態の第３の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｅの構成を示す上面図である。 図７ＡのＢｅ－Ｂｅ’線における断面図である。 図７ＡのＣｅ－Ｃｅ’線における断面図である。 第２の実施形態の第４の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｆの構成を示す上面図である。 図８ＡのＢｆ－Ｂｆ’線における断面図である。 図８ＡのＣｆ－Ｃｆ’線における断面図である。 第２の実施形態の第５の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｇの構成を示す上面図である。 図９ＡのＢｇ－Ｂｇ’線における断面図である。 図９ＡのＣｇ－Ｃｇ’線における断面図である。 第３の実施形態に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｈの構成を示す断面図である。 第４の実施形態に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｉの構成を示す断面図である。 第４の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｊの構成を示す断面図である。 第４の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｋの構成を示す断面図である。 第４の実施形態の第３の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｌの構成を示す断面図である。 第４の実施形態の第４の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｍの構成を示す断面図である。 第５の実施形態に係るレーダ装置１００の構成を示すブロック図である。 第５の実施形態の変形例に係るレーダ装置２００の構成を示すブロック図である。
［第１の実施形態］
　図１は、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０の構成を示す図である。図１のアンテナ装置１０は、アンテナモジュール１及び誘電体レンズ２を備える。
　アンテナモジュール１は、少なくとも１つのアンテナ素子１ａ～１ｃを含む。図１の例では、アンテナモジュール１は、３つのアンテナ素子１ａ～１ｃを含むアレイアンテナであって、図１の＋Ｚ方向に主ビームを有する。アンテナ素子１ａ～１ｃは、例えば、基板１ｄ上に配置される。
　誘電体レンズ２は、所定の誘電率を有する誘電体材料からなり、互いに対向する第１の面２２及び第２の面２３を有するレンズ本体２１を含む。レンズ本体２１は、第１の面２２及び第２の面２３の中心を通る軸Ａから遠ざかるにつれて、アンテナ素子１ａ～１ｃに対する入射波又はアンテナ素子１ａ～１ｃからの入射波を次第に大きくなる角度で屈折させるように形成される。
　レンズ本体２１は、例えば、比誘電率２～５を有する誘電体材料からなる。
　誘電体レンズ２は、図１に示すように、平面２２及び凹面２３を有する凹レンズとして形成される。凹面２３は、軸Ａから遠ざかるにつれて大きく傾斜するように形成され、これにより、軸Ａから遠ざかるにつれて入射波を次第に大きくなる角度で屈折させる。
　誘電体レンズ２は、アンテナ素子１ａ～１ｃから放射された電波又はアンテナ素子１ａ～１ｃに入射する電波が通過するように、アンテナモジュール１の近傍に配置される。アンテナ装置１０をレーダ装置において使用する場合、誘電体レンズ２は、アンテナモジュール１と、反射物Ｒ１，Ｒ２との間に配置される。
　アンテナ装置１０をレーダ装置において使用する場合を考える。アンテナモジュール１が指向性を有する場合、例えば、反射物Ｒ１が位置する方向においてアンテナモジュール１が高い利得を有していても、他の方向、例えば、反射物Ｒ２が位置する方向の利得は低いことがある。この場合、反射物Ｒ２に向けて放射される電波の電力が低くなり、また、反射物Ｒ２から受信される電波の電力も低くなる。従って、反射物Ｒ２の検出に失敗するおそれがある。
