(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のバンパー内に搭載されるアンテナ装置（１）であって、
誘電体基板（２）と、
前記誘電体基板の一方の面に形成され、アンテナ接地面として作用する地板（３）と、
前記誘電体基板の他方の面に形成され、アレーアンテナとして作用するアンテナパターンを有するアンテナ部（４）と、
前記アンテナ部の周囲に配置され反射板として作用する複数の第１導体パッチ（Ｐ１，Ｐ１ａ）を有し、入射波を前記アンテナ部から放射される放射波と異なる方向へ反射する反射部（５，５ａ，５ｂ）と、
前記アンテナ部の周囲に配置された複数の第２導体パッチ（Ｐ２）と、各前記第２導体パッチと前記地板とを導通する複数のスルーホール（Ｈ）と、を有し、前記誘電体基板の表面を流れる表面電流を遮断する遮断部（６，６ａ，６ｂ）と、を備える、アンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記アンテナ部に対して、該アンテナ部にて送受信される電波の偏波方向に、前記遮断部が設置されている、アンテナ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のアンテナ装置であって、
前記遮断部を挟んで前記アンテナ部とは反対側に、前記反射部（５ｂ）の一部が設置されている、アンテナ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記複数の第１導体パッチは、予め設定されたブロック配列方向に沿って並ぶ複数のブロック（Ｂｉ，Ｂｉａ）を形成するとともに、前記ブロック毎に動作周波数での反射波の位相が異なり、かつ隣接するブロック毎に前記隣接するブロック間での反射波の位相差が一定である構造を有する、アンテナ装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記複数の第１導体パッチは、予め設定されたブロック配列方向に沿って並ぶ複数のブロック（Ｂｉ，Ｂｉａ）を形成するとともに、前記ブロック毎に動作周波数での反射波の位相が異なり、かつ隣接するブロック毎に前記隣接するブロック間での反射波の位相差が不均一に異なる構造を有する、アンテナ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記第１導体パッチは、予め設定された動作周波数において、実効波長の３／４以下の寸法を有する、アンテナ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記第２導体パッチは、予め設定された動作周波数において、実効波長の１／２以下の寸法を有する、アンテナ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記反射部（５ａ）は、各前記第１導体パッチと前記地板とを導通する複数のスルーホール（Ｈａ）を備え、
前記ブロック（Ｂｉａ）毎に、前記第１導体パッチと前記地板とを導通するスルーホールの径が異なるように形成されていることで、前記反射部における反射波の位相が調整されている、アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を反射する環境に設置されるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘電体基板上に形成されるパッチアンテナは、例えば、車両や航空機などの移動体においてその周囲を監視するレーダなどに用いられている。パッチアンテナは、誘電体基板の一方の面に形成されたパッチ状のパターンからなる放射素子と、基板の他方の面に形成された地板とを備える。
【０００３】
ところで、パッチアンテナを、車載用のレーダ装置のアンテナとして使用する場合、例えば、車両のバンパー内に搭載することが考えられる。この場合、アンテナから放射された電波の一部は、バンパーの内壁で反射し、さらにアンテナの放射面へ入射して再反射する。再反射の方向が放射の方向と等しいと、再反射波と放射波とが干渉して、アンテナの利得に悪影響を与えるおそれがある。
【０００４】
