(57)【要約】【課題】アンテナ素子が形成された基板の端部で発生する回折波に起因したアンテナ特性の劣化を抑制する。【解決手段】本発明の一態様によるアンテナ装置は、基板と、前記基板上に配置された一対のアンテナ素子と、前記一対のアンテナ素子の配列方向における前記基板の端部と前記一対のアンテナ素子との間に形成されたチョーク部と、を備える。前記チョーク部は、前記一対のアンテナ素子の配列方向と略直交する方向に延在するように形成された凹部を有する。【選択図】図２
2015061231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された少なくとも一対のアンテナ素子と、
前記一対のアンテナ素子の配列方向における前記基板の端部と前記一対のアンテナ素子との間に形成されたチョーク部と、
を備えたアンテナ装置。
【請求項２】
前記チョーク部は、
前記一対のアンテナ素子の配列方向と略直交する方向に延在するように形成された凹部を有することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記チョーク部の前記凹部の開口方向は、前記アンテナ素子が配置された前記基板の主面と略平行をなすように設定されたことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記チョーク部の前記凹部の開口方向は、前記アンテナ素子が配置された前記基板の主面と略垂直をなすように設定されたことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記基板の端部に傾斜面が形成されたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記傾斜面は、前記基板の外方に向けて凸状に形成された曲面であることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関し、更に詳しくは、モノパルス方式のレーダ装置等に適用可能なアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、方位検知を目的としたモノパルス方式のレーダ装置がある（例えば、特許文献１参照）。モノパルス方式のレーダ装置によれば、所定の間隔を置いて基板上に配置された複数のアンテナ素子により検知対象からの反射波を受信し、各アンテナ素子により受信された受信信号の位相差または振幅差から検知対象の方位角を特定する。一般に、この種のレーダ装置では平面アンテナが用いられている。
【０００３】
図１３は、モノパルス方式のレーダ装置に用いられている従来のアンテナ装置（平面アンテナ）１００を説明するための図であり、（Ａ）は、従来のアンテナ装置１００の構成を示し、（Ｂ）は、そのアンテナ特性（方位角θと位相差θｄとの関係）を示す。図１３（Ａ）に示すように、アンテナ装置１００は、基板１１０と、基板１１０の主面に形成されたアンテナ素子１２０，１３０と、基板１１０の裏面に形成されたグランド板１６０とを備えている。
【０００４】
アンテナ装置１００によれば、理想的には図１３（Ｂ）に実線で示すように、アンテナ素子１２０，１３０によりそれぞれ受信された受信信号間の位相差θｄと検知対象の方位角θとの関係を示すアンテナ特性は、揺らぎのない曲線により表される。このアンテナ特性に基づき、受信信号間の位相差θｄから検知対象の方位角θを特定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１４５４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のアンテナ装置１００によれば、アンテナ素子１２０，１３０が形成された基板１１０の端部で発生する回折波ＷＤによりアンテナ特性が劣化するという問題がある。
【０００７】
詳細には、アンテナ素子１２０，１３０から送信された電波は検知対象で反射され、その反射波がアンテナ素子１２０，１３０により受信される。このとき、反射波の一部が、アンテナ装置１００の基板１１０の端部に入射し、この端部で回折される。基板１１０の端部で回折された反射波が回折波ＷＤとなってアンテナ素子１２０，１３０に受信されると、アンテナ特性が劣化する。具体的には、図１３（Ｂ）において点線により示したように、アンテナ素子１２０，１３０のそれぞれにより受信された受信信号間の位相差θｄと検知対象の方位角θとの間の関係を示すアンテナ特性の特性線に揺らぎが発生し、この特性線に極大値、極小値、あるいは平坦部が存在するようになる。
【０００８】
