(57)【要約】【課題】小型化が可能、低コストで、工作性および耐久性に優れた導波路装置の提供。【解決手段】取付面を持つベースと、このベースの取付面上に保持されてベースと協働して導波路を構成する板部材とを備えた導波路装置は、ベースの取付面が、板部材が均等荷重を受けた場合の撓みの曲線を直線に沿って掃引して得られた柱面であり、板部材が、取付面に押圧されて湾曲した状態で、湾曲方向に延びた湾曲方向縁部および掃引方向に延びた掃引方向縁部を有して、ベースに取り付けられている。【効果】小型、低コスト、工作性および耐久性に優れた導波路、アンテナおよび車両用レーダが提供できる。【選択図】図３
2010056663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付面を持つベースと、
上記ベースの上記取付面上に保持されて上記ベースと協働して導波路を構成する板部材とを備えた導波路装置において、
上記ベースの上記取付面が、上記板部材が荷重を受けた場合の上記板部材の撓みの曲線を直線に沿って掃引して得られた柱面であり、
上記板部材が、上記取付面に押圧されて湾曲した状態で、湾曲して曲率を持つ方向である湾曲方向に延びた湾曲方向縁部および上記曲線が掃引されて曲率を持たない方向である掃引方向に延びた掃引方向縁部を有して、上記ベースに取り付けられていることを特徴とする導波路装置。
【請求項２】
上記板部材が、上記板部材の全領域において上記板部材の均等な板バネとしての反力により、上記取付面に対して均等な荷重で押し付けられて密着していることを特徴とする請求項１に記載の導波路装置。
【請求項３】
上記取付面が凸面であり、上記板部材が、掃引方向に延びた掃引方向縁部で保持されていることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の導波路装置。
【請求項４】
上記ベースの上記取付面は、
Ｙ＝１６ＹｍａｘＸ（Ｘ^３-２Ｌ１Ｘ^２+Ｌ１^３）/（５Ｌ１^４）
ここに、
Ｙｍａｘ：任意の最大たわみ量
Ｌ１    ：板部材保持位置間の距離
座標系は、
原点  ：板部材の一方の保持位置
Ｘ軸  ：湾曲方向
Ｙ軸  ：板部材側を正とする板部材のたわみ方向
によって表される曲面であることを特徴とする請求項３に記載の導波路装置。
【請求項５】
板部材の保持力は１辺当たり
Ｒ＝１９２Ｅｂｈ^３Ｙｍａｘ/(６０Ｌ１^３)
ここに、
Ｅ      ：板部材の縦弾性係数
ｂ      ：板部材の掃引方向縁部の長さ
ｈ      ：板部材の厚み
Ｙｍａｘ：任意の最大たわみ量
Ｌ１     ：板部材保持位置間の距離
であることを特徴とする請求項３あるいは４に記載の導波路装置。
【請求項６】
上記取付面が凹面であり、上記板部材が、湾曲方向縁部で保持されていることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の導波路装置。
【請求項７】
上記板部材が、上記湾曲方向縁部の中央部で保持されていることを特徴とする請求項６に記載の導波路装置。
【請求項８】
上記ベースの上記取付面は、
Ｙ＝１６Ｙｍａｘ（Ｘ^４-Ｌ２^３Ｘ/２+３Ｌ２^４/１６）/（３Ｌ２^４）
ここに、
Ｙｍａｘ：任意の最大たわみ量
Ｌ２    ：板部材の組立時に曲率を持たない対向する２つの縁の間隔
座標系は、
原点    ：板部材の一方の保持位置
Ｘ軸    ：湾曲方向
Ｙ軸    ：板部材側を正とする板部材のたわみ方向
であることを特徴とする請求項６あるいは７に記載の導波路装置。
【請求項９】
板部材の保持力は１カ所当たり
R＝２Ｅｂｈ^３Ｙｍａｘ/(３Ｌ２^３)
ここに、
Ｅ    ：板部材の縦弾性係数
ｂ    ：板部材の掃引方向縁部の長さ
ｈ    ：板部材の厚み
Ｙｍａｘ：最大たわみ量
Ｌ２    ：板部材の掃引方向縁間の距離
であることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の導波路装置。
【請求項１０】
上記板部材が、板バネにより上記ベースに保持されてなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の導波路装置。
【請求項１１】
上記ベースが取付面に導波溝を持つことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の導波路装置。
【請求項１２】
上記板部材が、上記ベースの上記取付面に面する面に導波溝を持つことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の導波路装置。
【請求項１３】
