JP2007013311A - アンテナモジュールおよび無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アンテナ間の回り込みや相互結合を抑制し、レドームや基板へのポストの接触破損を回避し、大きなアンテナ利得を得ることができ、安価でばらつきのないアンテナモジュールを構成する。
【解決手段】 複数のアンテナ２５Ａ〜２５Ｄを設けたアンテナ基板２４をベース板２３に搭載し、レドーム２２で覆うようにしてアンテナモジュール２１を構成する。レドーム２２には、アンテナ２５Ａ〜２５Ｄ間での相互結合を抑制する機能を有するポスト部２６Ａ〜２６Ｃを設ける。ポスト部２６Ａ〜２６Ｃは間隙を挟んでアンテナ２５Ａ〜２５Ｄ間を区分する位置に対向する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数のアンテナを備えるアンテナモジュール、および、そのアンテナモジュールを備える無線装置に関する。

複数のアンテナを単一の基体（基板や導波管など）に設けた場合、アンテナ間の相互結合の影響で、各アンテナの特性（ビームの指向角やビーム幅、アンテナ利得、アクティブインピーダンスなど）が、それぞれを単独で使用した場合とは異なるものとなる。

また場合によっては、あるアンテナのサイドローブやグレーティングローブに生じる電磁波が、隣接するアンテナに受信され、例えばレーダ装置での虚像を生じさせるというアンテナ間回り込みの問題が生じる場合もあった。

このため、相互結合やアンテナ間回り込みは、所望のアンテナ特性を実現するためには望ましいものではなく、その抑制が必要となる。

そこで、特許文献１や特許文献２などでは、アンテナ間に障壁を設置することでこの相互結合やアンテナ間回り込みを抑制している。特許文献１のアンテナモジュールの構成例を図１を基に説明する。

この図１に示すようにベース板３上にはアンテナ基板４が搭載され、アンテナ基板４がレドーム２により覆われている。アンテナ基板４には、複数のアンテナ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ（放射素子パッチ）が設けられる。アンテナ５Ａ，５Ｂ，５Ｃが放射する、もしくはアンテナ５Ａ，５Ｂ，５Ｃに入射する電磁波は、レドーム２を透過する。

また、アンテナ基板４には障壁であるサポート６Ａ，６Ｂおよびフレアー７Ａ，７Ｂが設けられ、障壁であるサポート６Ａ，６Ｂによりアンテナ５Ａ，５Ｂ，５Ｃの間の相互結合を抑制するとともに、フレアー７Ａ，７Ｂによりエッジからの不要放射を抑制している。このフレアー７Ａ，７Ｂはビス８により係止される。

このようなアンテナモジュール１は、アンテナから発生する電磁波を障壁によって抑制して、アンテナ間の相互結合や回り込みを防ぐものである。
特許第３５８５１１５号公報 特開平６−２５２６３１号公報

従来の障壁を設けたアンテナモジュールでは、障壁（以下、ポストという。）を単体の部品（ポスト部品）として形成し、そのポスト部品をアンテナ基板に設置するものであった。すると、単体のポスト部品の製造コストと、アンテナ基板にポスト部品を載置して接着する実装コストとが必要となり、アンテナモジュールのコスト要因となっていた。また、ポスト部品の寸法ばらつきや実装時の位置ずれが生じるため、製造時の不良率が高くなり易いという問題もあった。

また、アンテナ基板にポスト部品を直接接着し、レドームとポスト部品との間に間隙を設けるため、この間隙の部分を電磁波が伝搬し、アンテナ間の相互結合や回り込みが充分に抑制できない場合もあった。

また、レドームやアンテナ基板などとポストとの間の間隙寸法を仮に小さなものとする場合には、寸法ばらつきや実装の位置ずれが大きいとレドームがポストに接触し、アンテナ基板やレドームに破損が生じる場合があった。

そこで、本発明の目的は、上述の問題を解決し、アンテナモジュールを安価でばらつき無く製造でき、アンテナ間の相互結合やアンテナ間回り込みと、レドームや基板へのポストの接触破損を充分に抑制できるアンテナモジュールを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、従来よりさらにアンテナ間の相互結合やアンテナ間回り込みを抑え、大きなアンテナ利得を得ることができるアンテナモジュールを提供することにある。

