(57)【要約】  装置は、伝搬方向に沿って電磁エネルギを伝搬するように構成されたアンテナブロックの導波管を含む。アンテナブロックは、アンテナブロックの底面に位置するポート、およびアンテナブロックの上面に位置するアンテナアレイを含む。アンテナブロックは更に、アンテナアレイをポートに結合するように構成された、アンテナブロック内の導波管のセットを含む。また、アンテナブロックは少なくとも１つの表面波放射体を含み、表面波放射体はアンテナブロックの上面に位置する。
2019520774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナブロックの底面に位置するポートと、
前記アンテナブロックの上面に位置するアンテナアレイと、
前記アンテナアレイを前記ポートに結合するように構成された、前記アンテナブロック内の導波管のセットと、
前記アンテナブロックの前記上面に位置する、少なくとも１つの表面波放射体と
を備えるアンテナブロック。
【請求項２】
前記少なくとも１つの表面波放射体はスロットを備える、請求項１に記載のアンテナブロック。
【請求項３】
前記少なくとも１つの表面波放射体は隆起要素を備える、請求項１に記載のアンテナブロック。
【請求項４】
前記少なくとも１つの表面波放射体はパッチを備える、請求項１に記載のアンテナブロック。
【請求項５】
前記少なくとも１つの表面波放射体は誘電放射体を備える、請求項１に記載のアンテナブロック。
【請求項６】
前記少なくとも１つの表面波放射体は、複数の表面波放射体を備える、請求項１に記載のアンテナブロック。
【請求項７】
前記複数の表面波放射体は、アレイ状に配置される、請求項６に記載のアンテナブロック。
【請求項８】
前記少なくとも１つの表面波放射体は、前記アンテナブロックからの放射ビームを導光するように構成される、請求項１に記載のアンテナブロック。
【請求項９】
アンテナブロックの底面に位置するポートを介して前記アンテナブロックに電磁エネルギを結合することと、
前記アンテナブロック内の導波管のセットによって、前記結合された電磁エネルギの第１の部分を、前記ポートから、前記アンテナブロックの上面に位置するアンテナアレイへ伝搬することであって、前記結合された電磁エネルギの第２の部分は、前記アンテナブロックにおける表面波に存在することと、
前記アンテナアレイによって、前記導波管が伝搬した電磁エネルギの少なくとも一部を放射することと、
前記アンテナブロックの前記上面に位置する少なくとも１つの表面波放射体によって、前記表面波に存在する前記電磁エネルギの少なくとも一部を放射することと
を備える方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの表面波放射体はスロットを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの表面波放射体は隆起要素を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの表面波放射体はパッチを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの表面波放射体は誘電放射体を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの表面波放射体は、複数の表面波放射体を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の表面波放射体は、アレイ状に配置される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの表面波放射体は、前記アンテナブロックからの放射ビームを導光するように構成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
ビーム伝送角度を調整することを更に備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１８】
ポートを備える下部ブロックと、
アンテナアレイを備える上部ブロックと、
前記ポートを前記アンテナアレイに結合するように構成された導波管ネットワークの中心を定める、前記上部ブロックと前記下部ブロックとの結合位置における継目と、
前記上部ブロックにおける少なくとも１つの表面波放射体と
を備えるシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの表面波放射体は、前記アンテナアレイの２つの対向側面に位置するスロットのセットを備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記スロットのセットの各スロットは、調整可能な深さ、誘電放射体、および様々なスロットパターンの少なくとも１つを有する、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
［0001］  特に記載されない限り、このセクションで説明される事物は、本出願の特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、このセクションへの包含によって先行技術と認められるものではない。
【０００２】
［0002］  電波検出および測距（ＲＡＤＡＲ）システムは、無線信号を発信し、戻って来る反射信号を検出することによって、環境特徴との距離を能動的に推定するために用いられ得る。無線反射特徴との距離は、送信と受信との間の時間遅延に従って決定され得る。レーダシステムは、たとえば時変周波数ランプを有する信号など、経時的に周波数が変化する信号を発信し、その後、発信信号と反射信号との間の周波数の差を距離推定値に関連付けることができる。いくつかのシステムは、受信した反射信号におけるドップラ周波数シフトに基づいて、反射物体の相対運動を推定してもよい。
【０００３】
［0003］  指向性アンテナは、各距離推定値を方向に関連付けるために信号の送信および／または受信のために用いられ得る。より一般的には、指向性アンテナは、対象となる所与の視野に放射エネルギを集束させるためにも用いられ得る。測定した距離と方向情報とを併用することによって、周囲環境特徴をマップ化することができる。したがってレーダセンサは、たとえば、センサ情報によって示される障害物を回避するために自律車両制御システムによって用いられ得る。
【０００４】
［0004］  いくつかの例示的な自動車用レーダシステムは、７７ギガヘルツ（ＧＨｚ）の電磁波周波数で動作するように構成されてよく、これは、ミリ（ｍｍ）波電磁波長（たとえば７７ＧＨｚの場合３．９ｍｍ）に対応する。これらのレーダシステムは、レーダシステムが、たとえば自律車両を取り巻く環境などの環境を高精度で測定することを可能にするために、放射エネルギを高密度ビームに集束させることができるアンテナを用いてよい。そのようなアンテナは、小型であり（一般的に長方形フォームファクタを有し）、効率的であり（すなわち、７７ＧＨｚエネルギのわずかしかアンテナ内で熱となって失われず、または送信機エレクトロニクスに反射されず）、低コストで製造が容易であってよい（すなわち、これらのアンテナを有するレーダシステムは大量生産が可能である）。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
