(57)【要約】電磁放射を放射および／または受信するための装置（１００）および方法を発展し、該装置（１００）のエレベーション方向（Ｅ）のビームローブの角度（Θ）を簡単かつ低コストで実現するため、異なるアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）によって放射および／または受信される放射の位相シフト（Δφ）、ないしは電磁放射の放射および／または受信のエレベーション方向（Ｅ）の角度（Θ）が、  ・線路（２０）の実効誘電率（εｅｆｆ）とりわけ伝播係数を変化させることによって調整され、および／または  ・少なくとも部分的に導電性の材料から形成された少なくとも１つのエレメント（５０，５２，５４）を、線路（２０）および／またはアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）までの間隔が変更可能であるように配置することによって調整されるように構成することが提案される。
2006516370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁放射を放射および／または受信するための装置（１００）であって、
該電磁放射は、たとえばＨＦ（高周波）レーダ電磁放射であり、
単層および多層の少なくとも１つの基板（１０）が設けられており、
該少なくとも１つの基板（１０）はたとえば、少なくとも１つの金属層も有しており、
該基板（１０）上に、プレーナ形に形成された少なくとも１つの線路（２０）が少なくとも２つのアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）とともに取り付けられており、
該プレーナ形に形成された線路（２０）はたとえば、ストリップ線路の形態で形成されているか、または対称的または非対称的なコプレーナ線路（２０ｋ）の形態で形成されているか、またはマイクロストリップ線路（２０ｍ）の形態で形成されているか、またはスロット線路（２０ｓ）の形態で形成されているか、またはコプレーナ２ストリップ線路の形態で形成されており、
該少なくとも２つのアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）は、たとえばビーム素子であり、
該アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）のとりわけ少なくとも部分的に直列の給電（２２ｓ）および／またはとりわけ少なくとも部分的に同相の給電（２２ｇ）および／またはとりわけ少なくとも部分的に位相対称的および／または振幅対称的な給電（２２ｐ）は、たとえば
・該基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と向かい合う上面（１０ｏ）において、少なくとも１つの給電網を直接的または容量的に結合することによって行われるか、または
・それぞれ少なくとも１つのスロット（３２ｓ，３４ｓ，３６ｓ，３８ｓ）によって少なくとも１つの給電網を、該基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と反対側の下面（１０ｕ）から電磁的に結合することによって行われるか、または
・少なくとも１つの電気的な貫通案内部（３２ｄ，３４ｄ，３６ｄ，３８ｄ）を介して、該基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と反対側の下面（１０ｕ）から行われ、
該基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と反対側の下面（１０ｕ）に、少なくとも１つのメタライゼーション層（１２）が配置されている形式のものにおいて、
異なるアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）によって放射および／または受信される電磁放射間の位相シフト（Δφ）、ないしは電磁放射の放射および／または受信のエレベーション方向（Ｅ）の角度（Θ）とりわけエレベーション角度が、
・該線路（２０）の実効誘電率（εｅｆｆ）とりわけ伝播係数を変化させることによって調整され、および／または
・少なくとも部分的に導電性の材料から形成された少なくとも１つのエレメント（５０，５２，５４）を、該線路（２０）および／またはアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）までの間隔が変更可能であるように配置することによって調整されるように構成されており、
前記エレメント（５０，５２，５４）は、たとえば金属から形成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
該線路（２０）の実効誘電率（εｅｆｆ）、ひいては該アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）間の位相シフト（Δφ）は、誘電性の材料（４０，４２，４４）を該線路（２０）および／または該アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）までの間隔が変更可能であるように、
・該基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と向かい合う上面（１０ｏ）に、たとえば該線路（２０）の上方に誘電性の材料（４０，４２，４４）と線路（２０）との間に空気を伴って配置することにより、変化とりわけ増大するように構成され、および／または
・該基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と反対側の下面（１０ｕ）に、たとえば該線路（２０）の下方に誘電性の材料（４０，４２，４４）と線路（２０）との間に空気を伴って配置することにより、変化とりわけ増大するように構成されており、
前記誘電性の材料（４０，４２，４４）は、たとえばキャップ状に形成されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
該線路（２０）の実効誘電率（εｅｆｆ）、ひいては該アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）間の位相シフト（Δφ）は、導電性のエレメント（５０，５２，５４）を該線路（２０）および／またはアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）までの間隔が変更可能であるように、
・該基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と向かい合う上面（１０ｏ）に、たとえば該線路（２０）の上方に導電性のエレメント（５０，５２，５４）と線路（２０）との間に空気を伴って配置することにより、変化とりわけ低減するように構成され、および／または
・該基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と反対側の下面（１０ｕ）に、たとえば該線路（２０）の下方に導電性のエレメント（５０，５２，５４）と線路（２０）との間に空気を伴って配置することにより、変化とりわけ低減するように構成されており、
前記導電性のエレメント（５０，５２，５４）は、たとえばキャップ状に形成されており、たとえば部分的または完全にメタライゼーションされたプラスチック製キャップとして構成されている、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
・前記誘電性の材料（４０）は、少なくとも１つの導電性の層（５０ｓ）を有し、および／または
・前記導電性のエレメント（５０）は、少なくとも１つの誘電性の層（４０ｓ）を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
・該装置（１００）の型式表示、および／または
・該装置（１００）を設けるための移動手段（２００）とりわけ自動車の型式表示、および／または
・該装置（１００）のエレベーション角度（Θ）、および／または
・該装置（１００）を選択されたエレベーション角度（Θ）で設けるための、該移動手段（２００）における取り付け場所
が、前記誘電性の材料（４０，４２，４４）および／または導電性のエレメント（５０，５２，５４）に、表示とりわけ刻印されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
該アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）間の位相シフト（Δφ）、および／または電磁放射の放射および／または受信のエレベーション方向（Ｅ）の角度（Θ）たとえばエレベーション角度は、
・金属コーティング（５０ｓ）されているかまたは誘電性である材料（４０，４２，４４）から給電網までの間隔を変化させることによって、精確に調整たとえば拡大されるように構成され、および／または
・金属コーティング（５０ｓ）されているかまたは誘電性である材料（４０，４２，４４）の誘電率（εｒ，２）によって、精確に調整たとえば拡大されるように構成され、および／または
・金属コーティング（５０ｓ）されているかまたは誘電性である材料（４０，４２，４４）をエレベーション角度（Θ）に依存して構造化し、たとえば周期的に構造化し、たとえば孔、溝、コラム、複数の段または蜂の巣形状によって、または「スローウェーブ」構造の形成によるＰＢＧ（Photonic Band Gap）構造等によって構造化することによって、精確に調整たとえば正確に拡大されるように構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
誘電性の材料（４０，４２，４４）および／または導電性のエレメント（５０，５２，５４）は、基板（１０）の材料と等しい熱膨張係数または近似する熱膨張係数を有し、
該基板（１０）は、たとえばＨＦ（高周波）ボードとして形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
誘電性の材料（４０，４２，４４）および／または導電性のエレメント（５０，５２，５４）は、たとえばＨＦ（高周波）ボードとして形成された基板（１０）と、
・たとえば点状の面コンタクトを介して、直接的にコンタクトされているか、または
・少なくとも１つのスペーサを介して、クランプおよび／またはねじ止めをオプションで使用して結合されているか、または
・点状または完全な接着によって結合されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
誘電性の材料（４０，４２，４４）および／または導電性のエレメント（５０，５２，５４）は一体成形または複数部分に分かれて、たとえば
・位相シフト（Δφ）および／またはエレベーション角度（Θ）に影響する少なくとも１つの誘電性および／または導電性のエレメントを、給電網上方および／または給電網下方に配置することによって、かつ
・位相シフト（Δφ）および／またはエレベーション角度（Θ）に影響する少なくとも１つの別の誘電性および／または導電性のエレメントによって該装置（１００）を、たとえば環境の影響から保護するように構成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
前記（別の）誘電性および／または導電性のエレメントは、誘電性の材料（４０，４２，４４）および／または導電性のエレメント（５０，５２，５４）の少なくとも１つの切欠内に挿入できるように形成され、該誘電性の材料（４０，４２，４４）および／または導電性のエレメント（５０，５２，５４）とともに、給電網上方および／または給電網下方に取り付け可能であるように構成されている、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
誘電性の材料（４０，４２，４４）および／または導電性のエレメント（５０，５２，５４）から該線路（２０）までの間隔は、位相シフト（Δφ）および／またはエレベーション角度（Θ）に影響する領域（４０ｂないしは５０ｂ）から、位相シフト（Δφ）および／またはエレベーション角度（Θ）に影響しないとりわけメタライゼーションされていない領域（４０ｎないしは５０ｎ）までの移行領域（４０，４２，４４ｔないしは５０ｔ）において、
・漸次的に、たとえば段状に増大するか、または
・連続的に、たとえば線形の台形状に増大する
ように形成されており、
前記移行領域（４０，４２，４４ｔないしは５０ｔ）は、たとえばメタライゼーションされている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも部分的に位相対称的および／または振幅対称的な給電（２２ｐ）の場合、
・給電網の中央給電部の一方の側で、位相シフト（Δφ）および／またはエレベーション角度（Θ）が誘電性の材料（４０，４２，４４）によって拡大され、
・該給電網の中央給電部の他方の側で、位相シフト（Δφ）および／またはエレベーション角度（Θ）が導電性のエレメント（５０，５２，５４）によって縮小される
ように構成されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１３】
位相シフト（Δφ）および／またはエレベーション角度（Θ）の影響を強化するため、給電網は、該線路（２０）自体と異なるタイプで形成されており、たとえばコプレーナ線路（２０ｋ）の形態で形成されるか、またはスロット線路（２０ｓ）の形態で形成されるか、またはコプレーナ２ストリップ線路の形態で形成され、
該線路（２０）は、たとえばマイクロストリップ線路（２０ｍ）の形態で形成されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
たとえば、特に広帯域のレーダシステムまたはＵＷＢ（Ultra Wide Band）レーダシステムの場合、所定のビーム偏向（Θ）に調整するため、差分が２値である少なくとも１つの移相エレメント（６０，６２，６４）が給電網に挿入されており、
誘電性の材料（４０，４２，４４）および／または導電性のエレメント（５０，５２，５４）によって、
・ビームローブの偏向が縮小されるように補償されるか、または
・ビームローブの偏向が拡大されるように増幅されるように構成されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
位相シフト（Δφ）および／またはエレベーション角度（Θ）の影響を強化するため、該線路（２０）たとえば給電線路はメアンダ状に、
・該アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）の電磁界が相互に逆平行または相互に平行に方向付けられるように案内され、および／または
・該アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）間の電気長が、放射および／または受信される電磁放射の波長の半分の倍数になるように案内されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
誘電性の材料（４０，４２，４４）および／または導電性のエレメント（５０，５２，５４）は、放射および／または受信される電磁放射を、該移動手段の負荷が異なってもエレベーション方向に等しい角度（Θ）に、たとえば等しいエレベーション角度に維持するため、たとえば少なくとも１つの電動機によって調整可能であるように構成されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】
該装置（１００）の取り付け位置の通信および記憶を行うため、たとえば該装置（１００）外部からアクセス可能な少なくとも１つの符号化エレメントが設けられおり、
前記符号化エレメントは、たとえば少なくとも１つのジャンパおよび／または少なくとも１つのスイッチである、請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１８】
電磁放射を放射および／または受信する方法であって、
該電磁放射は、たとえばＨＦ（高周波）レーダ電磁放射であり、
少なくとも２つのアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）を使用し、
該アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）は、たとえばビーム素子であり、
該アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）は、プレーナ形に形成された少なくとも１つの線路（２０）を介して、たとえば少なくとも部分的に直列的（２２ｓ）および／またはたとえば少なくとも部分的に同相（２２ｇ）および／またはたとえば少なくとも部分的に位相対称的および／または振幅対称的（２２ｐ）に、たとえば
