特開 2024-166722 アンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024166722

(43)【公開日】2024-11-29

(54)【発明の名称】アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 13/02 20060101AFI20241122BHJP

   H01Q 3/04 20060101ALI20241122BHJP

【ＦＩ】

H01Q13/02

H01Q3/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083025

(22)【出願日】2023-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002941

【氏名又は名称】弁理士法人ぱるも特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】津▲崎▼ 陽亮

(72)【発明者】

【氏名】牛嶋 優

(72)【発明者】

【氏名】小原 崇嗣

(72)【発明者】

【氏名】河合 正浩

【テーマコード（参考）】

5J021

5J045

【Ｆターム（参考）】

5J021AA07

5J021AB07

5J021CA03

5J021HA04

5J045AA21

5J045DA01

5J045HA02

5J045JA03

5J045LA01

5J045NA07

(57)【要約】

【課題】複数のホーンアンテナが鉛直方向に配置された、小型なアンテナ装置を提供すること。
【解決手段】導電層を有する誘電体基板と、この誘電体基板に固定された、高周波信号を発生する送受信機と、誘電体基板に基端部が固定され、基端部から反対側の先端部に向けて誘電体基板から離れるよう傾斜する、複数の導電性平板と、を備え、複数の導電性平板のそれぞれの基端部からそれぞれの先端部に向かう方向は全て同じであり、複数の導電性平板のそれぞれの導電性平板と誘電体基板との傾きは全て異なっており、少なくとも隣り合う導電性平板は、誘電体基板の垂直方向から見て重なり部分を有し、それぞれの導電性平板の誘電体基板側の空間に、それぞれ送受信機から給電線路を介して給電される高周波信号を放射する波源を備えたアンテナ装置。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電層を有する誘電体基板と、
この誘電体基板に固定された、高周波信号を発生する送受信機と、
前記誘電体基板に基端部が固定され、前記基端部から反対側の先端部に向けて前記誘電体基板から離れるよう傾斜する、複数の導電性平板と、を備え、
前記複数の導電性平板のそれぞれの前記基端部からそれぞれの前記先端部に向かう方向は全て同じであり、複数の前記導電性平板のそれぞれの導電性平板と前記誘電体基板との傾きは全て異なっており、少なくとも隣り合う前記導電性平板は、前記誘電体基板の垂直方向から見て重なり部分を有し、それぞれの導電性平板の前記誘電体基板側の空間に、それぞれ前記送受信機から給電線路を介して給電される高周波信号を放射する波源を備えたアンテナ装置。

【請求項2】

前記複数の導電性平板は、全て前記誘電体基板の同じ側の面である第一面に固定された請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記導電層は、前記誘電体基板の前記第一面とは反対側の面である第二面、または前記誘電体基板の内部に形成され、少なくとも一つの前記導電性平板の前記基端部に接する前記誘電体基板の部分に前記高周波信号の伝搬を遮蔽する構造を有する請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記高周波信号の伝搬を遮蔽する構造は、前記基端部から前記導電層に接続するスルーホールの列、前記基端部と前記導電層の間を埋める金属、電磁バンドギャップ構造、のいずれかである請求項３に記載のアンテナ装置。

【請求項5】

一の導電性平板の前記誘電体基板側の空間に高周波信号を放射する前記波源に給電する前記給電線路が他の導電性平板と交差する部分の前記他の導電性平板に切り欠きを設けた請求項１から４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。

【請求項6】

隣り合う導電性平板が、屈曲した一枚の導電性平板により形成され、それぞれの導電性平板の基端部が一つの共通基端部により構成されている請求項１または２に記載のアンテナ装置。

【請求項7】

それぞれの前記給電線路の、それぞれの幅方向の両脇に、前記導電層と電気的に接続されたスルーホールの列が形成された請求項１から４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。

【請求項8】

前記送受信機は、前記誘電体基板の前記第一面に固定されている請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項9】

前記送受信機は、前記誘電体基板の前記第一面とは反対側の第二面に固定されている請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項10】

前記送受信機は、前記誘電体基板の面に対して垂直方向から見て、少なくとも一部がいずれかの前記導電性平板と重なる位置に固定されている請求項９に記載のアンテナ装置。

【請求項11】

前記複数の導電性平板のうち少なくとも一つの導電性平板は、他の導電性平板が固定されている前記誘電体基板の面とは異なる面に固定されている請求項１に記載のアンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、アンテナ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、普及が進む先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）などの自動車がドライバの運転技能を支援する機能、あるいはドライバを介さず走行する自動運転（ＡＤ）においては、自動車の周辺環境をセンシングするためにミリ波レーダが使用されている。

