WO2021241125A1 - アンテナ装置並びにそれを用いたレーダ装置および車両 - Google Patents

アンテナ装置並びにそれを用いたレーダ装置および車両 Download PDF

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WO2021241125A1
WO2021241125A1 PCT/JP2021/017044 JP2021017044W WO2021241125A1 WO 2021241125 A1 WO2021241125 A1 WO 2021241125A1 JP 2021017044 W JP2021017044 W JP 2021017044W WO 2021241125 A1 WO2021241125 A1 WO 2021241125A1
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antenna
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planar
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一也 川端
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株式会社村田製作所
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    • H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
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    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
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    • H01Q3/44—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element

Definitions

  • the present invention relates to an antenna device having a dielectric lens array structure or a dielectric rod lens array structure, and a radar device and a vehicle using the antenna device.
  • an antenna device of this type for example, there are the antenna devices described in FIGS. 8 and 9 of Patent Document 1.
  • the antenna device shown in FIG. 8 of the same document is configured by providing a plurality of dielectrics having different dielectric constants on the opening side of each slot of the waveguide slot antenna. Since the dielectric constant of each dielectric is different for each slot and the amount of radiation of radio waves transmitted and received on the opening surface of each slot is different, the array antenna is used to control the distribution of the opening surface and obtain a low side lobe.
  • a plurality of waveguides having different widths with respect to the tube axis direction of the waveguides constituting the waveguide slot antenna are provided on the opening side of each slot. It is composed of.
  • the width of the plurality of waveguides provided on the opening side of each slot increases in the direction perpendicular to the tube axis direction in order from each end of the waveguide constituting the waveguide slot antenna toward the center.
  • the distribution of the opening surface of each slot opening surface of the transmitted and received radio waves has a non-linear shape with respect to the tube axis direction, and has a convex shape toward the upper surface direction.
  • the opening diameter in that direction becomes wide, so that the opening is opened. It is possible to control the surface distribution to achieve high gain and low sidelobe.
  • the waveguides provided in each slot are spaced in the tube axis direction of the waveguide slot antenna and the power between them is not effectively used, the antenna gain is increased in the tube axis direction of the waveguide slot antenna. Difficult to raise. Therefore, there is a limit to increasing the antenna gain of the antenna device as a whole.
  • a planar array antenna in which at least three planar antennas are provided in an array on the board, and The area of the opening surface parallel to the substrate, which is provided above each planar antenna, becomes smaller from the center of the array toward both ends of the array, so that the strength of the radio waves transmitted and received is weighted and the opening surface distribution is set.
  • the antenna device was configured from a feeder line to each planar antenna whose length was adjusted so that the phases of the radio waves transmitted and received by each planar antenna matched.
  • the present invention A MIMO antenna device in which a plurality of transmitting antennas and a plurality of receiving antennas are configured by arranging planar array antennas in which at least three planar antennas are provided in an array shape in a two-dimensional manner on a substrate. It is provided above each planar antenna that constitutes a plurality of transmitting antennas or a plurality of receiving antennas, and the area of the opening surface parallel to the substrate is directed from the central portion to both ends in the direction in which the planar array antennas are arranged in a two-dimensional manner.
  • the antenna device was configured from a feeder line to each planar antenna whose length was adjusted so that the phases of the radio waves transmitted and received by each planar antenna matched.
  • each planar antenna provided in an array shape on the substrate, and the area of the opening surface parallel to the substrate is from the center of the array to both ends of the array. It is provided so as to be smaller toward or toward both ends from the central portion in the direction in which the planar array antennas are arranged in a two-dimensional manner.
  • the antenna device has a dielectric lens array structure above the planar array antenna, and the dielectric lens array structure provides an open surface.
  • the strength of the radio waves transmitted and received decreases so that the distribution is from the center of the array to both ends of the array, or from the center of the plane array antenna in the direction of being arranged in two dimensions to both ends. Weighted. Further, the length of the feeder line to each planar antenna is adjusted so that the phases of the radio waves transmitted and received by each planar antenna are matched.
  • the aperture surface distribution of the antenna device is controlled only by the radio waves transmitted and received by each planar antenna being converged and weighted according to the aperture area of each dielectric lens, and the power of the radio waves transmitted and received is the conventional antenna. It is effectively used without causing loss like a device. Further, the degree of weighting can be desired to be set according to the aperture area of each dielectric lens. Therefore, the antenna device can increase the effective aperture area to increase the antenna gain and reduce the side lobes.
  • the present invention A planar array antenna in which at least three planar antennas are provided in an array on the board, and At least, it is provided above each planar antenna, and the thickness perpendicular to the substrate becomes thinner from the center of the array toward both ends of the array, so that the strength of the radio waves transmitted and received is weighted and the aperture surface distribution is set.
  • the antenna device was configured from a feeder line to each planar antenna whose length was adjusted so that the phases of the radio waves transmitted and received by each planar antenna matched.
  • the present invention A MIMO antenna device in which a plurality of transmitting antennas and a plurality of receiving antennas are configured by arranging planar array antennas in which at least three planar antennas are provided in an array shape in a two-dimensional manner on a substrate. It is provided above each of the planar antennas that make up multiple transmitting antennas or multiple receiving antennas, and the thickness perpendicular to the substrate decreases from the center to both ends in the direction in which the planar array antennas are arranged in a two-dimensional manner.
  • At least three dielectric rod lenses whose aperture surface distribution is set by weighting the strength of the radio waves transmitted and received in The antenna device was configured from a feeder line to each planar antenna whose length was adjusted so that the phases of the radio waves transmitted and received by each planar antenna matched.
  • each planar antenna provided in an array shape on the substrate, and the thickness perpendicular to the substrate is directed from the center of the array to both ends of the array. , Or, it is provided so as to become thinner from the central portion in the two-dimensionally arranged direction of the planar array antenna toward both ends.
  • the strength of the radio waves transmitted and received is small from the center of the array to both ends of the array, or from the center of the plane array antenna in the direction of being arranged in two dimensions to both ends. It is weighted so as to be. Further, the length of the feeder line to each planar antenna is adjusted so that the phases of the radio waves transmitted and received by each planar antenna are matched.
  • the aperture surface distribution of the antenna device is controlled by simply converging and weighting the radio waves transmitted and received by each planar antenna according to the thickness of each dielectric rod lens, and the power of the radio waves transmitted and received is conventional. It is effectively used without causing loss like an antenna device. Further, the degree of weighting can be appropriately set according to the thickness of each dielectric rod lens. Therefore, the antenna device can increase the effective aperture area to increase the antenna gain and reduce the side lobes. Further, in the antenna device, since the aperture surface distribution is controlled by the thickness of each dielectric rod lens, it is not necessary to change the array spacing of the planar antennas constituting the planar antenna array. Therefore, it is possible to suppress the length of the antenna device in the array direction of the planar antenna array and reduce the size in that direction.
  • the present invention receives the transmitting antenna and the receiving antenna in any of the above-mentioned antenna devices having a MIMO configuration, a transmitting circuit that emits a transmission signal as a radio wave by the transmitting antenna, and a radio wave reflected by an object to the receiving antenna.
  • a radar device including a receiving circuit that converts the received signal into a received signal and a signal processing circuit that processes the received signal is configured.
  • a radar device capable of efficiently transmitting and receiving radio waves is provided by using an antenna device having an increased antenna gain and a reduced side lobe in the radar device.
  • the present invention constitutes a vehicle equipped with the above radar device.
  • the radar device installed in the vehicle becomes a radar device capable of efficiently transmitting and receiving radio waves. Therefore, the radar device can be used to detect objects around the vehicle with high sensitivity.
  • an antenna device capable of reducing side lobes while increasing the effective opening area to increase the antenna gain, and a radar device and a vehicle using the antenna device.
  • (A) is a sectional view taken along the line Ia-Ia of the antenna device according to the first embodiment of the present invention, and (b) is a plan view.
  • (A) is a sectional view taken along the line IIa-IIa of the antenna device according to the second embodiment of the present invention, and (b) is a plan view.
  • (A) is a plan view of the antenna device according to the third embodiment of the present invention, and (b) is a cross-sectional view taken along the line IIIb-IIIb.
  • (A) is a plan view of an antenna device according to a modified example of the third embodiment, and (b) is a sectional view taken along the line IVb-IVb.
  • FIG. 7 is a plan view of a vehicle according to an embodiment of the present invention configured by using the radar device shown in FIG. 7.
  • (A) is a plan view of the antenna device according to the sixth embodiment of the present invention, and (b) is a cross-sectional view taken along the line IXb-IXb.
  • the antenna device of the present invention and the mode for implementing the radar device and the vehicle using the antenna device will be described.
  • FIG. 1 (a) is a cross-sectional view taken along the line Ia-Ia of the antenna device 1A according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (b) is a plan view.
  • the antenna device 1A includes a planar array antenna 3 having five patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1, and 3c2 provided on the dielectric substrate 2, and above each patch antenna 3a, 3b1, 3b2, 3c1, and 3c2. It is composed of five dielectric lenses 4a, 4b1, 4b2, 4c1 and 4c2 provided by optical coupling with each patch antenna 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2.
  • Each patch antenna 3a, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2 is a planar antenna in which copper foil or the like is provided in a one-dimensional array on the surface of the dielectric substrate 2, and each constitutes a radiation element.
  • the planar array antenna 3 is composed of these patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2 and a ground pattern 5 made of copper foil or the like provided on the entire back surface of the dielectric substrate 2.
  • Each dielectric lens 4a, 4b1, 4b2, 4c1, 4c2 has a shape like a bowl lying down, and constitutes a microdielectric lens array structure 4. Between the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2 and the bottom surface of each dielectric lens 4a, 4b1, 4b2, 4c1, 4c2, the focal length of each dielectric lens 4a, 4b1, 4b2, 4c1, 4c2 A space is provided according to the situation. In each of the dielectric lenses 4a, 4b1, 4b2, 4c1 and 4c2, the area of the elliptical opening surface parallel to the surface of the dielectric substrate 2 is located above the patch antenna 3a in the center of the array of the planar array antenna 3.
  • each dielectric lens 4a, 4b1, 4b2, 4c1, 4c2 is the largest for the dielectric lens 4a located in the center of the array, followed by each dielectric lens 4b1, 4b2, and each dielectric.
  • Lenses 4c1 and 4c2 are the smallest.
  • the upper part here means the direction in which the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1, and 3c2 radiate radio waves.
  • the strength of the radio waves collected by each dielectric lens 4a, 4b1, 4b2, 4c1, 4c2, received by each patch antenna 3a, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2 and transmitted / received is located in the center of the array.
  • the located patch antenna 3a is the largest, then the patch antennas 3b1 and 3b2 are the largest, and the patch antennas 3c1 and 3c2 are the smallest.
  • the strength of the radio waves transmitted to and received from each of the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2 is weighted in this way, so that the amplitude of the radio waves transmitted and received has the center of the array at the top and the array. It is set to a mountain-shaped opening surface distribution that decreases from the center to both ends of the array.
  • each patch antenna 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2 emits radio waves by being fed from the feeding line 6 according to the transmission signal. Further, each of the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2 receives the radio wave D incident on the antenna device 1A via the dielectric lenses 4a, 4b1, 4b2, 4c1 and 4c2, and receives the received signal as the feeder line 6. Output to.
  • the length of the feeder line 6 is adjusted so that the phases of the radio waves transmitted and received by the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2 match.
  • the feeder line 6 has an adjustment length ⁇ in order to match the phase.
