(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-13
(54)【発明の名称】アンテナデバイス
(51)【国際特許分類】
H01Q 13/02 20060101AFI20231206BHJP
H01Q 21/06 20060101ALI20231206BHJP
H01P 3/12 20060101ALI20231206BHJP
H01Q 1/32 20060101ALI20231206BHJP
【ＦＩ】
H01Q13/02
H01Q21/06
H01P3/12
H01Q1/32
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023526032
(86)(22)【出願日】2021-11-17
(85)【翻訳文提出日】2023-06-21
(86)【国際出願番号】 EP2021081922
(87)【国際公開番号】W WO2022122319
(87)【国際公開日】2022-06-16
(31)【優先権主張番号】01558/20
(32)【優先日】2020-12-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CH
(31)【優先権主張番号】070033/2021
(32)【優先日】2021-07-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CH
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】509005502
【氏名又は名称】フーバー ＋ スーナー アーゲー
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【弁理士】
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100123995
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅一
(72)【発明者】
【氏名】ガルシア テヘロ， アレハンドロ
(72)【発明者】
【氏名】ロマーノ， ピエトロ
(72)【発明者】
【氏名】メルリ， フランチェスコ
【テーマコード（参考）】
5J014
5J021
5J045
5J046
【Ｆターム（参考）】
5J014DA01
5J021AA05
5J021AA09
5J021AB07
5J021HA04
5J045HA01
5J045NA07
5J046AB02
5J046AB03
(57)【要約】
本開示は、プリント回路基板（２）と、プリント回路基板（２）に配置された電子構成要素（３）とを備えるアンテナデバイス（１）を対象とする。アンテナデバイス（１）は、信号を送信及び受信するように構成された、電子構成要素（３）に相互接続された少なくとも２つの個々のアンテナ要素（１２）を備える。アンテナ要素（１２）は各々、アンテナアセンブリ（６）において相互接続する少なくとも１つの導波管チャネル（９）を備える。第１の導波管アパーチャ（１０）は、アンテナアセンブリ（６）の後面（１６）に配置される。前記第１の導波管アパーチャ（１０）は、電子構成要素（３）に相互接続され、信号を送信及び／又は受信するように構成される。第２の導波管アパーチャ（１１）は、導波管アセンブリ（６）の前面（１７）に配置され、また信号を送信及び／又は受信するように構成される。
【選択図】 図１
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ａ．プリント回路基板（２）及び前記プリント回路基板（２）に配置された電子構成要素（３）と、ｂ．信号を送信及び／又は受信するように構成された、前記電子構成要素（３）に相互接続された少なくとも２つの個々のアンテナ要素（１２）を備えるアンテナアセンブリ（６）と、
を具備するアンテナデバイス（１）であって、
ｃ．前記アンテナ要素（１２）が各々、
ｉ．前記アンテナアセンブリ（６）の後面（１６）に配置された第１の導波管アパーチャ（１０）であり、前記電子構成要素（３）に相互接続されており、信号を送信及び／又は受信するように構成された、第１の導波管アパーチャ（１０）、並びに
ｉｉ．信号を送信及び／又は受信するように構成された、前記導波管アセンブリ（６）の前面（１７）に配置された第２の導波管アパーチャ（１１）
を前記アンテナアセンブリ（６）において相互接続する少なくとも１つの導波管チャネル（９）を備える、
アンテナデバイス（１）。
【請求項2】
少なくとも１つの導波管チャネル（９）が、前記第１の導波管アパーチャ（１０）に対して、一次ポート（２１）によりスプリッタ（１９）に相互接続された遠位端にあり、前記スプリッタ（１９）が、送信対象の信号を、ａ．前記スプリッタ（１９）の第１の二次ポート（２３）に相互接続された第１の導波管チャネル分枝（２２）、及び
ｂ．前記スプリッタ（１９）の第２の二次ポート（２５）に相互接続された第２の導波管チャネル分枝（２４）
に分割するように構成されている、請求項１に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項3】
前記第１の導波管チャネル分枝（２２）及び前記第２の導波管チャネル分枝（２４）が、互いに対して同軸に配置されている、請求項２に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項4】
前記スプリッタ（１９）が、前記信号を前記第１の導波管チャネル分枝（２２）及び前記第２の導波管チャネル分枝（２４）の間で分割するように構成されたくびれ部（２６）を備える、請求項２又は３に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項5】
前記くびれ部２６が、ａ．前記第１の二次ポート（２３）及び前記第２の二次ポート（２５）の間の中心に配置され、信号電力が前記第１の導波管チャネル分枝（２２）及び前記第２の導波管チャネル分枝（２４）の間で等しく分割され、又は、
ｂ．前記第１の二次ポート（２３）及び前記第２の二次ポート（２５）の間の中心に対してオフセットして配置され、信号電力が前記第１の導波管チャネル分枝（２２）及び前記第２の導波管チャネル分枝（２４）の間で不均等に分割される、
請求項４に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項6】
前記第２の導波管アパーチャ（１１）が、ホーン形状である、請求項１～５のいずれか一項に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項7】
フレア部分（３６）が、前記ホーン形状の第２の導波管アパーチャ（１１）に隣り合って配置されている、請求項６に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項8】
前記フレア部分（３６）が、前記導波管スプリッタ（１９）及び／若しくは前記導波管チャネル（９）に対して実質的に垂直に配置されている、並びに／又は、前記少なくとも１つの開口部（１３）が、前記導波管スプリッタ（１９）及び／若しくは前記導波管チャネル（９）に実質的に平行に配置されている、請求項６又は７に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項9】
前記フレア部分（３６）が、実質的に台形の導波管チャネルとして設計されており、前記フレア部分（３６）の壁のうちの少なくとも１つが、開口部（１３）に対して角度（β）を付けて配置されている、請求項６～８のいずれか一項に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項10】
複数のスプリッタ（１９）が、前記第１の導波管チャネル分枝（２２）及び前記第２の導波管チャネル分枝（２４）と複数のホーン形状の第２の導波管アパーチャ（１１）との間で互いに対して同一直線上に配置されている、請求項６～９のいずれか一項に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項11】
前記ホーン形状の第２の導波管アパーチャ（１１）のうちの少なくとも１つが、放射パターンの偏波状態が変化するようにそれぞれの前記ホーン形状の第２の導波管アパーチャ（１１）における偏波状態の旋回を導入するように構成された前記スプリッタ（１９）に対する角度オフセット（α）を有する、請求項１０に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項12】
前記導波管スプリッタ（１９）が、ａ．前記第１の導波管チャネル分枝（２２）及び前記第２の導波管チャネル分枝（２４）の偏波状態が等しく偏波する、又は、
ｂ．前記第１の導波管チャネル分枝（２２）及び前記第２の導波管チャネル分枝（２４）の偏波状態が反転する
ように、電界の偏波状態を旋回させるように構成された少なくとも１つの偏向要素（２７）を備える、請求項２～１１のいずれか一項に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項13】
前記少なくとも１つの偏向要素（２７）が、電界が実質的に水平方向から鉛直方向に９０度旋回するように電界の偏波状態を旋回させ、インピーダンス整合を実現するように構成されている、請求項１２に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項14】
前記導波管スプリッタ（１９）が、電界の偏波状態を水平方向から鉛直方向に９０度旋回させるように構成された、一次ポート（２１）に隣り合って配置された少なくとも１つの偏向要素（２７）と、偏波状態を鉛直方向から水平方向に再び旋回させるように構成された、前記第１の二次ポート（２３）及び前記第２の二次ポート（２５）に隣り合って配置された少なくとも１つの偏向要素（２７）とを備える、請求項１２又は１３に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項15】
前記少なくとも１つの偏向要素（２７）が、実質的に前記導波管チャネル（９）及び／又は前記スプリッタ（１９）の内側に配置され、以下の要素、すなわち、前記導波管チャネル（９）及び／又は前記スプリッタ（１９）の断面（３５）の内側及び／又は外側に突出するように設計された段差、凹部、チャネル、隆起、窪んだ角部の群のうちの少なくとも１つ又はそれらの組み合わせを備える、請求項１２～１４のいずれか一項に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項16】
前記導波管チャネル（９）が、前記スプリッタ（１９）の前記一次ポートの領域において、互いに反対側に配置され偏向要素（２７）として設計された２つの窪んだ角部を備える、請求項１２～１５のいずれか一項に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項17】
前記導波管チャネル（９）の長さが、前記第１の導波管チャネル分枝（２２）の長さ及び前記第２の導波管チャネル分枝（２４）の長さを合わせたものよりも大きい、請求項１～１６のいずれか一項に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項18】
前記導波管チャネル（９）が、以下の要素、すなわち矩形、菱形、楕円形、円形の群のうちの少なくとも１つの断面（３３）又はそれらの組み合わせを備え、前記断面（３３）の主要な延在方向が、前記第１の導波管アパーチャ（１０）及び前記第２の導波管アパーチャ（１１）に実質的に平行である、請求項１～１７のいずれか一項に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項19】
前記第１の導波管チャネル分枝（２２）及び前記第２の導波管チャネル分枝（２４）が各々、少なくとも１つの放射開口部（１３）を備え、前記放射開口部（１３）が、中心線（２０）に対して同一直線上に配置されている、請求項２～１８のいずれか一項に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項20】
前記第１の導波管チャネル分枝（２２）及び前記第２の導波管チャネル分枝（２４）が、前記第１の導波管チャネル分枝（２２）の前記少なくとも１つの放射開口部（１３）及び前記第２の導波管チャネル分枝（２４）の前記少なくとも１つの放射開口部（１３）が互いに対して同一直線上に位置合わせされるように電界を変化させるように構成された千鳥状設計に設計されている、請求項１９に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項21】
前記導波管チャネル（９）並びに／又は前記第１の導波管チャネル分枝（２２）及び／若しくは前記第２の導波管チャネル分枝（２４）が、前記断面（３３）が最小化するように、チャネル周面を大きくするように構成された以下の要素、すなわちチャネル、横方向くびれ部、長手方向内方向きの突出部のうちの少なくとも１つ又はその組み合わせの形態であるリッジ（３４）を備える、請求項２～２０のいずれか一項に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項22】
前記第１の導波管チャネル分枝（２２）の前記少なくとも１つの放射開口部（１３）及び前記第２の導波管チャネル分枝（２４）の前記少なくとも１つの放射開口部（１３）が、少なくとも１つのファンネル（２８）に相互接続されており、前記ファンネル（２８）が、前記第２の導波管アパーチャ（１１）に相互接続されている、請求項１９～２１のいずれか一項に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項23】