［0005］  本明細書において、アンテナブロックのための方法および装置に関する実施形態が開示される。アンテナブロックは、アンテナブロックの底面に位置するポートと、アンテナブロックの上面に位置するアンテナアレイとを含む。アンテナブロックは更に、アンテナアレイをポートに結合するように構成された、アンテナブロック内の導波管のセットを含む。またアンテナブロックは、アンテナブロックの上面に位置する、少なくとも１つの表面波放射体を含む。
【０００６】
［0006］  他の態様において、本出願は、方法を説明する。方法は、アンテナブロックの底面に位置するポートを介してアンテナブロックに電磁エネルギを結合することを含む。方法は、アンテナブロック内の導波管のセットによって、結合された電磁エネルギの第１の部分を、ポートから、アンテナブロックの上面に位置するアンテナアレイへ伝搬することも含み、結合された電磁エネルギの第２の部分は、アンテナブロックにおける表面波に存在する。また方法は、アンテナアレイによって、導波管が伝搬した電磁エネルギの少なくとも一部を放射することと、アンテナブロックの上面に位置する少なくとも１つの表面波放射体によって、表面波に存在する電磁エネルギの少なくとも一部を放射することとを含む。
【０００７】
［0007］  また他の例において、システムが提供される。システムは、ポートを備える下部ブロックを含む。システムは、アンテナアレイを有する上部ブロックも含む。システムは更に、上部ブロックと下部ブロックとの結合位置における継目を含み、継目は、ポートをアンテナアレイに結合するように構成された導波管ネットワークの中心を定める。またシステムは、上部ブロックにおける少なくとも１つの表面波放射体を含む。
【０００８】
［0008］  上記概要は例示にすぎず、いかなるようにも限定的であることは意図されない。上述した例示的な態様、実施形態、および特徴に加えて、追加の態様、実施形態、および特徴は、図面および以下の詳細な説明を参照することによって明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】［0009］実施形態例に係る、例示的なアンテナの上面の組立て図を示す。
【図１Ｂ】［0010］実施形態例に係る、例示的なアンテナの上面の組立て図を示す。
【図１Ｃ】［0011］実施形態例に係る、例示的なアンテナの底面の組立て図を示す。
【図２Ａ】［0012］実施形態例に係る、例示的なアンテナの第１層を示す。
【図２Ｂ】［0013］実施形態例に係る、例示的なアンテナの第２層を示す。
【図２Ｃ】［0014］導波管の例示的な等角断面図を示す。
【図３】［0015］実施形態例に係る、例示的な電力結合器を示す。
【図４】［0016］実施形態例に係る、組み立てられた例示的なアンテナの内部に形成された概念的な導波管チャネルを示す。
【図５】［0017］実施形態例に係る、例示的なアンテナの波放射部の例を示す。
【図６】［0018］実施形態例に係る、組み立てられた例示的なアンテナの内部に形成された概念的な導波管チャネルを示す。
【図７Ａ】［0019］例示的なアンテナの概念的断面図を示す。
【図７Ｂ】［0020］例示的なアンテナの概念的断面図を示す。
【図７Ｃ】［0021］例示的なアンテナの概念的断面図を示す。
【図８】［0022］例示的なアンテナを動作させる方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［0023］  以下の詳細な説明において、本明細書の一部を成す添付図面が参照される。図面において、類似の記号は一般に、特に文脈上の指示がない限り、類似の構成要素を識別する。詳細な説明、図面、および特許請求の範囲において説明される例示的な実施形態は、限定的であることは意図されない。本明細書に提示された主題事項の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用されてよく、他の変更がなされてよい。本明細書で一般に説明され、図面に示されるような本開示の態様は、異なる様々な構成に配置、代替、結合、分離、および設計することができ、それら全てが本明細書において明確に考慮されることが容易に理解される。
【００１１】
［0024］  以下の詳細な説明は、表面波によって励起する寄生素子（すなわち表面波放射体）を有する自動車用レーダアンテナアレイのための装置および方法に関する。自律車両のレーダアンテナアレイは、複数のアンテナを含んでよい。各アンテナは、（ｉ）電磁信号を送信、（ｉｉ）電磁信号を受信、または（ｉｉｉ）電磁信号を送受信するように構成され得る。アンテナは、アンテナ素子のアレイを形成してよい。アレイの各アンテナは、導波管から給電（すなわち信号を供給）され得る。また、導波管は、様々なアンテナによって受信した信号を、レーダシステム内の受信機へ伝達してよい。本開示の一態様は、アレイに隣接して配置された寄生素子を提供する。寄生素子は、アンテナの上面に表面波として存在する電磁エネルギを放射するように構成され得る。開示される装置および方法は、アレイが放射した電磁波によって生じる表面波によって生じる不所望の効果を低減または緩和するために用いられ得る。本明細書において用いられる場合、電磁エネルギ、電磁信号、信号、電磁波、および波という用語は相互置換的に用いられてよく、本システムおよび方法とともに用いられる電磁エネルギを表す。
【００１２】
［0025］  以下の詳細な説明は、単一入力単一出力、単一入力複数出力（ＳＩＭＯ）、複数入力単一出力（ＭＩＳＯ）、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）、および／または合成開口レーダ（ＳＡＲ）レーダアンテナアーキテクチャの形式であってよいアンテナアレイを有する装置とともに用いられ得る。レーダアンテナアーキテクチャは、複数の「デュアル開口導波管」（ＤＯＥＷＧ）アンテナを含んでよい。いくつかの例において、「ＤＯＥＷＧ」という用語は本明細書において、水平導波管チャネルの短いセクションおよび２部に分かれる垂直チャネルを指してよく、垂直チャネルの２部の各部は、アンテナに入る電磁波の少なくとも一部を放射するように構成された出力ポートを含む。また、複数のＤＯＥＷＧアンテナがアンテナアレイに配置され得る。本明細書で説明するレーダアンテナアーキテクチャは、複数のアンテナアレイを含んでよい。
【００１３】
［0026］  アンテナアーキテクチャの例は、たとえば、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）によって加工され得る、正確に位置合わせされ互いに接合された２つの金属層（たとえばアルミニウム板）を備えてよい。第１の金属層は、入力導波管チャネルの第１の半分を含んでよく、第１の導波管チャネルの第１の半分は、電磁波（たとえば７７ＧＨｚミリ波）を第１の導波管チャネル内へ受け取るように構成され得る入力ポートを含む。第１の金属層は、複数の分波チャネルの第１の半分も含んでよい。複数の分波チャネルは、入力導波管チャネルから分岐し、入力導波管チャネルから電磁波を受け取って複数の電磁波部分に電磁波を分割し（すなわち電力分割器）、各電磁波部分を複数の波放射チャネルの各波放射チャネルへ伝搬するように構成され得るチャネルのネットワークを備えてよい。２つの金属層は、スプリットブロックアセンブリを形成するように一体に組み立てられ得る。
【００１４】
