缝隙阵列天线和具有该缝隙阵列天线的雷达制造技术

本发明专利技术提供缝隙阵列天线和具有该缝隙阵列天线的雷达，即使使用的频带宽也可维持良好特性。缝隙阵列天线具有：第一导电部件，具有第一导电性表面和在第一方向上排列的多个缝隙；第二导电部件，具有第二导电性表面；波导部件，具有与第一和第二导电性表面中的一方对置地延伸的波导面；和人工磁导体，在波导部件的周围扩展。波导部件具有：主干部，沿着一个方向延伸；第一和第二连接部，从主干部的端部分支并延伸至相邻两缝隙之间的区域；第一分支部，从第一连接部的端部沿着第一方向延伸并与一部分缝隙耦合；和第二分支部，从第二连接部的端部沿着第一方向的反方向延伸并与另一部分缝隙耦合。沿着波导路测定出的第一和第二连接部的长度彼此不同。

【技术实现步骤摘要】
缝隙阵列天线和具有该缝隙阵列天线的雷达
本公开涉及一种缝隙阵列天线。
技术介绍
在线上或者面上排列有多个发射元件(有时也称为“天线元件”)的阵列天线(有时也称为“天线阵列”)用于各种用途，例如用于雷达和通信系统。为了从阵列天线发射出电磁波，需要从生成电磁波的电路向各天线元件供给(供电)电磁波(例如高频信号波)。经由波导路来进行这种供电。波导路还用于将由天线元件接收到的电磁波输送给接收电路。以往，多数情况下在对阵列天线的供电中使用了微带线。但是，在由阵列天线发送或者接收的电磁波的频率例如像毫米波段那样是超过30千兆赫(GHz)的高频时，微带线的电介质损失大，天线的效率降低。因此，在这种高频区域中需要代替微带线的波导路。作为代替微带线的波导路结构，在专利文献1至3以及非专利文献1以及2中公开了如下结构：利用在脊型波导路的两侧配置的人工磁导体(AMC：ArtificialMagneticConductor)来进行电磁波的波导。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：Kirinoetal.,"A76GHzMulti-LayeredPhasedArrayAntennaUsingaNon-MetalContactMetamaterialWaveguide",IEEETransactiononAntennasandPropagation,Vol.60,No.2,February2012,pp840-853非专利文献2：Kildaletal.,"LocalMetamaterial-BasedWaveguidesinGapsBetweenParallelMetalPlates",IEEEAntennasandWirelessPropagationLetters,Vol.8,2009,pp84-87
技术实现思路
求出了能够发送或者接收的电磁波的频带宽广的阵列天线。本公开提供一种缝隙阵列天线，其具有适于这种宽频带的电磁波的发送或者接收的新结构。本公开的一实施方式涉及的缝隙阵列天线具有：第一导电部件，其具有第一导电性表面以及沿着所述第一导电性表面在第一方向上排列的多个缝隙；第二导电部件，其具有与所述第一导电性表面对置的第二导电性表面；波导部件，其被配置于所述第一导电部件与所述第二导电部件之间，具有与所述第一导电性表面或所述第二导电性表面对置的导电性的波导面，该波导部件沿着所述第一导电性表面或所述第二导电性表面延伸；以及人工磁导体，其被配置于所述波导部件的周围。所述波导面、与所述波导面对置的所述第一导电性表面或所述第二导电性表面、以及所述人工磁导体规定了波导路。所述波导部件具有：主干部，其沿着一个方向延伸；第一连接部以及第二连接部，它们是从所述主干部的端部分支出来的，分别延伸至所述多个缝隙中相邻的任意两个缝隙之间的区域；第一分支部，其与所述第一连接部的端部连接，从所述第一连接部的所述端部沿着所述第一方向延伸，并与所述多个缝隙中的一部分耦合；以及第二分支部，其与所述第二连接部的端部连接，从所述第二连接部的所述端部沿着所述第一方向的反方向延伸，并与所述多个缝隙的另一部分耦合。所述多个缝隙分别与所述波导部件交叉或断开所述波导部件。所述主干部的所述端部不位于所述两个缝隙之间的区域。所述第一连接部的沿着所述波导路测定出的长度与所述第二连接部的沿着所述波导路测定出的长度不同。专利技术效果根据本公开的实施方式，能够实现即使是所使用的频带宽的情况下，也容易维持良好的特性的阵列天线。附图说明图1是示意地表示波导路装置所具有的基本结构的非限定性例子的立体图。图2A是示意地表示波导路装置100的与XZ面平行的截面的结构的图。图2B是示意地表示波导路装置100的与XZ面平行的截面的其他结构的图。图3是示意地表示处于为了便于理解而将导电部件110与导电部件120的间隔极度分开的状态的波导路装置100的立体图。