・少なくとも１つの給電網を、単層または多層の少なくとも１つの基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と向かい合う上面（１０ｏ）において直接的または容量的に結合することによって給電するか、または
・それぞれ少なくとも１つのスロット（３２ｓ，３４ｓ，３６ｓ，３８ｓ）によって、少なくとも１つの給電網を、単層または多層の少なくとも１つの基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と反対側の下面（１０ｕ）から電磁的に結合することによって給電するか、または
・それぞれ少なくとも１つの電気的な貫通案内部（３２ｄ，３４ｄ，３６ｄ，３８ｄ）を介して、単層または多層の少なくとも１つの基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と反対側の下面（１０ｕ）から給電し、
該線路（２０）はたとえば、ストリップ線路の形態で形成されているか、または対称的または非対称的なコプレーナ線路（２０ｋ）の形態で形成されているか、またはマイクロストリップ（２０ｍ）の形態で形成されているか、またはスロット線路（２０ｓ）の形態で形成されているか、またはコプレーナ２ストリップ線路の形態で形成されており、
該少なくとも１つの基板（１０）は、たとえば少なくとも１つの金属性の層も有しており、
該基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と反対側の下面（１０ｕ）に、少なくとも１つのメタライゼーション層（１２）を設けることができる形式のものにおいて、
異なるアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）によって放射および／または受信される電磁放射間の位相シフト（Δφ）、ないしは電磁放射の放射および／または受信のエレベーション方向（Ｅ）の角度（Θ）たとえばエレベーション角度を、
・該線路（２０）の実効誘電率（εｅｆｆ）たとえば伝播係数を変化させることによって調整し、および／または
・少なくとも部分的に導電性の材料から形成された少なくとも１つのエレメントを、該線路（２０）および／またはアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）に対する間隔が変更可能であるように配置することによって調整し、
前記エレメント（５０，５２，５４）は、たとえば少なくとも部分的に金属から形成されていることを特徴とする方法。
【請求項１９】
該線路（２０）の実効誘電率（εｅｆｆ）、ひいては該アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）間の位相シフト（Δφ）を、
・誘電性の材料（４０，４２，４４）を、該基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）に向かい合う上面（１０ｏ）に、たとえば線路（２０）の上方に該誘電性の材料（４０，４２，４４）と該線路（２０）との間に空気を伴って、該アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）に対する間隔が変更可能であるように配置することによって変化たとえば拡大し、および／または
・誘電性の材料（４０，４２，４４）を該基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と反対側の下面（１０ｕ）に、たとえば該線路（１０）下方に該誘電性の材料（４０，４２，４４）と該線路（２０）との間に空気を伴って、該アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）に対する間隔が変更可能であるように配置することによって変化たとえば拡大し、
前記誘電性の材料（４０，４２，４４）は、たとえばキャップ状に形成されている、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
該線路（２０）の実効誘電率（εｅｆｆ）、ひいては該アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）間の位相シフト（Δφ）を、
・該基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と向かい合う上面（１０ｏ）に導電性のエレメント（５０，５２，５４）を、たとえば該線路（２０）上方に該導電性のエレメント（５０，５２，５４）と該線路（２０）との間に空気を伴って、該線路（２０）および／またはアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）に対する間隔が変更可能であるように配置することによって変更たとえば縮小するか、または
・該基板（１０）のアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）と反対側の下面（１０ｕ）に導電性のエレメント（５０，５２，５４）を、たとえば該線路（２０）下方に該導電性のエレメント（５０，５２，５４）と該線路（２０）との間に空気を伴って、該線路（２０）および／またはアンテナ素子（３２，３４，３６，３８）に対する間隔が変更可能であるように配置することによって変更たとえば縮小し、
前記導電性のエレメント（５０，５２，５４）は、たとえばキャップ状に形成され、たとえば部分的または完全にメタライゼーションされたプラスチック製のキャップとして形成されている、請求項１８または１９記載の方法。
【請求項２１】
該アンテナ素子（３２，３４，３６，３８）間の位相シフト（Δφ）および／または電磁放射の放射および／または受信のエレベーション方向（Ｅ）の角度（Θ）とりわけエレベーション角度を、
・金属コーティング（５０ｓ）されているかまたは誘電性である材料（４０，４２，４４）から給電網までの間隔を変更することによって、精確に調整、たとえば正確に拡大し、および／または
・金属コーティング（５０ｓ）されているかまたは誘電性である材料（４０，４２，４４）の誘電率（εｒ，２）を選択することによって、精確に調整、たとえば正確に拡大し、および／または
・金属コーティング（５０ｓ）されているかまたは誘電性である材料（４０，４２，４４）を、たとえば孔、溝、コラム、複数の段、蜂の巣形状によってエレベーション角度（Θ）に依存してたとえば周期的に構造化するか、または「スローウェーブ」構造の形成によるＰＢＧ（Photonic Band Gap）構造等によってエレベーション角度（Θ）に依存してたとえば周期的に構造化することによって、精確に調整、たとえば正確に拡大する、請求項１８から２０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも部分的に位相対称的および／または振幅対称的な給電（２２ｐ）の場合、
・給電網の中央給電部の一方の側で、位相シフト（Δφ）および／またはエレベーション角度（Θ）を、誘電性の材料（４０，４２，４４）によって拡大し、
・該給電網の中央給電部の他方の側で、位相シフト（Δφ）および／またはエレベーション角度（Θ）を、導電性のエレメント（５０，５２，５４）によって縮小する、請求項１８から２１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２３】
たとえば、特に広帯域のレーダシステムまたはＵＷＢ（Ultra Wide Band）レーダシステムの場合、差分が２値である少なくとも１つの移相エレメント（６０，６２，６４）を給電網に挿入することによって、所定のビーム偏向（Θ）に調整し、
前記誘電性の材料（４０，４２，４４）および／または導電性のエレメント（５０，５２，５４）によって、
・ビームローブの偏向が縮小されるように補償するか、または
・ビームローブの偏向が拡大されるように増幅する、請求項１８から２２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２４】
誘電性の材料（４０，４２，４４）および／または導電性のエレメント（５０，５２，５４）を、たとえば少なくとも１つの電動機を介して調整し、該移動手段（２００）の負荷が異なっても、放射および／または受信される電磁放射をエレベーション方向（Ｅ）に等しい角度に、たとえば等しいエレベーション角度に維持する、請求項１８から２３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２５】
移動手段（２００）の周辺領域をセンシングたとえばレーダセンシングするために、少なくとも装置（１００）および／または方法を使用する方法であって、
該移動手段（２００）は、たとえば自動車であり、
少なくとも請求項１から１７までのいずれか１項記載の装置（１００）および／または請求項１８から２４までのいずれか１項記載の方法を使用する形式の方法において、
たとえば
・該移動手段（２００）の周辺にある少なくとも１つのオブジェクトの間隔および／または速度を、オブジェクト一義的に測定するため、または
・該移動手段（２００）の間隔および／または速度を自動的に制御するため、または
・該移動手段（２００）のストップアンドゴー運転のため、または
・該移動手段（２００）の運転時に安全性を、
・エアバッグおよび／またはシートベルトテンショナの精度向上することによって、または
・エアバッグおよび／またはシートベルトテンショナのトリガ時点を最適化することによって、または
・たとえば別の移動手段（２０２）との衝突を警告または回避することによって、
向上させるために、該装置（１００）および方法を使用することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、電磁放射を放射および／または受信するための次の形式の装置に関する。すなわち、少なくとも１つの単層または多層の基板を有しており、該基板はたとえば、少なくとも１つの金属層も有しており、該基板上には、プレーナ形に形成された少なくとも１つの線路が少なくとも２つのアンテナ素子とともに取り付けられており、該線路はたとえば、ストリップ線路または対称的コプレーナ線路または非対称的コプレーナ線路またはマイクロストリップ線路またはスロット線路またはコプレーナ２ストリップ線路の形態であり、前記２つのアンテナ素子は、たとえばビーム素子であり、たとえば少なくとも部分的に直列の給電および／またはたとえば少なくとも部分的に同相の給電および／またはたとえば少なくとも部分的に位相対称的および／または振幅対称的な給電等である該アンテナ素子の給電は、たとえば
・少なくとも１つの給電網を、該基板の該アンテナ素子と向かい合う上面に直接的または容量的に結合することによって行われるか、または
・少なくとも１つの給電網を、該基板の該アンテナ素子と反対側の下面から、それぞれ少なくとも１つのスロットによって電磁的に結合することにより行われるか、または、
・該基板の該アンテナ素子と反対側の下面から、それぞれ少なくとも１つの電気的な貫通案内部を介して行われ、
該基板の該アンテナ素子と反対側の下面に、少なくとも１つのメタライゼーション層が配置される形式の装置に関する。ここでは電磁放射は、たとえばＨＦ（高周波）レーダ電磁放射である。
【０００２】
さらに本発明は、電磁放射を放射および／または受信するための次の形式の方法にも関する。すなわち、少なくとも２つのアンテナ素子によって放射および／または受信し、該少なくとも２つのアンテナ素子は、とりわけビーム素子であり、該ビーム素子には、プレーナ形に形成された線路を介して、とりわけ少なくとも部分的に直列的に、および／またはとりわけ少なくとも部分的に同相で、および／またはとりわけ少なくとも部分的に位相対称的および／または振幅対称的に、たとえば
・少なくとも１つの給電網を、少なくとも１つの基板の該アンテナ素子と向かい合う上面と直接的または容量的に結合することによって給電するか、または、
・それぞれ少なくとも１つのスロットによって少なくとも１つの給電網を電磁的に結合することにより、少なくとも１つの基板の該アンテナ素子とは反対側の下面から給電するか、または、
・それぞれ少なくとも１つの電気的な貫通案内部を介して、少なくとも１つの基板の該アンテナ素子と反対側の下面から給電し、
該少なくとも１つの基板は単層または多層であり、たとえば少なくとも１つの金属層も有しており、該基板の該アンテナ素子と反対側の下面には、少なくとも１つの金属層が設けられている形式の方法に関する。該電磁放射はとりわけＨＦ（高周波）レーダ放射であり、前記線路は、たとえばストリップ線路の形態であるか、または対称的または非対称的なコプレーナ線路であるか、またはマイクロストリップ線路の形態であるか、またはスロット線路の形態であるか、またはコプレーナ２ストリップ線路の形態である。
【０００３】
従来の技術
たとえば自動車等の移動手段の周辺のセンシングは基本的に、ＬＩＤＡ（LIght Detecting And Ranging）、ＲＡＤＡＲ（RAdio Detecting And Ranging）、ビデオまたは超音波によって行われる。
【０００４】
移動手段とりわけ自動車では、レーダセンサがますます普及している。現在のシステムは、自動的に間隔および／または速度を制御するのに使用される。現在は開発段階にある将来のシステムは、別の機能を実現することを期待されている。このような別の機能はたとえば、ストップアンドゴー作動等の快適システムから安全システムまでのような機能である。この安全システムは、エアバッグまたはシートベルトテンショナを高精度にしたり、エアバッグトリガ時点を最適化したり、衝突警告および衝突回避に使用されるシステムである。
【０００５】
このような適用では、移動手段の周囲の広範囲の領域ないしは該移動手段の周囲全体をセンシングしなければならない。こうするために、移動手段の周囲に複数のセンサが配置される。周波数が７７ギガヘルツである市販の自動車用レーダセンサのセンサのアンテナは通常、電波レンズとして構成されており、周波数が２４ギガヘルツおよび７７ギガヘルツである将来のレーダセンサでは、プレーナ形アンテナが試作されている。
【０００６】
これに関しては従来技術から、プレーナ形の位相制御式アレイアンテナ（「フェーズドアレイ“phased array”」）を軍用レーダシステムで使用することが公知になっている。
【０００７】
水平方向（アジマス方向Ａ；図１Ａ，図１Ｂおよび図１Ｃを参照せよ）のターゲットオブジェクトの角度位置を求めるためには、アナログレベルでのビーム成形時（図１Ａおよび図１Ｂを参照せよ）に複数のビームローブが形成される。こうするために、移相器Ｐ（図１Ａを参照）を有し信号分配器Ｌ（図１Ａを参照）またはビーム成形エレメントないしはビーム成形網（図１Ｂを参照）を有する位相制御型のアレイアンテナＧ（"phased array"）が使用されて、位相占有状態が生成される。ここでの例は、Rotman-/Archer-/Gentレンズ、バトラー（Butler）マトリクスまたはブラス（Blass）マトリクスである。
【０００８】
ビーム成形網Ｓ（図１Ｂを参照）の回路側の出力端は、切替スイッチを介して並列または直列にベースバンドに混合され、処理ユニットＶによって後続処理される。
【０００９】
デジタルレベル（図１Ｃを参照）におけるビーム成形では、デジタル評価のためにすべてのアンテナ列の信号が、直列接続された低雑音アンプＲ（いわゆるＬＮＡ（Low Noise Amplifier））およびローパスフィルタＴによってベースバンドにダウンミキシングされ、アナログ／デジタル変換器Ｗによってデジタル化される。
【００１０】
前記のコンセプトおよび基本的思想は、図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃにそれぞれ受信経路に関して示されている。
【００１１】
垂直方向（エレベーション方向Ｅ；図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃを参照）には通常、複数のアンテナ素子が相互に重なり合って配置されており、これらのアンテナ素子は１つの列以内では、相互に固定的な位相関係および振幅関係で駆動制御される。これによって、エレベーション方向Ｅにビームの集束が達成され、この集束を利用して到達範囲が拡大され、非常に低い高度または比較的高い高度にある不所望のターゲットが消失される。
【００１２】
アレイアンテナＧは通常、たとえばガラス、セラミックスまたはソフトボード等のＨＦ（高周波）基板上にプレーナ形に構成される。このようなアレイアンテナＧのアンテナ素子として使用されるのは、一般的にはパッチであり、択一的な例としてダイポール放射体またはスロット放射体がある。現在の研究作業では、自動車において適用するために、低コストのシステムに前記コンセプトを転用することに取り組んでいる。
