波导装置、具有该波导装置的天线装置以及雷达制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种波导装置、具有该波导装置的天线装置以及雷达，不会在中间层产生不必要的传播，使电磁波跨越三个以上的层传播。波导装置用于传播自由空间中的最短的波长为λm的频带的电磁波，具有：第一导电部件，其具有第一贯通孔；第二导电部件，其具有多个导电性杆和与所述第一贯通孔重叠的第二贯通孔；以及波导壁，其被所述多个导电性杆包围，使所述电磁波在所述第一贯通孔与所述第二贯通孔之间传播，所述波导壁的高度小于λm/2，所述多个导电性杆中的和所述波导壁相邻的所述导电性杆与所述波导壁的外周之间的距离小于λm/2。

【技术实现步骤摘要】
波导装置、具有该波导装置的天线装置以及雷达
本公开涉及一种波导装置、具有该波导装置的天线装置以及雷达。
技术介绍
在专利文献1至3以及非专利文献1以及2中公开有具有人工磁导体的波导结构的例子。人工磁导体为通过人工方式实现自然界中不存在的理想磁导体(PMC：PerfectMagneticConductor)的性质的结构体。理想磁导体具有“表面的磁场的切线分量为零”的性质。这是与理想电导体(PEC：PerfectElectricConductor)的性质、即“表面的电场的切线分量为零”的性质相反的性质。理想磁导体虽不存在于自然界中，但能够通过例如多个导电性杆的排列的人工结构实现。人工磁导体在由该结构规定的特定频带中作为理想磁导体发挥功能。人工磁导体抑制或阻止具有特定频带(传播截止频带)中所包含的频率的电磁波沿着人工磁导体的表面传播。因此，人工磁导体的表面有时称作高阻抗面。在专利文献1至3以及非专利文献1以及2所公开的波导装置中，通过在行以及列方向上排列的多个导电性杆实现了人工磁导体。这样的杆是有时还被称作柱或销。这些波导装置分别具有相向的一对导电板。一个导电板具有向另一导电板侧突出的脊部和位于脊部两侧的人工磁导体。脊部的上表面(具有导电性的面)隔着间隙与另一导电板的导电性表面相向。具有人工磁导体的传播截止频带中所包含的频率的电磁波在该导电性表面与脊部的上表面之间的空间(间隙)沿着脊部传播。[专利文献][专利文献1]：国际公开第2010/050122号[专利文献2]：美国专利第8803638号说明书[专利文献3]：欧州专利申请公开第1331688号说明书[非专利文献][非专利文献1]：AH.KirinoandK.Ogawa,"A76GHzMulti-LayeredPhasedArrayAntennausingaNon-MetalContactMetamaterialWavegude",IEEETransactiononAntennaandPropagation,Vol.60,No.2,pp.840-853,February,2012[非专利文献2]：A.Uz.ZamanandP.-S.Kildal,"KuBandLinearSlot-ArrayinRidgeGapwaveguideTechnology",EUCAP2013,7thEuropeanConferenceonAntennaandPropagation根据专利文献1至3以及非专利文献1以及2所公开的波导结构，能够实现比使用以往的波导管的情况小型的天线装置。但是，若天线装置变小，则很难构筑用于向各天线元件供电的馈线。
技术实现思路
本公开的实施方式提供一种具有适于小型的天线装置的新型供电结构的波导装置。[专利技术要解决的技术问题]本公开的一方式所涉及的波导装置用于传播自由空间中的最短的波长为λm的频带的电磁波，所述波导装置具有：第一导电部件，其具有导电性表面，并具有第一贯通孔；第二导电部件，其具有多个导电性杆，并具有第二贯通孔，所述多个导电性杆分别具有与所述导电性表面相向的顶端部，在沿着所述第一贯通孔的轴向观察时，所述第二贯通孔与所述第一贯通孔重叠；以及导电性的波导壁，其包围所述第一贯通孔与所述第二贯通孔之间的空间的至少一部分，所述波导壁被所述多个导电性杆包围，使所述电磁波在所述第一贯通孔与所述第二贯通孔之间传播。所述波导壁的高度小于λm/2。所述多个导电性杆中的和所述波导壁相邻的导电性杆与所述波导壁的外周之间的距离小于λm/2。本公开的一方式所涉及的天线装置具有：波导装置；以及至少一个天线元件，所述至少一个天线元件与所述波导装置中的所述波导壁内的波导连接，并用于发送以及接收中的至少一方。