JP2007013311A - Antenna module and wireless apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のアンテナを備えるアンテナモジュール、および、そのアンテナモジュールを備える無線装置に関する。 The present invention relates to an antenna module including a plurality of antennas, and a radio apparatus including the antenna module.
複数のアンテナを単一の基体(基板や導波管など)に設けた場合、アンテナ間の相互結合の影響で、各アンテナの特性(ビームの指向角やビーム幅、アンテナ利得、アクティブインピーダンスなど)が、それぞれを単独で使用した場合とは異なるものとなる。 When multiple antennas are provided on a single substrate (substrate, waveguide, etc.), the characteristics of each antenna (beam directivity angle, beam width, antenna gain, active impedance, etc.) due to the mutual coupling between the antennas However, it is different from the case where each is used alone.
また場合によっては、あるアンテナのサイドローブやグレーティングローブに生じる電磁波が、隣接するアンテナに受信され、例えばレーダ装置での虚像を生じさせるというアンテナ間回り込みの問題が生じる場合もあった。 In some cases, electromagnetic waves generated in a side lobe or a grating lobe of a certain antenna are received by adjacent antennas, causing a problem of inter-antenna wrapping, for example, generating a virtual image in a radar apparatus.
このため、相互結合やアンテナ間回り込みは、所望のアンテナ特性を実現するためには望ましいものではなく、その抑制が必要となる。 For this reason, mutual coupling and wraparound between antennas are not desirable in order to realize desired antenna characteristics, and must be suppressed.
そこで、特許文献1や特許文献2などでは、アンテナ間に障壁を設置することでこの相互結合やアンテナ間回り込みを抑制している。特許文献1のアンテナモジュールの構成例を図1を基に説明する。
Therefore, in
この図1に示すようにベース板3上にはアンテナ基板4が搭載され、アンテナ基板4がレドーム2により覆われている。アンテナ基板4には、複数のアンテナ5A,5B,5C(放射素子パッチ)が設けられる。アンテナ5A,5B,5Cが放射する、もしくはアンテナ5A,5B,5Cに入射する電磁波は、レドーム2を透過する。
As shown in FIG. 1, an
また、アンテナ基板4には障壁であるサポート6A,6Bおよびフレアー7A,7Bが設けられ、障壁であるサポート6A,6Bによりアンテナ5A,5B,5Cの間の相互結合を抑制するとともに、フレアー7A,7Bによりエッジからの不要放射を抑制している。このフレアー7A,7Bはビス8により係止される。
The
このようなアンテナモジュール1は、アンテナから発生する電磁波を障壁によって抑制して、アンテナ間の相互結合や回り込みを防ぐものである。
従来の障壁を設けたアンテナモジュールでは、障壁(以下、ポストという。)を単体の部品(ポスト部品)として形成し、そのポスト部品をアンテナ基板に設置するものであった。すると、単体のポスト部品の製造コストと、アンテナ基板にポスト部品を載置して接着する実装コストとが必要となり、アンテナモジュールのコスト要因となっていた。また、ポスト部品の寸法ばらつきや実装時の位置ずれが生じるため、製造時の不良率が高くなり易いという問題もあった。 In a conventional antenna module provided with a barrier, the barrier (hereinafter referred to as a post) is formed as a single component (post component), and the post component is installed on the antenna substrate. Then, the manufacturing cost of the single post part and the mounting cost for mounting and attaching the post part to the antenna substrate are required, which is a cost factor of the antenna module. In addition, there is a problem that the defect rate during manufacturing tends to be high because the dimensional variation of the post parts and the positional deviation during mounting occur.
また、アンテナ基板にポスト部品を直接接着し、レドームとポスト部品との間に間隙を設けるため、この間隙の部分を電磁波が伝搬し、アンテナ間の相互結合や回り込みが充分に抑制できない場合もあった。 In addition, since the post component is directly bonded to the antenna substrate and a gap is provided between the radome and the post component, electromagnetic waves propagate through this gap portion, and mutual coupling and wraparound between the antennas may not be sufficiently suppressed. It was.
