JPH08191211A

JPH08191211A - アンテナ

Info

Publication number: JPH08191211A
Application number: JP7001506A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Tanaka; 伸明田中; Kazuya Kawabata; 一也川端; Yohei Ishikawa; 容平石川; Haruichi Arai; 晴市荒井
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-01-09
Filing date: 1995-01-09
Publication date: 1996-07-23
Anticipated expiration: 2015-07-10
Also published as: DE19600516A1; JP3060871B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ＮＲＤガイドで構成されたミリ波回路に対して
垂直方向に電磁波を放射し、高利得で、かつ、小型のア
ンテナを提供する。【構成】面状の導体１の上面に、一端が導波管や伝送回
路（図示せず）と接続され他端が開放された棒状の誘電
体線路２が配置され、誘電体線路２の長さ方向の延長軸
上の開放端側に円柱形の誘電体共振器３が配置され、誘
電体線路２を覆い誘電体共振器３上に開口部４ａを有す
る面状の導体４が配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に自動車の衝突防止
装置等に用いられるミリ波帯のＮＲＤガイド（非放射性
誘電体線路）アンテナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のミリ波帯のＮＲＤガイドで用いら
れるアンテナを図８及び図９に示す。図８において、５
１，５２は面状の導体であり、導体５１，５２の間に、
誘電体ストリップ５３を挟み込んでＮＲＤガイドを構成
している。ＮＲＤガイドの一端を送受信回路（図示せ
ず）と接続し、他端を誘電体ストリップ５３を導体５
１、５２の間より突出させることにより、アンテナ５４
が構成されている。このように構成されたアンテナ５４
は、誘電体ストリップ５３の長手方向（図８におけるＸ
軸方向）に電磁波を放射するものである。

【０００３】また、図９において、６１は誘電体ストリ
ップであり、誘電体ストリップ６１の幅方向（図９にお
けるＸ軸方向）に、電磁波を放射するためのノッチ６１
ａが形成され、誘電体ストリップ６１の一端部側面には
給電するための同軸線路６２が取り付けられている。ま
た、誘電体ストリップ６１の上下面には面状の導体６
３，６４が取り付けられＮＲＤガイド構造を成し、上面
の導体６３には、誘電体ストリップ６１の長手方向（図
９におけるＹ軸方向）と平行に複数の開口部６５が形成
されて、平面アンテナ６６が構成されている。

【０００４】このように構成された平面アンテナ６６
は、誘電体ストリップ６１から水平方向（図９における
Ｘ軸方向）に電磁波が放射され、その１波長間隔で導体
６３に開口部６５が形成された場合に、開口部６５を介
して平面アンテナ６６の垂直方向（図９におけるＺ軸方
向）に電磁波を放射するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
アンテナ５４においては、電磁波の放射方向が誘電体ス
トリップ５３の長手方向（図８におけるＸ軸方向）のみ
となるため、自動車の衝突防止装置に用いて、自動車の
進行方向に電磁波の放射方向が向くようにアンテナ５４
を取り付けると、アンテナ５４が自動車の進行方向と平
行に配置されることになり、アンテナ５４の導体５１，
５２側が例えばエンジンルーム内に出っ張り、アンテナ
５４の取り付け位置に制約が生じていた。

【０００６】また、平面アンテナ６６は、ミリ波帯で使
用されるため、誘電体ストリップ６１に形成されるノッ
チ６１ａや、導体６３の開口部６５の加工に高精度が要
求される。また、複数の開口部６５を必要とするため、
導体６３，６４の表面積が広くなり、導体６３，６４の
強度不足により導体６３，６４が撓みアンテナ特性にバ
ラツキが生じていた。

【０００７】さらに、アンテナ５４の利得は誘電体スト
リップ５３の長さに依存し、誘電体ストリップ５３での
損失分を考慮すると、アンテナ効率としては２０％から
５０％しか得ることができない。そして、利得を上げよ
うとすると、平面アンテナ６６の形状が大きくなってし
まっていた。

【０００８】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、導体間に配置された誘電体スト
リップの延長軸上に誘電体共振器を設け、該誘電体共振
器から垂直方向に電磁波を放射するアンテナを提供する
ことを目的とするものである。

