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JP2018067888A - Antenna and radar - Google Patents

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JP2018067888A JP2016207215A JP2016207215A JP2018067888A JP 2018067888 A JP2018067888 A JP 2018067888A JP 2016207215 A JP2016207215 A JP 2016207215A JP 2016207215 A JP2016207215 A JP 2016207215A JP 2018067888 A JP2018067888 A JP 2018067888A
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貴徳 福永
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傑 山岸
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Abstract

【課題】アンテナの利得を向上させることができ、それによって当該アンテナを搭載したレーダの検知性能を向上させることができるアンテナを提供する。【解決手段】基板と、前記基板の内部に設けられ、導波管として機能するための1つ以上の中空と、前記1つ以上の中空から前記基板表面まで貫通した、前記基板をスロットアンテナとして機能させるための1つ以上のスロット素子と、を備え、前記1つ以上の中空のうちの第1の中空の、前記基板表面に前記中空を投影させた面であるスロット表面の近傍に、前記第1の中空の管長手方向に平行に伸びる1本以上の溝が形成されている、アンテナ。【選択図】図3An antenna capable of improving the gain of an antenna and thereby improving the detection performance of a radar equipped with the antenna. A substrate, one or more cavities provided inside the substrate and functioning as a waveguide, and the substrate penetrating from the one or more cavities to the substrate surface as a slot antenna. One or more slot elements for functioning, and a first hollow of the one or more hollows, in the vicinity of the slot surface, which is a surface on which the hollow is projected on the substrate surface, An antenna in which one or more grooves extending parallel to the longitudinal direction of the first hollow tube are formed. [Selection] Figure 3

Description

この発明はアンテナおよびレーダに関する。   The present invention relates to an antenna and a radar.

たとえば特開平5−22025号公報(特許文献1)にも記載されているように、従来の導波管スロットアンテナでは、アンテナ利得を高めるために導波管を並列的に多数配列する方式が一般的である。   For example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-22025 (Patent Document 1), a conventional waveguide slot antenna generally employs a method in which a large number of waveguides are arranged in parallel in order to increase antenna gain. Is.

特開平5−22025号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-22025

しかしながら、導波管の数を増加させると構造が複雑になったり、アンテナ全体がサイズアップしたりするという問題がある。   However, when the number of waveguides is increased, there is a problem that the structure becomes complicated and the whole antenna is increased in size.

この発明にかかるアンテナは、基板と、基板の内部に設けられ、導波管として機能するための1つ以上の中空と、1つ以上の中空から基板表面まで貫通した、基板をスロットアンテナとして機能させるための1つ以上のスロット素子と、を備え、1つ以上の中空のうちの第1の中空の、下に定義するスロット表面の近傍に、第1の中空の管長手方向に平行に伸びる1本以上の溝が形成されている。
スロット表面:基板表面に中空を投影させた面
An antenna according to the present invention functions as a slot antenna, which is provided inside a substrate, one or more hollows to function as a waveguide, and penetrates from one or more hollows to the substrate surface. One or more slot elements for extending the first hollow of the one or more cavities in the vicinity of the slot surface defined below and extending parallel to the longitudinal direction of the first hollow tube One or more grooves are formed.
Slot surface: The surface where a hollow is projected on the substrate surface

また、この発明にかかるレーダは、上記のアンテナを搭載している。   The radar according to the present invention is equipped with the antenna described above.

この発明によると、アンテナの利得を向上させることができる。それによって、該アンテナを搭載したレーダの検知性能を向上させることができる。   According to the present invention, the gain of the antenna can be improved. Thereby, the detection performance of the radar equipped with the antenna can be improved.

アンテナにおける方向の定義を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the definition of the direction in an antenna. 第1の実施の形態にかかるアンテナを搭載したレーダの構成の一例を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically an example of the structure of the radar carrying the antenna concerning 1st Embodiment. 第1の実施の形態にかかるアンテナの構成の一例を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically an example of the structure of the antenna concerning 1st Embodiment. 発明者らによるシミュレーションに用いたアンテナモデルに共通するサイズを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the size common to the antenna model used for the simulation by inventors. 第1のシミュレーションの条件2のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 2 of 1st simulation. 第1のシミュレーションの条件3のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 3 of 1st simulation. 第1のシミュレーションの条件4のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 4 of 1st simulation. 第1のシミュレーションの条件5のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 5 of 1st simulation. 第1のシミュレーションの結果を表した一覧表である。It is a list showing the result of the 1st simulation. 第2のシミュレーションの条件6および7のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 6 and 7 of 2nd simulation. 第2のシミュレーションの条件8のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 8 of 2nd simulation. 第2のシミュレーションの条件9および10のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 9 and 10 of 2nd simulation. 第2のシミュレーションの条件6(A)および条件7(B)での結果を表した一覧表である。It is the list showing the result in condition 6 (A) and condition 7 (B) of the 2nd simulation. 第2のシミュレーションの条件8での結果を表した一覧表である。It is the list showing the result in condition 8 of the 2nd simulation. 第2のシミュレーションの条件9(A)および条件10(B)での結果を表した一覧表である。It is the list showing the result in condition 9 (A) and condition 10 (B) of the 2nd simulation. 第3のシミュレーションの条件11のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 11 of 3rd simulation. 第3のシミュレーションの条件12のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 12 of 3rd simulation. 第3のシミュレーションの結果を表した一覧表である。It is a list showing the result of the 3rd simulation. 第4のシミュレーションの条件15のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 15 of 4th simulation. 第4のシミュレーションの条件16のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 16 of 4th simulation. 第4のシミュレーションの条件17のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 17 of 4th simulation. 第4のシミュレーションの条件18のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 18 of 4th simulation. 第4のシミュレーションの条件19のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 19 of 4th simulation. 第4のシミュレーションの条件20のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 20 of 4th simulation. 第4のシミュレーションの条件21のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 21 of 4th simulation. 第4のシミュレーションの条件22のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 22 of 4th simulation. 第4のシミュレーションの条件23のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 23 of 4th simulation. 第4のシミュレーションの条件24のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 24 of 4th simulation. 第4のシミュレーションの、スロットアンテナごとの結果を表した一覧表である。It is the list showing the result for every slot antenna of the 4th simulation. 第4のシミュレーションの結果を表した一覧表である。It is a list showing the result of the 4th simulation. 第5のシミュレーションの条件25のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 25 of 5th simulation. 第5のシミュレーションの条件26のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 26 of 5th simulation. 第5のシミュレーションの結果を表した一覧表である。It is a list showing the result of the 5th simulation. 第2の実施の形態にかかるアンテナの構成の一例を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically an example of the structure of the antenna concerning 2nd Embodiment. 第6のシミュレーションの条件28のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 28 of 6th simulation. 第6のシミュレーションの条件29のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 29 of 6th simulation. 第6のシミュレーションの条件30のアンテナモデルの断面の概略図である。It is the schematic of the cross section of the antenna model of the conditions 30 of 6th simulation. 第6のシミュレーションの結果を表した一覧表である。It is a list showing the result of the 6th simulation. アンテナの製造方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the manufacturing method of an antenna. 隣接するスロットアンテナ間に設けられる溝の他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of the groove | channel provided between adjacent slot antennas. 板部材の基板への取り付け方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the attachment method to the board | substrate of a board member.

[実施の形態の説明]
本実施の形態には、少なくとも以下のものが含まれる。
すなわち、ある実施の形態に従うと、アンテナは、基板と、基板の内部に設けられ、導波管として機能するための1つ以上の中空と、1つ以上の中空から基板表面まで貫通した、基板をスロットアンテナとして機能させるための1つ以上のスロット素子と、を備え、1つ以上の中空のうちの第1の中空の、下に定義するスロット表面の近傍に、第1の中空の管長手方向に平行に伸びる1本以上の溝が形成されている。
スロット表面:基板表面に中空を投影させた面
発明者らによりシミュレーションによって、上記の構成によりアンテナの利得を向上させることができることが検証された。これにより、スロットアンテナの数を増大させることなくアンテナの利得を向上させることができるため、当該アンテナを搭載したレーダの構成を複雑化、大型化することを抑えて検知精度を向上させることができる。
[Description of Embodiment]
This embodiment includes at least the following.
That is, according to one embodiment, an antenna is provided on a substrate, one or more cavities for functioning as a waveguide, and one or more cavities penetrating from the one or more cavities to the substrate surface. One or more slot elements for functioning as a slot antenna, the first hollow tube length in the vicinity of the first hollow of the one or more hollow, the slot surface defined below One or more grooves extending parallel to the direction are formed.
Slot surface: plane in which a hollow is projected on the substrate surface The inventors have verified through simulation that the antenna gain can be improved by the above configuration. As a result, the gain of the antenna can be improved without increasing the number of slot antennas, so that the detection accuracy can be improved while suppressing the complexity and enlargement of the configuration of the radar equipped with the antenna. .

好ましくは、1本以上の溝は、基板表面の、第1の中空の前記スロット表面を挟む位置に形成され、各々第1の中空の管長手方向に平行に伸びる2本の溝を含む。
発明者らによりシミュレーションによって、上記の構成によりアンテナの利得をより向上させることができることが検証された。これにより、スロットアンテナの数を増大させることなくアンテナの利得を向上させることができるため、当該アンテナを搭載したレーダの構成を複雑化、大型化することを抑えて検知精度を向上させることができる。
Preferably, the one or more grooves are formed on the substrate surface at a position sandwiching the surface of the first hollow slot, and each include two grooves extending in parallel to the longitudinal direction of the first hollow tube.
The inventors have verified through simulation that the antenna gain can be further improved by the above configuration. As a result, the gain of the antenna can be improved without increasing the number of slot antennas, so that the detection accuracy can be improved while suppressing the complexity and enlargement of the configuration of the radar equipped with the antenna. .

好ましくは、1つ以上の中空は、第1の中空に対して管長手方向が平行するように設けられた第2の中空をさらに含み、1本以上の溝のうちの、第1の中空のスロット表面と第2の中空のスロット表面との間の基板表面に形成された溝は、第1の中空と第2の中空とから均等な間隔である。
上記の構成によれば、溝を間に挟んで隣接する第1のスロットアンテナおよび第2のスロットアンテナそれぞれに対する当該溝の影響を均等にすることができる。
Preferably, the one or more hollows further include a second hollow provided so that a longitudinal direction of the tube is parallel to the first hollow, and the first hollow of the one or more grooves is included. The grooves formed in the substrate surface between the slot surface and the second hollow slot surface are equally spaced from the first hollow and the second hollow.
According to said structure, the influence of the said groove | channel with respect to each of the 1st slot antenna and 2nd slot antenna which are adjacent on both sides of a groove | channel can be made equal.

好ましくは、第1の中空と第2の中空とは共通の給電線に接続されている。
発明者らによりシミュレーションによって、上記の構成のよってもアンテナの利得を向上させることができることが検証された。これにより、スロットアンテナの数を増大させることなくアンテナの利得を向上させることができるため、当該アンテナを搭載したレーダの構成を複雑化、大型化することを抑えて検知精度を向上させることができる。
Preferably, the first hollow and the second hollow are connected to a common feeder line.
The inventors verified by simulation that the gain of the antenna can be improved even with the above configuration. As a result, the gain of the antenna can be improved without increasing the number of slot antennas, so that the detection accuracy can be improved while suppressing the complexity and enlargement of the configuration of the radar equipped with the antenna. .

好ましくは、1つ以上の中空は、第1の中空に対して管長手方向が平行するように設けられた第2の中空をさらに含み、1本以上の溝は、基板表面の、第1の中空および第2の中空のスロット表面を挟む位置に形成され、各々第1の中空の管長手方向に平行に伸びる2本の溝を含み、第1の中空のスロット表面と第2の中空のスロット表面との間には溝が1本も形成されない。
発明者らによりシミュレーションによって、上記の構成によってもアンテナの利得をより向上させることができることが検証された。これにより、スロットアンテナの数を増大させることなくアンテナの利得を向上させることができるため、当該アンテナを搭載したレーダの構成を複雑化、大型化することを抑えて検知精度を向上させることができる。
Preferably, the one or more hollows further include a second hollow provided so that a longitudinal direction of the tube is parallel to the first hollow, and the one or more grooves are formed on the first surface of the substrate. The first hollow slot surface and the second hollow slot are formed so as to sandwich the hollow and second hollow slot surfaces and each include two grooves extending parallel to the longitudinal direction of the first hollow tube. No groove is formed between the surface.
The inventors have verified by simulation that the antenna gain can be further improved by the above-described configuration. As a result, the gain of the antenna can be improved without increasing the number of slot antennas, so that the detection accuracy can be improved while suppressing the complexity and enlargement of the configuration of the radar equipped with the antenna. .

好ましくは、1つ以上のスロット素子は、中空の管長手方向に沿って配列された複数のスロット素子を含み、1本以上の溝は、隔壁部を介して管長手方向に隣接し、各々管長手方向に伸びる2本の溝を含み、隔壁部は、当該隔壁部からみて電磁波の進行方向に直交する方向に第1の中空の複数のスロット素子のうちの1つでも設けられている位置には形成されず、当該隔壁部からみて電磁波の進行方向に直交する方向に第1の中空の複数のスロット素子が1つも設けられていない位置に形成される。
上記の構成によれば、溝が隣接するスロット素子の間に位置することになるので、これら2つのスロット素子それぞれの信号の他方への影響が効果的に抑えられる。
Preferably, the one or more slot elements include a plurality of slot elements arranged along the longitudinal direction of the hollow tube, and the one or more grooves are adjacent to each other in the longitudinal direction of the tube through the partition wall, It includes two grooves extending in the hand direction, and the partition wall portion is located at a position where at least one of the first hollow slot elements is provided in a direction orthogonal to the traveling direction of the electromagnetic wave as viewed from the partition wall portion. Is not formed, and is formed at a position where none of the first plurality of hollow slot elements is provided in a direction orthogonal to the traveling direction of the electromagnetic wave as viewed from the partition wall.
According to said structure, since a groove | channel is located between adjacent slot elements, the influence on the other of each signal of these two slot elements is suppressed effectively.

好ましくは、1本以上の溝のうちの第1の中空に最も近い溝の第1の中空に向く壁面から第1の中空の上記最も近い溝に向く壁面までの距離である壁厚は0.27λ(λ:当該アンテナの使用周波数の波長)以下である。
発明者らによりシミュレーションによって、上記の構成によってアンテナの利得を向上させることができることが検証された。これにより、スロットアンテナの数を増大させることなくアンテナの利得を向上させることができるため、当該アンテナを搭載したレーダの構成を複雑化、大型化することを抑えて検知精度を向上させることができる。
Preferably, the wall thickness which is the distance from the wall facing the first hollow of the groove closest to the first hollow of the one or more grooves to the wall facing the first hollow of the closest groove is 0. It is 27λ (λ: wavelength of the frequency used by the antenna) or less.
The inventors verified by simulation that the gain of the antenna can be improved by the above configuration. As a result, the gain of the antenna can be improved without increasing the number of slot antennas, so that the detection accuracy can be improved while suppressing the complexity and enlargement of the configuration of the radar equipped with the antenna. .

好ましくは、1本以上の溝の深さは0.51λ以下である。
発明者らによりシミュレーションによって、上記の構成によってアンテナの利得を向上させることができることが検証された。これにより、スロットアンテナの数を増大させることなくアンテナの利得を向上させることができるため、当該アンテナを搭載したレーダの構成を複雑化、大型化することを抑えて検知精度を向上させることができる。
Preferably, the depth of the one or more grooves is 0.51λ or less.
The inventors verified by simulation that the gain of the antenna can be improved by the above configuration. As a result, the gain of the antenna can be improved without increasing the number of slot antennas, so that the detection accuracy can be improved while suppressing the complexity and enlargement of the configuration of the radar equipped with the antenna. .

好ましくは、1本以上の溝は、基板表面の第1の中空のスロット表面の近傍に形成された第1の溝、および第1の溝に対して第1の中空から遠い側に隣接する第2の溝を含む。
発明者らによりシミュレーションによって、上記の構成によってアンテナの利得を向上させることができることが検証された。これにより、スロットアンテナの数を増大させることなくアンテナの利得を向上させることができるため、当該アンテナを搭載したレーダの構成を複雑化、大型化することを抑えて検知精度を向上させることができる。
Preferably, the one or more grooves are a first groove formed in the vicinity of the first hollow slot surface on the substrate surface, and a first groove adjacent to the first groove far from the first hollow. Includes two grooves.
The inventors verified by simulation that the gain of the antenna can be improved by the above configuration. As a result, the gain of the antenna can be improved without increasing the number of slot antennas, so that the detection accuracy can be improved while suppressing the complexity and enlargement of the configuration of the radar equipped with the antenna. .

好ましくは、基板は、複数の板が積層された積層構造を有し、複数の板は、第1面を有する第1の板と、第1面の裏面側に配置される第2の板と、を含み、第1の板は、1本以上の溝を形成する第1の貫通孔と、スロット素子を形成する第2の貫通孔と、を有し、第2の板は、第1の貫通孔を塞ぐ領域を有する。
上記の構成によれば、アンテナの形成を容易にすることができる。特に、当該アンテナの使用周波数の波長がミリ波などの小さい波長であった場合に、当該アンテナの形成をより容易にすることができる。
Preferably, the substrate has a stacked structure in which a plurality of plates are stacked, and the plurality of plates includes a first plate having a first surface and a second plate disposed on the back side of the first surface. The first plate has a first through hole that forms one or more grooves, and a second through hole that forms a slot element, and the second plate It has a region that closes the through hole.
According to said structure, formation of an antenna can be made easy. In particular, when the wavelength of the frequency used by the antenna is a small wavelength such as a millimeter wave, the antenna can be formed more easily.

好ましくは、アンテナは、基板の第1面の前方であって、1本以上の溝が構成されている領域の前方に、導電体の部材が設けられている。
発明者らによりシミュレーションによって、上記の構成によってアンテナの利得を向上させることができることが検証された。これにより、スロットアンテナの数を増大させることなくアンテナの利得を向上させることができるため、当該アンテナを搭載したレーダの構成を複雑化、大型化することを抑えて検知精度を向上させることができる。
Preferably, the antenna is provided with a conductor member in front of the first surface of the substrate and in front of a region where one or more grooves are formed.
The inventors verified by simulation that the gain of the antenna can be improved by the above configuration. As a result, the gain of the antenna can be improved without increasing the number of slot antennas, so that the detection accuracy can be improved while suppressing the complexity and enlargement of the configuration of the radar equipped with the antenna. .

他の実施の形態に従うと、レーダは、上記のアンテナを搭載している。
これにより、構成を複雑化、大型化することを抑えて検知精度を向上させることができる。
According to another embodiment, the radar is equipped with the antenna described above.
As a result, it is possible to improve the detection accuracy while preventing the configuration from becoming complicated and large.

[実施の形態の詳細]
以下に、図面を参照しつつ、好ましい実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらの説明は繰り返さない。
[Details of the embodiment]
Hereinafter, preferred embodiments will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts and components are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, these descriptions will not be repeated.