上記板部材が、上記ベースの上記取付面上に積層された複数のプレートを備え、上記導波溝が上記板部材に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の導波路装置。
【請求項１４】
上記複数のプレートのうち内部に積層されたプレートのうち少なくとも１つのプレートが、二本の導波溝を持ち、同軸の導波路が構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の導波路装置。
【請求項１５】
上記板部材が、伝送線路を持つ誘電体プレートであり、上記伝送線路と上記ベースとの間に上記導波路が形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の導波路装置。
【請求項１６】
上記伝送線路が平面回路パターンであることを特徴とする請求項１５に記載の導波路装置。
【請求項１７】
上記板部材の上記湾曲方向縁部が、上記導波路の長手方向に延びていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の導波路装置。
【請求項１８】
上記板部材の上記湾曲方向縁部が、上記導波路の短手方向に延びていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の導波路装置。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一項に記載の導波路装置の上記板部材にアンテナ素子を設けたことを特徴とするアンテナ。
【請求項２０】
上記アンテナ素子を設けた上記板部材は複数の金属プレートを接合したものであることを特徴とする請求項１９に記載のアンテナ。
【請求項２１】
アンテナ素子周辺の外空間側に電波遮蔽部材を設けたことを特徴とする請求項１９あるいは２０に記載のアンテナ。
【請求項２２】
アンテナ素子の各電波放射位置における反り量に相当する管内距離分、給電する導波路を長く、あるいは短くしたことを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項２３】
請求項１９〜２２のいずれか一項に記載のアンテナを用いたことを特徴とする車両用レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導波路装置、アンテナおよび車両用レーダ装置に関し、特にマイクロ波帯、ミリ波帯用に適した導波路装置、それを用いたアンテナおよびそれを用いた車両用レーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な導波路構造は、導電性材料にて構成されたベースに電波の入出力ポートと導波溝とを形成し、導波溝側の取付面に金属製のプレートを密着して取り付けて、導波溝とプレートとの間に導波路を構成するものであった。このような導波路においては、ベースの取付面とプレートとの間に生ずる微小な間隙からの高周波信号の漏洩を防止するために、確実に導電性部材間を接合し、電気的導通を確保する方法として、一般的に、ねじ止めによる接合方法、ろう付けによる接合方法、導電性ゴム、導電性接着剤による接合方法等が提案されている。
【０００３】
しかしながら、ねじ止めによる接合方法では、ねじ本数が少ないと、ねじとねじの間で締め付け力がかからず金属製プレートが反って浮き上がり隙間が開いてしまうため、導波溝の周囲に狭ピッチで多数のねじを締める必要があり、工作性が劣る、またミリ波帯等で使用される小型の導波路に対しては、ねじを固定する場所を確保できないという課題があった。
【０００４】
また、ろう付けによる接合方法では、生産性が悪いため高コストになるとともに、ろうの垂れ対策が必要等の課題がある。また導電性ゴム、導電性接着剤による接合方法は導電率が金属よりも悪いため損失があり、経年変化による導電性の劣化、ゴムのはみ出し、接着剤の垂れ等の課題がある。
【０００５】
さらに、特開２００４−１５５７９号公報に記載されている接着シートや接着剤に導電性バンプを組み合わせるもの、また、特開２００４−２２１７１８号公報に記載されているように、間隙を生じたとしても近接部のチョーク構造によって、高周波信号を漏洩させない手法も提示されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１５５７９号公報
【特許文献２】特開２００４−２２１７１８号公報