［0027］  従来のレーダアンテナは、複雑なビーム形成ネットワークを含み得る。ここで開示する寄生素子は、複雑なビーム形成を使用する必要性を排除し得る。寄生素子は、複雑性の少ない設計で同様のレーダ性能を実現するように設計され得る。ただし、いくつかの例において、ここで開示する寄生素子は、複雑なビーム形成ネットワークを使用する従来のレーダシステムとともに用いられ得る。本開示はビーム形成（およびビーム分割）を論述するが、寄生素子は、複雑なビーム形成ネットワークを有するまたは有さない実施形態において用いられ得る。様々な例において、アンテナアーキテクチャの電力分割素子は、導波管の２次元または３次元分割ネットワークであってよい。導波管の分割ネットワークは、電力を分割するために導波管の幾何形状を用いてよい。たとえば、給電導波管は、所定の高さおよび幅を有してよい。所定の高さおよび幅は、レーダユニットの動作周波数に基づいてよい。分割ネットワークは、所望のテーパプロファイルを実現するために、給電導波管の所定の高さおよび幅とは異なる高さおよび／または幅の導波管を含んでよい。
【００１５】
［0028］  また、従来のビーム形成ネットワークは、スプリットブロックアセンブリの上部および下部の間で分割され得る、放射素子（すなわちアンテナ素子）へ信号を提供する給電導波管も含んでよい。更に、給電導波管は全て共通平面に位置してよく、給電導波管の高さの中間点は、全ての給電導波管に共通である。導波管の分割ネットワークは、一部が給電導波管と同一平面にあり、一部が少なくとも１つの他の平面にあってよい。たとえば、導波管の分割ネットワークの一部の高さ全体が、スプリットブロックアセンブリの第１または第２の部分のいずれかに加工され得る。２つのブロック片が合わさると、他方のブロック部分の表面は、２つのブロックセクションの一方に高さ全体が入った導波管の分割ネットワークまたは一部の縁部を形成してよい。いくつかの例において、これらの導波管キャビティおよび切断部の垂直部分は、スプリットブロックの継目に対して対称である。
【００１６】
［0029］  導波管システムを動作させると、様々な信号が導波管システムを通って伝搬され得る。導波管システムは、各々がアンテナブロックの上面に少なくとも１つのアンテナ素子を有する導波管のネットワークを含んでよい。従来、各アンテナ素子は、自身に供給された電磁エネルギの一部を放射する。電磁エネルギの他の部分は、表面波として伝搬する。表面波として伝搬するエネルギは、不所望の効果を招き得る。たとえば表面波は、システム効率を低下させ、および／または不所望の放射パターンを招き得る。開示されるシステムおよび方法は、アンテナシステムの検査および動作の効率性を高め得る。
【００１７】
［0030］  本明細書に開示されるアンテナブロックは、アンテナブロックの上面に様々な寄生素子を含んでよい。寄生素子は、ブロックの上面におけるアンテナアレイに隣接して配置され得る。これらの寄生素子は、表面波として伝搬されるエネルギの一部を放射させ得る。表面波エネルギの一部を放射することによって、アンテナブロックの効率性が高められ得る。また、表面波エネルギの一部を放射することによって、アンテナブロックは、より望ましい性能を有し得る。これらの素子を適切に設計することによって、放射される電磁エネルギの放射パターンは、所定の放射パターンに基づいて制御され得る。また、いくつかの例において、寄生素子は、アンテナブロックによって放射されるビームを導光するためにも用いられ得る。いくつかの例において、導波管フランジの寄生素子は、放射スロットであってよい。他の様々な放射素子も用いられ得る。
【００１８】
［0031］  導波管は、１つの場所から別の場所へ電磁エネルギを伝導する構造である。いくつかの例において、導波管による電磁エネルギの伝導は、他の伝導手段よりも損失が少ないという利点を有する。導波管は一般に、電磁エネルギが非常に低損失の媒体を通って伝導されるため、他の伝導手段よりも少ない損失を有する。たとえば、導波管の電磁エネルギは、空気または低損失誘電材料を通って伝導され得る。
【００１９】
［0032］  たとえば空気充填導波管のように、１つの実施形態において、導波管は金属外装導体を有する。ただし、他の実施形態において、導波管は、エネルギが伝搬する誘電媒体のみで形成され得る。どちらの実施形態においても、導波管のサイズおよび形状は、電磁エネルギの伝搬を画定する。たとえば、電磁エネルギは、導波管の金属壁から跳ね返って（または反射して）よい。他の実施形態において、誘電媒体が電磁エネルギを完全に包含してよい（たとえば光ファイバ伝送など）。
【００２０】
［0033］  導波管の形状および材料に基づいて、電磁エネルギの伝搬は変化する。導波管の形状および材料は、電磁エネルギの境界条件を定める。境界条件は、導波管縁部における電磁エネルギに関する既知の条件である。たとえば、金属導波管において、導波管壁部がほぼ完全に伝導性であるとすれば、境界条件は、壁際のどこにも接線方向の電界が存在しないことを指定する。境界条件が知られると、電磁エネルギが導波管を通ってどのように伝搬するかを決定するためにマックスウェル方程式が用いられ得る。
【００２１】
［0034］  マックスウェル方程式は、任意の所与の導波管に関するいくつかの動作モードを定める。各モードは、電磁エネルギが導波管を通って伝搬し得る１つの特定の方法を定める。各モードは、関連カットオフ周波数を有する。電磁エネルギが、カットオフ周波数を下回る周波数を有する場合、モードは導波管内で維持されない。（ｉ）導波管寸法および（ｉｉ）動作周波数の両方を適切に選択することによって、電磁エネルギは、特定のモードで導波管を通って伝搬し得る。多くの場合、導波管は、１つの伝搬モードのみが設計周波数において維持されるように設計される。
【００２２】
［0035］  導波管伝搬モードには、横電界（ＴＥ）モード、横磁界（ＴＭ）モード、横電磁界（ＴＥＭ）モード、およびハイブリッドモードの４つの主要類型が存在する。ＴＥモードにおいて、電磁エネルギは、電磁エネルギ伝搬方向に電界を有さない。ＴＭモードにおいて、電磁エネルギは、電磁エネルギ伝搬方向に磁界を有さない。ＴＥＭモードにおいて、電磁エネルギは、電磁エネルギ伝搬方向に電界または磁界を有さない。ハイブリッドモードにおいて、電磁エネルギは、電磁エネルギ伝搬方向に電界および磁界両方の一部を有する。
【００２３】
［0036］  ＴＥ、ＴＭ、およびＴＥＭモードは、たとえば幅方向および高さ方向など、伝搬方向に直交する２つの方向に対応する２つの接尾数字を用いて更に指定され得る。ゼロ以外の接尾数字は、導波管の幅および高さに等しい、電磁エネルギの半波長の各数を示す。一方、ゼロの接尾数字は、その方向に対する界の変動がないことを示す。たとえば、ＴＥ１０モードは、導波管の幅が半波長であり、高さ方向に界変動がないことを示す。一般に、接尾数字がゼロに等しい場合、それぞれの方向における導波管の寸法は、１半波長未満である。他の例において、ＴＥ２１モードは、導波管の幅が１波長（すなわち２半波長）であり、高さが１半波長であることを示す。
【００２４】
［0037］  導波管をＴＥモードで動作させる場合、接尾数字は、導波管のそれぞれの方向に沿った界最大値の数も示す。たとえば、ＴＥ１０モードは、導波管が幅方向に１つの電界最大値を有し、高さ方向に最大値を有さないことを示す。他の例において、ＴＥ２１モードは、導波管が幅方向に２つの電界最大値を有し、高さ方向に１つの最大値を有することを示す。
【００２５】
