(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ構造であって、
第１および第２の共振器パッチ部分を含み、複数のパッチアンテナに結合されたパッチ共振器であり、第１および第２の共振器パッチ部分のそれぞれは、第１端部および第２端部を有し、第１および第２の共振器パッチ部分は、第１および第２の共振器パッチ部分の間の空間を規定するために第１の距離だけ間隔をあけて配置されるパッチ共振器と、
第１端部、第２端部および長さを有する給電部であり、第１および第２の共振器パッチ部分との間に配置され、第１端部でＲＦ電力源に結合され、第２端部で第１および第２の共振器パッチ部分の第２端部に結合される給電部とを備え、
前記パッチ共振器の第１および第２の共振器パッチ部分のそれぞれは、複数のパッチアンテナのうち少なくとも２つに関連付けられ結合されていて、複数のパッチアンテナの少なくとも２つへの少なくとも１つの信号を駆動し、または該パッチアンテナの少なくとも２つからの少なくとも１つの信号を受信し、
当該アンテナ構造はさらに、前記ＲＦ電力源とアンテナ給電網ラインとを結合する反射路を有し、該反射路は、前記アンテナ給電網ラインの長手方向に沿った縦軸に対して鋭角を形成し、前記ＲＦ電力源の長手方向に沿った縦軸に対して鋭角を形成し、前記アンテナ給電網ラインの長手方向に沿った縦軸は、前記ＲＦ電力源の長手方向に沿った縦軸に対して直交していることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ構造であって、前記給電部の第２端部は、第１および第２の脚部を備え、第１の脚部は、第１の共振器パッチ部分に結合され、第２の脚部は、第２の共振器パッチ部分に結合されることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項３】
請求項２に記載のアンテナ構造であって、第１および第２の脚部は、第１および第２の脚部分をそれぞれ有し、第１の脚部分は、第１および第２の共振器パッチ部分の１つの端面に平行に配置され、第２の脚部分は、第１および第２の共振器パッチ部分の１つの端面に垂直に配置されることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項４】
請求項２に記載のアンテナ構造であって、第１および第２の脚部のそれぞれの第１の脚部分は、第１および第２の共振器パッチ部分の第２端部から第１の距離をあけて配置されることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項５】
請求項４に記載のアンテナ構造であって、第１および第２の脚部は、「Ｌ形状」を有することを特徴とするアンテナ構造。
【請求項６】
請求項１に記載のアンテナ構造であって、第１および第２の共振器パッチ部分それぞれは、長さおよび幅を有し、前記長さは、前記幅に等しくないことを特徴するアンテナ構造。
【請求項７】
請求項１に記載のアンテナ構造であって、前記パッチアンテナは、第１または第２の共振器パッチ部分の少なくとも一部に重なって配置される共振放射パッチであることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項８】
請求項１に記載のアンテナ構造であって、前記複数のパッチアンテナそれぞれは、長さおよび幅を有し、前記長さは共振用に選択され、前記幅はインピーダンス整合用に選択されることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項９】
請求項１に記載のアンテナ構造であって、前記パッチアンテナは、第１または第２の共振器パッチ部分の少なくとも一部に重なって配置される非共振放射パッチであることを特徴とするアンテナ構造。
【発明の詳細な説明】
【発明の技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、おおよそレーダシステムアンテナの分野に関し、より詳しくは、超広帯域レーダ用途の利用に適したパッチアンテナアレイに関する。
【関連技術の説明】