【特許文献３】特開２０００−３４１０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、接着剤とバンプ構造の組み合わせによるものは、接着剤の垂れの課題や、接着剤の熱膨張によりバンプ部が浮き、導通が確保できなくなるという課題がある。チョーク構造によるものは、経年変化や温度特性、工作面で有利であるが、近接部にチョーク溝を構成するエリアを確保しなければならず、このために小型化が妨げられたり、あるいは微小チョーク溝を非常に高いコストで実現しなければならないという課題があった。
【０００８】
従って本発明の目的は、上述の課題に鑑みて、小型化が可能、低コストで、工作性および耐久性に優れた導波路、アンテナおよび車両用レーダを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的に鑑み、本発明の導波路装置は、取付面を持つベースと、このベースの取付面上に保持されて上記ベースと協働して導波路を構成する板部材とを備えた導波路装置において、上記ベースの上記取付面が、上記板部材が均等荷重を受けた場合の撓みの曲線を直線に沿って掃引して得られた柱面であり、上記板部材が、上記取付面に押圧されて湾曲した状態で、湾曲方向に延びた湾曲方向縁部および掃引方向に延びた掃引方向縁部を有して、上記ベースに取り付けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
板部材は全長に等分布荷重を受ける両端支持ばりのたわみ曲線形状に撓ませ、全長に等分布荷重を受ける両端支持ばりの支持力にて両端を固定されるので、板部材が反った状態で取り付けられ、板バネとしての反力により、常にベースの取付面に押し付けられている状態となり、取付面との隙間をなくすことができて電気的導通を確保でき、高周波信号が漏洩し、線路での損失や他の線路とのアイソレーションが悪化する等の不具合を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による導波路装置の斜視図であり、図２は図１の導波路装置の断面図であり、図３は図１の導波路装置の部品構成図であり、図４は図１の導波路装置の板部材にかかる分布荷重と支持力およびたわみを説明する概略側面図である。
【００１２】
これらの図において、導波路装置１は、湾曲した取付面２を持つベース３と、このベース３の取付面２上に保持されてベース３と協働して導波路４を構成する板部材５とを備えている。ベース３の取付面２は、板部材５が均等荷重を受けた場合の板部材５の撓みの曲線を直線に沿って掃引して得られるものである。取付面２はまた、湾曲方向Ｘに延びた縁部および掃引方向Ｚに延びた縁部を有するほぼ矩形の柱面である。板部材５は、取付面２に押圧されて湾曲した状態でベース３に保持されている。板部材５は、部材全体に亘って均等な弾性を持ち、板部材５の全領域において均等な板バネとしての反力により、取付面２に対して均等な荷重で押しつけられて密着している。
【００１３】
図１〜４に示す導波路装置１においては、板部材５は、ほぼ矩形の一枚の金属製のプレートであり、ベース３の凸面である取付面２上に保持されて同様に湾曲し、湾曲して曲率を持つ方向である湾曲方向Ｘに延びた湾曲方向縁部６と、曲線が直線に沿って掃引されて曲率を持たない方向である掃引方向Ｚに延びた掃引方向縁部７とを持ち、掃引方向縁部７で取付面に押圧されて湾曲した状態で保持されている。
【００１４】
また、ベース３は、ほぼ矩形の平面形の導電性材料製であり、凸に湾曲した取付面２に形成された導波溝８と、導波溝８に連通した入出力ポート９とを持っている。導波溝８は板部材５と協働して、電波の入出力ポート９を持つ導波路４を形成している。板部材５は、ベース３の長手方向両端のフランジ１０にネジ１１で固着されたホルダ１２によって、ベース３の湾曲した取付面２に押圧されて湾曲した状態で、ベース３に保持されている。ここで、湾曲方向縁部６および掃引方向縁部７における「縁部」とは、矩形の板部材５の一辺である縁を含む或る範囲の部分を意味するものである。図示の例では、ホルダ１２が板部材５に当接する当接位置は、板部材５の縁から或る距離離れて縁に平行な板部材５上の直線上にあって、ホルダ１２によって板部材５がベース３に押し付けられて保持される保持位置は、当接位置に対応した板部材５のベース３側の面上にある。従って、ホルダ１２が板部材５に当接する当接位置も、板部材５がベース３上に保持される保持位置も、板部材５の縁を含む縁近傍の部分である縁部にある。
【００１５】
図４は、このように両端の縁部で固定されてベース３の取付面２に押し付けられたプレートである板部材５に作用する分布荷重ωと保持力Ｒおよび最大たわみ量Ｙｍａｘを説明する側面図である。
【００１６】