また、レドームやアンテナ基板などとポストとの間の間隙寸法を仮に小さなものとする場合には、寸法ばらつきや実装の位置ずれが大きいとレドームがポストに接触し、アンテナ基板やレドームに破損が生じる場合があった。 If the gap between the radome, antenna board, etc. and the post is made small, the radome will come into contact with the post if there are large dimensional variations or mounting misalignment, causing damage to the antenna board or radome. There was a case.
そこで、本発明の目的は、上述の問題を解決し、アンテナモジュールを安価でばらつき無く製造でき、アンテナ間の相互結合やアンテナ間回り込みと、レドームや基板へのポストの接触破損を充分に抑制できるアンテナモジュールを提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to manufacture an antenna module inexpensively and without variation, and can sufficiently suppress mutual coupling between antennas, wraparound between antennas, and contact damage of a post to a radome or a substrate. It is to provide an antenna module.
また、本発明の他の目的は、従来よりさらにアンテナ間の相互結合やアンテナ間回り込みを抑え、大きなアンテナ利得を得ることができるアンテナモジュールを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an antenna module capable of obtaining a large antenna gain by further suppressing mutual coupling between antennas and wraparound between antennas.
本発明のアンテナモジュールは、それぞれ所定の指向性を有する複数のアンテナを基体に配置してなり、前記複数のアンテナを覆うレドームを設けるとともに、前記複数のアンテナ間での相互結合を抑制するポスト部を前記レドームに形成している。 The antenna module according to the present invention includes a plurality of antennas each having a predetermined directivity arranged on a base, provided with a radome that covers the plurality of antennas, and a post portion that suppresses mutual coupling between the plurality of antennas. Is formed on the radome.
このように、障壁即ちポスト部を備えたレドームを用いることで、アンテナ間回り込みや相互結合を抑制したアンテナモジュールが容易に構成できる。また、アンテナモジュールの部品点数を削減し、アンテナモジュールの製造コスト、実装コストを抑制できる。また、レドームとポスト部とを一体に形成するため、寸法ばらつきを小さくできる。これにより、実装時の位置ずれを確実に無くすことができる。 As described above, by using a radome having a barrier, that is, a post portion, an antenna module in which wraparound between antennas and mutual coupling are suppressed can be easily configured. Moreover, the number of parts of the antenna module can be reduced, and the manufacturing cost and mounting cost of the antenna module can be suppressed. Further, since the radome and the post portion are integrally formed, the dimensional variation can be reduced. Thereby, the position shift at the time of mounting can be eliminated reliably.
なお、ポスト部の端部を基体に当接させると、ポスト部と基体(アンテナ基板)との間に間隙がなくなり、電磁波の回り込みやアンテナ間の相互結合を、より抑制できる。 When the end of the post portion is brought into contact with the base body, there is no gap between the post portion and the base body (antenna substrate), and the electromagnetic wave wraparound and the mutual coupling between the antennas can be further suppressed.
また、本発明のアンテナモジュールは、前記複数のアンテナのうち隣接するアンテナ間に前記ポスト部を配置するとともに、前記ポスト部の端部と前記基体の表面との間に間隙を設けている。 In the antenna module of the present invention, the post portion is disposed between adjacent antennas among the plurality of antennas, and a gap is provided between an end portion of the post portion and the surface of the base.
このようにポスト部が間隙を挟んで基板に対向するように配置した場合には、確実にポスト部と基板との接触を無くして接触破損を防ぐことができる。 When the post portion is disposed so as to face the substrate with a gap in between, the contact between the post portion and the substrate can be surely eliminated to prevent contact damage.
また、本発明のアンテナモジュールは、前記ポスト部の端部に、アンテナ間を結ぶ方向に垂直な方向に延びる溝部を設けるとともに、前記ポスト部の端部および前記端部が対向する前記基体の部分を導体として、チョーク構造を形成している。 In the antenna module of the present invention, a groove portion extending in a direction perpendicular to a direction connecting the antennas is provided at an end portion of the post portion, and the end portion of the post portion and the portion of the base body facing the end portion are provided. As a conductor, a choke structure is formed.
このようにポスト部にチョーク構造を形成することで、間隙を電磁波が伝搬することが抑制でき、アンテナ間回り込みと相互結合が抑制できる。 By forming the choke structure in the post portion in this way, it is possible to suppress propagation of electromagnetic waves through the gap, and to suppress wraparound between antennas and mutual coupling.