【０００２】
レーダは、飛行機、軍事目標、車両などの対象物を検出する多くの用途で利用される。近年、レーダシステムは車両に実装されている。車両用レーダシステムは、ドライバが自車を駐車すること、他車から安全な距離を保って走行すること、運転中の障害物を検出することを支援するために利用されることが知られている。このような用途として、レーダシステムは、車両前方の障害物または他車の減速を検出した場合、ビープ音またはダッシュボード上の警告灯などの警告をドライバに発することが可能であり、さらに／あるいはブレーキをかけて事故を避けるなど、何らかの方法で実際に車両を制御可能である。
【０００３】
例えばレーダシステムは、レーダ信号を送信してから対象物に反射された信号がレーダに戻ってきて受信するまでの間の往復遅延時間を決定することにより、対象物までの範囲（つまり距離）を検出可能である。当該往復遅延時間を半分に分割し、次に放射線の速度ｃを乗じることで、レーダシステムと対象物との間の距離が得られる（送信アンテナおよび受信アンテナは、同一アンテナまたは互いに非常に接近していると仮定する）。
【０００４】
車両用レーダアンテナ構造は、コンパクトな大きさで実装可能であり、しかも低コストで提供可能であることが望ましいと理解できる。
【発明の概要】
【０００５】
ＵＷＢレーダアンテナ用途の一組の薄型アンテナアレイを開示する。アンテナアレイは、特定の性能特性のために配置された複数のアレイを含んでよい。例えば、ＵＷＢレーダアンテナは、中距離受信アンテナアレイ（ＲＸＭ）、短距離受信アンテナアレイ（ＲＸＳ）、および一対の送信アンテナアレイ（ＴＸ１およびＴＸ２）を含んでよい。いくつかの実施形態では、ＲＸＭは、プリント回路基板（ＰＣＢ）の上位層に形成された１２×１２放射パッチ要素と、６×６給電パッチアレイを有するＰＣＢの中間層の分配給電網と、λ／４結合スロットから各給電パッチまでの連続した給電装置とから成る。すべてのアンテナは、２２〜２６．５ＧＨｚまでの周波数帯域にわたって比較的均一なアンテナ利得を有する、所望の広い周波数帯域幅を有してよい。また、仰角パターン用に測定されたサイドローブレベルは、−２０ｄＢ未満である。
【０００６】
添付図面は、本原理の実用化のためにこれまで考案され開示された装置の典型的な実施形態を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】１つ以上の実施形態に係るレーダシステムのブロック図である。
【図２】４つの放射パッチ要素を有するアンテナサブアレイの給電パッチ用途のための典型的な終端給電構造を示す図である。
【図３Ａ．３Ｂ】図１の終端給電パッチにより励振されたパッチアンテナサブアレイの、シミュレートされた反射減衰量を示す図である。
【図４】パッチアンテナサブアレイ用の、典型的な層の積み重ねを示す図である。
【図５】パッチアンテナサブアレイへの給電に利用するためのスロットを結合する、典型的なグランド層を示す図である。
【図６】インライン式の位相調整機能を有する、アンテナ給電網を示す図である。
【図７】中距離受信アンテナの実施形態のための、典型的な連続した給電構造を示す図である。
【図８】ＲＸＭアンテナアレイ要素の典型的な配列を示す図である。
【図９】６×６給電パッチ（ＲＸＭ）とともに１２×１２放射パッチ要素を有するアンテナアレイ用周波数に対するアンテナ利得曲線を示す図である。
【図１０Ａ．１０Ｂ】２４．０、２４．５、２５．０、２５．５および２６．０ＧＨｚでの典型的なＲＸＭアレイ用の、方位角および仰角パターンをそれぞれ示す極座標プロットを示す図である。
【図１１】典型的なＲＸＭアレイ用の、アンテナ入力反射減衰量のシミュレート結果および測定結果を示す図である。
【図１２】ＲＦ基板に実装された典型的なアンテナアレイ構造を示し、基板の回路側を示す図である。
【図１３】図１２の典型的なアンテナアレイ構造を示し、基板の放射パッチ側を示す図である。
【発明の詳細な説明】
【０００８】
