テーパーアレイを有するアンテナ

【課題】放射効率が改善されたアンテナを提供すること。
【解決手段】アンテナは、給電ラインに近接結合されたアンテナアレイを含む。アンテナアレイは複数の共振ラインを含む。各共振ラインは軸方向に整列された複数の共振器を含む。共振器は共振面を有している。共振ラインの端部に位置する共振器の共振面は、共振ラインの中央に位置する共振器の共振面よりも大きい。給電ラインを通して各共振ラインに給電される。アンテナの放射効率を改善するように、アンテナアレイに沿って電界が均一に分布される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射効率を改善するように構成されたアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波領域で動作する現行のレーダーシステムはアンテナを含んでいる。アンテナは基板上に載置された共振要素のアレイを含む。アンテナアレイは複数の共振ラインを含んでいる。各共振ラインは軸方向に整列された複数の共振器を含んでいる。給電ラインを通して各共振ラインに給電される。
【０００３】
或る具体例では、給電ラインは共振ラインのそれぞれに近接結合されている。給電ラインは基板上に載置されていて、一般には共振ラインの下側に配置されている。給電ラインに沿って電力が供給され、電力は送信アンテナからのエコーを受信するように共振器を作動させる。しかしながら、図１に示すようなアンテナアレイの中央部分に沿って、電界集中が形成される。このような集中はアンテナの放射効率に影響を及ぼし、また（図４に示すような）サイドローブを発生させることがある。サイドローブは、アンテナの精度に影響を及ぼすおそれがある。
【０００４】
従って、アンテナアレイの中央部分に沿った電界集中を低減する、給電ラインに近接結合されたアレイを備えたアンテナを有することが引き続き望まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの形態によれば、自動車において使用するためのアンテナが提供される。アンテナは、給電ラインに近接結合されたアレイを含む。アンテナアレイは複数の共振ラインを含む。各共振ラインは軸方向に整列された複数の共振器を含む。給電ラインを通して各共振ラインに給電される。共振器は共振面を有している。共振ラインの端部に位置する共振器の共振面は、共振ラインの中央に位置する共振器の共振面よりも大きい。
【０００６】
以下の詳細な説明を添付の図面との関連において考察しながら参照することによって、本発明の利点がよりよく理解されるようになるとともに、容易に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来技術のアンテナを示す図である。
【図２】本発明のアンテナを示す説明図である。
【図３】２つの層を有するアンテナを示す斜視図である。
【図４】従来技術のアンテナからの処理されたエコーを示すダイアグラムである。
【図５】本発明のアンテナからの処理されたエコーを示すダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
先ず図２を参照すると、均一な電界分布を有するアンテナ１０が示されている。均一な電界分布は、アンテナ１０の放射効率を改善し、サイドローブのサイズを低減する。
【０００９】
アンテナ１０は、誘電材料から形成された基板１２を含んでいる。基板１２は、第２の面１６と反対側の第１の表面１４を含んでいる。基板１２は、複数の誘電材料層１８，２０から形成されていてよい。基板１２は、アンテナ１０の放射効率を最適化するように形成された所定の厚さを有している。
【００１０】
基板１２の第１の表面１４にはアンテナアレイ２２が配置されている。アンテナアレイ２２は複数の共振ライン２４を有しており、そして各共振ライン２４は互いに軸方向に整列された複数の共振器２６を有している。複数の共振器２６のそれぞれは共振面２８を有している。共振ライン２４の端部に位置する共振器２６の共振面２８は、共振ライン２４の中央に位置する共振器２６の共振面２８よりも大きい。このように、共振器２６は、共振ライン２４の端部から共振ライン２４の中央に向かってテーパ化されている。
【００１１】
複数の給電ライン３０がアンテナ１０に給電する。より具体的には、各給電ライン３０は、アンテナアレイ２２内の共振ライン２４に近接結合されている。給電ライン３０は導電性材料、例えば銅、又は金などから形成されている。給電ライン３０は、共振器２６のそれぞれで所望のインピーダンスを発生させるように形成された所定の幅を有している。給電ライン３０は、共振ライン２４とは所定の間隔を置いて設けられている。各給電ライン３０は、対応する共振ライン２４と軸方向に整列され、この共振ライン２４のほぼ真下に配置されている。
【００１２】