【0003】

ミリ波レーダは一台の自動車に複数台搭載されるケースが増えており、前方に加え、前側方、側方、後側方、後方等に適用されている。複数個数を車両に搭載する背景から、ミリ波レーダのサイズを小さくすることが求められている。他方、ミリ波レーダの機能においてはＡＤＡＳ、およびＡＤの進化に伴い、より多くの周辺物のセンシングのため正確な測距が求められている。

【0004】

ところで、ミリ波レーダの測距においては、レーダのアンテナから周波数掃引の送信電波を発射し、対象物から反射してきた電波を受信することで、送信電波の周波数と受信電波の周波数との差を測定することで対象物までの距離を測定する。このとき、掃引する周波数範囲が広ければ、測距範囲を細かく分割して測定することできるため、距離解像度の高いミリ波レーダを実現することができる。したがってミリ波レーダのアンテナにおいては広帯域な周波数特性を有することが求められる。このような周波数特性を実現するアンテナとしては、ホーンアンテナが知られており、広帯域なインピーダンス特性により広帯域化を実現できる。

【0005】

ミリ波レーダに使用されるアンテナは、小型化、低コスト化を考慮して、基板上の銅箔をエッチングして形成される電子回路の一部として製作、集積化可能なマイクロストリップアンテナが多くなっているが、マイクロストリップアンテナはその形状の長さに対応した波長の周波数で共振しアンテナをなす原理上、周波数特性が狭域となる。このような事情から、ミリ波レーダに求められる距離分解性能によってはホーンアンテナが好適となる。

【0006】

ホーンアンテナを電子基板に集積して形成し小型化する手法として、送受信機が固着された電子基板にホーンアンテナを一体化した構成が提案されている。特許文献１はホーンアンテナを電子基板の表面を共有するように配置した構成とすることで小型化している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１７－２０８７２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

レーダで周辺の物体を検知する場合、周囲物体までの方位を検知する必要がある。水平方向の測角を行う場合、複数のアンテナを水平方向に配置して、それぞれのアンテナが受信する反射波の位相差を測定することで対象物の方位を導出する。他方で車載レーダにおいては対象物の高さ方向のサイズの検知、あるいは障害物として検知するべきでない架空物等を地上物と区別するために垂直方向の測角が必要になる。垂直方向の測角を行うためには、複数のアンテナを鉛直方向に配置する必要がある。ホーンアンテナを縦方向に配置する必要があり、アンテナを支持する機構等を配置すると小型化に際しては支障となる。

【0009】

本願は、上記の課題を解決するものであり、複数のホーンアンテナが鉛直方向に配置された、小型なアンテナ装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本願に開示されるアンテナ装置は、導電層を有する誘電体基板と、この誘電体基板に固定された、高周波信号を発生する送受信機と、前記誘電体基板に基端部が固定され、前記基端部から反対側の先端部に向けて前記誘電体基板から離れるよう傾斜する、複数の導電性平板と、を備え、前記複数の導電性平板のそれぞれの前記基端部からそれぞれの前記先端部に向かう方向は全て同じであり、複数の前記導電性平板のそれぞれの導電性平板と前記誘電体基板との傾きは全て異なっており、少なくとも隣り合う前記導電性平板は、前記誘電体基板の垂直方向から見て重なり部分を有し、それぞれの導電性平板の前記誘電体基板側の空間に、それぞれ前記送受信機から給電線路を介して給電される高周波信号を放射する波源を備えたものである。