取付面２の湾曲曲線は式（１）で表され、取付面２はこの曲線を掃引して得られた柱面である。板部材５のベース３へのホルダ１２による保持力Ｒは１辺当たり式（２）で表される。撓んだ板部材５は板バネとしての保持力Ｒにより、全長に亘って等しい分布荷重ωで、ベース３の取付面２に押しつけることができる。
Ｙ＝１６ＹｍａｘＸ（Ｘ^３-２Ｌ１Ｘ^２+ Ｌ１^３）/（５ Ｌ１^４）  ・・・（１）
板部材５のホルダ１２による保持力は１辺当たり
Ｒ＝１９２Ｅｂｈ^３Ｙｍａｘ/(６０ Ｌ１^３)                     ・・・（２）
ここに、
Ｙｍａｘ：任意の最大たわみ量
Ｌ１    ：板部材５の保持位置間隔
Ｅ    ：板部材５の縦弾性係数
ｂ    ：板部材５の掃引方向縁部の長さ
ｈ    ：板部材５の厚み
座標系は、図２に示したように
原点  ：一方の板部材保持位置（板部材５の掃引方向縁部とベース３との間の接触点）
Ｘ軸  ：湾曲方向（曲率を持たない導波管短手方向と直交する方向）
Ｙ軸  ：ベース３から見て板部材５側に向かう方向
である。
【００１７】
式（１）および（２）は材料力学の一般的な全長に等分布荷重を受ける両端支持ばりのたわみ曲線公式と最大たわみ量公式および板材の断面二次モーメント公式より簡単に求められる式である。なお、図１においてＺ軸は掃引方向である。
【００１８】
そのため、式（１）に示した全長に等分布荷重を受ける両端支持ばりのたわみ曲線形状の掃引柱面の取付面２を持つベース３に、板状の板部材５を取付面２に沿って撓ませ、式（２）に示した保持力Ｒにて両端を固定すれば、板部材５は全長にわたり等しい分布荷重ωでベース３の取付面２に押し付けられることになり、取付面２の全面にわたって安定して電気的導通を確保し、電磁波の漏洩を防止することができる。
【００１９】
このように、ベース３の湾曲した取付面２は、両端で支持されて均等荷重を受けた板部材５の撓みを表す撓みの曲線（式１）を直線に沿って掃引して得られる柱面であり、湾曲方向に延びた湾曲方向縁部および掃引方向に延びた掃引方向縁部を有するほぼ矩形の柱面である。従って、取付面２上に保持されて撓まされた板部材５の湾曲面も同様に、式（１）の曲線を直線に沿って掃引して得られた矩形の柱面である。
【００２０】
また、板部材５は、取付面２の柱面の湾曲方向に離間した両端部のフランジ１０に設けたホルダ１２によって、掃引方向縁部７でベース３に保持され、板部材５のベース３側の主面は取付面２に対して均等な荷重で押しつけられて密着している。このように、板部材５のベース３への組み付けは、板部材５の曲率を持たない導波管短手方向の縁、即ち掃引方向縁部７のみを固定すれば良く、従来のねじ止めによる接合方法のように４辺を狭ピッチで多数のねじによって締める必要がなく、工作性に優れている。
【００２１】
以上のように、板部材５は全長に等分布荷重を受ける両端支持ばりのたわみ曲線形状に撓ませ、全長に等分布荷重を受ける両端支持ばりの支持力にて両端を固定されるので、板部材５が反った状態で取り付けられ、板バネとしての反力により、常にベース３の取付面２に押しつけられている状態となり、取付面２との隙間をなくすことができて電気的導通を確保でき、高周波信号が漏洩し、線路での損失や他の線路とのアイソレーションが悪化する等の不具合を防ぐことができる。
【００２２】
また、ベース３と板部材５との組み立ては、板部材５をベース３の取付面２に沿って湾曲させて組み合わせるだけなので、ろう付けのように特殊な高温炉に長時間入れる必要がなく、生産性がよく、低コストに生産できる。
【００２３】
また、導電性のゴムや導電性接着剤を使う手法のように板部材５とベース３との間に導電率と耐久性が劣る部品を接合部にはさむ事がなく、板部材５とベース３とが直接接触しているため、損失を生じたり、経年変化や温度特性的な課題がなく、耐久性、温特性に優れている。また接着剤の垂れや保存方法の管理等の工作上の課題もなく、工作性に優れている。また、板状部材は平板で良く、相手部材は組み合わせ面が曲面であれば良いだけであり、微小チョーク構造、バンプ構造等複雑な構造は不要であるため、低コスト化、小型化が可能である。
【００２４】
また、板部材５の固定に用いる板バネのホルダ１２は、式（２）に示した力にて固定するように容易に設計することができる。また、分解も容易である。また、ねじ固定の場合はねじ１１の頭が一番外空間側の例えば板部材５あるいはスロット板から突出してしまい、電波特性に悪影響を与えるが、板バネのホルダ１２は外空間側に突出する部分が小さく、良好な電波特性を得ることができる。
【００２５】
実施の形態２．
図５〜８にはこの発明の実施の形態２による導波路装置を示し、図５は導波路装置の斜視図であり、図６は図５の導波路装置の断面図であり、図７は図５の導波路装置の部品構成図であり、図８は図５の導波路装置の板部材にかかる分布荷重と支持力およびたわみを説明する側面図である。
