アンテナ装置、監視装置、アンテナ装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体
【課題】従来のアンテナ装置で複数の異なる検知領域にある対象物を検知するためには、放射・受信パターンの異なるアンテナを複数用意して用途に応じて切替えたり、１種類のアンテナ装置を複数配置して合成したり、アレー構造のアンテナの位相を変化させたりしなければならず、サイズが大きくなり、また処理時間や制御が複雑となりコストが高くなるという課題があった。
【解決手段】複数個の平面アンテナ素子１５が同一平面内に一列に配列されて構成されたアレーアンテナ素子１１、１２が２個、その同一平面内で２列に線対称で配置されて構成されたアレーアンテナ１０を備える。それらの２列のアレーアンテナ素子１１、１２に供給する電力を異ならせることにより、目標とする電波の放射または受信パターンが実現される。
【解決手段】複数個の平面アンテナ素子１５が同一平面内に一列に配列されて構成されたアレーアンテナ素子１１、１２が２個、その同一平面内で２列に線対称で配置されて構成されたアレーアンテナ１０を備える。それらの２列のアレーアンテナ素子１１、１２に供給する電力を異ならせることにより、目標とする電波の放射または受信パターンが実現される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を放射または受信するアンテナ装置、そのアンテナ装置を利用する監視装置、およびアンテナ装置の製造方法等に関する。例えば、物体や人体などの対象物を検知する周囲監視装置や、その周囲監視装置に利用されるアンテナ装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、自動車の衝突防止のために、車両の周囲に存在する他の車両、自転車、歩行者、ガードレール、側壁等の障害物を検知して運転手に知らせる監視装置が、多くの自動車に搭載されるようになってきている。
【０００３】
監視装置には、監視する方向が同じで、異なる複数の領域にある対象物の検知が要求される場合がある。例えば、自動車の前方を監視する監視装置では、走行中には対向車との相対速度が大きくなるために幅が狭くても遠方までの領域にある対象物の検知が要求され、低速走行時には車両周囲の障害物などとの衝突を避けるために、近距離でも広い範囲にある対象物の検知が要求される。
【０００４】
このように異なる複数の領域にあるいずれの対象物も検知できるようにするために、従来は、アンテナ装置の電波の放射・受信パターンを、検知する領域毎に変えていた。
【０００５】
アンテナ装置の電波の放射・受信パターンを変えるために、放射・受信パターンの異なるアンテナを複数用意して、用途に応じて切替えるものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図１１に、その特許文献１に開示されている車両用の周辺監視装置の概略構成図を示す。
【０００７】
この周辺監視装置は、車両１０２の前方の遠方までの対象物を検出する遠距離レーダ１０３と、遠距離レーダ１０３のビームよりも短距離で広い角度範囲にある対象物を検出する近距離レーダ１０５および１０６を備えている。
【０００８】
遠距離レーダ１０３のアンテナから放射されるビームの角度は狭く、例えば数１０ｍ先で数ｍ程度の幅の範囲に広がる程度であり、１００ｍ以上先までの第１の検知領域１０４内の範囲を探索対象とすることができる。
【０００９】
一方、近距離レーダ１０５のアンテナと近距離レーダ１０６のアンテナで合成されるビームの範囲は、車両１０２の前方の短距離の広い角度範囲に広がり、第２の検知領域１０７内の範囲を探索対象とすることができる。
【００１０】
遠距離レーダ１０３は、近距離レーダ１０５および１０６によって検知不可能な遠方の対象物を検知することができるが、自車両１０２の直ぐ斜め前などの対象物を検知することはできない。近距離レーダ１０５および１０６は、車両１０２の斜め前を含む横方向に広い範囲の対象物を検知することができる。
【００１１】
選択手段１０８は、自車両１０２の走行環境や走行状態に基づいて、遠距離レーダ１０３、近距離レーダ１０５および１０６の駆動を選択する。例えば、高速に走行している場合には、近距離レーダ１０５および１０６は駆動されずに、遠距離レーダ１０３のみが駆動されるように選択する。選択されないレーダ装置は駆動されないので、このように制御することにより電力消費の低減を図ることができる。
【００１２】
上記の図１１で説明した周辺監視装置は、放射・受信パターンの異なるアンテナを複数用いてアンテナ装置の電波の放射・受信パターンを変えるものであるが、１種類のアンテナ装置を複数配置して、その合成波を用いて放射・受信パターンを変化させるものもある。
【００１３】
また、アレー構造のアンテナを用いて、各アンテナに接続した位相器によって各アンテナの位相を変化させ合成することにより、放射・受信パターンを変化させるものもある。
【００１４】
一方、車両後退時の規格として、米国からＥＲＢＡ（Extended Range Backing Aid Systems）が提案され、またＭＡＬＳＯ（Maneuvering Aids for Low Speed Operation）という規格が制定されている。
【００１５】
図１２（ａ）に、ＥＲＢＡで規定されている検知領域範囲を、図１２（ｂ）に、ＭＡＬＳＯで規定されている検知領域範囲を、それぞれ示している。
【００１６】
ＥＲＢＡは、米国などでよく見ることができる少し広い敷地からバックで車道等に出る際の安全確認を想定した規格であり、図１２（ａ）に示すように、車両１０２の５ｍ後方までのＥＲＢＡ検知領域１１０内にある対象物を検知できること、と規定されている。
【００１７】
ＭＡＬＳＯは、車庫入れ等を想定した、低速後退時の衝突警報についての規格であり、図１２（ｂ）に示すように、車両１０２の前方０．６ｍまでの範囲および車両１０２の前方コーナーから進行方向に対して３０度広がった範囲のＭＡＬＳＯ前方検知領域１１１と、車両１０２の後方１．０ｍまでの範囲および車両１０２の後方コーナーから進行方向に対して３０度広がった範囲のＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２の、各領域にある対象物を検知できること、と規定されている。
【００１８】
また、ＥＲＢＡおよびＭＡＬＳＯの規格では、これらの規定された領域内の対象物を検知できると共に、これらの領域外の対象物については検出しないことが要求されている。
【００１９】
したがって、ＥＲＢＡ検知領域１１０とＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２の両方の領域にある対象物を検知できる監視装置を車両１０２後部に設置する場合には、２つの異なる検知領域内にある対象物のみを検知しなければならないので、上記で説明したように、放射・受信パターンの異なる複数のアンテナを用いたり、１種類のアンテナ装置を複数配置してその合成波を用いたり、アレー構造のアンテナを用いて各アンテナの位相を変化させたりして、アンテナ装置の電波の放射・受信パターンを検知領域毎に変える必要がある。
【特許文献１】特開２００５−１６５７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、電波の放射・受信パターンの異なるアンテナを複数用意して用途に応じて切替える構成、１種類のアンテナ装置を複数配置してその合成波を用いる構成、アレー構造のアンテナの位相を変化させる構成の、いずれの従来の構成のアンテナ装置においても、サイズが大きくなり、処理時間や制御が複雑となり、コストが高くなるという課題があった。
【００２１】
本発明は、上記従来の課題を考慮して、要求される形状および大きさの検知領域内にある対象物を検知できる電波の放射または受信パターン形状を有し、小型で簡単な構造で安価に実現できる、アンテナ装置、監視装置、およびアンテナ装置の製造方法等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
１つ以上の平面アンテナ素子が同一平面内に一列に配列されて構成されたアレーアンテナ素子が２個、前記同一平面内で２列に実質上線対称で配置されて構成されたアレーアンテナを備え、
前記２列のアレーアンテナ素子間で、少なくとも互いに対向する２つの平面アンテナ素子に供給される電力が異なっているアンテナ装置である。
【００２３】
また、第２の本発明は、
前記アレーアンテナ素子は、複数の前記平面アンテナ素子で構成されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のうち少なくとも一方のアレーアンテナ素子を構成する前記平面アンテナ素子に供給される電力は同一である、第１の本発明のアンテナ装置である。
【００２４】
また、第３の本発明は、
前記アレーアンテナ素子は、複数の前記平面アンテナ素子で構成されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のうち少なくとも一方のアレーアンテナ素子を構成する各前記平面アンテナ素子に供給される電力には互いに異なるものが含まれる、第１の本発明のアンテナ装置である。
【００２５】
また、第４の本発明は、
途中で二股に分岐し、その分岐した各先端がさらに複数個に分岐した１本の給電線を備え、
前記２列のアレーアンテナ素子は、前記複数個に分岐した最先端が前記各平面アンテナ素子に接続されることにより、前記１本の給電線に接続されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれにおいて、そのアレーアンテナ素子を構成している複数の前記平面アンテナ素子に供給される電力は同一であり、
前記給電線の二股に分岐した一方側にアッテネータが設けられている、第２の本発明のアンテナ装置である。
【００２６】
また、第５の本発明は、
途中で二股に分岐し、その分岐した各先端がさらに複数個に分岐した１本の給電線を備え、
前記２列のアレーアンテナ素子は、前記複数個に分岐した最先端が前記各平面アンテナ素子に接続されることにより、前記１本の給電線に接続されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれにおいて、そのアレーアンテナ素子を構成している複数の前記平面アンテナ素子に供給される電力は同一であり、
前記給電線の二股に分岐した一方側に、その一方側に接続された前記アレーアンテナ素子への給電をオンオフするスイッチが設けられており、
前記スイッチのオン状態において前記一方側の電力の減衰が実現される、第２の本発明のアンテナ装置である。
【００２７】
また、第６の本発明は、
前記スイッチをオフした際に、前記スイッチの電力供給側の端子は、インピーダンス整合をするための付加回路に接続される、第５の本発明のアンテナ装置である。
【００２８】
また、第７の本発明は、
使用周波数、前記２列のアレーアンテナ素子間の間隔、および前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれに供給する電力の比が調整されたことにより、所定の目標放射パターン形状が形成されている、第１の本発明のアンテナ装置である。
【００２９】
また、第８の本発明は、
前記アレーアンテナ素子は、平面基板上に形成されている、第１の本発明のアンテナ装置である。
【００３０】
また、第９の本発明は、
前記平面アンテナ素子は、パッチアンテナである、第８の本発明のアンテナ装置である。
【００３１】
また、第１０の本発明は、
２つの規格の各検知領域をそれぞれ検知するために必要な形状、大きさの２つの放射パターン領域を合成した形状、大きさの放射パターン領域を有するアンテナ装置であって、
前記アンテナ装置は、１つ以上の平面アンテナ素子が同一平面内に一列に配列されて構成されたアレーアンテナ素子が２個、前記同一平面内で２列に実質上線対称で配置されて構成されたアレーアンテナを備え、
前記２列のアレーアンテナ素子間で、少なくとも互いに対向する２つの平面アンテナ素子に供給される電力が異なっており、
前記２列のアレーアンテナ素子は、いずれもそのアレーアンテナ素子を構成する前記平面アンテナ素子に供給される電力が同一であり、
使用周波数、前記２列のアレーアンテナ素子間の間隔、前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれに供給する電力の比およびその電力値が調整されたことにより、前記合成した形状、大きさの放射パターン領域が実現されている、アンテナ装置である。
【００３２】
また、第１１の本発明は、
送信用アンテナとして第１０の本発明のアンテナ装置と、
前記送信用アンテナから送信され対象物で反射した電波を受信する受信用アンテナとして第１０の本発明のアンテナ装置を有する受信部と、