また、本発明のアンテナモジュールは、前記ポスト部に、アンテナ間を結ぶ方向に貫通するスリット部を設けている。 In the antenna module of the present invention, the post portion is provided with a slit portion penetrating in the direction connecting the antennas.
ポスト部をレドームに設けると、成型加工によりレドームに歪みが生じる。そこで、ポスト部にスリット部を設けることで成型加工により生じるレドームの残留応力を抑制し、レドームに歪みが生じることを防ぐことができる。 When the post portion is provided on the radome, the radome is distorted by molding. Therefore, by providing the slit portion in the post portion, it is possible to suppress the residual stress of the radome caused by the molding process and prevent the radome from being distorted.
また、スリット部の寸法を適切に設定することで、このスリット部を電磁波が伝搬することを抑制できる。 Moreover, it can suppress that electromagnetic waves propagate through this slit part by setting the dimension of a slit part appropriately.
また、本発明のアンテナモジュールは、前記ポスト部に電磁波の反射面を設け、このポスト部の電磁波反射面と前記アンテナとの位置関係によりアンテナの指向性を定めている。 In the antenna module of the present invention, an electromagnetic wave reflection surface is provided on the post portion, and the directivity of the antenna is determined by the positional relationship between the electromagnetic wave reflection surface of the post portion and the antenna.
この反射面の形状により、アンテナの鉛直方向から傾斜した方向に放射する、または入射する電磁波を反射してアンテナの指向性パターンを制御できる。また、従来よりもアンテナ利得を大きくすることができる。 Due to the shape of the reflecting surface, the directivity pattern of the antenna can be controlled by reflecting electromagnetic waves that are radiated or incident in a direction inclined from the vertical direction of the antenna. Further, the antenna gain can be increased as compared with the conventional case.
また、本発明のアンテナモジュールは、前記複数のアンテナに対して選択的に給電するスイッチを備えている。 The antenna module of the present invention includes a switch that selectively supplies power to the plurality of antennas.
このように給電を切り替えるスイッチを設けることで、このアンテナモジュールを走査型のアンテナモジュールとする。すると、所望のアンテナ特性および周波数特性を容易に実現でき、優れた走査アンテナを提供できる。 By providing a switch for switching power supply in this way, this antenna module is a scanning antenna module. Then, desired antenna characteristics and frequency characteristics can be easily realized, and an excellent scanning antenna can be provided.
また、本発明の無線装置は、上記アンテナモジュールを信号送受信部に備える。 Moreover, the radio | wireless apparatus of this invention equips the signal transmission / reception part with the said antenna module.
これにより、所望のアンテナ特性を容易に実現でき、優れた無線装置を提供できる。 Thereby, desired antenna characteristics can be easily realized, and an excellent wireless device can be provided.
以上のように本発明によれば、アンテナモジュールにおいて、ポスト部をレドームに一体的に設けたために、その製造コストおよび実装コストが抑制できる。また、製造ばらつきや実装時の位置ずれを抑制できる。したがって障壁の接触が生じにくくなり、基板やレドームに接触破損が生じることを防ぐことができる。 As described above, according to the present invention, in the antenna module, since the post portion is integrally provided on the radome, the manufacturing cost and the mounting cost can be suppressed. In addition, manufacturing variations and misalignment during mounting can be suppressed. Therefore, the contact of the barrier is less likely to occur, and contact damage to the substrate and the radome can be prevented.
さらに、ポスト部とアンテナ基板との間隙やスリット部を伝搬する電磁波を抑制して、アンテナ間の相互結合や回り込みをより効果的に防ぐことができる。また、アンテナ利得を向上させることもできる。 Further, electromagnetic waves propagating through the gap between the post portion and the antenna substrate and the slit portion can be suppressed, and mutual coupling and wraparound between the antennas can be more effectively prevented. Further, the antenna gain can be improved.