前記少なくとも１つのファンネル（２８）が、非対称な放射パターンを実現するように前記第２の導波管アパーチャ（１１）に対して非対称に横方向にずらして配置されている、請求項２２に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項24】
前記第１の導波管チャネル分枝（２２）及び前記第２の導波管チャネル分枝（２４）が各々、互いに対して実質的に平行に配置されており、前記少なくとも１つのファンネル（２８）に相互接続された放射開口部（１３）の２つのアレイ（１４）を備える、請求項２２に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項25】
前記２つのアレイ（１４）の前記放射開口部（１３）が、放射パターンを傾斜させるために異なる断面を有する、請求項２４に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項26】
前記少なくとも１つのファンネル（２８）が、放射開口部（１３）の２つのアレイ（１４）に対して横方向にオフセットして配置されている、請求項２４又は２５に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項27】
前記第１の導波管アパーチャ（１０）を前記電子構成要素（３）に相互接続するように構成された少なくとも１つの突出部（２９）が、前記後部パーツ（７）の前記後面（１６）から突出する、請求項１～２６のいずれか一項に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項28】
前記後部パーツ（７）及び／又は前記前部パーツ（８）が、プラスチック材料の射出成形により作製されており、前記後部パーツ（７）及び／又は前記前部パーツ（８）が、金属及び／又は金属化プラスチック及び／又は表面が導電性である任意の他の材料から作製されている、請求項１～２７のいずれか一項に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項29】
前記第１の導波管アパーチャ（１０）及び前記第２の導波管アパーチャ（１１）が、互いに対して横方向にオフセットされている、請求項１～２８のいずれか一項に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項30】
前記アンテナアセンブリ（６）が、後部パーツ（７）の前面（１５）及び前部パーツ（８）の後面（１８）に沿って互いに相互接続された後部パーツ（７）及び前部パーツ（８）を備え、少なくとも１つの導波管チャネル（９）が、少なくとも部分的に前記後部パーツ（７）の前記前面（１５）及び／又は前記前部パーツ（８）の前記後面（１８）において延びる、請求項１～２９のいずれか一項に記載のアンテナデバイス（１）。
【請求項31】
前記後部パーツ（７）及び／又は前記前部パーツ（８）が、導波管チャネル（１９）及び／又は前記スプリッタ（１９）及び／又は前記第１の導波管チャネル分枝（２２）及び前記第２の導波管チャネル分枝（２４）の外形を形成するように構成された、前記後部パーツの前面（１５）又は前記前部パーツの後面（１８）に配置された複数のピラー（３０）を備える、請求項２６に記載のアンテナデバイス（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば自動車用レーダアプリケーションにおいて用いるための、導波管を有するアンテナ装置を備えるアンテナデバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
従来技術より、複数の放射要素が、例えば同じ出願人の国際公開第１２１１０３６６号、国際公開第２０１７１６７９１６号、国際公開第２０１７１５８０２０号、国際公開第２０１８００１９２１号から知られている。
【0003】
２０１９年に公開されたＷａｙｍｏ ＬＬＣによる米国特許第１０２１８０７５号は、入力導波管チャネル、複数の波分割チャネル、及び複数の波放射チャネルを含む導波管チャネルの第１の半部を第１の金属層に形成することを伴う方法について記載している。当該方法は、第１の金属層を第２の金属層に締結することで、導波管チャネルの両半部を実質的に位置合わせすることをさらに伴う場合がある。
【0004】
２０１９年に公開されたＮｉｄｅｃによる米国特許第１０４３９２９８号は、導電性表面及び導電性表面における開口部を有する導電部材を備える開口部アレイアンテナについて記載している。導電部材及び導波部材のうちの少なくとも一方が、導電性表面及び／又は導波面における窪みを含み、各窪みは、任意の隣り合う部位に対して導電性表面及び導波面の間の間隔を広げるように機能する。
【0005】
２０１７年に公開されたＮｉｄｅｃによる国際公開第２０１７１７５７８２号は、互いに隣り合う第１の開口部及び第２の開口部を有する導電部材を含むアンテナアレイについて記載している。導電部材の前面における導電性表面は、それぞれ第１の開口部及び第２の開口部と連通する第１のホーン及び第２のホーンを画定するような形状を有する。
【0006】
２０２０年に公開されたＨｕａｗｅｉ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓによるＣＮ１１１６００１３３Ａは、誘電体プレート、マイクロストリップライン、非バンドインピーダンス変換ルール、構造を相互接続するためのラダー型シングルリッジ導波管マイクロストリップラインを備えるミリ波レーダについて記載している。
【0007】
２０２０年に公開されたＳａｍｓｕｎｇによる米国特許出願公開第２０２００１８５８０２号は、導電性基部、導電性基部から上方に突出し予め定められた波伝送方向に沿って延びる導電性リッジ、導電性基部及び導電性リッジの上に配置され間隙により導電性リッジから離隔した上側導電性壁部、及び導電性基部と上側導電性壁部との間において導電性リッジに隣り合って配置された電磁バンドギャップ構造を含むリッジ導波型導波管について記載している。
【0008】
２０１７年に公開されたＳｗｉｓｓＳｔｏによる米国特許出願公開第２０２００１２７３５８号は、定められた周波数における無線周波数信号を導波するための導波管デバイスについて記載している。当該デバイスは、外面及び内面を有する複数の側壁を有する本体を含み、これらの内面は導波管チャネルを画定する。導電層が本体の内面を覆い、導電層は、周波数における表皮深さデルタを有する金属から形成され、表皮深さデルタの少なくとも２０倍大きい厚さを有する。
【0009】
２０２０年に公開されたＥｒｉｃｓｓｏｎによる国際公開第２０２０１５９４１４号は、アンテナデバイス、及び少なくとも２つのアンテナデバイスを備えるアンテナスタックについて記載している。アンテナデバイスは、第１の軸線に沿って第１の平面において延びる導波管構造を備える漏れ波アンテナ構造を備え、導波管構造は、第１の軸線に沿った２つの反対側の端部、並びに導波管構造の反対側の端部に配置された第１の給電点及び第２の給電点を備える。
【0010】
２０１７年に公開されたＣｎ Ｅｌｅｃｔ Ｔｅｃｈ Ｎｏ ３８ Ｒｅｓ ＩｎｓｔによるＣＮ１０７３９４４１７Ｂは、矩形導波管からリッジ導波管への直列給電ネットワークについて記載している。直列給電ネットワークは、複数のリッジ導波管及び矩形導波管電力分割器を備え、リッジ導波管と矩形導波管電力分割器との間に共通の壁が形成され、この壁には、リッジ導波管及び矩形導波管電力分割器を連通させるために用いられるＳ字形状の間隙がこの壁に設けられる。
【0011】
２０１７年に公開されたＣｏｍｍｓｃｏｐｅによる米国特許出願公開第２０１７０２７１７７６号は、第１の側における入力給電部を第２の側における複数の一次結合空洞部に結合する導波管ネットワークを含む入力層と、入力層の第２の側における出力層とを備えるパネルアレイアンテナについて記載している。
【0012】
２０１０年に公開されたＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉによる米国特許出願公開第２０１００３２１２６５号は、電磁波を放射又は受信するための開口部の励振分布が適切に得られる、導波管の管軸に対して傾斜した方向に偏波面を有する導波管開口部アレイアンテナ装置について記載している。
【0013】
２０２０年に公開されたＣｎ Ｅｌｅｃｔ Ｔｅｃｈ Ｎｏ ３８ Ｒｅｓ ＩｎｓｔによるＣＮ１１０９９４０８０Ａは、開口部導波管ロータリジョイントについて記載している。ジョイントは、開口部導波管伝送線、金属コラム、同軸導波管変換器及び金属カバープレートを備え、金属カバープレートは、複数の開口部導波管伝送線に対応して配置される。
【0014】
２０１２年に公開されたＢＡＥによる米国特許出願公開第２０１２０３２１２４６号は、非対称オープニングテッド（ｏｐｅｎｉｎｇｔｅｄ）導波管及びそれを製造するための方法について記載している。オープニングテッド導波管は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）プロセスを用いてシリコンオンインシュレータに構築される。フォトリソグラフィプロセスを用いて１つ又は複数のウェハにフォトレジスト材料を塗布することにより、塗布後ベーク（ＰＡＢ）プロセスによってウェハをベークする場合がある。
【0015】
２０２０年に公開されたＭｏｌｅｘ Ｃｏｒｐ．によるＣＮ１１１６５３８５５Ａは、導波管が、樹脂から形成された管状樹脂部、樹脂部の内面に形成された導体層、及び樹脂部により保持された取付具を含むことを記載している。
【0016】
他の出典としては、以下のものがある。ＩＥＥＥ Ａｃｃｅｓｓ、ｖｏｌ．４、ｐｐ．１２５８～１２６５、２０１６、ｄｏｉ：１０．１１０９／ＡＣＣＥＳＳ．２０１６．２５４４２７８におけるＧ．Ｐ． Ｌｅ Ｓａｇｅ、「３Ｄ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ａｒｒａｙ Ａｎｔｅｎｎａｓ」。
【0017】
Ａｎｔｅｎｎａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｈａｎｄｂｏｏｋ、Ｒｉｃｈａｒｄ Ｃ．Ｊｏｈｎｓｏｎ、１．Ｅｄｉｔｉｏｎ １９９３、Ｍｃｇｒａｗ－Ｈｉｌｌ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ；Ｒ．Ｓ．Ｅｌｌｉｏｔｔ、Ａｎｔｅｎｎａ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ－Ｈａｌｌ、Ｕｐｐｅｒ Ｓａｄｄｌｅ Ｒｉｖｅｒ、ＮＪ、１９８１；Ｙ．Ｔ．Ｌｏ及びＳ．Ｗ．Ｌｅｅ編、Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ－ｆｅｄ ｏｐｅｎｉｎｇ ａｒｒａｙｓ、Ｒｅｉｎｈｏｌｄ－Ｖａｎ Ｎｏｓｔｒａｎｄ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９８８におけるＲ．Ｓ．Ｅｌｌｉｏｔｔ、Ａｎｔｅｎｎａ ｈａｎｄｂｏｏｋ、；Ｍ．Ｋｈａｚａｉ及びＭ．Ｋｈａｌａｊ－Ａｍｉｒｈｏｓｓｅｉｎｉ、「Ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｓｉｄｅ ｌｏｂｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｏｐｅｎｉｎｇｔｅｄ ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎａｓ ｕｓｉｎｇ ｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍ ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ」、Ｉｎｔ．Ｊ．ＲＦ Ｍｉｃｒｏｗ．Ｃｏｍｐｕｔ．Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇ．、ｖｏｌ． ２６、ｎｏ． １、ｐｐ．４２～４６、２０１６
Ｍａｌｌａｈｚａｄｅｈ，Ａ．Ｒ．及びＭｏｈａｍｍａｄ－Ａｌｉ－Ｎｅｚｈａｄ，Ｓａｊａｄ．（２０１２）。Ａｎ Ｕｌｔｒａｌｏｗ Ｃｒｏｓｓ－Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ａｒｒａｙ Ａｎｔｅｎｎａ ｉｎ Ｎａｒｒｏｗ Ｗａｌｌ ｏｆ Ａｎｇｌｅｄ Ｒｉｄｇｅ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ。Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． １。
Ｍａｌｌａｈｚａｄｅｈ，Ａ．Ｒ．及びＭｏｈａｍｍａｄ－Ａｌｉ－Ｎｅｚｈａｄ，Ｓａｊａｄ．（２０１２）。Ａｎ Ｕｌｔｒａｌｏｗ Ｃｒｏｓｓ－Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ａｒｒａｙ Ａｎｔｅｎｎａ ｉｎ Ｎａｒｒｏｗ Ｗａｌｌ ｏｆ Ａｎｇｌｅｄ Ｒｉｄｇｅ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ。Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． １。
【0018】