　図１のアンテナ装置１０は、誘電体レンズ２を備えたことにより、以下のように動作する。アンテナモジュール１から＋Ｚ方向の近傍の方向に放射された電波は、誘電体レンズ２を介して屈折することにより、＋Ｚ方向から離れた方向に位置する反射物Ｒ２に向けて照射される。また、反射物Ｒ２から到来する電波は、誘電体レンズ２を介して屈折することにより、＋Ｚ方向の近傍の方向からアンテナモジュール１に到来するように見える。アンテナモジュール１は、＋Ｚ方向の近傍の方向において高利得を有する。従って、図１のアンテナ装置１０は、誘電体レンズ２を備えたことにより、反射物Ｒ１への電波及び反射物Ｒ１からの電波だけでなく、反射物Ｒ２への電波及び反射物Ｒ２からの電波を、高利得で送受信することができる。これにより、アンテナ装置１０をレーダ装置において使用する場合、アンテナモジュール１の主ビーム方向から離れた方向に反射物が位置する場合であっても、レーダ装置は反射物を確実に検出することができる。
　図２は、第１の実施形態の変形例に係るアンテナ装置１０Ａの構成を示す図である。平面２２及び凹面２３を有する凹レンズとして形成された誘電体レンズ２を用いる場合、図１に示すように、平面２２がアンテナモジュール１に対向するように配置されてもよく、図２に示すように、凹面２３がアンテナモジュール１に対向するように配置されてもよい。
　第１の実施形態に係るアンテナ装置は、簡単な構成でありながら、アンテナモジュール１のみを使用する場合よりも広い角度範囲にわたって高い利得を提供することができる。
　第１の実施形態に係るアンテナ装置は、複数の送受信機を必要とすることなく、広い角度範囲にわたって高い利得を提供することができるので、無線端末装置のコストを低減することができる。また、アンテナ装置をレーダ装置において使用する場合、送受信機間の電波干渉を生じることなく、レーダ装置は反射物を確実に検出することができる。
　アンテナモジュールと誘電体レンズとの距離を短くすることにより、アンテナ装置のサイズを低減することができる。
　誘電体レンズを防護用のレドームと一体化することにより、アンテナ装置のコスト、又は、アンテナ装置を備えた無線端末装置のコストを低減することができる。
［第２の実施形態］
　図３は、第２の実施形態に係るアンテナ装置１０Ｂの構成を示す図である。図３のアンテナ装置１０Ｂは、図１の誘電体レンズ２に代えて、誘電体レンズ２Ｂを備える。図１の誘電体レンズ２は、その表面の形状（凹レンズの形状）によって入射波を屈折させるのに対して、図３の誘電体レンズ２Ｂは、軸からの距離に応じてレンズ本体の屈折率を変化させることにより入射波を屈折させる。
　誘電体レンズ２Ｂは、所定の誘電率を有する誘電体材料からなり、互いに対向する第１の面２２及び第２の面２５を有するレンズ本体２４を含む。面２２及び２５は、互いに平行に形成されてもよい。レンズ本体２４は、面２２及び２５の中心を通る軸Ａｂに近づくにつれて誘電体レンズ２Ｂの屈折率が小さくなるように形成される。図３の例では、誘電体レンズ２Ｂは、軸Ａｂの近傍の領域において屈折率ｎ１を有し、その外側の領域において屈折率ｎ２＞ｎ１を有し、そのさらに外側の領域において屈折率ｎ３＞ｎ２を有する。これにより、レンズ本体２４は、軸Ａｂから遠ざかるにつれて、アンテナ素子１ａ～１ｃに対する入射波又はアンテナ素子１ａ～１ｃからの入射波を次第に大きくなる角度で屈折させるように形成される。言いかえると、誘電体レンズ２Ｂは、平坦な構成を有しながら、等価的に凹レンズとして機能する。
　レンズ本体２４は、例えば、比誘電率２～５を有する誘電体材料からなる。
　図４Ａは、図３の誘電体レンズ２Ｂの構成を示す上面図である。図４Ｂは、図４ＡのＢ２－Ｂ’線における断面図である。レンズ本体２４は、軸Ａｂに近づくにつれて大きくなる体積の誘電体材料を除去することで軸Ａｂに近づくにつれて誘電体レンズ２Ｂの屈折率が小さくなるように、面２２又は２５において複数の穴２６を有する。図４の例では、複数の穴２６は、軸Ａｂに近づくにつれて小さくなる間隔をそれぞれ有する。詳しくは、軸Ａｂの近傍の領域において、複数の穴２６は間隔ｄ１を有して形成され、これにより、この領域において誘電体レンズ２Ｂは屈折率ｎ１を有する。その外側の領域において、複数の穴２６は間隔ｄ２＞ｄ１を有して形成され、これにより、この領域において誘電体レンズ２Ｂは屈折率ｎ２を有する。そのさらに外側の領域において、複数の穴２６は間隔ｄ３＞ｄ２を有して形成され、これにより、この領域において誘電体レンズ２Ｂは屈折率ｎ３を有する。