車両への応用で使用される超広帯域（ＵＷＢ）レーダシステムは、広い周波数帯域幅を有し、また、低コストで製造し易いものとすべきである。典型的なマイクロストリップパッチアンテナアレイは、比較的低コストのオプションを提示している。しかし従来のパッチアンテナアレイは比較的狭い帯域幅を有し、また関連する給電網からの信号リークをこうむっている。給電網の損失および給電網からの不要な放射を最小限にする１つの方法は、４要素サブアレイを用いることである。当該サブアレイとともに、複数の放射パッチは、放射パッチ下に位置する共振パッチにより励振される。その結果として得られるサブアレイアンテナの帯域幅は、当該共振の結合を介して増幅可能であり、その一方で、高い放射効率を有する複数のパッチの構造を介して、比較的高いアンテナ利得が達成される。
【０００９】
広帯域幅および高利得特性により、ＵＷＢ車載アンテナアレイの放射要素として、サブアレイ構造が良い選択となる。しかしながら、規定された放射条件を満たし、さらに、例えばガードレール、金属橋のフレームなどの視野外の対象物からの受信を最小限にするためには、車両アンテナは、所望の高効率を維持する一方で、非常に低いサイドローブ放射も有さなければならない。その結果として、大型のアレイが必要となることがある。また、中距離および短距離のレーダ用途では、高利得および低利得のアンテナの両方が要求されることがある。目標角度検出の不明確さに関する課題を解消するために、放射アレイの２つの列は、互いに非常に近くに設けることが可能である（つまり、半波長（λ／２）未満あるいは同等）。帯域幅および高アンテナ利得を犠牲にすることなく、当該４要素サブアレイから大型のアレイを構築することは、給電網からの干渉場、および、放射層とアンテナグランドとの間に配置される給電パッチからの干渉場、の存在に起因する課題である。他の課題は、サブアレイの上部４つのパッチが、それらが占有してよいスペースの量に限定されることがあることである。
【００１０】
開示するＵＷＢレーダアレイ設計は、小面積、低コストさらに高性能で提供可能な給電パッチ構造を有する給電網を含んでよい。いくつかの実施形態では、このようなアレイは、２４〜２６ＧＨｚで使用される車両レーダ用途に適してよい。
【００１１】
超広帯域（ＵＷＢ）レーダシステム用途で利用するためのパッチアンテナ装置を開示する。車両への応用に適するように小型の装置で組み立て可能であることから、パッチアンテナは望ましい。１つの実施形態では、パッチアンテナは、フラットで正方形の放射パッチと、パッチに信号を送信する給電ライン（あるいは、送信アンテナでなく受信アンテナの場合はパッチからの信号を受信する給電ライン）と、パッチの下に配置され誘電体（いくつかの実施形態では空気でよい）によりパッチから分離されたグランド層とを含む。給電ラインは、基板の一方の側に配置されたマイクロストリップ、または、２つの基板の中間に配置されたストリップラインを含んでよい。２つの基板は、各基板表面の対向する外面上に形成された２つの対向するグランド層にそれぞれ対面接合されている（ストリップラインは、一方の基板上に形成されている）。
【００１２】
パッチの「長さ」として、パッチが放射（または受信）しようとする信号の半波長（λ）を選択してよい。これによりパッチは信号の周波数で共振し、それによって所望の無線信号を送信／受信する。パッチアンテナの「長さ」とは、一般に、パッチの放射エッジ間の距離を言う。したがって、例えば正方形のパッチでは、これは正方形の一辺の長さになる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、パッチアンテナの給電ラインはパッチに直接結合してよく、これによって信号を直接的に駆動（または受信）する。他の実施形態では、パッチアンテナは、近接して結合された給電ラインから寄生容量的に駆動してよい。
【００１４】