前記受信用アンテナで受信された前記電波の強度に応じて、対象物の有無を判断する判断部とを備えた監視装置である。
【００３３】
また、第１２の本発明は、
前記監視装置は、車両後部に設置され、
前記２つの規格の検知領域とは、ＥＲＢＡで規定される検知領域と、ＭＡＬＳＯの車両後部側に規定される検知領域である、第１１の本発明の監視装置である。
【００３４】
また、第１３の本発明は、
１つ以上の平面アンテナ素子が同一平面内に一列に配列されて構成されたアレーアンテナ素子が２個、前記同一平面内で２列に実質上線対称で配置されて構成されたアレーアンテナを有し、前記２列のアレーアンテナ素子間で少なくとも互いに対向する２つの平面アンテナ素子に供給される電力が異なっている、所定の目標放射パターン形状を発生させるアンテナ装置の製造方法であって、
使用周波数、前記２列のアレーアンテナ素子間の間隔、および前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれに供給する電力の比を調整することにより、前記目標放射パターン形状を持つアンテナ装置の製造方法である。
【００３５】
また、第１４の本発明は、
前記目標放射パターン形状の領域は、ＥＲＢＡで規定される検知領域を検知するための放射パターン領域と、ＭＡＬＳＯの車両後部側に規定される検知領域を検知するための放射パターン領域とを合成した放射パターン領域である、第１３の本発明のアンテナ装置の製造方法である。
【００３６】
また、第１５の本発明は、
第１１の本発明の監視装置の、前記受信用アンテナで受信された前記電波の強度に応じて対象物の有無を判断する前記判断部としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００３７】
また、第１６の本発明は、
第１５の本発明のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００３８】
本発明により、要求される形状および大きさの検知領域内にある対象物を検知できる電波の放射または受信パターン形状を有し、小型で簡単な構造で安価に実現できる、アンテナ装置、監視装置、およびアンテナ装置の製造方法等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１のアンテナ装置の全体構成図を示す。
【００４１】
本実施の形態１のアンテナ装置は、同一平面上に２列に配置されたアレーアンテナ素子１１および１２で構成されるアレーアンテナ１０と、アレーアンテナ１０に電力を供給する給電線１４と、給電線１４上に挿入されたアッテネータ１３を備えている。
【００４２】
アレーアンテナ素子１１および１２は同一の構成であり、それぞれ、同一の基板上に１列に配置された複数のパッチアンテナ１５によって構成されている。
【００４３】
図２に、本実施の形態１のアレーアンテナ１０を構成する複数のパッチアンテナ１５の構成例を示す。図２は、同一の基板上に形成させた複数のパッチアンテナ１５の上面図を示している。ここでは、アレーアンテナ素子１１および１２を、それぞれ、正方形形状のパッチアンテナ１５を４個、等間隔に１列に配列した構成としている。
【００４４】
なお、パッチアンテナ素子１５が、本発明の平面アンテナ素子の一例にあたる。
【００４５】
図１に示すように、１本の給電線１４が二股に分岐し、さらに二股で２本に分岐したそれぞれの先端部分で分岐して、分岐したそれらの最先端部分がアレーアンテナ素子１１および１２を構成している各パッチアンテナ１５に接続されている。各パッチアンテナ１５へは、給電線１４の最先端部分が接続されているそれらの中心付近から電力が供給される。
【００４６】
この構成において、アッテネータ１３を給電線１４に挿入しない場合には、アレーアンテナ素子１１および１２に同一の電力が供給されることになるが、本実施の形態１では、アレーアンテナ素子１２への給電線上にアッテネータ１３を挿入しているので、アレーアンテナ素子１２に供給される電力は、アレーアンテナ素子１１に供給される電力より、アッテネータ１３による挿入損失分、低い電力値となる。
【００４７】
アッテネータ１３の減衰量を変化させると、アレーアンテナ素子１１および１２に供給される電力値の比が変化する。つまり、アッテネータ１３の減衰量を大きくすると、アレーアンテナ素子１２に供給される電力値は、アレーアンテナ素子１１に供給される電力値に比べて、より小さくなる。
【００４８】
アレーアンテナ素子１１および１２に供給される電力値の比が変化するに伴い、アレーアンテナ１０によって形成される放射・受信パターンの形状も変化する。
【００４９】
アレーアンテナ素子１１および１２に供給される電力値の比の変化が、アレーアンテナ１０によって形成される放射・受信パターンの形状に影響を与えることについて、図１〜図３を用いて以下に説明する。
【００５０】
図３は、シミュレーションにより、アレーアンテナ素子１１および１２を構成する各パッチアンテナ１５間の距離と、アレーアンテナ素子１１および１２に供給する電力値の比を変化させたときに、アレーアンテナ１０によって形成される放射・受信パターンを示している。
【００５１】
それぞれ、４つのパッチアンテナ１５を等間隔に１列に配置した、図２に示した構成のアレーアンテナ素子１１および１２において、各アレーアンテナ素子１１および１２を構成しているパッチアンテナ１５の各中心間の距離（素子間隔ｄｙ）と、アレーアンテナ素子１１とアレーアンテナ素子１２をそれぞれ構成しているパッチアンテナ１５の各中心間の距離（素子間隔ｄｘ）と、アレーアンテナ素子１１および１２に供給する電力値の比を変化させた場合の、アレーアンテナ１０によって形成される各放射・受信パターンを図３に示している。
【００５２】
素子間隔ｄｘ＝素子間隔ｄｙとして、これらの素子間隔を、３ｍｍ、９．３ｍｍ、１２ｍｍとしたそれぞれの場合について、アッテネータ１３を挿入しない場合（アレーアンテナ素子１１への供給電力値：アレーアンテナ素子１２への供給電力値（以下「供給電力比」という）＝１：１）、およびアッテネータ１３の減衰量を１．２５ｄＢ、３ｄＢ、６ｄＢ（それぞれ、供給電力比＝「１：０．７５」、「１：０．５」、「１：０．２５」）とした場合の、それぞれの放射・受信パターンを示している。
【００５３】
なお、使用周波数として２６ＧＨｚを用いたので、ここで設定した各素子間隔３ｍｍ、９．３ｍｍ、１２ｍｍは、それぞれ波長λの、０．２６倍、０．８１倍、１．０４倍に相当する距離である。
【００５４】
図３より、各パッチアンテナ１５間の素子間隔が異なることにより、アレーアンテナ１０によって形成される放射・受信パターンの形状が異なることがわかる。また、素子間隔を９．３ｍｍにした場合および１２ｍｍにした場合には、アレーアンテナ素子１１およびアレーアンテナ素子１２への供給電力比の変化に伴い、アレーアンテナ１０によって形成される放射・受信パターンの形状が変化することがわかる。
【００５５】
つまり、アレーアンテナ素子１１とアレーアンテナ素子１２の間隔と、アッテネータ１３の減衰量を変化させることにより、アレーアンテナ１０によって形成される放射・受信パターンの形状を変化させることができる。
【００５６】
自動車の車両後方を監視する監視装置において、図１２に示したＥＲＢＡ検知領域１１０とＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２の両方の領域を包含し、かつその領域外の対象物を検知しないような検知領域を持った放射・受信パターンのアンテナがあれば、複数のアンテナを設置して切り替えるなどしなくても、一つのアンテナでこれらの２つの規格の検知領域に対応することができる。
【００５７】
図１２（ａ）に示したＥＲＢＡ検知領域１１０と図１２（ｂ）に示したＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２を合成した領域の範囲を、図４に示す。
【００５８】
図４に太線で示す合成検知範囲４０内にある物体を検知できれば、ＥＲＢＡ検知領域１１０にある対象物とＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２にある対象物の両方を検知できることになる。この合成検知範囲４０の形状を、図３に示した各放射・受信パターンの形状と比較すると、素子間隔＝９．３ｍｍで供給電力比を１：０．５とした場合の放射・受信パターンの形状が、合成検知範囲４０の形状を包含し、かつそれ以外の範囲を必要以上に含まない形状であることがわかる。
【００５９】
一方、アンテナに供給する電力値を変化させた場合には、検知できる対象物までの到達距離は変化するが、そのアンテナの放射・受信パターンの形状は変化しない。したがって、図２のような構成のアレーアンテナ１０で、素子間隔＝９．３ｍｍとして、アレーアンテナ素子１１およびアレーアンテナ素子１２への供給電力比を１：０．５に維持しながら供給電力値を調整することにより、合成検知範囲４０を含み、かつそれ以外の範囲を必要以上に含まないような検知領域とすることができる。
【００６０】
つまり、図２に示した構成のアレーアンテナ１０において、素子間隔＝９．３ｍｍで供給電力比を１：０．５とした場合に形成される放射・受信パターンの形状が、ＥＲＢＡ検知領域１１０とＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２の両方の検知領域にある対象物を検知するための理想的な放射・受信パターン形状である、と言える。
【００６１】
このように、供給電力比を１：０．５とし、素子間隔を使用周波数（２６ＧＨｚ）の約０．８倍（９．３ｍｍ）とすることにより、ＥＲＢＡ検知領域１１０とＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２の両方の検知領域にある対象物を検知するための理想的な放射・受信パターン形状とすることができる。
【００６２】
なお、ＥＲＢＡ検知領域１１０およびＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２が、本発明の、２つの規格の検知領域の一例にあたる。また、図３に示した、素子間隔＝９．３ｍｍで供給電力比を１：０．５とした場合に形成される放射・受信パターンの形状が、本発明の、所定の放射パターン形状の一例にあたる。また、図４に示した合成検知範囲４０の形状が、本発明の所定の目標放射パターン形状の一例にあたる。
【００６３】
したがって、図１に示したアレーアンテナ１０において、アレーアンテナ素子１１およびアレーアンテナ素子１２への供給電力比を１：０．５にするために、アッテネータ１３として減衰量が３ｄＢのアッテネータを用い、アレーアンテナ素子１１とアレーアンテナ素子１２の各パッチアンテナ１５の中心間の距離を９．３ｍｍとした構成にすることにより、ＥＲＢＡ検知領域１１０とＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２の両方の規格を満たすアンテナ装置とすることができる。
【００６４】
このように、ＥＲＢＡ検知領域１１０とＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２の両方の規格を、切り替え制御など必要の無い簡単な構成で満たすことができるので、小型で安価な構成のアンテナ装置を実現できる。
【００６５】
したがって、本実施の形態１のアンテナ装置を用いることにより、ＥＲＢＡとＭＡＬＳＯの両規格を満たすような監視装置も、小型で安価に実現することができる。
【００６６】
なお、図１に示した構成では、アレーアンテナ素子１１を構成する各パッチアンテナ１５に供給される電力を同一とし、アレーアンテナ素子１２を構成する各パッチアンテナ１５に供給される電力を同一として説明したが、各アレーアンテナ素子で対向するパッチアンテナ１５に供給される電力値が異なっていさえすれば、同じアレーアンテナ素子内の各パッチアンテナ１５に供給される電力値が異なっていてもよい。
【００６７】
図５に、本実施の形態１の他の構成のアンテナ装置の全体構成図を示す。なお、図１と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。
【００６８】
図１に示したアンテナ装置では、給電線１４が先端で分岐する前の部分にアッテネータ１３を挿入していたのに対し、図５に示したアンテナ装置では、給電線１４が先端で分岐した後の部分、すなわちアレーアンテナ素子２１の各パッチアンテナ１５毎の電力が供給される給電線上にアッテネータ２２〜２５が挿入されている点が異なる。
【００６９】
アッテネータ２２〜２５の各減衰量の違いにより、アレーアンテナ素子２１を構成している各パッチアンテナ間に供給される電力値は異なるが、アレーアンテナ素子２１のいずれのパッチアンテナ１５にもアッテネータが挿入されているので、それぞれ対向するアレーアンテナ素子１１のパッチアンテナ１５に供給される電力値よりも小さい電力が供給される。