本発明のアンテナモジュールは、それぞれ所定の指向性を有する複数のアンテナを基体に配置してなり、前記複数のアンテナを覆うレドームを設けるとともに、前記複数のアンテナ間での相互結合を抑制するポスト部を前記レドームに形成している。

このように、障壁即ちポスト部を備えたレドームを用いることで、アンテナ間回り込みや相互結合を抑制したアンテナモジュールが容易に構成できる。また、アンテナモジュールの部品点数を削減し、アンテナモジュールの製造コスト、実装コストを抑制できる。また、レドームとポスト部とを一体に形成するため、寸法ばらつきを小さくできる。これにより、実装時の位置ずれを確実に無くすことができる。

なお、ポスト部の端部を基体に当接させると、ポスト部と基体（アンテナ基板）との間に間隙がなくなり、電磁波の回り込みやアンテナ間の相互結合を、より抑制できる。

また、本発明のアンテナモジュールは、前記複数のアンテナのうち隣接するアンテナ間に前記ポスト部を配置するとともに、前記ポスト部の端部と前記基体の表面との間に間隙を設けている。

このようにポスト部が間隙を挟んで基板に対向するように配置した場合には、確実にポスト部と基板との接触を無くして接触破損を防ぐことができる。

また、本発明のアンテナモジュールは、前記ポスト部の端部に、アンテナ間を結ぶ方向に垂直な方向に延びる溝部を設けるとともに、前記ポスト部の端部および前記端部が対向する前記基体の部分を導体として、チョーク構造を形成している。

このようにポスト部にチョーク構造を形成することで、間隙を電磁波が伝搬することが抑制でき、アンテナ間回り込みと相互結合が抑制できる。

また、本発明のアンテナモジュールは、前記ポスト部に、アンテナ間を結ぶ方向に貫通するスリット部を設けている。

ポスト部をレドームに設けると、成型加工によりレドームに歪みが生じる。そこで、ポスト部にスリット部を設けることで成型加工により生じるレドームの残留応力を抑制し、レドームに歪みが生じることを防ぐことができる。

また、スリット部の寸法を適切に設定することで、このスリット部を電磁波が伝搬することを抑制できる。

また、本発明のアンテナモジュールは、前記ポスト部に電磁波の反射面を設け、このポスト部の電磁波反射面と前記アンテナとの位置関係によりアンテナの指向性を定めている。

この反射面の形状により、アンテナの鉛直方向から傾斜した方向に放射する、または入射する電磁波を反射してアンテナの指向性パターンを制御できる。また、従来よりもアンテナ利得を大きくすることができる。

また、本発明のアンテナモジュールは、前記複数のアンテナに対して選択的に給電するスイッチを備えている。

このように給電を切り替えるスイッチを設けることで、このアンテナモジュールを走査型のアンテナモジュールとする。すると、所望のアンテナ特性および周波数特性を容易に実現でき、優れた走査アンテナを提供できる。

また、本発明の無線装置は、上記アンテナモジュールを信号送受信部に備える。

これにより、所望のアンテナ特性を容易に実現でき、優れた無線装置を提供できる。

以上のように本発明によれば、アンテナモジュールにおいて、ポスト部をレドームに一体的に設けたために、その製造コストおよび実装コストが抑制できる。また、製造ばらつきや実装時の位置ずれを抑制できる。したがって障壁の接触が生じにくくなり、基板やレドームに接触破損が生じることを防ぐことができる。

さらに、ポスト部とアンテナ基板との間隙やスリット部を伝搬する電磁波を抑制して、アンテナ間の相互結合や回り込みをより効果的に防ぐことができる。また、アンテナ利得を向上させることもできる。

次に本発明の第１の実施形態を、図２に基づいて説明する。図２（Ａ）は本実施形態のアンテナモジュール２１の斜視図であり、図２（Ｂ）は本実施形態のレドーム２２の斜視図であり、図２（Ｃ）は本実施形態のベース板２３の斜視図である。レドーム２２については断面図として表示している。以下では、図に示す直交座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系）を説明に用いる。