[第1の実施の形態]
<アンテナの定義>
本実施の形態にかかるレーダには、無線通信用のアンテナであるスロットアンテナを含んだアンテナが搭載されている。はじめに、アンテナについて定義を行う。スロットアンテナは、電波の伝送のために用いられる、円形または方形の断面の中空を有する、1本の導波管を含む。1つの導波管には、1つまたは複数の、導波管の中空から外部に向かう貫通孔であるスロット素子が設けられる。なお、ここでの導波管は、1つの中空と断面が円形または方形である当該中空の外周とからなる管状部材を意味するものではなく、電磁波の伝送路となる円形または方形の断面の中空自体を指す。
[First Embodiment]
<Definition of antenna>
The radar according to the present embodiment is equipped with an antenna including a slot antenna that is an antenna for wireless communication. First, the antenna is defined. The slot antenna includes a single waveguide having a circular or square cross-section hollow used for radio wave transmission. One waveguide is provided with one or a plurality of slot elements which are through holes from the hollow of the waveguide toward the outside. The waveguide here does not mean a tubular member composed of one hollow and the outer circumference of the hollow having a circular or square cross section, but a hollow of a circular or rectangular cross section serving as an electromagnetic wave transmission path. Refers to itself.

1つのアンテナは、1本以上のスロットアンテナを含む。アンテナに複数本のスロットアンテナが含まれる場合、該複数本のスロットアンテナは、管長手方向が平行となるように配列される。導波管が並ぶ方向、つまり管長手方向に直交する方向をアンテナの幅方向ともいう。   One antenna includes one or more slot antennas. When the antenna includes a plurality of slot antennas, the plurality of slot antennas are arranged so that the longitudinal directions of the tubes are parallel to each other. The direction in which the waveguides are arranged, that is, the direction orthogonal to the longitudinal direction of the tube is also called the width direction of the antenna.

アンテナ系統は、それぞれの導波管に接続される給電線が共通する、1本以上のスロットアンテナからなる。受信アンテナとして使用する場合、同一のアンテナ系統が複数本のスロットアンテナからなるときには当該複数本のスロットアンテナからの合成の電波が受信電波として給電線に出力される。同時に受信した複数のアンテナ系統間の電波の位相差に基づいて検知対象物の当該アンテナに対する角度が算出される。また、送信アンテナとして使用する場合には、同一のアンテナ系統が複数本のスロットアンテナからなるときには給電線から入力された送信波は複数本のスロットアンテナに分配されそれぞれのスロットアンテナから放射された電波が合成されて放射電波となる。   The antenna system is composed of one or more slot antennas that share a feed line connected to each waveguide. When used as a receiving antenna, when the same antenna system is composed of a plurality of slot antennas, a combined radio wave from the plurality of slot antennas is output as a received radio wave to the feeder line. The angle of the object to be detected with respect to the antenna is calculated based on the phase difference of the radio waves between the plurality of antenna systems received simultaneously. Also, when used as a transmission antenna, when the same antenna system is composed of a plurality of slot antennas, the transmission wave input from the feeder is distributed to the plurality of slot antennas and the radio waves radiated from the respective slot antennas. Are combined into a radiated radio wave.

導波管の表面のうちのスロット素子が設けられた面を、スロットアンテナの表面(ひょうめん)(スロット表面)とする。1つのアンテナに含まれる1本以上のスロットアンテナすべてのスロット表面は、1つの平面に含まれる。なお、すべてのスロット表面が1つの平面に完全に一致している場合のみならず、たとえば当該1つの平面に対してスロット表面が多少凹凸している場合も含む。この平面を表面とする部材を基板と称する。言い換えると、スロット表面は、基板表面に導波管の中空を投影させた面である。アンテナでは、基板の内部に、導波管として機能するための1つ以上の中空が設けられており、スロット素子は、基板をスロットアンテナとして機能させるために設けられた、中空から基板表面までの貫通孔である。   Of the surface of the waveguide, the surface on which the slot element is provided is defined as the surface (slot surface) of the slot antenna. The slot surfaces of all the one or more slot antennas included in one antenna are included in one plane. Note that this includes not only the case where all the slot surfaces completely coincide with one plane, but also the case where, for example, the slot surfaces are somewhat uneven with respect to the one plane. A member having this plane as a surface is referred to as a substrate. In other words, the slot surface is a surface obtained by projecting the hollow of the waveguide onto the substrate surface. In the antenna, one or more cavities for functioning as a waveguide are provided inside the substrate, and the slot element is provided from the hollow to the surface of the substrate provided to function the substrate as a slot antenna. It is a through hole.

基板表面をアンテナの正面とする。アンテナの正面から前方(正面から正の距離を有する位置)をアンテナの正面方向とし、アンテナの正面から後方をアンテナの背面方向とする。アンテナの正面から後方とは、アンテナの正面からアンテナ内部に向かう向きを指す。アンテナの正面から前方とは後方の逆向きであって、アンテナの正面を基点として該アンテナから遠くなる向きを指す。   The substrate surface is the front of the antenna. The front from the front of the antenna (a position having a positive distance from the front) is the front direction of the antenna, and the rear from the front of the antenna is the back direction of the antenna. The direction from the front of the antenna to the rear indicates the direction from the front of the antenna toward the inside of the antenna. The front from the front of the antenna is the reverse of the rear, and refers to the direction far from the antenna with the front of the antenna as a base point.

スロットアンテナは、当該アンテナの送受信対象とするレーダ波の波長に基づいて設計されている。当該アンテナの送受信対象とするレーダ波の周波数は、アンテナの使用周波数とも呼ばれる。使用周波数が、ミリ波レーダと呼ばれるミリ波帯の電波を用いるレーダの一般的な使用周波数である76.5GHzの場合、スロットアンテナの設計波長λは3.92mmである。   The slot antenna is designed based on the wavelength of the radar wave to be transmitted / received by the antenna. The frequency of the radar wave to be transmitted / received by the antenna is also called an antenna use frequency. When the operating frequency is 76.5 GHz, which is a general operating frequency of a radar using a millimeter wave band called a millimeter wave radar, the design wavelength λ of the slot antenna is 3.92 mm.

<方向の定義>
車載用のレーダなどにおけるアンテナなどのように、アンテナは、一般的には、配列された複数本のスロットアンテナの管長手方向が鉛直になるように設置される。アンテナの水平面は、このようにアンテナが設置された場合の水平面を指す。アンテナの方向を図1に示されたように定義する。図1を参照して、矢印A方向を水平方向における+方向の角度とする。すなわち、水平面内において、アンテナの正面方向の角度を0°とし、アンテナの正面から反時計回りに90°を+方向の角度とする。矢印B方向を水平方向における−方向の角度とする。すなわち、水平面内において、アンテナの正面から時計回りに90°までの角度を−方向の角度とする。矢印C方向を垂直方向における+方向の角度とする。すなわち、鉛直面内において、アンテナの正面方向の角度を0°とし、アンテナの正面から下向きに90°までを+方向の角度とする。矢印D方向を垂直方向における−方向の角度とする。すなわち、鉛直面内において、アンテナの正面から上向きに90°までの角度を−方向の角度とする。このようにアンテナが設置された場合、レーダの検知角とは、一般的には、アンテナの水平面において検知可能な角度を言う。検知角は、アンテナ正面に対して水平面内での正負両方向で表す場合もある。
<Definition of direction>
The antenna is generally installed such that the longitudinal direction of the tubes of the plurality of arrayed slot antennas is vertical, such as an antenna in a vehicle-mounted radar. The horizontal plane of the antenna refers to the horizontal plane when the antenna is installed in this way. The direction of the antenna is defined as shown in FIG. Referring to FIG. 1, the direction of arrow A is defined as an angle in the + direction in the horizontal direction. That is, in the horizontal plane, the angle in the front direction of the antenna is 0 °, and 90 ° counterclockwise from the front of the antenna is the angle in the + direction. The arrow B direction is defined as an angle in the minus direction in the horizontal direction. That is, in the horizontal plane, an angle of 90 ° clockwise from the front of the antenna is defined as an angle in the − direction. The arrow C direction is the angle in the + direction in the vertical direction. That is, in the vertical plane, the angle in the front direction of the antenna is 0 °, and the angle from the front of the antenna to 90 ° downward is the angle in the + direction. The arrow D direction is defined as an angle in the − direction in the vertical direction. That is, in the vertical plane, an angle of 90 ° upward from the front of the antenna is defined as an angle in the − direction. When the antenna is thus installed, the radar detection angle generally refers to an angle that can be detected on the horizontal plane of the antenna. The detection angle may be expressed in both positive and negative directions in the horizontal plane with respect to the front surface of the antenna.

<アンテナの構成>
スロットアンテナで高利得を得ようとすると、一般的には該アンテナに含まれるスロットアンテナの数を増加させることが考えられる。アンテナの利得とは、放射が最大となる放射角におけるエネルギーの強さを指し、具体的には、同一電界において対象アンテナと基準アンテナとで受信したときの受信電力の比を指す。利得が向上するとレーダの検知精度が向上する。しかしながら、スロットアンテナの数が増加するとアンテナの構造が複雑になる。また、アンテナサイズも大きくなってしまう。そこで、発明者らは、スロットアンテナの数の増加に因らずに利得を向上させるようなアンテナを設計した。
<Antenna configuration>
In order to obtain a high gain with a slot antenna, it is generally considered that the number of slot antennas included in the antenna is increased. The antenna gain refers to the intensity of energy at the radiation angle at which radiation is maximized, and specifically refers to the ratio of received power when the target antenna and the reference antenna receive signals in the same electric field. Raising the gain improves the radar detection accuracy. However, as the number of slot antennas increases, the antenna structure becomes complicated. In addition, the antenna size becomes large. Therefore, the inventors designed an antenna that improves the gain regardless of the increase in the number of slot antennas.

図2は、第1の実施の形態にかかるアンテナ100を搭載したレーダ300の構成の一例を模式的に表した図である。図2は、アンテナ100を正面から見た図である。図2では後述する金属板50が省略されている。図3は、アンテナ100の構成の一例を模式的に表した図である。図3は、図2のA−A位置での断面図である。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of the radar 300 on which the antenna 100 according to the first embodiment is mounted. FIG. 2 is a view of the antenna 100 as viewed from the front. In FIG. 2, a metal plate 50 described later is omitted. FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of the antenna 100. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

図2および図3を参照して、第1の実施の形態にかかるアンテナ100は、複数のスロットアンテナ20A〜20Eを含む。スロットアンテナ20A〜20Eを総称してスロットアンテナ20と称する。図2において、アンテナ100の幅方向をx方向、導波管の管長手方向をy方向とする。図2に規定されたように、x方向のうちの一方の向きを+x向き、その逆向きを−x向きとし、y方向のうちの一方の向きを+y向き、その逆向きを−y向きとする。また、図3において、さらに、基板10の表面10aに直交する方向をz方向とする。図3に規定されたように、基板表面10aから遠くなる向き、つまりアンテナ100の正面方向を+z向き、基板10内部に向かう向き、つまりアンテナの背面方向を−z向きとする。   2 and 3, an antenna 100 according to the first embodiment includes a plurality of slot antennas 20A to 20E. The slot antennas 20A to 20E are collectively referred to as a slot antenna 20. In FIG. 2, the width direction of the antenna 100 is the x direction, and the longitudinal direction of the waveguide is the y direction. As defined in FIG. 2, one direction in the x direction is + x direction, the opposite direction is −x direction, one direction in y direction is + y direction, and the opposite direction is −y direction. To do. Further, in FIG. 3, the direction orthogonal to the surface 10a of the substrate 10 is defined as the z direction. As defined in FIG. 3, the direction away from the substrate surface 10a, that is, the front direction of the antenna 100 is the + z direction, and the direction toward the inside of the substrate 10, that is, the rear direction of the antenna is the −z direction.

詳しくは、図2および図3を参照して、スロットアンテナ20A〜20Eは、それぞれ、1本ずつの導波管11A〜11Eと、導波管11A〜11Eそれぞれの管長手方向(第2の方向)に沿って配列された複数のスロット素子12とを有する。導波管11A〜11Eを総称して導波管11と称する。導波管11A〜11Eは、いずれもが第1の中空に相当する。すなわち、導波管11は第1の中空である。各スロットアンテナ20に複数のスロット素子12を設けることによって、当該アンテナ100を搭載したレーダ300の検知精度を向上させることができる。   Specifically, referring to FIG. 2 and FIG. 3, the slot antennas 20A to 20E include one waveguide 11A to 11E and one longitudinal direction (second direction) of each of the waveguides 11A to 11E. And a plurality of slot elements 12 arranged along the line. The waveguides 11A to 11E are collectively referred to as the waveguide 11. The waveguides 11A to 11E all correspond to the first hollow. That is, the waveguide 11 is the first hollow. Providing each slot antenna 20 with a plurality of slot elements 12 can improve the detection accuracy of the radar 300 on which the antenna 100 is mounted.

基板10は、たとえば金属などの導電体で形成された、厚みを有する板部材である。複数のスロットアンテナ20の導波管11は、すべて、スロット表面11aが基板10の表面10aに一致、あるいは略一致するように、基板10の内部に管長手方向が平行するように配置されている。すなわち、基板10内部には、複数の導波管11それぞれの中空が平行に穿孔されている。なお、ここでの略一致とは、基板10の表面10aに対して複数のスロットアンテナ20すべてのスロット表面11aが完全に一致している場合のみならず、たとえば基板表面10aに対してスロット表面11aが多少凹凸している場合を含むことを指す。なお、図3では、基板10の裏面側も平面である例が示されているが、基板10は少なくとも表面10aがスロット表面11aを含む平面であればよく、裏面側の導波管11が存在する部分以外は導電体が存在せずにくぼみであってもよい。   The substrate 10 is a plate member having a thickness formed of a conductor such as metal. The waveguides 11 of the plurality of slot antennas 20 are all arranged in the substrate 10 so that the longitudinal direction of the tubes is parallel so that the slot surface 11a coincides with or substantially coincides with the surface 10a of the substrate 10. . That is, the hollows of the plurality of waveguides 11 are drilled in the substrate 10 in parallel. The term “substantially coincidence” here refers not only to the case where all the slot surfaces 11a of the plurality of slot antennas 20 are completely coincident with the surface 10a of the substrate 10, but also, for example, the slot surface 11a relative to the substrate surface 10a This includes the case where is slightly uneven. FIG. 3 shows an example in which the back surface side of the substrate 10 is also a flat surface. However, the substrate 10 may be a flat surface including at least the front surface 10a including the slot surface 11a, and the waveguide 11 on the back surface side exists. Except for the portion to be formed, the conductor may not exist and may be a depression.

導波管11から基板表面10aまで、基板10をスロットアンテナとして機能させるためのスロット素子が、それぞれの導波管11の電磁波の進行方向(長手方向)に沿って穿孔されている。このように基板10を用いて複数のスロットアンテナ20を構成することによって、アンテナ100を製造しやすくすることができる。また、アンテナ100の取り扱いを容易にすることができる。   From the waveguide 11 to the substrate surface 10a, slot elements for causing the substrate 10 to function as a slot antenna are perforated along the traveling direction (longitudinal direction) of the electromagnetic wave in each waveguide 11. As described above, by forming the plurality of slot antennas 20 using the substrate 10, the antenna 100 can be easily manufactured. In addition, the antenna 100 can be easily handled.

図2はアンテナ100を正面から見た図であるため、導波管11が基板表面10aからは点線で示されている。言い換えると、図2において導波管11として点線で示されている範囲は、導波管11の中空が基板10に投影された範囲、つまりスロット表面11aである。   Since FIG. 2 is a view of the antenna 100 as seen from the front, the waveguide 11 is indicated by a dotted line from the substrate surface 10a. In other words, the range indicated by the dotted line as the waveguide 11 in FIG. 2 is the range where the hollow of the waveguide 11 is projected onto the substrate 10, that is, the slot surface 11a.

図2を参照して、1つのスロットアンテナ20に含まれる複数のスロット素子12は、一例として、1本の導波管11につき、管長手方向の2直線CSL,CSRに沿って2列に配列される。複数のスロット素子12は、概ね、2本の直線CSL,CSRに沿って配列されていればよく、その中心がすべて必ずしも2本の直線CSL,CSRのいずれかの真上でなくてもよい。2直線CSL,CSRは、導波管11の管長手方向の中心線Cwを挟んで均等な距離に位置する。中心線Cwは、スロットアンテナ20の幅方向の中心線でもある。複数のスロット素子12は、直線CSL,CSRに沿って、管長手方向に等間隔に配置される。直線CSLに沿った複数のスロット素子12と直線CSRに沿った複数のスロット素子12との幅方向の位置は一致せず、交互に配置される。複数のスロット素子は、その形状はすべて同じであっても、多少の大きさの差異があってもよい。以下の説明では、複数のスロット素子12の形状がすべて同じものとし、その中心が2本の直線CSL,CSRいずれかの真上に位置して2本の直線CSL,CSRに沿って配列されるものとする。 Referring to FIG. 2, as an example, a plurality of slot elements 12 included in one slot antenna 20 are arranged in two rows along two straight lines C SL and C SR in the longitudinal direction of one waveguide 11. Arranged. The plurality of slot elements 12 need only be generally arranged along two straight lines C SL and C SR , and their centers are not necessarily directly above one of the two straight lines C SL and C SR. May be. The two straight lines C SL and C SR are located at equal distances across the center line Cw of the waveguide 11 in the longitudinal direction of the tube. The center line Cw is also the center line in the width direction of the slot antenna 20. The plurality of slot elements 12 are arranged at equal intervals in the longitudinal direction of the pipe along the straight lines C SL and C SR . Widthwise position of a plurality of slot elements 12 and a plurality of slot elements 12 along the line C SR along the line C SL do not match, are arranged alternately. The plurality of slot elements may all have the same shape, or may have a slight size difference. In the following description, all the shapes of a plurality of slot elements 12 and the same as, linear C SL of the center are two, C SR located either directly above two straight lines C SL, along the C SR Shall be arranged.