このようにアンテナ特性の特性線に揺らぎが発生すると、アンテナ素子１２０，１３０により受信された受信信号間の位相差θｄに対して複数の方位角θが対応する領域が発生し、位相差θｄと方位角θとが一対一に対応しなくなる。このため、アンテナ装置１００の受信精度が低下し、受信信号間の位相差θｄから検知対象の方位角θを特定することが困難になる。
【０００９】
上述の問題の解決を図った従来技術として、例えば特開２００６−１４５４４４号公報（特許文献１）に開示された技術がある。この従来技術では、パッチアンテナの配置間隔をレーダの送信周波数の波長の半分の奇数倍±１／４波長とすることにより、各パッチアンテナで受信された回折波を相殺している。しかしながら、この従来技術によれば、パッチアンテナの配置間隔の自由度が制約されるという問題がある。
【００１０】
また、他の手法として、アンテナ素子と基板の端部との間の距離を拡大する手法が挙げられる。この手法によれば、アンテナ素子に受信される回折波の振幅が減衰するので、アンテナ特性の劣化を低減させることができる。しかしながら、この手法によれば、基板が大型化するため、アンテナ装置を小型化することが困難になるという問題がある。
【００１１】
従って、本発明の課題の一つは、アンテナ素子が形成された基板の端部で発生する回折波に起因したアンテナ特性の劣化を抑制することができるアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様によるアンテナ装置は、基板と、前記基板上に配置された少なくとも一対のアンテナ素子と、前記一対のアンテナ素子の配列方向における前記基板の端部と前記一対のアンテナ素子との間に形成されたチョーク部と、を備える。
この構成によれば、チョーク部が電波の回折点として機能し、回折波を発生させる。チョーク部により発生された回折波と基板端部において発生された回折波とがアンテナ素子の近傍で干渉し合う結果、基板端部において発生された回折波がアンテナ素子に受信される際に、チョーク部で発生された回折波により減衰される。これにより、アンテナ特性として、一対のアンテナ素子によりそれぞれ受信される電波の位相差と検知対象の方位角（電波の入射角）とが一対一に対応した特性が得られる。このため、一対のアンテナ素子のそれぞれにより受信された受信信号間の位相差から検知対象の方位角を特定することが可能になる。従って、アンテナ素子が形成された基板の端部で発生する回折波に起因したアンテナ特性の劣化を抑制し、受信精度を改善することが可能になる。
【００１３】
前記アンテナ装置において、例えば、前記チョーク部は、前記一対のアンテナ素子の配列方向と略直交する方向に延在するように形成された凹部を有することを特徴とする。この構成によれば、基板の端部とアンテナ素子との間の伝搬波がチョーク部により遮断される。このとき、チョーク部は、伝搬波の一部を回折波として発生させ、回折点として機能する。
【００１４】
前記アンテナ装置において、例えば、前記チョーク部の前記凹部の開口方向は、前記アンテナ素子が配置された前記基板の主面と略平行をなすように設定される。この構成によれば、基板の端部と一対のアンテナ素子との間の伝搬波がチョーク部の凹部に侵入して反射される。この場合、チョーク部は基板の端部とアンテナ素子との間の伝搬波を遮断するため、アンテナ素子に入射される不要波を抑制することができる。また、チョーク部は、回折点として機能するため、基板端部において発生された回折波を減衰させることができる。
【００１５】
前記アンテナ装置において、例えば、前記チョーク部の前記凹部の開口方向は、前記アンテナ素子が配置された前記基板の主面と略垂直をなすように設定される。この構成によれば、基板の端部と一対のアンテナ素子との間の伝搬波がチョーク部の凹部に侵入して反射される。この場合、チョーク部は基板の端部とアンテナ素子との間の伝搬波を遮断するため、アンテナ素子に入射される不要波を抑制することができる。また、チョーク部は、回折点として機能するため、基板端部において発生された回折波を減衰させることができる。
【００１６】