图4是表示图2所示的结构中的各部件的尺寸的范围的例子的图。图5A示意地表示在波导部件122的波导面122a与导电部件110的导电性表面110a之间的间隙中的宽度窄的空间内传播的电磁波。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是示意地表示并列配置有两个中空波导管130的波导路装置的截面的图。图6表示专利文献1的图25所公开的阵列天线。图7表示利用具有分支结构的波导部件122，从多个缝隙112的排列的中央部朝向两端供电的结构的例子。图8是示意地表示本公开的例示的实施方式中的缝隙阵列天线200的结构的一部分的立体图。图9是表示第二导电部件120、波导部件22以及多个导电性杆124的一部分的俯视图。图10是表示本公开的实施方式中的缝隙阵列天线200的变形例的俯视图。图11A是表示本公开的例示的实施方式中的缝隙阵列天线300中的第一导电部件110的结构的平面图。图11B是表示本公开的例示的实施方式中的缝隙阵列天线300中的第一导电部件110的结构的平面图。图12A是沿图11A中的A-A线的剖视图。图12B是表示在第一导电部件110的导电性表面110a上配置有脊状的多个波导部件122和多个导电性杆(人工磁导体)的例子的剖视图。图13是表示波导部件122的尺寸和一个缝隙列所包含的4个缝隙112的间隔的例子的图。图14A是表示第一导电部件110(发射层)的结构的例子的俯视图。图14B是表示第二导电部件120(供电层)的结构的例子的俯视图。图14C是表示保护电路板290的罩140的结构的例子的图。图14D是表示将第一导电部件110、第二导电部件120、罩140组合而制作的缝隙阵列天线300的外观的图。图14E是表示横向观察图14D所示的缝隙阵列天线300时的外观和厚度的图。图15A是表示只有波导部件122的作为上表面的波导面122a具有导电性而波导部件122的除波导面122a以外的部分不具有导电性的结构的例子的剖视图。图15B是表示在导电部件120上未形成有波导部件122的变形例的图。图15C是表示导电部件120、波导部件122以及多个导电性杆124分别在电介质的表面涂布有金属等导电性材料的结构的例子的图。图15D是表示导电部件110、120、波导部件122以及导电性杆124分别在最表面具有电介质层110b、120b的结构的例子的图。图15E是表示导电部件110、120、波导部件122以及导电性杆124分别在最表面具有电介质层110b、120b的结构的另一例子的图。图15F是表示波导部件122的高度比导电性杆124的高度低、且导电部件110的导电性表面110a中的与波导面122a对置的部分向波导部件122侧突出的例子的图。图15G是表示在图15F的结构中还使导电性表面110a中的与导电性杆124对置的部分向导电性杆124侧突出的例子的图。图16A是表示导电部件110的导电性表面110a具有曲面形状的例子的图。图16B是表示导电部件120的导电性表面120a也具有曲面形状的例子的图。图17是表示缝隙的形状的另一例子的图。图18是表示在将图17所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缝隙阵列天线，其具有：第一导电部件，其具有第一导电性表面以及沿着所述第一导电性表面在第一方向上排列的多个缝隙；第二导电部件，其具有与所述第一导电性表面对置的第二导电性表面；波导部件，其被配置于所述第一导电部件与所述第二导电部件之间，具有与所述第一导电性表面或所述第二导电性表面对置的导电性的波导面，该波导部件沿着所述第一导电性表面或所述第二导电性表面延伸；以及人工磁导体，其被配置于所述波导部件的周围，所述波导面、与所述波导面对置的所述第一导电性表面或所述第二导电性表面、以及所述人工磁导体规定了波导路，所述波导部件具有：主干部，其沿着一个方向延伸；第一连接部以及第二连接部，它们是从所述主干部的端部分支出来的，分别延伸至所述多个缝隙中相邻的任意两个缝隙之间的区域；第一分支部，其与所述第一连接部的端部连接，从所述第一连接部的所述端部沿着所述第一方向延伸，并与所述多个缝隙中的一部分耦合；以及第二分支部，其与所述第二连接部的端部连接，从所述第二连接部的所述端部沿着所述第一方向的反方向延伸，并与所述多个缝隙中的另一部分耦合，所述多个缝隙分别与所述波导部件交叉或断开所述波导部件，所述主干部的所述端部不位于所述两个缝隙之间的区域，所述第一连接部的沿着所述波导路测定出的长度与所述第二连接部的沿着所述波导路测定出的长度不同。...