【００７０】
したがって、アレーアンテナ２０において、アレーアンテナ素子２１には、アレーアンテナ素子１１に供給されるよりも小さな電力が供給されることになる。
【００７１】
図５に示す構成では、アレーアンテナ素子２１を構成するパッチアンテナ１５毎に供給する電力値を変化させて設定できるので、各アッテネータ２２〜２５の減衰量を調整することより、図１に示した構成よりもさらに多くの種類の放射・受信パターンを形成させることができる。
【００７２】
また、アレーアンテナ素子２１を構成する各パッチアンテナ１５に供給される電力が、そのパッチアンテナ１５に対向するアレーアンテナ素子１１を構成するパッチアンテナ１５に供給される電力よりも小さければ、アレーアンテナ素子１１を構成する各パッチアンテナ１５に供給される電力も同一でなくてもよい。
【００７３】
また、図５では、アレーアンテナ素子２１を構成する各パッチアンテナ１５について、それぞれの電力が供給される全ての供給線１４上にアッテネータ２２〜２５を設ける構成としたが、アレーアンテナ素子２１を構成するパッチアンテナ１５のうち、一部のパッチアンテナ１５に供給する供給線１４上のみにアッテネータを設ける構成としてもよい。例えば、図５のアンテナ装置の構成において、アッテネータ２２のみを残し、アッテネータ２３〜２５を削除した構成としてもよい。この場合は、アレーアンテナ素子１１および１２を構成している対向する４組のパッチアンテナ１５のうち、対向する１組のパッチアンテナ１５に供給される電力が異なり、残りの対向する３組のパッチアンテナ１５については同一の電力が供給されることになる。このように、２つのアレーアンテナ素子１１および２１を構成している対向する複数組のパッチアンテナ１５のうち、少なくとも１組のパッチアンテナ１５に供給される電力が異なっていればよい。
【００７４】
また、図１に示した構成では、アレーアンテナ素子１１およびアレーアンテナ素子１２を、図２に示すように、平行な２列に配置された複数のパッチアンテナ１５の構成としたが、このような構成でなくても、２つのアレーアンテナ素子が実質上線対称に配置されていればよい。
【００７５】
なお、本明細書において「実質上線対称」とは、２つのアレーアンテナ素子が厳密に線対称に配置されている場合に限らず、社会通念上「線対称」と言える程度に配置されている場合も含むことを意味する。すなわち、２つのアレーアンテナ素子がほぼ線対称となるように配置されていればよい。
【００７６】
図６（ａ）および（ｂ）に、２つのアレーアンテナ素子の他の構成例の上面図を示している。いずれも図２と同様に、複数の正方形形状のパッチアンテナ１５で構成されるが、それらの配置が図２の場合と異なる。
【００７７】
図６（ａ）に示す２つのアレーアンテナ素子２６およびアレーアンテナ素子２７は、いずれも、複数のパッチアンテナ１５が、一直線状ではなく、ジグザクに配置されている。このようなパッチアンテナ１５の配置で構成されていても、図６（ａ）に示すように実質上線対称となるように、２つのアレーアンテナ素子２６およびアレーアンテナ素子２７が配置されていればよい。
【００７８】
図６（ｂ）に示す２つのアレーアンテナ素子２８およびアレーアンテナ素子２９は、いずれも、複数のパッチアンテナ１５が、順次ずれていくように配置されている。このようなパッチアンテナ１５の配置で構成されていても、図６（ｂ）に示すように実質上線対称となるように、２つのアレーアンテナ素子２８およびアレーアンテナ素子２９が配置されていればよく、２つのアレーアンテナ素子が平行に配置されていなくてもよい。
【００７９】
なお、本実施の形態１では、各アレーアンテナ素子１１および１２が、４つのパッチアンテナ１５で構成される例で説明したが、各アレーアンテナ素子１１および１２を構成するパッチアンテナ１５の数は、アレーアンテナ素子１１および１２を構成する数が等しければ、それぞれ１つ以上いくつであってもよい。各アレーアンテナ素子１１および１２を構成するパッチアンテナ１５の数が多いほど、形成される放射・受信パターンの形状の飛び出した部分の先端の角度が小さくなる傾向がある。
【００８０】
また、本実施の形態１では、各アレーアンテナ素子１１および１２を、複数の正方形形状のパッチアンテナ１５で構成することとして説明したが、正方形形状以外の形状の複数のパッチアンテナで構成されていてもよい。また、パッチアンテナ以外の複数の平面アンテナで構成されていてもよい。
【００８１】
また、本実施の形態１では、各アレーアンテナ素子１１および１２を構成する複数のパッチアンテナ１５が、１枚の基板上に形成されていることとしたが、アレーアンテナ素子１１とアレーアンテナ素子１２が同一平面上で実質上線対称となるように配置されていれば、アレーアンテナ素子１１を構成するパッチアンテナ１５と、アレーアンテナ素子１２を構成するパッチアンテナ１５とが、別の基板上に形成されていてもよい。
【００８２】
（実施の形態２）
図７に、本発明の実施の形態２のアンテナ装置の全体構成図を示す。
【００８３】
なお、図１と同じ構成部分には同じ符号を用いている。図１と同じ構成部分の説明は省略する。
【００８４】
本実施の形態２のアンテナ装置は、図１に示した実施の形態１のアンテナ装置のアッテネータ１３の代わりに、アレーアンテナ素子１２に電力を供給する給電線１４上に、スイッチ部１６を挿入したことを特徴とするものである。
【００８５】
スイッチ部１６をＯＮした場合、スイッチ部１６自身の伝送損失により、アレーアンテナ素子１２に供給される電力は、アレーアンテナ素子１１に供給される電力より、低い電力値となり、実施の形態１と同じく、アレーアンテナ素子１１およびアレーアンテナ素子１２への供給電力比が１：１の場合とは、アレーアンテナ１０によって形成される電波の放射・受信パターンの形状が異なるものとなる。
【００８６】
例えば、アレーアンテナ素子１１および１２の構成を図２に示す構成とし、各アレーアンテナ素子１１および１２間のパッチアンテナ１５の各中心間の距離を９．３ｍｍとし、使用周波数を２６ＧＨｚとし、スイッチ部１６として挿入損失３ｄＢのスイッチを用いた場合には、スイッチ部１６をＯＮにすると、アレーアンテナ１０によって、図３に示した素子間隔＝９．３ｍｍで供給電力比＝１：０．５のときの放射・受信パターンが形成されることになる。
【００８７】
スイッチ部１６をＯＦＦした場合、アレーアンテナ素子１２は給電線１４と分離されるので、アレーアンテナ１０によって形成される放射・受信パターンは、アレーアンテナ素子１１のみの特性のパターンの形状に切替わる。
【００８８】
アレーアンテナ素子１１のみの特性の放射・受信パターンの形状は、図３のｄｘ＝３ｍｍの場合のような、円形に近似した形状となる。
【００８９】
本実施の形態２のアンテナ装置を車両後部用の監視装置に利用することにより、例えば、通常はスイッチ部１６をＯＮにして、ＥＲＢＡおよびＭＡＬＳＯで規定されている検知領域を検知するようにしておき、それらの検知領域外の対象物も検知させる場合に、スイッチ部１６をＯＦＦにして検知させる、といった利用ができる。
【００９０】
図８に、本実施の形態２の他の構成のアンテナ装置の全体構成図を示す。
【００９１】
なお、図１と同じ構成部分には同じ符号を用いている。図１と同じ構成部分の説明は省略する。
【００９２】
図８に示したアンテナ装置は、図７に示したアンテナ装置のスイッチ部１６の代わりに３端子のスイッチ部１７を用い、スイッチ部１７の端子ＣとＧＮＤとの間に付加回路部１８を追加したものである。この付加回路部１８は、５０Ωで構成される。
【００９３】
なお、図８において、Ｌ１は、給電線１４において、アレーアンテナ素子１１とアレーアンテナ素子１２への分岐点Ａからスイッチ部５の端子Ｂまでの給電線の長さを示し、Ｌ２は、スイッチ部１７の内部端子Ｂと端子Ｃ間の長さを示し、Ｌ３は、スイッチ部１７の端子ＣからＧＮＤまでの給電線の長さを示している。
【００９４】
スイッチ部１７の内部端子Ｂと端子Ｃが接続された場合、給電線１４からアレーアンテナ素子１２へ供給される電力は、スイッチ部１７の内部端子Ｂと端子Ｃを通じて付加回路部１８に流れインピーダンスマッチングを取ることができる。
【００９５】
または、付加回路部１８の抵抗５０Ωを外し、給電線のＬ１、Ｌ２、Ｌ３の合計の長さを、アレーアンテナ素子１２に供給される信号の波長λの（ｎ＊λ）／４（ｎは奇数）にすることにより、給電線１４の分岐点Ａからアレーアンテナ素子１２を見たインピーダンスを無限大とすることができ、スイッチ部１７がアレーアンテナ素子１２を分離した場合において、インピーダンスの悪影響を受けることなくアレーアンテナ素子１１を駆動させることができる。
【００９６】
実施の形態１および２のアンテナ装置は、図１〜図８で説明したように、アレーアンテナ素子１２への給電線１４上にアッテネータ１３またはスイッチ部１６や１７を挿入することで、電波の放射・受信パターンを容易に変えることができ、車両等に搭載し、用途に応じて放射・受信パターンを変えるレーダ等にも活用できる。
【００９７】
なお、アッテネータ１３、スイッチ部１６や１７を挿入する場所は、アレーアンテナ素子１２への給電線上の代わりに、アレーアンテナ素子１１の給電線上でも結果は同じである。
【００９８】
また、上記の例では、２列アンテナを用いて説明したが、さらに多くの３列以上の構成のアレーアンテナにおいても適用可能である。アレーアンテナを構成するアンテナ素子の列数を多くするほど、検知範囲を絞ることができる。
【００９９】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３の車両後部監視装置のブロック構成図を示している。また、図１０は、本実施の形態３の車両後部監視装置の検知領域を示している。
【０１００】
本実施の形態３の車両後部監視装置の構成を、その動作とともに以下に説明する。
【０１０１】
本実施の形態３の車両後部監視装置は、送信アンテナ３１および受信アンテナ３２として、それぞれ、実施の形態１または２で説明した構成のアンテナ装置を備えている。これらのアンテナ装置として、図１に示すアレーアンテナ素子１１とアレーアンテナ素子１２のパッチアンテナ１５の各中心間の距離が９．３ｍｍであり、アレーアンテナ素子１１とアレーアンテナ素子１２に供給される電力比が１：０．５のものを用い、使用周波数として２６ＧＨｚを用いる。
【０１０２】
さらに、本実施の形態３の車両後部監視装置３０は、送信部３３、受信部３４、判断部３５、タイミング制御部３６を備えている。
【０１０３】
送信部３３は、タイミング制御部３６からのタイミング信号に基づいて、送信アンテナ３１から電波を送出させる。また、タイミング制御部３６からのタイミング信号に基づいて、受信部３４は、送信アンテナ３１から送出され反射してきた電波を受信した受信アンテナ３２からの受信信号を取得する。
【０１０４】
そして、タイミング制御部３６からのタイミング信号に基づいて、判断部３５は、受信部３４で受信した信号を取得し、その受信信号に基づいて検知領域内の対象物の有無を判断する。例えば、タイミング制御部３６からのタイミング信号によって決まる期間内に受信部３４が受信した受信信号の強度を、判断部３５が、予め決められた基準となる受信強度と比較し、その基準となる受信強度以上のレベルか否かによって、検知領域内の対象物の有無を判断する。
【０１０５】
判断部３５は、検知領域内に対象物が存在すると判断した場合には、車両後部監視装置３０に接続された出力ユニット３７に、その旨を通知する。出力ユニット３７は、例えばスピーカやモニタなどであり、対象物が検知領域内に存在する場合には音声等によって運転しているユーザに通知する。
【０１０６】
なお、車両後部監視装置３０が、本発明の監視装置の一例にあたり、受信アンテナ３２と受信部３４を合わせた構成が、本発明の受信部の一例にあたる。
【０１０７】
なお、図９では、送信部３３、受信部３４、判断部３５およびタイミング制御部３６を各ブロックに分けて記載しているが、例えばマイコンのＣＰＵによって一つのプログラムを実行させることにより、これらの全ての機能を処理させるようにしてもよい。ソフトウェアによって処理させることにより、例えば検知感度などをメモリから読み込ませるようにしておけば、検知感度の設定変更等に柔軟に対応できる。
【０１０８】
本実施の形態３の車両後部監視装置３０は、図１０に示すように車両３８の後部、例えばリアバンパー内などに取り付けられる。そして、図１０に示すような車両３８の後部の対象物検知領域３９内にある物体や人体などの存在の有無を検知する。
【０１０９】
本実施の形態３の車両後部監視装置３０は、送信アンテナ３１および受信アンテナ３２として、上記したように実施の形態１または２のアンテナ装置を用いるので、図１０に示す対象物検知領域３９を示す形状は、図３の素子間隔＝９．３ｍｍで供給電力比＝１：０．５の場合の受信・放射パターンと同じ形状である。
