缝隙天线阵列和雷达装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供缝隙天线阵列和雷达装置。与使用微带线的情况相比，实现低损失的天线阵列。一个实施方式中的缝隙天线阵列具有：第1导电部件，其具有正面侧的第1导电性表面和背面侧的第2导电性表面，具有第1缝隙和第2缝隙；第2导电部件，其具有与第2导电性表面对置的正面侧的第3导电性表面；第1波导部件，其具有与第2导电性表面或第3导电性表面对置地延伸的导电性的波导面；导电性的第1波导壁，其被定位成包围第2缝隙与第1贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间；和第1人工磁导体，其被配置在第1波导部件的两侧和第1波导壁的周围。第2导电部件具有从第1导电性表面的法线方向观察时与第2缝隙重合的第1贯通孔。

【技术实现步骤摘要】
缝隙天线阵列和雷达装置
本公开涉及缝隙天线阵列和雷达装置。
技术介绍
在线上或面上排列有多个辐射元件(以下，也称作“天线元件”。)的天线阵列(以下，称作“阵列天线”。)例如以各种用途被用于雷达和通信系统。为了从阵列天线辐射电磁波，需要从生成电磁波的电路向各天线元件提供电磁波(例如高频的信号波)(供电)。这种供电是经由导波路而进行的。导波路还用于将通过天线元件接收到的电磁波发送到接收电路。以往，大多数情况下使用微带线，以向阵列天线供电。但是，在通过阵列天线发送或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)的较高的频率的情况下，微带线的电介质损失变大，天线的效率降低。因此，在这样的高频区域中，代替微带线而需要导波路。作为代替微带线的导波路构造，专利文献1至3、以及非专利文献1和2公开了利用脊型导波路的两侧所配置的人工磁导体(AMC:ArtificialMagneticConductor)来进行电磁波的导波的构造。现有技术文献专利文献【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】欧洲专利申请公开第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
技术要解决的问题本公开提供具有与现有技术不同的新的构造的天线阵列。用于解决问题的手段本公开的一个方式的缝隙天线阵列具有：第1导电部件，其具有正面侧的第1导电性表面和背面侧的第2导电性表面，具有包含第1缝隙和第2缝隙的多个缝隙；第2导电部件，其位于所述第1导电部件的背面侧，具有与所述第2导电性表面对置的正面侧的第3导电性表面和背面侧的第4导电性表面，该第2导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第2缝隙重合的第1贯通孔；第1波导部件，其位于所述第1导电部件与第2导电部件之间，具有与所述第2导电性表面或所述第3导电性表面对置而延伸的条纹形状的导电性的波导面；导电性的第1波导壁，其被配置成包围所述第2缝隙与所述第1贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第1贯通孔与所述第1缝隙之间传播；以及第1人工磁导体，其在所述第1导电部件与第2导电部件之间，被配置在所述第1波导部件的两侧，并且包围所述第1波导壁的周围的至少一部分。所述第1波导壁具有隔着间隙而与所述第2导电性表面和所述第3导电性表面中的至少一方对置的顶面。所述第1波导部件的所述波导面与所述第1缝隙耦合。本公开的其他方式的缝隙天线阵列具有：第1导电部件，其具有正面侧的第1导电性表面和背面侧的第2导电性表面，具有包含第1缝隙和第2缝隙的多个缝隙；第2导电部件，其位于所述第1导电部件的背面侧，具有与所述第2导电性表面对置的正面侧的第3导电性表面和背面侧的第4导电性表面，该第2导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时分别与所述第1缝隙和所述第2缝隙重合的第1贯通孔和第2贯通孔；导电性的第1波导壁，其被配置成包围所述第1缝隙与所述第1贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第1贯通孔与所述第1缝隙之间传播；导电性的第2波导壁，其被配置成包围所述第2缝隙与所述第2贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第1贯通孔与所述第1缝隙之间传播；以及第1人工磁导体，其在所述第1导电部件与第2导电部件之间，包围所述第1波导壁和第2波导壁的周围的至少一部分。