本公開(kāi)涉及一種波導(dǎo)路裝置和天線陣列。

背景技術(shù)：

在線上或者面上排列有1個(gè)或者多個(gè)天線元件(有時(shí)也稱為“輻射元件”。)的天線裝置被用于各種各樣的用途，例如雷達(dá)和通信系統(tǒng)。為了從天線裝置輻射電磁波，需要從生成電磁波的電路向天線元件提供電磁波(例如高頻信號(hào)波)。電磁波的提供經(jīng)由波導(dǎo)路進(jìn)行。波導(dǎo)路也用于將由天線元件接收到的電磁波發(fā)送給接收電路。

以往，為了向天線元件供電大多使用微帶線路。但是，在發(fā)送或者接收的電磁波的頻率是例如超過(guò)30吉赫(ghz)的高頻率的情況下，微帶線路的電介質(zhì)損失變大，天線的效率低下。因此，在這樣高頻區(qū)域中，替代微帶線路的波導(dǎo)路變得必要。

如果使用中空波導(dǎo)管替代微帶線路來(lái)向各個(gè)天線元件進(jìn)行供電的話，即使在超過(guò)30ghz的頻率區(qū)域中也能夠降低損失。中空波導(dǎo)管是具有圓形或者方形截面的金屬制管。在波導(dǎo)管內(nèi)部形成與管的形狀和大小相對(duì)應(yīng)的電磁場(chǎng)模式。因此，電磁波能夠以特定的電磁場(chǎng)模式在管內(nèi)傳播。由于管的內(nèi)部是中空的，因此，即使要傳播的電磁波的頻率變高也不會(huì)產(chǎn)生電介質(zhì)損失的問(wèn)題。利用了中空波導(dǎo)管的天線裝置被例如專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)。

另一方面，具有人工磁導(dǎo)體的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的例子被專利文獻(xiàn)2至4以及非專利文獻(xiàn)1和2所公開(kāi)。人工磁導(dǎo)體是人工實(shí)現(xiàn)在自然界不存在的理想磁導(dǎo)體(pmc:perfectmagneticconductor)的性質(zhì)的結(jié)構(gòu)體。理想磁導(dǎo)體具有“表面上的磁場(chǎng)的切線成分為零”這一性質(zhì)。這是與理想電導(dǎo)體(pec:perfectelectricconductor)的性質(zhì)、即，“表面上的電場(chǎng)的切線成分為零”這一性質(zhì)相反的性質(zhì)。雖然在自然界不存在理想磁導(dǎo)體，但是利用例如多個(gè)導(dǎo)電性桿的排列那樣的人工結(jié)構(gòu)而能夠?qū)崿F(xiàn)理想磁導(dǎo)體。人工磁導(dǎo)體在由該結(jié)構(gòu)決定的特定的頻帶中作為理想磁導(dǎo)體發(fā)揮作用。人工磁導(dǎo)體對(duì)具有特定的頻帶(傳播阻止頻帶)所包含的頻率的電磁波沿著人工磁導(dǎo)體的表面?zhèn)鞑ミM(jìn)行抑制或者阻止。因此，人工磁導(dǎo)體的表面有時(shí)被稱為高阻抗面。

在專利文獻(xiàn)2至4以及非專利文獻(xiàn)1和2所公開(kāi)的波導(dǎo)路裝置中，利用在行以及列方向上排列的多個(gè)導(dǎo)電性桿實(shí)現(xiàn)了人工磁導(dǎo)體。這樣的桿有時(shí)也被稱為柱或者銷。這些波導(dǎo)路裝置的每1個(gè)作為整體具有對(duì)置的一對(duì)導(dǎo)電板。1個(gè)導(dǎo)電板具有向另1個(gè)導(dǎo)電板側(cè)突出的脊和位于脊的兩側(cè)的人工磁導(dǎo)體。脊的上表面(具有導(dǎo)電性的面)隔著間隙與另1個(gè)導(dǎo)電板的導(dǎo)電性表面對(duì)置。具有人工磁導(dǎo)體的傳播阻止頻帶所包含的波長(zhǎng)的電磁波在該導(dǎo)電性表面與脊的上表面之間的空間(間隙)中沿著脊傳播。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：美國(guó)專利第9136605號(hào)說(shuō)明書

專利文獻(xiàn)2：國(guó)際公開(kāi)第2010/050122號(hào)

專利文獻(xiàn)3：美國(guó)專利第8803638號(hào)說(shuō)明書

專利文獻(xiàn)4：歐州專利申請(qǐng)公開(kāi)第1331688號(hào)說(shuō)明書

非專利文獻(xiàn)1：h.kirinoandk.ogawa,"a76ghzmulti-layeredphasedarrayantennausinganon-metalcontactmetamaterialwavegude",ieeetransactiononantennaandpropagation,vol.60,no.2,pp.840-853,february,2012

非專利文獻(xiàn)2：a.uz.zamanandp.-s.kildal,"kubandlinearslot-arrayinridgegapwaveguidetechnology,eucap2013,7theuropeanconferenceonantennaandpropagation

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在波導(dǎo)路裝置或者天線裝置中，提出了提高其性能并且能夠更加自由地對(duì)結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行配置的要求。

本公開(kāi)的1個(gè)方式的天線陣列具有第1導(dǎo)電部件，該第1導(dǎo)電部件具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面。所述第1導(dǎo)電部件具有沿著第1方向排列的多個(gè)縫隙。所述第1導(dǎo)電部件的所述第1導(dǎo)電性表面具有規(guī)定了與所述多個(gè)縫隙分別連通的多個(gè)喇叭的形狀。所述多個(gè)縫隙各自的e面位于同一平面上或者位于方向一致的多個(gè)平面上。所述多個(gè)縫隙包括相鄰的第1縫隙和第2縫隙。所述多個(gè)喇叭包括與所述第1縫隙連通的第1喇叭和與所述第2縫隙連通的第2喇叭。在所述第1喇叭的e面截面上，從所述第1縫隙的一個(gè)邊緣到所述第1喇叭的開(kāi)口面的一個(gè)邊緣為止的沿著所述第1喇叭的內(nèi)壁面的長(zhǎng)度比從所述第1縫隙的另一個(gè)邊緣到所述第1喇叭的所述開(kāi)口面的另一個(gè)邊緣為止的沿著所述第1喇叭的所述內(nèi)壁面的長(zhǎng)度長(zhǎng)。在所述第2喇叭的e面截面上，從所述第2縫隙的一個(gè)邊緣到所述第2喇叭的開(kāi)口面的一個(gè)邊緣為止的沿著所述第2喇叭的內(nèi)壁面的長(zhǎng)度小于等于從所述第2縫隙的另一個(gè)邊緣到所述第2喇叭的所述開(kāi)口面的另一個(gè)邊緣為止的沿著所述第2喇叭的所述內(nèi)壁面的長(zhǎng)度。通過(guò)所述第1縫隙的中心和所述第1喇叭的所述開(kāi)口面的中心的軸的方向與通過(guò)所述第2縫隙的中心和所述第2喇叭的所述開(kāi)口面的中心的軸的方向不同。

本公開(kāi)的其他方式的天線陣列具有第1導(dǎo)電部件，該第1導(dǎo)電部件具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面。所述第1導(dǎo)電部件具有沿著第1方向排列的多個(gè)縫隙。所述第1導(dǎo)電部件的所述第1導(dǎo)電性表面具有規(guī)定了與所述多個(gè)縫隙分別連通的多個(gè)喇叭的形狀。所述多個(gè)縫隙各自的e面位于同一平面上或者位于實(shí)質(zhì)上平行的多個(gè)平面上。所述多個(gè)喇叭包括沿著所述第1方向排列的第1喇叭、第2喇叭以及第3喇叭。在向分別與第1至第3喇叭連通的第1至第3縫隙提供了電磁波時(shí)，從所述第1至第3喇叭分別輻射的3個(gè)主瓣彼此重疊，所述3個(gè)主瓣的中心軸的方位彼此不同，所述3個(gè)主瓣的所述中心軸的方位之差比所述3個(gè)主瓣各自的寬度小。

本公開(kāi)的其他方式的波導(dǎo)路裝置具有：第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋刂龅?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上。借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路。所述第2導(dǎo)電部件具有：端口，其被配置于與所述波導(dǎo)部件的一端相鄰的位置，從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通；以及阻塞結(jié)構(gòu)，其被設(shè)置于隔著所述端口與所述波導(dǎo)部件的所述一端對(duì)置的位置。所述阻塞結(jié)構(gòu)包括：導(dǎo)電性的脊，其被設(shè)置于與所述端口相鄰的位置；以及1個(gè)以上的導(dǎo)電性的桿，其相對(duì)于所述脊的遠(yuǎn)離所述端口的一側(cè)的一端隔開(kāi)間隙地配置在所述第3導(dǎo)電性表面上。當(dāng)設(shè)在所述波導(dǎo)路中傳播的電磁波在自由空間中的中心波長(zhǎng)為λ0時(shí)，所述脊的沿著所述波導(dǎo)路的方向上的長(zhǎng)度為λ0/16以上且小于λ0/4。

本公開(kāi)的其他方式的波導(dǎo)路裝置具有：第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上。借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路。所述第1導(dǎo)電部件具有端口，該端口被配置于與所述波導(dǎo)面的接近所述波導(dǎo)部件的一端的部位對(duì)置的位置，從所述第1導(dǎo)電性表面與所述第2導(dǎo)電性表面連通。所述第2導(dǎo)電部件在包含所述波導(dǎo)部件的所述一端的區(qū)域中具有阻塞結(jié)構(gòu)。所述阻塞結(jié)構(gòu)包括：波導(dǎo)部件端部，其范圍為從將所述端口的開(kāi)口投影到所述波導(dǎo)面時(shí)的邊緣到所述波導(dǎo)部件的所述一端的邊緣為止；以及1個(gè)以上的導(dǎo)電性的桿，其相對(duì)于所述波導(dǎo)部件的所述一端隔開(kāi)間隙地配置在所述第3導(dǎo)電性表面上。當(dāng)設(shè)在所述波導(dǎo)路中傳播的電磁波在自由空間中的中心波長(zhǎng)為λ0時(shí)，所述波導(dǎo)部件端部的沿著所述波導(dǎo)路的方向上的長(zhǎng)度為λ0/16以上且小于λ0/4。

本公開(kāi)的其他方式的波導(dǎo)路裝置具有：第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上。借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路。所述第2導(dǎo)電部件具有：端口，其配置于與所述波導(dǎo)部件的一端相鄰的位置，從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通；以及阻塞結(jié)構(gòu)，其被設(shè)置于隔著所述端口與所述波導(dǎo)部件的所述一端對(duì)置的位置。所述阻塞結(jié)構(gòu)包括：導(dǎo)電性的脊，其設(shè)置于與所述端口相鄰的位置；以及1個(gè)以上的導(dǎo)電性的桿，其相對(duì)于所述脊的遠(yuǎn)離所述端口的一側(cè)的一端隔開(kāi)間隙地配置在所述第3導(dǎo)電性表面上。所述脊具有與所述端口相鄰的第1部分和與所述第1部分相鄰的第2部分。所述第1部分與所述第2導(dǎo)電性表面之間的距離比所述第2部分與所述第2導(dǎo)電性表面之間的距離長(zhǎng)。

本公開(kāi)的其他方式的波導(dǎo)路裝置具有：第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋刂龅?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋С兴霾▽?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上。借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路。所述第1導(dǎo)電部件具有端口，該端口被配置于與所述波導(dǎo)面的接近所述波導(dǎo)部件的一端的部位對(duì)置的位置，從所述第1導(dǎo)電性表面與所述第2導(dǎo)電性表面連通。所述第2導(dǎo)電部件在包含所述波導(dǎo)部件的所述一端的區(qū)域中具有阻塞結(jié)構(gòu)。所述阻塞結(jié)構(gòu)包括：波導(dǎo)部件端部，其范圍為從將所述端口的開(kāi)口投影到所述波導(dǎo)面時(shí)的邊緣到所述波導(dǎo)部件的所述一端的邊緣為止；以及1個(gè)以上的導(dǎo)電性的桿，其相對(duì)于所述波導(dǎo)部件的所述一端隔開(kāi)間隙地配置在所述第3導(dǎo)電性表面上。所述第1導(dǎo)電部件的所述第2導(dǎo)電性表面具有：第1部分，其在所述波導(dǎo)部件端部所對(duì)置的部位處與所述端口相鄰；以及第2部分，其與所述第1部分相鄰。所述第1部分與所述波導(dǎo)面之間的距離比所述第2部分與所述波導(dǎo)面之間的距離長(zhǎng)。

本公開(kāi)的其他方式的波導(dǎo)路裝置具有：第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上。借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路。所述第2導(dǎo)電部件具有從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通的端口。所述波導(dǎo)部件在所述端口上在空間上分離為第1部分和第2部分。所述端口的內(nèi)壁的一部分與所述波導(dǎo)部件的所述第1部分的一端連接。所述端口的所述內(nèi)壁的另一部分與所述波導(dǎo)部件的所述第2部分的一端連接。由所述波導(dǎo)部件的所述第1部分的所述一端和所述第2部分的所述一端中的對(duì)置的2個(gè)端面所規(guī)定的波導(dǎo)部件間隙包括窄幅部，該窄幅部的大小比所述端口的所述內(nèi)壁的同所述波導(dǎo)部件的所述第1部分連接的部分、與所述端口的所述內(nèi)壁的同所述波導(dǎo)部件的所述第2部分連接的另一部分之間的間隙的大小要小。

本公開(kāi)的其他方式的陣列天線裝置具有：第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，所述第2導(dǎo)電部件具有從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通的端口，所述多個(gè)縫隙中的相鄰的第1縫隙和第2縫隙配置于關(guān)于所述端口的中心對(duì)稱的位置，所述波導(dǎo)部件具有與所述端口相鄰的一對(duì)阻抗匹配結(jié)構(gòu)，所述一對(duì)阻抗匹配結(jié)構(gòu)分別包括與所述端口相鄰的平坦部和與所述平坦部相鄰的凹部，并且，所述一對(duì)阻抗匹配結(jié)構(gòu)分別與所述第1縫隙以及第2縫隙中的一方局部對(duì)置。

本公開(kāi)的其他方式的陣列天線裝置具有：第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋刂龅?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，所述第2導(dǎo)電部件具有從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通的端口，所述波導(dǎo)部件在所述端口上在空間上分離成第1部分和第2部分，所述端口的內(nèi)壁的一部分與所述波導(dǎo)部件的所述第1部分的一端連接，所述端口的所述內(nèi)壁的另一部分與所述波導(dǎo)部件的所述第2部分的一端連接，所述波導(dǎo)部件的所述第1部分的所述一端和所述第2部分的所述一端中的對(duì)置的2個(gè)端面之間的距離不同于所述內(nèi)壁的與所述波導(dǎo)部件的所述第1部分連接的所述部分與所述內(nèi)壁的與所述波導(dǎo)部件的所述第2部分連接的所述另一部分之間的距離。

本公開(kāi)的其他方式的陣列天線裝置具有：第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面，并具有多個(gè)縫隙；波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，所述第2導(dǎo)電部件具有從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通的端口，所述多個(gè)縫隙與所述波導(dǎo)面對(duì)置，所述多個(gè)縫隙中的相鄰的第1縫隙和第2縫隙在所述第2導(dǎo)電性表面上被配置于關(guān)于所述端口的中心對(duì)稱的位置，所述第1導(dǎo)電部件的所述第1導(dǎo)電性表面具有規(guī)定了分別與各個(gè)縫隙連通的多個(gè)喇叭的形狀，所述多個(gè)喇叭中的相鄰的2個(gè)喇叭的開(kāi)口的中心間距離比所述第2導(dǎo)電性表面上的從所述第1縫隙的中心到所述第2縫隙的中心為止的距離短。

本公開(kāi)的其他方式的陣列天線裝置具有：第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋С兴霾▽?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，所述第2導(dǎo)電部件具有：端口，其配置于與所述波導(dǎo)部件的一端相鄰的位置，從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通；以及阻塞結(jié)構(gòu)，其設(shè)置于隔著所述端口與所述波導(dǎo)部件的所述一端對(duì)置的位置，所述阻塞結(jié)構(gòu)具有與所述端口相鄰的第1部分和與所述第1部分相鄰的第2部分，所述第1部分與所述第2導(dǎo)電性表面之間的距離比所述第2部分與所述第2導(dǎo)電性表面之間的距離長(zhǎng)。

本公開(kāi)的其他方式的陣列天線裝置具有：第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面，并具有2ⁿ(n為2以上的整數(shù))個(gè)端口；波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，所述波導(dǎo)部件通過(guò)多個(gè)t型分支部的組合而從1個(gè)主干部分支成2ⁿ個(gè)終端波導(dǎo)部，2ⁿ個(gè)所述端口分別與2ⁿ個(gè)所述終端波導(dǎo)部對(duì)置，2ⁿ個(gè)所述終端波導(dǎo)部中的至少1個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀不同于其他任1個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀。

本公開(kāi)的其他方式的陣列天線裝置具有：第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面，波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋刂龅?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，所述波導(dǎo)部件通過(guò)多個(gè)t型分支部的組合而從1個(gè)主干部分支成2ⁿ(n為2以上的整數(shù))個(gè)終端波導(dǎo)部，所述波導(dǎo)部件在與所述多個(gè)t型分支部相鄰的所述主干部側(cè)的部分分別具有使所述波導(dǎo)路的電容增加的多個(gè)阻抗變換部，在所述多個(gè)阻抗變換部中，距所述終端波導(dǎo)部相對(duì)較遠(yuǎn)的第1阻抗變換部的沿著所述波導(dǎo)路的方向的長(zhǎng)度比距所述終端波導(dǎo)部相對(duì)較近的第2阻抗變換部的沿著所述波導(dǎo)路的方向的長(zhǎng)度短。

本公開(kāi)的其他方式的陣列天線裝置具有：第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且具有所述第3導(dǎo)電性表面上的多個(gè)導(dǎo)電性的桿，借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，所述第2導(dǎo)電部件具有：方形波導(dǎo)管，其配置于與所述波導(dǎo)部件的一端相鄰的位置，從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通；以及阻塞結(jié)構(gòu)，其設(shè)置于隔著所述方形波導(dǎo)管與所述波導(dǎo)部件的所述一端對(duì)置的位置，所述多個(gè)桿包括沿著所述波導(dǎo)部件排列在所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)的至少2列的桿，在從所述第3導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時(shí)，所述方形波導(dǎo)管具有由一對(duì)長(zhǎng)邊和與所述長(zhǎng)邊垂直的一對(duì)短邊所規(guī)定的長(zhǎng)方形的形狀，所述一對(duì)長(zhǎng)邊中的一條邊與所述波導(dǎo)部件的所述一端接觸，所述方形波導(dǎo)管的所述長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度比所述至少2列的桿的最短中心間距離的2倍長(zhǎng)，并且比所述最短中心間距離的3.5倍短。

本公開(kāi)的其他方式的陣列天線裝置具有：第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面，并具有多個(gè)縫隙；波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋刂龅?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述多個(gè)縫隙中的至少1個(gè)縫隙以及所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第3導(dǎo)電性表面上，具有所述第3導(dǎo)電性表面上的多個(gè)導(dǎo)電性的桿，借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，從所述第2導(dǎo)電性表面到所述波導(dǎo)面的距離和所述波導(dǎo)面的寬度中的至少一方沿著所述波導(dǎo)路變動(dòng)，在所述多個(gè)桿中，與所述波導(dǎo)部件相鄰的多個(gè)第1桿在沿著所述波導(dǎo)路的方向上以第1周期而周期性地排列，在所述多個(gè)桿中，不與所述波導(dǎo)部件相鄰的多個(gè)第2桿在沿著所述波導(dǎo)路的方向上以比所述第1周期長(zhǎng)的第2周期而周期性地排列。

本公開(kāi)的其他方式的陣列天線裝置具有：第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面，并具有多個(gè)縫隙；波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述多個(gè)縫隙中的至少1個(gè)縫隙以及所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第3導(dǎo)電性表面上，具有所述第3導(dǎo)電性表面上的多個(gè)導(dǎo)電性的桿，借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，在與所述第2導(dǎo)電部件平行的平面內(nèi)，在設(shè)沿著所述波導(dǎo)路延伸的方向?yàn)榈?方向，設(shè)與所述第1方向垂直的方向?yàn)榈?方向時(shí)，關(guān)于所述多個(gè)桿中的與所述波導(dǎo)部件相鄰的桿組的每1個(gè)桿組，所述第1方向的尺寸比所述第2方向的尺寸大。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式，在波導(dǎo)路裝置或者天線裝置中，能夠提高其性能并且更加自由地配置結(jié)構(gòu)要素。

附圖說(shuō)明

圖1是示意性示出波導(dǎo)路裝置所具有的基本結(jié)構(gòu)的非限定性的例子的立體圖。

圖2a是示意性示出波導(dǎo)路裝置100的與xz面平行的截面的結(jié)構(gòu)的圖。

圖2b是示意性示出波導(dǎo)路裝置100的與xz面平行的截面的其他結(jié)構(gòu)的圖。

圖3是為了容易理解而示意性示出處于極度分離導(dǎo)電部件110與導(dǎo)電部件120之間的間隔的狀態(tài)下的波導(dǎo)路裝置100的立體圖。

圖4是示出圖2a所示的結(jié)構(gòu)中的各個(gè)部件的尺寸的范圍的例子的圖。

圖5a示意性示出在波導(dǎo)部件122的波導(dǎo)面122a與導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a之間的間隙中的寬度狹窄的空間中傳播的電磁波。

圖5b是示意性示出中空波導(dǎo)管130的截面的圖。

圖5c是示出在導(dǎo)電部件120上設(shè)置有2個(gè)波導(dǎo)部件122的方式的截面圖。

圖5d是示意性示出排列配置了2個(gè)中空波導(dǎo)管130的波導(dǎo)路裝置的截面的圖。

圖6是示意性示出縫隙陣列天線裝置300的結(jié)構(gòu)的一部分的立體圖。

圖7是示意性示出圖6所示的縫隙陣列天線裝置300的、通過(guò)在x方向上排列的2個(gè)縫隙112的中心且與xz面平行的截面的一部分的圖。

圖8是示意性示出縫隙陣列天線裝置300的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖9是示意性示出圖8所示的縫隙陣列天線裝置300的、通過(guò)在x方向上排列的3個(gè)縫隙112的中心且與xz面平行的截面的一部分的圖。

圖10是為了容易理解而示意性示出處于極度分離第1導(dǎo)電部件110與第2導(dǎo)電部件120之間的間隔的狀態(tài)下的縫隙陣列天線裝置300的立體圖。

圖11是示出圖9所示的結(jié)構(gòu)中的各個(gè)部件的尺寸的范圍的例子的圖。

圖12是示意性示出針對(duì)每個(gè)縫隙112具有喇叭114的縫隙陣列天線裝置的結(jié)構(gòu)的一部分的立體圖。

圖13a是從z方向觀察圖12所示的陣列天線裝置的俯視圖。

圖13b是圖13a的沿著c－c線截面圖。

圖13c是示出第1波導(dǎo)路裝置100a中的波導(dǎo)部件122u的平面布局的圖。

圖13d是示出第2波導(dǎo)路裝置100b中的波導(dǎo)部件122l的平面布局的圖。

圖14a是示出變形例中的多個(gè)喇叭114的結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖14b是沿著圖14a中的d－d線的截面圖。

圖15是示出具有喇叭114的縫隙陣列天線裝置的例子的立體圖，該喇叭114具有傾斜的平面狀的側(cè)壁。

圖16示意性示出本實(shí)施方式中的陣列天線裝置的沿著波導(dǎo)部件122u、122l的截面。

圖17是示出本實(shí)施方式中的第2導(dǎo)電部件120的一部分的平面圖。

圖18是示出波導(dǎo)部件122u與端口145u的耦合部分的立體圖。

圖19是示出設(shè)置有用于縮短波長(zhǎng)的凹凸的第2波導(dǎo)部件122u的例子的立體圖。

圖20是示出阻抗匹配結(jié)構(gòu)123的變形例的立體圖。

圖21a是示出端口145u中的阻抗匹配結(jié)構(gòu)的其他例子的圖。

圖21b是示出端口145u中的阻抗匹配結(jié)構(gòu)的另一其他例子的圖。

圖21c是示出端口145u中的阻抗匹配結(jié)構(gòu)的另一其他例子的圖。

圖22a是示出端口145u的形狀例的平面圖。

圖22b-a、圖22b-b、圖22b-c、圖22b-d是用于對(duì)端口或者縫隙的截面形狀的例子進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明的圖。

圖23a是示意性示出本實(shí)施方式中的陣列天線裝置的基本結(jié)構(gòu)的截面圖。

圖23b是示意性示出本實(shí)施方式中的陣列天線裝置的基本結(jié)構(gòu)的其他例子的截面圖。

圖23c是示意性示出本實(shí)施方式中的陣列天線裝置的基本結(jié)構(gòu)的另一其他例子的截面圖。

圖24是示意性示出本實(shí)施方式中的陣列天線裝置的截面的圖。

圖25示出位于圖24的陣列天線裝置的第1導(dǎo)電部件110的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面110b的平面形狀、第1導(dǎo)電部件110的沿著a－a線的截面和沿著b－b線的截面。

圖26示出位于圖24的陣列天線裝置的第2導(dǎo)電部件120的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面120a的平面形狀、第2導(dǎo)電部件120的沿著a－a線的截面和沿著b－b的線截面。

圖27示出位于圖24的陣列天線裝置的第3導(dǎo)電部件140的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面140a的平面形狀、第3導(dǎo)電部件140的沿著a－a線的截面和沿著b－b線的截面。

圖28是示出第4導(dǎo)電部件160的結(jié)構(gòu)例的圖。

圖29是示出實(shí)施方式2中的陣列天線裝置的變形例中的第1導(dǎo)電部件110的正面?zhèn)鹊男螤畹钠矫鎴D。

圖30是示出第1導(dǎo)電部件110的正面?zhèn)鹊男螤畹牧Ⅲw圖。

圖31是示出變形例中的第2導(dǎo)電部件120的正面?zhèn)鹊男螤畹牧Ⅲw圖。

圖32a是示出沿著圖29中的a－a線截面(e面截面)的結(jié)構(gòu)的圖。

圖32b是放大示出多個(gè)喇叭114中的第1以及第2喇叭114a、114b的部分的圖。

圖32c是示意性示出從相鄰排列的3個(gè)喇叭114a、114b、114c輻射的電磁波的方位的圖。

圖33a是示出1列天線陣列的結(jié)構(gòu)例的平面圖。

圖33b是示出模擬器中使用的導(dǎo)電部件110、120的結(jié)構(gòu)和尺寸的截面圖。

圖33c是示出模擬結(jié)果的圖。

圖33d是示出6個(gè)喇叭114的形狀全部是對(duì)稱形狀的結(jié)構(gòu)例的圖。

圖33e是示出圖33d所示的例子中的模擬結(jié)果的圖。

圖34a是示出多個(gè)縫隙112的排列方向?yàn)榕ce面交叉的方向的例子的平面圖。

圖34b是示出多個(gè)縫隙112的排列方向?yàn)榕ce面交叉的方向的其他例子的平面圖。

圖34c是示出導(dǎo)電部件110由分割開(kāi)的多個(gè)部分構(gòu)成的例子的圖。

圖35a是示出利用了中空波導(dǎo)管的天線陣列的結(jié)構(gòu)例的平面圖。

圖35b是示出沿著圖35a中的b－b線的截面的圖。

圖35c是示出沿著圖35a中的c－c線的截面的圖。

圖35d是示出另外其他的變形例的平面圖。

圖36a是示出另外其他的變形例的平面圖。

圖36b是示出沿著圖36a中的b－b線的截面的圖。

圖37a是示出圖27所示那樣的第3導(dǎo)電部件140的端口145l處的阻抗匹配結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的立體圖。

圖37b是示意性示出圖37a所示的端口145l和阻塞結(jié)構(gòu)150的截面的圖。

圖38a是示出實(shí)施方式3的變形例中的阻抗匹配結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖38b是示意性示出圖38a所示的端口145l和阻塞結(jié)構(gòu)150的截面的圖。

圖39a是示出實(shí)施方式3的其他變形例中的阻抗匹配結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖39b是示意性示出圖39a所示的端口145l和阻塞結(jié)構(gòu)150的截面的圖。

圖40a是示出實(shí)施方式3的另外其他的變形例中的阻抗匹配結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖40b示意性示出圖40a所示的端口145l和阻塞結(jié)構(gòu)150的截面的圖。

圖41是示出具有實(shí)施方式3的阻抗匹配結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)例的立體圖。

圖42是示出具有實(shí)施方式3的阻抗匹配結(jié)構(gòu)的其他具體結(jié)構(gòu)例的立體圖。

圖43a是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖43b是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖43c是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖43d是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖43e是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖43f是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖43g是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖43h是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖43i是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖44a是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖44b是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖44c是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖44d是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖44e是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖44f是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖44g是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖45a是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖45b是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖45c是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖45d是用于對(duì)實(shí)施方式3中的阻塞結(jié)構(gòu)和端口145附近的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖46a是示意性示出實(shí)施方式4中的第3導(dǎo)電部件140(分配層)的結(jié)構(gòu)的平面圖。

圖46b是示出實(shí)施方式4中的第2導(dǎo)電部件120(激勵(lì)層)的結(jié)構(gòu)的平面圖。

圖46c是示出實(shí)施方式4中的第1導(dǎo)電部件110的結(jié)構(gòu)的平面圖。

圖47是示出實(shí)施方式4的變形例的立體圖。

圖48a是放大示出圖47所示的波導(dǎo)部件122l的一部分的圖。

圖48b是用于對(duì)阻抗變換部122i1、122i2的尺寸進(jìn)行說(shuō)明的圖。

圖49是示出實(shí)施方式5中的第4導(dǎo)電部件160的一部分的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖50a示出本實(shí)施方式6的具有縱橫比不是1的導(dǎo)電性桿170a1和170a2的第2導(dǎo)電部件120。

圖50b是示意性示出高密度導(dǎo)電性桿組170a、171a、172a以及標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿組170b和171b的俯視圖。

圖51a示出各自的兩側(cè)被2列導(dǎo)電性桿組包圍的2個(gè)波導(dǎo)部件122l－c和122l－d。

圖51b是示意性示出本實(shí)施方式的導(dǎo)電性桿的尺寸和配置的俯視圖。

圖52是例示的陣列天線裝置1000的斜視立體圖。

圖53是陣列天線裝置1000的側(cè)視圖。

圖54a示出作為輻射層的第1導(dǎo)電部件110。

圖54b示出作為激勵(lì)層的第2導(dǎo)電部件120。

圖54c示出作為分配層的第3導(dǎo)電部件140。

圖54d示出作為連接層的第4導(dǎo)電部件160。

圖55a是示出只有波導(dǎo)部件122的上表面即波導(dǎo)面122a具有導(dǎo)電性、波導(dǎo)部件122的除波導(dǎo)面122a以外的部分不具有導(dǎo)電性的結(jié)構(gòu)的例子的截面圖。

圖55b是示出波導(dǎo)部件122沒(méi)有形成在第2導(dǎo)電部件120上的變形例的圖。

圖55c是示出第2導(dǎo)電部件120、波導(dǎo)部件122以及多個(gè)導(dǎo)電性桿124分別是在電介質(zhì)表面上涂布有金屬等導(dǎo)電性材料的結(jié)構(gòu)的例子的圖。

圖55d是示出在導(dǎo)電部件110、120、波導(dǎo)部件122以及導(dǎo)電性桿124各自的最表面具有電介質(zhì)層110c、120c的結(jié)構(gòu)的例子的圖。

圖55e是示出導(dǎo)電部件110、120、波導(dǎo)部件122以及導(dǎo)電性桿124各自的最表面具有電介質(zhì)層110c、120b的結(jié)構(gòu)的其他例子的圖。

圖55f是示出波導(dǎo)部件122的高度比導(dǎo)電性桿124的高度低、第1導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a向波導(dǎo)部件122側(cè)突出的例子的圖。

圖55g是示出在圖55f的結(jié)構(gòu)中還使導(dǎo)電性表面110a中的與導(dǎo)電性桿124對(duì)置的部分向?qū)щ娦詶U124側(cè)突出的例子的圖。

圖56a是示出第1導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a具有曲面形狀的例子的圖。

圖56b是示出第2導(dǎo)電部件120的導(dǎo)電性表面120a也具有曲面形狀的例子的圖。

圖57示出本車輛500和與本車輛500在相同的車道上行駛的先行車輛502。

圖58示出本車輛500的車載雷達(dá)系統(tǒng)510。

圖59a示出車載雷達(dá)系統(tǒng)510的陣列天線裝置aa與多個(gè)入射波k的關(guān)系。

圖59b示出接收第k個(gè)入射波的陣列天線裝置aa。

圖60是示出基于本公開(kāi)的車輛行駛控制裝置600的基本結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的框圖。

圖61是示出車輛行駛控制裝置600的結(jié)構(gòu)的其他例子的框圖。

圖62是示出車輛行駛控制裝置600的更具體的結(jié)構(gòu)的例子的框圖。

圖63是示出本應(yīng)用例中的雷達(dá)系統(tǒng)510的更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)例的框圖。

圖64示出根據(jù)三角波生成電路581所生成的信號(hào)調(diào)制的發(fā)送信號(hào)的頻率變化。

圖65示出“上行”期間的拍頻fu以及“下行”期間的拍頻fd。

圖66示出信號(hào)處理電路560通過(guò)具有處理器pr和存儲(chǔ)裝置md的硬件實(shí)現(xiàn)的方式的例子。

圖67是示出3個(gè)頻率f1、f2、f3之間的關(guān)系的圖。

圖68是示出復(fù)平面上的合成頻譜f1～f3之間的關(guān)系的圖。

圖69是示出求出相對(duì)速度和距離的處理的步驟的流程圖。

圖70是涉及包括車載攝像機(jī)系統(tǒng)700和具有縫隙陣列天線的雷達(dá)系統(tǒng)510的融合裝置的圖。

圖71是示出通過(guò)將毫米波雷達(dá)510和攝像機(jī)放置于車廂內(nèi)的大致相同位置，從而使各自的視野和視線一致、對(duì)照處理變得容易的圖。

圖72是示出基于毫米波雷達(dá)的監(jiān)視系統(tǒng)1500的結(jié)構(gòu)例的圖。

圖73是示出數(shù)字式通信系統(tǒng)800a的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖74是示出包括能夠使電波的輻射方向圖改變的發(fā)送機(jī)810b的通信系統(tǒng)800b的例子的框圖。

圖75是示出安裝了mimo功能的通信系統(tǒng)800c的例子的框圖。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

100：波導(dǎo)路裝置

110：導(dǎo)電部件

110a：導(dǎo)電性表面

112：縫隙

114：喇叭的側(cè)壁

120：導(dǎo)電部件

120a：導(dǎo)電性表面

122：波導(dǎo)部件

122a：波導(dǎo)部件的第1部分

122b：波導(dǎo)部件的第2部分

122a：波導(dǎo)面

124：導(dǎo)電性桿

124a：導(dǎo)電性桿的末端部

124b：導(dǎo)電性桿的基部

125：人工磁導(dǎo)體的表面

130：中空波導(dǎo)管

132：中空波導(dǎo)管的內(nèi)部空間

136：彎曲部

137、137a：凹部

138：倒角部

139a、139b：過(guò)渡部

145u、145l：端口

310：電子電路

500：本車輛

502：先行車輛

510：車載雷達(dá)系統(tǒng)

520：行駛支援電子控制裝置

530：雷達(dá)信號(hào)處理裝置

540：通信設(shè)備

550：計(jì)算機(jī)

552：數(shù)據(jù)庫(kù)

560：信號(hào)處理電路

570：物體檢測(cè)裝置

580：收發(fā)電路

596：選擇電路

600：車輛行駛控制裝置

700：車載攝像機(jī)系統(tǒng)

710：車載攝像機(jī)

720：圖像處理電路

具體實(shí)施方式

在對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明之前，對(duì)作為本公開(kāi)的基礎(chǔ)的知識(shí)進(jìn)行說(shuō)明。

本公開(kāi)的實(shí)施方式提供對(duì)以往的利用了中空波導(dǎo)管或者脊型波導(dǎo)路的波導(dǎo)路裝置或者天線裝置的改善。首先，對(duì)利用了脊型波導(dǎo)路的波導(dǎo)路裝置的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。

前述的專利文獻(xiàn)2和非專利文獻(xiàn)1等所公開(kāi)的脊型波導(dǎo)路設(shè)置于作為人工磁導(dǎo)體發(fā)揮作用的華夫鐵板式結(jié)構(gòu)中。基于本公開(kāi)利用上述這樣的人工磁導(dǎo)體的脊型波導(dǎo)路(以下，有時(shí)稱為wrg：waffle－ironridgewaveguide。)在微波或者毫米波段中，能夠?qū)崿F(xiàn)損失低的天線饋電路。

圖1是示意性示出這樣的波導(dǎo)路裝置所具有的基本結(jié)構(gòu)的非限定性的例子的立體圖。在圖1中，示出了表示彼此垂直的x、y、z方向的xyz坐標(biāo)。圖示的波導(dǎo)路裝置100具有對(duì)置并且平行地配置的板狀的第1導(dǎo)電部件110和第2導(dǎo)電部件120。在第2導(dǎo)電部件120上排列有多個(gè)導(dǎo)電性桿124。

另外，本申請(qǐng)的附圖所示的結(jié)構(gòu)物的方向是考慮說(shuō)明的容易理解度而設(shè)定的，并不對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施方式在實(shí)際實(shí)施時(shí)的方向進(jìn)行任何限制。并且，附圖所示的結(jié)構(gòu)物的整體或一部分的形狀以及大小也不限制實(shí)際的形狀以及大小。

圖2a是示意性示出波導(dǎo)路裝置100的與xz面平行的截面的結(jié)構(gòu)的圖。如圖2a所示，導(dǎo)電部件110在與導(dǎo)電部件120對(duì)置的一側(cè)具有導(dǎo)電性表面110a。導(dǎo)電性表面110a沿著與導(dǎo)電性桿124的軸向(z方向)垂直的平面(與xy面平行的平面)二維擴(kuò)展。該例中的導(dǎo)電性表面110a是平滑的平面，但是如后文所述，導(dǎo)電性表面110a無(wú)需是平面。

圖3是為了容易理解而示意性示出處于極度分離導(dǎo)電部件110與導(dǎo)電部件120之間的間隔的狀態(tài)下的波導(dǎo)路裝置100的立體圖。在實(shí)際的波導(dǎo)路裝置100中，如圖1和圖2a所示，導(dǎo)電部件110與導(dǎo)電部件120之間的間隔狹窄，導(dǎo)電部件110以覆蓋導(dǎo)電部件120的全部導(dǎo)電性桿124的方式配置。

再次參照?qǐng)D2a。排列在導(dǎo)電部件120上的多個(gè)導(dǎo)電性桿124分別具有與導(dǎo)電性表面110a對(duì)置的末端部124a。在圖示的例子中，多個(gè)導(dǎo)電性桿124的末端部124a位于同一平面上。該平面形成人工磁導(dǎo)體的表面125。導(dǎo)電性桿124無(wú)需其整體具有導(dǎo)電性，只要具有沿著桿狀結(jié)構(gòu)物的至少上表面和側(cè)面擴(kuò)展的導(dǎo)電層即可。雖然該導(dǎo)電層可以位于桿狀結(jié)構(gòu)物的表層，但是，表層也可以由絕緣涂層或者樹(shù)脂層構(gòu)成，桿狀結(jié)構(gòu)物的表面上也可以不存在導(dǎo)電層。此外，導(dǎo)電部件120只要支承多個(gè)導(dǎo)電性桿124并能夠?qū)崿F(xiàn)人工磁導(dǎo)體，則無(wú)需其整體具有導(dǎo)電性。只要導(dǎo)電部件120的表面中，排列有多個(gè)導(dǎo)電性桿124的一側(cè)的面120a具有導(dǎo)電性，相鄰的多個(gè)導(dǎo)電性桿124的表面通過(guò)導(dǎo)電體電連接即可。換言之，只要導(dǎo)電部件120和多個(gè)導(dǎo)電性桿124的組合整體具有與導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a對(duì)置的凹凸?fàn)畹膶?dǎo)電層即可。

在導(dǎo)電部件120上，在多個(gè)導(dǎo)電性桿124之間配置有脊?fàn)畹牟▽?dǎo)部件122。進(jìn)一步詳細(xì)來(lái)說(shuō)，人工磁導(dǎo)體分別位于波導(dǎo)部件122的兩側(cè)，波導(dǎo)部件122被兩側(cè)的人工磁導(dǎo)體夾著。根據(jù)圖3可知，該例中的波導(dǎo)部件122被導(dǎo)電部件120支承，在y方向上直線延伸。在圖示的例子中，波導(dǎo)部件122具有與導(dǎo)電性桿124的高度和寬度相同的高度和寬度。如后文所述，波導(dǎo)部件122的高度和寬度也可以具有不同于導(dǎo)電性桿124的高度和寬度的值。不同于導(dǎo)電性桿124，波導(dǎo)部件122沿著導(dǎo)電性表面110a在引導(dǎo)電磁波的方向(該例中為y方向)上延伸。波導(dǎo)部件122也無(wú)需整體具有導(dǎo)電性，只要具有與導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a對(duì)置的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面122a即可。導(dǎo)電部件120、多個(gè)導(dǎo)電性桿124以及波導(dǎo)部件122可以是連續(xù)的單一結(jié)構(gòu)體的一部分。此外，導(dǎo)電部件110也可以是該單一結(jié)構(gòu)體的一部分。

在波導(dǎo)部件122的兩側(cè)，在各個(gè)人工磁導(dǎo)體的表面125與導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a之間的空間不使具有特定頻帶內(nèi)的頻率的電磁波傳播。這樣的頻帶被稱為“禁止頻帶”。人工磁導(dǎo)體被設(shè)計(jì)成：在波導(dǎo)路裝置100內(nèi)傳播的電磁波(以下，有時(shí)稱為“信號(hào)波”。)的頻率(以下，有時(shí)稱為“工作頻率”。)被包含在禁止頻帶中?？梢岳脤?dǎo)電性桿124的高度、即、形成于相鄰的多個(gè)導(dǎo)電性桿124之間的槽的深度、導(dǎo)電性桿124的寬度、配置間隔以及導(dǎo)電性桿124的末端部124a與導(dǎo)電性表面110a之間的間隙的大小來(lái)調(diào)整禁止頻帶。

接下來(lái)，參照?qǐng)D4對(duì)各個(gè)部件的尺寸、形狀、配置等的例子進(jìn)行說(shuō)明。

圖4是示出圖2a所示的結(jié)構(gòu)中的各個(gè)部件的尺寸的范圍的例子的圖。在本說(shuō)明書中，設(shè)在導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a與波導(dǎo)部件122的波導(dǎo)面122a之間的波導(dǎo)路中傳播的電磁波(信號(hào)波)在自由空間中的波長(zhǎng)的代表值(例如，與工作頻帶的中心頻率相對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng))為λ0。此外，設(shè)工作頻帶中的最高頻率的電磁波在自由空間中的波長(zhǎng)為λm。將各個(gè)導(dǎo)電性桿124中的與導(dǎo)電部件120相接觸的一端的部分稱為“基部”。如圖4所示，各個(gè)導(dǎo)電性桿124具有末端部124a和基部124b。各個(gè)部件的尺寸、形狀、配置等的例子如下所述。

(1)導(dǎo)電性桿的寬度

能夠?qū)?dǎo)電性桿124的寬度(x方向和y方向的大小)設(shè)定為小于λm/2。如果在該范圍內(nèi)，則能夠防止x方向和y方向上的最低次的共振的發(fā)生。另外，不但是x和y方向，在xy截面的對(duì)角方向上也有可能發(fā)生共振，因此，優(yōu)選導(dǎo)電性桿124的xy截面的對(duì)角線的長(zhǎng)度也小于λm/2。桿的寬度和對(duì)角線的長(zhǎng)度的下限值是工藝上能夠制造的最小長(zhǎng)度，沒(méi)有特殊限定。

(2)從導(dǎo)電性桿的基部到導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面的距離

能夠?qū)膶?dǎo)電性桿124的基部124b到導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a的距離設(shè)定為比導(dǎo)電性桿124的高度長(zhǎng)并且小于λm/2。在該距離為λm/2以上的情況時(shí)，在導(dǎo)電性桿124的基部124b與導(dǎo)電性表面110a之間產(chǎn)生共振，喪失信號(hào)波的鎖定效應(yīng)。

從導(dǎo)電性桿124的基部124b到導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a的距離相當(dāng)于導(dǎo)電部件110與導(dǎo)電部件120之間的間隔。例如在波導(dǎo)路中傳播作為毫米波段的76.5±0.5ghz的信號(hào)波時(shí)，信號(hào)波的波長(zhǎng)是3.8923mm至3.9435mm的范圍內(nèi)。因此，該情況下，λm變成3.8923mm，因此，能夠?qū)?dǎo)電部件110與導(dǎo)電部件120之間的間隔設(shè)定為小于3.8923mm的一半。如果導(dǎo)電部件110與導(dǎo)電部件120以實(shí)現(xiàn)這樣狹窄的間隔的方式對(duì)置配置的話，那么導(dǎo)電部件110與導(dǎo)電部件120無(wú)需嚴(yán)格平行。此外，如果導(dǎo)電部件110與導(dǎo)電部件120之間的間隔小于λm/2，那么導(dǎo)電部件110和/或?qū)щ姴考?20的整體或者一部分可以具有曲面形狀。另一方面，導(dǎo)電部件110、120的平面形狀(垂直投影到xy面的區(qū)域的形狀)和平面大小(垂直投影到xy面的區(qū)域的大小)能夠根據(jù)用途任意地設(shè)計(jì)。

在圖2a所示的例子中，導(dǎo)電性表面120a是平面，但本公開(kāi)的實(shí)施方式并不限定于此。例如，如圖2b所示，導(dǎo)電性表面120a也可以是截面為接近u字或者v字的形狀的面的底部。在導(dǎo)電性桿124或者波導(dǎo)部件122具有寬度朝向基部擴(kuò)大的形狀的情況下，導(dǎo)電性表面120a就會(huì)變成這樣的結(jié)構(gòu)。即使是這樣結(jié)構(gòu)，只要導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)電性表面120a之間的距離比波長(zhǎng)λm的一半短，圖2b所示的裝置就能夠作為本公開(kāi)的實(shí)施方式中的波導(dǎo)路裝置發(fā)揮作用。

(3)從導(dǎo)電性桿的末端部到導(dǎo)電性表面的距離l2

從導(dǎo)電性桿124的末端部124a到導(dǎo)電性表面110a的距離l2被設(shè)定為小于λm/2。這是因?yàn)樵谠摼嚯x為λm/2以上的情況下，產(chǎn)生電磁波在導(dǎo)電性桿124的末端部124a與導(dǎo)電性表面110a之間往復(fù)的傳播模式，不能再對(duì)電磁波進(jìn)行鎖定。另外，關(guān)于多個(gè)導(dǎo)電性桿124中的至少與波導(dǎo)部件122相鄰的導(dǎo)電性桿124，其處于末端沒(méi)有與導(dǎo)電性表面110a電接觸的狀態(tài)。此處，導(dǎo)電性桿的末端沒(méi)有與導(dǎo)電性表面電接觸的狀態(tài)是指末端與導(dǎo)電性表面之間存在空隙的狀態(tài)、或者、導(dǎo)電性桿的末端和導(dǎo)電性表面中的至少一方存在絕緣層而使得導(dǎo)電性桿的末端與導(dǎo)電性表面經(jīng)絕緣層接觸的狀態(tài)中的任意一種。

(4)導(dǎo)電性桿的排列和形狀

多個(gè)導(dǎo)電性桿124中的相鄰的2個(gè)導(dǎo)電性桿124之間的間隙具有例如小于λm/2的寬度。相鄰的2個(gè)導(dǎo)電性桿124之間的間隙的寬度被定義為從該2個(gè)導(dǎo)電性桿124的一方的表面(側(cè)面)到另一方的表面(側(cè)面)的最短距離。該桿間的間隙的寬度被決定為在桿間的區(qū)域不會(huì)發(fā)生最低次的共振。產(chǎn)生共振的條件由導(dǎo)電性桿124的高度、相鄰的2個(gè)導(dǎo)電性桿間的距離以及導(dǎo)電性桿124的末端部124a與導(dǎo)電性表面110a之間的空隙的容量的組合來(lái)決定。因此，桿間的間隙的寬度依賴于其他設(shè)計(jì)參數(shù)而適當(dāng)決定。桿間的間隙的寬度沒(méi)有明確的下限，但為了確保制造的容易度，在傳播毫米波段的電磁波的情況下，例如可以為λm/16以上。另外，間隙的寬度無(wú)需固定。若小于λm/2，則導(dǎo)電性桿124之間的間隙也可以具有各種寬度。

多個(gè)導(dǎo)電性桿124的排列只要發(fā)揮作為人工磁導(dǎo)體的功能，則不限定于圖示的例子。多個(gè)導(dǎo)電性桿124無(wú)需排列成垂直的行和列狀，行和列也可以以90度以外的角度交叉。多個(gè)導(dǎo)電性桿124無(wú)需沿著行或者列在直線上排列，也可以不表現(xiàn)出單純的規(guī)則性而分散配置。各個(gè)導(dǎo)電性桿124的形狀以及大小也可以根據(jù)導(dǎo)電部件120上的位置而變化。