　穴２６の直径は、例えば、動作波長λに対してλ／５０からλ／２の間に設定される。
　ある媒質の屈折率ｎは次式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、εｒは媒質の比誘電率を示し、μｒは媒質の比透磁率を示す。
　レンズ本体２４に１つ又は複数の穴２６を形成して誘電体材料を除去することにより、穴２６の近傍における誘電体レンズ２Ｂの等価的な誘電率は低くなり、従って、穴２６の近傍における誘電体レンズ２Ｂの等価的な屈折率は低くなる。例えば図４に示すように、レンズ本体２４において、軸Ａｂに近づくにつれて小さくなる間隔をそれぞれ有する複数の穴２６を形成することにより、軸Ａｂに近づくにつれて大きくなる体積の誘電体材料が除去される。これにより、軸Ａｂに近づくにつれて誘電体レンズ２Ｂの屈折率が小さくなり、誘電体レンズ２Ｂは等価的に凹レンズとして機能する。
　図５Ａは、第２の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｃの構成を示す上面図である。図５Ｂは、図５ＡのＢｃ－Ｂｃ’線における断面図である。誘電体レンズ２Ｃは、誘電体レンズ２Ｂと同様に、所定の誘電率を有する誘電体材料からなり、互いに対向する第１の面２２及び第２の面２５を有するレンズ本体２４を含む。レンズ本体２４は、軸Ａｃに近づくにつれて大きくなる体積の誘電体材料を除去することで軸Ａｃに近づくにつれて誘電体レンズ２Ｃの屈折率が小さくなるように、面２２又は２５において複数の穴２６を有する。図５の例では、複数の穴２６は、軸Ａｃに近づくにつれて大きくなる直径をそれぞれ有する。詳しくは、軸Ａｃの近傍の領域において、複数の穴２６は直径ｄ１１を有して形成され、これにより、この領域において誘電体レンズ２Ｃは屈折率ｎ１を有する。その外側の領域において、複数の穴２６は直径ｄ１２＜ｄ１１を有して形成され、これにより、この領域において誘電体レンズ２Ｃは屈折率ｎ２を有する。そのさらに外側の領域において、複数の穴２６は直径ｄ１３＜ｄ１２を有して形成され、これにより、この領域において誘電体レンズ２Ｃは屈折率ｎ３を有する。これにより、レンズ本体２４は、軸Ａｃから遠ざかるにつれて、入射波を次第に大きくなる角度で屈折させるように形成される。
　図６Ａは、第２の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｄの構成を示す上面図である。図６Ｂは、図６ＡのＢｄ－Ｂｄ’線における断面図である。誘電体レンズ２Ｄは、誘電体レンズ２Ｂと同様に、所定の誘電率を有する誘電体材料からなり、互いに対向する第１の面２２及び第２の面２５を有するレンズ本体２４を含む。レンズ本体２４は、軸Ａｄに近づくにつれて大きくなる体積の誘電体材料を除去することで軸Ａｄに近づくにつれて誘電体レンズ２Ｄの屈折率が小さくなるように、面２２又は２５において複数の穴２６を有する。図５の例では、複数の穴２６は、軸Ａｄに近づくにつれて深くなる。詳しくは、軸Ａｄの近傍の領域において、複数の穴２６は深さｄ２１を有して形成され、これにより、この領域において誘電体レンズ２Ｄは屈折率ｎ１を有する。その外側の領域において、複数の穴２６は深さｄ２２＜ｄ２１を有して形成され、これにより、この領域において誘電体レンズ２Ｄは屈折率ｎ２を有する。そのさらに外側の領域において、複数の穴２６は深さｄ２３＜ｄ２２を有して形成され、これにより、この領域において誘電体レンズ２Ｄは屈折率ｎ３を有する。これにより、レンズ本体２４は、軸Ａｄから遠ざかるにつれて、入射波を次第に大きくなる角度で屈折させるように形成される。
　図４Ａ～図６Ｂの例では、面２５に複数の穴２６を形成する場合について説明したが、代替又は追加として、面２２に複数の穴２６を設けてもよい。また、複数の穴２６のうちの少なくとも一部は、レンズ本体２４を貫通してもよい。
　図４Ａ～図６Ｂの例では、軸Ａｂ～Ａｄからの距離に応じて穴２６の間隔、直径、及び深さのうちの１つが変化する場合について説明したが、軸Ａｂ～Ａｄからの距離に応じて穴２６の間隔、直径、及び深さのうちの２つ以上が変化するように複数の穴２６を形成してもよい。