所述第1波导壁和第2波导壁分别具有隔着间隙而与所述第2导电性表面和所述第3导电性表面中的至少一方对置的顶面。技术的效果根据本公开的实施方式，能够实现与使用微带线的情况相比损失较低的天线阵列。附图说明图1是示意地示出不限定导波路装置所具有的基本结构的例子的立体图。图2A是示意地示出导波路装置100的与XZ面平行的截面的结构的图。图2B是示意地示出导波路装置100的与XZ面平行的截面的其他结构的图。图3是为了便于理解而示意地示出处于使导电部件110和导电部件120之间的间隔极端地增大的状态下的导波路装置100的立体图。图4是示出图2所示的构造中的各部件的尺寸的范围的例子的图。图5A是示出仅波导部件122的上表面即波导面122a具有导电性、波导部件122的波导面122a以外的部分不具有导电性的构造的例子的截面图。图5B是示出波导部件122未形成在导电部件120上的变形例的图。图5C是示出导电部件120、波导部件122和多个导电性棒124分别在电介质的表面涂布了金属等导电性材料的构造的例子的图。图5D是示出在导电部件110、120、波导部件122和导电性棒124各自的最表面具有电介质的层110b、120b的构造的例子的图。图5E是示出导电部件110、120、波导部件122和导电性棒124各自的最表面具有电介质的层110b、120b的构造的其他例子的图。图5F是示出波导部件122的高度低于导电性棒124的高度、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的一侧突出的例子的图。图5G是示出图5F的构造中，导电性表面110a中的与导电性棒124对置的部分进一步向导电性棒124的一侧突出的例子的图。图6A是示出导电部件110的导电性表面110a具有曲面形状的例子的图。图6B是示出导电部件120的导电性表面120a也具有曲面形状的例子的图。图7A示意地示出在波导部件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较窄的空间内传播的电磁波。图7B是示意地示出中空导波管130的截面的图。图7C是示出在导电部件120上设有2个波导部件122的形态的截面图。图7D是示意的示出并排配置有2个中空导波管130的导波路装置的截面的图。图8A是示意地示出利用WRG的构造的缝隙阵列天线200(比较例)的结构的一部分的立体图。图8B是示意地示出缝隙阵列天线200中的通过在X方向上排列的2个缝隙112的中心且与XZ面平行的截面的一部分的图。图9是示意地示出本公开的例示的实施方式中的缝隙天线阵列的结构的立体图。图10A是示出第1导电部件310A的构造的俯视图。图10B是示出第2导电部件310B的构造的俯视图。图10C是示出第3导电部件310C的构造的俯视图。图10D是示出第4导电部件310D的构造的俯视图。图10E是示出第5导电部件310E的构造的俯视图。图10F是示出第6导电部件310F的构造的俯视图。图10G是示出第3导电部件的变形例的俯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缝隙天线阵列，其特征在于，其具有：第1导电部件，其具有正面侧的第1导电性表面和背面侧的第2导电性表面，具有包含第1缝隙和第2缝隙在内的多个缝隙；第2导电部件，其位于所述第1导电部件的背面侧，具有与所述第2导电性表面对置的正面侧的第3导电性表面和背面侧的第4导电性表面，该第2导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第2缝隙重合的第1贯通孔；第1波导部件，其位于所述第1导电部件与所述第2导电部件之间，具有与所述第2导电性表面或所述第3导电性表面对置地延伸的条纹形状的导电性的波导面；导电性的第1波导壁，其被定位成包围所述第2缝隙与所述第1贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第1贯通孔与所述第1缝隙之间传播；以及第1人工磁导体，其在所述第1导电部件与所述第2导电部件之间，被配置在所述第1波导部件的两侧，并且包围所述第1波导壁的周围的至少一部分，所述第1波导壁具有隔着间隙而与所述第2导电性表面和所述第3导电性表面中的至少一方对置的顶面，所述第1波导部件的所述波导面与所述第1缝隙耦合，所述缝隙天线阵列用于自由空间中的中心波长为λo的频带的电磁波的发送和接收中的至少一方，所述第1缝隙的中心与所述第2缝隙的中心之间的距离小于λo。...