【００２６】
これらの図において、図５〜８に示す導波路装置１が図１〜４に示す導波路装置と相違している点は、ベース３の取付面１３が、湾曲曲線がＹ軸方向に凹の曲線であることである。また、ホルダ１２がベース３の長手方向（湾曲方向）に延びたフランジ１０の中央部にあって、板部材５が湾曲方向縁部６の中央部で保持されている。ホルダ１２は、板部材５との湾曲を妨げないように板部材５を点接触により保持させるか、あるいは板部材５の湾曲した柱面と同じ湾曲面での接触により保持させるのが良い。
【００２７】
図８は、このように湾曲方向縁部の中央部で保持されて、ベース３の凹面柱面である取付面１３に押し付けられた板部材５に作用する分布荷重ωと保持力Ｒおよび最大たわみ量Ｙｍａｘを説明する側面図である。
【００２８】
取付面１３の湾曲曲線は式（３）で表され、取付面１３はこの曲線を掃引して得られた柱面である。板部材５のベース３への保持力Ｒは１辺当たり式（４）で表される。撓んだ板部材５は板バネとしての保持力Ｒにより、全長に亘って等しい分布荷重ωで、ベース３の取付面１３に押しつけることができる。
Ｙ＝１６Ｙｍａｘ（Ｘ^４-Ｌ２^３Ｘ/２+３Ｌ２^４/１６）/（３Ｌ２^４）・・・（３）
板状部材の固定力は１カ所当たり
Ｒ＝２Ｅｂｈ^３Ｙｍａｘ/(３Ｌ２^３)                               ・・・（４）
ここに、
Ｙｍａｘ：任意の最大たわみ量
Ｌ２    ：板部材５の掃引方向縁間の間隔
Ｅ    ：板部材５の縦弾性係数
ｂ    ：板部材５の掃引方向縁部の長さ
ｈ    ：板部材５の厚み
座標系は、図５に示したように
原点  ：一方の板部材固定点（湾曲方向縁部６の中央とベース３との間の接触点）
Ｘ軸  ：湾曲方向（曲率を持たない導波管短手方向と直交する方向）
Ｙ軸  ：ベース３から見て板部材５側に向かう方向
【００２９】
式（３）および（４）は、材料力学の一般的な全長に等分布荷重を受ける片持ちばりのたわみ曲線公式と最大たわみ量公式および板材の断面二次モーメント公式より簡単に求められる式である。なお、図５においてＺ軸は掃引方向である。
【００３０】
そのため、式（３）に示した全長に等分布荷重を受ける片持ちばりのたわみ曲線形状の取付面１３を持つベース３に、板部材５を取付面１３に沿って撓ませ、式（４）に示した力Ｒにて、湾曲方向縁部６の中央を保持すれば、板部材５は全長にわたり等しい分布荷重ωで取付面２に押しつけられることになり、取付面１３の全長にわたって安定して電気的導通を確保して電磁波の漏洩を防止することができる。
【００３１】
このように、ベース３の湾曲した取付面２は、片持支持されて均等荷重を受けた板部材５の撓みを表す撓みの曲線（式１）を直線に沿って掃引して得られる柱面であり、湾曲方向に延びた湾曲方向縁部および掃引方向に延びた掃引方向縁部を有するほぼ矩形の柱面である。従って、取付面２上に保持されて撓まされた板部材５の湾曲面も同様に、式（１）の曲線を直線に沿って掃引して得られた矩形の柱面であり、湾曲方向に延びた湾曲方向縁部６と、掃引方向に延びた掃引方向縁部７とを有している。
【００３２】
このような実施の形態２の導波路装置１においても、図１〜４に示す実施の形態１と同様の優れた効果が得られる。即ち、板部材５は、板バネとしての反力により、常にベース３の取付面２に押しつけられている状態となり、接着剤あるいは止めネジ等を使用しないで、取付面２との隙間をなくすことができて電気的導通を確保でき、高周波信号が漏洩し、線路での損失や他の線路とのアイソレーションが悪化する等の不具合を防ぐことができる。また、板部材５のベース３への組み付けは、２箇所のホルダ１２をネジ１１で固定すれば良く、生産性に優れ、低コストにできる。更に、板部材５あるいはスロット板部材から突出するようなネジなどが無く、良好な電波特性を得ることができる。
【００３３】
実施の形態３．
図９〜１１に示す導波路装置１においては、板部材１４が、ベース１５の取付面１６上に積層された複数の金属製の第１から第４のプレート１７〜２０を有する積層体であり、導波溝２４が積層体である板部材１４の取付面１６に面する面に設けられている。ベース１５には入出力ポート９だけが設けられていて、導波溝は設けられていない。
【００３４】
図１１に示すように、ベース１５の取付面１６上に積層されて弾性的に密着して保持される第１から第３のプレート１７〜１９は、ベース１５の２つの入出力ポート９に重なって連通させる互いに合同の形状のスリット２１〜２３を持っている。第４のプレート２０にはスリットが無く、図１０に示すように組み立てられた状態では、重ねられたスリット２１〜２３が導波溝２４を構成し、導波溝２４がベース１５の取付面１６と組み合わされて入出力ポート９を持つ導波路４を構成している。