　図４Ａ～図６Ｂの例では、軸Ａｂ～Ａｄからの一次元的な距離に応じて、すなわち、Ｘ座標に応じて穴２６の間隔、直径、又は深さが変化する場合について説明したが、軸Ａｂ～Ａｄからの二次元的な距離に応じて間隔、直径、及び深さのうちの少なくとも１つが変化してもよい。以下、図７～図９を参照して、このような変形例について説明する。
　図７Ａは、第２の実施形態の第３の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｅの構成を示す上面図である。図７Ｂは、図７ＡのＢｅ－Ｂｅ’線における断面図である。図７Ｃは、図７ＡのＣｅ－Ｃｅ’線における断面図である。図７Ａ～図７Ｃの例では、複数の穴２６は、Ｘ座標に関して、軸Ａｅに近づくにつれて小さくなる間隔をそれぞれ有し、また、Ｙ座標に関して、軸Ａｅに近づくにつれて小さくなる間隔をそれぞれ有する。
　図８Ａは、第２の実施形態の第４の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｆの構成を示す上面図である。図８Ｂは、図８ＡのＢｆ－Ｂｆ’線における断面図である。図８Ｃは、図８ＡのＣｆ－Ｃｆ’線における断面図である。図８Ａ～図８Ｃの例では、複数の穴２６は、Ｘ座標に関して、軸Ａｆに近づくにつれて大きくなる直径をそれぞれ有し、また、Ｙ座標に関して、軸Ａｆに近づくにつれて大きくなる直径をそれぞれ有する。
　図９Ａは、第２の実施形態の第５の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｇの構成を示す上面図である。図９Ｂは、図９ＡのＢｇ－Ｂｇ’線における断面図である。図９Ｃは、図９ＡのＣｇ－Ｃｇ’線における断面図である。図９～図９Ｃの例では、複数の穴２６は、Ｘ座標に関して、軸Ａｇに近づくにつれて深くなり、また、Ｙ座標に関して、軸Ａｇに近づくにつれて深くなる。
　図７Ａ～図９Ｃの例によれば、軸Ａｅ～Ａｇから遠ざかるにつれて入射波を次第に大きくなる角度で二次元的に屈折させることができる。
　図７Ａ～図９Ｃの例では、複数の穴２６を格子状に配置する場合について説明したが、複数の穴２６は、軸Ａｅ～Ａｇを中心として放射状に配置されてもよい。
　図１のような凹レンズの誘電体レンズを製造する場合、滑らかな凹面を実現するために、品種ごとに高価な金型を用いた成形が必要になるので、製造コストが大きくなる。一方、第２の実施形態に係るアンテナ装置によれば、平坦なレンズ本体２４を単純な穴あけによって加工することにより、誘電体レンズ２Ｂ～２Ｇを低コストで容易に製造することができる。また、誘電体レンズ２Ｂ～２Ｇを、金型を用いた成形により製造してもよい。
　図３～図９Ｃの例は、レンズ本体２４の面２２及び２５が互いに平行に形成される場合を示すが、面２２及び２５のうちの一方の少なくとも一部が、他方の面に対して傾斜していてもよく、湾曲していてもよい。面２２及び２５がどのような形状をしていても、軸Ａｂ～Ａｇからの距離に応じて穴２６の間隔、直径、及び深さのうちの少なくとも１つを変化させることにより、入射波を屈折させることができる。例えば、第１及び第２の実施形態を組み合わせてもよく、すなわち、凹レンズとして形成されたレンズ本体２４に複数の穴２６をさらに形成してもよい。
［第３の実施形態］
　図１０は、第３の実施形態に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｈの構成を示す断面図である。
　誘電体レンズ２Ｈは、所定の誘電率を有する誘電体材料からなり、互いに対向する第１の面２２及び第２の面２８を有するレンズ本体２７を含む。面２８は、軸Ａｈに近づくにつれて面２２までの距離が小さくなる複数の領域２８－１，２８－２ａ，２８－２ｂ，２８－３ａ，２８－３ｂ，２８－４ａ，２８－４ｂを含む。領域２８－１は距離ｄ３１を有し、領域２８－２ａ，２８－２ｂは距離ｄ３２＞ｄ３１を有し、２８－３ａ，２８－３ｂは距離ｄ３３＞ｄ３２を有し、２８－４ａ，２８－４ｂは距離ｄ３４＞ｄ３３を有する。レンズ本体２７は、第１及び第２の面の中心を通る軸Ａｈから遠ざかるにつれて、入射波を次第に大きくなる角度で屈折させるように形成される。
　面２８の段差は、動作波長λよりも短くなるように設定される。このとき、面２８は、等価的に、図１の誘電体レンズ２と同様に傾斜した凹面として機能し、誘電体レンズ２Ｈは等価的に凹レンズとして機能する。