【０００９】また、本発明は、高利得で、かつ、小型の
アンテナを提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、少なくとも第一の面状の導体
と、該第一の面状の導体上に配置した、誘電体ストリッ
プ及び該誘電体ストリップの延長軸上に配置した誘電体
共振器と、前記誘電体ストリップの上面を覆い前記誘電
体共振器上に開口部を有する第二の面状の導体とを備え
たことを特徴とするものである。

【００１１】また、少なくとも第一の面状の導体と、該
第一の面状の導体上に直交配置した２つの誘電体ストリ
ップ、及び、該２つの誘電体ストリップの直交点に配置
した誘電体共振器と、前記２つの誘電体ストリップの上
面を覆い前記誘電体共振器上に開口部を有する第二の面
状の導体とを備えたことを特徴とするものである。

【００１２】また、前記第二の面状の導体の開口部の平
面視形状が、長方形もしくは十字形としたことを特徴と
するものである。

【００１３】また、前記第二の面状の導体の開口部の断
面視形状を台形としたことを特徴とする。

【００１４】また、前記誘電体共振器と接合し、前記第
二の面状の導体の開口部を介して、誘電体ロッドを配置
したことを特徴とするものである。

【００１５】また、前記誘電体共振器と誘電体ロッドと
を一体に形成したことを特徴とするものである。

【００１６】また前記誘電体ストリップと誘電体共振器
との間に、さらに別の誘電体共振器を配置したことを特
徴とするものである。

【００１７】さらに、前記第二の面状の導体の開口部の
上部に誘電体レンズを配置したことを特徴とする。

【００１８】

【作用】上記の構成によれば、誘電体ストリップに伝送
された電磁波が、誘電体ストリップの延長軸上に配置さ
れた誘電体共振器に結合し、誘電体共振器が共振するこ
とにより、誘電体共振器からアンテナの垂直方向に電磁
波が放射される。

【００１９】

【実施例】以下、本発明によるアンテナの実施例を図面
を用いて説明する。図１に本発明の第一の実施例による
アンテナを示す。図１において、１は平板状のＡｌ等か
らなる面状の導体であり、導体１の上面に、一端が導波
管や伝送回路（図示せず）と接続され、他端は、端面が
平面状をなし、後述する開口部に達しない位置に棒状の
誘電体ストリップ２が配置されるとともに、誘電体スト
リップ２の長さ方向（図１におけるＸ軸方向）の延長軸
上の開放端側に円柱形の誘電体共振器３が配置される。
そして、誘電体ストリップ２の上面を覆い誘電体共振器
３上に円形の開口部４ａを有した平板状のＡｌ等からな
る面状の導体４が配置され、アンテナ５が構成される。

【００２０】このように構成されたアンテナ５は、導体
１，４と誘電体ストリップ２とでＮＲＤガイド構造を成
しており、導波管や伝送回路（図示せず）から誘電体ス
トリップ２に伝送された電磁波は、誘電体ストリップ２
内を誘電体ストリップ２の長手方向（図１におけるＸ軸
方向）と直角で導体１，４と水平方向（図１におけるＹ
軸方向）の成分をもつ電界Ｅ₁と、導体４に垂直方向の
成分をもつ磁界Ｈ₁とが生じるＬＳＭモードで伝搬す
る。そして、誘電体ストリップ２と誘電体共振器３とが
電磁結合し、誘電体共振器３内に、誘電体ストリップ２
の電界Ｅ₁と同一方向の成分をもつ電界Ｅ₂を持つＨＥ
₁₁₁モードが発生する。そして、誘電体共振器３より開
口部４ａを介して導体４の主表面の垂直方向（図１にお
けるＺ軸方向）に電磁波が放射される。

【００２１】したがって、アンテナ５を例えば、自動車
に配置する場合、開口部４ａを自動車の進行方向に向け
ることができる。

【００２２】図２に本発明の第二の実施例によるアンテ
ナを示す。図２において、１１は面状の導体であり、導
体１１上に一端が導波管や伝送回路（図示せず）と接続
され他端は、端面が平面状をなし、後述する開口部に達
しない位置に棒状の誘電体ストリップ１２，１３が、そ
れぞれ長手方向（図２におけるＸ軸方向）の延長軸上で
直交するように配置され、これらの延長軸上の交点に円
柱形の誘電体共振器１４が配置される。そして、誘電体
ストリップ１２，１３の上面を覆い誘電体共振器１４上
に円形の開口部１５ａを有する面状の導体１５が配置さ
れ、アンテナ１６が構成される。

