(57)【要約】【課題】レンズ中心付近に電波強度がピークとなるテイラー分布的な電力分布を形成できる小型のアンテナを提供する。【解決手段】基板上に形成された複数の放射部と、前記放射部から放射される電波が内部を伝播する導波管と、前記導波管の開口部に配置された略双曲線形状の複数の曲面を有するレンズと、前記複数の放射部の間に、テーパ状に形成された突起部とを備えるアンテナであって、前記突起部の先端は、前記開口面よりも低い位置に形成される。【選択図】図１
2018061112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナであって、
基板上に形成された複数の放射部と、
前記放射部から放射される電波が内部を伝播する導波管と、
前記導波管の開口部に配置された略双曲線形状の複数の曲面を有するレンズと、
前記複数の放射部の間に、テーパ状に形成された突起部とを備え、
前記突起部の先端は、前記開口面よりも低い位置に形成されることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記突起部は、直線状、曲線状、双曲線状及び楕円球面の少なくとも一つの形でテーパ状に形成されており、
前記導波管の断面は、前記放射部から前記開口部へ向けて単調拡大し、
前記導波管は、前記放射部と反対側の前記開口部において前記レンズと接することを特徴とするアンテナ。
【請求項３】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記放射部から放射される電波の波長をλとして、
前記突起部の先端は、前記開口面よりも３λ／４から５λ／４だけ低い位置に形成されることを特徴とするアンテナ。
【請求項４】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記導波管の開口部及び前記レンズは、ビームの放射方向に垂直な断面において、互いに直交する第１の方向より第２の方向が狭いビームを放射する形状に形成されており、
前記レンズから放射された複数のビームが合成されるように、レンズ曲面が前記第２の方向に並んで配置されることを特徴とするアンテナ。
【請求項５】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記導波管の開口部及び前記レンズは、ビームの放射方向に垂直な断面において、互いに直交する第１の方向より第２の方向が長い形状に形成されており、
前記第１の方向が水平方向に、前記第２の方向が垂直方向になるように、前記導波管及び前記レンズが配置されることを特徴とするアンテナ。
【請求項６】
請求項５に記載のアンテナであって、
前記導波管の開口部の形状は、少なくとも一つ以上の直線状の辺を含むことを特徴とするアンテナ。
【請求項７】
請求項５に記載のアンテナであって、
前記基板上において前記放射部の周囲に形成され、前記放射部の基準電位となる基準電位部を備え、
前記基準電位部は、前記導波管と電気的に接続されることを特徴とするアンテナ。
【請求項８】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記レンズは、ビームの放射方向に垂直な断面において、互いに直交する第１の方向および第２の方向が共に双曲線の曲面を有することを特徴とするアンテナ。
【請求項９】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記レンズは、回転双曲線の曲面を有することを特徴とするアンテナ。
【請求項１０】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記レンズは、片面または両面が、双曲線、回転双曲線およびシリンドリカル形状の曲面のいずれかを組み合わせた形状であることを特徴とするアンテナ。
【請求項１１】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記複数の放射部は、上下左右に複数個が並んで配置されることを特徴とするアンテナ。
【請求項１２】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記導波管の開口部には、ビームの放射方向に垂直に、互いに直交し、短辺を定める第１の方向および長辺を定める第２の方向が定められており、
前記レンズの光軸が前記放射部を通り前記第２の方向へ傾斜するように、前記レンズが配置されることを特徴とするアンテナ。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一つに記載のアンテナを有するセンサであって、
送信回路および受信回路の少なくとも一つを備え、
前記送信回路および受信回路の各々は、前記放射部に接続されることを特徴とするセンサ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のセンサであって、
前記送信回路および前記受信回路に接続される信号処理部を備えることを特徴とするセンサ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のセンサを有する車載システムであって、
前記信号処理部に接続される車両制御部を備えることを特徴とする車載システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は扁平ビームを生成するアンテナ、センサ及び車載システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、鉄道、インフラ機器などの安全運航や安全動作のための周辺状況検知センサとして、電波を用いたドップラーセンサまたはレーダがある。以下説明の簡略化のため、自動車用のドップラーセンサについて記載する。
【０００３】
自動車用には、安全運転支援や自動運転の実現に向けて、前方長距離、前方中距離、前方近距離、側方、後方中距離など、自動車の周囲のあらゆる領域をカバーする複数のセンサが用いられる。このため、運転シーンに合わせて、前方障害物、先行車、後方車、人など多様な対象物を検知することができる。
【０００４】
本技術の背景技術として、特開２０１２−５２９２８公報（特許文献１）、特開２０００−２２８６０８公報（特許文献２）、特開平１０−１６０８３８公報（特許文献３）、特開２００７−１９２８０４公報（特許文献４）がある。
【０００５】
特許文献１は、開口面を形成するアンテナ素子数の縦横比（アスペクト比）を異なる数に設定することで扁平ビームを生成するアンテナを開示する。特許文献１に開示されたパッチアレイアンテナは、各パッチ素子から放射される電力を制御し、アンテナ開口面中心付近に重点的に電力を（例えばテイラー分布的に）分配することによって、不要輻射（サイドローブ）を抑制できる。しかし、特許文献１に開示されたアンテナは、アンテナ利得を高めるほど開口面積が大きく、アンテナ素子へ電力を供給する給電線路が長くなり、給電線路の損失によりアンテナ利得が低下する問題がある。
