專利名稱：微帶陣列天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用電介質(zhì)襯底的微帶陣列天線。
背景技術(shù)：
包括形成在電介質(zhì)襯底上的帶導(dǎo)體的微帶陣列天線在薄度、制造的低成本和產(chǎn)量 方面具有優(yōu)勢(shì)。由于這些特征，微帶陣列天線已經(jīng)被廣泛用作各種無(wú)線電波傳感器的傳送 和接收天線，該無(wú)線電波傳感器例如是在諸如防碰撞系統(tǒng)和自適應(yīng)巡航控制(ACC)中使用 的車載雷達(dá)。 上述微帶陣列天線的一個(gè)示例是公知的，其中多個(gè)輻射天線元件與線性設(shè)置的饋
送帶線的兩側(cè)連接并且沿著該線性設(shè)置的饋送帶線的兩側(cè)以預(yù)定的間隔進(jìn)行設(shè)置。 當(dāng)將按照上述配置的微帶陣列天線例如作為汽車?yán)走_(dá)安裝在車輛中時(shí)，饋送帶線
被共同設(shè)置以與地垂直，使得該天線能夠完全獲得期望的輻射圖(特別是在垂直方向上的
輻射圖)。同時(shí)，優(yōu)選地將相對(duì)于地以預(yù)定角度(例如45° )傾斜的平面偏振用作通過(guò)微
帶陣列天線傳送/接收的無(wú)線電波以防止來(lái)自臨近車輛的輻射波的干擾。 因此，例如在日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(kāi)2001-44752號(hào)中提出了一種微帶陣列天線。
在該微帶陣列天線中，在整個(gè)天線沿垂直方向設(shè)置的同時(shí)，輻射天線元件與饋送帶線的兩
側(cè)連接并且沿著該饋送帶線的兩側(cè)進(jìn)行設(shè)置，以便相對(duì)于饋送帶線的軸向傾斜，從而實(shí)現(xiàn)
相對(duì)于地傾斜的平面偏振。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述常規(guī)情況而做出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種微帶陣列 天線，其中實(shí)現(xiàn)了其方向相對(duì)于饋送帶線以預(yù)定角度傾斜的平面偏振，并且饋送帶線兩側(cè) 的輻射天線元件的輻射圖具有大致對(duì)稱的特性。 為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種包括電介質(zhì)襯底和帶導(dǎo)體的微帶陣 列天線，在所述電介質(zhì)襯底的背面上形成有傳導(dǎo)接地板，并且在所述電介質(zhì)襯底上形成所 述帶導(dǎo)體，其中，所述帶導(dǎo)體包含饋送帶線和至少兩個(gè)輻射天線元件，所述饋送帶線是線性 的并且沿著預(yù)定的延伸方向延伸，并且所述至少兩個(gè)輻射天線元件具有預(yù)定的長(zhǎng)度，所述 輻射天線元件中的至少一個(gè)與所述饋送帶線的一側(cè)連接，并且所述輻射天線元件中的至少 一個(gè)與所述饋送帶線的另一側(cè)連接，所述輻射天線元件的軸向彼此平行并且相對(duì)于所述延 伸方向所成角度是除了 90°以外的角度，并且所述饋送帶線具有部分彎曲的形狀或者全部 彎曲的形狀且沿著所述延伸方向完全延伸，使得所述輻射天線元件以相同的角度與所述饋 送帶線連接。


在附圖中 圖1是表示傳統(tǒng)微帶陣列天線的配置的 圖2是表示被配置作為汽車?yán)走_(dá)的傳統(tǒng)微帶陣列天線的水平面輻射圖特性的圖； 圖3A是表示配置傳統(tǒng)微帶陣列天線的單個(gè)輻射天線元件的特性以及右側(cè)輻射天線元件的配置的圖； 圖3B是表示左側(cè)輻射天線元件的配置的圖； 圖3C是表示輻射天線元件的水平面輻射圖特性的圖； 圖4是表示一個(gè)實(shí)施例的微帶陣列天線的基本配置的圖； 圖5A是表示單個(gè)輻射天線元件的特性以及右側(cè)輻射天線元件與左側(cè)輻射天線元件之間的關(guān)系的圖； 圖5B是表示單個(gè)輻射天線元件的水平面輻射圖特性的圖； 圖6A是表示另一實(shí)施例的微帶陣列天線的具體配置的平面圖； 圖6B是沿著圖6A的線A-A提取的截面圖； 圖7是表示被配置作為汽車?yán)走_(dá)的實(shí)施例的微帶陣列天線的水平面輻射圖特性的圖； 圖8A是表示微帶陣列天線的另一示例的圖；以及 圖8B是表示微帶陣列天線的另一示例的圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。 圖1示出了微帶陣列天線的一個(gè)示例，其中輻射天線元件與饋送帶線連接并且沿著該饋送帶線進(jìn)行設(shè)置，其狀態(tài)為輻射天線元件相對(duì)于饋送帶線的軸向傾斜。