【０１１０】
車両後部監視装置３０の送信アンテナ３１および受信アンテナ３２に供給される電力値は、対象物検知領域３９が、図４に示す合成検知範囲４０の検知領域を含み、それ以外の範囲を必要以上に含まないように設定されている。
【０１１１】
したがって、車両後部監視装置３０は、対象物検知領域３９内に存在する対象物のみ、すなわちＥＲＢＡ検知領域１１０内またはＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２内に存在する対象物の存在のみを検知する。
【０１１２】
なお、対象物検知領域３９が、本発明の、２つの放射パターン領域を合成した形状、大きさの放射パターン領域の一例にあたる。
【０１１３】
なお、上記では、送信アンテナ３１と受信アンテナ３２の両方に、実施の形態１または実施の形態２のアンテナ装置を用いることとしたが、一方のみに実施の形態１または実施の形態２のアンテナ装置を用いることとし、もう一方には別のアンテナを用いるようにしてもよい。例えば、送信アンテナ３１として実施の形態１または実施の形態２のアンテナ装置を用い、受信アンテナ３２として、対象物検知領域３９を包含する電波受信領域を持った広い指向性のアンテナを用いるようにしてもよい。逆に、受信アンテナ３２として実施の形態１または実施の形態２のアンテナ装置を用い、送信アンテナ３１として、対象物検知領域３９を包含する電波送信領域を持った広い指向性のアンテナを用いるようにしてもよい。
【０１１４】
また、上記では、送信アンテナ３１と受信アンテナ３２として２つのアンテナ装置を用いることとしたが、１つのアンテナ装置を送受信で切り替えて用いるようにしてもよい。
【０１１５】
本実施の形態３の車両後部監視装置３０を用いることにより、複数のアンテナを切り替える等の複雑な処理が必要なく、固定された設定のアンテナによる送受信のみの処理で、ＥＲＢＡとＭＡＬＳＯという２つの規格に対応できる。
【０１１６】
本実施の形態３の車両後部監視装置３０は、実施の形態１や２の簡単な構成のアンテナ装置を用い、また複雑な制御も必要としないので、監視装置３０自体も、小型で安価に実現できる。
【０１１７】
また、本発明のアンテナ装置は、距離測定装置に限定されず各種検出装置においても適用可能である。例えば距離を測定しない検出装置、すなわち、ある特定の検知エリア内にある物体の有無を検知する検出装置や、特定のエリア内への進入を検知する検出装置などにも適用できる。
【０１１８】
なお、本発明のプログラムは、上述した本発明の監視装置の、前記受信用アンテナで受信された前記電波の強度に応じて対象物の有無を判断する前記判断部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【０１１９】
また、本発明の記録媒体は、上述した本発明の監視装置の、前記受信用アンテナで受信された前記電波の強度に応じて対象物の有無を判断する前記判断部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協働して利用される記録媒体である。
【０１２０】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な、ＲＯＭ等の記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１２１】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、インターネット等の伝送媒体、光・電波等の伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１２２】
また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【０１２３】
なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明に係るアンテナ装置、監視装置およびアンテナ装置の製造方法等は、要求される形状および大きさの検知領域内にある対象物を検知できる電波の放射または受信パターン形状を有し、小型で簡単な構造で安価に実現できる効果を有し、物体や人体などの対象物を検知する監視装置や、その周囲監視装置に利用されるアンテナ装置、そのアンテナ装置の製造方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の実施の形態１のアンテナ装置の全体構成図
【図２】本発明の実施の形態１のアンテナ装置のアレーアンテナを構成する複数のパッチアンテナの構成例を示す上面図
【図３】本発明の実施の形態１のアンテナ装置において、アレーアンテナ素子を構成する各パッチアンテナ間の距離と、各アレーアンテナ素子に供給する電力値の比を変化させたときの、電波の放射・受信パターン形状を示す図
【図４】ＥＲＢＡ検知領域とＭＡＬＳＯ後方検知領域を合成した領域の範囲を示す図
【図５】本発明の実施の形態１の、他の構成のアンテナ装置の全体構成図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態１の、２つのアレーアンテナ素子の他の構成例を示す上面図、（ｂ）本発明の実施の形態１の、２つのアレーアンテナ素子の他の構成例を示す上面図
【図７】本発明の実施の形態２のアンテナ装置の全体構成図
【図８】本発明の実施の形態２の他の構成のアンテナ装置の全体構成図
【図９】本発明の実施の形態３の車両後部監視装置のブロック構成図
【図１０】本発明の実施の形態３の車両後部監視装置の検知領域を示す図
【図１１】従来の車両用の周辺監視装置の概略構成図
【図１２】（ａ）ＥＲＢＡで規定されている検知領域範囲を示した図、（ｂ）ＭＡＬＳＯで規定されている検知領域範囲を示した図
【符号の説明】
【０１２６】
１０、２０ アレーアンテナ
１１、１２、２１、２６、２７、２８、２９ アレーアンテナ素子
１３、２２、２３、２４、２５ アッテネータ
１４ 給電線
１５ パッチアンテナ
１６、１７ スイッチ部
１８ 付加回路部
３０ 車両後部監視装置
３１ 送信アンテナ
３２ 受信アンテナ
３３ 送信部
３４ 受信部
３５ 判断部
３６ タイミング制御部
３７ 出力ユニット
３８ 車両
３９ 対象物検知領域
４０ 合成検知範囲
１１０ ＥＲＢＡ検知領域
１１１ ＭＡＬＳＯ前方検知領域
１１２ ＭＡＬＳＯ後方検知領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を放射または受信するアンテナ装置、そのアンテナ装置を利用する監視装置、およびアンテナ装置の製造方法等に関する。例えば、物体や人体などの対象物を検知する周囲監視装置や、その周囲監視装置に利用されるアンテナ装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、自動車の衝突防止のために、車両の周囲に存在する他の車両、自転車、歩行者、ガードレール、側壁等の障害物を検知して運転手に知らせる監視装置が、多くの自動車に搭載されるようになってきている。
【０００３】
監視装置には、監視する方向が同じで、異なる複数の領域にある対象物の検知が要求される場合がある。例えば、自動車の前方を監視する監視装置では、走行中には対向車との相対速度が大きくなるために幅が狭くても遠方までの領域にある対象物の検知が要求され、低速走行時には車両周囲の障害物などとの衝突を避けるために、近距離でも広い範囲にある対象物の検知が要求される。
【０００４】
このように異なる複数の領域にあるいずれの対象物も検知できるようにするために、従来は、アンテナ装置の電波の放射・受信パターンを、検知する領域毎に変えていた。
【０００５】
アンテナ装置の電波の放射・受信パターンを変えるために、放射・受信パターンの異なるアンテナを複数用意して、用途に応じて切替えるものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図１１に、その特許文献１に開示されている車両用の周辺監視装置の概略構成図を示す。
【０００７】
この周辺監視装置は、車両１０２の前方の遠方までの対象物を検出する遠距離レーダ１０３と、遠距離レーダ１０３のビームよりも短距離で広い角度範囲にある対象物を検出する近距離レーダ１０５および１０６を備えている。
【０００８】
遠距離レーダ１０３のアンテナから放射されるビームの角度は狭く、例えば数１０ｍ先で数ｍ程度の幅の範囲に広がる程度であり、１００ｍ以上先までの第１の検知領域１０４内の範囲を探索対象とすることができる。
【０００９】
一方、近距離レーダ１０５のアンテナと近距離レーダ１０６のアンテナで合成されるビームの範囲は、車両１０２の前方の短距離の広い角度範囲に広がり、第２の検知領域１０７内の範囲を探索対象とすることができる。
【００１０】
遠距離レーダ１０３は、近距離レーダ１０５および１０６によって検知不可能な遠方の対象物を検知することができるが、自車両１０２の直ぐ斜め前などの対象物を検知することはできない。近距離レーダ１０５および１０６は、車両１０２の斜め前を含む横方向に広い範囲の対象物を検知することができる。
【００１１】
選択手段１０８は、自車両１０２の走行環境や走行状態に基づいて、遠距離レーダ１０３、近距離レーダ１０５および１０６の駆動を選択する。例えば、高速に走行している場合には、近距離レーダ１０５および１０６は駆動されずに、遠距離レーダ１０３のみが駆動されるように選択する。選択されないレーダ装置は駆動されないので、このように制御することにより電力消費の低減を図ることができる。
【００１２】
上記の図１１で説明した周辺監視装置は、放射・受信パターンの異なるアンテナを複数用いてアンテナ装置の電波の放射・受信パターンを変えるものであるが、１種類のアンテナ装置を複数配置して、その合成波を用いて放射・受信パターンを変化させるものもある。
【００１３】
また、アレー構造のアンテナを用いて、各アンテナに接続した位相器によって各アンテナの位相を変化させ合成することにより、放射・受信パターンを変化させるものもある。
【００１４】
一方、車両後退時の規格として、米国からＥＲＢＡ（Extended Range Backing Aid Systems）が提案され、またＭＡＬＳＯ（Maneuvering Aids for Low Speed Operation）という規格が制定されている。
【００１５】
図１２（ａ）に、ＥＲＢＡで規定されている検知領域範囲を、図１２（ｂ）に、ＭＡＬＳＯで規定されている検知領域範囲を、それぞれ示している。
【００１６】
ＥＲＢＡは、米国などでよく見ることができる少し広い敷地からバックで車道等に出る際の安全確認を想定した規格であり、図１２（ａ）に示すように、車両１０２の５ｍ後方までのＥＲＢＡ検知領域１１０内にある対象物を検知できること、と規定されている。
【００１７】
ＭＡＬＳＯは、車庫入れ等を想定した、低速後退時の衝突警報についての規格であり、図１２（ｂ）に示すように、車両１０２の前方０．６ｍまでの範囲および車両１０２の前方コーナーから進行方向に対して３０度広がった範囲のＭＡＬＳＯ前方検知領域１１１と、車両１０２の後方１．０ｍまでの範囲および車両１０２の後方コーナーから進行方向に対して３０度広がった範囲のＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２の、各領域にある対象物を検知できること、と規定されている。
【００１８】
また、ＥＲＢＡおよびＭＡＬＳＯの規格では、これらの規定された領域内の対象物を検知できると共に、これらの領域外の対象物については検出しないことが要求されている。
【００１９】
したがって、ＥＲＢＡ検知領域１１０とＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２の両方の領域にある対象物を検知できる監視装置を車両１０２後部に設置する場合には、２つの異なる検知領域内にある対象物のみを検知しなければならないので、上記で説明したように、放射・受信パターンの異なる複数のアンテナを用いたり、１種類のアンテナ装置を複数配置してその合成波を用いたり、アレー構造のアンテナを用いて各アンテナの位相を変化させたりして、アンテナ装置の電波の放射・受信パターンを検知領域毎に変える必要がある。
【特許文献１】特開２００５−１６５７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、電波の放射・受信パターンの異なるアンテナを複数用意して用途に応じて切替える構成、１種類のアンテナ装置を複数配置してその合成波を用いる構成、アレー構造のアンテナの位相を変化させる構成の、いずれの従来の構成のアンテナ装置においても、サイズが大きくなり、処理時間や制御が複雑となり、コストが高くなるという課題があった。