一方、引用文献１には、多面体形状の散乱体を用いて、散乱体に入射した電磁波を、入射角度とは異なる所望の方向へ二次放射させる無線通信システムが開示されている。この無線通信システムは、散乱体に第１の角度で入射した電磁波が、空中と散乱体との境界面によって第２の角度の方向へ屈折し、この屈折した電磁波が散乱体の内部から空中へ出て行く境界面において、第１の角度とは異なる角度で二次放射されるように構成されている。
【０００５】
上記アンテナパッチにおいて、放射素子の周囲に、このような散乱体を設置することによって、バンパーからの反射波を放射波と異なる方向に再反射させ、再反射波と放射波との干渉を抑制することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１５３０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、散乱体の形状が多面体のため、誘電体基板上に散乱体を設置するとアンテナ装置の形状が複雑になるという問題がある。また、放射素子と上記散乱体とを同じ誘電基板上に形成すると、放射素子に給電が行われた際に、放射素子を元にして基板の表面を流れる表面波が上記散乱体から二次放射される。その結果、散乱体から放射された放射波がアンテナから放射された放射波と干渉して、指向性のリップルが増大し得るという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、電波を反射する環境に設置された場合でも、反射の影響を十分に抑制するとともに、優れた指向性を発揮するアンテナ装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、アンテナ装置（１）であって、誘電体基板（２）と、地板（３）と、アンテナ部（４）と、反射部（５，５ａ，５ｂ）と、遮断部（６）とを備える。地板は、誘電体基板の一方の面に形成され、アンテナ接地面として作用する。アンテナ部は、誘電体基板の他方の面に形成され、アレーアンテナとして作用するアンテナパターンを有する。反射部は、アンテナ部の周囲に配置され反射板として作用する複数の第１導体パッチを有し、入射波をアンテナ部から放射される放射波と異なる方向へ反射する。遮断部は、アンテナ部の周囲に配置された複数の第２導体パッチと、各第２導体パッチと地板とを導通する複数のスルーホールと、を有し、誘電体基板の表面を流れる表面電流を遮断する。
【００１０】
上記構成によれば、反射部に入射した入射波は、アンテナ部から放射される放射波と異なる方向へ反射される。よって、誘電体基板面から放射された放射波が放射方向で反射した後、反射部へ到来して再反射した時に、放射波と同じ方向に向かう再反射波の反射強度を抑制することができる。また、誘電体基板面を流れる表面電流は遮断部へ伝搬すると遮断されるため、表面電流が反射部から放射されることを抑制できる。ひいては、アンテナ装置の指向性のリップルを抑制することができる。したがって、電波を反射する環境に設置された場合でも、反射波の影響を十分に抑制するとともに、優れた指向性を発揮することができる。
【００１１】
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】アンテナ装置の正面図となるｘ−ｙ平面図である。
【図２】アンテナ装置の側面図となるｘ−ｚ平面図である。
【図３】アンテナ装置のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】アンテナ部に給電された時に、アンテナ部から基板表面を流れる電流の強さを示すｘ−ｙ平面図である。
【図５】導電パッチでの反射波の位相を、通常基板での反射波の位相を基準として求めた周波数特性について、導電パッチの寸法を様々に変化させて示したグラフである。
【図６】導電パッチのない通常基板の放射面での反射方向を模式的に示す説明図である。
【図７】ブロックを跨ぐ導電パッチ間に生じる反射波の位相差が一定である基板の放射面での反射方向を模式的に示す説明図である。
【図８】実施例１及び比較例２と比較例とのブロック間に生じる反射波の位相差を示す一覧表である。