次に本発明の第1の実施形態を、図2に基づいて説明する。図2(A)は本実施形態のアンテナモジュール21の斜視図であり、図2(B)は本実施形態のレドーム22の斜視図であり、図2(C)は本実施形態のベース板23の斜視図である。レドーム22については断面図として表示している。以下では、図に示す直交座標系(X−Y−Z座標系)を説明に用いる。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2A is a perspective view of the
本実施形態ではベース板23のXY面にアンテナ基板24を搭載し、アンテナ基板24を覆うようにレドーム22を設けることによりアンテナモジュール21を構成する。
In the present embodiment, the
まず、ベース板23とアンテナ基板24とについて説明する。ベース板23はアンテナ基板24を搭載する。ここではベース板23とアンテナ基板24はそれぞれ板状としており、ベース板23に搭載するアンテナ基板24を覆うようにレドーム22を設けるため、アンテナ基板24のサイズをベース板23よりも小さくしている。
First, the
アンテナ基板24には、平面アレー型のアンテナ25A〜25Dを印刷法などにより設けている。各アンテナ25A〜25Dは、それぞれ複数の放射素子パッチ(本発明の放射素子である。)からなり、それぞれの給電配線29A〜29Dから各放射素子パッチに給電を行う。
On the
ここで、各アンテナ25A〜25D間には所定寸法の間隔を設けている。この間隔のあいた部分には、後述するレドーム22のポスト部26A,26B,26Cを対向させて配置することになる。すると、ポスト部26A,26B,26Cが、レドーム22の天板部31から、各アンテナ25A〜25Dの間の放射素子パッチを配していない領域に対して突出することになり、各アンテナ25A〜25D間での相互結合やアンテナ間回り込みが抑制できる。
Here, an interval of a predetermined dimension is provided between the
ここでレドーム22について説明する。レドーム22は、Z軸方向に凹んだXY面の部分(天板部)31を備えている。天板部31の縁の部分には、YZ面の2側壁27A,27B、XZ面の側壁27Cおよび、図では表示していないもう1つのXZ面の側壁を備え、これらによりキャップ状をなして構成している。また、側壁27A,27B,27C,および図示の無いXZ面の側壁を、全て周回するようにフランジ部28を設けており、このフランジ部28をベース板23に接合している。
Here, the
また、天板部31のZ軸下側には、略長方体のポスト部26A,26B,26Cを設けている。ポスト部26A,26B,26CはX軸方向に所定間隔で配置している。ここで、各ポスト部26A,26B,26Cおよび側壁27A,27Bで挟まれた部分を凹部30A,30B,30C,30Dと呼ぶ。また、この例ではポスト部26A,26B,26CのZ軸方向寸法は、側壁27A,27BのZ軸方向寸法よりも短い。
Further, substantially
また、レドーム22の凹部30A,30B,30C,30Dとポスト部26A,26B,26Cとの全体のX軸方向寸法は、アンテナ基板24のX軸方向寸法と略同一としており、またポスト部26A,26B,26CのZ軸方向寸法とアンテナ基板24のZ軸方向寸法とを足したものとレドーム22の凹んだ部分のZ軸方向寸法と略同一としている。
The overall X-axis direction dimensions of the
このようなレドーム22で、アンテナ基板24を覆って、アンテナ基板24とポスト部26A,26B,26Cとを破損しない程度の圧力で接触させアンテナモジュール21を構成する。
The
また、ここではポスト部26A,26B,26Cとレドーム22とは樹脂材の一体成型により設けている。レドーム22の天板部31は金属めっきのような導体膜を施さず、その厚み寸法(Z軸方向)を、電磁波の樹脂(誘電体)内での波長をλとしたときの、1/2λに1/2λの整数倍(0倍,1倍,2倍・・・)を加えた寸法となるように構成している。これにより、アンテナ25A,25B,25C,25Dからの電磁波が天板部31を効率よく透過することになる。
Further, here, the
また、ポスト部26A,26B,26Cでは、アンテナ25A,25B,25C,25Dからの電磁波を遮断する必要があるために、その厚み寸法(X軸方向)を、電磁波の樹脂(誘電体)内での波長をλとしたときの、1/4λに1/2λの整数倍(0倍,1倍,2倍・・・)を加えた寸法となるように構成している。これにより、ポスト部26A,26B,26Cを透過しようとする電磁波が、ポスト部26A,26B,26C表面での反射波との干渉で打ち消され、金属めっきのような導体膜を施さなくとも、効果的に電磁波を遮断できる。
Further, in the
このようにレドーム22の天板部31の厚みやポスト部26A,26B,26Cの厚みを、上述のように構成すると、レドーム22の天板部31は効果的に電磁波を透過させることができる。また、ポスト部26A,26B,26Cは、天板部31とは逆に、効果的に電磁波を遮断できる。
When the thickness of the
このように、ポスト部26A,26B,26Cをレドーム22に設けることで、このレドーム22をアンテナ基板24に接合するだけで、アンテナ25A〜25D間の回り込みや相互結合を抑制できる。そのため、アンテナモジュール21の部品点数を削減することになり、製造コスト、実装コストを抑制したアンテナモジュール21を提供できる。