  • the feed line 6, the dielectric lens 4a, the dielectric constant epsilon r of 4B1,4b2,4c1,4c2, dielectric surface to a height in the vertical direction of the substrate 2 is the highest array center dielectric
  • the thickness of the body lens 4a is d 1
  • the height from the dielectric substrate 2 on the bottom surface is l 1
  • the thickness of any other dielectric lens 4b1, 4b2, 4c1, 4c2 is d 2
  • the dielectric substrate on the bottom surface is d 2.
  • the radio wave D incident on the antenna device 1A reaches the surface of the dielectric substrate 2 from the equiphase plane H shown by the dotted line in FIG. 1A via the dielectric lens 4a in the center of the array.
  • the radio wave D incident on the antenna device 1A passes from the equiphase plane H to the surface of the dielectric substrate 2 via any other dielectric lenses 4b1, 4b2, 4c1, 4c2. It shows the electric length until it arrives.
  • the phase is adjusted so that the phases of the radio waves transmitted and received by the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2 match. ..
  • the dielectric lens is above each of the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2 provided in an array shape on the dielectric substrate 2.
  • 4a, 4b1, 4b2, 4c1, and 4c2 are provided so that the area of the opening surface parallel to the dielectric substrate 2 decreases from the center of the array toward both ends of the array.
  • the aperture surface distribution is the strength of the radio waves transmitted and received from the center of the array to both ends of the array as described above. Is weighted so that it becomes smaller.
  • the radio waves received by the dielectric lenses 4a, 4b1, 4b2, 4c1 and 4c2 on the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2 are the aperture areas of the dielectric lenses 4a, 4b1, 4b2, 4c1 and 4c2.
  • a phase difference occurs with the difference between the two.
  • the feeder lines 6a, 6b1, 6b2, 6c1 and 6c2 to the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2 are in phase with the radio waves transmitted and received by the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2.
  • the length is adjusted by the adjustment length ⁇ .
  • the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1, and 3c2 are connected to the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1, and 3c2 via the dielectric lenses 4a, 4b1, 4b2, 4c1, and 4c2.
  • Each phase of the incoming and outgoing radio waves is matched.
  • phase difference caused by the difference in the opening areas of the dielectric lenses 4a, 4b1, 4b2, 4c1 and 4c2 is easily phase-adjusted by the lengths of the feeder lines 6a, 6b1, 6b2, 6c1 and 6c2, respectively.
  • the phases of the radio waves between the dielectric lenses 4a, 4b1, 4b2, 4c1 and 4c2 are easily matched.
  • the aperture surface distribution of the antenna device 1A is such that the radio waves transmitted and received by each patch antenna 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2 correspond to the aperture area of each dielectric lens 4a, 4b1, 4b2, 4c1 and 4c2.
  • the power of radio waves transmitted and received which is controlled only by being converged and weighted, is effectively used without causing loss as in a conventional antenna device.
  • the degree of weighting can be desired to be set according to the opening area of each dielectric lens 4a, 4b1, 4b2, 4c1, 4c2. Therefore, the antenna device 1A can increase the effective aperture area to increase the antenna gain and reduce the side lobes. Further, the antenna device 1A can be made thinner than the case where the aperture surface distribution is controlled by one dielectric lens.
  • the means for matching the radiation phase from each dielectric is a coupling with a slot, and the radiation phase cannot be changed significantly, so that there is a limit to the phase matching. be.
  • the radiation phase is adjusted by the electric length corresponding to the adjustment length ⁇ in the feeder line 6, the phases of the radio waves transmitted and received by the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2 match.
  • the phase can be adjusted as described above.
  • the means for matching the phase of each array element is coupling with the slot, but it is necessary to change the inclination of the slot or the like in order to change the radiation phase of each element.
  • dielectric lenses 4a, 4b1, 4b2, 4c1 and 4c2 having different aperture diameters are used. That is, by using a dielectric lens 4a having a large opening diameter near the center of the antenna opening and using a dielectric lens 4b1, 4b2, 4c1, 4c2 smaller than the dielectric lens 4a in the peripheral opening. It is possible to control the open surface distribution to obtain high gain with a low side lobe.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line IIa-IIa of the antenna device 1B according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 2B is a plan view.
  • the same or corresponding parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the antenna device 1B includes a planar array antenna 3 having five patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1, and 3c2 provided on the dielectric substrate 2, and above each patch antenna 3a, 3b1, 3b2, 3c1, and 3c2. It is composed of five dielectric rod lenses 7a, 7b1, 7b2, 7c1 and 7c2 provided by optical coupling with each patch antenna 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2.
  • Each of the dielectric rod lenses 7a, 7b1, 7b2, 7c1 and 7c2 has a columnar shape having a circular cross section parallel to the dielectric substrate 2 and having the same area, and constitutes the microdielectric rod lens array structure 7.
  • Patch antenna 3a, 3B1,3b2,3c1,3c2 each dielectric rod lenses 7a, between the bottom of 7b1,7b2,7c1,7c2 is fixed spatial height l 1 is provided.
  • Each dielectric rod lens 7a, 7b1, 7b2, 7c1, 7c2 has a thickness perpendicular to the dielectric substrate 2 from the dielectric rod lens 7a located above the patch antenna 3a in the center of the array of the planar array antenna 3.
  • each dielectric rod lens 7a, 7b1, 7b2, 7c1, 7c2 is the thickest for the dielectric rod lens 7a located in the center of the array, followed by the thickest for each dielectric rod lens 7b1, 7b2.
  • Dielectric rod lenses 7c1 and 7c2 are the thinnest.
  • the upper part here also refers to the direction in which the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1, and 3c2 radiate radio waves.
  • the strength of the radio waves collected by each dielectric rod lens 7a, 7b1, 7b2, 7c1, 7c2, received by each patch antenna 3a, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2 and transmitted / received is the central part of the array.
  • the patch antenna 3a located at is the largest, then the patch antennas 3b1 and 3b2 are the largest, and the patch antennas 3c1 and 3c2 are the smallest.
  • the strength of the radio waves transmitted to and received from each of the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2 is weighted in this way, so that the amplitude of the radio waves transmitted and received has the center of the array at the top and the array. It is set to a mountain-shaped opening surface distribution that decreases from the center to both ends of the array.
  • the length of the feeder line 6 is adjusted so that the phases of the radio waves transmitted and received by the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2 match.
  • the feeder line 6 has an adjustment length ⁇ that adjusts the phase to the opening surface.
  • the feed line 6, the dielectric rod lens 7a, the dielectric constant epsilon r of 7B1,7b2,7c1,7c2, in the direction perpendicular to the surface of the dielectric substrate 2 height is the highest array center
  • the thickness of the dielectric rod lens 7a is d 1
  • the height of its bottom surface from the dielectric substrate 2 is l 1
  • the thickness of any other dielectric rod lens 7b1, 7b2, 7c1, 7c2 is d 2
  • the bottom surface of the dielectric rod lens 7a is adjusted so that the phases of the radio waves transmitted and received by the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2 match.
  • the feeder line 6 has an adjustment length ⁇ that adjusts the phase to
  • the dielectric rod is above each of the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2 provided in an array shape on the dielectric substrate 2.
  • the lenses 7a, 7b1, 7b2, 7c1, and 7c2 are arranged so that the thickness perpendicular to the dielectric substrate 2 becomes thinner from the center of the array to both ends of the array.
  • microdielectric rod lens array structure 7 It has a microdielectric rod lens array structure 7, and the microdielectric rod lens array structure 7 transmits and receives the aperture surface distribution from the center of the array to both ends of the array as described above. Weighting is performed so that the strength of the radio wave becomes small.
  • the radio waves received by the dielectric rod lenses 7a, 7b1, 7b2, 7c1 and 7c2 to the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2 are the dielectric rod lenses 7a, 7b1, 7b2, 7c1 and 7c2, respectively.
  • a phase difference occurs with the difference in thickness.
  • the feeder lines 6a, 6b1, 6b2, 6c1 and 6c2 to the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2 have the same phase of the radio waves transmitted and received by the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2.
  • the length is adjusted by the adjustment length ⁇ .
  • each patch antenna 3a, 3b1, 3b2, 3c1 is provided via each dielectric rod lens 7a, 7b1, 7b2, 7c1, 7c2.
  • Each phase of the radio wave entering and exiting 3c2 is matched.
  • phase difference caused by the difference in the thickness of each of the dielectric rod lenses 7a, 7b1, 7b2, 7c1 and 7c2 is easily phase-adjusted by the length of the feeder line 6a, 6b1, 6b2, 6c1 and 6c2.
  • the phases of the radio waves between the dielectric rod lenses 7a, 7b1, 7b2, 7c1 and 7c2 are easily matched.
  • the aperture surface distribution of the antenna device 1B corresponds to the thickness of each dielectric rod lens 7a, 7b1, 7b2, 7c1 and 7c2 for the radio waves transmitted and received by each patch antenna 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2.
  • the power of radio waves transmitted and received is controlled only by being minute-converged and weighted, and is effectively used without causing loss as in a conventional antenna device.
  • the degree of weighting can be appropriately set according to the thickness of each dielectric rod lens 7a, 7b1, 7b2, 7c1, 7c2. Therefore, the antenna device 1B can increase the effective aperture area to increase the antenna gain and reduce the side lobes.
  • the opening surface distribution is controlled by the thickness of each dielectric rod lens 7a, 7b1, 7b2, 7c1 and 7c2 having the same cross-sectional area. It is not necessary to change the array intervals of the patch antennas 3a, 3b1, 3b2, 3c1 and 3c2 constituting the antenna 3. Therefore, the length of the antenna device 1B in the array direction of the planar array antenna 3 can be suppressed, and the size in that direction can be reduced.
  • FIG. 3A is a plan view of the antenna device 1C according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line IIIb-IIIb.
  • the same or corresponding parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the planar array antennas 3 are arranged two-dimensionally on the dielectric substrate 2 to form a plurality of transmitting antennas Tx1 and Tx2 and a plurality of receiving antennas Rx1 and Rx2, and MIMO (Multi). Input Multi Output) An antenna device is configured.
  • the planar array antenna 3 is configured by arranging patch antennas 3d1, 3d2, 3d3, 3d4, 3d5, and 3d6 in a one-dimensional array and connecting them in series by a feeder line 6.
  • one dielectric lens 4d1 and two having an elliptical shape are formed on the two patch antennas 3d3 arranged side by side in the center of the array in each of the plane array antennas 3 constituting the receiving antennas Rx1 and Rx2.
  • one dielectric lens 4d2 having an elliptical shape is provided on the patch antenna 3d4.
  • Each dielectric lens 4d1, 4d2, 4d3, 4d4 constitutes a microdielectric lens array structure 4, and has an elliptical shape having a long axis in the direction B orthogonal to the array direction A in which the patch antennas 3d1 to 3d6 are arranged. There is. Further, in each dielectric lens 4d1, 4d2, 4d3, 4d4, the area of the elliptical opening surface parallel to the surface of the dielectric substrate 2 is above the patch antenna 3d3, 3d4 in the center of the array in each plane array antenna 3.
  • the dielectric lenses 4d1 and 4d2 located at are arranged so as to be smaller toward the dielectric lenses 4d3 and 4d4 located above the patch antennas 3d2 and 3d5 on both ends of the array.
  • each planar array antenna 3 is such that the strength of the radio waves transmitted and received decreases from the center of the array to both ends of the array. It is weighted.
  • each of the receiving antennas Rx1 and Rx2 can increase the effective aperture area to increase the antenna gain and reduce the side lobes.