【技术特征摘要】
2017.04.14 JP 2017-0801901.一种缝隙天线阵列，其特征在于，其具有：第1导电部件，其具有正面侧的第1导电性表面和背面侧的第2导电性表面，具有包含第1缝隙和第2缝隙在内的多个缝隙；第2导电部件，其位于所述第1导电部件的背面侧，具有与所述第2导电性表面对置的正面侧的第3导电性表面和背面侧的第4导电性表面，该第2导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第2缝隙重合的第1贯通孔；第1波导部件，其位于所述第1导电部件与所述第2导电部件之间，具有与所述第2导电性表面或所述第3导电性表面对置地延伸的条纹形状的导电性的波导面；导电性的第1波导壁，其被定位成包围所述第2缝隙与所述第1贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第1贯通孔与所述第1缝隙之间传播；以及第1人工磁导体，其在所述第1导电部件与所述第2导电部件之间，被配置在所述第1波导部件的两侧，并且包围所述第1波导壁的周围的至少一部分，所述第1波导壁具有隔着间隙而与所述第2导电性表面和所述第3导电性表面中的至少一方对置的顶面，所述第1波导部件的所述波导面与所述第1缝隙耦合，所述缝隙天线阵列用于自由空间中的中心波长为λo的频带的电磁波的发送和接收中的至少一方，所述第1缝隙的中心与所述第2缝隙的中心之间的距离小于λo。2.根据权利要求1所述的缝隙天线阵列，其特征在于，在沿着与所述第1缝隙延伸的方向和所述第1导电性表面的法线方向双方垂直的方向观察的情况下，所述第1缝隙与所述第2缝隙重合，所述第1人工磁导体包含第1多个导电性棒，所述第1多个导电性棒各自的基部与所述第2导电性表面和所述第3导电性表面中的任意一方连接，所述第1多个导电性棒各自的前端部隔着间隙而与任意另一方对置，所述第1多个导电性棒中的至少一根导电性棒位于所述第1波导部件的一端与所述第1波导壁之间。3.根据权利要求1所述的缝隙天线阵列，其特征在于，所述多个缝隙还具有第3缝隙，所述第2导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第3缝隙重合的第2贯通孔，该缝隙天线阵列还具有导电性的第2波导壁，该第2波导壁被定位成包围所述第3缝隙与所述第2贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第2贯通孔与所述第2缝隙之间传播，所述第2波导壁具有隔着间隙而与所述第2导电性表面或所述第3导电性表面中的至少一方对置的顶面，所述第1人工磁导体包围所述第2波导壁的周围的至少一部分。4.根据权利要求1所述的缝隙天线阵列，其特征在于，该缝隙天线阵列还具有：第3导电部件，其位于所述第2导电部件的背面侧，具有与所述第4导电性表面对置的正面侧的第5导电性表面和背面侧的第6导电性表面；以及第2波导部件，其位于所述第2导电部件与所述第3导电部件之间，具有与所述第4导电性表面或所述第5导电性表面对置地延伸的条纹形状的导电性的波导面，所述第2波导部件的所述波导面与所述第1贯通孔耦合，所述第1缝隙延伸的方向与所述第2缝隙延伸的方向相同，所述多个缝隙还具有第3缝隙，所述第2导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第3缝隙重合的第2贯通孔，该缝隙天线阵列还具有导电性的第2波导壁，该第2波导壁被定位成包围所述第3缝隙与所述第2贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第2贯通孔与所述第2缝隙之间传播，所述第2波导壁具有隔着间隙而与所述第2导电性表面或所述第3导电性表面中的至少一方对置的顶面，所述第1人工磁导体包围所述第2波导壁的周围的至少一部分。5.根据权利要求2所述的缝隙天线阵列，其特征在于，所述多个缝隙还具有第3缝隙，所述第2导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第3缝隙重合的第2贯通孔，该缝隙天线阵列还具有导电性的第2波导壁，该第2波导壁被定位成包围所述第3缝隙与所述第2贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第2贯通孔与所述第2缝隙之间传播，所述第2波导壁具有隔着间隙而与所述第2导电性表面或所述第3导电性表面中的至少一方对置的顶面，所述第1人工磁导体包围所述第2波导壁的周围的至少一部分。6.