电磁波放射源天线基板2的前面配置金属前板10。前板10上配置三层缝隙行。配置在中层的缝隙行由配置在水平方向的8个缝隙11B构成。配置在顶层的缝隙行，由配置在水平方向的9个缝隙11A构成。配置在底层的缝隙行，由配置在水平方向的9个缝隙11C构成。天线基板2放射的电磁波与各缝隙耦合，指向性被整形、波束化。尤其，垂直方向设有多层缝隙行，最终放射的电磁波即使在垂直方向也形成指向性，被波束化。据此，比使用现有金属喇叭的天线装置小型且在垂直方向上也有指向性的天线装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种放射接收电磁波的天线装置及使用该天线装置的雷达装置。
技术介绍
从来，用于雷达的天线装置采用金属喇叭将在垂直方向上放射的电磁波聚拢为波 束状。其结构，例如在专利文献1 :日本专利特开2005-73212号公报中公开着。但是，如果要利用金属喇叭获得所望的指向性，必须加长喇叭在电磁波放射方向 上的伸出长度或扩大喇叭的开口角。其结果是天线装置整体大型化。本专利技术提供一种装置 整体小型化、具有垂直方向的指向性的天线装置。
技术实现思路
本专利技术的天线装置设有电磁波放射源和配置在上述电磁波的放射中心轴接近方 向、上述电磁波放射源前方的电磁波整形部。电磁波整形部设有水平方向上排列有多个缝 隙的缝隙行。另外，该缝隙行在垂直方向设有多层。电磁波放射源放射的电磁波呈球面形扩散，但与设在放射方向(前方)上的多个 缝隙耦合后，波形可整形为具有指向性的波束。特别是，垂直方向设有多层缝隙行，使该电 磁波放射源输出的电磁波在垂直方向形成指向性，聚拢为波束。天线装置放射具有垂直方 向指向性的波束。电磁波放射源与缝隙之间的距离，由放射的电磁波波长λ和电磁波放射源以及 电磁波整形部的截面形状决定。例如如果要加强电磁波放射源与缝隙的耦合，只需确保最 低限度0. 3倍波长的距离即可。因此，采用本专利技术的结构，在实现与现有金属喇叭同等的指 向性的基础上，可使电磁波放射方向上的伸出长度比金属喇叭短很多。在上述本专利技术中，上述缝隙行也可包含设置方向垂直于与上述电磁波放射方向平 行的平面、设置位置相互对称的缝隙对。例如，两层缝隙行时，在电磁波放射源的上下(垂 直)方向上平行排列两个缝隙行。这种情况下，可保证最终的波束形状在垂直方向对称。奇 数层缝隙行时，将原设在垂直方向中心位置上的缝隙行改设在与上述电磁波放射源的电磁 波放射方向平行的平面上。作为电磁波放射源，只需水平方向的开口面大于垂直方向的开口面即可，故采用 平面偶极天线、贴片天线、波导管缝隙陈列天线等。本专利技术实现了天线装置的整体体积小型化，提高了垂直方向指向性。 附图说明图1为本专利技术天线装置的外观示意图。其中，(A)立体图；⑶主视图；(C)图⑶ 的A-A剖视图；(D)立体图。图2为适用于本实施方式的平面偶极天线(dipole antenna)的立体图。图3(A)为平面偶极天线的俯视图；⑶为平面偶极天线的仰视图。图4为本专利技术天线装置中平面偶极天线与各缝隙的位置关系示意图。图5(A)为现有天线装置中金属喇叭的垂直方向指向性示意图、⑶为本实施方式 中天线装置的垂直方向指向性示意图。图6为本专利技术天线装置的其它实施方式的主视视图。图7为本专利技术天线装置的其它实施方式的立体图。具体实施例方式参照图面说明本专利技术的天线装置的实施方式。(第1实施方式)参照图1㈧至图1 (D)、图2及图3 (A)、图3 (B)，说明本专利技术天线装置的实施方式。 本实施方式中，假设垂直方向为X方向，电磁波放射方向为Z方向(前方向)，与X轴正交且 面向电磁波放射方向向右的方向为Y方向。如图1所示，本实施方式的天线装置具有电磁波整形部1、天线基板2以及馈管3 构成。天线基板2为电磁波放射源，本实施方式中，作为一例给出了如图2所示的平面偶极 天线(Dipole antenna)。由铜等薄膜导体构成的配线22印刷在沿水平方向(Y轴方向)延 长的平板状电介质基板20的表面上。天线基板2，与电磁波整形部1的后底板16平行且被 载置在该后底板16上，螺接固定在后底板16上。天线基板2在电磁波整形部1的Y轴方 向的中心位置与馈管3连接。馈管3是沿垂直方向(X轴方向)延伸的管状馈电部。