(57)【要約】【課題】アレーアンテナ装置の検出性能の低下を抑制する。【解決手段】アレーアンテナ装置（１）は、複数のアレーアンテナ（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）を備える。複数のアレーアンテナ各々は、給電マイクロストリップ線路（１１）と、該給電マイクロストリップ線路に対して夫々４５度の向きに傾斜している複数の放射素子（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）とを有する。各アレーアンテナは、給電マイクロストリップ線路が一の方向に沿うように配置されると共に、該一の方向に交わる他の方向に互いに離間して配置されている。各放射素子は、各放射素子に電流が供給される際に発生し、夫々対応する放射素子の中心を含む磁界面が、隣接するアレーアンテナの放射素子の中心を含む磁界面と重ならないように、配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアレーアンテナを備え、
前記複数のアレーアンテナ各々は、給電マイクロストリップ線路と、前記給電マイクロストリップ線路に対して夫々４５度の向きに傾斜している複数の放射素子とを有し、
前記複数のアレーアンテナ各々は、前記給電マイクロストリップ線路が一の方向に沿うように配置されると共に、前記一の方向に交わる他の方向に互いに離間して配置されており、
前記複数の放射素子各々は、前記複数の放射素子各々に電流が供給される際に発生し、夫々対応する放射素子の中心を含む磁界面が、隣接するアレーアンテナの放射素子の中心を含む磁界面と重ならないように、配置されている
ことを特徴とするアレーアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレーアンテナ装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば、放射素子が一の方向に直線上に配置されたアレーアンテナが、少なくとも３本、該一の方向に垂直な他の方向に互いに離間して配置された装置であって、各アレーアンテナの該一の方向における配設位置が互いに異なる装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−００８３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アレーアンテナを構成する一の放射素子に電流が流れると、電流の向きに直交する方向に磁界が発生する。この発生した磁界の磁界面に他の放射素子が存在すると、一の放射素子及び他の放射素子間の結合が強くなる。特許文献１に記載の技術では、隣接するアレーアンテナ間の位置関係が規定されていない。このため、アレーアンテナの配置によっては、放射素子間の結合に起因して、アレーアンテナ装置の検出性能が低下する可能性があるという技術的問題点がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、検出性能の低下を抑制することができるアレーアンテナ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のアレーアンテナ装置は、上記課題を解決するために、複数のアレーアンテナを備え、前記複数のアレーアンテナ各々は、給電マイクロストリップ線路と、前記給電マイクロストリップ線路に対して夫々４５度の向きに傾斜している複数の放射素子とを有し、前記複数のアレーアンテナ各々は、前記給電マイクロストリップ線路が一の方向に沿うように配置されると共に、前記一の方向に交わる他の方向に互いに離間して配置されており、前記複数の放射素子各々は、前記複数の放射素子各々に電流が供給される際に発生し、夫々対応する放射素子の中心を含む磁界面が、隣接するアレーアンテナの放射素子の中心を含む磁界面と重ならないように、配置されている。
【０００７】
本願発明者の研究によれば、放射素子の中心を含む磁界面が、該放射素子を含むアレーアンテナに隣接するアレーアンテナの放射素子の中心を含む磁界面と重なる場合に、放射素子間の結合、即ち、アレーアンテナ間の結合が最も大きくなることが判明している。
【０００８】
本発明のアレーアンテナ装置によれば、各放射素子の中心を含む磁界面が、隣接するアレーアンテナの放射素子の中心を含む磁界面と重ならないように、各アレーアンテナが配置されているので、放射素子間の結合を抑制できる。従って、本発明のアレーアンテナ装置は、放射素子間の結合に起因する検出性能の低下を抑制することができる。
【０００９】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るアレーアンテナ装置を示す概略図である。