【０００６】
特許文献２は、パッチアンテナと金属製ホーンから構成される一次放射器と誘電体レンズとからなり、誘電体レンズの焦点位置に一次放射器が配置されるアンテナを開示する。特許文献３は、給電部から放射された電波を誘電体レンズで集光するアンテナを開示する。特許文献２および特許文献３に開示されたアンテナは、誘電体レンズやホーンで電波を集めてアンテナ利得を向上する。
【０００７】
特許文献４は、金属製ホーンがアレイ状に配置されたアンテナを開示する。特許文献４に開示されたアンテナは、アレイ状に配置した金属製ホーンを合成して所望の開口面積を実現する。アレイ状に分割することによって、金属ホーンのテーパ角を浅くしながら、アンテナの長さを短縮する。ホーン開口面の金属近傍の電波強度は低い。従って、アンテナ開口面を複数のホーンで構成した場合、ホーン分割構造と同様の分割された電力分布が形成され、複数の電力ピークがアンテナ開口面に離散的に配置される。特に、アンテナ開口面を２分割する場合には、アンテナ開口面の中心付近の電力が低下するため、電力分布をテイラー分布的に配分することが困難となり、不要輻射（サイドローブ）を抑制できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−５２９２８公報
【特許文献２】特開２０００−２２８６０８公報
【特許文献３】特開平１０−１６０８３８公報
【特許文献４】特開２００７−１９２８０４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
自動車用のドップラーセンサには、アンテナから送信または受信される電波のビーム形状は水平方向に広く、垂直方向には狭い扁平な形状が望ましい。これは、水平方向では対象物に対する視野角を広げたいが、垂直方向では地面からの不要輻射による雑音（ロードクラッタノイズ）を低減したいからである。このため、受信信号の検知感度を上げることによって、遠方の障害物を検知する。
【００１０】
しかし、特許文献１に示した給電線路による損失を低減するために、特許文献２に開示された構造を採用すると、一次放射器が誘電体レンズから焦点距離だけ離れた位置に配置される。特許文献２および特許文献３に開示されたアンテナは、開口サイズとレンズ屈折率によりレンズ焦点距離が長くなる。このため、一次放射器や給電部から放射される電波を一つの誘電体レンズで集光する構造では、アンテナサイズを誘電体レンズの焦点距離以下に小型化とできない問題がある。また、円形状の誘電体レンズから放射される電波は、ほぼ等方形のビーム形状となり、扁平ビームを生成できないという問題がある。
【００１１】
ホーンアンテナサイズを小型化するための一つの解として、特許文献４に開示されたアレイ状に分割したアンテナ構造がある。所望の狭角放射ビームを得るため、開口面での電波位相をより平面上に揃えられるように金属ホーンのテーパ角を浅くする必要がある。アンテナ開口面が複数に分割された構成では、金属ホーンのテーパ角を同じにしても分割数に応じて各ホーンアンテナの長さを短縮可能であり、アンテナを小型化できる。
【００１２】
しかし、開口面をアレイ状に分割すれば、分割数に比例して放射源が増加し、各放射源に高周波信号を供給するための線路が必要となり、特許文献１に示した給電線路による損失が発生する。
【００１３】
このため、アンテナサイズの小型化と給電線路の低損失化を両立して、扁平ビームを生成可能なアンテナが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、アンテナであって、基板上に形成された複数の放射部と、前記放射部から放射される電波が内部を伝播する導波管と、前記導波管の開口部に配置された略双曲線形状の複数の曲面を有するレンズと、前記複数の放射部の間に、テーパ状に形成された突起部とを備え、前記突起部の先端は、前記開口面よりも低い位置に形成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様によれば、扁平ビームを生成するアンテナを小型化しつつ、レンズ中心付近に電波強度がピークとなるテイラー分布的な電力分布を形成できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１の扁平ビーム生成アンテナの構造図である。
【図２】実施例１の誘電体基板の構造図である。
【図３】実施例１の誘電体基板の構造図である。
【図４】実施例１の誘電体基板の構造図である。
【図５】実施例１の扁平ビーム生成アンテナの放射特性解析結果を示す図である。
【図６】実施例１の扁平ビーム生成アンテナの構造図である。
【図７】実施例１の扁平ビーム生成アンテナの構造図である。
【図８】実施例１の扁平ビーム生成アンテナの構造図である。
【図９】実施例１の扁平ビーム生成アンテナの構造図である。
【図１０】実施例２の扁平ビーム生成アンテナの構造図である。
【図１１】実施例３の扁平ビーム生成アンテナの送信側ブロック図である。
【図１２】実施例３の扁平ビーム生成アンテナの送信側ブロック図である。
【図１３】実施例３の扁平ビーム生成アンテナの受信側ブロック図である。
【図１４】実施例３の扁平ビーム生成アンテナを有するセンサのブロック図である。
【図１５】実施例３の扁平ビーム生成アンテナを有するセンサの構造図である。
【図１６Ａ】実施例３の扁平ビーム生成アンテナを有するセンサのブロック図である。
【図１６Ｂ】実施例３の扁平ビーム生成アンテナを有するセンサのブロック図である。
【図１６Ｃ】実施例３の扁平ビーム生成アンテナを有するセンサのブロック図である。
【図１７】実施例３の扁平ビーム生成アンテナを含むセンサを有する車載システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、発明を実施するための形態を説明するための各図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００１８】
図１および図２は、本発明の実施例１の扁平ビーム生成アレーアンテナの構造図である。
【００１９】
図１および図２に示すアンテナでは、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂが誘電体基板１００の第１の面に形成される。また、誘電体基板１００の第１の面には第１の導体部１２０ａが形成され、誘電体基板１００の第１の面と反対側の第２の面には第２の導体部１３０ａが形成される。また、誘電体基板１００の第１の面の導体と第２の面の導体とを導通させる貫通孔４００ａが形成される。誘電体基板１００の第１の面側には、少なくとも内側表面が導体から形成される第１のホーン２００ａが取り付けられ、各第１のホーン２００ａの放射側開口部付近には、放射部と同数のレンズ曲面を有する第１の誘電体レンズ３００ａが配置される。第１のホーン２００ａは導波管であり、電波を放射するために直線状、曲線状、双曲線状及び楕円球面の少なくとも一つの形でテーパ状に形成される。第１のホーン２００ａの断面は、放射部１１０ａ、１１０ｂに近い端部から電波が放射される開口部へ向けて単調拡大する。第１のホーン２００ａは、開口部において誘電体レンズ３００ａと接する。