【図９】アンテナ装置の指向性を求めたシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１０】アンテナ装置の指向性を求めたシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１１】反射方位０ｄｅｇとなる方向から光が入射した場合の反射強度を、通常基板での反射強度を基準として求めたシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１２】バンパーが存在しない場合のアンテナ利得を基準として、バンパーの存在により反射波に基づく干渉の影響を受けた結果のアンテナ利得の利得変動量を求めたシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１３】バンパーによって生じる反射波を模式的に示した説明図である。
【図１４】ブロックを跨ぐ導体パッチ間に生じる反射波の位相差を徐々に大きくした基板の放射面での反射方向を模式的に示す説明図である。
【図１５】他の実施形態に係るアンテナ装置の反射部のｘ−ｙ平面図である。
【図１６】他の実施形態に係るアンテナ装置の反射部の等価回路図である。
【図１７】他の実施形態に係るアンテナ装置の正面図となるｘ−ｙ平面図である。
【図１８】他の実施形態に係るアンテナ装置の正面図となるｘ−ｙ平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
［第１実施形態］
［１．構成］
アンテナ装置１は、車両の周辺に存在する各種物標を検出するためのミリ波レーダに使用されるものであり、車両のバンパー内に搭載される。
【００１４】
アンテナ装置１は、図１〜図３に示すように、長方形状の誘電体基板２に形成された銅パターンにより形成される。以下では、誘電体基板２の一方の面を基板表面２ａ、他方の面を基板裏面２ｂという。また、誘電体基板２の一方の辺に沿った方向をｘ軸方向、ｘ軸方向に直行する他方の辺に沿った方向をｙ軸方向、基板表面２ａの法線方向をｚ軸方向という。
【００１５】
基板裏面２ｂには、その全面を覆う銅パターンからなる地板３が形成されている。基板表面２ａには、その中央付近にアンテナ部４が形成され、そのアンテナ部４の周囲には反射部５及び遮断部６が形成されている。以下では、基板表面２ａを放射面２ａとも呼ぶ。
【００１６】
アンテナ部４は、ｘ軸方向に沿って配列された複数のアレーアンテナを備える。各アレーアンテナは、ｙ軸方向に沿って配置された矩形状の複数のパッチアンテナ４１と、各パッチアンテナ４１への給電を行う給電線４２とを備える。アンテナ部４は、アンテナ部４において送受信される電波の偏波方向が、ｘ軸方向と一致するように構成されている。
【００１７】
反射部５は、銅パターンからなる矩形状の導体パッチＰ１を、二次元的に配置することで構成されている。そして、反射部５は、反射部５に入射した電波が反射する際に、反射波の位相を制御する位相制御構造となっている。すなわち、反射部５は、反射波の位相を調整して、アンテナ部４から放射された放射波と同じ方向に向かう反射波の強度を抑制する機能を有する。
【００１８】
一方、遮断部６は、銅パターンからなる矩形状の導体パッチＰ２及びスルーホールＨを、二次元的に配置することで構成されている。遮断部６は、表面電流を遮断するＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap）構造となっている。ここでのＥＢＧ構造は、少なくとも表面波の伝搬を阻止する機能を有する。表面電流は、給電線４２からパッチアンテナ４１への給電に伴い、アンテナ部４から誘電体基板２の端部へ向かって放射面２ａを流れる電流であり、表面波とも言われる。
【００１９】
このように、放射面２ａには、反射波及び表面電流の両方の影響を抑制するため、異なる機能を有する二つの構造が組み合わされて配置されている。なお、位相制御構造及びＥＢＧ構造の詳細は後述する。
【００２０】
ここで、図４に示すように、給電線４２から各パッチアンテナ４１へ給電が行われると、表面電流は、主として、アンテナ部４からアンテナ部４が送受信する電波の偏波方向へ流れる。図４において、実線で囲まれた部分に流れる電流は４〜５Ａ／ｍ、破線と実線で囲まれた部分に流れる電流は３〜４Ａ／ｍ、鎖線と破線で囲まれた部分に流れる電流は１〜３Ａ／ｍ、鎖線の外側は１Ａ／ｍ以下となっている。つまり、表面電流は、上記電波の偏波方向へ流れやすく、上記電波の偏波方向と直交する方向へは流れにくい。
【００２１】
よって、アンテナ装置１では、アンテナ部４に対して上記電波の偏波方向に遮断部６が設置され、アンテナ部４に対して上記電波の偏波方向と直交する方向に反射部５が設置される。
【００２２】