【００２３】このように構成されたアンテナ１６は、導
体１１，１５と誘電体ストリップ１２，１３とでＮＲＤ
ガイド構造を成しており、誘電体ストリップ１２，１３
にそれぞれ同一振幅で、かつ端面での位相がそれぞれ９
０°異なる電磁波を伝送することで、円偏波の電磁波を
誘電体共振器１４より開口部１５ａを介して導体１５の
主表面の垂直方向（図２におけるＺ軸方向）に放射する
ことができる。

【００２４】図３に導体４，１５の開口部の変形例を示
す。図３（ａ）は、アンテナ５の導体４の開口部２１の
平面視形状を長方形としたものである。図３（ｂ）は、
アンテナ１６の導電板１５の開口部２２の平面視形状を
十字形としたものである。このように構成された開口部
２１，２２を用いたものは、平面視形状が円形の開口部
４ａ，１５ａを用いたものに比べて、異なる磁流となる
ため、アンテナとしては異なる指向性を持つことが可能
となる。

【００２５】さらに、図４に示すように、開口部４ａ，
１５ａ，２１，２２の断面視形状を台形とすることによ
って、開口部における反射損失を小さくすることが可能
となり、アンテナ利得が向上する。

【００２６】図５及び図６に本発明の第三及び第四の実
施例によるアンテナを示す。これらの実施例は、基本構
造が図１に示したアンテナ５と同一であるため、同一部
分には同一符号を付しその説明を省略する。

【００２７】図５に示すように、アンテナ３１は、面状
の導体４の開口部４ａを介して、底面が誘電体共振器３
の上面と接し、上部が円錐形に形成された誘電体ロッド
３２が取り付けられて構成されている。このように構成
されたアンテナ３１では、誘電体共振器３の内部に結合
されたＨＥ₁₁₁モードの共振が誘電体ロッド３２の伝搬
モードであるＨＥ₁₁と結合し、誘電体ロッド３２部分が
誘電体ロッドアンテナとして電波を放射する。そのた
め、放射部が開口部のみのアンテナ５，１６に比べて指
向性が鋭くなり、その結果アンテナ利得が向上する。

【００２８】なお、本実施例における誘電体ロッド３２
は、誘電体共振器３，１４と一体に形成することができ
る。こうすることによって、アンテナの製作および組み
立てが容易となる。

【００２９】また、図６に示すように、アンテナ４１
は、誘電体ストリップ２と誘電体共振器３との間に、さ
らに別の誘電体共振器４２を配置したものである。この
ように構成されたアンテナ４１は、誘電体共振器３，４
２で２つの共振を引き起こすため、送信時における２次
高調波などのスプリアスに対するフィルタ効果が得ら
れ、他の受信システムや類似のシステムへの影響を防ぐ
ことができる。

【００３０】なお、誘電体共振器４２は誘電体ストリッ
プの軸延長上に複数個並設することによって、さらにフ
ィルタ効果を高めることができ、また、アンテナの広帯
域化が図られることになる。

【００３１】なお、こうした誘電体共振器４２は、図２
に示したアンテナ１６の誘電体ストリップ１２，１３と
誘電体共振器１４との間や、図５に示したアンテナ３１
の誘電体ストリップ２と誘電体共振器３との間に配置す
ることも可能であり、その場合には、上述したようなフ
ィルタ効果を得ることができる。

【００３２】以上説明した実施例においては、円柱形の
誘電体共振器３，１４，４２を使用しているが、誘電体
共振器の形状は、円柱形以外に角柱形を用いることがで
き、また、第三の実施例における誘電体ロッド３２も円
錐形以外に角錐形を用いることができる。

【００３３】さらに、図７に本発明の第五の実施例によ
るアンテナを示す。図７に示すように、図５に示す構造
のアンテナにおける面状の導体４の上面に、開口部４ａ
に対応して誘電体レンズ３４が配置される。誘電体レン
ズ３４は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、テ
フロンなどによって形成されており、例えばスペーサー
を介してねじ止めなどの固定方法によって面状の導体４
の上面に固定される。このような構成とすることによっ
て、電磁波をロッド付近に集中することができることに
なり、より高利得のアンテナを容易に得ることができ
る。