Ａ．Ｈａｄｄａｄｉ、Ｃ．Ｂｅｎｃｉｖｅｎｎｉ及びＴ．Ｅｍａｎｕｅｌｓｓｏｎ、「Ｇａｐ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ａｒｒａｙ Ａｎｔｅｎｎａ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｔ Ｅ－Ｂａｎｄ」、２０１９ １３ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｎｔｅｎｎａｓ ａｎｄ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ （ＥｕＣＡＰ）、Ｋｒａｋｏｗ、Ｐｏｌａｎｄ、２０１９、ｐｐ．１～４。
【0019】
Ｄ．Ｚａｒｉｆｉ、Ａ．Ｆａｒａｈｂａｋｈｓｈ及びＡ．Ｕ．Ｚａｍａｎ、「Ａ Ｖ－Ｂａｎｄ Ｌｏｗ Ｓｉｄｅｌｏｂｅ Ｃａｖｉｔｙ－Ｂａｃｋｅｄ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ａｒｒａｙ Ａｎｔｅｎｎａ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｇａｐ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ」、２０２０ １４ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｎｔｅｎｎａｓ ａｎｄ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ（ＥｕＣＡＰ）、Ｃｏｐｅｎｈａｇｅｎ、Ｄｅｎｍａｒｋ、２０２０、ｐｐ．１～３、ｄｏｉ：１０．２３９１９／ＥｕＣＡＰ４８０３６．２０２０．９１３５８３６。
【発明の概要】
【0020】
例えば自動車用の、通信デバイス及びレーダアプリケーションにおけるミリ波周波数の使用が広がり続けている。アンテナは、これら全ての分野で不可欠な構成要素であり、性能、サイズ、重量及び環境基準への準拠に関する高度な要求を伴う。
【0021】
性能に関して、アンテナの利得及び効率は、システム全体のリンクバジェット（これは通信システムのリンク距離及びカバレッジ、並びに自動車用レーダの最大検出範囲につながる）に直接影響するため、非常に重要なパラメータである。通常はより低い周波数で用いられるプリント回路基板アンテナ（ＰＣＢアンテナ）も、ミリ波周波数への適用に供される。しかしながら、ＰＣＢアンテナは通常、性能に関して欠点を伴う。より具体的には、ＰＣＢアンテナは通例、平面状金属構造体を放射要素として備える。ＰＣＢアンテナは通例、誘電体基板層の上に実現され、又は誘電体基板層に一体化される。伝送／受信されるべき電力（信号）を生成／受信することが予期されるチップ又は電子構成要素とのこれらの放射要素の接続は、チップから放射部に信号を導波する追加の平面状構造体、すなわち、例えばマイクロストリップ、コプレーナ導波管、ストリップラインなどの伝送線により実現される。
【0022】
ミリ波周波数におけるこれらの放射要素及び接続の両方の実装は、通例、いくつかの重大な欠点を呈する。すなわち、それらは、基板材料の特定の誘電特性に起因して、ミリ波周波数において（特に６０ＧＨｚよりも高い周波数に関して）非常に損失が多い。これらの損失は、アンテナ効率／性能を激減させ、同時に、システム内で消費される必要がある電力を増大させる。これらの損失を補償するために、送信機モードを考える場合、より多くの電力をチップにより生成する必要がある。しかしながら、これらのアプリケーションのほとんどは、システム自体により生成又は処理され得る最大電力に関して非常に繊細であるため、これが常に可能ではない。一方で受信機側においては、（例えばレーダシステムについての）検出範囲又は（例えば通信アプリケーションについての）リンクバジェットに悪影響を及ぼす受信機感度への直接的影響を伴うため、これらの損失を補償することが難しい場合がある。
【0023】
上述のＰＣＢ損失を補償するための１つのさらなる方法は、所望の範囲に達するように設計によりアンテナ指向性を増大させることである。損失はほぼ一定であるため、より高い利得が実現する。ビーム幅パターンをより細くすることで、より高い指向性が得られるが、これは通常、伝送のための視野を大きく低減させることになる。
【0024】
ＰＣＢアンテナは通常、狭帯域性能（５％程度）を提供し、これは、最大２０％の帯域幅が必要とされる新進の通信ネットワーク及び自動車用レーダアプリケーションにおいて制限となる場合がある。それに加えて、ミリ波周波数アプリケーションに好適な基板材料は、一般に高価であり、システム全体の価格が上昇する。非常に高性能な構成要素及び材料を開発及び適用する必要があるため、これら全ての側面が、システム全体の複雑性及びコストに直接的影響を及ぼす。
【0025】
そこで、ＰＣＢアンテナの代替例が、ホーンアンテナ、開放端導波管放射器又は開口部と結合された空気充填導波管により示される。マイクロ波及びミリ波で用いられる汎用の空気充填導波管は、（金属の導電性によっては）無視できるほどの損失で電磁信号を点Ａから点Ｂへと導波することが可能な中空状の導電性パイプである。
【0026】
それらの、ミリ波周波数におけるほぼ無損失の性能（標準的なＰＣＢと比較した場合に最大１０倍の向上）及び広帯域の潜在能力（最大２０％の比帯域）に起因して、ホーンアンテナ、開放端導波管放射器又は金属層における開口部と結合された金属導波管は、ミリ波周波数通信及び自動車用レーダアプリケーションにおいて用いられ得る高性能なアンテナの実現のための強力な組み合わせとなる。導波管構成要素について考慮すべき１つの側面は、それらのサイズに関連し、これは動作周波数に直接関連する。より具体的には、それは周波数に反比例する（すなわち、伝搬信号の波長に正比例する）。これは、周波数がより高いほど、導波管断面がより小さくなることを意味する。一例として、自動車用レーダの典型的な周波数である７７ＧＨｚ動作用の標準的な矩形導波管は、３ｍｍ×１．５ｍｍ程度の断面を有し、これは一定程度低減され得る。これらの周波数（ミリ波）において、伝搬信号の波長は、非常に小さい（７７ＧＨｚにおいて約３．９ｍｍ）。したがって、規格設計に対する小さな機械的ばらつきによって導波構造又は放射構造の電磁的特性に予期しない変化が生じ、結果として性能が低下し、システム全体の機能性に直接影響する場合があるため、製造公差が重要な役割を果たす。導波管ベースのアンテナ及び構成要素の開発における製造公差の重要性は、それらが作製され得る方法に対していくつかの制限を課す。
【0027】
標準的なミリ波周波数導波管アセンブリは通常、高精度ミリング、微細機械加工等のような非常に低公差の要件を有する先進的な機械加工技法を用いて製造される。しかしながら、これらの技法は、通常、アンテナ給電点を放射構造と接続する複雑な電力分割／結合ネットワークを必要とするため、空気充填導波管技術に基づく高性能ミリ波周波数アレイアンテナを実装する必要がある場合に制限を示す。通常、放射構造及び給電ネットワークの両方が、低公差（数十ミクロン程度）を必要とし、アンテナを一体に製造することを不可能にする特定の機構を含む。加えて、これらの標準的な高精度製造技法は高価であり、全体で毎年数千万のアンテナを要求し得る自動車用レーダのような特定のアプリケーションにより生じる大量の生産量とほとんど適合しない。
【0028】
本開示の態様は、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）に対する導波管技術の大幅な性能の利点に基づいて、これらの製造上の制限／欠点に対処するためのものである。
【0029】
性能に関する導波管技術の上記の利点を前提として、また製造のための厳しい公差要件を考慮して、本開示の態様は、特に自動車用の、高性能なミリ波周波数導波管アンテナ及び構成要素を実現するための革新的な無線周波数での機械的設計と先進的な製造との組み合わせを対象とする。
【0030】
本開示に係る、例えば自動運転中に環境をキャプチャするための自動車用レーダ用レーダデバイスの形態であるアンテナデバイスは、通例、プリント回路基板（ＰＣＢ）及びＰＣＢに配置された電子構成要素を備える。アンテナデバイスは、電子構成要素に相互接続され、信号を送信及び／又は受信するように構成された少なくとも２つの個々のアンテナ要素を備えるアンテナアセンブリをさらに備える。電子構成要素は、アンテナ要素に直接、及び／又は、例えば中空状導波手段などの導波手段を介して間接的に相互接続されてもよい。アンテナ要素は通例、各々が、アンテナアセンブリの後面に配置された第１の導波管アパーチャを導波管アセンブリの前面に配置された第２の導波管アパーチャにアンテナアセンブリにおいて相互接続する少なくとも１つの導波管チャネルを備える。前記第１の導波管アパーチャは、電子構成要素に相互接続され、信号を電子構成要素から及び／又は電子構成要素に送信及び／又は受信するように構成される。第２の導波管アパーチャは、信号を遠隔ステーションに及び当てはまる場合には遠隔ステーションから送信及び／又は受信するように構成される。後面における第１の導波管アパーチャは、例えば、アンテナアセンブリの後面におけるＰＣＢに実装された結合／放射機構を介して平面状の伝送線により電子構成要素に結合されてもよい。放射アパーチャは、ホーン形状の第２の導波管アパーチャとしても定義される、ファンネル形状の開口部として設計されてもよい。フレア部分がスプリッタ及び／又は導波管チャネルをホーン形状の第２の導波管アパーチャに相互接続する場合に、良好な結果を実現することができる。フレア部分は、スプリッタの一次ポート又は導波管チャネルの遠位端に隣り合って配置されることが好ましい。
【0031】
本明細書に記載のアンテナアセンブリは、通例、例えば上記で述べたように自動車におけるレーダアプリケーションのための、高効率な多入力多出力（ＭＩＭＯ）装置として設計される。そのようなアンテナアセンブリは通常、信号を同時に及び／又は特定のパターンに従って送信及び／又は受信するために互いに協働する個々のアンテナ要素を必要とする。したがって、適用分野に応じて、アンテナアセンブリは通例、互いに独立して動作可能な少なくとも２つの個々のアンテナ要素を備える。好適な変形例において、適切な場合に各アンテナ要素について独立して個々の周波数及び帯域幅を選択することができるように、個々のアンテナ要素の各々が電子構成要素に相互接続される。以下で詳細に説明するように、第２の導波管開口部がアンテナアセンブリの前面に配置された放射開口部のアレイを形成する複数の放射開口部として組み込まれる場合に、良好な結果を実現することができる。複数の放射開口部は、共に第２の導波管アパーチャを形成する。アレイの複数の放射開口部は、第１の導波管アパーチャを介してアンテナアセンブリの後面においてそれぞれの放射要素に相互接続された共通の導波管チャネルにより作動されることが好ましい。設計に応じて、アレイの放射開口部は、信号を放射及び／又は受信するように構成される。放射開口部がスロットとして設計される場合に、良好な結果を実現することができる。適用分野に応じて、放射開口部は、以下でより詳細に示す変形例から明らかとなるように、異なるジオメトリを有してもよい。
【0032】
半管内波長の間隔を有する長手方向開口部は、通例、中心線に対してオフセットされる必要がある。それらが例えば一直線に配置された場合に、開口部を位相外れで励振させる電流の特定の分布を考えると、そのような配置が必要である。しかしながら、下記の図における特定の変形例において示すように、開口部を互いに対して同一直線上に又は一直線に位置合わせすることは、利点を示す。これは、対称なパターンを実現し、主放射面の外側の不所望なローブを回避することを可能とする。好適な変形例において、これは、空気充填水平導波管の電界及び電流の分布を変化させることにより、本開示において実現される。
【0033】
放射開口部が、共通の導波管チャネル又はその分枝に一体化する前に内方に狭まる断面を有するファンネル形状の設計を鉛直方向において有することが好ましい。第１の導波管チャネル分枝の少なくとも１つの放射開口部及び第２の導波管チャネル分枝の少なくとも１つの放射開口部は、少なくとも１つのファンネルに相互接続されてもよく、ファンネルは、第２の導波管アパーチャに相互接続される。この変形例は、少なくとも１つの放射開口部の放射面を大きくすることを可能とする。好適な変形例において、ファンネルは、アパーチャに対して非対称に配置されてもよい。少なくとも１つのファンネルは、非対称な放射パターンを実現するように横方向にずらして第２の導波管アパーチャに相互接続されてもよい。非対称にずらしたファンネルは、アンテナデバイスの放射特性における傾斜を形成する。横方向のずれの影響により、アンテナ指向性における極大を生じさせることができる。これらの極大により、アンテナエネルギーを特定の領域に集束させることを助けることができる。傾斜したパターンは、レーダの所与の領域においてさらなる範囲を有するのに有用であり得る。傾斜したパターンによって局所的により広い範囲を有することが可能となるため、例えば自動車アプリケーションにおいて良好な結果を実現することができる。
【0034】
横方向にずらしたファンネルに代えて又は加えて、指向性に影響を与えるように放射開口部の断面が改変されてもよい。第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝は各々、放射開口部の２つのアレイを備えてもよい。これらのアレイは、互いに対して実質的に平行に配置されることが好ましい。好適な変形例において、２つのアレイは、少なくとも１つの共通のファンネルに相互接続される。所望の放射特性に応じて、共通のファンネルは、放射開口部の２つの列に対して横方向にオフセットして配置されてもよい。それに代えて又は加えて、２つの列の放射開口部は、放射パターンをさらに傾斜させるために異なる断面を有してもよい。開口部の断面の間の差異により、各開口部の放射の間に位相差が生じる。位相差により、パターンの放射に傾斜が生じる。
【0035】