Thus, by providing the
また、レドーム22とポスト部26A,26B,26Cとを一体的に形成するため、その寸法ばらつきを小さくすることができる。そのため、たとえポスト部26A,26B,26Cとアンテナ基板24とを当接するように構成した場合であっても破損が回避できる。
Further, since the
なお、ここではポスト部26A,26B,26Cに金属めっきを施さない例を示しているが、金属めっきを設けてもよく、その場合には、金属めっきが反射鏡として作用するためにポスト部26A,26B,26Cの厚み寸法(X軸方向)は、特に問わない。更にこの場合に、金属めっきをグランド電極と接続して接地するように構成すると、金属めっきを介する電磁波の伝搬がなくなり、より効果的に電磁波を遮断できる。
Here, an example in which metal plating is not applied to the
なお、ポスト部26は必ずしもレドーム22と一体に成型しなくてもよく、その素材も樹脂材に限らず例えば金属材からポスト部26A,26B,26Cを成型し、レドーム22にそのポスト部26A,26B,26Cを予め接着しておいてもよい。
The
なお、本実施形態ではアンテナ25A〜25Dのそれぞれを平面アレー型のアンテナとしたが、本発明はこれ以外の型のアンテナでも実施でき、例えば直線アレー型や導波管スロット型などのアンテナでもよい。また、各アンテナ25A〜25Dの給電を切り替えるスイッチを用いて走査型のアンテナモジュールとして用いてもよいし、各アンテナ25A〜25Dに同時給電を行っても良い。
また、本発明は特にこのレドーム22の形状に限定されず形状を問わない。
In the present embodiment, each of the
Further, the present invention is not particularly limited to the shape of the
次に、本実施形態の変形例を示す。図3に示すアンテナモジュール31は、ベース板33とレドーム32とを弾性体であるゴムパッキン37A,37Bを介在させて構成している。そして、ビス38によりレドーム32をベース板33に取り付けている。
Next, a modification of this embodiment is shown. The
ビス38を取り付ける締め付けトルクは、略一定に設定されるものであるが実際には締め付けトルクに若干のばらつきが生じる。このばらつきは時としてレドーム32やアンテナ基板34などの破損の要因となるが、この例のようにゴムパッキン37A,37Bを介在させている場合には、ゴムパッキン37A,37Bの弾性変形により締め付けトルクのばらつきをある程度吸収させることができるために、アンテナ基板34とポスト部36A,36Bが接触破損するのを回避し、製造時の不良率を改善することができる。
The tightening torque for attaching the
また、アンテナ基板34とポスト部36との間を容易に当接させることができるために、電磁波を効果的に遮断でき、アンテナ間の相互結合とアンテナ間回り込みを抑制できる。
In addition, since the
さらに、レドーム32のフランジ部の全周をベース板33に接するようにした場合には、ゴムパッキン37A,37Bも、その接する部分の全周に亘って設けることで、このアンテナモジュール31を容易に液密構造とすることができる。
Further, when the entire circumference of the flange portion of the
また、ポスト部36に金属めっきを設けるとともに、アンテナ基板34のポスト部36が接する部分にグランド電極を設けた場合には、ポスト部36とアンテナ基板34との接触破損が生じないようにしながら、ポスト部36の金属めっきを確実に接地することができる。すると、アンテナ間での回り込みや相互結合が生じることを確実に防ぐことができる。
Further, when the post portion 36 is provided with metal plating and the ground electrode is provided in the portion where the post portion 36 of the
なお、この例ではビス38によりレドーム32をベース板33に接合しているが、他の接続構造としてもよい。
In this example, the
次に、本発明の第2の実施形態を、図4を基に説明する。図4(A)は本実施形態で用いるレドーム52の分解断面図である。図4(B)はレドーム52の斜視図である。本実施形態のレドーム52では、図4(A)に示すようにポスト部56Aにスリット部57を設けるが、ポスト部56B,56Cも同様にスリット部57を設けて図4(B)で示す構成としている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4A is an exploded cross-sectional view of the
ポスト部56Aは前述の第1の実施形態とは異なり、櫛歯形状を有し、櫛歯形状のスリット部57を異なるアンテナ間を結ぶ方向に貫通するように、ここでは切り込み状に設けている。各スリット部57のY軸方向寸法は、アンテナの放射,入射する電磁波の1/4波長分としている。