　図１０の構成は、図６の誘電体レンズ２Ｄ又は図９の誘電体レンズ２Ｇにおいて、互いに隣接する穴２６を連結したものとみなしてもよい。
　面２８の複数の領域は、面２２に対してそれぞれ平行に形成されてもよい。この場合、平坦なレンズ本体２７を切削によって加工することにより、誘電体レンズ２Ｈを低コストで容易に製造することができる。また、誘電体レンズ２Ｈを、金型を用いた成形により製造してもよい。
　また、面２８の複数の領域のうちの少なくとも一部が、面２２に対して傾斜していてもよく、湾曲していてもよい。第２及び第３の実施形態を組み合わせてもよく、すなわち、誘電体レンズ２Ｈのレンズ本体２７に複数の穴２６をさらに形成してもよい。
［第４の実施形態］
　図１１は、第４の実施形態に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｉの構成を示す断面図である。誘電体レンズ２Ｉは、図１のレンズ本体２１に加えて、レンズ本体２１の誘電率よりも小さい誘電率を有する誘電体材料からなる充填材２９であって、凹面２３に充填された充填材２９をさらに含む。充填材２９の表面は平面２２に対して平行に形成されてもよい。
　レンズ本体２１は、例えば、前述のように比誘電率２～５を有する誘電体材料からなる。この場合、充填材２９は、例えば、比誘電率１．５～３を有する誘電体材料からなる。
　充填材２９は、レンズ本体２１の凹面２３に対して射出されてもよい。また、レンズ本体２１及び充填材２９は、接着剤により貼り合わされてもよい。後者の場合、接着剤の誘電率がレンズ本体２１の誘電率及び充填材２９の誘電率に十分に近く設定されること、又は、接着剤の厚みが動作波長に対して十分に小さいことが望ましい。
　図１２は、第４の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｊの構成を示す断面図である。誘電体レンズ２Ｊは、図４Ａ及び図４Ｂのレンズ本体２４又は図７Ａ～図７Ｃのレンズ本体２４に加えて、レンズ本体２４の誘電率よりも小さい誘電率を有する誘電体材料からなる充填材２９であって、複数の穴２６を充填する充填材２９をさらに含む。
　図１３は、第４の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｋの構成を示す断面図である。誘電体レンズ２Ｋは、図５Ａ及び図５Ｂのレンズ本体２４又は図８Ａ～図８Ｃのレンズ本体２４に加えて、レンズ本体２４の誘電率よりも小さい誘電率を有する誘電体材料からなる充填材２９であって、複数の穴２６を充填する充填材２９をさらに含む。
　図１４は、第４の実施形態の第３の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｌの構成を示す断面図である。誘電体レンズ２Ｌは、図６Ａ及び図６Ｂのレンズ本体２４又は図９Ａ～図９Ｃのレンズ本体２４に加えて、レンズ本体２４の誘電率よりも小さい誘電率を有する誘電体材料からなる充填材２９であって、複数の穴２６を充填する充填材２９をさらに含む。
　図１５は、第４の実施形態の第４の変形例に係るアンテナ装置の誘電体レンズ２Ｍの構成を示す断面図である。誘電体レンズ２Ｍは、図１０のレンズ本体２７に加えて、レンズ本体２７の誘電率よりも小さい誘電率を有する誘電体材料からなる充填材２９であって、面２８の複数の領域のうち、面２２からの距離が最も大きい領域２８－４ａ，２８－４ｂ以外の領域の上の空間を充填する充填材２９をさらに含む。
　例えば凹レンズの場合、その凹部に埃及び汚れが吸着して蓄積しやすい。従って、凹レンズである誘電体レンズを備えたアンテナ装置をレーダ装置において使用する場合、埃及び汚れによりレーダ装置の検出性能が劣化するおそれがある。一方、第４の実施形態に係るアンテナ装置によれば、その凹部又は穴を充填材により充填したことにより、埃及び汚れが吸着及び蓄積しにくい。もし誘電体レンズに埃及び汚れが吸着しても、容易にふき取ることができる。従って、第４の実施形態に係るアンテナ装置をレーダ装置において使用する場合、レーダ装置は反射物を確実に検出することができる。