【技术特征摘要】
2017.03.24 JP 2017-0594581.一种缝隙阵列天线，其具有：第一导电部件，其具有第一导电性表面以及沿着所述第一导电性表面在第一方向上排列的多个缝隙；第二导电部件，其具有与所述第一导电性表面对置的第二导电性表面；波导部件，其被配置于所述第一导电部件与所述第二导电部件之间，具有与所述第一导电性表面或所述第二导电性表面对置的导电性的波导面，该波导部件沿着所述第一导电性表面或所述第二导电性表面延伸；以及人工磁导体，其被配置于所述波导部件的周围，所述波导面、与所述波导面对置的所述第一导电性表面或所述第二导电性表面、以及所述人工磁导体规定了波导路，所述波导部件具有：主干部，其沿着一个方向延伸；第一连接部以及第二连接部，它们是从所述主干部的端部分支出来的，分别延伸至所述多个缝隙中相邻的任意两个缝隙之间的区域；第一分支部，其与所述第一连接部的端部连接，从所述第一连接部的所述端部沿着所述第一方向延伸，并与所述多个缝隙中的一部分耦合；以及第二分支部，其与所述第二连接部的端部连接，从所述第二连接部的所述端部沿着所述第一方向的反方向延伸，并与所述多个缝隙中的另一部分耦合，所述多个缝隙分别与所述波导部件交叉或断开所述波导部件，所述主干部的所述端部不位于所述两个缝隙之间的区域，所述第一连接部的沿着所述波导路测定出的长度与所述第二连接部的沿着所述波导路测定出的长度不同。2.根据权利要求1所述的缝隙阵列天线，其中，所述缝隙阵列天线用于规定频带的电磁波的发送以及接收中的至少一方，所述频带所含的电磁波从所述主干部的所述端部传播至最接近所述第一连接部的缝隙时的相位变化量、与该电磁波从所述主干部的所述端部传播至最接近所述第二连接部的缝隙时的相位变化量之差比π/4大，且比3π/4小。3.根据权利要求1所述的缝隙阵列天线，其中，所述主干部具有与所述第一分支部以及所述第二分支部平行地延伸的部分。4.根据权利要求1所述的缝隙阵列天线，其中，所述缝隙阵列天线用于自由空间中的中心波长是λo的频带的电磁波的发送以及接收中的至少一方，从所述主干部的所述端部到最接近所述第一连接部的缝隙的、沿着所述波导路测定出的距离、与从所述主干部的所述端部到最接近所述第二连接部的缝隙的、沿着所述波导路测定出的距离之差比λo/4大，且比3λo/4小。5.根据权利要求1所述的缝隙阵列天线，其中，所述多个缝隙包含四个缝隙，所述四个缝隙中的两个缝隙与所述第一分支部对置，所述四个缝隙中的另两个缝隙与所述第二分支部对置。6.根据权利要求1所述的缝隙阵列天线，其中，所述缝隙阵列天线还具有与所述波导部件相邻的至少一个其他波导部件，该其他波导部件分别被配置于所述第一导电部件与所述第二导电部件之间，具有与所述第一导电性表面或所述第二导电性表面对置的导电性的波导面，该其他波导部件沿着所述第一导电性表面或所述第二导电性表面延伸，所述人工磁导体被配置于所述其他波导部件的周围，所述第一导电部件具有与由所述多个缝隙构成的缝隙列相邻的至少一个其他缝隙列，所述缝隙列以及所述其他缝隙列排列在与所述第一方向交叉的第二方向上，所述其他缝隙列包含在所述第一方向上排列的多个缝隙，所述其他波导部件中的所述波导面、与所述波导面对置的所述第一导电性表面或者所述第二导电性表面、以及所述人工磁导体规定了其他波导路，所述其他波导部件具有：主干部，其沿着一个方向延伸；第一连接部以及第二连接部，它们是从所述主干部的端部分支出来的，分别延伸至所述其他缝隙列中的所述多个缝隙中相邻的任意两个缝隙之间的区域；第一分支部，其与所述第一连接部的端部连接，从所述第一连接部的所述端部沿着所述第一方向延伸，并与所述多个缝隙中的一部分耦合；以及第二分支部，其与所述第二连接部的端部连接，从所述第二连接部的所述端部沿着所述第一方向的反方向延伸，并与所述多个缝隙中的另一部分耦合，所述其他缝隙列中的所述多个缝隙分别与所述其他波导部件交叉或断开所述其他波导部件，所述其他波导部件中的所述主干部的所述端部不位于所述两个缝隙之间的区域，在所述其他波导部件中，所述第一连接部的沿着所述其他波导路测定出的长度、与所述第二连接部的沿着所述其他波导路测定出的长度不同。