Unlike the first embodiment described above, the
このようにポスト部56A,56B,56Cを櫛歯形状とすることで、例えばレドーム52とポスト部56A,56B,56Cとを一体的に成型加工する場合に、レドーム52に残留する残留応力を、前述の第1の実施形態のような直方体形状のポスト部を設けた場合よりも低減させることができる。そのため、歪みや寸法誤差の少ないレドーム52を備えたアンテナモジュールを提供できる。
Thus, by making the
したがって、歪みや寸法誤差の少ないレドーム52を備え、アンテナ間の回り込みや相互結合を充分に抑制したアンテナモジュールを構成できる。
Therefore, it is possible to configure an antenna module that includes the
なお、ここでは、レドーム52のポスト部56A,56B,56Cには金属めっきを施しても、施さなくともよく、どちらの場合であっても電磁波を遮断することができる。
Here, the
また、本実施形態の変形例を図4(C)に示す。この変形例ではポスト部56における櫛歯形状のスリット部57が円弧状となっており、このような形状によれば、成型がさらに容易となり、しかも本実施形態の上述の効果と同様な効果を奏する。
A modification of this embodiment is shown in FIG. In this modified example, the comb-shaped
次に、本発明の第3の実施形態を、図5を基に説明する。図5は本実施形態のレドーム62の断面図である。ここでは図示していないが、このレドーム62は矩形のキャップ状であり、その4側面のそれぞれにフランジ部を設けている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the
また、ここでレドーム62のポスト部66A,66Bとアンテナ基板64との間には所定寸法の間隙を設けている。これにより、ポスト部66とアンテナ基板64とが接触することがなくなり接触破損が生じることを確実に防ぐことができる。
In addition, a gap having a predetermined dimension is provided between the
また、ポスト部66には金属めっきを施している。これによりアンテナ65A,65B65Cからの電磁波の一部を反射させ、アンテナ特性を制御できる。また、この金属めっきはレドーム62の所定の側面を介して接地させている。これによりポスト部66をアンテナ基板64から離した場合であっても、アンテナからの電磁波が金属めっきを介して伝搬するのを防ぐことができる。即ち、ポスト部66A,66Bのアンテナ基板64に対向する位置に設けた金属めっきはアンテナ基板64の裏面に設けたグランド電極と対向するため、平行平板モードの導波路のように構成されるが、ポスト部66A,66Bをグランド電極に接続して接地することでこの導波路を電磁波が伝搬することを抑制できる。
Further, the post portion 66 is subjected to metal plating. Thereby, a part of the electromagnetic waves from the
次に、本発明の第4の実施形態を、図6を基に説明する。図6(A)は本実施形態のアンテナモジュール81の断面図である。ここでレドーム82のポスト部86A,86Bには金属めっきを施している。これによりアンテナからの電磁波の一部を反射させてアンテナ特性を制御できる。また、ここでは金属めっきを接地していない。またレドーム82のポスト部86A,86Bとアンテナ基板84との間には所定寸法の間隙を設けている。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a cross-sectional view of the
本実施形態では、ポスト部86A,86Bのアンテナ基板84に対向する面にチョーク構造の溝部87A,87Bを、アンテナ間を結ぶ方向に垂直な方向に延びるように設けている。即ち、ポスト部86A,86Bのアンテナ基板84に対向する面を凹形状とする。
In the present embodiment,
ここで図6(B)にポスト部86Aの拡大図を示す。アンテナ85Bからポスト部86A方向への電磁波は、ポスト部86Aとアンテナ基板84との間の間隙を伝搬しようとする。
Here, an enlarged view of the
その際、伝搬する電磁波の伝搬経路が溝部87Aでわかれ、そのまま透過していく透過波と、チョーク構造の溝部87Aに沿って伝搬する反射波とが生じる。このうち反射波は、溝部87Aのへこみ寸法Lの往復分だけ、透過波の伝搬経路より長いものとなる。そのため寸法Lを1/4波長分とすると、その透過波と反射波と伝搬経路が半波長だけ異なることになり、電磁波の合流点での位相が逆位相となる。これにより2つの電磁波が互いに打ち消しあい、電磁波が遮断される。
At that time, the propagation path of the propagating electromagnetic wave is divided by the