前記アンテナ装置において、例えば、前記基板の端部に傾斜面が形成される。例えば、前記傾斜面は、前記基板の外方に向けて凸状に形成された曲面である。この構成によれば、基板の端部における回折が緩和される。これにより、アンテナ素子に受信される回折波が低減される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一態様によれば、アンテナ素子が形成された基板の端部で発生する回折波に起因したアンテナ特性の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の２面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の部分拡大図であり、（Ａ）は、チョーク部の第１例を示し、（Ｂ）は、チョーク部の第２例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるアンテナ装置が備えるチョーク部の技術的意義を説明するための図であって、アンテナ装置の基板幅とアンテナ特性との関係の一例を示す図であり、（Ａ）は、基板幅が１５ｍｍのときの方位角と位相差との関係を示し、（Ｂ）は、基板幅が５０ｍｍのときの方位角と位相差との関係を示し、（Ｃ）は、基板幅が１００ｍｍのときの方位角と位相差との関係を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるアンテナ装置の特性例を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態によるアンテナ装置が備えるチョーク部の動作を説明するための図であり、（Ａ）は、チョーク部と電界との関係を示す図であり、（Ｂ）〜（Ｄ）は、チョーク部における電界の振る舞いを示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるアンテナ装置の構成例を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態によるアンテナ装置の２面図である。
【図９】本発明の第２実施形態によるアンテナ装置の部分拡大図であり、（Ａ）は、基板の端部の第１例を示し、（Ｂ）は、基板の端部の第２例を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態によるアンテナ装置の特性例を示す図である。
【図１１】本発明の第３実施形態によるアンテナ装置の構成例を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態によるアンテナ装置の特性例を示す図である。
【図１３】従来のアンテナ装置を説明するための図であり、（Ａ）は、従来のアンテナ装置の構成を示し、（Ｂ）は、そのアンテナ特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
（構成の説明）
図１は、本発明の第１実施形態によるアンテナ装置１０の構成例を示す図であり、図２は、アンテナ装置１０の２面図（上面図、側面図）である。
【００２０】
アンテナ装置１０は、基板１１と、複数対のアンテナ素子１２，１３と、チョーク部１４，１５とを備えている。基板１１の主面上には、複数のアンテナ素子１２からなるアンテナ素子列と複数のアンテナ素子１３からなるアンテナ素子列とが並列に配列されている。複数のアンテナ素子１２と複数のアンテナ素子１３とは対をなしている。図１および図２の例では、基板１１上には５対のアンテナ素子１２，１３が配列されている。ただし、この例に限定されず、アンテナ装置１０は、一対のアンテナ素子１２，１３のみを備えてもよく、例えばレーダ装置の仕様に応じて、そのアンテナ素子の数は任意に設定し得る。複数のアンテナ素子１２は、マイクロストリップ線路を通じて給電点に接続されている。同様に、複数のアンテナ素子１３もマイクロストリップ線路を通じて給電点に接続されている。
【００２１】
本実施形態では、対をなすアンテナ素子１２とアンテナ素子１３との配列方向における基板１１の長さを基板幅ＷＳとする（図１参照）。アンテナ装置１０と接続される送受信回路ユニット（図示省略）がアンテナ装置１０と一体化される場合、例えば、基板幅ＷＳは、送受信回路ユニットのサイズに合わせて設定される。
【００２２】
対をなすアンテナ素子１２とアンテナ素子１３との間の距離は、例えば、自由空間中における１波長λ０の２分の１（＝λ０／２）に相当する距離に設定される。この場合、−９０°〜＋９０°の範囲の検知対象の方位角に対し、アンテナ素子１２，１３によりそれぞれ受信される受信信号間の位相差として、―１８０°から＋１８０°の範囲の位相差を得ることができる。これにより、アンテナ素子１２，１３によりそれぞれ受信される受信信号の位相差（または振幅差）から検知対象の方位角を知ることが可能となっている。
【００２３】