【００１３】
レーダセンサを取り付ける際には、とりわけ側部領域に対して、センサの取り付けサイズおよび形状に関して高度な条件が要求される。プレーナ形アンテナを使用することにより、センサは平坦になる。レーダセンサは、車両の金属製の外壁の後ろに取り付けることができないので、側部領域における取り付け空間としてとりわけ、車両のコーナーに被覆された（プラスチック製）バンパ、プラスチック製の飾り縁、スクラッチおよび衝突の保護部材およびスポイラが残る。
【００１４】
これと関連して考えなければならないのは、自動車の外壁は通常、正確に垂直にはなっていないことである。すなわち、レーダセンサを場合によっては斜めに取り付けなければならないということになる。というのも、バンパおよび飾り縁等の後ろに形成されている取り付け空間は、垂直な取り付けに十分でないからだ。レーダセンサの取り付け角度は一般的に、自動車における取り付け場所が異なる場合および／または異なる自動車間で異なってくる。
【００１５】
たとえば４個または６個のエレメントをエレベーション方向に有するＳＲＲ（Short Range Radar）センサが開発段階にあり、このようなＳＲＲセンサではビームローブは広幅であるため、垂直線から約±５°〜約±１０°のオーダのずれを伴う傾いた取り付けは許容することができる。
【００１６】
しかし、近距離から中程度の距離のプレーナ形センサまたはプレーナ形ＬＲＲ（Long Range Radar）／ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）センサを考察すると、必要なアンテナゲインを得るためには、ビームローブのエレベーション方向の幅は未だ数度になる。したがって、可能な限り正確に水平線に沿って方向付けられたビームローブが必要不可欠になる。
【００１７】
間隔が３０ｍである場合、ビームが上方に３°偏向されるだけでも、ビームローブは最大で、センサの取り付け場所より１．６０ｍ上方にあることになる（図２を参照。３°傾斜して取り付けられている場合のビームローブの偏向が視覚的に図解されている）。
【００１８】
ここで、プレーナ形ＨＦ（高周波）線路およびプレーナ形アンテナに関しては現在、低コストのＨＦ（高周波）回路を構成するために、たとえばコプレーナ線路、マイクロストリップ線路またはスロット線路等のプレーナ形ＨＦ（高周波）線路が使用される。
【００１９】
これら３つのプレーナ線路の種類を、それぞれ基本モードの電界の基本的な経過とともに例として図解する。
【００２０】
・図３Ａには、（対称的または非対称的な）コプレーナ線路（いわゆる「coplanar waveguide」）として図解されている。
・図３Ｂには、マイクロストリップ線路（いわゆる「microstrip line」）として図解されている。
・図３Ｃには、スロット線路（いわゆる「slot line」）として図解されている。
【００２１】
図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃに示されたプレーナ線路タイプの他にも、別のプレーナ線路タイプが数多く存在し、たとえばストリップ線路またはコプレーナ２ストリップ線路がある（たとえば“Integrierte Mikrowellenschaltungen”（R.K.Hoffman著、Springer出版社、ベルリン、１９８３年）を参照されたい）。
【００２２】
さらに、以下の変更箇所が存在する：
・基板下面のメタライゼーション
・多層の基板
・金属導体路を被覆する誘電体層
多層の基板の場合、多層の金属層も考えられる。
【００２３】
基板として使用されるのは、ガラス、セラミックスまたはプラスチック等の特別なマイクロ波基板である。プラスチックに充填材を充填するか、またはプラスチックをガラス繊維によって補強することができる。このようなマイクロ波基板上に、たとえばダイポール放射器、パッチ放射器またはスロット放射器を有するプレーナ形アンテナが取り付けられる。このことに関する詳細は、たとえば“Millimeter-Wave Microstrip and Printed Circuit Antennas”（P.Bhartia, K.V.S.Rao, R.S.Tomar著、Artech House、ボストン、ロンドン、１９９１年）に記載されている。
【００２４】
図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃに、プレーナ形アンテナの給電部の可能な構成が示されている：
・図４Ａに示された直列給電（いわゆる“series feed”）の場合、アンテナ素子間に電気的な経路長が生じる。この経路長を介して、エレベーション方向に固定的なビーム偏向に調整することができる。
【００２５】
・図４Ｂに示された同相給電（いわゆる“corporate feed”）の場合、アンテナ素子すべてに同相で給電され、振幅は通常、対称的に外側に向かうほど低減し、副次的なローブは低減される。
【００２６】
直列給電（図４Ａ参照）と同相給電（図４Ｂ参照）との組み合わせが、図４Ｃに示された位相振幅対称給電である。ここでは、アンテナ素子に同相で給電する必要はないが、位相偏差および振幅占有状態は対称的であり、さらに給電網は、同相給電（図４Ｂ参照）の場合より小さい。
【００２７】
図５Ａに示された直接的な直列給電または図５Ｂに示された容量的な直列給電の両構成例から理解できるように、アンテナ素子は給電網に直接結合することができる。
【００２８】
これに対して択一的に、基板下面からアンテナ素子に、
・電磁的な結合（いわゆるスロット結合、図６Ａ参照）によって直列給電するか、または
・電気的なＨＦ（高周波）貫通案内部（いわゆる「通路（vias）」、図６Ｂ参照）によって直列給電することができる（『Millimeter-Wave Microstrip and Printed Circuit Antennas』（P. Bhartia, K.V.S. Rao, R.S. Tomar著、Artech House、ボストン、ロンドン、１９９１年）を参照されたい）。
【００２９】
これに応じて信号分配網は、アンテナ素子と同一の金属面上に設けられるか、またはアンテナ素子に対向する基板面上に設けられる。後者の場合には基板は、内側に設けられ疎らに中断されたメタライゼーションを有するか、ないしは複数の金属層および誘電体層から構成される。さらに配電および給電は、内側に設けられた基板層で行われる。
【００３０】
ここでエレベーション方向のビーム掃引に触れると、アンテナ素子間のエレベーション方向の位相関係を調整することにより、ビームローブがエレベーション方向に掃引され、レーダセンサの取付が斜めになっている場合、ビームローブは垂直方向（一般的には、水平面に対して平行な方向）に所望の角度に方向付けられる。
【００３１】
放射素子間の位相シフトによるこのようなビーム偏向は、図７に図解されている。全般的な基礎、および位相シフトΔφと偏向角度Θとの間の関数的な関係は、『Microwave and Millimeter Wave Phase Shifters』（S.K. Koul, B. Bhat著、第１〜２巻、Artech House、ボストン、ロンドン、１９９１年）に記載されている。
【００３２】
これに関して放射素子間の位相関係は、種々の手段（ｉ）および／または（ｉｉ）によって調整される：
（ｉ）各エレベーション角度ごとにアンテナないしは給電網の特別な設計が、最も簡単には、アンテナ素子を駆動制御するための給電網内の線路長が異なることにより実現される。
【００３３】
こうするためには、ユーザから希望された各エレベーション角度ごとに、ないしは有利に段階付けされた所定の数のエレベーション角度で、異なるＨＦ（高周波）ボードを製造して相応のセンサに導入しなければならない。このことは製造および保管の際に、物流管理上および組織上の著しく大きな手間を必要とする。
【００３４】
さらに、型式表示またはＨＦ（高周波）ボードの取り違えによって、センサが所定のエレベーション角度を有さないという誤りが起こることもある。その際にはレーダシステムは全く機能しないか、または非常に狭い到達範囲でしか機能しないか、または限られた状況でしか機能しなくなる。
【００３５】
このような誤りを発見するのは決して容易ではない。というのもこのような誤ったエレベーション角度は、表面的にはセンサで識別されることがなく、センサを開けてＨＦ（高周波）ボードを精密に検査するか、またはビーム特性を測定することでしか識別できない。このことは実際には、自動車工場で実施することができない。
【００３６】
（ｉｉ）アンテナ素子間において電子的または別の手段で調整可能な移相器（『Microwave and Millimeter Wave Phase Shifters』（S.K. Koul, B.Bhat著、第１〜２巻、Artech House、ボストン、ロンドン、１９９１年）を参照されたい）が、必要な移相器の数およびそれに関連するコストが原因で、場合によってはセンサの構造サイズが嵩むために使用できない。
【００３７】
ここでは、移相器が機械的に「トリム」されている、調整されたエレベーション角度または型式表示が取り違えられるという上記の誤りが起こりうる。
【００３８】
確かに電子的に制御される移相器を備えたレーダセンサのエレベーション角度は、自動車電子回路との情報交換によって適正値に設定することができ、エラーの発生を伴うことはないが、上記のようにコスト上の理由から、電子的に制御される移相器が使用できなくなる。
【００３９】
発明の詳細な説明：課題、解決手段、利点
本発明では、上記で列挙した欠点および短所から出発し、かつ包括的な従来技術を踏襲して、冒頭に述べた形式の装置および冒頭に述べた形式の方法を以下のように発展させることを課題とする。すなわち、レーダセンサのビームローブのエレベーション方向の角度の調整を簡単かつ低コストで実現でき、実施可能なすべてのエレベーション角度で電子的およびＨＦ（高周波）のモジュールを変更する必要がなくなるように発展させることを課題とする。
【００４０】
本発明ではさらに、移相モジュールおよび／または型式表示の取り違えによって生じる誤り、または誤った「トリム」によって生じる誤りを排除しなければならない。
【００４１】
前記課題は、請求項１に記載された特徴を有する装置と、請求項１８に記載された特徴を有する方法とによって解決される。すなわち、
異なるアンテナ素子によって放射および／または受信される電磁放射間の位相シフト、ないしは電磁放射の放射および／または受信のエレベーション方向の角度とりわけエレベーション角度が、
・該線路の実効誘電率とりわけ伝播係数を変化させることによって調整され、および／または
・少なくとも部分的に導電性の材料から形成された少なくとも１つのエレメントを、該線路および／またはアンテナ素子までの間隔が変更可能であるように配置することによって調整されるように構成されており、
前記エレメントは、たとえば金属から形成されていることを特徴とする装置と、
異なるアンテナ素子によって放射および／または受信される電磁放射間の位相シフト、ないしは電磁放射の放射および／または受信のエレベーション方向の角度たとえばエレベーション角度を、
・該線路の実効誘電率たとえば伝播係数を変化させることによって調整し、および／または
・少なくとも部分的に導電性の材料から形成された少なくとも１つのエレメントを、該線路および／またはアンテナ素子に対する間隔が変更可能であるように配置することによって調整し、
前記エレメントは、たとえば少なくとも部分的に金属から形成されていることを特徴とする方法
とによって解決される。
【００４２】
本発明の有利な構成および目的に適った発展形態が、各従属請求項に記載されている。
【００４３】
それによれば本発明における思想は、本発明の基本として高周波電磁放射を送信および／または受信するために使用される１つまたは複数のレーダアンテナを、移動手段の外側または内側に非垂直に取り付けるために、とりわけ自動車の外側または内側に取り付けるために構成することを基礎としている。
【００４４】
本発明の中心は、移動手段用とりわけ自動車用のレーダアンテナのビームローブのエレベーション方向のビーム角度を調整することである。こうするためには少なくとも１つのプレーナ形ＨＦ（高周波）信号路を、意識的かつ目的に沿って、
・信号路の実効誘電率とりわけ伝播係数を、たとえば誘電性の材料から成る少なくとも１つのキャップによって変化させる（いわゆる“dielectric loading”）か、または
・導電性の材料から成る少なくとも１つのエレメントを、信号路からある程度の間隔をおいて取り付けるか、または
・これら双方の技術的手段を組み合わせることによって特性変化（Verstimmen）させる。前記導電性の材料から成る少なくとも１つのエレメントは、たとえば金属性の少なくとも１つのＲａｄｏｍ（レーダドーム（Radar dome））である。
【００４５】
機械的に制御される移相器において、いわゆる「ダイエレクトリックローディング（dielectric loading）」の原理は従来技術からすでにそれ自体に公知である（機械的に制御される１つの移相器を構成する簡単な手段が、たとえば『Microwave and Millimeter Wave Phase Shifters』（S.K. Koul, B.Bhat著、第１〜２巻、Artech House、ボストン、ロンドン、１９９１年）に記載されている）。
【００４６】
ここでは、機械的制御される移相器における「ダイエレクトリックローディング」の原理は、線路の実効誘電率を変化させることである。たとえばマイクロストリップ線路またはストリップライン等のプレーナ線路の場合（『Microwave and Millimeter Wave Phase Shifters』（S.K. Koul, B. Bhat著、第１〜２巻、Artech House、ボストン、ロンドン、１９９１年）第７３頁を参照されたい）、こうするためには、該プレーナ線路を包囲する材料を変更する。その際にはたとえば、誘電性の材料から成るプレートをプレーナ線路に押しつける。
【００４７】
この原理は、たとえばコプレーナ線路、スロット線路および多数の対称的および非対称的なストリップ線路等の別のプレーナ線路にも適用できる。それと同様に、誘電性の材料の物を導波管内部に挿入することにより、該導波管の実効誘電率を変化させることもできる（『Microwave and Millimeter Wave Phase Shifters』（S.K. Koul, B. Bhat著、第１〜２巻、Artech House、ボストン、ロンドン、１９９１年）第７５頁を参照されたい）。
【００４８】
誘電性の導波路の実効誘電率を変化させる択一的な手段が、導電性のエレメントと導波路との間隔を変更することである。この原理は従来技術のＷＯ００／５４３６８Ａ１において、誘電性の導波路上で導電性プレートを機械的に上下に動かすことによってビーム掃引を行うために使用される。
【００４９】
しかし本発明では、ＷＯ００／５４３６８Ａ１の記載とは異なって、誘電性の導波路を使用するのではなく、むしろプレーナ形のＨＦ（高周波）線路を使用する。このＨＦ線路は多様な実施形態において、たとえばコプレーナ線路（＝いわゆる“coplanar waveguide”）、マイクロストリップ線路（＝いわゆる“microstrip line”）、スロット線路（＝いわゆる“slot line”）、または別の対称的および／または非対称的なストリップ線路として構成される（プレーナ形ＨＦ（高周波）線路の構成に関しては、『Integrierte Mikrowellenschaltungen』（R.K. Hoffmann著、Springer出版社、ベルリン、１９８３年）も参照されたい）。
【００５０】
ＷＯ００／５４３６８Ａ１に記載された従来技術と比較して、本発明による発明的かつ新たな構成は、基板上における誘電性の導波路の複雑な処理が省略されるという点で有利である。
【００５１】
また、誘電性導波路と、送信信号を生成するかないしは受信信号を後続処理するＨＦ（高周波）回路との間の移行部も省略される。このＨＦ（高周波）回路は、プレーナ形のＨＦ（高周波）線路とともに構成するのが目的に適っている。位相（関係）およびアンテナダイアグラムが誘電体のキャップによって影響されるＨＦ（高周波）回路およびプレーナ形のＨＦ（高周波）線路は有利には、同一の基板上に設けられる。
【００５２】
さらに本発明では、ＷＯ００／５４３６８Ａ１に記載された従来技術と異なり、導電性とりわけ金属性の少なくとも１つのエレメントだけでなく、択一的または補足的に、レーダセンサの個々のビーム素子間の位相（差）を調整するための誘電性のエレメントも少なくとも１つ使用される。
【００５３】