以上のようにすることで、ポスト部86をアンテナ基板から離して設けた場合であっても、特に接地を必要とせずに、電磁波の伝搬を遮断できる。なお、寸法Lは必ずしも1/4波長分でなくともよく、1/4波長にn/2波長を加えたものであってもよい(nは正の整数である。)。 By doing as described above, even when the post portion 86 is provided away from the antenna substrate, the propagation of electromagnetic waves can be blocked without particularly requiring grounding. The dimension L does not necessarily have to be a quarter wavelength, and may be a quarter wavelength plus an n / 2 wavelength (n is a positive integer).
次に本発明の第5の実施形態を図7を基に説明する。図7(A)はアンテナモジュール101の断面図であり、図7(B)はレドーム102の分解斜視図である。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7A is a cross-sectional view of the
ここで、レドーム102のポスト部106A,106Bには金属めっきを施し、接地している。また、アンテナ105A,105B,105Cからの電磁波を反射するようにポスト部106A,106Bの側面を、アンテナ側に凹な形状、例えば断面放物線形状としている。
Here, the
これによりアンテナからの略垂直方向に対して傾斜した方向に照射される電磁波が、このポスト部106の側面により反射することになる。また、断面放物線形状としているために、この電磁波はいわゆる平行波となって空間を伝搬していくことになる。 As a result, the electromagnetic wave irradiated from the antenna in a direction inclined with respect to the substantially vertical direction is reflected by the side surface of the post portion 106. In addition, since the cross-sectional parabolic shape is used, this electromagnetic wave propagates through the space as a so-called parallel wave.
このように電磁波が反射されることで、隣接するアンテナ間での相互結合や回り込みを抑制するとともに、例えば前記平行波をアンテナからの略垂直方向に偏向することができる。すると、ポスト部106の側面の形状や配置を調整することで、アンテナから空間に放射される電磁波の指向性パターンを制御でき、また、アンテナ利得を強めることができる。 By reflecting the electromagnetic wave in this way, mutual coupling and wraparound between adjacent antennas can be suppressed, and for example, the parallel wave can be deflected in a substantially vertical direction from the antenna. Then, by adjusting the shape and arrangement of the side surface of the post portion 106, the directivity pattern of the electromagnetic wave radiated from the antenna to the space can be controlled, and the antenna gain can be increased.
次に本発明の第6の実施形態を図8を基に説明する。図8はアンテナモジュール121の構成を説明する図である。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating the configuration of the
本実施形態のアンテナモジュール121は、スイッチ制御回路131を備えており、制御信号端子133の制御信号にしたがってアンテナ125A,125B,125Cからのビームの送信および受信を電子的に切り替える。送信信号および受信信号は、信号入出力端子132を介して入出力する。これにより、このアンテナモジュール121を走査型のアンテナとして用いることができる。
The
次に本発明の第7の実施形態の無線装置を図9を基に説明する。
無線装置140は、車載用レーダであり、電圧制御発振器145、パワーアンプ144、カプラ143、サーキュレータ141、アンテナモジュール121、ミキサ142、ローノイズアンプ146、信号処理部147等によって構成している。このうち、アンテナモジュール121は前述の第6の実施形態で示したアンテナモジュールである。
Next, the radio | wireless apparatus of the 7th Embodiment of this invention is demonstrated based on FIG.