【発明の効果】

【0011】

本願に開示されるアンテナ装置によれば、複数のホーンアンテナが鉛直方向に配置された、小型なアンテナ装置を提供することができる

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態１によるアンテナ装置の構成を示す斜視図である

【図2】実施の形態１によるアンテナ装置の構成を示す断面図である。

【図3】実施の形態２によるアンテナ装置の構成を示す斜視図である。

【図4】実施の形態２によるアンテナ装置の構成を示す断面図である。

【図5】実施の形態３によるアンテナ装置の構成を示す斜視図である。

【図6】実施の形態４によるアンテナ装置の構成を示す斜視図である。

【図7】実施の形態４によるアンテナ装置の構成を示す断面図である。

【図8】実施の形態５によるアンテナ装置の構成を示す斜視図である。

【図9】実施の形態６によるアンテナ装置の構成を示す斜視図である。

【図10】実施の形態６によるアンテナ装置の構成を示す断面図である。

【図11】実施の形態６によるアンテナ装置の別の構成を示す断面図である。

【図12】実施の形態７によるアンテナ装置の構成を示す斜視図である。

【図13】実施の形態７によるアンテナ装置の構成を示す断面図である。

【図14】実施の形態８によるアンテナ装置の構成を示す斜視図である。

【図15】実施の形態８によるアンテナ装置の構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

実施の形態１．
図１は実施の形態１によるアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図において、ｘ、ｙ、ｚは座標軸、すなわち方向を示しており、以下の各図においても、必要に応じて、座標軸を示す。なお、斜視図において、後ろに隠れている主要部材を透視して示している。以降の斜視図においても同様である。アンテナ装置１は、主要部材として、送受信機２が固着された誘電体基板５と二枚の導電性平板３および４で構成される。誘電体基板５はプリント基板であり、はんだ付け等により固着された送受信機２から引き出されたマイクロストリップラインによる第一給電線路６および第二給電線路７が形成されており、マイクロストリップラインの先端部には空間に電波を放射するための波源として、第一波源８および第二波源９が形成されている。誘電体基板５は二層基板であり、第一給電線路６および第二給電線路７は、誘電体基板５の誘電体層１１の表面（第一面とも称する）の第一導電層に形成されており、誘電体層１１の反対側の面である裏面（第二面とも称する）にはＧＮＤ（接地電位）層として第二導電層１２が形成されて、マイクロストリップラインを構成している。導電性平板３および４はアルミニウム、鉄、銅等で組成された金属板を板金加工することで形成することができる。送受信機２はＭＭＩＣ等の半導体デバイスであり、任意の周波数の電波を送信することができる。

【0014】

二枚の導電性平板３および４は、誘電体基板５に対して傾斜して配置されている。二枚の導電性平板３および４はそれぞれ、誘電体基板５に近い方から第一導電性平板３、第二導電性平板４と呼ぶ。第一導電性平板３と第二導電性平板４の誘電体基板５に対する傾斜は、互いに異なっている。すなわち、第一導電性平板３の傾きよりも、第二導電性平板４の傾きの方が大きい。第一導電性平板３および第二導電性平板４は、誘電体基板５に固定されており、誘電体基板５の第一導電層に形成された導電パターンにはんだ付けなどで固定してもよいし、接着剤などで固定してもよいし、あるいは誘電体基板５にネジ止めしてもよい。

【0015】

誘電体基板５に対して傾斜している第一導電性平板３が誘電体基板５に固定される端部においては、第一導電性平板３が誘電体基板５に接触する部分で、誘電体基板５と平行になるように屈曲し、第一導電性平板３の基端部である第一基端部１３ｂが形成され、この第一基端部１３ｂが誘電体基板５に固定されている。第一波源８は第一導電性平板３と誘電体基板５が接触している第一基端部１３ｂに接続するように設けられ、第一導電性平板３に接触している。ここで、誘電体基板５（電気的には第二導電層１２）と誘電体基板５から傾斜して設けられた第一導電性平板３とで挟まれた空間は、第一波源８から空間に放射された電波が伝搬していく第一ホーンアンテナ２１となる。

【0016】

一方、第二導電性平板４についても誘電体基板５に接触するように固定されており、接触部は第一導電性平板３の場合と同様に、誘電体基板５と平行となっている基端部である第二基端部１４ｂにおいて誘電体基板５に固定されている。第二波源９は第一波源８と同様に、第二導電性平板４と誘電体基板５が接触している第二基端部１４ｂに接続するように設けられており、第二導電性平板４の第二基端部１４ｂに接触している。ここで、第一導電性平板３と第二導電性平板４とは、誘電体基板５に垂直な方向から見て、第一導電性平板３の第一基端部１３ｂから第一基端部１３ｂの反対側の先端部１３ａに向かう方向と、第二導電性平板４の第二基端部１４ｂから第二基端部１４ｂの反対側の先端部１４ａに向かう方向とは、同じ方向になっている。また、第一導電性平板３と第二導電性平板４とは、誘電体基板５の垂直方向から見て、少なくとも一部が重なっている。第二導電性平板４と第二波源９は、第一導電性平板３の第一基端部１３ｂよりも送受信機２に近い側に設けられている。この構成により、第二波源９から空間に放射された電波は、前記第一導電性平板３と第二導電性平板４とで形成される空間を伝播することで第二ホーンアンテナ２２となる。第一ホーンアンテナ２１の開口部は、第一導電性平板３の先端部１３ａと誘電体基板５の端部１５との間であり、第二ホーンアンテナ２２の開口部は第一導電性平板３の先端部１３ａと第二導電性平板４の先端部１４ａの間である。

