一种圆极化天线，包含：介电基底；接地导体，接合到介电基底一侧；圆极化型天线元件，其在介电基底的相对表面侧上形成；多个金属柱，其各自的一个端侧连接到接地导体，并且沿厚度方向延伸通过介电基底，其各自的另一个端侧延伸到介电基底的相对表面，该多个金属柱按预定间隔排列从而围绕天线元件并且形成空腔；以及边框导体，其被配备来在介电基底相对表面侧上，沿排列方向短路多个金属柱的另一个端侧，并且在天线元件方向上延伸预定距离。在该圆极化天线中，由于空腔与边框导体，不会产生表面波，从而实现了所希望的天线辐射特性。该圆极化天线通过利用空腔谐振现象，而具有以下天线增益频率特性，其在ＲＲ视频波发射禁止范围内具有尖锐缺口。因此，有效地减少了对ＥＥＳＳ与射电操作的射频波干扰。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用实现效率高、生产量规模大以及制造成本低的技术的圆极化天线以及使用该天线的雷达设备，更具体地，本专利技术涉及适合于用作汽车雷达的超宽带(UWB)雷达的圆极化天线以及使用该天线的雷达设备。
技术介绍
人们已经提出将使用22到29GHz准毫米波段的UWB使用在汽车雷达或者便携式短程雷达(SRR)中。作为在UWB内使用的雷达设备的天线，不仅其辐射特性必须是宽带的，而且考虑到在安装到车辆上时将其配备在(例如)车辆主体与保险杆之间的间隙中的事实，天线还必须具有紧凑的尺寸以及扁平的结构。另外，作为这种天线，需要低损耗与高增益，以利用UWB特定的微弱射频波进行探测，以及抑制过多的电耗从而能以电池驱动，因此，天线必须容易按阵列设置。另外，作为该天线，希望可以利用印制技术制造天线元件的馈送单元，从而实现低成本制造。另外，关于雷达，希望利用其交叉极化分量较小的圆极化，以避免二次反射波的影响。如上所述，22到29GHz波段用于UWB雷达。但是，在该波段中包含了用于保护地球探测卫星服务(EESS)或射电的无源传感器的RR禁止波段(23.6到24.0GHz)。在2002年，美国联邦通信委员会(FCC)在以下非专利文献1中公布了以下条例在22到29GHz上，平均功率密度为-41.3dBm或者更少，并且峰值功率密度为0dBm/50MH。在该条例中，规定每过几年就减少波角旁瓣到-25dB到-35dB，从而抑制对上述EESS的射频干扰。非专利文献1FCC 02-48 New Part 15 Rules，FIRST REPORT ANDORDER但是，为了得到这一点，会扩大了用于UWB雷达的天线的垂直方向尺寸，并且假定难于在一般载客车辆上安装所述天线。因此，作为一种不依赖于天线旁瓣的方法，在2004年，FCC在以下非专利文献2中添加了以下修正条例在RR禁止波段内，辐射功率密度为-61.3dBm/MHz，其比先前的条例低20dB。非专利文献2“Second Report and Order and Second MemorandumOpinion and Order”FCC 04-285，2004年12月16日在常规UWB雷达中采用以下系统，其中由半导体开关导通/截止来自连续波振荡器的连续波(CW)。在该系统中，由于开关隔离的不完整性而生成了大剩余载波。为此，如图21中虚线所示，上述剩余载波被排空到分配给多普勒雷达的24.05到24.25GHz的短程设备(SRD)波段中。但是，有以下严重问题，即SRD波段非常靠近上述RR禁止波段，这会引起对EESS等等的不可避免的干扰。为了解决该问题，人们提出了将以下非专利文献3所示的短促振荡器用于UWB雷达的方法。非专利文献3“Residual-carrier free burst oscillator for automotive UWBradar applications”，Electronics Letters，2005年4月28日，Vol.41，No.9只有当脉冲处于导通状态时，该短促振荡器才振荡；并且当脉冲处于截止状态时，该短促振荡器停止振荡。当此类短促振荡器用于UWB雷达时，不会发生剩余载波。相应地，任意频谱阵列都是可能的，并且图21中实线所示的频率波段可以用于UWB雷达。结果，在RR禁止波段内可以将辐射功率密度抑制得充分低。但是，通过只使用短促振荡器，不容易在上述辐射功率密度中从频谱峰值减少20dB或者更多。在这种情况下，如果在上述RR禁止波段内天线的增益中具有尖锐缺口特性，则可以通过结合上述短促振荡器，利用该天线，实现满足FCC新条例UWB雷达。设计本专利技术来提供这样的适合于UWB雷达的天线，即，在RR禁止波段内增益具有缺口的天线。