複数のスロットアンテナ20A〜20Eは、スロットアンテナ20A〜20Dとスロットアンテナ20Eとに分離されている。スロットアンテナ20A〜20Dとスロットアンテナ20Eとは、y方向に並列に配置されている。なお、スロットアンテナ20A〜20Dとスロットアンテナ20Eとの配置は図2の例には限定されない。他の例として、スロットアンテナ20A〜20Dとスロットアンテナ20Eとが分離して、x方向に並列に配置されてもよい。スロットアンテナ20Aは、幅方向の両側のうち、一方側にはスロットアンテナ20Bが配置され、他方側には他のスロットアンテナが配置されていない。また、スロットアンテナ20Dは、幅方向の両側のうち、一方側にはスロットアンテナ20Cが配置され、他方側には他のスロットアンテナが配置されていない。スロットアンテナ20Eの幅方向の両側にはいずれのスロットアンテナも配置されていない。なお、複数のスロットアンテナ20A〜20Eの構成は、図2および上に説明された以外の構成であってもよい。すなわち、図2には4本のスロットアンテナと1本のスロットアンテナとに区分された構成の例が示されているが、たとえば、受信用のアンテナ系統として7本のスロットアンテナ、送信用のアンテナ系統として2本のスロットアンテナとする構成や、受信用のアンテナ系統として1本のスロットアンテナ、送信用のアンテナ系統として1本のスロットアンテナとする構成、などであってもよい。   The plurality of slot antennas 20A to 20E are separated into slot antennas 20A to 20D and a slot antenna 20E. The slot antennas 20A to 20D and the slot antenna 20E are arranged in parallel in the y direction. The arrangement of the slot antennas 20A to 20D and the slot antenna 20E is not limited to the example in FIG. As another example, the slot antennas 20A to 20D and the slot antenna 20E may be separated and arranged in parallel in the x direction. In the slot antenna 20A, the slot antenna 20B is arranged on one side of both sides in the width direction, and no other slot antenna is arranged on the other side. Further, in the slot antenna 20D, the slot antenna 20C is arranged on one side of both sides in the width direction, and no other slot antenna is arranged on the other side. None of the slot antennas are arranged on both sides in the width direction of the slot antenna 20E. The configuration of the plurality of slot antennas 20A to 20E may be a configuration other than that described in FIG. 2 and above. That is, FIG. 2 shows an example of a configuration divided into four slot antennas and one slot antenna. For example, as a receiving antenna system, seven slot antennas and transmission antennas are used. The system may be configured with two slot antennas, the reception antenna system with one slot antenna, or the transmission antenna system with one slot antenna.

第1の実施の形態にかかるアンテナ100では、スロットアンテナ20A〜20Dそれぞれが受信用のアンテナ系統を構成する。つまり、第1の実施の形態にかかるアンテナ100は、スロットアンテナ20Aによって構成される第1の受信用のアンテナ系統、スロットアンテナ20Bによって構成される第2の受信用のアンテナ系統、スロットアンテナ20Cによって構成される第3の受信用のアンテナ系統、およびスロットアンテナ20Dによって構成される第4の受信用のアンテナ系統を含む。各受信用のアンテナ系統は、それぞれ独立した給電線で受信機170に接続される。つまり、スロットアンテナ20A〜20Dは、それぞれが独立した給電線で受信機170に接続される。また、第1の実施の形態にかかるアンテナ100では、スロットアンテナ20Eが送信用のアンテナ系統を構成する。スロットアンテナ20Eは送信機150に接続される。   In the antenna 100 according to the first embodiment, each of the slot antennas 20A to 20D constitutes a receiving antenna system. That is, the antenna 100 according to the first embodiment includes the first receiving antenna system configured by the slot antenna 20A, the second receiving antenna system configured by the slot antenna 20B, and the slot antenna 20C. It includes a third receiving antenna system configured and a fourth receiving antenna system configured by the slot antenna 20D. Each receiving antenna system is connected to the receiver 170 by an independent feeder line. That is, each of the slot antennas 20A to 20D is connected to the receiver 170 by an independent feeder line. In the antenna 100 according to the first embodiment, the slot antenna 20E constitutes a transmission antenna system. The slot antenna 20E is connected to the transmitter 150.

スロットアンテナ20A〜20Dにおいて、隣接するスロットアンテナ20の間隔L1はたとえば2.0λ程度とする。好ましくは、間隔L1は1.5λ以下である。より好ましくは、間隔L1は1.2λ以下であり、たとえば1.0λ以下とする。隣接するスロットアンテナ20の間隔L1とは、図2を参照して、スロットアンテナ20の管長手方向に延びる中心線Cwと当該スロットアンテナ20に隣接するスロットアンテナ20の中心線Cwとの間の距離である。隣接するスロットアンテナ20の間隔L1をできるだけ狭くすることによって、レーダ300における検知角をより広角とすることができるためである。また、アンテナ100の小型化も実現される。   In the slot antennas 20A to 20D, the interval L1 between the adjacent slot antennas 20 is, for example, about 2.0λ. Preferably, the interval L1 is 1.5λ or less. More preferably, the interval L1 is 1.2λ or less, for example, 1.0λ or less. The interval L1 between adjacent slot antennas 20 refers to the distance between the center line Cw extending in the tube longitudinal direction of the slot antenna 20 and the center line Cw of the slot antenna 20 adjacent to the slot antenna 20 with reference to FIG. It is. This is because the detection angle in the radar 300 can be made wider by making the interval L1 between adjacent slot antennas 20 as narrow as possible. Further, the antenna 100 can be downsized.

さらに、隣接するスロットアンテナ20の間隙L2はたとえば0.05(1/20)λ以上とする。隣接するスロットアンテナ20の間隙L2とは、隣接するスロットアンテナ20それぞれの導波管11同士の隙間であり、言い換えると、隣接するスロットアンテナ20のスロット表面の間隔である。詳しくは、図2を参照して、隣接するスロットアンテナ20の間隙は、導波管11の隣接するスロットアンテナ20に近い側の端部間の距離L2である。隣接するスロットアンテナ20の間隔L1を上記のように狭くする中でスロットアンテナ20の間隙L2を広くすることによって、後述する溝40や金属板50が配置されやすくなる。λ=3.92mmの場合、L2が0.05λ(=0.20mm)より小さくなると、製作が困難である。   Further, the gap L2 between adjacent slot antennas 20 is set to 0.05 (1/20) λ or more, for example. The gap L <b> 2 between the adjacent slot antennas 20 is a gap between the waveguides 11 of the adjacent slot antennas 20, in other words, an interval between the slot surfaces of the adjacent slot antennas 20. Specifically, referring to FIG. 2, the gap between adjacent slot antennas 20 is a distance L <b> 2 between end portions of waveguide 11 on the side close to adjacent slot antennas 20. By narrowing the gap L2 between the slot antennas 20 while the interval L1 between the adjacent slot antennas 20 is narrowed as described above, a groove 40 and a metal plate 50 which will be described later are easily arranged. In the case of λ = 3.92 mm, if L2 becomes smaller than 0.05λ (= 0.20 mm), the manufacture is difficult.

送信機150は、アンテナの使用周波数の波長λの送信波を発生させる。レーダ300がミリ波レーダである場合、送信機150は、20GHz以上のミリ波帯の送信波を発生させる。送信機150において発生した送信波は導波管11Eを経てスロットアンテナ20Eに設けられた複数のスロット素子12に達する。そして、送信波は、各スロット素子12から所定方向に発射される。   The transmitter 150 generates a transmission wave having a wavelength λ of the frequency used by the antenna. When the radar 300 is a millimeter wave radar, the transmitter 150 generates a transmission wave in the millimeter wave band of 20 GHz or more. A transmission wave generated in the transmitter 150 reaches the plurality of slot elements 12 provided in the slot antenna 20E through the waveguide 11E. Then, the transmission wave is emitted from each slot element 12 in a predetermined direction.

アンテナ100に到達した当該アンテナの使用周波数の波長の電波は、スロットアンテナ20A〜20Dそれぞれに設けられた複数のスロット素子12によって受信される。受信波は、スロット素子12から各導波管11を経て受信機150に送られる。レーダ300がミリ波レーダである場合、20GHz以上のミリ波帯の電磁波が受信機150に送られる。受信機150は、スロットアンテナ20A〜20Dそれぞれが受信した電波に対して規定された処理を行う。レーダ300の検知範囲に検知対象物が存在する場合、スロットアンテナ20Eから発射された電波は、検知対象物によって反射される。反射された電波は、スロットアンテナ20A〜20Dによって受信される。   The radio wave having the wavelength of the use frequency of the antenna reaching the antenna 100 is received by the plurality of slot elements 12 provided in each of the slot antennas 20A to 20D. The received wave is sent from the slot element 12 to the receiver 150 through each waveguide 11. When the radar 300 is a millimeter wave radar, an electromagnetic wave in the millimeter wave band of 20 GHz or higher is sent to the receiver 150. The receiver 150 performs a prescribed process on the radio waves received by the slot antennas 20A to 20D. When a detection target exists in the detection range of the radar 300, the radio wave emitted from the slot antenna 20E is reflected by the detection target. The reflected radio waves are received by the slot antennas 20A to 20D.

電波が発射されたタイミングから受信されたタイミングまでの時間に基づいて、検知対象物の当該アンテナ100からの距離が算出される。スロットアンテナ20A〜20Dそれぞれで構成される第1〜第4の受信用のアンテナ系統における受信電波の位相差に基づいて、検知対象物の当該アンテナ100に対する角度が算出される。   Based on the time from when the radio wave is emitted to when it is received, the distance of the detection target from the antenna 100 is calculated. The angle of the detection target with respect to the antenna 100 is calculated based on the phase difference of the received radio waves in the first to fourth receiving antenna systems configured by the slot antennas 20A to 20D.

基板表面10aのスロット表面11aのx方向の近傍には、1つ以上の凹部が形成されている。たとえば、スロットアンテナ20Aのスロット表面11aに対して−x側の近傍に1つ以上の凹部が形成されている。また、スロットアンテナ20Aのスロット表面11aに対して+x側の近傍にも、1つ以上の凹部が形成されている。スロットアンテナ20Aのスロット表面11aに対して+x側の近傍は、スロットアンテナ20Bのスロット表面11aに対して−x側の近傍でもある。この位置に形成された1つ以上の凹部は、スロットアンテナ20Aとスロットアンテナ20Bとの間の基板表面10aに形成された凹部とも言える。なお、ここでの近傍とは、凹部が形成されることによってスロットアンテナの利得が向上する距離の範囲を指す。近傍をスロットアンテナと最も近い凹部との間の壁厚mで表すと、近傍と言える該壁厚mはたとえば1.5λ程度までの距離の範囲である。上記したように、スロットアンテナ20の間隔L1を2.0λ程度とする場合、近傍と言える該壁厚mはたとえば1.0λ以下の距離の範囲である。   One or more recesses are formed in the vicinity of the slot surface 11a of the substrate surface 10a in the x direction. For example, one or more recesses are formed in the vicinity of the −x side with respect to the slot surface 11a of the slot antenna 20A. One or more recesses are also formed near the + x side with respect to the slot surface 11a of the slot antenna 20A. The vicinity on the + x side with respect to the slot surface 11a of the slot antenna 20A is also the vicinity on the −x side with respect to the slot surface 11a of the slot antenna 20B. The one or more recesses formed at this position can be said to be a recess formed on the substrate surface 10a between the slot antenna 20A and the slot antenna 20B. The vicinity here refers to a range of distance in which the gain of the slot antenna is improved by forming the recess. When the neighborhood is represented by the wall thickness m between the slot antenna and the nearest concave portion, the wall thickness m that can be said to be the neighborhood is a range of distance up to about 1.5λ, for example. As described above, when the interval L1 between the slot antennas 20 is about 2.0λ, the wall thickness m that can be said to be in the vicinity is, for example, in the range of 1.0λ or less.

凹部は、スロットアンテナ20の近傍であって、少なくとも当該スロットアンテナ20に設けられた、すべてのスロット素子12のx方向の近傍に形成されている。一例として、凹部は、スロットアンテナ20に平行して設けられた、管長手方向、つまりy方向に延びる溝である。凹部を溝とすることによって、スロットアンテナ20のすべてのスロット素子12の近傍に凹部を構成することができ、かつ、容易に形成することができる。具体的に、アンテナ100には、図2,図3に表されたように、スロットアンテナ20Aと20B、20Bと20C、20Cと20Dそれぞれの間の基板表面10aに、それぞれy方向に延びる溝40B,40C,40Dが形成される。溝…,40B,40C,40D,…を総称して溝40とも称する。   The recesses are formed in the vicinity of the slot antenna 20 and at least in the vicinity of all the slot elements 12 provided in the slot antenna 20 in the x direction. As an example, the concave portion is a groove provided in parallel with the slot antenna 20 and extending in the longitudinal direction of the tube, that is, in the y direction. By forming the recesses into grooves, the recesses can be formed in the vicinity of all the slot elements 12 of the slot antenna 20 and can be easily formed. Specifically, in the antenna 100, as shown in FIGS. 2 and 3, grooves 40B extending in the y direction are formed on the substrate surface 10a between the slot antennas 20A and 20B, 20B and 20C, and 20C and 20D, respectively. , 40C, 40D are formed. The grooves..., 40B, 40C, 40D,.

詳しくは、図2を参照して、凹部である溝40はy方向、すなわち導波管11の管長手方向に平行する中心線Cgに沿って伸びる。好ましくは、該凹部は、隣接する2つのスロットアンテナ20から均等な間隔で設けられる。すなわち、中心線Cgは、隣接する2つのスロットアンテナ20それぞれの中心線Cwとの間がいずれも距離l(エル)である。中心線Cw間の距離L1に対して距離l(エル)はL=2×l(エル)の関係を有する。溝40がこのような位置に設けられることによって、この溝40を間に挟んで隣接する2本のスロットアンテナ20それぞれに対する溝40の影響を均等にすることができる。また、アンテナ100の製法に後述する製法の一例を採用する場合、アンテナ100の形成を容易にすることができる。なお、スロットアンテナ20と当該スロットアンテナ20に最も近い溝40との間の壁厚mは、溝40とスロットアンテナ20の導波管11の中空との間隔であって、溝40のスロットアンテナ20に向く壁面からスロットアンテナ20の導波管11の中空の溝40に向く壁面までの距離である。   Specifically, referring to FIG. 2, the groove 40 which is a recess extends along a center line Cg parallel to the y direction, that is, the tube longitudinal direction of the waveguide 11. Preferably, the recesses are provided at equal intervals from the two adjacent slot antennas 20. That is, the distance between the center line Cg and the center line Cw of each of the two adjacent slot antennas 20 is a distance l (el). The distance l (el) has a relationship of L = 2 × l (el) with respect to the distance L1 between the center lines Cw. By providing the groove 40 at such a position, the influence of the groove 40 on each of the two adjacent slot antennas 20 with the groove 40 interposed therebetween can be made uniform. Moreover, when an example of the manufacturing method mentioned later is employ | adopted for the manufacturing method of the antenna 100, formation of the antenna 100 can be made easy. The wall thickness m between the slot antenna 20 and the groove 40 closest to the slot antenna 20 is the distance between the groove 40 and the hollow of the waveguide 11 of the slot antenna 20, and the slot antenna 20 in the groove 40. The distance from the wall surface facing toward the wall surface toward the hollow groove 40 of the waveguide 11 of the slot antenna 20.

溝40の深さ(z方向の長さ)は、スロット表面11aから導波管11までの深さを超える深さである。または、溝40の深さは、スロット表面11aから導波管11までの深さよりも浅くてもよい。溝40の幅(x方向の長さ)は、隣接するスロットアンテナ20のスロット表面11aの間隔よりも小さい。好ましくは、溝40の幅は、0.05λ〜0.26λである。スロットアンテナ20に最も近い溝40と当該スロットアンテナ20との間の壁厚mは、好ましくは、0.27λ以下である。また、溝40の深さは、好ましくは0.51λ以下である。より好ましくは、溝40の深さは0.3λ付近である。   The depth (length in the z direction) of the groove 40 is a depth exceeding the depth from the slot surface 11 a to the waveguide 11. Alternatively, the depth of the groove 40 may be shallower than the depth from the slot surface 11 a to the waveguide 11. The width (the length in the x direction) of the groove 40 is smaller than the interval between the slot surfaces 11 a of the adjacent slot antennas 20. Preferably, the width of the groove 40 is 0.05λ to 0.26λ. The wall thickness m between the groove 40 closest to the slot antenna 20 and the slot antenna 20 is preferably 0.27λ or less. The depth of the groove 40 is preferably 0.51λ or less. More preferably, the depth of the groove 40 is around 0.3λ.

図3を参照して、好ましくは、スロットアンテナ20のスロット表面11aから+z側であって、溝40から+z側の位置に、導電体の部材が設けられている。導電体は、たとえば金属である。導電体の部材を金属板とすることによって、容易に形成することができる。   Referring to FIG. 3, a conductor member is preferably provided at a position on the + z side from slot surface 11 a of slot antenna 20 and on the + z side from groove 40. The conductor is a metal, for example. By forming the conductor member as a metal plate, it can be easily formed.

この部材のアンテナ100の幅方向の長さは、隣接する2つのスロットアンテナ20それぞれの導波管11の間隙L2よりも短い。この部材は、たとえばy方向に延びる金属等の板部材(金属板)である。すなわち、図3に表されたようにスロットアンテナ20A、20B、20Cそれぞれの+x側の基板表面10aから+z側の位置に、それぞれ、導波管11の管長手方向に延びる金属板50A,50B,50Cが形成される。金属板50A,…を総称して金属板50と称する。   The length of this member in the width direction of the antenna 100 is shorter than the gap L <b> 2 between the waveguides 11 of the two adjacent slot antennas 20. This member is a plate member (metal plate) such as a metal extending in the y direction, for example. That is, as shown in FIG. 3, the metal plates 50A, 50B, extending in the tube longitudinal direction of the waveguide 11 from the + x side substrate surface 10a of the slot antennas 20A, 20B, 20C, respectively, to the + z side position. 50C is formed. The metal plates 50A,... Are collectively referred to as the metal plate 50.

なお、溝40と、金属板50などの部材とは、いずれもがアンテナ100に設けられていてもよいし、いずれか一方のみが設けられていてもよい。   Note that both the groove 40 and the member such as the metal plate 50 may be provided in the antenna 100, or only one of them may be provided.

上記のアンテナ100を設計した発明者らは、第1の実施の形態にかかるアンテナ100の一部分を用いて溝40および上記部材である金属板50を変化させた様々な条件におけるスロットアンテナ20の強度の指向性をシミュレーションして、アンテナ100の設計の効果を検証した。   The inventors who designed the antenna 100 described above have the strength of the slot antenna 20 under various conditions in which the groove 40 and the metal plate 50 as the member are changed using a part of the antenna 100 according to the first embodiment. The design directivity of the antenna 100 was verified.

図4は、シミュレーションに用いたアンテナモデルに共通するサイズを説明するための図である。各アンテナモデルは、使用周波数をミリ波レーダの一般的な使用周波数である76.5GHzとして、ミリ波レーダの波長を設計波長λとして設計されている(λ=3.92mm)。図4を参照して、各アンテナモデルに含まれるスロットアンテナ20は、長手方向(y方向)の長さが18.86mm(≒4.81λ)、幅(x方向の長さ)2.54mm(≒0.65λ)の導波管を有し、近傍(側方)に設けられた溝40の、管長手方向(y方向)の長さは20.86mm(≒5.32λ)である。以降の各条件におけるアンテナモデルの断面図は、図4におけるB−B位置での断面図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining a size common to the antenna models used in the simulation. Each antenna model is designed with a use frequency of 76.5 GHz, which is a general use frequency of millimeter wave radar, and a wavelength of millimeter wave radar as a design wavelength λ (λ = 3.92 mm). Referring to FIG. 4, the slot antenna 20 included in each antenna model has a length in the longitudinal direction (y direction) of 18.86 mm (≈4.81λ) and a width (length in the x direction) of 2.54 mm ( The groove 40 provided in the vicinity (side) has a length in the tube longitudinal direction (y direction) of 20.86 mm (≈5.32λ). The cross-sectional views of the antenna model under the following conditions are cross-sectional views at the BB position in FIG.