対をなすアンテナ素子１２とアンテナ素子１３との配列方向における基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２とアンテナ素子１２，１３との間には、導電部材からなるチョーク部１４，１５が形成されている。図１の例では、基板１１の端部ＥＧ１とアンテナ素子１２との間には複数のチョーク部１４が形成され、基板１１の端部ＥＧ２とアンテナ素子１３との間にも複数のチョーク部１５が形成されている。その詳細については後述する。基板１１の裏面には、必要に応じてグランド板１６が形成される。
【００２４】
図３は、本発明の第１実施形態によるアンテナ装置１０の部分拡大図であり、（Ａ）は、チョーク部１５の第１例に係るチョーク部１５Ａを示し、（Ｂ）は、チョーク部１５の第２例に係るチョーク部１５Ｂを示す。図３では、図１および図２に示すアンテナ装置１０の構成要素のうち、アンテナ素子１２とアンテナ素子１３との間の中間点からアンテナ素子１３側の領域の構成のみを示しており、アンテナ素子１２とチョーク部１４を含む反対側の領域の構成は省略されている。
【００２５】
以下ではチョーク部１５に着目して説明するが、チョーク部１４についてもチョーク部１５と同様に説明され、また、アンテナ素子１２とチョーク部１４との間の配置関係もアンテナ素子１３とチョーク部１５との間の配置関係と同様である。
図１から図３に示すように、チョーク部１５（１５Ａ，１５Ｂ）は、対をなすアンテナ素子１２，１３の配列方向と略直交する方向に延在するように形成された凹部（溝）を有している。
【００２６】
本実施形態では、図３（Ａ）に例示する第１例によるチョーク部１５Ａの凹部の開口方向は、アンテナ素子１２，１３が配置された基板１１の主面と略平行をなすように設定される。具体的には、チョーク部１５Ａは、その開口部が基板１１のアンテナ素子１２，１３に向かうようにして基板１１上に配置される。従って、チョーク部１５Ａは、一般的なチョーク構造を横にして基板１１上に配置した構成を有している。図３（Ａ）に示す例の場合、アンテナ素子１２，１３により送受信される電波の偏波面が図３（Ａ）の紙面と平行をなすように、アンテナ装置１０の姿勢が設定される。即ち、アンテナ素子１２，１３により送受信される電波の偏波面が、基板１１の主面と略直交し、且つ、チョーク部１５Ａの長手方向と略直交するように、アンテナ装置１０の姿勢が設定される。また、アンテナ素子１２，１３により送受信される電波の電界方向がチョーク部１５Ａの溝の深さ方向と平行となるように、アンテナ装置１０の姿勢が設定される。
【００２７】
チョーク部１５Ａの配置位置は、チョーク部１５Ａで発生した回折波がアンテナ素子１２，１３に受信されることによりアンテナ特性が改善されることを限度として、基板１１の端部ＥＧ２とアンテナ素子１３との間であれば任意である。好ましくは、チョーク部１５Ａは、アンテナ素子１３に近接した位置に配置される。
チョーク部１５Ａの凹部の深さｈ（チョークの長さ）は、基板１１上を伝搬する電波の１波長λ０の４分の１（＝λ０／４）に設定されており、凹部の底面の幅ｗ（チョークの幅）は１波長λ０の２分の１以下に設定されている。これにより、チョーク部１５Ａは、チョークとして機能する。
【００２８】
また、図３（Ｂ）に例示する第２例によるチョーク部１５Ｂの凹部の開口方向は、アンテナ素子１３が配置された基板１１の主面と略垂直をなすように設定されている。図３（Ａ）の第１例と同様に、チョーク部１５Ｂの配置位置は、チョーク部１５Ｂで発生した回折波がアンテナ素子１２，１３に受信されることによりアンテナ特性が改善されることを限度として、基板１１の端部ＥＧ２とアンテナ素子１３との間であれば任意である。好ましくは、チョーク部１５Ｂは、アンテナ素子１３に近接した位置に配置される。チョーク部１５Ｂの凹部の深さｈ（チョークの長さ）は、伝搬する電波の１波長λ０の４分の１（λ０／４）に設定されており、凹部の底面の幅ｗ（チョークの幅）は１波長λ０の２分の１以下に設定されている。これにより、チョーク部１５Ｂは、チョーク部１５Ａと同等にアンテナ素子１２，１３により送受信される電波の偏波面が図３（Ｂ）の紙面と平行をなし、その電界方向がチョーク部１５Ｂの溝の深さ方向と平行となる状況下でチョークとして機能する。
【００２９】
次に、第１実施形態において、アンテナ装置１０が備えるチョーク部１５の技術的意義を説明する。
図４は、本発明の第１実施形態によるアンテナ装置１０が備えるチョーク部１５の技術的意義を説明するための図であって、アンテナ装置１０の基板幅ＷＳとアンテナ特性との関係の一例を示す図である。同図（Ａ）は、基板幅ＷＳが１５ｍｍのときの方位角θと位相差θｄとの関係を示し、同図（Ｂ）は、基板幅ＷＳが５０ｍｍのときの方位角θと位相差θｄとの関係を示し、同図（Ｃ）は、基板幅ＷＳが１００ｍｍのときの方位角θと位相差θｄとの関係を示す図である。ここで、図４において、実線で示す特性は、回折波の影響がない場合の特性を示し、点線で示す特性は実験結果を示す。また、方位角θは、検知対象が存在する方向を示す角度である。本実施形態では、方位角θは、基板１１の主面と直交する軸であって対をなすアンテナ素子１２とアンテナ素子１３との間の中間点を通る軸を基準とした角度である。また、位相角θｄは、対をなすアンテナ素子１２とアンテナ素子１３のそれぞれによって受信された受信信号間の位相差である。