詳しくは、反射部５は、ｙ軸方向において、アンテナ部４に対して両側に、放射面２ａの端部からアンテナ部４の端部の間に広がって設置される。また、反射部５は、ｘ軸方向において、放射面２ａの両端部の間に広がって設置される。一方、遮断部６は、ｙ軸方向においては、アンテナ部４の両端部の間に広がって設置される。また、遮断部６は、ｘ軸方向においては、アンテナ部４に対して両側に、放射面２ａの端部からアンテナ部４の端部の間に広がって設置される。以下、反射部５の位相制御構造、及び遮断部６のＥＢＧ構造について説明する。
【００２３】
［１−１．位相制御構造］
導体パッチＰ１は、正方形状に形成され、その一辺のサイズは、アンテナ装置１の動作周波数における波長λより小さく設定されている。より詳しくは、反射波の位相を制御する機能を実現するため、導体パッチＰ１の一辺のサイズは、後述するように、上記動作周波数において実効波長の３／４以下に設定される。導体パッチＰ１が第１導体パッチに相当する。
【００２４】
導体パッチＰ１は、ｙ軸方向に沿って同サイズのものが一列に配置されており、この一列に配置された同サイズの導体パッチＰ１がブロックＢを形成する。また、ブロックＢは、ｘ軸方向に沿って配列され、各ブロックＢを構成する導体パッチＰ１のサイズは、それぞれ異なっている。つまり、ブロック配列方向がｘ軸方向と一致している。ただし、ブロックＢ内での導体パッチＰ１間のギャップ及びブロックＢを跨ぐ導体パッチＰ１間のギャップは、いずれも一定のサイズに設定されている。
【００２５】
反射部５は、ｘ軸方向の中心位置を通るｙ軸方向に沿った線をブロック中心とし、このブロック中心を境界とする二つの部位５１，５２で構成されている。これら二つの部位５１，５２を構成する各ブロックＢ、ひいては導体パッチＰ１は、ブロック中心に対して線対称な構造を有する。以下では、各部位５１，５２の中で、ブロック中心に最も近いブロックをＢ１で表し、以下、各ブロックＢをブロック中心から順次離れるにしたがってＢ２、Ｂ３、…で表すものとする。
【００２６】
反射部５において、導体パッチＰ１はインダクタンス成分を持ち、導体パッチＰ１間のギャップはキャパシタンス成分を持つ。反射部５の等価回路は、図２に示すように、インダクタンスＬａｉとキャパシタンスＣａｉとからなる単位面積当たりの直列回路が複数直列接続されたものとなる。インダクタンスＬａｉとキャパシタンスＣａｉは、単位面積当たりのインダクタンス成分とキャパシタンス成分を表す。放射面２ａを流れる電流に対して、インダクタンス成分は位相遅れを、キャパシタンス成分は位相進みを引き起こす。
【００２７】
この性質を利用して、反射部５を構成する各ブロックＢｉは、以下の（１）〜（３）の条件を満たすような構造に設計される。（１）反射波の位相特性がブロック中心を挟んで線対称となる。（２）ブロック中心から離れるほど、位相遅れが大きくなる。（３）隣接するブロックＢ間の位相差が等しくなる。すなわち、等位相差となる。
【００２８】
ここでは、各ブロックＢｉを構成する導体パッチＰ１のサイズを調整することによって設計される。
［１−２．ＥＢＧ構造］
導体パッチＰ２は、正方形状に形成され、その一辺のサイズは、アンテナ装置１の動作周波数における波長λよりも小さく設定されている。より詳しくは、表面電流を遮断する機能を実現するために、導体パッチＰ２の一辺のサイズは、上記動作周波数において実効波長の１／２以下に設定される。導体パッチＰ２が第２導体パッチに相当する。
【００２９】
導体パッチＰ２は、放射面２ａの端部からｘ軸方向に沿って同サイズのものが一列に配置されており、この一列に配置された同サイズの導体パッチＰ２がブロックＢＢを形成する。ブロックＢＢは、ｙ軸方向に沿って配置され、各ブロックＢＢを構成する導体パッチＰ２のサイズは一定になっている。また、ブロックＢＢ内での導体パッチＰ２間のギャップ及びブロックＢＢを跨ぐ導体パッチＰ２間のギャップは、いずれも一定のサイズに設定されている。
【００３０】
遮断部６は、ｙ軸方向の中心位置に設置されたブロックＢＢ０を中心にして、線対称な構造を有する。以下、各ブロックＢＢを中心のブロックＢＢ０から順次離れるにしたがってＢＢ１、ＢＢ２、…で表すものとする。各ブロックＢＢｉに含まれる導体パッチＰ２の個数は、ｙ軸方向の中心位置に向かうほど少なくなっている。すなわち、アンテナ部４から各ブロックＢＢｉまでの距離は、ｙ軸方向の中心位置に向かうほど長くなっている。このように、アンテナ部４から各ブロックＢＢｉまでの距離を変化させることによって、ｙ軸方向において、表面電流の遮断位置が異なることになる。なお、アンテナ部４から各ブロックＢＢｉまでの距離が不均一であればよく、各ブロックＢＢｉに含まれる導体パッチＰ２の個数は、例えば、ｙ軸方向の中心位置に向かうほど多くなっていてもよい。