多個(gè)導(dǎo)電性桿124的末端部124a所形成的人工磁導(dǎo)體的表面125無(wú)需是嚴(yán)格的平面，也可以是具有微小的凹凸的平面或者曲面。即，各個(gè)導(dǎo)電性桿124的高度無(wú)需是一樣的，在導(dǎo)電性桿124的排列能夠作為人工磁導(dǎo)體發(fā)揮作用的范圍內(nèi)，各個(gè)導(dǎo)電性桿124能夠具有多樣性。

導(dǎo)電性桿124不限于圖示的棱柱形狀，也可以具有例如圓筒狀的形狀。此外，導(dǎo)電性桿124無(wú)需具有單純的柱狀形狀。人工磁導(dǎo)體也能夠利用導(dǎo)電性桿124的排列以外的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)⒍喾N多樣的人工磁導(dǎo)體利用到本公開(kāi)的波導(dǎo)路裝置中。另外，在導(dǎo)電性桿124的末端部124a的形狀是棱柱形狀的情況下，優(yōu)選其對(duì)角線的長(zhǎng)度小于λm/2。在是橢圓形狀時(shí)，優(yōu)選長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度小于λm/2。在末端部124a采用另外其他的形狀的情況下，也優(yōu)選其跨度尺寸即使最長(zhǎng)部分也小于λm/2。

能夠?qū)?dǎo)電性桿124的高度，即，從基部124b到末端部124a的長(zhǎng)度設(shè)定為比導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)電性表面120a之間的距離(小于λm/2)短的值，例如，λ0/4。

(5)波導(dǎo)面的寬度

能夠?qū)⒉▽?dǎo)部件122的波導(dǎo)面122a的寬度，即，與波導(dǎo)部件122的延伸方向垂直的方向上的波導(dǎo)面122a的大小設(shè)定為小于λm/2(例如λ0/8)。這是因?yàn)椴▽?dǎo)面122a的寬度在λm/2以上時(shí)，會(huì)在寬度方向發(fā)生共振，發(fā)生共振時(shí)，wrg則不能再作為單純的傳輸線路進(jìn)行工作。

(6)波導(dǎo)部件的高度

波導(dǎo)部件122的高度(圖示的例子中，為z方向的大小)被設(shè)定為小于λm/2。這是因?yàn)樵谠摼嚯x為λm/2以上的情況下，導(dǎo)電性桿124的基部124b與導(dǎo)電性表面110a之間的距離會(huì)變成λm/2以上。同樣地，導(dǎo)電性桿124(特別是，與波導(dǎo)部件122相鄰的導(dǎo)電性桿124)的高度也被設(shè)定為小于λm/2。

(7)波導(dǎo)面與導(dǎo)電性表面之間的距離l1

波導(dǎo)部件122的波導(dǎo)面122a與導(dǎo)電性表面110a之間的距離l1被設(shè)定為小于λm/2。這是因?yàn)樵谠摼嚯x為λm/2以上的情況下，在波導(dǎo)面122a與導(dǎo)電性表面110a之間發(fā)生共振，不能再作為波導(dǎo)路發(fā)揮作用。在有的例子中，該距離為λm/4以下。為了確保制造容易度，在傳播毫米波段的電磁波的情況下，優(yōu)選將距離l1設(shè)為例如λm/16以上。

導(dǎo)電性表面110a與波導(dǎo)面122a之間的距離l1的下限以及導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)電性桿124的末端部124a之間的距離l2的下限依賴于機(jī)械工作的精度和將上下兩個(gè)導(dǎo)電部件110、120以確保固定距離的方式組裝時(shí)的精度。在使用沖壓加工方法或者注塑加工方法的情況下，上述距離的實(shí)際的下限是50微米(μm)的程度。在使用mems(micro－electro－mechanicalsystem：微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)制作例如太赫茲區(qū)域的產(chǎn)品的情況下，上述距離的下限是2～3μm的程度。

根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)路裝置100，工作頻率的信號(hào)波不能在人工磁導(dǎo)體的表面125與導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a之間的空間中傳播，而是在波導(dǎo)部件122的波導(dǎo)面122a與導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a之間的空間中傳播。上述這樣波導(dǎo)路結(jié)構(gòu)中的波導(dǎo)部件122的寬度不同于中空波導(dǎo)管，無(wú)需具有要傳播的電磁波的半波長(zhǎng)以上的寬度。此外，也無(wú)需通過(guò)在厚度方向(與yz面平行)上延伸的金屬壁來(lái)連接導(dǎo)電部件110與導(dǎo)電部件120。

圖5a示意性示出在波導(dǎo)部件122的波導(dǎo)面122a與導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a之間的間隙中的寬度狹窄的空間中傳播的電磁波。圖5a中的3個(gè)箭頭示意性示出傳播的電磁波的電場(chǎng)的方向。傳播的電磁波的電場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a和波導(dǎo)面122a垂直。

在波導(dǎo)部件122的兩側(cè)分別配置有由多個(gè)導(dǎo)電性桿124形成的人工磁導(dǎo)體。電磁波在波導(dǎo)部件122的波導(dǎo)面122a與導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a之間的間隙中傳播。圖5a是示意性的圖，沒(méi)有準(zhǔn)確地示出電磁波在實(shí)際中形成的電磁場(chǎng)的大小。在波導(dǎo)面122a上的空間中傳播的電磁波(電磁場(chǎng))的一部分也可以從由波導(dǎo)面122a的寬度劃分的空間向外側(cè)(存在人工磁導(dǎo)體的一側(cè))沿著橫向擴(kuò)展。在該例子中，電磁波沿著與圖5a的紙面垂直的方向(y方向)傳播。這樣的波導(dǎo)部件122無(wú)需沿著y方向直線地延伸，可以具有未圖示的彎曲部和/或分支部。由于電磁波沿著波導(dǎo)部件122的波導(dǎo)面122a傳播，因此傳播方向在彎曲部處發(fā)生改變，傳播方向在分支部處分支為多個(gè)方向。

在圖5a的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，在所傳播的電磁波的兩側(cè)并不存在中空波導(dǎo)管中必不可少的金屬壁(電壁)。因此，在該例子中的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，所傳播的電磁波形成的電磁場(chǎng)模式的邊界條件不包含“因金屬壁(電壁)產(chǎn)生的約束條件”，波導(dǎo)面122a的寬度(x方向的大小)小于電磁波的波長(zhǎng)的一半。

圖5b為了參考而示意性地表示中空波導(dǎo)管130的截面。在圖5b中用箭頭示意性地表示形成于中空波導(dǎo)管130的內(nèi)部空間132中的電磁場(chǎng)模式(te10)的電場(chǎng)的方向。箭頭的長(zhǎng)度與電場(chǎng)的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)。中空波導(dǎo)管130的內(nèi)部空間132的寬度必須設(shè)定為比波長(zhǎng)的一半寬。即，中空波導(dǎo)管130的內(nèi)部空間132的寬度無(wú)法設(shè)定為小于所傳播的電磁波的波長(zhǎng)的一半。

圖5c是示出在導(dǎo)電部件120上設(shè)置有2個(gè)波導(dǎo)部件122的方式的截面圖。在這樣相鄰的2個(gè)波導(dǎo)部件122之間配置有由多個(gè)導(dǎo)電性桿124形成的人工磁導(dǎo)體。更加準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，在各個(gè)波導(dǎo)部件122的兩側(cè)配置有由多個(gè)導(dǎo)電性桿124形成的人工磁導(dǎo)體，各個(gè)波導(dǎo)部件122能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立的電磁波的傳播。

圖5d用于參考而示意性示出排列配置了2個(gè)中空波導(dǎo)管130的波導(dǎo)路裝置的截面。2個(gè)中空波導(dǎo)管130相互被電絕緣。電磁波傳播的空間的周圍需要被構(gòu)成中空波導(dǎo)管130的金屬壁覆蓋。因此，不能使電磁波進(jìn)行傳播的內(nèi)部空間132的間隔比2個(gè)金屬壁的厚度之和小。2個(gè)金屬壁的厚度之和通常比傳播的電磁波的波長(zhǎng)的一半長(zhǎng)。因此，很難使中空波導(dǎo)管130的排列間隔(中心間隔)比傳播的電磁波的波長(zhǎng)短。特別是，在對(duì)待電磁波的波長(zhǎng)為10mm以下的毫米波段、或者較之以下的波長(zhǎng)的電磁波的情況下，難以形成與波長(zhǎng)相比足夠薄的金屬壁。因此，在商業(yè)上利用現(xiàn)實(shí)的成本來(lái)實(shí)現(xiàn)變得困難。

與之相對(duì)地，具有人工磁導(dǎo)體的波導(dǎo)路裝置100能夠容易地實(shí)現(xiàn)使波導(dǎo)部件122接近的結(jié)構(gòu)。因此，能夠恰當(dāng)?shù)赜糜趯?duì)多個(gè)天線元件接近配置的陣列天線裝置的供電。

在本公開(kāi)中，主要對(duì)使用了具有人工磁導(dǎo)體的脊型波導(dǎo)路的例子進(jìn)行說(shuō)明，但是，在一部分的實(shí)施方式中，能夠利用以往的中空波導(dǎo)管。對(duì)于這樣的實(shí)施方式，作為實(shí)施方式2的變形例而在后文闡述。

接下來(lái)，對(duì)利用了上述那樣波導(dǎo)路結(jié)構(gòu)的縫隙陣列天線裝置的結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說(shuō)明。“縫隙陣列天線裝置”是指具有多個(gè)縫隙作為天線元件的陣列天線裝置。在以下的說(shuō)明中，有時(shí)將縫隙陣列天線裝置簡(jiǎn)稱為陣列天線裝置。

圖6是示意性示出縫隙陣列天線裝置300的結(jié)構(gòu)例的一部分的立體圖。圖7是示意性示出該縫隙陣列天線裝置300的、通過(guò)在x方向上排列的2個(gè)縫隙112的中心且與xz面平行的截面的一部分的圖。在該縫隙陣列天線裝置300中，第1導(dǎo)電部件110具有在x方向和y方向上排列的多個(gè)縫隙112。在該例子中，多個(gè)縫隙112包括2個(gè)縫隙列。各縫隙列包括在y方向上以相等間隔排列的6個(gè)縫隙112。在第2導(dǎo)電部件120上設(shè)置有2個(gè)波導(dǎo)部件122。各個(gè)波導(dǎo)部件122具有與1個(gè)縫隙列對(duì)置的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面122a。2個(gè)波導(dǎo)部件122之間的區(qū)域以及2個(gè)波導(dǎo)部件122的外側(cè)的區(qū)域中配置有多個(gè)導(dǎo)電性桿124。這些導(dǎo)電性桿124形成人工磁導(dǎo)體。

從未圖示的發(fā)送電路向各波導(dǎo)部件122與導(dǎo)電性表面110a之間的波導(dǎo)路提供電磁波。在該例子中，y方向上的縫隙112的中心間隔被設(shè)計(jì)成與在波導(dǎo)路中傳播的電磁波的波長(zhǎng)相同的值。因此，從在y方向上排列的6個(gè)縫隙112輻射相位一致的電磁波。

如參照?qǐng)D5c所作說(shuō)明，根據(jù)具有這樣結(jié)構(gòu)的縫隙陣列天線裝置300，與使用了以往的中空波導(dǎo)管的波導(dǎo)路結(jié)構(gòu)相比，能夠縮小2個(gè)波導(dǎo)部件122的間隔。

圖8是示意性示出在相鄰的2個(gè)波導(dǎo)部件122之間排列有1列桿的縫隙陣列天線裝置300的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖9是示意性示出該縫隙陣列天線裝置300的、通過(guò)在x方向上排列的3個(gè)縫隙112的中心并且與xz面平行的截面的一部分的圖。

在圖8的結(jié)構(gòu)中，與圖6的結(jié)構(gòu)相比，相鄰的2個(gè)波導(dǎo)部件122之間的導(dǎo)電性桿124的列數(shù)少。因此，能夠縮短多個(gè)波導(dǎo)部件122的相互的間隔以及x方向的縫隙間隔，能夠在x方向上使縫隙陣列天線裝置300的柵瓣的產(chǎn)生方位遠(yuǎn)離中心方向。眾所周知，天線元件的排列間隔(即，相鄰的2個(gè)天線元件的中心間隔)比使用的電磁波的波長(zhǎng)的一半大的話，柵瓣會(huì)出現(xiàn)在天線的可視區(qū)域內(nèi)。天線元件的排列間隔進(jìn)一步擴(kuò)大的話，柵瓣的產(chǎn)生方位會(huì)靠近主瓣的方位。柵瓣的增益比旁瓣的增益高，與主瓣的增益同等。因此，柵瓣的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)的誤檢測(cè)和通信天線的效率降低。因此，在圖8的結(jié)構(gòu)例中，將導(dǎo)電性桿124的列數(shù)設(shè)為1列，縮短了x方向的縫隙間隔。由此，能夠進(jìn)一步降低柵瓣的影響。

以下，對(duì)縫隙陣列天線裝置300的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明。

縫隙陣列天線裝置300具有對(duì)置并且平行地配置的板狀的第1導(dǎo)電部件110和第2導(dǎo)電部件120。第1導(dǎo)電部件110具有沿著第1方向(y方向)和與第1方向交叉(在該例子中為垂直)的第2方向(x方向)排列的多個(gè)縫隙112。第2導(dǎo)電部件120上排列有多個(gè)導(dǎo)電性桿124。

第1導(dǎo)電部件110上的導(dǎo)電性表面110a沿著與導(dǎo)電性桿124的軸向(z方向)垂直的平面(與xy面平行的平面)二維擴(kuò)展。該例子中的導(dǎo)電性表面110a是平滑的平面，但是如后文所述，導(dǎo)電性表面110a無(wú)需一定是平滑的平面，也可以彎曲或是具有微小的凹凸。多個(gè)導(dǎo)電性桿124和多個(gè)波導(dǎo)部件122與第2導(dǎo)電性表面120a連接。

圖10是為了容易理解而示意性示出極度分離第1導(dǎo)電部件110與第2導(dǎo)電部件120之間的間隔的狀態(tài)下的縫隙陣列天線裝置300的立體圖。在實(shí)際的縫隙陣列天線裝置300中，如圖8和圖9所示，第1導(dǎo)電部件110與第2導(dǎo)電部件120之間的間隔狹窄，第1導(dǎo)電部件110以覆蓋第2導(dǎo)電部件120的導(dǎo)電性桿124的方式配置。

圖10所示的各個(gè)波導(dǎo)部件122的波導(dǎo)面122a具有在y方向上延伸的條狀(有時(shí)也稱為“帶狀”。)。各個(gè)波導(dǎo)面122a是平坦的，具有一定的寬度(x方向的大小)。但是，本公開(kāi)不限定于這樣的例子，也可以在波導(dǎo)面122a的一部分具有高度或者寬度不同于其他部分的部分。通過(guò)故意設(shè)置上述那樣的部分，能夠使波導(dǎo)路的特性阻抗發(fā)生變化、使波導(dǎo)路內(nèi)的電磁波的傳播波長(zhǎng)發(fā)生變化，或者能夠調(diào)整在各個(gè)縫隙112的位置處的激勵(lì)狀態(tài)。另外，在本說(shuō)明書中“條狀”并非是指條紋(多條)的形狀，而是指單一的條(一條)的形狀。不僅是在1個(gè)方向上直線延伸的形狀，在中途彎曲、分支的形狀也包含在“條狀”中。在波導(dǎo)面122a上設(shè)置有高度或者寬度變化的部分的情況下，只要是從波導(dǎo)面122a的法線方向觀察時(shí)為包含沿著1個(gè)方向延伸的部分的形狀，則也屬于“條狀”。

導(dǎo)電性桿124無(wú)需其整體具有導(dǎo)電性，只要具有沿著桿狀結(jié)構(gòu)物的至少上表面和側(cè)面擴(kuò)展的導(dǎo)電層即可。該導(dǎo)電層可以位于桿狀結(jié)構(gòu)物的表層，但是，也可以是表層由絕緣涂層或者樹(shù)脂層構(gòu)成，桿狀結(jié)構(gòu)物的表面不存在導(dǎo)電層的狀態(tài)。此外，第2導(dǎo)電部件120只要支承多個(gè)導(dǎo)電性桿124并能夠?qū)崿F(xiàn)外側(cè)的人工磁導(dǎo)體，則無(wú)需其整體具有導(dǎo)電性。只要第2導(dǎo)電部件120的表面中的排列有多個(gè)導(dǎo)電性桿124的一側(cè)的面120a具有導(dǎo)電性，相鄰的多個(gè)導(dǎo)電性桿124的表面電連接即可。此外，第2導(dǎo)電部件120的具有導(dǎo)電性的層也可以被絕緣涂層或者樹(shù)脂層覆蓋。換言之，只要第2導(dǎo)電部件120以及多個(gè)導(dǎo)電性桿124的組合整體具有與第1導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a對(duì)置的凹凸?fàn)畹膶?dǎo)電層即可。

在該例子中，第1導(dǎo)電部件110的整體由導(dǎo)電性的材料構(gòu)成，各個(gè)縫隙112是設(shè)置于第1導(dǎo)電部件110上的開(kāi)口。但是，縫隙112并不限定于上述這樣的結(jié)構(gòu)。例如，在第1導(dǎo)電部件110包括內(nèi)部的電介質(zhì)層和表面的導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)中，僅在導(dǎo)電層上設(shè)置開(kāi)口而在電介質(zhì)層上不設(shè)置開(kāi)口的結(jié)構(gòu)也作為縫隙發(fā)揮作用。

第1導(dǎo)電部件110與各個(gè)波導(dǎo)部件122之間的波導(dǎo)路的兩端開(kāi)放。雖然未在圖8至圖10中示出，但是也能夠接近各個(gè)波導(dǎo)部件122的兩端設(shè)置阻塞結(jié)構(gòu)。阻塞結(jié)構(gòu)典型是的由長(zhǎng)度為大約λ0/8的付加傳播線路、以及配置于該付加傳播線路的端部且深度為大約λ0/4的多個(gè)槽或者高度為大約λ0/4的導(dǎo)電性的桿的列構(gòu)成，對(duì)入射波與反射波之間賦予大約180°(π)的相位差。由此，能夠抑制電磁波從波導(dǎo)部件122的兩端泄漏。這樣的阻塞結(jié)構(gòu)不限定于設(shè)置在第2導(dǎo)電部件120上，也可以設(shè)置于第1導(dǎo)電部件110上。

過(guò)去認(rèn)為阻塞結(jié)構(gòu)處的付加傳播線路的長(zhǎng)度優(yōu)選為λr/4。此處λr是傳播線路上的信號(hào)波的波長(zhǎng)。但是，本發(fā)明人們發(fā)現(xiàn)在阻塞結(jié)構(gòu)處的付加傳播線路的長(zhǎng)度比λr/4短的情況下，能夠抑制電磁波的泄漏，良好地發(fā)揮作用。實(shí)際上，更加優(yōu)選付加傳播線路的長(zhǎng)度為比λr/4短的λ0/4以下。在本公開(kāi)的有的實(shí)施方式中，能夠?qū)⒏都觽鞑ゾ€路的長(zhǎng)度設(shè)定為λ0/16以上并且小于λ0/4。上述那樣的結(jié)構(gòu)的例子作為實(shí)施方式3在后文詳述。

雖然未圖示，但是縫隙陣列天線裝置300中的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有與未圖示的發(fā)送電路或者接收電路(即電子電路)連接的端口(開(kāi)口部)。端口能夠設(shè)置于例如圖10所示的波導(dǎo)部件122的一端或者中間的位置(例如中央部)。經(jīng)由端口從發(fā)送電路發(fā)送過(guò)來(lái)的信號(hào)波在波導(dǎo)部件122上的波導(dǎo)路中傳播，并從各個(gè)縫隙112輻射出去。另一方面，從各個(gè)縫隙112導(dǎo)入到波導(dǎo)路的電磁波經(jīng)由端口傳播到接收電路。也可以在第2導(dǎo)電部件120的背側(cè)設(shè)置有具有與發(fā)送電路或者接收電路連接的其他波導(dǎo)路的結(jié)構(gòu)體(在本說(shuō)明書中，有時(shí)稱為“分配層”或者“供電層”。)。在該情況下，端口承擔(dān)將分配層或者供電層上的波導(dǎo)路與波導(dǎo)部件122上的波導(dǎo)路連接的作用。

在該例子中，在x方向上相鄰的2個(gè)縫隙112以相等相位被激勵(lì)。為此，饋電路構(gòu)成為從發(fā)送電路到該2個(gè)縫隙112的傳播距離一致。更加優(yōu)選的是，該2個(gè)縫隙112以相等相位并且相等振幅被激勵(lì)。此外，在y方向上相鄰的2個(gè)縫隙112的中心之間的距離被設(shè)計(jì)為與波導(dǎo)路中的波長(zhǎng)λg一致。由此，從所有縫隙112輻射相等相位的電磁波，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高增益的發(fā)送天線。

另外，也可以將在y方向上相鄰的2個(gè)縫隙的中心間隔設(shè)為不同于波長(zhǎng)λg的值。通過(guò)這樣設(shè)定，在多個(gè)縫隙112的位置處產(chǎn)生相位差，因此，能夠?qū)⑺椛涞碾姶挪ㄔ鰪?qiáng)的方位從正面方向移到y(tǒng)z面內(nèi)的其他方位。此外，在x方向上相鄰的2個(gè)縫隙112也可以不是以嚴(yán)格相等的相位被激勵(lì)。根據(jù)用途的不同，只要是小于π/4的相位差就是允許的。

這樣的多個(gè)縫隙112二維設(shè)置于平板狀的導(dǎo)電部件110上的陣列天線裝置也被稱為平板陣列天線裝置。根據(jù)用途，在x方向上排列的多個(gè)縫隙列的長(zhǎng)度(縫隙列的兩端的縫隙之間的距離)也可以彼此不同。在x方向上相鄰的2個(gè)列之間，也可以采用使各個(gè)縫隙的y方向的位置錯(cuò)開(kāi)的交錯(cuò)狀的排列。此外，根據(jù)用途，多個(gè)縫隙列以及多個(gè)波導(dǎo)部件也可以具有并非平行而是帶有角度地配置的部分。各個(gè)波導(dǎo)部件122的波導(dǎo)面122a不限于與y方向上排列的全部縫隙112對(duì)置的方式，各個(gè)波導(dǎo)面122a只要與y方向上排列的多個(gè)縫隙中的至少1個(gè)縫隙對(duì)置即可。

在圖8至圖11所示的例子中，各個(gè)縫隙具有接近x方向長(zhǎng)并且y方向短的矩形的平面形狀。若設(shè)各個(gè)縫隙的x方向的大小(長(zhǎng)度)為l、y方向的大小(寬度)為w，則l和w被設(shè)定為不會(huì)發(fā)生高次模式的振動(dòng)、并且縫隙的阻抗不會(huì)過(guò)小的值。例如，l被設(shè)定為λ0/2＜l＜λ0的范圍內(nèi)。w可以小于λ0/2。另外，出于積極利用高次模式的目的，有時(shí)也會(huì)使l比λ0大。

圖12是示意性示出每個(gè)縫隙112具有喇叭114的縫隙陣列天線裝置300a的結(jié)構(gòu)的一部分的立體圖。該縫隙陣列天線裝置300a具有：第1導(dǎo)電部件110，其具有二維排列的多個(gè)縫隙112和多個(gè)喇叭114；以及第2導(dǎo)電部件120，其上排列有多個(gè)波導(dǎo)部件122u和多個(gè)導(dǎo)電性桿124u。第1導(dǎo)電部件110上的多個(gè)縫隙112在沿著第1導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a的第1方向(y方向)以及與第1方向交叉(在該例子中為垂直)的第2方向(x方向)上排列。在圖12中，為了簡(jiǎn)化，省略了能夠配置于波導(dǎo)部件122u的各個(gè)端部或者中央的端口以及阻塞結(jié)構(gòu)的記載。

圖13a是從+z方向觀察圖12所示的20個(gè)縫隙排列成5行4列的陣列天線裝置300a的俯視圖。圖13b是沿著圖13a的c－c線的截面圖。該陣列天線裝置300a中的第1導(dǎo)電部件110具有分別與多個(gè)縫隙112對(duì)應(yīng)配置的多個(gè)喇叭114。多個(gè)喇叭114的每1個(gè)具有包圍縫隙112的4個(gè)導(dǎo)電壁。利用這樣的喇叭114能夠提高指向特性。

在圖示的陣列天線裝置300a中，層疊有第1波導(dǎo)路裝置100a和第2波導(dǎo)路裝置100b，第1波導(dǎo)路裝置100a具有與縫隙112直接耦合的波導(dǎo)部件122u，第2波導(dǎo)路裝置100b具有與第1波導(dǎo)路裝置100a的波導(dǎo)部件122u耦合的其他波導(dǎo)部件122l。第2波導(dǎo)路裝置100b的波導(dǎo)部件122l和導(dǎo)電性桿124l配置在第3導(dǎo)電部件140上。第2波導(dǎo)路裝置100b具有基本上與第1波導(dǎo)路裝置100a的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。

如圖13a所示，導(dǎo)電部件110具有在第1方向(y方向)和與第1方向垂直的第2方向(x方向)上排列的多個(gè)縫隙112。多個(gè)波導(dǎo)部件122u的波導(dǎo)面122a在y方向上延伸，與多個(gè)縫隙112中的在y方向上排列的4個(gè)縫隙對(duì)置。在該例子中，導(dǎo)電部件110具有排列成5行4列的20個(gè)縫隙112，但是縫隙112的數(shù)量不限定于該例子。各個(gè)波導(dǎo)部件122u不限定于與多個(gè)縫隙112中的在y方向上排列的所有縫隙對(duì)置的例子，只要與在y方向上相鄰的至少2個(gè)縫隙對(duì)置即可。相鄰的2個(gè)波導(dǎo)面122a的中心間隔被設(shè)定為例如比波長(zhǎng)λ0短，更加優(yōu)選的是被設(shè)定為比波長(zhǎng)λ0/2短。

圖13c是示出第1波導(dǎo)路裝置100a中的波導(dǎo)部件122u的平面布局的圖。圖13d是示出第2波導(dǎo)路裝置100b中的波導(dǎo)部件122l的平面布局的圖。根據(jù)這些圖明確可知，第1波導(dǎo)路裝置100a中的波導(dǎo)部件122u直線狀延伸，沒(méi)有分支部和彎曲部。另一方面，第2波導(dǎo)路裝置100b中的波導(dǎo)部件122l具有分支部和彎曲部?jī)烧?。?波導(dǎo)路裝置100b中的“第2導(dǎo)電部件120”和“第3導(dǎo)電部件140”的組合相當(dāng)于第1波導(dǎo)路裝置100a中的“第1導(dǎo)電部件110”和“第2導(dǎo)電部件120”的組合。

第1波導(dǎo)路裝置100a中的波導(dǎo)部件122u通過(guò)第2導(dǎo)電部件120所具有的端口(開(kāi)口部)145u而與第2波導(dǎo)路裝置100b中的波導(dǎo)部件122l耦合。換言之，在第2波導(dǎo)路裝置100b的波導(dǎo)部件122l中傳播過(guò)來(lái)的電磁波能夠通過(guò)端口145u而到達(dá)第1波導(dǎo)路裝置100a的波導(dǎo)部件122u，并在第1波導(dǎo)路裝置100a的波導(dǎo)部件122u中傳播。此時(shí)，各個(gè)縫隙112作為將在波導(dǎo)路中傳播過(guò)來(lái)的電磁波朝向空間輻射的天線元件(輻射元件)發(fā)揮作用。與之相反地，在空間中傳播過(guò)來(lái)的電磁波入射到縫隙112之時(shí)，該電磁波與位于縫隙112的正下方的第1波導(dǎo)路裝置100a的波導(dǎo)部件122u耦合，在第1波導(dǎo)路裝置100a的波導(dǎo)部件122u中傳播。在第1波導(dǎo)路裝置100a的波導(dǎo)部件122u中傳播過(guò)來(lái)的電磁波還能夠通過(guò)端口145u到達(dá)第2波導(dǎo)路裝置100b的波導(dǎo)部件122l，并在第2波導(dǎo)路裝置100b的波導(dǎo)部件122l中傳播。第2波導(dǎo)路裝置100b的波導(dǎo)部件122l能夠經(jīng)由第3導(dǎo)電部件140的端口145l與位于外部的波導(dǎo)路裝置或者高頻電路(電子電路)耦合。圖13d中作為一個(gè)例子示出了與端口145l連接的電子電路310。電子電路310不限定于特定的位置，能夠配置在任意的位置。電子電路310例如能夠配置在第3導(dǎo)電部件140的背面?zhèn)?圖13b中的下側(cè))的電路板上。這樣的電子電路是微波集成電路，例如能夠是生成或者接收毫米波的mmic(monolithicmicrowaveintegratedcircuit：?jiǎn)纹⒉呻娐?。

能夠?qū)D13a所示的第1導(dǎo)電部件110稱為“輻射層”。此外，也可以將圖13c所示的第2導(dǎo)電部件120、波導(dǎo)部件122u以及導(dǎo)電性桿124u的整體稱為“激勵(lì)層”，將圖13d所示的第3導(dǎo)電部件140、波導(dǎo)部件122l、以及導(dǎo)電性桿124l的整體稱為“分配層”。此外，也可以將“激勵(lì)層”和“分配層”總稱為“供電層”?！拜椛鋵印薄ⅰ凹?lì)層”以及“分配層”分別能夠通過(guò)對(duì)一塊金屬板進(jìn)行加工而量產(chǎn)。輻射層、激勵(lì)層、分配層以及設(shè)置于分配層的背面?zhèn)鹊碾娮与娐纺軌蜃鳛槟K化的1個(gè)產(chǎn)品來(lái)制造。

在該例子的陣列天線裝置中，根據(jù)圖13b可知，層疊有板狀的輻射層、激勵(lì)層以及分配層，因此整體實(shí)現(xiàn)了扁平并且低輪廓(lowprofile)的平板天線。例如，能夠使具有圖13b所示的截面結(jié)構(gòu)的層疊結(jié)構(gòu)體的高度(厚度)為10mm以下。

根據(jù)圖13d所示的波導(dǎo)部件122l，從第3導(dǎo)電部件140的端口145l到第2導(dǎo)電部件120的各個(gè)端口145u(參照?qǐng)D13c)為止的、沿著波導(dǎo)路測(cè)得的沿著波導(dǎo)路的距離全部相等。因此，從第3導(dǎo)電部件140的端口145l輸入到波導(dǎo)部件122l的信號(hào)波以相同的相位到達(dá)配置于第2波導(dǎo)部件122u的y方向上的中央的4個(gè)端口145u中的每1個(gè)。其結(jié)果為，配置在第2導(dǎo)電部件120上的4個(gè)波導(dǎo)部件122u能夠以相同相位被激勵(lì)。

另外，根據(jù)用途，作為天線元件發(fā)揮作用的全部縫隙112無(wú)需以相同相位輻射電磁波。從圖13d所示的第3導(dǎo)電部件140的端口145l到第2導(dǎo)電部件120的多個(gè)端口145u(參照?qǐng)D13c)為止的沿著波導(dǎo)路的距離也可以彼此之間不同。激勵(lì)層以及分配層(包含在供電層中的各層)中的波導(dǎo)部件122的網(wǎng)絡(luò)模式是任意的，不限定于圖示的方式。

電子電路310經(jīng)由圖13c和圖13d所示的端口145u、145l與各個(gè)波導(dǎo)部件122u上的波導(dǎo)路連接。從電子電路310輸出的信號(hào)波在分配層上分支之后，在多個(gè)波導(dǎo)部件122u上傳播，并到達(dá)多個(gè)縫隙112。為了使在x方向上相鄰的2個(gè)縫隙112的位置處使信號(hào)波的相位相同，可以設(shè)計(jì)成從例如電子電路310到在x方向上相鄰的2個(gè)縫隙112為止的波導(dǎo)路的長(zhǎng)度合計(jì)實(shí)質(zhì)上相等。

接下來(lái)，對(duì)喇叭114的變形例進(jìn)行說(shuō)明。喇叭114不限定于圖12所示的方式，其能夠利用各種各樣的結(jié)構(gòu)。

圖14a是示出變形例中的多個(gè)喇叭114的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖14b是沿著圖14a中的d－d線的截面圖。本變形例中的多個(gè)喇叭114在第1導(dǎo)電部件110的與導(dǎo)電性表面110a相反一側(cè)的表面上沿y方向排列。各個(gè)喇叭114具有沿著y方向延伸的一對(duì)第1導(dǎo)電壁114a和沿著x方向延伸的一對(duì)第2導(dǎo)電壁114b。一對(duì)第1導(dǎo)電壁114a和一對(duì)第2導(dǎo)電壁114b包圍多個(gè)縫隙112中的在x方向上排列的多個(gè)(該例子中為5個(gè))縫隙112。第2導(dǎo)電壁114b的x方向上的長(zhǎng)度比第1導(dǎo)電壁114a的y方向上的長(zhǎng)度長(zhǎng)。一對(duì)第2導(dǎo)電壁114b具有臺(tái)階形狀。此處，“臺(tái)階形狀”是指具有階梯的形狀，也可以稱為階梯形狀。在這樣的喇叭中，離第1導(dǎo)電性表面110a越遠(yuǎn)，一對(duì)第2導(dǎo)電壁114b的y方向上的間隔就越大。通過(guò)設(shè)置為這樣的臺(tái)階形狀，具有易于制造的優(yōu)點(diǎn)。另外，一對(duì)第2導(dǎo)電壁114b無(wú)需一定具有臺(tái)階形狀。例如，如圖15所示的縫隙陣列天線裝置300c那樣，也可以使用具有傾斜的平面狀的側(cè)壁的喇叭114。在這樣的喇叭中，也是離第1導(dǎo)電性表面110a越遠(yuǎn)，一對(duì)第2導(dǎo)電壁114b的y方向的間隔就越大。

本發(fā)明人們發(fā)現(xiàn)為了提高上述那樣陣列天線裝置或者波導(dǎo)路裝置的性能，以下方法是有效的。

(1)抑制將激勵(lì)層的波導(dǎo)路與分配層的波導(dǎo)路耦合的端口145u處的信號(hào)波的不必要的反射。

(2)使喇叭的中心間距離不同于縫隙的中心間距離來(lái)實(shí)現(xiàn)天線陣列的指向性的最佳化或者設(shè)計(jì)自由度的提高。該改善不限于前述的利用了wrg的喇叭天線陣列，也能夠適用于利用了中空波導(dǎo)管的喇叭天線陣列。

(3)利用不同于以往的阻塞結(jié)構(gòu)來(lái)抑制在經(jīng)由端口使電磁波傳播時(shí)不必要的反射。

(4)調(diào)整具有多個(gè)分支部的波導(dǎo)部件的形狀來(lái)控制陣列天線的激勵(lì)振幅的面內(nèi)分布。

(5)調(diào)整具有多個(gè)分支部的波導(dǎo)部件的形狀來(lái)降低傳播損失。

(6)提高將mmic等電子電路與波導(dǎo)路裝置耦合的波導(dǎo)管的性能。

(7)提供與波導(dǎo)部件122u、122l的配置間隔對(duì)應(yīng)的桿的新的排列模式。

以下，對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施方式的陣列天線裝置的具體結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說(shuō)明。但是，有時(shí)會(huì)省略不必要的詳細(xì)說(shuō)明。例如，有時(shí)會(huì)省略已經(jīng)熟知的事項(xiàng)的詳細(xì)說(shuō)明以及針對(duì)實(shí)質(zhì)上同一結(jié)構(gòu)的重復(fù)說(shuō)明。這是為了避免以下說(shuō)明變得不必要得冗長(zhǎng)，而使本領(lǐng)域技術(shù)人員易于理解。另外，發(fā)明人們?yōu)榱俗尡绢I(lǐng)域技術(shù)人員充分理解本公開(kāi)，提供了附圖和以下說(shuō)明，并不試圖通過(guò)它們來(lái)限定權(quán)利要求書所記載的主題。在以下說(shuō)明中，對(duì)相同或類似的構(gòu)成要素標(biāo)記相同的參考標(biāo)號(hào)。

(實(shí)施方式1)

＜陣列天線裝置＞

首先，參照?qǐng)D16，對(duì)本公開(kāi)中的陣列天線裝置的第1實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖16示意性示出本實(shí)施方式中的陣列天線裝置的沿著波導(dǎo)部件122u、122l的截面。在本公開(kāi)中，為了方便，稱從陣列天線裝置輻射的電磁波、或入射到陣列天線裝置的電磁波進(jìn)行傳播的自由空間所在一側(cè)為“正面?zhèn)取?，稱其相反側(cè)為“背面?zhèn)取?。在本公開(kāi)中，“第1…”、“第2…”等用語(yǔ)僅用于區(qū)分部件、裝置、元件、部分、層、區(qū)域等，不具有任何限定性的意思。

如圖16所示，本實(shí)施方式的陣列天線裝置具有如下的結(jié)構(gòu)：分別大概具有薄板形狀的第1導(dǎo)電部件110、第2導(dǎo)電部件120以及第3導(dǎo)電部件140形成適當(dāng)?shù)目障兜貙盈B。圖16示出陣列天線裝置的主要部分，圖示的陣列天線裝置的背面?zhèn)却钶d有mmic等電子元件。此外，可以在這樣的電子元件與圖示的陣列天線裝置之間還具有形成其他波導(dǎo)路的薄板形狀的導(dǎo)電部件。

在本實(shí)施方式中，第1導(dǎo)電部件110具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面110b和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面110a，并且，具有多個(gè)縫隙112－1、112－2、112－3、112－4、112－5、112－6。有時(shí)會(huì)總稱這些縫隙并且記為縫隙112。在圖16中，雖然記載有6個(gè)縫隙112，但是本實(shí)施方式中的縫隙112的個(gè)數(shù)并不限定于該數(shù)量。第1導(dǎo)電部件110的第1導(dǎo)電性表面110b具有規(guī)定了分別與各個(gè)縫隙112連接的多個(gè)喇叭114的形狀。

第2導(dǎo)電部件120位于第1導(dǎo)電部件110的背面?zhèn)?。?導(dǎo)電部件120具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面120b和與第1導(dǎo)電部件110的第2導(dǎo)電性表面110a對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面120a，第2導(dǎo)電部件120支承第1波導(dǎo)部件122u。第1波導(dǎo)部件122u具有與第2導(dǎo)電性表面110a對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面122a，第1波導(dǎo)部件122u沿著第2導(dǎo)電性表面110a呈直線狀延伸。設(shè)置于第2導(dǎo)電部件120的第3導(dǎo)電性表面120a上的人工磁導(dǎo)體位于呈直線狀延伸的第1波導(dǎo)部件122u的兩側(cè)(圖16中的近前側(cè)和里側(cè))。由于構(gòu)成人工磁導(dǎo)體的桿沒(méi)有位于圖16所示的截面，因此，圖16中沒(méi)有記載人工磁導(dǎo)體。第1波導(dǎo)部件122u的端部上設(shè)置有阻塞結(jié)構(gòu)150。阻塞結(jié)構(gòu)150抑制電磁波(信號(hào)波)從第1波導(dǎo)部件122u的端部泄漏。

通過(guò)第1導(dǎo)電部件110的第2導(dǎo)電性表面110a、第1波導(dǎo)部件122u的波導(dǎo)面122a以及人工磁導(dǎo)體(在圖16中未圖示)而在第2導(dǎo)電性表面110a與波導(dǎo)面122a之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路。該波導(dǎo)路與第1導(dǎo)電部件110的縫隙112連通并且電磁耦合。

若使從第2導(dǎo)電性表面110a至波導(dǎo)面122a為止的距離和波導(dǎo)面122a的寬度中的至少一方沿著第1波導(dǎo)部件122u的延伸方向適當(dāng)變動(dòng)，則能夠縮短在該波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波的波長(zhǎng)。設(shè)從第2導(dǎo)電性表面110a至波導(dǎo)面122a為止的距離和波導(dǎo)面122a的寬度兩者沿著第1波導(dǎo)部件122u的延伸方向固定時(shí)的信號(hào)波的中心波長(zhǎng)為λr。相同頻率的電磁波在真空中傳播時(shí)的信號(hào)波的中心波長(zhǎng)如前所述為λ0。此時(shí)，λr＞λ0的關(guān)系成立。但是，例如通過(guò)在第1波導(dǎo)部件122u的波導(dǎo)面122a上形成凹凸而使從第2導(dǎo)電性表面110a至波導(dǎo)面122a為止的距離適當(dāng)變動(dòng)、或使波導(dǎo)面122a的寬度適當(dāng)變動(dòng)，能夠使在這樣的波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波的中心波長(zhǎng)比λr短。

第2導(dǎo)電部件120具有從第3導(dǎo)電性表面120a貫穿到第4導(dǎo)電性表面120b的端口145u。端口145u從第4導(dǎo)電性表面120b與波導(dǎo)路連通。此處，“端口從導(dǎo)電性表面與波導(dǎo)路連通”是指：從該端口的開(kāi)口面的法線方向觀察時(shí)，端口的內(nèi)壁的位置與規(guī)定該波導(dǎo)路的波導(dǎo)部件的端部的側(cè)面(端面)的位置匹配(實(shí)質(zhì)上一致)。

多個(gè)縫隙112中的相鄰的第1縫隙112－1和第2縫隙112－2被配置于相對(duì)于端口145u的中心對(duì)稱的位置。在圖示的例子中，6個(gè)縫隙112整體被配置于關(guān)于端口145u的中心對(duì)稱的位置。相鄰的2個(gè)縫隙112的中心間距離都被設(shè)定為與在波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波的波長(zhǎng)(在由于頻率調(diào)制而波長(zhǎng)發(fā)生變動(dòng)的情況下，為中心波長(zhǎng))相等。這是為了以相等相位提供信號(hào)波給各個(gè)縫隙112。有時(shí)也會(huì)根據(jù)目標(biāo)陣列天線的特性，而需要進(jìn)行故意使提供給各個(gè)縫隙的信號(hào)波的相位不同的設(shè)計(jì)。在這樣的情況下，有時(shí)相鄰的2個(gè)縫隙112的中心間距離會(huì)選擇與在波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波的波長(zhǎng)稍微不同的長(zhǎng)度。

第3導(dǎo)電部件140位于第2導(dǎo)電部件120的背面?zhèn)取５?導(dǎo)電部件140具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面140b和與第2導(dǎo)電部件120的第4導(dǎo)電性表面120b對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面140a，第3導(dǎo)電部件140支承第2波導(dǎo)部件122l。第2波導(dǎo)部件122l具有與第4導(dǎo)電性表面120b對(duì)置的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面122a，第2波導(dǎo)部件122l沿著第4導(dǎo)電性表面120b延伸。

設(shè)置于第3導(dǎo)電部件140的第5導(dǎo)電性表面140a的人工磁導(dǎo)體位于第2波導(dǎo)部件122l的兩側(cè)。通過(guò)第2導(dǎo)電部件120的第4導(dǎo)電性表面120b、第2波導(dǎo)部件122l的波導(dǎo)面122a以及該人工磁導(dǎo)體(在圖16中未圖示)而在第4導(dǎo)電性表面120b與第2波導(dǎo)部件122l的波導(dǎo)面122a之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路。接近第2波導(dǎo)部件122l的一端設(shè)置有阻塞結(jié)構(gòu)150。第2波導(dǎo)部件122l具有未圖示的彎曲部，波導(dǎo)路經(jīng)由位于未圖示的位置上的其他端口而與外部的電子電路耦合。

在本實(shí)施方式中，第1波導(dǎo)部件122u具有與端口145u相鄰的一對(duì)阻抗匹配結(jié)構(gòu)123。后文闡述阻抗匹配結(jié)構(gòu)123的細(xì)節(jié)。

在圖16中，用粗箭頭示出了毫米波等信號(hào)波傳播的方向的例子。該例子是接收時(shí)的例子。經(jīng)由喇叭114和縫隙112入射到陣列天線裝置的毫米波等電磁波(信號(hào)波)在第1導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a和波導(dǎo)部件122u的波導(dǎo)面122a之間的波導(dǎo)路中傳播，通過(guò)端口145u后在第2導(dǎo)電部件120的導(dǎo)電性表面120b和波導(dǎo)部件122l的波導(dǎo)面122a之間的波導(dǎo)路中傳播。相反地，在發(fā)送時(shí)，沿著波導(dǎo)部件122l傳播的電磁波通過(guò)端口145u厚一邊沿著波導(dǎo)部件122u傳播一邊激勵(lì)多個(gè)縫隙112。

＜端口的阻抗匹配結(jié)構(gòu)＞

端口145u的與z軸垂直的截面可具有各種各樣的形狀。如圖17所示，本實(shí)施方式中的端口145u的與中心軸(在本實(shí)施方式中與z軸平行)垂直的截面為h字狀。“h字狀”是指像字母“h”那樣的具有大致平行的2個(gè)縱部和連結(jié)2個(gè)縱部的中央部的橫部的形狀。圖17是示出本實(shí)施方式中的第2導(dǎo)電部件120的一部分的平面圖。第2導(dǎo)電部件120具有多個(gè)端口145u和與各個(gè)端口145u連接的第2波導(dǎo)部件122u，但是在圖17中，為了簡(jiǎn)化而示出1個(gè)端口145u和與該端口145u連接的第2波導(dǎo)部件122u的一部分。圖18是示出波導(dǎo)部件122u與端口145u的耦合部分的立體圖。

參照?qǐng)D17和圖18對(duì)阻抗匹配結(jié)構(gòu)123的細(xì)節(jié)進(jìn)行說(shuō)明。

本實(shí)施方式中的一對(duì)阻抗匹配結(jié)構(gòu)123分別包括與端口145u相鄰的平坦部123a和與平坦部123a相鄰的凹部123b。

在波導(dǎo)部件122u的延伸方向上阻抗匹配結(jié)構(gòu)123的長(zhǎng)度(la+lb)為λr/2的程度。在波導(dǎo)部件122u的延伸方向上平坦部123a的長(zhǎng)度la比λr/4長(zhǎng)。在波導(dǎo)部件122u的延伸方向上凹部123b的長(zhǎng)度lb比平坦部123a的長(zhǎng)度la短。長(zhǎng)度lb典型地被設(shè)定為比λr/4短。

再次參照?qǐng)D16。在本實(shí)施方式中，最靠近端口145u的第1以及第2縫隙112－1、112－2的中心間距離與λr相等。在從與波導(dǎo)面122a垂直的方向觀察時(shí)，最靠近端口145u的縫隙112－1、112－2與阻抗匹配結(jié)構(gòu)123的至少一部分(在圖示的例子中，為凹部123b的一部分)重疊。

如前所述，沿著波導(dǎo)路使從第2導(dǎo)電性表面110a至波導(dǎo)面122a為止的距離和波導(dǎo)面122a的寬度中的至少一方變動(dòng)時(shí)，能夠使在波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波的中心波長(zhǎng)比λ0短。在這樣縮短了在波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波的中心波長(zhǎng)的情況下，能夠使從第1縫隙112－1的中心至第3縫隙112－3的中心為止的距離比從第1縫隙112－1的中心至第2縫隙112－2的中心為止的距離短。另外，從第1縫隙112－1的中心至第3縫隙112－3的中心為止的距離和從第3縫隙112－3的中心至第5縫隙112－5的中心為止的距離都被設(shè)定為與在波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波在波導(dǎo)路內(nèi)的波長(zhǎng)相等。與之相同地，從第2縫隙112－2的中心至第4縫隙112－4的中心為止的距離和從第4縫隙112－4的中心至第6縫隙112－6的中心為止的距離也分別被設(shè)定為與在波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波在波導(dǎo)路內(nèi)的波長(zhǎng)相等。

圖19是示出設(shè)置有用于縮短波長(zhǎng)的凹凸的第2波導(dǎo)部件122u的例子的立體圖。圖19中例示了作為上述凹凸的一部分的1個(gè)凹部122b。通過(guò)將多個(gè)凹部122b設(shè)置于第2波導(dǎo)部件122u的適當(dāng)?shù)奈恢?，由此，能夠縮短在波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波的波長(zhǎng)。上述這樣的波導(dǎo)部件的具體的結(jié)構(gòu)例被日本專利申請(qǐng)?zhí)卦?015－217657和國(guó)際專利申請(qǐng)pct/jp2016/083622所公開(kāi)。此處，援引日本專利申請(qǐng)?zhí)卦?015－217657和國(guó)際專利申請(qǐng)pct/jp2016/083622所公開(kāi)的全部?jī)?nèi)容。

圖20是示出阻抗匹配結(jié)構(gòu)123的變形例的立體圖。在該例子中，阻抗匹配結(jié)構(gòu)123的平坦部123a的長(zhǎng)度la比λr/4短并且與凹部123b的長(zhǎng)度lb大致相等。若采用上述這樣的結(jié)構(gòu)，則需要使平坦部123a的高度比波導(dǎo)部件122u的高度大，平坦部123a與第1導(dǎo)電部件110的第2導(dǎo)電性表面110a之間的間隔變短。該間隔(設(shè)計(jì)值)變短的話，在間隔的大小由于制造偏差而相對(duì)于設(shè)計(jì)值產(chǎn)生變動(dòng)時(shí)，會(huì)對(duì)天線性能的波動(dòng)產(chǎn)生的影響變大。另外，關(guān)于圖20所示的阻抗匹配結(jié)構(gòu)123，已確認(rèn)在作為最靠近端口145u的2個(gè)縫隙的第1縫隙112－1與第2縫隙112－2之間的中心間距離被設(shè)定為比λ0小的方式中，充分發(fā)揮了阻抗匹配的功能。