［0038］  本開示の範囲内に含まれる例示的なシステムが以下で更に詳しく説明される。表面波によって励起する寄生素子を有するレーダアンテナアレイが用いられ得る例示的なシステムは、自動車、レーダを有する自動車のレーダ性能を検査するシステム、および任意の種類の導波管システムの形式であり得、または実装され得る。ただし、例示的なシステムは、たとえば車、トラック、二輪車、バス、ボート、飛行機、ヘリコプタ、芝刈り機、アースムーバ、ボート、雪上車、航空機、娯楽用車両、アミューズメントパーク車両、農業機具、建設機具、トラム、ゴルフカート、列車、およびトロリーなど、他の車両の形式であってもよく、または実装されてもよい。表面波によって励起する寄生素子を有するレーダアンテナアレイとともに使用するために導波管を用いる他の物体も可能である。
【００２６】
［0039］  図１Ａは、実施形態例に係る例示的なアンテナ１００の上面の組立て図を示す。例示的なアンテナ１００は、第１の金属層１１０および第２の金属層１２０を含んでよい。第２の金属層１２０は、アライメントピン、ネジなどを収容するように構成された複数の穴１１２（貫通穴および／または止り穴）を含んでよい。第１の金属層１１０も同様に、第２の金属層１２０の穴１１２と位置合わせされた複数の穴（不図示）を含んでよい。２つの金属層は、共通平面で接合され得る（すなわち、２つの金属層は継目において接合され得る）。
【００２７】
［0040］  図１Ａに示すように、アレイ１０６は、ＤＯＥＷＧ放射素子１０２のアレイおよび複数の寄生素子１０４を含んでよく、それらの数および位置は、アンテナ１００のＤＯＥＷＧおよびチャネルの数に基づいて様々であってよい。ＤＯＥＷＧアレイの放射素子１０２は、線形アレイ（図示）、２次元アレイ、単一素子、または他の放射素子構成であってよい。アンテナ１００の寄生素子１０４は、放射スロットとして示される。放射スロットは、ブロックの上面に加工されたアンテナブロックの特徴であってよい。各スロットは、上層１２０の厚さよりも小さい深さを有してよい。様々な実施形態において、寄生素子１０４の様々なスロットの長さ、深さ、位置、および間隔は調整され得る。様々なスロットの長さ、深さ、位置、および間隔は、スロットがどのように表面波を結合および放射するかを制御してよい。いくつかの例において、寄生素子１０４は、表面のコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）加工によって生成され得る。また、いくつかの例において、寄生素子１０４は、誘電材料で部分的または全体的に充填され得る。更に、いくつかの例において、寄生素子１０４は、調整可能な高さを有してよい。調整可能な高さは、寄生素子１０４が再構成可能パターンを有することを可能にし得る。たとえば高さは、寄生素子１０４の１または複数を効率的に除去するように、ゼロに調整され得る。寄生素子１０４は、他の方法で生成されてもよい。
【００２８】
［0041］  いくつかの例において、アンテナ１００は、送信アレイ１０６および受信アレイ１０８を含んでよい。ここでの寄生成分は一般に送信アレイ１０６に関して説明されるが、これらは同様に、受信アレイ１０８の付近に配置され得る。受信アレイ１０８付近に寄生成分を配置することにより、受信アレイ１０８の受信特性は同様に向上し得る。更に、そのような実施形態例において、これらの寸法は、例示的なアンテナ１００の他の寸法の追加または代替として、約０．５１ｍｍを下らない誤差で加工され得るが、他の実施形態において、より多いまたは少ない誤差が必要とされ得る。ＤＯＥＷＧアレイの他の寸法も可能である。
【００２９】
［0042］  いくつかの実施形態において、第１および第２の金属層１１０、１２０は、アルミニウム板（たとえば約６．３５ｍｍ材料）から加工され得る。そのような実施形態において、第１の金属層１１０は、少なくとも厚さ３ｍｍ（たとえば約５．８４ｍｍ〜６．８６ｍｍ）であってよい。更に、第２の金属層１２０は、６．３５ｍｍの材料から約３．８８６ｍｍの厚さに加工され得る。他の厚さも可能である。
【００３０】
［0043］  いくつかの実施形態において、２つの金属層１１０、１２０の接合の結果、２つの層の合わせ面の間にエアギャップまたは他の切れ目が生じ得る。そのような実施形態において、このギャップまたは切れ目は、アンテナ装置の長さ中心付近（たとえば、可能な限り近く）にあってよく、約０．０５ｍｍ以下のサイズを有してよい。
【００３１】
［0044］  図１Ｂは、実施形態例に係る、例示的なアンテナ１５０の上面の組立て図を示す。例示的なアンテナ１５０は、図１Ａのアンテナ１００と同様であってよい。ただし、アンテナ１５０の送信アレイ１０６は、隆起要素である寄生素子１５４を含み得る。図１Ａの寄生素子１０４と同様、図１Ｂの寄生素子１５４は、アンテナ素子によって送信される表面波の少なくとも一部を結合し放射する。寄生素子１５４は、図１Ｂにおいて隆起要素として示される。寄生素子１５４は、層１２０の上面に結合され得る。いくつかの例において、寄生素子１５４は個別に加工され、後から層１２０の上面に取り付けられ得る。いくつかの例において、寄生素子１５４は、金属から製造され得る。他の例において、寄生素子１５４は、誘電材料から製造され得る。いくつかの追加例において、寄生素子１５４は、層１２０の上面の一部または全部を覆う別の層に生成され得る。いくつかの追加例において、アンテナは、寄生素子１０４のようなスロットおよび寄生素子１５４のような隆起要素の両方を有してよい。
【００３２】
［0045］  図１Ｃは、実施形態例に係る、例示的なアンテナ１６０の底面の組立て図を示す。アンテナ１６０は、アンテナ１００またはアンテナ１５０のいずれかの底面であってよい。いくつかの例において、アンテナ１６０は、アンテナ１００またはアンテナ１５０以外のアンテナの底面であってよい。図示するように、第１の金属層１１０は、アライメントピン、ネジなどを収容するように構成された複数の穴１６２（貫通穴および／または止め穴）を含んでよい。複数の穴１６２の１または複数は、第２の金属層１２０の穴と位置合わせされ得る。更に、図１Ｃは、第１の金属層１１０における２つのポート１６４、１６６を示す。ポート１６４、１６６において、アンテナ１６０は、アンテナ１６０内に位置する１または複数の導波管チャネル内に電磁波を受け入れ得る。またポート１６４、１６６において、アンテナ１６０は、アンテナ１６０内に位置する１または複数の導波管チャネルから後続処理へ電磁波を結合し得る。いくつかの例においてポート１６４、１６６は双方向であってよく、アンテナ１６０の内外へ信号を結合するように構成され得る。
【００３３】
［0046］  図２Ａは、実施形態例に係る、例示的なアンテナの第１層２００を示す。（全体を通して使用される）導波管の点線は、給電導波管のビーム形成部品を示す。上述したように、本開示の寄生素子（図２Ａには不図示）は、複雑なビーム形成構造の必要性を排除または低減することによってアンテナシステムの複雑性を低減し得る。しかし寄生素子は、これらの複雑なビーム形成構造を含むシステムにおいて用いられてもよい。図２Ａおよび図２Ｂの例示的なアンテナは、ビーム形成ネットワークを示すアンテナの例である。この例において、第１の金属層２００は、複数の導波管チャネル２０２の第１の半分を含む。これらの導波管チャネル２０２は、複数の細長セグメント２０４を備えてよい。各細長セグメント２０４の第１の端部２０６は、各々が他の導波部材と同様のサイズまたは異なるサイズを有する複数の共線状導波部材２０８であってよい。上記に則して、細長セグメント２０４の第１の端部２０６は、本明細書において、波放射チャネルの第１の半分と称され得る。