本実施形態ではベース板２３のＸＹ面にアンテナ基板２４を搭載し、アンテナ基板２４を覆うようにレドーム２２を設けることによりアンテナモジュール２１を構成する。

まず、ベース板２３とアンテナ基板２４とについて説明する。ベース板２３はアンテナ基板２４を搭載する。ここではベース板２３とアンテナ基板２４はそれぞれ板状としており、ベース板２３に搭載するアンテナ基板２４を覆うようにレドーム２２を設けるため、アンテナ基板２４のサイズをベース板２３よりも小さくしている。

アンテナ基板２４には、平面アレー型のアンテナ２５Ａ〜２５Ｄを印刷法などにより設けている。各アンテナ２５Ａ〜２５Ｄは、それぞれ複数の放射素子パッチ（本発明の放射素子である。）からなり、それぞれの給電配線２９Ａ〜２９Ｄから各放射素子パッチに給電を行う。

ここで、各アンテナ２５Ａ〜２５Ｄ間には所定寸法の間隔を設けている。この間隔のあいた部分には、後述するレドーム２２のポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを対向させて配置することになる。すると、ポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃが、レドーム２２の天板部３１から、各アンテナ２５Ａ〜２５Ｄの間の放射素子パッチを配していない領域に対して突出することになり、各アンテナ２５Ａ〜２５Ｄ間での相互結合やアンテナ間回り込みが抑制できる。

ここでレドーム２２について説明する。レドーム２２は、Ｚ軸方向に凹んだＸＹ面の部分（天板部）３１を備えている。天板部３１の縁の部分には、ＹＺ面の２側壁２７Ａ，２７Ｂ、ＸＺ面の側壁２７Ｃおよび、図では表示していないもう１つのＸＺ面の側壁を備え、これらによりキャップ状をなして構成している。また、側壁２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，および図示の無いＸＺ面の側壁を、全て周回するようにフランジ部２８を設けており、このフランジ部２８をベース板２３に接合している。

また、天板部３１のＺ軸下側には、略長方体のポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを設けている。ポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６ＣはＸ軸方向に所定間隔で配置している。ここで、各ポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃおよび側壁２７Ａ，２７Ｂで挟まれた部分を凹部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄと呼ぶ。また、この例ではポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６ＣのＺ軸方向寸法は、側壁２７Ａ，２７ＢのＺ軸方向寸法よりも短い。

また、レドーム２２の凹部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄとポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃとの全体のＸ軸方向寸法は、アンテナ基板２４のＸ軸方向寸法と略同一としており、またポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６ＣのＺ軸方向寸法とアンテナ基板２４のＺ軸方向寸法とを足したものとレドーム２２の凹んだ部分のＺ軸方向寸法と略同一としている。

このようなレドーム２２で、アンテナ基板２４を覆って、アンテナ基板２４とポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃとを破損しない程度の圧力で接触させアンテナモジュール２１を構成する。

また、ここではポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃとレドーム２２とは樹脂材の一体成型により設けている。レドーム２２の天板部３１は金属めっきのような導体膜を施さず、その厚み寸法（Ｚ軸方向）を、電磁波の樹脂（誘電体）内での波長をλとしたときの、１／２λに１／２λの整数倍（０倍，１倍，２倍・・・）を加えた寸法となるように構成している。これにより、アンテナ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄからの電磁波が天板部３１を効率よく透過することになる。

また、ポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃでは、アンテナ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄからの電磁波を遮断する必要があるために、その厚み寸法（Ｘ軸方向）を、電磁波の樹脂（誘電体）内での波長をλとしたときの、１／４λに１／２λの整数倍（０倍，１倍，２倍・・・）を加えた寸法となるように構成している。これにより、ポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを透過しようとする電磁波が、ポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ表面での反射波との干渉で打ち消され、金属めっきのような導体膜を施さなくとも、効果的に電磁波を遮断できる。