【００３０】
本発明者は、図４に例示するように、平面アンテナにおいて、アンテナ素子１２，１３と基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２とが近接している場合（図４（Ａ））と、アンテナ素子１２，１３と基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２との間の距離が充分に離れている場合（図４（Ｃ））に、アンテナ特性の特性線の揺らぎが低減し、方位角θと位相差θｄとの関係が一対一の関係となるという実験結果を得た。
【００３１】
図４に示す例では、アンテナ素子１２，１３と基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２とが近接する基板幅ＷＳが１５ｍｍの場合と、アンテナ素子１２，１３と基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２との間の距離が充分に離れる基板幅ＷＳが１００ｍｍの場合に比較して、基板幅ＷＳが５０ｍｍの場合（図４（Ｂ））に方位角θに対する位相差θｄの揺らぎの振幅が最も大きくなっている。
【００３２】
これに対し、基板幅ＷＳが１５ｍｍの場合（図４（Ａ））、即ち、アンテナ素子１２，１３と基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２とが近接している場合、誤差原因となる位相差θｄに現れる揺らぎの間隔が方位角θの範囲よりも広くなり、その揺らぎの数は減少する。これにより、方位角θと位相差θｄとの関係が一対一の関係となり、位相差θｄから方位角θを特定することが可能になる。また、基板幅ＷＳが１００ｍｍの場合（図４（Ｃ））、即ち、アンテナ素子１２，１３と基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２との間の距離が充分に離れている場合、基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２まで伝搬する波の振幅が減衰するため、回折波の振幅が小さくなる。これにより、アンテナ特性における位相差θｄの揺らぎの数は増えるが、この揺らぎの傾きが小さくなる傾向を示す。このため、上述の基板幅ＷＳが１５ｍｍの場合と同様に、方位角θと位相差θｄとの関係が一対一の関係となり、位相差θｄから方位角θを特定することが可能になる。
【００３３】
上記の実験結果から理解されるように、アンテナ素子１２，１３と基板の端部ＥＧ１，ＥＧ２とが近接している場合（図４（Ａ））、または、アンテナ素子１２，１３と基板の端部ＥＧ１，ＥＧ２との間の距離が充分に離れている場合（図４（Ｃ））、アンテナ特性において受信信号間の位相差θｄに表れる揺らぎの影響が低減し、位相差θｄから方位角θを特定することが可能になる。従って、基板幅ＷＳを調整することにより、アンテナ特性を改善することも可能である。
【００３４】
しかしながら、必ずしもアンテナ特性を優先して基板幅ＷＳを設定することができない事情が存在する。例えば、アンテナ装置１０と回路ユニット（図示省略）とを一体化する場合、基板幅ＷＳは回路ユニットのサイズよりも小さくすることはできない。従って、この場合、上述の図４（Ａ）に例示する実験結果を得るためにアンテナ素子１２，１３と基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２との間を有効に近接させることができないおそれがある。逆に、上述の図４（Ｃ）に例示する実験結果を得るためにアンテナ素子１２，１３と基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２との間の距離を充分に離すと、基板１１が大型化し、アンテナ装置１０が大型化する。従って、この場合、アンテナ素子１２，１３と基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２との間を有効に離すことができないおそれがある。
【００３５】