好適な変形例において、開口部の２つのアレイが、互いに対して平行に配置される。第１のアレイの開口部の断面は、第２のアレイの開口部の断面よりも小さい又は大きい。この構成により、放射パターンの傾斜が生じる。それに代えて、１つアレイ内の隣り合う開口部の断面は異なっていてもよく、それにより、より小さい断面を有する開口部がより大きい断面を有する開口部に隣り合って配置される。より小さい断面及びより大きい断面を有する開口部が交互に隣同士で一直線に配置される場合に、良好な結果を実現することができる。これにより、放射パターンが補償され、直線的に放射する。
【0036】
放射面の増大は、信号の送信の改善に有益であり得、信号の受信の効果も改善することができる。別の変形例において、第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝は各々、少なくとも１つの放射開口部を備えてもよく、両方の該当する分枝の少なくとも１つの開口部は、中心線に対して同一直線上に配置されることが好ましい。この構成は、放射に有益であるのみでなく、省スペースな配置にも有益である。第２の導波管アパーチャが放射開口部のアレイとして組み込まれる場合、放射開口部がアンテナアセンブリの広い壁において長手方向にずれた直線状アレイとして配置されると、良好な結果を実現することができる。
【0037】
好適な変形例において、少なくとも１つの導波管チャネルは、第１の導波管アパーチャに対して、スプリッタの一次ポートにより導波管スプリッタに相互接続された遠位端にある。スプリッタは、信号を２つの部分に分割し、必要な場合には、例えば偏波状態を水平から鉛直に及び／又はその逆に回転させることにより、信号のそれらの部分の向きを調整するように構成される。スプリッタは、信号電力の第１の部分をスプリッタの第１の二次ポートに相互接続された第１の導波管チャネル分枝に誘導し、信号電力の第２の部分をスプリッタの第２の二次ポートに相互接続された第２の導波管チャネル分枝に誘導する。スプリッタの一次ポート及び二次ポートは、導波管チャネル及びそれぞれの導波管チャネル分枝の構造に完全に一体化されてもよく、したがって、必ずしも外側から視認可能でない。変形例において、スプリッタは、信号電力の一方の部分を時計回りに回転させ、他方の部分を反時計回りに回転させるように構成されてもよい。アンテナアセンブリの好適な変形例において、電界は、導波管一次ポートに達するときの水平方向（実質的にアンテナアセンブリの平面内）から導波管二次ポートにおいてスプリッタを出るときの鉛直方向（アンテナアセンブリの前面に実質的に垂直）に旋回される。
【0038】
スプリッタの変形例において、信号電力の２つの部分は、両方が同じ方向に回転される。通例、信号が等しく分割されることにより、信号（電力）の半分が各導波管チャネル分枝に流れる。入来する電力が放射アパーチャにより受信される場合、スプリッタは、逆にも動作するように構成されてもよい。したがって、スプリッタは、カプラとしても機能することができる。両方の導波管チャネル分枝からの受信信号を、１つの信号に結合することができる。第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝は、少なくとも一定の距離にわたって互いに対して同軸に配置されることが好ましい。個々のアンテナ要素の導波管チャネルは、好ましくは第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝に垂直に又は第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝に平行に配置されるスプリッタの一次ポートの領域にある。それに代えて又は加えて、個々のアンテナ要素の導波管チャネルは、第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝に対して０～９０度の間の任意の角度で配置されてもよい。好適な変形例において、少なくとも１つの鉛直スプリッタが、第１の導波管チャネル分枝及び／又は第２の導波管チャネル分枝を少なくとも１つの第２の導波管アパーチャに相互接続するように配置されてもよい。信号を少なくとも２つのホーン形状の二次導波管アパーチャの間で分割するために、鉛直スプリッタが追加されてもよい。
【0039】
それに代えて又は加えて、第２の導波管アパーチャは、ホーン形状であってもよい。フレア部分がホーン形状の第２の導波管アパーチャに隣り合って配置される場合に、良好な結果を実現することができる。フレア部分は、導波管スプリッタ及び／又は導波管チャネルに対して実質的に垂直に配置されることが好ましい。変形例において、少なくとも１つの開口部は、導波管スプリッタ及び／又は導波管チャネルに実質的に平行に配置されてもよい。従来技術の既知のホーンアンテナは通常、導波管チャネル及び／又はスプリッタに対して同軸に配置されるホーンを備える。これは、比較的背の高い構造をもたらし、したがって、比較的厚く通例複数の層を備えるアンテナアセンブリをもたらす。アンテナアセンブリの高さを低減するために、ホーンが折り返されてもよい。フレア部分は、ホーンの高さを低減しつつも既知のホーンと同じ指向性を得るように構成される。したがって、折り返しホーンは、既知のホーンと同じ効率を、しかし低減した高さで有する。折り返しホーンはさらに、高い指向性を有するアンテナをもたらす。フレア部分は、実質的に台形の導波管チャネルとして設計されることが好ましい。フレア部分の壁のうちの少なくとも１つは、スプリッタに対して角度を付けて配置されてもよい。フレア角度（β）は、水平面において開始することが好ましく、それにより、既知のホーンと同じ効率を、しかし低減した高さで得ることが可能となる。
【0040】
スプリッタ又は導波管チャネルに配置される偏向要素は、通例、電界の９０°の回転を導入するように構成される。スプリッタ及び／又は導波管チャネルにおいて水平に偏波した電界は、ホーンのフレア部分における電界が鉛直に偏波するように旋回される。電界をフレア部分における鉛直偏波からホーン形状の第２の導波管アパーチャにおける水平偏波に旋回させるように構成された少なくとも１つの偏向要素が、スプリッタの第１の二次ポート及び／又は第２の二次ポート又はホーン形状の第２の導波管アパーチャに隣り合って配置される。入来信号を受信する場合、偏波状態は逆に旋回される。それに代えて又は加えて、折り返しホーンは、少なくとも１つのリッジを備えてもよい。好適な変形例において、少なくとも１つの開口部は、互いに対向して配置された２つのリッジを備える。リッジは、導波管の中央部において伝搬モードの電気的遅延を導入するように構成され、これは、位相誤差をさらに低減すること及びより高い指向性値の実現に寄与する。
【0041】
それに代えて又は加えて、伝搬モードの電気的遅延を導入するように構成されたリッジ又はくびれ部が、第１の導波管チャネル分枝及び／又は第２の導波管チャネル分枝に配置されてもよい。電気的遅延は、より高い値の指向性が得られるように、位相誤差をさらに低減することを助ける。信号電力が第１の部分及び第２の部分に分割される場合、スプリッタは、例えば内方向きの突出部の形態、又はそれに代えてスプリッタにおいて第１の分枝及び第２の分枝又は第１の二次ポート及び第２の二次ポートの間の中間に配置される隔壁の形態であるくびれ部を備えてもよい。くびれ部は、信号を第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝の間で分割することを助けるように構成される。実現されるべき分布に応じて、くびれ部は、信号が第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝の間で等しく分割されるように、第１の二次ポート及び第２の二次ポートの間の中心に配置されてもよい。適切な場合、くびれ部は、信号又はその電力が第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝の間で不均等に分割されるように、第１の二次ポート及び第２の二次ポートの間の中心点に対して第１の二次ポート及び第２の二次ポートの間で片側にオフセットして配置されてもよい。本明細書に記載の構成の性能上の利点に起因して、電力の分割はほぼ無損失である。無視できる量の電力のみが、分割の間に損失する。
【0042】
偏波状態の旋回は、電界を徐々に変化及び回転させる複数の偏向要素により実現されてもよい。偏向要素は、インピーダンス整合機構として構成されることが好ましい。少なくとも１つの偏向要素は、第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝の偏波状態が等しく偏波するように、電界の偏波状態を旋回させるように構成されてもよい。それに代えて、偏向要素は、第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝における電界の偏波状態が互いに対して反転するように構成されてもよい。上記で述べたように、少なくとも１つの偏向要素は、電界が実質的に水平方向から鉛直方向に９０度旋回するように電界の偏波状態を旋回させ、適切な場合にはインピーダンス整合を提供するように構成されてもよい。それに代えて又は加えて、偏向要素は、第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝の間の非対称な電力／位相分布が実現されるように、スプリッタに対して非対称に配置されてもよい。これは、ボアサイトとは異なる角度に向けることが必要であるアプリケーションに有益であり得る。少なくとも１つの偏向要素は、少なくとも１つの第２の導波管アパーチャに対して第１の導波管チャネル分枝及び／又は第２の導波管チャネル分枝の底部側に配置されてもよい。少なくとも１つの偏向要素は、ホーン要素の位相及び電力の分布を改変するように構成される。変形例において、複数のスプリッタが直列に配置されてもよい。複数のスプリッタが、第１の二次導波管チャネル分枝及び第２の二次導波管チャネル分枝と複数のホーン形状の二次導波管アパーチャとの間で互いに対して同一直線上に配置されてもよい。スプリッタが第１及び第２の二次導波管チャネル分枝に相互接続され、追加の複数のスプリッタが第１及び第２の二次導波管チャネルと複数のホーン形状の第２の導波管アパーチャとの間に配置される変形例においては、電界が多重に旋回される。
【0043】
複数のスプリッタが、第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝と複数のホーン形状の第２の導波管アパーチャとの間で互いに対して同一直線上に配置される場合に、良好な結果を実現することができる。好適な変形例において、ホーン形状の第２の導波管アパーチャのうちの少なくとも１つが、放射パターンの偏波状態が変化するようにそれぞれのホーン形状の第２の導波管アパーチャにおける偏波状態の旋回を導入するように構成されたスプリッタに対する角度オフセットを有してもよい。変形例において、スプリッタの各々が、少なくとも２つのホーン形状の開口部を備えてもよい。１つのスプリッタの少なくとも２つのホーン形状の開口部の間の振幅及び位相の関係は、偏向要素により影響され得る。好適な変形例において、第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝の電界並びに両方の分枝の振幅／位相が等しく偏波する。スプリッタが２つのホーン形状の第２の導波管アパーチャを備える変形例において、２つのホーン形状の第２の導波管アパーチャの間の振幅及び位相の関係は、第１の導波管チャネル分枝及び／若しくは第２の導波管チャネル分枝並びに／又はホーン形状の第２の導波管アパーチャに配置されたくびれ部及び／又は偏向要素により調整することができる。偏波状態が完全な水平（０°）から斜め（±４５°）又は鉛直（９０°）の偏波状態に変化する場合に、良好な結果を実現することができる。偏波状態は、滑らかな遷移が実現するように、一連の偏向要素により旋回されることが好ましい。図示の変形例の利点は、追加のアンテナ層なしで偏波状態を変化させることができる点である。
【0044】
他の変形例において、導波管チャネル及び／又はスプリッタの内側及び／又は外側に配置された少なくとも１つの偏向要素は、以下の要素、すなわち、導波管チャネル及び／又はスプリッタの断面の内側及び／又は外側に通例突出して断面の局所的な低減をもたらす段差、凹部、チャネル、隆起、窪んだ角部の群のうちの少なくとも１つ又はそれらの組み合わせを備える。導波管チャネルが、スプリッタの一次ポートの領域において、互いに反対側に配置され電界の偏向要素として設計された２つの窪んだ角部を備え得る場合に、良好な結果を実現することができる。本開示に係るアンテナデバイスの好適な変形例において、少なくとも１つのアンテナ要素の導波管チャネルの長さは、第１の導波管チャネル分枝の長さ及び第２の導波管チャネル分枝の長さを合わせたものよりも大きい。
【0045】
より指向性の高い又は複雑な放射パターンが必要な場合、各アンテナ要素が、１つのみよりも多くの第１の導波管チャネル分枝、及び１つの第２の導波管チャネル分枝を備えてもよい。複数列のアレイが、導波管スプリッタ及び／又は導波管チャネル分枝に対して配置されてもよい。好適な変形例において、アレイの少なくとも１つの第１の列が第１の導波管チャネル分枝に隣り合って配置され、アレイの少なくとも１つの第２の列が第２の導波管チャネル分枝に隣り合って配置される。この設計は、企業ネットワークとして知られている。企業ネットワークは、最大の指向性のために両方の列が等しい振幅及び位相で給電されるように設計される。代替的変形例において、アレイの第１の列及び第２の列は、直列給電ネットワークとして配置される。アレイの第１の列及び第２の列が中央給電導波管チャネルに隣り合って配置される場合に、良好な結果を実現することができる。好適な変形例において、アレイの第１の列及び第２の列は、中央給電導波管チャネルに対して実質的に垂直に配置される。遠位側の第２の列が位相シフトを伴って給電されることが好ましい。位相シフトにより、高指向性且つ非傾斜の放射パターンを形成することができる。