このことは、ＷＯ００／５４３６８Ａ１にて開示されたような誘電性の導波路では原則的に、非常に限られた場合にだけ可能である。というのも誘電性の導波路における導波は、導波路と周囲の空気との間の誘電率の差と関連するからだ。ここで誘電性のエレメントを誘電性の導波路の直近に位置付けると、電力の一部が誘電性のエレメントに出力結合されるので、不所望に損失されてしまう。
【００５４】
本発明とＷＯ００／５４３６８Ａ１の記載内容とを区別する別の基準は、従来技術から公知の対象は、ビームローブによって時間的に反復して所定の角度領域を走査する「スキャン型」アンテナに関するものであるのに対し、本発明は有利には、ビームローブを（レーダ）センサのキャップによって固定的に調整することを対象としていることである。
【００５５】
本発明の重要な本装置および本方法の発展形態では、付加的に
・エレベーション角度、および／または
・センサの型式識別子、および／または
・車種と、センサが固有のエレベーション角度で設けられる取り付け場所
が、直接、
・有利にはキャップ形に形成された誘電性のエレメントの少なくとも１つのラベル、および／または
・有利にはキャップ形に形成された導電性のエレメントの少なくとも１つのラベル
に表示される。このようにして、センサの取り違えは排除される。
【００５６】
本発明の有利な実施形態では、異なるエレベーション角度は、
・給電網（いわゆる「フィードネットワーク」）から誘電性のキャップまでの間隔を介して、および／または
・給電網から導電性のキャップまでの間隔を介して
精確に調整される。
【００５７】
それに対して択一的または補足的に、キャップの材料を介して、とりわけキャップの材料の誘電率を介して、異なるエレベーション角度を正確に調整することもできる。
【００５８】
また択一的または補足的に、キャップをエレベーション角度に依存して適切に構造化することにより、たとえば孔の形態、溝の形態、コラムの形態、複数の段の形態、および／または蜂の巣の形態等に構造化することにより、異なるエレベーション角度を正確に調整することもできる。
【００５９】
特に有利なのは、誘電性のキャップまたは金属コーティングされたキャップを、少なくとも１つの周期的な構造によって構造化し、いわゆる「遅波」構造を形成することである。この周期的な構造はたとえば、ＰＢＧ（光バンドギャップ（Photonic Band Gap））構造である。周波数の通過帯域および阻止帯域を有するこのような周期的な構造によって、特に大きな位相シフトひいては特に大きなエレベーション角度を達成することができる。このような周期的な構造は、たとえば導波路からそれ自体に既知になっている。
【００６０】
これと関連して前記のような「遅波」構造により、２つのパッチ素子（＝アンテナ素子またはビーム（放射）素子）間の直接的な接続において必要な位相シフトを実現することができる。その際には、アンテナ素子またはビーム（放射）素子の給電部間に存在する空間に収容するのが困難であり付加的な損失を引き起こしてしまう迂回的な線路は必要ない。ＳＲＲ（近距離レーダ、Short Range Radar）に適用する場合、「遅波」構造は特に適している。というのも、「遅波」構造は特に広帯域であるからだ。
【００６１】
誘電性および／または導電性のエレメントと基板を有するＨＦ（高周波）ボードとの間の間隔は比較的に正確に調整され、本発明によるセンサデバイスの寿命にわたって一定に維持されるので、この間隔の公差領域は数十μｍの領域になると推定される。
【００６２】
それゆえ本発明の目的に適った発展形態では、誘電体のボディおよび／または導電性のボディの材料は、ＨＦ（高周波）ボードの材料に近似する熱膨張係数を有する。この熱膨張係数は、最適なケースではＨＦボードの材料と等しい熱膨張係数であり、ここではとりわけ、基板の材料と等しい熱膨張係数である。
【００６３】
ここで、異なるエレベーション角度に対してすべての誘電性および／または導電性のエレメントないしはボディが同一の材料から構成されるか、または少なくとも熱膨張特性の点で類似する材料から構成されている場合、誘電性および／または導電性のエレメントを前記のように構造化することによって、エレベーション角度を調整することができる。
【００６４】
本発明の有利な実施形態では、誘電性の材料および／または導電性のエレメントは機械的に、たとえばスペーサを介してねじ止めまたはクランプすることによってＨＦ（高周波）ボードに結合されるか、または直接的なコンタクトでＨＦ（高周波）ボードに結合される。この直接的なコンタクトは、たとえば点状の面コンタクトによって実現することもできる。択一的または補足的な手段は、誘電性および／または導電性のボディとＨＦ（高周波）ボードとを点状または完全に接着することである。
【００６５】
本発明および本方法の重要な発展形態では、誘電性の材料および／または導電性のエレメントは複数部分に分けて構成することもできる。こうするためにはたとえば、位相ひいてはアンテナダイアグラムに影響するエレメントを、フィードネットワークまたは給電網の上方に取り付けるか、またはフィードネットワークまたは給電網の下方に取り付ける。その際には少なくとも１つの別のエレメントによって、レーダ回路は環境の影響から保護される。この別のエレメントは、有利にはキャップ状に形成される。
【００６６】
それに対して択一的または補足的に、位相ひいてはアンテナダイアグラムに影響するエレメントはキャップの少なくとも１つの切欠内に設けられ、このキャップとともに給電網の上方または給電網の下方に取り付けられる。
【００６７】
本発明の有利な構成では、位相で特性変化される領域と位相で特性変化されない領域との間の移行部は、両領域間の漸次的な移行によって実現される。換言すれば、誘電性および／または金属性のボディからプレーナ線路までの間隔はこの移行領域で、有利には連続的に、たとえば線形の台形状に延在するか、または複数の小さな段で変化する。
【００６８】
これと関連して、障害のないプレーナ線路の領域において誘電性および／または金属性のボディのメタライゼーションを省略することができる（ないしは、Ｒａｄｏｍ（Radar dome）または「レーダドーム」として構成される実施例の場合は省略すべきである）。しかし、目的に沿って障害が設けられたプレーナ線路との移行領域は、一貫してメタライゼーションすることができる。
【００６９】
本発明の有利な実施形態では、フィードネットワークまたは給電網を少なくとも１つの別の線路タイプで構成することにより、誘電性の材料または導電性のエレメントによる位相の影響をより強くする。たとえばＨＦ（高周波）回路はマイクロストリップ線路（＝いわゆる“microstrip lines”）から構成されるのに対し、位相ひいてはアンテナダイアグラムが影響されるように構成された領域において給電網はコプレーナ形に構成される。
【００７０】
このように異なった構成の基礎となっているのは、コプレーナ線路またはスロット線路の場合には、線路上方の空気中に誘導される電磁界の成分がマイクロストリップ線路より大きいということである。したがって、誘電性のキャップまたは導電性のエレメントによる影響は大きくなる。
【００７１】
車高調整部を備えていない移動手段、とりわけ車高調整部を備えていない自動車の負荷が異なっても、エレベーション方向にレーダビームを等しい角度に維持するためには、位相に影響する誘電性および／または導電性のエレメントは、目的に応じて調整可能であるように構成される。このような調整はたとえば、少なくとも１つの電動機を介して行われる。
【００７２】
本発明の有利な発展形態では（レーダ）センサは、目的に応じて外部からアクセス可能な少なくとも１つのコーディングエレメントを有する。このコーディングエレメントは、たとえば少なくとも１つのジャンパまたは少なくとも１つのスイッチである。
【００７３】
このようなコーディングエレメントを介して、角度評価の目的でセンサに対して取り付け位置が通知される。こうすると、センサを「ちょうどひっくり返して」かつ「上下逆さま」に取り付けることができ、特に、上方向のビーム偏向が望ましいかまたは下方向のビーム偏向が望ましいかに依存して取り付けられる。
【００７４】
このようにして（レーダ）センサは、キャップエレメントの種類に関してのみ、キャップエレメントが誘電性であるかまたは金属性であるかに関してのみ構成すればよくなり、このような種類のキャップエレメントによって実現され一方向にのみ行われるビーム偏向を、最適化ないしは最大限にすることができる。
【００７５】
本発明はさらに、機械的に制御される少なくとも１つの移相器にも関する。該移相器は、少なくとも１つの導電性のエレメントから少なくとも１つのプレーナ形ＨＦ（高周波）線路までの間隔の変化に関する。前記プレーナ形ＨＦ線路はたとえば、
・少なくとも１つのストリップ線路、または
・（対称的または非対称的な）少なくとも１つのコプレーナ線路（＝いわゆる“coplanar waveguide”）、または
・少なくとも１つのマイクロストリップ線路（＝いわゆる“microstrip line”）、または
・少なくとも１つのスロット線路（＝いわゆる“slot line”）、または
・少なくとも１つのコプレーナ２ストリップ線路
である（線路タイプの定義に関して：『Integrierte Microwellenschaltungen』（R.K. Hoffmann著、Springer出版社、ベルリン、１９８３年）第９３頁を参照されたい）。
【００７６】
本発明はまた、次の形式の少なくとも１つの誘電性導波路にも関する。すなわち、エレベーション方向の電磁放射の放射および／または受信の位相シフトないしは角度、とりわけエレベーション角度は、少なくとも部分的に導電性の材料から形成された少なくとも１つのエレメントを異なって離隔して配置することにより調整される形式の誘電性導波路にも関する。前記エレメントはとりわけ、少なくとも部分的に金属から形成されている。
【００７７】
これと関連して誘電性の導波路の場合、少なくとも１つの導電性エレメントを配置することは、少なくとも１つの誘電性のエレメントを配置することと比較して有利である。というのも、誘電性の導波路における「ダイエレクトリックローディング」の作用は次の理由で非常に制限されているからだ。すなわち、該誘電性の導波路の導波が空気との境界面における全反射と関連し、かつ１つまたは複数の誘電性エレメントによって引き起こされた「ダイエレクトリックローディング」が強くなると、波は誘導されなくなってしまうという理由で、非常に制限されているからだ。
【００７８】
最後に本発明は、前記形式による少なくとも１つの装置および／または前記形式の少なくとも１つの方法を自動車分野に、とりわけ車両周辺センサ系に適用することに関する。ここではたとえば、自動車においてエアバッグをトリガするためのプリクラッシュセンシングの枠内で関連するような、少なくとも１つのオブジェクトの角度位置の測定および検出に適用される。
【００７９】
ここでは、とりわけレーダセンサ系であるセンサ系によって、検出されたオブジェクトと発生する可能性のある衝突が起こるか否かが検出される。前記オブジェクトは、たとえば別の自動車である。衝突が起こる場合には付加的に、どのような速度およびどのような衝突点で衝突が起こるかが検出される。
【００８０】
これらのデータを把握すれば、自動車の運転手の命を救うことになるミリ秒の時間が得られ、このミリ秒の時間中に準備手段が、たとえばエアバッグの駆動時またはシートベルトシステムの緊張時に実施される。
【００８１】
本発明による装置および方法を使用できる別の使用領域は、パーキングアシスタンスシステム、死角検出ないしは死角監視、または、走行速度を適応的に自動制御するための既存の装置の拡張部であるストップアンドゴーシステムである。これは、たとえばＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）システム（＝適応的な速度制御のためのシステム）である。
【００８２】
したがって、本発明において提案されるプレーナアンテナシステムは、たとえば第３世代のＬＲＲ（Long Range Radar）領域でもＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）システムでも使用することができ、またＳＲＲ（Short Range Radar）領域でも使用することができる。
【００８３】
これと関連して、ＬＲＲ（Long Range Radar）とは一般的に、遠方領域の機能のための長距離到達可能なレーダを指す。このレーダは典型的には、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）機能で７７ＧＨｚの周波数で使用される。
【００８４】
原則的にＳＲＲ（Short Range Radar）システムには、エレベーション角度を目的に応じて調整することが必要であると見なされる場合、本発明で提案されたアンテナ素子またはビーム（放射）素子と本発明で提案された誘電性ないしは金属性のボディとが備えられる。前記ボディは、とりわけキャップ状になっている。
【００８５】
次世代のＳＲＲ（Short Range Radar）では、このことは次の場合にますます当てはまる。すなわち、
・とりわけ受信側において、到達範囲拡大と関連してエレベーション方向のビーム集束をより強力にすべき場合、または
・とりわけ送信側において、より大きくひいてはより強力に集束するアンテナアレイを使用して、副次的ローブをさらに低減する場合。
【００８６】
これと関連して、ＳＲＲ（Short Range Radar）は一般的に、近距離機能のための近距離到達可能なレーダを指す。このレーダは典型的には、パーキングアシスト機能またはエアバッグをトリガするためのプリクラッシュ機能で２４ＧＨｚの周波数で使用される。
【００８７】
ここではとりわけ、本発明による構造は、ビームローブの方向がエレベーション方向に、車両固有の誘電性および／または導電性の少なくとも１つのキャップによって調整されるＳＲＲ（Short Range Radar）センサにおいて使用される。
【００８８】
図面の簡単な説明
すでに前記で述べたように、本発明の思想を有利に実現および発展するために種々の手段が存在する。これらの手段に関しては、請求項１および１８に従属する請求項に記載されており、本発明の別の構成、特徴および利点を以下で、図８Ａ〜３６に示された実施例に基づいて詳細に説明する。
【００８９】
図１Ａ    従来技術による、移相器を介してアナログビーム成形するための第１の構成の一部の概略図である。
【００９０】
図１Ｂ    従来技術による、ビーム成形網を介してアナログビーム成形するための第２の構成の一部の概略図である。
【００９１】
図１Ｃ    従来技術による、デジタルビーム成形するための構成の一部の概略図である。
【００９２】
図２      従来技術による、レーダセンサの取付が斜めである場合のビームローブの偏向の側面図である。
【００９３】
図３Ａ    プレーナ線路構成がコプレーナ線路として構成されている、従来技術の第１の装置の断面図（上のイメージ部）および平面図（下のイメージ部）である。
【００９４】
図３Ｂ    プレーナ線路構成がマイクロストリップ線路として構成されている、従来技術の第２の装置の断面図（上のイメージ部）および平面図（下のイメージ部）である。
【００９５】
図３Ｃ    プレーナ線路構成がスロット線路として構成されている、従来技術の第３の装置の断面図（上のイメージ部）および平面図（下のイメージ部）である。
【００９６】
図４Ａ    従来技術による、アンテナ素子に直列給電の形態で給電するための第１の構成の概略図である。
【００９７】
図４Ｂ    従来技術による、アンテナ素子に同相給電の形態で給電するための第２の構成の概略図である。
【００９８】
図４Ｃ    従来技術による、アンテナ素子に位相振幅対称給電の形態で給電するための第３の構成の概略図である。
【００９９】
図５Ａ    従来技術による、アンテナ素子に直接的または容量的に直列給電するための第１の構成の平面図である。
【０１００】
図５Ｂ    従来技術による、アンテナ素子に直接的または容量的に直列給電するための第２の構成の平面図である。
【０１０１】
図６Ａ    従来技術による、アンテナ素子に基板下面からスロット電磁結合によって直列給電するための第１の構成の断面図（右上のイメージ部）、側面図（左のイメージ部）および平面図（右下のイメージ部）である。
【０１０２】
図６Ｂ    従来技術による、アンテナ素子に基板下面から電気的なＨＦ（高周波）貫通案内部を介して直列給電するための第２の構成の断面図（右上のイメージ部）、側面図（左のイメージ部）および平面図（右下のイメージ部）である。
【０１０３】
図７      従来技術による、放射素子間の位相シフトによるビーム偏向のための構成の概略図である。
【０１０４】