【００２０】
このような構成によって、本実施例のアンテナは、第１の誘電体レンズ３００ａの第１の光軸Ｄ１ａ−Ｄ１ａ’および第２の光軸Ｄ１ｂ−Ｄ１ｂ’と略並行に電波を放射する。
【００２１】
第１の仮想線（縦中心線）Ａ１−Ａ１’は第１のホーン２００ａの放射側開口部の中心を通りかつ最短の長さとなる線であり、第２の仮想線（横中心線）Ｂ１−Ｂ１’は第１の仮想線Ａ１−Ａ１’の中心を通りかつ第１の仮想線Ａ１−Ａ１’と直交する線である。
【００２２】
本実施例のアンテナでは、第１の仮想線Ａ１−Ａ１’の２分の１（すなわち、一つの放射側開口部のＡ１−Ａ１’方向の長さ）が第２の仮想線Ｂ１−Ｂ１’より長い。つまり、本実施例において、第１のホーン２００ａの放射側開口部は第１の仮想線Ａ１−Ａ１’の方向（縦方向）が第２の仮想線Ｂ１−Ｂ１’の方向（横方向）より長い長方形の形状である。
【００２３】
第３の仮想線Ｃ１ａ−Ｃ１ａ’は、第１の仮想線Ａ１−Ａ１’と第１の光軸Ｄ１ａ−Ｄ１ａ’との交点を通りかつ第１の仮想線Ａ１−Ａ１’と直交する線である。第４の仮想線Ｃ１ｂ−Ｃ１ｂ’は、第１の仮想線Ａ１−Ａ１’と第２の光軸Ｄ１ｂ−Ｄ１ｂ’との交点を通りかつ第１の仮想線Ａ１−Ａ１’と直交する線である。
【００２４】
図１（Ａ）は、本実施例のアンテナを第１のホーン２００ａの放射側開口部側から見た形状を示す。また、図１（Ｂ）は、本実施例のアンテナの第１の仮想線Ａ１−Ａ１’に沿った断面形状を示す。また、図１（Ｃ）は、本実施例のアンテナの第４の仮想線Ｃ１ｂ−Ｃ１ｂ’に沿った断面形状を示す。図１（Ｄ）は、アンテナ開口部側から俯瞰した、ホーン２００ａの内面を示す。
【００２５】
図２は、誘電体基板１００を第１の面の側から見た形状を示す。
【００２６】
誘電体基板１００の第１の面において、第１の導体部１２０ａは、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂから一定の距離をおいて第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂを囲むように形成される。第１の導体部１２０ａは、貫通孔４００ａを介して誘電体基板１００の第２の面に形成された第２の導体部１３０ａと電気的に接続される。これにより、第１の導体部１２０ａおよび第２の導体部１３０ａが第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂの基準電位面として機能し、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂは各々パッチアンテナとして動作し、誘電体基板１００の第１の面側から電波を放射する。
【００２７】
さらに、第１のホーン２００ａの放射側開口部の電波進行方向に関して反対側に位置する放射部側開口部は、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂの各々一つずつを内包するように、誘電体基板１００の第１の面側に配置される。ホーン２００ａ内には、第１の光軸Ｄ１ａ−Ｄ１ａ’および第２の光軸Ｄ１ｂ−Ｄ１ｂ’に対し、ホーン２００ａの内面と線対称な面を有する突起部２００ｅを配置し、第１のホーン２００ａと突起部２００ｅにより、第２の仮想線Ｂ１−Ｂ１’を軸に対称なホーン形状を有する。本実施例のアンテナは、第１の放射部１１０ａ、第２の放射部１１０ｂ、第１のホーン２００ａおよび突起部２００ｅで構成される。なお、貫通孔４００ａが配置される間隔は、使用される電波の誘電体基板１００内での波長の４分の１の長さより短い方が望ましい。
【００２８】
第１のホーン２００ａおよび突起部２００ｅを第１の導体部１２０ａに電気的に接続することによって、第１のホーン２００ａの電位および突起部２００ｅの電位を放射部の基準電位と等しくできるため、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂから放射される電波を効率よく第１のホーン２００ａに伝達できる。
【００２９】
さらに、複数のレンズ曲面を有する第１の誘電体レンズ３００ａは放射部側開口部の方向に凸の形状を形成することによって、第１のホーン２００ａの放射部側開口部から放射側開口部の長さを短くでき、アンテナを小型化できる。第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂは、第１の誘電体レンズ３００ａの各々のレンズ曲面焦点位置に大凡一致する位置に配置される。
【００３０】
前述の構造によって、二つの放射部を有する構成である場合、第１のホーン２００ａの第１の仮想線Ａ１−Ａ１’の方向（縦方向）に二つのレンズ曲面が構成されるため、一つのレンズ曲面の径は開口サイズの半分となり、レンズの焦点距離は約半分となる。
【００３１】
第１の誘電体レンズ３００ａに形成する曲面には、仮想線Ａ１−Ａ１’の方向および第２の仮想線Ｂ１−Ｂ１’の方向共に双曲線形状とするとよい。
【００３２】
次に、本実施例のアンテナの動作を説明する。第１の放射部１１０ａから放射された球面上の電波は第１のホーン２００ａ内を伝搬し、第１の誘電体レンズ３００ａ内を伝搬した後、空間へ放射される。パッチアンテナ形状の第１の放射部１１０ａ及び第２の放射部１１０ｂから半球面状の電波が放射され、第１の光軸Ｄ１ａ−Ｄ１ａ’に対し第１のホーン２００ａ内面と対称な面となる突起部２００ｅの内面により構成されるテーパ状空間を球面状電波面のまま通過し、第１の誘電体レンズ３００ａによって球面波から平面波に変換される。
【００３３】
前述したように、自動車用のアンテナにおいて開口面から放射される電波は、不要輻射抑制のため、開口面中心部に重点的に電力分配されることが必要である。
【００３４】
突起部２００ｅの高さを第１のホーン２００ａ開口部と等しくすると、突起部２００ｅ先端部は電波強度が小さくなるため、アンテナ開口面中心である第１の仮想線Ａ１−Ａ１’上に電波強度が低下する箇所（ノッチ）が発生する。仮想線Ｂ１−Ｂ１’を境に電波強度ピークが二つに分割されるため、開口面の電力分布はテイラー分布的にならず、アンテナ放射特性で不要輻射が上昇する原因となる。
【００３５】