  • the dielectric lenses 4d1, 4d2, 4d3, 4d4 are arranged in close proximity to each patch antenna 3d2, 3d3, 3d4, 3d5 constituting each receiving antenna Rx1 and Rx2, respectively. Therefore, the antenna gains of the receiving antennas Rx1 and Rx2 can be increased and the side lobes can be reduced without increasing the microdielectric lens array structure 4.
  • the transmitting antennas Tx1 and Tx2 are placed on the elliptical dielectric lenses 4e1 and the patch antennas 3d4 on the patch antennas 3d3 arranged in the center of the array in each of the planar array antennas 3 constituting them.
  • Each dielectric lens 4e2 having an elliptical shape is provided.
  • each elliptical dielectric lens 4e3 and on each patch antenna 3d5. Each dielectric lens 4e4 having an elliptical shape is provided.
  • Each dielectric lens 4e1, 4e2, 4e3, 4e4 constitutes a microdielectric lens array structure 4, and has an elliptical shape having a long axis in the direction B orthogonal to the array direction A in which the patch antennas 3d1 to 3d6 are arranged. There is. Further, in each dielectric lens 4e1, 4e2, 4e3, 4e4, the area of the elliptical opening surface parallel to the surface of the dielectric substrate 2 is above the patch antenna 3d3, 3d4 in the center of the array in each plane array antenna 3.
  • the dielectric lenses 4e1 and 4e2 located at are arranged so as to be smaller toward the dielectric lenses 4e3 and 4e4 located above the patch antennas 3d2 and 3d5 on both ends of the array.
  • each planar array antenna 3 is such that the strength of the radio waves transmitted and received decreases from the center of the array to both ends of the array. It is weighted.
  • each of the transmitting antennas Tx1 and Tx2 can also increase the effective aperture area to increase the antenna gain and reduce the side lobes.
  • the patch antennas that make up the planar array antenna are generally configured so that the one in the center of the array has a large area and the area decreases toward both ends of the array. , The antenna device can be reduced in side lobe. In this case, since the area of each planar antenna is reduced toward both ends of the array, it is not possible to effectively obtain the electric power of the radio waves to be transmitted and received.
  • the open surface distribution of the antenna device 1C is controlled by the microdielectric lens array structure 4 provided above each planar array antenna 3, and the low side.
  • the MIMO antenna device can be configured by arranging the planar array antennas 3 in a two-dimensional manner on the dielectric substrate 2 while reducing the side lobes without reducing the antenna gain.
  • the directivity of the radio waves transmitted and received can be narrowed down in the long axis direction of the elliptical shape of the dielectric lenses 4d1, 4d2, 4d3, 4d4, 4e1, 4e2, 4e3, 4e4.
  • the directivity of the radio waves transmitted and received can be narrowed down to the direction B orthogonal to the array direction A in which the patch antennas 3d1 to 3d6 are arranged, which is the long axis direction of the elliptical shape. Therefore, it is possible to increase the sensitivity of the antenna device in the long axis direction of the elliptical shape of the dielectric lenses 4d1, 4d2, 4d3, 4d4, 4e1, 4e2, 4e3, 4e4.
  • Each line L shown by a dotted line in FIG. 3A represents the phase center of the radio wave transmitted and received by each patch antenna 3d2 to 3d5, and each dielectric lens 4d1, 4d2, 4d3, 4d4, 4e1, 4e2, 4e3. , 4 Represents the focal position of e4.
  • FIG. 4A is a plan view of the antenna device 1C'according to a modification of the third embodiment
  • FIG. 4B is a sectional view taken along the line IVb-IVb.
  • the same or corresponding parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the number of series connections of the patch antennas 3d2, 3d3, 3d4, 3d5 constituting each planar array antenna 3 is 4, and the two at both ends are eliminated.
  • the number of arrangements of Rx2, Rx3, and Rx4 is increased by 2 rows to 4 rows. Is provided, and the dielectric lenses 4d1, 4d2, 4d3, 4d4 are not integrated between the adjacent planar array antennas 3, which is different from the antenna device 1C according to the third embodiment.
  • the planar shape of each of the dielectric lenses 4d1, 4d2, 4d3, 4d4 constituting the receiving antennas Rx1, Rx2, Rx3, Rx4 has the array direction in which the patch antennas 3d2 to 3d5 are arranged. It has an elliptical shape with a long axis in the array direction A where the patch antennas 3d2 to 3d5 are arranged, not in the direction B orthogonal to A, and the plane of each of the dielectric lenses 4e1 and 4e2 constituting the transmitting antennas Tx1 and Tx2.
  • the shape is an elliptical shape having a long axis in the direction B orthogonal to the array direction A in which the patch antennas 3d2 to 3d5 are arranged and in the array direction A in which the patch antennas 3d2 to 3d5 are arranged, and is a perfect circle.
  • the point and the cross-sectional shape are different from the antenna device 1C according to the third embodiment in that the shape is not a semicircular shape as shown in FIG. 3 (b) but a kamaboko shape as shown in FIG. 4 (b). do.
  • the antenna device 1C' also has the same effect as the antenna device 1C according to the third embodiment, can increase the effective aperture area, increase the antenna gain, and reduce the side lobes. be able to.
  • the MIMO antenna device can be configured by arranging the planar array antennas 3 in a two-dimensional manner on the dielectric substrate 2 while reducing the side lobes without reducing the antenna gain.
  • reception is performed in the array direction A in which the patch antennas 3d2 to 3d5 constituting the receiving antennas Rx1, Rx2, Rx3, and Rx4, which are in the long axis direction of the elliptical shape, are arranged. It is possible to narrow down the directivity of the radio waves to be used. Therefore, it is possible to increase the sensitivity of the antenna device in the long axis direction of the elliptical shape of each of the dielectric lenses 4d1, 4d2, 4d3, 4d4 constituting the receiving antennas Rx1, Rx2, Rx3, and Rx4.
  • the direction B orthogonal to the array direction A in which the patch antennas 3d2 to 3d5 are arranged which is the long axis direction of the elliptical shape
  • the patch antenna 3d2 The directivity of the radio wave to be transmitted can be narrowed down to both of the array directions A in which ⁇ 3d5 are arranged. Therefore, it is possible to increase the sensitivity of the antenna device in each major axis direction of the elliptical shape of the dielectric lenses 4e1 and 4e2.
  • each dielectric lens 4d1, 4d2, 4d3, 4d4, 4e1, 4e2, 4e3, 4e4 has an elliptical planar shape.
  • each dielectric lens 4d1, 4d2, 4d3, 4d4, 4e1, 4e2, 4e3, 4e4 is made into a columnar shape.
  • the radio waves transmitted and received may be weighted according to the thickness to control the aperture surface distribution of the antenna devices 1C and 1C'.
  • each dielectric lens 4d1, 4d2, 4d3, 4d4, 4e1, 4e2, 4e3, 4e4 is an elliptical shape as shown in FIGS. 3 (a) and 4 (a).
  • the antenna devices 1C and 1C'are configured by the rod-shaped dielectric lenses 4d1, 4d2, 4d3, 4d4, 4e1, 4e2, 4e3, 4e4 in this way the effective aperture area is increased to increase the antenna gain. It can be increased and the side lobes can be reduced.
  • the MIMO antenna device can be configured by arranging the planar array antennas 3 in a two-dimensional manner on the dielectric substrate 2 while reducing the side lobes without reducing the antenna gain.
  • FIG. 5A is a plan view of the antenna device 1D according to the fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb.
  • the same or corresponding parts as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the dielectric lenses 4f1, 4f2, 4f3, 4f4 are extended in the direction B in which the planar array antennas 3 are arranged in a two-dimensional manner, and the planar array antennas 3 are one-dimensionally arranged in the direction B. It differs from the antenna device 1C'according to the modification of the third embodiment in that it is located on each of the patch antennas 3d2, 3d3, 3d4, 3d5 arranged in the line.
  • the antenna device 1D according to the fourth embodiment it is possible to increase the sensitivity of the antenna device in each major axis direction of the elliptical shape of each dielectric lens 4d1 to 4d4 and 4e1 to 4e4 as in the antenna device 1C'. Although it cannot be done, other than that, the same operation and effect as the antenna device 1C'according to the modified example of the third embodiment can be obtained. Further, according to the antenna device 1D according to the fourth embodiment, the dielectric lenses 4f1, 4f2, 4f3, 4f4 are extended in the direction B in which the planar array antenna 3 is arranged in a two-dimensional manner, and in that direction B.
  • each dielectric lens individually located on each patch antenna 3d2, 3d3, 3d4, 3d5 as shown in FIG. 4d1, 4d2, 4d3, 4d4, 4e1, 4e2, 4e3, 4e4 are integrated. Therefore, the antenna device 1D has a microdielectric lens array structure 4 suitable for mass production, and constitutes a MIMO antenna device.
  • FIG. 6A is a plan view of the antenna device 1E according to the fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 6B is a sectional view taken along the line VIb-VIb.
  • the same or corresponding parts as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the fourth embodiment of the antenna device 1E is that the planar array antenna 3 is composed of slot antennas 3e1, 3e2, 3e3, 3e4 provided in a dielectric waveguide and has a SIW (Substrate Integrated Waveguide) structure. It is different from the antenna device 1D.
  • the dielectric waveguide is configured to be surrounded by a conductor foil 8 such as a copper foil provided on the entire front surface and the back surface of the dielectric substrate 2.
  • Each of the slot antennas 3e1, 3e2, 3e3, 3e4 constituting the planar array antenna 3 is configured by opening a part of the conductor foil 8 provided on the surface of the dielectric substrate 2 in a slot shape.
  • a plurality of vias 9 for connecting conductor foils 8 provided on the front surface and the back surface of the dielectric substrate 2 are configured to surround each plane array antenna 3.
  • the dielectric lenses 4f1, 4f2, 4f3, 4f4 are extended in the direction B in which the planar array antennas 3 are arranged in a two-dimensional manner, and the slot antennas 3e1, 3e2, 3e3, 3e4 are arranged in a one-dimensional manner in the direction B. By being positioned on top, it is integrated. Further, the feeding to each slot antenna 3e1, 3e2, 3e3, 3e4 is performed by the dielectric waveguide. The phase adjustment of the radio waves transmitted to and received from each slot antenna 3e1, 3e2, 3e3, 3e4 according to the feeding length depends on the arrangement interval in the conductor foil 8 between each slot antenna 3e1, 3e2, 3e3, 3e4 according to the adjustment length ⁇ . It is done by being adjusted.
  • the antenna device 1E according to the fifth embodiment also has the same effect as the antenna device 1D according to the fourth embodiment.
  • the feeding line is configured by the dielectric waveguide, and the power supplied from the feeding line to each of the slot antennas 3e1, 3e2, 3e3, 3e4 is in the waveguide mode. Propagates the dielectric waveguide at. Therefore, the feeding to each slot antenna 3e1, 3e2, 3e3, 3e4 via the feeding line is performed with low loss.
  • the dielectric lenses 4f1, 4f2, 4f3, and 4f4 are not extended in the direction B arranged in the two-dimensional shape of the planar array antenna 3, and are shown in FIG.
  • the microdielectric lens array structure 4 may be individually provided on each of the planar array antennas 3. In this case, the number of the microdielectric lens array structures 4 increases, but other than that, the same function and effect as those of the antenna device 1E according to the fifth embodiment described above are obtained.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a radar device 11 according to an embodiment of the present invention.