<<第1のシミュレーション>>
第1のシミュレーションは、スロットアンテナ20を1本のみ有する(1系統)アンテナモデルを受信用のアンテナ系統として用いて、スロットアンテナ20の側方の溝の有無を確認するためのシミュレーションである。
<< First simulation >>
The first simulation is a simulation for confirming the presence / absence of a groove on the side of the slot antenna 20 by using an antenna model having only one slot antenna 20 (one system) as a receiving antenna system.

<第1のシミュレーション条件>
第1のシミュレーションでは、次の条件1〜条件5を適用した。
条件1)溝等を設けずスロットアンテナ20のみのアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
条件2)スロットアンテナ20の−x側の近傍に溝40を1本設けたアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
条件3)スロットアンテナ20の+x側の近傍に溝40を1本設けたアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
条件4)スロットアンテナ20の−x側の近傍に溝40を2本設けたアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
条件5)スロットアンテナ20の+x側の近傍に溝40を2本設けたアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
<First simulation condition>
In the first simulation, the following conditions 1 to 5 were applied.
Condition 1) A simulation using an antenna model of only the slot antenna 20 without providing a groove or the like.
Condition 2) A simulation using an antenna model in which one groove 40 is provided in the vicinity of the −x side of the slot antenna 20.
Condition 3) A simulation using an antenna model in which one groove 40 is provided in the vicinity of the slot antenna 20 on the + x side.
Condition 4) A simulation using an antenna model in which two grooves 40 are provided in the vicinity of the −x side of the slot antenna 20.
Condition 5) A simulation using an antenna model in which two grooves 40 are provided in the vicinity of the + x side of the slot antenna 20.

図5〜図8は、条件2〜条件5のシミュレーションで用いたアンテナモデルの断面の概略図である。図5を参照して、条件2のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、スロットアンテナ20から−x向きに0.21mm(≒0.05λ≒1/20λ)隔てて1本の溝40が設けられている。溝40は、幅(x方向の長さ)0.3mm(≒0.08λ)、深さ(z方向の長さ)1mm(≒0.26λ≒1/4λ)である。図6を参照して、条件3のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、条件2のアンテナモデルをx方向に反転させたものである。   5 to 8 are schematic views of a cross section of the antenna model used in the simulations of conditions 2 to 5. FIG. Referring to FIG. 5, the antenna model used in the simulation of condition 2 is provided with a single groove 40 that is 0.21 mm (≈0.05λ≈1 / 20λ) apart from the slot antenna 20 in the −x direction. Yes. The groove 40 has a width (length in the x direction) of 0.3 mm (≈0.08λ) and a depth (length in the z direction) of 1 mm (≈0.26λ≈1 / 4λ). With reference to FIG. 6, the antenna model used in the simulation of condition 3 is obtained by inverting the antenna model of condition 2 in the x direction.

図7を参照して、条件4のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、スロットアンテナ20から−x向きに0.21mm(≒0.05λ≒1/20λ)隔てて1本目の溝40が設けられ、さらに0.3mm(≒0.08λ)隔てて2本目の溝40が設けられている。溝40の幅および深さは、いずれも条件2,3と共通である。図8を参照して、条件5のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、条件4のシミュレーションで用いたアンテナモデルをx方向に反転させたものである。   Referring to FIG. 7, the antenna model used in the simulation of condition 4 is provided with a first groove 40 that is 0.21 mm (≈0.05λ≈1 / 20λ) apart from the slot antenna 20 in the −x direction. Further, a second groove 40 is provided at a distance of 0.3 mm (≈0.08λ). The width and depth of the groove 40 are the same as those in the conditions 2 and 3. Referring to FIG. 8, the antenna model used in the simulation of condition 5 is obtained by inverting the antenna model used in the simulation of condition 4 in the x direction.

<第1のシミュレーション結果>
図9は、条件1〜条件5それぞれのシミュレーション結果から得られた利得を表した一覧表である。利得が高いと、アンテナ100から発射された電波が遠くまで到達するようになる。そのため、当該アンテナ100を搭載したレーダ300によって検知可能な距離が長くなる。したがって、利得が高いほどアンテナ100を搭載したレーダ300の検知性能が高いと言える。なお、この検証では、水平面がアンテナ正面(0°の方向)、かつ、垂直面において最大利得(ピーク)となる方向の利得を、当該アンテナの利得として利得向上の効果の評価に用いている。つまり、各条件において得られたシミュレーション結果の0[°]の値を評価対象として用いている。以降の検証でも同様である。しかしながら、アンテナの利得は正面の強度の指向性のみに限定されず、いずれの位置(角度)の指向性から得られるものであってもよい。つまり、同じシミュレーション結果の他の角度の値から利得を得、その利得を比較して利得向上の効果の評価に用いてもよい。
<First simulation result>
FIG. 9 is a list showing gains obtained from the simulation results of conditions 1 to 5 respectively. When the gain is high, the radio wave emitted from the antenna 100 reaches a long distance. For this reason, the distance that can be detected by the radar 300 on which the antenna 100 is mounted becomes longer. Therefore, it can be said that the detection performance of the radar 300 equipped with the antenna 100 is higher as the gain is higher. In this verification, the gain in the direction in which the horizontal plane is the front of the antenna (in the direction of 0 °) and the maximum gain (peak) in the vertical plane is used as the gain of the antenna to evaluate the gain improvement effect. That is, the value of 0 [°] of the simulation result obtained under each condition is used as the evaluation target. The same applies to the subsequent verification. However, the gain of the antenna is not limited to the directivity of the front intensity, and may be obtained from the directivity of any position (angle). That is, gains may be obtained from other angle values of the same simulation result, and the gains may be compared and used to evaluate the gain improvement effect.

<第1のシミュレーションの考察>
条件1(溝なし)と条件2,3(溝あり)とを比較すると条件2,3(溝あり)の方が利得が高い。さらに、条件2,3(溝1本)と条件4,5(溝2本)とを比較すると、条件4,5の方が利得が高い。なお、条件2と条件3、条件4と条件5とを比較しても、利得は概ね同じである。
<Consideration of the first simulation>
Comparing condition 1 (without grooves) with conditions 2 and 3 (with grooves), conditions 2 and 3 (with grooves) have a higher gain. Further, when the conditions 2 and 3 (one groove) and the conditions 4 and 5 (two grooves) are compared, the conditions 4 and 5 have a higher gain. Even if the conditions 2 and 3 and the conditions 4 and 5 are compared, the gain is almost the same.

第1のシミュレーション結果より、スロットアンテナ20の側方(スロット表面の近傍)に溝40を設けることは利得を向上させる点で効果があり、さらに、溝40は1本よりも2本の方が効果が高いことがわかる。なお、溝40はスロットアンテナ20の+x側に形成されても−x側に形成されても利得向上の効果に差がないことがわかった。   From the first simulation result, providing the groove 40 on the side of the slot antenna 20 (near the surface of the slot) is effective in improving the gain, and two grooves 40 are more than one. It turns out that an effect is high. It has been found that there is no difference in gain improvement effect even if the groove 40 is formed on the + x side or the −x side of the slot antenna 20.

<<第2のシミュレーション>>
第2のシミュレーションは、第1のシミュレーション結果を受けて、スロットアンテナ20の側方に設ける溝40の、利得の向上に効果的な形状を確認するためのシミュレーションである。すなわち、第1のシミュレーションより、スロットアンテナ20の側方に溝40を設けることが利得向上の効果があることが検証された。そこで、さらに、特定のアンテナモデルに絞って、溝40のスロットアンテナ20との位置関係や形状について検討した。
<< Second simulation >>
The second simulation is a simulation for confirming a shape effective for improving the gain of the groove 40 provided on the side of the slot antenna 20 in response to the first simulation result. That is, from the first simulation, it was verified that providing the groove 40 on the side of the slot antenna 20 has an effect of improving the gain. Therefore, the positional relationship and shape of the groove 40 with the slot antenna 20 were further studied by focusing on a specific antenna model.

<第2のシミュレーション条件>
第2のシミュレーションでは、次の条件6〜条件10を適用した。条件6,7と条件8,10とは、同じアンテナモデルを用いて位置を変化させた条件および溝40の深さを変化させた条件である。条件9は、条件2,3のシミュレーションで用いたアンテナモデルの溝40の深さを変化させた条件である。
条件6)スロットアンテナ20のx方向の両側に溝40を2本ずつ設けたアンテナモデルを用いて、溝40の位置を様々に変化させたシミュレーションである。
条件7)スロットアンテナ20のx方向の両側に溝40を2本ずつ設けたアンテナモデルを用いて、溝40の深さを様々に変化させたシミュレーションである。
条件8および10)スロットアンテナ20のx方向の両側に溝40を1本ずつ設けたアンテナモデルを用いて、溝40の深さを様々に変化させたシミュレーションである。
条件9)スロットアンテナ20のx方向の両側に溝40を1本ずつ設けたアンテナモデルを用いて、溝40の位置を様々に変化させたシミュレーションである。
<Second simulation condition>
In the second simulation, the following conditions 6 to 10 were applied. Conditions 6 and 7 and conditions 8 and 10 are a condition in which the position is changed using the same antenna model and a condition in which the depth of the groove 40 is changed. Condition 9 is a condition in which the depth of the groove 40 of the antenna model used in the simulations of conditions 2 and 3 is changed.
Condition 6) This is a simulation in which the position of the groove 40 is variously changed using an antenna model in which two grooves 40 are provided on both sides of the slot antenna 20 in the x direction.
Condition 7) This is a simulation in which the depth of the groove 40 is changed variously using an antenna model in which two grooves 40 are provided on both sides of the slot antenna 20 in the x direction.
Conditions 8 and 10) This is a simulation in which the depth of the groove 40 is variously changed using an antenna model in which one groove 40 is provided on each side of the slot antenna 20 in the x direction.
Condition 9) This is a simulation in which the position of the groove 40 is changed variously using an antenna model in which one groove 40 is provided on each side of the slot antenna 20 in the x direction.

条件4、5のシミュレーションで用いたアンテナモデルについて、両側に溝2本ずつ設置した場合(条件6、7)、スロットアンテナからの距離および深さを変化させたものである。条件8のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、条件2,3のアンテナモデルの溝40の深さを変化させたものである。条件9,10のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、条件2,3のアンテナモデルの溝40の幅を変化させた(広くした)アンテナモデルの溝40のスロットアンテナからの距離および深さを変化させたものである。   In the antenna models used in the simulations of conditions 4 and 5, when two grooves are installed on both sides (conditions 6 and 7), the distance and depth from the slot antenna are changed. The antenna model used in the simulation of condition 8 is obtained by changing the depth of the groove 40 of the antenna model of conditions 2 and 3. In the antenna model used in the simulations of the conditions 9 and 10, the distance and depth from the slot antenna of the groove 40 of the antenna model in which the width of the groove 40 of the antenna model in the conditions 2 and 3 is changed (widened) are changed. It is a thing.

図10〜図12は、条件6および7のシミュレーションで用いたアンテナモデル、条件8のシミュレーションで用いたアンテナモデル、ならびに条件9および10のシミュレーションで用いたアンテナモデルの断面の概略図である。図10を参照して、条件6および7のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、スロットアンテナ20のx方向の両側に、0.3mm(≒0.08λ)間隔の2本の溝40が設けられている。2本の溝40の中心線M1は、スロットアンテナ20の中心線Cから距離X隔てられている。距離Xは、例えばスロットアンテナ20が複数含まれる場合の例である図2において距離l(エル)で示された距離(すなわちL1/2)に相当し、距離Xと隣接する2つの導波管11の管長手方向の中心線Cwの間隔L1とは、L1=2Xを満たす。溝40は、いずれも、幅0.3mm(≒0.08λ)、深さYである。条件6では深さYを、スロット表面から導波管11の中空までの深さよりも深い、1mm(≒0.26λ≒1/4λ)に固定し、距離Xを変数として、(2本の溝40の間隔は維持して)様々な距離Xでのシミュレーションを行った。   10 to 12 are schematic views of the antenna model used in the simulation of conditions 6 and 7, the antenna model used in the simulation of condition 8, and the cross section of the antenna model used in the simulation of conditions 9 and 10. Referring to FIG. 10, in the antenna model used in the simulations of conditions 6 and 7, two grooves 40 with an interval of 0.3 mm (≈0.08λ) are provided on both sides of the slot antenna 20 in the x direction. Yes. The center line M1 of the two grooves 40 is separated from the center line C of the slot antenna 20 by a distance X. The distance X corresponds to the distance indicated by the distance l (ie, L1 / 2) in FIG. 2, which is an example in the case where a plurality of slot antennas 20 are included, for example, and two waveguides adjacent to the distance X. The distance L1 between the 11 center lines Cw in the longitudinal direction of the tube satisfies L1 = 2X. Each of the grooves 40 has a width of 0.3 mm (≈0.08λ) and a depth Y. In condition 6, the depth Y is fixed to 1 mm (≈0.26λ≈1 / 4λ), which is deeper than the depth from the slot surface to the hollow of the waveguide 11, and the distance X is a variable (two grooves Simulations were performed at various distances X (with 40 intervals maintained).

条件7では距離Xを1.93mm(≒0.49λ)に固定し、深さYを変数として、様々な深さYでのシミュレーションを行った。距離Xを1.93mmに固定したアンテナモデルの、導波管11に近い側の溝40と導波管11の中空との間の壁厚mは、0.21mm(≒0.05λ)である。   Under condition 7, the distance X was fixed at 1.93 mm (≈0.49λ), and the simulation was performed at various depths Y with the depth Y as a variable. The wall thickness m between the groove 40 on the side close to the waveguide 11 and the hollow of the waveguide 11 of the antenna model in which the distance X is fixed to 1.93 mm is 0.21 mm (≈0.05λ). .

図11を参照して、条件8のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、スロットアンテナ20のx方向の両側に導波管11の中空から0.21mm(=≒0.05λ≒1/20λ)隔てて1本の溝40が設けられている。溝40は、いずれも、幅0.3mm(≒0.08λ)、深さYである。条件8では深さYを変数として、様々な深さYでのシミュレーションを行った。   Referring to FIG. 11, the antenna model used in the simulation of condition 8 is 0.21 mm (= ≈0.05λ≈1 / 20λ) apart from the hollow of waveguide 11 on both sides in the x direction of slot antenna 20. One groove 40 is provided. Each of the grooves 40 has a width of 0.3 mm (≈0.08λ) and a depth Y. In condition 8, the simulation was performed at various depths Y with the depth Y as a variable.

図12を参照して、条件9および10のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、スロットアンテナ20のx方向の両側に1本の溝40が設けられている。溝40の中心線M2は、スロットアンテナ20の中心線Cから距離X隔てられている。溝40は、いずれも、幅1mm(≒0.26λ≒1/4λ)、深さYである。条件9では深さYを、スロット表面から導波管11の中空までの深さよりも深い、1mm(≒0.26λ≒1/4λ)に固定し、距離Xを変数として、様々な距離Xでのシミュレーションを行った。   Referring to FIG. 12, the antenna model used in the simulations of conditions 9 and 10 is provided with one groove 40 on both sides of the slot antenna 20 in the x direction. The center line M2 of the groove 40 is separated from the center line C of the slot antenna 20 by a distance X. Each of the grooves 40 has a width of 1 mm (≈0.26λ≈1 / 4λ) and a depth Y. In condition 9, the depth Y is fixed at 1 mm (≈0.26λ≈1 / 4λ), which is deeper than the depth from the slot surface to the hollow of the waveguide 11, and the distance X is a variable. A simulation was performed.

条件10では距離Xを1.93mm(≒0.49λ)に固定し、深さYを変数として、様々な深さYでのシミュレーションを行った。距離Xを1.93mmに固定したアンテナモデルの、導波管11に近い側の溝40と導波管11の中空との間の壁厚mは、0.16mm(≒0.04λ)である。   Under condition 10, the distance X was fixed to 1.93 mm (≈0.49λ), and the simulation was performed at various depths Y with the depth Y as a variable. In the antenna model in which the distance X is fixed to 1.93 mm, the wall thickness m between the groove 40 on the side close to the waveguide 11 and the hollow of the waveguide 11 is 0.16 mm (≈0.04λ). .

<第2のシミュレーション結果>   <Second simulation result>

図13(A)は条件6(溝位置を変化)で変数とした距離Xを、0.49λ(≒1.92mm)、0.50λ(=1.96mm)、0.60λ(≒2.35mm)、0.70λ(≒2.74mm)に変化させた際の、それぞれのミュレーション結果から得られた利得を表した一覧表である。距離Xが0.49λ(≒1.92mm)のアンテナモデルの、導波管11に近い側の溝40と導波管11の中空との間の壁厚mは、0.20mm(≒0.05λ)である。距離Xが0.50λ(=1.96mm)のアンテナモデルの、導波管11に近い側の溝40と導波管11の中空との間の壁厚mは、0.24mm(≒0.06λ)である。距離Xが0.60λ(≒2.35mm)のアンテナモデルの、導波管11に近い側の溝40と導波管11の中空との間の壁厚mは、0.63mm(≒0.16λ)である。距離Xが0.70λ(≒2.74mm)のアンテナモデルの、導波管11に近い側の溝40と導波管11の中空との間の壁厚mは、1.02mm(≒0.26λ)である。   In FIG. 13A, the distance X, which is a variable under condition 6 (changing the groove position), is 0.49λ (≈1.92 mm), 0.50λ (= 1.96 mm), 0.60λ (≈2.35 mm). ), 0.70λ (≈2.74 mm), and a list showing the gains obtained from the respective simulation results. In the antenna model having a distance X of 0.49λ (≈1.92 mm), the wall thickness m between the groove 40 near the waveguide 11 and the hollow of the waveguide 11 is 0.20 mm (≈0. 05λ). The wall thickness m between the groove 40 on the side close to the waveguide 11 and the hollow of the waveguide 11 of the antenna model with the distance X of 0.50λ (= 1.96 mm) is 0.24 mm (≈0. 06λ). The wall thickness m between the groove 40 on the side close to the waveguide 11 and the hollow of the waveguide 11 of the antenna model with the distance X of 0.60λ (≈2.35 mm) is 0.63 mm (≈0. 16λ). The wall thickness m between the groove 40 on the side close to the waveguide 11 and the hollow of the waveguide 11 of the antenna model having the distance X of 0.70λ (≈2.74 mm) is 1.02 mm (≈0. 26λ).