突起部２００ｅの高さを第１のホーン２００ａ開口部より放射部側へ低くすると、第１の誘電体レンズ３００ａに入射する前に、電波は突起部２００ｅの先端で回折する。突起部２００ｅの高さを第１のホーン２００ａ開口部より放射部側へ低くすることは、仮想線Ｂ１−Ｂ１’上の電波強度を回折により補填することとなり、二つの放射部１１０ａと１１０ｂからの球面波が第１の誘電体レンズ手前の空間で合成され、仮想線Ｂ１−Ｂ１’上で正対する電波ベクトルは打ち消し合い、レンズ光軸と同方向の電波ベクトルは合成される。
【００３６】
突起部２００ｅの高さ（第１のホーンの開口面からの突起部先端の後退量）、二つの放射部１１０ａと１１０ｂとの距離、第１のホーン２００ａおよび突起部２００ｅのホーンテーパ角度を調整することによって、第１のホーン２００ａ開口部で開口面中心がピークとなるテイラー分布的な電力分布を生成できる。
【００３７】
図５は、突起部２００ｅの高さ（第１のホーンの開口面からの突起部先端の後退量）を変数として、本実施例のアンテナを電磁界解析した、アンテナ利得の最大値と第１不要輻射の抑圧量の計算結果を示す。
【００３８】
突起部２００ｅの内面は第１のホーン２００ａの内面とレンズの光軸に対し線対称であるため、突起部２００ｅの高さと連動して、第１の放射部１１０ａと第２の放射部１１０ｂとの距離は短くなる。突起部２００ｅの高さを低くすることによって、仮想線Ｂ１−Ｂ１’上の電波強度が増加し、サイドローブが抑制される。図５に示すシミュレーション結果では、突起部先端の後退量が３λ／４から５λ／４の間がアンテナのメインビームの利得の変動に抑えつつ、第１サイドローブ（不要輻射）を低減できる。特に、突起部先端の後退量が１λの時、アンテナのメインビームの利得を０．５ｄＢ程度の変動に抑えつつ、第１サイドローブ（不要輻射）は−１０ｄＢから−１６ｄＢまで約６ｄＢの改善できる。
【００３９】
このような動作によって、本実施例のアンテナは、アンテナを小型化しつつ、不要輻射を抑制し、第１の仮想線Ａ１−Ａ１’の方向（縦方向）より第２の仮想線Ｂ１−Ｂ１’の方向（横方向）の幅が広くなる扁平ビームを放射できる。
【００４０】
なお、望ましくは、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂから放射される電波の電界面方向（Ｅ面方向）を第１の仮想線Ａ１−Ａ１’に並行に配置することによって、第１のホーン２００ａより放射されるビームの形状を第１の仮想線Ａ１−Ａ１’方向で狭くしやすくなる。
【００４１】
図３および図４は、本発明の一実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナの構造図であり、誘電体基板１００の第１の面の側から見た形状を示す。図３および図４では、給電線路のバリエーションを示す。
【００４２】
図３および図４に示すアンテナおいて、第１の放射部１１０ａが第１の給電線路１４０ａに接続され、第２の放射部１１０ｂが第２の給電線路１４０ｂに接続される。第１の導体部１２０ａは、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂから一定の距離をおいて第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂを囲むように形成される。また、第１の導体部１２０ａは、第１の給電線路１４０ａおよび第２の給電線路１４０ｂから一定の距離をおいて形成される。
【００４３】
このような構造により、第１の放射部１１０ａは、第１の給電線路１４０ａを介して、放射する電波のエネルギーが供給される。同様に、第２の放射部１１０ｂは、第２の給電線路１４０ｂを介して、放射する電波のエネルギーが供給される。第１の給電線路１４０ａに第１の放射部１１０ａを接続し、第２の給電線路１４０ｂに第２の放射部１１０ｂを接続する構造によって、アンテナ利得を向上できる。
【００４４】
図３に示すアンテナでは、第１の給電線路１４０ａは第１の放射部１１０ａに下方向から接続し、第２の給電線路１４０ｂは第２の放射部１１０ｂに上方向から接続する。一方、図４に示すアンテナでは、第１の給電線路１４０ａは第１の放射部１１０ａに下方向から接続し、第２の給電線路１４０ｂは第２の放射部１１０ｂに下方向から接続する。このため、第１の給電線路１４０ａおよび第２の給電線路１４０ｂから供給される信号の位相は、図３に示すアンテナでは差動、図４に示すアンテナでは同相である。このように、信号を供給することによって、パッチアンテナから放射される電波の向きを揃えることができる。また、第１のホーン２００ａの放射側開口部より第１の誘電体レンズ３００ａを介して放射されるビームを正面方向（放射側開口部に垂直な方向）で利得が最大となるよう合成できる。なお、第１の給電線路１４０ａおよび第２の給電線路１４０ｂから供給される信号の位相を制御することによって、放射されるビームの利得の最大方向を任意の方向に設定できる。
【００４５】
図６、図７および図８は、本発明の一実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナの構造図であり、図６および図７は、第１のホーン２００ａの放射側開口部側から見た形状を示す。図６、図７および図８では、前述した実施例とホーンの形状が異なる変形例を説明する。
【００４６】
図１に示す扁平ビーム生成アレーアンテナでは、第１のホーン２００ａの放射側開口部の形状は四つの直線状の辺で形成される。図６に示すアンテナでは、第１のホーン２００ａの放射側開口部の形状は第１の仮想線Ａ１−Ａ１’の方向が第３の仮想線Ｃ１ａ−Ｃ１ａ’の方向より長く、四隅が曲線上の形状（角丸四角形）に形成される。
【００４７】
また、図７に示すアンテナでは、第１のホーン２００ａの放射側開口部の形状は第１の仮想線Ａ１−Ａ１’の方向の長辺が第３の仮想線Ｃ１ａ−Ｃ１ａ’の方向の短辺より長い楕円形の形状に形成される。
【００４８】
本発明のアンテナの第１のホーン２００ａの放射側開口部の形状は、製造上の容易性、生成される扁平ビームの放射パターンに応じて、図１に示す長方形の形状、または図６、図７に示す曲線部を含む形状のいずれを選択してもよい。
【００４９】
図８に示すアンテナでは、第２のホーン２００ｂの側面形状が曲線形状を有する。ホーン２００ｂの曲線形状に従い、突起部２００ｅもまたレンズ曲面光軸に対し対称となる曲面形状を有する。これ以外の点は、前述した実施例のアンテナと同じである。ホーン２００ｂの内面を曲面形状にすることにより突起部先端の角度がより鈍角となるため、回折量を増加させることができる。
【００５０】
なお、本発明のアンテナのホーンの側面形状は、第１のホーン２００ａのような直線形状（図１）や第２のホーン２００ｂのような曲線形状（図８）以外の形状（例えば、双曲線形状、楕円球面形状、凹凸のある形状など）でもよく、生成する扁平ビームの放射パターンに応じて形状を選択しても本発明の扁平ビーム生成アレーアンテナの効果は同じである。
【００５１】
図９は、本発明の一実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナの構造図である。