本實(shí)施方式中的第1縫隙112－1與第2縫隙112－2之間的中心間距離與λr相等。因此，優(yōu)選不采用圖20所示的阻抗匹配結(jié)構(gòu)123，而采用圖18、圖19等所例示的阻抗匹配結(jié)構(gòu)123。

(實(shí)施方式1的變形例)

接下來(lái)，參照?qǐng)D21a至圖21c對(duì)端口145u處的阻抗匹配結(jié)構(gòu)的其他例子進(jìn)行說(shuō)明。

圖示的端口145u位于將第1波導(dǎo)部件122u在空間上分離成第1部分122－1和第2部分122－2的位置。第1部分122－1的一端與第2部分122－2的一端隔著端口145u對(duì)置。端口145u的內(nèi)壁的一部分與第1波導(dǎo)部件122u的第1部分122－1的一端連接。端口145u的內(nèi)壁的對(duì)置的另一部分與第1波導(dǎo)部件122u的第2部分122－2的一端連接。

在圖21a所示的例子中，第1波導(dǎo)部件122u的第1部分122－1的一端和第2部分122－2的一端具有用于阻抗匹配的凸部123c。將由波導(dǎo)部件122u的第1部分122－1的一端以及第2部分122－2的一端上的對(duì)置的2個(gè)端面所規(guī)定的間隙稱為“波導(dǎo)部件間隙”。在圖21a所示的例子中，對(duì)置的一對(duì)凸部123c之間的區(qū)域的間隙的大小比端口145u的內(nèi)壁的與波導(dǎo)部件122u的第1部分122－1連接的部分同端口145u的內(nèi)壁的與波導(dǎo)部件122u的第2部分122－2連接的另一部分之間的間隙的大小要小。在本公開(kāi)中，將這樣的部分稱為“窄幅部”。根據(jù)本發(fā)明人們的分析，確認(rèn)了通過(guò)使波導(dǎo)部件間隙具有窄幅部，能夠提高阻抗的匹配度。

在該例子中，與端口145u的中心軸垂直的端口145u的截面具有h字狀，但是也可以如后文所述而具有其他形狀。端口145u的中心軸是指通過(guò)端口145u的開(kāi)口的中心并與該開(kāi)口形成的面垂直的直線。

該例子中的一對(duì)凸部123c之間的窄幅部到達(dá)波導(dǎo)部件122u的波導(dǎo)面122a。窄幅部的位置和大小不限定于圖21a所示的結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)所需的性能而適當(dāng)設(shè)定。例如，如圖21b所示，一對(duì)凸部123c之間的窄幅部也可以到達(dá)端口145u的內(nèi)部。

在圖21c所示的例子中，第1波導(dǎo)部件122u的第1部分122－1的一端和第2部分122－2的一端具有用于抑制端口處的反射的凹部123d。在該例子中，由波導(dǎo)部件122u的第1部分122－1的一端以及第2部分122－2的一端上的對(duì)置的2個(gè)端面所規(guī)定的波導(dǎo)部件間隙包括寬幅部，該寬幅部的大小比內(nèi)壁的與波導(dǎo)部件122u的第1部分122－1連接的部分同內(nèi)壁的與波導(dǎo)部件122u的第2部分122－2連接的另一部分之間的間隙的大小要大。

包括上述這樣的凸部123c或者凹部123d的結(jié)構(gòu)被設(shè)置于第1波導(dǎo)部件122u的第1部分122－1的一端和第2部分122－2的一端中的至少一方即可。此外，也可以是凸部123c和凹部123d中的一方被設(shè)置于第1波導(dǎo)部件122u的第1部分122－1的一端，而凸部123c和凹部123d中的另一方被設(shè)置于第2部分122－2的一端。此外，也可以是在第1波導(dǎo)部件122u的第1部分122－1的一端上設(shè)置有凸部123c和凹部123d兩者，在第1波導(dǎo)部件122u的第2部分122－2的一端上設(shè)置有凸部123c和凹部123d兩者。在圖21a至圖21c所示的例子中，在波導(dǎo)部件122的第1部分122－1的一端和第2部分122－2的一端分別設(shè)置有僅1個(gè)凸部123c或者凹部123d，但是，也不限定于上述例子。也可以是在第1部分122－1的一端和第2部分122－2的一端分別呈階梯狀地設(shè)置多個(gè)凸部123c或者凹部123d。通過(guò)適當(dāng)?shù)匦纬啥鄠€(gè)凸部123c或者凹部123d，能夠進(jìn)一步有效地抑制信號(hào)波的反射。

也可以將圖18所示的阻抗匹配結(jié)構(gòu)123組合到圖21a至圖21c中的任意1個(gè)的結(jié)構(gòu)中。

圖22a是示出端口145u的形狀的例子的平面圖。圖示有h字狀的端口145a、i字狀的端口145b、z字狀的端口145c以及c字狀的端口145d。從圖中明確可知的是，i字狀的端口145b在x軸向的大小最大。h字狀的端口145a關(guān)于x軸對(duì)稱，而z字狀的端口145c和c字狀的端口145d關(guān)于x軸非對(duì)稱。在本實(shí)施方式中的陣列天線裝置中，雖不排除其他形狀，但是優(yōu)選使用h字狀的端口145a。

圖22a所示的端口145u的多種多樣的形狀也能夠采用到縫隙112中。縫隙112也可以具有如圖13a所示那樣的長(zhǎng)方形形狀(i字狀)以外的形狀，例如h字狀。

以下，參照?qǐng)D22b-a、圖22b-b、圖22b-c、圖22b-d，對(duì)端口或者縫隙的截面形狀的例子進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明。在以下的說(shuō)明中，有時(shí)將端口和縫隙統(tǒng)稱為“貫穿孔”。本公開(kāi)的實(shí)施方式中的任意的端口或者縫隙都能夠進(jìn)行如下變形。

圖22b-a示出橢圓形狀的貫穿孔1400a的例子。在圖中，將箭頭所示的貫穿孔1400a的長(zhǎng)半徑la被設(shè)定為使得不會(huì)發(fā)生高次共振并且阻抗不會(huì)變得過(guò)小。更加具體而言，將與工作頻帶的中心頻率相對(duì)應(yīng)的自由空間中的波長(zhǎng)設(shè)為λo，能夠?qū)a設(shè)定為λo/4＜l＜λo/2。

圖22b-b示出具有一對(duì)縱部分113l和連接一對(duì)縱部分113l的橫部分113t的形狀(本說(shuō)明書中，稱為“h字狀”。)的貫穿孔1400b的例子。橫部分113t與一對(duì)縱部分113l大致垂直，并連接一對(duì)縱部分113l的大致中央部之間。在這樣的h字狀的貫穿孔1400b中，也以不會(huì)發(fā)生高次共振并且阻抗不會(huì)變得過(guò)小的方式?jīng)Q定其形狀和大小。設(shè)橫部分113t的中心線g2與垂直于橫部分113t的h字狀整體的中心線h2的交點(diǎn)、同中心線g2與縱部分113l的中心線k2的交點(diǎn)之間的距離為lb。設(shè)中心線g2與中心線k2的交點(diǎn)同縱部分113l的端部之間的距離為wb。lb與wb之和被設(shè)定為滿足λo/2＜lb+wb＜λo。通過(guò)使距離wb相對(duì)變長(zhǎng)，能夠使距離lb相對(duì)變短。由此，能夠使h字狀的x方向的寬度例如小于λo/2，能夠縮短橫部分113t的長(zhǎng)度方向的間隔。

圖22b-c示出具有橫部分113t以及從橫部分113t的兩端延伸的一對(duì)縱部分113l的貫穿孔1400c的例子。一對(duì)縱部分113l的從橫部分113t延伸的方向與橫部分113t大致垂直，且是彼此相反的。設(shè)橫部分113t的中心線g3與垂直于橫部分113t的整體形狀的中心線h3的交點(diǎn)、同中心線g3與縱部分113l的中心線k3的交點(diǎn)之間的距離為lc。設(shè)中心線g3與中心線k3的交點(diǎn)同縱部分113l的端部之間的距離為wc。lc與wc之和被設(shè)定為滿足λo/2＜lc+wc＜λo。通過(guò)使距離wc相對(duì)變長(zhǎng)，能夠使距離lc相對(duì)變短。由此，能夠使z字狀的整體形狀的x方向的寬度例如小于λo/2，能夠縮短橫部分113t的長(zhǎng)度方向的間隔。

圖22b-d示出具有橫部分113t以及從橫部分113t的兩端向與橫部分113t垂直的相同方向延伸的一對(duì)縱部分113l的貫穿孔1400d的例子。有時(shí)將這樣的形狀在本說(shuō)明書中稱為“u字狀”。另外，也可以認(rèn)為圖23b的(d)所示的形狀是h字狀的上半部分的形狀。設(shè)橫部分113t的中心線g4與垂直于橫部分113t的u字狀整體的中心線h4的交點(diǎn)、同中心線g4與縱部分113l的中心線k4的交點(diǎn)之間的距離為ld。設(shè)中心線g4與中心線k4的交點(diǎn)同縱部分113l的端部之間的距離為wd。ld與wd之和被設(shè)定為滿足λo/2＜ld+wd＜λo。通過(guò)使距離wd相對(duì)變長(zhǎng)，能夠使距離ld相對(duì)變短。由此，能夠使u字狀的x方向的寬度例如小于λo/2，能夠縮短橫部分113t的長(zhǎng)度方向的間隔。

(實(shí)施方式2)

在本實(shí)施方式中，通過(guò)使用非對(duì)稱形狀的喇叭，能夠使相鄰的2個(gè)喇叭的開(kāi)口的中心間距離(相位中心的距離)比相鄰的2個(gè)縫隙的中心間距離短或者長(zhǎng)。例如，關(guān)于沿著波導(dǎo)部件的方向，能夠使縫隙的中心間距離是λr的程度，而喇叭開(kāi)口的中心間距離比λ0短。由此，能夠更加自由地配置結(jié)構(gòu)要素。

以往，在包括多個(gè)喇叭天線的天線陣列中，例如專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的那樣，一般是所有喇叭朝向相同方向配置。此外，構(gòu)成陣列的每個(gè)喇叭的形狀一般是全部相同的。在這樣的結(jié)構(gòu)中，喇叭的開(kāi)口的配置間隔與喇叭的基部處的縫隙的配置間隔相等。在各個(gè)喇叭的基部與用于提供或者接收信號(hào)波的波導(dǎo)路連接的情況下，該連接部的配置間隔也與喇叭的開(kāi)口的配置間隔相等。因此，在以往的結(jié)構(gòu)中，對(duì)于喇叭的開(kāi)口和波導(dǎo)路的配置存在限制。

在本實(shí)施方式中，排成一列的多個(gè)喇叭中的至少1個(gè)喇叭具有關(guān)于與喇叭的開(kāi)口面和e面兩者垂直的平面非對(duì)稱的形狀。由此，能夠使相鄰的2個(gè)喇叭的開(kāi)口的中心間距離不同于與這些喇叭連通的2個(gè)縫隙的中心間距離。其結(jié)果為，能夠更加自由地設(shè)計(jì)喇叭的開(kāi)口和波導(dǎo)路的配置。

本實(shí)施方式中的波導(dǎo)路不限于以上說(shuō)明的華夫鐵板式脊型波導(dǎo)路(wrg)，也可以是中空波導(dǎo)管。以下，首先對(duì)使用了wrg的例子進(jìn)行說(shuō)明，然后對(duì)使用了中空波導(dǎo)管的例子進(jìn)行說(shuō)明。

圖23a、圖23b以及圖23c分別是示意性示出本實(shí)施方式中的陣列天線裝置(在本說(shuō)明書中，有時(shí)也稱為“天線陣列”)的結(jié)構(gòu)的例子的截面圖。陣列天線裝置具有沿著1個(gè)方向排列的多個(gè)喇叭114?？p隙開(kāi)設(shè)在各個(gè)喇叭的基部。

本實(shí)施方式中的天線陣列具有導(dǎo)電部件110，該導(dǎo)電部件110具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面110b和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面110a。導(dǎo)電部件110具有沿著第1方向排列的多個(gè)縫隙112。導(dǎo)電部件110的第1導(dǎo)電性表面110b具有規(guī)定了與多個(gè)縫隙112分別連通的多個(gè)喇叭114的形狀。多個(gè)縫隙112各自的e面位于同一平面上或者位于實(shí)質(zhì)上平行的多個(gè)平面上?！皩?shí)質(zhì)上平行的多個(gè)平面”并不意味著嚴(yán)格平行的多個(gè)平面。在本公開(kāi)中，多個(gè)平面彼此形成的角度只要在±π/32的范圍內(nèi)，就將這些平面認(rèn)為是實(shí)質(zhì)上平行的。這也能夠表述為±5.63度。有時(shí)也將實(shí)質(zhì)上平行的多個(gè)平面表述為“方向一致的多個(gè)平面”。在圖23a至圖23c的各個(gè)例子中，所有縫隙112的e面位于同一平面上?？p隙112的e面是包含形成于縫隙112的中央部的電場(chǎng)矢量的平面，通過(guò)縫隙112的中心，且與第2導(dǎo)電性表面110a大致垂直。圖23a至圖23c示出了利用e面切斷各個(gè)天線陣列時(shí)的切斷面(在本說(shuō)明書中，有時(shí)稱為“e面截面”。)。

在本實(shí)施方式中，在多個(gè)喇叭114中所包括的至少1個(gè)喇叭的e面截面中，從與該喇叭連通的縫隙的一個(gè)邊緣到該喇叭的開(kāi)口面的一個(gè)邊緣為止的沿著該喇叭的內(nèi)壁面的長(zhǎng)度比從該該縫隙的另一個(gè)邊緣到開(kāi)口面的另一個(gè)邊緣為止的沿著所述內(nèi)壁面的長(zhǎng)度要長(zhǎng)。即，該喇叭的內(nèi)壁面具有關(guān)于通過(guò)縫隙的中心并且與開(kāi)口面和e面垂直的平面非對(duì)稱的形狀。

另一方面，與該喇叭相鄰的其他喇叭具有不同于前述喇叭的非對(duì)稱形狀或者對(duì)稱形狀。在有的例子中，在相鄰的2個(gè)喇叭中的1個(gè)喇叭中，開(kāi)口中心比縫隙的中心向第1方向偏移，在另1個(gè)喇叭中，開(kāi)口中心比縫隙的中心向第1方向的相反方向偏移。因此，在這相鄰的2個(gè)喇叭中，通過(guò)縫隙的中心和喇叭的開(kāi)口面的中心的軸的方向并不平行而是不同的。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠使相鄰的2個(gè)縫隙的中心間距離與分別連通于這些縫隙的2個(gè)喇叭的開(kāi)口的中心間距離不同。

縫隙的間隔受到在波導(dǎo)路中傳播的電磁波的波長(zhǎng)的限制。在采用以往的喇叭結(jié)構(gòu)的情況下，需要使喇叭的開(kāi)口中心的間隔與縫隙的中心間隔一致。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠去除上述那樣的限制，因此能夠更加自由地配置構(gòu)成要素。

在圖23a的例子中，在第1波導(dǎo)部件122u上沒(méi)有設(shè)置凹凸，在其上的波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波的中心波長(zhǎng)為λr。相鄰的2個(gè)縫隙112的中心間距離sd都被設(shè)定為λr。相鄰的2個(gè)喇叭114的開(kāi)口的中心間距離hd都比相鄰的2個(gè)縫隙112的中心間距離sd小。

在圖23b的例子中，在第1波導(dǎo)部件122u上設(shè)置有用于縮短波長(zhǎng)的凹凸，并且，在與端口145u連接的部分上設(shè)置有上述的阻抗匹配結(jié)構(gòu)123。通過(guò)用于縮短波長(zhǎng)的凹凸，在形成有凹凸的波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波的中心波長(zhǎng)λg被縮短為比λr小。相鄰的2個(gè)縫隙112的中心間距離sd與在形成有凹凸的波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波的中心波長(zhǎng)λg一致。最靠近端口145u的一對(duì)縫隙112的中心間距離sdo維持λr程度，而同時(shí)，其他相鄰的2個(gè)縫隙112的中心間距離sd比λr短。

在圖23c的例子中，通過(guò)提高用于縮短波長(zhǎng)的凹凸的效果，由此，與圖23b的例子相比，進(jìn)一步縮短了在波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波的中心波長(zhǎng)。在該例子中，相鄰的2個(gè)縫隙112的中心間距離sd也與在形成有凹凸的波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波的中心波長(zhǎng)λg一致。但是，最靠近端口145u的一對(duì)縫隙112的中心間距離sdo維持λr的程度。

以下，參照?qǐng)D24至圖28對(duì)本實(shí)施方式中的陣列天線裝置的結(jié)構(gòu)例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖24是示意性示出本實(shí)施方式中的陣列天線裝置的截面的圖。與參照?qǐng)D16所說(shuō)明的第1實(shí)施方式中的陣列天線裝置之間的1個(gè)區(qū)別在于第1導(dǎo)電部件110的形狀的差異，具體而言，在于喇叭114的形狀的差異。

圖25示出了圖24的陣列天線裝置中的第1導(dǎo)電部件110的位于正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面110b的平面形狀以及第1導(dǎo)電部件110的沿著a－a線的截面和沿著b－b線的截面。另外，為了參考也利用虛線示出了第2導(dǎo)電部件120的形狀。

圖26示出了圖24的陣列天線裝置的第2導(dǎo)電部件120的位于正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面120a的平面形狀以及第2導(dǎo)電部件120的沿著a－a線的截面和沿著b－b線的截面。為了參考也利用虛線示出了第1導(dǎo)電部件110的形狀。

根據(jù)這些附圖明確可知，在本實(shí)施方式的陣列天線裝置中，所有的縫隙112被配置于關(guān)于端口145u對(duì)稱的位置。此外，第1導(dǎo)電部件110的第1導(dǎo)電性表面110b具有規(guī)定了分別與縫隙112相連的多個(gè)喇叭114的形狀。如圖24所示，多個(gè)喇叭114中的相鄰的2個(gè)喇叭114的開(kāi)口的中心間距離比第2導(dǎo)電性表面110a中的從第1縫隙112－1的中心至第2縫隙112－2的中心為止的距離短。

多個(gè)喇叭114的每1個(gè)具有關(guān)于通過(guò)縫隙112的中心并且與第2導(dǎo)電性表面110a和波導(dǎo)路兩者垂直的平面(在圖24的例子中，與xz面平行)非對(duì)稱的形狀?！芭c波導(dǎo)路垂直”是指與波導(dǎo)路的延伸方向(即，波導(dǎo)部件122u延伸的y方向)垂直。在該非對(duì)稱形狀中，在各個(gè)喇叭114上，通過(guò)基部的縫隙112的中心和開(kāi)口的中心的直線不與第2導(dǎo)電性表面110a垂直。這些直線隨著從縫隙112的中心朝向前面遠(yuǎn)離而向靠近端口145u所在一側(cè)的方向傾斜，并且喇叭114越是位于遠(yuǎn)離端口145u的位置，該直線的傾斜越大。

在本實(shí)施方式中，在圖24中，在第1縫隙112－1的左側(cè)和第2縫隙112－2右側(cè)的區(qū)域中，從第2導(dǎo)電性表面110a到波導(dǎo)面112a的距離沿著波導(dǎo)路變動(dòng)，在波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波在波導(dǎo)路內(nèi)的波長(zhǎng)被縮短為比λr短，變成λg。此外，在第2導(dǎo)電性表面110a上，從第1縫隙112－1的中心到第3縫隙112－3的中心為止的距離被設(shè)定為與波長(zhǎng)λg相等。

圖27示出圖24的陣列天線裝置的第3導(dǎo)電部件140的位于正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面140a的平面形狀以及第3導(dǎo)電部件140的沿著a－a線的截面和沿著b－b線的截面。本實(shí)施方式的陣列天線是發(fā)送毫米波的發(fā)送用天線，圖27例示的第2波導(dǎo)部件122l作為用于以相同相位激勵(lì)圖26所示的4個(gè)端口145u的4端口分配器發(fā)揮作用。

第2導(dǎo)電部件120的第4導(dǎo)電性表面120b與第2波導(dǎo)部件122l的波導(dǎo)面122a之間的波導(dǎo)路經(jīng)由第3導(dǎo)電部件140的端口145l而與例如圖28所示的第4導(dǎo)電部件160上的波導(dǎo)路耦合。圖28例示的第4導(dǎo)電部件160支承第3波導(dǎo)部件122x和排列在其兩側(cè)的多個(gè)導(dǎo)電性的桿124x。多個(gè)桿124x構(gòu)成人工磁導(dǎo)體，在第3波導(dǎo)部件122x的波導(dǎo)面與第3導(dǎo)電部件140的第6導(dǎo)電性表面140b之間的空隙中形成波導(dǎo)路。

在圖27的例子中，在第2波導(dǎo)部件122l中的各個(gè)彎曲部(在圖27中，用虛線的圓包圍的部分)處形成有凹部。設(shè)置這些凹部是為了在各個(gè)彎曲部處抑制信號(hào)波的不必要的反射。只要根據(jù)需要設(shè)置各個(gè)彎曲部處的凹部即可。

關(guān)于作為4端口分配器發(fā)揮作用的第2波導(dǎo)部件122l、端口145l、以及方形波導(dǎo)管165的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)內(nèi)容，將在后文進(jìn)行闡述。

(實(shí)施方式2的變形例1)

圖29是示出實(shí)施方式2中的陣列天線裝置的變形例中的第1導(dǎo)電部件110的正面?zhèn)鹊男螤畹钠矫鎴D。圖30是示出該第1導(dǎo)電部件110的正面?zhèn)鹊男螤畹牧Ⅲw圖。圖31是示出該變形例中的第2導(dǎo)電部件120的正面?zhèn)鹊男螤畹牧Ⅲw圖。

在該變形例中，如圖29和圖30所示，喇叭114由具有階梯的壁面構(gòu)成。5列喇叭陣列分別包括排成一列的6個(gè)喇叭114。入射到各列中的6個(gè)喇叭114的信號(hào)波通過(guò)與各個(gè)喇叭114相連的縫隙112后在圖31所示的波導(dǎo)部件122u上傳播，進(jìn)一步通過(guò)端口145u后輸入背面?zhèn)鹊牟▽?dǎo)路(未圖示)。另外，圖31所記載的波導(dǎo)部件122u上設(shè)置有在第1實(shí)施方式說(shuō)明過(guò)的阻抗匹配結(jié)構(gòu)123。也可以不設(shè)置這樣的阻抗匹配結(jié)構(gòu)123。

在該變形例中，喇叭114的第偶數(shù)列比第奇數(shù)列沿著波導(dǎo)部件122u的延伸方向偏移。偏移量為沿著波導(dǎo)部件的延伸方向相鄰的2個(gè)喇叭114的開(kāi)口的中心間距離的一半的程度。通過(guò)采用這樣的交錯(cuò)排列，不但在水平方向上，即使在上下方向上也能夠檢測(cè)接收波的入射方位。

在該變形例中，多個(gè)縫隙112也是配置于關(guān)于端口145u對(duì)稱的位置。各列中相鄰的2個(gè)喇叭的開(kāi)口的中心間距離被設(shè)定為比最靠近端口145u的一對(duì)縫隙的中心間距離短。多個(gè)喇叭114中的除位于各列的兩端的喇叭以外的喇叭具有關(guān)于通過(guò)縫隙112的中心并且與波導(dǎo)路的延伸方向垂直的平面非對(duì)稱的形狀。在該變形例中，對(duì)于在各個(gè)喇叭列中位于兩端的2個(gè)喇叭114，它們具有關(guān)于上述平面對(duì)稱的形狀，通過(guò)基部的縫隙112的中心和開(kāi)口的中心的直線與第2導(dǎo)電性表面110a大致垂直。關(guān)于除了該2個(gè)喇叭以外的4個(gè)喇叭114，通過(guò)喇叭114的基部的縫隙112的中心和開(kāi)口的中心的直線隨著從縫隙112的中心朝向前面遠(yuǎn)離而向靠近端口145u所在一側(cè)的方向傾斜。關(guān)于這4個(gè)喇叭114，喇叭114越是位于遠(yuǎn)離端口145u的位置，該直線的傾斜越小。

圖32a是示出沿著圖29中的a－a線的截面(e面截面)的結(jié)構(gòu)的圖。在該例子中，各列的6個(gè)喇叭114中，相對(duì)于端口145u位于－y側(cè)的3個(gè)喇叭從靠近端口145u的喇叭起依次為第1喇叭114a、第2喇叭114b、第3喇叭114c。與之相同地，相對(duì)于端口145u位于+y側(cè)的3個(gè)喇叭從靠近端口145u的喇叭起依次為第4喇叭114d、第5喇叭114e、第6喇叭114f。第1至第6喇叭114a、114b、114c、114d、114e、114f分別與第1至第6縫隙112a、112b、112c、112d、112e、112f連通。位于喇叭列的兩端的第3喇叭114c和第6喇叭114f具有關(guān)于與各自的e面和開(kāi)口面兩者垂直的平面對(duì)稱的形狀。除了該2個(gè)喇叭以外的喇叭114a、114b、114d、114e具有關(guān)于與各自的e面和開(kāi)口面兩者垂直的平面非對(duì)稱的形狀。任意1個(gè)喇叭都具有關(guān)于各自的e面(通過(guò)該喇叭的中心)對(duì)稱的形狀。各個(gè)喇叭114的內(nèi)壁面雖具有階梯，但是近似具有棱錐形狀。因此，有時(shí)也將這樣的喇叭114稱為棱錐喇叭。各個(gè)喇叭114不限于棱錐喇叭，也可以是如后文所述具有長(zhǎng)方體(包括立方體)形狀的內(nèi)部空腔的箱狀喇叭。

第4至第6喇叭114d、114e、114f具有分別將第1至第3喇叭114a、114b、114c關(guān)于與各個(gè)喇叭的開(kāi)口面和連通于該喇叭的縫隙的e面兩者垂直的面翻轉(zhuǎn)而得的形狀。通過(guò)縫隙112的中心和喇叭114的開(kāi)口面的中心(在本說(shuō)明書中，也稱為“開(kāi)口中心”。)的軸(圖32a中的虛線)在兩端的2個(gè)喇叭114c、114f中與導(dǎo)電部件110的第2導(dǎo)電性表面110a垂直，越是靠近喇叭列的中心的喇叭，該軸越朝向內(nèi)側(cè)。換言之，關(guān)于通過(guò)縫隙的中心和喇叭的開(kāi)口中心的軸與第2導(dǎo)電性表面110a的法線形成的角度，越是靠近喇叭列的中心的喇叭，該角度越大。

圖32b是放大示出多個(gè)喇叭114中的第1以及第2喇叭114a、114b的部分的圖。該天線陣列用于中心頻率為f0的頻帶的電磁波的發(fā)送和接收中的至少一方。設(shè)該中心頻率為f0的電磁波的自由空間波長(zhǎng)為λ0。在第1喇叭114a的e面截面上，從第1縫隙112a的一個(gè)邊緣114ac到第1喇叭114a的開(kāi)口面的一個(gè)邊緣114aa為止的沿著第1喇叭114a的內(nèi)壁面的長(zhǎng)度與從第1縫隙112a的另一個(gè)邊緣114ad到開(kāi)口面的另一個(gè)邊緣114ab為止的沿著該內(nèi)壁面的長(zhǎng)度之差可被設(shè)定為例如λ0/32以上且λ0/4以下。第2喇叭114b、第4喇叭114d、第5喇叭114e也可以滿足同樣的條件。通過(guò)滿足這樣的尺寸范圍，能夠更良好地進(jìn)行指向性的調(diào)節(jié)。另外，在圖32b的例子中，縫隙112a的另一個(gè)邊緣114ad側(cè)的內(nèi)壁面與喇叭114a的內(nèi)壁面沒(méi)有階梯地相連。即使在這樣的結(jié)構(gòu)中，在縫隙112a的一個(gè)邊緣114ac側(cè)的內(nèi)壁面與喇叭114a的內(nèi)壁面之間存在階梯的情況下，將同第2導(dǎo)電性表面110a之間的距離與一個(gè)邊緣114ac相同的部位作為另一個(gè)邊緣114ad。本實(shí)施方式中的多個(gè)喇叭114各自的開(kāi)口面的沿著e面的寬度wa能夠被設(shè)定為例如比λ0小的值。通過(guò)滿足關(guān)于各個(gè)喇叭114的內(nèi)壁面的長(zhǎng)度的差和開(kāi)口面的寬度的上述條件，能夠確保喇叭114各自的開(kāi)口面與基部的配置的自由度，并且能夠避免天線陣列的指向特性降低。例如，如后文所述，也能夠得到將旁瓣的強(qiáng)度相對(duì)于主瓣的強(qiáng)度降低到－20dbi以下的陣列。

根據(jù)圖30可知，在從與各個(gè)喇叭114的開(kāi)口面垂直的方向觀察時(shí)，各個(gè)喇叭114的內(nèi)壁面具有朝向與該喇叭114連通的縫隙112的中央部突出的一對(duì)突出部115。一對(duì)突出部115呈臺(tái)階狀設(shè)置有多對(duì)。通過(guò)設(shè)置這樣的突出部115，能夠擴(kuò)大喇叭114的能夠工作的頻帶。另外，各個(gè)喇叭的內(nèi)壁面無(wú)需是臺(tái)階狀。也可以是連續(xù)的傾斜面。與之相同地，突出部也不限于臺(tái)階狀，也可以是具有連續(xù)的表面的凸條。這樣的突出部也可以僅設(shè)置于多個(gè)喇叭114的一部分。各個(gè)喇叭114也可以不是具有1對(duì)突出部而是具有1個(gè)突出部。只要在至少1個(gè)喇叭114中的至少1個(gè)內(nèi)壁面上設(shè)置有突出部，該喇叭114就能夠得到上述效果。

如圖32a所示，第1導(dǎo)電部件110的第1導(dǎo)電性表面110b具有與多個(gè)喇叭114中的位于一端或者兩端的喇叭114的開(kāi)口面的邊緣連接而擴(kuò)展的平坦面。圖32a的結(jié)構(gòu)中的兩端的喇叭114c、114f的內(nèi)壁面上連接有第1導(dǎo)電性表面110b中的平坦面。由于這樣的平坦面接近開(kāi)口面的單側(cè)而存在，因此，從喇叭114c、114f輻射的電磁波(光束)向平坦面?zhèn)葍A斜。其結(jié)果為，能夠得到與使喇叭114c、114f傾斜的情況類似的效果。通過(guò)調(diào)節(jié)該平坦面的位置和面積等能夠調(diào)節(jié)天線陣列的指向性。

圖32c是示意性示出從本實(shí)施方式中的相鄰排列的3個(gè)喇叭114a、114b、114c輻射的電磁波的方位的圖。在圖32c中，2個(gè)實(shí)線表示從第1喇叭114a輻射的電磁波的主瓣的擴(kuò)展。2個(gè)虛線表示從第2喇叭114b輻射的電磁波的主瓣的擴(kuò)展。2個(gè)虛線表示從第3喇叭114c輻射的電磁波的主瓣的擴(kuò)展。3個(gè)單點(diǎn)劃線表示各個(gè)主瓣的中心軸。

如圖32c所示，在本實(shí)施方式中，在向縫隙112a、112b、112c提供了電磁波時(shí)，分別從喇叭114a、114b、114c輻射的3個(gè)主瓣彼此重疊。3個(gè)主瓣的中心軸的方位彼此不同。3個(gè)主瓣的中心軸的方位差比各個(gè)主瓣的寬度小。3個(gè)主瓣的中心軸的方位差是指3個(gè)中心軸中的任意2個(gè)中心軸形成的角度中的最大的角度。主瓣的寬度是指主瓣的擴(kuò)展角度。圖32c中沒(méi)有示出的其他喇叭114d、114e、114f也具有相同的輻射特性。在本實(shí)施方式中，通過(guò)調(diào)節(jié)各個(gè)喇叭114的形狀，能夠在滿足上述條件的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)主瓣的方位。

本發(fā)明人們發(fā)現(xiàn)：通過(guò)使用這樣的結(jié)構(gòu)的喇叭天線陣列，在電磁波的輻射時(shí)能夠降低旁瓣的影響，能夠較好地進(jìn)行輻射。以下，以1列天線陣列的結(jié)構(gòu)為例對(duì)該效果進(jìn)行說(shuō)明。

圖33a是示出1列天線陣列的結(jié)構(gòu)例的平面圖。該天線陣列的結(jié)構(gòu)與圖29所示的天線陣列的1個(gè)列的結(jié)構(gòu)相同。本發(fā)明人們利用模擬器計(jì)算從圖33a所示的天線陣列輻射的電磁波的強(qiáng)度分布，并確認(rèn)到了本實(shí)施方式的效果。

圖33b是示出本模擬器中使用的導(dǎo)電部件110、120的結(jié)構(gòu)和尺寸的截面圖。收發(fā)的電磁波的頻率為76.5ghz。經(jīng)由中央的端口145u從圖的下方供電，左右分開(kāi)分別向3個(gè)天線元件供電。中央的2個(gè)喇叭114的基部的縫隙112的中心間隔是4mm。除此之外的外側(cè)的喇叭的基部的縫隙112的中心間隔狹窄，是2.75mm。喇叭114的開(kāi)口的中心間距離全部是3mm。此外，在將從各個(gè)縫隙112的下側(cè)的開(kāi)口到各個(gè)喇叭114的開(kāi)口面為止的距離稱為各個(gè)輻射器的高度時(shí)，該高度是3.50mm。頻率76.5ghz時(shí)的電磁波的自由空間波長(zhǎng)λ0是3.92mm，各個(gè)輻射器的高度比自由空間波長(zhǎng)小。此外，喇叭114的開(kāi)口的中心間距離也比自由空間波長(zhǎng)小。在該例子中，通過(guò)在中央的2個(gè)喇叭114的基部之間確保4mm的間隔，和其他區(qū)域相比延長(zhǎng)了該部分的波導(dǎo)部件112u的長(zhǎng)度。其結(jié)果為，改善了波導(dǎo)路從端口145u向左右分開(kāi)的分支部處的匹配，降低了反射。

圖33c是示出該例子中的模擬結(jié)果的圖。圖33c的圖表示出了被輻射的電磁波的電場(chǎng)強(qiáng)度的角度分布。橫軸表示e面內(nèi)的自正面方向的角度θ，縱軸表示電場(chǎng)強(qiáng)度(單位：dbi)。如圖所示，相對(duì)于主瓣的電平能夠?qū)⑴园甑碾娖浇档?2.8dbi的程度。

本發(fā)明人們?yōu)榱诉M(jìn)行比較，如圖33d所示，針對(duì)6個(gè)喇叭114的形狀全部是對(duì)稱形狀的結(jié)構(gòu)，以相同條件進(jìn)行了模擬。該結(jié)構(gòu)中的各個(gè)喇叭114的形狀與圖33a所示的位于兩端的2個(gè)喇叭114的形狀相同。

圖33e是示出圖33d所示例子中的模擬結(jié)果的圖。在該例子中，相對(duì)于主瓣的電平，旁瓣的電平的降低停留在13.3dbi的程度。根據(jù)該結(jié)果能夠確認(rèn)本實(shí)施方式的優(yōu)異性。

本實(shí)施方式中的天線陣列每列具有6個(gè)縫隙112和喇叭114，各列的縫隙112和喇叭114的個(gè)數(shù)只要是2個(gè)以上即可，可以是任意的。列的個(gè)數(shù)也不限于5列，可以是1列以上的任意列數(shù)。

1列中的多個(gè)縫隙112的排列方向即第1方向無(wú)需是與各個(gè)縫隙112的e面平行的方向。圖34a和圖34b是示出多個(gè)縫隙112的排列方向與e面交叉的方向的例子的平面圖。即使是這樣的結(jié)構(gòu)，也能作為縫隙天線陣列發(fā)揮作用。

圖34c是示出天線陣列的其他例子的圖。在該例子中，導(dǎo)電部件110按每個(gè)喇叭而分離開(kāi)。如該例子所示，導(dǎo)電部件110也能夠由分離的多個(gè)部分構(gòu)成。在該情況下，可以按照每個(gè)喇叭調(diào)節(jié)位置或者方向來(lái)獲得所希望的天線特性。

(實(shí)施方式2的變形例2)

前述的具有非對(duì)稱的喇叭的天線陣列不但能夠適用于利用了脊型波導(dǎo)路的天線裝置，也能夠適用于利用了中空波導(dǎo)管的天線裝置。以下，對(duì)上述那樣的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明。

圖35a是示出利用了中空波導(dǎo)管的天線陣列的結(jié)構(gòu)例的平面圖。圖35b是示出沿著圖35a中的b－b線的截面的圖。圖35c是示出沿著圖35a中的c－c線的截面的圖。

該例子中的天線陣列的導(dǎo)電部件110具有4個(gè)縫隙112和4個(gè)喇叭114。4個(gè)喇叭114中，兩端的2個(gè)喇叭114具有對(duì)稱形狀，內(nèi)側(cè)的2個(gè)喇叭114具有非對(duì)稱形狀。任意1個(gè)喇叭114都具有棱錐形狀。

如圖35b所示，天線陣列還具有導(dǎo)電部件190，該導(dǎo)電部件190具有中空波導(dǎo)管192。多個(gè)縫隙112與中空波導(dǎo)管192連接。中空波導(dǎo)管192具有主干部192a和從主干部經(jīng)由至少1個(gè)分支部分支的多個(gè)枝部192b。在圖35b的例子中，中空波導(dǎo)管192具有從1個(gè)主干部192a經(jīng)由2個(gè)分支部分支出的4個(gè)枝部192b。多個(gè)枝部192b的末端分別與多個(gè)縫隙112連接。中空波導(dǎo)管192的主干部192a與mmic等電子電路連接。發(fā)送時(shí)，從電子電路向主干部192a提供信號(hào)波。該信號(hào)波分到多個(gè)枝部192b進(jìn)行傳播，對(duì)多個(gè)縫隙112進(jìn)行激勵(lì)。

圖35b所示的尺寸的一個(gè)例子如下所述。收發(fā)的電磁波的頻率是76.5ghz，自由空間波長(zhǎng)λ0是3.92mm。相鄰的2個(gè)喇叭114的開(kāi)口的中心間距離hd是例如3.0mm(大約0.77λ0)。在非對(duì)稱的內(nèi)側(cè)的2個(gè)喇叭114各自的e面截面上，從縫隙112的一個(gè)邊緣到開(kāi)口面的一個(gè)邊緣為止的沿著內(nèi)壁面的長(zhǎng)度與從縫隙112的另一個(gè)邊緣到開(kāi)口面的另一個(gè)邊緣為止的沿著內(nèi)壁面的長(zhǎng)度之差s1是例如0.39mm(大約0.10λ0)。各個(gè)喇叭114的開(kāi)口面的第1方向上的寬度a是例如2.5mm(大約0.64λ0)。各個(gè)喇叭114的從基部到開(kāi)口面的距離l是例如3.0mm(大約0.77λ0)。也可以采用不同于這些尺寸的尺寸。

導(dǎo)電部件110、190利用多個(gè)螺栓116而彼此固定。通過(guò)使多個(gè)喇叭114的形狀的至少一部為非對(duì)稱，即使在例如中空波導(dǎo)管192的結(jié)構(gòu)受到螺栓116的限制的情況下，也容易實(shí)現(xiàn)所希望的輻射特性或者接收特性。

圖35d是示出其他變形例的截面圖。在該例子中，導(dǎo)電部件110的至少一部分作為中空波導(dǎo)管192的側(cè)面發(fā)揮作用。多個(gè)喇叭114設(shè)置于中空波導(dǎo)管192的側(cè)面。該例子中的中空波導(dǎo)管192沿著縫隙112的排列方向延伸。提供到中空波導(dǎo)管192的一端的信號(hào)波在中空波導(dǎo)管192中傳播，對(duì)多個(gè)縫隙112進(jìn)行激勵(lì)。在該情況下，多個(gè)縫隙112的間隔不是恒定的，因此，多個(gè)縫隙112被以相對(duì)于相等相位錯(cuò)開(kāi)的條件被激勵(lì)。即使在這樣的天線陣列，也能夠得到本實(shí)施方式的效果。

圖36a是示出另外其他的變形例的平面圖。圖36b是示出沿著圖36a中的b－b線的截面的圖。該例子中的各個(gè)喇叭114是具有長(zhǎng)方體或者立方體的內(nèi)部空腔的箱狀喇叭。各個(gè)喇叭114的內(nèi)壁面具有與縫隙112連通的底面和與底面垂直的側(cè)面。在各個(gè)喇叭114的e面截面上，縫隙112的中心的位置從喇叭114的開(kāi)口面的中心向內(nèi)側(cè)或者外側(cè)偏移。

多個(gè)縫隙112與由導(dǎo)電部件110、190形成的中空波導(dǎo)管192連接。導(dǎo)電部件110的底面作為中空波導(dǎo)管192的側(cè)面的一部分發(fā)揮作用。

該例子中的尺寸的一個(gè)例子如下所述。相鄰的2個(gè)喇叭114的開(kāi)口的中心間距離hd是例如3.0mm(大約0.77λ0)。在各個(gè)喇叭114的e面截面上，從縫隙112的一個(gè)邊緣到開(kāi)口面的一個(gè)邊緣的直線距離與從縫隙112的另一個(gè)邊緣到開(kāi)口面的另一個(gè)邊緣的直線距離之差s2是例如0.39mm(大約0.10λ0)。各個(gè)喇叭114的開(kāi)口面的第1方向上的寬度a是例如2.5mm(大約0.64λ0)。各個(gè)喇叭114的從基部到開(kāi)口面的距離l是例如3.0mm(大約0.77λ0)。也可以采用不同于這些尺寸的尺寸。

在使用了以上的中空波導(dǎo)管的例子中，可以不是全部的縫隙都與1個(gè)中空波導(dǎo)管連接?？梢允嵌鄠€(gè)縫隙的一部分與不同于其他的一部分的中空波導(dǎo)管連接。

(實(shí)施方式3)

實(shí)施方式3涉及通過(guò)設(shè)計(jì)端口附近的阻塞結(jié)構(gòu)來(lái)抑制端口處的信號(hào)波的反射的技術(shù)。

以往的阻塞結(jié)構(gòu)例如專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的那樣，包括長(zhǎng)度為大約λr/4的付加的脊(以下，有時(shí)稱為“阻塞脊”。)。以往認(rèn)為如果阻塞脊的長(zhǎng)度偏離λr/4的話，就會(huì)損害作為阻塞結(jié)構(gòu)的功能。

但是，本發(fā)明人們發(fā)現(xiàn)：在使阻塞脊的長(zhǎng)度比λr/4短的情況下，其也作為阻塞結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮作用，以及很多情況下比λr/4短是更為優(yōu)選的。更加優(yōu)選的是，在λ0/4以下。大多時(shí)候λ0比λr小10％的程度，因此，λ0/4也比λr/4小10％的程度?；谶@一知識(shí)，在本實(shí)施方式的波導(dǎo)路裝置中，使阻塞脊的長(zhǎng)度為λ0/4以下。

本實(shí)施方式中的阻塞結(jié)構(gòu)包括：導(dǎo)電性的脊(阻塞脊)，其設(shè)置于與端口相鄰的位置；以及一個(gè)以上的導(dǎo)電性的桿，其相對(duì)于該脊的遠(yuǎn)離端口的一側(cè)的一端隔開(kāi)間隙地配置在導(dǎo)電性表面上。也可以認(rèn)為阻塞脊是被端口斷開(kāi)的波導(dǎo)部件的一部分。能夠?qū)⒆枞沟拈L(zhǎng)度設(shè)定為例如λ0/16以上且λ0/4以下。

在本實(shí)施方式中，通過(guò)進(jìn)一步在阻塞結(jié)構(gòu)的附近的脊或者端口的一部分上設(shè)置切口，或是設(shè)置楔形部，能夠抑制信號(hào)波的反射。以下，以圖27的結(jié)構(gòu)為例，對(duì)具有上述那樣的阻塞結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)路裝置的例子進(jìn)行說(shuō)明。

圖37a是示出圖27所示的那樣的第3導(dǎo)電部件140的端口145l處的阻抗匹配結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的立體圖。

本實(shí)施方式中的第3導(dǎo)電部件140具有配置于與第2波導(dǎo)部件122l的一端相鄰的位置的端口145l。在隔著端口145l與第2波導(dǎo)部件122l的所述一端對(duì)置的位置配置有阻塞結(jié)構(gòu)150。

圖37b是示意性示出圖37a所示的端口145l和阻塞結(jié)構(gòu)150的截面的圖。如圖37b所示，端口145l從第3導(dǎo)電部件140中的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面140a貫穿到背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面140b。

本實(shí)施方式中的阻塞結(jié)構(gòu)150具有與端口145l相鄰的第1部分150a和與第1部分150a相鄰的第2部分150b。第1部分150a由阻塞結(jié)構(gòu)150的一端的切口構(gòu)成。通過(guò)該切口，從第1部分150a到第2導(dǎo)電部件120的第4導(dǎo)電性表面120b為止的間隔(距離)比從第2部分150b到第2導(dǎo)電部件120的第4導(dǎo)電性表面120b為止的間隔(距離)長(zhǎng)λ/4的程度，實(shí)現(xiàn)了阻抗匹配結(jié)構(gòu)。在該例子中，從第1部分150a到第2導(dǎo)電部件120的第4導(dǎo)電性表面120b為止的間隔(距離)與從第3導(dǎo)電部件140的第5導(dǎo)電性表面140a到第2導(dǎo)電部件120的第4導(dǎo)電性表面120b為止的間隔(距離)相等。

通過(guò)將這樣的阻抗匹配結(jié)構(gòu)設(shè)置到阻塞結(jié)構(gòu)150側(cè)，在信號(hào)波通過(guò)端口145l時(shí)，抑制了端口145l處的不必要的反射。其結(jié)果為，信號(hào)波能夠高效地耦合到波導(dǎo)部件122l的波導(dǎo)面122a與第4導(dǎo)電性表面120b之間的波導(dǎo)路中。

在圖37b所示的例子中，阻塞結(jié)構(gòu)150包括：阻塞脊152，其設(shè)置于與端口145l相鄰的位置；以及1個(gè)以上的導(dǎo)電性的桿154，其相對(duì)于阻塞脊152的遠(yuǎn)離端口145l的一側(cè)的一端隔開(kāi)間隙地配置在導(dǎo)電性表面140a上。阻塞脊152包括第1部分150a和第2部分150b。在圖37b的例子中，第1部分150a的上表面位于與導(dǎo)電性表面140a相同的高度水平，但是這一部分也包含于阻塞脊152。能夠?qū)⒆枞?52的長(zhǎng)度lr設(shè)定為例如λ0/4以下。桿154可以具有與構(gòu)成在波導(dǎo)部件122l的兩側(cè)擴(kuò)展的人工磁導(dǎo)體的導(dǎo)電性桿124相同的尺寸，也可以具有不同的尺寸。

(實(shí)施方式3的變形例)

圖38a是示出實(shí)施方式3的變形例中的阻抗匹配結(jié)構(gòu)的立體圖，圖38b是截面圖。在該變形例中，構(gòu)成阻塞結(jié)構(gòu)150的結(jié)構(gòu)物的形狀不同于圖37a和圖37b的方式中的形狀。此外，從第1部分150a到第2導(dǎo)電部件120的第4導(dǎo)電性表面120b為止的間隔(距離)比從第3導(dǎo)電部件140的第5導(dǎo)電性表面140a到第2導(dǎo)電部件120的第4導(dǎo)電性表面120b為止的間隔(距離)短。此外，在從波導(dǎo)部件122l觀察第1部分150a時(shí)，第1部分150a的進(jìn)深延長(zhǎng)，第2部分150b則隨之變短。

圖39a是示出實(shí)施方式3的其他變形例中的阻抗匹配結(jié)構(gòu)的立體圖，圖39b是截面圖。該變形例與圖38a和38b的結(jié)構(gòu)例的區(qū)別是，在該變形例中，從第1部分150a到第2導(dǎo)電部件120的第4導(dǎo)電性表面120b為止的間隔(距離)與從第3導(dǎo)電部件140的第5導(dǎo)電性表面140a到第2導(dǎo)電部件120的第4導(dǎo)電性表面120b為止的間隔(距離)相等。

圖40a是示出實(shí)施方式3的另外其他的變形例中的阻抗匹配結(jié)構(gòu)的立體圖。圖40b是其截面圖。在該變形例中，除了設(shè)置于阻塞結(jié)構(gòu)150側(cè)的阻抗匹配結(jié)構(gòu)以外，在波導(dǎo)部件122l側(cè)也設(shè)置有用于阻抗匹配的凹部123d。

圖41和圖42分別是示出具有上述阻抗匹配結(jié)構(gòu)的具體的結(jié)構(gòu)例的立體圖。在使用圖38a至圖42所示那樣的阻抗匹配結(jié)構(gòu)的情況下，也能夠抑制在信號(hào)波通過(guò)端口145l時(shí)的不必要的反射。