【0017】

図２は、実施の形態１によるアンテナ装置１の構成を示す断面図である。図２Ａは、図１のＡ－Ａ位置での断面図、図２ＢはＢ－Ｂ位置での断面図、図２Ｃは、図２Ａの波源の部分を拡大した断面図を示している。誘電体基板５は、ｚ方向から、すなわち表面から第一導電層１０、誘電体層１１、ＧＮＤ層としての第二導電層１２が積層されたプリント基板で構成されている。誘電体基板５の表面に形成されている第一導電層１０には、例えばエッチングなどで給電線路などの配線、およびＧＮＤ電位となる導電パターンなどが形成されている。すなわち、第一導電層１０には、第一波源８、送受信機２から第一波源８への第一給電線路６、第二波源９、送受信機２から第二波源への第二給電線路７などが形成されている。

【0018】

図２Ａを用いて垂直方向の測角原理を説明する。第一ホーンアンテナ２１、および第二ホーンアンテナ２２の開口端においてｚ軸方向におけるそれぞれの位相中心をｃ１、ｃ２として示す。ここで位相中心は送受信機２から一定の位相差の電界を第一給電線路６および第二給電線路７に入力したときに、アンテナから生じる電界の位相差φ［ｒａｄ］が、送受信機２から第一給電線路６および第二給電線路７に入力された電界の位相差と等しくなる代表地点である。これは、アンテナ装置を受信機としてみた時、位相中心ｃ１、ｃ２に一定の位相差の電界が生じた時、受信機としてみた送受信機２が受信する電界の位相差が、位相中心ｃ１とｃ２とで生じた電界の位相差と等しくなることを意味する。いま、第一ホーンアンテナ２１と第二ホーンアンテナ２２の開口部はｚ軸方向に偏位しており、位相中心ｃ１、ｃ２はｚ軸方向に一定距離Ｌ［ｍ］離れている。アンテナ装置１の正面であるｘ軸方向から入射角θで平面波である到来波が入射した場合、最初に位相中心ｃ２に電界面Ｅ２が到達し、その後、位相中心ｃ１に電界面Ｅ１が至る。この時、位相中心ｃ１はｃ２に対してｌ［ｍ］到来波が進む方向に離れている。ここでｌはＬ・ｃｏｓ（９０°－θ）である。したがって、ｃ１、ｃ２に到来した電界の、位相中心ｃ１とｃ２とにおける位相差φは２πｌ/λ［ｒａｄ］となる。ここで、λは空間での電波波長であり、光速ｃ［ｍ／ｓ］、送信周波数ｆ［Ｈｚ］のときλはｃ／ｆ［ｍ］である。位相差φを測定することで到来波の方向θを導出することが可能になり、垂直方向の測角が実現する。

【0019】

本実施の形態１によると、二つのホーンアンテナを個別に用意してｚ軸方向に配置する場合と比較して、少ない部品点数で二つのホーンアンテナを形成することが可能になり、材料の低減、小型化が実現できる。

【0020】

本実施の形態１では導電性平板を金属板で形成するケースを例示したが、平面の表層部が金属であれば平板全体が金属である必要はない。例えば樹脂成形により平面を形成し、その表面に金属メッキすることでも実現でき、軽量化などを目的とした場合には好適である。

【0021】

実施の形態２．
図３は実施の形態２によるアンテナ装置３０の構成を示す斜視図である。本実施の形態２では第一導電性平板３の第一基端部１３ｂにおいて、第一基端部１３ｂに沿って列状に誘電体基板５にＧＮＤ層である第二導電層１２に接続するスルーホール列３２を設けている。スルーホール列３２は第一ホーンアンテナ２１の波源である第一波源８を含まない様に列状に配置されている。スルーホール列３２を設置することで、隣接する第二ホーンアンテナ２２の波源である第二波源９に給電したときに生じた基板内を伝播する電界の一部が第一ホーンアンテナ２１への伝搬を防止することができる。これにより所望のホーンアンテナからのみ電波を放射することができ、放射パターンの制御性を向上することができ、レーダにおいて良好な検知範囲、および測角精度を得ることができる。