【００５２】
本実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナは、図１に示す実施例の突起部２００ｅの内面を、第１の光軸Ｄ１ａ−Ｄ１ａ’、  Ｄ１ｂ−Ｄ１ｂ’に対し第１のホーン２００ａの内面の対称線より第２の仮想線Ｂ１−Ｂ１’側に設ける。放射部１１０ａから放射される電波は、第１のホーン２００ａ内で放射部を中心とする球面波を維持して伝搬し、電波強度のピーク部が第２の仮想線Ｂ１−Ｂ１’側へ移動する。すなわち、突起部の高さの調整によって、開口面の電力分布を中心部に重点的に分配できる。
【実施例２】
【００５３】
図１０は、本発明の第２の実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナの構造図である。第２の実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナは、二つの放射部１１０ａと放射部１１０ｂの相対距離、および誘電体レンズ３００ａに設けた二つのレンズ曲面光軸の相対距離は第１の実施例（図１）と等しいが、誘電体レンズ３００ａをアンテナの第１の仮想線Ａ１−Ａ１’に沿ってスライドした構造である。図１に示すアレーアンテナの構成では、レンズ曲面光軸上の焦点位置付近に放射部を配置することにより、誘電体基板１００の正面方向にビームを生成したが、図１０に示すように放射部を光軸からシフトさせることで、光軸に対し反対方向にビームを傾けることが可能となる。本発明のアンテナ設置方向が固定化されている場合、誘電体レンズ３００ａの相対配置をスライドするだけでビームの放射方向を変更できる。
【実施例３】
【００５４】
次に、図１１から図１７を用いて前述した第１又は第２の実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナを有するセンサの実施例を説明する。
【００５５】
図１１は、前述した第１または第２の実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナを有するセンサの送信側のブロック図である。
【００５６】
図１１に示すセンサは、扁平ビーム生成アレーアンテナ１０および第１の送信回路５１０ａを有する。第１の送信回路５１０ａは、第１の放射部１１０ａが接続される第１の端子５１１ａおよび第２の放射部１１０ｂが接続される第２の端子５１２ａを有する。第１の端子５１１ａおよび第２の端子５１２ａより出力される信号の位相は第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂに生成される電界面方向により決定され、差動でも同相でもよい。
【００５７】
次に、本実施例のセンサの送信部の動作を説明する。第１の送信回路５１０ａの第１の端子５１１ａから出力された信号は第１の放射部１１０ａに入力され、電波として第１の誘電体レンズ３００ａより放射される。同様に、第１の送信回路５１０ａの第２の端子５１２ａから出力された信号は第２の放射部１１０ｂに入力され、電波として第１の誘電体レンズ３００ａより放射される。
【００５８】
本実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナを有するセンサの送信部は、障害物等までの距離、障害物等の相対速度を計測するセンサに適用可能である。
【００５９】
図１２は、前述した第１または第２の実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナを有するセンサの送信側のブロック図である。本実施例では、分配回路を介して扁平ビーム生成アレーアンテナに給電するセンサの送信側の例を説明する。
【００６０】
図１２に示すセンサは、扁平ビーム生成アレーアンテナ１０、第２の送信回路５１０ｂおよび第１の分配回路５００ａを有する。第２の送信回路５１０ｂは、信号を出力する第１の出力端子５１１ａを有する。第１の分配回路５００ａは、第１の端子５１１ｂ、第２の端子５１２ｂおよび第３の端子５１３ｂを有する。
【００６１】
第１の分配回路５００ａの第３の端子５１３ｂは第２の送信回路５１０ｂの第１の出力端子５１１ａに接続され、第１の放射部１１０ａは第１の分配回路５００ａの第１の端子５１１ｂに接続され、第２の放射部１１０ｂは第１の分配回路５００ａの第２の端子５１２ｂに接続される。第１の端子５１１ｂおよび第２の端子５１２ｂより出力される信号の位相は、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂに生成される電界面方向により決定され、差動でも同相でもよい。
【００６２】
次に、本実施例のセンサの送信部の動作を説明する。第２の送信回路５１０ｂの第１の出力端子５１１ａから出力された信号は第１の分配回路５００ａの第３の端子５１３ｂに入力され、第１の分配回路５００ａにおいて所望の位相、振幅に調整され、第１の端子５１１ｂおよび第２の端子５１２ｂより出力される。第１の端子５１１ｂより出力された信号は第１の放射部１１０ａに入力され、電波として第１の誘電体レンズ３００ａより放射される。同様に第２の端子５１２ｂから出力された信号は第２の放射部１１０ｂに入力され、電波として第１の誘電体レンズ３００ａより放射される。
【００６３】
本実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナを有するセンサの送信部は、障害物等までの距離、障害物等の相対速度を計測するセンサに適用可能である。
【００６４】
図１３は、前述した第１または第２の実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナを有するセンサの受信側のブロック図である。本実施例では、扁平ビーム生成アレーアンテナを有するセンサの受信側の例を説明する。
【００６５】
図１３に示すセンサは、扁平ビーム生成アレーアンテナ１０、第１の受信回路５２０ａおよび第２の受信回路５２０ｂを有する。第１の受信回路５２０ａは、第１の放射部１１０ａが接続される第１の入力端子５２１ａを有し、第２の受信回路５２０ｂは、第２の放射部１１０ｂが接続される第２の入力端子５２１ｂを有する。
【００６６】
次に、本実施例のセンサの受信部の動作を説明する。第１の誘電体レンズ３００ａに入力された電波は第１の誘電体レンズ３００ａを介して第１の放射部１１０ａにおいて電気的信号に変換され、第１の受信回路５２０ａの第１の入力端子５２１ａに入力される。これと同時に、第１の誘電体レンズ３００ａに入力された電波は第１の誘電体レンズ３００ａを介して第２の放射部１１０ｂにおいて電気的信号に変換され、第１の受信回路５２０ａの第２の入力端子５２１ｂに入力される。
【００６７】