【0046】
導波管チャネルが、以下のジオメトリ、すなわち矩形、菱形、楕円形、円形の群のうちの少なくとも１つの導波管断面又はそれらの組み合わせを備える場合に、良好な結果をさらに実現することができ、断面の主要な延在方向は、第１の導波管アパーチャ及び第２の導波管アパーチャに実質的に平行である。第１の導波管アパーチャ及び第２の導波管アパーチャは、互いに対して横方向にオフセットされてもよい。このオフセットにより、各導波管チャネルの経路が、インピーダンス整合及びＲＦ信号の低損失伝送を可能とし、異なるアンテナ要素の間の指定された位相関係を維持し、適当な製造プロセスを可能とするように最適化されることが可能となる。各導波管チャネルの断面は、頂部及び底部のアンテナ層の高精度な製造を保証するように最適化される。従来技術から知られている標準的な開口部のアレイの１つの欠点は、開口部の位置が中心線に対してオフセットされることにある。特に、このオフセットは、実効的なアンテナアパーチャの非対称な照射を生じさせ、これがまた、主放射面（すなわち方位角面及び仰角面）の外側における放射パターンの非対称性を生じさせる。これらの非対称性は通常、特定の不所望な角度におけるより高い放射レベルをもたらし、結果としてシステム全体の性能が低下する。好適な変形例において、個々のアンテナ要素の第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝は、電界を変化させるように構成される千鳥状設計で設計されてもよい。第１の導波管チャネル分枝の少なくとも１つの放射開口部及び第２の導波管チャネル分枝の少なくとも１つの放射開口部が互いに対して同一直線上に位置合わせされ得るように、電界が変化することが有利である。千鳥状設計は、開口部が一直線に配置される場合に、非対称な照射を回避するように構成される。前記の配置は、ビームチルトがより生じにくいという利点を有し、従来技術から知られている設計よりも広い帯域幅を提供する。しかしながら、標準的な中央給電アレイに基づくＭＩＭＯアンテナは、給電を水平導波管の底部を通るように誘導する必要があるため、２つよりも多くの積層を必要とする。これは、結果として製造コスト及び複雑性の増大をもたらす。
【0047】
それに代えて又は加えて、導波管チャネルは、ギャップ導波管技術に基づく一連のピラーにより少なくとも部分的に置き換えられてもよい。そのようなアンテナアセンブリにおいて、前部パーツ又は後部パーツは、好ましくは、導波管チャネル及び／又はスプリッタ及び／又は第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝の外形を少なくとも部分的に形成するピラーを少なくとも部分的に備えてもよい。ピラーは、信号を導波管チャネルを通して誘導するように構成される。前部パーツ及び後部パーツの間の直接的なオーミック接触が必ずしも必要でないため、ピラーは、前部パーツ及び後部パーツの間の潜在的な製造及び組み立ての公差を補償するように構成されるバンドギャップ構造を可能とするように配置されてもよい。電磁バンドギャップ（ＥＢＧ）構造は、実質的に中空状導波管チャネルの周囲に配置される。電磁バンドギャップ構造は、所与の範囲の周波数における電磁波を遮断することを可能とし、導波管構造を実現する前部パーツ８及び後部パーツ７の間の直接的接触及び／又はオーミック接触を有する必要なく、導電性壁部として機能する。これらは通例、ＰＣＢ技術におけるマッシュルーム又は導波管技術におけるピラーなどの周期的パターンを形成することにより実現される。
【0048】
適切な場合、少なくとも１つの第１の導波管アパーチャは、アンテナアセンブリの後部パーツの後面から延びる突出部に配置されてもよい。少なくとも１つの突出部は、第１の導波管アパーチャを電子構成要素に相互接続するように構成される。突出部は、電子構成要素が放射要素を介してアンテナアセンブリに相互接続される変形例に関して特に有益である。この構成において、少なくとも１つの第１の導波管アパーチャは、空隙を介して突出部に相互接続される。後部パーツの後面から突出する突出部は、放射要素と合致して配置されることが有利である。これにより、突出部を介した放射要素から第１の導波管アパーチャへの信号伝送が可能となり、これは、低損失であるため非常に効率的である。
【0049】
導波管チャネルの少なくとも１つの水平部分は、導波管の実効表面を大きくするように構成されるリッジを備え得ることが有利である。リッジは、導波管の断面を小さくすることを可能とするため、有益であり得る。リッジは、少なくとも部分的に、導波管一次ポート及び／又は導波管チャネル分枝に隣り合って配置されてもよい。
【0050】
コスト効果の高い生産の観点において、１つの目標は、最小数の積層（部品）のみを用いて製造可能なＭＩＭＯアンテナアレイを実現するための設計及び技法を実現することである。本明細書に記載の開示は、最小２つの積層を備える、例えば後部パーツ及び前部パーツを備えるアンテナアセンブリを設計するための可能性を提供する。後部パーツ及び前部パーツは、後部パーツの前面及び前部パーツの後面に沿って互いに相互接続されてもよい。少なくとも１つの導波管チャネルが少なくとも部分的に後部パーツの前面及び／又は前部パーツの後面において延びる場合に、有利な構造を実現することができる。同じことが、スプリッタ及び／又はスプリッタに相互接続された導波管チャネル分枝にも当てはまる。後部パーツの前面及び前部パーツの後面は、実質的に平坦でなくてもよい。適切な場合には、前部パーツ及び／又は後部パーツは、接触面を小さくするためにスケルトン化されてもよい。これは、最小化された接触面積により、接触面積の表面圧力が増大し、したがって、導波管チャネル及び／又はスプリッタ及び／又は第１の導波管チャネル分枝及び第２の導波管チャネル分枝の領域における前部パーツ及び後部パーツのより高精度な位置合わせが得られるため、有利である。通例、２つのパーツは、共に組み付けられ、後部パーツの前面におけるチャネル及び前部パーツの後面におけるチャネルが合致するように位置合わせされる。後部パーツ及び／又は前部パーツは、少なくとも１つのプラスチック材料の射出成形により作製されてもよい。それに代えて又は加えて、後部パーツ及び／又は前部パーツは、金属及び／又は金属化プラスチック及び／又は表面が導電性である任意の他の材料から作製されてもよい。高精度プラスチック射出成形、及び、必要な場合には金属化プロセス及び金属ダイカストなどの技法が、成形パーティングライン及び層分離に関して選定される。高精度成形パーティングラインは、２つのアンテナ層が接合された後に、電磁信号の伝搬に及ぼす影響が最小限である（すなわち、損失及び不整合が最小限である）ことが望ましい。変形例において、後部パーツ及び／又は前部パーツは、金属及び／又は金属化プラスチック及び／又は表面が導電性である任意の他の材料から作製される。導波管構成要素及びアンテナ層の設計は、様々な接合技法と適合可能であるように最適化されてもよい。変形例において、後部パーツの前面及び前部パーツの後面は、実質的に平坦である。これは、好適な接合技法が、はんだ付け、溶接、接着（導電性及び非導電性の両方）、締め付けの群のうちの少なくとも１つ又はそれらの組み合わせを含み得るため、特に有利であり得る。変形例において、後部パーツ及び前部パーツは、後部パーツの前面及び前部パーツの後面に沿って互いに相互接続される。
【0051】
アンテナアセンブリは、締結インターフェースを備えてもよい。アンテナアセンブリの締結インターフェースは、アンテナデバイス全体を外部の物体、例えば自動車の構成要素に装着するように設計されることが好ましい。アンテナアセンブリは、アンテナアセンブリが別の構成要素にねじ留めされることを可能とする貫通孔を備えてもよい。アンテナアセンブリは、本開示に係るアンテナデバイスにおいて用いられることが予期される。
【0052】
アンテナアセンブリのアンテナ要素は、以下の電気的要件、すなわち、
水平偏波、
方位角面（すなわち水平面、水平偏波のＥ面）における広いビーム半値幅（最大±７５°のＨＰＢＷ）、
仰角面（すなわち鉛直面、水平偏波のＨ面）における狭いＨＰＢＷ（最小±３）、
ボアサイトに向く主ビーム
を満たすことが好ましい。
水平偏波、
方位角面（すなわち水平面、水平偏波のＥ面）における広いビーム半値幅（最大±７５°のＨＰＢＷ）、
仰角面（すなわち鉛直面、水平偏波のＨ面）における狭いＨＰＢＷ（最小±３）、
ボアサイトに向く主ビーム
を満たすことが好ましい。
【0053】
前述の一般的説明及び以下の詳細な説明の両方が、変形例を提示し、本開示の性質及び特性を理解するための概略又は枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれてその一部を構成する。図面は、様々な変形例を示し、説明と共に、開示の概念の原理及び作用を説明するために機能する。
【0054】
したがって、出願人は、本出願の全体にわたって説明されている折り返しスプリッタ及びホーンの発明概念を分割特許出願の対象とする権利を留保する。
【0055】
出願人はさらに、非対称に配置されたファンネル及び第２の導波管アパーチャの開口部の異なる断面並びに複数列のアレイの発明概念を分割特許出願の対象とする権利を留保する。
【0056】
本明細書に記載の発明は、本明細書において下記で与えられる詳細な説明及び添付の図面から、より完全に理解されるであろう。それらは、添付の特許請求の範囲に記載の発明を限定するものと考えられるべきではない。図面は、以下を示す。
【図面の簡単な説明】
【0057】
【図1】前方及び上方からの斜視図における本開示に係るアンテナデバイスの第１の変形例である。
【図7】斜視図における本開示に係るアンテナアセンブリである。
【図10】上方からの導波管スプリッタの第１の変形例の断面斜視図である。
【図11】上方からの導波管スプリッタの第２の変形例の断面斜視図である。
【図12】スプリッタ及びアレイの第１の変形例からの上方からの斜視図である。
【図13】スプリッタ及びアレイの第１の変形例からの背部からの斜視図である。
【図14】スプリッタ及びアレイの第２の変形例からの上方からの斜視図である。
【図15】スプリッタ及びアレイの第２の変形例からの背部からの斜視図である。
【図16】スプリッタ及びアレイの第３の変形例からの上方からの斜視図である。
【図17】スプリッタ及びアレイの第３の変形例からの背部からの斜視図である。
【図18】スプリッタ及びアレイの第４の変形例からの上方からの斜視図である。
【図19】スプリッタ及びアレイの第４の変形例からの背部からの斜視図である。
【図20】スプリッタ及びアレイの第５の変形例からの上方からの斜視図である。
【図21】スプリッタ及びアレイの第５の変形例からの背部からの斜視図である。
【図22】スプリッタ及びアレイの第６の変形例からの上方からの斜視図である。
【図23】スプリッタ及びアレイの第６の変形例からの背部からの斜視図である。
【図24】ａ～ｃは、ピラーを有するアンテナアセンブリの第１の変形例の上方からの斜視図である。
【図25】第２の変形例の分解図における斜視図である。
【図28】上方からの導波管スプリッタの第３の変形例の断面斜視図である。
【図29】上方からの導波管スプリッタの第４の変形例の断面斜視図である。
【図30】スプリッタ及びアレイの第７の変形例からの背部及び上方からの斜視図である。
【図31】スプリッタ及びアレイの第７の変形例からの前方からの斜視図である。
【図32】スプリッタ及びアレイの第８の変形例からの背部及び上方からの斜視図である。
【図33】スプリッタ及びアレイの第８の変形例からの前方からの斜視図である。
【図34】スプリッタ及びアレイの第９の変形例からの背部及び上方からの斜視図である。
【図35】スプリッタ及びアレイの第９の変形例からの前方からの斜視図である。
【図36】スプリッタ及びアレイの第１０の変形例からの背部及び上方からの斜視図である。
【図37】スプリッタ及びアレイの第１０の変形例からの前方からの斜視図である。
【図38】スプリッタ及びアレイの第１１の変形例からの背部及び上方からの斜視図である。
【図40】前方及び上方からの、折り返しホーンが相互接続された導波管チャネルの遠位端の断面斜視図である。
【図42】非対称に配置されたファンネル空洞部を有するスプリッタ及びアレイの第１２の変形例の側面図である。
【図43】非対称に配置されたファンネル空洞部を有するアンテナデバイスの放射パターンを示す図である。
【図44】スプリッタ及びアレイの第１３の変形例からの背部及び上方からの斜視図である。
【図45】ファンネル空洞部を有するスプリッタ及びアレイの第１４の変形例からの背部及び上方からの斜視図である。
【図46】スプリッタ及び複数の分枝アレイとして設計されたアレイの第１５の変形例からの背部及び上方からの斜視図である。
【図47】スプリッタ及び複数の分枝アレイとして設計されたアレイの第１６の変形例からの背部及び上方からの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0058】
ここで、特定の実施形態及び変形例を詳細に参照する。その例が添付の図面に示されており、図面には全てではなく一部の特徴が示されている。実際、本明細書に開示の実施形態及び変形例は、多数の異なる形態で具現されてもよく、本明細書に記載の実施形態及び変形例に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、該当する法的要件を本開示が満足するように提供されている。可能な場合には常に、同様の参照番号が、同様の構成要素又は部分を指すように用いられる。