図２を再び参照し、そして今度は図３を参照すると、アンテナ１０の運用が提供される。アンテナアレイ２２は、基板１２の第１の表面１４上に載置されている。アンテナアレイ２２は１６本の共振ライン２４を含んでいる。共振ライン２４のそれぞれは１６個の共振器２６を含んでいる。共振器２６は、各共振ライン２４に沿って互いに等しい間隔を置いて設けられている。共振ライン２４の端部に位置する共振器２６の表面積は、共振ライン２４の中央に位置する共振器２６の表面積よりも大きい。
【００１３】
給電ライン３０は共振ライン２４のそれぞれに近接結合されている。図３に示されているように、給電ライン３０は基板１２の第２の表面１６に配置されている。しかし、給電ライン３０は、図３に示されているような誘電材料から成る第１の層１８と第２の層２０との間にサンドイッチされることが見込まれる。
【００１４】
各給電ライン３０には電力が供給され、電力は個々の共振器２６を作動させる。電力は、共振器２６を励起する磁気インダクタンスを形成する。それぞれの共振器２６が励起されるのに伴って、電界が発生させられる。電界の強さは、給電ライン３０に沿って供給される電力の量、及び共振器２６の共振面２８のサイズに依存する。
【００１５】
電界は、隣接する共振器２６の励起に起因して、アンテナアレイ２２の中央に沿って蓄積する。アンテナアレイ２２の中央で共振器２６が大規模に集中するので、アンテナアレイ２２の中央には、より高い電界集中度が見いだされる。従来技術の近接結合型アレイ２２において判るように、電界集中は共振器２６の放射効率を低下させる。
【００１６】
本発明は、アンテナアレイ２２の中央に位置する共振器２６のそれぞれによって発生させられる電界の規模を低減することにより、この問題を克服する。このことは、アンテナアレイ２２の中央に、共振ライン２４の端部に位置する共振器２６の共振面２８よりも小さな共振器２６の共振面２８を有することにより実現される。
【００１７】
アンテナアレイ２２の中央に位置する電界はまだ蓄積される。しかし、アンテナアレイ２２の中央に位置する共振器２６によって発生させられる電界はより小さいので、中央における電界集中度は、共振ライン２４の端部で発生させられる電界と同じになるように形成することができる。従って、電界は共振ライン２４のそれぞれに沿ってほぼ均一である。アンテナアレイ２２に沿った均一な電界は、従来技術に対してアンテナ１０の放射効率を改善する。
【００１８】
ここで図５を参照すると、チャートが示されている。チャートは試験データを示している。データは、図４に示されているような、同一の周波数で動作する、同数の共振器２６を有する近接結合型非テーパーアンテナアレイ２２と比較して、サイドローブが低減されていることを示している。具体的には、本発明のアンテナ１０におけるテーパーアンテナアレイ２２のサイドローブは、１５ｄＢ未満であるのに対して、従来技術のアンテナのサイドローブは１５ｄＢを上回っている。
【００１９】
本発明を例示的に説明してきた。従って、使用された用語は性質上、限定ではなく説明の言葉の範疇に入るものとする。上記教示内容に照らして本発明の数多くの改変及び変更が可能である。例えば、アンテナ１０は３２本の共振ライン２４を含み、それぞれの共振ラインが３２個の共振器を含んでいてよい。このように、添付の請求項の範囲内で、本発明は具体的に記載されたもの以外の形態で実施されてもよい。
【符号の説明】
【００２０】
１２基板
２２アンテナアレイ
２４共振ライン
２６共振器
３０給電ライン

【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２の表面と反対側の第１の表面を有する基板と、
給電ラインと、
前記基板の第１の表面上に配置されたアンテナアレイとを含むアンテナであって、
前記アンテナアレイは前記給電ラインに近接結合されており、前記アンテナアレイは複数の共振ラインを有しており、各共振ラインは互いに軸方向に整列された複数の共振器を有しており、前記複数の共振器のそれぞれは共振面を有しており、前記共振面は前記共振ラインの端部で、前記共振ラインの中央に位置する共振面よりも大きい、アンテナ。
【請求項２】
前記基板は第１層と第２層とを含んでおり、前記給電ラインは前記基板の前記第１層と前記第２層との間に配置されている、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記基板が誘電材料から形成されている、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記複数の共振器が互いに等しい間隔を置いて設けられている、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記共振器の共振面の面積は、前記共振器が前記共振ラインのそれぞれの端部から離れて配置されるのにつれて小さくなる、請求項１に記載のアンテナ。

【図１】