【図２】アレーアンテナの配置を説明する図である。
【図３】２本のアレーアンテナ間のオフセット量と結合量との関係を示す実験結果の一例である。
【図４】２本のアレーアンテナ間のオフセット量と結合量との関係を示す実験結果の他の例である。
【図５】変形例に係るアレーアンテナ装置の一例である。
【図６】変形例に係るアレーアンテナ装置の他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のアレーアンテナ装置に係る実施形態を図面に基づいて説明する。以下では、先ず、本実施形態に係るアレーアンテナ装置の構成について説明し、次に、アレーアンテナ装置を構成するアレーアンテナの配置に起因するアレーアンテナ間の結合について説明し、最後に、アレーアンテナ装置の検出性能の低下を抑制することができるアレーアンテナの配置について説明する。
【００１２】
１．アレーアンテナ装置の構成
本実施形態に係るアレーアンテナ装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係るアレーアンテナ装置を示す概略図である。
【００１３】
図１において、アレーアンテナ装置１は、３本のアレーアンテナ１０ａ、１０ｂ及び１０ｃ（以降、適宜、“アレーアンテナ１０”と記載する）を備えて構成されている。各アレーアンテナ１０は、Ｙ軸方向に沿って直線状に延びる給電マイクロストリップ線路１１と、該給電マイクロストリップ線路１１に接続された複数の放射素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃ（以降、適宜、“放射素子１２”と記載する）と、該給電マイクロストリップ線路１１に設けられた一又は複数のインピーダンス整合素子１３と、を備えている。各放射素子１２は、給電マイクロストリップ線路１１に対して４５度の向きに傾斜している。各放射素子１２は、典型的には、各アレーアンテナ１０の給電マイクロストリップ線路１１上に等間隔に配置されている。
【００１４】
尚、実際には、製造上の誤差等により完全な等間隔を実現することは困難である。本実施形態に係る「等間隔」は、完全な等間隔に限らず、例えば製造上の誤差以内等、実践上等間隔とみなせる場合も含む概念である。
【００１５】
各アレーアンテナ１０は、裏面に導体接地板が設けられた誘電体基板（図示せず）の表面に、Ｘ軸方向に互いに離間されて配置される。各アレーアンテナ１０は、その動作時に、給電マイクロストリップ線路１１から各放射素子１２に給電される直列給電形平面アレーアンテナである。各放射素子１２に電力が供給されると、各放射素子１２の周囲に磁界が発生する。
【００１６】
２．アレーアンテナ間の結合
アレーアンテナ装置１の動作時に発生した磁界面は、放射素子１２に供給される電流の向きに直交する。例えばアレーアンテナ１０ｃを構成する放射素子１２ｃの周囲に発生した磁界の磁界面に、隣接するアレーアンテナ１０ｂを構成する放射素子１２ｂが存在すると、放射素子１２ｃ及び放射素子１２ｂ間の結合が強くなる（つまり、アレーアンテナ１０ｂとアレーアンテナ１０ｃとの結合が強くなる）。この結果、受信信号の振幅や位相が乱され、アレーアンテナ装置１の検出性能が低下する可能性がある。
【００１７】
図１に示したアレーアンテナ１０と同じアレーアンテナを２本用いて、アレーアンテナの配置と結合量との関係について、図２乃至図４を参照して説明する。図２は、アレーアンテナの配置を説明する図である。図３は、２本のアレーアンテナ間のオフセット量と結合量との関係を示す実験結果の一例である。図４は、２本のアレーアンテナ間のオフセット量と結合量との関係を示す実験結果の他の例である。尚、図３及び図４の各白丸は実験結果を示している。図３及び図４では、互いに隣接する白丸が直線で結ばれている。
【００１８】
図２において、第１のアレーアンテナの給電マイクロストリップ線路と第２のアレーアンテナの給電マイクロストリップ線路との間の距離を「アレー間隔」と称する。第１のアレーアンテナと第２のアレーアンテナとのＹ軸方向のずれ量を「オフセット量」と称する。尚、磁界面ｉ、ｊ及びｘは、夫々対応する放射素子ｉ、ｊ又はｘの中心を含む磁界面である。各放射素子１２は、２．６ｍｍ間隔で等間隔に給電マイクロストリップ線路１１上に配置されているものとする。
【００１９】
アレー間隔を１．９６ｍｍとした場合のオフセット量と結合量との関係について、図３を参照して説明する。図３に示すように、結合量はオフセット量の変化に合わせて周期的に変化している。これは、オフセット量の変化に伴い、第１のアレーアンテナの放射素子と、第２のアレーアンテナの放射素子との位置関係が周期的に変化しているためである。
【００２０】