通過(guò)在電介質(zhì)襯底102上形成帶導(dǎo)體103來(lái)配置圖1所示的微帶陣列天線100。在電介質(zhì)襯底102的背面上形成傳導(dǎo)接地板101。 帶導(dǎo)體103包括線性設(shè)置的饋送帶線105，作為主要部件的與饋送帶線105的一側(cè)連接的多個(gè)輻射天線元件111a、lllb、lllc、llld、llle，……，以及與饋送帶線105的另一側(cè)連接的多個(gè)輻射天線元件112a、112b、112c、112d、112e，……。 輻射天線元件llla到llle，……，112a到112e，……與饋送帶線105的兩側(cè)連接以便彼此平行。在這種情況下，輻射天線元件的軸向相對(duì)于饋送帶線105的軸向成45°角。按照上述配置，微帶陣列天線能夠傳送/接收其方向以相對(duì)于饋送帶線105的軸向成45°角傾斜的平面偏振。 然而，當(dāng)沿著水平方向設(shè)置圖1所示的多個(gè)微帶陣列天線100以配置產(chǎn)生期望的輻射的汽車?yán)走_(dá)(可以將其稱為"汽車?yán)走_(dá)配置")時(shí)，該汽車?yán)走_(dá)配置的輻射圖特性中會(huì)產(chǎn)生旁瓣。 圖2示出了當(dāng)微帶陣列天線100具有汽車?yán)走_(dá)配置時(shí)的輻射圖特性(水平面輻射圖特性)的一個(gè)示例。如圖2所示，在具有汽車?yán)走_(dá)配置的微帶陣列天線100的輻射圖特性中，旁瓣相對(duì)于主瓣的對(duì)稱性被破壞。其中一個(gè)旁瓣超出了配置汽車?yán)走_(dá)的微帶陣列天線所需的旁瓣的規(guī)范值(上限)。 如上所述，當(dāng)微帶陣列天線100用作汽車?yán)走_(dá)并且不必要的旁瓣等級(jí)升高且超過(guò)規(guī)范值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生諸如出現(xiàn)鬼線的各種問(wèn)題。 為了解決這些問(wèn)題，本申請(qǐng)的發(fā)明人已經(jīng)從多個(gè)方面分析和調(diào)查了當(dāng)圖1所示的
4傳統(tǒng)微帶陣列天線100具有汽車?yán)走_(dá)配置時(shí)在水平面輻射圖特性中生成旁瓣的原因。結(jié)果已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了主要原因輻射天線元件相對(duì)于饋送帶線105的連接角度(換句話說(shuō)，饋送帶線105與輻射天線元件之間的電源分支角度)在饋送帶線105的兩側(cè)之間不同。
g卩，如圖3A所示，在傳統(tǒng)的微帶陣列天線100中，輻射天線元件111a等(在下文中，可以將其稱為"右側(cè)輻射天線元件")相對(duì)于饋送帶線105的軸向(即，電源方向)成45°角而與該饋送帶線105的一側(cè)連接。同時(shí)，如圖3B所示，輻射天線元件112a等(在下文中，可以將其稱為"左側(cè)輻射天線元件")相對(duì)于饋送帶線105的軸向成135°角而與該饋送帶線105的另一側(cè)連接。 當(dāng)輻射天線元件相對(duì)于饋送帶線105的連接角度(電源分支角度)在右側(cè)輻射天線元件與左側(cè)輻射天線元件之間不同時(shí)，如圖3C所示，單個(gè)右側(cè)輻射天線元件與單個(gè)左側(cè)輻射天線元件的輻射圖具有非對(duì)稱的特性。此外，增益被最大化處的峰值水平彼此稍微不同。 如圖1所示，通過(guò)設(shè)置右側(cè)輻射天線元件和左側(cè)輻射天線元件來(lái)配置微帶陣列天線IOO，其在垂直方向上的輻射圖特性不對(duì)稱。微帶陣列天線IOO被配置為汽車?yán)走_(dá)。在這種情況下，如圖2所示，在微帶陣列天線100的輻射圖中，右旁瓣和左旁瓣不對(duì)稱，并且不必要的旁瓣等級(jí)上升且會(huì)超過(guò)規(guī)范值。
(1)微帶陣列天線的基本配置 圖4是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的微帶陣列天線的圖。通過(guò)在電介質(zhì)襯底上形成帶導(dǎo)體來(lái)配置圖4所示的微帶陣列天線1。在電介質(zhì)襯底的背面上形成傳導(dǎo)接地板。圖4僅示出了在微帶陣列天線1中具有最大特性配置的帶導(dǎo)體。首先將參照?qǐng)D4來(lái)描述微帶陣列天線1的帶導(dǎo)體的配置。 如圖4所示，微帶陣列天線1的帶導(dǎo)體包括饋送帶線3以及作為主要部件的多個(gè)輻射天線元件5a、5b、5c、5d，……，6a、6b、6c、6d，……。饋送帶線3沿著預(yù)定的延伸方向延伸(圖4所示的向下方向)。輻射天線元件5a、5b、5c、5d，……，6a、6b、6c、6d，……與