このようにレドーム２２の天板部３１の厚みやポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの厚みを、上述のように構成すると、レドーム２２の天板部３１は効果的に電磁波を透過させることができる。また、ポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃは、天板部３１とは逆に、効果的に電磁波を遮断できる。

このように、ポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃをレドーム２２に設けることで、このレドーム２２をアンテナ基板２４に接合するだけで、アンテナ２５Ａ〜２５Ｄ間の回り込みや相互結合を抑制できる。そのため、アンテナモジュール２１の部品点数を削減することになり、製造コスト、実装コストを抑制したアンテナモジュール２１を提供できる。

また、レドーム２２とポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃとを一体的に形成するため、その寸法ばらつきを小さくすることができる。そのため、たとえポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃとアンテナ基板２４とを当接するように構成した場合であっても破損が回避できる。

なお、ここではポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃに金属めっきを施さない例を示しているが、金属めっきを設けてもよく、その場合には、金属めっきが反射鏡として作用するためにポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの厚み寸法（Ｘ軸方向）は、特に問わない。更にこの場合に、金属めっきをグランド電極と接続して接地するように構成すると、金属めっきを介する電磁波の伝搬がなくなり、より効果的に電磁波を遮断できる。

なお、ポスト部２６は必ずしもレドーム２２と一体に成型しなくてもよく、その素材も樹脂材に限らず例えば金属材からポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを成型し、レドーム２２にそのポスト部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを予め接着しておいてもよい。

なお、本実施形態ではアンテナ２５Ａ〜２５Ｄのそれぞれを平面アレー型のアンテナとしたが、本発明はこれ以外の型のアンテナでも実施でき、例えば直線アレー型や導波管スロット型などのアンテナでもよい。また、各アンテナ２５Ａ〜２５Ｄの給電を切り替えるスイッチを用いて走査型のアンテナモジュールとして用いてもよいし、各アンテナ２５Ａ〜２５Ｄに同時給電を行っても良い。
また、本発明は特にこのレドーム２２の形状に限定されず形状を問わない。

次に、本実施形態の変形例を示す。図３に示すアンテナモジュール３１は、ベース板３３とレドーム３２とを弾性体であるゴムパッキン３７Ａ，３７Ｂを介在させて構成している。そして、ビス３８によりレドーム３２をベース板３３に取り付けている。

ビス３８を取り付ける締め付けトルクは、略一定に設定されるものであるが実際には締め付けトルクに若干のばらつきが生じる。このばらつきは時としてレドーム３２やアンテナ基板３４などの破損の要因となるが、この例のようにゴムパッキン３７Ａ，３７Ｂを介在させている場合には、ゴムパッキン３７Ａ，３７Ｂの弾性変形により締め付けトルクのばらつきをある程度吸収させることができるために、アンテナ基板３４とポスト部３６Ａ，３６Ｂが接触破損するのを回避し、製造時の不良率を改善することができる。

また、アンテナ基板３４とポスト部３６との間を容易に当接させることができるために、電磁波を効果的に遮断でき、アンテナ間の相互結合とアンテナ間回り込みを抑制できる。

さらに、レドーム３２のフランジ部の全周をベース板３３に接するようにした場合には、ゴムパッキン３７Ａ，３７Ｂも、その接する部分の全周に亘って設けることで、このアンテナモジュール３１を容易に液密構造とすることができる。

また、ポスト部３６に金属めっきを設けるとともに、アンテナ基板３４のポスト部３６が接する部分にグランド電極を設けた場合には、ポスト部３６とアンテナ基板３４との接触破損が生じないようにしながら、ポスト部３６の金属めっきを確実に接地することができる。すると、アンテナ間での回り込みや相互結合が生じることを確実に防ぐことができる。

なお、この例ではビス３８によりレドーム３２をベース板３３に接合しているが、他の接続構造としてもよい。

次に、本発明の第２の実施形態を、図４を基に説明する。図４（Ａ）は本実施形態で用いるレドーム５２の分解断面図である。図４（Ｂ）はレドーム５２の斜視図である。本実施形態のレドーム５２では、図４（Ａ）に示すようにポスト部５６Ａにスリット部５７を設けるが、ポスト部５６Ｂ，５６Ｃも同様にスリット部５７を設けて図４（Ｂ）で示す構成としている。