また、条件6では、距離Xを上の値に加えて、さらに、1.30λ(≒5.10mm)および1.80λ(≒7.06mm)に変化させ、ミュレーション結果から得られた利得を図13(A)に併せて記入している。距離Xが1.30λ(≒5.10mm)のアンテナモデルの、導波管11に近い側の溝40と導波管11の中空との間の壁厚mは、3.38mm(≒0.86λ)である。距離Xが1.80λ(≒7.06mm)のアンテナモデルの、導波管11に近い側の溝40と導波管11の中空との間の壁厚mは、5.34mm(≒1.36λ)である。なお、図13(A)の表の一行目には、溝を設けない条件(条件1)でのミュレーション結果から得られた利得が基準として記入されている。これは以降のシミュレーション結果でも同様である。   In condition 6, the distance X is added to the above value, and further changed to 1.30λ (≈5.10 mm) and 1.80λ (≈7.06 mm), and the gain obtained from the simulation result is changed. This is also shown in FIG. The wall thickness m between the groove 40 on the side close to the waveguide 11 and the hollow of the waveguide 11 of the antenna model with the distance X of 1.30λ (≈5.10 mm) is 3.38 mm (≈0. 86λ). In the antenna model with the distance X of 1.80λ (≈7.06 mm), the wall thickness m between the groove 40 near the waveguide 11 and the hollow of the waveguide 11 is 5.34 mm (≈1. 36λ). In the first row of the table in FIG. 13A, the gain obtained from the simulation result under the condition (condition 1) in which no groove is provided is entered as a reference. The same applies to the simulation results thereafter.

図13(B)は条件7(溝深さを変化)で変数とした深さYを、0.20λ(≒0.78mm)、0.26λ(≒1.02mm)、0.31λ(≒1.22mm)、0.36λ(≒1.41mm)、0.41λ(≒1.61mm)、0.46λ(≒1.80mm)、0.51λ(≒2.00mm)に変化させた際の、それぞれのシミュレーション結果から得られた利得を表した一覧表である。   FIG. 13B shows the depth Y as a variable in condition 7 (changing the groove depth), 0.20λ (≈0.78 mm), 0.26λ (≈1.02 mm), 0.31λ (≈1). .22 mm), 0.36λ (≈1.41 mm), 0.41λ (≈1.61 mm), 0.46λ (≈1.80 mm), 0.51λ (≈2.00 mm), It is the list showing the gain obtained from each simulation result.

図14は条件8(溝深さを変化)で変数とした深さYを、0.20λ(≒0.78mm)、0.26λ(≒1.02mm)、0.31λ(≒1.22mm)、0.36λ(≒1.41mm)、0.41λ(≒1.61mm)、0.46λ(≒1.80mm)、0.51λ(≒2.00mm)に変化させた際のそれぞれのシミュレーション結果から得られた利得を表した一覧表である。   FIG. 14 shows the depth Y as a variable under condition 8 (change of groove depth), 0.20λ (≈0.78 mm), 0.26λ (≈1.02 mm), 0.31λ (≈1.22 mm). , 0.36λ (≈1.41 mm), 0.41λ (≈1.61 mm), 0.46λ (≈1.80 mm), 0.51λ (≈2.00 mm) It is the list showing the gain obtained from.

図15(A)は条件9(溝位置を変化)で変数とした距離Xを、0.52λ(≒2.034mm)、0.62λ(≒2.43mm)、0.72λ(≒2.82mm)に変化させた際の、それぞれのミュレーション結果から得られた利得を表した一覧表である。距離Xが0.52λ(≒2.034mm)のアンテナモデルの、溝40と導波管11の中空との間の壁厚mは、0.27mm(≒0.07λ)である。距離Xが0.62λ(≒2.43mm)のアンテナモデルの、溝40と導波管11の中空との間の壁厚mは、0.66mm(≒0.17λ)である。距離Xが0.72λ(≒2.82mmm)のアンテナモデルの、溝40と導波管11の中空との間の壁厚mは、1.05mm(≒0.27λ)である。   In FIG. 15A, the distance X, which is a variable in condition 9 (changes the groove position), is 0.52λ (≈2.034 mm), 0.62λ (≈2.43 mm), 0.72λ (≈2.82 mm). ) Is a list showing gains obtained from the respective simulation results. The wall thickness m between the groove 40 and the hollow of the waveguide 11 of the antenna model with the distance X of 0.52λ (≈2.034 mm) is 0.27 mm (≈0.07λ). The wall thickness m between the groove 40 and the hollow of the waveguide 11 of the antenna model with the distance X of 0.62λ (≈2.43 mm) is 0.66 mm (≈0.17λ). The wall thickness m between the groove 40 and the hollow of the waveguide 11 of the antenna model with the distance X of 0.72λ (≈2.82 mm) is 1.05 mm (≈0.27λ).

また、条件9では、距離Xを上の値に加えて、さらに、1.32λ(≒5.17mm)および1.82λ(≒7.13mm)に変化させ、ミュレーション結果から得られた利得を図15(A)に併せて記入している。距離Xが1.32λ(≒5.17mm)のアンテナモデルの、溝40と導波管11の中空との間の壁厚mは、3.40mm(≒0.87λ)である。距離Xが1.82λ(≒7.13mm)のアンテナモデルの、溝40と導波管11の中空との間の壁厚mは、5.36mm(≒1.37λ)である。   In condition 9, the distance X is added to the above value and further changed to 1.32λ (≈5.17 mm) and 1.82λ (≈7.13 mm), and the gain obtained from the simulation result is changed. This is also shown in FIG. The wall thickness m between the groove 40 and the hollow of the waveguide 11 of the antenna model with the distance X of 1.32λ (≈5.17 mm) is 3.40 mm (≈0.87λ). The wall thickness m between the groove 40 and the hollow of the waveguide 11 of the antenna model with the distance X of 1.82λ (≈7.13 mm) is 5.36 mm (≈1.37λ).

図15(B)は条件10(溝深さを変化)で変数とした深さYを、0.15λ(≒0.59mm)、0.20λ(≒0.78mm)、0.26λ(≒1.02mm)、0.31λ(≒1.22mm)、0.36λ(≒1.41mm)、0.41λ(≒1.61mm)、0.46λ(≒1.80mm)、0.51λ(≒2.00mm)に変化させた際の、それぞれのシミュレーション結果から得られた利得を表した一覧表である。   In FIG. 15B, the depth Y, which is a variable under condition 10 (changing the groove depth), is 0.15λ (≈0.59 mm), 0.20λ (≈0.78 mm), 0.26λ (≈1). .02mm), 0.31λ (≈1.22mm), 0.36λ (≈1.41mm), 0.41λ (≈1.61mm), 0.46λ (≈1.80mm), 0.51λ (≈2) .00 mm) is a list showing gains obtained from the respective simulation results.

<第2のシミュレーションの考察>
ここで、アンテナの占有幅(必要面積)という観点で考える。アンテナ占有幅は、スロット表面11aと溝40部分とを含む幅を指す。たとえば、図12のアンテナモデルの場合、アンテナ占有幅は、導波管11と、その両側にそれぞれ配された合計2本の溝40とを含む領域の幅となる。具体的には、導波管11の中心線Cから+x向きの幅は距離Xと溝40の半分の長さ(図では1mm/2=0.5mm)であり、この幅が中心線Cから−x向きにも必要となる。そのため、このアンテナモデルでのアンテナの占有幅は、占有幅=2×距離X+溝40の幅、と考えることができる。図10に示されたように導波管11の両側にそれぞれ複数の溝40が配されるアンテナモデルの場合のアンテナ占有幅は、スロット表面11aとすべての溝40部分とを含む幅となる。すなわち、導波管11から最も遠い溝40を対象として図12のアンテナモデルと同様に占有幅を考えればよい。
<Consideration of second simulation>
Here, it considers from a viewpoint of the occupation width (required area) of an antenna. The antenna occupation width refers to the width including the slot surface 11a and the groove 40 portion. For example, in the case of the antenna model of FIG. 12, the antenna occupation width is the width of a region including the waveguide 11 and a total of two grooves 40 respectively arranged on both sides thereof. Specifically, the width in the + x direction from the center line C of the waveguide 11 is the distance X and half the length of the groove 40 (1 mm / 2 = 0.5 mm in the figure), and this width is from the center line C. It is also required for the -x direction. Therefore, the occupied width of the antenna in this antenna model can be considered as occupied width = 2 × distance X + width of the groove 40. As shown in FIG. 10, the antenna occupation width in the case of the antenna model in which the plurality of grooves 40 are arranged on both sides of the waveguide 11 is a width including the slot surface 11a and all the groove 40 portions. That is, the occupied width may be considered in the same manner as the antenna model of FIG. 12 with the groove 40 farthest from the waveguide 11 as a target.

条件4,5のシミュレーションで用いたアンテナモデルについて、両側に溝2本ずつ設置した場合(条件6,7)、溝40の位置が上記の距離Xが導波管11近傍としてシミュレーションした各値において利得向上の効果があることがわかる。特に、距離X≦0.7λの範囲、言い換えると、壁厚mが1.02mm(≒0.26λ)以下の範囲においては、アンテナ占有幅が大きくならず、利得向上の効果も高いことから、好ましいことが確認できた。特にX=0.6λで利得向上の効果が最大となることが確認された。すなわち、導波管11に近い側の溝40と導波管11の中空との間の壁厚mが0.63mm(≒0.16λ)で利得向上の効果が最大となることが確認された。   In the antenna model used in the simulations of conditions 4 and 5, when two grooves are installed on both sides (conditions 6 and 7), the position of the groove 40 is the value simulated for the above-mentioned distance X in the vicinity of the waveguide 11. It can be seen that there is an effect of gain improvement. In particular, in the range of the distance X ≦ 0.7λ, in other words, in the range where the wall thickness m is 1.02 mm (≈0.26λ) or less, the antenna occupation width is not increased, and the gain improvement effect is also high. It was confirmed that it was preferable. In particular, it was confirmed that the effect of gain improvement is maximized at X = 0.6λ. In other words, it was confirmed that the effect of gain improvement is maximized when the wall thickness m between the groove 40 near the waveguide 11 and the hollow of the waveguide 11 is 0.63 mm (≈0.16λ). .

条件7では、溝40の深さYがY≦0.51λの範囲において利得向上の効果があることが確認された。特に、Y=0.26λで利得向上の効果が最大となることが確認された。   Under condition 7, it was confirmed that there is an effect of improving the gain when the depth Y of the groove 40 is in the range of Y ≦ 0.51λ. In particular, it has been confirmed that the gain improvement effect is maximized at Y = 0.26λ.

条件2,3のシミュレーションで用いたアンテナモデルについて、両側に溝を1本ずつ設置した場合(条件8)、溝40の深さYがY≦0.51λの範囲において利得向上の効果があることが確認された。特に、Y=0.26λで利得向上の効果が最大となることが確認された。   In the antenna model used in the simulations of conditions 2 and 3, when one groove is provided on both sides (condition 8), the gain improvement effect is obtained when the depth Y of the groove 40 is in the range of Y ≦ 0.51λ. Was confirmed. In particular, it has been confirmed that the gain improvement effect is maximized at Y = 0.26λ.

条件2,3のシミュレーションで用いたアンテナモデルの溝40の幅を広くしたアンテナモデル(溝1本)の場合(条件9,10)、溝40の位置が導波管11近傍としてシミュレーションした各値において利得向上の効果があることがわかる。特に、距離X≦0.72λの範囲、言い換えると、壁厚mが1.05mm(≒0.27λ)以下の範囲においては、アンテナ占有幅が大きくならず、利得向上の効果も高いことから、好ましいことが確認できた。特にX=0.52λで利得向上の効果が最大となることが確認された。すなわち、特に溝40と導波管11の中空との間の壁厚mが0.27mm(≒0.07λ)で利得向上の効果が最大となることが確認された。   In the case of an antenna model (one groove) in which the width of the groove 40 of the antenna model used in the simulations of conditions 2 and 3 is wide (conditions 9 and 10), each value simulated with the position of the groove 40 being in the vicinity of the waveguide 11 It can be seen that there is an effect of improving the gain. In particular, in the range of the distance X ≦ 0.72λ, in other words, in the range where the wall thickness m is 1.05 mm (≈0.27λ) or less, the antenna occupation width is not increased, and the gain improvement effect is also high. It was confirmed that it was preferable. In particular, it was confirmed that the effect of gain improvement is maximized when X = 0.52λ. That is, it has been confirmed that the effect of gain improvement is maximized particularly when the wall thickness m between the groove 40 and the hollow of the waveguide 11 is 0.27 mm (≈0.07λ).

条件10では、溝40の深さYがY≦0.51λの範囲において利得向上の効果があることが確認された。特に、Y=0.26λで利得向上の効果が最大となることが確認された。   Under condition 10, it was confirmed that there is an effect of improving the gain when the depth Y of the groove 40 is in the range of Y ≦ 0.51λ. In particular, it has been confirmed that the gain improvement effect is maximized at Y = 0.26λ.

従って、スロットアンテナ20と溝40との間の壁厚mに関しては、条件6,9のシミュレーション結果より、利得向上のために、m≦0.27λ程度とすることが好ましい。シミュレーション結果に基づくと、隣接するスロットアンテナ20の間隔L1を上記したような2.0λ程度、好ましくは1.5λ以下、より好ましくは1.2λ以下、たとえば1.0λ以下を確保しつつ、利得を向上させると考えられるためである。また、これにより、利得の向上と製造の容易性とを両立することができる。   Therefore, with respect to the wall thickness m between the slot antenna 20 and the groove 40, it is preferable that m ≦ 0.27λ is set in order to improve the gain based on the simulation results of the conditions 6 and 9. Based on the simulation result, the gap L1 between the adjacent slot antennas 20 is about 2.0λ as described above, preferably 1.5λ or less, more preferably 1.2λ or less, for example, 1.0λ or less, and gain. It is because it is thought that it improves. Thereby, both improvement in gain and ease of manufacture can be achieved.

また、スロットアンテナ20の深さYに関しては、条件8,10のシミュレーション結果より、深さYをY≦0.51λ程度とすることが好ましい。好ましくは、深さYを0.15λ≦Y≦0.51λ程度とする。シミュレーション結果に基づくと、この深さの溝40を設けることでより効果的に利得が向上すると考えられるためである。   Further, regarding the depth Y of the slot antenna 20, it is preferable that the depth Y is about Y ≦ 0.51λ from the simulation results of the conditions 8 and 10. Preferably, the depth Y is about 0.15λ ≦ Y ≦ 0.51λ. This is because, based on the simulation result, it is considered that the gain is improved more effectively by providing the groove 40 having this depth.

さらに、条件8と条件10とを比較すると、全体的に条件10の方が利得の値が大きい。そのため、スロットアンテナ20の側方に1本の溝40を設ける場合には、幅が広い方が利得向上の効果があることがわかる。   Further, when the condition 8 and the condition 10 are compared, the condition 10 generally has a larger gain value. Therefore, when one groove 40 is provided on the side of the slot antenna 20, it can be understood that the wider one has the effect of improving the gain.

<<第3のシミュレーション>>
第3のシミュレーションは、第1,第2のシミュレーション結果を受けて、スロットアンテナ20の側方に溝40に加えて金属板50を設けた場合の効果を確認するためのシミュレーションである。すなわち、第1のシミュレーションによってスロットアンテナ20の側方に溝40を設けることが利得向上の効果があることが検証され、第2のシミュレーションによって利得向上の効果の高い溝40の位置や形状が確認された。そこで、さらに金属板50を設けた場合の効果をシミュレーションした。
<< Third simulation >>
The third simulation is a simulation for confirming the effect when the metal plate 50 is provided in addition to the groove 40 on the side of the slot antenna 20 in response to the first and second simulation results. That is, it is verified by the first simulation that the groove 40 is provided on the side of the slot antenna 20 to improve the gain, and the second simulation confirms the position and shape of the groove 40 having a high gain improvement effect. It was done. Therefore, the effect of further providing the metal plate 50 was simulated.

<第3のシミュレーション条件>
第3のシミュレーションでは、条件2,3のシミュレーションで用いたアンテナモデルと同じアンテナモデルを用いて、金属板50の位置および形状を異ならせた条件11および条件12を適用してシミュレーションを行った。
<Third simulation condition>
In the third simulation, the same antenna model as that used in the simulations in conditions 2 and 3 was used, and the simulation was performed by applying the conditions 11 and 12 in which the positions and shapes of the metal plates 50 were changed.

図16は、条件11のシミュレーションで用いたアンテナモデルの断面の概略図である。図17は、条件12のシミュレーションで用いたアンテナモデルの断面の概略図である。図16および図17を参照して、条件11および条件12のアンテナモデルともに、スロットアンテナ20の側方に設けられた溝40の上方に金属板50が設けられている。図16を参照して、条件11のシミュレーションで用いたアンテナモデルにおいて、金属板50の形状は、幅0.5mm(≒0.13λ)、高さ(前後方向の長さ)0.98mm(≒0.25λ)であって(縦長形状)、中心線M4が溝40の中心線M3から0.3mm(≒0.08λ)隔てて配置されている。図17を参照して、条件12のシミュレーションで用いたアンテナモデルにおいて、金属板50の形状は、幅1mm(≒(1/4)λ)、高さ0.2mm(≒0.05λ)であって(横長形状)、中心線M5が溝40の中心線M3から0.3mm(≒0.08λ)隔てて配置されている。   FIG. 16 is a schematic diagram of a cross section of the antenna model used in the simulation of condition 11. FIG. 17 is a schematic diagram of a cross section of the antenna model used in the simulation of condition 12. With reference to FIG. 16 and FIG. 17, the metal plate 50 is provided above the groove 40 provided on the side of the slot antenna 20 in both the antenna models of the conditions 11 and 12. Referring to FIG. 16, in the antenna model used in the simulation of condition 11, the metal plate 50 has a width of 0.5 mm (≈0.13λ) and a height (length in the front-rear direction) of 0.98 mm (≈ 0.25λ) (vertically long shape), and the center line M4 is spaced from the center line M3 of the groove 40 by 0.3 mm (≈0.08λ). Referring to FIG. 17, in the antenna model used in the simulation of condition 12, the shape of the metal plate 50 is 1 mm in width (≈ (1/4) λ) and 0.2 mm in height (≈0.05λ). (Horizontal shape), the center line M5 is spaced from the center line M3 of the groove 40 by 0.3 mm (≈0.08λ).

<第3のシミュレーション結果>
図18は、条件11,12それぞれのシミュレーション結果から得られた利得を表した一覧表である。
<Third simulation result>
FIG. 18 is a list showing gains obtained from the simulation results of the conditions 11 and 12.

<第3のシミュレーションの考察>
条件11,12それぞれのシミュレーション結果から得られた利得ともに大きな差がなく、いずれも、溝40のみが設けられた場合(条件2,3)よりも利得が大きい。したがって、このシミュレーション結果より、スロットアンテナ20の側方に溝40に加えて金属板50を設けることは利得向上の効果があることがわかる。
<Consideration of third simulation>
There is no great difference in the gains obtained from the simulation results of the conditions 11 and 12, and both gains are larger than those in the case where only the groove 40 is provided (conditions 2 and 3). Therefore, it can be seen from this simulation result that providing the metal plate 50 in addition to the groove 40 on the side of the slot antenna 20 has an effect of improving the gain.