　また、凹レンズの場合、その周辺部が薄く形成されているので、機械的に脆弱であり破損しやすい。従って、凹レンズである誘電体レンズを備えたアンテナ装置をレーダ装置において使用する場合、破損によりレーダ装置の検出性能が劣化するおそれがある。一方、第４の実施形態に係るアンテナ装置によれば、誘電体レンズにおいて他の部分よりも薄くなる部分が存在せず、機械的に十分な強度を有するので破損しにくい。従って、第４の実施形態に係るアンテナ装置をレーダ装置において使用する場合、レーダ装置は反射物を確実に検出することができる。
　第４の実施形態に係るアンテナ装置によれば、誘電体レンズに埃及び汚れが吸着及び蓄積しにくくし、また、誘電体レンズを破損しにくくすることができる。
　第４の実施形態に係るアンテナ装置によれば、充填材２９の表面を平面２２に対して平行に形成することにより、その表面に突起、凹部、又は傾斜をもたない平坦な誘電体レンズを構成することができる。
［第５の実施形態］
　図１６は、第５の実施形態に係るレーダ装置１００の構成を示すブロック図である。レーダ装置１００は、アンテナ装置１０、信号発生器１１、サーキュレータ１２、ミキサ１３、アナログ／ディジタル（ＡＤ）変換器１４、信号解析器１５、及び障害物識別器１６を備える。
　アンテナ装置１０は、アンテナモジュール１及び誘電体レンズ２を備える。アンテナモジュール１は、送信アンテナとして動作する少なくとも１つのアンテナ素子と、受信アンテナとして動作する少なくとも１つのアンテナ素子とを含む。アンテナモジュール１は、少なくとも１つのアンテナ素子を送信アンテナ及び受信アンテナとして共用してもよく、送信アンテナとして動作する少なくとも１つのアンテナ素子と、受信アンテナとして動作する少なくとも１つのアンテナ素子とを別個に設けてもよい。アンテナモジュール１は、可変な指向性を有してもよい。誘電体レンズ２は、図１の誘電体レンズ２と同様に構成されてもよく、他の実施形態及び変形例の誘電体レンズ２Ａ～２Ｍと同様に構成されてもよい。
　信号発生器１１は、反射物Ｒを検出するための無線周波信号を発生し、無線周波信号をサーキュレータ１２を介してアンテナ装置１０に送り、また、無線周波信号をミキサ１３に送る。信号発生器１１は、例えば、時間的に次第に増大又は減少する周波数を有するチャープ信号を発生する。
　アンテナ装置１０は、信号発生器１１から供給された無線周波信号を、探査対象の空間に向けてレーダ波として放射する。アンテナ装置１０は、反射物Ｒによって反射されたレーダ波を受信し、サーキュレータ１２を介してミキサ１３に送る。
　ミキサ１３は、信号発生器１１及びアンテナ装置１０から送られた信号を混合してＡＤ変換器１４に送る。
　ＡＤ変換器１４は、ミキサ１３から送られたアナログ信号をディジタル信号に変換して信号解析器１５に送る。
　信号発生器１１、サーキュレータ１２、ミキサ１３、及びＡＤ変換器１４は、アンテナ装置１０を介してレーダ波を送受信する送受信回路の一例である。
　信号解析器１５は、ＡＤ変換器１４から送られた信号（すなわち、受信されたレーダ波に対応する受信信号）に基づいて、レーダ装置１００の位置を基準とする反射物Ｒの位置を決定する。信号解析器１５は、例えば高速フーリエ変換を用いて、受信されたレーダ波に対応する信号を時間領域から周波数領域に変換し、受信されたレーダ波の周波数領域の信号レベルを検出する。信号解析器１５は、受信されたレーダ波の周波数を検出し、送信されたレーダ波の周波数及び受信されたレーダ波の周波数の差に基づいて、レーダ装置１００から反射物Ｒまでの距離を推定する。また、アンテナモジュール１が複数の受信アンテナを備える場合、信号解析器１５は、複数の受信信号に基づいて、受信されたレーダ波の到来方向を推定する。信号解析器１５は、距離及び到来方向を推定することにより、反射物Ｒの位置を決定する。
　障害物識別器１６は、反射物Ｒが障害物であるか否かを判断し、判断結果を外部装置（図示せず）に出力する。
　信号解析器１５及び障害物識別器１６は、送受信回路によって送受信されたレーダ波に基づいて反射物Ｒを検出する信号処理回路の一例である。
　第５の実施形態に係るレーダ装置１００によれば、誘電体レンズ２を備えたことにより、簡単な構成でありながら、アンテナモジュール１のみを使用する場合よりも広い角度範囲にわたって高い利得を提供することができる。
　図１７は、第５の実施形態の変形例に係るレーダ装置２００の構成を示すブロック図である。レーダ装置２００は、図１６のレーダ装置１００の１つのアンテナ装置１０及びサーキュレータ１２に代えて、２つのアンテナ装置１０－１，１０－２を備える。