本実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナを有するセンサの受信部は、障害物等までの距離、障害物等の相対速度を計測するセンサに適用可能である。さらに、本発明の扁平ビーム生成アレーアンテナは、前述したように縦方向のビーム幅が横方向より広い扁平ビームを生成するので、上下方向（第１の仮想線Ａ１−Ａ１’（図１３には図示せず）の方向）の障害物等の上下方向の位置（水平面からの角度）を計測するセンサに適用可能である。
【００６８】
図１４は、前述した第１または第２の実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナを有するセンサのブロック図である。本実施例では、送信部および受信部がネットワーク回路を介して扁平ビーム生成アレーアンテナと接続するセンサの例を説明する。
【００６９】
図１４に示すセンサは、扁平ビーム生成アレーアンテナ１０、第２の送信回路５１０ｂ、第３の受信回路５２０ｃおよび第１のネットワーク回路５００ｂを有する。第２の送信回路５１０ｂは、信号を出力する第３の出力端子５１３ａを有する。第１のネットワーク回路５００ｂは、第１の端子５１１ｃ、第２の端子５１２ｃ、第３の端子５１３ｃおよび第４の端子５１４ｃを有する。第１のネットワーク回路５００ｂは、第３の端子５１３ｃに入力された信号を分配し、第１の端子５１１ｃおよび第２の端子５１２ｃから出力する。また、第１のネットワーク回路５００ｂは、第１の端子５１１ｃおよび第２の端子５１２ｃに入力された信号を合成し、第４の端子５１４ｃから出力する。第１のネットワーク回路５００ｂの代表的な電気回路例として、ラットレース回路やハイブリッド回路がある。
【００７０】
第１のネットワーク回路５００ｂの第３の端子５１３ｃは第２の送信回路５１０ｂの第１の出力端子５１１ａに接続され、第１のネットワーク回路５００ｂの第４の端子５１４ｃは第３の受信回路５２０ｃの第１の入力端子５２１ａに接続され、第１の放射部１１０ａは第１のネットワーク回路５００ｂの第１の端子５１１ｃに接続され、第２の放射部１１０ｂは第１のネットワーク回路５００ｂの第２の端子５１２ｂに接続される。
【００７１】
次に、本実施例のセンサの送信部および受信部の動作を説明する。第２の送信回路５１０ｂの第１の出力端子５１１ａから出力された信号は第１のネットワーク回路５００ｂの第３の端子５１３ｃに入力され、第１のネットワーク回路５００ｂにおいて所望の位相および振幅に調整され、第１の端子５１１ｃおよび第２の端子５１２ｃより出力される。第１の端子５１１ｃより出力された信号は第１の放射部１１０ａに入力され、電波として誘電体レンズ３００ａより放射される。同様に第２の端子５１２ｃから出力された信号は第２の放射部１１０ｂに入力され、電波として誘電体レンズ３００ａより放射される。
【００７２】
放射部１１０ａからの電波と放射部１１０ｂからの電波とが空間合成された電波は第１の誘電体レンズ３００ａで透過および偏向された後に放射され、障害物等で反射する。反射された電波は第１の誘電体レンズ３００ａで再び透過および偏向され、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂにおいて電気的信号に変換される。
【００７３】
第１の放射部１１０ａで受信された電気信号は第１のネットワーク回路５００ｂの第１の端子５１１ｃに入力され、第２の放射部１１０ｂで受信された電気信号は第１のネットワーク回路５００ｂの第２の端子５１２ｃに入力される。第１のネットワーク回路５００ｂは、入力された信号を所望の位相および振幅に調整し、第４の端子５１４ｃより出力し、第１の受信回路５２０ａの第１の入力端子５２１ａに入力する。
【００７４】
本実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナを有するセンサの送受信部は、障害物等までの距離、障害物等の相対速度を計測するセンサに適用可能である。
【００７５】
図１５は、前述した第１または第２の実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナを有するセンサの構造図であり、図１６は、本実施例のセンサのブロック図である。本実施例では、送信部、送信用アンテナ、受信部および受信用アンテナを有するセンサの例を説明する。
【００７６】
図１５（Ａ）は、本実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナの第１のホーン２００ａの放射側開口部側から見た形状を示し、図１５（Ｂ）は、本実施例の扁平ビーム生成アンテナの第３の仮想線Ｃ１ａ−Ｃ１ａ’に沿った断面形状を示し、図１５（Ｃ）は、本実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナの第１の仮想線Ａ１−Ａ１’に沿った断面形状を示し、図１５（Ｄ）は、誘電体基板１００を第１の面の側から見た形状を示す。
【００７７】
誘電体基板１００の第１の面（ホーン２００ａ、２００ｂ、２００ｃが設置される面）には、第１の放射部１１０ａ、第２の放射部１１０ｂ、第３の放射部１１０ｃ、第４の放射部１１０ｄ、第５の放射部１１０ｅおよび第６の放射部１１０ｆが配置される。各放射部１１０ａ〜１１０ｆは、給電線路１４０ａ〜１４０ｆを介して、誘電体基板１００の第１の面に実装された半導体素子６００ａに接続される。
【００７８】
半導体素子６００ａは、第１の送信回路５１０ａ、第１の受信回路５２０ａ、第２の受信回路５２０ｂ、第３の受信回路５２０ｃおよび第４の受信回路５２０ｄを有する。半導体素子６００ａは、第１のホーン２００ａと第２のホーン２００ｂと誘電体基板１００との間の空隙部分に配置するとよい。半導体素子６００ａは誘電体基板１００の第２の面に実装されてもよい。また、半導体素子６００ａは、誘電体基板１００の第１の面および第２の面の一方又は両方に二つ以上実装されてもよい。
【００７９】
誘電体基板１００の第１の面には、第１のホーン２００ａ、第２のホーン２００ｂおよび第３のホーン２００ｃが設置される。第１から第３のホーン２００ａ〜２００ｃは、同一部材が接続されて形成されても、一体に形成されてもよい。
【００８０】
ホーン２００ａ〜２００ｃの各々の放射側開口部には、双曲線形状のレンズ曲面を有する誘電体レンズ３００ａ〜３００ｃが設置される。第１から第３の誘電体レンズ３００ａ〜３００ｃは同一部材が接続されて形成されても、一体に形成されてもよい。
【００８１】
第１のホーン２００ａの放射部側開口部には、第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂと突起部２００ｅが内包されるよう配置され、第１の給電線路１４０ａおよび第２の給電線路１４０ｂによって半導体素子６００ａに接続される。第２のホーン２００ｂの放射部側開口部には、第３の放射部１１０ｃおよび第４の放射部１１０ｄと突起部２００ｆが内包されるよう配置され、第３の給電線路１４０ｃおよび第４の給電線路１４０ｄによって半導体素子６００ａに接続される。第３のホーン２００ｃの放射部側開口部には、第５の放射部１１０ｅおよび第６の放射部１１０ｆと突起部２００ｇが内包されるよう配置され、第５の給電線路１４０ｅおよび第６の給電線路１４０ｆによって半導体素子６００ａに接続される。