そこで、本発明者は、チョーク部１４，１５を、アンテナ素子１２，１３と端部ＥＧ１，ＥＧ２との間の領域に形成し、チョーク部１４，１５を回折点として機能させることを見出した。これにより、アンテナ素子１２，１３と基板１１の端部ＥＧ１、ＥＧ２との間を近接させた場合（図４（Ａ））と同様に、受信信号間の位相差θｄと検知対象の方位角θとが一対一の対応関係を有するアンテナ特性を得ることができる。このため、基板１１の基板幅ＷＳを調整することなく、アンテナ特性を改善することができ、一対のアンテナ素子１２，１３により受信される受信信号間の位相差θｄから検知対象の方位角θを特定することが可能になる。
【００３６】
（動作の説明）
次に、第１実施形態によるアンテナ装置１０の動作を説明する。
ここでは、図１から図３に示すチョーク部１５に着目し、このチョーク部１５が図３（Ａ）に示すチョーク部１５Ａであるものとして、検知対象から反射された電波を受信する場合の動作を説明する。
【００３７】
検知対象からの反射波（電波）は、アンテナ素子１２およびアンテナ素子１３に対し概ね同じ入射角で受信される。また、基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２よりもアンテナ素子１２，１３に近接して配置されたチョーク部１５Ａに入射した反射波は、チョーク部１５Ａにより回折される。即ち、チョーク部１５Ａは、検知対象からの反射波の回折点として機能して回折波を発生させる。そして、基板１１の端部ＥＧ２で回折された反射波がアンテナ素子１２，１３に受信される際に、端部ＥＧ２で回折された反射波がチョーク部１５Ａにより回折された反射波の干渉を受けて減衰される。この結果、アンテナ装置１０のアンテナ特性は、アンテナ素子１２，１３と基板１１の端部ＥＧ２とを近接させた場合（図４（Ａ））と同様に、受信信号間の位相差θｄと検知対象の方位角θとが一対一の対応関係を有した特性となる。
【００３８】
図５は、本発明の第１実施形態によるアンテナ装置１０の特性例を示す図である。
図５において、実線は、チョーク部１５Ａを備えない従来のアンテナ特性を示し、点線および一点鎖線は、チョーク部１５Ａを備えた場合のアンテナ特性を示す。このうち、点線は、チョーク部１５Ａの凹部における底面の幅ｗが０．４ｍｍの場合のアンテナ特性を示し、一点鎖線は、チョーク部１５Ａの凹部における底面の幅ｗが０．８ｍｍの場合のアンテナ特性を示している。
【００３９】
図５に例示するアンテナ特性から理解されるように、チョーク部１５Ａを設けたことにより、アンテナ特性における位相差θｄの揺らぎが改善されている。図５の例では、方位角θが０°付近を除けば、位相差θｄと方位角θが一対一の関係にあるため、位相差θｄから方位角θを特定することが可能になる。ただし、図５の例における方位角θが０°付近の特性も、チョーク部１５Ａを調整することにより改善することが可能である。従って、アンテナ素子１２，１３により受信される受信信号間の位相差θｄから検知対象の方位角θを特定し、基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２で発生する回折波に起因したアンテナ特性の劣化を抑制することが可能になる。
【００４０】
また、本実施形態では、チョーク部１５Ａは、本来のチョークとして機能することにより、アンテナ素子１２，１３と基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２との間の基板表面を伝搬する電波を遮断する。これにより、アンテナ素子１２，１３に受信される不要波を低減させ、アンテナ特性をいっそう改善することが可能になる。
【００４１】
参考までに、図３（Ｂ）に示すチョーク部１５Ｂを例として、チョークの動作を補足説明する。
図６は、本発明の第１実施形態によるアンテナ装置１０が備えるチョーク部１５Ｂの動作を補足説明するための図である。ここで、同図（Ａ）は、チョーク部１５Ｂと電界Ｅとの関係を示す図であり、同図（Ｂ）〜（Ｄ）は、チョーク部１５Ｂにおける電界Ｅの振る舞いを示す図である。
【００４２】
チョーク部１５Ｂが本来のチョークとして機能するためには、図６（Ａ）に示すように、チョーク部１５Ｂに対する電界Ｅの向き（即ち、電波の偏波面の向き）が、チョーク部１５Ｂの凹部（溝）の延在方向に対して垂直方向となり、その凹部の深さ方向に対して平行方向となる必要がある。チョーク部１５Ｂでは、図６（Ｂ）に示すように、チョーク部１５Ｂの凹部に入射せずに直進する伝搬波（実線）の電界と、チョーク部１５Ｂの凹部に入射し、短絡端（凹部の底面）で反射して戻る伝搬波（点線）の電界とが存在する。
【００４３】