【0022】

図４は図３のアンテナ装置３０の断面図である。図４Ａは、第一波源８を含む、図３のＡ－Ａ位置での断面図、図４Ｂは、第二波源９を含む、図３のＢ－Ｂ位置での断面図である。図４Ｂに示すように、第一導電性平板３の第一基端部１３ｂにおいて第一導電層１０に形成されているパターンとＧＮＤ層である第二導電層１２を電気的に金属部材により接続するスルーホール３００を設置している。スルーホール３００は紙面奥行方向に複数が列状に並べられている。隣り合うスルーホール３００の間隔は電波波長より十分短い間隔で配置することで、図４のｘ軸方向に伝搬する電界を実質的に遮断することができる。これにより第二ホーンアンテナ２２の第二波源９から生じた電界はスルーホール３００を越えて第一ホーンアンテナ２１に伝搬しない。なお、誘電体基板内の電波波長をλｐとしたときに、λｐ／４以下の間隔になるようにスルーホールを配置することが電界の伝播を遮蔽には好適である。ただし、この間隔よりも大きい場合であっても一定の電界減衰効果は得られるため、スルーホール３００の間隔は必ずしも上記寸法には限らない。

【0023】

本実施の形態２では、第一基端部１３ｂに対応した位置の誘電体基板５にスルーホール３００を列状に設置することにより、第二ホーンアンテナ２２の波源から生じた電界が第一ホーンアンテナ２１に伝搬することを防いでいるが、電界伝搬を遮蔽する構造であればスルーホールに限定しない。例えば、スルーホールを設置している第一基端部１３ｂと第二導電層１２を全部金属で接続して電波の伝搬を防いでも良い。この構成は、誘電体基板５に第二導電層１２と接続する溝を形成して銅インレーすることなどで形成可能である。あるいは電磁バンドギャップ（Electromagnetic Band Gap、ＥＳＧ）構造を用いて電界の伝搬を防いでも良い。

【0024】

以上は、第二波源９から第一ホーンアンテナ２１への電波の漏出を防ぐケースを例示して説明したが、第二導電性平板４の第二基端部１４ｂについても本実施の形態２で示した、電界伝搬を遮蔽する構造を適用して効果を得ることができる。図３では、例えば第二導電性平板４の第二基端部１４ｂに対応した位置の誘電体基板５にもスルーホール列３３を設けた場合を図示している。これによって、第二基端部１４ｂにおいて、送受信機２が設置されている方向から到来する誘電体基板内を伝搬するノイズ等の電界が第二ホーンアンテナ２２に漏出することを防ぐことが可能になる。これにより、外乱の影響を受けにくいホーンアンテナを形成することができ、レーダにおいて良好な検知範囲、および測角精度を得ることができる。

【0025】

実施の形態３．
図５は実施の形態３によるアンテナ装置５０の構成を示す斜視図である。ここでは第一ホーンアンテナ２１の第一波源８に接続する第一給電線路６が、第二導電性平板４が誘電体基板５の平面に固定される第二基端部１４ｂと交差する箇所において、第二導電性平板４が第一給電線路６と接触しないように第二導電性平板４に切り欠き５１を設けている。これにより、第一給電線路６から第二導電性平板４の第二基端部１４ｂとの電磁的な結合を緩和でき、基板内に漏出する電界を低減することができる。これにより、第二ホーンアンテナ２２において放射パターンの制御性を向上させることができ、レーダにおいて良好な検知範囲、および測角精度を得ることが可能になる。

【0026】

実施の形態４．
図６は、実施の形態４によるアンテナ装置６０の構成を示す斜視図である。本実施の形態４では、第一導電性平板３と第二導電性平板４が、折り曲げられた一枚の金属板によって形成されることを特徴としている。本実施の形態４では、一枚の長方形の金属板を短辺方向に二箇所で折り曲げることで誘電体基板５に対して傾斜が異なる第一導電性平板３と第二導電性平板４を形成する。長方形の金属板の二箇所の折り曲げ箇所に挟まれた領域が共通基端部６５として誘電体基板５に固定されている。第二波源９は共通基端部６５に設けられた穴部６１から露出することで第一導電性平板３と第二導電性平板４で形成される第二ホーンアンテナ２２への電波放射を可能としている。