図１には、様々な実施形態によって構成されたレーダシステムを示す。レーダシステム２０は、パルスドップラ構造の１つの実施形態として提供する。パルスドップラ構造は一般に送信機２２を含み、これは送信／受信（ＴＸ／ＲＸ）スイッチ３０を介して少なくとも１つの送信アンテナ（ＴＸアンテナ）２７に接続されている。ＴＸアンテナ２７は例えばパターンスイッチ２３を含んでよい。受信機２４は、受信アンテナ（ＲＸアンテナ）２６、ＴＸ／ＲＸスイッチ３０、および、例えばデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）／データプロセッサ３２などの信号プロセッサに接続してよい。ＲＸアンテナ２６は例えばパターンスイッチ２５を含んでよい。ＤＳＰ／データプロセッサ３２もまた、送信機２２およびＴＸ／ＲＸスイッチ３０を介してＴＸアンテナ２７に接続してよい。ＴＸ／ＲＸスイッチ３０は、局部発振器として、ＲＸアンテナ２６およびＴＸアンテナ２７各々に接続してよい。
【００１５】
レーダシステム２０は、動作中、ＴＸアンテナ２７からパルスを送信するパルスドップラ動作モードで作動してよく、これは、受信機２４およびＲＸアンテナ２６を利用して受信した反射信号を用いている。他の動作モード（例えば周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）、周波数ホッピングを伴うコヒーレント周波数システムなど）も用いてよいことが理解されよう。アンテナビーム構造は、ＲＸパターンスイッチ２５により制御してよい。ＲＸパターンスイッチ２５は、例えば一対のＰＩＮダイオードスイッチ（図示せず）、または、２つの異なるアンテナビーム構造間を切り換えるモノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）スイッチチップを含んでよい。１つの典型的な実施形態では、レーダシステムは、中距離受信アンテナアレイ（ＲＸＭ）、短距離受信アンテナアレイ（ＲＸＳ）、一対のＴＸアンテナアレイ（ＴＸ１およびＴＸ２）、ＴＸパターンスイッチ、送信機２２、受信機２４、およびＤＳＰ／データプロセッサ３２を含んでよい。
【００１６】
様々な実施形態において、少なくとも１つのＲＸアンテナおよび少なくとも１つのＴＸアンテナは、複数のアンテナアレイの列を有するように構成してよい（図８参照）。他の実施形態では、レーダシステムは、複数のＲＸアンテナおよび複数のＴＸアンテナを含んでよい。
【００１７】
図２を参照し、中距離受信機（ＲＸＭ）用途で用いられるパッチアンテナ構造２８の典型的な実施形態を示す。いくつかの実施形態では、中距離レーダは、約８０ｍまでの検出範囲を有してよいが、他の範囲も検討してよい。また、本構造は、ＲＸＭ用途に関して説明したが、当該用途に限定されないことが理解されよう。いくつかの実施形態では、終端給電パッチ共振器３０は、複数の放射パッチ３２Ａ〜Ｄに関連する。図示した実施形態では、放射パッチ３２Ａ〜Ｄの各々は、辺の長さが「Ｌ」字型の正方形の形状を有してよい。他のパッチ形状（例えば、円形、長方形、三角形）も用いてよいことが理解されよう。矩形状の放射パッチ３２Ａ〜Ｄでは、幅はインピーダンス整合用に選択される一方、長さは共振用に選択される。また、図示した実施形態では、４つの放射パッチ３２Ａ〜Ｄを示しているが、より大きいまたはより小さい放射パッチを用いてもよい。
【００１８】
いくつかの実施形態では、放射パッチ３２Ａ〜Ｄは共振パッチである。他の実施形態では、放射パッチ３２Ａ〜Ｄは非共振パッチである。
【００１９】
パッチ共振器３０は、第１および第２の共振部３４Ａ、Ｂおよび終端給電部３６を含む分割給電設計を有してよい。共振部３４Ａ、Ｂは、４つの放射パッチ３２Ａ〜Ｄの各々の少なくとも一部の基底をなすように配置してよい。図示のように、第２の共振部３４Ｂは、パッチ３２Ｃおよび３２Ｂの一部の基底をなす一方で、第１の共振部３４Ａは、パッチ３２Ａおよび３２Ｄの一部の基底をなしている。
【００２０】