在以上的各個(gè)例子中，對(duì)從第3導(dǎo)電部件140的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面140a貫穿到背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面140b的端口145l處的阻抗匹配結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明。同樣的結(jié)構(gòu)也可以適用于端口145l以外的端口或者縫隙。本實(shí)施方式中的阻塞結(jié)構(gòu)150能夠設(shè)置于端口或者縫隙等任意的貫穿孔附近。例如，也能夠使圖42等所示的端口145l作為縫隙(天線元件)發(fā)揮作用。

圖43a至圖43i是用于對(duì)本公開(kāi)的變形進(jìn)行說(shuō)明的示意截面圖。在這些例子中，阻塞結(jié)構(gòu)150位于第1導(dǎo)電部件110與第2導(dǎo)電部件120之間。端口145貫穿第2導(dǎo)電部件120。

圖43a示出了將阻塞脊的長(zhǎng)度縮短到大約λ0/8的例子。以往認(rèn)為在這樣結(jié)構(gòu)中不能充分地抑制電磁波的泄漏，但是，根據(jù)本發(fā)明人們的分析可知，能夠?qū)⑿孤┮种频皆趯?shí)用上沒(méi)有問(wèn)題的水平。另外，如圖43b所示，在使阻塞脊的長(zhǎng)度為λ0/8的情況下，大多情況下配置于脊的周圍的導(dǎo)電性桿的長(zhǎng)度和寬度也是λ0/8，因此，有時(shí)阻塞脊和導(dǎo)電性桿的尺寸以及形狀變成相同的。上述那樣的結(jié)構(gòu)也是本發(fā)明的實(shí)施的一個(gè)方式。

圖43b至圖43d示出了阻塞脊具有切口的例子。切口的深度和范圍如圖所示，是多種多樣的。在圖43b的例子中，阻塞脊的不是切口的部分(第2部分)的長(zhǎng)度是λ0/8的1.5倍。在圖43d的例子中，波導(dǎo)部件122的與端口145相鄰的部位也設(shè)置有切口。切口的部位是間隙擴(kuò)大部，在該部位處，導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a與波導(dǎo)部件122的波導(dǎo)面122a之間的距離比在端口145的相反側(cè)與切口的部位相鄰的部位長(zhǎng)。

圖43e至圖43i示出了楔形部替代切口而設(shè)置于阻塞脊或者波導(dǎo)部件122的一端的例子。在這些例子中，阻塞脊和波導(dǎo)部件122中的至少一方在間隙擴(kuò)大部具有傾斜面。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)也能夠得到相同的反射抑制效果。另外，如圖43b和圖43i所示，在切口或者楔形部較大的情況下，在基部處測(cè)量到的阻塞脊整體的長(zhǎng)度有時(shí)會(huì)超過(guò)λ0/4。

如這些例子所示，通過(guò)將切口或楔形部導(dǎo)入阻塞脊而在阻塞部中設(shè)置間隙擴(kuò)大部，能夠抑制通過(guò)端口145的信號(hào)波在端口145周邊被反射。

在以上的例子中，在第2導(dǎo)電部件120上設(shè)置有端口145，但是，端口145也可以設(shè)置在第1導(dǎo)電部件110側(cè)?？梢允苟丝?45作為縫隙(天線元件)發(fā)揮作用。

圖44a至圖44g示出端口145設(shè)置在第1導(dǎo)電部件110側(cè)的例子。這些例子中的1導(dǎo)電部件110具有端口145，該端口145配置于與波導(dǎo)面122a的接近波導(dǎo)部件122的一端的部位對(duì)置的位置。端口145從第1導(dǎo)電性表面110b與第2導(dǎo)電性表面110a連通。第2導(dǎo)電部件120在包含波導(dǎo)部件122的一端的區(qū)域具有阻塞結(jié)構(gòu)150。阻塞結(jié)構(gòu)150包括：波導(dǎo)部件端部156，其范圍為從將端口145的開(kāi)口投影到波導(dǎo)面122a上時(shí)的邊緣到波導(dǎo)部件122的一端的邊緣為止；以及1個(gè)以上的導(dǎo)電性桿154，其相對(duì)于波導(dǎo)部件122的一端隔開(kāi)間隙地配置在第3導(dǎo)電性表面120a上。

在圖44a的例子中，波導(dǎo)部件端部156的長(zhǎng)度是λ0/8的1.13倍。設(shè)在波導(dǎo)路中傳播的電磁波的自由空間中的中心波長(zhǎng)為λ0時(shí)，沿著波導(dǎo)路的方向上的波導(dǎo)部件端部156的長(zhǎng)度被設(shè)定為例如λ0/16以上并且小于λ0/4。

在圖44b至圖44g所示的例子中，第1導(dǎo)電部件110的第2導(dǎo)電性表面110a具有：第1部分117，其在波導(dǎo)部件端部156所對(duì)置的部位處與端口145相鄰；以及與第2部分118，其與第1部分117相鄰。第1部分117與波導(dǎo)面122a之間的距離比第2部分118與波導(dǎo)面122a之間的距離長(zhǎng)。第1部分117在圖44b至圖44e的例子中具有傾斜面。在圖44b的例子中，第2部分的長(zhǎng)度是λ0/8的1.5倍。在圖44f和44g的例子中，第1部分117是設(shè)置有切口的部位。切口或者傾斜面是間隙擴(kuò)大部，在該部位處與波導(dǎo)面122a之間的距離比相鄰的部位長(zhǎng)。間隙擴(kuò)大部也可以設(shè)置于在波導(dǎo)部件122的方向延伸上與端口145相鄰的兩側(cè)。圖44c、圖44e、圖44g示出了上述那樣的例子。

通過(guò)如圖44b至圖44g所示那樣設(shè)置間隙擴(kuò)大部，能夠抑制通過(guò)端口145的信號(hào)波在端口145周邊被反射。

圖45a至圖45d是示出另外其他的變形例的圖。在該例中，第1導(dǎo)電部件110或者波導(dǎo)部件122在端口145的附近不具有間隙擴(kuò)大部而是具有間隙縮小部。在間隙縮小部處，導(dǎo)電性表面110a與波導(dǎo)面122a之間的距離縮小成比相鄰的部位短。根據(jù)用途可以采用這樣的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)也能夠抑制通過(guò)端口145的信號(hào)波在端口145周邊被反射。

(實(shí)施方式4)

圖46a是示意性示出實(shí)施方式4中的第3導(dǎo)電部件140(分配層)的結(jié)構(gòu)的平面圖。在本實(shí)施方式中，第3導(dǎo)電部件140上的波導(dǎo)部件122l具有8端口分配器的結(jié)構(gòu)，這一點(diǎn)不同于前述的各個(gè)實(shí)施方式。

如圖46a所示，本實(shí)施方式中的波導(dǎo)部件122l具有多個(gè)t型分支部122t1、122t2、122t3(以下，有時(shí)將它們統(tǒng)稱為“t型分支部122t”。)。通過(guò)多個(gè)t型分支部122t的組合，從端口145l延伸的一個(gè)波導(dǎo)部122l0(以下，也稱為“主干部122l0”。)分支成8個(gè)終端波導(dǎo)部122l3。波導(dǎo)部件122l被設(shè)計(jì)成從端口145l到8個(gè)終端波導(dǎo)部122l3的末端為止的傳播距離在所有的路徑中相等。

多個(gè)t型分支部122t包括：第1分支部122t1，其將波導(dǎo)部件122l的主干部122l0分支成2個(gè)第1梢部122l1；2個(gè)第2分支部122t2，其將第1梢部122l1的每1個(gè)分支成2個(gè)第2梢部122l2；以及4個(gè)第3分支部122t3，其將第2梢部122l2的每1個(gè)分支成2個(gè)第3梢部122l3。8個(gè)第3梢部122l3作為終端波導(dǎo)部發(fā)揮作用。

圖46b是示出本實(shí)施方式中的第2導(dǎo)電部件120(激勵(lì)層)的結(jié)構(gòu)的平面圖。8個(gè)終端波導(dǎo)部122l3的末端部與第2導(dǎo)電部件120中的8個(gè)端口145u對(duì)置。從8個(gè)終端波導(dǎo)部122l3通過(guò)了8個(gè)端口145u的信號(hào)波在第2導(dǎo)電部件120上的8個(gè)波導(dǎo)部件122u上傳播，對(duì)其上部的第1導(dǎo)電部件110中的多個(gè)縫隙112進(jìn)行激勵(lì)。

圖46c是示出本實(shí)施方式中的第1導(dǎo)電部件110的結(jié)構(gòu)的平面圖。本實(shí)施方式中的第1導(dǎo)電部件110具有48個(gè)縫隙112。在y方向上排列的8個(gè)縫隙112構(gòu)成的縫隙列在x方向上排列有8列。8個(gè)縫隙列分別與第2導(dǎo)電部件120中的8個(gè)波導(dǎo)部件122u對(duì)置。沿著第2導(dǎo)電部件120上的8個(gè)波導(dǎo)部件122u的每1個(gè)傳播的信號(hào)波對(duì)第1導(dǎo)電部件110中的對(duì)置的縫隙列所包含的各個(gè)縫隙112進(jìn)行激勵(lì)。由此，電磁波被輻射。

再次參照?qǐng)D46a。第3導(dǎo)電部件140在與波導(dǎo)部件122l的主干部122l0的末端相鄰的位置具有端口145l。主干部122l0的末端的側(cè)面(端面)與端口145l的內(nèi)壁連相連。該端口145l與圖28例示的第4導(dǎo)電部件160上的波導(dǎo)部件122x的末端部對(duì)置。

通過(guò)圖28所示的端口(方形波導(dǎo)管)165并在波導(dǎo)部件122x上傳播的信號(hào)波通過(guò)端口145l到達(dá)波導(dǎo)部件122l的主干部122l0。該信號(hào)波從主干部122l0由多個(gè)分支部122t分支，到達(dá)8個(gè)終端波導(dǎo)部122l3的末端。然后，通過(guò)圖46b所示的第2導(dǎo)電部件120中的8個(gè)端口145u，并在第2導(dǎo)電部件120上的8個(gè)波導(dǎo)部件122u上的波導(dǎo)路中傳播。其結(jié)果為，圖46c所示的各個(gè)縫隙112被激勵(lì)，電磁波被輻射到外部空間。

圖46a所示的波導(dǎo)部件122l具有14個(gè)彎曲部(在圖46a中涂有陰影的地方)。在這些彎曲部處形成有凹部或者凸部。在本實(shí)施方式中，在8個(gè)終端波導(dǎo)部122l3中，位于中央部(內(nèi)側(cè))的4個(gè)終端波導(dǎo)部122l3的形狀不同于位于外側(cè)的4個(gè)終端波導(dǎo)部122l3的形狀。更加具體而言，與中央部(內(nèi)側(cè))的4個(gè)端口145u(圖46b)相連的4個(gè)終端波導(dǎo)部122l3的彎曲部具有凹部。與外側(cè)的4個(gè)端口相連的4個(gè)終端波導(dǎo)部122l3的彎曲部具有凸部。這樣，彎曲部的結(jié)構(gòu)根據(jù)終端波導(dǎo)部122l3而不同。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，相比于與內(nèi)側(cè)的4個(gè)端口145u相連的天線元件，與外側(cè)的4個(gè)端口145u相連的天線元件的激勵(lì)振幅小。其結(jié)果為，在作為陣列天線使用時(shí)能夠抑制旁瓣。

上述效果以本發(fā)明人們的如下發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)的：即，在彎曲部處設(shè)置凹部的情況下，彎曲部處的信號(hào)波的反射被抑制，在彎曲部處設(shè)置凸部的情況下，相反的彎曲部處的信號(hào)波的反射變大。為了提高陣列天線的輻射效率，優(yōu)選抑制彎曲部處的反射。但是，在旁瓣的抑制優(yōu)先的情況下，則例如如本實(shí)施方式那樣，在分配層中的波導(dǎo)部件122l的外側(cè)的彎曲部強(qiáng)行使反射發(fā)生來(lái)抑制從外側(cè)的縫隙輻射的電磁波的振幅是有效的。

圖47是示出本實(shí)施方式的變形例的立體圖。在圖47所示的波導(dǎo)部件122l中，各個(gè)彎曲部的外側(cè)的角被倒角，在此基礎(chǔ)上，在各個(gè)分支部的側(cè)面具有到達(dá)波導(dǎo)面的3個(gè)半圓柱狀的凹陷(凹部)。此外，波導(dǎo)部件122l設(shè)置有各個(gè)t型分支部中的主干側(cè)部分的波導(dǎo)面的高度越靠近分支部而變得越高的結(jié)構(gòu)(阻抗變換部)。利用這些結(jié)構(gòu)能夠抑制彎曲部或者分支部處的不必要的反射。

圖48a是放大示出圖47所示的波導(dǎo)部件122l的一部分(虛線框所包圍的部分)的圖。圖48a僅示出了具有8個(gè)終端波導(dǎo)部122l3的波導(dǎo)部件122l的單側(cè)的一半(4端口分配器)。圖示的4個(gè)終端波導(dǎo)部122l3中的外側(cè)(圖48a中，下側(cè))的2個(gè)終端波導(dǎo)部122l3中的彎曲部122lb具有凸部。另一方面，內(nèi)側(cè)(圖中，上側(cè))的2個(gè)終端波導(dǎo)部122l3中的彎曲部122lb具有凹部。圖48a沒(méi)有示出的剩余4個(gè)終端波導(dǎo)部122l3的彎曲部122lb也同樣地，外側(cè)的彎曲部122lb具有凸部，內(nèi)側(cè)的彎曲部122lb具有凹部。利用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠在外側(cè)的彎曲部122lb處有意地增大信號(hào)波的反射，能夠減小從外側(cè)的終端波導(dǎo)部122l3朝向激勵(lì)層的信號(hào)波的振幅。由此，能夠降低旁瓣。

用于降低旁瓣的結(jié)構(gòu)不限定于上述的結(jié)構(gòu)，能夠有多種多樣的結(jié)構(gòu)。例如，可以不將外側(cè)的至少2個(gè)終端波導(dǎo)部122l3的彎曲部122lb的高度相對(duì)于基準(zhǔn)高度(即，既不存在凹部也不存在凸部的部位的高度)進(jìn)行改變，而是在內(nèi)側(cè)的至少2個(gè)終端波導(dǎo)部122l3的彎曲部122lb處設(shè)置凹部?；蛘?，可以不將內(nèi)側(cè)的至少2個(gè)終端波導(dǎo)部122l3的彎曲部122lb的高度相對(duì)于基準(zhǔn)高度進(jìn)行改變，而是在外側(cè)的至少2個(gè)終端波導(dǎo)部122l3的彎曲部122lb處設(shè)置凸部。彎曲部122lb的凹部的深度或者凸部的高度可以是在所有彎曲部122lb中都不同，也可以是在一部分彎曲部122lb中是相同的。

在本實(shí)施方式中，通過(guò)使外側(cè)的彎曲部122lb的高度高于內(nèi)側(cè)的彎曲部122lb的高度來(lái)抑制與外側(cè)的端口145u(參照?qǐng)D36b)相連的信號(hào)波的振幅，但是，也不限定于這樣的結(jié)構(gòu)。例如，也可以是僅針對(duì)內(nèi)側(cè)的彎曲部122lb進(jìn)行圖48a所示的彎曲部122lb的角的倒角，而不針對(duì)外側(cè)的彎曲部122lb進(jìn)行這種倒角的結(jié)構(gòu)。若對(duì)角進(jìn)行倒角，則信號(hào)波的反射被抑制，因此，通過(guò)僅對(duì)內(nèi)側(cè)的彎曲部122lb進(jìn)行倒角，能夠相對(duì)提高從內(nèi)側(cè)的縫隙112輻射的信號(hào)波的振幅?；蛘撸部梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整彎曲部122lb以外的部位的形狀，從而在內(nèi)側(cè)抑制反射，而在外側(cè)使其發(fā)生更大的反射。例如，能夠想到將圖48a所示的分支部122t3中的側(cè)面的3個(gè)凹陷僅設(shè)置于內(nèi)側(cè)的幾個(gè)分支部122t3的結(jié)構(gòu)。除此之外，通過(guò)利用在內(nèi)側(cè)和外側(cè)使信號(hào)波的傳播路徑的長(zhǎng)度或者阻抗不同的結(jié)構(gòu)也能夠得到同樣的效果。

出于與降低旁瓣的目的不同的目的，可以使多個(gè)終端波導(dǎo)部122l3中的至少1個(gè)的形狀為與其他任1個(gè)的形狀不同的形狀。各個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀能夠按照所需的陣列天線的性能而適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)。

在本實(shí)施方式中，分配層中的波導(dǎo)部件122l具有8端口分配器的結(jié)構(gòu)，但是也可以是4端口分配器、16端口分配器、或者32端口分配器等其他結(jié)構(gòu)。換言之，為了得到本實(shí)施方式的效果，波導(dǎo)部件122l只要是通過(guò)多個(gè)t型分支部的組合從1個(gè)主干部分支成2ⁿ個(gè)(n為2以上的整數(shù))終端波導(dǎo)部的結(jié)構(gòu)即可。在這樣的結(jié)構(gòu)中，具有與波導(dǎo)部件122l對(duì)置的導(dǎo)電性表面的波導(dǎo)部件至少具有與2ⁿ個(gè)終端波導(dǎo)部對(duì)置的2ⁿ個(gè)端口。通過(guò)使2ⁿ個(gè)終端分支部中的至少1個(gè)終端分支部的形狀為與其他任意1個(gè)的形狀不同的形狀，能夠?qū)崿F(xiàn)與目的相對(duì)應(yīng)的所希望的輻射特性。在本實(shí)施方式中，是n＝3，但是，也可以是n＝2或者n≥4。

在n≥3的情況下，2ⁿ個(gè)終端波導(dǎo)部中，位于中央部(內(nèi)側(cè))的4個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀可以不同于位于該4個(gè)終端波導(dǎo)部的外側(cè)的至少4個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀。例如，通過(guò)使位于中央部的4個(gè)終端波導(dǎo)部中的彎曲部的形狀為凹部，使位于該4個(gè)終端波導(dǎo)部的外側(cè)的至少4個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀為凸部，與本實(shí)施方式相同地，能夠得到降低旁瓣的效果。

另一方面，在n＝2的情況下，4個(gè)終端波導(dǎo)部中，位于中央部的2個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀可以不同于位于該2個(gè)終端波導(dǎo)部的外側(cè)的2個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀。例如，通過(guò)使位于中央部的2個(gè)終端波導(dǎo)部中的彎曲部的形狀為凹部，使位于該2個(gè)終端波導(dǎo)部的外側(cè)的2個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀為凸部，對(duì)于具有4列縫隙的陣列天線，能夠得到降低旁瓣的效果。

接下來(lái)，對(duì)本實(shí)施方式中的阻抗變換部的結(jié)構(gòu)和效果進(jìn)行說(shuō)明。在以下的說(shuō)明中，有時(shí)將阻抗變換部122i1、122i2統(tǒng)稱為“阻抗變換部122i”。

如圖48a所示，分配層中的波導(dǎo)部件122l在與多個(gè)t型分支部122t相鄰的主干部122l0側(cè)的部分，分別具有使波導(dǎo)路的電容增加的多個(gè)阻抗變換部122i。在本實(shí)施方式中，各個(gè)阻抗變換部122i具有減小波導(dǎo)面和與之相對(duì)置的導(dǎo)電部件的導(dǎo)電性表面之間的距離的結(jié)構(gòu)。換言之，各個(gè)阻抗變換部122i具有高度比相鄰的部分高的凸部。各個(gè)阻抗變換部122i也可以具有波導(dǎo)面的寬度(與波導(dǎo)面的延伸方向垂直的方向的尺寸)比相鄰的部分寬的寬幅部。即使在拓寬寬度來(lái)替代減小波導(dǎo)面與導(dǎo)電部件的導(dǎo)電性表面之間的距離的情況下，也同樣具有使電容增加的效果。通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定阻抗變換部122i的高度(或者波導(dǎo)面與導(dǎo)電性表面之間的距離)或者寬度，能夠提高分支部122t處的阻抗的匹配度。

在圖48a所示的例子中，各個(gè)阻抗變換部122i包括：第1變換部，其與分支部122t相鄰，具有固定的高度；以及第2變換部，其在該分支部122t的相反側(cè)與第1變換部相鄰，具有固定的高度。第1變換部的高度比第2變換部的高度高。在不改變高度而是改變寬度的情況下，第1變換部的寬度比第2變換部的寬度寬。各個(gè)阻抗變換部122i不限定于高度或者寬度分兩階段變化的結(jié)構(gòu)，也可以具有一階段或者三階段以上的變化結(jié)構(gòu)。

在波導(dǎo)部件122l中，具有相同高度的部分的沿著波導(dǎo)路的長(zhǎng)度典型的被設(shè)定為在波導(dǎo)路中的信號(hào)波的波長(zhǎng)的1/4的程度。但是，在本實(shí)施方式中，使用大大偏離了上述那樣的尺寸的尺寸。

在本實(shí)施方式中，多個(gè)阻抗變換部122i中，離終端波導(dǎo)部122l3相對(duì)較遠(yuǎn)的第1阻抗變換部122i1的沿著波導(dǎo)路的方向的長(zhǎng)度比離終端波導(dǎo)部122l3相對(duì)較近的第2阻抗變換部122i2的沿著波導(dǎo)路的方向的長(zhǎng)度短。在圖48a的例子中，第1阻抗變換部122i1位于第1梢部122l1，第2阻抗變換部122i2位于第2梢部122l2。

圖48b是用于對(duì)阻抗變換部122i1、122i2的尺寸進(jìn)行說(shuō)明的圖。在第1阻抗變換部122i1中，設(shè)靠近分支部的第1變換部的沿著波導(dǎo)路的長(zhǎng)度為y1，設(shè)遠(yuǎn)離分支部的第2變換部的沿著波導(dǎo)路的長(zhǎng)度為y2。同樣地，在第2阻抗變換部122i2中，設(shè)靠近分支部的第1變換部的沿著波導(dǎo)路的長(zhǎng)度為y3，設(shè)遠(yuǎn)離分支部的第2變換部的沿著波導(dǎo)路的長(zhǎng)度為y4。在本實(shí)施方式中，y1＜y2、y3＞y4以及y3＞y1成立。y1、y2、y3、y4的值的一個(gè)例子是y1＝1.0mm、y2＝1.15mm、y3＝1.4mm、y4＝0.9mm。

如上所示，在本實(shí)施方式中，在沿著波導(dǎo)路的方向上，第1阻抗變換部122i1中的第1變換部比第2阻抗變換部122i2中的第1變換部短。此外，在沿著波導(dǎo)路的方向上，第1阻抗變換部122i1中的第1變換部(長(zhǎng)度y1)比第1阻抗變換部122i1中的第2變換部(長(zhǎng)度y2)短，第2阻抗變換部122i2中的第1變換部(長(zhǎng)度y3)比第2阻抗變換部122i2中的第2變換部(長(zhǎng)度y4)長(zhǎng)。此外，第1阻抗變換部122i1中的第1變換部的靠近終端波導(dǎo)部122l3的一側(cè)的端部到達(dá)遠(yuǎn)離終端波導(dǎo)部122l3的一側(cè)的分支部122t，但是，第2阻抗變換部122i2中的第1變換部的靠近終端波導(dǎo)部122l3的一側(cè)的端部沒(méi)有到達(dá)靠近終端波導(dǎo)部122l3的一側(cè)的分支部122t。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，與一般的所有變換部的長(zhǎng)度設(shè)定為傳播波長(zhǎng)的1/4的阻抗變換器相比，成功地提高了分支部122t處的阻抗匹配度。

另外，在本實(shí)施方式中，第3導(dǎo)電部件140(分配層)具有8端口分配器的結(jié)構(gòu)，但是，第2導(dǎo)電部件120(激勵(lì)層)可以具有同樣的結(jié)構(gòu)。即，多個(gè)終端波導(dǎo)部122l3可以與第1導(dǎo)電部件110中的多個(gè)縫隙112對(duì)置。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)也能夠控制陣列天線的激勵(lì)振幅的面內(nèi)分布，能夠降低分支部122t處的傳播損失。

(實(shí)施方式5)

圖49是示出實(shí)施方式5中的第4導(dǎo)電部件160的一部分的結(jié)構(gòu)的立體圖。本實(shí)施方式中的第4導(dǎo)電部件160具有：方形波導(dǎo)管165l，其配置于與波導(dǎo)部件122x的一端相鄰的位置；以及阻塞結(jié)構(gòu)150，其被設(shè)置于隔著方形波導(dǎo)管165l與波導(dǎo)部件122x的上述一端對(duì)置的位置。方形波導(dǎo)管165l從第4導(dǎo)電部件160的背面?zhèn)鹊膶?dǎo)電性表面與波導(dǎo)部件122x上的波導(dǎo)路連通。方形波導(dǎo)管165l將生成或者接收信號(hào)波(高頻信號(hào))的電子電路(例如，mmic)與第4導(dǎo)電部件160耦合。即，電子電路中生成的信號(hào)波通過(guò)方形波導(dǎo)管165l后在波導(dǎo)部件122x從一端傳播到另一端，從該另一端經(jīng)由端口被傳送到上部的層(分配層或者激勵(lì)層)。另一方面，從天線元件被發(fā)送到波導(dǎo)部件122x的上述另一端的信號(hào)波在波導(dǎo)部件122x上傳播到上述一端，通過(guò)方形波導(dǎo)管165l后被傳送到電子電路。

在從第4導(dǎo)電部件160的導(dǎo)電性表面160a的法線方向觀察時(shí)，方形波導(dǎo)管165l具有由一對(duì)長(zhǎng)邊和與該長(zhǎng)邊垂直的一對(duì)短邊所規(guī)定的長(zhǎng)方形的形狀。此處，“長(zhǎng)方形的形狀”不限定于嚴(yán)格的長(zhǎng)方形。例如，角是圓形的形狀或者一對(duì)長(zhǎng)邊和一對(duì)短邊中的至少一方以小角度傾斜的形狀也可包含在“長(zhǎng)方形的形狀”中。

方形波導(dǎo)管165l中的一對(duì)長(zhǎng)邊中的一條邊與波導(dǎo)部件122x的一端接觸。一對(duì)長(zhǎng)邊的另一條與作為阻塞結(jié)構(gòu)150的構(gòu)成要素的阻塞脊122x’的側(cè)面接觸。阻塞脊122x’也能夠解釋為被方形波導(dǎo)管165l斷開(kāi)的波導(dǎo)部件122x的部分。阻塞脊122x’的在波導(dǎo)部件122x的延伸方向上的尺寸比桿124x稍大。由阻塞脊122x’和其延長(zhǎng)線上的幾個(gè)桿124x形成阻塞結(jié)構(gòu)150。另外，可以用桿124x來(lái)代用阻塞脊122x’。

第4導(dǎo)電部件160上的多個(gè)桿124x包括沿著波導(dǎo)部件122x排列在波導(dǎo)部件122x的兩側(cè)的2列以上的桿124x。在阻塞脊122x’的兩側(cè)也配置有2列以上的桿124x。圖49中為了參考而用虛線示出與波導(dǎo)部件122x和阻塞脊122x’相鄰的2列桿。方形波導(dǎo)管165l斷開(kāi)了與波導(dǎo)部件122x的兩側(cè)相鄰并且沿著波導(dǎo)部件122x排列的第1列的桿列124x1，但是，沒(méi)有到達(dá)第2列的桿列。更加具體而言，方形波導(dǎo)管165l的長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度比至少2列桿的最短中心間距離的2倍長(zhǎng)，并且，比最短中心間距離的3.5倍短。方形波導(dǎo)管165l的短邊的長(zhǎng)度比所述最短中心間距離的1.5倍短。

根據(jù)這樣的方形波導(dǎo)管165l，在連接mmic等電子電路和波導(dǎo)路時(shí)，能夠抑制信號(hào)波的能量的泄漏，能夠提高陣列天線裝置的性能。

(實(shí)施方式6)

本實(shí)施方式和后面的實(shí)施方式7涉及導(dǎo)電性桿的大小及其配置周期。

實(shí)施方式6、7具有如下共同點(diǎn)，即，導(dǎo)電性桿是棱柱形狀，通過(guò)改變其“邊”的大小來(lái)改變導(dǎo)電性桿的配置周期。這里說(shuō)的“邊”是指從導(dǎo)電性表面的法線方向觀察棱柱形狀的導(dǎo)電性桿時(shí)的圖3中的x方向或者y方向的邊。以下，將導(dǎo)電性桿的x方向的邊的長(zhǎng)度和y方向的邊的長(zhǎng)度之比稱為導(dǎo)電性桿的“縱橫比”。

在以上所說(shuō)明的實(shí)施方式中，上述導(dǎo)電性桿的末端部124a的平面形狀在附圖上大概是正方形。即，縱橫比實(shí)質(zhì)上是1(例如圖17)。

本實(shí)施方式和后面的實(shí)施方式7利用具有縱橫比不是1的非正方形的平面形狀的導(dǎo)電性桿來(lái)構(gòu)成人工磁導(dǎo)體。本實(shí)施方式和后面的實(shí)施方式7的差異是，在本實(shí)施方式中，縮短了導(dǎo)電性桿的與相鄰的波導(dǎo)部件延伸的方向平行的方向(y方向)的邊的大小，而在后面的實(shí)施方式7中，縮短了與相鄰的波導(dǎo)部件延伸的方向垂直的方向(x方向)的邊的大小。另外，在本實(shí)施方式中，導(dǎo)電性桿的x方向的邊的大小有所增加，但是，這是以其與相鄰的波導(dǎo)部件的配置之間的關(guān)系為依據(jù)。

如上所述，在波導(dǎo)部件的波導(dǎo)面形成凹凸，使波導(dǎo)面和與之相對(duì)置的導(dǎo)電部件的導(dǎo)電性表面之間的距離沿著波導(dǎo)路變動(dòng)，由此，能夠縮短在波導(dǎo)路上傳播的信號(hào)波的波長(zhǎng)。在此基礎(chǔ)上，或者取而代之，通過(guò)使波導(dǎo)面的寬度沿著波導(dǎo)路變動(dòng)，也能夠縮短在波導(dǎo)路上傳播的信號(hào)波的波長(zhǎng)。本申請(qǐng)發(fā)明人們針對(duì)一些實(shí)施例進(jìn)行了驗(yàn)證，若是設(shè)在例如沒(méi)有形成凹凸的波導(dǎo)面?zhèn)鞑サ男盘?hào)波的中心波長(zhǎng)為λr，那么在形成有凹凸的波導(dǎo)面?zhèn)鞑サ男盘?hào)波的波長(zhǎng)λg是λg＝0.61λr。例如，如果λr＝4.5mm的話，那么縮短至λg＝2.75mm。

因此，本申請(qǐng)發(fā)明人們并非是根據(jù)波長(zhǎng)λr來(lái)決定導(dǎo)電性桿的配置間隔，而是考慮縮短后的波長(zhǎng)λg來(lái)改變導(dǎo)電性桿的大小。由此，能夠提高人工磁導(dǎo)體的電磁波(信號(hào)波)的泄漏抑制效果。

以下，對(duì)本實(shí)施方式的導(dǎo)電性桿的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。

本實(shí)施方式還涉及陣列天線裝置的結(jié)構(gòu)，但是，以下主要對(duì)陣列天線裝置的設(shè)置有導(dǎo)電性桿和波導(dǎo)部件的第2導(dǎo)電部件120的導(dǎo)電性桿的結(jié)構(gòu)和配置進(jìn)行說(shuō)明。但是，該說(shuō)明也能夠適用于第2導(dǎo)電部件120以外的第3導(dǎo)電部件140和/或第4導(dǎo)電部件160。此外，關(guān)于沒(méi)有特別說(shuō)明的陣列天線裝置的結(jié)構(gòu)，援引此前的陣列天線裝置的說(shuō)明，省略再次的重復(fù)。另外，多個(gè)導(dǎo)電性桿可以不設(shè)置在第2導(dǎo)電部件120上，而是設(shè)置在與波導(dǎo)部件對(duì)置的第1導(dǎo)電部件的導(dǎo)電性表面上。

圖50a示出本實(shí)施方式中的具有縱橫比不是1的導(dǎo)電性桿170a1和170a2的第2導(dǎo)電部件120。第2導(dǎo)電部件120還具有縱橫比是1的導(dǎo)電性桿170b1和170b2。根據(jù)圖50a理解可知，關(guān)于y方向，相同形狀的導(dǎo)電性桿以相同間隔排列。在本實(shí)施方式中，將該情形稱為“導(dǎo)電性桿周期性地排列”。此外，下文中，將在y方向上周期性地排列的、縱橫比是1的多個(gè)導(dǎo)電性桿稱為“標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿組”，將在y方向上周期性地排列的、縱橫比不是1的多個(gè)導(dǎo)電性桿稱為“高密度導(dǎo)電性桿組”。有時(shí)將“高密度導(dǎo)電性桿組”稱為“第1桿組”，將“標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿組”稱為“第2桿組”。在從支承這些桿組的導(dǎo)電部件的導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時(shí)，屬于第1桿組的多個(gè)導(dǎo)電性桿(第1桿)的每1個(gè)具有沿著波導(dǎo)路的方向的邊比其他邊要長(zhǎng)的非正方形的形狀。另一方面，在從該導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時(shí)，屬于第2桿組的多個(gè)導(dǎo)電性桿(第2桿)的每1個(gè)具有正方形的形狀。

圖50b是示意性示出高密度導(dǎo)電性桿組170a、171a、172a、以及標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿組170b和171b的俯視圖。

如上所述，在本實(shí)施方式中，隨著采用產(chǎn)生波長(zhǎng)縮短效果的波導(dǎo)面，而設(shè)置了高密度導(dǎo)電性桿組。因此，高密度導(dǎo)電性桿組與至少產(chǎn)生規(guī)定以上的波長(zhǎng)縮短效果的波導(dǎo)部件相鄰地設(shè)置。另一方面，在不與上述那樣波導(dǎo)部件相鄰的位置設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿組而不是高密度導(dǎo)電性桿組。

圖50b中示出產(chǎn)生波長(zhǎng)縮短效果的波導(dǎo)部件122l－a1和122l－a2。而且，在與這些波導(dǎo)部件相鄰的位置設(shè)置有高密度導(dǎo)電性桿組170a、171a、172a。另一方面，在不與這些波導(dǎo)部件相鄰的位置設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿組171b。此外，標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿組170b與不產(chǎn)生規(guī)定以上的波長(zhǎng)縮短效果的波導(dǎo)部件122l－b相鄰地設(shè)置。

首先，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿組170b、171b進(jìn)行說(shuō)明。例示地參照標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿組170b所包含的導(dǎo)電性桿170b1和170b2。導(dǎo)電性桿170b1和170b2的末端部的平面形狀是正方形，縱橫比是1。此外，導(dǎo)電性桿170b1和170b2的間隔(y方向的間隙的距離)被設(shè)計(jì)成與該正方形的1條邊的長(zhǎng)度大致相等。

具體舉例來(lái)說(shuō)，導(dǎo)電性桿170b1和170b2的各邊是0.5mm，導(dǎo)電性桿的間隔也是0.5mm。即，針對(duì)y方向觀察導(dǎo)電性桿組170b的話，具有0.5mm的邊的導(dǎo)電性桿隔開(kāi)0.5mm的間隔周期性地排列。

接下來(lái)，對(duì)高密度導(dǎo)電性桿組170a、171a、172a進(jìn)行說(shuō)明。例示地參照高密度導(dǎo)電性桿組170a所包含的導(dǎo)電性桿170a1和170a2。導(dǎo)電性桿170a1和170a2的末端部124a的平面形狀是長(zhǎng)方形，縱橫比不是1。y方向的邊的長(zhǎng)度比導(dǎo)電性桿170b1和170b2的邊的長(zhǎng)度短。另一方面，導(dǎo)電性桿170a1和170a2的間隔(y方向的間隙的距離)在本實(shí)施方式中與導(dǎo)電性桿170b1和170b2的間隔相同。

具體舉例來(lái)說(shuō)，導(dǎo)電性桿170a1和170a2的y方向的各邊是0.325mm，導(dǎo)電性桿的間隔被設(shè)定為0.5mm。即，針對(duì)y方向觀察高密度導(dǎo)電性桿組170a的話，具有0.325mm的邊的導(dǎo)電性桿隔開(kāi)0.5mm的間隔周期性地排列。

對(duì)高密度導(dǎo)電性桿組170a、171a、172a內(nèi)的導(dǎo)電性桿的排列周期和標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿組170b、171b內(nèi)的導(dǎo)電性桿的排列周期進(jìn)行比較時(shí)，后者較長(zhǎng)。在上述的具體示例中，在每1個(gè)周期，后者要長(zhǎng)0.175mm。因此，在高密度導(dǎo)電性桿組中，在相同長(zhǎng)度的范圍內(nèi)，能夠更多地設(shè)置導(dǎo)電性桿。因此，能夠更加有效地抑制在波導(dǎo)部件傳播的信號(hào)波的泄漏。

以下，對(duì)構(gòu)成高密度導(dǎo)電性桿組的導(dǎo)電性桿的x方向的尺寸和配置也進(jìn)行說(shuō)明。著眼于例如圖50b的高密度導(dǎo)電性桿組171a的導(dǎo)電性桿171a1。

如上述“(1)導(dǎo)電性桿的寬度”中所作說(shuō)明，能夠?qū)?dǎo)電性桿的寬度(x方向和y方向的大小)設(shè)定為小于λm/2，但是，更加優(yōu)選的是小于λ0/4。

因此，本申請(qǐng)發(fā)明人們將導(dǎo)電性桿171a1的x方向的大小設(shè)定為小于λ0/4。在此基礎(chǔ)上，使導(dǎo)電性桿171a1與波導(dǎo)部件122l－a1之間的距離(意思是間隙的大小。以下相同。)以及導(dǎo)電性桿171a1與波導(dǎo)部件122l－a2之間的距離比標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿組的寬。

具體舉例來(lái)說(shuō)，導(dǎo)電性桿171a1的x方向的寬度是0.75mm(＝0.19λ0)，比導(dǎo)電性桿170b1的x方向的寬度長(zhǎng)0.25mm。此外，導(dǎo)電性桿171a1與波導(dǎo)部件122l－a1之間距離以及導(dǎo)電性桿171a1與波導(dǎo)部件122l－a2之間的距離都是0.625mm(＝0.16λ0))，比導(dǎo)電性桿170b1與波導(dǎo)部件122l－b之間的距離長(zhǎng)0.125mm。

在圖50a中，不僅是在波導(dǎo)部件122l－a上，在波導(dǎo)部件122l－b上，在波導(dǎo)面上也形成有凹凸。因此，也可以在波導(dǎo)部件122l－b的兩側(cè)也設(shè)置高密度導(dǎo)電性桿組。在本實(shí)施方式中，與波導(dǎo)部件122l－b相比，在波導(dǎo)部件122l－a上形成有更多凹凸，波長(zhǎng)的縮短效果更佳。因此，對(duì)于波導(dǎo)部件122l－a1和122l－a2的兩側(cè)的導(dǎo)電性桿組，形成了高密度導(dǎo)電性桿組170a、171a、172a。能夠適當(dāng)?shù)匾?guī)定設(shè)置高密度導(dǎo)電性桿組和標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿組中的哪一方的基準(zhǔn)。可以是，在設(shè)例如在不具有波長(zhǎng)縮短效果的波導(dǎo)面上傳播的信號(hào)波的中心波長(zhǎng)為λr，設(shè)在具有波長(zhǎng)縮短效果的波導(dǎo)面上傳播的信號(hào)波的波長(zhǎng)為λg時(shí)，如果λg＜0.80λr，則設(shè)置高密度導(dǎo)電性桿組，如果λg≥0.80λr，則設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿組。

另外，在本實(shí)施方式中，導(dǎo)電性桿組170a、171a、172a的y方向上的配置周期(即，相鄰的桿間的中心間距離)與波導(dǎo)部件122l－a1所具有的端口145a1和波導(dǎo)部件122l－a2所具有的端口145a2在y方向上的間隔的二分之一相等。通過(guò)選擇該周期，盡管端口145a1和145a2的位置在y方向上不同，但是，具有h字形的形狀的端口145a1和145a2的水平部分(橫部)的y方向位置與分別和它們相鄰的導(dǎo)電性桿171a1的y方向位置一致。通過(guò)選擇這樣的位置關(guān)系，能夠使端口145a1和145a2的附近的電場(chǎng)的狀態(tài)相等。另外，用于獲得這樣的效果的導(dǎo)電性桿170a、171a、172a在y方向上的配置周期不限于端口145a1和端口145a2在y方向上的配置周期的二分之一。更加一般的是，能夠選擇整數(shù)分之一(整數(shù)包括1)的尺寸。此外，在目的為獲得保持電場(chǎng)的狀態(tài)相等這一效果的情況下，無(wú)需采用產(chǎn)生波長(zhǎng)縮短效果的波導(dǎo)面。

(實(shí)施方式7)

在以上所述的實(shí)施方式中，如例如圖26或者圖31所示，對(duì)以下結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明：1個(gè)導(dǎo)電部件具有多個(gè)波導(dǎo)部件，在由與該多個(gè)波導(dǎo)部件對(duì)置的導(dǎo)電部件、該波導(dǎo)部件以及人工磁導(dǎo)體形成的多個(gè)波導(dǎo)路中，對(duì)發(fā)送的信號(hào)波和/或者接收到的信號(hào)波進(jìn)行傳播。

在設(shè)置有多個(gè)波導(dǎo)部件時(shí)，該多個(gè)波導(dǎo)部件的間隔影響天線陣列的接收性能和/或發(fā)送性能。例如，設(shè)置于激勵(lì)層的多個(gè)波導(dǎo)部件的間隔決定天線元件的排列間隔(即，相鄰的2個(gè)天線元件的中心間隔)。如已經(jīng)所作說(shuō)明，若相鄰的2個(gè)天線元件的中心間隔比使用的電磁波的波長(zhǎng)大的話，則柵瓣會(huì)出現(xiàn)在天線的可視區(qū)域內(nèi)。若天線元件的排列間隔進(jìn)一步擴(kuò)大的話，產(chǎn)生柵瓣的方位會(huì)靠近主瓣的方位。因此，需要減小天線元件的排列間隔，即，多個(gè)波導(dǎo)部件的間隔。此外，為了擴(kuò)大天線陣列的可接收角度范圍，也需要減小設(shè)置于激勵(lì)層的波導(dǎo)部件的配置間隔。

若減小多個(gè)波導(dǎo)部件的配置間隔，那么配置于其間的導(dǎo)電性桿的列的數(shù)量被限制。由于例如彼此相鄰的2個(gè)波導(dǎo)部件的配置間隔，而導(dǎo)致只能設(shè)置1列導(dǎo)電性桿組，有可能不能充分確保波導(dǎo)面之間的電磁分離。即，在有的波導(dǎo)路中傳播的電磁波有可能泄漏到相鄰的波導(dǎo)面。

因此，關(guān)于與波導(dǎo)部件相鄰配置的導(dǎo)電性桿，本申請(qǐng)發(fā)明人們?cè)谂c導(dǎo)電部件平行的平面內(nèi)，縮短了與波導(dǎo)部件垂直的方向(x方向)的邊的大小。其結(jié)果為，波導(dǎo)部件被至少2列導(dǎo)電性桿組包圍，實(shí)現(xiàn)了波導(dǎo)面之間的充分的電磁分離。

以下，對(duì)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。

本實(shí)施方式也涉及陣列天線裝置的結(jié)構(gòu)，但是，以下主要對(duì)陣列天線裝置的設(shè)置有導(dǎo)電性桿和波導(dǎo)部件的第2導(dǎo)電部件120的導(dǎo)電性桿的結(jié)構(gòu)和配置進(jìn)行說(shuō)明。但是，該說(shuō)明也能夠適用于第2導(dǎo)電部件120以外的第3導(dǎo)電部件140和/或第4導(dǎo)電部件160。此外，關(guān)于沒(méi)有特別說(shuō)明的陣列天線裝置的結(jié)構(gòu)，援引此前的陣列天線裝置的說(shuō)明，省略再次的重復(fù)。另外，多個(gè)導(dǎo)電性桿可以不但設(shè)置在第2導(dǎo)電部件120上，而且還設(shè)置在與波導(dǎo)部件對(duì)置的第1導(dǎo)電部件的導(dǎo)電性表面上。

圖51a示出各自的兩側(cè)被2列導(dǎo)電性桿組包圍的2個(gè)波導(dǎo)部件122l－c和122l－d。波導(dǎo)部件122l－c被2列導(dǎo)電性桿組180和2列導(dǎo)電性桿組181包圍。此外，波導(dǎo)部件122l－d被2列導(dǎo)電性桿組181和2列導(dǎo)電性桿組182包圍。構(gòu)成2列導(dǎo)電性桿組180～182的每個(gè)導(dǎo)電性桿的y方向的尺寸比x方向的尺寸長(zhǎng)。作為參考，在圖51a中示出波導(dǎo)部件122l－e和配置在其兩側(cè)的2組標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿組184。

以下，將構(gòu)成導(dǎo)電性桿組180～182的每個(gè)導(dǎo)電性桿稱為“本實(shí)施方式的導(dǎo)電性桿”，將構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿組184的每個(gè)導(dǎo)電性桿稱為“標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿”。理解為本實(shí)施方式的導(dǎo)電性桿比標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿小。

圖51b是示意性示出本實(shí)施方式的導(dǎo)電性桿的尺寸和配置的俯視圖。作為本實(shí)施方式的導(dǎo)電性桿，著眼于在y方向上彼此相鄰的2個(gè)導(dǎo)電性桿180a和180b。

對(duì)波導(dǎo)部件122l－c與波導(dǎo)部件122l－d之間進(jìn)行以下區(qū)分。

w1：從波導(dǎo)部件122l－c到導(dǎo)電性桿180a的距離

w2：導(dǎo)電性桿180a的x方向的寬度

w3：從導(dǎo)電性桿180a到導(dǎo)電性桿180b的距離

w4：導(dǎo)電性桿180b的x方向的寬度

w5：從導(dǎo)電性桿180b到波導(dǎo)部件122l－d的距離

在本實(shí)施方式中，出于方便起見(jiàn)，設(shè)為w2＝w4、w1＝w5。但是，這一要件并不是必須的。

如上所述，在本實(shí)施方式中，使w2和w4比標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿的x方向的寬度短。例如，在標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿的x方向的寬度是λ0/8時(shí)，w2和w4是λ0/16。其結(jié)果為，能夠確保w3為λ0/8的程度。假如作為w1和w5而確保了λ0/8，那么從波導(dǎo)部件122l－c到波導(dǎo)部件122l－d的間隔為λ0/2的程度。

另一方面，在xy平面上，在標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿是一條邊為λ0/8的正方形，2列桿的配置間隔也是λ0/8時(shí)，2個(gè)波導(dǎo)部件的間隔為5λ0/8。因此，本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中的2個(gè)波導(dǎo)部件的間隔短。

本實(shí)施方式的導(dǎo)電性桿的y方向的尺寸設(shè)定為比x方向的尺寸長(zhǎng)。由此，確保了各個(gè)導(dǎo)電性桿的強(qiáng)度。但是，關(guān)于y方向，也能夠使本實(shí)施方式的導(dǎo)電性桿的尺寸比標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)電性桿的尺寸短。由此，能夠設(shè)置實(shí)施方式6中說(shuō)明過(guò)的高密度導(dǎo)電性桿組。

在上述的實(shí)施方式6和7中，導(dǎo)電性桿為棱柱形狀。但是，導(dǎo)電性桿也可以是圓柱形狀。在該情況下，通過(guò)減小例如圓柱的半徑，能夠針對(duì)沿著波導(dǎo)部件的方向提高導(dǎo)電性桿的配置密度，或者，能夠增加配置于彼此相鄰的波導(dǎo)部件間的導(dǎo)電性桿的列數(shù)。或者，可以構(gòu)成為，并非由圓柱而是由橢圓柱形成導(dǎo)電性桿，將上述長(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊和短邊替換成橢圓的長(zhǎng)軸和短軸。

(陣列天線裝置的具體示例)

以上，對(duì)本發(fā)明的例示的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。以下，參照?qǐng)D52、圖53以及圖54a～54d對(duì)包括上述各個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的陣列天線裝置的具體結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說(shuō)明。

圖52是例示的陣列天線裝置1000的立體圖。圖53進(jìn)一步是陣列天線裝置1000的側(cè)視圖。

層疊4個(gè)導(dǎo)電部件來(lái)構(gòu)成陣列天線裝置1000。具體而言，在+z方向上依次層疊有第4導(dǎo)電部件160、第3導(dǎo)電部件140、第2導(dǎo)電部件120以及第1導(dǎo)電部件110。對(duì)置的2個(gè)導(dǎo)電部件之間的間隔如上所述。

此外，設(shè)置于各導(dǎo)電部件的各個(gè)端口與背面?zhèn)?－z方向側(cè))的層的各個(gè)波導(dǎo)路彼此對(duì)置配置。例如，著眼于導(dǎo)電部件140。在設(shè)置于導(dǎo)電部件140的波導(dǎo)部件的波導(dǎo)面與同導(dǎo)電部件140對(duì)置的導(dǎo)電部件120的導(dǎo)電性表面之間形成了波導(dǎo)路。波導(dǎo)路與設(shè)置于導(dǎo)電部件140的端口連接。在端口的正下方的導(dǎo)電部件160上，在與端口對(duì)置的位置形成有該層的波導(dǎo)路。由此，信號(hào)波能夠通過(guò)端口而向下層傳播。與之相反地，由mmic等電子電路310(圖13d)生成的信號(hào)波也能夠向上層傳播。