【0027】

図７は実施の形態４によるアンテナ装置６０の構成を示す断面図である。図７Ａは、図６のＡ－Ａ位置での断面図、図７Ｂは、図６のＢ－Ｂ位置での断面図である。図７Ａに示すように、第一ホーンアンテナ２１は、共通基端部６５の下部に第一給電線路６および第一波源８が配線されて構成されている。第二ホーンアンテナ２２は、図７Ｂに示すように、第二ホーンアンテナ２２の開口部から見たときに第二波源９が露出するように共通基端部６５に穴６１が形成されており、この穴から電波が漏出することでアンテナとして機能する。

【0028】

本実施の形態４によれば、第一導電性平板３および第二導電性平板４を一枚の金属板で形成したので、第一導電性平板３、および第二導電性平板４を別個に製作して固定する場合に比較して、組み立て工数を削減することができる。更に第一導電性平板３と第二導電性平板４を接続する共通基端部６５で誘電体基板５に強固に固定することが可能になるため、２つのホーンアンテナを構成する第一導電性平板３および第二導電性平板４を、一体で強固に固定できアンテナ装置の耐久性を向上することが可能になる。

【0029】

実施の形態５．
図８は、実施の形態５によるアンテナ装置８０の構成を示す斜視図である。本実施の形態５では、送受信機２から第一波源８への第一給電線路６、および送受信機２から第二波源９への第二給電線路７の延在方向に沿って、それぞれの給電線路の幅方向の両脇にスルーホール列８１が設けられている。スルーホールには例えば裏面に形成されているＧＮＤ層である第二導電層１２と電気的に接続される導電体が形成されている。これにより給電線路を伝搬する電界が誘電体基板の面内方向に漏出することを防ぐことが可能になる。本実施の形態５によれば、第二導電性平板４の第二基端部１４ｂで第一波源８への第一給電線路６と交差する箇所において、第一給電線路６から第一ホーンアンテナ２１へ給電する電界が第二ホーンアンテナ２２に漏出することを効果的に防止することができるため、それぞれのホーンアンテナにおいて放射パターンの制御性の向上が実現し、レーダにおいて良好な検知範囲と測角精度を得ることが可能になる。

【0030】

実施の形態６．
図９は、実施の形態６によるアンテナ装置９０の構成を示す斜視図である。また、図１０は実施の形態６によるアンテナ装置９０の構成を示す断面図であり、図１０Ａは、図９のＡ－Ａ位置での断面図、図１０Ｂは、図９のＢ－Ｂ位置での断面図である。本実施の形態６では、送受信機２は、誘電体基板５の表面（第一面）に形成されている第一導電層１０ではなく、誘電体基板５の裏面（第二面）に形成されている第二導電層１２に固着されている。

【0031】

送受信機２からは第一給電線路６および第二給電線路７が引き出されており、第一給電線路６は第一導電性平板３の第一基端部１３ｂに位置する第一波源８まで、第二給電線路７は第二導電性平板４の第二基端部１４ｂに位置する第二波源９まで、誘電体基板５の第二導電層１２に配線パターンとして形成されている。第一給電線路６と第一波源８とは、誘電体基板５の第一導電層１０側と第二導電層１２側とを接続する変換部７２ａによって電気的に接続されている。同様に、第二給電線路７と第二波源９とは、誘電体基板５の第一導電層１０側と第二導電層１２側とを接続する変換部７２ｂによって電気的に接続されている。これらの変換部はスルーホールで表裏が電気的に接続されていても良いし、誘電体基板内に導波管を形成することによって電磁的に接続されていても良い。誘電体基板５の内部には、第一導電層１０側にＧＮＤ層として第三導電層１１２が、第二導電層１２側にＧＮＤ層として第四導電層１１４が形成されている。第一導電層１０に形成されている第一給電線路６および第二給電線路７は、それぞれ第三導電層１１２をＧＮＤ層として、また第二導電層１２に形成されている第一給電線路６および第二給電線路７は、それぞれ第四導電層１１４をＧＮＤ層として、マイクロストリップラインとして機能する。本実施の形態６によれば、例えば第一波源８への第一給電線路６は、第二導電性平板４の第二基端部１４ｂとの交差部において、裏面側の第二導電層１２側を通るため、第一給電線路６から第二ホーンアンテナ２２への電界の漏洩を低減することができ、アンテナ放射パターンの制御性を向上することができる。これによりレーダにおいては良好な検知範囲および測角精度を得ることができる。