【００３１】
スルーホールＨは、図３に示すように、導体パッチＰ２毎に形成されており、導体パッチＰ２から地板３までを貫通し、各導体パッチＰ２と地板３とを導通する。すべてのスルーホールＨの径は一定のサイズに設定されている。すなわち、ＥＢＧ構造において、複数の導体パッチＰ２及び複数のスルーホールＨは均一な構造を有する。
【００３２】
遮断部６において、スルーホールＨはインダクタンス成分を持ち、導体パッチＰ２と地板３との間のギャップはキャパシタンス成分を持つ。遮断部６の等価回路は、図３に示すように、インダクタンスＬｂとキャパシタンスＣｂとからなる単位面積当たりの並列回路が、放射面２ａと地板３との間に複数並列接続されたものとなる。アンテナ装置１の動作周波数が、インダクタンスＬｂとキャパシタンスＣｂとからなる並列回路の共振周波数となることで、表面電流が遮断される。
【００３３】
［２．設計］
［２−１．位相制御構造］
導体パッチＰ１の反射波の位相特性（以下、反射特性）は、アンテナ部４のみが設置された基板である通常基板での反射波の位相を基準として、具体的には、図５に示すようなものとなる。ただし、導体パッチＰ１間のギャップを１ｍｍに固定し、導体パッチＰ１の一辺のサイズを２．５ｍｍ〜３．３ｍｍの間で変化させている。周波数を２４．１５ＧＨｚとした場合、一辺のサイズ３．０ｍｍが実効波長の１／２に相当する。
【００３４】
図５に示すように、導体パッチＰ１のサイズを一定とした場合、動作周波数が高くなるほど、位相遅れが大きくなる。また、動作周波数を一定とした場合、導体パッチＰ１のサイズが大きくなるほど、位相遅れが大きくなる。ただし、位相差は−１８０ｄｅｇ〜１８０ｄｅｇの範囲となり、位相差−１８０ｄｅｇと１８０ｄｅｇとは同一視される。つまり、通常基板との位相の差分は０〜１８０ｄｅｇの範囲となる。例えば、―２４０ｄｅｇの位相遅れは６０ｄｅｇの位相進みと同じであり、位相の差分は６０ｄｅｇとなる。よって、動作周波数を一定として導体パッチＰ１のサイズを大きくする場合、所定の大きさまでは位相の差分は大きくなる。そして、導体パッチＰ１の大きさが所定の大きさに到達すると、位相の差分が１８０ｄｅｇとなり、導体パッチＰ１の大きさをそれ以上大きくすると、位相の差分は１８０ｄｅｇから減少し始める。したがって、導体パッチＰ１のサイズが大きすぎると、通常基板との位相の差分が過小となり、放射波と同じ方向に向かう反射波の強度の抑制効果が低下する。具体的には、導体パッチＰ１のサイズが実効波長の３／４よりも大きくなると、通常基板との位相の差分が過小となるため、導体パッチＰ１の一辺のサイズは、実効波長の３／４以下とすることが望ましい。
【００３５】
本実施形態では、基準となるブロックＢｉの導体パッチＰ１のサイズを任意に定め、サイズが決まったブロックに隣接するブロックの導体パッチＰ１のサイズを、図５に示された関係を利用して、所定の動作周波数において予め設定された位相差が得られるように設定する。これを順次繰り返すことで、すべてのブロックＢｉにおける導体パッチＰ１のサイズを設計する。
【００３６】
［２−２．ＥＢＧ構造］
スルーホールＨのインダクタンスＬｂと、導体パッチＰ２と地板３との間のキャパシタンスＣｂとからなる並列回路の共振周波数が、アンテナ装置１の動作周波数となるように、導体パッチＰ２のサイズ及びスルーホールＨの径のサイズを設計する。導体パッチＰ２のサイズが大きくなるほどキャパシタンスＣｂは大きくなり、スルーホールＨの径が大きくなるほどインダクタンスＬｂは小さくなる。なお、導体パッチＰ２の一辺のサイズを、上記動作周波数において実効波長の１／２よりも大きくすると、並列回路の共振周波数と上記動作周波数が一致しなくなる等して、表面電流の遮断効果が得られないおそれがある。よって、導体パッチＰ２の一辺のサイズを、上記動作周波数において実効波長の１／２以下とする。
【００３７】
［３．作用］
放射面２ａにアンテナ部４のみが設置された通常基板の場合、あるいは反射部５をブロックＢｉ間における反射波の位相差が０ｄｅｇとなるように設計した場合、図６に示すように、ｚ軸方向からの入射波は、放射面２ａのどの場所でも同じ位相で跳ね返る。その結果、反射波は入射波の到来方向へ向かう。