The
パワーアンプ144は電圧制御発振器145から出力される信号を増幅し、サーキュレータ141を介しアンテナモジュール121の信号入出力端子132に入力する。アンテナモジュール121では、制御信号端子133から入力される制御信号に従ってアンテナ125A,125B,125C,125Dのうち1つを選択し、そのアンテナからアンテナ指向方向へビームをなして送信する。ここではアンテナ125Aが選択されているものとして説明する。アンテナ125Aが物標からの反射波を受けることによって生じる受信信号は信号入出力端子132を介してサーキュレータ141に入力される。すると、受信信号はサーキュレータ141を経由してミキサ142へ入力される。ミキサ142は、カプラ143から出力される送信信号の電力分配信号をローカル信号として入力し、ローカル信号と受信信号とのビート信号をローノイズアンプ146へ与える。ローノイズアンプ146はこれを増幅して中間周波信号として信号処理部147へ与える。信号処理部147は、電圧制御発振器145が三角波状に発振信号を変調するように、電圧制御発振器145に対して三角波状の電圧信号を与える。また信号処理部147はアンテナモジュール121の制御信号を生成し、アンテナモジュール121の制御信号端子133に入力する。この制御信号によってアンテナ125A,125B,125C,125Dのうち1つが選択される。また信号処理部147は中間周波信号をディジタルデータ列に変換するとともにFFT処理して中間周波信号の周波数スペクトルを求め、その周波数スペクトルとアンテナモジュール121に送信した制御信号に対応した送信信号の指向角と、に基づいて物標の方向、物標までの距離および物標の相対速度を検知する。
The
このようにして本発明のアンテナモジュール121を用いてレーダ140を構成すれば、レーダ140のアンテナ125A,125B,125C,125D間の相互結合やアンテナ間回り込みを抑制できるとともに、高性能なレーダ140を提供できる。
By configuring the
なお、本発明の電圧制御発振器は上述のレーダ以外にも、たとえばミリ波帯を利用する通信装置にも適用できる。その場合、レーダのように送信信号と受信信号のビートをとるのではなく、受信信号をローノイズアンプで増幅し、受信回路でその受信信号の処理を行うように構成すればよい。 Note that the voltage controlled oscillator of the present invention can be applied to a communication device using, for example, the millimeter wave band in addition to the above-described radar. In that case, instead of taking a beat between the transmission signal and the reception signal as in a radar, the reception signal may be amplified by a low-noise amplifier and the reception signal processed by the reception circuit.
1,21,31,81,101,121−アンテナモジュール
2,22,32,52,62,82,102−レドーム
4,24,34,64,84−アンテナ基板
5,25,85,105,125−アンテナ
6−サポート
7−フレアー
8,38−ビス
23,33,83−ベース板
26,36,56,66,86,106−ポスト部
27−側壁
28−フランジ部
29−給電配線
30,59−凹部
31−天板部
37−ゴムパッキン
57−スリット部
87−溝部
131−スイッチ制御回路
132−信号入出力端子
133−制御信号端子
140−レーダ
141−サーキュレータ
142−ミキサ
143−カプラ
144−パワーアンプ
145−電圧制御発振器
146−ローノイズアンプ
147−信号処理部
1,21,31,81,101,121-
Claims (7)
前記複数のアンテナを覆うレドームを設けるとともに、前記複数のアンテナ間での相互結合を抑制するポスト部を前記レドームに形成したアンテナモジュール。 In an antenna module in which a plurality of antennas each having a predetermined directivity are arranged on a base,
An antenna module in which a radome that covers the plurality of antennas is provided, and a post portion that suppresses mutual coupling between the plurality of antennas is formed in the radome.
前記ポスト部の端部および前記端部が対向する前記基体の部分を導体として、チョーク構造を形成した請求項2に記載のアンテナモジュール。 At the end of the post portion is provided with a groove portion extending in a direction perpendicular to the direction connecting the antennas,
The antenna module according to claim 2, wherein a choke structure is formed by using an end portion of the post portion and a portion of the base body facing the end portion as a conductor.
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