【００３５】
プレート１７〜２０の積層体で構成された板部材１４は、その掃引方向縁部７でホルダ１２によってベース１５に取り付けられていて、ベース１５の湾曲した取付面１６に沿って曲げられて保持されている。ベース１５の取付面１６の形状は、第１の実施の形態と同様に式（１）に基づく柱面であり、ホルダ１２による板部材１４の保持力は、４枚のプレート１７〜２０の１枚１辺当たりの保持力が式（２）で表される保持力Ｒであるので、４枚分の合計４Ｒとなる。この板部材１４においても、撓んだプレート１７〜２０が板バネとしての反力により全長に亘って等しい力でベース１５に、また互いに、押し付けられている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００３６】
実施の形態４．
図１２に示すこの発明の別の実施の形態による導波路装置は、全体の構成は図９〜１１に示す導波路装置１と同様のものであるが、図１２には構成部品の一部だけ分解斜視図で示してある。この導波路装置においては、ベース１５の取付面１６上に積層される複数のプレートのうち第２のプレート１８が、間に伝送線路１８ａを形成する二本の導波溝２５を持ち、ベース１５と第１、第３および第４のプレート１７、１９、２０とにより同軸の導波路が構成される。その他の構成は実施の形態３と同様である。
【００３７】
実施の形態５．
図１３に示す導波路装置１においては、板部材２６が、伝送線路２７を持つ誘電体プレート２８であり、伝送線路２７のベース１５に面する表面とベース１５の取付面２との間に入出力ポート９を持つ導波路２９が形成されている。
【００３８】
図示の例では、板部材２６は均一な弾性を持つ誘電体プレート２８の表面に平面回路パターンである伝送線路２７を設けたプリント基板により、平面回路線路が構成されている。板部材２６は、曲率を持たない導波管短手方向の縁、即ち掃引方向縁部７が板バネであるホルダ１２により導電性のベース１５に保持されて取付面２上に保持されている。誘電体プレート２８の表面にベース１５の入出力ポート９に対応して伝送線路２７が設けられていて、グランド層であるベース１５とプリント基板である板部材２６によりマイクロストリップラインが構成されている。
【００３９】
なお、プリント基板である板部材２６の誘電体プレート２８の下面にグランド層（図示してない）を形成しても良く、この場合、ベース１５は導電性のものであっても、非導電性のものであってもよく、いずれの場合も導波路２９は伝送線路２７と誘電体プレート２８の下面のグランド層（図示してない）との間に形成されることになる。その他の構成は先に説明した実施の形態と同様のものを採用できる。
【００４０】
実施例１と同様に、取付面２の形状は式（１）で表される曲線を掃引することにより得られる柱面である。誘電体プレート２８の保持力Ｒは１辺当たり式（２）で表される力である。撓んだ誘電体プレート２８は板バネとしての反力により、全長に亘って等しい力で、ベース１５に押し付けられている。
【００４１】
実施の形態６．
図１５〜１７に示す導波路装置においては、導波溝８が掃引方向Ｚに形成されていて、導波路４が湾曲しておらずに直線的に延びており、板部材５の湾曲方向縁部６が、導波路４の短手方向に延びている。この点、これまで説明してきた実施の形態で板部材５の湾曲方向縁部６が導波路４の長手方向に延びているのと相違している。また、ベース３の取付面２が、矩形のベース３あるいは板部材５の短辺の方向に湾曲していて、長辺の方向には湾曲していない。従って板部材５の湾曲方向縁部６は短辺にあり、掃引方向縁部７は長辺にある。その他の構成は図１〜４に示す実施の形態１と同様である。
【００４２】
実施の形態７．
図１８および１９にはこの発明の導波路装置を用いた導波管アンテナ３１を示してある。図示の導波管アンテナ３１は、図１〜４に示す導波路装置１と同様の導波路装置を用いており、相違する点は、金属プレートである板部材５にスロットであるアンテナ素子３２が設けられている点と、入出力ポート９が導波溝８の中央部に連通していることであり、その他の構成は同様である。
【００４３】
実施の形態８．
図２０および２１にはこの発明の導波路装置を用いた別の導波管アンテナ３１を示してある。図示の導波管アンテナ３１は、図９〜１１に示す導波路装置１と同様の導波路装置を用いており、相違する点は、金属プレートである板部材５にアンテナ素子３２が設けられている点と、入出力ポート９が導波溝２４の中央部に連通していることであり、その他の構成は同様である。