第１および第２の共振部３４Ａ、Ｂは、長さ「ＲＬ」および幅「ＲＷ」を有してよい。また、第１および第２の共振部３４Ａ、Ｂは、横方向分離距離「ＲＳ」によって分離してよい。当該横方向分離距離「ＲＳ」は、長さ「ＥＦＬ」および幅「ＥＦＷ」を有する終端給電部３６を、共振部３４Ａ、Ｂ間に配置可能とし、さらに、ギャップ「ＥＦＧ」により部分３４Ａ、Ｂから分離可能とするのに十分な大きさとしてよい。当該配置により、終端給電部３６は、各共振部の第１端部４０に隣接したＲＦ給電源３８に接続可能となり、さらに、第２端部４２で第１および第２の共振部３４Ａ、Ｂに接続可能となる。図示のように、共振部の第２端部４２付近で、終端給電部３６は、第１および第２のノッチ部分４４Ａ、Ｂに分離される。図示の実施形態では、当該ノッチ部分４４Ａ、Ｂは、「Ｌ」字形状であり、これにより、実質的に垂直な角度で第２端部４２に接続可能である。しかし、もう１つの方法として、第２端部４２に対して実質的に平行な角度で共振部３４Ａ、Ｂに接続するように部分４４Ａ、Ｂを水平にすることも可能であることが理解されよう。ノッチ部分４４Ａ、Ｂは、拡張距離「ＮＥＤ」により、共振部３４Ａ、Ｂの第２端部４２を越えて拡張してよい。
【００２１】
開示した終端給電パッチ共振器構造は、構造の副層で給電ラインからの望まない放射効果を最小限にすることが可能であり、さらに、給電部３６に利用可能な限定領域を最大限に利用可能である。特に、開示した給電部３６は、インピーダンス変成器として機能させてよい。このインピーダンス変成器では、長さ「ＥＦＬ」、幅「ＥＦＷ」、およびノッチ部分４４Ａ、Ｂの形状、要素間のギャップ「ＥＦＧ」および拡張距離「ＮＥＤ」を含む、終端給電部３６のすべての寸法を、給電３６の所望のインダクタンスおよびキャパシタンスを得るように調整可能である。終端給電部３６の形状を調整する当該能力は、実質的なインピーダンス整合の柔軟性を提供し、これにより、所望の性能を得るための追加のインピーダンス整合の要素または構造を組み込む必要性を解消可能である。
【００２２】
図３Ａおよび図３Ｂは、開示したパッチアンテナ構造２８の、シミュレートされた反射減衰量の結果を示す。図示のように、周波数帯域２２ＧＨｚから２８ＧＨｚにわたる、−１０ｄＢ以下の反射減衰量が得られる。図示のシミュレーションでは、終端給電パッチ３０およびその給電伝送線３６は、約３．５２の誘電率（εｒ）を有する誘電体４８により分離され、グランド金属配線４６から約０．００８インチ離れた副層に配置されていると仮定する（図４参照）。４つの放射パッチ３２Ａ〜Ｄは、約３．００の誘電率（εｒ）を有する、０．０３１インチ厚の基板５０上に配置されていると仮定する。図４に示すように、約０．０１２インチの厚さおよび約３．５５の誘電率（εｒ）を有する第３の誘電体層５２は、グランド金属配線４６の下方に配置され、放射パッチ３２Ａ、３２Ｂと装置の反対側の駆動ＲＦ回路５４を支持する。ＲＦ給電エネルギーは、グランド層４６でのスロット５６を介して、アレイ給電網３６に結合されることが理解されよう。
【００２３】
開示した層の厚さおよび誘電率は、２４〜２６ＧＨｚでの動作要件を満たすある特定の設計に従って本実施形態の一例として選択したものにすぎない。したがって、異なる周波数帯域または同一の周波数帯域でアンテナが動作するように意図された異なる用途のために、他の素材、厚さ、および層の組み合わせを採用してよい。
【００２４】
終端給電パッチ３０、放射パッチ３２Ａ〜Ｄ、グランド金属配線４６、誘電体層４８、５０、５２およびスロット５６は、従来の半導体製造技術を用いて形成してよい。従来の半導体製造技術とは、例えば、多くの周知技術のいずれか１つによって１つ以上の層を積層し、半導体製造工業で周知の多数の技術のいずれか１つによって、それらをエッチングし、金属配線（つまり、グランド層、終端給電パッチ、および放射パッチ）を形成することなどである。給電スロット５６は、ＲＦ駆動信号に結合してよく、さらに、終端給電パッチ３０上で容量的に信号を駆動してよい。
【００２５】
二次放射を最小限にし、さらにレーダシステム２０のアンテナ側にめっきしたグランドビアホールを用いる必要をなくすために、λ／４「狭交差」形状のスロット結合構造６６（図５）は、ＲＦ源６８と、アンテナ給電網７０に結合する給電脚部７１との間に設けてよい。図示のようにスロット構造６６は、「狭交差」形状として組み合わされた第１および第２のスロット部６６Ａ、６６Ｂを含む。いくつかの実施形態では、当該スロット部６６Ａ、６６Ｂは、グランド層に形成されている（例えば、図４に示すグランド層４６でのスロット５６参照）。結果として生じる「狭交差」形状は、広帯域幅にわたって整合するノッチされた帯域幅を提供してよい。上述したように、当該スロット構造６６は、λ／４共振を提供し、その結果、λ／２共振スロットと比較して低リーク電力をもたらす。またスロット構造６６は、所望の周波数帯域幅の維持と、ＲＦ源６８および伝送線スタブ６７からＲＦ給電網７０への高エネルギー伝達効率の維持とを可能にする。