【0059】
図１は、前方及び上方からの斜視図における本開示に係るアンテナデバイス１の第１の変形例を示す。図２は、背部及び上方からの斜視図における図１に係るアンテナデバイス１を示す。図３は、側面図における図１に係るアンテナデバイス１を示す。図４は、正面図における図１に係るアンテナデバイス１を示し、内部の情報を提供するために隠線が示されている。図５は、上方からの斜視分解図における、図１～図４に係るアンテナアセンブリの代替的なスケルトン化された変形例を示す。図６は、背部及び上方からの分解斜視図における図１に係るアンテナデバイス１を示す。図７は、前方及び上方からの斜視図における本開示に係るアンテナアセンブリ６を示す。図８は、図７に係るアンテナアセンブリ６の内側に配置された通例は空気充填型の導波管チャネル９のポジティブを斜視図で示す。図８は、図７に係る導波管チャネル９のポジティブを示す。図９は、図８の部分Ａを示す。図１０は、導波管スプリッタ１９の第１の変形例の断面斜視図を示し、図示の変形例の導波管チャネル９は、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４に垂直に配置されたスプリッタ１９の一次ポート２１の領域にある。図１１は、導波管スプリッタ１９の第２の変形例の切取図を示し、図示の変形例の導波管チャネル９は、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４に平行に配置されたスプリッタ１９の一次ポート２１の領域にある。図１２～図１３は、開口部１３のアレイ１４の第１の変形例並びに第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４を有する導波管スプリッタ１９を示し、スプリッタ１９並びに第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４は、アンテナアセンブリ６の後部パーツ７に配置される。図１４～図１５は、開口部１３のアレイ１４の第２の変形例並びに第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４を有する導波管スプリッタ１９を示し、開口部１３は、１つのファンネル２８において終端する。図１６～１７は、開口部１３のアレイ１４の第３の変形例並びに第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４を有する導波管スプリッタ１９を示し、スプリッタ１９並びに第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４は、アンテナアセンブリ６の前部パーツ８及び後部パーツ７に配置される。図１８～図１９は、開口部１３のアレイ１４の第４の変形例並びに第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４を有する導波管スプリッタ１９を示し、スプリッタ１９並びに第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４は、アンテナアセンブリ６の前部パーツ８に配置される。図２０～図２１は、開口部１３のアレイ１４の第５の変形例並びに第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４を有する導波管スプリッタ１９を示し、開口部１３は、互いに対して横方向にオフセットして配置される。図２２～図２３は、開口部１３のアレイ１４の第６の変形例並びに第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４を有する導波管スプリッタ１９を示し、開口部は、互いに対して横方向にオフセットして配置され、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４は、リッジ３４を備える。図２４のａ、ｂ、ｃ及び図２５は、ピラーを有するアンテナアセンブリの第１の代替的変形例の上方からの（図２４のａ～ｃ）、及び第２の変形例の分解図（図２５）における斜視図を示す。図２６は、ホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１を有する、前方及び上方からの斜視図における図１に係るアンテナデバイス１の第２の変形例を示す。図２７は、ホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１を有する、上方からの斜視分解図における図２６に係るアンテナデバイス１を示す。図２８は、上方からの導波管スプリッタ１９の第３の変形例の断面斜視図を示す。図２９は、上方からの導波管スプリッタ１９の第４の変形例の断面斜視図を示す。図３０及び図３１は、スプリッタ１９及び開口部１３のアレイ１４の第７の変形例からの背部及び上方（図３０）並びに前方（図３１）からの斜視図を示し、直列のスプリッタ１９が、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４とホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１との間に配置される。図３２及び図３３は、スプリッタ１９及び開口部１３のアレイ１４の第８の変形例からの背部及び上方（図３２）並びに前方（図３３）からの斜視図を示し、開口部１３は、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４に対して角度オフセット（α）されている。図３４及び図３５は、スプリッタ１９及び開口部１３のアレイ１４の第９の変形例からの背部及び上方（図３４）並びに前方（図３５）からの斜視図を示す。図３６及び図３７は、スプリッタ１９及び開口部１３のアレイ１４の第１０の変形例からの背部及び上方（図３６）並びに前方（図３７）からの斜視図を示す。図３８及び図３９は、スプリッタ１９及び開口部のアレイ１４の第１１の変形例からの背部及び上方（図３８）並びに前方（図３９）からの斜視図を示し、開口部１３は、共通のファンネル２８において終端する。図４０は、前方及び上方からの、折り返しホーンが相互接続された導波管チャネル９の遠位端の断面斜視図を示す。図４１は、後部及び上方からの、図４０に係る折り返しホーン３５が相互接続された導波管チャネル９の遠位端の断面斜視図を示す。図４２は、非対称に配置されたファンネル２８空洞部を有するスプリッタ１９及びアレイ１４の第１２の変形例の側面図を示す。図４３は、非対称に配置されたファンネル２８空洞部を有するアンテナデバイス１の放射パターンを示す図を示す。図４４は、スプリッタ１９及び開口部のアレイ１４の第１３の変形例からの背部及び上方からの斜視図を示す。図４５は、ファンネル２８空洞部を有するスプリッタ１９及び開口部のアレイ１４の第１４の変形例からの背部及び上方からの斜視図を示す。図４６は、スプリッタ１９及び複数の分枝アレイ１４として設計された開口部のアレイ１４の第１５の変形例からの背部及び上方からの斜視図を示す。図４７は、スプリッタ１９及び複数の分枝アレイ１４として設計されたアレイ１４の第１６の変形例からの背部及び上方からの斜視図を示す。
【0060】
図１～図４において最もよく視認可能であるように、アンテナデバイス１は、図示のように、電子構成要素３が配置されたプリント回路基板（ＰＣＢ）２を備える。電子構成要素３は、伝送線４を介して放射要素５に相互接続される。各放射要素５は、後部の第１の導波管アパーチャ１０により、アンテナアセンブリ６に配置されたアンテナ要素１２のそれぞれの導波管チャネル９に相互接続される。反対側の端部において、導波管チャネル９は、信号を送信及び受信するように機能する第２の導波管アパーチャ１１において終端する。一般にＭＩＭＯアンテナとして動作するアンテナアセンブリ６は、複数のアンテナ要素１２を備える。アンテナアセンブリ６は、例えば金属及び／又は金属化プラスチック及び／又は表面が導電性である任意の他の材料から作製され得る後部パーツ７及び前部パーツ８を備えることが好ましい。各アンテナ要素１２について、放射アパーチャ１１又は第２の導波管アパーチャ１１は、図示の変形例において前部パーツ８に実装され、一方で個々のアンテナ要素１２の給電アパーチャ１０又は第１の導波管アパーチャ１０は、後部パーツ７に実装される。各第１の導波管アパーチャ１０（給電導波管アパーチャ１０）は、それぞれの個々のアンテナ要素１２の入力として機能する。電子構成要素３（例えばＰＣＢ基板２に搭載されたレーダチップ）から入来するＲＦ信号が、第１の導波管アパーチャ１０に結合され、空気充填導波管チャネル９及び空気充填導波管スプリッタ１９を通してそれぞれのアンテナアパーチャに向かって伝搬する。各導波管チャネル９の経路は、インピーダンス整合及びＲＦ信号の低損失伝送を可能とし、異なるアンテナ要素１２の間の指定された位相関係を維持し、適当な製造プロセスを可能とするように最適化される。各導波管チャネル９の断面３３は、後部パーツ７及び前部パーツ８の高精度な製造を保証するように最適化される。第１の導波管アパーチャ１０の壁、導波管チャネル９、導波管スプリッタ１９、及び開口部１３のアレイ１４は通例、金属製である、又は金属化される。適切な場合には、アンテナ要素１２の一部が送信機（ＴＸ）専用として機能してもよく、要素の一部が受信機（ＲＸ）専用として機能してもよい。各放射アパーチャ１１は、上側の前部パーツ８の前面１７に配置された開口部１３のアレイ１４からなる。各給電要素は、アンテナアセンブリ６の後部パーツ７の後面１６に配置された給電アパーチャ１０からなる。図示の変形例におけるアンテナアセンブリ６の後部パーツ７は、第１の導波管アパーチャ１０を電子構成要素３に相互接続するように構成された後部パーツ７の後面１６から突出する突出部２９を備える。
【0061】
図５～図６は、上方（図３６）及び背部（図３７）及び側面図（図３８）からの図１～図４に係るアンテナアセンブリの変形例の斜視図を示す。アンテナアセンブリ６の図示の変形例の前部パーツ８及び後部パーツ７は、部分的にスケルトン化されている。スケルトン化された設計により、後部パーツの前面１５及び前部パーツの後面１６が、チャネル境界部及び周縁部に沿って互いに部分的にのみ相互接続されることが可能となる。これにより、前部８パーツと後部パーツ７との間のより良好な嵌合が生じる。
【0062】
図７～図９において最もよく視認可能であるように、図７に係る図示の変形例、及び、ここで図示する変形例のアンテナ要素１２の配置されている数は、例示のみの目的で選定されている。実際のアプリケーションにおいては、異なる配置及び異なる数のアンテナ要素が実装されてもよい。図７から最もよく見ることができるように、アンテナデバイス１の後部パーツ７及び／又は前部パーツ８は、プラスチック材料の射出成形により作製され、後部パーツ７及び／又は前部パーツ８は、金属及び／又は金属化プラスチック及び／又は表面が導電性である任意の他の材料から作製される。図７により示すアンテナアセンブリ６の後部パーツ７及び前部パーツ８は、後部パーツ７の前面１５及び前部パーツ８の後面１８に沿って互いに相互接続され、少なくとも１つの導波管チャネル９が、少なくとも部分的に後部パーツ７の前面１５及び／又は前部パーツ８の後面１８において延びる。
【0063】
図８及び図９から最もよく視認可能であるように、図示の変形例は、第１の導波管アパーチャ１０に対して、一次ポート２１によりスプリッタ１９に相互接続された遠位端にある導波管チャネル９を備える。図示の変形例のスプリッタ１９は、送信対象の信号の電力をスプリッタ１９の第１の二次ポート２３に相互接続された第１の導波管チャネル分枝２２及びスプリッタ１９の第２の二次ポート２５に相互接続された第２の導波管チャネル分枝２４に分割するように構成される。図８及び図９における図示の変形例の導波管チャネル９は、スプリッタ１９の一次ポートの領域において、互いに反対側に配置され偏向要素２７として設計される２つの窪んだ角部を備える。図示の変形例の偏向要素２７は、電界の偏波状態を旋回させるように構成される。電界は、電界が実質的に水平方向から鉛直方向に９０度旋回し、インピーダンス整合が実現するように、図示の偏向要素２７により旋回される。第１の導波管アパーチャ１０及び第２の導波管アパーチャ１１に対して、水平方向は実質的に垂直であり、鉛直方向は実質的に平行である。
【0064】
図８は、アンテナアセンブリ６の内部の中空状構造（すなわち空気充填導波管ベースの要素）をポジティブにより模式的に示す。図８において最もよく見ることができるように、第１の導波管アパーチャ１０及び第２の導波管アパーチャ１１は、互いに対して横方向にオフセットされる。導波管チャネル９の長さが、第１の導波管チャネル分枝２２の長さ及び第２の導波管チャネル分枝２４の長さを合わせたものよりも実質的に大きいことを、さらに見ることができる。図９において最もよく視認可能であるように、図示の導波管チャネル９は、実質的に菱形の形状である導波管断面３３を少なくとも備える。代替的変形例においては、以下の要素、すなわち矩形、菱形、楕円形、円形の群のうちの他のジオメトリ又はそれらの組み合わせも用いることができる。断面３３の主要な延在方向は、第１の導波管アパーチャ１０及び第２の導波管アパーチャ１１に実質的に平行である。図示の変形例の第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４は各々、少なくとも１つの放射開口部１３を備え、放射開口部１３は、中心線２０に対して同一直線上に配置される。図９に示す開口部１３の数は、例示のみを目的としたものであり、仰角面（すなわちｙ－ｚ平面）における放射パターンを調整するために増大されてもよい。導波管部分の水平方向のずれが千鳥状に生じる、すなわち、１つの導波管部分が＋ｘ方向にずれた場合に後続の１つが－ｘ方向にずれるように、任意の追加の開口部１３が追加されてもよい。