【００４４】
実施の形態９．
図２２および２３には、この発明の更に別の導波管アンテナ３１を示してある。この導波管アンテナ３１の基本的構成は、図１８〜１９に示す導波管アンテナ３１と同様であり、相違している点は、ベース１５の取付面２上に保持される板部材３３が、スロットであるアンテナ素子３２が設けられた金属プレートである図１８〜１９に示す板部材５と同様の金属プレート３４と、この金属プレート３４の外空間側（外側表面上）に保持され、金属プレート３４の各アンテナ素子３２を囲む開口３５を持つ金属製の電波遮蔽部材３６とを備えていることだけである。その他の構成は図１８〜１９のものと同様である。
【００４５】
電波遮蔽部材３６は、スロットプレートである金属プレート３４に比べて板厚が厚く曲げ剛性が高いため、金属プレート３４を含む板部材３３を強い力でベース３の取付面に押し付けて保持することができる。一般に導波管アンテナにおいては、一番外空間側にアンテナ素子を設けた部材が設けられることが多いが、アンテナ素子を設けた部材は、スロットを切った薄金属板やプリント基板等であり、曲げ剛性が低いことが多い。そのため、板バネとしての反力が小さいため、取付面等の相手部材に押しつける力が弱い。また一番外空間側なので、他の部材により押し付けられることもないため、外力が加わったときに撓んで隙間が開く可能性がある。この導波管アンテナ３１におけるように、板部材３３をスロットプレートである金属プレート３４の外空間側に、板厚が厚く曲げ剛性が高い電波遮蔽部材３６を設けることにより、電波遮蔽部材３６の板バネとしての強い反力により、金属プレート３４を強い力にてベース３の取付面２に押しつけることができ、確実に電気的導通を確保できる。なお、電波遮蔽部材は一般には特開２０００-３４１０３０に開示されるようにグレーティングローブを低減するために設けられるものである。
【００４６】
実施の形態１０．
一般に導波管スロットアンテナは各スロットが位相を揃えて電波を放射することが望ましいが、例えば実施例７の導波管アンテナ３１では、アンテナ素子３２を持つ金属プレートである板部材５は凸状に湾曲しており、各アンテナ素子３２の外空間方向の位置はそれぞれ違っている。そのため、スロットプレートである板部材５の各スロットから同位相で電波を放射すると合成された電波は平面波にならない。平面波にすることが必要な場合には、放射導波管に給電する導波管の長さを調節し、各スロットから放射される電波の位相を調整することにより、良好な特性を持つアンテナを得ることができる。
【００４７】
図２４〜２６に示すこの発明の実施例１０による導波管アンテナにおいては、図１８および１９に示すように、取付面２に導波溝８を持つベース３の取付面２上に保持された板部材３７が第１〜第９の金属プレート３８〜４６の積層体であり、最外周の第９の金属プレート４６のアンテナ素子３２に至る長さの異なる導波管が内部に形成されている。
【００４８】
図２６において、ベース３に形成された導波溝８を覆って取付面２上に直接保持された第１の金属プレート３８には２つの開口４７および４８が設けられている。また第２〜第４の金属プレート３９〜４１には、第１の金属プレート３８の第１の開口４７に連通した第１の開口４９と、第１の金属プレート３８の第２の開口４８に連通した第２の開口５０とが設けられている。第５の金属プレート４２には、第２〜第４の金属プレート３９〜４１の第１の開口４９に連通した第１および第２の開口５１および５２と、第２〜第４の金属プレート３９〜４１の第２の開口５０に連通した第３および第４の開口５３および５４とが設けられている。
【００４９】
第６〜第８の金属プレート４３〜４５には第５の金属プレート４２の第１〜第４の開口５１〜５４にそれぞれ連通した第１〜第４の開口５５〜５８が設けられており、最外周側のスロットプレートであるアンテナ素子３２を持つ第９の金属プレートには、第６〜第８の金属プレート４３〜４５に設けられた第１の開口５５に連通した第１および第２のスロット５９および６０と、第２の開口５６に連通した第３および第４のスロット６１および６２と、第３の開口５７に連通した第５および第６のスロット６３および６４と、第４の開口５８に連通した第７および第８のスロット６５および６６とが設けられている。
【００５０】
このような構成により、第１〜第５の金属プレート３８〜４２によってベース３の導波溝８に連通する第１および第２の給電導波路６８および６９が構成され、第５〜第８の金属プレート４２〜４５によって第１〜第４の放射導波路７０〜７３が構成され、第９の金属プレート４６によってアンテナ素子３２を持つスロットプレートが構成されている。
【００５１】