【００２１】
本発明は、上記従来の課題を考慮して、要求される形状および大きさの検知領域内にある対象物を検知できる電波の放射または受信パターン形状を有し、小型で簡単な構造で安価に実現できる、アンテナ装置、監視装置、およびアンテナ装置の製造方法等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
１つ以上の平面アンテナ素子が同一平面内に一列に配列されて構成されたアレーアンテナ素子が２個、前記同一平面内で２列に実質上線対称で配置されて構成されたアレーアンテナを備え、
前記２列のアレーアンテナ素子間で、少なくとも互いに対向する２つの平面アンテナ素子に供給される電力が異なっているアンテナ装置である。
【００２３】
また、第２の本発明は、
前記アレーアンテナ素子は、複数の前記平面アンテナ素子で構成されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のうち少なくとも一方のアレーアンテナ素子を構成する前記平面アンテナ素子に供給される電力は同一である、第１の本発明のアンテナ装置である。
【００２４】
また、第３の本発明は、
前記アレーアンテナ素子は、複数の前記平面アンテナ素子で構成されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のうち少なくとも一方のアレーアンテナ素子を構成する各前記平面アンテナ素子に供給される電力には互いに異なるものが含まれる、第１の本発明のアンテナ装置である。
【００２５】
また、第４の本発明は、
途中で二股に分岐し、その分岐した各先端がさらに複数個に分岐した１本の給電線を備え、
前記２列のアレーアンテナ素子は、前記複数個に分岐した最先端が前記各平面アンテナ素子に接続されることにより、前記１本の給電線に接続されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれにおいて、そのアレーアンテナ素子を構成している複数の前記平面アンテナ素子に供給される電力は同一であり、
前記給電線の二股に分岐した一方側にアッテネータが設けられている、第２の本発明のアンテナ装置である。
【００２６】
また、第５の本発明は、
途中で二股に分岐し、その分岐した各先端がさらに複数個に分岐した１本の給電線を備え、
前記２列のアレーアンテナ素子は、前記複数個に分岐した最先端が前記各平面アンテナ素子に接続されることにより、前記１本の給電線に接続されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれにおいて、そのアレーアンテナ素子を構成している複数の前記平面アンテナ素子に供給される電力は同一であり、
前記給電線の二股に分岐した一方側に、その一方側に接続された前記アレーアンテナ素子への給電をオンオフするスイッチが設けられており、
前記スイッチのオン状態において前記一方側の電力の減衰が実現される、第２の本発明のアンテナ装置である。
【００２７】
また、第６の本発明は、
前記スイッチをオフした際に、前記スイッチの電力供給側の端子は、インピーダンス整合をするための付加回路に接続される、第５の本発明のアンテナ装置である。
【００２８】
また、第７の本発明は、
使用周波数、前記２列のアレーアンテナ素子間の間隔、および前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれに供給する電力の比が調整されたことにより、所定の目標放射パターン形状が形成されている、第１の本発明のアンテナ装置である。
【００２９】
また、第８の本発明は、
前記アレーアンテナ素子は、平面基板上に形成されている、第１の本発明のアンテナ装置である。
【００３０】
また、第９の本発明は、
前記平面アンテナ素子は、パッチアンテナである、第８の本発明のアンテナ装置である。
【００３１】
また、第１０の本発明は、
２つの規格の各検知領域をそれぞれ検知するために必要な形状、大きさの２つの放射パターン領域を合成した形状、大きさの放射パターン領域を有するアンテナ装置であって、
前記アンテナ装置は、１つ以上の平面アンテナ素子が同一平面内に一列に配列されて構成されたアレーアンテナ素子が２個、前記同一平面内で２列に実質上線対称で配置されて構成されたアレーアンテナを備え、
前記２列のアレーアンテナ素子間で、少なくとも互いに対向する２つの平面アンテナ素子に供給される電力が異なっており、
前記２列のアレーアンテナ素子は、いずれもそのアレーアンテナ素子を構成する前記平面アンテナ素子に供給される電力が同一であり、
使用周波数、前記２列のアレーアンテナ素子間の間隔、前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれに供給する電力の比およびその電力値が調整されたことにより、前記合成した形状、大きさの放射パターン領域が実現されている、アンテナ装置である。
【００３２】
また、第１１の本発明は、
送信用アンテナとして第１０の本発明のアンテナ装置と、
前記送信用アンテナから送信され対象物で反射した電波を受信する受信用アンテナとして第１０の本発明のアンテナ装置を有する受信部と、
前記受信用アンテナで受信された前記電波の強度に応じて、対象物の有無を判断する判断部とを備えた監視装置である。
【００３３】
また、第１２の本発明は、
前記監視装置は、車両後部に設置され、
前記２つの規格の検知領域とは、ＥＲＢＡで規定される検知領域と、ＭＡＬＳＯの車両後部側に規定される検知領域である、第１１の本発明の監視装置である。
【００３４】
また、第１３の本発明は、
１つ以上の平面アンテナ素子が同一平面内に一列に配列されて構成されたアレーアンテナ素子が２個、前記同一平面内で２列に実質上線対称で配置されて構成されたアレーアンテナを有し、前記２列のアレーアンテナ素子間で少なくとも互いに対向する２つの平面アンテナ素子に供給される電力が異なっている、所定の目標放射パターン形状を発生させるアンテナ装置の製造方法であって、
使用周波数、前記２列のアレーアンテナ素子間の間隔、および前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれに供給する電力の比を調整することにより、前記目標放射パターン形状を持つアンテナ装置の製造方法である。
【００３５】
また、第１４の本発明は、
前記目標放射パターン形状の領域は、ＥＲＢＡで規定される検知領域を検知するための放射パターン領域と、ＭＡＬＳＯの車両後部側に規定される検知領域を検知するための放射パターン領域とを合成した放射パターン領域である、第１３の本発明のアンテナ装置の製造方法である。
【００３６】
また、第１５の本発明は、
第１１の本発明の監視装置の、前記受信用アンテナで受信された前記電波の強度に応じて対象物の有無を判断する前記判断部としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００３７】
また、第１６の本発明は、
第１５の本発明のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００３８】
本発明により、要求される形状および大きさの検知領域内にある対象物を検知できる電波の放射または受信パターン形状を有し、小型で簡単な構造で安価に実現できる、アンテナ装置、監視装置、およびアンテナ装置の製造方法等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１のアンテナ装置の全体構成図を示す。
【００４１】
本実施の形態１のアンテナ装置は、同一平面上に２列に配置されたアレーアンテナ素子１１および１２で構成されるアレーアンテナ１０と、アレーアンテナ１０に電力を供給する給電線１４と、給電線１４上に挿入されたアッテネータ１３を備えている。
【００４２】
アレーアンテナ素子１１および１２は同一の構成であり、それぞれ、同一の基板上に１列に配置された複数のパッチアンテナ１５によって構成されている。
【００４３】
図２に、本実施の形態１のアレーアンテナ１０を構成する複数のパッチアンテナ１５の構成例を示す。図２は、同一の基板上に形成させた複数のパッチアンテナ１５の上面図を示している。ここでは、アレーアンテナ素子１１および１２を、それぞれ、正方形形状のパッチアンテナ１５を４個、等間隔に１列に配列した構成としている。
【００４４】
なお、パッチアンテナ素子１５が、本発明の平面アンテナ素子の一例にあたる。
【００４５】
図１に示すように、１本の給電線１４が二股に分岐し、さらに二股で２本に分岐したそれぞれの先端部分で分岐して、分岐したそれらの最先端部分がアレーアンテナ素子１１および１２を構成している各パッチアンテナ１５に接続されている。各パッチアンテナ１５へは、給電線１４の最先端部分が接続されているそれらの中心付近から電力が供給される。
【００４６】
この構成において、アッテネータ１３を給電線１４に挿入しない場合には、アレーアンテナ素子１１および１２に同一の電力が供給されることになるが、本実施の形態１では、アレーアンテナ素子１２への給電線上にアッテネータ１３を挿入しているので、アレーアンテナ素子１２に供給される電力は、アレーアンテナ素子１１に供給される電力より、アッテネータ１３による挿入損失分、低い電力値となる。
【００４７】
アッテネータ１３の減衰量を変化させると、アレーアンテナ素子１１および１２に供給される電力値の比が変化する。つまり、アッテネータ１３の減衰量を大きくすると、アレーアンテナ素子１２に供給される電力値は、アレーアンテナ素子１１に供給される電力値に比べて、より小さくなる。
【００４８】
アレーアンテナ素子１１および１２に供給される電力値の比が変化するに伴い、アレーアンテナ１０によって形成される放射・受信パターンの形状も変化する。
【００４９】
アレーアンテナ素子１１および１２に供給される電力値の比の変化が、アレーアンテナ１０によって形成される放射・受信パターンの形状に影響を与えることについて、図１〜図３を用いて以下に説明する。
【００５０】
図３は、シミュレーションにより、アレーアンテナ素子１１および１２を構成する各パッチアンテナ１５間の距離と、アレーアンテナ素子１１および１２に供給する電力値の比を変化させたときに、アレーアンテナ１０によって形成される放射・受信パターンを示している。
【００５１】
それぞれ、４つのパッチアンテナ１５を等間隔に１列に配置した、図２に示した構成のアレーアンテナ素子１１および１２において、各アレーアンテナ素子１１および１２を構成しているパッチアンテナ１５の各中心間の距離（素子間隔ｄｙ）と、アレーアンテナ素子１１とアレーアンテナ素子１２をそれぞれ構成しているパッチアンテナ１５の各中心間の距離（素子間隔ｄｘ）と、アレーアンテナ素子１１および１２に供給する電力値の比を変化させた場合の、アレーアンテナ１０によって形成される各放射・受信パターンを図３に示している。
【００５２】
素子間隔ｄｘ＝素子間隔ｄｙとして、これらの素子間隔を、３ｍｍ、９．３ｍｍ、１２ｍｍとしたそれぞれの場合について、アッテネータ１３を挿入しない場合（アレーアンテナ素子１１への供給電力値：アレーアンテナ素子１２への供給電力値（以下「供給電力比」という）＝１：１）、およびアッテネータ１３の減衰量を１．２５ｄＢ、３ｄＢ、６ｄＢ（それぞれ、供給電力比＝「１：０．７５」、「１：０．５」、「１：０．２５」）とした場合の、それぞれの放射・受信パターンを示している。
【００５３】
なお、使用周波数として２６ＧＨｚを用いたので、ここで設定した各素子間隔３ｍｍ、９．３ｍｍ、１２ｍｍは、それぞれ波長λの、０．２６倍、０．８１倍、１．０４倍に相当する距離である。
【００５４】
図３より、各パッチアンテナ１５間の素子間隔が異なることにより、アレーアンテナ１０によって形成される放射・受信パターンの形状が異なることがわかる。また、素子間隔を９．３ｍｍにした場合および１２ｍｍにした場合には、アレーアンテナ素子１１およびアレーアンテナ素子１２への供給電力比の変化に伴い、アレーアンテナ１０によって形成される放射・受信パターンの形状が変化することがわかる。
【００５５】
つまり、アレーアンテナ素子１１とアレーアンテナ素子１２の間隔と、アッテネータ１３の減衰量を変化させることにより、アレーアンテナ１０によって形成される放射・受信パターンの形状を変化させることができる。
【００５６】
自動車の車両後方を監視する監視装置において、図１２に示したＥＲＢＡ検知領域１１０とＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２の両方の領域を包含し、かつその領域外の対象物を検知しないような検知領域を持った放射・受信パターンのアンテナがあれば、複数のアンテナを設置して切り替えるなどしなくても、一つのアンテナでこれらの２つの規格の検知領域に対応することができる。