  • the radar device 11 includes a transmitting antenna Tx (Tx1, Tx2) and a receiving antenna Rx (Rx1, Rx2, Rx3, Rx4) in any of the above antenna devices 1C, 1C', 1D, 1E having a MIMO configuration, and a transmitting antenna.
  • a transmission circuit 12 that emits a transmission signal as radio waves by Tx, a phase shifter 13, a reception circuit 14 that receives radio waves reflected by an object on a reception antenna Rx and converts them into a reception signal, and signal processing that processes the reception signal. It is configured to include a circuit 15.
  • the signal processing circuit 15 includes a distance estimation unit 15a, an angle estimation unit 15b, and a position calculation unit 15c.
  • the phase of the chirp signal generated by the transmission circuit 12 is controlled by the phase shifter 13, and the chirp signal is emitted from the transmission antenna Tx as a transmission signal.
  • the receiving antenna Rx receives the reflected wave emitted from the transmitting antenna Tx and reflected by the object.
  • the receiving circuit 14 mixes the received signal received by the receiving antenna Rx and the transmitting signal generated by the transmitting circuit 12 to calculate an IF (intermediate frequency) signal.
  • the distance estimation unit 15a estimates the distance to the object by FFT (Fast Fourier Transform) the IF signal calculated by the receiving circuit 14.
  • the angle estimation unit 15b estimates the angle at which the object exists by using the arrival direction estimation method of the reflected wave such as the FFT and the MUSIC method based on the IF signal calculated by the receiving circuit 14.
  • the position calculation unit 15c calculates the estimated position of the object based on the distance to the object estimated by the distance estimation unit 15a and the angle at which the object estimated by the angle estimation unit 15b exists.
  • the transmitting antenna Tx and the receiving antenna Rx in any of the antenna devices 1C, 1C', 1D, 1E in which the antenna gain is increased and the side lobes are reduced are the radar devices.
  • a radar device 11 capable of efficiently transmitting and receiving radio waves is provided.
  • FIG. 8 is a plan view of a vehicle 21 according to an embodiment of the present invention, in which the radar device 11 is provided in a bumper or the like in front of the vehicle.
  • the radar device 11 provided in the vehicle 21 can efficiently transmit and receive radio waves. Therefore, the radar device 11 can be used to detect the object 22 around the vehicle 21 with high sensitivity.
  • planar antenna is a patch antenna or a slot antenna
  • the planar antenna is not limited to these, and may be, for example, a planar antenna such as a meander line antenna in which a conducting wire is bent into a crank shape.
  • the number of planar antennas constituting the planar array antenna is not limited to the number in each of the above-described embodiments and modifications, and may be three or more.
  • the planar array antenna does not necessarily have to have a structure that is bilaterally symmetric with respect to the planar antenna arranged in the center, and may have a structure that is not bilaterally symmetric.
  • the direction B in which the planar array antennas 3 are arranged two-dimensionally is described. It may be configured to control the aperture plane distribution of the lens in (see FIG. 9). That is, in a MIMO antenna device composed of a plurality of transmitting antennas Tx and a plurality of receiving antennas Rx, at least three dielectrics provided above each planar antenna constituting the plurality of transmitting antennas Tx or the plurality of receiving antennas Rx.
  • the area of the opening surface parallel to the dielectric substrate 2 becomes smaller from the central portion of the direction B arranged in the two-dimensional shape of the planar array antenna 3 toward both ends, so that the strength of the transmitted and received radio waves can be increased. It may be configured so that it is weighted and the open surface distribution is set.
  • the MIMO antenna device 1F composed of a plurality of transmitting antennas Tx1, Tx2 and a plurality of receiving antennas Rx1, Rx2, Rx3, and Rx4 shown in FIG. 9, a plurality of receiving antennas Rx1, Rx2, Rx3, and Rx4 are configured.
  • the area of the opening surface parallel to the dielectric substrate 2 is 2 of the planar array antenna 3.
  • FIG. 9 (a) is a plan view of the antenna device 1F provided with the microdielectric lens array structure 4 according to the sixth embodiment of the present invention
  • FIG. 9 (b) is a cross-sectional view taken along the line IXb-IXb.
  • the same or corresponding parts as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the antenna device 1F is a planar array antenna 3 constituting the receiving antennas Rx1, Rx2, Rx3, Rx4. It comes to have a microdielectric lens array structure 4 above. Then, due to the microdielectric lens array structure 4, the strength of the radio waves transmitted and received from the central portion to both ends in the direction B in which the aperture surface distribution is arranged two-dimensionally in the planar array antenna 3 as described above. Is weighted so that it becomes smaller.
  • an antenna device having a microdielectric rod lens array structure 7 in which a MIMO antenna device is configured by a plurality of transmitting antennas Tx and a plurality of receiving antennas Rx a plurality of transmitting antennas Tx or a plurality of receiving antennas Rx are used.
  • the thickness perpendicular to the dielectric substrate 2 is arranged from the center to both ends in the direction B in which the planar array antennas 3 are arranged in a two-dimensional manner. By thinning toward the antenna, the strength of the transmitted and received radio waves may be weighted and the opening surface distribution may be set.
  • Antenna device 2 ... Dielectric substrate 3 ... Flat array antenna 3a, 3b1, 3b2, 3c1, 3c2, 3d1, 3d2, 3d3, 3d4, 3d5, 3d6 ... Patch antenna ( Planar antenna) 3e1, 3e2, 3e3, 3e4 ... Slot antenna (planar antenna) 4 ... Micro Dielectric Lens Array Structure 4a, 4b1, 4b2, 4c1, 4c2, 4d1, 4d2, 4d3, 4d4, 4e1, 4e2, 4e3, 4e4, 4f1, 4f2, 4f3, 4f4 ... Dielectric Lens 5 ... Ground Pattern 6 , 6a, 6b1, 6b2, 6c1, 6c2 ...
  • Feed line 7 Micro dielectric rod lens array structure 7a, 7b1, 7b2, 7c1, 7c2 ... Dielectric rod lens 8 ... Conductor foil 9 ... Via 11 ... Radar device 12 ... Transmission Circuit 13 ... Phase shifter 14 ... Receiving circuit 15 ... Signal processing circuit 21 ... Vehicle 22 ... Object Tx ... Transmitting antenna Rx ... Receiving antenna