本公开的一方式所涉及的雷达具有：天线装置；以及微波集成电路，其与所述天线装置连接。[专利技术效果]根据本公开的实施方式，能够使电磁波经由波导壁穿过至少一个波导层传播。此时，能够在该波导层的上层或下层配置另一波导层或激振层。由于不会在中间层产生不必要的传播，因此能够提高波导装置的设计自由度。附图说明图1是示意地表示波导装置的基本结构的非限定性例子的立体图。图2A是示意地表示波导装置100的与XZ面平行的截面的结构的图。图2B是示意地表示波导装置100的与XZ面平行的截面的另一结构的图。图3是示意地表示处于将第一导电部件110与第二导电部件120的间隔过大地分开的状态的波导装置100的立体图。图4是表示图2A所示的结构中的各部件的尺寸范围的例子的图。图5A是示意地表示在波导部件122的波导面122a与第一导电部件110的导电性表面110a的间隙中的宽度较窄的空间中传播的电磁波的图。图5B是示意地表示中空波导管130的截面的图。图5C是表示在第二导电部件120上设置有两个波导部件122的实施方式的剖视图。图5D是示意地表示并排配置有两个中空波导管130的波导装置的截面的图。图6A是表示专利文献1的图7所示的相移器的波导结构的立体图。图6B是表示专利文献1的图8所示的相移器的波导结构的剖视图。图7A是示意地表示本公开的实施方式1中的波导装置200的一部分的立体图。图7B是表示图7A所示的第一导电部件210的与第二导电部件220相向的一侧的结构的立体图。图7C是表示图7A所示的第二导电部件220的与第一导电部件210相向的一侧的结构的立体图。图7D是示意地表示波导装置200的通过贯通孔211、221的中心的XZ面截面的图。图8A是表示波导壁的另一结构例的剖视图。图8B是表示波导壁的另一其他结构例的剖视图。图8C是表示波导壁的另一其他结构例的剖视图。图8D是表示波导壁的另一其他结构例的剖视图。图8E是表示波导壁的另一其他结构例的剖视图。图9A是示意地表示波导壁的第二部分203b的XY截面的形状的例子的图。图9B是示意地表示波导壁的第二部分203b的XY截面的形状的另一例子的图。图9C是示意地表示波导壁的第二部分203b的XY截面的形状的另一其他例子的图。图9D是示意地表示波导壁的第二部分203b的XY截面的形状的另一其他例子的图。图10是示意地表示在开口的形状为H型的情况下形成的电场的强度分布的一个例子的图。图11是表示波导壁的另一结构例的图。图12A是表示在第二导电部件220的下方具有包含WRG结构的第三导电部件230的例子的剖视图。图12B是表示在第二导电部件220的上下具有WRG结构的例子的剖视图。图13是从Z轴的正方向侧观察第三导电部件230的俯视图。图14是表示在第一导电部件210上设置有WRG结构的例子的剖视图。图15是从Z轴的正方向侧观察图14中的第一导电部件210的俯视图。图16是表示组合图12以及图14的结构的结构例的剖视图。图17是示意地表示能够跨越两个层传播电磁波的波导装置200的结构例的剖视图。图18是示意地表示在配置有波导壁203的层形成有另一波导的结构例的剖视图。图19是从Z轴的正方向侧观察图18所示的波导装置200中的第二导电部件220的俯视图。图20A是表示图7A至图7D所示的波导装置200的波导壁中的散射参数(S参数)的频率依赖性的图表。图20B是表示在波导壁的附近配置有相邻端口的情况下的S参数的频率依赖性的图表。图21A是表示排列有多个缝隙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波导装置，其用于传播自由空间中的最短的波长为λm的频带的电磁波，所述波导装置具有：第一导电部件，其具有导电性表面，并具有第一贯通孔；第二导电部件，其具有多个导电性杆，并具有第二贯通孔，所述多个导电性杆分别具有与所述导电性表面相向的顶端部，在沿着所述第一贯通孔的轴向观察时，所述第二贯通孔与所述第一贯通孔重叠；以及导电性的波导壁，其包围所述第一贯通孔与所述第二贯通孔之间的空间的至少一部分，所述波导壁被所述多个导电性杆包围，使所述电磁波在所述第一贯通孔与所述第二贯通孔之间传播，所述波导壁的高度小于λm/2，所述多个导电性杆中的和所述波导壁相邻的导电性杆与所述波导壁的外周之间的距离小于λm/2。

【技术特征摘要】