【0065】
図１０及び図１１から最もよく視認可能であるように、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４の２つの図示の変形例は、互いに対して同軸に配置される。図１０において視認可能であるように、図示の変形例の導波管チャネル９は、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４に平行に配置されたスプリッタ１９の一次ポート２１の領域にある。図１１に示す代替的変形例において、図示の変形例の導波管チャネル９は、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４に垂直に配置されたスプリッタ１９の一次ポート２１の領域にある。スプリッタは、信号を第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４の間で分割するように構成されるくびれ部２６を備えてもよい。図１０から見ることができるように、第１の変形例において、くびれ部２６は、第１の二次ポート２３及び第２の二次ポート２５の間の中心に配置され、信号電力は、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４の間で等しく分割される。それに代えて、くびれ部は、信号電力が第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４の間で不均等に分割されるように、第１の二次ポート２３及び第２の二次ポート２５の間の中心に対してオフセットして配置されてもよい。図１０及び図１１に係るスプリッタ１９の両方の変形例は、電界の偏波状態を旋回させるように構成される少なくとも１つの偏向要素２７を備える。図１０に係るスプリッタ１９の偏向要素２７は、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４の偏波状態が等しく偏波するように構成される。図１１に係るスプリッタ１９の偏向要素２７は、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４の偏波状態が反転するように構成される。図１０及び図１１に示すように、少なくとも１つの偏向要素２７は、導波管チャネル９及び／又はスプリッタ１９の内側及び／又は外側に配置され、以下の要素、すなわち、導波管チャネル９及び／又はスプリッタ１９の断面の内側及び／又は外側に突出するように設計された段差、凹部、チャネル、隆起、窪んだ角部の群のうちの少なくとも１つ又はそれらの組み合わせを備える。
【0066】
図１２～図１９は、複数の好適な変形例を示す。これらの図に示す全ての変形例は、互いに対して同一直線上に配置される開口部を備える。開口部１３を位置合わせすることは、対称なパターンを実現し、主放射面の外側の不所望なローブを回避することを可能とするので、特に有利である。これは、空気充填水平導波管の電界及び電流の分布を変化させることにより、本開示で実現される。これら全ての変形例の千鳥状設計は、矩形状導波管９の標準的な電流分布を旋回させることを可能とする不連続部を生じさせる。このずれは、電流最大値が半管内波長の距離において同位相になるように最適化され、ｙ方向に位置合わせされる。それにより、放射開口部１３の直列配置が可能となる。
【0067】
図１２～図１３は、開口部１３のアレイ１４の第１の変形例からの上方（図１２）及び背部（図１３）からの斜視図並びに側面図（図１４）を示す。これらの図は、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４に実質的に平行に配置されたコンパクトな導波管スプリッタ１９による放射開口部１３のアレイ１４の中央給電を示す。図示の変形例の導波管スプリッタ１９は、くびれ部を利用して、導波管一次ポート２１を通して入る鉛直向きの信号を２つの水平向きの信号に等しく分割する。分割された信号は、第１の二次ポート２３及び第２の二次ポート２５を通して励振する。くびれ部２７を利用して、信号の第１の部分は第１の導波管チャネル分枝２２に入り、第２の部分は第２の導波管チャネル分枝２４に入る。これらの図は、全ての放射開口部１３が個々の集束空洞部２８に結合される変形例を示す。この変形例は、放射アパーチャのサイズを増大させることを可能とし、それにより指向性（及び結果として利得）に対する直接的な好影響が生じる。
【0068】
図１４～図１５は、開口部１３のアレイ１４の第２の変形例からの上方（図１８）及び背部（図１９）からの斜視図並びに側面図（図２０）を示す。これらの図は、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４に実質的に平行に配置されたコンパクトな導波管スプリッタ１９による放射開口部１３のアレイ１４の中央給電を示す。図示の変形例の導波管スプリッタ１９は、くびれ部を利用して、導波管一次ポート２１を通して入る鉛直向きの信号を２つの水平向きの信号に等しく分割する。これらの図は、単一の集束空洞部２８が放射開口部１３に配置される変形例を示す。この変形例は、放射アパーチャのサイズを増大させることを可能とし、それにより指向性（及び結果として利得）に対する直接的な好影響が生じる。に示すように
【0069】
図１６～図１７は、開口部１３のアレイ１４の第３の変形例からの上方（図２４）及び背部（図２５）からの斜視図並びに側面図（図２６）を示し、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４に実質的に垂直に配置されたコンパクトな導波管スプリッタ１９による放射開口部１３のアレイ１４の中央給電を示す。図示の変形例の導波管スプリッタ１９は、くびれ部を利用して、導波管一次ポート２１を通して入る鉛直向きの信号を２つの水平向きの信号に等しく分割する。分割された信号は、第１の二次ポート２３及び第２の二次ポート２５を通して励振する。くびれ部２６を利用して、信号の第１の部分は第１の導波管チャネル分枝２２に入り、第２の部分は第２の導波管チャネル分枝２４に入る。
【0070】
図１８～図１９は、開口部１３のアレイ１４の第４の変形例からの上方（図２７）及び背部（図２８）からの斜視図並びに側面図（図２９）を示し、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４に実質的に平行に配置されたコンパクトな導波管スプリッタ１９による放射開口部１３のアレイ１４の中央給電を示す。図示の変形例の導波管スプリッタ１９は、くびれ部２６を利用して、導波管一次ポート２１を通して入る鉛直向きの信号を２つの水平向きの信号に等しく分割する。分割された信号は、第１の二次ポート２３及び第２の二次ポート２５を通して励振する。くびれ部２７を利用して、信号の第１の部分は第１の導波管チャネル分枝２２に入り、第２の部分は第２の導波管チャネル分枝２４に入る。
【0071】
図２０～図２１は、開口部１３のアレイ１４の第５の変形例からの上方（図３０）及び背部（図３１）からの斜視図並びに側面図（図３２）を示す。第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４に実質的に垂直に配置されたコンパクトな導波管スプリッタ１９による放射開口部１３のアレイ１４の中央給電を示す。図示の変形例の導波管スプリッタ１９は、くびれ部２６を利用して、導波管一次ポート２１を通して入る鉛直向きの信号を２つの水平向きの信号に等しく分割する。分割された信号は、第１の二次ポート２３及び第２の二次ポート２５を通して励振する。くびれ部２６を利用して、信号の第１の部分は第１の導波管チャネル分枝２２に入り、第２の部分は第２の導波管チャネル分枝２４に入る。図示の変形例において、アレイ１４の開口部は、互い及び中心線２０に対してオフセットして配置される。
【0072】
図２２～図２３は、開口部のアレイの第６の変形例からの上方（図３３）及び背部（図３４）からの斜視図並びに側面図（図３５）を示す。図３３～図３５の変形例は、リッジ３４を除いて、図２０～図２１の変形例と実質的に同様である。リッジ３４は、第１のチャネル分枝２２及び第２のチャネル分枝２４の表面積を増大させることを可能とするために配置され、したがって、結果として得られる導波管チャネル分枝の断面３３を小さくすることができる。図示の変形例において、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４に実質的に垂直に配置されたコンパクトな導波管スプリッタ１９により、放射開口部１３のアレイ１４の中央給電が実現される。図示の変形例の導波管スプリッタ１９は、くびれ部を利用して、導波管一次ポート２１を通して入る鉛直向きの信号を２つの水平向きの信号に等しく分割する。分割された信号は、第１の二次ポート２３及び第２の二次ポート２５を通して励振する。くびれ部２７を利用して、信号の第１の部分は第１の導波管チャネル分枝２２に入り、第２の部分は第２の導波管チャネル分枝２４に入る。に示すように
【0073】
図２４のａ、ｂ、ｃ及び図２５は、アンテナアセンブリ６の代替的変形例を示し、後部パーツ７及び／又は前部パーツ８は、導波管チャネル９を形成し信号を誘導するように構成される、後部パーツの前面１５又は前部パーツの後面１８に配置された複数のピラー３０を備える。この場合、前部パーツ８及び後部パーツ７の間の直接的なオーミック接触が必ずしも必要でないため、ピラー３０は、前部パーツ８及び後部パーツ７の間の潜在的な製造及び組み立ての公差を補償するように構成されるバンドギャップ構造を可能とするように配置される。図２４のａ、ｂ、ｃ及び図２５に示す全ての変形例は、中空状導波管チャネル９の周囲の電磁バンドギャップ（ＥＢＧ）構造を備える。電磁バンドギャップ構造は、所与の範囲の周波数における電磁波を遮断することを可能とし、導波管構造を実現する前部パーツ８及び後部パーツ７の間の直接的接触及び／又はオーミック接触を有する必要なく、導電性壁部として機能する。これらは通例、ＰＣＢ技術におけるマッシュルーム又は導波管技術におけるピラー３０などの周期的パターンを形成することにより実現される。
【0074】
図２６及び図２７において最もよく視認可能であるように、アンテナアセンブリ６の第２の変形例は、ホーン形状である第２の導波管アパーチャ１１を備える。アンテナ要素１２に相互接続された導波管チャネル９は、後部の第１の導波管アパーチャ１０によりアンテナアセンブリ６に配置される。反対側の端部において、導波管チャネル９は、信号を送信及び／又は受信するように機能する第２の導波管アパーチャ１１において終端する。一般にＭＩＭＯアンテナとして動作するアンテナアセンブリ６の図示の変形例は、複数のアンテナ要素１２を備える。アンテナアセンブリ６は、例えば金属及び／又は金属化プラスチック及び／又は表面が導電性である任意の他の材料から作製され得る後部パーツ７及び前部パーツ８を備えることが好ましい。各アンテナ要素１２について、放射アパーチャ１１又は図示の変形例においてはホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１は、図示の変形例において前部パーツ８に実装され、一方で個々のアンテナ要素１２の給電アパーチャ１０又は第１の導波管アパーチャ１０は、後部パーツ７に実装される。各導波管チャネル９の経路は、インピーダンス整合及びＲＦ信号の低損失伝送を可能とし、異なるアンテナ要素１２の間の指定された位相関係を維持し、適当な製造プロセスを可能とするように最適化される。各導波管チャネル９の断面３３は、後部パーツ７及び前部パーツ８の高精度な製造を保証するように最適化される。第１の導波管アパーチャ１０の壁、導波管チャネル９、導波管スプリッタ１９、及び開口部１３のアレイ１４は通例、金属製である、又は金属化される。適切な場合には、アンテナ要素１２の一部が送信機（ＴＸ）専用として機能してもよく、要素の一部が受信機（ＲＸ）専用として機能してもよい。図示の変形例において、アンテナアセンブリ６は、複数のホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１を備え、アンテナ要素１２のうちのいくつかは、上側の前部パーツ８の前面１７に配置される開口部１３のアレイ１４として設計された放射アパーチャを備える。残りのアンテナ要素１２は、ホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１として設計された開口部１３を備える。各給電要素は、アンテナアセンブリ６の後部パーツ７の後面１６に配置された給電アパーチャ１０からなる。図２７において最もよく視認可能であるように、フレア部分３６が、ホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１に隣り合って配置される。図２７において見ることができるように、フレア部分３６は、実質的に台形の導波管チャネルとして設計される。
【0075】
図２８及び図２９は、導波管スプリッタ１９の第３の変形例（図２８）及び第４の変形例（図２９）を示す。図１０及び図１１に係る導波管スプリッタ１９の第１の変形例及び第２の変形例と同様に、第３の変形例及び第４の変形例は各々、電界の偏波状態を旋回させるように構成される少なくとも１つの偏向要素２７を備える。スプリッタ１９の偏向要素２７は、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４の偏波状態が等しく偏波するように構成される。図２８に係るスプリッタ１９の第４の変形例の偏波状態の旋回は、導波管スプリッタ１９の一次ポート２１と第１の二次ポート２３及び第２の二次ポート２５との間の異なる断面により実現される。