第１の放射導波路７０は端側放射導波路であり、第２の放射導波路７１は中央側放射導波路である。第１の放射導波路７０と第２の放射導波路７１の電磁波出射方向についてのスロット位置ずれを図のようにＬ０とする。また、第１の給電導波路６８の第１の放射導波路７０に給電する導波路長さをＬａgとし、第１の放射導波路７１に給電する導波路長さをＬｂgとすると、ＬａgとＬｂgの差分だけ、第１の放射導波路７０と第２の放射導波路７１に給電される電磁波の位相をずらすことができる。Ｌ０に相当する導波路内距離分だけＬａgとＬｂgの差分をとれば、第１の放射導波路７０と第２の放射導波路７１とから放射される電波の位相ずれを小さくすることができ、良好な特性を持つアンテナを得ることができる。なおこの例ではＬａg＜Ｌｂgであるが、図５〜８に示す実施の形態２のようにベース３の取付面１３が凹曲面である場合にはＬａg＞Ｌｂgとなる。
【００５２】
以上に説明した実施の形態のそれぞれの特徴は適宜変形、変更したり、取捨選択したりして単独であるいは組み合わせて導波路装置あるいは導波管アンテナに適用することができる。例えば図５〜８に示す実施の形態２の導波路装置における板部材を凹面に湾曲させるという特徴に図９〜１１に示す実施の形態３の板部材が積層体であるという特徴を組み合わせることもできる。
【００５３】
なお、図２０および２１に示す導波管アンテナ３１のアンテナ素子３２が設けられた金属プレート２０と、金属プレート２０の下面に接する金属プレート１９とを接合して一体の板材に構成することにより、即ち、アンテナ素子３２、５９〜６６を設けた板部材１４、３１、３３、３７を複数の金属プレートを接合したものとすることにより、板部材としての剛性を高め、確実に電気的導通を確保できるという効果を得ることもできる。
【００５４】
以上に説明した導波路装置および導波管アンテナは自動車等の車両に搭載して車両の周囲の状況を監視するための車両用レーダとして使用するのに適した装置であり、公知のレーダシステムのアンテナをこの発明の導波管アンテナによって置換することにより、動作が確実で信頼性の高い高性能の車両用レーダを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の導波路装置の実施の形態１を示す斜視図である。
【図２】図１の導波路装置の断面図である。
【図３】図１の導波路装置の分解斜視図である。
【図４】図１の導波路装置の板部材に掛かる分布荷重と支持力およびたわみを説明する側面図である。
【図５】この発明の導波路装置の実施の形態２を示す斜視図である。
【図６】図５の導波路装置の断面図である。
【図７】図５の導波路装置の分解斜視図である。
【図８】図５の導波路装置の板部材に掛かる分布荷重と支持力およびたわみを説明する側面図である。
【図９】この発明の導波路装置の実施の形態３を示す斜視図である。
【図１０】図９の導波路装置の断面図である。
【図１１】図９の導波路装置の分解斜視図である。
【図１２】この発明の導波路装置の実施の形態４を示す分解斜視図である。
【図１３】この発明の導波路装置の実施の形態５を示す斜視図である。
【図１４】図１３の導波路装置の断面図である。
【図１５】この発明の導波路装置の実施の形態６を示す斜視図である。
【図１６】図１５の導波路装置の断面図である。
【図１７】図１５の導波路装置の分解斜視図である。
【図１８】この発明の導波路装置の実施の形態７を示す斜視図である。
【図１９】図１８の導波路装置の断面図である。
【図２０】この発明の導波路装置の実施の形態８を示す斜視図である。
【図２１】図２０の導波路装置の断面図である。
【図２２】この発明の導波路装置の実施の形態９を示す斜視図である。
【図２３】図２２の導波路装置の断面図である。
【図２４】この発明の導波路装置の実施の形態１０を示す斜視図である。
【図２５】図２４の導波路装置の側面図である。
【図２６】図２４の導波路装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  導波路装置、２、１３  取付面、３、１５  ベース、４、６８〜７３  導波路、５、１４、２６、３３、３７  板部材、６  湾曲方向縁部、７  掃引方向縁部、８、２４、２５  導波溝、１２  板バネ、２７  伝送線路、２８  誘電体プレート、２９  導波路、３２、５９〜６６  アンテナ素子、３６  電波遮蔽部材。
【図１】
2010056663.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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