2016.01.29 JP 2016-0153291.一种波导装置，其用于传播自由空间中的最短的波长为λm的频带的电磁波，所述波导装置具有：第一导电部件，其具有导电性表面，并具有第一贯通孔；第二导电部件，其具有多个导电性杆，并具有第二贯通孔，所述多个导电性杆分别具有与所述导电性表面相向的顶端部，在沿着所述第一贯通孔的轴向观察时，所述第二贯通孔与所述第一贯通孔重叠；以及导电性的波导壁，其包围所述第一贯通孔与所述第二贯通孔之间的空间的至少一部分，所述波导壁被所述多个导电性杆包围，使所述电磁波在所述第一贯通孔与所述第二贯通孔之间传播，所述波导壁的高度小于λm/2，所述多个导电性杆中的和所述波导壁相邻的导电性杆与所述波导壁的外周之间的距离小于λm/2。2.根据权利要求1所述的波导装置，其中，在所述波导壁与所述第一导电部件或所述第二导电部件之间存在间隙，所述波导壁在顶面中的厚度小于λm/2。3.根据权利要求1所述的波导装置，其中，所述波导壁和所述第二导电部件是单一结构体的一部分，在所述波导壁与所述第一导电部件之间存在间隙，所述波导壁的高度与所述多个导电性杆的高度相同。4.根据权利要求1所述的波导装置，其中，所述波导壁分割为与所述第一导电部件相连的第一部分和与所述第二导电部件相连的第二部分。5.根据权利要求1所述的波导装置，其中，所述波导壁分割为第一部分和第二部分，所述第一导电部件和所述第一部分是单一结构体的一部分，所述第二导电部件和所述第二部分是另一单一结构体的一部分。6.根据权利要求1所述的波导装置，其中，所述波导壁分割为与所述第一导电部件相连的第一部分和与所述第二导电部件相连的第二部分,在所述第一部分与所述第二部分之间存在间隙，所述第一部分的高度、所述第二部分的高度、所述间隙的长度的总和小于λm/2，所述第一部分在顶面中的厚度小于λm/2，所述第二部分在顶面中的厚度小于λm/2。7.根据权利要求1所述的波导装置，其中，所述波导壁分割为与所述第一导电部件相连的第一部分和与所述第二导电部件相连的第二部分,所述第二部分的高度与所述多个导电性杆的高度相同。8.根据权利要求1所述的波导装置，其中，所述波导壁分割为与所述第一导电部件相连的第一部分和与所述第二导电部件相连的第二部分,所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面具有沿着一个方向延伸的横部分。9.根据权利要求1所述的波导装置，其中，所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面具有沿着一个方向延伸的横部分,所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面还具有沿着与所述一个方向交叉的另一方向延伸的至少一对纵部分，所述横部分连接所述一对纵部分。10.根据权利要求1所述的波导装置，其中，所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面具有沿着一个方向延伸的横部分,所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面还具有沿着与所述一个方向交叉的另一方向延伸的至少一对纵部分，所述横部分连接所述一对纵部分,所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁各自的内壁面具有朝向内侧突出的至少一个突出部，所述突出部被所述一对纵部分夹持，所述突出部的顶端构成所述横部分的至少一部分。11.根据权利要求1所述的波导装置，其中，所述波导壁分割为与所述第一导电部件相连的第一部分和与所述第二导电部件相连的第二部分,所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面具有沿着一个方向延伸的横部分,在设所述频带的自由空间中的中心波长为λo时，所述波导壁在所述横部分的中央的厚度是λo/4的0.8倍以上且1.2倍以下。12.根据权利要求1所述的波导装置，其中，所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面具有沿着一个方向延伸的横部分,所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面还具有沿着与所述一个方向交叉的另一方向延伸的至少一对纵部分，所述横部分连接所述一对纵部分,在设所述频带的自由空间中的中心波长为λo时，所述波导壁在所述横部分的中央的厚度是λo/4的0.8倍以上且1.2倍以下。13.