【0076】
図３０及び図３１は、背部及び上方（図３０）並びに前方及び上方（図３１）からの斜視図からの開口部１３のアレイ１４の第７の変形例を示す。これらの図は、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４に実質的に平行に配置されたコンパクトな導波管スプリッタ１９による放射開口部１３のアレイ１４の中央給電を伴う変形例を示す。図示の変形例の導波管スプリッタ１９は、窪んだ角部として設計された２つの偏向要素２７を利用して、導波管一次ポート２１を通して入る鉛直向きの信号を２つの水平向きの信号に等しく分割する。分割された信号は、第１の二次ポート２３及び第２の二次ポート２５を通して励振する。信号の第１の部分は第１の導波管チャネル分枝２２に入り、第２の部分は第２の導波管チャネル分枝２４に入る。図示の変形例において、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４は各々、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４を複数のホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１と相互接続する複数の追加のスプリッタ１９を備える。複数のスプリッタ１９は、互いに対して同一直線上に配置される。偏向要素２７が、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４及び／又は少なくとも少なくとも１つのくびれ部２６の遠位端に配置される。２つのホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１の間の振幅及び位相の関係は、第１の導波管チャネル分枝２２及び／若しくは第２の導波管チャネル分枝２４並びに／又は第２の導波管アパーチャ１１に配置されたくびれ部２６及び偏向要素２７により調整することができる。
【0077】
図３２及び図３３は、背部及び上方（図３２）並びに前方及び上方（図３３）からの斜視図からの開口部１３のアレイ１４の第８の変形例を示す。図示の変形例は、ホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１がスプリッタ１９に対して角度オフセット（α）されている点において、第７の変形例とは異なる。角度オフセットは、放射パターンの偏波状態が変化するようにそれぞれのホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１における偏波状態の旋回を導入するように構成される。偏波状態が完全な水平（０°）から斜め（±４５°）又は鉛直（９０°）の偏波状態に変化する場合に、良好な結果を実現することができる。図示の変形例は、実質的に４５°の斜めの偏波状態への偏波状態の変化を導入するように構成される。偏波状態は、滑らかな遷移が実現するように、一連の偏向要素２７により旋回される。図示の変形例の利点は、追加のアンテナ層なしで偏波状態を変化させることができる点である。図３４及び図３５は、背部及び上方（図３４）並びに前方及び上方（図３５）からの斜視図からの開口部１３のアレイ１４の第９の変形例を示す。図示の変形例は、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４に実質的に平行に配置された導波管スプリッタ１９を備える。導波管スプリッタ１９に加えて、図示のアレイは、ホーン形状の第２の導波管アパーチャとして設計された鉛直スプリッタをさらに備える。
【0078】
図３６及び図３７は、背部及び上方（図３６）並びに前方及び上方（図３７）からの斜視図からの開口部１３のアレイ１４の第１０の変形例を示す。アレイの図示の変形例は、電界を鉛直から水平面に旋回させ、同時にインピーダンス整合を実現するように設計された複数の偏向要素２７を備える。導波管スプリッタ１９は、インピーダンス整合を保って電界を折り返すように設計される。くびれ部２６は、信号を第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４に分割するように設計される。くびれ部２６の設計に応じて、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４の間の非対称な電力／位相分布を実現することができる。図３８及び図３９は、背部及び上方（図３８）並びに前方及び上方（図３９）からの斜視図からの開口部１３のアレイ１４の第１１の変形例を示す。図示の変形例は、集束空洞部２８がアレイの上部に配置される点において、第１０の変形例とは異なる。
【0079】
図４０及び図４１は、前方及び上方（図４０）並びに後部及び上方（図４１）からの、折り返しホーン３５が相互接続された導波管チャネル９の遠位端の断面斜視図を示す。フレア部分３６が、ホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１に隣り合って配置される。図示のフレア部分３６は、導波管チャネル９に対して実質的に垂直配置され、少なくとも１つの開口部１３は、導波管チャネル９に実質的に平行に配置される。それに代えて又は加えて、図４０及び図４１に示すように、ホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１は、少なくとも１つのリッジ３７を備えてもよい。図示の変形例において、ホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１は、互いに対向して配置された２つのリッジ３７を備える。リッジ３７は、導波管の中央部において伝搬モードの電気的遅延を導入するように構成され、これは、位相誤差のさらなる低減及びより高い指向性値の実現に寄与する。図４０及び図４１において見ることができるように、フレア部分３７は、実質的に台形の導波管チャネルとして設計される。フレア部分３６の壁のうちの少なくとも１つは、通常、ホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１に対して角度を付けて配置される。フレア部分３６の図示の変形例のフレア角度（β）は、水平面において開始し、それにより、既知のホーンと同じ効率を、しかし低減した高さで得ることが可能となる。窪んだ角部の形態である図示の偏向要素２７は、電界の９０°の回転を導入する。フレア部分３６は、水平向きの導波管として設計される。図示の変形例において、導波管チャネル９の導波管及び／又はホーン形状の第２の導波管アパーチャ１１は、鉛直向きの導波管として設計される。電界は、導波管チャネル９内の水平向きからフレア部分３６内の鉛直向きに折り返される、及び／又は、フレア部分３６内の鉛直向きから開口部１３内の水平向きに折り返される。偏向要素２７は、電界を折り返すことができるように、導波管チャネル９及び／又は開口部１３に配置されてもよい。受信信号の場合、電界の向きは逆になる。
【0080】
図４２は、非対称に配置されたファンネル２８空洞部を有するスプリッタ１９及び開口部のアレイ１４の第１２の変形例の側面図を示す。見ることができるように、ファンネル空洞部は、放射アパーチャ１１に対して横方向にずれている。非対称に配置されたファンネル２８空洞部は、アンテナデバイス１の放射特性における傾斜を形成する。横方向のずれの影響は、図４３において見ることができる。図４３は、非対称に配置されたファンネル２８空洞部を有するアンテナデバイス１の放射パターンを示す図を示す。アンテナ指向性における極大を有することにより、アンテナエネルギーを特定の領域に集束させることを助けることができる。傾斜したパターンは、レーダの所与の領域においてさらなる範囲を有するのに有用であり得る。傾斜したパターンによって局所的により広い範囲を有することが可能となるため、例えば自動車アプリケーションにおいて良好な結果を実現することができる。したがって、例えば横方向から向かって来る車をアンテナデバイス１によってより早期に検出することができる。
【0081】
図４４は、スプリッタ１９及び開口部のアレイ１４の第１４の変形例からの背部及び上方からの斜視図を示す。送出信号は、２つの信号に分割され、第１の導波管チャネル分枝２２及び第２の導波管チャネル分枝２４に供給される。両方の導波管チャネル分枝２２、２４は、偏波状態を水平から鉛直に変化させる偏向要素を有する第１の部分を備える。信号は各々、放射アパーチャの２つのアレイ１４を各々が含む２つの新たな分枝にさらに分割される。見ることができるように、複数の開口部１３の断面は異なる。アレイは、より小さい開口部４０及びより広い開口部４１を備える。断面の異なる複数の開口部１３を備えるアレイ１４は、各開口部１３の放射の間に位相差を生じさせる。位相差により、アレイ１４の全体的な放射パターンの傾斜が生じる。図４５において見ることができるように、図４４に示すスプリッタ１９及び開口部のアレイ１４の第１４の変形例は、非対称に配置されたファンネル２８空洞部と組み合わされてもよい。ファンネルは、図４３の図に示す効果を得るために、横方向のずれを有して非対称に配置されてもよい。
【0082】
図４６及び図４７は、複数の分枝アレイ１４を有するスプリッタ１９の２つの変形例を示す。より指向性の高い又は複雑な放射パターンが必要な場合は、複数のスロットアレイ１４が、適切な給電ネットワークと共に水平面に配置されてもよい。図４６は、スプリッタ１９及び複数の分枝アレイ１４として設計された開口部のアレイ１４の第１５の変形例からの背部及び上方からの斜視図を示す。アレイ１４の第１の列３８及び第２の列３９は、企業ネットワークとして配置され、最大の指向性を得るために両方の列３８、３９が等しい振幅及び位相で給電される。図４７は、スプリッタ１９及び複数の分枝アレイ１４として設計されたアレイ１４の第１６の変形例からの背部及び上方からの斜視図を示す。アレイ１４の図示の第１の列３８及び第２の列３９は、直列給電ネットワークとして配置される。第２の列３９は、ビームの傾斜を生じさせる及び／又は指向性を最大化する位相シフトを伴って給電される。
【0083】
むしろ、本明細書において用いられる語は、限定ではなく説明の語であり、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない限りにおいて、様々な変更がなされてもよいことを理解されたい。
【符号の説明】
【0084】
１ アンテナデバイス
２ プリント回路基板（ＰＣＢ）
３ 電子構成要素（チップ）
４ 伝送線
５ 放射要素（受信要素）
６ アンテナアセンブリ
７ 後部パーツ（アンテナアセンブリ）
８ 前部パーツ（アンテナアセンブリ）
９ 導波管チャネル（中空状導電性パイプ）
１０ 第１の導波管アパーチャ（給電アパーチャ）
１１ 第２の導波管アパーチャ（アンテナアパーチャ／放射アパーチャ）
１２ アンテナ要素（個々のアンテナ）
１３ 開口部（放射アパーチャ）
１４ （開口部の）アレイ
１５ 前面（後部パーツ）
１６ 後面（後部パーツ）
１７ 前面（前部パーツ）
１８ 後面（前部パーツ）
１９ 導波管スプリッタ（カプラ）
２０ 中心線
２１ 一次ポート（導波管スプリッタ）
２２ 第１の導波管チャネル分枝
２３ 第１の二次ポート（スプリッタ）
２４ 第２の導波管チャネル分枝
２５ 第２の二次ポート（スプリッタ）
２６ くびれ部（隔壁）
２７ 偏向要素（インピーダンス）
２８ ファンネル（集束空洞部）
２９ 突出部
３０ ピラー（ピン）
３１ 締結インターフェース
３２ 偏向要素
３３ 導波管断面
３４ リッジ
３５ ホーン
３６ フレア部分
３７ リッジ（第２の導波管アパーチャ）
３８ アレイの第１の列
３９ アレイの第２の列
４０ より小さい開口部
４１ より広い開口部
２ プリント回路基板（ＰＣＢ）
３ 電子構成要素（チップ）
４ 伝送線
５ 放射要素（受信要素）
６ アンテナアセンブリ
７ 後部パーツ（アンテナアセンブリ）
８ 前部パーツ（アンテナアセンブリ）
９ 導波管チャネル（中空状導電性パイプ）
１０ 第１の導波管アパーチャ（給電アパーチャ）
１１ 第２の導波管アパーチャ（アンテナアパーチャ／放射アパーチャ）
１２ アンテナ要素（個々のアンテナ）
１３ 開口部（放射アパーチャ）
１４ （開口部の）アレイ
１５ 前面（後部パーツ）
１６ 後面（後部パーツ）
１７ 前面（前部パーツ）
１８ 後面（前部パーツ）
１９ 導波管スプリッタ（カプラ）
２０ 中心線
２１ 一次ポート（導波管スプリッタ）
２２ 第１の導波管チャネル分枝
２３ 第１の二次ポート（スプリッタ）
２４ 第２の導波管チャネル分枝
２５ 第２の二次ポート（スプリッタ）
２６ くびれ部（隔壁）
２７ 偏向要素（インピーダンス）
２８ ファンネル（集束空洞部）
２９ 突出部
３０ ピラー（ピン）
３１ 締結インターフェース
３２ 偏向要素
３３ 導波管断面
３４ リッジ
３５ ホーン
３６ フレア部分
３７ リッジ（第２の導波管アパーチャ）
３８ アレイの第１の列
３９ アレイの第２の列
４０ より小さい開口部
４１ より広い開口部
【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】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24a)】
【図24b)】
【図24c)】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【国際調査報告】