【0032】

また、さらに本実施の形態６によれば送受信機２は第一導電性平板３および第二導電性平板４が固定されている誘電体基板５の面（第一面）とは反対側の面（第二面）に固定されているため、第一波源８を含む位置での断面図である図１１に示すように、上面視において、送受信機２を、第一ホーンアンテナ２１と第二ホーンアンテナ２２が重なる位置に固定することが可能になる。このように、送受信機２を、誘電体基板の第二面であって、誘電体基板５の面に対して垂直方向から見て、少なくとも一部がいずれかの導電性平板と重なる位置に配置することで、図１、あるいは図９などに示す構成に比較して、ｘ方向の長さを短縮することができるため、より小型なアンテナ装置およびレーダを実現することができる。

【0033】

実施の形態７．
図１２は、実施の形態７によるアンテナ装置１００の構成を示す斜視図である。また、図１３は実施の形態７によるアンテナ装置１００の構成を示す断面図であり、図１３Ａは図１２のＡ－Ａ位置での断面図、図１３Ｂは、図１２のＢ－Ｂ位置での断面図である。実施の形態１～６によるアンテナ装置は誘電体基板５の一方の面に二つのホーンアンテナが配置された構成を示した。本実施の形態７によるアンテナ装置１００は、第一導電性平板３が誘電体基板５の表面（第一面）に固定され、第二導電性平板４は第一導電性平板３が配置された側とは反対側の裏面（第二面）に固定されている。誘電体基板５は、表面に第一導電層１０、裏面に第二導電層１２、内部にＧＮＤ層である第三導電層１１２および第四導電層１１４の２層のＧＮＤ層を有している。この構成により、第一導電性平板３と第三導電層１１２により第一ホーンアンテナ２１が形成され、第二導電性平板４と第四導電層１１４により第二ホーンアンテナ２２が形成される。送受信機２は第一導電性平板３が固定された面に固着されている。第一ホーンアンテナ２１の第一波源８へは、送受信機２から表面の第一導電層１０に形成された第一給電線路６により給電される。一方、裏面に形成された第二ホーンアンテナ２２の波源である第二波源９への給電は、送受信機２に接続され、表面の第一導電層１０に形成された第二給電線路７が、表面と裏面を接続する接続部１２５により、裏面の第二導電層１２に形成された第二給電線路７に接続され、第二波源９に接続されることで実現される。

【0034】

誘電体基板５は、表面から、第一導電層１０、第一誘電体層１１１、第三導電層１１２、コア層１１３、第四導電層１１４、第二誘電体層１１５、および第二導電層１２を有している。第一導電層１０には、第一波源８、第一波源８と送受信機２を接続する第一給電線路６、および第二給電線路７が形成されている。第二導電層１２には第二波源９、およびそれに接続する第二給電線路７が形成されている。第二導電層１２に形成されている第二給電線路７は、第一導電層１０と第二導電層１２を接続する接続部１２５によって送受信機２から給電されている。第一導電層１０に形成されている第一給電線路６および第二給電線路７は、それぞれ第三導電層１１２をＧＮＤ層として、また第二導電層１２に形成されている第二給電線路７は第四導電層１１４をＧＮＤ層として、マイクロストリップラインを構成する。本実施の形態７では第三導電層１１２と第四導電層１１４の間にコア層１１３を配置しているが、第三導電層１１２と第四導電層１１４の間に、さらに配線パターンなどが形成される追加的な導電層があってもよい。

【0035】

実施の形態１～６によるアンテナ装置では、誘電体基板５の面に垂直な方向、すなわちｚ方向から見た場合に、第一導電性平板３と第二導電性平板４をホーンアンテナの開口の方向にずらして配置する必要があった。本実施の形態７によるアンテナ装置では、誘電体基板５の面に垂直な方向から見た場合に、第一導電性平板３と第二導電性平板４とは完全に重なるように配置することができる。これにより本実施の形態７のアンテナ装置１００は、第一導電性平板３と第二導電性平板４とが誘電体基板５の一方の面に設置される場合と比較して、ｘ方向に短くすることができ、より小型なアンテナ装置、およびレーダを実現することが可能になる。