ここで、図６（Ｃ）に示すように、チョーク部１５Ｂの凹部に入射せずに直進した伝搬波の電界Ｅの位相は維持される。これに対し、図６（Ｄ）に示すように、チョーク部１５Ｂの凹部に入射した電界Ｅの位相は、チョーク部１５Ｂの凹部の短絡端で１８０°回転する。このため、図６（Ｂ）に示すように、チョーク部１５Ｂの凹部に入射せずに直進した伝搬波の電界と、チョーク部１５Ｂの凹部に入射して戻った伝搬波の電界とが打消し合う。これにより、基板１１上の電界が低減され、チョーク部１５Ｂにより基板表面を伝搬する電波が遮断される。図３（Ａ）に示すチョーク部１５Ａのチョークとしての動作についても同様に説明される。ただし、本実施形態では、このようなチョークとしての動作の過程で、検知対象からの反射波がチョーク部１５（１５Ａ，１５Ｂ）に入射することによりチョーク部１５（１５Ａ，１５Ｂ）が発生させる回折波を利用して基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２で発生された回折波を抑圧することにより、アンテナ特性を改善している。
【００４４】
以上、第１実施形態を説明したが、本実施形態によれば、アンテナ素子１２，１３と基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２との間に回折点として機能するチョーク部１４，１５を備えたので、アンテナ素子１２，１３と基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２との間の距離を短縮した場合と類似した効果が得られる。これにより、アンテナ素子１２，１３によりそれぞれ受信される受信信号間の位相差θｄと検知対象の方位角θとが一対一の対応関係を有するアンテナ特性が得られる。従って、アンテナ装置の寸法（サイズ）や配置形態などに影響を与えることなく、基板１１の端部ＥＧ１，ＥＧ２で発生する回折波に起因したアンテナ特性の劣化を抑制することができ、受信精度を改善することができる。
【００４５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図７は、本発明の第２実施形態によるアンテナ装置２０の構成例を示す図であり、図８は、本発明の第２実施形態によるアンテナ装置２０の２面図である。
【００４６】
第２実施形態によるアンテナ装置２０は、上述の第１実施形態によるアンテナ装置１０の構成において、基板１１に代えて基板２１を備えている。基板２１の端部ＥＧ１，ＥＧ２には、基板２１の端部ＥＧ１，ＥＧ２に入射する電波の回折を緩和するための傾斜面が形成されている。第２実施形態では、基板２１の端部ＥＧ１，ＥＧ２に形成された傾斜面は、基板２１の外方に向けて凸状に形成された曲面である。ただし、この例に限定されず、例えば、基板２１の端部ＥＧ１，ＥＧ２に形成された傾斜面は、多角形の形状を有してもよい。
【００４７】
図９は、本発明の第２実施形態によるアンテナ装置２０の部分拡大図であり、（Ａ）は、基板２１の端部ＥＧ２の第１例を示し、（Ｂ）は、基板２１の端部ＥＧ２の第２例を示す図である。なお、図９では、図７および図８のアンテナ装置２０の構成のうち、アンテナ素子１２とアンテナ素子１３との間の中間点からアンテナ素子１３側の領域を示しており、アンテナ素子１２等を含む反対側の領域は省略されている。
【００４８】
図９（Ａ）に示す第１例による基板２１の端部ＥＧ２は、その断面形状が概略扇形の形状を有し、一定の回転半径を有する曲面を有している。即ち、基板１１の上面から側面にかけて連続した面が形成されており、基板２１の端部ＥＧ２の上面側に角が存在しない。このため、基板２１の端部ＥＧ２で反射波が回折される際に、回折による反射波の放射方向が分散され、回折が緩和される。
【００４９】
図９（Ｂ）に示す第２例では、上述の図９（Ａ）に示す第１例の構成において、基板２１の端部ＥＧ２の裏面に、端部ＥＧ２に形成された曲面と連続した面を有する基板延長部２１０を更に有している。この第２例では、基板延長部２１０を設けたため、グランド板１６は、基板延長部２１０をよけて形成される。
【００５０】
上述の図９（Ａ）に示す第１例によれば、基板２１の端部ＥＧ２の裏面側の角で回折が発生し、この回折によりアンテナ特性が劣化する場合がある。これに対し、図９（Ｂ）に示す第２例によれば、基板延長部２１０を備えたことにより、基板２１の端部ＥＧ２の裏面側の角（回折発生部位）とアンテナ素子１３との間の伝搬距離が延長される。これにより、端部ＥＧ２の裏面側で発生する回折による影響を緩和することができる。
【００５１】
図１０は、本発明の第２実施形態によるアンテナ装置２０の特性例を示す図である。