饋送帶線3的兩側(cè)連接并且沿著該饋送帶線3的兩側(cè)進(jìn)行設(shè)置。 饋送帶線3具有諸如S形的連續(xù)蜿蜒形狀，并且沿著延伸方向完全延伸。即，當(dāng)將與延伸方向平行的直線定義為虛擬直線8時(shí)，饋送帶線3以平滑的S形沿著虛擬直線8延伸。 帶狀輻射天線元件5a、5b、5c、5d，……與饋送帶線3的兩側(cè)中的一側(cè)的第一側(cè)3a連接(從其突出)。帶狀輻射天線元件6a、6b、6c、6d，……與饋送帶線3的兩側(cè)中的另一側(cè)的第二側(cè)3b連接(從其突出)。 接下來(lái)，將以輻射天線元件5a作為示例來(lái)描述與第一側(cè)3a連接的輻射天線元件
5a、5b、5c、5d，……的配置。輻射天線元件5a的長(zhǎng)度L(在與饋送帶線3的接觸點(diǎn)和作為開(kāi)
放端的場(chǎng)發(fā)射邊緣線55a之間的距離)大致是通過(guò)帶導(dǎo)體傳輸?shù)臒o(wú)線電波的波長(zhǎng)入g(在
下文中，將其稱為"直線(in-line)波長(zhǎng)入g")的一半(g卩，大致A g/2)。 輻射天線元件5a以相對(duì)于延伸方向(虛擬直線8)成45°角設(shè)置并且以90°角
與饋送帶線3連接。 g卩，由于饋送帶線3具有諸如S形的蜿蜒形狀，在從局部觀察時(shí)，該線的方向沿著S形變化。輻射天線元件5a與S形饋送帶線3連接以在連接部分處相對(duì)于該線的方向成45°角。S卩，輻射天線元件5a從饋送帶線3的連接部分突出以沿著垂直于該線的方向延伸。
此外，作為輻射天線元件5a的輪廓邊緣線的側(cè)邊的場(chǎng)發(fā)射邊緣線55a(沿著與輻射的無(wú)線電波的場(chǎng)發(fā)射方向垂直的方向)與連接部分處饋送帶線3的線的方向平行。場(chǎng)發(fā)射邊緣線55a相對(duì)于延伸方向(虛擬直線8)成45°角。 與第一側(cè)3a連接的輻射天線元件5b、5c、5d，……基本上與上述的輻射天線元件5a具有相同的配置。每一個(gè)輻射天線元件5b、5c、5d，……的長(zhǎng)度L為A g/2。設(shè)置每一個(gè)輻射天線元件5b、5c、5d，……以便相對(duì)于延伸方向成45。角，并且每一個(gè)輻射天線元件5b、5c、5d，……與饋送帶線3連接以相對(duì)于饋送帶線3成90。角。 沿著第一側(cè)3a連接的各個(gè)輻射天線元件5a、5b、5c、5d，……之間的間隔d與直線波長(zhǎng)入g相同。S卩，帶狀輻射天線元件以與直線波長(zhǎng)入g相同的間隔d與第一側(cè)3a連接并且沿著該第一側(cè)3a進(jìn)行設(shè)置。由于輻射天線元件5a、5b、5c、5d，……相對(duì)于上述的延伸方向成45°角，所以輻射天線元件5a、5b、5c、5d，……的軸向彼此平行。 接下來(lái)，將以輻射天線元件6a作為示例來(lái)描述與第二側(cè)3b連接的輻射天線元件6a、6b、6c、6d，……的配置。輻射天線元件6a基本上和與第一側(cè)3a連接的輻射天線元件5a具有相同的配置。輻射天線元件6a的長(zhǎng)度L為A g/2。輻射天線元件6a以相對(duì)于延伸方向(虛擬直線8)成45。角設(shè)置并且與饋送帶線3連接以相對(duì)于饋送帶線3成90。角。即，輻射天線元件6a從饋送帶線3的連接部分突出以沿著垂直于該線的方向延伸。
此外，作為輻射天線元件6a的輪廓邊緣線的側(cè)邊的場(chǎng)發(fā)射邊緣線65a與饋送帶線3連接部分處的線的方向平行。場(chǎng)發(fā)射邊緣線65a相對(duì)于延伸方向(虛擬直線8)成45°角。 與第二側(cè)3b連接的輻射天線元件6b、6c、6d，……基本上與上述的輻射天線元件6a具有相同的配置。每一個(gè)輻射天線元件6b、6c、6d，……的長(zhǎng)度L為A g/2。設(shè)置每一個(gè)輻射天線元件6b、6c、6d，……以相對(duì)于延伸方向成45。角，并且每一個(gè)輻射天線元件6b、6c、6d，……與饋送帶線3連接以相對(duì)于饋送帶線3成90。角。 沿著第二側(cè)3b連接的各個(gè)輻射天線元件6a、6b、6c、6d，……之間的間隔d與直線波長(zhǎng)入g相同。S卩，帶狀輻射天線元件以與直線波長(zhǎng)入g相同的間隔d與第二側(cè)3b連接并且沿著第二側(cè)3b進(jìn)行設(shè)置。由于輻射天線元件6a、6b、6c、6d，……相對(duì)于上述的延伸方向成45°角，所以與第二側(cè)3b連接的輻射天線元件6a、6b、6c、6d，……的軸向彼此平行。輻射天線元件6a、6b、6c、6d，……的軸向與輻射天線元件5a、5b、5c、5d，……的軸向平行。
