(57)【要約】【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３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はアンテナおよびレーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２２０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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
【０００６】
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。
【発明の効果】
【０００７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】第１のシミュレーションの結果を表した一覧表である。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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。
【図１６】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。
【図１７】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。
【図１８】第３のシミュレーションの結果を表した一覧表である。
【図１９】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。
【図２０】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。
【図２１】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。
【図２２】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。
【図２３】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。
【図２４】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。
【図２５】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。
【図２６】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。
【図２７】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。
【図２８】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。
【図２９】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。
【図３０】第４のシミュレーションの結果を表した一覧表である。
【図３１】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。
【図３２】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。
【図３３】第５のシミュレーションの結果を表した一覧表である。
【図３４】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。
【図３５】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。
【図３６】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。
【図３７】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。
【図３８】第６のシミュレーションの結果を表した一覧表である。
【図３９】アンテナの製造方法の一例を説明するための図である。
【図４０】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。
【図４１】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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
［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。
【００２２】
［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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
＜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。
【００２９】
＜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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
<<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。
【００５４】
＜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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
＜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。
【００５８】
＜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。
【００５９】
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。
【００６０】
<<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。
【００６１】
＜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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
＜第２のシミュレーション結果＞
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
＜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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
<<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。
【００８６】
＜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。
【００８７】
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。
【００８８】
＜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。
【００８９】
＜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。
【００９０】
<<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。
【００９１】
＜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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
＜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。
【０１０１】
＜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。
【０１０２】
<<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。
【０１０３】
＜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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
＜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。
【０１０６】
＜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。
【０１０７】
［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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
<<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。
【０１１１】
＜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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
＜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。
【０１１６】
＜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。
【０１１７】
［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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
［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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
［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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【符号の説明】
【０１３６】
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
【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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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