結合量が極大となる場合（図３の“白丸Ｐ１”、“白丸Ｐ３”参照）、オフセット量は、例えば磁界面ｘが、磁界面ｉ又は磁界面ｊと一致するような値となっている。他方で、結合量が極小となる場合（図３の“白丸Ｐ２”、“白丸Ｐ４”参照）、オフセット量は、例えば磁界面ｘ及び磁界面ｉ間の距離と、磁界面ｘ及び磁界面ｊ間の距離とが等しくなるような値となっている。つまり、磁界面ｘが、磁界面ｉ及び磁界面ｊの両方から最も離れた場合、結合量が極小となる。
【００２１】
同様に、アレー間隔を２．１７ｍｍとした場合のオフセット量と結合量との関係について、図４を参照して説明する。図４に示すように、この場合も、結合量はオフセット量の変化に合わせて周期的に変化している。結合量が極大となる場合（図４の“白丸Ｐ１２”、“白丸Ｐ１４”参照）、オフセット量は、例えば磁界面ｘが、磁界面ｉ又は磁界面ｊと一致するような値となっている。他方で、結合量が極小となる場合（図４の“白丸Ｐ１１”、“白丸Ｐ１３”、“白丸Ｐ１５”参照）、オフセット量は、例えば磁界面ｘ及び磁界面ｉ間の距離と、磁界面ｘ及び磁界面ｊ間の距離とが等しくなるような値となっている。
【００２２】
尚、図３及び図４の実験結果は、放射素子の中心を含む磁界面（例えば、磁界面ｘ、ｉ及びｊ）のみに起因するものではなく、放射素子のサイズや、放射素子の中心を含まない他の磁界面等にも起因する。ここでは、結合量の変化を理解しやすいという理由から、図３及び図４が「放射素子の中心を含む磁界面」という観点から説明されている。
【００２３】
３．アレーアンテナの配置
上述したように、放射素子１２ｘの中心を含む磁界面ｘが、隣接する第１のアレーアンテナの放射素子１２ｉ又は１２ｊの中心を含む磁界面ｉ又はｊと一致した場合に、結合量が極大値をとる。このため、各放射素子の中心を含む磁界面が、隣接するアレーアンテナの放射素子の中心を含む磁界面と一致しないように、各アレーアンテナが配置されれば、大なり小なりアレーアンテナ装置の検出性能の低下を抑制することができる。
【００２４】
結合量をより低減するためには、各放射素子の中心を含む磁界面が、隣接するアレーアンテナの放射素子の中心を含む磁界面からできるだけ離れるように（例えば、図２の磁界面ｘが、磁界面ｉ及び磁界面ｊの両方から最も離れるように）、各アレーアンテナが配置されることが必要である。
【００２５】
本実施形態に係るアレーアンテナ装置１では、各放射素子１２の中心を含む磁界面が、隣接するアレーアンテナ１０の放射素子１２の中心を含む磁界面と重ならないように、望ましくは、各放射素子１２の中心を含む磁界面が、隣接するアレーアンテナ１０の放射素子１２の中心を含む磁界面から最も離れるように、アレーアンテナ１０ａ、１０ｂ及び１０ｃが夫々配置されている。
【００２６】
このため、本実施形態に係るアレーアンテナ装置１では、互いに隣接するアレーアンテナ１０の放射素子１２間の結合（つまり、互いに隣接するアレーアンテナ１０間の結合）を抑制することができる。従って、受信信号の振幅や位相が乱されることが抑制され、アレーアンテナ装置１の検出性能の低下を抑制することができる。
【００２７】
尚、全てのアレーアンテナ１０の放射素子１２各々が給電マイクロストリップ線路１１上に等間隔に配置されている場合、結合量が極小となるように各アレーアンテナ１０が配置されると、アレーアンテナ装置１の動作時に、各放射素子１２の中心を含む磁界面と、隣接するアレーアンテナの放射素子１２の中心を含む磁界面とは等間隔で発生する。
【００２８】
＜変形例＞
本発明に係るアレーアンテナ装置は、図１に示した態様に限らず、図５に示すように、３本のアレーアンテナが合成されることにより１つのアンテナが形成されてもよいし、図６に示すように、４本のアレーアンテナが合成されることにより１つのアンテナが形成されてもよい。本発明に係るアレーアンテナ装置は、４本以上のアレーアンテナを備えていてよい。
【００２９】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うアレーアンテナ装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３０】
１…アレーアンテナ装置、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…アレーアンテナ、１１…給電マイクロストリップ線路、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…放射素子、１３…インピーダンス整合素子
【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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