　アンテナ装置１０－１は、アンテナモジュール１－１及び誘電体レンズ２－１を備える。アンテナモジュール１－１は、送信アンテナとして動作する少なくとも１つのアンテナ素子を含む。誘電体レンズ２－１は、図１の誘電体レンズ２と同様に構成されてもよく、他の実施形態及び変形例の誘電体レンズ２Ａ～２Ｍと同様に構成されてもよい。
　アンテナ装置１０－２は、アンテナモジュール１－２及び誘電体レンズ２－２を備える。アンテナモジュール１－２は、受信アンテナとして動作する少なくとも１つのアンテナ素子を含む。誘電体レンズ２－２は、図１の誘電体レンズ２と同様に構成されてもよく、他の実施形態及び変形例の誘電体レンズ２Ａ～２Ｍと同様に構成されてもよい。
　アンテナ装置１０－１は、信号発生器１１から供給された無線周波信号を、探査対象の空間に向けてレーダ波として放射する。アンテナ装置１０－２は、反射物Ｒによって反射されたレーダ波を受信し、サーキュレータ１２を介してミキサ１３に送る。
　レーダ装置２００の他の構成要素は、図１６のレーダ装置１００の対応する構成要素と同様に動作する。
　アンテナモジュール１－１，１－２のうちの少なくとも一方は、可変な指向性を有してもよい。アンテナモジュール１－１，１－２のうちの一方は、無指向性であってもよく、固定された主ビーム方向を有してもよい。誘電体レンズは、アンテナモジュールが可変な指向性を有する場合であっても、また、アンテナモジュールが固定された主ビーム方向を有する場合であっても、アンテナ装置により通信可能な角度幅を広げるという効果を有する。
　アンテナモジュール１－１，１－２のうちの一方が無指向性である場合、当該アンテナモジュールに対抗する誘電体レンズは省略されてもよい。このように、レーダ波の送信及び受信のために、誘電体レンズを備えたアンテナ装置と、誘電体レンズを持たないアンテナ装置とを組み合わせて用いてもよい。
　第５の実施形態の変形例に係るレーダ装置２００によれば、誘電体レンズ２－１，２－２を備えたことにより、簡単な構成でありながら、アンテナモジュール１－１，１－２のみを使用する場合よりも広い角度範囲にわたって高い利得を提供することができる。
［まとめ］
　本開示の各側面に係るアンテナ装置及びレーダ装置は、以下のように表現されてもよい。
　本開示の一側面によれば、アンテナ装置１０，１０Ａ，１０Ｂは、少なくとも１つのアンテナ素子１ａ～１ｃと、第１の誘電率を有する第１の誘電体材料からなり、互いに対向する第１及び第２の面を有するレンズ本体２１，２４，２７を含む誘電体レンズ２，２Ａ～２Ｍとを備える。レンズ本体２１，２４，２７は、第１及び第２の面の中心を通る軸Ａ，Ａｂ～Ａｈから遠ざかるにつれて、アンテナ素子１ａ～１ｃに対する入射波又はアンテナ素子１ａ～１ｃからの入射波を次第に大きくなる角度で屈折させるように形成される。
　本開示の一側面によれば、レンズ本体２４は、軸Ａｂ～Ａｇに近づくにつれて大きくなる体積の第１の誘電体材料を除去することで軸Ａｂ～Ａｇに近づくにつれて誘電体レンズ２Ｂ～２Ｇ，２Ｊ～２Ｌの屈折率が小さくなるように、第１又は第２の面において複数の穴２６を有する。
　本開示の一側面によれば、複数の穴２６は、軸Ａｂ，Ａｅに近づくにつれて小さくなる間隔をそれぞれ有する。
　本開示の一側面によれば、複数の穴２６は、軸Ａｃ，Ａｆに近づくにつれて大きくなる直径をそれぞれ有する。
　本開示の一側面によれば、複数の穴２６は、軸Ａｄ，Ａｇに近づくにつれて深くなる。
　本開示の一側面によれば、第１及び第２の面は互いに平行に形成される。
　本開示の一側面によれば、誘電体レンズ２Ｊ～２Ｌは、第１の誘電率よりも小さい第２の誘電率を有する第２の誘電体材料からなる充填材２９であって、複数の穴２６を充填する充填材２９をさらに含む。
　本開示の一側面によれば、第１の面は平面であり、第２の面は凹面である。
　本開示の一側面によれば、誘電体レンズ２Ｉは、第１の誘電率よりも小さい第２の誘電率を有する第２の誘電体材料からなる充填材２９であって、第２の面に充填された充填材２９をさらに含む。充填材２９の表面は第１の面に対して平行に形成される。
　本開示の一側面によれば、第２の面は、軸Ａｈに近づくにつれて第１の面までの距離が小さくなる複数の領域を含む。
　本開示の一側面によれば、第２の面の複数の領域は第１の面に対してそれぞれ平行に形成される。