沿著第二側(cè)3b設(shè)置的輻射天線元件6a、6b、6c、6d，……連接至與沿著第一側(cè)3a設(shè)置的相鄰兩個(gè)輻射天線元件5a、5b、5c、5d，……之間的中間部分相對(duì)應(yīng)的部分。具體而言，在圖4中，包括在與第二側(cè)3b連接的輻射天線元件中的距離電源側(cè)最近的輻射天線元件6a連接至與第一側(cè)3a連接的輻射天線元件5a和5b之間的中間部分相對(duì)應(yīng)的部分。即，輻射天線元件6a連接至與輻射天線元件5a的連接位置和輻射天線元件5b的連接位置之間的路徑的中間部分相對(duì)應(yīng)的部分。其它輻射天線元件以相同的方式連接。
結(jié)果，輻射天線元件以規(guī)則的間隔與饋送帶線3的兩側(cè)連接并且沿著該饋送帶線3的兩側(cè)進(jìn)行設(shè)置。 在按照如上配置的微帶陣列天線1中，隨著由輸入端子(圖4中的上側(cè))提供的電功率朝向終端(圖4中的下側(cè))傳輸，電功率的一部分被順序地和與饋送帶線3的側(cè)3a和3b連接的輻射天線元件耦合并且被從該輻射天線元件輻射。電功率的剩余部分傳輸?shù)浇K端。因此，傳輸通過(guò)饋送帶線3的電功率在到達(dá)終端時(shí)逐漸衰減。 此外，由于輻射天線元件的軸向彼此平行，所輻射的無(wú)線電波的所有場(chǎng)發(fā)射方向都相同(彼此平行)。即，所有輻射天線元件輻射其主偏振分量的偏振平面彼此平行的無(wú)線電波。偏振平面(場(chǎng)發(fā)射方向)相對(duì)于饋送帶線3的延伸方向傾斜45。角。因此，當(dāng)使用設(shè)置為其延伸方向垂直于地的微帶陣列天線1時(shí)，可以傳送/接收其平面偏振相對(duì)于地成45°角的無(wú)線電波。 同時(shí)，輻射天線元件5a、5b、5c、5d，……，6a、6b、6c、6d，……的寬度W從電功率的輸入端子(圖4中的上側(cè))逐漸變大。即，最接近輸入端子的輻射天線元件的寬度W最小，并且最接近終端(圖4中的下側(cè))的輻射天線元件的寬度W最大。 如上所述，輻射天線元件的寬度W依賴于饋送帶線3的連接位置而變化，以便均衡來(lái)自輻射天線元件的輻射量，這是本實(shí)施例的一個(gè)示例。 為了均衡來(lái)自輻射天線元件的輻射量，對(duì)于其中大的電功率傳輸通過(guò)饋送帶線3的較接近輸入端子側(cè)的輻射天線元件，需要降低其寬度W以及相對(duì)于饋送帶線3的鍵合量。相反地，對(duì)于其中較少的電功率傳輸通過(guò)饋送帶線3的較接近終端側(cè)的輻射天線元件，需要增加其寬度W以及相對(duì)于饋送帶線3的鍵合量。 注意到，作為一個(gè)示例描述了均衡來(lái)自輻射天線元件的輻射量。根據(jù)微帶陣列天線1所需要的各種規(guī)范、特性等來(lái)正確地確定輻射天線元件的寬度W。 S卩，根據(jù)微帶陣列天線1所需要的輻射圖特性等預(yù)先確定輻射天線元件中要實(shí)現(xiàn)
的激勵(lì)幅值。因此，確定輻射天線元件的寬度W以便具有與激勵(lì)幅值相對(duì)應(yīng)的分布，這產(chǎn)生
了期望的激勵(lì)幅值。
(2)輻射天線元件的特性 接下來(lái)，將參照?qǐng)D5A和5B來(lái)描述輻射天線元件5a、5b、5c、5d，……，6a、6b、6c、6d，……作為配置微帶陣列天線1的單個(gè)元件的特性。如圖5A所示，將以輻射天線元件5a作為示例來(lái)描述與作為饋送帶線3的兩側(cè)中的一側(cè)的第一側(cè)3a連接的輻射天線元件5a，5b，5c，5d，……(在下文中，將其稱為"右側(cè)輻射天線元件")作為單個(gè)元件的特性。同時(shí)，將以輻射天線元件6a作為示例描述與第二側(cè)3b連接的輻射天線元件6a、6b、6c、6d，……(在下文中，將其稱為"左側(cè)輻射天線元件")作為單個(gè)元件的特性。 在微帶陣列天線1中，右側(cè)輻射天線元件5a的軸向與左側(cè)輻射天線元件6a的軸向彼此平行。右側(cè)輻射天線元件5a和左側(cè)輻射天線元件6a以相同的角度(在該實(shí)施例中為90° )與饋送帶線3連接。 在傳統(tǒng)的微帶陣列天線中，如圖3A和3B所示，相對(duì)于饋送帶線的電源分支角度在右側(cè)輻射天線元件和左側(cè)輻射天線元件之間不同。然而，在本實(shí)施例的微帶陣列天線1中，如圖4和5A所示，從饋送帶線3的輸入端子提供并且傳輸通過(guò)饋送帶線3的電功率的每一部分以90°的相同電源分支角度在輻射天線元件的連接部分處分支出來(lái)(耦合)。