【００５７】
図１２（ａ）に示したＥＲＢＡ検知領域１１０と図１２（ｂ）に示したＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２を合成した領域の範囲を、図４に示す。
【００５８】
図４に太線で示す合成検知範囲４０内にある物体を検知できれば、ＥＲＢＡ検知領域１１０にある対象物とＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２にある対象物の両方を検知できることになる。この合成検知範囲４０の形状を、図３に示した各放射・受信パターンの形状と比較すると、素子間隔＝９．３ｍｍで供給電力比を１：０．５とした場合の放射・受信パターンの形状が、合成検知範囲４０の形状を包含し、かつそれ以外の範囲を必要以上に含まない形状であることがわかる。
【００５９】
一方、アンテナに供給する電力値を変化させた場合には、検知できる対象物までの到達距離は変化するが、そのアンテナの放射・受信パターンの形状は変化しない。したがって、図２のような構成のアレーアンテナ１０で、素子間隔＝９．３ｍｍとして、アレーアンテナ素子１１およびアレーアンテナ素子１２への供給電力比を１：０．５に維持しながら供給電力値を調整することにより、合成検知範囲４０を含み、かつそれ以外の範囲を必要以上に含まないような検知領域とすることができる。
【００６０】
つまり、図２に示した構成のアレーアンテナ１０において、素子間隔＝９．３ｍｍで供給電力比を１：０．５とした場合に形成される放射・受信パターンの形状が、ＥＲＢＡ検知領域１１０とＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２の両方の検知領域にある対象物を検知するための理想的な放射・受信パターン形状である、と言える。
【００６１】
このように、供給電力比を１：０．５とし、素子間隔を使用周波数（２６ＧＨｚ）の約０．８倍（９．３ｍｍ）とすることにより、ＥＲＢＡ検知領域１１０とＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２の両方の検知領域にある対象物を検知するための理想的な放射・受信パターン形状とすることができる。
【００６２】
なお、ＥＲＢＡ検知領域１１０およびＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２が、本発明の、２つの規格の検知領域の一例にあたる。また、図３に示した、素子間隔＝９．３ｍｍで供給電力比を１：０．５とした場合に形成される放射・受信パターンの形状が、本発明の、所定の放射パターン形状の一例にあたる。また、図４に示した合成検知範囲４０の形状が、本発明の所定の目標放射パターン形状の一例にあたる。
【００６３】
したがって、図１に示したアレーアンテナ１０において、アレーアンテナ素子１１およびアレーアンテナ素子１２への供給電力比を１：０．５にするために、アッテネータ１３として減衰量が３ｄＢのアッテネータを用い、アレーアンテナ素子１１とアレーアンテナ素子１２の各パッチアンテナ１５の中心間の距離を９．３ｍｍとした構成にすることにより、ＥＲＢＡ検知領域１１０とＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２の両方の規格を満たすアンテナ装置とすることができる。
【００６４】
このように、ＥＲＢＡ検知領域１１０とＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２の両方の規格を、切り替え制御など必要の無い簡単な構成で満たすことができるので、小型で安価な構成のアンテナ装置を実現できる。
【００６５】
したがって、本実施の形態１のアンテナ装置を用いることにより、ＥＲＢＡとＭＡＬＳＯの両規格を満たすような監視装置も、小型で安価に実現することができる。
【００６６】
なお、図１に示した構成では、アレーアンテナ素子１１を構成する各パッチアンテナ１５に供給される電力を同一とし、アレーアンテナ素子１２を構成する各パッチアンテナ１５に供給される電力を同一として説明したが、各アレーアンテナ素子で対向するパッチアンテナ１５に供給される電力値が異なっていさえすれば、同じアレーアンテナ素子内の各パッチアンテナ１５に供給される電力値が異なっていてもよい。
【００６７】
図５に、本実施の形態１の他の構成のアンテナ装置の全体構成図を示す。なお、図１と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。
【００６８】
図１に示したアンテナ装置では、給電線１４が先端で分岐する前の部分にアッテネータ１３を挿入していたのに対し、図５に示したアンテナ装置では、給電線１４が先端で分岐した後の部分、すなわちアレーアンテナ素子２１の各パッチアンテナ１５毎の電力が供給される給電線上にアッテネータ２２〜２５が挿入されている点が異なる。
【００６９】
アッテネータ２２〜２５の各減衰量の違いにより、アレーアンテナ素子２１を構成している各パッチアンテナ間に供給される電力値は異なるが、アレーアンテナ素子２１のいずれのパッチアンテナ１５にもアッテネータが挿入されているので、それぞれ対向するアレーアンテナ素子１１のパッチアンテナ１５に供給される電力値よりも小さい電力が供給される。
【００７０】
したがって、アレーアンテナ２０において、アレーアンテナ素子２１には、アレーアンテナ素子１１に供給されるよりも小さな電力が供給されることになる。
【００７１】
図５に示す構成では、アレーアンテナ素子２１を構成するパッチアンテナ１５毎に供給する電力値を変化させて設定できるので、各アッテネータ２２〜２５の減衰量を調整することより、図１に示した構成よりもさらに多くの種類の放射・受信パターンを形成させることができる。
【００７２】
また、アレーアンテナ素子２１を構成する各パッチアンテナ１５に供給される電力が、そのパッチアンテナ１５に対向するアレーアンテナ素子１１を構成するパッチアンテナ１５に供給される電力よりも小さければ、アレーアンテナ素子１１を構成する各パッチアンテナ１５に供給される電力も同一でなくてもよい。
【００７３】
また、図５では、アレーアンテナ素子２１を構成する各パッチアンテナ１５について、それぞれの電力が供給される全ての供給線１４上にアッテネータ２２〜２５を設ける構成としたが、アレーアンテナ素子２１を構成するパッチアンテナ１５のうち、一部のパッチアンテナ１５に供給する供給線１４上のみにアッテネータを設ける構成としてもよい。例えば、図５のアンテナ装置の構成において、アッテネータ２２のみを残し、アッテネータ２３〜２５を削除した構成としてもよい。この場合は、アレーアンテナ素子１１および１２を構成している対向する４組のパッチアンテナ１５のうち、対向する１組のパッチアンテナ１５に供給される電力が異なり、残りの対向する３組のパッチアンテナ１５については同一の電力が供給されることになる。このように、２つのアレーアンテナ素子１１および２１を構成している対向する複数組のパッチアンテナ１５のうち、少なくとも１組のパッチアンテナ１５に供給される電力が異なっていればよい。
【００７４】
また、図１に示した構成では、アレーアンテナ素子１１およびアレーアンテナ素子１２を、図２に示すように、平行な２列に配置された複数のパッチアンテナ１５の構成としたが、このような構成でなくても、２つのアレーアンテナ素子が実質上線対称に配置されていればよい。
【００７５】
なお、本明細書において「実質上線対称」とは、２つのアレーアンテナ素子が厳密に線対称に配置されている場合に限らず、社会通念上「線対称」と言える程度に配置されている場合も含むことを意味する。すなわち、２つのアレーアンテナ素子がほぼ線対称となるように配置されていればよい。
【００７６】
図６（ａ）および（ｂ）に、２つのアレーアンテナ素子の他の構成例の上面図を示している。いずれも図２と同様に、複数の正方形形状のパッチアンテナ１５で構成されるが、それらの配置が図２の場合と異なる。
【００７７】
図６（ａ）に示す２つのアレーアンテナ素子２６およびアレーアンテナ素子２７は、いずれも、複数のパッチアンテナ１５が、一直線状ではなく、ジグザクに配置されている。このようなパッチアンテナ１５の配置で構成されていても、図６（ａ）に示すように実質上線対称となるように、２つのアレーアンテナ素子２６およびアレーアンテナ素子２７が配置されていればよい。
【００７８】
図６（ｂ）に示す２つのアレーアンテナ素子２８およびアレーアンテナ素子２９は、いずれも、複数のパッチアンテナ１５が、順次ずれていくように配置されている。このようなパッチアンテナ１５の配置で構成されていても、図６（ｂ）に示すように実質上線対称となるように、２つのアレーアンテナ素子２８およびアレーアンテナ素子２９が配置されていればよく、２つのアレーアンテナ素子が平行に配置されていなくてもよい。
【００７９】
なお、本実施の形態１では、各アレーアンテナ素子１１および１２が、４つのパッチアンテナ１５で構成される例で説明したが、各アレーアンテナ素子１１および１２を構成するパッチアンテナ１５の数は、アレーアンテナ素子１１および１２を構成する数が等しければ、それぞれ１つ以上いくつであってもよい。各アレーアンテナ素子１１および１２を構成するパッチアンテナ１５の数が多いほど、形成される放射・受信パターンの形状の飛び出した部分の先端の角度が小さくなる傾向がある。
【００８０】
また、本実施の形態１では、各アレーアンテナ素子１１および１２を、複数の正方形形状のパッチアンテナ１５で構成することとして説明したが、正方形形状以外の形状の複数のパッチアンテナで構成されていてもよい。また、パッチアンテナ以外の複数の平面アンテナで構成されていてもよい。
【００８１】
また、本実施の形態１では、各アレーアンテナ素子１１および１２を構成する複数のパッチアンテナ１５が、１枚の基板上に形成されていることとしたが、アレーアンテナ素子１１とアレーアンテナ素子１２が同一平面上で実質上線対称となるように配置されていれば、アレーアンテナ素子１１を構成するパッチアンテナ１５と、アレーアンテナ素子１２を構成するパッチアンテナ１５とが、別の基板上に形成されていてもよい。
【００８２】
（実施の形態２）
図７に、本発明の実施の形態２のアンテナ装置の全体構成図を示す。
【００８３】
なお、図１と同じ構成部分には同じ符号を用いている。図１と同じ構成部分の説明は省略する。
【００８４】
本実施の形態２のアンテナ装置は、図１に示した実施の形態１のアンテナ装置のアッテネータ１３の代わりに、アレーアンテナ素子１２に電力を供給する給電線１４上に、スイッチ部１６を挿入したことを特徴とするものである。
【００８５】
スイッチ部１６をＯＮした場合、スイッチ部１６自身の伝送損失により、アレーアンテナ素子１２に供給される電力は、アレーアンテナ素子１１に供給される電力より、低い電力値となり、実施の形態１と同じく、アレーアンテナ素子１１およびアレーアンテナ素子１２への供給電力比が１：１の場合とは、アレーアンテナ１０によって形成される電波の放射・受信パターンの形状が異なるものとなる。
【００８６】
例えば、アレーアンテナ素子１１および１２の構成を図２に示す構成とし、各アレーアンテナ素子１１および１２間のパッチアンテナ１５の各中心間の距離を９．３ｍｍとし、使用周波数を２６ＧＨｚとし、スイッチ部１６として挿入損失３ｄＢのスイッチを用いた場合には、スイッチ部１６をＯＮにすると、アレーアンテナ１０によって、図３に示した素子間隔＝９．３ｍｍで供給電力比＝１：０．５のときの放射・受信パターンが形成されることになる。
【００８７】
スイッチ部１６をＯＦＦした場合、アレーアンテナ素子１２は給電線１４と分離されるので、アレーアンテナ１０によって形成される放射・受信パターンは、アレーアンテナ素子１１のみの特性のパターンの形状に切替わる。
【００８８】
アレーアンテナ素子１１のみの特性の放射・受信パターンの形状は、図３のｄｘ＝３ｍｍの場合のような、円形に近似した形状となる。
【００８９】
本実施の形態２のアンテナ装置を車両後部用の監視装置に利用することにより、例えば、通常はスイッチ部１６をＯＮにして、ＥＲＢＡおよびＭＡＬＳＯで規定されている検知領域を検知するようにしておき、それらの検知領域外の対象物も検知させる場合に、スイッチ部１６をＯＦＦにして検知させる、といった利用ができる。
【００９０】
図８に、本実施の形態２の他の構成のアンテナ装置の全体構成図を示す。
【００９１】
なお、図１と同じ構成部分には同じ符号を用いている。図１と同じ構成部分の説明は省略する。
【００９２】
図８に示したアンテナ装置は、図７に示したアンテナ装置のスイッチ部１６の代わりに３端子のスイッチ部１７を用い、スイッチ部１７の端子ＣとＧＮＤとの間に付加回路部１８を追加したものである。この付加回路部１８は、５０Ωで構成される。