図８Ａ    プレーナ線路構成がコプレーナ線路として構成されている、本発明による装置の第１の実施例の断面図である。
【０１０５】
図８Ｂ    プレーナ線路構成がマイクロストリップ線路として構成されている、本発明による装置の第１の実施例の断面図である。
【０１０６】
図８Ｃ    プレーナ線路構成がスロット線路として構成されている、本発明による装置の第１の実施例の断面図である。
【０１０７】
図９Ａ    プレーナ線路構成がコプレーナ線路として構成されている、本発明による装置の第２の実施例の断面図である。
【０１０８】
図９Ｂ    プレーナ線路構成がマイクロストリップ線路として構成されている、本発明による装置の第２の実施例の断面図である。
【０１０９】
図９Ｃ    プレーナ線路構成がスロット線路として構成されている、本発明による装置の第２の実施例の断面図である。
【０１１０】
図１０Ａ  プレーナ線路構成がコプレーナ線路として構成されている、本発明による装置の第３の実施例の断面図である。
【０１１１】
図１０Ｂ  プレーナ線路構成がマイクロストリップ線路として構成されている、本発明による装置の第３の実施例の断面図である。
【０１１２】
図１０Ｃ  プレーナ線路構成がスロット線路として構成されている、本発明による装置の第３の実施例の断面図である。
【０１１３】
図１１    本発明による装置の第４の実施例の断面図（右上のイメージ部）、側面図（左のイメージ部）および平面図（右下のイメージ部）である。
【０１１４】
図１２    本発明による装置の第５の実施例の断面図（右上のイメージ部）、側面図（左のイメージ部）および平面図（右下のイメージ部）である。
【０１１５】
図１３    本発明による装置の第６の実施例の断面図（右上のイメージ部）、側面図（左のイメージ部）および平面図（右下のイメージ部）である。
【０１１６】
図１４    本発明による装置の第７の実施例の断面図（右上のイメージ部）、側面図（左のイメージ部）および平面図（右下のイメージ部）である。
【０１１７】
図１５    本発明による装置の第８の実施例の概略図である。
【０１１８】
図１６    本発明による装置の第９の実施例の概略図である。
【０１１９】
図１７    差分が２値である移相エレメントが取り付けられている装置の概略図である。
【０１２０】
図１８    本発明による装置の第１０の実施例の概略図である。
【０１２１】
図１９    本発明による装置の第１１の実施例の概略図である。
【０１２２】
図２０    本発明による装置の第１２の実施例の概略図である。
【０１２３】
図２１    本発明による装置の第１３の実施例の概略図である。
【０１２４】
図２２    本発明による装置の第１４の実施例の概略図である。
【０１２５】
図２３    本発明による装置の第１５の実施例の概略図である。
【０１２６】
図２４    シミュレーション計算のために構成された、本発明による簡単な給電網の実施例の概略図である。
【０１２７】
図２５    本発明による誘電性のキャップ状のボディを設ける場合の、図２４の簡単な給電網を備えた構成の第１のシミュレーションモデルの実施例を斜視的に示した図である。
【０１２８】
図２６    本発明による金属性のキャップ状のボディを設ける場合の、図２４の簡単な給電網を備えた構成のシミュレーションモデルの、図２５に対して択一的な実施例を斜視的に示した図である。
【０１２９】
図２７    図２４の簡単な給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成の、デシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を３次元プロットで示した図である。
【０１３０】
図２８    図２４の簡単な給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成の、異なる周波数においてデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を２次元グラフィックスで、度で測定されたビーム偏向角度に対してプロットした図（いわゆる、エレベーション方向のアンテナダイアグラム）である。
【０１３１】
図２９    図２４の簡単な給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成、図２４の簡単な給電網が設けられ本発明による誘電性のキャップ状ボディが設けられた構成、および図２４の簡単な給電網が設けられ本発明による金属性のキャップ状ボディが設けられた構成のデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を２次元グラフィックスで、度で測定されたビーム偏向角度に対してプロットした図（いわゆる、エレベーション方向のアンテナダイアグラム）である。
【０１３２】
図３０    本発明によるメアンダ状の給電網を有する構成の第２のシミュレーションモデルの実施例を斜視的に示した図である。
【０１３３】
図３１    図３０のメアンダ状給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成の、異なる周波数でデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を２次元グラフィックスで、度で測定されたビーム偏向角度でプロットした図（いわゆる、エレベーション方向のアンテナダイアグラム）である。
【０１３４】
図３２    図３０のメアンダ状給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成、図３０のメアンダ状給電網が設けられ本発明による誘電性のキャップ状ボディが設けられた構成、および図３０のメアンダ状給電網が設けられ本発明による金属性のキャップ状ボディが設けられた構成のデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を２次元グラフィックスで、度で測定されたビーム偏向角度に対してプロットした図（いわゆる、エレベーション方向のアンテナダイアグラム）である。
【０１３５】
図３３    図３０のメアンダ状給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成の、異なる周波数でデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性、図３０のメアンダ状給電網が設けられ本発明による誘電性のキャップ状ボディが設けられた構成の、異なる周波数でデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性、および図３０のメアンダ状給電網が設けられ本発明による金属性のキャップ状ボディが設けられた構成の、異なる周波数でデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を、２次元グラフィックスで、度で測定されたビーム偏向角度に対してプロットした図（いわゆる、エレベーション方向のアンテナダイアグラム）である。
【０１３６】
図３４    本発明による同相給電網を有する構成の第３のシミュレーションモデルの実施例を斜視的に示した図である。
【０１３７】
図３５    図３４の同相給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成、図３４の同相給電網が設けられ本発明による誘電性のキャップ状ボディが設けられた構成（ビーム偏向：「前方」）、および図３４の同相給電網が設けられ本発明による誘電性のキャップ状ボディが設けられた構成（ビーム偏向：「後方」）のデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を、２次元グラフィックスで、度で測定されたビーム偏向角度に対してプロットした図（いわゆる、エレベーション方向のアンテナダイアグラム）である。
【０１３８】
図３６    図３４の同相給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成の、異なる周波数でデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性、図３４の同相給電網が設けられ本発明による誘電性のキャップ状ボディが設けられた構成（ビーム偏向：「前方」）の、異なる周波数でデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性、および図３４の同相給電網が設けられ本発明による誘電性のキャップ状ボディが設けられた構成（ビーム偏向：「後方」）の、異なる周波数でデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を、２次元グラフィックスで、度で測定されたビーム偏向角度に対してプロットした図（いわゆる、エレベーション方向のアンテナダイアグラム）である。
【０１３９】
図１Ａ〜３６において同一または同様の構成、要素および特徴には、同一の参照記号が付与されている。
【０１４０】
本発明を実施するための最良の手段
以下で本発明による（レーダ）装置１００と、１つまたは複数のオブジェクトをセンシング、検出および／または評価するための、該装置１００に関連する方法を例解する。該装置１００は、とりわけ近距離範囲用に構成されている。
【０１４１】
このコンテクストでは、アンテナとして機能する装置１００は本発明では基本的に、ＨＦ（高周波）レーダ電磁放射を送信および／または受信するために使用される。
【０１４２】
ここでは装置１００は、誘電率εｒ，１を有する基板層１０を備えている。基板１０の下面１０ｕには、メタライゼーション層１２が取り付けられている（図３Ｂの従来技術の構成と、図８Ｂの本装置１００の第１の実施例、図９Ｂの本装置１００の第２の実施例および図１０Ｂの本装置１００の第３の実施例とを参照されたい）。
【０１４３】
基板１０の上面１０ｏ上では、プレーナ形として形成されたフィードネットワークまたは給電網が１つまたは複数の線路２０の形態で延在する。例として、図３Ａ，３Ｂ，３Ｃ（＝従来技術による構成）および図８Ａ，８Ｂ，８Ｃ（＝本装置１００の第１の実施例）、図９Ａ，９Ｂ，９Ｃ（＝本装置１００の第２の実施例）および図１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ（＝本装置１００の第３の実施例）にそれぞれ異なる３つのプレーナ線路タイプが、基本モードの電界の基本的な経過とともに示されている。すなわち、
・図３Ａ，８Ａ，９Ａ，１０Ａには対称的なコプレーナ線路（＝いわゆる“coplanar waveguide”）が示されている。
・図３Ｂ，８Ｂ，９Ｂ，１０Ｂにはマイクロストリップ線路（＝いわゆる“microstrip line”）が示されている。
・図３Ｃ，８Ｃ，９Ｃ，１０Ｃにはスロット線路（＝いわゆる“slot line”）が示されている。
【０１４４】
このプレーナ線路装置２０は、同様に基板形のＨＦ（高周波）ボード１０上に取り付けられた複数のアンテナ素子またはビーム（放射）素子３２，３４，３６，３８に接続されている（図４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂの従来技術による構成と、図１１の本装置１００の第４の実施例、図１２の本装置１００の第５の実施例、図１３の本装置１００の第６の実施例、図１４の本装置１００の第７の実施例、図１５の本装置１００の第８の実施例、図１６の本装置１００の第９の実施例、差分が２値である移相エレメント６０，６２，６４を備えた図１７の装置、図１８の本装置１００の第１０の実施例、図１９の本装置１００の第１１の実施例、図２０の本装置１００の第１２の実施例、図２１の本装置１００の第１３の実施例、図２２の本装置１００の第１４の実施例および図２３の本装置１００の第１５の実施例とを参照されたい）。
【０１４５】
これらの放射素子３２，３４，３６，３８には異なって給電することができ、たとえば直列給電２２ｓとして給電することができる（いわゆる“series feed”：図４Ａ，５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂの従来技術による構成と、図１１の本装置１００の第４の実施例、図１２の本装置１００の第５の実施例、図１３の本装置１００の第６の実施例、図１４の本装置１００の第７の実施例、図１５の本装置１００の第８の実施例、図２２の本装置１００の第１４の実施例および図２３の本装置１００の第１５の実施例とを参照されたい）。
【０１４６】
このような直列給電２２ｓでは、フィードネットワークまたは給電網は基板１０の上面１０ｏで直接的または容量的に結合される（図５Ａ，５Ｂの従来技術による構成と、図１１の本装置１００の第４の実施例および図１２の本装置１００の第５の実施例とを参照されたい）。
【０１４７】
このように給電網を基板１０の上面１０ｏで直接的または容量的に結合することに対して択一的に、基板１０の下面１０ｕから、給電網をそれぞれスロット３２ｓ，３４ｓ，３６ｓ，３８ｓによって電磁的に結合することによって直列給電２２ｓを行うこともできる（図６Ａの従来技術による構成と、図１３の本装置１００の第６の実施例、図２２の本装置１００の第１４の実施例および図２３の本装置１００の第１５の実施例とを参照されたい）。
【０１４８】
このように給電網を基板１０の下面１０ｕから電磁的に結合することに対して択一的に、基板１０の下面１０ｕから電気的な貫通案内部３２ｄ，３４ｄ，３６ｄ，３８ｄをそれぞれ介して直列給電２２ｓを行うこともできる（図６Ｂの従来技術による構成と、図１４の本装置１００の第７の実施例とを参照されたい）。
【０１４９】
直列給電２２ｓの手法に対して択一的または補足的なアンテナ素子３２，３４，３６，３８の給電法が、同相給電２２ｇである（＝いわゆる“corporate feed”：図４Ｂの従来技術の構成と、差分が２値である３つの移相エレメント６０，６２，６４を備えた図１７の装置、図１８の本装置１００の第１０の実施例、図１９の本装置１００の第１１の実施例、図２０の本装置１００の第１２の実施例および図２１の本装置１００の第１３の実施例とを参照されたい）。
【０１５０】
直列給電２２ｓの手法および／または同相給電２２ｇの手法に対して択一的または補足的なアンテナ素子３２，３４，３６，３８の別の給電法が、位相振幅対称給電２２ｐである（図４Ｃの従来技術による構成と、図１６の本装置１００の第９の実施例とを参照されたい）。
【０１５１】
ここで本発明の中心になっているのは、プレーナ形ＨＦ（高周波）信号路２０を意識的かつ目的に応じて特性変化させることにより、自動車２００用に構成された本発明のレーダアンテナまたはレーダ装置１００のエレベーション方向Ｅのビーム角度が調整されるように構成することだと理解できる。
【０１５２】
図８Ａ，８Ｂ，８Ｃに示された本発明の第１の実施例では、前記のようにプレーナ形ＨＦ（高周波）信号路２０を意識的かつ目的に応じて特性変化させ、ひいてはアンテナ素子３２，３４，３６，３８間の位相差Δφと結果として得られるアンテナダイアグラムとを意識的かつ目的に応じて調整するために、信号路２０の実効誘電率εｅｆｆすなわち伝播係数を変化させる（いわゆる“ダイエレクトリックローディング（dielectric loading”）。そのためには、誘電率εｒ，２＞１を有する誘電体材料から成るキャップ４０を、プレーナ信号路２０の上方に所定の間隔をおいて配置する。
【０１５３】
ここでは線路２０上方の誘電体材料４０の誘電率εｒ，２を増大させることにより、該線路２０における伝播係数が増大し、ひいては２つの放射素子３２，３４ないしは３４，３６ないしは３６，３８間の位相差Δφが増大する。
【０１５４】
図９Ａ，９Ｂ，９Ｃに示された本発明の第２の実施例では、プレーナ形ＨＦ（高周波）信号路２０を意識的かつ目的に応じて特性変化させ、ひいてはアンテナ素子３２，３４，３６，３８間の位相差Δφと結果として得られるアンテナダイアグラムを意識的かつ目的に応じて調整するために、導電性材料から成るプレート形または層形のエレメント５０が、信号路２０から所定の間隔をおいて取り付けられる。
【０１５５】
ここでは、中間スペースに空気を伴って線路２０上方に導電性エレメント５０を取り付けることにより、該線路２０における伝播係数が低減され、ひいては２つの放射素子３２，３４ないしは３４，３６ないしは３６，３８間の位相差Δφが低減される。
【０１５６】
図９Ａ，９Ｂ，９Ｃに示された第２の実施例の場合ように位相差Δφひいてはエレベーション角度Θが金属性エレメント５０によって調整される場合、この金属性エレメント５０は、プラスチック製キャップを部分的ないしは完全にメタライゼーションすることによって有利に製造することができる。