結(jié)果，如圖5B所示，單個(gè)右側(cè)輻射天線元件5a與單個(gè)左側(cè)輻射天線元件6a的輻射圖特性(水平面輻射圖特性)具有鏡像對(duì)稱特性。此外，增益被最大化處的峰值水平基本上彼此相等。 (3)微帶陣列天線的具體配置
接下來(lái)，將參照?qǐng)D6A和6B來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微帶陣列天線的更具體配置。圖6A是微帶陣列天線10的平面圖。圖6B是沿著圖6A的線A-A提取的截面圖。通過(guò)在電介質(zhì)襯底12上形成帶導(dǎo)體13來(lái)配置圖6A所示的微帶陣列天線10。在電介質(zhì)襯底12的背面上形成傳導(dǎo)接地板11。 帶導(dǎo)體13包括饋送帶線15以及作為主要部件的多個(gè)輻射天線元件21a到21v，22a到22v。饋送帶線15沿著預(yù)定的延伸方向延伸。輻射天線元件21a到21v，22a到22v與饋送帶線15的兩側(cè)連接并且沿著該饋送帶線15的兩側(cè)進(jìn)行設(shè)置。 隨著由饋送帶線15的輸入端子提供的電功率朝向終端側(cè)傳輸，電功率的一部分被順序地和與饋送帶線15的兩側(cè)連接的輻射天線元件21a到21v，22a到22v耦合并且從該輻射天線元件進(jìn)行輻射。電功率的剩余部分朝向終端側(cè)傳輸。 將用于有效輻射殘余電功率的微帶天線元件17設(shè)置在饋送帶線15的終端上。注意到，可以設(shè)置用于吸收殘余電功率的匹配終端元件來(lái)代替微帶天線元件17?？梢哉_地確定饋送帶線15的終端配置。 饋送帶線15具有諸如S形的平滑蜿蜒形狀，并且與圖4中所示的微帶陣列天線1的饋送帶線3 —樣沿著延伸方向延伸。 輻射天線元件21a到21v與作為饋送帶線15的兩側(cè)中的一側(cè)的第一側(cè)15a連接，并且以傳輸通過(guò)饋送帶線15的無(wú)線電波的波長(zhǎng)A g的間隔進(jìn)行設(shè)置。類似地，輻射天線元件22a到22v與作為饋送帶線15的兩側(cè)中的另一側(cè)的第二側(cè)15b連接，并且以波長(zhǎng)A g的間隔進(jìn)行設(shè)置。 微帶陣列天線10的輻射天線元件的形狀和設(shè)置基本上與圖4所示的微帶陣列天線1類似。即，元件的長(zhǎng)度為Ag/2，并且輻射天線元件的軸向彼此平行且相對(duì)于延伸方向成45°角。此外，輻射天線元件以90。角與饋送帶線15連接。此外，輻射天線元件的寬度從電功率的輸入端子到終端逐漸變大以均衡來(lái)自輻射天線元件的輻射量。
注意到，在微帶陣列天線10中，包括在輻射天線元件21a到21v和22a到22v中并且接近終端側(cè)的預(yù)定數(shù)量的輻射天線元件具有矩形形狀。每一個(gè)輻射天線元件中的一個(gè)角(corner)與饋送帶線15連接。具體而言，位于終端側(cè)并且與第一側(cè)15a連接的九個(gè)輻射天線元件21k到21v與位于終端側(cè)并且與第二側(cè)15b連接的九個(gè)輻射天線元件22k到22v具有矩形形狀。每一個(gè)輻射天線元件21k到21v和22k到22v中的一個(gè)角與饋送帶線15連接。 如圖6A所示，在本實(shí)施例的微帶陣列天線10中，較接近終端側(cè)的輻射天線元件具有更大的寬度。當(dāng)元件的寬度變大時(shí)，從輻射天線元件輻射的無(wú)線電波除了包括除了主偏振分量(與輻射天線元件的軸向平行并且相對(duì)于延伸方向成45。角)之外，還包括大量不必要的與該主偏振分量交叉的交叉偏振分量。 為了解決上述問(wèn)題，對(duì)于其寬度較大的輻射天線元件，每一個(gè)輻射天線元件中的一個(gè)角與饋送帶線15連接以降低與饋送帶線15連接的部分的寬度。結(jié)果，防止產(chǎn)生不必要的交叉偏振分量。 圖7示出了圖6A所示并且按照如上方式配置的微帶陣列天線10的水平面輻射圖特性。在這種情況下，在水平方向上以陣列形式設(shè)置多個(gè)微帶陣列天線10以配置例如實(shí)現(xiàn)期望的輻射的汽車?yán)走_(dá)(汽車?yán)走_(dá)配置)。如圖7所示，微帶陣列天線10的水平面輻射圖特性滿足主瓣與旁瓣之間的差異為30dB或者更大的規(guī)范。旁瓣顯示出對(duì)稱性。限制旁瓣的增益值以比規(guī)范值(上限)足夠低。結(jié)果，能夠充分意識(shí)到這樣的效果將單個(gè)右側(cè)輻射天線元件與單個(gè)左側(cè)輻射天線元件的輻射圖特性(水平面輻射圖特性)實(shí)現(xiàn)為鏡像對(duì)稱特性。 (4)本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn) 在上述實(shí)施例的微帶陣列天線中，相對(duì)于饋送帶線的延伸方向成45°角設(shè)置輻射天線元件。