【００３４】
［0047］  第１の端部２０６に対向する、チャネル２０２の第２の端部２１０において、細長セグメント２０４の１つは、貫通穴２１２（すなわち入力ポート）を含んでよい。所与の電力量が、対応する量の電磁波（すなわちエネルギ）を装置に供給するために用いられてよく、貫通穴２１２は、これらの波が装置に供給される場所であってよい。上記に則して、入力ポートを含む導波管チャネル２０２の単一チャネル／セグメントは、本明細書において、入力導波管チャネルと称され得る。
【００３５】
［0048］  電磁波は、装置に入ると、図示するように電力分割器のアレイ２１４（すなわち「ビーム形成ネットワーク」）に向かって＋ｘ方向に概ね移動してよい。アレイ２１４は、電磁波を分配し、それぞれの電磁波部分を各細長セグメント２０４のそれぞれの第１の端部２０６へ伝搬するために機能してよい。より具体的には、波は、アレイ２１４を離れた後、導波部材２０８に向かって＋ｘ方向に伝搬し続けてよい。上記に則して、導波管チャネルのアレイ２１４のセクションは、本明細書において、分波チャネルと称され得る。
【００３６】
［0049］  電磁波の一部が、導波管チャネル２０２の各細長セグメント２０４の第１の端部２０６における導波部材２０８に到達すると、導波部材２０８は、電磁エネルギのそれぞれの副部分を導波管チャネルの第２の半分へ（すなわち、図示するように＋ｚ方向に）伝搬してよい。たとえば電磁エネルギは最初に、第１の金属層２００に凹設、すなわち更に内部に加工された導波部材（すなわちポケット）に到達してよい。凹型部材は、後続の部材の各々よりも小さい割合の電磁エネルギを第１の端部２０６へ更に伝搬するように構成されてよく、第１の端部２０６は、凹型部材ではなく隆起部材であってよい。更に、各後続部材は、第１の端部２０６における特定の細長セグメント２０４へ移動する電磁波を、先にある部材よりも大きい割合だけ伝搬するように構成され得る。よって、第１の端部２０６の遠端にある部材は、最も高い割合の電磁波を伝搬するように構成され得る。各導波部材２０８は、様々な寸法の様々な形状であってよい。他の例において、複数の部材が凹型であって（または凹型の部材がなくても）よい。また他の例も可能である。また、様々な数量の細長セグメントが可能である。
【００３７】
［0050］  第２の金属層は、１または複数の導波管チャネルの第２の半分を含んでよく、１または複数の導波管チャネルの第２の半分の各部は、１または複数の導波管チャネルの第１の半分の細長セグメントと実質的に位置合わせされ細長セグメントと、細長セグメントの端部において、少なくとも１つの導波部材と部分的に位置合わせされ、少なくとも１つの導波部材から第２の金属層の外へ伝搬する電磁波を放射するように構成された少なくとも１対の貫通穴とを含む。
【００３８】
［0051］  例において、第２の半分の細長セグメントが第１の半分の細長セグメントと実質的に位置が合うと考えられ得るのは、２つのセグメントが閾値距離内にある場合、またはセグメントの中心が閾値距離内にある場合である。たとえば、２つのセグメントの中心が互いに約±０．０５１ｍｍの範囲内にある場合、セグメントは実質的に位置合わせされると考えられ得る。
【００３９】
［0052］  他の例において、２つの半分が組み合わせられる場合（すなわち、２つの金属層が互いに接合される場合）、セグメントの縁部は、セグメントの第１の半分の縁部およびセグメントの第２の半分の対応する縁部が互いに約０．０５１ｍｍの範囲内であれば実質的に位置合わせされると考えられ得る。
【００４０】
［0053］  また他の例において、２つの金属層を接合する場合、一方の層は他方の層に対して、それらの側面が同一平面上にないように角度を有してよい。そのような他の例において、２つの金属層、およびセグメントの２つの半分は、この角度オフセットが約０．５度未満である場合、実質的に位置合わせされると考えられ得る。
【００４１】
［0054］  いくつかの実施形態において、少なくとも１対の貫通穴は、１または複数の導波管チャネルの第２の半分の細長セグメントに対して垂直であってよい。更に、少なくとも１対の貫通穴の各ペアは、第１部分および第２部分を含んでよい。よって、貫通穴の所与のペアは、第１部分で交わり、単一チャネルを形成してよい。単一チャネルは、対応する導波部材によって伝搬された電磁波の少なくとも一部を受け取り、電磁波の少なくとも一部を第２部分へ伝搬するように構成され得る。また、第２部分は、ダブレットとして構成された２つの出力ポートを含んでよく、貫通穴ペアの第１部分から電磁波の少なくとも一部を受け取り、少なくとも電磁波のその一部を２つの出力ポートから外へ伝搬するように構成され得る。
【００４２】
［0055］  図２Ｂは、実施形態例に係る、例示的なアンテナの第２層２２０を示す。第２の金属層２２０は、図２Ａに示す第１の金属層２００の複数の導波管チャネル２０２の第２の半分（すなわち、入力導波管チャネル、分波チャネル、および波放射チャネルの第２の半分）を含んでよい。図示するように、導波管チャネル２０２の第２の半分は、チャネルの第１の半分の一般形を有し、チャネルの２つの半分の適切な位置合わせを容易にしてよい。第２の半分の細長セグメント２２２は、電力分割器のアレイ２２４の第２の半分を含んでよい。上述したように、電磁波はアレイ２２４を通って移動してよく、アレイ２２４で部分に分割され、その後その部分は、細長セグメント２２２の第２の半分の各端部２２６へ（すなわち図示するように＋ｘ方向に）移動する。更に、所与の細長セグメントの端部２２６は、複数の貫通穴ペア２２８を含んでよく、これらは、第１の金属層２００の導波部材２０８と少なくとも部分的に位置合わせされ得る。より具体的には、貫通穴の各ペアは、反射素子とも称される対応する導波部材と少なくとも部分的に位置合わせされてよく、上述したように、電磁波の所与の副部分が第１の金属層２００から第２の金属層２２０へ伝搬すると、これらの副部分はその後、図示するように−ｚ方向に貫通穴のペア（すなわち出力ポートのペア）から放射される。この場合も、上述したように、所与の導波部材および対応する出力ポートペアの組み合わせがＤＯＥＷＧを形成してよい。
【００４３】
［0056］  また、ＤＯＥＷＧ全ての組み合わせは、本明細書において、ＤＯＥＷＧアレイと称され得る。アンテナ理論において、アンテナが有する放射開口部（すなわち、アンテナの表面積が放射する量、ここで表面積はＤＯＥＷＧアレイを含む）が大きいほど、そのアンテナは、高い利得（ｄＢ）および狭いビーム幅を有し得る。よって、いくつかの実施形態において、より高い利得のアンテナがより多くのチャネル（すなわち細長セグメント）を含み、チャネルごとにより多くのＤＯＥＷＧを有し得る。図２Ａおよび図２Ｂに示す例示的なアンテナ（たとえば、セグメントごとに５つのＤＯＥＷＧを有する６つの細長セグメント）は、自律車両の目的に適し得るが、他の実施形態も可能であり、そのような他の実施形態は、自動車用レーダを含むがこれに限定されない様々な用途のために設計／加工され得る。
【００４４】