ポスト部５６Ａは前述の第１の実施形態とは異なり、櫛歯形状を有し、櫛歯形状のスリット部５７を異なるアンテナ間を結ぶ方向に貫通するように、ここでは切り込み状に設けている。各スリット部５７のＹ軸方向寸法は、アンテナの放射，入射する電磁波の１／４波長分としている。

このようにポスト部５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃを櫛歯形状とすることで、例えばレドーム５２とポスト部５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃとを一体的に成型加工する場合に、レドーム５２に残留する残留応力を、前述の第１の実施形態のような直方体形状のポスト部を設けた場合よりも低減させることができる。そのため、歪みや寸法誤差の少ないレドーム５２を備えたアンテナモジュールを提供できる。

したがって、歪みや寸法誤差の少ないレドーム５２を備え、アンテナ間の回り込みや相互結合を充分に抑制したアンテナモジュールを構成できる。

なお、ここでは、レドーム５２のポスト部５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃには金属めっきを施しても、施さなくともよく、どちらの場合であっても電磁波を遮断することができる。

また、本実施形態の変形例を図４（Ｃ）に示す。この変形例ではポスト部５６における櫛歯形状のスリット部５７が円弧状となっており、このような形状によれば、成型がさらに容易となり、しかも本実施形態の上述の効果と同様な効果を奏する。

次に、本発明の第３の実施形態を、図５を基に説明する。図５は本実施形態のレドーム６２の断面図である。ここでは図示していないが、このレドーム６２は矩形のキャップ状であり、その４側面のそれぞれにフランジ部を設けている。

また、ここでレドーム６２のポスト部６６Ａ，６６Ｂとアンテナ基板６４との間には所定寸法の間隙を設けている。これにより、ポスト部６６とアンテナ基板６４とが接触することがなくなり接触破損が生じることを確実に防ぐことができる。

また、ポスト部６６には金属めっきを施している。これによりアンテナ６５Ａ，６５Ｂ６５Ｃからの電磁波の一部を反射させ、アンテナ特性を制御できる。また、この金属めっきはレドーム６２の所定の側面を介して接地させている。これによりポスト部６６をアンテナ基板６４から離した場合であっても、アンテナからの電磁波が金属めっきを介して伝搬するのを防ぐことができる。即ち、ポスト部６６Ａ，６６Ｂのアンテナ基板６４に対向する位置に設けた金属めっきはアンテナ基板６４の裏面に設けたグランド電極と対向するため、平行平板モードの導波路のように構成されるが、ポスト部６６Ａ，６６Ｂをグランド電極に接続して接地することでこの導波路を電磁波が伝搬することを抑制できる。

次に、本発明の第４の実施形態を、図６を基に説明する。図６（Ａ）は本実施形態のアンテナモジュール８１の断面図である。ここでレドーム８２のポスト部８６Ａ，８６Ｂには金属めっきを施している。これによりアンテナからの電磁波の一部を反射させてアンテナ特性を制御できる。また、ここでは金属めっきを接地していない。またレドーム８２のポスト部８６Ａ，８６Ｂとアンテナ基板８４との間には所定寸法の間隙を設けている。

本実施形態では、ポスト部８６Ａ，８６Ｂのアンテナ基板８４に対向する面にチョーク構造の溝部８７Ａ，８７Ｂを、アンテナ間を結ぶ方向に垂直な方向に延びるように設けている。即ち、ポスト部８６Ａ，８６Ｂのアンテナ基板８４に対向する面を凹形状とする。

ここで図６（Ｂ）にポスト部８６Ａの拡大図を示す。アンテナ８５Ｂからポスト部８６Ａ方向への電磁波は、ポスト部８６Ａとアンテナ基板８４との間の間隙を伝搬しようとする。