【００２６】
交差形状スロット６６を提供することにより、第１および第２のスロット部６６Ａ、Ｂに関連するすべての寸法が調整可能という設計の柔軟性が得られ、これによって所望のインピーダンス整合が達成されることが理解されよう。例えば第１のスロット部６６Ａは長さ「ＦＳＬ」および幅「ＦＳＷ」を有し、一方、第２のスロット部６６Ｂもまた長さ「ＳＳＬ」および幅「ＳＳＷ」を有してよい。開示した幾何学的関係によってさらにシステム設計の柔軟性を高めることができ、関連するアンテナ構造に対するＲＦ源６８のインピーダンス整合をより細かく制御可能になることが理解されよう。
【００２７】
また、パッチの放射要素の分極場に垂直となるスロットの分極場を提供することにより、スロット放射のアンテナサイドローブに対する寄与を最小限にしている。したがってガードレール、交通標識、金属橋のフレームなどの対象物からの、他の不要な反射からの干渉が最小限となる。
【００２８】
開示したパッチ装置の密度によって、給電網の位相調整に利用可能なスペースをほとんどなくすことが可能である。したがって、インライン式の位相調整を、開示した設計に提供可能である。当該インライン式の位相調整は、位相調整の一部として、転送分配伝送路７０を利用し、反射路７４の一部を結合して、放射パッチ３２Ａ〜Ｄを均一に位相励起する全体的な位相補償値を達成する。図６では、符号７２でマークした経路部分は、転送分配伝送路７０内に示している。また、符号７４でマークした経路部分は反射路である。これらの部分７２、７４の形状は、それぞれの長さと、反射路７４が給電線３６、３８および転送分配伝送路７０にそれぞれ交わる角度Θ１、Θ２とを含んでいて、所望の位相調整を達成するように調整可能である。これは、湾曲あるいは屈曲した分岐伝送路を利用して位相調整を達成する従来の装置を越える改良であり、従来の装置は開示した装置と比較して追加のスペースを必要とすることが理解されよう。
【００２９】
図７には典型的な連続した分配構造７６を示していて、これは、１つまたは複数の開示したアレイ用の給電網として用いる。給電網７６は、グランド層４６（図４）と放射要素層（３２Ａ、Ｂ、図４）との間に配置され、放射パッチ３２Ａ〜Ｄにより大部分が覆われる。このため、複雑な構造を用いると、漏洩放射線によって放射パターンおよびアンテナ効率にまさに悪影響を及ぼしかねない。そこで開示した連続した分配構造７６は、このような影響を緩和する。また、開示した連続した分配構造７６は、各アンテナアレイ用の単一スロット６６構造を利用することによって、ＲＦ回路６８から給電網７０に至る結合構造を実装することを容易にする。したがってスロット６６からの漏洩および干渉を最小限にできる。連続した分配構造７６は、ＲＦ回路６８および分配伝送路７０と、給電構造３８、７８、８０を介した個々のパッチアンテナ構造２８との間の所望の結合を提供する。給電構造３８、７８、８０は異なる反射長７２、７４および異なる角度Θ１、Θ２を有し、各放射要素３２Ａ〜Ｄ群用に設計された給電位相を達成する。
【００３０】
図７は、中距離受信機アンテナアレイ（ＲＸＭ）に関する、６×６給電分岐７６Ａ〜Ｆの連続した分配網を示す。しかし当該装置はＲＸＭアレイに限定されず様々なアレイ用に利用可能であることが理解されよう。
【００３１】
図８に示すように、典型的なアンテナ装置は中距離受信機アレイ（ＲＸＭ）を含む。ＲＸＭアレイは、連続した分配網７６に結合された給電パッチの６×６アレイにより給電された、共振放射要素３２Ａ〜Ｄの１２×１２アレイを含む。しかし図示した装置は一例であって、ＲＸＭアレイは、より多いまたは少ない給電パッチ、放射要素、給電構造、分配および／または装置を利用可能であることが理解されよう。
【００３２】