Abstract

実効開口面積を大きくしてアンテナ利得を高めながら、サイドローブを低減できるアンテナ装置、並びに、それを用いたレーダ装置および車両を提供する。アンテナ装置１Ａは、誘電体基板２上に設けられたパッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2を有する平面アレーアンテナ３と、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2の上方に設けられた、マイクロ誘電体レンズアレー構造４を構成する誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2とから構成される。各誘電体レンズ４a～４c2は、誘電体基板２の表面に平行な開口面の面積が、アレー中央部のパッチアンテナ３a上方に位置する誘電体レンズ４aから、アレー両端部のパッチアンテナ３c1，３c2上方に位置する誘電体レンズ４c1，４c2に向けて、小さくなっている。給電線６は、各パッチアンテナ３a～３c2で送受信される電波の位相が合うように、長さが調節されている。

Description

アンテナ装置並びにそれを用いたレーダ装置および車両
　本発明は、誘電体レンズアレー構造または誘電体ロッドレンズアレー構造を持つアンテナ装置、並びに、それを用いたレーダ装置および車両に関するものである。
　従来、この種のアンテナ装置としては、例えば、特許文献１の図８および図９に記載された各アンテナ装置がある。
　同文献の図８に記載されたアンテナ装置は、導波管スロットアンテナの各スロットの開口側に、誘電率の異なる複数の誘電体が設けられて構成される。各誘電体の誘電率は各スロット毎に異なり、送受信する電波の各スロット開口面における放射量が異なるため、これによって開口面分布を制御し低サイドローブを得るアレーアンテナとされる。
　また、同文献の図９に記載されたアンテナ装置は、導波管スロットアンテナを構成する導波管の管軸方向に対して幅の異なる複数の導波管が、各スロットの開口側に設けられて構成される。各スロットの開口側に設けられる複数の導波管は、導波管スロットアンテナを構成する導波管の各端から中央に向かって順に、管軸方向に垂直な方向の幅が大きくなる。このアンテナ装置によっても、送受信する電波の各スロット開口面における開口面分布が管軸方向に対して非リニア形状となり、上面方向に向かって凸形状とされる。
特開２０１１－９９７６６号公報
　しかしながら、特許文献１の図８に開示された上記従来のアンテナ装置では、その開口面分布を制御するために、各スロットの開口側に設けられる誘電体の誘電率を変えているが、各誘電体のサイズに大きな差が無いため、誘電率の変化にも大きな差をもたらすことができない。このため、アンテナ装置の開口面分布を変えることはできても、実効開口面積を大きくすることができないので、アンテナ利得を高くするには限界がある。
　また、特許文献１の図９に開示された上記従来のアンテナ装置では、導波管スロットアンテナの管軸方向に垂直な方向の幅を大きくできるので、その方向の開口径が広くなるため、開口面分布を制御して高利得で低サイドローブ化は可能である。しかし、各スロットに設けられる導波管は、導波管スロットアンテナの管軸方向に間隔が開いてその間の電力が有効に使われないため、導波管スロットアンテナの管軸方向にアンテナ利得を上げることが難しい。このため、アンテナ装置全体として、アンテナ利得を高くするのに限界がある。
　本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
基板上に少なくとも３つの平面アンテナがアレー状に設けられた平面アレーアンテナと、
各平面アンテナの上方に設けられ、基板に平行な開口面の面積がアレーの中央部からアレーの両端部に向けて小さくなることで送受信する電波の強さに重み付けがされて開口面分布が設定された少なくとも３個の誘電体レンズと、
各平面アンテナで送受信される電波の位相が合うように長さが調節された各平面アンテナへの給電線と
から、アンテナ装置を構成した。
　また、本発明は、
少なくとも３つの平面アンテナがアレー状に設けられた平面アレーアンテナが基板上に２次元状に並べられることで、複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナが構成されて構成されたＭＩＭＯアンテナ装置と、
複数の送信アンテナまたは複数の受信アンテナを構成する各平面アンテナの上方に設けられ、基板に平行な開口面の面積が平面アレーアンテナの２次元状に並べられる方向の中央部から両端部に向けて小さくなることで送受信する電波の強さに重み付けがされて開口面分布が設定された少なくとも３個の誘電体レンズと、
各平面アンテナで送受信される電波の位相が合うように長さが調節された各平面アンテナへの給電線と
から、アンテナ装置を構成した。
　本構成によれば、基板上にアレー状に設けられた各平面アンテナの上方に、少なくとも３個の誘電体レンズが、基板に平行な開口面の面積がアレーの中央部からアレーの両端部に向けて、または、平面アレーアンテナの２次元状に並べられる方向の中央部から両端部に向けて、小さくなるように、設けられる。各平面アンテナの上方に各誘電体レンズがこのように設けられることで、アンテナ装置は、平面アレーアンテナの上方に誘電体レンズアレー構造を持つようになり、その誘電体レンズアレー構造により、開口面分布が、アレーの中央部からアレーの両端部に向けて、または、平面アレーアンテナの２次元状に並べられる方向の中央部から両端部に向けて、送受信する電波の強さが小さくなるように重み付けがされる。また、各平面アンテナへの給電線は、各平面アンテナで送受信される電波の位相が合うように長さが調節される。
　したがって、アンテナ装置の開口面分布は、各平面アンテナの送受信する電波が各誘電体レンズの開口面積に応じた分収束されて重み付けされるだけで制御され、送受信する電波の電力は、従来のアンテナ装置のように損失を生じることなく、有効に利用される。また、重み付けの程度は、各誘電体レンズの開口面積に応じて所望に設定できる。このため、アンテナ装置は、実効開口面積を大きくしてアンテナ利得を高めることができると共に、サイドローブを低減することができる。
　また、本発明は、
基板上に少なくとも３つの平面アンテナがアレー状に設けられた平面アレーアンテナと、
各平面アンテナの上方に設けられ、基板に垂直な厚みがアレーの中央部からアレーの両端部に向けて薄くなることで送受信する電波の強さに重み付けがされて開口面分布が設定された少なくとも３個の誘電体ロッドレンズと、
各平面アンテナで送受信される電波の位相が合うように長さが調節された各平面アンテナへの給電線と
から、アンテナ装置を構成した。
　また、本発明は、
少なくとも３つの平面アンテナがアレー状に設けられた平面アレーアンテナが基板上に２次元状に並べられることで、複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナが構成されて構成されたＭＩＭＯアンテナ装置と、
複数の送信アンテナまたは複数の受信アンテナを構成する各平面アンテナの上方に設けられ、基板に垂直な厚みが平面アレーアンテナの２次元状に並べられる方向の中央部から両端部に向けて薄くなることで送受信する電波の強さに重み付けがされて開口面分布が設定された少なくとも３個の誘電体ロッドレンズと、
各平面アンテナで送受信される電波の位相が合うように長さが調節された各平面アンテナへの給電線と
から、アンテナ装置を構成した。
　本構成によれば、基板上にアレー状に設けられた各平面アンテナの上方に、少なくとも３個の誘電体ロッドレンズが、基板に垂直な厚みがアレーの中央部からアレーの両端部に向けて、または、平面アレーアンテナの２次元状に並べられる方向の中央部から両端部に向けて、薄くなるように、設けられる。各平面アンテナの上方に各誘電体ロッドレンズがこのように設けられることで、アンテナ装置は、平面アレーアンテナの上方に誘電体ロッドレンズアレー構造を持つようになり、その誘電体ロッドレンズアレー構造により、開口面分布が、アレーの中央部からアレーの両端部に向けて、または、平面アレーアンテナの２次元状に並べられる方向の中央部から両端部に向けて、送受信する電波の強さが小さくなるように重み付けがされる。また、各平面アンテナへの給電線は、各平面アンテナで送受信される電波の位相が合うように長さが調節される。
　したがって、アンテナ装置の開口面分布は、各平面アンテナの送受信する電波が各誘電体ロッドレンズの厚さに応じた分収束されて重み付けされるだけで制御され、送受信する電波の電力は、従来のアンテナ装置のように損失を生じることなく、有効に利用される。また、重み付けの程度は、各誘電体ロッドレンズの厚みに応じて所望に設定できる。このため、アンテナ装置は、実効開口面積を大きくしてアンテナ利得を高めることができると共に、サイドローブを低減することができる。また、アンテナ装置は、各誘電体ロッドレンズの厚みによって開口面分布が制御されるので、平面アンテナアレーを構成する平面アンテナのアレー間隔を変える必要はない。このため、アンテナ装置の、平面アンテナアレーのアレー方向の長さを抑制して、その方向の大きさを小さくすることができる。
　また、本発明は、ＭＩＭＯ構成をしたいずれかの上記のアンテナ装置における送信アンテナおよび受信アンテナと、送信アンテナによって送信信号を電波として出射する送信回路と、物体で反射した電波を受信アンテナに受信して受信信号に変換する受信回路と、受信信号を処理する信号処理回路とを備えるレーダ装置を構成した。
　本構成によれば、アンテナ利得が高められて、しかも、サイドローブが低減されたアンテナ装置がレーダ装置に用いられることで、電波を効率よく送受信することのできるレーダ装置が提供される。
　また、本発明は、上記のレーダ装置を備える車両を構成した。
　本構成によれば、車両に備えられるレーダ装置が、電波を効率よく送受信することのできるレーダ装置になる。このため、そのレーダ装置を使って、車両の周囲の物体を感度よく検出することができるようになる。
　本発明によれば、実効開口面積を大きくしてアンテナ利得を高めながら、サイドローブを低減できるアンテナ装置、並びに、それを用いたレーダ装置および車両を提供することができる。
（ａ）は、本発明の第１の実施形態によるアンテナ装置のＩａ－Ｉａ線破断矢視断面図、（ｂ）は平面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態によるアンテナ装置のIIａ－IIａ線破断矢視断面図、（ｂ）は平面図である。 （ａ）は、本発明の第３の実施形態によるアンテナ装置の平面図、（ｂ）はIIIｂ－IIIｂ線破断矢視断面図である。 （ａ）は、第３の実施形態の変形例によるアンテナ装置の平面図、（ｂ）はIVｂ－IVｂ線破断矢視断面図である。 （ａ）は、本発明の第４の実施形態によるアンテナ装置の平面図、（ｂ）はＶｂ－Ｖｂ線破断矢視断面図である。 （ａ）は、本発明の第５の実施形態によるアンテナ装置の平面図、（ｂ）はVIｂ－VIｂ線破断矢視断面図である。 図３から図６に示すＭＩＭＯ構成のいずれかのアンテナ装置における送信アンテナおよび受信アンテナを用いて構成される本発明の一実施形態によるレーダ装置の概略構成を示すブロック図である。 図７に示すレーダ装置を用いて構成される本発明の一実施形態による車両の平面図である。 （ａ）は、本発明の第６の実施形態によるアンテナ装置の平面図、（ｂ）はIXｂ－IXｂ線破断矢視断面図である。
　次に、本発明のアンテナ装置、並びに、それを用いたレーダ装置および車両を実施するための形態について、説明する。
　図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態によるアンテナ装置１ＡのＩａ－Ｉａ線破断矢視断面図、図１（ｂ）は平面図である。
　アンテナ装置１Ａは、誘電体基板２上に設けられた５個のパッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2を有する平面アレーアンテナ３と、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2の上方に各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2と光結合して設けられた５個の誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2とから構成される。
　各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2は、誘電体基板２の表面に銅箔等が１次元アレー状に設けられた平面アンテナであり、それぞれ放射素子を構成する。平面アレーアンテナ３は、これらパッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2と、誘電体基板２の裏面全面に設けられた銅箔等からなるグランドパターン５とから構成される。
　各誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2はお椀を伏せたような形状をしており、マイクロ誘電体レンズアレー構造４を構成する。パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2と各誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2の底面との間には、各誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2の焦点距離に応じた空間が設けられている。各誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2は、誘電体基板２の表面に平行な楕円状をした開口面の面積が、平面アレーアンテナ３のアレー中央部のパッチアンテナ３a上方に位置する誘電体レンズ４aから、アレー両端部のパッチアンテナ３c1，３c2上方に位置する誘電体レンズ４c1，４c2に向けて、小さくなっている。すなわち、各誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2の開口面積は、アレー中央部に位置する誘電体レンズ４aが最も大きく、その次に各誘電体レンズ４b1，４b2が大きく、各誘電体レンズ４c1，４c2が最も小さい。なお、ここでいう上方とは、パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2が電波を放射する方向をいう。