【０１５７】
図１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに示された本発明の第３の実施例では、プレーナ形ＨＦ（高周波）信号路２０を意識的かつ目的に応じて特性変化させ、ひいてはアンテナ素子３２，３４，３６，３８間の位相差Δφと結果として得られるアンテナダイアグラムを意識的かつ目的に応じて調整するために、前記２つの技術的手段（＝誘電性エレメント＋導電性エレメント）を組み合わせて、線路２０と反対側に導電層５０ｓがコーティングされた誘電性材料から成るキャップ４０が形成される。これに対して択一的に、導電性エレメント５０に１つまたは複数の誘電体層４０ｓがコーティングされる変形形態も考えられる。
【０１５８】
誘電性キャップ４０による“ダイエレクトリックローディング”（図８Ａ，８Ｂ，８Ｃ参照）、ないしは導電性エレメント５０の取り付け（図９Ａ，９Ｂ，９Ｃ参照）、ないしは両技術的手段の組み合わせ（図１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ参照）を実施するためには、所望のエレベーション角度Θに依存して適切に、センサ１００の
・誘電性キャップ４０（図８Ａ，８Ｂ，８Ｃ参照）を形成するか、ないしは
・導電性キャップ５０（図９Ａ，９Ｂ，９Ｃ参照）を形成するか、ないしは
・導電層５０ｓを有する誘電性キャップ４０（図１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ参照）を形成する（比較のために、図３Ａ，３Ｂ，３Ｃに従来技術から公知である、障害物のない各線路２０が示されている）。
【０１５９】
これら前記の３つの異なる基本的構成によって、本発明では個々の移相器が制御されるのではなく、実際にはフィードネットワークまたは給電網全体が特性変化されるか、またはフィードネットワークまたは給電網の構成部分の比較的多くが特性変化される。それゆえ給電網は、少なくとも部分的に直列給電部２２ｓ（いわゆる“series feed”）として構成される（『Millimeter-Wave Microstrip and Printed Circuit Antennas』（P. Bhartia, K.V.S. Rao, R.S. Tomar著、Artech House、ボストン、ロンドン、１９９１年）第１６１頁参照）。
【０１６０】
異なるエレベーション角度Θを実現するためには、異なるキャップを取り付けるだけでよい。センサ１００の電子的モジュールおよびＨＦ（高周波）モジュールは、どのような角度でも同一である。このことが、直列給電部を有する直接結合式のアンテナ素子３２，３４，３６に関して図１１（＝本装置１００の第４の実施例）および図１２（本装置１００の第５の実施例）で図解されている。
【０１６１】
図１１では、キャップ４０は同様に形成され、ボード１０に対して比較的大きな間隔をおいて配置されており、ビーム素子３２，３４，３６間を延在する線路２０ひいては該線路２０の位相Δφに該キャップが与える影響は少ない。
【０１６２】
図１２ではキャップ４０は段付きで形成され、誘電性であり、および／または部分的にメタライゼーションされている。図１１とは逆に、ビーム素子３２，３４，３６間を延在する線路２０ひいては該線路２０の位相Δφに該キャップ４０が与える影響は強くなっており、線路２０における位相Δφに影響する（図１２の左に示された）領域４０ｂ（＝位相で“特性変化”される領域）と該線路２０における位相Δφに影響しない（図１２の右に示された）領域４０ｎ（＝位相で“特性変化”されない領域）との間の移行部４０ｔは漸次的に構成されている。すなわち、移行領域４０ｔにおける誘電性キャップ４０から線路２０までの間隔は連続的に、すなわち線形の台形状に変化する（図１２参照）。
【０１６３】
さらに、図１１に示された第４の実施例のおよび図１２に示された第５の実施例の各図示内容から理解できるように、給電網をビーム素子３２，３４，３６，３８と同一のメタライゼーション面に配置することができる。こうすることにより、直接結合式のビーム素子３２，３４，３６，３８の直接的または容量的な直列給電が実現される（『Millimeter-Wave Microstrip and Printed Circuit Antennas』（P. Bhartia, K.V.S. Rao, R.S. Tomar著、Artech House、ボストン、ロンドン、１９９１年）第１３３〜１３４頁を参照されたい）。
【０１６４】
その際、誘電性キャップ４０ないしは導電性キャップ５０は同時に、Ｒａｄｏｍ（Radar dome）または「レーダドーム」を形成する。すなわち、パッチ素子用の電磁放射透過性のドーム形の耐候性保護部を形成する。これはたとえば、レーダ１００のアンテナ装置用のプラスチックカバーの形態で形成される。
【０１６５】
給電網はまた、図１３に示された第６の実施例および図１４に示された第７の実施例の各図示内容から理解できるように、基板１０の放射素子３２，３４，３６，３８に対向する面上に構成することもできる。
【０１６６】
放射器３２ないしは３４ないしは３６ないしは３８はこの場合、
・スロット３２ｓないしは３４ｓないしは３６ｓないしは３８ｓによる電磁的結合によって励振されるか（図１３に示された第６の実施例を参照のこと）、または
・ＨＦ（高周波）貫通案内部３２ｄないしは３４ｄないしは３６ｄないしは３８ｄ（いわゆる「通路」）等による電磁的結合によって励振される。その際、エレベーション角度Θを決定する誘電性キャップ４０は、センサ１００の裏面、すなわちセンサ１００のビーム側とは反対側に設けられている。
【０１６７】
図１３に示された直列給電（＝第６の実施例）および図１４に示された直列給電（＝第７の実施例）では前記のことは、誘電性および／または金属性のキャップ４０による位相Δφおよび結果として得られるアンテナダイアグラムの調整が、基板１０を通過して行われることを意味する。
【０１６８】
この場合でも、線路２０における位相Δφに影響する（図１３ないしは図１４にそれぞれ左に示された）領域４０ｂ（＝位相で「特性変化」される領域）と、該線路２０における位相Δφに影響しない（図１３ないしは図１４にそれぞれ左に示された）領域４０ｎ（＝位相で「特性変化」されない領域）との間の移行部４０ｔは、漸次的に構成されている。このことは、移行領域４０ｔにおける誘電性キャップ４０から線路２０までの間隔が連続的に、すなわち線形の台形状に変化することを意味する（図１３および１４を参照）。
【０１６９】
図１５に示された装置１００の第８の実施例では、誘電率εｒ，２の誘電性材料から成るプレート形ボディ４０によって引き起こされる、直列給電２２ｓの場合のビーム偏向が図解されているのに対し、該装置１００の第９の実施例に基づく図１６には、位相対称給電２２ｐの場合のビーム偏向が示されている（ここで、従来技術による図４Ｃの図示内容も参照されたい）。
【０１７０】
位相（振幅）対称給電２２ｐはその対称性ゆえに、とりわけ副次的ローブを低減するという点で、中間から外側に向かって降下する信号分配のための給電部の設計をさらに簡略化できるので、有利な特性を有する。また有利には、位相振幅対称給電２２ｐに固有の対称性に起因して、エレベーション方向に「斜視」が僅かにしか起こらないか、または全く起こることもない。
【０１７１】
図１６の第９の実施例にて図解されているように、アンテナ素子３２，３４，３６，３８間の各位相差Δφは、
・この種のフィードネットワークまたは給電網の中央給電部の一方の側（＝図１６の上側の領域）で、誘電性キャップ４０による「ダイエレクトリックローディング」によって増大され、
・この種のフィードネットワークまたは給電網の中央給電部の他方の側（＝図１６の下側の領域）において、導電性ボディ５０を設けることにより減少される。
こうすることにより、該給電網でもエレベーション角度Θが調整される。
【０１７２】
図１７，図１８，図１９，図２０および図２１に、同相給電２２ｇの５つの異なる変形形態が示されている。これらの変形形態は、アンテナ素子３２，３４，３６，３８間において３６０°の位相差を伴うことなく機能するように構成されているので、とりわけ広帯域のレーダシステム（いわゆるＵＷＢ（Ultra Wide Band）レーダシステム）および広帯域の通信システム（いわゆるＵＷＢ（Ultra Wide Band）通信システム）に適している。
【０１７３】
このコンテキストでは、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）システムとは一般的に、パルス信号によって動作し、パルス長が非常に短く、帯域幅が非常に大きいレーダシステムおよび通信システムを指す。
【０１７４】
こうするために給電網には、
・２Δφの位相シフトを引き起こす、差分が２値である第１の移相エレメント６０と、
・Δφの位相シフトを引き起こす、差分が２値である第２の移相エレメント６２と、
・Δφの位相シフトを引き起こす、差分が２値である第３の移相エレメント６４と
が挿入される（図１７参照）。これによって、所定のビーム偏向ｎΔφに調整される（ここでは、第１のビーム素子３２ではｎ＝０、ないしは第２のビーム素子３４ではｎ＝１、ないしは第３のビーム素子３６ではｎ＝２、ないしは第４のビーム素子３８ではｎ＝３である）。
【０１７５】
・２Δφの位相シフトを引き起こす、適切に構造化された第１の誘電性エレメント４０と、
・Δφの位相シフトを引き起こす、適切に構造化された第２の誘電性エレメント４２と、
・Δφの位相シフトを引き起こす、適切に構造化された第３の誘電性エレメント４４と
により、差分が２値である前記３つの移相エレメント６０，６２，６４を使用して形成された位相シフトｎΔφは、
・ビーム偏向が縮小されるかまたは消失するように補償されるか（図１８に示された第１０の実施例）、または
・ビーム偏向がたとえば２ｎΔφ（ここではｎ＝０，１，２，３）にまで増大されるように増幅される（図１９に示された第１１の実施例）。
【０１７６】
ここでは前記３つの誘電性エレメント４０，４２，４４は、適切に構造化された誘電性キャップとして形成される。第１の誘電性キャップ（＜−−＞位相シフト２Δφ）は第２の誘電性キャップ４２（＜−−＞位相シフトΔφ）の２倍の長さで形成され、第３の誘電性キャップ４４（＜−−＞位相シフトΔφ）の２倍の長さで形成される。
【０１７７】
誘電性キャップ４０，４２，４４を使用する代わりに、導電性エレメント５０，５２，５４を使用してビーム偏向を補償ないしは増幅することもできる。すなわち、
・２（−Δφ）の位相シフトを引き起こす、適切に構造化された第１の導電性エレメント５０と、
・−Δφの位相シフトを引き起こす、適切に構造化された第２の導電性エレメント５２と、
・−Δφの位相シフトを引き起こす、適切に構造化された第３の導電性エレメント５４とによって、
差分が２値である３つの移相エレメント６０，６２，６４によって形成された位相シフトｎΔφは、
・ビーム偏向が縮小ないしは消失するように補償されるか（図２０に示された第１２の実施例を参照）、または
・ビーム偏向がたとえば２ｎΔφ（ここでは、ｎ＝０，１，２，３）にまで増大されるように増幅される（図２１に示された第１３の実施例を参照）。
【０１７８】
ここでは前記３つの導電性エレメント５０，５２，５４は、適切に構造化された金属性キャップとして形成される。第１の金属性キャップ（＜−−＞位相シフト ２（−Δφ））は第２の金属性キャップ５２（＜−−＞位相シフト −Δφ）の２倍の長さで形成され、第３の金属性キャップ５４（＜−−＞位相シフト −Δφ）の２倍の長さで形成される。
【０１７９】
図１８（＝第１０の実施例）と図２０（＝第１２の実施例）とを比較し、図１９（＝第１１の実施例）と図２１（＝第１３の実施例）とを比較すると理解できるように、図１８および２０においてビーム偏向を消失させる場合ないしは図１９および２１においてビーム放射を図１７に関して２倍にする場合、位相シフトｎΔφに影響するエレメント４０，４２，４４ないしは５０，５２，５４をフィードネットワークまたは給電網の個々の枝部分にそれぞれ対向して配置することの基礎となっているのは、給電網における実効誘電率εｅｆｆ、ひいてはアンテナ素子３２，３４，３６，３８間の位相シフトｎΔφを
・誘電性材料４０，４２，４４によって上昇させ（図１８および図１９参照）、プレーナ線路システム２０が電気的に長くなるようにすること、および
・導電性材料５０，５２，５４によって低減し（図２０および図２１参照）、プレーナ線路システム２０が電気的に短くなるようにすることである。
【０１８０】
メアンダ状給電網の形態、すなわち、位相と結果として得られるアンテナダイアグラムに対する影響をより強くするために給電線路２０をメアンダ状に案内する形態の本発明の２つの変形形態が、図２２（本装置１００の第１４の実施例）および図２３（本装置１００の第１５の実施例）に示されている。
【０１８１】
このような構成によって、ビーム（放射）素子３２，３４，３６，３８の電磁界を相互に逆平行に方向付けするか（図２２参照）または平行に方向付けすることにより（図２３参照）、ビーム（放射）素子３２，３４，３６，３８間の電気長が、半分の波長の倍数になる。その際には、それぞれたとえばＨＦ（高周波）ボード１０の裏面からスロット電磁結合が行われる。
【０１８２】
以下で、本発明の構成および機能原理を、詳細かつ理論的に説明する。まず、エレベーション方向Ｅのビーム偏向Θを取り上げる。
【０１８３】
図７では、ビーム角度Θは以下のように、２つのアンテナ素子またはビーム（放射）素子３２，３４，３６，３８間の位相シフトΔφに関連する（『Microwave and Millimeter Wave Phase Shifters』（S.K. Koul, B. Bhat著、Artech House、ボストン、ロンドン、１９９１年）第１〜２巻を参照されたい）：
Δφ＝Δφ２−Δφ１＝（ω／ｃ）・ａ・ｓｉｎΘ
無損失の線路の伝播係数には、近似的に以下の数式が当てはまる（ＴＥＭ（Transversal ElectroMagnetic）波用の線路、すなわち伝播方向に電磁界成分を有さない電磁波用の線路では、厳密に当てはまる）：
β＝ω・（Ｌ’・Ｃ’）１／２＝ω・（μ０・ε０・εｅｆｆ）１／２
したがって、２つの構成の誘電性キャップの実効誘電率εｅｆｆに依存する２つの素子間の位相シフトΔφの比Δφ２／Δφ１には、以下のようになることが分かる：
【０１８４】
【数１】
2006516370.tif 000003
したがって、ビーム偏向Θは以下のようにして得られる：
Θ= arcsin{Δφ１/[2πa’]・[(εｅｆｆ，２/εｅｆｆ，１)１／２-1]}
ここで誘電性エレメント４０の間隔ａは、波長λに基づいて正規化される：
ａ’＝ａ／λ
誘電性材料４０の誘電率εｅｆｆの影響なしでビーム偏向が消失する（Θ＝０°）場合、２つのアンテナ素子３２，３４ないしは３４，３６ないしは３６，３８間の位相差はΔφ１＝２πになる。
【０１８５】
消失しないビーム偏向（Θ≠０°）が上方向および下方向に発生し、とりわけ「ダイエレクトリックローディング」（＜−−＞少なくとも１つの誘電性ボディ４０を設けること）を導入しなければならない場合、位相差Δφ１＜２πが選択される。というのも「ダイエレクトリックローディング」によって、線路２０を電気的にのみ長くすることができるからだ。
【０１８６】
さらに、伝播係数βの他に線路インピーダンスＺも変化することを考慮すると：
Ｚ＝（Ｌ’／Ｃ’）１／２〜εｅｆｆ−１／２
ある程度の不整合は、通常は許容される。容量Ｃ’およびインダクタンスＬ’が同様に変化する構成が見つからない限り、この不整合によって、実現可能な最大のビーム偏向Θが決定される。
【０１８７】
このような構成は、本発明では基本的に、少なくとも１つのプラスチック製キャップを部分的または完全にメタライゼーションし、該プラスチック製キャップが金属性エレメント５０としてエレベーション角度Θを調整するように作用することによって実現される（図９Ａ，９Ｂ，９Ｃに示された第２の実施例を参照）。
【０１８８】
また、２つのアンテナ素子またはビーム（放射）素子３２，３４，３６，３８間の線路２０の長さないしは位相シフトΔφをΔφ＝ｎ２πにまで増大するという、本発明の基本的な手段も存在する（図１８に示された第１０の実施例および図１９に示された第１１の実施例を参照）
ここで達成可能なプレーナ線路２０の実効誘電率εｅｆｆの変化に触れると、一般的には、マイクロストリップ線路（＝いわゆる“microstrip line”）の実効誘電率と基板１０の誘電率εｒ，１とのずれは、（対称的または非対称的な）コプレーナ線路（＝いわゆる“coplanar waveguide”）の誘電率またはスロット線路（＝いわゆる“slot line”）の誘電率の場合よりも一般的に小さいことが確認される。
【０１８９】