【００３８】
これに対して、本実施形態では、ブロックＢｉ毎に反射波の位相が異なり、かつブロックＢ間の位相差が一定となるように設計されている。そのため、図７に示すように、ｚ軸方向からの入射波は、放射面２ａにて反射し、その反射波はブロック中心から離れるほど位相が遅れたものとなる。ただし、その位相遅れは、ブロック中心からの距離に比例したものとなる。その結果、反射波は入射波の到来方向に対して、ある角度を持った一定方向に反射する。つまり、山形に屈曲させた平面屈折基板での反射に相当する反射特性が得られる。
【００３９】
ここで、アンテナ部４の周囲全面に反射部５を設置した場合、主として電波の偏波方向へ流れる表面電流は、導体パッチＰ１や誘電体基板２のエッジに当たって放射される。放射された表面電流は、アンテナ部４から放射された放射波と干渉して、アンテナ装置１の指向性のリップルを増大させる要因となる。
【００４０】
また、アンテナ部４の周囲全面に遮断部６が設置されている場合、表面電流は遮断されるが、ｚ軸方向からの入射波は入射波の到来方向と同じ方向へ反射する。遮断部６は、ｘ軸方向及びｙ軸方向の両方向で、隣接する導体パッチＰ２間における反射波の位相差が０ｄｅｇとなる。よって、遮断部６へ入射した入射波が反射する場合、反射波は入射波の到来方向へ向かうことになる。
【００４１】
本実施形態では、アンテナ部４に対して、表面電流が流れやすい電波の偏波方向に設置された遮断部６により、表面電流が好適に抑制される。さらに、アンテナ部４に対して、表面電流が流れにくい方向である、電波の偏波方向に直交する方向に設置された反射部５により、反射波の影響が抑制される。すなわち、表面電流が抑制されるとともに、反射波の影響が抑制される。
【００４２】
なお、導体パッチＰ１や誘電体基板２のエッジからの表面電流の放射に比べれば十分に小さいが、表面電流は遮断部６の遮断面においても放射する。本実施形態では、遮断部６が、ｙ軸方向において、表面電流の遮断位置が不均一になるように構成されているため、遮断面における表面電流の放射波の位相が不均一になり、表面電流の放射の影響が好適に抑制される。
【００４３】
［４．効果］
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果を得られる。
（１）アンテナ装置１には、放射面２ａに反射部５と遮断部６とが設置されている。反射部５によれば、反射部５で反射した反射波の反射方向を、アンテナ部４の放射方向とは異なる方向に向けることができる。その結果、アンテナ装置１が車両のバンパー内に設置されたとしても、バンパーからの反射波に基づく干渉の影響を抑制することができる。また、遮断部６によれば、アンテナ部４に給電された際に放射面２ａを流れる表面電流を遮断することができる。ひいては、アンテナ装置１の指向性のリップルを抑制することができる。よって、アンテナ装置１が車両のバンパー内に設置された場合でも、反射波の影響を十分に抑制できるとともに、優れた指向性を発揮することができる。
【００４４】
（２）アンテナ装置１では、アンテナ部４に対して、表面電流が流れやすい電波の偏波方向に遮断部６が設置され、表面電流が流れにくい方向である電波の偏波方向と直交する方向に反射部５が設置されている。よって、表面電流の伝搬を好適に抑制するとともに、反射波の影響を抑制することができる。
【００４５】
［５．実験］
実施例１、比較例１及び比較例２について、シミュレーションを行った結果について、図９〜図１２を参照して説明する。図８に示すように、実施例１は、隣接するブロックＢｉ間の位相差を１００ｄｅｇの一定値に設定した反射部５と、遮断部６とを設置した基板を用いる。比較例１は、アンテナ部４のみを設置した通常基板を用いる。比較例２は、アンテナ部４の周囲全面に、隣接するブロックＢ間の位相差を１００ｄｅｇの一定値に設定した反射部５を設置した基板を用いる。実施例１、比較例１及び比較例２において、動作周波数は２４．１５ＧＨｚとした。
【００４６】
図９及び図１０に示すように、比較例２では、比較例１と比較して検知角度０ｄｅｇ方向の指向性は高くなっているものの、検知角度±６０ｄｅｇの範囲におけるリップルは比較例１よりも大きくなっている。これに対して、実施例１では、検知角度±９０ｄｅｇの範囲に渡ってリップルが抑制されていることがわかる。