<<第4のシミュレーション>>
第1〜第3のシミュレーションによって、スロットアンテナ20の少なくとも一方の側方に溝40を配置することによって利得が向上するという効果が確認された。したがって、このアンテナモデルを組み合わせることで、複数のスロットアンテナ20が並列されて、各スロットアンテナ20の間に溝40が設けられたアンテナにおいて利得が向上する効果が得られることが推察される。そこで、複数(たとえば2本、または4本)のスロットアンテナ20が含まれ、その間に溝40などの1以上の凹部が設けられるアンテナモデルを用いた第4のシミュレーションを行った。
<< 4th simulation >>
From the first to third simulations, it was confirmed that the gain is improved by disposing the groove 40 on at least one side of the slot antenna 20. Therefore, by combining this antenna model, it is presumed that the effect of improving the gain can be obtained in the antenna in which the plurality of slot antennas 20 are arranged in parallel and the groove 40 is provided between the slot antennas 20. Therefore, a fourth simulation was performed using an antenna model in which a plurality of (for example, two or four) slot antennas 20 are included, and one or more recesses such as a groove 40 are provided therebetween.

<第4のシミュレーション条件>
第4のシミュレーションでは、次の条件13〜24を適用してシミュレーションを行った。
条件13)溝40を設けずに2本のスロットアンテナ20A,20Bをそれぞれの中心Cを3.85mm(≒λ)隔てて(間隔1.31mm(≒0.33λ)で)並列したアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
条件14)溝40を設けずに4本のスロットアンテナ20A,20B,20C,20Dをそれぞれの中心Cを3.85mm(≒λ)隔てて(間隔1.31mm(≒0.33λ)で)並列したアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
条件15)並列した2本のスロットアンテナ20A,20Bの間に、2本の溝40および金属板50を設けたアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
条件16)並列した2本のスロットアンテナ20A,20Bの間およびx方向に他のスロットアンテナが隣接しない側に、それぞれ2本ずつ溝40を設けたアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
条件17および23)並列した2本のスロットアンテナ20A,20Bの間に2本溝40を設けたアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
条件18)並列した4本のスロットアンテナ20A,20B,20C,20Dそれぞれの間およびx方向に他のスロットアンテナが隣接しない側に、それぞれ2本ずつ溝40と金属板50とを設けたアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
条件19〜22)並列した2本のスロットアンテナ20A,20Bの間に1本溝40を設けたアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
条件24)並列した4本のスロットアンテナ20A,20B,20C,20Dそれぞれの間およびx方向に他のスロットアンテナが隣接しない側に、それぞれ溝40を設けずに金属板50を設けたアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
<Fourth simulation condition>
In the fourth simulation, the following conditions 13 to 24 were applied for the simulation.
Condition 13) An antenna model in which two slot antennas 20A and 20B are provided in parallel without a groove 40, with their respective centers C separated by 3.85 mm (≈λ) (with an interval of 1.31 mm (≈0.33λ)). It is the simulation used.
Condition 14) The four slot antennas 20A, 20B, 20C, and 20D without the groove 40 are parallel to each other with the center C separated by 3.85 mm (≈λ) (with an interval of 1.31 mm (≈0.33λ)). This is a simulation using the antenna model.
Condition 15) This is a simulation using an antenna model in which two grooves 40 and a metal plate 50 are provided between two parallel slot antennas 20A and 20B.
Condition 16) A simulation using an antenna model in which two grooves 40 are provided between two parallel slot antennas 20A and 20B and on the side where no other slot antenna is adjacent in the x direction.
Conditions 17 and 23) A simulation using an antenna model in which two grooves 40 are provided between two parallel slot antennas 20A and 20B.
Condition 18) Antenna model in which two grooves 40 and two metal plates 50 are provided between each of the four parallel slot antennas 20A, 20B, 20C, and 20D and on the side where no other slot antenna is adjacent in the x direction. This is a simulation using
Conditions 19 to 22) A simulation using an antenna model in which one groove 40 is provided between two parallel slot antennas 20A and 20B.
Condition 24) An antenna model in which a metal plate 50 is provided without a groove 40 between each of the four slot antennas 20A, 20B, 20C, and 20D arranged in parallel and on the side where no other slot antenna is adjacent in the x direction. It is the simulation used.

図19〜図28は、条件15〜24のシミュレーションで用いたアンテナモデルの断面の概略図である。図19を参照して、条件15のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、スロットアンテナ20Aから+x向きに0.26mm(≒0.07λ)隔てて1本目の溝40が設けられ、さらに0.4mm(≒0.10λ)隔てて2本目の溝40が設けられている。溝40は、いずれも幅0.2mm(≒0.05λ)、深さ1.2mm(≒0.31λ)である。さらに、2本の溝40の直上の、基板10の表面から正面方向に0.5mm(≒0.13λ)隔てた位置に、金属板50が設けられている。金属板50は、正面方向の長さが0.98mm(≒0.25λ)、幅方向の長さが0.5mm(≒0.13λ)である。   19 to 28 are schematic views of cross sections of the antenna model used in the simulations of conditions 15 to 24. FIG. Referring to FIG. 19, the antenna model used in the simulation of condition 15 is provided with a first groove 40 spaced 0.26 mm (≈0.07λ) in the + x direction from slot antenna 20A, and further 0.4 mm ( A second groove 40 is provided at a distance of ≈0.10λ. Each of the grooves 40 has a width of 0.2 mm (≈0.05λ) and a depth of 1.2 mm (≈0.31λ). Further, a metal plate 50 is provided immediately above the two grooves 40 at a position spaced 0.5 mm (≈0.13λ) in the front direction from the surface of the substrate 10. The metal plate 50 has a length in the front direction of 0.98 mm (≈0.25λ) and a length in the width direction of 0.5 mm (≈0.13λ).

図20を参照して、条件16のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、2本のスロットアンテナ20A,20Bの間およびx方向に他のスロットアンテナが隣接しない側に、スロットアンテナ20A,20Bに対して条件4のシミュレーションで用いたアンテナモデルと同様の位置関係の溝40が設けられている。また、溝40の幅および深さは、いずれも条件2,3と共通である。   Referring to FIG. 20, the antenna model used in the simulation of condition 16 is based on the slot antennas 20A and 20B between the two slot antennas 20A and 20B and on the side where no other slot antenna is adjacent in the x direction. A groove 40 having the same positional relationship as the antenna model used in the simulation of condition 4 is provided. The width and depth of the groove 40 are the same as those in the conditions 2 and 3.

図21を参照して、条件17のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、条件16のシミュレーションで用いたアンテナモデルから、2本のスロットアンテナ20A,20B両サイドそれぞれの2本の溝40を除いたものである。すなわち、条件17のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、スロットアンテナ20A,20B間に、2本の溝40が設けられている。溝40のスロットアンテナ20A,20Bに対する位置関係、ならびに幅および深さは、いずれも条件16と共通である。   Referring to FIG. 21, the antenna model used in the simulation of condition 17 is the antenna model used in the simulation of condition 16 except for the two grooves 40 on both sides of the two slot antennas 20A and 20B. It is. That is, in the antenna model used in the simulation of condition 17, two grooves 40 are provided between the slot antennas 20A and 20B. The positional relationship of the groove 40 with respect to the slot antennas 20A and 20B, and the width and depth are both common to the condition 16.

図22を参照して、条件18のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、4本のスロットアンテナ20A〜20Dそれぞれの間およびx方向に他のスロットアンテナが隣接しない側に、スロットアンテナ20A〜20Dに対して条件4のシミュレーションで用いたアンテナモデルと同様の位置関係の溝40が設けられている。また、溝40の幅および深さは、いずれも条件2,3と共通である。さらに、2本の溝40の直上に、それぞれ、金属板50が設けられている。金属板50の位置およびサイズは、いずれも条件15と共通である。   Referring to FIG. 22, the antenna model used in the simulation of condition 18 is for each of the four slot antennas 20A to 20D and to the slot antennas 20A to 20D on the side where no other slot antenna is adjacent in the x direction. The groove 40 having the same positional relationship as that of the antenna model used in the simulation of the condition 4 is provided. The width and depth of the groove 40 are the same as those in the conditions 2 and 3. Further, the metal plates 50 are respectively provided immediately above the two grooves 40. The position and size of the metal plate 50 are the same as those in the condition 15.

図23〜図26を参照して、条件19〜22それぞれのシミュレーションで用いたアンテナモデルは、いずれも2本のスロットアンテナ20A,20B間に1本の溝40が設けられている。条件19と条件20は、溝40の幅1mm(≒(1/4)λ)が共通し、深さが1.2mm(≒(3/10)λ)、1mm(≒(1/4)λ)と異なっている。条件20〜条件22は、溝40の深さ1mm(≒(1/4)λ)が共通し、幅が1mm(≒(1/4)λ)、0.3mm(≒0.08λ)、0.5mm(≒0.13λ)と異なっている。いずれの条件においても、溝40の中心線は、スロットアンテナ20A,20Bの中央に一致している。   23 to 26, in each of the antenna models used in the simulations of the conditions 19 to 22, one groove 40 is provided between the two slot antennas 20A and 20B. Condition 19 and condition 20 have the same width of the groove 40 of 1 mm (≈ (1/4) λ), and the depth is 1.2 mm (≈ (3/10) λ), 1 mm (≈ (1/4) λ ) Is different. Conditions 20 to 22 have a common groove depth of 1 mm (≈ (1/4) λ), a width of 1 mm (≈ (1/4) λ), 0.3 mm (≈0.08λ), 0 .5 mm (≈0.13λ). In any condition, the center line of the groove 40 coincides with the center of the slot antennas 20A and 20B.

図27に表された条件23のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、条件15のシミュレーションで用いたアンテナモデルから、2本のスロットアンテナ20A,20B間に設けられた金属板50を除いたものである。すなわち、条件23のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、スロットアンテナ20A,20B間に、2本の溝40が設けられている。溝40のスロットアンテナ20A,20Bに対する位置関係、ならびに幅および深さは、いずれも条件15と共通である。   The antenna model used in the simulation of condition 23 shown in FIG. 27 is obtained by removing the metal plate 50 provided between the two slot antennas 20A and 20B from the antenna model used in the simulation of condition 15. . That is, in the antenna model used in the simulation of condition 23, two grooves 40 are provided between the slot antennas 20A and 20B. The positional relationship of the groove 40 with respect to the slot antennas 20A and 20B, and the width and depth are the same as those in the condition 15.

図28を参照して、条件24のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、4本のスロットアンテナ20A〜20Dそれぞれの間およびx方向に他のスロットアンテナが隣接しない側に、それぞれ基板10の表面から正面方向に隔てられて金属板50が設けられている。   Referring to FIG. 28, the antenna model used in the simulation of condition 24 is a front view from the surface of substrate 10 between each of the four slot antennas 20A to 20D and on the side where no other slot antenna is adjacent in the x direction. A metal plate 50 is provided separated in the direction.

図28を参照して、条件24のシミュレーションで用いたアンテナモデルには、基板10の表面から正面方向に0.3mm(≒0.08λ)隔てられた位置に金属板50が設けられている。金属板50の正面方向の長さは0.2mm(≒0.05λ)、幅方向の長さは1mm(≒(1/4)λ)である。金属板50の中心線は、隣接するスロットアンテナ20の中央に一致している。   Referring to FIG. 28, in the antenna model used in the simulation of condition 24, metal plate 50 is provided at a position spaced 0.3 mm (≈0.08λ) in the front direction from the surface of substrate 10. The length of the metal plate 50 in the front direction is 0.2 mm (≈0.05λ), and the length in the width direction is 1 mm (≈ (¼) λ). The center line of the metal plate 50 coincides with the center of the adjacent slot antenna 20.

<第4のシミュレーション結果>
図29は、上の条件13〜24それぞれのシミュレーション結果から得られる利得の、各条件におけるスロットアンテナごとの利得の最大値を表した一覧表である。また、図30は、条件13〜26それぞれのシミュレーション結果から得られる利得を表した一覧表である。
<Fourth simulation result>
FIG. 29 is a list showing the maximum value of the gain for each slot antenna under each condition of the gains obtained from the simulation results of the above conditions 13 to 24. FIG. 30 is a list showing gains obtained from simulation results under conditions 13 to 26.

<第4のシミュレーションの考察>
複数のスロットアンテナ20が並列されたアンテナモデルの場合、各スロットアンテナ20の間に溝40が設けられていた方が、設けられていない場合(条件13,14)よりも利得向上の効果があることがわかる。また、スロットアンテナ20間のみに溝40を設けるよりも(条件17)、スロットアンテナ20間および複数のスロットアンテナ20の両サイドとの両方に溝40を設ける方(条件16)が利得向上の効果が高いことがわかる。なお、金属板50は、溝40と組み合わせると(条件15,18)利得向上の効果があることがわかる。
<Consideration of the fourth simulation>
In the case of an antenna model in which a plurality of slot antennas 20 are arranged in parallel, it is more effective to improve gain when the groove 40 is provided between the slot antennas 20 than when the slot antenna 20 is not provided (conditions 13 and 14). I understand that. In addition, the groove 40 is provided only between the slot antennas 20 (condition 17), and the groove 40 is provided between the slot antennas 20 and both sides of the plurality of slot antennas 20 (condition 16). Is high. In addition, when the metal plate 50 is combined with the groove 40 (conditions 15 and 18), it can be seen that there is an effect of improving the gain.

<<第5のシミュレーション>>
第4のシミュレーションでは、並列された複数のスロットアンテナ20を有するアンテナモデルについて、スロットアンテナ20間のそれぞれに溝40が設けられるものとしているが、溝40の他のバリエーションについて、第5のシミュレーションを行った。具体的には、それぞれ側方に溝40が設けられた複数のスロットアンテナ20が、間に溝40を挟まずに配列されているアンテナモデルを用いて利得の向上を確認するための第5のシミュレーションを行った。
<< Fifth simulation >>
In the fourth simulation, for the antenna model having a plurality of slot antennas 20 arranged in parallel, the grooves 40 are provided between the slot antennas 20, but the fifth simulation is performed for other variations of the grooves 40. went. Specifically, a fifth antenna for confirming gain improvement using an antenna model in which a plurality of slot antennas 20 each provided with a groove 40 on each side is arranged without sandwiching the groove 40 therebetween. A simulation was performed.

<第5のシミュレーション条件>
第5のシミュレーションでは、次の条件25,26を適用してシミュレーションを行った。
条件25)2本のスロットアンテナ20A,20Bをそれぞれの中心Cを3.85mm(≒0.98λ)隔てて並列し、その間には溝40を設けず、x方向の他方のスロットアンテナと隣接しない側にそれぞれ溝40を2本ずつ設けたアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
条件26)4本のスロットアンテナ20A,20B,20C,20Dをそれぞれの中心Cを3.85mm(≒0.98λ)隔てて並列し、スロットアンテナ20A,20Bの間と、スロットアンテナ20C,20Dの間には溝40を設けず、スロットアンテナ20A,20Dのx方向の他方のスロットアンテナと隣接しない側、およびスロットアンテナ20B,20Cの間にそれぞれ溝40を2本ずつ設けたアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
<Fifth simulation condition>
In the fifth simulation, the following conditions 25 and 26 were applied for the simulation.
Condition 25) The two slot antennas 20A and 20B are arranged in parallel with their respective centers C separated by 3.85 mm (≈0.98λ), and no groove 40 is provided between them, so that they are not adjacent to the other slot antenna in the x direction. This is a simulation using an antenna model in which two grooves 40 are provided on each side.
Condition 26) Four slot antennas 20A, 20B, 20C, and 20D are arranged in parallel with their respective centers C separated by 3.85 mm (≈0.98λ), and between the slot antennas 20A and 20B and between the slot antennas 20C and 20D. An antenna model in which two grooves 40 are provided between the slot antennas 20B and 20C and the slot antennas 20A and 20D on the side not adjacent to the other slot antenna in the x direction and the slot antennas 20B and 20C is used. It is a simulation.

図31および図32は、条件25および26のシミュレーションで用いたアンテナモデルの断面の概略図である。図31を参照して、条27のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、スロットアンテナ20Aから−x向きに0.21mm(≒0.05λ≒1/20λ)隔てて1本目の溝40が設けられ、さらに0.3mm(≒0.08λ)隔てて2本目の溝40が設けられている。また、スロットアンテナ20Bから+方向に0.21mm(≒0.05λ≒1/20λ)隔てて1本目の溝40が設けられ、さらに0.3mm(≒0.08λ)隔てて2本目の溝40が設けられている。溝40の幅および深さは、いずれも条件2,3と共通である。図32を参照して、条件26のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、条件25のシミュレーションで用いたアンテナモデルがx方向に2つ並んだ形状である。   31 and 32 are schematic views of the cross section of the antenna model used in the simulations of conditions 25 and 26. FIG. Referring to FIG. 31, the antenna model used in the simulation of the strip 27 is provided with a first groove 40 separated from the slot antenna 20A by 0.21 mm (≈0.05λ≈1 / 20λ) in the −x direction. Further, a second groove 40 is provided at a distance of 0.3 mm (≈0.08λ). Further, a first groove 40 is provided 0.21 mm (≈0.05λ≈1 / 20λ) apart from the slot antenna 20B in the positive direction, and a second groove 40 is further separated by 0.3 mm (≈0.08λ). Is provided. The width and depth of the groove 40 are the same as those in the conditions 2 and 3. Referring to FIG. 32, the antenna model used in the simulation of condition 26 has a shape in which two antenna models used in the simulation of condition 25 are arranged in the x direction.

<第5のシミュレーション結果>
図33は、条件25,26それぞれのシミュレーション結果から得られた利得を表した一覧表である。
<Fifth simulation result>
FIG. 33 is a list showing gains obtained from the simulation results of the conditions 25 and 26, respectively.

<第5のシミュレーションの考察>
条件25,26ともに利得向上の効果についての大きな差がないことが確認された。条件25,26いずれも、スロットアンテナ20ごとに側方にそれぞれ2本ずつ溝40が設けられた場合(条件4,5)よりも利得が大きいことが確認された。また、溝40を設けないでスロットアンテナ20を2本並列した場合(条件13)、および溝40を設けないでスロットアンテナ20を4本並列した場合(条件14)よりも利得向上の効果が高いことが確認された。したがって、このシミュレーション結果より、スロットアンテナ20の両側方に溝40が設けられず、少なくとも一方に設けられていることによって利得を向上させる点で効果があることがわかる。
<Consideration of fifth simulation>
It was confirmed that there was no significant difference in the gain improvement effect under both conditions 25 and 26. In both conditions 25 and 26, it was confirmed that the gain was larger than in the case where two grooves 40 were provided on each side of each slot antenna 20 (conditions 4 and 5). Also, the gain improvement effect is higher than when two slot antennas 20 are arranged in parallel without providing the groove 40 (condition 13) and when four slot antennas 20 are arranged in parallel without providing the groove 40 (condition 14). It was confirmed. Therefore, it can be seen from this simulation result that the groove 40 is not provided on both sides of the slot antenna 20 but is provided on at least one side, and thus it is effective in improving the gain.