このようなプレーナ線路の実効誘電率の評価は、『Foundations for Microwave Engineering』（R. E. Collin著、第２版、McGraw-Hill International Editions、ニューヨーク他、１９９２年）第１５１頁および第１７６頁に記載されている。
【０１９０】
限りなく薄いメタライゼーションと基板１０上方に空気とを伴うコプレーナ線路およびスロット線路の場合、実効誘電率は
εｅｆｆ＝０．５・（εｒ，１＋１）
である。ここでは、εｒ，１は基板１０の誘電率である。
【０１９１】
マイクロストリップ線路では、実効誘電率εｅｆｆは基板１０の厚さｈおよびマイクロストリップの幅ｗに依存する。メタライゼーションが限りなく薄くかつ基板１０上方に空気が存在する場合、
ｗ＜ｈの場合
εｅｆｆ = 0.5・(εｒ，１+1) + 0.5・(εｒ，１-1)・(1+12h/w)−１／２ + 0.02 (εｒ，１-1)・(1-w/h)２
ｗ＜ｈの場合
εｅｆｆ  = 0.5・(εｒ，１+1) + 0.5・(εｒ，１-1)・(1+12h/w)−１／２
これが意味するところは、マイクロストリップ線路の実効誘電率εｅｆｆは常に、コプレーナ線路またはスロット線路の実効誘電率εｅｆｆより大きいということである。
【０１９２】
上記の数式から、基板１０の誘電率εｒ，１に等しい誘電率εｒ，２を有する材料４０によって「ダイエレクトリックローディング」を行うことにより、最大で、基板１０の誘電率εｒ，１に等しい実効誘電率εｅｆｆが得られるという結果になる。
【０１９３】
コプレーナ線路またはスロット線路では、基板１０の誘電率εｒ，１より大きい誘電率εｒ，２を有する誘電性キャップ４０を使用すると、最大で実効誘電率εｅｆｆ＝０．５・（εｒ，１＋εｒ，２）に到達し、マイクロストリップ線路では第２の導電性面を付加しなければならないので（図１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを参照）、対称的なストリップ線路が得られる。
【０１９４】
さらに「ダイエレクトリックローディング」を伴うマイクロストリップ線路では、実効誘電率εｅｆｆは常に、コプレーナ線路またはスロット線路において同様に「ダイエレクトリックローディング」を行う場合よりも小さい。
【０１９５】
それに対して、導電性エレメント５０を線路２０上方に配置した場合、実効誘電率εｅｆｆは理論的に、値１まで低減される。精確な結果は、シミュレーションプログラムによって得られる。
【０１９６】
以下の表に幾つかの例を挙げる。
【０１９７】
【表１】
2006516370.tif 000004
【０１９８】
マイクロストリップ線路（ＳＲＲ；２４ＧＨｚの周波数の場合には８ｍｍ）は、２４ＧＨｚ〜１０ｍｉｌ Ｒｏ３００３の周波数の場合の５０Ω線路に適用される。５０Ωの線路インピーダンスが４１Ωにまで低減することにより、ｓ１１＝−２０ｄＢの整合が実現される。
【０１９９】
不整合が小さいと同時にビーム偏向Θに対して大きな調整領域が必要とされる場合、アンテナ素子またはビーム（放射）素子３２，３４，３６，３８の間隔ａをエレベーション方向Ｅに縮小することができる。
【０２００】
ここで本発明の機能原理を説明および実証するため、以下でシミュレーションに関する結果を紹介する。まず、直列給電を考察する。
【０２０１】
ＳＲＲ（Short Range Radar）センサのビーム（放射）素子（スロット結合式のパッチ）に関して、直列給電のための最適化されていない仮定上の設計が計算されている。それに相応して図２４に、シミュレーション計算のための（簡単な）フィードネットワークまたは給電網が示されている。ここでは、４つのパッチすべてにおける線路は同じであることが基礎となっている。すなわち、すべてのアンテナ素子またはビーム（放射）素子におけるパワー出力結合は名目上同じであり、アンテナ素子またはビーム（放射）素子の間隔は、λｓ＝８ｍｍまたはΔφ１＝２πである。
【０２０２】
直列給電部の設計において値は、アンテナ素子またはビーム（放射）素子までのブランチ間のすべての接続（回路図では垂直に延在する）が、可能な限り大きな長さで、近い線路インピーダンス（４０Ω〜５０Ω）で形成され、誘電性および／または導電性のキャップによる影響が可能な限り均一になるように設定される。それゆえ線路は最後の素子までに、４５Ωのインピーダンスレベルに変換される（線路ではそれぞれのインピーダンスレベルが指定される）。
【０２０３】
直列給電のためのこのような設計は、電磁波用の有限エレメント‐シミュレーションプログラムの枠内のＨＦＳＳ（High Frequency Structure Simulator）モデルで、３次元構造に変換される。ここでは、スロット結合式のパッチ素子が使用される。
【０２０４】
このようなＨＦＳＳシミュレーションモデルを、スロット結合式かつ直列給電式の４つのパッチに関して図２５に示す。ここでは、Ｒａｄｏｍ（Radar dome）およびＲａｄｏｍ（Radar dome）用の接着材も含まれている。パッチまでのブランチ線路の分岐における参照面の位置に関して、別個のシミュレーション計算が行われる。それに応じて、ブランチ線路は全体で３５０μｍ長くなっている。
【０２０５】
誘電性および／または金属性のキャップの影響のシミュレーション計算を、次の２つの構成で行う：
・フィードネットワークまたは給電網の下方の空間全体に誘電体が充填され、２０μｍの厚さのメタライゼーションの面、すなわち導体路に近接する空間には空気が存在する構成（図２５参照）。
・信号分配網の領域において漸次的に導体路に近づけられるキャップが、給電網の下方に取り付けられる構成（図２６参照。ここではＨＦＳＳシミュレーションモデルが図示されているが、特に金属性キャップの影響に関してシミュレーション計算するのに使用される線路、結合スロットおよびキャップのみ示されている）。
【０２０６】
図２７は、簡単なフィードネットワークまたは給電網を有する構成のデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性が３次元でプロットされた図である。この構成には誘電性および／または導電性のキャップは設けられておらず、周波数は２４ＧＨｚである。
【０２０７】
図２８には、簡単なフィードネットワークまたは給電網を有し誘電性および／または導電性のキャップを有さない構成のデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性が、度で測定されたビーム偏向角度（ｚ軸を起点とする）に対してプロットされている。この直列給電によってビーム角度は周波数に依存する。ここでは、２２ＧＨｚ、２４ＧＨｚ、２６ＧＨｚおよび２８ＧＨｚという異なる周波数を考察する。
【０２０８】
図２９には、周波数が２４ＧＨｚの場合の、簡単なフィードネットワークまたは給電網を有する構成のデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性が、度で測定されたビーム偏向角度（ｚ軸を起点とする）に対してプロットされている。ここでは、次の異なる構成に対して作成されている：
・誘電性および／または金属性のキャップを有さないアレイ
・誘電率ε＝３を有する誘電性キャップが導体路上に直接設けられ、完全に被覆している構成（図２５参照）
・誘電率ε＝４．２を有する誘電性のキャップが導体路上に直接設けられ、完全に被覆している構成（図２５参照）
・金属性キャップが導体路から１００μｍの距離に設けられており、縁部領域において漸次的に信号分配網に近づけられる構成（図２６参照）。
【０２０９】
ここでは、前記ですでに説明したように、約±１０°の旋回範囲が得られる。
【０２１０】
前記ではシミュレーション結果に基づいて、一般的な直列給電の場合の本発明の機能原理を説明および実証したが、以下では、メアンダ状の直列給電部の場合の異なる結果を、一部はシミュレーションに基づいて考察する：
図３０には、図２２（＝本装置１００の第１４の実施例）および図２３（＝本装置１００の第１５の実施例）と同様に、メアンダ状のフィードネットワークまたは給電網が示されている。ここではこのフィードネットワークまたは給電網は、Δφ１＝４πの電気長（２λｓ、すなわち基板の波長の２倍に相応する）を有するアンテナ素子またはビーム（放射）素子ないしはパッチを接続することにより、ビームローブの偏向が可能な限り大きくなる。
【０２１１】
さらに、アンテナ素子またはビーム（放射）素子ないしはパッチの間隔は６ｍｍ（２５ＧＨｚの場合、０．５λに相応する）にまで低減されるので、ビームローブの偏向はさらに増大される。図３０に示されたフィードネットワークまたは給電網では、振幅占有状態が０．５／１／１／０．５の場合、信号分配は０．２５／１／１／０．２５となる。したがって副次的ローブは、最大の主ローブより低く約−２０ｄＢにまで低減される。さらに、主ローブが拡大される。
【０２１２】
図３１は、メアンダ状のフィードネットワークまたは給電網を有し誘電性および／または導電性のキャップを有さない構成のデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性が、度で測定されたビーム偏向角度（ｚ軸を起点とする）に対してプロットされた図である。ここでは、２２ＧＨｚ、２４ＧＨｚ、２６ＧＨｚおよび２８ＧＨｚという異なる周波数を考察する。
【０２１３】
パッチ間の線路長が図２８と比較して長くなっていることにより、ビーム角度はさらに周波数に依存するようになる。６ｍｍのアンテナ素子またはビーム（放射）素子ないしはパッチの間隔は、２６ＧＨｚの自由空間波長の半分に相応する。それより高い周波数は、図３１に記録されていない。というのも、「グレーティングローブ（grating lobe）」が発生するからである。
【０２１４】
図３２には、周波数が２４ＧＨｚの場合の、メアンダ状のフィードネットワークまたは給電網を有する構成のデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性が、度で測定されたビーム偏向角度（ｚ軸を起点とする）に対してプロットされている。ここでは、次の異なる構成に応じて作成されている：
・誘電性および／または金属性のキャップを有さないアレイ
・誘電率ε＝２を有する誘電性キャップ
・誘電率ε＝３を有する誘電性キャップ
・導体路から２００μｍの距離に設けられた金属性キャップ
・導体路から４００μｍの距離に設けられた金属性キャップ
ここでは、金属性のキャップが短い距離にあると、ビーム形状を劣化させるので、２００ｍｍの距離にある金属性キャップによって−７°のビーム偏向が達成される。
【０２１５】
偏向をより大きくするためには、メアンダ状給電網を特別に、金属性キャップを使用するために構成しなければならない。それに対して、誘電性キャップはこのような構成の場合、非常に大きなビーム偏向を実現する。このビーム偏向は、誘電率ε＝２ですでに１５°より大きくなり、誘電率ε＝３で３０°の角度を達成する。
【０２１６】
図３３には、メアンダ状のフィードネットワークまたは給電網を有する構成のエレベーション方向の指向性が、２４ＧＨｚ〜２６ＧＨｚの周波数領域で以下の異なる構成においてデシベルで測定され、度で測定されたビーム偏向角度（ｚ軸を起点とする）に対してプロットされている：
・周波数が２４ＧＨｚである場合の、誘電性および／または金属性のキャップを有さないアレイ
・周波数が２５ＧＨｚである場合の、誘電性および／または金属性のキャップを有さないアレイ
・周波数が２６ＧＨｚである場合の、誘電性および／または金属性のキャップを有さないアレイ
・周波数が２４ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝２を有する誘電性キャップ
・周波数が２５ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝２を有する誘電性キャップ
・周波数が２６ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝２を有する誘電性キャップ
・周波数が２４ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝３を有する誘電性キャップ
・周波数が２５ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝３を有する誘電性キャップ
・周波率が２６ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝３を有する誘電性キャップ
ここでは、周波数に依存する最大ビームの角度差は、ビーム偏向が大きくなると後退するが、そこでも非常に大きいままである。
【０２１７】
したがって、上記で挙げられた２つの構成（図２４〜２９に示された簡単なフィードネットワークまたは給電網；図３０〜３３に示されたメアンダ状のフィードネットワークまたは給電網）は主に、比較的狭帯域の適用に適しており、たとえばプレーナ形アンテナを使用する長距離レーダ（いわゆるＬＲＲ（Long Range Radar）。典型的には、７７ＧＨｚの周波数で動作し間隔を制御するクルーズコントロール、すなわちＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）システムのためのレーダ）に適しているのに対し、次の図３４，３５および３６では、差分が２値である位相差を有し同相で構成された給電網が、図１７、図１８（＝本装置１００の第１０の実施例）、図１９（＝本装置１００の第１１の実施例）、図２０（＝本装置１００の第１２の実施例）および図２１（＝本装置１００の第１３の実施例）に類似して検証される。
【０２１８】
図３４には、すべてのアンテナ素子に基本的に同相で給電する同相給電網、すなわち消失する位相シフト（Δφ１＝０）で給電する同相給電網が示されている。
【０２１９】
大きなビーム偏向を得るために、パッチから第１の分岐までの線路長は約８ｍｍになっている。すなわち、パッチから第１の分岐までの線路長は約λｓに相応する。第１の分岐と第２の分岐との間の線路長は、約１０ｍｍ〜約１２ｍｍである。
【０２２０】
同相給電網には、アンテナ素子またはビーム（放射）素子間の約３５°の位相シフトが挿入される。この位相シフトは上記の線路長で、誘電率ε＝３を有する誘電性キャップによってちょうど補償される（図１８参照）。
【０２２１】
こうすることにより、設計によって誘電性および／または導電性のキャップを使用しないビーム偏向は約１０°になる。振幅占有状態はここでも０．５／１／１／０．５（図３０参照）であり、アンテナ素子またはビーム（放射）素子相互間の間隔は５．４ｍｍである。
【０２２２】
導体路より下方の領域は、「前進方向」ないしは「前方向」のビーム偏向および「後退方向」ないしは「後方向」のビーム偏向のために使用される誘電性キャップの領域である。
【０２２３】
図３５には、周波数が２４ＧＨｚの場合の、同相のフィードネットワークまたは給電網を有する構成のデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性が、度で測定されたビーム偏向角度（ｚ軸を起点とする）に対して以下の異なる構成においてプロットされている：
・誘電性および／または金属性のキャップを有さないアレイ（設計でのビーム偏向）
・誘電率ε＝３を有する誘電性キャップ（「前進方向」のビーム偏向）
・誘電率ε＝３を有する誘電性キャップ（「後退方向」のビーム偏向）。
ここでは、線路長によって予め決定された約１０°のビーム偏向を、第１の誘電性キャップによって精確に補償する。さらに、第１の誘電性キャップと異なって成形された第２の誘電性キャップによって、ビーム偏向は２倍以上になる。
【０２２４】
図３６には、同相のフィードネットワークまたは給電網を有する構成のエレベーション方向の指向性がデシベルで、２０ＧＨｚ〜２８ＧＨｚの周波数領域で次の異なる構成で測定され、度で測定されたビーム偏向角度（ｚ軸を起点とする）に対してプロットされている：
・周波数が２０ＧＨｚである場合の、誘電性および／または金属性のキャップを有さないアレイ
・周波数が２２ＧＨｚである場合の、誘電性および／または金属性のキャップを有さないアレイ
・周波数が２４ＧＨｚである場合の、誘電性および／または金属性のキャップを有さないアレイ
・周波数が２６ＧＨｚである場合の、誘電性および／または金属性のキャップを有さないアレイ
・周波数が２８ＧＨｚである場合の、誘電性および／または金属性のキャップを有さないアレイ
・周波数が２０ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝３を有し領域「前進方向の旋回」にある誘電性キャップ
・周波数が２２ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝３を有し領域「前進方向の旋回」にある誘電性キャップ