前述したように各給電網７６はグランド層４６内の単一のλ／４狭交差形状スロット６６により励起してよい（図４）。いくつかの実施形態では、スロット６６は、装置のＲＦ回路側に配置されるマイクロストリップ給電ライン６７（図４では、要素５４として配置される）を介して給電される。典型的な実施形態では、ＲＸＭアレイは約２．２５”×２．２５”のサイズを有する単一の基板８２上に適合可能である。このようにして、開示したレーダシステムは小型の性質を例示している。
【００３３】
図４に示した積層構造は、図８の基板８２に利用される。図９では、放射アパーチャのサイズが約１．８”×１．８”である１２×１２放射パッチアレイ（すなわちＲＸＭ）の計測されたアンテナ利得は、約１９ｄＢｉであり、ほぼ２２．０から２６．５ＧＨｚまでの３ｄＢの帯域幅を持つことがわかる。
【００３４】
アンテナの方位角および仰角パターンを、ＲＸＭアンテナアレイ用にテストした。図１０Ａおよび図１０ＢにはＲＸＭアンテナアレイの方位角および仰角パターンを示す。図示のように、ＲＸＭアンテナ放射パターンの測定されたサイドローブレベルは、２６ＧＨｚより低い周波数で、方位角および仰角パターンの両方すべてが−２０ｄＢ以下である。このことは、給電網７６およびスロット６６からの漏洩放射線が非常に小さく、また、アンテナパターンに著しい影響を与えないことを明確に示している。測定データはまた、方位角および仰角パターンの両方のビーム半値幅（ＨＰＢＷ）が約１６度であることも示している。
【００３５】
図１１には、測定およびシミュレートされたアンテナ入力反射減衰量の結果を示す。反射減衰量の測定結果とシミュレート結果との相違は、主に、基板にはんだ付けされＳＭＡコネクタの終端に接続された同軸ケーブルを有する取付具に起因する。
【００３６】
図１２および図１３には、２４ＧＨｚから２６ＧＨＺの車両レーダのＲＦ基板８４に実装された、図８に開示したアンテナアレイを示す。特に図１２は基板８４の回路側８６を示している。一方、図１３は基板の放射パッチ側８８を示している。
【００３７】
実施形態の完全な理解を助けるため、多数の仕様の詳細を本明細書に記載した。しかしかかる仕様の詳細なしでも各実施形態が実施可能であることは当業者に理解されよう。他の具体例では、実施形態を不明瞭にしないために、周知の動作、構成要素、回路の詳細までは説明していない。本明細書に開示した特定の構造および機能の詳細は、代表的なものであり、実施形態の範囲を必ずしも限定しないことが理解されよう。
【００３８】
様々な実施形態を、ハードウェア要素、ソフトウェア要素または両者の組み合わせを用いて実現してよい。ハードウェア要素の例は、プロセッサ、マイクロプロセッサ、回路、回路要素（トランジスタ、抵抗器、コンデンサ、インダクタなど）、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ロジックゲート、レジスタ、半導体装置、チップ、マイクロチップ、チップセットなどを含んでよい。ソフトウェアの例は、ソフトウェアコンポーネント、プログラム、アプリケーション、コンピュータプログラム、アプリケーションプログラム、システムプログラム、マシンプログラム、オペレーティングシステムソフトウェア、ミドルウェア、ファームウェア、ソフトウェアモジュール、ルーチン、サブルーチン、関数、方法、プロシージャ、ソフトウェアインタフェース、アプリケーションプログラムインタフェース（ＡＰＩ）、命令セット、コンピューティングコード、コンピュータコード、コードセグメント、コンピュータコードセグメント、ワード、値、記号またはこれらの任意の組み合わせを含んでよい。実施形態をハードウェア要素および／またはソフトウェア要素を用いて実現するか否かは、多くの要因にしたがって様々に決定してよい。多くの要因とは例えば所望の計算レート、電力レベル、耐熱性、処理サイクル量、入力データレート、出力データレート、メモリリソース、データバススピード、および他の設計または性能上の制約などである。
【００３９】