［0057］  たとえば、そのような他の実施形態において、アンテナは、最小限の単一ＤＯＥＷＧを含んでよい。この配置の場合、出力ポートは、全方向にエネルギを放射し得る（すなわち、低利得、広いビーム幅）。一般に、セグメント／ＤＯＥＷＧの上限は、第１および第２の金属層のために使用される金属の種類によって決定され得る。たとえば、高抵抗性を有する金属は、電磁波が導波管チャネルを通って移動する時に電磁波を減衰させ得る。よって、より大きい高抵抗性のアンテナ（たとえば、より多くのチャネル、より多くのセグメント、より多くのＤＯＥＷＧなど）が設計される場合、入力ポートを介してアンテナに入射するエネルギはある程度減衰され得るので、アンテナから放射されるエネルギはそれほど多くない。したがって、より大きなアンテナを設計するために、低抵抗性（かつ高伝導性）の金属が第１および第２の金属層に使用され得る。たとえば、本明細書で説明する実施形態において、第１および第２の金属層の少なくとも一方は、アルミニウムであってよい。更に、他の実施形態において、第１および第２の金属層の少なくとも一方は、銅、銀、または他の導電性材料であってよい。また、アルミニウム金属層は、アンテナ性能を高めるために、銅、銀、または他の低抵抗性／高伝導性材料でメッキされ得る。他の例も可能である。
【００４５】
［0058］  アンテナは、１または複数の導波管チャネルの第１の半分と、１または複数の導波管チャネルの第２の半分とを位置合わせし、１または複数の導波管チャネルを形成する（すなわち、複数の分波チャネルの第１の半分と複数の分波チャネルの第２の半分とを位置合わせし、複数の波放射チャネルの第１の半分と複数の波放射チャネルの第２の半分とを位置合わせする）ために、第１の金属層と第２の金属層とを接合するように構成された少なくとも１つの留め具を含んでよい。これを容易にするためにいくつかの実施形態において、第１の金属層において、第１の複数の貫通穴（図２Ａには不図示）は、少なくとも１つの留め具を収容するように構成され得る。また、第２の金属層において、第２の複数の貫通穴（図２Ｂには不図示）は、第１の複数の貫通穴と実質的に位置合わせされ、第２の金属層と第１の金属層とを接合するための少なくとも１つの留め具を収容するように構成され得る。そのような実施形態において、少なくとも１つの留め具は、位置合わせされた第１および第２の複数の貫通穴の中に設けられ、２つの金属層が互いに接合されるように固定され得る。
【００４６】
［0059］  いくつかの例において、少なくとも１つの留め具は、複数の留め具であってよい。たとえばネジおよびアライメントピンなどの機械的留め具（および締結を容易にするために用いられる技術）が、２つの金属層を互いに接合（たとえばねじ止め）するために使用され得る。更に、いくつかの例において、２つの金属層は、間に接着層を有さず互いに直接接合され得る。また、２つの金属層は、たとえば、拡散接合、はんだ付け、ろう付けなど、接着以外の方法を用いて互いに接合され得る。ただし、他の例において、そのような方法は、金属層を接合するための既知または未知の任意の方法の追加または代替として用いられることも可能である。
【００４７】
［0060］  いくつかの実施形態において、第１および／または第２の金属層の複数の貫通穴の追加または代替として、第１の金属層および／または第２の金属層に１または複数の止め穴が形成され得る。そのような実施形態において、１または複数の止め穴は、締結（たとえばネジまたはアライメントピンの収容）のために用いられ、あるいは他の目的で用いられ得る。
【００４８】
［0061］  図２Ｃは、導波管２４０の等角断面図の例を示す。例示的な導波管２４０は、上部２４２および下部２４４で形成される。上部２４２および下部２４４は、継目２４６で結合される。導波管はキャビティ２４８を含む。キャビティ２４８内で、導波管２４０の動作中に電磁エネルギが伝搬する。導波管２４０は供給口２４９も含んでよい。供給口２４９は、導波管２４０内のキャビティ２４８へ電磁エネルギを供給するために用いられ得る。代替または追加として、供給口２４９は、電磁エネルギが導波管２４０から退去することを可能にするために用いられ得る。図２Ｃの例示的な導波管２４０は、キャビティ２４８の高さの中間部にある継目２４６を特徴とする。様々な実施形態において、上部２４２および下部２４４は、導波管の軸に沿った異なる様々な部分で互いに結合され得る。
【００４９】
［0062］  図３は、実施形態例に係る例示的な電力結合器を示す。電力結合器は、導波管内にある電磁エネルギ（すなわち電力）を分割するために機能してよい。電力結合器は、互いに垂直または水平に隣接して位置合わせされた導波管の２つのセクションの間に形成される。電力結合器はビーム形成ネットワークの一部を成すため、上述したように、寄生素子がアンテナ設計を単純化し得る場合に電力結合器が必要ではない例も存在する。
【００５０】
［0063］  エネルギは入力導波管チャネルを通ってアンテナに入り、たとえば電力分割器３７０などの各電力分割器において、小部分のエネルギに分割（すなわち分配）され、各分量のエネルギが給電導波管の各々へ供給されるように、後続する電力分割器を介して複数回分割され得る。所与の電力分割器において分割されるエネルギ量は、電力分割比（すなわち、分割後に一方のチャネル３７４へ入るエネルギの量対他方のチャネル３７６へ入るエネルギの量）によって制御され得る。所与の電力分割比は、対応する電力分割器の寸法に基づいて調整され得る。更に、各電力分割器および関連する電力分割比は、波放射チャネルにおける所望の「電力テーパ」を実現するために設計／計算され得る。
【００５１】
［0064］  例において、（たとえば図３に示すような）２つの隣接した導波管３７４、３７６の間でエネルギを分割するための技術は、たとえば図３に示すように結合開口部３７２を有する金属層を使用するためであってよい。結合開口部３７２のサイズ、形状、および位置を調整することによって、所望のテーパプロファイルが実現され得る。更に、各々が異なるスプリットブロックセクションに位置する２つの隣接した導波管は、ランプセクション３８２に結合し、単一の導波管を形成してよい。ランプセクション以降の単一導波管は、スプリットブロックアセンブリの共通平面３８０に位置してよい。
【００５２】
［0065］  図４は、組み立てられた例示的なアンテナの内部に形成された概念的な導波管チャネル４００を示す。より具体的には、導波管チャネル４００は、図２Ａおよび図２Ｂの導波管チャネル２０２の形式であってよい。たとえば、チャネル４００は、入力導波管チャネル４６４への入力ポート４６２を含む。チャネル４００は、分波チャネル４６６および複数の放射ダブレット４６８（すなわちＤＯＥＷＧアレイ）も含む。上述したように、電磁波は、入力ポート４６２においてチャネル４００に入ると、入力導波管チャネル４６４を通って＋ｘ方向に移動し、分波チャネル４６６によって（たとえば電力分割器によって）部分に分割され得る。これらの電磁波部分は、その後、それぞれの放射ダブレット４６８へ＋ｘ方向に移動してよく、そこで、これらの部分の副部分が、たとえば放射ペア４７０などの出力ポートペアを通って各ＤＯＥＷＧから放射される。
【００５３】