・周波数が２４ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝３を有し領域「前進方向の旋回」にある誘電性キャップ
・周波数が２６ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝３を有し領域「前進方向の旋回」にある誘電性キャップ
・周波数が２８ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝３を有し領域「前進方向の旋回」にある誘電性キャップ
・周波数が２０ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝３を有し領域「後退方向の旋回」にある誘電性キャップ
・周波数が２２ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝３を有し領域「後退方向の旋回」にある誘電性キャップ
・周波数が２４ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝３を有し領域「後退方向の旋回」にある誘電性キャップ
・周波数が２６ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝３を有し領域「後退方向の旋回」にある誘電性キャップ
・周波数が２８ＧＨｚである場合の、誘電率ε＝３を有し領域「後退方向の旋回」にある誘電性キャップ
ここでは、誘電性および／または金属性のキャップを有さない構成でも、ビーム偏向を補償する誘電性キャップ（領域「後退方向の旋回」）でも、周波数に伴う最大ビームローブの変化が比較的小さくなっている。
【０２２５】
「前進方向」旋回時の周波数に伴う最大値の変化もまた、比較的小さくなっているが、副次的ローブとちょうど同じように、さらに最適化できる。このような最適化にはとりわけ、
・誘電性および／または導電性のキャップの形状および配置と、
・アンテナ素子またはビーム（放射）素子の位相誤差と、
・アンテナ素子またはビーム（放射）素子相互間の間隔と
が含まれる。
【０２２６】
まとめて考察すると、３つの異なる給電網（図２４〜２９に示された簡単なフィードネットワークまたは給電網；図３０〜３３に示されたメアンダ状のフィードネットワークまたは給電網；図３４〜３６に示された、差分が２値である位相差を伴う同相給電網）における前記の実施例は、本発明の枠内で提案されたプレーナ形レーダアンテナのエレベーション角度の調整のポテンシャルを示している。
【０２２７】
ここではシミュレーション計算のために、２４ＧＨｚの周波数で４つのスロット結合式パッチのうち列が使用される。これらのパッチは、最適化されたアンテナ素子またはビーム（放射）素子としてシミュレーションのために使用できるように設けられている。４つのアンテナ素子またはビーム（放射）素子に限定するのは、シミュレーションの手間を低減するためである。
【０２２８】
この列のビームローブは確かに広幅で、旋回領域には数ｄＢの指向性の差しか生じず、とりわけ旋回による付加的な損失ゆえに、これらの構成のための手間は有利でない場合もあるが、このシミュレーションによって、ビーム旋回の効果が明らかになっている。さらに、給電網の設計を最適化することによって、副次的ローブおよび「グレーティングローブ」をより良好に抑圧することもできるようになる。
【０２２９】
プレーナ形アンテナを中程度の距離領域およびＬＲＲ（Long Range Radar）適用で使用する場合、約２０個のアンテナ素子またはビーム（放射）素子を有する列を使用することにより、必要なアンテナゲインを達成することができる。その際にも、ビームローブは未だ数度の幅にしかならないので、垂線から約５°〜約１０°ずれて取り付けることは、決して許容することができない。
【０２３０】
簡単な直列給電は、狭帯域のＬＲＲ（Long Range Radar）に最も大きな関連性を有する。ここでは特に、「ダイエレクトリックローディング」によって実現される角度領域が限定される。補正は、
・比較的高い誘電率を有する材料を使用して行われるか、または
・たとえばコプレーナ線路等の択一的な線路タイプを使用することによって行われるか、または
・いわゆる「スローウェーブ」構造および／またはいわゆるＰＢＧ（Photonic Band Gap）構造を、とりわけキャップ状の誘電性ないしは導電性のボディで使用することによって行われる。
【０２３１】
同相給電網（図３４〜３６参照）の実施例では、広帯域のシステムおよび大きな旋回領域のためのポテンシャルが示されている。しかし、このような給電網は実に面倒で、大きくなってしまう。
【０２３２】
本発明の成果に関して立証するためには、たとえば２つの異なる自動車に起因して取り付け角度が異なっている場合の、２つのレーダセンサを開けて比較する。給電網およびアンテナが設けられたボードが同一であり、とりわけキャップ状の誘電性ないしは導電性のボディが異なっていれば、この立証は成功である。
【０２３３】
導体路および／またはアンテナ素子ないしはビーム（放射）素子に非透過性のコーティングが設けられている場合（この場合、ボードが同一であるか否かは不明である）、このコーティングはたとえば溶媒によって除去するか、またはＨＦ（高周波）ボードのレントゲン画像を作成することができる。
【０２３４】
とりわけキャップ状の誘電性ないしは金属性のボディが、たとえば塗装によって見かけ上は同一になっており、かつ同一の寸法を有する場合、とりわけキャップ状の誘電性ないしは金属性のキャップの誘電率を求めることができる。こうするために、適した測定技術が存在する。
【図面の簡単な説明】
【０２３５】
【図１Ａ】従来技術による、移相器を介してアナログビーム成形するための第１の構成の一部の概略図である。
【図１Ｂ】従来技術による、ビーム成形網を介してアナログビーム成形するための第２の構成の一部の概略図である。
【図１Ｃ】従来技術による、デジタルビーム成形するための構成の一部の概略図である。
【図２】従来技術による、レーダセンサの取付が斜めである場合のビームローブの偏向の側面図である。
【図３Ａ】プレーナ線路構成がコプレーナ線路として構成されている、従来技術の第１の装置の断面図（上のイメージ部）および平面図（下のイメージ部）である。
【図３Ｂ】プレーナ線路構成がマイクロストリップ線路として構成されている、従来技術の第２の装置の断面図（上のイメージ部）および平面図（下のイメージ部）である。
【図３Ｃ】プレーナ線路構成がスロット線路として構成されている、従来技術の第３の装置の断面図（上のイメージ部）および平面図（下のイメージ部）である。
【図４Ａ】従来技術による、アンテナ素子に直列給電の形態で給電するための第１の構成の概略図である。
【図４Ｂ】従来技術による、アンテナ素子に同相給電の形態で給電するための第２の構成の概略図である。
【図４Ｃ】従来技術による、アンテナ素子に位相振幅対称給電の形態で給電するための第３の構成の概略図である。
【図５Ａ】従来技術による、アンテナ素子に直接的または容量的に直列給電するための第１の構成の平面図である。
【図５Ｂ】従来技術による、アンテナ素子に直接的または容量的に直列給電するための第２の構成の平面図である。
【図６Ａ】従来技術による、アンテナ素子に基板下面からスロット電磁結合によって直列給電するための第１の構成の断面図（右上のイメージ部）、側面図（左のイメージ部）および平面図（右下のイメージ部）である。
【図６Ｂ】従来技術による、アンテナ素子に基板下面から電気的なＨＦ（高周波）貫通案内部を介して直列給電するための第２の構成の断面図（右上のイメージ部）、側面図（左のイメージ部）および平面図（右下のイメージ部）である。
【図７】従来技術による、放射素子間の位相シフトによるビーム偏向のための構成の概略図である。
【図８Ａ】プレーナ線路構成がコプレーナ線路として構成されている、本発明による装置の第１の実施例の断面図である。
【図８Ｂ】プレーナ線路構成がマイクロストリップ線路として構成されている、本発明による装置の第１の実施例の断面図である。
【図８Ｃ】プレーナ線路構成がスロット線路として構成されている、本発明による装置の第１の実施例の断面図である。
【図９Ａ】プレーナ線路構成がコプレーナ線路として構成されている、本発明による装置の第２の実施例の断面図である。
【図９Ｂ】プレーナ線路構成がマイクロストリップ線路として構成されている、本発明による装置の第２の実施例の断面図である。
【図９Ｃ】プレーナ線路構成がスロット線路として構成されている、本発明による装置の第２の実施例の断面図である。
【図１０Ａ】プレーナ線路構成がコプレーナ線路として構成されている、本発明による装置の第３の実施例の断面図である。
【図１０Ｂ】プレーナ線路構成がマイクロストリップ線路として構成されている、本発明による装置の第３の実施例の断面図である。
【図１０Ｃ】プレーナ線路構成がスロット線路として構成されている、本発明による装置の第３の実施例の断面図である。
【図１１】本発明による装置の第４の実施例の断面図（右上のイメージ部）、側面図（左のイメージ部）および平面図（右下のイメージ部）である。
【図１２】本発明による装置の第５の実施例の断面図（右上のイメージ部）、側面図（左のイメージ部）および平面図（右下のイメージ部）である。
【図１３】本発明による装置の第６の実施例の断面図（右上のイメージ部）、側面図（左のイメージ部）および平面図（右下のイメージ部）である。
【図１４】本発明による装置の第７の実施例の断面図（右上のイメージ部）、側面図（左のイメージ部）および平面図（右下のイメージ部）である。
【図１５】本発明による装置の第８の実施例の概略図である。
【図１６】本発明による装置の第９の実施例の概略図である。
【図１７】差分が２値である移相エレメントが取り付けられている装置の概略図である。
【図１８】本発明による装置の第１０の実施例の概略図である。
【図１９】本発明による装置の第１１の実施例の概略図である。
【図２０】本発明による装置の第１２の実施例の概略図である。
【図２１】本発明による装置の第１３の実施例の概略図である。
【図２２】本発明による装置の第１４の実施例の概略図である。
【図２３】本発明による装置の第１５の実施例の概略図である。
【図２４】シミュレーション計算のために構成された、本発明による簡単な給電網の実施例の概略図である。
【図２５】本発明による誘電性のキャップ状のボディを設ける場合の、図２４の簡単な給電網を備えた構成の第１のシミュレーションモデルの実施例を斜視的に示した図である。
【図２６】本発明による金属性のキャップ状のボディを設ける場合の、図２４の簡単な給電網を備えた構成のシミュレーションモデルの、図２５に対して択一的な実施例を斜視的に示した図である。
【図２７】図２４の簡単な給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成の、デシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を３次元プロットで示した図である。
【図２８】図２４の簡単な給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成の、異なる周波数においてデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を２次元グラフィックスで、度で測定されたビーム偏向角度に対してプロットした図（いわゆる、エレベーション方向のアンテナダイアグラム）である。
【図２９】図２４の簡単な給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成、図２４の簡単な給電網が設けられ本発明による誘電性のキャップ状ボディが設けられた構成、および図２４の簡単な給電網が設けられ本発明による金属性のキャップ状ボディが設けられた構成のデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を２次元グラフィックスで、度で測定されたビーム偏向角度に対してプロットした図（いわゆる、エレベーション方向のアンテナダイアグラム）である。
【図３０】本発明によるメアンダ状の給電網を有する構成の第２のシミュレーションモデルの実施例を斜視的に示した図である。
【図３１】図３０のメアンダ状給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成の、異なる周波数でデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を２次元グラフィックスで、度で測定されたビーム偏向角度でプロットした図（いわゆる、エレベーション方向のアンテナダイアグラム）である。
【図３２】図３０のメアンダ状給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成、図３０のメアンダ状給電網が設けられ本発明による誘電性のキャップ状ボディが設けられた構成、および図３０のメアンダ状給電網が設けられ本発明による金属性のキャップ状ボディが設けられた構成のデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を２次元グラフィックスで、度で測定されたビーム偏向角度に対してプロットした図（いわゆる、エレベーション方向のアンテナダイアグラム）である。
【図３３】図３０のメアンダ状給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成の、異なる周波数でデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性、図３０のメアンダ状給電網が設けられ本発明による誘電性のキャップ状ボディが設けられた構成の、異なる周波数でデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性、および図３０のメアンダ状給電網が設けられ本発明による金属性のキャップ状ボディが設けられた構成の、異なる周波数でデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を、２次元グラフィックスで、度で測定されたビーム偏向角度に対してプロットした図（いわゆる、エレベーション方向のアンテナダイアグラム）である。
【図３４】本発明による同相給電網を有する構成の第３のシミュレーションモデルの実施例を斜視的に示した図である。
【図３５】図３４の同相給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成、図３４の同相給電網が設けられ本発明による誘電性のキャップ状ボディが設けられた構成（ビーム偏向：「前方」）、および図３４の同相給電網が設けられ本発明による誘電性のキャップ状ボディが設けられた構成（ビーム偏向：「後方」）のデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を、２次元グラフィックスで、度で測定されたビーム偏向角度に対してプロットした図（いわゆる、エレベーション方向のアンテナダイアグラム）である。
【図３６】図３４の同相給電網が設けられ本発明による誘電性および／または金属性のキャップ状ボディが設けられていない構成の、異なる周波数でデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性、図３４の同相給電網が設けられ本発明による誘電性のキャップ状ボディが設けられた構成（ビーム偏向：「前方」）の、異なる周波数でデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性、および図３４の同相給電網が設けられ本発明による誘電性のキャップ状ボディが設けられた構成（ビーム偏向：「後方」）の、異なる周波数でデシベルで測定されたエレベーション方向の指向性を、２次元グラフィックスで、度で測定されたビーム偏向角度に対してプロットした図（いわゆる、エレベーション方向のアンテナダイアグラム）である。
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【図２】
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【図７】
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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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【国際調査報告】
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