根据权利要求1所述的波导装置，其中，所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面具有沿着一个方向延伸的横部分,所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面还具有沿着与所述一个方向交叉的另一方向延伸的至少一对纵部分，所述横部分连接所述一对纵部分,所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁各自的内壁面具有朝向内侧突出的至少一个突出部，所述突出部被所述一对纵部分夹持，所述突出部的顶端构成所述横部分的至少一部分,在设所述频带的自由空间中的中心波长为λo时，所述波导壁在所述横部分的中央的厚度是λo/4的0.8倍以上且1.2倍以下。14.根据权利要求1所述的波导装置，其中，所述第二导电部件在所述多个导电性杆之间还具有波导部件，所述波导部件具有与所述导电性表面相向的导电性的波导面。15.根据权利要求4所述的波导装置，其中，所述第二导电部件在所述多个导电性杆之间还具有波导部件，所述波导部件具有与所述导电性表面相向的导电性的波导面。16.根据权利要求9所述的波导装置，其中，所述第二导电部件在所述多个导电性杆之间还具有波导部件，所述波导部件具有与所述导电性表面相向的导电性的波导面。17.根据权利要求10所述的波导装置，其中，所述第二导电部件在所述多个导电性杆之间还具有波导部件，所述波导部件具有与所述导电性表面相向的导电性的波导面。18.根据权利要求12所述的波导装置，其中，所述第二导电部件在所述多个导电性杆之间还具有波导部件，所述波导部件具有与所述导电性表面相向的导电性的波导面。19.根据权利要求13所述的波导装置，其中，所述第二导电部件在所述多个导电性杆之间还具有波导部件，所述波导部件具有与所述导电性表面相向的导电性的波导面。20.根据权利要求1所述的波导装置，其中，所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面具有沿着一个方向延伸的横部分,所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面还具有沿着与所述一个方向交叉的另一方向延伸的至少一对纵部分，所述横部分连接所述一对纵部分,所述导电性表面呈平面状，所述第一贯通孔与所述导电性表面垂直地贯通所述第一导电部件，所述第二贯通孔沿着所述第一贯通孔的轴向贯通所述第二导电部件。21.根据权利要求1所述的波导装置，其中，所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面具有沿着一个方向延伸的横部分,所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面还具有沿着与所述一个方向交叉的另一方向延伸的至少一对纵部分，所述横部分连接所述一对纵部分,所述第二导电部件在与所述多个导电性杆侧相反的一侧具有所述导电性表面，所述波导装置还具有：第三导电部件，其具有第二多个导电性杆，并具有第三贯通孔，所述第二多个导电性杆分别具有与所述第二导电部件的所述导电性表面相向的顶端部，在沿着所述第二贯通孔的轴向观察时，所述第三贯通孔与所述第二贯通孔重叠；以及导电性的另一波导壁，其包围所述第二贯通孔与所述第三贯通孔之间的空间的至少一部分，所述另一波导壁被所述第二多个导电性杆包围，使所述电磁波在所述第二贯通孔与所述第三贯通孔之间传播，所述另一波导壁的高度小于λm/2，所述第二多个导电性杆中的和所述另一波导壁相邻的导电性杆与所述另一波导壁的外周之间的距离小于λm/2。22.根据权利要求1所述的波导装置，其中，所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面具有沿着一个方向延伸的横部分,所述第一贯通孔、所述第二贯通孔以及所述波导壁的沿着所述导电性表面的截面还具有沿着与所述一个方向交叉的另一方向延伸的至少一对纵部分，所述横部分连接所述一对纵部分,在设所述频带的自由空间中的中心波长为λo时，所述波导壁在所述横部分的中央的厚度是λo/4的0.8倍以上且1.2倍以下,所述第二导电部件在所述多个导电性杆之间还具有波导部件，所述波导部件具有与...

【专利技术属性】
技术研发人员：桐野秀树，加茂宏幸，
申请(专利权)人：日本电产艾莱希斯株式会社，株式会社WGR，
类型：发明
国别省市：日本,JP