［0066］  特定の波放射チャネルにおいて、電磁波の一部は最初、上述したように、凹型導波部材４７２（すなわち反転ステップ、または「ウェル」）を有する第１のＤＯＥＷＧを通って伝搬され得る。この凹型導波部材４７２は、特定の波放射チャネルのＤＯＥＷＧの全部材のうち最も小さい割合のエネルギを放射するように構成され得る。いくつかの例において、後続する導波部材４７４は、各後続ＤＯＥＷＧが、残りのエネルギのうち、先行のＤＯＥＷＧよりも高い割合を放射することができるように形成（たとえば凹設ではなく凸設）され得る。言い換えると、各導波部材４７２、４７４は一般に、水平（＋ｘ方向）チャネル（すなわち波放射チャネル、または上述したような「細長セグメント」の「第１の端部」）に「ステップカット」として形成され、放射されるエネルギの量対アンテナを通って更に伝送されるエネルギの量を調整するためにアンテナによって用いられ得る。
【００５４】
［0067］  いくつかの実施形態において、所与のＤＯＥＷＧは、閾値レベルより多くのエネルギを放射できないことがあり得、閾値レベル未満のエネルギを放射できないことがあり得る。これらの閾値は、ＤＯＥＷＧ構成要素（たとえば導波部材、水平チャネル、垂直チャネル、２つの出力ポート間のブリッジなど）の寸法に基づいて様々であり、あるいはアンテナに関連する他の要因に基づいて様々であってよい。いくつかの実施形態において、第１および第２の金属層は、導波管チャネル４００の様々な側面が、たとえば縁部４７６、４７８、および４８０のように丸みを帯びた縁部を有するように加工され得る。
【００５５】
［0068］  図５は、実施形態例に係る、例示的なアンテナの波放射部５００の例を示す。図５の波放射部５００は、実施形態例に係る例示的なアンテナの波放射ダブレットの例を示す。より具体的には、図５は、例示的なＤＯＥＷＧの断面を示す。上述したように、ＤＯＥＷＧ５００は、水平供給口（すなわちチャネル）、垂直供給口（すなわちダブレット首部）、および導波部材５０４を含んでよい。垂直供給口は、水平供給口から、各々が電磁波の少なくとも一部をＤＯＥＷＧ５００外へ放射するように構成された２つの出力ポート５０２へエネルギを結合するように構成され得る。いくつかの実施形態において、入力ポートから最も遠いＤＯＥＷＧは、位置５０６にバックストップを含んでよい。バックストップは、それぞれの導波管の端部または終端であってよい。最後のＤＯＥＷＧより前にあるＤＯＥＷＧは、位置５０６が単純に開口してよく、電磁波は位置５０６を通って後続のＤＯＥＷＧへ伝搬してよい。たとえば、複数のＤＯＥＷＧは直列に接続されてよく、水平供給口は複数のＤＯＥＷＧに共通である（図６に示す）。図５は、放射素子に結合する電磁信号の振幅および／または位相を同調させるために調整され得る様々なパラメータを示す。
【００５６】
［0069］  たとえばＤＯＥＷＧ５００などのＤＯＥＷＧを調整するために、垂直供給口幅ｖｆｅｅｄ＿ａ、およびステップ５０４の様々な寸法（たとえばｄｗ、ｄｘ、およびｄｚｌ）が調整され、ＤＯＷＥＧ５００からの様々な割合の放射エネルギをもたらし得る。ステップ５０４は、水平供給口を通り垂直供給口へ伝搬する電磁波の一部を反射するため、反射部品とも称され得る。更に、いくつかの例において、反射部品の高さｄｚｌは負であってよく、すなわち水平供給口の底面より下へ伸長してよい。同様の同調機構が、寄生成分を調整するためにも用いられ得る。たとえば、寄生成分は、垂直幅、および高さの様々な寸法（たとえばｄｗ、ｄｚ、およびｄｚｌ）のいずれかを含んでよい。
【００５７】
［0070］  いくつかの例において、ＤＯＥＷＧ５００の各出力ポート５０２は、関連する位相および振幅を有してよい。各出力ポート５０２に関する所望の位相および振幅を実現するために、様々な幾何学成分が調整され得る。上述したように、ステップ（反射部品）５０４は、垂直供給口を通るように電磁波の一部を向けてよい。それぞれのＤＯＥＷＧ５０の各出力ポート５０２に関連する振幅を調整するために、各出力ポート５０２に関連する高さが調整され得る。更に、各出力ポート５０２に関連する高さは、出力ポート５０２のこの供給部の高さまたは深さであってよく、高さまたは深さの調整であってよいのみならず、一般に、多様なこれらの変化またはステップまたは上下する高さまたは深さであってよい。
【００５８】
［0071］  図５に示すように、高さｄｚ２および高さｄｚ３は、２つの出力ポート５０２に対する振幅を制御するために調整され得る。高さｄｚ２および高さｄｚ３の調整によって、ダブレット首部（たとえば図５の垂直供給口）の物理的寸法が変更され得る。ダブレット首部は、高さｄｚ２および高さｄｚ３に基づく寸法を有してよい。したがって、様々なダブレットに関して高さｄｚ２および高さｄｚ３が変更されると、ダブレット首部の寸法（すなわちダブレット首部の少なくとも一側面の高さ）が変わり得る。一例において、高さｄｚ２は高さｄｚ３よりも大きいので、高さｄｚ２に関連する（すなわち隣接した位置にある）出力ポート５０２は、高さｄｚ３に関連する出力ポート５０２によって放射される信号の振幅よりも大きい振幅で放射してよい。
【００５９】
［0072］  上述した幾何形状の調整は、寄生素子がアンテナユニットの上面にある場合、寄生素子の幾何形状を調整するためにも用いられ得る。たとえば、システムの放射特性を調整するために、高さおよび幅が調整され、または寄生素子に足され得る。インピーダンス整合、位相制御、および／または振幅制御は、寄生素子の幾何形状を調整することによって実行され得る。
【００６０】
［0073］  図６は、実施形態例に係る、組み立てられた例示的なアンテナの内部に形成された概念的な導波管チャネルを示す。図６の様々な要素は、図４に関して説明したものと同様であってよい。図６は、放射ペア６７０として示される放射素子のグループの側部に寄生素子６６８のセットを含む。
【００６１】
［0074］  上述したように、放射ペア６７０を含む放射素子のグループは、導波管によってこれらに供給された電磁信号を放射するように構成される。放射素子の動作中、表面波も発射され得る。寄生素子６６８のセットは、表面波の少なくとも一部を放射するように構成され得る。
【００６２】
［0075］  寄生素子６６８のセットは、例示的なスロット６７６によって示される放射スロットのアレイまたは配列であってよい。図６において、寄生素子６６８のセットは、アンテナブロックの上面にエッチングされたスロットである。各スロットの上部は、ブロックの上面である。寄生素子６６８のセットの各スロットの上部は、たとえば放射ペア６７０など各放射素子の上部と同一平面上にある。ただし、他の例において、寄生素子６６８のいくつかは、たとえばアンテナブロックの上面に取り付けられるなど、異なる平面にあってよい。追加の例において、寄生素子６６８は、たとえばパッチ、表面実装部品、誘電性表面、フレネルパターン、および／または様々な材料など、放射スロット以外の形式であってよい。いくつかの例において、寄生素子６６８は、異なる様々な放射特徴の組み合わせを用いてよい。たとえば、寄生素子６６８のいくつかは、誘電材料で充填された放射スロットであり、他のスロットは空気で充填されてよい。
【００６３】
［0076］  図７Ａは、例示的なアンテナ７００の概念的断面図を示す。例示的なアンテナ７００は、２つの電磁供給口７０２Ａ〜Ｂ、および複数の寄生素子７０４Ａ〜Ｆを含んでよい。２つの電磁供給口７０２Ａ〜Ｂは、上述した放射素子であってよい。いくつかの例において、２つの電磁供給口７０２Ａ〜Ｂからの信号は、同位相または異なる位相で供給され得る。２つの電磁供給口７０２Ａ〜Ｂ間で位相を制御することによって、アンテナブロックが信号を放射する角度が制御され得る。アンテナブロックが信号を放射する角度を制御することは、ビームステアリングと呼ばれ得る。また、２つの電磁供給口７０２Ａ〜Ｂによって信号（すなわち電磁エネルギ）が放射される時、表面波も発射され得る。表面波は、２つの電磁供給口７０２Ａ〜Ｂから離れた方へ、アンテナブロックの表面に電磁電流として伝搬してよい。