【００４７】
図１１に示すように、比較例２では、比較例１と比較して反射方位０ｄｅｇ付近への反射が、１０ｄＢｓｍ程度抑制されている。実施例１でも、比較例２と同程度、反射方位０ｄｅｇ付近への反射が抑制されている。すなわち、反射部５を、アンテナ部４に対して、電波の偏波方向に直交する方向にだけ設置しても、反射方位０ｄｅｇ付近への反射を十分に抑制できることがわかる。
【００４８】
図１２に示すように、バンパーの存在により、バンパーが存在しない場合と比較して、比較例１では、最大５ｄＢ程度もの利得変動が生じるが、比較例２では、最大２．２ｄＢ程度まで利得変動が抑制されている。さらに、実施例１では、最大１．８ｄＢ程度まで利得変動が抑制されている。特に、検知角度０ｄｅｇ付近では、実施例１は、比較例２よりも利得変動量が大きく抑制されている。
【００４９】
なお、バンパーが存在する場合、図１３に示すように、アンテナ装置１から放射された直接波がアンテナ装置１の放射面２ａで再反射され、その再反射波が直接波と干渉し合った結果が、バンパーを介して外部に放射される。ここでは、放射面２ａからバンパーまでの距離を２８ｍｍとした。
【００５０】
［第２実施形態］
［１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００５１】
上記第１実施形態では、反射部５の位相制御構造を、隣接するブロックＢｉ間の位相差が等しい構造とした。これに対して、第２実施形態では、反射部５の位相制御構造を、隣接するブロックＢｉ間の位相差が異なる構造とする点が、第１実施形態と相違する。
【００５２】
［２．設計］
第１実施形態では、各ブロックＢｉは、条件（１）〜（３）を満たすような構造に設計されたが、第２実施形態では、上記条件（１）及び（２）と、以下の条件（４）を満たすような構造に設計される。条件（４）ブロック中心から離れるほど、隣接するブロックＢｉ間の位相差が大きくなる、すなわち、位相差が傾斜を持つ。例えば、位相差の増加幅を３０ｄｅｇとし、ブロックＢ１の位相差を０ｄｅｇ、ブロックＢ２の位相差を３０ｄｅｇ、ブロックＢ３の位相差を９０ｄｅｇ、ブロックＢ４の位相差を１８０ｄｅｇ…とする。
【００５３】
そして、第１実施形態と同様に、所定の動作周波数において予め設定された位相差が得られるように、すべてのブロックＢｉにおける導体パッチＰ１のサイズを設計する。すなわち、図５に示された関係と同様の関係を用いて、すべてのブロックＢｉにおける導体パッチＰ１のサイズを設計する。
【００５４】
［３．作用］
本実施形態では、ブロックＢｉ間の位相差に傾斜があるように設計される。そのため、図１４に示すように、ｚ軸方向からの入射波は、放射面２ａにて反射し、その反射波はブロック中心から離れるほど位相が遅れたものとなる。ただし、その位相遅れは、ブロック中心からの距離が離れるほど加速的に大きなものとなる。その結果、反射波は入射波の到来方向に対してある角度を持った方向に反射し、その反射角度は、ブロック中心から離れるほど大きくなる。つまり、曲面基板での反射に相当する反射特性が得られ、反射波は、一定方向に向かうのではなく、散乱され様々な方向に向かう。
【００５５】
［４．効果］
以上説明した第２実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）及び（２）に加え、以下の効果が得られる。
【００５６】
（３）隣接するブロックＢ間での反射波の位相差が不均一に異なることにより、反射部５に入射した反射波を一定の方向ではなく様々な方向に反射させること、すなわち、反射波を散乱させることができる。よって、放射波と同じ方向に向かう再反射波の反射強度を抑制することができるとともに、再反射により、メインビームとは異なる強力なビームが、特定方向に形成されることを抑制することができる。ひいては、ターゲットの誤検出を抑制することができる。
【００５７】
［他の実施形態］
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００５８】
（１ａ）上記各実施形態では、ブロックＢｉを跨ぐ導体パッチＰ１間のギャップを一定とし、導体パッチＰ１のサイズを変化させることで遅延位相を調整しているが、これに限定されるものではない。例えば、図１５に示すように、反射部５を、導体パッチＰ１ａと及びスルーホールＨａが二次元的に配置された反射部５ａとして構成としてもよい。そして、ブロックＢｉａを跨ぐ導体パッチＰ１ａのギャップを一定、かつ、すべてのブロックＢｉａで導体パッチＰ１ａのサイズを一定とし、スルーホールＨａの径を変化させることで遅延位相を調整してもよい。