【００９３】
なお、図８において、Ｌ１は、給電線１４において、アレーアンテナ素子１１とアレーアンテナ素子１２への分岐点Ａからスイッチ部５の端子Ｂまでの給電線の長さを示し、Ｌ２は、スイッチ部１７の内部端子Ｂと端子Ｃ間の長さを示し、Ｌ３は、スイッチ部１７の端子ＣからＧＮＤまでの給電線の長さを示している。
【００９４】
スイッチ部１７の内部端子Ｂと端子Ｃが接続された場合、給電線１４からアレーアンテナ素子１２へ供給される電力は、スイッチ部１７の内部端子Ｂと端子Ｃを通じて付加回路部１８に流れインピーダンスマッチングを取ることができる。
【００９５】
または、付加回路部１８の抵抗５０Ωを外し、給電線のＬ１、Ｌ２、Ｌ３の合計の長さを、アレーアンテナ素子１２に供給される信号の波長λの（ｎ＊λ）／４（ｎは奇数）にすることにより、給電線１４の分岐点Ａからアレーアンテナ素子１２を見たインピーダンスを無限大とすることができ、スイッチ部１７がアレーアンテナ素子１２を分離した場合において、インピーダンスの悪影響を受けることなくアレーアンテナ素子１１を駆動させることができる。
【００９６】
実施の形態１および２のアンテナ装置は、図１〜図８で説明したように、アレーアンテナ素子１２への給電線１４上にアッテネータ１３またはスイッチ部１６や１７を挿入することで、電波の放射・受信パターンを容易に変えることができ、車両等に搭載し、用途に応じて放射・受信パターンを変えるレーダ等にも活用できる。
【００９７】
なお、アッテネータ１３、スイッチ部１６や１７を挿入する場所は、アレーアンテナ素子１２への給電線上の代わりに、アレーアンテナ素子１１の給電線上でも結果は同じである。
【００９８】
また、上記の例では、２列アンテナを用いて説明したが、さらに多くの３列以上の構成のアレーアンテナにおいても適用可能である。アレーアンテナを構成するアンテナ素子の列数を多くするほど、検知範囲を絞ることができる。
【００９９】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３の車両後部監視装置のブロック構成図を示している。また、図１０は、本実施の形態３の車両後部監視装置の検知領域を示している。
【０１００】
本実施の形態３の車両後部監視装置の構成を、その動作とともに以下に説明する。
【０１０１】
本実施の形態３の車両後部監視装置は、送信アンテナ３１および受信アンテナ３２として、それぞれ、実施の形態１または２で説明した構成のアンテナ装置を備えている。これらのアンテナ装置として、図１に示すアレーアンテナ素子１１とアレーアンテナ素子１２のパッチアンテナ１５の各中心間の距離が９．３ｍｍであり、アレーアンテナ素子１１とアレーアンテナ素子１２に供給される電力比が１：０．５のものを用い、使用周波数として２６ＧＨｚを用いる。
【０１０２】
さらに、本実施の形態３の車両後部監視装置３０は、送信部３３、受信部３４、判断部３５、タイミング制御部３６を備えている。
【０１０３】
送信部３３は、タイミング制御部３６からのタイミング信号に基づいて、送信アンテナ３１から電波を送出させる。また、タイミング制御部３６からのタイミング信号に基づいて、受信部３４は、送信アンテナ３１から送出され反射してきた電波を受信した受信アンテナ３２からの受信信号を取得する。
【０１０４】
そして、タイミング制御部３６からのタイミング信号に基づいて、判断部３５は、受信部３４で受信した信号を取得し、その受信信号に基づいて検知領域内の対象物の有無を判断する。例えば、タイミング制御部３６からのタイミング信号によって決まる期間内に受信部３４が受信した受信信号の強度を、判断部３５が、予め決められた基準となる受信強度と比較し、その基準となる受信強度以上のレベルか否かによって、検知領域内の対象物の有無を判断する。
【０１０５】
判断部３５は、検知領域内に対象物が存在すると判断した場合には、車両後部監視装置３０に接続された出力ユニット３７に、その旨を通知する。出力ユニット３７は、例えばスピーカやモニタなどであり、対象物が検知領域内に存在する場合には音声等によって運転しているユーザに通知する。
【０１０６】
なお、車両後部監視装置３０が、本発明の監視装置の一例にあたり、受信アンテナ３２と受信部３４を合わせた構成が、本発明の受信部の一例にあたる。
【０１０７】
なお、図９では、送信部３３、受信部３４、判断部３５およびタイミング制御部３６を各ブロックに分けて記載しているが、例えばマイコンのＣＰＵによって一つのプログラムを実行させることにより、これらの全ての機能を処理させるようにしてもよい。ソフトウェアによって処理させることにより、例えば検知感度などをメモリから読み込ませるようにしておけば、検知感度の設定変更等に柔軟に対応できる。
【０１０８】
本実施の形態３の車両後部監視装置３０は、図１０に示すように車両３８の後部、例えばリアバンパー内などに取り付けられる。そして、図１０に示すような車両３８の後部の対象物検知領域３９内にある物体や人体などの存在の有無を検知する。
【０１０９】
本実施の形態３の車両後部監視装置３０は、送信アンテナ３１および受信アンテナ３２として、上記したように実施の形態１または２のアンテナ装置を用いるので、図１０に示す対象物検知領域３９を示す形状は、図３の素子間隔＝９．３ｍｍで供給電力比＝１：０．５の場合の受信・放射パターンと同じ形状である。
【０１１０】
車両後部監視装置３０の送信アンテナ３１および受信アンテナ３２に供給される電力値は、対象物検知領域３９が、図４に示す合成検知範囲４０の検知領域を含み、それ以外の範囲を必要以上に含まないように設定されている。
【０１１１】
したがって、車両後部監視装置３０は、対象物検知領域３９内に存在する対象物のみ、すなわちＥＲＢＡ検知領域１１０内またはＭＡＬＳＯ後方検知領域１１２内に存在する対象物の存在のみを検知する。
【０１１２】
なお、対象物検知領域３９が、本発明の、２つの放射パターン領域を合成した形状、大きさの放射パターン領域の一例にあたる。
【０１１３】
なお、上記では、送信アンテナ３１と受信アンテナ３２の両方に、実施の形態１または実施の形態２のアンテナ装置を用いることとしたが、一方のみに実施の形態１または実施の形態２のアンテナ装置を用いることとし、もう一方には別のアンテナを用いるようにしてもよい。例えば、送信アンテナ３１として実施の形態１または実施の形態２のアンテナ装置を用い、受信アンテナ３２として、対象物検知領域３９を包含する電波受信領域を持った広い指向性のアンテナを用いるようにしてもよい。逆に、受信アンテナ３２として実施の形態１または実施の形態２のアンテナ装置を用い、送信アンテナ３１として、対象物検知領域３９を包含する電波送信領域を持った広い指向性のアンテナを用いるようにしてもよい。
【０１１４】
また、上記では、送信アンテナ３１と受信アンテナ３２として２つのアンテナ装置を用いることとしたが、１つのアンテナ装置を送受信で切り替えて用いるようにしてもよい。
【０１１５】
本実施の形態３の車両後部監視装置３０を用いることにより、複数のアンテナを切り替える等の複雑な処理が必要なく、固定された設定のアンテナによる送受信のみの処理で、ＥＲＢＡとＭＡＬＳＯという２つの規格に対応できる。
【０１１６】
本実施の形態３の車両後部監視装置３０は、実施の形態１や２の簡単な構成のアンテナ装置を用い、また複雑な制御も必要としないので、監視装置３０自体も、小型で安価に実現できる。
【０１１７】
また、本発明のアンテナ装置は、距離測定装置に限定されず各種検出装置においても適用可能である。例えば距離を測定しない検出装置、すなわち、ある特定の検知エリア内にある物体の有無を検知する検出装置や、特定のエリア内への進入を検知する検出装置などにも適用できる。
【０１１８】
なお、本発明のプログラムは、上述した本発明の監視装置の、前記受信用アンテナで受信された前記電波の強度に応じて対象物の有無を判断する前記判断部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【０１１９】
また、本発明の記録媒体は、上述した本発明の監視装置の、前記受信用アンテナで受信された前記電波の強度に応じて対象物の有無を判断する前記判断部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協働して利用される記録媒体である。
【０１２０】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な、ＲＯＭ等の記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１２１】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、インターネット等の伝送媒体、光・電波等の伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１２２】
また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【０１２３】
なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明に係るアンテナ装置、監視装置およびアンテナ装置の製造方法等は、要求される形状および大きさの検知領域内にある対象物を検知できる電波の放射または受信パターン形状を有し、小型で簡単な構造で安価に実現できる効果を有し、物体や人体などの対象物を検知する監視装置や、その周囲監視装置に利用されるアンテナ装置、そのアンテナ装置の製造方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の実施の形態１のアンテナ装置の全体構成図
【図２】本発明の実施の形態１のアンテナ装置のアレーアンテナを構成する複数のパッチアンテナの構成例を示す上面図
【図３】本発明の実施の形態１のアンテナ装置において、アレーアンテナ素子を構成する各パッチアンテナ間の距離と、各アレーアンテナ素子に供給する電力値の比を変化させたときの、電波の放射・受信パターン形状を示す図
【図４】ＥＲＢＡ検知領域とＭＡＬＳＯ後方検知領域を合成した領域の範囲を示す図
【図５】本発明の実施の形態１の、他の構成のアンテナ装置の全体構成図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態１の、２つのアレーアンテナ素子の他の構成例を示す上面図、（ｂ）本発明の実施の形態１の、２つのアレーアンテナ素子の他の構成例を示す上面図
【図７】本発明の実施の形態２のアンテナ装置の全体構成図
【図８】本発明の実施の形態２の他の構成のアンテナ装置の全体構成図
【図９】本発明の実施の形態３の車両後部監視装置のブロック構成図
【図１０】本発明の実施の形態３の車両後部監視装置の検知領域を示す図
【図１１】従来の車両用の周辺監視装置の概略構成図
【図１２】（ａ）ＥＲＢＡで規定されている検知領域範囲を示した図、（ｂ）ＭＡＬＳＯで規定されている検知領域範囲を示した図
【符号の説明】
【０１２６】
１０、２０ アレーアンテナ
１１、１２、２１、２６、２７、２８、２９ アレーアンテナ素子
１３、２２、２３、２４、２５ アッテネータ
１４ 給電線
１５ パッチアンテナ
１６、１７ スイッチ部
１８ 付加回路部
３０ 車両後部監視装置
３１ 送信アンテナ
３２ 受信アンテナ
３３ 送信部
３４ 受信部
３５ 判断部
３６ タイミング制御部
３７ 出力ユニット
３８ 車両
３９ 対象物検知領域
４０ 合成検知範囲
１１０ ＥＲＢＡ検知領域
１１１ ＭＡＬＳＯ前方検知領域
１１２ ＭＡＬＳＯ後方検知領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の平面アンテナ素子が同一平面内に一列に配列されて構成されたアレーアンテナ素子が２個、前記同一平面内で２列に実質上線対称で配置されて構成されたアレーアンテナを備え、
前記２列のアレーアンテナ素子間で、少なくとも互いに対向する２つの平面アンテナ素子に供給される電力が異なっているアンテナ装置。
【請求項２】
前記アレーアンテナ素子は、複数の前記平面アンテナ素子で構成されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のうち少なくとも一方のアレーアンテナ素子を構成する前記平面アンテナ素子に供給される電力は同一である、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記アレーアンテナ素子は、複数の前記平面アンテナ素子で構成されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のうち少なくとも一方のアレーアンテナ素子を構成する各前記平面アンテナ素子に供給される電力には互いに異なるものが含まれる、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