　したがって、各誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2によって集光されて、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2に受光されて送受信される電波の強さは、アレー中央部に位置するパッチアンテナ３aが最も大きく、その次に各パッチアンテナ３b1，３b2が大きく、各パッチアンテナ３c1，３c2が最も小さい。アンテナ装置１Ａは、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2に送受信される電波の強さがこのように重み付けされることで、送受信する電波の振幅が、アレー中央部を頂上とし、アレー中央部からアレー両端部に向けて低くなる、山状の開口面分布に設定されている。
　また、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2は、給電線６から送信信号に応じて給電されることで、電波を出射する。また、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2は、アンテナ装置１Ａに入射する電波Ｄを各誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2を介して受信し、受信信号を給電線６へ出力する。
　給電線６は、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2で送受信される電波の位相が合うように、長さが調節されている。給電線６は位相を合わせるため調整長さαを持つ。本実施形態では、給電線６は、各誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2の誘電率をεｒ、誘電体基板２の表面に垂直な方向の高さが最も高いアレー中央の誘電体レンズ４aの厚みをｄ１、その底面の誘電体基板２からの高さをｌ１、他の任意の誘電体レンズ４b1，４b2，４c1，４c2の厚みをｄ２、その底面の誘電体基板２からの高さをｌ２とした場合、次の式を満たす調整長さαの分、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 高さが最も高い誘電体レンズ４aへの給電線６aと、他の任意の誘電体レンズ４b1，４b2，４c1，４c2への給電線６b1，６b2，６c1，６c2との各長さに、差がもたされている。
　上記式の右辺は、アンテナ装置１Ａに入射する電波Ｄが、図１（ａ）に点線で示す等位相面Ｈからアレー中央の誘電体レンズ４aを経由して、誘電体基板２の表面に届くまでの電気長、左辺は、アンテナ装置１Ａに入射する電波Ｄが、等位相面Ｈから他の任意の各誘電体レンズ４b1，４b2，４c1，４c2を経由して、誘電体基板２の表面に届くまでの電気長を表わしている。これら各電気長が調整長さαの分の電気長によって等しく設定されることで、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2で送受信される電波の位相が合うように位相調節されている。
　このような本実施形態によるアンテナ装置１Ａによれば、上記のように、誘電体基板２上にアレー状に設けられた各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2の上方に、誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2が、誘電体基板２に平行な開口面の面積がアレーの中央部からアレーの両端部に向けて小さくなるように、設けられる。各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2の上方に各誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2がこのように設けられることで、アンテナ装置１Ａは、平面アレーアンテナ３の上方にマイクロ誘電体レンズアレー構造４を持つようになり、そのマイクロ誘電体レンズアレー構造４により、開口面分布が、上記のように、アレーの中央部からアレーの両端部に向けて、送受信する電波の強さが小さくなるように重み付けがされる。
　また、誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2によって各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2に受光される電波は、誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2の各開口面積の差に伴って位相差が生じる。しかし、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2への給電線６a，６b1，６b2，６c1，６c2は、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2で送受信される電波の位相が合うように、上記のように、長さが調整長さαによって調節される。すなわち、高さが最も高い誘電体レンズ４aへの給電線６aと、他の任意の誘電体レンズ４b1，４b2，４c1，４c2への給電線６b1，６b2，６c1，６c2との各長さに、上記の式を満たす調整長さαの分だけ差がもたされることで、各誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2を介して各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2に入出射する電波の各位相が合せられる。したがって、誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2の各開口面積の差に伴って生じる位相差は、給電線６a，６b1，６b2，６c1，６c2の長さによって容易に位相調整され、各誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2間における電波の位相が容易に合わされる。
　このように、アンテナ装置１Ａの開口面分布は、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2の送受信する電波が各誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2の開口面積に応じた分収束されて重み付けされるだけで制御され、送受信する電波の電力は、従来のアンテナ装置のように損失を生じることなく、有効に利用される。また、重み付けの程度は、各誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2の開口面積に応じて所望に設定できる。このため、アンテナ装置１Ａは、実効開口面積を大きくしてアンテナ利得を高めることができると共に、サイドローブを低減することができる。また、アンテナ装置１Ａは、１つの誘電体レンズで開口面分布が制御される場合よりも、薄型化が可能である。
　また、特許文献１に開示された従来のアンテナ装置では、各誘電体からの放射位相を合わせる手段がスロットとの結合であり、放射位相を大きく変えることができないため、位相を合わせるには限界がある。しかしながら、本実施形態においては、給電線６における調整長さαの分の電気長によって放射位相が調整されるため、パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2で送受信される電波の位相が合うように位相調節が可能となる。また一方で、特許文献１に開示された従来のアンテナ装置では、各アレー素子の位相を合わせる手段がスロットとの結合であるが、各素子の放射位相を変えるためにスロットの傾き等を変える必要があるが、放射位相を大きく変えることができないため、開口面分布制御には限界がある。しかしながら、本実施形態では、開口径の異なる誘電体レンズ４a，４b1，４b2，４c1，４c2を用いている。つまり、アンテナ開口部の中央付近に大きな開口径の誘電体レンズ４aを用いて、周辺の開口部には前記誘電体レンズ４aよりも小さな誘電体レンズ４b1，４b2，４c1，４c2を用いることにより、低サイドローブで高利得を得るための開口面分布制御が可能となる。
　図２（ａ）は、本発明の第２の実施形態によるアンテナ装置１ＢのIIａ－IIａ線破断矢視断面図、図２（ｂ）は平面図である。なお、同図において図１と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
　アンテナ装置１Ｂは、誘電体基板２上に設けられた５個のパッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2を有する平面アレーアンテナ３と、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2の上方に各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2と光結合して設けられた５個の誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2とから構成される。
　各誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2は、誘電体基板２と平行な断面が同じ面積の円形をした柱状をしており、マイクロ誘電体ロッドレンズアレー構造７を構成する。パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2と各誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2の底面との間には、高さｌ１の一定の空間が設けられている。各誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2は、誘電体基板２に垂直な厚みが、平面アレーアンテナ３のアレー中央部のパッチアンテナ３a上方に位置する誘電体ロッドレンズ７aから、アレー両端部のパッチアンテナ３c1，３c2上方に位置する誘電体ロッドレンズ７c1，７c2に向けて、薄くなっている。すなわち、各誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2の厚みは、アレー中央部に位置する誘電体ロッドレンズ７aが最も厚く、その次に各誘電体ロッドレンズ７b1，７b2が厚く、各誘電体ロッドレンズ７c1，７c2が最も薄い。なお、ここでいう上方も、パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2が電波を放射する方向をいう。
　したがって、各誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2によって集光されて、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2に受光されて送受信される電波の強さは、アレー中央部に位置するパッチアンテナ３aが最も大きく、その次に各パッチアンテナ３b1，３b2が大きく、各パッチアンテナ３c1，３c2が最も小さい。アンテナ装置１Ｂは、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2に送受信される電波の強さがこのように重み付けされることで、送受信する電波の振幅が、アレー中央部を頂上とし、アレー中央部からアレー両端部に向けて低くなる、山状の開口面分布に設定されている。
　給電線６は、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2で送受信される電波の位相が合うように、長さが調節されている。給電線６は、開口面までの位相を調整する調整長さαを持つ。本実施形態では、給電線６は、各誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2の誘電率をεｒ、誘電体基板２の表面に垂直な方向の高さが最も高いアレー中央の誘電体ロッドレンズ７aの厚みをｄ１、その底面の誘電体基板２からの高さをｌ１、他の任意の誘電体ロッドレンズ７b1，７b2，７c1，７c2の厚みをｄ２、その底面の誘電体基板２からの高さをｌ２（＝ｌ１）とした場合、次の式を満たす調整長さαの分、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 高さが最も高い誘電体ロッドレンズ７aへの給電線６aと、他の任意の誘電体ロッドレンズ７b1，７b2，７c1，７c2への給電線６b1，６b2，６c1，６c2との各長さに、差がもたされている。
　このような本実施形態によるアンテナ装置１Ｂによれば、上記のように、誘電体基板２上にアレー状に設けられた各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2の上方に、誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2が、誘電体基板２に垂直な厚みがアレーの中央部からアレーの両端部に向けて薄くなるように並べられて、設けられる。各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2の上方に各誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2がこのように設けられることで、アンテナ装置１Ｂは、平面アレーアンテナ３の上方にマイクロ誘電体ロッドレンズアレー構造７を持つようになり、そのマイクロ誘電体ロッドレンズアレー構造７により、開口面分布が、上記のように、アレーの中央部からアレーの両端部に向けて、送受信する電波の強さが小さくなるように重み付けがされる。
　また、誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2によって各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2に受光される電波は、誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2の各厚さの差に伴って位相差が生じる。しかし、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2への給電線６a，６b1，６b2，６c1，６c2は、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2で送受信される電波の位相が合うように、上記のように、長さが調整長さαによって調節される。すなわち、高さが最も高い誘電体ロッドレンズ７aへの給電線６aと、他の任意の誘電体ロッドレンズ７b1，７b2，７c1，７c2への給電線６b1，６b2，６c1，６c2との各長さに、上記の式を満たす調整長さαの分だけ差がもたされることで、各誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2を介して各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2に入出射する電波の各位相が合せられる。したがって、誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2の各厚さの差に伴って生じる位相差は、給電線６a，６b1，６b2，６c1，６c2の長さによって容易に位相調整され、各誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2間における電波の位相が容易に合わされる。