配置輻射天線元件使得相對(duì)于饋送帶線的每一個(gè)連接角度(電源分支角度)為90° 。具體而言，饋送帶線沿著延伸方向完全延伸并且具有諸如S形的平滑蜿蜒形狀。結(jié)果，在饋送帶線和每一個(gè)輻射天線元件之間實(shí)現(xiàn)相同角度的連接。 如上所述，由于設(shè)置在饋送帶線兩側(cè)上的所有輻射天線元件(右側(cè)輻射天線元件和左側(cè)輻射天線元件)以相同的角度(或者基本上相等的角度)與饋送帶線連接，能夠?qū)崿F(xiàn)如圖5B所示的單個(gè)右側(cè)輻射天線元件和單個(gè)左側(cè)輻射天線元件的輻射圖特性具有鏡像對(duì)稱特性。 因此，根據(jù)本實(shí)施例的微帶陣列天線，可以實(shí)現(xiàn)其方向相對(duì)于饋送帶線的延伸方向成預(yù)定角度(本實(shí)施例中為45。)傾斜的平面偏振。此外，能夠?qū)崿F(xiàn)其中抑制了不必要的旁瓣的良好的輻射圖特性。 此外，饋送帶線具有S-形。輻射天線元件與饋送帶線以90。角(直角)連接。因此，與以除了 90°以外的角度連接輻射天線元件的情況相比，可以簡(jiǎn)化饋送帶線的形狀。即，能夠容易實(shí)現(xiàn)輻射天線元件以90。角連接的形狀。 此外，饋送帶線不具有彎曲拐角并且具有完全平滑的形狀。因此，可以防止饋送帶線輻射無(wú)用的電功率，從而提供更加有效的微帶陣列天線。 而且，多個(gè)輻射天線元件以預(yù)定的間隔d(該實(shí)施例中為直線波長(zhǎng)A g)與饋送帶線的側(cè)連接。從而實(shí)現(xiàn)了所謂的系列-饋送微帶陣列天線。因此，可以提供更高效率的微帶陣列天線，該微帶陣列天線能夠限制饋送電功率的損失并且容易地獲得期望的輻射圖特性(參照?qǐng)D7)。
(變型) 應(yīng)該意識(shí)到，本發(fā)明并非局限于上述配置，而是對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)做出任意和全部的變型、變化或者等同物。 在圖4所示的微帶陣列天線1中，饋送帶線3具有完全光滑并且連續(xù)的S形，這是一個(gè)示例。例如，如圖8A所示，微帶陣列天線40可以被配置為包括具有鋸齒形的饋送帶線43。 微帶陣列天線40包括具有鋸齒形并且沿著延伸方向延伸的饋送帶線43以及與饋送帶線43的兩側(cè)連接并且以預(yù)定角度(例如90° )沿著該饋送帶線43的兩側(cè)進(jìn)行設(shè)置的輻射天線元件41a、41b、41c， ......， 42a、42b、42c，......。 圖8A所示的并且上述的微帶陣列天線40與圖4和6A所示的微帶陣列天線的情況相同，也能夠?qū)崿F(xiàn)其方向以相對(duì)于饋送帶線43的延伸方向傾斜預(yù)定角度(例如45° )的平面偏振。此外，能夠?qū)崿F(xiàn)抑制了不必要的旁瓣的良好輻射圖特性。 注意到，圖8A所示的微帶陣列天線40的饋送帶線43具有包括有角度的拐角的彎曲部分。因此，來(lái)自有角度的拐角的電功率的泄露增加，這會(huì)降低整個(gè)天線的效率。
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為了解決這一問(wèn)題，如圖8B所示，更優(yōu)選地，微帶陣列天線50的饋送帶線51具有平滑形狀，該形狀具有圓角彎曲部分。結(jié)果，由于彎曲部分不具有有角度的拐角，可以防止電功率不必要地從該彎曲部分輻射。 上述實(shí)施例(圖4和6A)以及圖8A和8B示出了其饋送帶線具有連續(xù)S形或者鋸齒形的微帶陣列天線。然而，饋送帶線不是總是具有連續(xù)和規(guī)則變化的形狀，而是可以具有不規(guī)則彎曲的形狀。 S卩，只要饋送帶線整體上沿著預(yù)定的延伸方向延伸，并且從局部觀察時(shí)所有輻射天線元件都以相同角度連接，則不必專門限制饋送帶線的彎曲形狀。 此外，在上述實(shí)施例中，與兩側(cè)連接的各個(gè)輻射天線元件之間的間隔大致是入g/2，這是一個(gè)示例?？梢哉_地確定輻射天線元件之間的間隔。例如，基于入g，可以確定該間隔以根據(jù)饋送帶線3的連接位置或者輻射天線元件之間的關(guān)系而比A g更短(或者更長(zhǎng))。 在上述實(shí)施例中，沿著第二側(cè)3b設(shè)置的輻射天線元件6a、6b、6c、6d，……連接至與沿著第一側(cè)3a設(shè)置的相鄰兩個(gè)輻射天線元件5a、5b、5c、5d，……之間的中間部分相對(duì)應(yīng)的部分。即，沿著一側(cè)設(shè)置的輻射天線元件連接至與沿著另一側(cè)設(shè)置的相鄰兩個(gè)輻射天線元件之間的中間部分相對(duì)應(yīng)的部分，這是一個(gè)示例?？