作为满足这些要求的天线，首先必须实现宽带扁平天线。作为扁平天线，已经公知有所谓的临时接片天线(patch antenna)，其构成使得在介电基底上按图案形成矩形或者圆形薄片状天线元件。但是，该临时接片天线一般为窄带类型，并且为了使其成为宽带类型，必须使用具有低介电常数的基底，并且使其厚度增大。另外，在准毫米波段内，必须使用低损耗基底，已知有特氟隆(Telflon注册商标)作为此类基底。但是，因为特氟隆具有接合金属膜方面的缺点，所以难于制造天线，这会产生高成本的问题。另外，作为宽带圆极化天线，在以下非专利文献4中报道了其中在相对较厚的介电基底上配备螺旋天线元件的宽带圆极化天线。非专利文献4Nakano等人″Tilted-and Axial-Beam Formation by aSingle-Arm Rectangular Spiral Antenna With Compact Dielectric Substrate andConducting Plane″，IEEE Trans.AP，vol.50，No.1，pp.17-232002年1月。螺旋天线一般为具有一对螺旋元件的平衡型天线。但是，在上述非专利文献4中，天线由一个螺旋元件构成构成，这使之可能进行不使用平衡-不平衡变换器的非均衡馈送。
技术实现思路
但是，在非专利文献4的天线的情况下，介电的大小为大约λ/2，并且当使其具有阵列结构时，必须在阵列中按固定距离设置多个介电块，并且在结构上不适合于大量生产。另外，可以在共享介电基底上排列多个螺旋元件。但是，如上所述，当介电基底的厚度大(与波长相比不可忽略的厚度)时，会激励沿介电基底表面传播的表面波，并且各个元件会被该表面波影响，这使之不可能获得希望的特性。请注意通过以下生成该表面波增加基底的厚度，以具有宽带，即使在上述临时接片天线的情况下也如此。本专利技术的目的在于提供一种圆极化天线以及利用该天线的雷达设备，该天线抑制由于上述表面波引起的影响，并且在宽带上具有有利的辐射特性，并且抑制RR禁止波段内的辐射，这就使之可以实现大产量生产以及低成本制造。为了达到以上目的，根据本专利技术的第一方面，提供了一种圆极化天线，包含介电基底(21，21′，21″)；接地导体(22，22′)，其在介电基底的一个表面侧上堆积；圆极化型天线元件(23，23′)，其在介电基底的相对表面上形成；多个金属柱(30)，其各自的一个端侧连接到接地导体，并且沿其厚度方向穿透介电基底，其各自的另一个端侧向上延伸到介电基底的相对表面，通过将该多个金属柱按预定间隔配备从而围绕天线元件，该多个金属柱构成空腔；以及导电边沿(32，32′)，其沿其阵列方向短路多个金属柱的相应的另一个端侧，并且被配备来在介电基底相对表面侧上、在天线元件方向上延伸预定距离。为了达到以上目的，根据本专利技术的第二方面，提供了一种根据本专利技术第一方面的圆极化天线，其中天线元件具有预定的极化旋转方向，并且由具有螺旋中心侧端部分的正方形螺旋型或者圆形螺旋型形成，并且该圆极化天线还包含馈送脚(25)，其一个端侧连接到由正方形螺旋型或者圆形螺旋型形成的天线元件的螺旋的中心侧端部分，该馈送脚被配备来穿透介电基底以及接地导体。为了达到以上目的，根据本专利技术的第三方面，提供了一种根据本专利技术第二方面的圆极化天线，其中按多组分别配备在介电基底上形成的天线元件以及其一个端侧连接到天线元件的螺旋的中心侧端部分的馈送脚，所述多组天线元件的预定极化旋转方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种圆极化天线，特征在于其包含： 介电基底； 接地导体，其在介电基底的一个表面侧上堆积； 圆极化型天线元件，其在介电基底的相对表面上形成； 多个金属柱，其各自的一个端侧连接到接地导体，并且沿其厚度方向穿透介电基底，其各自的另一个端侧向上延伸到介电基底的相对表面，通过将该多个金属柱按预定间隔配备从而围绕天线元件，该多个金属柱构成空腔；以及 导电边沿，其沿其阵列方向短路多个金属柱的相应的另一个端侧，并且被配备来在介电基底相对表面侧上、在天线元件方向上延伸预定距离。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：手代木扶，檜谷绫，
申请(专利权)人：安立股份有限公司，松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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