[第2の実施の形態]
上に定義したように、アンテナ系統は配列された1本以上のスロットアンテナ群から構成されるものであって、第1の実施の形態では、1つのアンテナ系統が1本のスロットアンテナによって構成される例が示されている。それ故、受信用のアンテナ系統の場合、アンテナ系統ごとに受信された電波の位相差として、スロットアンテナごとの受信された電波の位相差に基づいて、検知対象物の当該アンテナ100に対する角度が算出される。
[Second Embodiment]
As defined above, the antenna system is composed of one or more groups of arranged slot antennas. In the first embodiment, one antenna system is composed of one slot antenna. An example is shown. Therefore, in the case of a receiving antenna system, the angle of the object to be detected with respect to the antenna 100 is calculated based on the phase difference of the received radio wave for each slot antenna as the phase difference of the radio wave received for each antenna system. Is done.

他の例として、1つのアンテナ系統が複数本のスロットアンテナによって構成されてもよい。第2の実施の形態にかかるアンテナ100の一例として、図34は、アンテナ100の送信用のアンテナ系統の一例であって、3本のスロットアンテナから構成される送信用のアンテナ系統の構成の一例を模式的に表した図である。図34の例では、送信用の1つのアンテナ系統が3本のスロットアンテナ20E,20F,20Gで構成されている。3本のスロットアンテナ20E,20F,20Gは、それぞれ、導波管11E,11F,11Gを有し、導波管11E,11F,11Gの長手方向が平行するように配列される。1つの送信用のアンテナ系統を構成する3本のスロットアンテナ20E,20F,20Gは、送信機150から延びた1本の給電線を共有する。   As another example, one antenna system may be configured by a plurality of slot antennas. As an example of the antenna 100 according to the second embodiment, FIG. 34 is an example of the antenna system for transmission of the antenna 100, and an example of the configuration of the antenna system for transmission composed of three slot antennas. FIG. In the example of FIG. 34, one antenna system for transmission is composed of three slot antennas 20E, 20F, and 20G. The three slot antennas 20E, 20F, and 20G have waveguides 11E, 11F, and 11G, respectively, and are arranged so that the longitudinal directions of the waveguides 11E, 11F, and 11G are parallel to each other. The three slot antennas 20E, 20F, and 20G constituting one transmission antenna system share one feed line extending from the transmitter 150.

発明者らは、第2の実施の形態にかかるアンテナ100の一部分を用いて凹部である溝40を変化させた様々な条件におけるスロットアンテナ20の強度の指向性をシミュレーションして、アンテナ100の設計の効果を検証した。   The inventors simulate the intensity directivity of the slot antenna 20 under various conditions in which the groove 40 that is the recess is changed using a part of the antenna 100 according to the second embodiment, and thereby design the antenna 100. The effect of was verified.

<<第6のシミュレーション>>
第6のシミュレーションは、スロットアンテナ20を3本から構成された送信用のアンテナ系統を用いて、スロットアンテナ20の側方の溝の有無を確認するためのシミュレーションである。
<< Sixth simulation >>
The sixth simulation is a simulation for confirming the presence or absence of a groove on the side of the slot antenna 20 by using a transmission antenna system composed of three slot antennas 20.

<第6のシミュレーション条件>
第6のシミュレーションでは、次の条件27〜条件30を適用してシミュレーションを行った。
条件27)溝40を設けずに3本のスロットアンテナ20E,20F,20Gをそれぞれの中心Cを3.85mm(≒0.92λ)隔てて並列した1つのアンテナ系統であるアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
条件28)並列した3本のスロットアンテナ20E,20F,20Gの間にそれぞれ2本の溝40を設け、さらに、x方向に他のスロットアンテナが隣接しない側に1本の溝を設けたアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
条件29)並列した3本のスロットアンテナ20E,20F,20Gの間にそれぞれ2本の溝40を設けたアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
条件30)並列した3本のスロットアンテナ20E,20F,20Gのx方向に他のスロットアンテナが隣接しない側に1本の溝を設けたアンテナモデルを用いたシミュレーションである。
<Sixth simulation condition>
In the sixth simulation, the following conditions 27 to 30 were applied for the simulation.
Condition 27) A simulation using an antenna model that is one antenna system in which the three slot antennas 20E, 20F, and 20G are arranged in parallel with the center C separated by 3.85 mm (≈0.92λ) without providing the groove 40. It is.
Condition 28) An antenna model in which two grooves 40 are provided between three parallel slot antennas 20E, 20F, and 20G, and one groove is provided on the side where no other slot antenna is adjacent in the x direction. This is a simulation using
Condition 29) This is a simulation using an antenna model in which two grooves 40 are provided between three parallel slot antennas 20E, 20F, and 20G.
Condition 30) This is a simulation using an antenna model in which one groove is provided on the side of the three slot antennas 20E, 20F, 20G arranged in parallel in the x direction where no other slot antenna is adjacent.

図35〜図37は、条件28〜30のシミュレーションで用いたアンテナモデルの断面の概略図である。図35を参照して、条件28のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、スロットアンテナ20Eから+x向きに0.23mm(≒0.06λ)隔てて1本目の溝40が設けられ、さらに0.2mm(≒0.05λ)隔てて2本目の溝40が設けられている。スロットアンテナ20Fの+x向きに隣接する領域にも同様に2本の溝40が設けられている。さらに、スロットアンテナ20Eから−x向きおよびスロットアンテナ20Gから+x向きに0.23mm(≒0.06λ)隔てて、1本の溝40が設けられている。溝40は、いずれも幅0.2mm、深さ1.2mm(≒0.31λ)である。   35 to 37 are schematic views of the cross section of the antenna model used in the simulations of conditions 28 to 30. FIG. Referring to FIG. 35, in the antenna model used in the simulation of condition 28, the first groove 40 is provided in the + x direction by 0.23 mm (≈0.06λ) from slot antenna 20E, and 0.2 mm ( A second groove 40 is provided with a distance of approximately 0.05λ. Similarly, two grooves 40 are provided in a region adjacent to the slot antenna 20F in the + x direction. Further, one groove 40 is provided at a distance of 0.23 mm (≈0.06λ) from the slot antenna 20E in the −x direction and from the slot antenna 20G in the + x direction. Each of the grooves 40 has a width of 0.2 mm and a depth of 1.2 mm (≈0.31λ).

図36を参照して、条件29のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、条件28のシミュレーションで用いたアンテナモデルから、3本のスロットアンテナ20E,20F,20G両サイドのそれぞれ1本の溝40を除いたものである。すなわち、条件31のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、スロットアンテナ20E,20F間およびスロットアンテナ20F,20G間に、それぞれ2本ずつ溝40が設けられている。溝40のスロットアンテナ20E,20F,20Gに対する位置関係、ならびに幅および深さは、いずれも条件30と共通である。   Referring to FIG. 36, the antenna model used in the simulation of condition 29 is the same as the antenna model used in the simulation of condition 28 except for one groove 40 on each of the three slot antennas 20E, 20F, and 20G sides. It is a thing. That is, in the antenna model used in the simulation of condition 31, two grooves 40 are provided between the slot antennas 20E and 20F and between the slot antennas 20F and 20G. The positional relationship, width, and depth of the groove 40 with respect to the slot antennas 20E, 20F, and 20G are the same as those in the condition 30.

図37を参照して、条件30のシミュレーションで用いたアンテナモデルは、条件28のシミュレーションで用いたアンテナモデルからスロットアンテナ20E,20F間およびスロットアンテナ20F,20G間それぞれに2本ずつ設けられた溝を除いたものである。すなわち、条件30のシミュレーションモデルで用いたアンテナモデルは、3本のスロットアンテナ20E,20F,20G両サイドにそれぞれ1本ずつ溝40が設けられている。溝40のスロットアンテナ20E,20F,20Gに対する位置関係、ならびに幅および深さは、いずれも条件28と共通である。   Referring to FIG. 37, the antenna model used in the simulation of condition 30 has two grooves provided between the slot antennas 20E and 20F and between the slot antennas 20F and 20G from the antenna model used in the simulation of condition 28. Is excluded. That is, the antenna model used in the simulation model of condition 30 is provided with one groove 40 on each side of the three slot antennas 20E, 20F, and 20G. The positional relationship, width, and depth of the groove 40 with respect to the slot antennas 20E, 20F, and 20G are common to the condition 28.

<第6のシミュレーション結果>
図38は、条件27〜条件30それぞれのシミュレーション結果から得られた利得を表した一覧表である。
<Sixth simulation result>
FIG. 38 is a list showing gains obtained from the simulation results of Condition 27 to Condition 30.

<第6のシミュレーションの考察>
1つのアンテナ系統が複数のスロットアンテナから構成される場合であっても1本のスロットアンテナから構成される場合と同様に、スロットアンテナ間に溝が設けられた方(条件28,29)がスロットアンテナ間に溝がない場合(条件27,29)よりも利得向上の効果があることが確認された。また、並列されたスロットアンテナ群の両サイドに溝が設けられた方(条件28)がない場合(条件29)よりも効果があることが確認された。
<Consideration of the sixth simulation>
Even in the case where one antenna system is composed of a plurality of slot antennas, as in the case where the antenna system is composed of one slot antenna, the one in which a groove is provided between the slot antennas (conditions 28 and 29) is the slot. It was confirmed that there is an effect of improving the gain compared to the case where there is no groove between the antennas (conditions 27 and 29). Further, it was confirmed that the effect was more effective than the case (condition 29) in which no groove (condition 28) was provided on both sides of the parallel slot antenna group.

[第3の実施の形態]
レーダ300に搭載されるアンテナ100の製造方法は、特定の製造方法には限定されない。先のシミュレーション結果から考察されたように、距離X(あるいは壁厚m)を小さくすることによって利得の向上とアンテナの小型化とが両立できるようになる。しかしながら、距離X(あるいは壁厚m)を小さくすると、基板10の表面から溝40を削り出して形成することが難しい場合がある。そこで、好ましくは、アンテナ100は、拡散接合または熱圧接と呼ばれる複数の板を積層し、さらに圧着させる製法で製造される。すなわち、好ましくは、基板10を、複数の板が積層された積層構造とする。なお、積層する前の状態の板を、以降の説明において積層板とも言う。
[Third Embodiment]
The manufacturing method of the antenna 100 mounted on the radar 300 is not limited to a specific manufacturing method. As considered from the previous simulation results, by reducing the distance X (or wall thickness m), both gain improvement and antenna miniaturization can be achieved. However, if the distance X (or wall thickness m) is reduced, it may be difficult to cut and form the groove 40 from the surface of the substrate 10. Therefore, the antenna 100 is preferably manufactured by a manufacturing method in which a plurality of plates called diffusion bonding or heat pressure welding are stacked and further pressure-bonded. That is, preferably, the substrate 10 has a laminated structure in which a plurality of plates are laminated. In addition, the board in a state before lamination is also referred to as a laminated board in the following description.

図39は、アンテナ100の製造方法の一例を説明するための図である。図39(A)は、アンテナ100を、導波管の管長手方向が直交する面で切断した断面の概略図において積層板を表した図である。図39(B)は、各積層板の形状を説明するための図であって、アンテナ100の正面方向から各積層板を見た図である。   FIG. 39 is a diagram for explaining an example of a method for manufacturing the antenna 100. FIG. 39A is a view showing a laminated plate in a schematic view of a cross section in which the antenna 100 is cut along a plane in which the tube longitudinal direction of the waveguide is orthogonal. FIG. 39B is a diagram for explaining the shape of each laminated plate, and is a view of each laminated plate as viewed from the front direction of the antenna 100.

図39(A)を参照して、隣接するスロットアンテナ20A,20Bの間に溝40が設けられている場合、アンテナ100は、基板10の表面に平行する積層板T1〜T4を、その順に積層し、さらに圧接することによって形成される。基板10の表面に平行する面の断面が同じ形状となるように、各積層板の厚みが決定される。具体的には、図39(A)を参照して、積層板T1の厚みは、基板10の底面から導波管11の底面までの、アンテナ100の正面方向の長さTh1である。積層板T2の厚みは、導波管11の底面から溝40の底面までの、アンテナ100の正面方向の長さTh2である。積層板T3の厚みは、溝40の底面からスロット素子12の底面までの、アンテナ100の正面方向の長さTh3である。積層板T4の厚みは、スロット素12の底面から基板10の表面までの、アンテナ100の正面方向の長さTh4である。なお、積層板T3,T4等の厚みTh3、Th4等は、同一形状の薄い板を重ねて必要厚さとなるように実現されてもよい。   Referring to FIG. 39A, when groove 40 is provided between adjacent slot antennas 20A and 20B, antenna 100 has laminated plates T1 to T4 parallel to the surface of substrate 10 in that order. And further formed by pressure contact. The thickness of each laminate is determined so that the cross sections of the surfaces parallel to the surface of the substrate 10 have the same shape. Specifically, referring to FIG. 39A, the thickness of the laminated plate T1 is the length Th1 in the front direction of the antenna 100 from the bottom surface of the substrate 10 to the bottom surface of the waveguide 11. The thickness of the laminated plate T <b> 2 is the length Th <b> 2 in the front direction of the antenna 100 from the bottom surface of the waveguide 11 to the bottom surface of the groove 40. The thickness of the laminated plate T3 is the length Th3 in the front direction of the antenna 100 from the bottom surface of the groove 40 to the bottom surface of the slot element 12. The thickness of the laminated plate T4 is the length Th4 in the front direction of the antenna 100 from the bottom surface of the slot element 12 to the surface of the substrate 10. In addition, thickness Th3, Th4, etc. of laminated board T3, T4 etc. may be implement | achieved so that a thin board of the same shape may be piled up and it may become required thickness.

各積層板T1〜T4の厚みTh1〜Th4をこのように設定することによって、各積層板T1〜T4は図39(B)に表されたような形状となる。すなわち、積層板T1は、孔加工されていない板である。積層板T2は貫通孔H1,H2を有する。貫通孔H1,H2は、導波管11A,11Bそれぞれの、基板10の表面に平行する面での断面形状(矩形形状)を有する。積層板T3は、貫通孔H1,H2と、貫通孔H3とを有する。貫通孔H3は、溝40の、基板10の表面に平行する面での断面形状(矩形形状)を有する。積層板T4は、貫通孔H3と、複数の貫通孔H4とを有する。貫通孔H4は、スロット素子12の、基板10の表面に平行する面での断面形状(矩形形状)を有する。   By setting the thicknesses Th1 to Th4 of the laminated plates T1 to T4 in this way, the laminated plates T1 to T4 have a shape as shown in FIG. That is, the laminated plate T1 is a plate that has not been subjected to hole machining. The laminated plate T2 has through holes H1 and H2. The through holes H1 and H2 have a cross-sectional shape (rectangular shape) in a plane parallel to the surface of the substrate 10 of each of the waveguides 11A and 11B. The laminated plate T3 has through holes H1 and H2 and a through hole H3. The through hole H <b> 3 has a cross-sectional shape (rectangular shape) in a plane parallel to the surface of the substrate 10 of the groove 40. The laminated plate T4 has a through hole H3 and a plurality of through holes H4. The through hole H <b> 4 has a cross-sectional shape (rectangular shape) in a plane parallel to the surface of the substrate 10 of the slot element 12.

積層板T2の貫通孔H1,H2は、背面方向には、積層板T1によって塞がれる。また、積層板T2の貫通孔H1,H2は、正面方向には、積層板T3の貫通孔H1,H2と連通する。積層板T3の貫通孔H3は、背面方向には、積層板T2によって塞がれる。また、積層板T3の貫通孔H3は、正面方向には、積層板T4の貫通孔H3と連通する。   The through holes H1 and H2 of the laminated plate T2 are closed by the laminated plate T1 in the back direction. Further, the through holes H1 and H2 of the laminated plate T2 communicate with the through holes H1 and H2 of the laminated plate T3 in the front direction. The through hole H3 of the laminated plate T3 is closed by the laminated plate T2 in the back direction. Further, the through hole H3 of the laminated plate T3 communicates with the through hole H3 of the laminated plate T4 in the front direction.

アンテナ100の製造方法に、拡散接合と呼ばれる、積層板を圧着させる製法を採用することによって、図39(B)に示されたように、スロット素子12や溝40などの複雑な要素を、積層板においては貫通孔として形成することができる。そのため、基板10の表面からこれらを削り出すよりも容易に製造することができる。特に、アンテナ100の使用周波数の波長がミリ波などの小さい波長であった場合には溝40を削り出すことが非常に困難になる。それ故、このような製法を採用することによって、特に使用周波数の波長が小さい場合にアンテナの形成を容易にすることができる。   As shown in FIG. 39B, a complex element such as the slot element 12 or the groove 40 is laminated by adopting a manufacturing method of the antenna 100, which is called diffusion bonding, in which a laminated plate is pressure-bonded. The plate can be formed as a through hole. Therefore, it can be manufactured more easily than cutting them out from the surface of the substrate 10. In particular, when the wavelength of the operating frequency of the antenna 100 is a small wavelength such as a millimeter wave, it is very difficult to cut out the groove 40. Therefore, by adopting such a manufacturing method, it is possible to facilitate the formation of the antenna, particularly when the wavelength of the operating frequency is small.

[第4の実施の形態]
以上の第1の実施の形態から第3の実施の形態では、隣接するスロットアンテナ20の間の基板10の表面に構成された1つ以上の凹部として、導波管11の管長手方向に延びる1本以上の溝40が例示されている。この溝40は、基板10の表面の、スロットアンテナ20のスロット表面にx方向に隣接する領域であって、当該スロットアンテナ20のスロット素子12にx方向に隣接する位置に形成されればよい。すなわち、導波管11の管長手方向に延びる溝40は、管長手方向に途切れていてもよい。言い換えると、導波管11の管長手方向に延びる溝40は、隔壁部を挟んで管長手方向に2つ以上、並列に設けられてもよい。そして、隔壁部は、幅方向(x方向)に隣接するスロットアンテナ20のスロット素子12が形成されている位置には存在せず、スロット素子12が形成されていない位置に存在する。
[Fourth Embodiment]
In the first to third embodiments, the one or more recesses formed on the surface of the substrate 10 between the adjacent slot antennas 20 extend in the longitudinal direction of the waveguide 11. One or more grooves 40 are illustrated. The groove 40 may be formed in a region adjacent to the slot surface of the slot antenna 20 in the x direction on the surface of the substrate 10 and adjacent to the slot element 12 of the slot antenna 20 in the x direction. That is, the groove 40 extending in the tube longitudinal direction of the waveguide 11 may be interrupted in the tube longitudinal direction. In other words, two or more grooves 40 extending in the tube longitudinal direction of the waveguide 11 may be provided in parallel in the tube longitudinal direction across the partition wall. The partition wall portion does not exist at the position where the slot element 12 of the slot antenna 20 adjacent in the width direction (x direction) is formed, and exists at the position where the slot element 12 is not formed.