　このように、アンテナ装置１Ｂの開口面分布は、各パッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2の送受信する電波が各誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2の厚さに応じた分収束されて重み付けされるだけで制御され、送受信する電波の電力は、従来のアンテナ装置のように損失を生じることなく、有効に利用される。また、重み付けの程度は、各誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2の厚さに応じて所望に設定できる。このため、アンテナ装置１Ｂは、実効開口面積を大きくしてアンテナ利得を高めることができると共に、サイドローブを低減することができる。
　また、アンテナ装置１Ｂは、断面積が同じ各誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2の厚みによって開口面分布が制御されるので、図１に示すアンテナ装置１Ａのように、平面アレーアンテナ３を構成するパッチアンテナ３a，３b1，３b2，３c1，３c2のアレー間隔を変える必要はない。このため、アンテナ装置１Ｂの、平面アレーアンテナ３のアレー方向の長さを抑制して、その方向の大きさを小さくすることができる。
　図３（ａ）は、本発明の第３の実施形態によるアンテナ装置１Ｃの平面図、図３（ｂ）はIIIｂ－IIIｂ線破断矢視断面図である。なお、同図において図１と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
　アンテナ装置１Ｃにおいては、平面アレーアンテナ３が、誘電体基板２上に２次元状に並べられることで、複数の送信アンテナＴx1，Ｔx2および複数の受信アンテナＲx1，Ｒx2を構成して、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）アンテナ装置を構成している。平面アレーアンテナ３は、パッチアンテナ３d1，３d2，３d3，３d4，３d5，３d6が１次元アレイ状に並べられて、給電線６によって直列接続されて、構成されている。
　また、受信アンテナＲx1，Ｒx2を構成する各平面アレーアンテナ３においてアレー中央部に並んで配置された２個のパッチアンテナ３d3上には、楕円形状をした１個の誘電体レンズ４d1、２個のパッチアンテナ３d4上には、楕円形状をした１個の誘電体レンズ４d2が設けられている。また、受信アンテナＲx1，Ｒx2を構成する各平面アレーアンテナ３においてアレー両端側に並んで配置された２個のパッチアンテナ３d2上には、楕円形状をした１個の誘電体レンズ４d3、２個のパッチアンテナ３d5上には、楕円形状をした１個の誘電体レンズ４d4が設けられている。
　各誘電体レンズ４d1，４d2，４d3，４d4は、マイクロ誘電体レンズアレー構造４を構成し、パッチアンテナ３d1～３d6が並べられるアレー方向Ａと直交する方向Ｂに長軸を有する楕円形状をしている。また、各誘電体レンズ４d1，４d2，４d3，４d4は、誘電体基板２の表面に平行な楕円状をした開口面の面積が、各平面アレーアンテナ３におけるアレー中央部のパッチアンテナ３d3，３d4上方に位置する誘電体レンズ４d1，４d2から、アレー両端部側のパッチアンテナ３d2，３d5上方に位置する誘電体レンズ４d3，４d4に向けて、小さくなるように並べられている。誘電体レンズ４d1，４d2，４d3，４d4のこの配置により、各平面アレーアンテナ３の開口面分布は、アレーの中央部からアレーの両端部に向けて、送受信する電波の強さが小さくなるように重み付けがされている。
　また、各パッチアンテナ３d1～３d6への給電線６は、各パッチアンテナ３d1～３d6で送受信される電波の位相が合うように、上述のように長さが調整長さαによって調節されている。このため、各受信アンテナＲx1，Ｒx2は、実効開口面積を大きくしてアンテナ利得を高めることができると共に、サイドローブを低減することができる。また、誘電体レンズ４d1，４d2，４d3，４d4は、近接配置されて各受信アンテナＲx1，Ｒx2を構成する各パッチアンテナ３d2，３d3，３d4，３d5について、それぞれ一体化される。このため、マイクロ誘電体レンズアレー構造４を増やさなくても、受信アンテナＲx1，Ｒx2のアンテナ利得を高めることができると共に、低サイドローブ化を図ることができる。
　送信アンテナＴx1，Ｔx2は、それらを構成する各平面アレーアンテナ３においてアレー中央部に配置されたそれぞれのパッチアンテナ３d3上に、楕円形状をした各誘電体レンズ４e1、それぞれのパッチアンテナ３d4上に、楕円形状をした各誘電体レンズ４e2が設けられている。また、送信アンテナＴx1，Ｔx2を構成する各平面アレーアンテナ３においてアレー両端側に配置されたそれぞれのパッチアンテナ３d2上には、楕円形状をした各誘電体レンズ４e3、それぞれのパッチアンテナ３d5上には、楕円形状をした各誘電体レンズ４e4が設けられている。
　各誘電体レンズ４e1，４e2，４e3，４e4は、マイクロ誘電体レンズアレー構造４を構成し、パッチアンテナ３d1～３d6が並べられるアレー方向Ａと直交する方向Ｂに長軸を有する楕円形状をしている。また、各誘電体レンズ４e1，４e2，４e3，４e4は、誘電体基板２の表面に平行な楕円状をした開口面の面積が、各平面アレーアンテナ３におけるアレー中央部のパッチアンテナ３d3，３d4上方に位置する誘電体レンズ４e1，４e2から、アレー両端部側のパッチアンテナ３d2，３d5上方に位置する誘電体レンズ４e3，４e4に向けて、小さくなるように並べられている。誘電体レンズ４e1，４e2，４e3，４e4のこの配置により、各平面アレーアンテナ３の開口面分布は、アレーの中央部からアレーの両端部に向けて、送受信する電波の強さが小さくなるように重み付けがされている。
　また、送信アンテナＴx1，Ｔx2における各パッチアンテナ３d1～３d6への給電線６も、各パッチアンテナ３d1～３d6で送受信される電波の位相が合うように、上述のように長さが調整長さαによって調節されている。このため、各送信アンテナＴx1，Ｔx2も、実効開口面積を大きくしてアンテナ利得を高めることができると共に、サイドローブを低減することができる。
　平面アレーアンテナを使ってＭＩＭＯアンテナ装置を構成する場合、平面アレーアンテナを構成する各パッチアンテナは、一般的に、アレー中央のものが面積が大きく、アレーの両端に向かって面積が小さく構成されて、アンテナ装置の低サイドローブ化が図られる。この場合、各平面アンテナは、アレーの両端に向かって面積が小さく構成されるので、送受信する電波の電力を有効に得ることができない。しかし、本実施形態によるアンテナ装置１Ｃによれば、各平面アレーアンテナ３の上方に設けられるマイクロ誘電体レンズアレー構造４により、上記のように、アンテナ装置１Ｃの開口面分布が制御されて低サイドローブ化が図られるので、平面アレーアンテナ３を構成する各パッチアンテナ３d1～３d6の大きさを一定の大きさに保つとともにパッチサイズに左右されずに有効開口径を大きくすることができる。このため、アンテナ利得を落とすことなく、低サイドローブ化を図りながら、平面アレーアンテナ３を誘電体基板２上に２次元状に並べて、ＭＩＭＯアンテナ装置を構成することができる。
　また、本実施形態によるアンテナ装置１Ｃによれば、誘電体レンズ４d1，４d2，４d3，４d4、４e1，４e2，４e3，４e4の楕円形状の長軸方向に、送受信する電波の指向性を絞ることができる。すなわち、楕円形状の長軸方向とされる、パッチアンテナ３d1～３d6が並べられるアレー方向Ａと直交する方向Ｂに、送受信する電波の指向性を絞ることができる。したがって、誘電体レンズ４d1，４d2，４d3，４d4、４e1，４e2，４e3，４e4の楕円形状の長軸方向における、アンテナ装置の感度を高めることができる。
　なお、図３（ａ）において点線で示す各ラインＬは、各パッチアンテナ３d2～３d5で送受信される電波の位相中心を表し、各誘電体レンズ４d1，４d2，４d3，４d4、４e1，４e2，４e3，４e4の焦点位置を表す。
　図４（ａ）は、第３の実施形態の変形例によるアンテナ装置１Ｃ’の平面図、図４（ｂ）はIVｂ－IVｂ線破断矢視断面図である。なお、同図において図３と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
　この変形例によるアンテナ装置１Ｃ’は、各平面アレーアンテナ３を構成するパッチアンテナ３d2，３d3，３d4，３d5の直列接続数が４個になって両端の２個が無くなっている点、受信アンテナＲx1，Ｒx2，Ｒx3，Ｒx4の配列数が４列になって２列増えている点、受信アンテナＲx1，Ｒx2，Ｒx3，Ｒx4を構成する各平面アレーアンテナ３上のそれぞれにマイクロ誘電体レンズアレー構造４が設けられて、近接する平面アレーアンテナ３間で誘電体レンズ４d1，４d2，４d3，４d4が一体化されていない点が、第３の実施形態によるアンテナ装置１Ｃと相違する。
　さらに、この変形例によるアンテナ装置１Ｃ’は、受信アンテナＲx1，Ｒx2，Ｒx3，Ｒx4を構成する各誘電体レンズ４d1，４d2，４d3，４d4の平面形状が、パッチアンテナ３d2～３d5が並べられるアレー方向Ａと直交する方向Ｂでなく、パッチアンテナ３d2～３d5が並べられるアレー方向Ａに長軸を有する楕円形状をしている点、送信アンテナＴx1，Ｔx2を構成する各誘電体レンズ４e1，４e2の平面形状が、パッチアンテナ３d2～３d5が並べられるアレー方向Ａと直交する方向Ｂと共に、パッチアンテナ３d2～３d5が並べられるアレー方向Ａにも長軸を有する楕円形状をし、真円状になっている点、断面形状が、図３（ｂ）に示すような半円形状でなく、図４（ｂ）に示すようなかまぼこ形状をしている点が、第３の実施形態によるアンテナ装置１Ｃと相違する。
　このような変形例によるアンテナ装置１Ｃ’も、第３の実施形態によるアンテナ装置１Ｃと同様な作用効果を奏し、実効開口面積を大きくしてアンテナ利得を高めることができると共に、サイドローブを低減することができる。また、アンテナ利得を落とすことなく、低サイドローブ化を図りながら、平面アレーアンテナ３を誘電体基板２上に２次元状に並べて、ＭＩＭＯアンテナ装置を構成することができる。
　また、変形例によるアンテナ装置１Ｃ’によれば、楕円形状の長軸方向とされる、各受信アンテナＲx1，Ｒx2，Ｒx3，Ｒx4を構成するパッチアンテナ３d2～３d5が並べられるアレー方向Ａに、受信する電波の指向性を絞ることができる。したがって、受信アンテナＲx1，Ｒx2，Ｒx3，Ｒx4を構成する各誘電体レンズ４d1，４d2，４d3，４d4の楕円形状の長軸方向における、アンテナ装置の感度を高めることができる。また、送信アンテナＴx1，Ｔx2を構成するパッチアンテナ３d3，３d4については、楕円形状の長軸方向とされる、パッチアンテナ３d2～３d5が並べられるアレー方向Ａに直交する方向Ｂ、および、パッチアンテナ３d2～３d5が並べられるアレー方向Ａの双方に、送信する電波の指向性を絞ることができる。したがって、誘電体レンズ４e1，４e2の楕円形状の各長軸方向における、アンテナ装置の感度を高めることができる。
　なお、上記の第３の実施形態によるアンテナ装置１Ｃおよびその変形例によるアンテナ装置１Ｃ’では、各誘電体レンズ４d1，４d2，４d3，４d4、４e1，４e2，４e3，４e4が、平面形状が楕円形状で、断面形状が半円形状またはかまぼこ形状をしている場合について、説明した。しかし、図２に示した各誘電体ロッドレンズ７a，７b1，７b2，７c1，７c2のように、各誘電体レンズ４d1，４d2，４d3，４d4、４e1，４e2，４e3，４e4を柱状にして、その厚さによって送受信する電波の重み付けをして、アンテナ装置１Ｃ，１Ｃ’の開口面分布を制御するようにしてもよい。
　この場合、各誘電体レンズ４d1，４d2，４d3，４d4、４e1，４e2，４e3，４e4の断面形状は、図３（ａ）および図４（ａ）に示すように楕円形状となる。このようにロッド状に構成した各誘電体レンズ４d1，４d2，４d3，４d4、４e1，４e2，４e3，４e4によってアンテナ装置１Ｃ，１Ｃ’を構成しても、実効開口面積を大きくしてアンテナ利得を高めることができると共に、サイドローブを低減することができる。また、アンテナ利得を落とすことなく、低サイドローブ化を図りながら、平面アレーアンテナ３を誘電体基板２上に２次元状に並べて、ＭＩＭＯアンテナ装置を構成することができる。
　図５（ａ）は、本発明の第４の実施形態によるアンテナ装置１Ｄの平面図、図５（ｂ）はＶｂ－Ｖｂ線破断矢視断面図である。なお、同図において図４と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
　第４の実施形態によるアンテナ装置１Ｄは、各誘電体レンズ４f1，４f2，４f3，４f4が、平面アレーアンテナ３が２次元状に並べられる方向Ｂに延設されて、その方向Ｂに１次元状に並ぶ各パッチアンテナ３d2，３d3，３d4，３d5上に位置する点が、第３の実施形態の変形例によるアンテナ装置１Ｃ’と相違する。
　第４の実施形態によるアンテナ装置１Ｄによれば、アンテナ装置１Ｃ’のように、各誘電体レンズ４d1～４d4、４e1～４e4の楕円形状の各長軸方向における、アンテナ装置の感度を高めることはできないが、それ以外は、第３の実施形態の変形例によるアンテナ装置１Ｃ’と同様な作用効果が奏される。さらに、第４の実施形態によるアンテナ装置１Ｄによれば、各誘電体レンズ４f1，４f2，４f3，４f4が、平面アレーアンテナ３の２次元状に並べられる方向Ｂに延設され、その方向Ｂに１次元状に並ぶ各パッチアンテナ３d2，３d3，３d4，３d5上に位置させられることで、各パッチアンテナ３d2，３d3，３d4，３d5上に、図４に示すように個別にあった各誘電体レンズ４d1，４d2，４d3，４d4、４e1，４e2，４e3，４e4が、一体化される。このため、アンテナ装置１Ｄは、量産化に適したマイクロ誘電体レンズアレー構造４を有して、ＭＩＭＯアンテナ装置を構成するようになる。
　図６（ａ）は、本発明の第５の実施形態によるアンテナ装置１Ｅの平面図、図６（ｂ）はVIｂ－VIｂ線破断矢視断面図である。なお、同図において図５と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
　アンテナ装置１Ｅは、平面アレーアンテナ３が、誘電体導波路に設けられたスロットアンテナ３e1，３e2，３e3，３e4から構成され、ＳＩＷ（Substrate Integrated Waveguide）構造を有する点が、第４の実施形態によるアンテナ装置１Ｄと相違する。誘電体導波路は、誘電体基板２の表面および裏面のそれぞれの全面に設けられた銅箔等の導体箔８に囲まれて構成される。平面アレーアンテナ３を構成する各スロットアンテナ３e1，３e2，３e3，３e4は、誘電体基板２の表面に設けられた導体箔８の一部がスロット状に開口されて構成される。誘電体基板２には、その表面および裏面に設けられた導体箔８を接続する複数のビア９が、各平面アレーアンテナ３を囲んで構成されている。