馈管3在向天线基板2馈 电的同时，兼具支撑整个天线装置的作用。在电磁波整形部1的后底板16上设有贯通馈管 3的贯通孔。馈管3插入到该贯通孔中，与天线基板2连接。电磁波整形部1、天线基板2 以及馈管3构成天线装置。在天线基板2的表面上，形成8个偶极天线21。偶极天线21由铜等薄膜导体构 成，具有一对辐射单元21a和辐射单元21b，辐射单元21a和辐射单元21b夹着与Z轴方向 平行的直线、对称地配置。辐射单元21a配置在顶面，辐射单元21b配置在底面。偶极天线 21的数量不局限于8个。辐射单元21a和辐射单元21b为在Y轴方向形成较长的长方形。辐射单元21a的 Y方向端部与辐射单元21b的-Y方向端部排列在电介质基板20的两侧，相对配置。辐射单 元21a和辐射单元21b的Y轴方向的长度分别设定为基板内波长Xg的1/4。偶极天线21 的间距与波长Xg相同。据此，向前方向放射的电磁波的相位一致。配线22位于偶极天线21的后侧。配线22由电介质基板20顶面的馈线23和电 介质基板20底面的地线M构成，形成微带线(microstrip)。馈线23由沿Y轴方向延伸的干线23a和干线23a的8根分支线2 构成。干线 23a位于电介质基板20的上表面靠后侧(-Y轴方向)。8根支线2 沿Y轴方向等间距配 置。支线23b的前端连接在辐射单元21a的Y方向端部。在干线23a的Y轴方向中央有馈 电部23C，馈管3能够和馈电部23C连接。为了调节对偶极天线21的馈电电力，通常，干线 23a和支线23b的线宽不固定，会发生变化。接地M由地线主体2 和8根连接线24b构成。接地主体Ma占据着电介质基 板20底面靠后侧大致一半的面积。接地主体2 的前端连接在辐射单元21b的-Y轴方向侧的端部。根据上述结构，各偶极天线21放射的电磁波的电力在Z轴方向最大，在Y轴方向 为0。通过后叙的反射板(主要是顶部反射板13和底部反射板17)等、放射到后侧的电磁 波也以同一相位朝向前方向，因而各偶极天线21放射的电磁波的电力集中到前方向。下面，参照附图1，说明电磁波整形部1的详细结构。电磁波整形部1，在)(Z平面上的截面形状为凸字状(后视形状为凸)，以筒状罩住 天线基板2。电磁波整形部1分别由长方形的薄金属板(铜或铝等)前板10、前顶板12、顶 部反射板13、后顶板14、后板15、后底板16、底部反射板17以及前底板18构成。上述金属 板罩住了天线基板2水平方向(Y轴方向)两端之外的其他所有部分。上述金属板通过熔 接和弯曲加工等得到一体结构的电磁波整形部1。在本实施方式中，例举了在电磁波整形部 1的水平方向两端开口的例子，但该开口部分也可以用金属板等封住。如附图1 (C)的剖视图所示，电磁波整形部1隔着天线基板2，在垂直方向上呈大体 对称的形状。配置在与天线基板2平行的TL平面上的前顶板12和前底板18，具有防止电 磁波从电磁波整形部1泄漏的遮蔽的功能。配置在与天线基板2垂直的XY平面上的顶部反射板13和底部反射板17，具有将 从天线基板2向后方向放射的电磁波反射到前方向的反射板的功能。天线基板2的前方向 前端与上述反射板之间的距离Z1，设定为使上述反射板向前方向反射的电磁波相位、与天 线基板2向前方向放射的电磁波相位保持一致的距离。配置在与天线基板2平行的TL平面上的后顶板14和后底板16隔着天线基板2， 中间有一定间隙。即，天线基板2与后顶板14之间留有距离为Xl的间隙。该距离Xl根据 天线基板2放射的电磁波波长λ进行设定。例如，当距离Xl过大时，顶部反射板13反射 的电磁波少于底部反射板17反本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种天线装置，其特征在于，具有：电磁波放射源，放射电磁波；电磁波整形部，配置在所述电磁波放射源前方，在水平方向上配置由多个缝隙构成的缝隙行，在垂直方向配置多层该缝隙行。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：厚见浩史，
申请(专利权)人：古野电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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