　本開示の一側面によれば、誘電体レンズ２Ｍは、第１の誘電率よりも小さい第２の誘電率を有する第２の誘電体材料からなる充填材２９であって、第２の面の複数の領域のうち、第１の面からの距離が最も大きい領域以外の領域の上の空間を充填する充填材２９をさらに含む。
　本開示の一側面によれば、レーダ装置１００，２００は、少なくとも１つのアンテナ装置１０，１０Ａ，１０Ｂと、アンテナ装置１０，１０Ａ，１０Ｂを介してレーダ波を送受信する送受信回路と、送受信回路によって送受信されたレーダ波に基づいて反射物を検出する信号処理回路とを備える。
　本開示のアンテナ装置及びレーダ装置は、簡単な構成でありながら、従来よりも広い角度範囲にわたって高い利得を提供し、反射物を確実に検出することができる。
１　アンテナモジュール
１ａ～１ｃ　アンテナ素子
１ｄ　基板
２，２Ａ～２Ｍ　誘電体レンズ
１０，１０Ａ，１０Ｂ　アンテナ装置
１１　信号発生器
１２　サーキュレータ
１３　ミキサ
１４　アナログ／ディジタル（ＡＤ）変換器
１５　信号解析器
１６　障害物識別器
２１，２４，２７　レンズ本体
２２　第１の面
２３，２５，２８　第２の面
２６　穴
２９　充填材
１００，２００　レーダ装置

Claims (13)

  1. 　少なくとも１つのアンテナ素子と、
    　第１の誘電率を有する第１の誘電体材料からなり、互いに対向する第１及び第２の面を有するレンズ本体を含む誘電体レンズとを備え、
    　前記レンズ本体は、前記第１及び第２の面の中心を通る軸から遠ざかるにつれて、前記アンテナ素子に対する入射波又は前記アンテナ素子からの入射波を次第に大きくなる角度で屈折させるように形成された、
    アンテナ装置。
  2. 　前記レンズ本体は、前記軸に近づくにつれて大きくなる体積の前記第１の誘電体材料を除去することで前記軸に近づくにつれて前記誘電体レンズの屈折率が小さくなるように、前記第１又は第２の面において複数の穴を有する、
    請求項１記載のアンテナ装置。
  3. 　前記複数の穴は、前記軸に近づくにつれて小さくなる間隔をそれぞれ有する、
    請求項２記載のアンテナ装置。
  4. 　前記複数の穴は、前記軸に近づくにつれて大きくなる直径をそれぞれ有する、
    請求項２記載のアンテナ装置。
  5. 　前記複数の穴は、前記軸に近づくにつれて深くなる、
    請求項２記載のアンテナ装置。
  6. 　前記第１及び第２の面は互いに平行に形成された、
    請求項２～５のうちの１つに記載のアンテナ装置。
  7. 　前記誘電体レンズは、前記第１の誘電率よりも小さい第２の誘電率を有する第２の誘電体材料からなる充填材であって、前記複数の穴を充填する充填材をさらに含む、
    請求項２～６のうちの１つに記載のアンテナ装置。
  8. 　前記第１の面は平面であり、前記第２の面は凹面である、
    請求項１記載のアンテナ装置。
  9. 　前記誘電体レンズは、前記第１の誘電率よりも小さい第２の誘電率を有する第２の誘電体材料からなる充填材であって、前記第２の面に充填された充填材をさらに含み、
    　前記充填材の表面は前記第１の面に対して平行に形成された、
    請求項８記載のアンテナ装置。
  10. 　前記第２の面は、前記軸に近づくにつれて前記第１の面までの距離が小さくなる複数の領域を含む、
    請求項１記載のアンテナ装置。
  11. 　前記第２の面の複数の領域は前記第１の面に対してそれぞれ平行に形成された、
    請求項１０記載のアンテナ装置。
  12. 　前記誘電体レンズは、前記第１の誘電率よりも小さい第２の誘電率を有する第２の誘電体材料からなる充填材であって、前記第２の面の複数の領域のうち、前記第１の面からの距離が最も大きい領域以外の領域の上の空間を充填する充填材をさらに含む、
    請求項１０又は１１記載のアンテナ装置。
  13. 　請求項１～１２のうちの１つに記載の少なくとも１つのアンテナ装置と、
    　前記アンテナ装置を介してレーダ波を送受信する送受信回路と、
    　前記送受信回路によって送受信されたレーダ波に基づいて反射物を検出する信号処理回路とを備えた、
    レーダ装置。
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