　各誘電体レンズ４f1，４f2，４f3，４f4は、平面アレーアンテナ３の２次元状に並べられる方向Ｂに延設され、その方向Ｂに１次元状に並ぶ各スロットアンテナ３e1，３e2，３e3，３e4上に位置させられることで、一体化されている。また、各スロットアンテナ３e1，３e2，３e3，３e4への給電は、誘電体導波路によって行われる。給電長さによる、各スロットアンテナ３e1，３e2，３e3，３e4に送受信される電波の位相調整は、各スロットアンテナ３e1，３e2，３e3，３e4間の導体箔８における配置間隔が調整長さαに応じて調節されることで、行われる。
　第５の実施形態によるアンテナ装置１Ｅによっても、第４の実施形態によるアンテナ装置１Ｄと同様な作用効果が奏される。さらに、第５の実施形態によるアンテナ装置１Ｅによれば、給電線が誘電体導波路によって構成され、給電線から各スロットアンテナ３e1，３e2，３e3，３e4に給電される電源は、導波管モードで誘電体導波路を伝搬する。このため、給電線を介する各スロットアンテナ３e1，３e2，３e3，３e4への給電は低損失で行われる。
　なお、上記の第５の実施形態によるアンテナ装置１Ｅにおいて、各誘電体レンズ４f1，４f2，４f3，４f4は、平面アレーアンテナ３の２次元状に並べられる方向Ｂに延設されず、図４に示すアンテナ装置１Ｃ’のように、各平面アレーアンテナ３上のそれぞれにマイクロ誘電体レンズアレー構造４を個別に設けるように構成してもよい。この場合、マイクロ誘電体レンズアレー構造４の個数は増えてしまうが、それ以外は、上記の第５の実施形態によるアンテナ装置１Ｅと同様な作用効果が奏される。
　図７は、本発明の一実施形態によるレーダ装置１１の概略構成を示すブロック図である。
　レーダ装置１１は、ＭＩＭＯ構成をした上記のいずれかのアンテナ装置１Ｃ，１Ｃ’，１Ｄ，１Ｅにおける送信アンテナＴx（Ｔx1，Ｔx2）および受信アンテナＲx（Ｒx1，Ｒx2，Ｒx3，Ｒx4）と、送信アンテナＴxによって送信信号を電波として出射する送信回路１２と、移相器１３と、物体で反射した電波を受信アンテナＲxに受信して受信信号に変換する受信回路１４と、受信信号を処理する信号処理回路１５とを備えて構成される。本実施形態では、信号処理回路１５は、距離推定部１５ａ、角度推定部１５ｂおよび位置算出部１５ｃを備える。
　送信回路１２によって生成されるチャープ信号は、移相器１３によってその位相が制御され、送信アンテナＴｘから送信信号として出射される。受信アンテナＲｘは、送信アンテナＴｘから出射されて物体で反射した反射波を受信する。受信回路１４は、受信アンテナＲｘに受信される受信信号と送信回路１２で生成される送信信号とをミキシングして、ＩＦ（中間周波数）信号を算出する。
　距離推定部１５ａは、受信回路１４で算出されたＩＦ信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）して物体までの距離を推定する。角度推定部１５ｂは、受信回路１４で算出されたＩＦ信号を基に、ＦＦＴ、ＭＵＳＩＣ法等の反射波の到来方向推定手法を用いて、物体が存在する角度を推定する。位置算出部１５ｃは、距離推定部１５ａで推定された物体までの距離と、角度推定部１５ｂで推定された物体が存在する角度とに基づいて、物体の推定される位置を算出する。
　本実施形態によるレーダ装置１１によれば、アンテナ利得が高められて、しかも、サイドローブが低減されたいずれかのアンテナ装置１Ｃ，１Ｃ’，１Ｄ，１Ｅにおける送信アンテナＴxおよび受信アンテナＲxがレーダ装置１１に用いられることで、電波を効率よく送受信することのできるレーダ装置１１が提供される。
　図８は、上記のレーダ装置１１を車両前方のバンパー等に備える、本発明の一実施形態による車両２１の平面図である。
　本実施形態の車両２１によれば、車両２１に備えられるレーダ装置１１が、電波を効率よく送受信することのできるものになる。このため、そのレーダ装置１１を使って、車両２１の周囲の物体２２を感度よく検出することができるようになる。
　なお、上記の各実施形態および変形例においては、平面アンテナをパッチアンテナまたはスロットアンテナとした場合について、説明した。しかし、平面アンテナはこれらに限定されることは無く、例えば、導線を折り曲げてクランク状にしたメアンダライン・アンテナなどの平面アンテナであってもよい。また、平面アレーアンテナを構成する平面アンテナの個数も、上記の各実施形態および変形例における個数に限定されることは無く、３個以上であればよい。また、平面アレーアンテナは、中央に配置される平面アンテナを中心に、必ずしも左右対称である構造である必要はなく、左右対称でない構造であってもよい。
　また、上記の各実施形態および変形例においては、平面アレーアンテナ３のアレー方向Ａにおけるレンズの開口面分布を制御した場合について説明したが、平面アレーアンテナ３が２次元状に並べられる方向Ｂ（図９参照）におけるレンズの開口面分布を制御するように構成してもよい。すなわち、複数の送信アンテナＴｘおよび複数の受信アンテナＲｘによって構成されるＭＩＭＯアンテナ装置において、複数の送信アンテナＴｘまたは複数の受信アンテナＲｘを構成する各平面アンテナの上方に設けられる少なくとも３個の誘電体レンズについて、誘電体基板２に平行な開口面の面積が、平面アレーアンテナ３の２次元状に並べられる方向Ｂの中央部から両端部に向けて小さくなることで、送受信する電波の強さに重み付けがされて、開口面分布が設定されるように構成してもよい。
　例えば、図９に示す、複数の送信アンテナＴx1，Ｔx2および複数の受信アンテナＲx1，Ｒx2，Ｒx3，Ｒx4によって構成されたＭＩＭＯアンテナ装置１Ｆにおいて、複数の受信アンテナＲx1，Ｒx2，Ｒx3，Ｒx4を構成する各パッチアンテナ３d4，３d4，３d4，３d4の上方に設けられる４個の誘電体レンズ４g1，４g2，４g3，４g4，について、誘電体基板２に平行な開口面の面積が、平面アレーアンテナ３の２次元状に並べられる方向Ｂの中央部から両端部に向けて小さくなることで、送受信する電波の強さに重み付けがされて、開口面分布が設定されるように構成してもよい。
　図９（ａ）は、本発明の第６の実施形態によるマイクロ誘電体レンズアレー構造４を備えるアンテナ装置１Ｆの平面図、図９（ｂ）はIXｂ－IXｂ線破断矢視断面図である。なお、同図において図５と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。
　各パッチアンテナ３d2～３d5の上方に各誘電体レンズ４g1，４g2，４g3，４g4がこのように設けられることで、アンテナ装置１Ｆは、受信アンテナＲx1，Ｒx2，Ｒx3，Ｒx4を構成する平面アレーアンテナ３の上方にマイクロ誘電体レンズアレー構造４を持つようになる。そして、そのマイクロ誘電体レンズアレー構造４により、開口面分布が、上記のように、平面アレーアンテナ３の２次元状に並べられる方向Ｂの中央部から両端部に向けて、送受信する電波の強さが小さくなるように重み付けがされる。
　複数の送信アンテナＴｘおよび複数の受信アンテナＲｘによってＭＩＭＯアンテナ装置が構成される、マイクロ誘電体ロッドレンズアレー構造７を備えるアンテナ装置においても、同様に、複数の送信アンテナＴｘまたは複数の受信アンテナＲｘを構成する各平面アンテナの上方に設けられる少なくとも３個の誘電体ロッドレンズについて、誘電体基板２に垂直な厚みが、平面アレーアンテナ３の２次元状に並べられる方向Ｂの中央部から両端部に向けて薄くなることで、送受信する電波の強さに重み付けがされて、開口面分布が設定されるように構成してもよい。
　１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｃ’，１Ｄ，１Ｅ…アンテナ装置
　２…誘電体基板
　３…平面アレーアンテナ
　３a，３b1，３b2，３c1，３c2、３d1，３d2，３d3，３d4，３d5，３d6…パッチアンテナ（平面アンテナ）
　３e1，３e2，３e3，３e4…スロットアンテナ（平面アンテナ）
　４…マイクロ誘電体レンズアレー構造
　４a，４b1，４b2，４c1，４c2、４d1，４d2，４d3，４d4、４e1，４e2，４e3，４e4、４f1，４f2，４f3，４f4…誘電体レンズ
　５…グランドパターン
　６、６a，６b1，６b2，６c1，６c2…給電線
　７…マイクロ誘電体ロッドレンズアレー構造
　７a，７b1，７b2，７c1，７c2…誘電体ロッドレンズ
　８…導体箔
　９…ビア
　１１…レーダ装置
　１２…送信回路
　１３…移相器
　１４…受信回路
　１５…信号処理回路
　２１…車両
　２２…物体
　Ｔｘ…送信アンテナ
　Ｒｘ…受信アンテナ

Claims (11)

  1. 　基板上に少なくとも３つの平面アンテナがアレー状に設けられた平面アレーアンテナと、
    　各前記平面アンテナの上方に設けられ、前記基板に平行な開口面の面積がアレーの中央部からアレーの両端部に向けて小さくなることで送受信する電波の強さに重み付けがされて開口面分布が設定された少なくとも３個の誘電体レンズと、
    　各前記平面アンテナで送受信される電波の位相が合うように長さが調節された各前記平面アンテナへの給電線と
    　から構成されるアンテナ装置。
  2. 　基板上に少なくとも３つの平面アンテナがアレー状に設けられた平面アレーアンテナと、
    　各前記平面アンテナの上方に設けられ、前記基板に垂直な厚みがアレーの中央部からアレーの両端部に向けて薄くなることで送受信する電波の強さに重み付けがされて開口面分布が設定された少なくとも３個の誘電体ロッドレンズと、
    　各前記平面アンテナで送受信される電波の位相が合うように長さが調節された各前記平面アンテナへの給電線と
    　から構成されるアンテナ装置。
  3. 　前記給電線は、前記誘電体レンズまたは前記誘電体ロッドレンズの誘電率をεｒ、前記基板に垂直な方向の高さが最も高い前記誘電体レンズまたは前記誘電体ロッドレンズの厚みをｄ１、底面の前記基板からの高さをｌ１、他の任意の前記誘電体レンズまたは前記誘電体ロッドレンズの厚みをｄ２、底面の前記基板からの高さをｌ２とした場合、次の式を満たす調整長さαの分、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     前記高さが最も高い前記誘電体レンズまたは前記誘電体ロッドレンズへの給電線と前記他の任意の前記誘電体レンズまたは前記誘電体ロッドレンズへの給電線との各長さに差がもたされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
  4. 　前記平面アレーアンテナは、前記基板上に２次元状に並べられることで複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを構成して、ＭＩＭＯアンテナ装置を構成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  5. 　前記平面アレーアンテナは、基板上に２次元状に並べられることで複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを構成して、ＭＩＭＯアンテナ装置を構成し、
    　各前記誘電体レンズは、前記平面アンテナが並べられるアレー方向と直交する方向または前記平面アンテナが並べられるアレー方向に長軸を有する楕円形状をしていることを特徴とする請求項１または請求項１を引用する請求項３に記載のアンテナ装置。
  6. 　前記平面アレーアンテナは、基板上に２次元状に並べられることで複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを構成して、ＭＩＭＯアンテナ装置を構成し、
    　各前記誘電体レンズは、前記平面アレーアンテナが２次元状に並べられる方向に延設されて、前記平面アレーアンテナの２次元状に並べられる方向に１次元状に並ぶ各前記平面アンテナ上に位置することを特徴とする請求項１または請求項１を引用する請求項３に記載のアンテナ装置。
  7. 　前記平面アレーアンテナは、誘電体導波路に設けられたスロットアンテナから構成されることを特徴とする請求項１または請求項１を引用する請求項３もしくは請求項４または請求項５または請求項６に記載のアンテナ装置。
  8. 　少なくとも３つの平面アンテナがアレー状に設けられた平面アレーアンテナが基板上に２次元状に並べられることで、複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナが構成されて構成されたＭＩＭＯアンテナ装置と、
    　複数の前記送信アンテナまたは複数の前記受信アンテナを構成する各前記平面アンテナの上方に設けられ、前記基板に平行な開口面の面積が前記平面アレーアンテナの２次元状に並べられる方向の中央部から両端部に向けて小さくなることで、送受信する電波の強さに重み付けがされて開口面分布が設定された少なくとも３個の誘電体レンズと、
    　各前記平面アンテナで送受信される電波の位相が合うように長さが調節された各前記平面アンテナへの給電線と
    　から構成されるアンテナ装置。
  9. 　少なくとも３つの平面アンテナがアレー状に設けられた平面アレーアンテナが基板上に２次元状に並べられることで、複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナが構成されて構成されたＭＩＭＯアンテナ装置と、
    　複数の前記送信アンテナまたは複数の前記受信アンテナを構成する各前記平面アンテナの上方に設けられ、前記基板に垂直な厚みが前記平面アレーアンテナの２次元状に並べられる方向の中央部から両端部に向けて薄くなることで、送受信する電波の強さに重み付けがされて開口面分布が設定された少なくとも３個の誘電体ロッドレンズと、
    　各前記平面アンテナで送受信される電波の位相が合うように長さが調節された各前記平面アンテナへの給電線と
    　から構成されるアンテナ装置。
  10. 　請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のアンテナ装置、または、請求項４もしくは請求項５もしくは請求項６を引用する請求項７に記載のアンテナ装置、または、請求項８もしくは請求項９に記載のアンテナ装置における前記送信アンテナおよび前記受信アンテナと、前記送信アンテナによって送信信号を電波として出射する送信回路と、物体で反射した前記電波を前記受信アンテナに受信して受信信号に変換する受信回路と、前記受信信号を処理する信号処理回路とを備えるレーダ装置。
  11. 　請求項１０に記載のレーダ装置を備える車両。
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