【００３４】なお、本実施例においては、図５に示す構
造のアンテナに適用した例についてのみ示したが、図１
乃至図４及び図６に示す構造のアンテナに適用したとし
ても同様に高利得のアンテナを得ることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるア
ンテナによれば、導体間に誘電体ストリップと結合する
誘電体共振器を配置することにより、ＮＲＤガイドで構
成されたミリ波回路に対して垂直方向に電磁波を放射す
ることができるため、自動車の衝突防止装置に用いた場
合、自動車の進行方向と直角方向に配置できるため、自
動車の進行方向に対して薄型のレーダーヘッドが実現で
きる。

【００３６】また、アンテナの上部導体の開口部や誘電
体ロッド等の電磁波の放射部が一か所で構成されるた
め、放射部を複数の開口部で構成した平面アンテナよ
り、構造が簡単で、加工に高精度を必要とせず、特性バ
ラツキが少なくなり、さらに、小型化が達成できる。

【００３７】また、アンテナの上部導体の開口部の平面
視形状を長方形や十字形にしたものや、放射部に誘電体
ロッドを用いたものは、指向性が鋭くなり、アンテナ利
得が向上する。つまり、アンテナ効率が向上する。

【００３８】また、アンテナの上部導体の開口部の断面
視形状を台形にしたものについては、開口部における反
射損失を小さくできるため、アンテナ利得が向上する。

【００３９】また、誘電体ストリップと電磁波を放射す
る誘電体共振器の間に、さらに別の誘電体共振器を誘電
体ストリップの軸延長上に配置することにより、スプリ
アスに対するフィルタ効果を得ることができ、他のシス
テムに対する影響を防ぐことができる。

【００４０】さらに、誘電体レンズを上部導体に設けら
れた開口部の上部に配置することによって、より高利得
のアンテナを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例によるアンテナの、
（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。

【図２】本発明の第二の実施例によるアンテナの、
（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。

【図３】（ａ）は図１の導体の開口部の変形例を示す平
面図であり、（ｂ）は図２の導体の開口部の変形例を示
す平面図である。

【図４】本発明の実施例によるアンテナにおける開口部
の他の変形例を示す断面図である。

【図５】本発明の第三の実施例によるアンテナの、
（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。

【図６】本発明の第四の実施例によるアンテナの、
（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。

【図７】本発明の第五の実施例によるアンテナの斜視図
である。

【図８】従来のアンテナの斜視図である。

【図９】他の従来のアンテナの斜視図である。

【符号の説明】

１，４，１１，１５導体２，１２，１３誘電体ストリップ３，１４，４２誘電体共振器４ａ，１５ａ，２１，２２開口部５，１６，３１，４１アンテナ３２誘電体ロッド３４誘電体レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒井晴市京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会社村田製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも第一の面状の導体と、該第一
の面状の導体上に配置した、誘電体ストリップ及び該誘
電体ストリップの延長軸上に配置した誘電体共振器と、
前記誘電体ストリップの上面を覆い前記誘電体共振器上
に開口部を有する第二の面状の導体とを備えたことを特
徴とするアンテナ。
【請求項２】少なくとも第一の面状の導体と、該第一
の面状の導体上に直交配置した２つの誘電体ストリッ
プ、及び、該２つの誘電体ストリップの直交点に配置し
た誘電体共振器と、前記２つの誘電体ストリップの上面
を覆い前記誘電体共振器上に開口部を有する第二の面状
の導体とを備えたことを特徴とするアンテナ。
【請求項３】前記第二の面状の導体の開口部の平面視
形状を、長方形としたことを特徴とする請求項１又は請
求項２のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項４】前記第二の面状の導体の開口部の平面視
形状を、十字形としたことを特徴とする請求項１又は請
求項２のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項５】前記第二の面状の導体の開口部の断面視形
状を台形としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４
のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項６】前記誘電体共振器と接合し、前記第二の
面状の導体の開口部を介して、誘電体ロッドを配置した
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記
載のアンテナ。
【請求項７】前記誘電体共振器と誘電体ロッドとを一
体に形成したことを特徴とする請求項５に記載のアンテ
ナ。
【請求項８】前記誘電体ストリップと誘電体共振器と
の間に、さらに別の誘電体共振器を配置したことを特徴
とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のアンテ
ナ。
【請求項９】前記第二の面状の導体の開口部の上部に
誘電体レンズを配置したことを特徴とする請求項１乃至
請求項８のいずれかに記載のアンテナ。