いくつかの実施形態は、「結合された」および「接続された」という表現をそれらの派生語と共に用いて記述してよい。これらの用語は互いに同義語として意図されているものではない。例えば、２つ以上の要素が互いに直接物理的または電気的に接触していることを示すために用語「接続された」および／または「結合された」を用いて記載する実施形態があってもよい。しかし用語「結合された」は、２つ以上の要素が互いに直接接触していないものの依然として互いに協働または相互作用していることを意味してもよい。
【００４０】
いくつかの実施形態は、例えば、機械読み取り可能な媒体または製品を用いて実現してよい。機械読み取り可能な媒体または製品は、命令または命令セットを記憶可能であり、機械により実行されると、実施形態に従って方法および／または操作を機械に実行可能である。このような機械は、例えば、任意の適した処理プラットフォーム、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティング装置、処理装置、コンピューティングシステム、処理システム、コンピュータ、プロセッサ、およびこれらに類似したものを含んでよく、また、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の適した組み合わせを用いて実現してよい。機械読み取り可能な媒体または製品は、例えば、任意の適したタイプのメモリユニット、メモリ装置、メモリ製品、メモリ媒体、記憶装置、記憶製品、記憶媒体および／または記憶ユニットを含んでよく、例えば、メモリ、取り外し可能または取り外し不能な媒体、消去可能または消去不能な媒体、書き込み可能または書き換え可能な媒体、デジタルまたはアナログ媒体、ハードディスク、フロッピーディスク、コンパクトディスク読み出し専用記憶装置（ＣＤ−ＲＯＭ）、書き込み可能ＣＤ（ＣＤ−Ｒ）、再書き込み可能ＣＤ（ＣＤ−ＲＷ）、光ディスク、磁気媒体、光磁気媒体、取り外し可能なメモリカードまたはディスク、様々なタイプのデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、テープ、カセットまたはこれらに類するものを含んでよい。命令は、任意の適したタイプのコード、例えば、ソースコード、コンパイルコード、解釈コード、実行コード、静的コード、動的コード、暗号化コード、およびこれらに類するものを含んでよく、これらのコードは、任意の適したハイレベル、ローレベル、オブジェクト指向、ビジュアル、コンパイルおよび／または解釈されたプログラミング言語を用いて実装される。
【００４１】
特に断らない限り、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、「決定」など、またはこれらに類する用語は、コンピュータまたはコンピューティングシステム、または類似の電子コンピューティング装置の動作および／または処理を指すものと理解してよい。これらの動作および／または処理では、コンピューティングシステムのレジスタおよび／またはメモリ内に物理量（例えば電子）として表されたデータを操作したり、および／または、当該データを、同様にコンピューティングシステムのメモリ、レジスタまたはその他のこのような情報の記憶、送信またはディスプレイ装置内に物理量として表された他のデータに変換したりする。各実施形態は、この文脈に限定されるものではない。
【００４２】
これまで、構造的特徴および／または方法論的動作に特有の言い回しで主題を説明した。しかし、添付の特許請求の範囲で定義する主題は、上述の特有の特徴または動作に必ずしも限定されないことを理解されたい。むしろ、上述の特有の特徴または動作は、特許請求の範囲を実施する例示的形態として開示したものである。
【図１】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図５】
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【図２】
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【図４】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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