如圖52所示，陣列天線裝置1000具有3種天線a1～a3。例如，天線a1和a3是在信號(hào)波的發(fā)送中利用的發(fā)送天線，天線a2是在信號(hào)波的接收中利用的接收天線。在陣列天線裝置1000中，與天線a1～a3的每1個(gè)相對(duì)應(yīng)地形成有獨(dú)立的波導(dǎo)路。

圖54a～54d分別是示出從+z側(cè)(正面?zhèn)?觀察－z側(cè)(背面?zhèn)?時(shí)的第1導(dǎo)電部件110、第2導(dǎo)電部件120、第3導(dǎo)電部件140以及第4導(dǎo)電部件160的具體結(jié)構(gòu)的正面圖。圖54a示出作為輻射層的第1導(dǎo)電部件110。圖54b示出作為激勵(lì)層的第2導(dǎo)電部件120。圖54c示出作為分配層的第3導(dǎo)電部件140。圖54d示出作為連接層的第4導(dǎo)電部件160。

參照?qǐng)D54a。在陣列天線裝置1000中，例如，作為天線a1采用了圖14a所示的陣列天線。天線a1被調(diào)整成使所輻射的電磁波具有均一的分布，能夠?qū)崿F(xiàn)高增益化。

作為天線a2采用了圖29所示的陣列天線。由此，關(guān)于圖中的y軸的方向，能夠得到使天線元件的排列間距縮短為一半的效果。

作為天線a3采用了圖12所示的結(jié)構(gòu)中的、多個(gè)喇叭114排列成一列的陣列天線。關(guān)于天線a3，其也能夠關(guān)于圖的y軸的方向使天線元件的排列間距比以往短。

另外，圖54d中的虛線的圓所包圍的部分c示出了參照?qǐng)D49所說(shuō)明過(guò)的連接結(jié)構(gòu)。設(shè)置于其他位置的各個(gè)方形波導(dǎo)管和各個(gè)波導(dǎo)部件也還是通過(guò)相同結(jié)構(gòu)連接。即，優(yōu)選第4導(dǎo)電部件160的全部的連接結(jié)構(gòu)與圖49所示的連接結(jié)構(gòu)相同。但是，這是1個(gè)示例。無(wú)需將全部的連接結(jié)構(gòu)統(tǒng)一成圖49所示的連接結(jié)構(gòu)。

＜變形例＞

接下來(lái)，對(duì)波導(dǎo)部件122、導(dǎo)電部件110、120以及導(dǎo)電性桿124的其他變形例進(jìn)行說(shuō)明。

圖55a是示出只有波導(dǎo)部件122的上表面即波導(dǎo)面122a具有導(dǎo)電性、波導(dǎo)部件122的除波導(dǎo)面122a以外的部分不具有導(dǎo)電性的結(jié)構(gòu)的例子的截面圖。同樣地，第1導(dǎo)電部件110與第2導(dǎo)電部件120也是僅波導(dǎo)部件122所在一側(cè)的表面(導(dǎo)電性表面110a、120a)具有導(dǎo)電性，其他部分不具有導(dǎo)電性。這樣，波導(dǎo)部件122、第1導(dǎo)電部件110以及第2導(dǎo)電部件120分別可以是并非整體都具有導(dǎo)電性。

圖55b是示出波導(dǎo)部件122沒(méi)有形成在第2導(dǎo)電部件120上的變形例的圖。在該例子中，波導(dǎo)部件122被固定于支承第1導(dǎo)電部件110和第2導(dǎo)電部件的支承部件(例如，殼體外周部的壁等)。在波導(dǎo)部件122與第2導(dǎo)電部件120之間存在間隙。這樣，波導(dǎo)部件122可以不與第2導(dǎo)電部件120連接。

圖55c是示出第2導(dǎo)電部件120、波導(dǎo)部件122以及多個(gè)導(dǎo)電性桿124分別是在電介質(zhì)的表面上涂布有金屬等導(dǎo)電性材料的結(jié)構(gòu)的例子的圖。第2導(dǎo)電部件120、波導(dǎo)部件122以及多個(gè)導(dǎo)電性桿124彼此通過(guò)導(dǎo)電體連接。另一方面，第1導(dǎo)電部件110由金屬等導(dǎo)電性材料構(gòu)成。

圖55d、圖55e是示出在導(dǎo)電部件110、120、波導(dǎo)部件122以及導(dǎo)電性桿124各自的最表面具有電介質(zhì)層110c、120c的結(jié)構(gòu)的例子的圖。圖55d示出用電介質(zhì)層覆蓋作為導(dǎo)體的金屬制的導(dǎo)電部件的表面的結(jié)構(gòu)的例子。圖55e示出導(dǎo)電部件120具有用金屬等導(dǎo)體覆蓋樹(shù)脂等電介質(zhì)制的部件的表面、再用電介質(zhì)層覆蓋該金屬層的結(jié)構(gòu)的例子。覆蓋金屬表面的電介質(zhì)層可以是樹(shù)脂等涂覆膜，該金屬可以是通過(guò)氧化而生成的鈍態(tài)被膜等氧化被膜。

最表面的電介質(zhì)層會(huì)增加通過(guò)wrg波導(dǎo)路傳播的電磁波的損失。但是，能夠保護(hù)具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電性表面110a、120a不受腐蝕。此外，能夠切斷低頻率的交流電壓的影響至不會(huì)因直流電壓或wrg波導(dǎo)路的不同而不進(jìn)行傳播的程度。

圖55f是示出波導(dǎo)部件122的高度比導(dǎo)電性桿124的高度低、第1導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a向波導(dǎo)部件122側(cè)突出的例子的圖。即使是這樣的結(jié)構(gòu)，只要滿足圖4所示的尺寸的范圍，就能與上述的實(shí)施方式同樣地工作。

圖55g是示出在圖55f的結(jié)構(gòu)中，進(jìn)一步導(dǎo)電性表面110a中的與導(dǎo)電性桿124對(duì)置的部分向?qū)щ娦詶U124側(cè)突出的例子的圖。即使是這樣的結(jié)構(gòu)，只要滿足圖4所示的尺寸的范圍，就能與上述的實(shí)施方式同樣地工作。另外，可以是以導(dǎo)電性表面110a的一部分凹陷的結(jié)構(gòu)來(lái)替代導(dǎo)電性表面110a的一部分突出的結(jié)構(gòu)。

圖56a是示出第1導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a具有曲面形狀的例子的圖。圖56b是示出進(jìn)一步第2導(dǎo)電部件120的導(dǎo)電性表面120a也具有曲面形狀的例子的圖。如這些例子所示，導(dǎo)電性表面110a、120a中的至少一方不限于平面形狀，可以具有曲面形狀。特別是，如參照?qǐng)D2b所作說(shuō)明，第2導(dǎo)電部件120可以具有整體上不存在平面狀的部位的導(dǎo)電性表面120a。

本實(shí)施方式中的波導(dǎo)路裝置和天線裝置能夠優(yōu)選用于搭載在例如車輛、船舶、飛行器、機(jī)器人等移動(dòng)體的雷達(dá)裝置(以下，簡(jiǎn)稱為“雷達(dá)”。)或者雷達(dá)系統(tǒng)。雷達(dá)具有本公開(kāi)的實(shí)施方式中的天線裝置和與該天線裝置連接的微波集成電路。雷達(dá)系統(tǒng)具有該雷達(dá)和與該雷達(dá)的微波集成電路連接的信號(hào)處理電路。本實(shí)施方式的天線裝置具有能夠小型化的wrg結(jié)構(gòu)，因此，與使用以往的中空波導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)相比，能夠減小排列有天線元件的面的面積。因此，能夠?qū)⒋钶d了該天線裝置的雷達(dá)系統(tǒng)容易地搭載到例如車輛的后視鏡的鏡面的相反側(cè)的面這樣狹小的地方或者uav(unmannedaerialvehicle：所謂的無(wú)人機(jī))這樣的小型移動(dòng)體。另外，雷達(dá)系統(tǒng)不限定于搭載到車輛的方式的例子，能夠固定于例如道路或者建筑物中使用。

本公開(kāi)的實(shí)施方式中的縫隙陣列天線還能夠在無(wú)線通信系統(tǒng)中利用。上述那樣的無(wú)線通信系統(tǒng)具有上述的任意1個(gè)實(shí)施方式中的縫隙陣列天線和通信電路(發(fā)送電路或者接收電路)。關(guān)于在無(wú)線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用例的細(xì)節(jié)，將在后文進(jìn)行闡述。

本公開(kāi)的實(shí)施方式中的縫隙陣列天線還能夠作為室內(nèi)定位系統(tǒng)(ips：indoorpositioningsystem)中的天線利用。在室內(nèi)定位系統(tǒng)中，能夠確定在建筑物內(nèi)的人、或者無(wú)人搬運(yùn)車(agv：automatedguidedvehicle)等移動(dòng)體的位置?？p隙陣列天線還能夠在電波發(fā)送器(信標(biāo))中使用，該電波發(fā)送器用于向來(lái)到店鋪或者設(shè)施的人持有的信息終端(智能手機(jī)等)提供信息的系統(tǒng)中。在這樣的系統(tǒng)中，信標(biāo)例如每過(guò)幾秒發(fā)送1次疊加有id等信息的電磁波。信息終端接收了該電磁波后，信息終端經(jīng)由通信線路向遠(yuǎn)方的服務(wù)器計(jì)算機(jī)發(fā)送接受的信息。服務(wù)器計(jì)算機(jī)根據(jù)從信息終端得到的信息確定該信息終端的位置，將與其位置相對(duì)應(yīng)的信息(例如，商品指引或者優(yōu)惠券)提供給該信息終端。

另外，在本說(shuō)明書中，尊重作為本發(fā)明人的其中一人的桐野的論文(非專利文獻(xiàn)1)、以及在同時(shí)期發(fā)表了相關(guān)內(nèi)容的研究的kildal等的論文的記載，而使用“人工磁導(dǎo)體”這一用語(yǔ)來(lái)記載本公開(kāi)的技術(shù)。但是，本發(fā)明人們研究的結(jié)果是，明確了在本公開(kāi)的發(fā)明中，以往的定義中的“人工磁導(dǎo)體”未必是必須的。即，曾認(rèn)為在人工磁導(dǎo)體中周期結(jié)構(gòu)是必須的，但是，為了實(shí)施本公開(kāi)的發(fā)明，周期結(jié)構(gòu)卻未必是必須的。

在本公開(kāi)的實(shí)施方式中，利用例如導(dǎo)電性桿的列來(lái)實(shí)現(xiàn)人工磁導(dǎo)體。曾認(rèn)為為了阻止向遠(yuǎn)離波導(dǎo)面的方向漏出的電磁波，沿著波導(dǎo)部件(脊)排列的導(dǎo)電性桿的列在波導(dǎo)部件的單側(cè)必須至少有2列。這是因?yàn)槿绻袥](méi)有最低限的2列那么也就不存在導(dǎo)電性桿列的配置“周期”。但是，根據(jù)本發(fā)明人們的研究，即使在并行延伸的2個(gè)波導(dǎo)部件之間僅配置有1列或者一個(gè)導(dǎo)電性桿的情況下，從1個(gè)波導(dǎo)部件向另1個(gè)波導(dǎo)部件漏出的信號(hào)的強(qiáng)度能夠被抑制成－10db以下。這在多種用途上足以實(shí)用的值。在只具有不完整的周期結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下，達(dá)成這樣的足夠水平的分離的理由目前還不明確。但是，考慮這一事實(shí)，在本公開(kāi)中，擴(kuò)展了以往的“人工磁導(dǎo)體”的概念，“人工磁導(dǎo)體”這一用語(yǔ)也包括僅配置1列或者一個(gè)導(dǎo)電性桿的結(jié)構(gòu)。

＜應(yīng)用例1：車載雷達(dá)系統(tǒng)＞

接下來(lái)，作為利用上述陣列天線的應(yīng)用例，對(duì)具有陣列天線的車載雷達(dá)系統(tǒng)的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明。用于車載雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)送波具有例如76千兆赫(ghz)頻段的頻率，該發(fā)送波在自由空間中的波長(zhǎng)λo為約4mm。

在汽車的防碰撞系統(tǒng)以及自動(dòng)運(yùn)行等安全技術(shù)中識(shí)別尤其在本車輛的前方行駛的1個(gè)或多個(gè)車輛(目標(biāo))是必不可少的。作為車輛的識(shí)別方法，以往開(kāi)發(fā)出了使用雷達(dá)系統(tǒng)估計(jì)入射波的方向的技術(shù)。

圖57表示本車輛500和與本車輛500在相同的車道上行駛的先行車輛502。本車輛500具有包含上述實(shí)施方式中的陣列天線的車載雷達(dá)系統(tǒng)。若本車輛500的車載雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射高頻的發(fā)送信號(hào)，則該發(fā)送信號(hào)到達(dá)先行車輛502并被先行車輛502反射，其一部分再回到本車輛500。車載雷達(dá)系統(tǒng)接收該信號(hào)，計(jì)算先行車輛502的位置、到先行車輛502的距離以及速度等。

圖58表示本車輛500的車載雷達(dá)系統(tǒng)510。車載雷達(dá)系統(tǒng)510配置在車內(nèi)。更具體地說(shuō)，車載雷達(dá)系統(tǒng)510配置在后視鏡的與鏡面相反的一側(cè)的面。車載雷達(dá)系統(tǒng)510從車內(nèi)朝向車輛500的行進(jìn)方向發(fā)射高頻的發(fā)送信號(hào)，并接收從行進(jìn)方向入射的信號(hào)。

基于本應(yīng)用例的車載雷達(dá)系統(tǒng)510具有上述實(shí)施方式2中的陣列天線。在本應(yīng)用例中，配置成多個(gè)波導(dǎo)部件各自延伸的方向與鉛垂方向一致，多個(gè)波導(dǎo)部件的排列方向與水平方向一致。因此，能夠縮小將多個(gè)縫隙從正面觀察時(shí)的橫向尺寸。作為包含上述陣列天線的天線裝置的尺寸的一個(gè)例子，橫×縱×深度為60×30×10mm?？梢岳斫鉃?6ghz頻段的毫米波雷達(dá)系統(tǒng)的大小非常小。

另外，以往的大多車載雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)置于車外，例如前車頭的頂端部。其理由是，因?yàn)檐囕d雷達(dá)系統(tǒng)的大小比較大，很難如本公開(kāi)那樣設(shè)置在車內(nèi)。基于本應(yīng)用例的車載雷達(dá)系統(tǒng)510雖然能夠如上所述那樣設(shè)置在車內(nèi)，但也可以裝設(shè)于前車頭的頂端。由于減少了車載雷達(dá)系統(tǒng)在前車頭中所占的區(qū)域，因此容易配置其他零件。

根據(jù)本應(yīng)用例，由于能夠縮小用于發(fā)送天線的多個(gè)波導(dǎo)部件(脊部)的間隔，因此也能夠縮小與相鄰的多個(gè)波導(dǎo)部件相向設(shè)置的多個(gè)縫隙的間隔。由此，能夠抑制柵瓣的影響。例如，在將橫向相鄰的兩個(gè)縫隙的中心之間的距離設(shè)為短于發(fā)送波的自由空間波長(zhǎng)λo(小于約4mm)的情況下，不會(huì)在前方發(fā)生柵瓣。由此，能夠抑制柵瓣的影響。另外，若天線元件的排列間隔大于電磁波的波長(zhǎng)的一半，則會(huì)出現(xiàn)柵瓣。但是，若排列間隔小于波長(zhǎng)，則不會(huì)在前方出現(xiàn)柵瓣。因此，在不進(jìn)行向從構(gòu)成陣列天線的各天線元件發(fā)射的電波賦予相位差的波束轉(zhuǎn)向的情況下，只要天線元件的配置間隔小于波長(zhǎng)，則柵瓣就不會(huì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響。通過(guò)調(diào)整發(fā)送天線的陣列因子，能夠調(diào)整發(fā)送天線的指向性。也可以為了能夠獨(dú)立地調(diào)整在多個(gè)波導(dǎo)部件上傳輸?shù)碾姶挪ǖ南辔欢O(shè)置相移器。在該情況下，為了避免柵瓣的影響，優(yōu)選將天線元件的配置間隔設(shè)為小于發(fā)送波的自由空間波長(zhǎng)λo的一半。通過(guò)設(shè)置相移器，能夠?qū)l(fā)送天線的指向性改為任意方向。由于周知相移器的結(jié)構(gòu)，因此省略其結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。

由于本應(yīng)用例中的接收天線能夠降低來(lái)源于柵瓣的反射波的接收，因此能夠提高以下說(shuō)明的處理的精度。以下，對(duì)接收處理的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明。

圖59a示出了車載雷達(dá)系統(tǒng)510的陣列天線aa與多個(gè)入射波k(k：1～k的整數(shù)，以下相同。k是存在于不同方位的目標(biāo)的數(shù)量)的關(guān)系。陣列天線aa具有呈直線狀排列的m個(gè)天線元件。由于天線在原理上能夠用于發(fā)送以及接收這兩者，因此陣列天線aa能夠包含發(fā)送天線以及接收天線這兩者。以下，對(duì)處理接收天線所接收的入射波的方法的例子進(jìn)行說(shuō)明。

陣列天線aa接收從各種角度同時(shí)入射的多個(gè)入射波。多個(gè)入射波中包含從相同的車載雷達(dá)系統(tǒng)510的發(fā)送天線發(fā)射并由目標(biāo)反射的入射波。并且，多個(gè)入射波中還包含從其他車輛發(fā)射的直接或間接的入射波。

入射波的入射角度(即，表示入射方向的角度)表示以陣列天線aa的側(cè)面b為基準(zhǔn)的角度。入射波的入射角度表示相對(duì)于與天線元件組所排列的直線方向垂直的方向的角度。

現(xiàn)在，關(guān)注第k個(gè)入射波?！暗趉個(gè)入射波”是指，從存在于不同方位的k個(gè)目標(biāo)向陣列天線入射k個(gè)入射波時(shí)通過(guò)入射角θk識(shí)別的入射波。

圖59b表示接收第k個(gè)入射波的陣列天線aa。陣列天線aa所接收的信號(hào)能夠以算式1的形式表現(xiàn)為具有m個(gè)要素的“矢量”。

(算式1)

s＝[s1、s2、……、sm]^t

在此，sm(m：1～m的整數(shù)，以下相同)是第m個(gè)天線元件所接收的信號(hào)的值。上標(biāo)t是指轉(zhuǎn)置。s是列矢量。列矢量s根據(jù)由陣列天線的結(jié)構(gòu)確定的方向矢量(稱作導(dǎo)向矢量或模式矢量)與目標(biāo)(還稱作波源或信號(hào)源)中的表示信號(hào)的復(fù)矢量的乘積而獲得。當(dāng)波源的個(gè)數(shù)為k時(shí)，從各波源向每個(gè)天線元件入射的信號(hào)的波呈線形重疊。此時(shí)，sm能夠以算式2的形式表現(xiàn)。

[算式2]

算式2中的ak、θk以及分別為第k個(gè)入射波的振幅、入射波的入射角度以及初始相位。λ表示入射波的波長(zhǎng)，j是虛數(shù)單位。

由算式2可以理解，sm可以表現(xiàn)為由實(shí)部(re)和虛部(im)構(gòu)成的復(fù)數(shù)。

若考慮噪聲(內(nèi)部噪聲或熱噪聲)進(jìn)一步一般化，則陣列接收信號(hào)x能夠以算式3的形式表現(xiàn)。

(算式3)

x＝s+n

n是噪聲的矢量表現(xiàn)。

信號(hào)處理電路使用算式3所示的陣列接收信號(hào)x求出入射波的自相關(guān)矩陣rxx(算式4)，再求出自相關(guān)矩陣rxx的各固有值。

[算式4]

在此，上標(biāo)h表示復(fù)共軛轉(zhuǎn)置(厄米共軛)。

在求出的多個(gè)固有值中，具有由熱噪聲規(guī)定的規(guī)定值以上的值的固有值(信號(hào)空間固有值)的個(gè)數(shù)與入射波的個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)。而且，通過(guò)計(jì)算反射波的入射方向的似然最大(成為最大似然)的角度，能夠確定目標(biāo)的數(shù)量以及各目標(biāo)存在的角度。該處理作為最大似然估計(jì)法是公知的。

接著，參照?qǐng)D60。圖60是表示基于本公開(kāi)的車輛行駛控制裝置600的基本結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的框圖。圖60所示的車輛行駛控制裝置600具有：裝配于車輛的雷達(dá)系統(tǒng)510；以及與雷達(dá)系統(tǒng)510連接的行駛支援電子控制裝置520。雷達(dá)系統(tǒng)510具有陣列天線aa和雷達(dá)信號(hào)處理裝置530。

陣列天線aa具有多個(gè)天線元件，多個(gè)天線元件分別響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)入射波而輸出接收信號(hào)。如上所述，陣列天線aa還能夠發(fā)射高頻的毫米波。另外，陣列天線aa并不限于實(shí)施方式2中的陣列天線，也可以是適合接收的其他陣列天線。

在雷達(dá)系統(tǒng)510中，陣列天線aa需要安裝于車輛。但是，雷達(dá)信號(hào)處理裝置530的至少一部分功能也可以通過(guò)設(shè)置于車輛行駛控制裝置600的外部(例如本車輛的外部)的計(jì)算機(jī)550以及數(shù)據(jù)庫(kù)552實(shí)現(xiàn)。在該情況下，雷達(dá)信號(hào)處理裝置530中的位于車輛內(nèi)的部分能夠始終或隨時(shí)連接于設(shè)置在車輛的外部的計(jì)算機(jī)550以及數(shù)據(jù)庫(kù)552，以便能夠進(jìn)行信號(hào)或數(shù)據(jù)的雙向通信。通信借助車輛所具有的通信設(shè)備540以及一般的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。

數(shù)據(jù)庫(kù)552可以存儲(chǔ)規(guī)定各種信號(hào)處理算法的程序。雷達(dá)系統(tǒng)510的工作所需的數(shù)據(jù)以及程序的內(nèi)容能夠借助通信設(shè)備540從外部更新。這樣一來(lái)，雷達(dá)系統(tǒng)510的至少一部分功能能夠在本車輛的外部(包含其他車輛的內(nèi)部)通過(guò)云計(jì)算的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。因此，本公開(kāi)中的“車載”的雷達(dá)系統(tǒng)無(wú)需所有構(gòu)成要素裝設(shè)于車輛。但是，在本申請(qǐng)中，為了簡(jiǎn)便，只要沒(méi)有另外說(shuō)明，對(duì)本公開(kāi)的所有構(gòu)成要素裝設(shè)于一臺(tái)車輛(本車輛)的方式進(jìn)行說(shuō)明。

雷達(dá)信號(hào)處理裝置530具有信號(hào)處理電路560。該信號(hào)處理電路560從陣列天線aa直接或間接地接收接收信號(hào)，并將接收信號(hào)或由接收信號(hào)生成的二次信號(hào)輸入到入射波估計(jì)單元au。由接收信號(hào)生成二次信號(hào)的電路(未圖示)的一部分或全部無(wú)需設(shè)置于信號(hào)處理電路560的內(nèi)部。這種電路(前處理電路)的一部分或全部也可以設(shè)置在陣列天線aa與雷達(dá)信號(hào)處理裝置530之間。

信號(hào)處理電路560構(gòu)成為利用接收信號(hào)或二次信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，并輸出表示入射波的個(gè)數(shù)的信號(hào)。在此，“表示入射波的個(gè)數(shù)的信號(hào)”能夠稱作表示在本車輛的前方行駛的一個(gè)或多個(gè)先行車輛的數(shù)量的信號(hào)。

該信號(hào)處理電路560構(gòu)成為進(jìn)行公知的雷達(dá)信號(hào)處理裝置所執(zhí)行的各種信號(hào)處理即可。例如，信號(hào)處理電路560能夠構(gòu)成為，執(zhí)行music(多重信號(hào)分類)法、esprit(旋轉(zhuǎn)不變因子空間)法以及sage(空間交替期望最大化)法等“超分辨率算法”(superresolutionmethod)或分辨率相對(duì)低的其他入射方向估計(jì)算法。

圖60所示的入射波估計(jì)單元au通過(guò)任意的入射方向估計(jì)算法估計(jì)表示入射波的方位的角度，并輸出表示估計(jì)結(jié)果的信號(hào)。信號(hào)處理電路560利用由入射波估計(jì)單元au執(zhí)行的公知算法估計(jì)到入射波的波源即目標(biāo)的距離、目標(biāo)的相對(duì)速度以及目標(biāo)的方位，并輸出表示估計(jì)結(jié)果的信號(hào)。

本公開(kāi)中的“信號(hào)處理電路”這一術(shù)語(yǔ)并不限定于單獨(dú)的電路，也包括將多個(gè)電路的組合概括地理解為1個(gè)功能元件的形態(tài)。信號(hào)處理電路560也可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)片上系統(tǒng)(soc)實(shí)現(xiàn)。例如，信號(hào)處理電路560的一部分或全部也可以為可編程邏輯設(shè)備(pld)、即fpga(field-programmablegatearray：現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)。在該情況下，信號(hào)處理電路560包含多個(gè)運(yùn)算元件(例如，通用邏輯以及乘法器)以及多個(gè)存儲(chǔ)元件(例如，查詢表或存儲(chǔ)模塊)。或者，信號(hào)處理電路560也可以為通用處理器以及主存儲(chǔ)裝置的集合。信號(hào)處理電路560也可以為包含處理器內(nèi)核和存儲(chǔ)器的電路。這些能夠作為信號(hào)處理電路560發(fā)揮功能。

行駛支援電子控制裝置520構(gòu)成為根據(jù)從雷達(dá)信號(hào)處理裝置530輸出的各種信號(hào)進(jìn)行車輛的行駛支援。行駛支援電子控制裝置520對(duì)各種電子控制單元進(jìn)行指示，以使各種電子控制單元發(fā)揮規(guī)定的功能。規(guī)定的功能例如包括：在到先行車輛的距離(車間距離)比預(yù)先設(shè)定的值小時(shí)發(fā)出警報(bào)來(lái)催促駕駛員進(jìn)行制動(dòng)操作的功能；控制制動(dòng)器的功能；以及控制油門的功能。例如，在進(jìn)行本車輛的自適應(yīng)巡航控制的工作模式時(shí)，行駛支援電子控制裝置520向各種電子控制單元(未圖示)以及致動(dòng)器發(fā)送規(guī)定的信號(hào)，將從本車輛到先行車輛的距離維持在預(yù)先設(shè)定的值，或者將本車輛的行駛速度維持在預(yù)先設(shè)定的值。

在基于music法的情況下，信號(hào)處理電路560求出自相關(guān)矩陣的各固有值，輸出表示這些固有值中比由熱噪聲規(guī)定的規(guī)定值(熱噪聲功率)大的固有值(信號(hào)空間固有值)的個(gè)數(shù)的信號(hào)，以作為表示入射波的個(gè)數(shù)的信號(hào)。

接著，參照?qǐng)D61。圖61是表示車輛行駛控制裝置600的結(jié)構(gòu)的其他例子的框圖。圖61的車輛行駛控制裝置600中的雷達(dá)系統(tǒng)510具有：包含接收專用的陣列天線(還稱作接收天線)rx以及發(fā)送專用的陣列天線(還稱作發(fā)送天線)tx的陣列天線aa；以及物體檢測(cè)裝置570。

發(fā)送天線tx以及接收天線rx中的至少1個(gè)具有上述的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。發(fā)送天線tx例如發(fā)射作為毫米波的發(fā)送波。接收專用的接收天線rx響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)入射波(例如毫米波)而輸出接收信號(hào)。

收發(fā)電路580向發(fā)送天線tx發(fā)送用于發(fā)送波的發(fā)送信號(hào)，并且進(jìn)行基于由接收天線rx接收的接收波的接收信號(hào)的“前處理”。前處理的一部分或全部也可以通過(guò)雷達(dá)信號(hào)處理裝置530的信號(hào)處理電路560執(zhí)行。收發(fā)電路580進(jìn)行的前處理的典型例子可以包括：由接收信號(hào)生成差頻信號(hào)；以及將模擬形式的接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的接收信號(hào)。

另外，基于本公開(kāi)的雷達(dá)系統(tǒng)并不限定于裝設(shè)在車輛的方式的例子，能夠固定于道路或建筑物來(lái)使用。

接著，對(duì)車輛行駛控制裝置600的更具體的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明。

圖62表示車輛行駛控制裝置600的更具體的結(jié)構(gòu)的例子的框圖。圖62所示的車輛行駛控制裝置600具有雷達(dá)系統(tǒng)510和車載攝像頭系統(tǒng)700。雷達(dá)系統(tǒng)510具有陣列天線aa、與陣列天線aa連接的收發(fā)電路580以及信號(hào)處理電路560。

車載攝像頭系統(tǒng)700具有：裝設(shè)于車輛的車載攝像頭710；以及對(duì)通過(guò)車載攝像頭710獲取的圖像或影像進(jìn)行處理的圖像處理電路720。

本應(yīng)用例中的車輛行駛控制裝置600具有：與陣列天線aa以及車載攝像頭710連接的物體檢測(cè)裝置570；以及與物體檢測(cè)裝置570連接的行駛支援電子控制裝置520。該物體檢測(cè)裝置570除了包含前述的信號(hào)處理裝置530(包含信號(hào)處理電路560)之外，還包含收發(fā)電路580以及圖像處理電路720。物體檢測(cè)裝置570不僅利用通過(guò)雷達(dá)系統(tǒng)510獲得的信息，而且還能夠利用通過(guò)圖像處理電路720獲得的信息檢測(cè)道路上或道路附近的目標(biāo)。例如，本車輛在同一方向的兩條以上車道中的任意一條車道上行駛時(shí)，能夠通過(guò)圖像處理電路720判別本車輛行駛的車道是哪條車道，并將該判別的結(jié)果提供給信號(hào)處理電路560。信號(hào)處理電路560在通過(guò)規(guī)定的入射方向估計(jì)算法(例如music法)識(shí)別先行車輛的數(shù)量以及方位時(shí)，能夠通過(guò)參照來(lái)自圖像處理電路720的信息關(guān)于先行車輛的配置提供可靠度更高的信息。

另外，車載攝像頭系統(tǒng)700是確定本車輛行駛的車道是哪條車道的構(gòu)件的一個(gè)例子。也可以利用其他構(gòu)件確定本車輛的車道位置。例如，能夠利用超寬帶無(wú)線技術(shù)(uwb：ultrawideband)確定本車輛在多條車道中的哪條車道上行駛。周知超寬帶無(wú)線技術(shù)能夠用作位置測(cè)定和/或雷達(dá)。若利用超寬帶無(wú)線技術(shù)，則由于雷達(dá)的距離分辨率增高，因此即使在前方存在多臺(tái)車輛的情況下，也能夠根據(jù)距離的差將每個(gè)目標(biāo)進(jìn)行區(qū)分并檢測(cè)。因此，能夠確定路肩的護(hù)欄或與中央分離帶之間的距離。各車道的寬度已在各國(guó)的法律等中預(yù)先規(guī)定。利用這些信息，能夠確定本車輛在當(dāng)前行駛中的車道的位置。另外，超寬帶無(wú)線技術(shù)是一個(gè)例子。也可以利用基于其他無(wú)線技術(shù)的電波。并且，也可以將光學(xué)雷達(dá)(lidar：lightdetectionandranging)與雷達(dá)組合使用。光學(xué)雷達(dá)有時(shí)還被稱作激光雷達(dá)。

陣列天線aa能夠?yàn)橥ǔ５能囕d用毫米波陣列天線。本應(yīng)用例中的發(fā)送天線tx向車輛的前方發(fā)射毫米波作為發(fā)送波。發(fā)送波的一部分典型地由作為先行車輛的目標(biāo)反射。由此，產(chǎn)生以目標(biāo)為波源的反射波。反射波的一部分作為入射波到達(dá)陣列天線(接收天線)aa。構(gòu)成陣列天線aa的多個(gè)天線元件分別響應(yīng)一個(gè)或多個(gè)入射波輸出接收信號(hào)。在作為反射波的波源發(fā)揮功能的目標(biāo)的個(gè)數(shù)為k個(gè)(k為1以上的整數(shù))的情況下，入射波的個(gè)數(shù)為k個(gè)，但入射波的個(gè)數(shù)k并非已知的數(shù)。

在圖60的例子中，雷達(dá)系統(tǒng)510還包含陣列天線aa而一體配置于后視鏡。但是，陣列天線aa的個(gè)數(shù)以及位置并不限定于特定的個(gè)數(shù)以及特定的位置。陣列天線aa也可以配置于車輛的后面，以便能夠檢測(cè)位于車輛的后方的目標(biāo)。并且，還可以在車輛的前面或后面配置多個(gè)陣列天線aa。陣列天線aa也可以配置在車輛的室內(nèi)。即使在采用各天線元件具有上述喇叭的喇叭天線作為陣列天線aa的情況下，具有這種天線元件的陣列天線也能夠配置在車輛的室內(nèi)。

信號(hào)處理電路560接收接收信號(hào)并進(jìn)行處理，該接收信號(hào)通過(guò)接收天線rx接收并通過(guò)收發(fā)電路580進(jìn)行前處理。該處理包括：將接收信號(hào)輸入至入射波估計(jì)單元au的情況；或由接收信號(hào)生成二次信號(hào)并將二次信號(hào)輸入至入射波估計(jì)單元au的情況。

在圖62的例子中，在物體檢測(cè)裝置570內(nèi)設(shè)置有選擇電路596，選擇電路596接收從信號(hào)處理電路596輸出的信號(hào)以及從圖像處理電路720輸出的信號(hào)。選擇電路596向行駛支援電子控制裝置520提供從信號(hào)處理電路560輸出的信號(hào)以及從圖像處理電路720輸出的信號(hào)中的一方或雙方。

圖63是表示本應(yīng)用例中的雷達(dá)系統(tǒng)510的更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)例的框圖。

如圖63所示，陣列天線aa具有：進(jìn)行毫米波的發(fā)送的發(fā)送天線tx；以及接收由目標(biāo)反射的入射波的接收天線rx。附圖上為一個(gè)發(fā)送天線tx，但也可以設(shè)置特性不同的兩種以上的發(fā)送天線。陣列天線aa具有m個(gè)(m為3以上的整數(shù))天線元件111、112、……、11m。多個(gè)天線元件111、112、……、11m分別響應(yīng)于入射波而輸出接收信號(hào)s1、s2、……、sm(圖59b)。

在陣列天線aa中，天線元件111～11m例如隔著固定的間隔呈直線狀或面狀排列。入射波從角度θ的方向入射至陣列天線aa，該角度θ是入射波與排列有天線元件111～11m的面的法線形成的角度。因此，入射波的入射方向由該角度θ規(guī)定。

當(dāng)來(lái)自一個(gè)目標(biāo)的入射波入射至陣列天線aa時(shí)，能夠與平面波從相同的角度θ的方位入射至天線元件111～11m的情況近似。當(dāng)從位于不同方位的k個(gè)目標(biāo)向陣列天線aa入射k個(gè)入射波時(shí)，能夠根據(jù)相互不同的角度θ1～θk識(shí)別每個(gè)入射波。

如圖63所示，物體檢測(cè)裝置570包含收發(fā)電路580和信號(hào)處理電路560。

收發(fā)電路580具有三角波生成電路581、vco(voltage-controlled-oscillator：壓控振蕩器)582、分配器583、混頻器584、濾波器585、開(kāi)關(guān)586、a/d轉(zhuǎn)換器(交流/直流轉(zhuǎn)換器)587以及控制器588。本應(yīng)用例中的雷達(dá)系統(tǒng)構(gòu)成為通過(guò)fmcw(頻率調(diào)制連續(xù)波)方式進(jìn)行毫米波的收發(fā)，但本公開(kāi)的雷達(dá)系統(tǒng)并不限定于該方式。收發(fā)電路580構(gòu)成為根據(jù)來(lái)自陣列天線aa的接收信號(hào)和用于發(fā)送天線tx的發(fā)送信號(hào)生成差頻信號(hào)。

信號(hào)處理電路560具有距離檢測(cè)部533、速度檢測(cè)部534以及方位檢測(cè)部536。信號(hào)處理電路560構(gòu)成為對(duì)來(lái)自收發(fā)電路580的a/d轉(zhuǎn)換器587的信號(hào)進(jìn)行處理，并分別輸出表示到檢測(cè)出的目標(biāo)的距離、目標(biāo)的相對(duì)速度、目標(biāo)的方位的信號(hào)。

首先，對(duì)收發(fā)電路580的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

三角波生成電路581生成三角波信號(hào)并提供給vco582。vco582輸出具有根據(jù)三角波信號(hào)調(diào)制的頻率的發(fā)送信號(hào)。圖64示出了根據(jù)三角波生成電路581所生成的信號(hào)調(diào)制的發(fā)送信號(hào)的頻率變化。該波形的調(diào)制寬度為δf，中心頻率為f0。這樣被調(diào)制頻率后的發(fā)送信號(hào)被提供給分配器583。分配器583將從vco582獲得的發(fā)送信號(hào)分配給各混頻器584以及發(fā)送天線tx。這樣一來(lái)，發(fā)送天線發(fā)射具有如圖64所示那樣呈三角波狀調(diào)制了的頻率的毫米波。

在圖64中除了記載發(fā)送信號(hào)之外，還記載了基于由單獨(dú)的先行車輛反射的入射波的接收信號(hào)的例子。接收信號(hào)相比于發(fā)送信號(hào)延遲。該延遲同本車輛與先行車輛的距離成比例。并且，接收信號(hào)的頻率通過(guò)多普勒效應(yīng)與先行車輛的相對(duì)速度相應(yīng)地增減。

若將接收信號(hào)與發(fā)送信號(hào)混合，則根據(jù)頻率的差異生成差頻信號(hào)。該差頻信號(hào)的頻率(拍頻)在發(fā)送信號(hào)的頻率增加的期間(上行)與發(fā)送信號(hào)的頻率減小的期間(下行)不同。若求各期間的拍頻，則根據(jù)這些拍頻計(jì)算出到目標(biāo)的距離和目標(biāo)的相對(duì)速度。

圖65示出了“上行”期間的拍頻fu以及“下行”期間的拍頻fd。在圖65的圖表中，橫軸為頻率，縱軸為信號(hào)強(qiáng)度。這種圖表通過(guò)進(jìn)行差頻信號(hào)的時(shí)間-頻率轉(zhuǎn)換而獲得。若獲得拍頻fu、fd，則根據(jù)公知的算式計(jì)算出到目標(biāo)的距離和目標(biāo)的相對(duì)速度。在本應(yīng)用例中，能夠通過(guò)以下說(shuō)明的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作求出與陣列天線aa的各天線元件對(duì)應(yīng)的拍頻，并根據(jù)該拍頻估計(jì)出目標(biāo)的位置信息。

在圖63所示的例子中，來(lái)自與各天線元件111～11m對(duì)應(yīng)的信道ch1～chm的接收信號(hào)通過(guò)放大器放大，并輸入到對(duì)應(yīng)的混頻器584。各混頻器584將發(fā)送信號(hào)與放大了的接收信號(hào)混合。通過(guò)該混合而生成對(duì)應(yīng)于接收信號(hào)與發(fā)送信號(hào)之間的頻率差的差頻信號(hào)。生成的差頻信號(hào)被提供給對(duì)應(yīng)的濾波器585。濾波器585進(jìn)行信道ch1～chm的差頻信號(hào)的頻帶限制，并將進(jìn)行了頻帶限制的差頻信號(hào)提供給開(kāi)關(guān)586。

開(kāi)關(guān)586響應(yīng)于從控制器588輸入的采樣信號(hào)而執(zhí)行切換?？刂破?88例如能夠由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成?？刂破?88根據(jù)存儲(chǔ)于rom(只讀存儲(chǔ)器)等存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序控制收發(fā)電路580整體?？刂破?88無(wú)需設(shè)置于收發(fā)電路580的內(nèi)部，也可以設(shè)置在信號(hào)處理電路560的內(nèi)部。即，收發(fā)電路580也可以按照來(lái)自信號(hào)處理電路560的控制信號(hào)進(jìn)行工作?；蛘?，也可以通過(guò)控制收發(fā)電路580以及信號(hào)處理電路560整體的中央運(yùn)算單元等實(shí)現(xiàn)控制器588的一部分或全部功能。

通過(guò)了各個(gè)濾波器585的信道ch1～chm的差頻信號(hào)借助開(kāi)關(guān)586依次提供至a/d轉(zhuǎn)換器587。a/d轉(zhuǎn)換器587將從開(kāi)關(guān)586輸入的信道ch1～chm的差頻信號(hào)與采樣信號(hào)同步而轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

以下，對(duì)信號(hào)處理電路560的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在本應(yīng)用例中，通過(guò)fmcw方式估計(jì)到目標(biāo)的距離以及目標(biāo)的相對(duì)速度。雷達(dá)系統(tǒng)并不限定于以下說(shuō)明的fmcw方式，還能夠利用雙頻cw(雙頻連續(xù)波)或擴(kuò)頻等其他方式實(shí)施。

在圖63所示的例子中，信號(hào)處理電路560具有存儲(chǔ)器531、接收強(qiáng)度計(jì)算部532、距離檢測(cè)部533、速度檢測(cè)部534、dbf(數(shù)字波束成形)處理部535、方位檢測(cè)部536、目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理部537、相關(guān)矩陣生成部538、目標(biāo)輸出處理部539以及入射波估計(jì)單元au。如上所述，信號(hào)處理電路560的一部分或全部既可以通過(guò)fpga實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)通用處理器以及主存儲(chǔ)裝置的集合實(shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)器531、接收強(qiáng)度計(jì)算部532、dbf處理部535、距離檢測(cè)部533、速度檢測(cè)部534、方位檢測(cè)部536、目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理部537以及入射波估計(jì)單元au既可以分別是通過(guò)單獨(dú)的硬件實(shí)現(xiàn)的各個(gè)元件，也可以是一個(gè)信號(hào)處理電路中的功能上的模塊。

圖66示出了信號(hào)處理電路560通過(guò)具有處理器pr以及存儲(chǔ)裝置md的硬件實(shí)現(xiàn)的方式的例子。具有這種結(jié)構(gòu)的信號(hào)處理電路560也能夠通過(guò)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置md中的計(jì)算機(jī)程序的工作而發(fā)揮圖63所示的接收強(qiáng)度計(jì)算部532、dbf處理部535、距離檢測(cè)部533、速度檢測(cè)部534、方位檢測(cè)部536、目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理部537、相關(guān)矩陣生成部538以及入射波估計(jì)單元au的功能。

本應(yīng)用例中的信號(hào)處理電路560構(gòu)成為將轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的各差頻信號(hào)作為接收信號(hào)的二次信號(hào)估計(jì)先行車輛的位置信息，并輸出表示估計(jì)結(jié)果的信號(hào)。以下，對(duì)本應(yīng)用例中的信號(hào)處理電路560的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

信號(hào)處理電路560內(nèi)的存儲(chǔ)器531按信道ch1～chm存儲(chǔ)從a/d轉(zhuǎn)換器587輸出的數(shù)字信號(hào)。存儲(chǔ)器531例如能夠由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、硬盤和/或光盤等一般的存儲(chǔ)介質(zhì)構(gòu)成。

接收強(qiáng)度計(jì)算部532對(duì)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器531中的每一個(gè)信道ch1～chm的差頻信號(hào)(圖64的下圖)進(jìn)行傅里葉變換。在本說(shuō)明書中，將傅里葉變換后的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的振幅稱作“信號(hào)強(qiáng)度”。接收強(qiáng)度計(jì)算部532將多個(gè)天線元件中的任一天線元件的接收信號(hào)的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)或多個(gè)天線元件全部的接收信號(hào)的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的相加值轉(zhuǎn)換為頻譜。這樣一來(lái)，能夠檢測(cè)依賴于與所獲得的頻譜的各峰值對(duì)應(yīng)的拍頻、即距離的目標(biāo)(先行車輛)的存在。若對(duì)所有天線元件的接收信號(hào)的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行加法運(yùn)算，則使噪聲分量平均化，因此提高s/n比(信噪比)。

在目標(biāo)、即先行車輛為一個(gè)的情況下，傅里葉變換的結(jié)果是，如圖65所示那樣在頻率增加的期間(“上行”期間)以及減小的期間(“下行”期間)分別獲得具有一個(gè)峰值的頻譜。將“上行”期間的峰值的拍頻設(shè)為“fu”，將“下行”期間的峰值的拍頻設(shè)為“fd”。

接收強(qiáng)度計(jì)算部532根據(jù)每一個(gè)拍頻的信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)超過(guò)預(yù)先設(shè)定的數(shù)值(閾值)的信號(hào)強(qiáng)度，由此判斷為存在目標(biāo)。接收強(qiáng)度計(jì)算部532在檢測(cè)出信號(hào)強(qiáng)度的峰的情況下，向距離檢測(cè)部533、速度檢測(cè)部534輸出峰值的拍頻(fu、fd)作為對(duì)象物頻率。接收強(qiáng)度計(jì)算部532向距離檢測(cè)部533輸出表示頻率調(diào)制寬度δf的信息，并向速度檢測(cè)部534輸出表示中心頻率f0的信息。

接收強(qiáng)度計(jì)算部532在檢測(cè)出與多個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度的峰的情況下，根據(jù)預(yù)先規(guī)定的條件將上行的峰值和下行的峰值關(guān)聯(lián)起來(lái)。對(duì)判斷為來(lái)自同一目標(biāo)的信號(hào)的峰賦予同一編號(hào)，并提供給距離檢測(cè)部533以及速度檢測(cè)部534。

在存在多個(gè)目標(biāo)的情況下，在傅里葉變換之后，在差頻信號(hào)的上行部分和差頻信號(hào)的下行部分分別呈現(xiàn)與目標(biāo)的數(shù)量相同的數(shù)量的峰。由于接收信號(hào)同雷達(dá)與目標(biāo)的距離成比例地延遲，圖64中的接收信號(hào)向右方向移位，因此雷達(dá)與目標(biāo)的距離越遠(yuǎn)離，差頻信號(hào)的頻率越大。

距離檢測(cè)部533根據(jù)從接收強(qiáng)度計(jì)算部532輸入的拍頻fu、fd通過(guò)下述算式計(jì)算距離r，并提供給目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理部537。

r＝{c·t/(2·δf)}·{(fu+fd)/2}

并且，速度檢測(cè)部534根據(jù)從接收強(qiáng)度計(jì)算部532輸入的拍頻fu、fd通過(guò)下述算式計(jì)算相對(duì)速度v，并提供給目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理部537。

v＝{c/(2·f0)}·{(fu-fd)/2}

在計(jì)算距離r以及相對(duì)速度v的算式中，c為光速，t為調(diào)制周期。

另外，距離r的分辨率下限值用c/(2δf)表示。因此，δf越大，則距離r的分辨率越高。在頻率f0為76ghz頻段的情況下，在將δf設(shè)定為660兆赫(mhz)左右時(shí)，距離r的分辨率例如為0.23米(m)左右。因此，在兩臺(tái)先行車輛并行時(shí)，有時(shí)很難通過(guò)fmcw方式識(shí)別車輛是一臺(tái)還是兩臺(tái)。在這種情況下，只要執(zhí)行角度分辨率極高的入射方向估計(jì)算法，就能夠?qū)膳_(tái)先行車輛的方位進(jìn)行分離并檢測(cè)。

dbf處理部535利用天線元件111、112、……、11m中的信號(hào)的相位差在天線元件的排列方向上對(duì)被輸入的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，該復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)在與各天線對(duì)應(yīng)的時(shí)間軸上進(jìn)行了傅里葉變換。然后，dbf處理部535計(jì)算空間復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)，并按照每一個(gè)拍頻輸出至方位檢測(cè)部536，該空間復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)表示與角度分辨率對(duì)應(yīng)的每一個(gè)角度信道的頻譜的強(qiáng)度。

方位檢測(cè)部536為了估計(jì)先行車輛的方位而設(shè)置。方位檢測(cè)部536向目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理部537輸出角度θ作為對(duì)象物存在的方位，該角度θ在計(jì)算出的每一個(gè)拍頻的空間復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的值的大小中取最大的值。

另外，估計(jì)表示入射波的入射方向的角度θ的方法并不限定于該例子。能夠利用前述的各種入射方向估計(jì)算法來(lái)進(jìn)行。

目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理部537計(jì)算當(dāng)前計(jì)算出的對(duì)象物的距離、相對(duì)速度、方位的值與在從存儲(chǔ)器531讀出的一個(gè)循環(huán)之前計(jì)算出的對(duì)象物的距離、相對(duì)速度、方位的值各自的差分的絕對(duì)值。然后，當(dāng)差分的絕對(duì)值小于已按照每一個(gè)值確定的值時(shí)，目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理部537判定為在一個(gè)循環(huán)之前檢測(cè)出的目標(biāo)與當(dāng)前檢測(cè)出的目標(biāo)相同。在該情況下，目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理部537將從存儲(chǔ)器531讀出的該目標(biāo)的轉(zhuǎn)移處理次數(shù)增加一次。