梢哉_地確定沿著一側(cè)設(shè)置的輻射天線元件與沿著另一側(cè)設(shè)置的輻射天線元件之間的位置關(guān)系。 此外， 一個(gè)輻射天線元件可以與饋送帶線兩側(cè)中的每一側(cè)連接。即，不限制輻射天線元件的數(shù)量。 在上述實(shí)施例中，輻射天線元件的軸向相對(duì)于饋送帶線的延伸方向成45。角，這是一個(gè)示例?？梢哉_地確定輻射天線元件相對(duì)于延伸方向設(shè)置的角度，軸向與延伸方向平行或者垂直的情況除外。 此外，輻射天線元件與饋送帶線以90。角連接，這是一個(gè)示例?？梢砸猿?0。以外的角度連接輻射天線元件。 在上述實(shí)施例中，將饋送帶線的延伸方向定義為指定方向(虛擬直線8的軸向)。
然而，延伸方向不必是該指定(一個(gè))方向。即，虛擬直線8不必是直線，而可以是具有部
分彎曲的形狀或者全部彎曲的形狀的線。即使在這種情況下，饋送帶線全部沿著彎曲的虛
擬直線(延伸方向)延伸并且全部或者部分地彎曲。由于該形狀，與上述情況一樣，所有的
輻射天線元件以相同角度連接。 將總結(jié)上述實(shí)施例的各個(gè)方面。 為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)的發(fā)明人考慮到兩側(cè)的輻射天線元件相對(duì)于饋送帶線的連接角度(電源分支角度)相同。即，通過(guò)考慮以相對(duì)于電源方向的相同角度向兩側(cè)的輻射天線元件提供電功率來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。 為了解決上述問(wèn)題，作為一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種包括電介質(zhì)襯底和帶導(dǎo)體的微帶陣列天線，在該電介質(zhì)襯底的背面上形成傳導(dǎo)接地板，并且在該電介質(zhì)襯底上形成該帶導(dǎo)體，其中所述帶導(dǎo)體包含饋送帶線以及至少兩個(gè)輻射天線元件，該饋送帶線是線性的并且沿著預(yù)定的延伸方向延伸，并且該至少兩個(gè)輻射天線元件具有預(yù)定的長(zhǎng)度，至少一個(gè)輻射天線元件與饋送帶線的一側(cè)連接，并且至少一個(gè)輻射天線元件與饋送帶線的另一側(cè)連接，輻射天線元件的軸向彼此平行并且相對(duì)于延伸方向所成角度是除90。以外的角度，并且饋送帶線具有部分彎曲的形狀或者全部彎曲的形狀且在延伸方向上完全延伸，使得輻射天線元件與饋送帶線以相同角度連接。 在按照上述配置的微帶陣列天線中，饋送帶線不必具有諸如圖1所示的傳統(tǒng)微帶陣列天線100的直的形狀，而可以具有部分彎曲的形狀或者全部彎曲的形狀。注意到，盡管在局部觀察時(shí)微帶陣列天線具有彎曲形狀，但是該微帶陣列天線在預(yù)定的延伸方向上完全延伸。 如上所述彎曲饋送帶線使得沿著饋送帶線的兩側(cè)設(shè)置的所有輻射天線元件以相同的角度與饋送帶線連接。 S卩，只要饋送帶線是全部直的，與圖1所示的傳統(tǒng)微帶陣列天線100的情況相同，
右側(cè)輻射天線元件與左側(cè)輻射天線元件在連接角度(電源分支角度)上相差180° 。 為了解決上述問(wèn)題，盡管饋送帶線沿著預(yù)定的延伸方向完全延伸，但是該饋送帶
線可以部分彎曲或者全部彎曲。結(jié)果，輻射天線元件以相同角度與饋送帶線連接。 根據(jù)上述方式配置的微帶陣列天線，輻射天線元件的軸向彼此平行并且相對(duì)于饋
送帶線的延伸方向所成角度是除90。以外的角度。此外，輻射天線元件以相同角度與饋送帶
線的兩側(cè)連接。因此，盡管實(shí)現(xiàn)了其方向以相對(duì)于饋送帶線的預(yù)定角度傾斜的平面偏振，可以
實(shí)現(xiàn)單個(gè)右側(cè)輻射天線元件和單個(gè)左側(cè)輻射天線元件的輻射圖具有大致鏡像對(duì)稱特性。 在該微帶陣列天線中，輻射天線元件以90。角與饋送帶線連接。 當(dāng)輻射天線元件以相同角度與饋送帶線連接時(shí)，可以正確地確定該角度。然而，根
據(jù)該角度，可以要求饋送帶線很大或者錯(cuò)綜地彎曲，從而要求饋送帶線的形狀復(fù)雜。 然而，當(dāng)輻射天線元件以90。角連接時(shí)，可以簡(jiǎn)化饋送帶線的形狀。 在該微帶陣列天線中，饋送帶線的彎曲形狀包括平滑曲線。 可以彎曲饋送帶線以具有拐角，該拐角具有作為鋸齒的預(yù)定角度。可以通過(guò)使用具有該彎曲拐角的饋送帶線來(lái)形成微帶陣列天線。 然而，當(dāng)饋送帶線具有這樣的彎曲拐角時(shí)，在饋送帶線中傳輸?shù)碾姽β实囊徊糠謴脑搹澢糠州椛洌@會(huì)導(dǎo)致電功率的損失。 為了解決上述問(wèn)題，形成饋送帶線使得其彎曲部分包括平滑曲線。結(jié)果，該饋送帶