途中で二股に分岐し、その分岐した各先端がさらに複数個に分岐した１本の給電線を備え、
前記２列のアレーアンテナ素子は、前記複数個に分岐した最先端が前記各平面アンテナ素子に接続されることにより、前記１本の給電線に接続されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれにおいて、そのアレーアンテナ素子を構成している複数の前記平面アンテナ素子に供給される電力は同一であり、
前記給電線の二股に分岐した一方側にアッテネータが設けられている、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
途中で二股に分岐し、その分岐した各先端がさらに複数個に分岐した１本の給電線を備え、
前記２列のアレーアンテナ素子は、前記複数個に分岐した最先端が前記各平面アンテナ素子に接続されることにより、前記１本の給電線に接続されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれにおいて、そのアレーアンテナ素子を構成している複数の前記平面アンテナ素子に供給される電力は同一であり、
前記給電線の二股に分岐した一方側に、その一方側に接続された前記アレーアンテナ素子への給電をオンオフするスイッチが設けられており、
前記スイッチのオン状態において前記一方側の電力の減衰が実現される、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記スイッチをオフした際に、前記スイッチの電力供給側の端子は、インピーダンス整合をするための付加回路に接続される、請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
使用周波数、前記２列のアレーアンテナ素子間の間隔、および前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれに供給する電力の比が調整されたことにより、所定の目標放射パターン形状が形成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記アレーアンテナ素子は、平面基板上に形成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記平面アンテナ素子は、パッチアンテナである、請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
２つの規格の各検知領域をそれぞれ検知するために必要な形状、大きさの２つの放射パターン領域を合成した形状、大きさの放射パターン領域を有するアンテナ装置であって、
前記アンテナ装置は、１つ以上の平面アンテナ素子が同一平面内に一列に配列されて構成されたアレーアンテナ素子が２個、前記同一平面内で２列に実質上線対称で配置されて構成されたアレーアンテナを備え、
前記２列のアレーアンテナ素子間で、少なくとも互いに対向する２つの平面アンテナ素子に供給される電力が異なっており、
前記２列のアレーアンテナ素子は、いずれもそのアレーアンテナ素子を構成する前記平面アンテナ素子に供給される電力が同一であり、
使用周波数、前記２列のアレーアンテナ素子間の間隔、前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれに供給する電力の比およびその電力値が調整されたことにより、前記合成した形状、大きさの放射パターン領域が実現されている、アンテナ装置。
【請求項１１】
送信用アンテナとして請求項１０に記載のアンテナ装置と、
前記送信用アンテナから送信され対象物で反射した電波を受信する受信用アンテナとして請求項１０に記載のアンテナ装置を有する受信部と、
前記受信用アンテナで受信された前記電波の強度に応じて、対象物の有無を判断する判断部とを備えた監視装置。
【請求項１２】
前記監視装置は、車両後部に設置され、
前記２つの規格の検知領域とは、ＥＲＢＡで規定される検知領域と、ＭＡＬＳＯの車両後部側に規定される検知領域である、請求項１１に記載の監視装置。
【請求項１３】
１つ以上の平面アンテナ素子が同一平面内に一列に配列されて構成されたアレーアンテナ素子が２個、前記同一平面内で２列に実質上線対称で配置されて構成されたアレーアンテナを有し、前記２列のアレーアンテナ素子間で少なくとも互いに対向する２つの平面アンテナ素子に供給される電力が異なっている、所定の目標放射パターン形状を発生させるアンテナ装置の製造方法であって、
使用周波数、前記２列のアレーアンテナ素子間の間隔、および前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれに供給する電力の比を調整することにより、前記目標放射パターン形状を持つアンテナ装置の製造方法。
【請求項１４】
前記目標放射パターン形状の領域は、ＥＲＢＡで規定される検知領域を検知するための放射パターン領域と、ＭＡＬＳＯの車両後部側に規定される検知領域を検知するための放射パターン領域とを合成した放射パターン領域である、請求項１３に記載のアンテナ装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の監視装置の、前記受信用アンテナで受信された前記電波の強度に応じて対象物の有無を判断する前記判断部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
【請求項１】
１つ以上の平面アンテナ素子が同一平面内に一列に配列されて構成されたアレーアンテナ素子が２個、前記同一平面内で２列に実質上線対称で配置されて構成されたアレーアンテナを備え、
前記２列のアレーアンテナ素子間で、少なくとも互いに対向する２つの平面アンテナ素子に供給される電力が異なっているアンテナ装置。
【請求項２】
前記アレーアンテナ素子は、複数の前記平面アンテナ素子で構成されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のうち少なくとも一方のアレーアンテナ素子を構成する前記平面アンテナ素子に供給される電力は同一である、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記アレーアンテナ素子は、複数の前記平面アンテナ素子で構成されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のうち少なくとも一方のアレーアンテナ素子を構成する各前記平面アンテナ素子に供給される電力には互いに異なるものが含まれる、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
途中で二股に分岐し、その分岐した各先端がさらに複数個に分岐した１本の給電線を備え、
前記２列のアレーアンテナ素子は、前記複数個に分岐した最先端が前記各平面アンテナ素子に接続されることにより、前記１本の給電線に接続されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれにおいて、そのアレーアンテナ素子を構成している複数の前記平面アンテナ素子に供給される電力は同一であり、
前記給電線の二股に分岐した一方側にアッテネータが設けられている、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
途中で二股に分岐し、その分岐した各先端がさらに複数個に分岐した１本の給電線を備え、
前記２列のアレーアンテナ素子は、前記複数個に分岐した最先端が前記各平面アンテナ素子に接続されることにより、前記１本の給電線に接続されており、
前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれにおいて、そのアレーアンテナ素子を構成している複数の前記平面アンテナ素子に供給される電力は同一であり、
前記給電線の二股に分岐した一方側に、その一方側に接続された前記アレーアンテナ素子への給電をオンオフするスイッチが設けられており、
前記スイッチのオン状態において前記一方側の電力の減衰が実現される、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記スイッチをオフした際に、前記スイッチの電力供給側の端子は、インピーダンス整合をするための付加回路に接続される、請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
使用周波数、前記２列のアレーアンテナ素子間の間隔、および前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれに供給する電力の比が調整されたことにより、所定の目標放射パターン形状が形成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記アレーアンテナ素子は、平面基板上に形成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記平面アンテナ素子は、パッチアンテナである、請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
２つの規格の各検知領域をそれぞれ検知するために必要な形状、大きさの２つの放射パターン領域を合成した形状、大きさの放射パターン領域を有するアンテナ装置であって、
前記アンテナ装置は、１つ以上の平面アンテナ素子が同一平面内に一列に配列されて構成されたアレーアンテナ素子が２個、前記同一平面内で２列に実質上線対称で配置されて構成されたアレーアンテナを備え、
前記２列のアレーアンテナ素子間で、少なくとも互いに対向する２つの平面アンテナ素子に供給される電力が異なっており、
前記２列のアレーアンテナ素子は、いずれもそのアレーアンテナ素子を構成する前記平面アンテナ素子に供給される電力が同一であり、
使用周波数、前記２列のアレーアンテナ素子間の間隔、前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれに供給する電力の比およびその電力値が調整されたことにより、前記合成した形状、大きさの放射パターン領域が実現されている、アンテナ装置。
【請求項１１】
送信用アンテナとして請求項１０に記載のアンテナ装置と、
前記送信用アンテナから送信され対象物で反射した電波を受信する受信用アンテナとして請求項１０に記載のアンテナ装置を有する受信部と、
前記受信用アンテナで受信された前記電波の強度に応じて、対象物の有無を判断する判断部とを備えた監視装置。
【請求項１２】
前記監視装置は、車両後部に設置され、
前記２つの規格の検知領域とは、ＥＲＢＡで規定される検知領域と、ＭＡＬＳＯの車両後部側に規定される検知領域である、請求項１１に記載の監視装置。
【請求項１３】
１つ以上の平面アンテナ素子が同一平面内に一列に配列されて構成されたアレーアンテナ素子が２個、前記同一平面内で２列に実質上線対称で配置されて構成されたアレーアンテナを有し、前記２列のアレーアンテナ素子間で少なくとも互いに対向する２つの平面アンテナ素子に供給される電力が異なっている、所定の目標放射パターン形状を発生させるアンテナ装置の製造方法であって、
使用周波数、前記２列のアレーアンテナ素子間の間隔、および前記２列のアレーアンテナ素子のそれぞれに供給する電力の比を調整することにより、前記目標放射パターン形状を持つアンテナ装置の製造方法。
【請求項１４】
前記目標放射パターン形状の領域は、ＥＲＢＡで規定される検知領域を検知するための放射パターン領域と、ＭＡＬＳＯの車両後部側に規定される検知領域を検知するための放射パターン領域とを合成した放射パターン領域である、請求項１３に記載のアンテナ装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の監視装置の、前記受信用アンテナで受信された前記電波の強度に応じて対象物の有無を判断する前記判断部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１８２５８０（Ｐ２００９−１８２５８０Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８９２４（Ｐ２００８−１８９２４）
【出願日】平成２０年１月３０日（２００８．１．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月３０日（２００８．１．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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