在差分的絕對(duì)值大于已確定的值的情況下，目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理部537判斷為檢測(cè)出了新的對(duì)象物。目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理部537將當(dāng)前的對(duì)象物的距離、相對(duì)速度、方位以及該對(duì)象物的目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理次數(shù)保存于存儲(chǔ)器531中。

在信號(hào)處理電路560中，能夠利用對(duì)差頻信號(hào)進(jìn)行頻率分析而獲得的頻譜來(lái)檢測(cè)與對(duì)象物之間的距離以及相對(duì)速度，該差頻信號(hào)是根據(jù)所接收的反射波而生成的信號(hào)。

相關(guān)矩陣生成部538利用存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器531中的每一個(gè)信道ch1～chm的差頻信號(hào)(圖64的下圖)求出自相關(guān)矩陣。在算式4的自相關(guān)矩陣中，各矩陣的分量是通過(guò)差頻信號(hào)的實(shí)部以及虛部表現(xiàn)的值。相關(guān)矩陣生成部538進(jìn)一步求出自相關(guān)矩陣rxx的各固有值，并向入射波估計(jì)單元au輸入所獲得的固有值的信息。

接收強(qiáng)度計(jì)算部532在檢測(cè)出多個(gè)與多個(gè)對(duì)象物對(duì)應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度的峰的情況下，按照上行部分以及下行部分的每一個(gè)峰值從頻率小的峰開(kāi)始依次標(biāo)注編號(hào)，輸出至目標(biāo)輸出處理部539。在此，在上行以及下行部分中，相同編號(hào)的峰與相同的對(duì)象物對(duì)應(yīng)，將每一個(gè)識(shí)別編號(hào)設(shè)為對(duì)象物的編號(hào)。另外，為了避免繁雜化，在圖63中省略了從接收強(qiáng)度計(jì)算部532向目標(biāo)輸出處理部539引出的引出線的記載。

在對(duì)象物為前方結(jié)構(gòu)物的情況下，目標(biāo)輸出處理部539輸出該對(duì)象物的識(shí)別編號(hào)作為目標(biāo)。目標(biāo)輸出處理部539在接收多個(gè)對(duì)象物的判定結(jié)果且均為前方結(jié)構(gòu)物的情況下，輸出位于本車輛的車道上的對(duì)象物的識(shí)別編號(hào)作為目標(biāo)存在的物體位置信息。并且，目標(biāo)輸出處理部539在接收多個(gè)對(duì)象物的判定結(jié)果且均為前方結(jié)構(gòu)物的情況下，并且在兩個(gè)以上的對(duì)象物位于本車輛的車道上的情況下，輸出從存儲(chǔ)器531讀出的目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理次數(shù)多的對(duì)象物的識(shí)別編號(hào)作為目標(biāo)存在的物體位置信息。

再次參照?qǐng)D62，對(duì)車載雷達(dá)系統(tǒng)510組裝于圖62所示的結(jié)構(gòu)例的情況的例子進(jìn)行說(shuō)明。圖像處理電路720從影像獲取物體的信息，并根據(jù)該物體的信息檢測(cè)目標(biāo)位置信息。圖像處理電路720例如如下構(gòu)成：檢測(cè)所獲取的影像內(nèi)的對(duì)象的深度值來(lái)估計(jì)物體的距離信息，或者根據(jù)影像的特征量檢測(cè)物體大小的信息等，由此檢測(cè)預(yù)先設(shè)定的物體的位置信息。

選擇電路596將從信號(hào)處理電路560以及圖像處理電路720接收的位置信息選擇性地提供給行駛支援電子控制裝置520。選擇電路596例如比較第一距離與第二距離，判定哪一個(gè)是與本車輛近的距離，所述第一距離是信號(hào)處理電路560的物體位置信息所含的從本車輛到檢測(cè)出的物體的距離，所述第二距離是圖像處理電路720的物體位置信息所含的從本車輛到檢測(cè)出的物體的距離。例如，根據(jù)判定的結(jié)果，選擇電路596能夠選擇離本車輛近的物體位置信息而輸出至行駛支援電子控制裝置520。另外，在判定的結(jié)果為第一距離與第二距離的值相同的情況下，選擇電路596能夠?qū)⑵渲械娜我环交螂p方輸出至行駛支援電子控制裝置520。

另外，在從接收強(qiáng)度計(jì)算部532輸入了不存在目標(biāo)候補(bǔ)這樣的信息的情況下，目標(biāo)輸出處理部539(圖63)視為不存在目標(biāo)，并輸出零作為物體位置信息。而且，選擇電路596通過(guò)根據(jù)來(lái)自目標(biāo)輸出處理部539的物體位置信息與預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，選擇是否使用信號(hào)處理電路560或者圖像處理電路720的物體位置信息。

通過(guò)物體檢測(cè)裝置570接收了先行物體的位置信息的行駛支援電子控制裝置520根據(jù)預(yù)先設(shè)定的條件與物體位置信息的距離和大小、本車輛的速度、降雨、降雪、晴天等的路面狀態(tài)等條件，以對(duì)于駕駛本車輛的駕駛員來(lái)說(shuō)操作變得安全或容易的方式進(jìn)行控制。例如，在物體位置信息中未檢測(cè)出物體的情況下，行駛支援電子控制裝置520向油門控制電路526發(fā)送控制信號(hào)，以加速至預(yù)先設(shè)定的速度，并控制油門控制電路526進(jìn)行與踩油門踏板同等的工作。

在物體位置信息中檢測(cè)到物體的情況下，若獲知離本車輛為規(guī)定的距離，則行駛支援電子控制裝置520通過(guò)線控制動(dòng)等結(jié)構(gòu)借助制動(dòng)器控制電路524進(jìn)行制動(dòng)器的控制。即，減速并以保持規(guī)定的車間距離的方式操作。行駛支援電子控制裝置520接收物體位置信息，并將控制信號(hào)發(fā)送給警報(bào)控制電路522，控制聲音或燈的點(diǎn)亮，以便借助車內(nèi)揚(yáng)聲器將先行物體靠近的消息通知給駕駛員。行駛支援電子控制裝置520接收包含先行車輛的配置的物體位置信息，只要為預(yù)先設(shè)定的行駛速度的范圍，就能夠控制轉(zhuǎn)向側(cè)的液壓，以便為了進(jìn)行與先行物體的碰撞避免支援而容易向左右任一方向自動(dòng)操作轉(zhuǎn)向，或者強(qiáng)制性改變車輪的方向。

在物體檢測(cè)裝置570中，若利用選擇電路596在前一次檢測(cè)循環(huán)中連續(xù)固定時(shí)間檢測(cè)出的物體位置信息的數(shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)前檢測(cè)循環(huán)中未能檢測(cè)出的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)來(lái)自由攝像頭檢測(cè)出的攝像頭影像的表示先行物體的物體位置信息，則也可以進(jìn)行使追蹤繼續(xù)的判斷，并優(yōu)先輸出來(lái)自信號(hào)處理電路560的物體位置信息。

在美國(guó)專利第8446312號(hào)說(shuō)明書、美國(guó)專利第8730096號(hào)說(shuō)明書以及美國(guó)專利第8730099號(hào)說(shuō)明書中公開(kāi)了用于使選擇電路596選擇信號(hào)處理電路560以及圖像處理電路720的輸出的具體結(jié)構(gòu)例以及動(dòng)作例。該公報(bào)的內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

[第一變形例]

在上述應(yīng)用例的車載用雷達(dá)系統(tǒng)中，對(duì)調(diào)制連續(xù)波fmcw進(jìn)行一次頻率調(diào)制的(掃描)條件、即調(diào)制所需的時(shí)間寬度(掃描時(shí)間)例如為1毫秒。但是，還能夠?qū)呙钑r(shí)間縮短到100微秒左右。

但是，為了實(shí)現(xiàn)這種高速的掃描條件，不但需要使與發(fā)送波的發(fā)射相關(guān)的構(gòu)成要素高速工作，而且還需要使與該掃描條件下的接收相關(guān)的構(gòu)成要素高速工作。例如，需要設(shè)置在該掃描條件下高速工作的a/d轉(zhuǎn)換器587(圖63)。a/d轉(zhuǎn)換器587的采樣頻率例如為10mhz。采樣頻率也可以比10mhz快。

在本變形例中，不利用基于多普勒頻移的頻率分量而計(jì)算與目標(biāo)的相對(duì)速度。在本實(shí)施方式中，掃描時(shí)間tm＝100微秒，非常短。由于可檢測(cè)的差頻信號(hào)的最低頻率為1/tm，因此在該情況下為10khz。這相當(dāng)于來(lái)自具有大致20m/秒的相對(duì)速度的目標(biāo)的反射波的多普勒頻移。即，只要依賴于多普勒頻移，就無(wú)法檢測(cè)20m/秒以下的相對(duì)速度。由此，適宜采用與基于多普勒頻移的計(jì)算方法不同的計(jì)算方法。

在本變形例中，作為一個(gè)例子對(duì)利用在發(fā)送波的頻率增加的上差拍區(qū)間獲得的、發(fā)送波與接收波之差的信號(hào)(上差拍信號(hào))的處理進(jìn)行說(shuō)明。掃描一次fmcw的時(shí)間為100微秒，波形為只由上差拍部分構(gòu)成的鋸齒形狀。即，在本變形例中，三角波/cw波(連續(xù)波)生成電路581所生成的信號(hào)波具有鋸齒形狀。并且，頻率的掃描寬度為500mhz。由于不利用伴隨多普勒頻移的峰，因此不進(jìn)行生成上差拍信號(hào)和下差拍信號(hào)并利用這兩個(gè)信號(hào)的峰的處理，只用任一信號(hào)進(jìn)行處理。在此，對(duì)利用上差拍信號(hào)的情況進(jìn)行說(shuō)明，但是在利用下差拍信號(hào)的情況下，也能夠進(jìn)行同樣的處理。

a/d轉(zhuǎn)換器587(圖63)以10mhz的采樣頻率進(jìn)行各上差拍信號(hào)的采樣，輸出數(shù)百個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(以下稱作“采樣數(shù)據(jù)”)。采樣數(shù)據(jù)例如根據(jù)獲得接收波的時(shí)刻以后且發(fā)送波的發(fā)送結(jié)束的時(shí)刻為止的上差拍信號(hào)來(lái)生成。另外，也可以在獲得了固定數(shù)量的采樣數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)結(jié)束處理。

在本變形例中，連續(xù)進(jìn)行128次上差拍信號(hào)的收發(fā)，每次獲得數(shù)百個(gè)采樣數(shù)據(jù)。該上差拍信號(hào)的數(shù)量并不限定于128個(gè)。也可以為256個(gè)，或者還可以為8個(gè)。能夠按照目的選擇各種個(gè)數(shù)。

所獲得的采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器531中。接收強(qiáng)度計(jì)算部532對(duì)采樣數(shù)據(jù)執(zhí)行二維高速傅里葉變換(fft)。具體地說(shuō)，首先，對(duì)掃描一次獲得的每一個(gè)采樣數(shù)據(jù)執(zhí)行第一次fft處理(頻率分析處理)，生成功率譜。接著，速度檢測(cè)部534將處理結(jié)果轉(zhuǎn)移并集中到所有掃描結(jié)果中執(zhí)行第二次fft處理。

利用來(lái)自同一目標(biāo)的反射波在各掃描期間檢測(cè)的功率譜的峰分量的頻率均相同。另一方面，若目標(biāo)不同，則峰分量的頻率不同。根據(jù)第一次fft處理，能夠使位于不同距離的多個(gè)目標(biāo)分離。

在相對(duì)于目標(biāo)的相對(duì)速度不是零的情況下，上差拍信號(hào)的相位在每一次掃描時(shí)逐漸發(fā)生變化。即，根據(jù)第二次fft處理，按照第一次fft處理的結(jié)果求出功率譜，該功率譜具有與上述相位的變化相應(yīng)的頻率分量的數(shù)據(jù)作為要素。

接收強(qiáng)度計(jì)算部532提取第二次獲得的功率譜的峰值，發(fā)送給速度檢測(cè)部534。

速度檢測(cè)部534根據(jù)相位的變化求出相對(duì)速度。例如，假設(shè)連續(xù)獲得的上差拍信號(hào)的相位每隔相位θ[rxd]發(fā)生變化。意味著，若將發(fā)送波的平均波長(zhǎng)設(shè)為λ，則每獲得一次上差拍信號(hào)時(shí)，距離變化的量為λ/(4π/θ)。該變化以上差拍信號(hào)的發(fā)送間隔tm(＝100微秒)發(fā)生。因此，可以通過(guò){λ/(4π/θ)}/tm獲得相對(duì)速度。

根據(jù)以上處理，除了能夠求出與目標(biāo)之間的距離之外，還能夠求出與目標(biāo)的相對(duì)速度。

[第二變形例]

雷達(dá)系統(tǒng)510能夠利用一個(gè)或多個(gè)頻率的連續(xù)波cw檢測(cè)目標(biāo)。該方法在如車輛位于隧道內(nèi)的情況那樣從周圍的靜止物向雷達(dá)系統(tǒng)510入射多個(gè)反射波的環(huán)境中尤其有用。

雷達(dá)系統(tǒng)510具有包含獨(dú)立的5信道的接收元件的接收用天線陣列。在這種雷達(dá)系統(tǒng)中，只能在同時(shí)入射的反射波為四個(gè)以下的狀態(tài)下進(jìn)行所入射的反射波的入射方位的估計(jì)。在fmcw方式的雷達(dá)中，能夠通過(guò)只選擇來(lái)自特定的距離的反射波，來(lái)減少同時(shí)進(jìn)行入射方位估計(jì)的反射波的數(shù)量。但是，在隧道內(nèi)等周圍存在多個(gè)靜止物的環(huán)境中，由于處于與反射電波的物體連續(xù)存在的狀況相等的狀況，因此即使根據(jù)距離限制反射波，也會(huì)發(fā)生反射波的數(shù)量不為四個(gè)以下的狀況。但是，由于這些周圍的靜止物的相對(duì)于本車輛的相對(duì)速度全部相同，而且相對(duì)速度比在前方行駛的其他車輛的相對(duì)速度大，因此能夠根據(jù)多普勒頻移的大小區(qū)別靜止物與其他車輛。

因此，雷達(dá)系統(tǒng)510進(jìn)行如下處理：發(fā)射多個(gè)頻率的連續(xù)波cw，忽略接收信號(hào)中相當(dāng)于靜止物的多普勒頻移的峰，而是利用與該峰相比位移量小的多普勒頻移的峰檢測(cè)距離。與fmcw方式不同，在cw方式中，只因多普勒頻移而在發(fā)送波與接收波之間產(chǎn)生頻率差。即，在差頻信號(hào)中呈現(xiàn)出的峰的頻率只依賴于多普勒頻移。

另外，在本變形例的說(shuō)明中也將在cw方式中利用的連續(xù)波描述為“連續(xù)波cw”。如上所述，連續(xù)波cw的頻率固定而未被調(diào)制。

假設(shè)雷達(dá)系統(tǒng)510發(fā)射頻率fp的連續(xù)波cw，并檢測(cè)出由目標(biāo)反射的頻率fq的反射波。發(fā)送頻率fp與接收頻率fq的差稱作多普勒頻率，近似地表示為fp-fq＝2·vr·fp/c。在此，vr為雷達(dá)系統(tǒng)與目標(biāo)的相對(duì)速度，c為光速。發(fā)送頻率fp、多普勒頻率(fp-fq)以及光速c是已知的。由此，能夠根據(jù)該算式求出相對(duì)速度vr＝(fp-fq)·c/2fp。如后面敘述，利用相位信息計(jì)算到目標(biāo)的距離。

為了利用連續(xù)波cw檢測(cè)到目標(biāo)的距離，采用雙頻cw方式。在雙頻cw方式中，每隔固定期間分別發(fā)射稍微偏離的兩個(gè)頻率的連續(xù)波cw，獲取各個(gè)反射波。例如在使用76ghz頻段的頻率的情況下，兩個(gè)頻率的差為數(shù)百千赫。另外，如后面敘述，更優(yōu)選考慮所使用的雷達(dá)能夠檢測(cè)目標(biāo)的界限的距離來(lái)規(guī)定兩個(gè)頻率的差。

假設(shè)雷達(dá)系統(tǒng)510依次發(fā)射頻率fp1以及fp2(fp1＜fp2)的連續(xù)波cw，并由一個(gè)目標(biāo)反射兩種連續(xù)波cw，由此頻率fq1以及fq2的反射波被雷達(dá)系統(tǒng)510接收。

通過(guò)頻率fp1的連續(xù)波cw及其反射波(頻率fq1)獲得第一多普勒頻率。并且，通過(guò)頻率fp2的連續(xù)波cw及其反射波(頻率fq2)獲得第二多普勒頻率。兩個(gè)多普勒頻率為實(shí)質(zhì)上相同的值。但是，因頻率fp1與fp2的不同而導(dǎo)致接收波在復(fù)信號(hào)中的相位不同。通過(guò)使用該相位信息，能夠計(jì)算到目標(biāo)的距離。

具體地說(shuō)，雷達(dá)系統(tǒng)510能夠求出距離r，在此，表示兩個(gè)差頻信號(hào)的相位差。兩個(gè)差頻信號(hào)是指：作為頻率fp1的連續(xù)波cw與其反射波(頻率fq1)的差分獲得的差頻信號(hào)1；以及作為頻率fp2的連續(xù)波cw與其反射波(頻率fq2)的差分獲得的差頻信號(hào)2。差頻信號(hào)1的頻率fb1以及差頻信號(hào)2的頻率fb2的確定方法與上述單頻的連續(xù)波cw中的差頻信號(hào)的例子相同。

另外，如下求出雙頻cw方式中的相對(duì)速度vr。

vr＝fb1·c/2·fp1或vr＝fb2·c/2·fp2

并且，能夠明確地確定到目標(biāo)的距離的范圍限定于rmax＜c/2(fp2-fp1)的范圍。這是因?yàn)?，利用?lái)自比該距離遠(yuǎn)的目標(biāo)的反射波獲得的差頻信號(hào)的超過(guò)2π，無(wú)法與因更近的位置的目標(biāo)產(chǎn)生的差頻信號(hào)進(jìn)行區(qū)別。因此，更優(yōu)選調(diào)節(jié)兩個(gè)連續(xù)波cw的頻率的差來(lái)使rmax大于雷達(dá)的檢測(cè)界限距離。在檢測(cè)界限距離為100m的雷達(dá)中，將fp2-fp1例如設(shè)為1.0mhz。在該情況下，由于rmax＝150m，因此無(wú)法檢測(cè)來(lái)自位于超過(guò)rmax的位置的目標(biāo)的信號(hào)。并且，在裝設(shè)能夠檢測(cè)至250m的雷達(dá)的情況下，將fp2-fp1例如設(shè)為500khz。在該情況下，由于rmax＝300m，因此仍然無(wú)法檢測(cè)來(lái)自位于超過(guò)rmax的位置的目標(biāo)的信號(hào)。并且，在雷達(dá)具有檢測(cè)界限距離為100m且水平方向的視場(chǎng)角為120度的工作模式和檢測(cè)界限距離為250m且水平方向的視場(chǎng)角為5度的工作模式這兩種模式的情況下，更優(yōu)選在每個(gè)工作模式下將fp2-fp1的值分別替換成1.0mhz和500khz來(lái)工作。

已知如下的檢測(cè)方式：以n個(gè)(n：3以上的整數(shù))不同的頻率發(fā)送連續(xù)波cw，并利用每個(gè)反射波的相位信息，由此能夠分別檢測(cè)到各目標(biāo)的距離。根據(jù)該檢測(cè)方式，能夠?qū)Φ絥-1個(gè)的目標(biāo)準(zhǔn)確地識(shí)別距離。作為為此的處理，例如利用高速傅里葉變換(fft)。現(xiàn)在，設(shè)n＝64或者128，對(duì)各頻率的發(fā)送信號(hào)與接收信號(hào)的差即差頻信號(hào)的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行fft，獲得頻譜(相對(duì)速度)。之后，關(guān)于同一頻率的峰以cw波的頻率進(jìn)一步進(jìn)行fft，從而能夠求出距離信息。

以下，進(jìn)行更具體的說(shuō)明。

為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，首先，對(duì)將三個(gè)頻率f1、f2、f3的信號(hào)進(jìn)行時(shí)間切換來(lái)發(fā)送的例子進(jìn)行說(shuō)明。在此，設(shè)f1＞f2＞f3，并且f1-f2＝f2-f3＝δf。并且，將各頻率的信號(hào)波的發(fā)送時(shí)間設(shè)為δt。圖67表示三個(gè)頻率f1、f2、f3之間的關(guān)系。

三角波/cw波生成電路581(圖63)經(jīng)由發(fā)送天線tx發(fā)送各自持續(xù)時(shí)間δt的頻率f1、f2、f3的連續(xù)波cw。接收天線rx接收各連續(xù)波cw被一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)反射的反射波。

混頻器584混合發(fā)送波與接收波而生成差頻信號(hào)。a/d轉(zhuǎn)換器587將作為模擬信號(hào)的差頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為例如數(shù)百個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(采樣數(shù)據(jù))。

接收強(qiáng)度計(jì)算部532利用采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行fft運(yùn)算。fft運(yùn)算的結(jié)果是，關(guān)于發(fā)送頻率f1、f2、f3分別獲得接收信號(hào)的頻譜的信息。

之后，接收強(qiáng)度計(jì)算部532從接收信號(hào)的頻譜的信息中分離出峰值。具有規(guī)定以上的大小的峰值的頻率同與目標(biāo)的相對(duì)速度成比例。從接收信號(hào)的頻譜的信息中分離出峰值是指，分離出相對(duì)速度不同的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)。

接著，接收強(qiáng)度計(jì)算部532關(guān)于發(fā)送頻率f1～f3分別測(cè)量相對(duì)速度相同或在預(yù)先規(guī)定的范圍內(nèi)的峰值的頻譜信息。

現(xiàn)在，考慮兩個(gè)目標(biāo)a與b的相對(duì)速度相同且分別存在于不同的距離的情況。頻率f1的發(fā)送信號(hào)被目標(biāo)a以及b這兩者反射，并作為接收信號(hào)獲得。來(lái)自目標(biāo)a以及b的各反射波的差頻信號(hào)的頻率大致相同。因此，可以獲得接收信號(hào)在相當(dāng)于相對(duì)速度的多普勒頻率下的功率譜，以作為合成了兩個(gè)目標(biāo)a以及b各自的功率譜的合成頻譜f1。

關(guān)于頻率f2以及f3，也同樣可以分別獲得接收信號(hào)在相當(dāng)于相對(duì)速度的多普勒頻率下的功率譜，以作為合成了兩個(gè)目標(biāo)a以及b各自的功率譜的合成頻譜f2以及f3。

圖68表示復(fù)平面上的合成頻譜f1～f3之間的關(guān)系。朝向分別伸展合成頻譜f1～f3的兩個(gè)矢量的方向，右側(cè)的矢量與來(lái)自目標(biāo)a的反射波的功率譜對(duì)應(yīng)。在圖68中與矢量f1a～f3a對(duì)應(yīng)。另一方面，朝向分別伸展合成頻譜f1～f3的兩個(gè)矢量的方向，左側(cè)的矢量與來(lái)自目標(biāo)b的反射波的功率譜對(duì)應(yīng)。在圖68中與矢量f1b～f3b對(duì)應(yīng)。

當(dāng)發(fā)送頻率的差分δf固定時(shí)，與頻率f1以及f2的各發(fā)送信號(hào)對(duì)應(yīng)的各接收信號(hào)的相位差同到目標(biāo)的距離成比例關(guān)系。由此，矢量f1a與f2a的相位差同矢量f2a與f3a的相位差為相同的值θa，相位差θa與到目標(biāo)a的距離成比例。同樣地，矢量f1b與f2b的相位差同矢量f2b與f3b的相位差為相同的值θb，相位差θb與到目標(biāo)b的距離成比例。

利用周知的方法，能夠根據(jù)合成頻譜f1～f3以及發(fā)送頻率的差分δf分別求出到目標(biāo)a以及b的距離。該技術(shù)例如在美國(guó)專利6703967號(hào)中公開(kāi)。將該公報(bào)的內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

即使在所發(fā)送的信號(hào)的頻率為四個(gè)以上的情況下，也能夠應(yīng)用相同的處理。

另外，也可以在以n個(gè)不同的頻率發(fā)送連續(xù)波cw之前，進(jìn)行通過(guò)雙頻cw方式求出到各目標(biāo)的距離以及相對(duì)速度的處理。而且，也可以在規(guī)定的條件下切換成以n個(gè)不同的頻率發(fā)送連續(xù)波cw的處理。例如，在利用兩個(gè)頻率各自的差頻信號(hào)進(jìn)行fft運(yùn)算，且各發(fā)送頻率的功率譜的時(shí)間變化為30％以上的情況下，也可以進(jìn)行處理的切換。來(lái)自各目標(biāo)的反射波的振幅因多信道的影響等而在時(shí)間上大幅變化。在存在規(guī)定以上的變化的情況下，可以考慮可能存在多個(gè)目標(biāo)。

并且，已知在cw方式中，在雷達(dá)系統(tǒng)與目標(biāo)的相對(duì)速度為零的情況下，即在多普勒頻率為零的情況下，無(wú)法檢測(cè)目標(biāo)。但是，若例如通過(guò)以下方法模擬地求出多普勒信號(hào)，則能夠利用其頻率檢測(cè)目標(biāo)。

(方法1)追加使接收用天線的輸出進(jìn)行固定頻率移位的混頻器。通過(guò)利用發(fā)送信號(hào)和頻率被移位的接收信號(hào)，能夠獲得模擬多普勒信號(hào)。

(方法2)在接收用天線的輸出與混頻器之間插入可變相位器，對(duì)接收信號(hào)模擬地附加相位差，可變相位器使相位在時(shí)間上連續(xù)發(fā)生變化。通過(guò)利用發(fā)送信號(hào)和附加了相位差的接收信號(hào)，能夠獲得模擬多普勒信號(hào)。

基于方法2的插入可變相位器來(lái)產(chǎn)生模擬多普勒信號(hào)的具體結(jié)構(gòu)例以及動(dòng)作例在日本特開(kāi)2004-257848號(hào)公報(bào)中公開(kāi)。將該公報(bào)的內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

在需要檢測(cè)相對(duì)速度為零的目標(biāo)或相對(duì)速度非常小的目標(biāo)的情況下，既可以使用產(chǎn)生上述模擬多普勒信號(hào)的處理，或者也可以切換成基于fmcw方式的目標(biāo)檢測(cè)處理。

接著，參照?qǐng)D69說(shuō)明通過(guò)車載雷達(dá)系統(tǒng)510的物體檢測(cè)裝置570進(jìn)行的處理的步驟。

以下，對(duì)如下例子進(jìn)行說(shuō)明：以兩個(gè)不同的頻率fp1以及fp2(fp1＜fp2)發(fā)送連續(xù)波cw，并利用各個(gè)反射波的相位信息，由此分別檢測(cè)與目標(biāo)之間的距離。

圖69是表示基于本變形例的求出相對(duì)速度以及距離的處理的步驟的流程圖。

在步驟s41中，三角波/cw波生成電路581生成頻率稍微偏離的兩種不同的連續(xù)波cw。頻率設(shè)為fp1以及fp2。

在步驟s42中，發(fā)送天線tx以及接收天線rx進(jìn)行所生成的一系列連續(xù)波cw的收發(fā)。另外，步驟s41的處理以及步驟s42的處理分別在三角波/cw波生成電路581以及發(fā)送天線tx/接收天線rx中并列進(jìn)行。需注意不是在完成步驟s41之后進(jìn)行步驟s42。

在步驟s43中，混頻器584利用各發(fā)送波和各接收波生成兩個(gè)差分信號(hào)。各接收波包含來(lái)源于靜止物的接收波和來(lái)源于目標(biāo)的接收波。因此，接著進(jìn)行確定用作差頻信號(hào)的頻率的處理。另外，步驟s41的處理、步驟s42的處理以及步驟s43的處理分別在三角波/cw波生成電路581、發(fā)送天線tx/接收天線rx以及混頻器584中并列進(jìn)行。需注意不是在完成步驟s41之后進(jìn)行步驟s42，并且不是在完成步驟s42之后進(jìn)行步驟s43。

在步驟s44中，物體檢測(cè)裝置570對(duì)于兩個(gè)差分信號(hào)，分別將作為閾值預(yù)先規(guī)定的頻率以下，且具有預(yù)先規(guī)定的振幅值以上的振幅值，而且彼此的頻率差為規(guī)定值以下的峰的頻率確定為差頻信號(hào)的頻率fb1以及fb2。

在步驟s45中，接收強(qiáng)度計(jì)算部532根據(jù)已確定的兩個(gè)差頻信號(hào)的頻率中的一方檢測(cè)相對(duì)速度。接收強(qiáng)度計(jì)算部532例如根據(jù)vr＝fb1·c/2·fp1計(jì)算相對(duì)速度。另外，也可以利用差頻信號(hào)的各頻率計(jì)算相對(duì)速度。由此，接收強(qiáng)度計(jì)算部532能夠驗(yàn)證兩者是否一致，從而提高相對(duì)速度的計(jì)算精度。

在步驟s46中，接收強(qiáng)度計(jì)算部532求出兩個(gè)差頻信號(hào)fb1與fb2的相位差并求出到目標(biāo)的距離

通過(guò)以上處理，能夠檢測(cè)到目標(biāo)的相對(duì)速度以及距離。

另外，也可以以三個(gè)以上的n個(gè)不同的頻率發(fā)送連續(xù)波cw，并利用各個(gè)反射波的相位信息檢測(cè)出到相對(duì)速度相同且存在于不同位置的多個(gè)目標(biāo)的距離。

以上說(shuō)明的車輛500除了具有雷達(dá)系統(tǒng)510之外，還可以具有其他雷達(dá)系統(tǒng)。例如，車輛500還可以具有在車體的后方或側(cè)方具有檢測(cè)范圍的雷達(dá)系統(tǒng)。在具有在車體的后方具有檢測(cè)范圍的雷達(dá)系統(tǒng)的情況下，該雷達(dá)系統(tǒng)監(jiān)控后方，在存在被其他車輛追尾的危險(xiǎn)性時(shí)，能夠進(jìn)行發(fā)出警報(bào)等響應(yīng)。在具有在車體的側(cè)方具有檢測(cè)范圍的雷達(dá)系統(tǒng)的情況下，當(dāng)本車輛進(jìn)行車道變更等時(shí)，該雷達(dá)系統(tǒng)能夠監(jiān)控相鄰車道，并根據(jù)需要進(jìn)行發(fā)出警報(bào)等響應(yīng)。

以上說(shuō)明的雷達(dá)系統(tǒng)510的用途并不限定于車載用途。能夠用作各種用途的傳感器。例如，能夠用作用于監(jiān)控房屋以外的建筑物的周圍的雷達(dá)?；蛘?，能夠用作用于不依賴光學(xué)圖像地對(duì)室內(nèi)的特定地點(diǎn)是否有人或者是否有該人的移動(dòng)等進(jìn)行監(jiān)控的傳感器。

[處理的補(bǔ)充]

關(guān)于與所述的陣列天線相關(guān)的雙頻cw或fmcw，對(duì)其他實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。如上所述，在圖63的例子中，接收強(qiáng)度計(jì)算部532對(duì)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器531中的每一個(gè)信道ch1～chm的差頻信號(hào)(圖64的下圖)進(jìn)行傅里葉變換。此時(shí)的差頻信號(hào)為復(fù)信號(hào)。這是為了確定作為運(yùn)算對(duì)象的信號(hào)的相位。由此，能夠準(zhǔn)確地確定入射波方向。但是，在該情況下，用于傅里葉變換的運(yùn)算負(fù)荷量增大，電路規(guī)模變大。

為了克服該問(wèn)題，也可以通過(guò)如下方法獲得頻率分析結(jié)果：生成標(biāo)量信號(hào)作為差頻信號(hào)，對(duì)分別生成的多個(gè)差頻信號(hào)執(zhí)行關(guān)于沿著天線排列的空間軸方向以及隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)的時(shí)間軸方向的兩次復(fù)傅里葉變換。由此，最終能夠以較少的運(yùn)算量進(jìn)行能夠確定反射波的入射方向的波束成形，從而能夠獲得每一個(gè)波束的頻率分析結(jié)果。作為與本案相關(guān)的專利公報(bào)，將美國(guó)專利第6339395號(hào)說(shuō)明書的公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

[攝像頭等光學(xué)傳感器和毫米波雷達(dá)]

接著，對(duì)上述陣列天線與以往天線的比較以及利用本陣列天線和光學(xué)傳感器例如攝像頭這兩者的應(yīng)用例進(jìn)行說(shuō)明。另外，也可以將光學(xué)雷達(dá)(lidar)等用作光學(xué)傳感器。

毫米波雷達(dá)能夠直接檢測(cè)到目標(biāo)的距離及其相對(duì)速度。并且，具有如下特征：即使在包括傍晚在內(nèi)的夜間或降雨、霧、降雪等惡劣天氣時(shí)，檢測(cè)性能也不會(huì)大幅下降。另一方面，與攝像頭相比，毫米波雷達(dá)不易二維地捕捉目標(biāo)。而攝像頭容易二維地捕捉目標(biāo)，且比較容易識(shí)別其形狀。但是，攝像頭在夜間或惡劣天氣時(shí)有時(shí)無(wú)法拍攝目標(biāo)，這一點(diǎn)成為大課題。尤其是在水滴附著在采光部分的情況下，或在視野因霧而變窄的情況下，該課題非常明顯。即使是作為相同的光學(xué)系傳感器的光學(xué)雷達(dá)等，也同樣存在該課題。

近年來(lái)，隨著車輛的安全行駛要求高漲，開(kāi)發(fā)出了將碰撞等防范于未然的駕駛員輔助系統(tǒng)(driverassistsystem)。駕駛員輔助系統(tǒng)利用攝像頭或毫米波雷達(dá)等傳感器獲取車輛行進(jìn)方向的圖像，在識(shí)別到預(yù)測(cè)為車輛行駛上的障礙的障礙物的情況下，自動(dòng)操作制動(dòng)器等，從而將碰撞等防范于未然。這種防碰撞功能要求即使在夜間或惡劣天氣時(shí)也正常發(fā)揮功能。

因此，正在普及所謂的融合結(jié)構(gòu)的駕駛員輔助系統(tǒng)，該駕駛員輔助系統(tǒng)除了裝設(shè)以往的攝像頭等光學(xué)傳感器之外，還裝設(shè)毫米波雷達(dá)作為傳感器，進(jìn)行發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)的識(shí)別處理。關(guān)于這種駕駛員輔助系統(tǒng)在后面進(jìn)行敘述。

另一方面，毫米波雷達(dá)本身要求的要求功能進(jìn)一步提高。在車載用途的毫米波雷達(dá)中，主要使用76ghz頻段的電磁波。其天線的天線功率(antennapower)按照各國(guó)的法律等限制在固定以下。例如，在日本限制在0.01w以下。在這種限制中，對(duì)車載用途的毫米波雷達(dá)例如要求滿足如下等要求性能：其檢測(cè)距離為200m以上，天線的大小為60mm×60

mm以下，水平方向的檢測(cè)角度為90度以上，距離分辨率為20cm以下，還能夠進(jìn)行10m以內(nèi)的近距離的檢測(cè)。以往的毫米波雷達(dá)將微帶線用作波導(dǎo)，將貼片天線用作天線(以下，將這些統(tǒng)稱為“貼片天線”)。但是，在貼片天線中很難實(shí)現(xiàn)上述性能。

發(fā)明人通過(guò)使用應(yīng)用了本公開(kāi)的技術(shù)的縫隙陣列天線成功地實(shí)現(xiàn)了上述性能。由此，實(shí)現(xiàn)了與以往的貼片天線等相比小型、高效、高性能的毫米波雷達(dá)。此外，通過(guò)組合該毫米波雷達(dá)和攝像頭等光學(xué)傳感器，實(shí)現(xiàn)了以往未有的小型、高效、高性能的融合裝置。以下，對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)敘述。

圖70是與車輛500中的融合裝置有關(guān)的圖，該融合裝置具有包含應(yīng)用了本公開(kāi)的技術(shù)的縫隙陣列天線的雷達(dá)系統(tǒng)510(以下，還稱作毫米波雷達(dá)510。)以及車載攝像頭系統(tǒng)700。以下，參照該圖對(duì)各種實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

[毫米波雷達(dá)的車廂內(nèi)設(shè)置]

基于以往的貼片天線的毫米波雷達(dá)510’配置在位于車輛的前車頭的格柵512的后方內(nèi)側(cè)。從天線發(fā)射的電磁波穿過(guò)格柵512的間隙而向車輛500的前方發(fā)射。在該情況下，在電磁波通過(guò)區(qū)域不存在玻璃等使電磁波能量衰減或使電磁波反射的介電層。由此，從基于貼片天線的毫米波雷達(dá)510’發(fā)射的電磁波也到達(dá)遠(yuǎn)距離、例如150m以上的目標(biāo)。然后，毫米波雷達(dá)510’能夠通過(guò)利用天線接收被該目標(biāo)反射的電磁波來(lái)檢測(cè)目標(biāo)。但是，在該情況下，由于天線配置在車輛的格柵512的后方內(nèi)側(cè)，因此在車輛與障礙物發(fā)生碰撞的情況下，有時(shí)導(dǎo)致雷達(dá)破損。并且，由于在雨天等時(shí)蹦到泥等，因此污垢附著于天線，有時(shí)阻礙電磁波的發(fā)射和接收。

在使用了本公開(kāi)的實(shí)施方式中的縫隙陣列天線的毫米波雷達(dá)510中，能夠與以往相同地配置在位于車輛的前車頭的格柵512的后方(未圖示)。由此，能夠百分百活用從天線發(fā)射的電磁波的能量，能夠檢測(cè)位于超過(guò)以往的遠(yuǎn)距離、例如250m以上的距離的目標(biāo)。

而且，基于本公開(kāi)的實(shí)施方式的毫米波雷達(dá)510還能夠配置在車輛的車廂內(nèi)。在該情況下，毫米波雷達(dá)510配置在車輛的前擋玻璃511的內(nèi)側(cè)，并且配置在該前擋玻璃511和后視鏡(未圖示)的與鏡面相反的一側(cè)的面之間的空間中。而基于以往的貼片天線的毫米波雷達(dá)510’無(wú)法設(shè)在車廂內(nèi)。其理由主要有下面兩點(diǎn)。第1個(gè)理由是，由于尺寸大，因此無(wú)法收容在前擋玻璃511與后視鏡之間的空間中。第2個(gè)理由是，由于發(fā)射至前方的電磁波由前擋玻璃511反射，并通過(guò)介電損耗而衰減，因此無(wú)法到達(dá)所要求的距離。其結(jié)果是，在將基于以往的貼片天線的毫米波雷達(dá)設(shè)在車廂內(nèi)的情況下，只能檢測(cè)至存在于例如前方100m的目標(biāo)。而基于本公開(kāi)的實(shí)施方式的毫米波雷達(dá)即使發(fā)生因前擋玻璃511的反射或衰減，也能夠檢測(cè)位于200m以上距離的目標(biāo)。這是與將基于以往的貼片天線的毫米波雷達(dá)設(shè)在車廂外的情況等同或其以上的性能。

[基于毫米波雷達(dá)和攝像頭等的車廂內(nèi)配置的融合結(jié)構(gòu)]

當(dāng)前，在大多駕駛員輔助系統(tǒng)(driverassistsystem)中使用的主要傳感器使用ccd攝像頭等光學(xué)拍攝裝置。而且，考慮外面的環(huán)境等惡劣影響，通常在前擋玻璃511的內(nèi)側(cè)的車廂內(nèi)配置攝像頭等。此時(shí)，為了使雨滴等的影響最小化，在前擋玻璃511的內(nèi)側(cè)且雨刷(未圖示)工作的區(qū)域配置攝像頭等。

近年來(lái)，從提高車輛的自動(dòng)制動(dòng)器等的性能的要求來(lái)看，要求在任何外部環(huán)境中都可靠地工作的自動(dòng)制動(dòng)器等。在該情況下，在只由攝像頭等光學(xué)設(shè)備構(gòu)成駕駛員輔助系統(tǒng)的傳感器的情況下，存在夜間或惡劣天氣時(shí)無(wú)法保證可靠的工作這樣的課題。因此，要求一種除了使用攝像頭等光學(xué)傳感器之外，還同時(shí)使用毫米波雷達(dá)來(lái)進(jìn)行協(xié)同處理，由此即使在夜間或惡劣天氣時(shí)也可靠地工作的駕駛員輔助系統(tǒng)。

如上所述，使用本縫隙陣列天線的毫米波雷達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，而且被發(fā)射的電磁波的效率比以往的貼片天線明顯增高，由此能夠配置在車廂內(nèi)?；钣迷撎匦?，如圖70所示，不僅是攝像頭等光學(xué)傳感器(車載攝像頭系統(tǒng)700)，使用了本縫隙陣列天線的毫米波雷達(dá)510也能夠一同配置在車輛500的前擋玻璃511的內(nèi)側(cè)。由此，產(chǎn)生了以下新的效果。

(1)容易將駕駛員輔助系統(tǒng)(driverassistsystem)安裝于車輛500。在基于以往的貼片天線的毫米波雷達(dá)510’中，需要在位于前車頭的格柵512的后方確保配置雷達(dá)的空間。該空間包含影響車輛的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的部位，因此在雷達(dá)的大小發(fā)生變化的情況下，有時(shí)需要重新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。但是，通過(guò)將毫米波雷達(dá)配置在車廂內(nèi)，消除了這種不便。

(2)不受車輛外的環(huán)境、即雨天或夜間等的影響而能夠確?？煽啃愿叩墓ぷ?。尤其如圖71所示，通過(guò)將毫米波雷達(dá)(車載雷達(dá)系統(tǒng))510和車載攝像頭系統(tǒng)700設(shè)在車廂內(nèi)的大致相同的位置，各自的視場(chǎng)、視線一致，容易進(jìn)行后述的“核對(duì)處理”，即識(shí)別各自捕捉的目標(biāo)信息是否為同一物體的處理。而在將毫米波雷達(dá)510’設(shè)在位于車廂外的前車頭的格柵512的后方的情況下，其雷達(dá)視線l與設(shè)在車廂內(nèi)時(shí)的雷達(dá)視線m不同，因此與利用車載攝像頭系統(tǒng)700獲取的圖像的偏差變大。

(3)提高了毫米波雷達(dá)的可靠性。如上所述，基于以往的貼片天線的毫米波雷達(dá)510’配置在位于前車頭的格柵512的后方，因此容易附著污垢，并且即使是小的接觸事故等也有時(shí)破損。根據(jù)這些理由，需要經(jīng)常清掃以及確認(rèn)功能。并且，如后所述，在毫米波雷達(dá)的安裝位置或方向因事故等的影響而發(fā)生偏離的情況下，需要再次進(jìn)行與攝像頭的對(duì)準(zhǔn)。但是，通過(guò)將毫米波雷達(dá)配置在車廂內(nèi)，這些概率變小，消除了這種不便。

在這種融合結(jié)構(gòu)的駕駛員輔助系統(tǒng)中，也可以具有將攝像頭等光學(xué)傳感器和使用了本縫隙陣列天線的毫米波雷達(dá)510相互固定的一體結(jié)構(gòu)。在該情況下，攝像頭等光學(xué)傳感器的光軸與毫米波雷達(dá)的天線的方向需要確保固定的位置關(guān)系。關(guān)于這一點(diǎn)在后面敘述。并且，在將該一體結(jié)構(gòu)的駕駛員輔助系統(tǒng)固定在車輛500的車廂內(nèi)的情況下，需要調(diào)整攝像頭的光軸等朝向車輛前方的所希望的方向。關(guān)于這一點(diǎn)在美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)第2015/0264230號(hào)說(shuō)明書、美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)第2016/0264065號(hào)說(shuō)明書、美國(guó)專利申請(qǐng)15/248141、美國(guó)專利申請(qǐng)15/248149、美國(guó)專利申請(qǐng)15/248156中公開(kāi)，并引用了這些技術(shù)。并且，作為以與此相關(guān)的攝像頭為中心的技術(shù)，在美國(guó)專利第7355524號(hào)說(shuō)明書以及美國(guó)專利第7420159號(hào)說(shuō)明書中公開(kāi)，將這些公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

并且，關(guān)于將攝像頭等光學(xué)傳感器和毫米波雷達(dá)配置在車廂內(nèi)的技術(shù)在美國(guó)專利第8604968號(hào)說(shuō)明書、美國(guó)專利第8614640號(hào)說(shuō)明書以及美國(guó)專利第7978122號(hào)說(shuō)明書等中公開(kāi)。將這些公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。但是，在申請(qǐng)這些專利的時(shí)間點(diǎn)，作為毫米波雷達(dá)只知包含貼片天線的以往的天線，因此是無(wú)法進(jìn)行足夠距離的觀測(cè)的狀態(tài)。例如，可以考慮利用以往的毫米波雷達(dá)可觀測(cè)的距離充其量也只是100m～150m。并且，在將毫米波雷達(dá)配置在前擋玻璃的內(nèi)側(cè)的情況下，由于雷達(dá)的尺寸大，因此遮擋了駕駛員的視場(chǎng)，產(chǎn)生了阻礙安全駕駛等不便。與此相對(duì)，使用本公開(kāi)的實(shí)施方式所涉及的縫隙陣列天線的毫米波雷達(dá)為小型，而且被發(fā)射的電磁波的效率比以往的貼片天線明顯增高，由此能夠配置在車廂內(nèi)。由此，能夠進(jìn)行200m以上的遠(yuǎn)距離的觀測(cè)，并且還不會(huì)遮擋駕駛員的視場(chǎng)。

[毫米波雷達(dá)和攝像頭等的安裝位置的調(diào)整]

在融合結(jié)構(gòu)的處理(以下，有時(shí)稱作“融合處理”)中，要求利用攝像頭等獲得的圖像和利用毫米波雷達(dá)獲得的雷達(dá)信息與相同的坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)。這是因?yàn)椋谖恢靡约澳繕?biāo)的大小相互不同的情況下，阻礙兩者的協(xié)同處理。

對(duì)此，需要用下面三個(gè)觀點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。

(1)攝像頭等的光軸和毫米波雷達(dá)的天線的方向處于一定的固定關(guān)系。

要求攝像頭等的光軸與毫米波雷達(dá)的天線的方向相互一致?；蛘?，在毫米波雷達(dá)中，有時(shí)具有兩個(gè)以上的發(fā)送天線和兩個(gè)以上的接收天線，還有刻意使各個(gè)天線的方向不同的情況。因此，要求保證在攝像頭等的光軸與這些天線之間至少具有一定的已知關(guān)系。

在前述的具有攝像頭等和毫米波雷達(dá)相互固定的一體結(jié)構(gòu)的情況下，攝像頭等與毫米波雷達(dá)的位置關(guān)系是固定的。因此，在該一體結(jié)構(gòu)的情況下，滿足這些條件。另一方面，在以往的貼片天線等中，毫米波雷達(dá)配置在車輛500的格柵512的后方。在該情況下，這些位置關(guān)系通常如下面(2)調(diào)整。

(2)在安裝于車輛時(shí)的初始狀態(tài)(例如，出廠時(shí))下，通過(guò)攝像頭等獲取的圖像和毫米波雷達(dá)的雷達(dá)信息具有一定的固定關(guān)系。

攝像頭等光學(xué)傳感器以及毫米波雷達(dá)510或510’在車輛500中的安裝位置最終通過(guò)以下方法確定。即，將作為基準(zhǔn)的圖或通過(guò)雷達(dá)觀測(cè)的目標(biāo)(以下，分別稱作“基準(zhǔn)圖”、“基準(zhǔn)目標(biāo)”，有時(shí)將兩者統(tǒng)稱為“基準(zhǔn)對(duì)象物”)準(zhǔn)確地配置在車輛500的前方的規(guī)定位置。通過(guò)攝像頭等光學(xué)傳感器或毫米波雷達(dá)510觀測(cè)該圖或目標(biāo)。對(duì)觀測(cè)到的基準(zhǔn)對(duì)象物的觀測(cè)信息與預(yù)先存儲(chǔ)的基準(zhǔn)對(duì)象物的形狀信息等進(jìn)行比較，定量地掌握當(dāng)前的偏離信息。根據(jù)該偏離信息利用以下中的至少一種方法調(diào)整或修正攝像頭等光學(xué)傳感器以及毫米波雷達(dá)510或510’的安裝位置。另外，也可以利用除此以外的獲得相同的結(jié)果的方法。

(i)調(diào)整攝像頭和毫米波雷達(dá)的安裝位置，使基準(zhǔn)對(duì)象物到達(dá)攝像頭與毫米波雷達(dá)的中央。在該調(diào)整中也可以使用另行設(shè)置的工具等。

(ii)求出攝像頭和毫米波雷達(dá)相對(duì)于基準(zhǔn)對(duì)象物的偏離量，通過(guò)攝像頭圖像的圖像處理以及雷達(dá)處理而修正各自的偏離量。

應(yīng)該關(guān)注的是，在具有攝像頭等光學(xué)傳感器和使用本公開(kāi)的實(shí)施方式所涉及的縫隙陣列天線的毫米波雷達(dá)510相互固定的一體結(jié)構(gòu)的情況下，只要對(duì)攝像頭或雷達(dá)中的任一個(gè)調(diào)整與基準(zhǔn)對(duì)象物的偏離，則關(guān)于攝像頭或雷達(dá)中的另一個(gè)也可知偏離量，無(wú)需對(duì)另一個(gè)再次檢查與基準(zhǔn)對(duì)象物的偏離。