根据权利要求2所述的缝隙天线阵列，其特征在于，该缝隙天线阵列还具有：第3导电部件，其位于所述第2导电部件的背面侧，具有与所述第4导电性表面对置的正面侧的第5导电性表面和背面侧的第6导电性表面；以及第2波导部件，其位于所述第2导电部件与所述第3导电部件之间，具有与所述第4导电性表面或所述第5导电性表面对置地延伸的条纹形状的导电性的波导面，所述第2波导部件的所述波导面与所述第1贯通孔耦合，所述第1缝隙延伸的方向与所述第2缝隙延伸的方向相同，所述多个缝隙还具有第3缝隙，所述第2导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第3缝隙重合的第2贯通孔，该缝隙天线阵列还具有导电性的第2波导壁，该第2波导壁被定位成包围所述第3缝隙与所述第2贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第2贯通孔与所述第2缝隙之间传播，所述第2波导壁具有隔着间隙而与所述第2导电性表面或所述第3导电性表面中的至少一方对置的顶面，所述第1人工磁导体包围所述第2波导壁的周围的至少一部分。7.根据权利要求1所述的缝隙天线阵列，其特征在于，所述多个缝隙还具有第3缝隙，所述第2导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第3缝隙重合的第2贯通孔，该缝隙天线阵列具有：第3导电部件，其位于所述第2导电部件的背面侧，具有与所述第4导电性表面对置的正面侧的第5导电性表面和背面侧的第6导电性表面，该第3导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第3缝隙和所述第2贯通孔重合的第3贯通孔；导电性的第3波导壁，其被定位成包围所述第2贯通孔与所述第3贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第2贯通孔与所述第3贯通孔之间传播；第2波导部件，其位于所述第2导电部件与所述第3导电部件之间，具有与所述第4导电性表面或所述第5导电性表面对置地延伸的条纹形状的导电性的波导面，所述波导面与所述第1贯通孔耦合；以及第2人工磁导体，其在所述第2导电部件与所述第3导电部件之间，被配置在所述第2波导部件的两侧，并且包围所述第3波导壁的周围的至少一部分，所述第3波导壁具有隔着间隙而与所述第4导电性表面和所述第5导电性表面中的至少一方对置的顶面。8.根据权利要求2所述的缝隙天线阵列，其特征在于，所述多个缝隙还具有第3缝隙，所述第2导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第3缝隙重合的第2贯通孔，该缝隙天线阵列具有：第3导电部件，其位于所述第2导电部件的背面侧，具有与所述第4导电性表面对置的正面侧的第5导电性表面和背面侧的第6导电性表面，该第3导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第3缝隙和所述第2贯通孔重合的第3贯通孔；导电性的第3波导壁，其被定位成包围所述第2贯通孔与所述第3贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第2贯通孔与所述第3贯通孔之间传播；第2波导部件，其位于所述第2导电部件与所述第3导电部件之间，具有与所述第4导电性表面或所述第5导电性表面对置地延伸的条纹形状的导电性的波导面，所述波导面与所述第1贯通孔耦合；以及第2人工磁导体，其在所述第2导电部件与所述第3导电部件之间，被配置在所述第2波导部件的两侧，并且包围所述第3波导壁的周围的至少一部分，所述第3波导壁具有隔着间隙而与所述第4导电性表面和所述第5导电性表面中的至少一方对置的顶面。9.根据权利要求3所述的缝隙天线阵列，其特征在于，该缝隙天线阵列具有：第3导电部件，其位于所述第2导电部件的背面侧，具有与所述第4导电性表面对置的正面侧的第5导电性表面和背面侧的第6导电性表面，该第3导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第3缝隙和所述第2贯通孔重合的第3贯通孔；导电性的第3波导壁，其被定位成包围所述第2贯通孔与所述第3贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第2贯通孔与所述第3贯通孔之间传播；第2波导部件，其位于所述第2导电部件与所述第3导电部件之间，具有与所述第4导电性表面或所述第5导电性表面对置地延伸的条纹形状的导电性的波导面，所述波导面与所述第1贯通孔耦合；以及第2人工磁导体，其在所述第2导电部件与所述第3导电部件之间，被配置在所述第2波导部件的两侧，并且包围所述第3波导壁的周围的至少一部分，所述第3波导壁具有隔着间隙而与所述第4导电性表面和所述第5导电性表面中的至少一方对置的顶面。10.