【００８２】
なお、送信側アンテナと受信側アンテナとは同一の大きさおよび形状でもよいが、受信側アンテナの縦横比の方が大きいことが望ましい。
【００８３】
図１６Ａに示すように、第１の送信回路５１０ａは、第１の放射部１１０ａが接続される第１の端子５１１ａおよび第２の放射部１１０ｂが接続される第２の端子５１２ａを有する。第１の端子５１１ａおよび第２の端子５１２ａより出力される信号の位相は第１の放射部１１０ａおよび第２の放射部１１０ｂに生成される電界面方向により決定され、差動でも同相でもよい。
【００８４】
図１６Ｂに示すように、第１の受信回路５２０ａは、第３の放射部１１０ｃが接続される第１の入力端子５２１ａを有し、第２の受信回路５２０ｂは、第４の放射部１１０ｄが接続される第２の入力端子５２１ｂを有する。
【００８５】
図１６Ｃに示すように、第３の受信回路５２０ｃは、第５の放射部１１０ｅが接続される第４の入力端子５２１ｄを有し、第４の受信回路５２０ｄは、第６の放射部１１０ｆが接続される第１の入力端子５２１ｅを有する。
【００８６】
次に、本実施例のセンサの送信部および受信部の動作を説明する。第１の送信回路５１０ａの第１の端子５１１ａから出力された信号は第１の放射部１１０ａに入力され、電波として第１の誘電体レンズ３００ａより放射される。同様に、第１の送信回路５１０ａの第２の端子５１２ａから出力された信号は第２の放射部１１０ｂに入力され、電波として第１の誘電体レンズ３００ａより放射される。放射部１１０ａから放射された電波と放射部１１０ｂから放射された電波とは、第１の誘電体レンズ３００ａの透過前後で空間合成され、放射される。
【００８７】
第１の誘電体レンズ３００ａより放射された電磁波は障害物等で反射する。反射された電波は第２の誘電体レンズ３００ｂを介して第３の放射部１１０ｃおよび第４の放射部１１０ｄにおいて電気的信号に変換される。第３の放射部１１０ｃにより生成された電気的信号は第１の受信回路５２０ａの第１の入力端子５２１ａに入力される、また、第４の放射部１１０ｄにより生成された電気的信号は第２の受信回路５２０ｂの第２の入力端子５２１ｂに入力される。
【００８８】
さらに、反射された電波は第３の誘電体レンズ３００ｃを介して第５の放射部１１０ｅおよび第６の放射部１１０ｆにおいて電気的信号に変換される。第５の放射部１１０ｅにより生成された電気的信号は第３の受信回路５２０ｃの第３の入力端子５２１ｃに入力され、第６の放射部１１０ｆにより生成された電気的信号は第４の受信回路５２０ｄの第４の入力端子５２１ｄに入力される。
【００８９】
本実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナを有するセンサの送受信部は、障害物等までの距離、障害物等の相対速度を計測するセンサに適用可能である。さらに、本発明の扁平ビーム生成アレーアンテナは、複数の放射側開口部が上下左右に並んで配置されるので、上下方向（第１の仮想線Ａ１−Ａ１’の方向）の障害物等の上下方向の位置（水平面からの角度）、および、左右方向（第６の仮想線Ｃ２−Ｃ２’の方向）の障害物等の左右方向の位置（正面方向からの角度）を計測するセンサに適用可能である。
【００９０】
図１７は、前述した実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナを有するセンサを有する車載システムの実施例のブロック図である。
【００９１】
本実施例の車載システムは、第１または第２の実施例の扁平ビーム生成アレーアンテナ、第１の送信回路５１０ａ、第１の受信回路５２０ａ、第２の受信回路５２０ｂ、第３の受信回路５２０ｃ、第４の受信回路５２０ｄ、信号処理回路７００および車両制御回路８００を有する。
【００９２】
信号処理回路７００は、第１の送信回路５１０ａ、第１の受信回路５２０ａ、第２の受信回路５２０ｂ、第３の受信回路５２０ｃおよび第４の受信回路５２０ｄに接続されている。信号処理回路７００は、アンテナから送信すべき信号を第１の送信回路５１０ａに供給し、第１の受信回路５２０ａ、第２の受信回路５２０ｂ、第３の受信回路５２０ｃおよび第４の受信回路５２０ｄから出力された信号を処理する。
【００９３】
車両制御回路８００は、信号処理回路７００に接続される。車両制御回路８００と信号処理回路７００との接続は、ケーブル等を用いた有線でも、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの無線でもよい。
【００９４】
車両制御回路８００は、信号処理回路７００より出力される信号に従って、パワートレイン制御、車体制御等の移動体の動作を制御する機能を有する。
【００９５】
次に、本実施例のセンサの送信部および受信部の動作を説明する。信号処理回路７００から出力され、第１の送信回路５１０ａに入力された第１の送信信号は第２の送信信号として第１の送信回路５１０ａの第１の端子５１１ａから出力され、さらに第１の放射部１１０ａに入力され、送信電磁波として第１の誘電体レンズ３００ａより放射される。同様に、第１の送信回路５１０ａの第２の端子５１２ａから出力された第２の送信信号は第２の放射部１１０ｂに入力され、送信電磁波として第１の誘電体レンズ３００ａより放射される。
【００９６】
第１の誘電体レンズ３００ａより放射された電波が障害物等によって反射する。反射された電波は第２の誘電体レンズ３００ｂを介して第３の放射部１１０ｃにおいて第１の受信信号に変換され、さらに第１の受信回路５２０ａの第１の入力端子５２１ａに入力される。第１の受信信号は第１の受信回路５２０ａより第５の受信信号として出力されて信号処理回路７００に入力される。
【００９７】
これと同時に、反射された電磁波は第２の誘電体レンズ３００ｂを介して第４の放射部１１０ｄにおいて第２の受信信号に変換され、さらに第２の受信回路５２０ｂの第２の入力端子５２１ｂに入力される。第２の受信信号は第２の受信回路５２０ｂより第６の受信信号として出力されて信号処理回路７００に入力される。
【００９８】
これと同時に、反射された電磁波は第３の誘電体レンズ３００ｃを介して第５の放射部１１０ｅにおいて第３の受信信号に変換され、さらに第３の受信回路５２０ｃの第３の入力端子５２１ｃに入力される。第３の受信信号は第３の受信回路５２０ｃより第７の受信信号として出力されて信号処理回路７００に入力される。
【００９９】
これと同時に、反射された電磁波は第３の誘電体レンズ３００ｃを介して第６の放射部１１０ｆにおいて第４の受信信号に変換され、さらに第４の受信回路５２０ｄの第４の入力端子５２１ｄに入力される。第４の受信信号は第４の受信回路５２０ｄより第８の受信信号として出力されて信号処理回路７００に入力される。