その際、伝搬する電磁波の伝搬経路が溝部８７Ａでわかれ、そのまま透過していく透過波と、チョーク構造の溝部８７Ａに沿って伝搬する反射波とが生じる。このうち反射波は、溝部８７Ａのへこみ寸法Ｌの往復分だけ、透過波の伝搬経路より長いものとなる。そのため寸法Ｌを１／４波長分とすると、その透過波と反射波と伝搬経路が半波長だけ異なることになり、電磁波の合流点での位相が逆位相となる。これにより２つの電磁波が互いに打ち消しあい、電磁波が遮断される。

以上のようにすることで、ポスト部８６をアンテナ基板から離して設けた場合であっても、特に接地を必要とせずに、電磁波の伝搬を遮断できる。なお、寸法Ｌは必ずしも１／４波長分でなくともよく、１／４波長にｎ／２波長を加えたものであってもよい（ｎは正の整数である。）。

次に本発明の第５の実施形態を図７を基に説明する。図７（Ａ）はアンテナモジュール１０１の断面図であり、図７（Ｂ）はレドーム１０２の分解斜視図である。

ここで、レドーム１０２のポスト部１０６Ａ，１０６Ｂには金属めっきを施し、接地している。また、アンテナ１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃからの電磁波を反射するようにポスト部１０６Ａ，１０６Ｂの側面を、アンテナ側に凹な形状、例えば断面放物線形状としている。

これによりアンテナからの略垂直方向に対して傾斜した方向に照射される電磁波が、このポスト部１０６の側面により反射することになる。また、断面放物線形状としているために、この電磁波はいわゆる平行波となって空間を伝搬していくことになる。

このように電磁波が反射されることで、隣接するアンテナ間での相互結合や回り込みを抑制するとともに、例えば前記平行波をアンテナからの略垂直方向に偏向することができる。すると、ポスト部１０６の側面の形状や配置を調整することで、アンテナから空間に放射される電磁波の指向性パターンを制御でき、また、アンテナ利得を強めることができる。

次に本発明の第６の実施形態を図８を基に説明する。図８はアンテナモジュール１２１の構成を説明する図である。

本実施形態のアンテナモジュール１２１は、スイッチ制御回路１３１を備えており、制御信号端子１３３の制御信号にしたがってアンテナ１２５Ａ，１２５Ｂ，１２５Ｃからのビームの送信および受信を電子的に切り替える。送信信号および受信信号は、信号入出力端子１３２を介して入出力する。これにより、このアンテナモジュール１２１を走査型のアンテナとして用いることができる。

次に本発明の第７の実施形態の無線装置を図９を基に説明する。
無線装置１４０は、車載用レーダであり、電圧制御発振器１４５、パワーアンプ１４４、カプラ１４３、サーキュレータ１４１、アンテナモジュール１２１、ミキサ１４２、ローノイズアンプ１４６、信号処理部１４７等によって構成している。このうち、アンテナモジュール１２１は前述の第６の実施形態で示したアンテナモジュールである。

パワーアンプ１４４は電圧制御発振器１４５から出力される信号を増幅し、サーキュレータ１４１を介しアンテナモジュール１２１の信号入出力端子１３２に入力する。アンテナモジュール１２１では、制御信号端子１３３から入力される制御信号に従ってアンテナ１２５Ａ，１２５Ｂ，１２５Ｃ，１２５Ｄのうち１つを選択し、そのアンテナからアンテナ指向方向へビームをなして送信する。ここではアンテナ１２５Ａが選択されているものとして説明する。アンテナ１２５Ａが物標からの反射波を受けることによって生じる受信信号は信号入出力端子１３２を介してサーキュレータ１４１に入力される。すると、受信信号はサーキュレータ１４１を経由してミキサ１４２へ入力される。ミキサ１４２は、カプラ１４３から出力される送信信号の電力分配信号をローカル信号として入力し、ローカル信号と受信信号とのビート信号をローノイズアンプ１４６へ与える。ローノイズアンプ１４６はこれを増幅して中間周波信号として信号処理部１４７へ与える。信号処理部１４７は、電圧制御発振器１４５が三角波状に発振信号を変調するように、電圧制御発振器１４５に対して三角波状の電圧信号を与える。また信号処理部１４７はアンテナモジュール１２１の制御信号を生成し、アンテナモジュール１２１の制御信号端子１３３に入力する。この制御信号によってアンテナ１２５Ａ，１２５Ｂ，１２５Ｃ，１２５Ｄのうち１つが選択される。また信号処理部１４７は中間周波信号をディジタルデータ列に変換するとともにＦＦＴ処理して中間周波信号の周波数スペクトルを求め、その周波数スペクトルとアンテナモジュール１２１に送信した制御信号に対応した送信信号の指向角と、に基づいて物標の方向、物標までの距離および物標の相対速度を検知する。