7.根据权利要求3所述的缝隙阵列天线，其中，所述人工磁导体具有多个导电性杆，在所述第一分支部或所述第二分支部与所述主干部之间，配置有沿着所述第一方向排列的一列导电性杆。8.根据权利要求3所述的缝隙阵列天线，其中，所述人工磁导体具有多个导电性杆，所述第一连接部的侧面的至少一部分与所述第二连接部的侧面的至少一部分对置，在所述第一连接部的所述侧面的所述至少一部分与所述第二连接部的所述侧面的所述至少一部分之间，配置有至少一个导电性杆。9.根据权利要求7所述的缝隙阵列天线，其中，所述第一连接部的侧面的至少一部分与所述第二连接部的侧面的至少一部分对置，在所述第一连接部的所述侧面的所述至少一部分与所述第二连接部的所述侧面的所述至少一部分之间，配置有至少一个导电性杆。10.根据权利要求3所述的缝隙阵列天线，其中，所述多个缝隙包含四个缝隙，所述四个缝隙中的两个缝隙与所述第一分支部对置，所述四个缝隙中的另两个缝隙与所述第二分支部对置。11.根据权利要求4所述的缝隙阵列天线，其中，所述多个缝隙包含四个缝隙，所述四个缝隙中的两个缝隙与所述第一分支部对置，所述四个缝隙中的另两个缝隙与所述第二分支部对置。12.根据权利要求7所述的缝隙阵列天线，其中，所述多个缝隙包含四个缝隙，所述四个缝隙中的两个缝隙与所述第一分支部对置，所述四个缝隙中的另两个缝隙与所述第二分支部对置。13.根据权利要求8所述的缝隙阵列天线，其中，所述多个缝隙包含四个缝隙，所述四个缝隙中的两个缝隙与所述第一分支部对置，所述四个缝隙中的另两个缝隙与所述第二分支部对置。14.根据权利要求5所述的缝隙阵列天线，其中，所述多个缝隙在所述第一方向上对称配置。15.根据权利要求13所述的缝隙阵列天线，其中，所述多个缝隙在所述第一方向上对称配置。16.根据权利要求3所述的缝隙阵列天线，其中，所述缝隙阵列天线还具有与所述波导部件相邻的至少一个其他波导部件，该其他波导部件分别被配置于所述第一导电部件与所述第二导电部件之间，具有与所述第一导电性表面或所述第二导电性表面对置的导电性的波导面，该其他波导部件沿着所述第一导电性表面或所述第二导电性表面延伸，所述人工磁导体被配置于所述其他波导部件的周围，所述第一导电部件具有与由所述多个缝隙构成的缝隙列相邻的至少一个其他缝隙列，所述缝隙列以及所述其他缝隙列排列在与所述第一方向交叉的第二方向上，所述其他缝隙列包含在所述第一方向上排列的多个缝隙，所述其他波导部件中的所述波导面、与所述波导面对置的所述第一导电性表面或者所述第二导电性表面、以及所述人工磁导体规定了其他波导路，所述其他波导部件具有：主干部，其沿着一个方向延伸；第一连接部以及第二连接部，它们是从所述主干部的端部分支出来的，分别延伸至所述其他缝隙列中的所述多个缝隙中相邻的任意两个缝隙之间的区域；第一分支部，其与所述第一连接部的端部连接，从所述第一连接部的所述端部沿着所述第一方向延伸，并与所述多个缝隙中的一部分耦合；以及第二分支部，其与所述第二连接部的端部连接，从所述第二连接部的所述端部沿着所述第一方向的反方向延伸，并与所述多个缝隙中的另一部分耦合，所述其他缝隙列中的所述多个缝隙分别与所述其他波导部件交叉或断开所述其他波导部件，所述其他波导部件中的所述主干部的所述端部不位于所述两个缝隙之间的区域...

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