根据权利要求4所述的缝隙天线阵列，其特征在于，所述第3导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第3缝隙和所述第2贯通孔重合的第3贯通孔，所述缝隙天线阵列具有：导电性的第3波导壁，其被定位成包围所述第2贯通孔与所述第3贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第2贯通孔与所述第3贯通孔之间传播；以及第2人工磁导体，其在所述第2导电部件与所述第3导电部件之间，被配置在所述第2波导部件的两侧，并且包围所述第3波导壁的周围的至少一部分，所述第3波导壁具有隔着间隙而与所述第4导电性表面和所述第5导电性表面中的至少一方对置的顶面。11.根据权利要求5所述的缝隙天线阵列，其特征在于，该缝隙天线阵列具有：第3导电部件，其位于所述第2导电部件的背面侧，具有与所述第4导电性表面对置的正面侧的第5导电性表面和背面侧的第6导电性表面，该第3导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第3缝隙和所述第2贯通孔重合的第3贯通孔；导电性的第3波导壁，其被定位成包围所述第2贯通孔与所述第3贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第2贯通孔与所述第3贯通孔之间传播；第2波导部件，其位于所述第2导电部件与所述第3导电部件之间，具有与所述第4导电性表面或所述第5导电性表面对置地延伸的条纹形状的导电性的波导面，所述波导面与所述第1贯通孔耦合；以及第2人工磁导体，其在所述第2导电部件与所述第3导电部件之间，被配置在所述第2波导部件的两侧，并且包围所述第3波导壁的周围的至少一部分，所述第3波导壁具有隔着间隙而与所述第4导电性表面和所述第5导电性表面中的至少一方对置的顶面。12.根据权利要求6所述的缝隙天线阵列，其特征在于，所述第3导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第3缝隙和所述第2贯通孔重合的第3贯通孔，所述缝隙天线阵列具有：导电性的第3波导壁，其被定位成包围所述第2贯通孔与所述第3贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第2贯通孔与所述第3贯通孔之间传播；以及第2人工磁导体，其在所述第2导电部件与所述第3导电部件之间，被配置在所述第2波导部件的两侧，并且包围所述第3波导壁的周围的至少一部分，所述第3波导壁具有隔着间隙而与所述第4导电性表面和所述第5导电性表面中的至少一方对置的顶面。13.根据权利要求1所述的缝隙天线阵列，其特征在于，所述多个缝隙还具有第3缝隙，所述第2导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第3缝隙重合的第2贯通孔，该缝隙天线阵列还具有导电性的第2波导壁，该第2波导壁被定位成包围所述第3缝隙与所述第2贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第2贯通孔与所述第2缝隙之间传播，所述第2波导壁具有隔着间隙而与所述第2导电性表面或所述第3导电性表面中的至少一方对置的顶面，所述第1人工磁导体包围所述第2波导壁的周围的至少一部分，所述缝隙天线阵列具有：第3导电部件，其位于所述第2导电部件的背面侧，具有与所述第4导电性表面对置的正面侧的第5导电性表面和背面侧的第6导电性表面，该第3导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第3缝隙和所述第2贯通孔重合的第3贯通孔；导电性的第3波导壁，其被定位成包围所述第2贯通孔与所述第3贯通孔之间的空间的至少一部分或将该一部分夹在中间，使电磁波在所述第2贯通孔与所述第3贯通孔之间传播；第2波导部件，其位于所述第2导电部件与所述第3导电部件之间，具有与所述第4导电性表面或所述第5导电性表面对置地延伸的条纹形状的导电性的波导面，所述波导面与所述第1贯通孔耦合；以及第2人工磁导体，其在所述第2导电部件与所述第3导电部件之间，被配置在所述第2波导部件的两侧，并且包围所述第3波导壁的周围的至少一部分，所述第3波导壁具有隔着间隙而与所述第4导电性表面和所述第5导电性表面中的至少一方对置的顶面。14.根据权利要求10所述的缝隙天线阵列，其特征在于，所述多个缝隙还包括第4缝隙，所述第2导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第4缝隙重合的第4贯通孔，所述第3导电部件具有从所述第1导电性表面的法线方向观察时与所述第4缝隙和所述第4贯通孔重合的第5...

【专利技术属性】
技术研发人员：一之濑威，桐野秀树，加茂宏幸，北村秀明，
申请(专利权)人：日本电产株式会社，株式会社WGR，
类型：新型
国别省市：日本,JP