【００６４】
［0077］  複数の寄生素子７０４Ａ〜Ｆは、表面波に存在する電磁エネルギの一部または全部を捕捉し再放射することができる。様々な実施形態において、様々な寄生素子７０４Ａ〜Ｆは、様々な深さおよび位置を有してよい。また、寄生素子７０４Ａ〜Ｆは、放射スロット、放射ホール、または他の異なる構造の形式であってよい。
【００６５】
［0078］  寄生素子７０４Ａ〜Ｆの深さ、幅、および位置を調整することによって、寄生素子７０４Ａ〜Ｆの放射特性が調整され得る。いくつかの例において、寄生素子７０４Ａ〜Ｆの寸法は、所望のビームパターンに基づいて設計され得る。たとえば、寄生素子７０４Ａ〜Ｆによって、ビーム幅および／またはビーム方向は、寄生素子７０４Ａ〜Ｆを有さないアンテナブロックと比較して調整され得る。また、電磁供給口および寄生素子の数も調整され得る。
【００６６】
［0079］  図７Ｂは、例示的なアンテナ７２０の概念的断面図を示す。例示的なアンテナ７２０は、図７Ａの例示的なアンテナ７００と同様であってよい。例示的なアンテナ７２０は、２つの電磁供給口７２２Ａ〜Ｂおよび複数の寄生素子７２４Ａ〜Ｆを含んでよい。例示的なアンテナ７００とは異なり、例示的なアンテナ７２０の寄生素子７２４Ａ〜Ｆは、例示的なアンテナ７２０のアンテナブロックの表面より上に隆起している。上述したように、寄生素子７２４Ａ〜Ｆは金属性であってよく、または誘電材料で作られ得る。寄生素子７２４Ａ〜Ｆが作られ得る材料は、寄生素子７２４Ａ〜Ｆに関する所望の放射特性に依存する。寄生素子７２４Ａ〜Ｆは、隆起要素（すなわち逆スロット）、またはたとえば表面実装部品またはパッチなど他の要素の形式であってよい。
【００６７】
［0080］  図７Ｃは、例示的なアンテナ７４０の概念的断面図を示す。例示的なアンテナ７４０は、図７Ａの例示的なアンテナ７００および／または図７Ｂの例示的なアンテナ７２０と同様であってよい。例示的なアンテナ７４０は、２つの電磁供給口７４２Ａ〜Ｂおよび複数の寄生素子７４４Ａ〜Ｆを含んでよい。例示的なアンテナ７００、７２０とは異なり、例示的なアンテナ７４０の寄生素子７４４Ａ〜Ｆは、調整可能部品７４６Ａ〜Ｆを含む。調整可能部品７４６Ａ〜Ｆは、金属上面を有してよい。調整可能部品７４６Ａ〜Ｆは、印加信号に基づいて厚さを変更し得る。調整可能部品７４６Ａ〜Ｆを調整することによって、寄生素子７４４Ａ〜Ｆの深さ（または高さ）が制御され得る。いくつかの例において、寄生素子７４４Ａ〜Ｆは、レーダユニットの動作中に調整され得る。寄生素子７４４Ａ〜Ｆを調整することによって、アンテナユニットの動作中、アンテナユニットの放射特性が調整され得る。調整は、ビーム幅、ビーム角度、および／またはアンテナユニットの効率を制御することを含んでよい。
【００６８】
［0081］  図８は、例示的なアンテナを動作させる方法８００を示す。方法８００は、ポートを介して電磁エネルギをアンテナブロックに結合することによってブロック８０２において開始してよい。ポート（または複数のポート）は、アンテナブロックの底面に位置してよい。ポートは、アンテナブロックの内外へ電磁信号を伝搬するように構成された回路基板に結合され得る。
【００６９】
［0082］  ブロック８０４において、方法８００は、結合された電磁エネルギの第１の部分をポートからアンテナアレイへ伝搬することを含む。ポートは、導波管のネットワークを介してアンテナアレイに結合され得る。導波管は、ポートからアンテナアレイへ電磁エネルギを伝搬するとともに、アンテナアレイの様々なアンテナへ電磁エネルギを分割するように構成され得る。いくつかの例において、導波管のネットワークは反応性であってよく、電力吸収部品は存在しない。他の例において、導波管のネットワークは、電力吸収部品も含んでよい。異なる様々な例において、導波管のネットワークは、アンテナブロックの様々な部品のレイアウトに基づいて様々な形式であってよい。
【００７０】
［0083］  ブロック８０６において、方法８００は、導波管が伝搬した電磁エネルギの少なくとも一部を放射することを含む。アンテナアレイへ伝搬された電磁エネルギは、アンテナアレイを形成するアンテナ素子によって放射され得る。電磁エネルギの一部は、アレイによって放射信号として自由空間へ放射される。電磁エネルギの他の部分は、アンテナブロックの上面に沿って表面波として発射される。表面波は、アンテナユニットが低効率を有する原因となり得るので、一般に望ましくない。しかし、表面波が捕捉され放射され得る場合、アンテナの効率は高くなり得る。
【００７１】
［0084］  ブロック８０８において、方法８００は、表面波における電磁エネルギの少なくとも一部を放射することを含む。表面波は、アンテナブロックの表面に位置する寄生素子によって捕捉され再放射され得る。上述したように、寄生素子は、たとえば放射スロット、パッチ、表面実装部品、誘電性表面、フレネルパターン、および／または様々な材料など、多数の形式であってよい。寄生素子の設計に基づいて、アンテナブロックの全体放射特性が制御および最適化され得る。たとえば、表面波におけるエネルギは、アレイの性能を高めるために、アレイによって放射されるエネルギと同位相で伝送され得る。
【００７２】
［0085］  本明細書で説明される構成は、例示目的にすぎないことを理解すべきである。よって当業者は、他の構成および他の要素（たとえば機械、装置、インタフェース、機能、順序、および機能のグループ化など）が代わりに用いられてよく、いくつかの要素は、所望の結果に従って完全に省かれてもよいことを理解する。更に、説明された要素の多くは、個別または分散型部品として、あるいは他の部品と関連して任意の適切な組み合わせおよび位置で実装され得る機能エンティティである。
【００７３】
［0086］  本明細書において様々な態様および実施形態が開示されたが、他の態様および実施形態が当業者には明らかである。本明細書に開示された様々な態様および実施形態は、例示のためであって限定的であることは意図されておらず、その範囲は以下の特許請求の範囲によって示される。
【図１Ａ】
2019520774.tif 000003
【図１Ｂ】
2019520774.tif 000004
【図１Ｃ】
2019520774.tif 000005
【図２Ａ】
2019520774.tif 000006
【図２Ｂ】
2019520774.tif 000007
【図２Ｃ】
2019520774.tif 000008
【図３】
2019520774.tif 000009
【図４】
2019520774.tif 000010
【図５】
2019520774.tif 000011
【図６】
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【図７Ａ】
2019520774.tif 000013
【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
2019520774.tif 000015
【図８】
2019520774.tif 000016
【国際調査報告】
2019520774.tif 000017
2019520774.tif 000018