【0036】

実施の形態８．
図１４は、実施の形態７によるアンテナ装置１４０の構成を示す斜視図である。また、図１５は実施の形態７によるアンテナ装置１４０の構成を示す、図１４のＣ－Ｃ位置での断面図である。これまでの実施の形態では、導電性平板を２つ備えることにより、２つのホーンアンテナを構成するアンテナ装置を説明した。本願が開示する技術は、導電体性平板を３つ以上備え、３つ以上のホーンアンテナを構成するアンテナ装置にも適用することができる。図１４に示すアンテナ装置１４０では、第一導電性平板３、第二導電性平板４に加えて、第三導電性平板４１の３つの導電性平板を備えている。第三導電性平板４１は、第二導電性平板４の傾きよりもさらに傾きが大きく、その基端部である第三基端部４１ｂから反対側の先端部４１ａに向かう方向は、他の導電性平板の基端部から先端部に向かう方向と同じ方向となるよう設置されている。この構成により、第一ホーンアンテナ２１、第二ホーンアンテナ２２に加えて、第三導電性平板４１と第二導電性平板４とで第三ホーンアンテナ２３を構成している。第三ホーンアンテナ２３では、第三導電性平板４１の第三基端部４１ｂに第三波源１９を配置し、第三導電性平板４１と第二導電性平板４の間の空間に、送受信機２から、第一導電層１０に形成された第三給電線路１７を介して給電される高周波信号を第三波源１９から放射するよう構成されている。図１４は第三波源１９および第三給電線路１７を含み、誘電体基板５に垂直な断面を示している。第一ホーンアンテナ２１、および第二ホーンアンテナ２２への高周波信号の放射は、実施の形態１で説明したのと同様である。さらに４つ以上の導電性平板を備え、４つ以上のホーンアンテナを構成することもできる。

【0037】

また、誘電体基板５の片面に一つの導電性平板、他の面に複数の導電性平板を配置することもでき、さらに、片面に複数の導電性平板、他の面にも複数の導電性平板を配置することもできる。

【0038】

以上のように、本願で開示するアンテナ装置は、表面または内部に導電層を有する誘電体基板と、この誘電体基板に固定された、高周波信号を発生する送受信機と、誘電体基板に基端部が固定され、基端部から反対側の先端部に向けて誘電体基板から離れるよう傾斜する複数の導電性平板と、を備え、複数の導電性平板のそれぞれの基端部からそれぞれの先端部に向かう方向は全て同じであり、複数の導電性平板のそれぞれの導電性平板と誘電体基板との傾きは全て異なっており、少なくとも隣り合う導電性平板は、誘電体基板の垂直方向から見て重なり部分を有し、それぞれの導電性平板の誘電体基板側の空間に、それぞれ送受信機から給電線路を介して給電される高周波信号を放射する波源を備えたアンテナ装置、ということになる。

【0039】

なお、図１２、図１３で開示するアンテナ装置は、第一導電性平板３の誘電体基板５との傾き角度と、第二導電性平板４の誘電体基板５との傾き角度は同じとして示しているが、誘電体基板５の面を基準として第一導電性平板３の傾きを正とすると、第二導電性平板４の傾きは負であり、本願では、傾き角度が同じでも、誘電体基板５に対する傾きが正と負で異なれば、傾きが異なるとする。

【0040】

本願には、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

【0041】

例えば、図１４の構成において、第一導電性平板３と第二導電性平板４とを、実施の形態図６および図７で示した、屈曲した一枚の導電性平板で構成する、あるいは第二導電性平板と第三導電性平板４１とを屈曲した一枚の導電性平板で構成することができる。すなわち、実施の形態４によるアンテナ装置は、隣り合う導電性平板が、屈曲した一枚の導電性平板により形成され、それぞれの導電性平板の基端部が一つの共通基端部により構成されているアンテナ装置、ということになる。

【符号の説明】

【0042】

２ 送受信機、３ 第一導電性平板、４ 第二導電性平板、４１ 第三導電性平板、５ 誘電体基板、６ 第一給電線路、７ 第二給電線路、１７ 第三給電線路、８ 第一波源、９ 第二波源、１９ 第三波源、１０ 第一導電層、１２ 第二導電層、１３ｂ 第一基端部、１４ｂ 第二基端部、４１ｂ 第三基端部、１３ａ、１４ａ、４１ａ 先端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】