即，關(guān)于車載攝像頭系統(tǒng)700，將基準(zhǔn)圖設(shè)在規(guī)定位置750，對(duì)該拍攝圖像與表示基準(zhǔn)圖圖像應(yīng)預(yù)先位于攝像頭的視場(chǎng)的哪一處的信息進(jìn)行比較，由此檢測(cè)偏離量。由此，通過(guò)上述(i)、(ii)中的至少一種方法進(jìn)行攝像頭的調(diào)整。接著，將利用攝像頭求出的偏離量換算為毫米波雷達(dá)的偏離量。之后，關(guān)于雷達(dá)信息，通過(guò)上述(i)、(ii)中的至少一種方法調(diào)整偏離量。

或者，也可以根據(jù)毫米波雷達(dá)510進(jìn)行以上工作。即，關(guān)于毫米波雷達(dá)510，將基準(zhǔn)目標(biāo)設(shè)在規(guī)定位置800，對(duì)該雷達(dá)信息與表示基準(zhǔn)目標(biāo)應(yīng)預(yù)先位于毫米波雷達(dá)510的視場(chǎng)的哪一處的信息進(jìn)行比較，由此檢測(cè)偏離量。由此，通過(guò)上述(i)、(ii)中的至少一種方法進(jìn)行毫米波雷達(dá)510的調(diào)整。接著，將利用毫米波雷達(dá)求出的偏離量換算為攝像頭的偏離量。之后，關(guān)于利用攝像頭獲得的圖像信息，通過(guò)上述(i)、(ii)中的至少一種方法調(diào)整偏離量。

(3)即使在車輛中的初始狀態(tài)以后，通過(guò)攝像頭等獲取的圖像和毫米波雷達(dá)的雷達(dá)信息也維持一定的關(guān)系。

通常，在初始狀態(tài)下，通過(guò)攝像頭等獲取的圖像和毫米波雷達(dá)的雷達(dá)信息是固定的，只要沒(méi)有車輛事故等，之后很少發(fā)生變化。但是，即使在它們發(fā)生偏離的情況下，也能夠通過(guò)以下方法調(diào)整。

攝像頭例如以本車輛的特征部分513、514(特征點(diǎn))進(jìn)入其視場(chǎng)內(nèi)的狀態(tài)安裝。對(duì)通過(guò)攝像頭實(shí)際拍攝該特征點(diǎn)的位置與攝像頭原本準(zhǔn)確地安裝時(shí)該特征點(diǎn)的位置信息進(jìn)行比較，檢測(cè)其偏離量。通過(guò)根據(jù)該檢測(cè)出的偏離量修正之后拍攝到的圖像的位置，能夠修正攝像頭的物理安裝位置的偏離。通過(guò)該修正，在能夠充分發(fā)揮車輛中要求的性能的情況下，不需要進(jìn)行所述(2)的調(diào)整。并且，即使在車輛500的啟動(dòng)時(shí)或運(yùn)轉(zhuǎn)中，也定期進(jìn)行該調(diào)整方法，由此即使在重新產(chǎn)生攝像頭等的偏離的情況下，也能夠修正偏離量，從而能夠?qū)崿F(xiàn)安全的行駛。

但是，該方法與所述(2)中敘述的方法相比，通常認(rèn)為調(diào)整精度下降。在根據(jù)利用攝像頭拍攝基準(zhǔn)對(duì)象物而獲得的圖像進(jìn)行調(diào)整的情況下，由于能夠以高精度確定基準(zhǔn)對(duì)象物的方位，因此能夠容易地實(shí)現(xiàn)較高的調(diào)整精度。但是，在本方法中，由于代替基準(zhǔn)對(duì)象物而調(diào)整車體的一部分圖像，因此提高方位的特性精度稍微有難度。因此，調(diào)整精度也下降。但是，作為因事故或大的外力施加于車廂內(nèi)的攝像頭等的情況等而導(dǎo)致攝像頭等的安裝位置大幅偏離時(shí)的修正方法是有效的。

[毫米波雷達(dá)和攝像頭等所檢測(cè)出的目標(biāo)的關(guān)聯(lián)：核對(duì)處理]

在融合處理中，需要對(duì)于一個(gè)目標(biāo)識(shí)別由攝像頭等獲得的圖像和由毫米波雷達(dá)獲得的雷達(dá)信息是否為“同一目標(biāo)”。例如，考慮在車輛500的前方出現(xiàn)了兩個(gè)障礙物(第一障礙物和第二障礙物)、例如兩輛自行車的情況。該兩個(gè)障礙物在被拍攝為攝像頭圖像的同時(shí)，還被檢測(cè)為毫米波雷達(dá)的雷達(dá)信息。此時(shí)，關(guān)于第一障礙物，需要將攝像頭圖像和雷達(dá)信息相互關(guān)聯(lián)為同一目標(biāo)。相同地，關(guān)于第二障礙物，需要將其攝像頭圖像和其雷達(dá)信息相互關(guān)聯(lián)為同一目標(biāo)。假設(shè)在弄錯(cuò)而誤認(rèn)為作為第一障礙物的攝像頭圖像和作為第二障礙物的毫米波雷達(dá)的雷達(dá)信息是同一目標(biāo)的情況下，有可能引發(fā)大的事故。以下，在本說(shuō)明書中，有時(shí)將這種判斷攝像頭圖像上的目標(biāo)和雷達(dá)圖像上的目標(biāo)是否為同一目標(biāo)的處理稱作“核對(duì)處理”。

關(guān)于該核對(duì)處理，有以下敘述的各種檢測(cè)裝置(或方法)。以下，對(duì)這些裝置或方法進(jìn)行具體說(shuō)明。另外，以下檢測(cè)裝置設(shè)置于車輛，至少具有：毫米波雷達(dá)檢測(cè)部；朝向與毫米波雷達(dá)檢測(cè)部所檢測(cè)的方向重復(fù)的方向配置的攝像頭等圖像獲取部；以及核對(duì)部。在此，毫米波雷達(dá)檢測(cè)部具有本公開(kāi)中的任一實(shí)施方式中的縫隙陣列天線，至少獲取其視場(chǎng)中的雷達(dá)信息。圖像獲取部至少獲取其視場(chǎng)中的圖像信息。核對(duì)部包含處理電路，該處理電路對(duì)毫米波雷達(dá)檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果與圖像檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行核對(duì)，判斷是否由這兩個(gè)檢測(cè)部檢測(cè)出了同一目標(biāo)。在此，能夠選擇光學(xué)攝像頭、光學(xué)雷達(dá)、紅外線雷達(dá)、超聲波雷達(dá)中任意一個(gè)或兩個(gè)以上來(lái)構(gòu)成圖像檢測(cè)部。以下檢測(cè)裝置在核對(duì)部中的檢測(cè)處理不同。

第一檢測(cè)裝置中的核對(duì)部進(jìn)行下面兩個(gè)核對(duì)。第一核對(duì)包括：對(duì)通過(guò)毫米波雷達(dá)檢測(cè)部檢測(cè)出的關(guān)注的目標(biāo)獲得其距離信息以及橫向位置信息，同時(shí)對(duì)由圖像檢測(cè)部檢測(cè)出的一個(gè)或兩個(gè)以上目標(biāo)中位于最近的位置的目標(biāo)進(jìn)行核對(duì)，并檢測(cè)它們的組合。第二核對(duì)包括：對(duì)通過(guò)圖像檢測(cè)部檢測(cè)出的關(guān)注的目標(biāo)獲得其距離信息以及橫向位置信息，同時(shí)對(duì)通過(guò)毫米波雷達(dá)檢測(cè)部檢測(cè)出的一個(gè)或兩個(gè)以上的目標(biāo)中位于最近的位置的目標(biāo)進(jìn)行核對(duì)，并檢測(cè)它們的組合。而且，該核對(duì)部判定相對(duì)于通過(guò)毫米波雷達(dá)檢測(cè)部檢測(cè)出的這些各目標(biāo)的組合以及相對(duì)于通過(guò)圖像檢測(cè)部檢測(cè)出的這些各目標(biāo)的組合中是否存在一致的組合。然后，當(dāng)存在一致的組合的情況下，判斷為由兩個(gè)檢測(cè)部檢測(cè)出了同一物體。由此，進(jìn)行分別由毫米波雷達(dá)檢測(cè)部和圖像檢測(cè)部檢測(cè)出的目標(biāo)的核對(duì)。

與此相關(guān)的技術(shù)在美國(guó)專利第7358889號(hào)說(shuō)明書中記載。將該公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。在該公報(bào)中，例示具有兩個(gè)攝像頭的所謂的立體攝像頭來(lái)說(shuō)明圖像檢測(cè)部。但是，該技術(shù)并不限定于此。即使在圖像檢測(cè)部具有一個(gè)攝像頭的情況下，也通過(guò)對(duì)檢測(cè)出的目標(biāo)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行圖像識(shí)別處理等來(lái)獲得目標(biāo)的距離信息和橫向位置信息即可。相同地，也可以將激光掃描器等激光傳感器用作圖像檢測(cè)部。

第二檢測(cè)裝置中的核對(duì)部按每一規(guī)定時(shí)間對(duì)毫米波雷達(dá)檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果和圖像檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行核對(duì)。核對(duì)部在根據(jù)前一次核對(duì)結(jié)果判斷為由兩個(gè)檢測(cè)部檢測(cè)出了同一目標(biāo)的情況下，利用其前一次核對(duì)結(jié)果進(jìn)行核對(duì)。具體地說(shuō)，核對(duì)部對(duì)由毫米波雷達(dá)檢測(cè)部本次檢測(cè)出的目標(biāo)以及由圖像檢測(cè)部本次檢測(cè)出的目標(biāo)與根據(jù)前一次核對(duì)結(jié)果判斷的由兩個(gè)檢測(cè)部檢測(cè)出的目標(biāo)進(jìn)行核對(duì)。而且，核對(duì)部根據(jù)與由毫米波雷達(dá)檢測(cè)部本次檢測(cè)出的目標(biāo)的核對(duì)結(jié)果以及與由圖像檢測(cè)部本次檢測(cè)出的目標(biāo)的核對(duì)結(jié)果，判斷是否由兩個(gè)檢測(cè)部檢測(cè)出了同一目標(biāo)。如此，該檢測(cè)裝置并不直接核對(duì)兩個(gè)檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果，而是利用前一次核對(duì)結(jié)果與兩個(gè)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行時(shí)序性的核對(duì)。因此，與只進(jìn)行瞬間核對(duì)的情況相比，檢測(cè)精度提高，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的核對(duì)。尤其是，即使在檢測(cè)部的精度瞬間下降時(shí)，由于利用過(guò)去的核對(duì)結(jié)果，因此也能夠進(jìn)行核對(duì)。并且，在該檢測(cè)裝置中，能夠通過(guò)利用前一次核對(duì)結(jié)果簡(jiǎn)單地進(jìn)行兩個(gè)檢測(cè)部的核對(duì)。

并且，該檢測(cè)裝置的核對(duì)部在利用前一次核對(duì)結(jié)果進(jìn)行本次核對(duì)時(shí)，在判斷為由兩個(gè)檢測(cè)部檢測(cè)出了同一物體的情況下，將其判斷出的物體除外，對(duì)由毫米波雷達(dá)檢測(cè)部本次檢測(cè)出的物體與由圖像檢測(cè)部本次檢測(cè)出的物體進(jìn)行核對(duì)。然后，該核對(duì)部判斷是否存在由兩個(gè)檢測(cè)部本次檢測(cè)出的同一物體。如此，物體檢測(cè)裝置在考慮時(shí)序性的核對(duì)結(jié)果的基礎(chǔ)上，通過(guò)在其每一瞬間獲得的兩個(gè)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行瞬間核對(duì)。因此，物體檢測(cè)裝置對(duì)在本次的檢測(cè)中檢測(cè)出的物體也能夠可靠地核對(duì)。

與這些相關(guān)的技術(shù)在美國(guó)專利第7417580號(hào)說(shuō)明書中記載。將該公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。在該公報(bào)中，例示具有兩個(gè)攝像頭的所謂的立體攝像頭來(lái)說(shuō)明圖像檢測(cè)部。但是，該技術(shù)并不限定于此。即使在圖像檢測(cè)部具有一個(gè)攝像頭的情況下，也通過(guò)對(duì)檢測(cè)出的目標(biāo)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行圖像識(shí)別處理等來(lái)獲得目標(biāo)的距離信息和橫向位置信息即可。相同地，也可以將激光掃描器等激光傳感器用作圖像檢測(cè)部。

第三檢測(cè)裝置中的兩個(gè)檢測(cè)部以及核對(duì)部以規(guī)定的時(shí)間間隔進(jìn)行目標(biāo)的檢測(cè)和它們的核對(duì)，這些檢測(cè)結(jié)果和核對(duì)結(jié)果按時(shí)序存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)介質(zhì)中。然后，核對(duì)部根據(jù)通過(guò)圖像檢測(cè)部檢測(cè)出的目標(biāo)在圖像上的大小變化率和通過(guò)毫米波雷達(dá)檢測(cè)部檢測(cè)出的從本車輛到目標(biāo)的距離及其變化率(與本車輛的相對(duì)速度)，判斷通過(guò)圖像檢測(cè)部檢測(cè)出的目標(biāo)和通過(guò)毫米波雷達(dá)檢測(cè)部檢測(cè)出的目標(biāo)是否為同一物體。

核對(duì)部在判斷為這些目標(biāo)是同一物體的情況下，根據(jù)通過(guò)圖像檢測(cè)部檢測(cè)出的目標(biāo)在圖像上的位置和通過(guò)毫米波雷達(dá)檢測(cè)部檢測(cè)出的本車到目標(biāo)的距離和/或其變化率預(yù)測(cè)與車輛碰撞的可能性。

與這些相關(guān)的技術(shù)在美國(guó)專利第6903677號(hào)說(shuō)明書中記載。將該公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

如上說(shuō)明，在毫米波雷達(dá)和攝像頭等圖像拍攝裝置的融合處理中，對(duì)由攝像頭等獲得的圖像和由毫米波雷達(dá)獲得的雷達(dá)信息進(jìn)行核對(duì)。上述利用基于本公開(kāi)的實(shí)施方式的陣列天線的毫米波雷達(dá)能夠構(gòu)成為高性能且小型。因此，能夠關(guān)于包含上述核對(duì)處理的融合處理整體實(shí)現(xiàn)高性能化和小型化等。由此，目標(biāo)識(shí)別的精度提高，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的更安全的行駛控制。

[其他融合處理]

在融合處理中，根據(jù)由攝像頭等獲得的圖像與由毫米波雷達(dá)檢測(cè)部獲得的雷達(dá)信息的核對(duì)處理實(shí)現(xiàn)各種功能。以下，對(duì)實(shí)現(xiàn)該代表性的功能的處理裝置的例子進(jìn)行說(shuō)明。

以下處理裝置設(shè)置于車輛，至少具有：在規(guī)定方向上發(fā)送和接收電磁波的毫米波雷達(dá)檢測(cè)部；具有與該毫米波雷達(dá)檢測(cè)部的視場(chǎng)重復(fù)的視場(chǎng)的單眼攝像頭等圖像獲取部；以及從該毫米波雷達(dá)檢測(cè)部和圖像獲取部獲得信息進(jìn)行目標(biāo)的檢測(cè)等的處理部。毫米波雷達(dá)檢測(cè)部獲取該視場(chǎng)中的雷達(dá)信息。圖像獲取部獲取該視場(chǎng)中的圖像信息。能夠選擇光學(xué)攝像頭、光學(xué)雷達(dá)、紅外線雷達(dá)、超聲波雷達(dá)中的任意一個(gè)或兩個(gè)以上來(lái)用于圖像獲取部。處理部能夠通過(guò)與毫米波雷達(dá)檢測(cè)部以及圖像獲取部連接的處理電路實(shí)現(xiàn)。以下處理裝置在該處理部中的處理內(nèi)容不同。

第一處理裝置的處理部從由圖像獲取部拍攝的圖像中提取識(shí)別為與通過(guò)毫米波雷達(dá)檢測(cè)部檢測(cè)出的目標(biāo)相同的目標(biāo)。即，進(jìn)行基于前述的檢測(cè)裝置的核對(duì)處理。然后，獲取所提取的目標(biāo)的圖像的右側(cè)邊緣以及左側(cè)邊緣的信息，關(guān)于兩個(gè)邊緣導(dǎo)出軌跡近似線，該軌跡近似線是近似所獲取的右側(cè)邊緣以及左側(cè)邊緣的軌跡的直線或規(guī)定的曲線。將存在于該軌跡近似線上的邊緣的數(shù)量多的一方選擇為目標(biāo)的真實(shí)邊緣。然后，根據(jù)被選擇為真實(shí)邊緣的一方的邊緣的位置導(dǎo)出目標(biāo)的橫向位置。由此，能夠更加提高目標(biāo)的橫向位置的檢測(cè)精度。

與這些相關(guān)的技術(shù)在美國(guó)專利第8610620號(hào)說(shuō)明書中記載。將該文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

第二處理裝置的處理部在確定有無(wú)目標(biāo)時(shí)，根據(jù)圖像信息改變?cè)诖_定雷達(dá)信息中有無(wú)目標(biāo)時(shí)使用的判斷基準(zhǔn)值。由此，例如在能夠利用攝像頭等確認(rèn)成為車輛行駛的障礙物的目標(biāo)圖像的情況下，或在估計(jì)為存在目標(biāo)的情況下等，能夠通過(guò)最佳地改變通過(guò)毫米波雷達(dá)檢測(cè)部檢測(cè)目標(biāo)的判斷基準(zhǔn)，獲得更加準(zhǔn)確的目標(biāo)信息。即，在存在障礙物的可能性高的情況下，能夠通過(guò)改變判斷基準(zhǔn)使該處理裝置可靠地工作。另一方面，在存在障礙物的可能性低的情況下，能夠防止該處理裝置進(jìn)行不必要的工作。由此，能進(jìn)行適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)工作。

而且，在該情況下，處理部還能夠根據(jù)雷達(dá)信息設(shè)定圖像信息的檢測(cè)區(qū)域，并根據(jù)該區(qū)域內(nèi)的圖像信息估計(jì)障礙物的存在。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)處理的效率化。

與這些相關(guān)的技術(shù)在美國(guó)專利第7570198號(hào)說(shuō)明書中記載。將該文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

第三處理裝置的處理部進(jìn)行復(fù)合顯示，該復(fù)合顯示將基于通過(guò)多個(gè)不同的圖像拍攝裝置以及毫米波雷達(dá)檢測(cè)部獲得的圖像以及雷達(dá)信息的圖像信號(hào)顯示于至少一臺(tái)顯示裝置。在該顯示處理中，能夠使水平以及垂直同步信號(hào)在多個(gè)圖像拍攝裝置以及毫米波雷達(dá)檢測(cè)部中相互同步，將來(lái)自這些裝置的圖像信號(hào)在一個(gè)水平掃描期間內(nèi)或一個(gè)垂直掃描期間內(nèi)選擇性地切換為所希望的圖像信號(hào)。由此，能夠根據(jù)水平以及垂直同步信號(hào)并列顯示所選擇的多個(gè)圖像信號(hào)的圖像，并且從顯示裝置輸出控制信號(hào)，該控制信號(hào)設(shè)定所希望的圖像拍攝裝置以及毫米波雷達(dá)檢測(cè)部中的控制動(dòng)作。

在各個(gè)圖像等顯示于多臺(tái)不同的顯示裝置的情況下，很難進(jìn)行各個(gè)圖像之間的比較。并且，在顯示裝置與第三處理裝置主體分體地配置的情況下，對(duì)裝置的操作性差。第三處理裝置克服這種缺點(diǎn)。

與這些相關(guān)的技術(shù)在美國(guó)專利第6628299號(hào)說(shuō)明書以及美國(guó)專利第7161561號(hào)說(shuō)明書中記載。將這些公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

第四處理裝置的處理部關(guān)于位于車輛的前方的目標(biāo)向圖像獲取部以及毫米波雷達(dá)檢測(cè)部進(jìn)行指示，獲取包含該目標(biāo)的圖像以及雷達(dá)信息。處理部確定該圖像信息中的包含該目標(biāo)的區(qū)域。處理部進(jìn)一步提取該區(qū)域中的雷達(dá)信息，檢測(cè)從車輛到目標(biāo)的距離以及車輛與目標(biāo)的相對(duì)速度。處理部根據(jù)這些信息判定該目標(biāo)與車輛碰撞的可能性。由此，迅速地判定與目標(biāo)碰撞的可能性。

與這些相關(guān)的技術(shù)在美國(guó)專利第8068134號(hào)說(shuō)明書中記載。將這些公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

第五處理裝置的處理部通過(guò)雷達(dá)信息或基于雷達(dá)信息和圖像信息的融合處理來(lái)識(shí)別車輛前方的一個(gè)或兩個(gè)以上的目標(biāo)。該目標(biāo)包含其他車輛或行人等移動(dòng)體、道路上的用白線表示的行駛車道、路肩以及位于路肩的靜止物(包括排水溝以及障礙物等)、信號(hào)裝置、人行橫道等。處理部能夠包含gps(globalpositioningsystem)天線。也可以通過(guò)gps天線檢測(cè)本車輛的位置，并根據(jù)該位置檢索存儲(chǔ)有道路地圖信息的存儲(chǔ)裝置(稱作地圖信息數(shù)據(jù)庫(kù)裝置)，確認(rèn)地圖上的當(dāng)前位置。能夠?qū)υ摰貓D上的當(dāng)前位置與通過(guò)雷達(dá)信息等識(shí)別出的一個(gè)或兩個(gè)以上的目標(biāo)進(jìn)行比較來(lái)識(shí)別行駛環(huán)境。由此，處理部也可以提取估計(jì)為阻礙車輛行駛的目標(biāo)，找出更安全的行駛信息，根據(jù)需要顯示于顯示裝置，并通知駕駛員。

與這些相關(guān)的技術(shù)在美國(guó)專利第6191704號(hào)說(shuō)明書中記載。將該公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

第五處理裝置還可以具有與車輛外部的地圖信息數(shù)據(jù)庫(kù)裝置通信的數(shù)據(jù)通信裝置(具有通信電路)。數(shù)據(jù)通信裝置例如以每周一次或每月一次左右的周期訪問(wèn)地圖信息數(shù)據(jù)庫(kù)裝置，下載最新的地圖信息。由此，能夠利用最新的地圖信息進(jìn)行上述處理。

第五處理裝置還可以對(duì)上述車輛行駛時(shí)獲取的最新的地圖信息與和通過(guò)雷達(dá)信息等識(shí)別出的一個(gè)或兩個(gè)以上的目標(biāo)相關(guān)的識(shí)別信息進(jìn)行比較，提取地圖信息中沒(méi)有的目標(biāo)信息(以下，稱作“地圖更新信息”)。然后，也可以將該地圖更新信息經(jīng)由數(shù)據(jù)通信裝置發(fā)送至地圖信息數(shù)據(jù)庫(kù)裝置。地圖信息數(shù)據(jù)庫(kù)裝置也可以將該地圖更新信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中的地圖信息建立關(guān)聯(lián)來(lái)存儲(chǔ)，需要時(shí)更新當(dāng)前的地圖信息本身。更新時(shí)，也可以通過(guò)比較從多個(gè)車輛獲得的地圖更新信息來(lái)驗(yàn)證更新的可靠性。

另外，該地圖更新信息可以包含比當(dāng)前的地圖信息數(shù)據(jù)庫(kù)裝置所具有的地圖信息更詳細(xì)的信息。例如，雖然能夠通過(guò)一般的地圖信息掌握道路的概況，但是不包含例如路肩部分的寬度或位于路肩的排水溝的寬度、重新形成的凹凸或建筑物的形狀等信息。并且，也不包含車道和人行道的高度或與人行道相連的斜坡的狀況等信息。地圖信息數(shù)據(jù)庫(kù)裝置能夠根據(jù)另行設(shè)定的條件將這些詳細(xì)的信息(以下，稱作“地圖更新詳細(xì)信息”)與地圖信息建立關(guān)聯(lián)來(lái)存儲(chǔ)。這些地圖更新詳細(xì)信息通過(guò)向包括本車輛的車輛提供比原來(lái)的地圖信息更詳細(xì)的信息，除了用于車輛的安全行駛的用途之外，還能用于其他用途。在此，“包括本車輛的車輛”例如可以是汽車，也可以是摩托車、自行車或今后重新出臺(tái)的自動(dòng)行駛車輛，例如電動(dòng)輪椅等。地圖更新詳細(xì)信息在這些車輛行駛時(shí)利用。

(基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別)

第一至第五處理裝置還可以具有高度識(shí)別裝置。高度識(shí)別裝置也可以設(shè)置于車輛的外部。在該情況下，車輛能夠具有與高度識(shí)別裝置通信的高速數(shù)據(jù)通信裝置。高度識(shí)別裝置也可以由包含所謂的深度學(xué)習(xí)(deeplearning)等在內(nèi)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有時(shí)例如包含卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(convolutionalneuralnetwork，以下稱作“cnn”)。cnn是通過(guò)圖像識(shí)別來(lái)獲得成果的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其特征點(diǎn)之一是，具有一個(gè)或多個(gè)被稱作卷積層(convolutionallayer)和池化層(poolinglayer)的兩個(gè)層的組。

作為輸入至處理裝置的卷積層中的信息，至少能有以下三種的任一種。

(1)根據(jù)由毫米波雷達(dá)檢測(cè)部獲取的雷達(dá)信息獲得的信息

(2)根據(jù)雷達(dá)信息并根據(jù)由圖像獲取部獲取的特定圖像信息獲得的信息

(3)根據(jù)雷達(dá)信息和由圖像獲取部獲取的圖像信息獲得的融合信息，或者根據(jù)該融合信息獲得的信息

根據(jù)這些信息中的任一信息或組合它們的信息進(jìn)行與卷積層對(duì)應(yīng)的積和運(yùn)算。其結(jié)果被輸入至下一級(jí)池化層，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)的選擇。作為該規(guī)則，例如在選擇像素值的最大值的最大池化(maxpooling)中，按照卷積層的每一個(gè)分割區(qū)域選擇其中的最大值，該最大值作為池化層中的對(duì)應(yīng)的位置的值。

由cnn構(gòu)成的高度識(shí)別裝置有時(shí)具有將這種卷積層與池化層串聯(lián)連接一組或多組的結(jié)構(gòu)。由此，能夠準(zhǔn)確地識(shí)別雷達(dá)信息以及圖像信息中所含的車輛周圍的目標(biāo)。

與這些相關(guān)的技術(shù)在美國(guó)專利第8861842號(hào)說(shuō)明書、美國(guó)專利第9286524號(hào)說(shuō)明書以及美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)第2016/0140424號(hào)說(shuō)明書中記載。將這些公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

第六處理裝置的處理部進(jìn)行與車輛的車頭燈控制相關(guān)的處理。在夜間行駛車輛時(shí)，駕駛員確認(rèn)本車輛的前方是否存在其他車輛或行人，操作本車輛的車頭燈的波束。這是為了防止其他車輛的駕駛員或行人被本車輛的車頭燈迷惑。該第六處理裝置利用雷達(dá)信息或雷達(dá)信息與基于攝像頭等的圖像的組合自動(dòng)控制本車輛的車頭燈。

處理部通過(guò)雷達(dá)信息或者基于雷達(dá)信息和圖像信息的融合處理來(lái)檢測(cè)相當(dāng)于車輛前方的車輛或行人的目標(biāo)。在該情況下，車輛前方的車輛包含前方的先行車輛、對(duì)向車道的車輛、摩托車等。處理部在檢測(cè)到這些目標(biāo)的情況下，發(fā)出降低車頭燈的波束的指令。接收該指令的車輛內(nèi)部的控制部(控制電路)操作車頭燈，降低該波束。

與這些相關(guān)的技術(shù)在美國(guó)專利第6403942號(hào)說(shuō)明書、美國(guó)專利第6611610號(hào)說(shuō)明書、美國(guó)專利第8543277號(hào)說(shuō)明書、美國(guó)專利第8593521號(hào)說(shuō)明書以及美國(guó)專利第8636393號(hào)說(shuō)明書中記載。將這些公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

在以上說(shuō)明的基于毫米波雷達(dá)檢測(cè)部的處理以及毫米波雷達(dá)檢測(cè)部和攝像頭等圖像拍攝裝置的融合處理中，由于能夠高性能且小型地構(gòu)成該毫米波雷達(dá)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)毫米波雷達(dá)處理或融合處理整體的高性能化和小型化等。由此，目標(biāo)識(shí)別的精度提高，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的更安全的駕駛控制。

＜應(yīng)用例2：各種監(jiān)控系統(tǒng)(自然物體、建筑物、道路、監(jiān)護(hù)、安全)＞

具有基于本公開(kāi)的實(shí)施方式的陣列天線的毫米波雷達(dá)(雷達(dá)系統(tǒng))在自然物體、氣象、建筑物、安全、看護(hù)等中的監(jiān)控領(lǐng)域中也能夠廣泛活用。在與此相關(guān)的監(jiān)控系統(tǒng)中，包含毫米波雷達(dá)的監(jiān)控裝置例如設(shè)置在固定的位置，始終對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控。此時(shí)，將監(jiān)控對(duì)象的檢測(cè)分辨率調(diào)整為最佳值來(lái)設(shè)定毫米波雷達(dá)。

具有基于本公開(kāi)的實(shí)施方式的陣列天線的毫米波雷達(dá)能夠通過(guò)超過(guò)例如100ghz的高頻電磁波進(jìn)行檢測(cè)。并且，關(guān)于在雷達(dá)識(shí)別中使用的方式、例如fmcw方式等中的調(diào)制頻帶，該毫米波雷達(dá)當(dāng)前實(shí)現(xiàn)了超過(guò)4ghz的寬帶。即，與前述的超寬帶無(wú)線技術(shù)(uwb：ultrawideband)對(duì)應(yīng)。該調(diào)制頻帶與距離分辨率有關(guān)。即，以往的貼片天線中的調(diào)制頻帶最大為600mhz左右，因此其距離分辨率為25cm。與此相對(duì)，在與本陣列天線相關(guān)的毫米波雷達(dá)中，其距離分辨率為3.75cm。這表示能夠?qū)崿F(xiàn)還與以往的光學(xué)雷達(dá)的距離分辨率對(duì)等的性能。另一方面，如上所述，光學(xué)雷達(dá)等光學(xué)式傳感器在夜間或惡劣天氣時(shí)無(wú)法檢測(cè)目標(biāo)。與此相對(duì)，在毫米波雷達(dá)中，無(wú)論晝夜以及氣候如何，都能始終檢測(cè)。由此，能夠?qū)⑴c本陣列天線相關(guān)的毫米波雷達(dá)用于在利用以往的貼片天線的毫米波雷達(dá)中無(wú)法適用的多種用途中。

圖72是表示基于毫米波雷達(dá)的監(jiān)控系統(tǒng)1500的結(jié)構(gòu)例的圖。基于毫米波雷達(dá)的監(jiān)控系統(tǒng)1500至少具有傳感器部1010和主體部1100。傳感器部1010至少具有：對(duì)準(zhǔn)監(jiān)控對(duì)象1015的天線1011；根據(jù)所收發(fā)的電磁波檢測(cè)目標(biāo)的毫米波雷達(dá)檢測(cè)部1012；以及發(fā)送檢測(cè)出的雷達(dá)信息的通信部(通信電路)1013。主體部1100至少具有：接收雷達(dá)信息的通信部(通信電路)1103；根據(jù)所接收的雷達(dá)信息進(jìn)行規(guī)定的處理的處理部(處理電路)1101；以及蓄積過(guò)去的雷達(dá)信息以及規(guī)定的處理所需的其他信息等的數(shù)據(jù)蓄積部(記錄介質(zhì))1102。在傳感器部1010與主體部1100之間存在通信線路1300，借助該通信線路1300在傳感器部1010與主體部1100之間發(fā)送和接收信息以及指令。在此，通信線路例如能夠包含互聯(lián)網(wǎng)等通用的通信網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、專用的通信線路等中的任一種。另外，本監(jiān)控系統(tǒng)1500也可以是不借助通信線路直接連接傳感器部1010與主體部1100的結(jié)構(gòu)。在傳感器部1010中除了設(shè)置毫米波雷達(dá)之外，還能夠并列設(shè)置攝像頭等光學(xué)傳感器。由此，通過(guò)利用雷達(dá)信息和基于攝像頭等的圖像信息的融合處理來(lái)識(shí)別目標(biāo)，能夠更高度地檢測(cè)監(jiān)控對(duì)象1015等。

以下，對(duì)實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用事例的監(jiān)控系統(tǒng)的例子進(jìn)行具體說(shuō)明。

[自然物體監(jiān)控系統(tǒng)]

第一監(jiān)控系統(tǒng)是將自然物體作為監(jiān)控對(duì)象的系統(tǒng)(以下，稱作“自然物體監(jiān)控系統(tǒng)”)。參照?qǐng)D72，對(duì)該自然物體監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。該自然物體監(jiān)控系統(tǒng)1500中的監(jiān)控對(duì)象1015例如可以是河川、海面、山丘、火山、地表等。例如，在河川為監(jiān)控對(duì)象1015的情況下，固定在固定位置的傳感器部1010始終對(duì)河川1015的水面進(jìn)行監(jiān)控。該水面信息始終發(fā)送至主體部1100中的處理部1101。而且，在水面具有規(guī)定以上的高度的情況下，處理部1101經(jīng)由通信線路1300通知與本監(jiān)控系統(tǒng)分體地設(shè)置的例如氣象觀測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)等其他系統(tǒng)1200?；蛘撸幚聿?101將用于自動(dòng)封閉設(shè)置于河川1015的閘門等(未圖示)的指示信息發(fā)送給管理閘門的系統(tǒng)(未圖示)。

該自然物體監(jiān)控系統(tǒng)1500能夠用一個(gè)主體部1100監(jiān)控多個(gè)傳感器部1010、1020等。在該多個(gè)傳感器部分散配置在固定地區(qū)的情況下，能夠同時(shí)掌握該地區(qū)的河川的水位狀況。由此，還能夠評(píng)價(jià)該地區(qū)的降雨如何影響河川的水位以及是否有引發(fā)洪水等災(zāi)害的可能性。與此相關(guān)的信息能夠經(jīng)由通信線路1300通知給氣象觀測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)等其他系統(tǒng)1200。由此，氣象觀測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)等其他系統(tǒng)1200能夠?qū)⒈煌ㄖ男畔⒒钣迷诟鼜V范圍的氣象觀測(cè)或?yàn)?zāi)害預(yù)測(cè)。

該自然物體監(jiān)控系統(tǒng)1500同樣也能夠適用于河川以外的其他自然物體。例如，在監(jiān)控海嘯或風(fēng)暴潮的監(jiān)控系統(tǒng)中，其監(jiān)控對(duì)象為海面水位。并且，還能夠與海面水位的上升對(duì)應(yīng)地自動(dòng)開(kāi)閉防潮堤的閘門?；蛘撸趯?duì)因降雨或地震等引起的山崩進(jìn)行監(jiān)控的監(jiān)控系統(tǒng)中，其監(jiān)控對(duì)象為山丘部的地表等。

[交通道路監(jiān)控系統(tǒng)]

第二監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控交通道路的系統(tǒng)(以下，稱作“交通道路監(jiān)控系統(tǒng)”)。該交通道路監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控對(duì)象例如可以是鐵道道口、特定的線路、機(jī)場(chǎng)的跑道、道路的交叉點(diǎn)、特定的道路或停車場(chǎng)等。

例如，在監(jiān)控對(duì)象為鐵道道口的情況下，傳感器部1010配置在能夠監(jiān)控道口內(nèi)部的位置。在該情況下，在傳感器部1010除了設(shè)置毫米波雷達(dá)之外，還并列設(shè)置攝像頭等光學(xué)傳感器。在該情況下，通過(guò)雷達(dá)信息和圖像信息的融合處理，能夠以更多角度檢測(cè)監(jiān)控對(duì)象中的目標(biāo)。通過(guò)傳感器部1010獲得的目標(biāo)信息經(jīng)由通信線路1300發(fā)送至主體部1100。主體部1100進(jìn)行更高度的識(shí)別處理、控制中所需的其他信息(例如，電車的駕駛信息等)的收集以及基于這些信息的必要的控制指示等。在此，必要的控制指示是指例如在封閉道口時(shí)確認(rèn)道口內(nèi)部有人或車輛等的情況下，使電車停止等的指示。

并且，例如在將監(jiān)控對(duì)象設(shè)為機(jī)場(chǎng)的跑道的情況下，多個(gè)傳感器部1010、1020等以能夠在跑道上實(shí)現(xiàn)規(guī)定的分辨率的方式沿著跑道配置，該分辨率例如為能夠檢測(cè)跑道上的5平方厘米以上的異物的分辨率。監(jiān)控系統(tǒng)1500無(wú)論是晝夜以及氣候如何，都始終在跑道上監(jiān)控。該功能是只有使用可對(duì)應(yīng)uwb的本公開(kāi)的實(shí)施方式中的毫米波雷達(dá)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)的功能。并且，由于本毫米波雷達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)小型、高分辨率以及低成本，因此即使在無(wú)死角地覆蓋跑道整個(gè)面的情況下,也能夠?qū)嶋H地對(duì)應(yīng)。在該情況下，主體部1100統(tǒng)一管理多個(gè)傳感器部1010、1020等。主體部1100在確認(rèn)跑道上有異物的情況下，向機(jī)場(chǎng)管制系統(tǒng)(未圖示)發(fā)送與異物的位置和大小相關(guān)的信息。接收該信息的機(jī)場(chǎng)管制系統(tǒng)暫時(shí)禁止在該跑道上的起降。在此期間，主體部1100例如對(duì)在另行設(shè)置的跑道上自動(dòng)清掃的車輛等發(fā)送與異物的位置和大小相關(guān)的信息。接收該信息的清掃車輛獨(dú)立移動(dòng)至有異物的位置，自動(dòng)去除該異物。清掃車輛若完成異物的去除，則向主體部1100發(fā)送完成去除的信息。然后，檢測(cè)到該異物的傳感器部1010等再次確認(rèn)“沒(méi)有異物”，并確認(rèn)安全之后，主體部1100向機(jī)場(chǎng)管制系統(tǒng)傳遞該確認(rèn)內(nèi)容。接收該確認(rèn)內(nèi)容的機(jī)場(chǎng)管制系統(tǒng)解除該跑道的起降禁止。

而且，例如在將監(jiān)控對(duì)象設(shè)為停車場(chǎng)的情況下，能夠自動(dòng)識(shí)別停車場(chǎng)的哪個(gè)位置空著。與此相關(guān)的技術(shù)在美國(guó)專利第6943726號(hào)說(shuō)明書中記載。將該公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

[安全監(jiān)控系統(tǒng)]

第三監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控非法入侵者侵入私人用地內(nèi)或房屋的系統(tǒng)(以下，稱作“安全監(jiān)控系統(tǒng)”)。由該安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的對(duì)象例如為私人用地內(nèi)或房屋內(nèi)等特定區(qū)域。

例如，在將監(jiān)控對(duì)象設(shè)為私人用地內(nèi)的情況下，傳感器部1010配置在能夠監(jiān)控私人用地內(nèi)的一個(gè)或兩個(gè)以上的位置。在該情況下，作為傳感器部1010，除了設(shè)置毫米波雷達(dá)之外，還并列設(shè)置攝像頭等光學(xué)傳感器。在該情況下，通過(guò)雷達(dá)信息和圖像信息的融合處理，能夠以更多角度檢測(cè)監(jiān)控對(duì)象中的目標(biāo)。由傳感器部1010獲得的目標(biāo)信息經(jīng)由通信線路1300被發(fā)送至主體部1100。在主體部1100中，進(jìn)行更高度的識(shí)別處理、控制中所需的其他信息(例如，為了準(zhǔn)確地識(shí)別侵入對(duì)象是人還是狗或鳥(niǎo)等動(dòng)物而所需的參照數(shù)據(jù)等)的收集以及基于這些信息的必要的控制指示等。在此，必要的控制指示例如除了包括鳴笛設(shè)置在用地內(nèi)的警報(bào)或者打開(kāi)照明等指示之外，還包括通過(guò)便攜通信線路等直接通知用地的管理人員等指示。主體部1100中的處理部1101還可以使內(nèi)置的采用深度學(xué)習(xí)等方法的高度識(shí)別裝置進(jìn)行檢測(cè)出的目標(biāo)的識(shí)別。或者，該高度識(shí)別裝置還可以配置在外部。在該情況下，高度識(shí)別裝置能夠通過(guò)通信線路1300連接。

與此相關(guān)的技術(shù)在美國(guó)專利第7425983號(hào)說(shuō)明書中記載。將該公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

作為這種安全監(jiān)控系統(tǒng)的其他實(shí)施方式，在設(shè)置于機(jī)場(chǎng)的登機(jī)口、車站的檢票口、建筑物的入口等的人監(jiān)控系統(tǒng)中也能夠應(yīng)用。通過(guò)該人監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的對(duì)象例如為機(jī)場(chǎng)的登機(jī)口、車站的檢票口、建筑物的入口等。

例如，監(jiān)控對(duì)象為機(jī)場(chǎng)的登機(jī)口的情況下，傳感器部1010例如能夠設(shè)置在登機(jī)口的行李檢查裝置。在該情況下，該檢查方法有如下兩種方法。一種方法是，通過(guò)毫米波雷達(dá)接收自身發(fā)送的電磁波被作為監(jiān)控對(duì)象的乘客反射回來(lái)的電磁波來(lái)檢查乘客的行李等。另一種方法是，通過(guò)利用天線接收從作為乘客自身的人體發(fā)射的微弱的毫米波來(lái)檢查乘客隱藏的異物。在后者的方法中，優(yōu)選毫米波雷達(dá)具有對(duì)所接收的毫米波進(jìn)行掃描的功能。該掃描功能可以通過(guò)利用數(shù)字波束成形來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)機(jī)械式掃描動(dòng)作實(shí)現(xiàn)。另外，關(guān)于主體部1100的處理，還能夠利用與前述的例子相同的通信處理以及識(shí)別處理。

[建筑物檢查系統(tǒng)(非破壞檢查)]

第四監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控或檢查道路或鐵道的高架橋或建筑物等的混凝土的內(nèi)部或者道路或地面的內(nèi)部等的系統(tǒng)(以下，稱作“建筑物檢查系統(tǒng)”)。由該建筑物檢查系統(tǒng)監(jiān)控的對(duì)象例如為高架橋或建筑物等的混凝土的內(nèi)部或者道路或地面的內(nèi)部等。

例如，在監(jiān)控對(duì)象為混凝土建筑物的內(nèi)部的情況下，傳感器部1010具有能夠使天線1011沿著混凝土建筑物的表面掃描的結(jié)構(gòu)。在此，“掃描”可以手動(dòng)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)另行設(shè)置掃描用的固定軌道并利用馬達(dá)等的驅(qū)動(dòng)力使天線在該軌道上移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。并且，在監(jiān)控對(duì)象為道路或地面的情況下，也可以通過(guò)在車輛等朝下方向設(shè)置天線1011，并使車輛以恒速行駛來(lái)實(shí)現(xiàn)“掃描”。在傳感器部1010中使用的電磁波可以使用超過(guò)例如100ghz的所謂的太赫茲區(qū)域的毫米波。如上所述，根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式中的陣列天線，即使在超過(guò)例如100ghz的電磁波中，也能夠構(gòu)成損耗比以往的貼片天線等更少的天線。更高頻的電磁波能夠更深地滲透到混凝土等檢查對(duì)象物中，能夠?qū)崿F(xiàn)更準(zhǔn)確的非破壞檢查。另外，關(guān)于主體部1100的處理，還能夠利用與前述的其他監(jiān)控系統(tǒng)等相同的通信處理和識(shí)別處理。

與此相關(guān)的技術(shù)在美國(guó)專利第6661367號(hào)說(shuō)明書中記載。將該公開(kāi)內(nèi)容全部引用于本說(shuō)明書中。

[人監(jiān)控系統(tǒng)]

第五監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)看護(hù)對(duì)象進(jìn)行監(jiān)護(hù)的系統(tǒng)(以下，稱作“人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)”)。由該人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)監(jiān)控的對(duì)象例如為看護(hù)人員或醫(yī)院的患者等。

例如，在將監(jiān)控對(duì)象設(shè)為看護(hù)設(shè)施的室內(nèi)的看護(hù)人員的情況下，在該室內(nèi)的可監(jiān)控整個(gè)室內(nèi)的一個(gè)或兩個(gè)以上的位置配置傳感器部1010。在該情況下，在傳感器部1010除了設(shè)置毫米波雷達(dá)之外，還可以并列設(shè)置攝像頭等光學(xué)傳感器。在該情況下，能夠通過(guò)雷達(dá)信息和圖像信息的融合處理以更多角度對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控。另一方面，在將監(jiān)控對(duì)象設(shè)為人的情況下，從保護(hù)個(gè)人隱私的觀點(diǎn)來(lái)看，有時(shí)不適合通過(guò)攝像頭等進(jìn)行監(jiān)控?？紤]這一點(diǎn)，需要選擇傳感器。另外，在通過(guò)毫米波雷達(dá)進(jìn)行的目標(biāo)檢測(cè)時(shí)，并非利用圖像獲取作為監(jiān)控對(duì)象的人，能夠利用可以說(shuō)是該圖像的影子的信號(hào)獲取作為監(jiān)控對(duì)象的人。因此，從保護(hù)個(gè)人隱私的觀點(diǎn)來(lái)看，毫米波雷達(dá)可以說(shuō)是優(yōu)選的傳感器。

由傳感器部1010獲得的看護(hù)人員的信息經(jīng)由通信線路1300被發(fā)送至主體部1100。傳感器部1010進(jìn)行更高度的識(shí)別處理、控制所需的其他信息(例如，準(zhǔn)確地識(shí)別看護(hù)人員的目標(biāo)信息所需的參照數(shù)據(jù)等)的收集以及基于這些信息的必要的控制指示等。在此，必要的控制指示例如包含根據(jù)檢測(cè)結(jié)果直接通知管理人員等的指示。并且，主體部1100的處理部1101也可以使內(nèi)置的采用深度學(xué)習(xí)等方法的高度識(shí)別裝置識(shí)別所檢測(cè)出的目標(biāo)。該高度識(shí)別裝置也可以配置在外部。在該情況下，高度識(shí)別裝置能夠通過(guò)通信線路1300連接。

在毫米波雷達(dá)中，在將人設(shè)為監(jiān)控對(duì)象的情況下，能夠追加至少以下兩個(gè)功能。

第一功能是心率、呼吸次數(shù)的監(jiān)控功能。在毫米波雷達(dá)中，電磁波能夠穿透衣服而檢測(cè)人體的皮膚表面的位置以及心跳。處理部1101首先檢測(cè)作為監(jiān)控對(duì)象的人及其外形。接著，例如在檢測(cè)心率的情況下，確定容易檢測(cè)心跳的體表面的位置，并使該位置的心跳時(shí)序化來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。由此，能夠檢測(cè)例如每分鐘的心率。在檢測(cè)呼吸次數(shù)的情況下也相同。通過(guò)利用該功能，能夠始終確認(rèn)看護(hù)人員的健康狀態(tài)，從而能夠?qū)醋o(hù)人員進(jìn)行更高質(zhì)量的監(jiān)護(hù)。

第二功能是跌倒檢測(cè)功能。老人等看護(hù)人員有時(shí)因腰腿虛弱而跌倒。當(dāng)人跌倒時(shí)，人體的特定部位、例如頭部等的速度或加速度在固定以上。在利用毫米波雷達(dá)將人設(shè)為監(jiān)控對(duì)象的情況下，能夠始終檢測(cè)對(duì)象目標(biāo)的相對(duì)速度或加速度。因此，通過(guò)例如將頭部確定為監(jiān)控對(duì)象并時(shí)序性地檢測(cè)其相對(duì)速度或加速度，在檢測(cè)到固定值以上的速度的情況下，能夠識(shí)別為跌倒。在識(shí)別為跌倒的情況下，處理部1101例如能夠下發(fā)與看護(hù)支援對(duì)應(yīng)的可靠的指示等。

另外，在以上說(shuō)明的監(jiān)控系統(tǒng)等中，傳感器部1010固定在固定的位置。但是，還能夠?qū)鞲衅鞑?010設(shè)置在例如機(jī)器人、車輛、無(wú)人機(jī)等飛行體等移動(dòng)體。在此，車輛等不僅包含例如汽車，而且還包含電動(dòng)輪椅等小型移動(dòng)體。在該情況下，該移動(dòng)體也可以為了始終確認(rèn)自己的當(dāng)前位置而內(nèi)置gps。此外，該移動(dòng)體也可以具有利用地圖信息以及對(duì)前述的第五處理裝置說(shuō)明的地圖更新信息進(jìn)一步提高自身當(dāng)前位置的準(zhǔn)確性的功能。

而且，由于在類似于以上說(shuō)明的第一至第三檢測(cè)裝置、第一至第六處理裝置、第一至第五監(jiān)控系統(tǒng)等的裝置或系統(tǒng)中利用與這些裝置或系統(tǒng)相同的結(jié)構(gòu)，因此能夠利用本公開(kāi)的實(shí)施方式中的陣列天線或毫米波雷達(dá)。