【００５９】
反射部５ａにおいて、導体パッチＰ１ａ及びスルーホールＨａはインダクタンス成分を持ち、導体パッチＰ１ａ間のギャップはキャパシタンス成分を持つ。反射部５ａの等価回路は、図１６に示すように、インダクタンスＬｐｉとキャパシタンスＣａｉとならなる単位面積当たりの直列回路と地板３との間に、インダクタンスＬｖｉが接続された回路が複数並列に接続されたものとなる。インダクタンスＬｐｉは、単位面積当たりの導体パッチＰ１ａのインダクタンス成分を表し、インダクタンスＬｖｉは、単位面積当たりのスルーホールＨａのインダクタンス成分を表す。また、キャパシタンスＣｇｉは、単位面積当たりにおける導体パッチＰ１ａ間のギャップのキャパシタンス成分を表す。スルーホールＨａの径が小さくなるほど、インダクタンスＬｖｉは大きくなり、位相遅れは大きくなる。
【００６０】
（１ｂ）また、すべてのブロックＢｉで導体パッチＰ１のサイズを同じものとし、ブロックＢｉを跨ぐ導体パッチＰ１間のギャップを変化させることで遅延位相を調整してもよい。この場合、図５に示すグラフの変わりに、導体パッチＰ１のサイズを固定し、導体パッチ間のギャップを変化させた場合のそれぞれについて求めた、通常基板に対する位相差の周波数特性を用いればよい。動作周波数が一定であればギャップを小さくするほど、また、ギャップが一定であれば動作周波数を高くするほど位相遅延が大きくなる。
【００６１】
（２）上記各実施形態では、遮断部６の各ブロックＢＢｉに含まれる導体パッチＰ２の個数を不均一にしているが、これに限定されるものではない。図１７に示すように、遮断部６を、各ブロックＢＢａｉに含まれる導体パッチＰ２の個数が等しい遮断部６ａとして構成してもよい。このようにすると、ｙ軸方向における表面電流の遮断位置が一定になるが、表面電流を遮断する効果は十分に得られる。
【００６２】
（３）上記各実施形態では、アンテナ部４に対して、電波の偏波方向には遮断部６のみを設置しているが、これに限定されるものではない。図１８に示すように、反射部５ｂの一部を、遮断部６ｂを挟んでアンテナ部４とは反対側に設置してもよい。すなわち、遮断部６ｂの面積を、遮断部６の面積よりも小さくし、空いたスペースに反射部５ｂの一部を設置するようにしてもよい。反射部５ｂは、アンテナ部４及び遮断部６ｂを囲むように配置する。ただし、遮断部６ｂの各ブロックＢＢｂｉに含まれる導体パッチＰ２の個数は、表面電流の遮断効果を十分に得られる個数にする必要がある。遮断部６ｂの各ブロックＢＢｂｉに含まれる導体パッチＰ２の個数は、同じであっても異なっていてもよい。このように、アンテナ部４に対して、電波の偏波方向にも反射部５ｂの一部を設置することにより、反射波の影響をさらに抑制することができる。
【００６３】
図１０に、隣接するブロックＢＢｂｉ間の位相差を１００ｄｅｇの一定値に設定した反射部５ｂと、遮断部６ｂとを設置した基板を用いた、実施例２についてのシミュレーション結果を示す。実施例２でも、実施例１ほどではないが、十分にリップルが抑制されていることがわかる。
【００６４】
（４）第２実施形態では、条件（１），（２），（４）を満たすように、反射部５を設計しているが、反射波を様々な方向にほぼ均等に散乱させることができれば、必ずしも条件（１），（２），（４）のすべてを満たしている必要はない。
【００６５】
（５）上記各実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【００６６】
（６）上述したアンテナ装置の他、当該アンテナ装置を構成要素とするシステム、不要反射波による干渉の抑制方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。
【符号の説明】
【００６７】
１…アンテナ装置、２…誘電体基板、３…地板、４…アンテナ部、５，５ａ，５ｂ…反射部、６，６ａ，６ｂ…遮断部、Ｂｉ…ブロック、Ｐ１，Ｐ１ａ，Ｐ２…導体パッチ。
【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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