図１０において、実線は、チョーク部を備えず、且つ、基板の端部に曲面を形成しない従来のアンテナ特性を示し、点線は、上述の第１例によるアンテナ装置２０のアンテナ特性を示している。同図に示す特性から理解されるように、アンテナ装置２０によれば、アンテナ特性における位相差θｄの揺らぎを緩和することができ、アンテナ素子１２，１３によりそれぞれ受信される受信信号の位相差θｄと検知対象の方位角θとが一対一の対応関係を有するアンテナ特性が得られる。従って、基板２１の端部ＥＧ２で発生する回折波に起因したアンテナ特性の劣化を抑制することができ、受信精度を改善することができる。
【００５２】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
図１１は、本発明の第３実施形態によるアンテナ装置３０の構成例を示す図である。
アンテナ装置３０は、上述した第１実施形態によるアンテナ装置１０と第２実施形態によるアンテナ装置２０とを組み合わせた構成を有している。即ち、アンテナ装置３０は、第１実施形態によるアンテナ装置１０の構成において、基板１１に代えて、第２実施形態によるアンテナ装置２０が備えた基板２１を備えている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００５３】
第３実施形態によるアンテナ装置３０によれば、第１実施形態と同様に、アンテナ素子１２，１３と基板２１の端部ＥＧ１，ＥＧ２との間に回折点として機能するチョーク部１４，１５を備えたので、第１実施形態と同様に、アンテナ素子１２，１３と基板２１の端部ＥＧ１，ＥＧ２との間の距離を短縮した場合と類似した効果が得られる。加えて、アンテナ装置３０によれば、第２実施形態と同様に、基板２１の端部ＥＧ１，ＥＧ２に曲面を形成したので、この端部ＥＧ１，ＥＧ２での回折を緩和することができる。
【００５４】
図１２は、本発明の第３実施形態によるアンテナ装置３０の特性例を示す図である。
図１２において、実線は、チョーク部１５を備えず、且つ、基板の端部に曲面を形成しない従来のアンテナ特性を示し、点線は、第３実施形態によるアンテナ装置３０のアンテナ特性を示している。同図に示す特性から理解されるように、アンテナ装置３０のアンテナ特性では、図５に示す第１実施形態によるアンテナ装置１０の特性と比較して、方位角θが０°付近での極値が解消されている。また、アンテナ装置３０のアンテナ特性では、図１０に示す第１実施形態によるアンテナ装置２０の特性と比較して、方位角θが０°付近での平坦性が解消されている。このため、アンテナ装置３０によれば、全域にわたって位相差θｄと方位角θとが一対一の対応関係となり、位相角θｄから方位角θを特定することが可能となっている。従って、第３実施形態によれば、上述した第１実施形態および第２実施形態に比較して、更に効果的にアンテナ特性の劣化を抑制することができ、受信精度を改善することが可能になる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態および変形例を説明したが、本発明は、上述した実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の変形、修正、置換、付加等が可能である。
例えば、上述の実施形態では、アンテナ素子１２，１３と基板１１，２１の端部ＥＧ１，ＥＧ２との間の領域にチョーク部１５（１５Ａ，１５Ｂ）を形成するものとしたが、端部ＥＧ１，ＥＧ２で発生された回折波を減衰させることができることを限度に、チョーク部１５に代えて溝が省略された導電部材を用いることも可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０，２０，３０  アンテナ装置
１１，２１  基板
１２，１３  アンテナ素子
１４，１５，１５Ａ，１５Ｂ  チョーク部
１６  グランド板
２１０  基板延長部
ＥＧ１，ＥＧ２  基板の端部
ＷＳ  基板幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
2015061231.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015061231.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015061231.tif 000009
【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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