このようにして本発明のアンテナモジュール１２１を用いてレーダ１４０を構成すれば、レーダ１４０のアンテナ１２５Ａ，１２５Ｂ，１２５Ｃ，１２５Ｄ間の相互結合やアンテナ間回り込みを抑制できるとともに、高性能なレーダ１４０を提供できる。

なお、本発明の電圧制御発振器は上述のレーダ以外にも、たとえばミリ波帯を利用する通信装置にも適用できる。その場合、レーダのように送信信号と受信信号のビートをとるのではなく、受信信号をローノイズアンプで増幅し、受信回路でその受信信号の処理を行うように構成すればよい。

従来のアンテナモジュールの構成例を示す図である。 第１の実施形態のアンテナモジュールの構成例を示す図である。 第１の実施形態のアンテナモジュールの変形例を示す図である。 第２の実施形態のアンテナモジュールの構成例を示す図である。 第３の実施形態のアンテナモジュールの構成例を示す図である。 第４の実施形態のアンテナモジュールの構成例を示す図である。 第５の実施形態のアンテナモジュールの構成例を示す図である。 第６の実施形態のアンテナモジュールのブロック図である。 第７の実施形態の無線装置の構成例を示す図である。

符号の説明

１，２１，３１，８１，１０１，１２１−アンテナモジュール
２，２２，３２，５２，６２，８２，１０２−レドーム
４，２４，３４，６４，８４−アンテナ基板
５，２５，８５，１０５，１２５−アンテナ
６−サポート
７−フレアー
８，３８−ビス
２３，３３，８３−ベース板
２６，３６，５６，６６，８６，１０６−ポスト部
２７−側壁
２８−フランジ部
２９−給電配線
３０，５９−凹部
３１−天板部
３７−ゴムパッキン
５７−スリット部
８７−溝部
１３１−スイッチ制御回路
１３２−信号入出力端子
１３３−制御信号端子
１４０−レーダ
１４１−サーキュレータ
１４２−ミキサ
１４３−カプラ
１４４−パワーアンプ
１４５−電圧制御発振器
１４６−ローノイズアンプ
１４７−信号処理部

Claims (7)

1. それぞれ所定の指向性を有する複数のアンテナを基体に配置してなるアンテナモジュールにおいて、
   前記複数のアンテナを覆うレドームを設けるとともに、前記複数のアンテナ間での相互結合を抑制するポスト部を前記レドームに形成したアンテナモジュール。
2. 前記複数のアンテナのうち隣接するアンテナ間に前記ポスト部を配置するとともに、前記ポスト部の端部と前記基体の表面との間に間隙を設けた請求項１に記載のアンテナモジュール。
3. 前記ポスト部の端部に、アンテナ間を結ぶ方向に垂直な方向に延びる溝部を設けるとともに、
   前記ポスト部の端部および前記端部が対向する前記基体の部分を導体として、チョーク構造を形成した請求項２に記載のアンテナモジュール。
4. 前記ポスト部に、アンテナ間を結ぶ方向に貫通するスリット部を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
5. 前記ポスト部に電磁波の反射面を設け、このポスト部の電磁波反射面と前記アンテナとの位置関係によりアンテナの指向性を定めた請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
6. 前記複数のアンテナに対して選択的に給電するスイッチを備えた請求項１〜５のうちいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
7. 請求項１〜６のうちいずれか１項に記載のアンテナモジュールを信号送受信部に備えた無線装置。

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