線可以防止從彎曲部分輻射無(wú)用的電功率，這能夠提供更加有效的微帶陣列天線。 在該微帶陣列天線中，饋送帶線具有連續(xù)蜿蜒的基本S形的形狀。 由于饋送帶線具有S形，可以簡(jiǎn)化饋送帶線的形狀，并且能夠容易地實(shí)現(xiàn)其中輻
射天線元件與饋送帶線以90 °角連接的配置。此外，由于該S形，饋送帶線全部并且平滑地
彎曲，從而改善了輻射效率。 在該微帶陣列天線中，饋送帶線的每一側(cè)與多個(gè)輻射天線元件連接。 根據(jù)上述方式配置的微帶陣列天線，實(shí)現(xiàn)了其中輻射天線元件與饋送帶線的側(cè)連
接的所謂的系列-饋送微帶陣列天線。因此，能夠提供更高效率的微帶陣列天線，其能夠降
低饋送電功率的損失并且容易地獲得期望的輻射圖特性。 根據(jù)該微帶陣列天線，與饋送帶線的一側(cè)連接的輻射天線元件連接至與饋送帶線
的另一側(cè)連接的相鄰兩個(gè)輻射天線元件之間的中間部分相對(duì)應(yīng)的部分。 根據(jù)上述方式配置的微帶陣列天線，與饋送帶線兩側(cè)連接的微帶陣列天線沿著該
饋送帶線交替設(shè)置。因此，可以有效地輻射和接收無(wú)線電波。
1權(quán)利要求
一種包括電介質(zhì)襯底和帶導(dǎo)體的微帶陣列天線，在所述電介質(zhì)襯底的背面上形成傳導(dǎo)接地板，并且在所述電介質(zhì)襯底上形成所述帶導(dǎo)體，其中所述帶導(dǎo)體包括饋送帶線和至少兩個(gè)輻射天線元件，所述饋送帶線是線性的并且沿著預(yù)定的延伸方向延伸，并且所述至少兩個(gè)輻射天線元件具有預(yù)定的長(zhǎng)度，所述輻射天線元件中的至少一個(gè)與所述饋送帶線的一側(cè)連接，并且所述輻射天線元件中的至少一個(gè)與所述饋送帶線的另一側(cè)連接，所述輻射天線元件的軸向彼此平行并且相對(duì)于所述延伸方向所成角度是除了90°以外的角度，并且所述饋送帶線具有部分完全的形狀或者全部彎曲的形狀并且沿著所述延伸方向完全延伸，使得所述輻射天線元件以相同的角度與所述饋送帶線連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶陣列天線，其中，所述輻射天線元件以90。角與所述饋 送帶線連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶陣列天線，其中，所述饋送帶線的所述彎曲的形狀包括 平滑曲線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的微帶陣列天線，其中，所述饋送帶線具有連續(xù)蜿蜒的基本s-形的形狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶陣列天線，其中，所述饋送帶線中的每一側(cè)與多個(gè)所述 輻射天線元件連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微帶陣列天線，其中，與所述饋送帶線的一側(cè)連接的所述輻 射天線元件連接至與所述饋送帶線的另一側(cè)連接的輻射天線元件中的每相鄰兩個(gè)輻射天 線元件之間的中間部分相對(duì)應(yīng)的部分。
全文摘要
本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種包括電介質(zhì)襯底和帶導(dǎo)體的微帶陣列天線，在所述電介質(zhì)襯底的背面上形成傳導(dǎo)接地板，并且在所述電介質(zhì)襯底上形成所述帶導(dǎo)體。所述帶導(dǎo)體包括沿著延伸方向延伸的饋送帶線以及至少兩個(gè)輻射天線元件。所述天線元件中的至少一個(gè)與所述帶線的一側(cè)連接，并且所述天線元件中的至少一個(gè)與所述帶線的另一側(cè)連接。所述天線元件的軸向彼此平行并且相對(duì)于所述延伸方向所成角度是除了90°以外的角度。所述帶線具有彎曲形狀并且沿著所述延伸方向完全延伸，使得所述天線元件以相同的角度與所述帶線連接。
文檔編號(hào)H01Q21/08GK101771196SQ201010002068
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2010年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月7日
發(fā)明者中林健人, 水谷玲義, 片山哲也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