【０１００】
信号処理回路７００は、第１の受信回路５２０ａ、第２の受信回路５２０ｂ、第３の受信回路５２０ｃおよび第４の受信回路５２０ｄから出力された信号を合成し処理をする。つまり、本実施例のセンサは、送信１チャネル、受信４チャネルを有し、４チャネル分の信号を合成し処理をする。
【０１０１】
車両制御回路８００は、信号処理回路７００より出力される信号によって障害物等の位置および障害物等までの距離を認識し、パワートレイン制御部や車体制御部に制御信号を出力することによって、周辺状況に応じた移動体の動作を制御できる。このようにして、本実施例の車載システムは、運転支援システムとして機能する。
【０１０２】
以上、第１から第３の実施例を用いて、本発明の扁平ビーム生成アレーアンテナ、扁平ビーム生成アレーアンテナを有するセンサおよび当該センサを有する車載システムの構造および動作の好ましい形態を説明した。本発明の扁平ビーム生成アレーアンテナを構成する放射部の数が第１から第３の実施例と異なってもよく、本発明の扁平ビーム生成アレーアンテナの効果が得られる。
【０１０３】
また、第１から第３の実施例において、第１から第３の誘電体レンズ３００ａ〜３００ｃは、第１から第６の放射部１１０ａ〜１１０ｆの方向に膨らんだ凸形状であるが、第１から第６の放射部１１０ａ〜１１０ｆと反対方向に膨らむ凸形状でも両面凸形状でもよい。また、第１から第３の誘電体レンズ３００ａ〜３００ｃの曲面形状は双曲線、回転双曲線、シリンドリカル形状を組み合わせてもよい。
【０１０４】
また、扁平ビーム生成アレーアンテナおよび扁平ビーム生成アレーアンテナを有するセンサの種類および組み合わせ個数は、前述した実施例以外の任意の組み合わせでもよい。
【０１０５】
さらに、誘電体基板１００を構成する材料は、樹脂系材料、セラミック系材料、半導体材料のいずれでもよい。
【０１０６】
以上に説明したように、本発明の実施例によると、基板上に形成された複数の放射部と、各放射部から放射される電波が内部を伝播する導波管と、導波管の開口部に配置された略双曲線形状の複数の曲面を有するレンズと、複数の放射部の間にテーパ状に形成された突起部とを備え、突起部の先端は開口面よりも低い位置に形成されるので、誘電体レンズ中心付近に電波強度がピークとなるテイラー分布的な電力分布を形成でき、サイドローブを抑制できる。このため、高い利得を得ることができる。
【０１０７】
また、突起部を直線状に形成すると、加工が簡単で製造コストを低減できる。また、突起部を曲線状に形成すると、電力が中心に集まりやすくなり、より効率的に電波を放射できる。
【０１０８】
また、突起部の先端は開口面よりも３λ／４から５λ／４だけ低い位置に形成されるので、よりサイドローブを抑制できる。
【０１０９】
また、導波管の開口部及びレンズは、ビームの放射方向に垂直な断面において、互いに直交する第１の方向より第２の方向が狭いビームを放射する形状に形成されており、レンズから放射された複数のビームが合成されるように、レンズ曲面が第２の方向に並んで配置されるので、誘電体レンズを小型化して焦点距離を短くできる。このため、扁平ビームを生成するアンテナを小型化できる。特に、奥行きを小さくできる。
【０１１０】
また、導波管の開口部及びレンズは、ビームの放射方向に垂直な断面において、互いに直交する第１の方向より第２の方向が長い形状に形成されており、第１の方向が水平方向に、第２の方向が垂直方向になるように、導波管及び前記レンズが配置されるので、水平方向の幅が広い扁平ビームを生成できる。
【０１１１】
また、導波管の開口部の形状は、少なくとも一つ以上の直線状の辺を含む。例えば、中央付近を直線上に形成することによって、電力が中心に集まりやすくなり、より効率的に電波を放射できる。
【０１１２】
また、基板上において放射部の周囲に形成され、放射部の基準電位となる基準電位部を備え、基準電位部は導波管と電気的に接続されるので、ホーン内の電力分布を正確に制御でき、誘電体レンズ中心付近の電波強度を向上できる。
【０１１３】
また、レンズは、ビームの放射方向に垂直な断面において、互いに直交する第１の方向および第２の方向が共に双曲線の曲面を有するので、放射部から放射された球面電波を的確に平面波に変換できる。
【０１１４】
また、回転双曲線の曲面にレンズを形成するので、加工が簡単で製造コストを低減できる。
【０１１５】
また、双曲線、回転双曲線およびシリンドリカル形状の曲面のいずれかを組み合わせた形状にレンズの片面を形成するので、加工が簡単で製造コストを低減できる。また、双曲線、回転双曲線およびシリンドリカル形状の曲面のいずれかを組み合わせた形状にレンズの両面を形成するので、片面で補正しきれない球面電波を的確に平面波に変換できる。
【０１１６】
また、複数の放射部は、上下左右に複数個が並んで配置されるので、水平方向と垂直方向からの障害物を検知できる。例えば、前方の上り坂と障害物とを分けて検知できる。
【０１１７】
また、レンズの光軸が前記放射部を通り前記第２の方向へ傾斜するように、前記レンズが配置されるので、レンズ面に垂直な方向以外にレンズの光軸を向けて、レンズ面に垂直な方向以外に電波を放射できる。
【０１１８】
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。
【０１１９】
また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。
【０１２０】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。
【０１２１】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１０  扁平ビームアレイアンテナ
１００  誘電体基板
１１０  放射部
１２０  導体部
１３０  導体部
１４０  給電線
２００ａ，２００ｂ，２００ｃ  ホーン
２００ｅ，２００ｆ，２００ｇ  突起部
３００  誘電体レンズ
４００  貫通孔
５００ａ  分配回路
５００ｂ  ネットワーク回路
５１０  送信回路
５１１〜５１２  出力端子
５２０  受信回路
５２１  入力端子
６００  半導体素子
７００  信号処理回路
８００  車両制御回路
【図１】
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【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１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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