第1の実施の形態から第3の実施の形態に記載の通り、溝40は利得向上の効果があるので、電波を放射するスロット素子12部分に溝は必要となる。隔壁部の影響を小さくするため、電波を放射するスロット素子12の無い部分に隔壁部を設けることにより、アンテナ管長手方向の強度が低下することを防止できる。   As described in the first to third embodiments, since the groove 40 has an effect of improving the gain, the groove is necessary in the slot element 12 portion that radiates radio waves. In order to reduce the influence of the partition wall, the strength in the longitudinal direction of the antenna tube can be prevented by providing the partition wall in a portion where the slot element 12 that radiates radio waves is not present.

図40は、隣接するスロットアンテナ20間に設けられる溝40の他の例を説明するための図である。図40を参照して、スロットアンテナ20において、スロット素子12は、スロットアンテナ20の中心線Cwを挟んで平行する2本の直線CSL,CSRそれぞれの真上または概ね真上に、導波管11の管長手方向に等間隔、または(例えば平均間隔の10%程度の)多少の誤差を有した概ね等間隔に配置される。直線CSL上に配列されるスロット素子12と、直線CSR上に配列されるスロット素子12との幅方向の位置は一致しない。図40に示されたように、各スロット素子12の、管長手方向の両端それぞれが接する、管長手方向に直交する直線をそれぞれ直線HT,HBとする。図40を参照して、基板10の表面の、隣接する直線HTと直線HBとで区切られた、幅方向に延びる、管長手方向に連続する領域は、スロット素子12を含む領域と、含まない領域とが交互となっている。なお、スロット素子12を含む領域と、含まない領域とは、図41でも同様に示されている。 FIG. 40 is a view for explaining another example of the groove 40 provided between the adjacent slot antennas 20. Referring to FIG. 40, in the slot antenna 20, the slot element 12 is guided directly above or substantially directly above each of the two straight lines C SL and C SR parallel to each other with the center line Cw of the slot antenna 20 interposed therebetween. The tubes 11 are arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the tube 11 or at substantially regular intervals with some errors (for example, about 10% of the average interval). The slot elements 12 arranged on the straight line C SL, the width direction position of the slot elements 12 arranged on a straight line C SR does not match. As shown in FIG. 40, the straight lines H T and H B are the straight lines perpendicular to the tube longitudinal direction, which are in contact with both ends in the tube longitudinal direction of each slot element 12, respectively. Referring to FIG. 40, a region extending in the width direction and continuous in the longitudinal direction of the tube, which is divided by adjacent straight lines H T and H B on the surface of the substrate 10, includes a region including the slot elements 12. The areas not included are alternated. Note that the region including the slot element 12 and the region not including the slot element 12 are also shown in FIG.

スロットアンテナ20A,20B間に設けられた溝40は、幅方向にスロット素子12を含む領域では溝を形成する。溝40の管長手方向に途切れている箇所、つまり第2の隔壁部は、幅方向にスロット素子12を含まない領域内に存在し、その領域外には存在しない。図40の例では、スロットアンテナ20A,20Bの間の領域であって、直線HTと、図40において直線の下に隣接する直線HBとで区切られた領域にスロット素子12が存在し、直線HBと、図40において直線の下に隣接する直線HTとで区切られた領域にはスロット素子12が存在しない。従って、溝40は前者の領域には必ず存在する。第2の隔壁部である溝40の途切れた箇所は、後者の領域内に存在し、当該領域を超える範囲には存在しない。 The groove 40 provided between the slot antennas 20A and 20B forms a groove in the region including the slot element 12 in the width direction. The portion of the groove 40 that is interrupted in the longitudinal direction of the tube, that is, the second partition wall portion exists in a region that does not include the slot element 12 in the width direction, and does not exist outside that region. In the example of FIG. 40, the slot element 12 exists in a region between the slot antennas 20A and 20B, which is divided by a straight line H T and a straight line H B adjacent to the straight line H B in FIG. The slot element 12 does not exist in a region partitioned by the straight line H B and the straight line H T adjacent below the straight line in FIG. Therefore, the groove 40 is always present in the former region. The interrupted portion of the groove 40 which is the second partition wall portion exists in the latter region and does not exist in a range exceeding the region.

溝40に途切れた箇所、つまり第2の隔壁部を設けることによって、アンテナ100の管長手方向の強度が低下することを防止できる。   By providing the location where the groove 40 is interrupted, that is, the second partition wall portion, the strength of the antenna 100 in the longitudinal direction of the tube can be prevented from decreasing.

[第5の実施の形態]
たとえば金属板50である、隣接するスロットアンテナ20間の基板10の表面よりも正面方向に正の距離を有する位置に設けられる部材もまた、少なくともスロット素子12に隣接する位置の基板10の表面よりも上方に設けられればよい。なお、この部材の基板10に対する取り付け方法は、特定の方法に限定されない。そこで、一例として、基板10表面のスロット素子12に隣接しない位置に、金属板50を基板10表面に対して支持するための支持部を設けて、金属板50を基板10に取り付けてもよい。
[Fifth Embodiment]
For example, the member provided at a position having a positive distance in the front direction from the surface of the substrate 10 between the adjacent slot antennas 20 such as the metal plate 50 is also at least from the surface of the substrate 10 at a position adjacent to the slot element 12. May be provided above. In addition, the attachment method with respect to the board | substrate 10 of this member is not limited to a specific method. Therefore, as an example, a support portion for supporting the metal plate 50 against the surface of the substrate 10 may be provided at a position not adjacent to the slot element 12 on the surface of the substrate 10, and the metal plate 50 may be attached to the substrate 10.

図41は、金属板50の基板10への取り付け方法の一例として、支持部を用いて取り付ける方法を説明するための図である。図41(A)は、アンテナ100を正面から見た図であり、図41(B)は、図41(A)におけるCC位置でのアンテナ100の断面の概略図である。   FIG. 41 is a diagram for explaining a method of attaching using the support portion as an example of a method of attaching the metal plate 50 to the substrate 10. 41A is a diagram of the antenna 100 as viewed from the front, and FIG. 41B is a schematic diagram of a cross section of the antenna 100 at the CC position in FIG. 41A.

図41(A)を参照して、導波管11の管長手方向に延びる金属板50の、スロット12を含まない領域には、金属板50を基板10の表面に対して支持するための支持部50’が設けられる。図41(B)を参照して、支持部50’は、たとえば、基板10表面から金属板50に向けて延びる柱状の部材である。   Referring to FIG. 41A, the metal plate 50 extending in the tube longitudinal direction of the waveguide 11 does not include the slot 12, and the support for supporting the metal plate 50 with respect to the surface of the substrate 10. A part 50 'is provided. Referring to FIG. 41B, the support portion 50 ′ is a columnar member that extends from the surface of the substrate 10 toward the metal plate 50, for example.

支持部50’が設けられる位置は、第4の実施の形態において説明された、溝40に設けられる第2の隔壁部の位置と同じである。すなわち、支持部50’は、幅方向のいずれかの側に、隣接する2つのスロットアンテナのスロット素子12がある位置には設けず、いずれの側にもスロット素子12がない位置に設ける。   The position where the support portion 50 ′ is provided is the same as the position of the second partition wall portion provided in the groove 40 described in the fourth embodiment. That is, the support portion 50 ′ is not provided at a position where the slot elements 12 of two adjacent slot antennas are present on either side in the width direction, and is provided at a position where there is no slot element 12 on either side.

支持部50’は、幅方向にスロット素子12を含まない領域内に存在し、その領域外には存在しない。図41の例では、スロットアンテナ20A,20Bの間の領域であって、直線HTと、図41において直線の下に隣接する直線HBとで区切られた領域にスロット素子12が存在し、直線HBと、図41において直線の下に隣接する直線HTとで区切られた領域にはスロット素子12が存在しない。従って、支持部50’は、後者の領域内に設けられ、当該領域を超える範囲には設けられない。 The support portion 50 ′ exists in a region that does not include the slot element 12 in the width direction, and does not exist outside that region. In the example of FIG. 41, the slot element 12 exists in the region between the slot antennas 20A and 20B, which is divided by the straight line H T and the straight line H B adjacent below the straight line in FIG. The slot element 12 does not exist in a region divided by the straight line H B and the straight line H T adjacent below the straight line in FIG. Accordingly, the support portion 50 ′ is provided in the latter area, and is not provided in a range exceeding the area.

支持部50’は、金属板50と一体に形成されていてもよい。このように形成することによって、たとえば拡散接合によって製造されたアンテナ100に対して、金属板50を容易に接合させることができる。   The support portion 50 ′ may be formed integrally with the metal plate 50. By forming in this way, the metal plate 50 can be easily joined to the antenna 100 manufactured by, for example, diffusion bonding.

支持部50’は、基板10と一体に形成されていてもよい。さらには、支持部50’は、金属板50および基板10と一体に形成されていてもよい。この場合、支持部50’、または支持部50’および金属板50も、基板10と共に拡散接合によって製造することができる。支持部50’、または支持部50’および金属板50を、基板10と共に拡散接合によって製造する場合、基板10の底部から表面までは、図39に表わされた積層板T1〜T4などをその順に積層する。なお、溝40が含まれない場合には、積層板T3およびT4には貫通孔H3が含まれない。図41を参照して、基板10の表面を形成する積層板T1より正面方向には、支持部50’を形成するための積層板T5と、金属板50を形成するための積層板T6とが、さらに積層される。積層板T5は、支持部50’を形成するための領域として、支持部50’の、基板10の表面に平行する面での断面形状の領域を含む。また、積層板T5は、スロット素子12の、基板10の表面に平行する面での断面形状以上の孔領域を有する。この孔領域は、積層板T5の背面方向に隣接する積層板に設けられた、スロット素子12の形成する貫通孔と連通する。支持部50’、または支持部50’および金属板50を基板10と共に拡散接合によって製造することによって、金属板が基板10に対して安定して支持されると共に、金属板を有するアンテナ100の製造が容易になる。   The support portion 50 ′ may be formed integrally with the substrate 10. Further, the support portion 50 ′ may be formed integrally with the metal plate 50 and the substrate 10. In this case, the support portion 50 ′ or the support portion 50 ′ and the metal plate 50 can also be manufactured together with the substrate 10 by diffusion bonding. When the support portion 50 ′ or the support portion 50 ′ and the metal plate 50 are manufactured by diffusion bonding together with the substrate 10, the laminated plates T1 to T4 shown in FIG. Laminate sequentially. When the groove 40 is not included, the laminated plates T3 and T4 do not include the through hole H3. Referring to FIG. 41, in the front direction from the laminated plate T1 that forms the surface of the substrate 10, a laminated plate T5 for forming the support portion 50 ′ and a laminated plate T6 for forming the metal plate 50 are provided. Are further laminated. The laminated plate T5 includes a region having a cross-sectional shape in a plane parallel to the surface of the substrate 10 of the support portion 50 'as a region for forming the support portion 50'. In addition, the laminated plate T5 has a hole region having a cross-sectional shape equal to or larger than that of the slot element 12 on a plane parallel to the surface of the substrate 10. This hole region communicates with a through-hole formed in the slot element 12 provided in the laminated plate adjacent to the laminated plate T5 in the back direction. By manufacturing the support portion 50 ′ or the support portion 50 ′ and the metal plate 50 together with the substrate 10 by diffusion bonding, the metal plate is stably supported with respect to the substrate 10, and the antenna 100 having the metal plate is manufactured. Becomes easier.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

10 基板
10a 基板表面
11,11A〜11G 導波管
11a スロット表面
12 スロット素子
20,20A〜20G スロットアンテナ
40,40A〜40I 溝
50,50A〜50C 金属板
50’ 支持部
100 アンテナ
150 送信機
170 受信機
300 レーダ
T1〜T6 積層板
H1〜H4 貫通孔
L1 間隔
L2 間隙
m 壁厚
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Board | substrate 10a Board | substrate surface 11,11A-11G Waveguide 11a Slot surface 12 Slot element 20,20A-20G Slot antenna 40,40A-40I Groove 50,50A-50C Metal plate 50 'Support part 100 Antenna 150 Transmitter 170 Reception Machine 300 Radar T1 to T6 Laminated plate H1 to H4 Through hole L1 interval L2 gap m Wall thickness

Claims (12)

基板と、
前記基板の内部に設けられ、導波管として機能するための1つ以上の中空と、
前記1つ以上の中空から前記基板表面まで貫通した、前記基板をスロットアンテナとして機能させるための1つ以上のスロット素子と、を備え、
前記1つ以上の中空のうちの第1の中空の、下に定義するスロット表面の近傍に、前記第1の中空の管長手方向に平行に伸びる1本以上の溝が形成されている
アンテナ。
スロット表面:前記基板表面に前記中空を投影させた面
A substrate,
One or more hollows provided within the substrate to function as a waveguide;
One or more slot elements penetrating from the one or more cavities to the surface of the substrate for causing the substrate to function as a slot antenna,
An antenna in which one or more grooves extending parallel to the longitudinal direction of the first hollow tube are formed in the vicinity of a slot surface defined below in a first hollow of the one or more hollows.
Slot surface: the surface on which the hollow is projected onto the substrate surface
前記1本以上の溝は、前記基板表面の、前記第1の中空の前記スロット表面を挟む位置に形成され、各々前記第1の中空の管長手方向に平行に伸びる2本の溝を含む
請求項1に記載のアンテナ。
The one or more grooves are formed on the surface of the substrate at a position sandwiching the surface of the first hollow slot, and each include two grooves extending parallel to the longitudinal direction of the first hollow tube. Item 10. The antenna according to Item 1.
前記1つ以上の中空は、前記第1の中空に対して管長手方向が平行するように設けられた第2の中空をさらに含み、
前記1本以上の溝のうちの、前記第1の中空の前記スロット表面と前記第2の中空の前記スロット表面との間の前記基板表面に形成された溝は、前記第1の中空と前記第2の中空とから均等な間隔である
請求項2に記載のアンテナ。
The one or more hollows further include a second hollow provided so that a longitudinal direction of the tube is parallel to the first hollow,
Of the one or more grooves, a groove formed on the substrate surface between the first hollow slot surface and the second hollow slot surface includes the first hollow and the first hollow. The antenna according to claim 2, wherein the antenna is evenly spaced from the second hollow.
前記第1の中空と前記第2の中空とは共通の給電線に接続されている
請求項3に記載のアンテナ。
The antenna according to claim 3, wherein the first hollow and the second hollow are connected to a common feeder line.
前記1つ以上の中空は、前記第1の中空に対して管長手方向が平行するように設けられた第2の中空をさらに含み、
前記1本以上の溝は、前記基板表面の、前記第1の中空および前記第2の中空の前記スロット表面を挟む位置に形成され、各々前記第1の中空の管長手方向に平行に伸びる2本の溝を含み、
前記第1の中空の前記スロット表面と前記第2の中空の前記スロット表面との間には前記溝が1本も形成されない、
請求項1に記載のアンテナ。
The one or more hollows further include a second hollow provided so that a longitudinal direction of the tube is parallel to the first hollow,
The one or more grooves are formed on the substrate surface at positions sandwiching the first hollow and the second hollow slot surfaces, and each extend in parallel with the longitudinal direction of the first hollow tube 2. Including a groove in the book,
No groove is formed between the first hollow slot surface and the second hollow slot surface;
The antenna according to claim 1.
前記1つ以上のスロット素子は、前記中空の管長手方向に沿って配列された複数のスロット素子を含み、
前記1本以上の溝は、隔壁部を介して前記管長手方向に隣接し、各々前記管長手方向に伸びる2本の溝を含み、
前記隔壁部は、当該隔壁部からみて前記電磁波の進行方向に直交する方向に前記第1の中空の前記複数のスロット素子のうちの1つでも設けられている位置には形成されず、当該隔壁部からみて前記電磁波の進行方向に直交する方向に前記第1の中空の前記複数のスロット素子が1つも設けられていない位置に形成される
請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のアンテナ。
The one or more slot elements include a plurality of slot elements arranged along a longitudinal direction of the hollow tube;
The one or more grooves include two grooves that are adjacent to each other in the longitudinal direction of the tube via a partition wall and extend in the longitudinal direction of the tube,
The partition wall is not formed at a position where any one of the plurality of first hollow slot elements is provided in a direction orthogonal to the traveling direction of the electromagnetic wave as viewed from the partition wall. 6. The device according to claim 1, wherein the first hollow slot elements are not provided in a direction perpendicular to the traveling direction of the electromagnetic wave when viewed from the portion. Antenna.
前記1本以上の溝のうちの前記第1の中空に最も近い溝の前記第1の中空に向く壁面から前記第1の中空の前記最も近い溝に向く壁面までの距離である壁厚は0.27λ以下(λ:当該アンテナの使用周波数の波長)である
請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載のアンテナ。
Of the one or more grooves, the wall thickness that is the distance from the wall surface facing the first hollow of the groove closest to the first hollow to the wall surface facing the closest groove of the first hollow is 0 The antenna according to any one of claims 1 to 6, wherein the antenna is equal to or less than 27λ (λ: wavelength of a frequency used by the antenna).
前記1本以上の溝の深さは0.51λ以下である
請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載のアンテナ。
The antenna according to any one of claims 1 to 7, wherein a depth of the one or more grooves is 0.51λ or less.
前記1本以上の溝は、前記基板表面の前記第1の中空の前記スロット表面の近傍に形成された第1の溝、および前記第1の溝に対して前記第1の中空から遠い側に隣接する第2の溝を含む
請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載のアンテナ。
The one or more grooves are a first groove formed in the vicinity of the first hollow slot surface on the substrate surface, and on a side farther from the first hollow than the first groove. The antenna according to claim 1, comprising an adjacent second groove.
前記基板は、複数の板が積層された積層構造を有し、
前記複数の板は、前記基板表面を有する第1の板と、前記基板表面の裏面側に配置される第2の板と、を含み、
前記第1の板は、前記1本以上の溝を形成する第1の貫通孔と、前記1つ以上のスロット素子を形成する第2の貫通孔と、を有し、
前記第2の板は、前記第1の貫通孔を塞ぐ領域を有する
請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載のアンテナ。
The substrate has a laminated structure in which a plurality of plates are laminated,
The plurality of plates include a first plate having the substrate surface, and a second plate disposed on the back side of the substrate surface,
The first plate has a first through hole that forms the one or more grooves, and a second through hole that forms the one or more slot elements,
The antenna according to any one of claims 1 to 9, wherein the second plate has a region closing the first through hole.
前記基板表面の前方であって、前記1本以上の溝の前方に、導電体の部材が設けられている
請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載のアンテナ。
The antenna according to any one of claims 1 to 10, wherein a conductor member is provided in front of the substrate surface and in front of the one or more grooves.
請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載のアンテナを搭載した
レーダ。
A radar equipped with the antenna according to any one of claims 1 to 11.
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