＜應(yīng)用例3：通信系統(tǒng)＞

[通信系統(tǒng)的第一例]

本公開(kāi)中的波導(dǎo)裝置以及天線裝置(陣列天線)能夠用于構(gòu)成通信系統(tǒng)(telecommunicationsystem)的發(fā)射機(jī)(transmitter)和/或接收機(jī)(receiver)。本公開(kāi)中的波導(dǎo)裝置以及天線裝置由于使用層疊的導(dǎo)電部件構(gòu)成，因此與使用中空波導(dǎo)管的情況相比，能夠?qū)l(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)的尺寸抑制得較小。并且，由于不需要電介質(zhì)，因此與使用微帶線路的情況相比，能夠?qū)㈦姶挪ǖ慕殡姄p耗抑制得較小。由此，能夠構(gòu)筑具有小型且高效的發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)的通信系統(tǒng)。

這種通信系統(tǒng)可以是直接對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)制來(lái)收發(fā)的模擬式通信系統(tǒng)。但是，只要是數(shù)字式通信系統(tǒng)，則能夠構(gòu)筑更靈活且性能高的通信系統(tǒng)。

以下，參照?qǐng)D73對(duì)使用本公開(kāi)的實(shí)施方式中的波導(dǎo)裝置以及天線裝置的數(shù)字式通信系統(tǒng)800a進(jìn)行說(shuō)明。

圖73是表示數(shù)字式通信系統(tǒng)800a的結(jié)構(gòu)的框圖。通信系統(tǒng)800a具有發(fā)射機(jī)810a和接收機(jī)820a。發(fā)射機(jī)810a具有模擬/數(shù)字(a/d)轉(zhuǎn)換器812、編碼器813、調(diào)制器814以及發(fā)送天線815。接收機(jī)820a具有接收天線825、解調(diào)器824、解碼器823以及數(shù)字/模擬(d/a)轉(zhuǎn)換器822。發(fā)送天線815以及接收天線825中的至少一個(gè)能夠通過(guò)本公開(kāi)的實(shí)施方式中的陣列天線實(shí)現(xiàn)。在本應(yīng)用例中，將包含與發(fā)送天線815連接的調(diào)制器814、編碼器813以及a/d轉(zhuǎn)換器812等的電路稱作發(fā)送電路。將包含與接收天線825連接的解調(diào)器824、解碼器823以及d/a轉(zhuǎn)換器822等的電路稱作接收電路。還有時(shí)將發(fā)送電路和接收電路統(tǒng)稱為通信電路。

發(fā)射機(jī)810a通過(guò)模擬/數(shù)字(a/d)轉(zhuǎn)換器812將從信號(hào)源811接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。接著，通過(guò)編碼器813對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼。在此，編碼是指操作應(yīng)發(fā)送的數(shù)字信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為適于通信的方式。作為這種編碼的例子有cdm(code-divisionmultiplexing：碼分多路復(fù)用)等。并且，用于進(jìn)行tdm(time-divisionmultiplexing：時(shí)分多路復(fù)用)或fdm(frequencydivisionmultiplexing：頻分多路復(fù)用)或ofdm(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing：正交頻分復(fù)用)的轉(zhuǎn)換也是該編碼的一個(gè)例子。編碼后的信號(hào)由調(diào)制器814轉(zhuǎn)換為高頻信號(hào)，從發(fā)送天線815被發(fā)送。

另外，在通信領(lǐng)域中，有時(shí)將表示重疊于載波的信號(hào)的波稱作“信號(hào)波”，但是本說(shuō)明書中的“信號(hào)波”這一術(shù)語(yǔ)并不以這種含義使用。本說(shuō)明書中的“信號(hào)波”泛指在波導(dǎo)中傳播的電磁波以及利用天線元件收發(fā)的電磁波。

接收機(jī)820a使由接收天線825接收的高頻信號(hào)通過(guò)解調(diào)器824恢復(fù)成低頻的信號(hào)，通過(guò)解碼器823恢復(fù)成數(shù)字信號(hào)。被解碼的數(shù)字信號(hào)通過(guò)數(shù)字/模擬(d/a)轉(zhuǎn)換器822恢復(fù)成模擬信號(hào)，被送至數(shù)據(jù)接收機(jī)(數(shù)據(jù)接收裝置)821。通過(guò)以上處理，完成一系列發(fā)送和接收的進(jìn)程。

在進(jìn)行通信的主體為計(jì)算機(jī)之類的數(shù)字設(shè)備的情況下，在上述處理中不需要發(fā)送信號(hào)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換以及接收信號(hào)的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換。因此，能夠省略圖73中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器812以及數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器822。這種結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)也包含于數(shù)字式通信系統(tǒng)。

在數(shù)字式通信系統(tǒng)中，為了確保信號(hào)強(qiáng)度或擴(kuò)大通信容量而使用各種方法。這種方法大多在使用毫米波段或太赫茲頻段的電波的通信系統(tǒng)中也有效。

毫米波段或太赫茲頻段中的電波與更低頻率的電波相比，直進(jìn)性高，繞到障礙物的背面?zhèn)鹊难苌湫?。因此，接收機(jī)無(wú)法直接接收從發(fā)射機(jī)發(fā)送來(lái)的電波的情況也不少。即使在這種狀況下，雖然大多能夠接收反射波，但是大多情況下反射波的電波信號(hào)的質(zhì)量比直接波差，因此更加難以穩(wěn)定地接收。并且，還存在多個(gè)反射波經(jīng)過(guò)不同的路徑入射的情況。在該情況下，不同路徑長(zhǎng)度的接收波的相位互不相同，引起多徑衰落(multi-pathfading)。

作為用于改善這種狀況的技術(shù)，能夠利用被稱作天線分集(antennadiversity)的技術(shù)。在該技術(shù)中，發(fā)射機(jī)以及接收機(jī)中的至少一個(gè)具有多個(gè)天線。若這些多個(gè)天線之間的距離在波長(zhǎng)程度以上不同，則接收波的狀態(tài)就會(huì)不同。因此，選擇使用能夠進(jìn)行質(zhì)量最好的收發(fā)的天線。由此，能夠提高通信的可靠性。并且，也可以合成從多個(gè)天線獲得的信號(hào)來(lái)改善信號(hào)的質(zhì)量。

在圖73所示的通信系統(tǒng)800a中，例如接收機(jī)820a可以具有多個(gè)接收天線825。在該情況下，在多個(gè)接收天線825與解調(diào)器824之間存在切換器。接收機(jī)820a通過(guò)切換器將從多個(gè)接收天線825中獲得質(zhì)量最好的信號(hào)的天線與解調(diào)器824連接起來(lái)。另外，在該例子中，也可以使發(fā)射機(jī)810a具有多個(gè)發(fā)送天線815。

[通信系統(tǒng)的第二例]

圖74是表示包含能夠改變電波的發(fā)射模式的發(fā)射機(jī)810b的通信系統(tǒng)800b的例子的框圖。在該應(yīng)用例中，接收機(jī)與圖73所示的接收機(jī)820a相同。因此，在圖74中不圖示接收機(jī)。發(fā)射機(jī)810b除了具有發(fā)射機(jī)810a的結(jié)構(gòu)之外，還具有包含多個(gè)天線元件8151的天線陣列815b。天線陣列815b可以是本公開(kāi)的實(shí)施方式中的陣列天線。發(fā)射機(jī)810b在多個(gè)天線元件8151與調(diào)制器814之間還具有各自連接的多個(gè)相移器(ps)816。在該發(fā)射機(jī)810b中，調(diào)制器814的輸出被送至多個(gè)相移器816，在該相移器816中獲得相位差，被向多個(gè)天線元件8151導(dǎo)出。在多個(gè)天線元件8151以等間隔配置的情況下，且在向各天線元件8151中的相鄰的天線元件供給相位以固定量不同的高頻信號(hào)的情況下，天線陣列815b的主波瓣817與該相位差相應(yīng)地朝向從正面傾斜的方位。該方法有時(shí)被稱作波束成形(beamforming)。

能夠使各相移器816賦予的相位差各不相同來(lái)改變主波瓣817的方位。該方法有時(shí)被稱作波束轉(zhuǎn)向(beamsteering)。能夠通過(guò)找出收發(fā)狀態(tài)最好的相位差來(lái)提高通信的可靠性。另外，在此說(shuō)明了相移器816賦予的相位差在相鄰的天線元件8151之間固定的例子，但是并不限定于這種例子。并且，也可以以向不僅直接波到達(dá)接收機(jī)而且反射波到達(dá)接收機(jī)的方位發(fā)射電波的方式賦予相位差。

在發(fā)射機(jī)810b中，還能夠利用被稱作零轉(zhuǎn)向(nullsteering)的方法。這是指通過(guò)調(diào)節(jié)相位差形成不向特定的方向發(fā)射電波的狀態(tài)的方法。通過(guò)進(jìn)行零轉(zhuǎn)向，能夠抑制朝向不希望發(fā)送電波的其他接收機(jī)發(fā)射的電波。由此，能夠避免干擾。使用毫米波或太赫茲波的數(shù)字通信雖然能夠使用非常寬的頻帶，但也優(yōu)選盡可能高效地使用頻帶。由于只要利用零轉(zhuǎn)向，就能夠以同一頻帶進(jìn)行多個(gè)收發(fā)，因此能夠提高頻帶的利用效率。使用波束成形、波束轉(zhuǎn)向以及零轉(zhuǎn)向等技術(shù)提高頻帶的利用效率的方法有時(shí)還被稱作sdma(spatialdivisionmultipleaccess：空分多址)。

[通信系統(tǒng)的第三例]

為了增加特定頻帶的通信容量，還能夠應(yīng)用被稱作mimo(multiple-inputandmultiple-output：多輸入多輸出)的方法。在mimo中，可以使用多個(gè)發(fā)送天線以及多個(gè)接收天線。分別從多個(gè)發(fā)送天線發(fā)射電波。在某一例子中，能夠使各自不同的信號(hào)與被發(fā)射的電波重疊。多個(gè)接收天線的每一個(gè)均接收被發(fā)送來(lái)的多個(gè)電波。但是，由于不同的接收天線接收經(jīng)過(guò)不同的路徑到達(dá)的電波，因此所接收的電波的相位產(chǎn)生差異。利用該差異，能夠在接收機(jī)側(cè)分離出多個(gè)電波中所含的多個(gè)信號(hào)。

本公開(kāi)所涉及的波導(dǎo)裝置以及天線裝置也能夠用于利用mimo的通信系統(tǒng)。以下，對(duì)這種通信系統(tǒng)的例子進(jìn)行說(shuō)明。

圖75是表示裝配有mimo功能的通信系統(tǒng)800c的例子的框圖。在該通信系統(tǒng)800c中，發(fā)射機(jī)830具有編碼器832、tx-mimo處理器833以及兩個(gè)發(fā)送天線8351、8352。接收機(jī)840具有兩個(gè)接收天線8451、8452、rx-mimo處理器843以及解碼器842。另外，發(fā)送天線以及接收天線的個(gè)數(shù)也可以分別大于兩個(gè)。在此，為了簡(jiǎn)單說(shuō)明，舉出各天線為兩個(gè)的例子。一般來(lái)講，mimo通信系統(tǒng)的通信容量與發(fā)送天線和接收天線中的少的一方的個(gè)數(shù)成比例地增大。

從數(shù)據(jù)信號(hào)源831接收到信號(hào)的發(fā)射機(jī)830為了發(fā)送信號(hào)而通過(guò)編碼器832進(jìn)行編碼。編碼后的信號(hào)由tx-mimo處理器833分配至兩個(gè)發(fā)送天線8351、8352。

在mimo方式的某一例子中的處理方法中，tx-mimo處理器833將編碼后的信號(hào)的列分割為與發(fā)送天線8352的數(shù)量相同的數(shù)量的兩列，并列發(fā)送至發(fā)送天線8351、8352。發(fā)送天線8351、8352分別發(fā)射包含被分割的多個(gè)信號(hào)列的信息的電波。在發(fā)送天線為n個(gè)的情況下，信號(hào)列被分割為n列。被發(fā)射的電波同時(shí)由兩個(gè)接收天線8451、8452這兩者接收。即，分別由接收天線8451、8452接收的電波中混雜有發(fā)送時(shí)分割的兩個(gè)信號(hào)。通過(guò)rx-mimo處理器843進(jìn)行該混雜的信號(hào)的分離。

若例如關(guān)注電波的相位差，則能夠分離混雜的兩個(gè)信號(hào)。接收天線8451、8452接收從發(fā)送天線8351到達(dá)的電波時(shí)的兩個(gè)電波的相位差與接收天線8451、8452接收從發(fā)送天線8352到達(dá)的電波時(shí)的兩個(gè)電波的相位差不同。即，接收天線之間的相位差根據(jù)收發(fā)的路徑而不同。并且，只要發(fā)送天線與接收天線的空間配置關(guān)系不變，則這些相位差就不會(huì)變。因此，通過(guò)將由兩個(gè)接收天線接收的接收信號(hào)錯(cuò)開(kāi)根據(jù)收發(fā)路徑規(guī)定的相位來(lái)建立關(guān)聯(lián)，能夠提取經(jīng)過(guò)該收發(fā)路徑接收的信號(hào)。rx-mimo處理器843例如通過(guò)該方法從接收信號(hào)中分離兩個(gè)信號(hào)列，恢復(fù)分割之前的信號(hào)列。由于被恢復(fù)的信號(hào)列尚處于被編碼的狀態(tài)，因此被送至解碼器842，并在解碼器842中復(fù)原成原來(lái)的信號(hào)。被復(fù)原的信號(hào)被送至數(shù)據(jù)接收機(jī)841。

雖然該例子中的mimo通信系統(tǒng)800c收發(fā)數(shù)字信號(hào)，但也能夠?qū)崿F(xiàn)收發(fā)模擬信號(hào)的mimo通信系統(tǒng)。在該情況下，在圖75的結(jié)構(gòu)中追加了參照?qǐng)D73說(shuō)明的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器。另外，用于區(qū)分來(lái)自不同的發(fā)送天線的信號(hào)的信息并不限于相位差的信息。一般來(lái)講，若發(fā)送天線和接收天線的組合不同，則被接收的電波除了相位不同以外，散射或衰落等的狀況也有可能不同。這些統(tǒng)稱為csi(channelstateinformation：信道狀態(tài)信息)。csi在利用mimo的系統(tǒng)中用于區(qū)分不同的收發(fā)路徑。

另外，多個(gè)發(fā)送天線發(fā)射包含各自獨(dú)立的信號(hào)的發(fā)送波并不是必要條件。只要能夠在接收天線側(cè)分離，則也可以是各發(fā)送天線發(fā)射包含多個(gè)信號(hào)的電波的結(jié)構(gòu)。并且，還能夠如下構(gòu)成：在發(fā)送天線側(cè)進(jìn)行波束成形，作為來(lái)自各發(fā)送天線的電波的合成波，在接收天線側(cè)形成包含單一信號(hào)的發(fā)送波。該情況也成為各發(fā)送天線發(fā)射包含多個(gè)信號(hào)的電波的結(jié)構(gòu)。

在該第三例中也與第一以及第二例相同，能夠?qū)dm、fdm、tdm、ofdm等各種方法用作信號(hào)的編碼方法。

在通信系統(tǒng)中，裝設(shè)有用于處理信號(hào)的集成電路(稱作信號(hào)處理電路或通信電路)的電路板能夠?qū)盈B配置在本公開(kāi)的實(shí)施方式中的波導(dǎo)裝置以及天線裝置。由于本公開(kāi)的實(shí)施方式中的波導(dǎo)裝置以及天線裝置具有層疊板形狀的導(dǎo)電部件而成的結(jié)構(gòu)，因此容易設(shè)成將電路板疊加在這些導(dǎo)電部件上的配置。通過(guò)設(shè)成這種配置，能夠?qū)崿F(xiàn)容積比使用中空波導(dǎo)管等的情況小的發(fā)射機(jī)以及接收機(jī)。

在以上說(shuō)明的通信系統(tǒng)的第一至第三例中，發(fā)射機(jī)或接收機(jī)的構(gòu)成要素、即模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器、編碼器、解碼器、調(diào)制器、解調(diào)器、tx-mimo處理器、rx-mimo處理器等表示為圖73、40、41中獨(dú)立的一個(gè)要素，但并非必須獨(dú)立。例如，也可以用一個(gè)集成電路實(shí)現(xiàn)這些所有要素?；蛘撸部梢詫⒁徊糠忠丶衅饋?lái)用一個(gè)集成電路實(shí)現(xiàn)。無(wú)論是哪一種情況，只要實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)中說(shuō)明的功能，則都可以說(shuō)是實(shí)施了本發(fā)明。

如上所述，本公開(kāi)包含以下項(xiàng)目所述的天線陣列、波導(dǎo)路裝置、天線裝置、雷達(dá)、雷達(dá)系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)。

[項(xiàng)目1]

一種天線陣列，

該天線陣列具有第1導(dǎo)電部件，該第1導(dǎo)電部件具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面，

所述第1導(dǎo)電部件具有沿著第1方向排列的多個(gè)縫隙，

所述第1導(dǎo)電部件的所述第1導(dǎo)電性表面具有規(guī)定了與所述多個(gè)縫隙分別連通的多個(gè)喇叭的形狀，

所述多個(gè)縫隙各自的e面位于同一平面上或者位于方向一致的多個(gè)平面上，

所述多個(gè)縫隙包括相鄰的第1縫隙和第2縫隙，

所述多個(gè)喇叭包括與所述第1縫隙連通的第1喇叭和與所述第2縫隙連通的第2喇叭，

在所述第1喇叭的e面截面上，從所述第1縫隙的一個(gè)邊緣到所述第1喇叭的開(kāi)口面的一個(gè)邊緣為止的沿著所述第1喇叭的內(nèi)壁面的長(zhǎng)度比從所述第1縫隙的另一個(gè)邊緣到所述第1喇叭的所述開(kāi)口面的另一個(gè)邊緣為止的沿著所述第1喇叭的所述內(nèi)壁面的長(zhǎng)度長(zhǎng)，

在所述第2喇叭的e面截面上，從所述第2縫隙的一個(gè)邊緣到所述第2喇叭的開(kāi)口面的一個(gè)邊緣為止的沿著所述第2喇叭的內(nèi)壁面的長(zhǎng)度小于等于從所述第2縫隙的另一個(gè)邊緣到所述第2喇叭的所述開(kāi)口面的另一個(gè)邊緣為止的沿著所述第2喇叭的所述內(nèi)壁面的長(zhǎng)度，

通過(guò)所述第1縫隙的中心和所述第1喇叭的所述開(kāi)口面的中心的軸的方向與通過(guò)所述第2縫隙的中心和所述第2喇叭的所述開(kāi)口面的中心的軸的方向不同。

[項(xiàng)目2]

根據(jù)項(xiàng)目1所述的天線陣列，其中，

所述第1喇叭與第2喇叭的所述開(kāi)口面的中心間距離比所述第1縫隙與第2縫隙的中心間距離短。

[項(xiàng)目3]

根據(jù)項(xiàng)目1或者2所述的天線陣列，其中，

所述多個(gè)喇叭各自具有關(guān)于通過(guò)所述喇叭的中心的所述e面對(duì)稱的形狀。

[項(xiàng)目4]

根據(jù)項(xiàng)目1至3中的任意一項(xiàng)所述的天線陣列，其中，

所述多個(gè)縫隙包括第3縫隙，

所述多個(gè)喇叭包括與所述第3縫隙連通的第3喇叭，

所述第1喇叭具有關(guān)于下述平面非對(duì)稱的形狀，該平面通過(guò)所述第1縫隙的中心，并且與所述第1縫隙的e面以及所述第1喇叭的所述開(kāi)口面兩者垂直，

所述第2喇叭具有關(guān)于下述平面非對(duì)稱的形狀，該平面通過(guò)所述第2縫隙的中心，并且與所述第2縫隙的e面以及所述第2喇叭的所述開(kāi)口面兩者垂直，

所述第3喇叭具有關(guān)于下述平面對(duì)稱的形狀，該平面通過(guò)與所述第3喇叭連通的第3縫隙的中心，并且與所述第3縫隙的e面以及所述第3喇叭的開(kāi)口面兩者垂直。

[項(xiàng)目5]

根據(jù)項(xiàng)目4所述的天線陣列，其中，

所述第3縫隙與所述第2縫隙相鄰，

所述多個(gè)縫隙包括與所述第1縫隙相鄰的第4縫隙、與所述第4縫隙相鄰的第5縫隙以及與所述第5縫隙相鄰的第6縫隙，

所述多個(gè)喇叭包括分別與第4至第6縫隙連通的第4至第6喇叭，

所述第4至第6喇叭具有分別將第1至第3喇叭關(guān)于下述的面翻轉(zhuǎn)而得到的形狀，該面與各個(gè)喇叭的開(kāi)口面以及同所述喇叭連通的縫隙的e面兩者垂直。

[項(xiàng)目6]

根據(jù)項(xiàng)目1至5中的任意一項(xiàng)所述的天線陣列，其中，

所述天線陣列用于中心頻率為f0的頻帶的電磁波的發(fā)送和接收中的至少一方，

在設(shè)所述中心頻率為f0的電磁波的自由空間波長(zhǎng)為λ0時(shí)，

在所述第1喇叭的所述e面截面上，從所述第1縫隙的所述一個(gè)邊緣到所述第1喇叭的所述開(kāi)口面的所述一個(gè)邊緣為止的沿著所述第1喇叭的內(nèi)壁面的長(zhǎng)度與從所述第1縫隙的所述另一個(gè)邊緣到所述第1喇叭的所述開(kāi)口面的所述另一個(gè)邊緣為止的沿著所述第1喇叭的所述內(nèi)壁面的長(zhǎng)度之差為λ0/32以上且λ0/4以下，

在所述第2喇叭的所述e面截面上，從所述第2縫隙的所述一個(gè)邊緣到所述第2喇叭的所述開(kāi)口面的所述一個(gè)邊緣為止的沿著所述第2喇叭的內(nèi)壁面的長(zhǎng)度與從所述第2縫隙的所述另一個(gè)邊緣到所述第2喇叭的所述開(kāi)口面的所述另一個(gè)邊緣為止的沿著所述第2喇叭的所述內(nèi)壁面的長(zhǎng)度之差為λ0/32以上且λ0/4以下。

[項(xiàng)目7]

根據(jù)項(xiàng)目1至6中的任意一項(xiàng)所述的天線陣列，其中，

所述天線陣列用于中心頻率為f0的頻帶的電磁波的發(fā)送和接收中的至少一方，

在設(shè)所述中心頻率為f0的電磁波的自由空間波長(zhǎng)為λ0時(shí)，

各個(gè)喇叭的開(kāi)口面的沿著e面的寬度比λ0小。

[項(xiàng)目8]

根據(jù)項(xiàng)目1至7中的任意一項(xiàng)所述的天線陣列，其中，

所述多個(gè)喇叭中的至少1個(gè)喇叭的、在與所述e面交叉的方向上延伸的至少1個(gè)內(nèi)壁面具有突出部，在從與所述開(kāi)口面垂直的方向觀察時(shí)，該突出部朝向與所述喇叭連通的縫隙的中央部突出。

[項(xiàng)目9]

根據(jù)項(xiàng)目1至8中的任意一項(xiàng)所述的天線陣列，其中，

所述第1導(dǎo)電部件的所述第1導(dǎo)電性表面具有平坦面，該平坦面與所述多個(gè)喇叭中的位于一端或者兩端的喇叭的所述開(kāi)口面的邊緣連接而擴(kuò)展。

[項(xiàng)目10]

根據(jù)項(xiàng)目1至9中的任意一項(xiàng)所述的天線陣列，其中，

該天線陣列還具有：

波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；

第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上；

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，

所述多個(gè)縫隙分別與所述波導(dǎo)面對(duì)置。

[項(xiàng)目11]

根據(jù)項(xiàng)目1至9中的任意一項(xiàng)所述的天線陣列，其中，

該天線陣列還具有中空波導(dǎo)管，

所述多個(gè)縫隙與所述中空波導(dǎo)管連接。

[項(xiàng)目12]

根據(jù)項(xiàng)目11所述的天線陣列，其中，

所述第1導(dǎo)電部件的至少一部分是所述中空波導(dǎo)管的側(cè)面，

所述多個(gè)縫隙和所述多個(gè)喇叭被設(shè)置于所述中空波導(dǎo)管的所述側(cè)面。

[項(xiàng)目13]

根據(jù)項(xiàng)目11所述的天線陣列，其中，

所述中空波導(dǎo)管具有主干部和從所述主干部經(jīng)由至少1個(gè)分支部而分支出的多個(gè)枝部，

所述多個(gè)枝部的末端分別與所述多個(gè)縫隙連接。

[項(xiàng)目14]

根據(jù)項(xiàng)目1至13中的任意一項(xiàng)所述的天線陣列，其中，

各個(gè)喇叭具有棱錐形狀。

[項(xiàng)目15]

根據(jù)項(xiàng)目1至13中的任意一項(xiàng)所述的天線陣列，其中，

各個(gè)喇叭是具有長(zhǎng)方體或者立方體的內(nèi)部空腔的箱狀喇叭。

[項(xiàng)目16]

一種天線陣列，

該天線陣列具有第1導(dǎo)電部件，該第1導(dǎo)電部件具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面，

所述第1導(dǎo)電部件具有沿著第1方向排列的多個(gè)縫隙，

所述第1導(dǎo)電部件的所述第1導(dǎo)電性表面具有規(guī)定了與所述多個(gè)縫隙分別連通的多個(gè)喇叭的形狀，

所述多個(gè)縫隙各自的e面位于同一平面上或者位于方向一致的多個(gè)平面上，

所述多個(gè)喇叭包括沿著所述第1方向排列的第1喇叭、第2喇叭以及第3喇叭，

在向分別與第1至第3喇叭連通的第1至第3縫隙提供了電磁波時(shí)，

從所述第1至第3喇叭分別輻射的3個(gè)主瓣彼此重疊，

所述3個(gè)主瓣的中心軸的方位彼此不同，

所述3個(gè)主瓣的所述中心軸的方位之差比所述3個(gè)主瓣各自的寬度小。

[項(xiàng)目17]

一種波導(dǎo)路裝置，其具有：

第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；

波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋刂龅?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；

第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋С兴霾▽?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，

所述第2導(dǎo)電部件具有：

端口，其被配置于與所述波導(dǎo)部件的一端相鄰的位置，從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通；以及

阻塞結(jié)構(gòu)，其被設(shè)置于隔著所述端口與所述波導(dǎo)部件的所述一端對(duì)置的位置，

所述阻塞結(jié)構(gòu)包括：導(dǎo)電性的脊，其被設(shè)置于與所述端口相鄰的位置；以及1個(gè)以上的導(dǎo)電性的桿，其相對(duì)于所述脊的遠(yuǎn)離所述端口的一側(cè)的一端隔開(kāi)間隙地配置在所述第3導(dǎo)電性表面上，

當(dāng)設(shè)在所述波導(dǎo)路中傳播的電磁波在自由空間中的中心波長(zhǎng)為λ0時(shí)，

所述脊的沿著所述波導(dǎo)路的方向上的長(zhǎng)度為λ0/16以上且小于λ0/4。

[項(xiàng)目18]

一種波導(dǎo)路裝置，其具有：

第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；

波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋刂龅?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；

第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋С兴霾▽?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，

所述第1導(dǎo)電部件具有端口，該端口被配置于與所述波導(dǎo)面的接近所述波導(dǎo)部件的一端的部位對(duì)置的位置，從所述第1導(dǎo)電性表面與所述第2導(dǎo)電性表面連通，

所述第2導(dǎo)電部件在包含所述波導(dǎo)部件的所述一端的區(qū)域中具有阻塞結(jié)構(gòu)，

所述阻塞結(jié)構(gòu)包括：波導(dǎo)部件端部，其范圍為從將所述端口的開(kāi)口投影到所述波導(dǎo)面時(shí)的邊緣到所述波導(dǎo)部件的所述一端的邊緣為止；以及1個(gè)以上的導(dǎo)電性的桿，其相對(duì)于所述波導(dǎo)部件的所述一端隔開(kāi)間隙地配置在所述第3導(dǎo)電性表面上，

當(dāng)設(shè)在所述波導(dǎo)路中傳播的電磁波在自由空間中的中心波長(zhǎng)為λ0時(shí)，

所述波導(dǎo)部件端部的沿著所述波導(dǎo)路的方向上的長(zhǎng)度為λ0/16以上且小于λ0/4。

[項(xiàng)目19]

一種波導(dǎo)路裝置，其具有：

第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；

波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；

第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，

所述第2導(dǎo)電部件具有：

端口，其配置于與所述波導(dǎo)部件的一端相鄰的位置，從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通；以及

阻塞結(jié)構(gòu)，其被設(shè)置于隔著所述端口與所述波導(dǎo)部件的所述一端對(duì)置的位置，

所述阻塞結(jié)構(gòu)包括：導(dǎo)電性的脊，其設(shè)置于與所述端口相鄰的位置；以及1個(gè)以上的導(dǎo)電性的桿，其相對(duì)于所述脊的遠(yuǎn)離所述端口的一側(cè)的一端隔開(kāi)間隙地配置在所述第3導(dǎo)電性表面上，

所述脊具有與所述端口相鄰的第1部分和與所述第1部分相鄰的第2部分，

所述第1部分與所述第2導(dǎo)電性表面之間的距離比所述第2部分與所述第2導(dǎo)電性表面之間的距離長(zhǎng)。

[項(xiàng)目20]

根據(jù)項(xiàng)目19所述的波導(dǎo)路裝置，其中，

所述波導(dǎo)部件在與所述端口相鄰的部位具有間隙擴(kuò)大部，

所述間隙擴(kuò)大部與所述第2導(dǎo)電性表面之間的距離比在所述端口的相反側(cè)同所述間隙擴(kuò)大部相鄰的所述波導(dǎo)部件的部位與所述第2導(dǎo)電性表面之間的距離長(zhǎng)。

[項(xiàng)目21]

根據(jù)項(xiàng)目20所述的波導(dǎo)路裝置，其中，

所述波導(dǎo)部件在所述間隙擴(kuò)大部處具有傾斜面。

[項(xiàng)目22]

根據(jù)項(xiàng)目19至21中的任意一項(xiàng)所述的波導(dǎo)路裝置，其中，

所述阻塞結(jié)構(gòu)中的所述脊在所述第1部分處具有傾斜面。

[項(xiàng)目23]

一種波導(dǎo)路裝置，其具有：

第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；

波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；

第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，

所述第1導(dǎo)電部件具有端口，該端口被配置于與所述波導(dǎo)面的接近所述波導(dǎo)部件的一端的部位對(duì)置的位置，從所述第1導(dǎo)電性表面與所述第2導(dǎo)電性表面連通，

所述第2導(dǎo)電部件在包含所述波導(dǎo)部件的所述一端的區(qū)域中具有阻塞結(jié)構(gòu)，

所述阻塞結(jié)構(gòu)包括：波導(dǎo)部件端部，其范圍為從將所述端口的開(kāi)口投影到所述波導(dǎo)面時(shí)的邊緣到所述波導(dǎo)部件的所述一端的邊緣為止；以及1個(gè)以上的導(dǎo)電性的桿，其相對(duì)于所述波導(dǎo)部件的所述一端隔開(kāi)間隙地配置在所述第3導(dǎo)電性表面上，

所述第1導(dǎo)電部件的所述第2導(dǎo)電性表面具有：第1部分，其在所述波導(dǎo)部件端部所對(duì)置的部位處與所述端口相鄰；以及第2部分，其與所述第1部分相鄰，

所述第1部分與所述波導(dǎo)面之間的距離比所述第2部分與所述波導(dǎo)面之間的距離長(zhǎng)。

[項(xiàng)目24]

根據(jù)項(xiàng)目23所述的波導(dǎo)路裝置，其中，

所述第1導(dǎo)電部件的所述第2導(dǎo)電性表面在遠(yuǎn)離所述阻塞結(jié)構(gòu)的一側(cè)在與所述端口相鄰的部位具有間隙擴(kuò)大部，

所述間隙擴(kuò)大部與所述波導(dǎo)面之間的距離比在所述端口的相反側(cè)同所述間隙擴(kuò)大部相鄰的所述第2導(dǎo)電性表面的部位與所述波導(dǎo)面之間的距離長(zhǎng)。

[項(xiàng)目25]

根據(jù)項(xiàng)目24所述的波導(dǎo)路裝置，其中，

所述第1導(dǎo)電部件在所述間隙擴(kuò)大部處具有傾斜面。

[項(xiàng)目26]

根據(jù)項(xiàng)目23至25中的任意一項(xiàng)所述的波導(dǎo)路裝置，其中，

所述波導(dǎo)部件在所述一端具有傾斜面。

[項(xiàng)目27]

一種波導(dǎo)路裝置，其具有：

第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；

波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；

第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋С兴霾▽?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，

所述第2導(dǎo)電部件具有從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通的端口，

所述波導(dǎo)部件在所述端口上在空間上分離為第1部分和第2部分，

所述端口的內(nèi)壁的一部分與所述波導(dǎo)部件的所述第1部分的一端連接，

所述端口的所述內(nèi)壁的另一部分與所述波導(dǎo)部件的所述第2部分的一端連接，

由所述波導(dǎo)部件的所述第1部分的所述一端和所述第2部分的所述一端中的對(duì)置的2個(gè)端面所規(guī)定的波導(dǎo)部件間隙包括窄幅部，該窄幅部的大小比所述端口的所述內(nèi)壁的同所述波導(dǎo)部件的所述第1部分連接的部分、與所述端口的所述內(nèi)壁的同所述波導(dǎo)部件的所述第2部分連接的另一部分之間的間隙的大小要小。

[項(xiàng)目28]

根據(jù)項(xiàng)目27所述的波導(dǎo)路裝置，其中，

所述端口的與所述端口的中心軸垂直的截面具有h字狀。

[項(xiàng)目29]

根據(jù)項(xiàng)目27或者28所述的波導(dǎo)路裝置，其中，

所述窄幅部到達(dá)所述波導(dǎo)部件的所述波導(dǎo)面。

[項(xiàng)目30]

根據(jù)項(xiàng)目27至29中的任意一項(xiàng)所述的波導(dǎo)路裝置，其中，

所述窄幅部到達(dá)所述端口的內(nèi)部。

[項(xiàng)目31]

一種陣列天線裝置，其具有：

第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面，并具有多個(gè)縫隙；

波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；

第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，

所述第2導(dǎo)電部件具有從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通的端口，

所述多個(gè)縫隙中的相鄰的第1縫隙和第2縫隙配置于關(guān)于所述端口的中心對(duì)稱的位置，

所述波導(dǎo)部件具有與所述端口相鄰的一對(duì)阻抗匹配結(jié)構(gòu)，所述一對(duì)阻抗匹配結(jié)構(gòu)分別包括與所述端口相鄰的平坦部和與所述平坦部相鄰的凹部，并且，所述一對(duì)阻抗匹配結(jié)構(gòu)分別與所述第1縫隙以及第2縫隙中的一方局部對(duì)置。

[項(xiàng)目32]

根據(jù)項(xiàng)目31所述的陣列天線裝置，其中，

在設(shè)在所述波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波在真空中傳播時(shí)的中心波長(zhǎng)為λ0時(shí)，所述平坦部在所述波導(dǎo)部件的延伸方向上的長(zhǎng)度比λ0/4長(zhǎng)，所述凹部在所述波導(dǎo)部件的延伸方向上的長(zhǎng)度比λ0/4短。

[項(xiàng)目33]

根據(jù)項(xiàng)目32所述的陣列天線裝置，其中，

所述第2導(dǎo)電性表面上的從所述第1縫隙的中心到所述第2縫隙的中心為止的距離比2λ0短，并且比λ0長(zhǎng)。

[項(xiàng)目34]

根據(jù)項(xiàng)目31至33中的任意一項(xiàng)所述的陣列天線裝置，其中，

所述一對(duì)阻抗匹配結(jié)構(gòu)的每1個(gè)所具有的所述凹部的至少一部分與所述第1縫隙以及第2縫隙中的一方對(duì)置。

[項(xiàng)目35]

根據(jù)項(xiàng)目31至34中的任意一項(xiàng)所述的陣列天線裝置，其中，

所述多個(gè)縫隙包括與所述第1縫隙相鄰的第3縫隙和與所述第2縫隙相鄰的第4縫隙，所述第3縫隙以及第4縫隙被配置于關(guān)于所述端口的所述中心對(duì)稱的位置。

[項(xiàng)目36]

根據(jù)項(xiàng)目35所述的陣列天線裝置，其中，

從所述第2導(dǎo)電性表面到所述波導(dǎo)面的距離和所述波導(dǎo)面的寬度中的至少一方沿著所述波導(dǎo)路變動(dòng)，

在所述第2導(dǎo)電性表面上，從所述第1縫隙的中心到所述第3縫隙的中心為止的距離比從所述第1縫隙的中心到所述第2縫隙的中心為止的距離短。

[項(xiàng)目37]

根據(jù)項(xiàng)目35或者36所述的陣列天線裝置，其中，

在所述第2導(dǎo)電性表面上，從所述第1縫隙的中心到所述第3縫隙的中心為止的距離與在所述波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波在所述波導(dǎo)路內(nèi)的波長(zhǎng)相等。

[項(xiàng)目38]

一種陣列天線裝置，其具有：

第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；

波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋刂龅?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；

第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，

所述第2導(dǎo)電部件具有從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通的端口，

所述波導(dǎo)部件在所述端口上在空間上分離成第1部分和第2部分，

所述端口的內(nèi)壁的一部分與所述波導(dǎo)部件的所述第1部分的一端連接，

所述端口的所述內(nèi)壁的另一部分與所述波導(dǎo)部件的所述第2部分的一端連接，

所述波導(dǎo)部件的所述第1部分的所述一端和所述第2部分的所述一端中的對(duì)置的2個(gè)端面之間的距離不同于所述內(nèi)壁的與所述波導(dǎo)部件的所述第1部分連接的所述部分與所述內(nèi)壁的與所述波導(dǎo)部件的所述第2部分連接的所述另一部分之間的距離。

[項(xiàng)目39]

根據(jù)項(xiàng)目38所述的陣列天線裝置，其中，

所述端口的與所述端口的中心軸垂直的截面具有h字狀。

[項(xiàng)目40]

根據(jù)項(xiàng)目38或者39所述的陣列天線裝置，其中，

所述波導(dǎo)部件的所述第1部分和所述第2部分分別具有與所述端口相鄰的阻抗匹配結(jié)構(gòu)，所述阻抗匹配結(jié)構(gòu)包括與所述端口相鄰的平坦部和與所述平坦部相鄰的凹部。

[項(xiàng)目41]

一種陣列天線裝置，其具有：

第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面，并具有多個(gè)縫隙；

波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；

第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋С兴霾▽?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，

所述第2導(dǎo)電部件具有從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通的端口，

所述多個(gè)縫隙與所述波導(dǎo)面對(duì)置，

所述多個(gè)縫隙中的相鄰的第1縫隙和第2縫隙在所述第2導(dǎo)電性表面上被配置于關(guān)于所述端口的中心對(duì)稱的位置，

所述第1導(dǎo)電部件的所述第1導(dǎo)電性表面具有規(guī)定了分別與各個(gè)縫隙連通的多個(gè)喇叭的形狀，

所述多個(gè)喇叭中的相鄰的2個(gè)喇叭的開(kāi)口的中心間距離比所述第2導(dǎo)電性表面上的從所述第1縫隙的中心到所述第2縫隙的中心為止的距離短。

[項(xiàng)目42]

根據(jù)項(xiàng)目41所述的陣列天線裝置，其中，

所述多個(gè)縫隙包括與所述第1縫隙相鄰的第3縫隙和與所述第2縫隙相鄰的第4縫隙，所述第3縫隙以及第4縫隙在所述第2導(dǎo)電性表面上被配置于關(guān)于所述端口的中心對(duì)稱的位置。

[項(xiàng)目43]

根據(jù)項(xiàng)目41或者42所述的陣列天線裝置，其中，

所述多個(gè)喇叭的每1個(gè)具有關(guān)于下述平面非對(duì)稱的形狀，該平面通過(guò)連通的縫隙的中心，并且與所述第2導(dǎo)電性表面和所述波導(dǎo)路兩者垂直。

[項(xiàng)目44]

根據(jù)項(xiàng)目42所述的陣列天線裝置，其中，

在所述第2導(dǎo)電性表面上，從所述第1縫隙的中心到所述第3縫隙的中心為止的距離與在所述波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波的所述波導(dǎo)路內(nèi)的波長(zhǎng)相等。

[項(xiàng)目45]

根據(jù)項(xiàng)目41至44中的任意一項(xiàng)所述的陣列天線裝置，其中，

從所述第2導(dǎo)電性表面到所述波導(dǎo)面的距離和所述波導(dǎo)面的寬度中的至少一方沿著所述波導(dǎo)路變動(dòng)。

[項(xiàng)目46]

一種陣列天線裝置，其具有：

第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；

波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；

第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，

所述第2導(dǎo)電部件具有：端口，其配置于與所述波導(dǎo)部件的一端相鄰的位置，從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通；以及

阻塞結(jié)構(gòu)，其設(shè)置于隔著所述端口與所述波導(dǎo)部件的所述一端對(duì)置的位置，

所述阻塞結(jié)構(gòu)具有與所述端口相鄰的第1部分和與所述第1部分相鄰的第2部分，

所述第1部分與所述第2導(dǎo)電性表面之間的距離比所述第2部分與所述第2導(dǎo)電性表面之間的距離長(zhǎng)。

[項(xiàng)目47]

一種陣列天線裝置，其具有：

第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面，并具有2ⁿ(n為2以上的整數(shù))個(gè)端口；

波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；

第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，

所述波導(dǎo)部件通過(guò)多個(gè)t型分支部的組合而從1個(gè)主干部分支成2ⁿ個(gè)終端波導(dǎo)部，2ⁿ個(gè)所述端口分別與2ⁿ個(gè)所述終端波導(dǎo)部對(duì)置，

2ⁿ個(gè)所述終端波導(dǎo)部中的至少1個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀不同于其他任1個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀。

[項(xiàng)目48]

根據(jù)項(xiàng)目47所述的陣列天線裝置，其中，

在2ⁿ個(gè)所述終端波導(dǎo)部中，位于中央部的至少2個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀與位于所述2個(gè)終端波導(dǎo)部的外側(cè)的至少2個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀不同。

[項(xiàng)目49]

根據(jù)項(xiàng)目48所述的陣列天線裝置，其中，

n≥3成立，

在2ⁿ個(gè)所述終端波導(dǎo)部中，位于內(nèi)側(cè)的至少4個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀與位于所述4個(gè)終端波導(dǎo)部的外側(cè)的至少4個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀不同。

[項(xiàng)目50]

根據(jù)項(xiàng)目47至49中的任意一項(xiàng)所述的陣列天線裝置，其中，

n＝3成立，

所述多個(gè)t型分支部包括：第1分支部，其將所述波導(dǎo)部件的所述主干部分支成2個(gè)第1梢部；2個(gè)第2分支部，其將所述第1梢部的每1個(gè)分支成2個(gè)第2梢部；以及4個(gè)第3分支部，其分別將所述第2梢部的每1個(gè)分支成2個(gè)第3梢部，8個(gè)所述第3梢部作為所述終端波導(dǎo)部發(fā)揮作用。

[項(xiàng)目51]

根據(jù)項(xiàng)目50所述的陣列天線裝置，其中，

在8個(gè)所述終端波導(dǎo)部中，位于中央部的4個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀與位于所述4個(gè)終端波導(dǎo)部的外側(cè)的4個(gè)終端波導(dǎo)部的形狀不同。

[項(xiàng)目52]

根據(jù)項(xiàng)目51所述的陣列天線裝置，其中，

8個(gè)所述終端波導(dǎo)部各自在與所述第2梢部連接的一側(cè)具有彎曲部，

位于中央部的所述4個(gè)終端波導(dǎo)部的所述彎曲部具有凹部。

[項(xiàng)目53]

根據(jù)項(xiàng)目51或者52所述的陣列天線裝置，其中，

處于位于中央部的所述4個(gè)終端波導(dǎo)部的外側(cè)的所述4個(gè)終端波導(dǎo)部的所述彎曲部具有凸部。

[項(xiàng)目54]

根據(jù)項(xiàng)目51至53中的任意一項(xiàng)所述的陣列天線裝置，其中，

所述第2導(dǎo)電部件在背面?zhèn)染哂械?導(dǎo)電性表面，并在與所述波導(dǎo)部件的所述主干部的一端相鄰的位置具有從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通的端口。

[項(xiàng)目55]

一種陣列天線裝置，其具有：

第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面，

波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；

第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋С兴霾▽?dǎo)部件，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第2導(dǎo)電性表面和所述第3導(dǎo)電性表面中的至少一方上，

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，

所述波導(dǎo)部件通過(guò)多個(gè)t型分支部的組合而從1個(gè)主干部分支成2ⁿ(n為2以上的整數(shù))個(gè)終端波導(dǎo)部，

所述波導(dǎo)部件在與所述多個(gè)t型分支部相鄰的所述主干部側(cè)的部分分別具有使所述波導(dǎo)路的電容增加的多個(gè)阻抗變換部，

在所述多個(gè)阻抗變換部中，距所述終端波導(dǎo)部相對(duì)較遠(yuǎn)的第1阻抗變換部的沿著所述波導(dǎo)路的方向的長(zhǎng)度比距所述終端波導(dǎo)部相對(duì)較近的第2阻抗變換部的沿著所述波導(dǎo)路的方向的長(zhǎng)度短。

[項(xiàng)目56]

根據(jù)項(xiàng)目55所述的陣列天線裝置，其中，

n＝3成立，

所述多個(gè)t型分支部包括：第1分支部，其將所述波導(dǎo)部件的所述主干部分支成2個(gè)第1梢部；2個(gè)第2分支部，其將所述第1梢部的每1個(gè)分支成2個(gè)第2梢部；以及4個(gè)第3分支部，其將所述第2梢部的每1個(gè)分支成2個(gè)第3梢部，8個(gè)所述第3梢部作為所述終端波導(dǎo)部發(fā)揮作用。

[項(xiàng)目57]

根據(jù)項(xiàng)目56所述的陣列天線裝置，其中，

所述第1阻抗變換部位于所述第1梢部，所述第2阻抗變換部位于所述第2梢部。

[項(xiàng)目58]

根據(jù)項(xiàng)目55至57中的任意一項(xiàng)所述的陣列天線裝置，其中，

所述第1阻抗變換部和所述第2阻抗變換部分別包括：

第1變換部，其與所述多個(gè)t型分支部中的1個(gè)t型分支部相鄰，具有固定的高度或者寬度；

以及第2變換部，其在所述多個(gè)t型分支部的所述1個(gè)t型分支部的相反側(cè)與所述第1變換部相鄰，具有固定的高度或者寬度，

所述第1變換部處的所述波導(dǎo)面與所述第2導(dǎo)電性表面之間的距離比所述第2變換部處的所述波導(dǎo)面與所述第2導(dǎo)電性表面之間的距離小，或者，所述第1變換部處的所述波導(dǎo)面的寬度比所述第2變換部處的所述波導(dǎo)面的寬度大。

[項(xiàng)目59]

根據(jù)項(xiàng)目58所述的陣列天線裝置，其中，

在沿著所述波導(dǎo)路的方向上，所述第1阻抗變換部中的所述第1變換部比所述第2阻抗變換部中的所述第1變換部短。

[項(xiàng)目60]

根據(jù)項(xiàng)目58或者59所述的陣列天線裝置，其中，

在沿著所述波導(dǎo)路的方向上，所述第1阻抗變換部中的所述第1變換部比所述第1阻抗變換部中的所述第2變換部短，

在沿著所述波導(dǎo)路的方向上，所述第2阻抗變換部中的所述第1變換部比所述第2阻抗變換部中的所述第2變換部長(zhǎng)。

[項(xiàng)目61]

一種陣列天線裝置，其具有：

第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；

波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋刂龅?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；

第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且具有所述第3導(dǎo)電性表面上的多個(gè)導(dǎo)電性的桿，

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，

所述第2導(dǎo)電部件具有：

方形波導(dǎo)管，其配置于與所述波導(dǎo)部件的一端相鄰的位置，從所述第4導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)路連通；以及

阻塞結(jié)構(gòu)，其設(shè)置于隔著所述方形波導(dǎo)管與所述波導(dǎo)部件的所述一端對(duì)置的位置，

所述多個(gè)桿包括沿著所述波導(dǎo)部件排列在所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)的至少2列的桿，

在從所述第3導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時(shí)，

所述方形波導(dǎo)管具有由一對(duì)長(zhǎng)邊和與所述長(zhǎng)邊垂直的一對(duì)短邊所規(guī)定的長(zhǎng)方形的形狀，所述一對(duì)長(zhǎng)邊中的一條邊與所述波導(dǎo)部件的所述一端接觸，

所述方形波導(dǎo)管的所述長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度比所述至少2列的桿的最短中心間距離的2倍長(zhǎng)，并且比所述最短中心間距離的3.5倍短。

[項(xiàng)目62]

根據(jù)項(xiàng)目61所述的陣列天線裝置，其中，

所述方形波導(dǎo)管的所述短邊的長(zhǎng)度比所述最短中心間距離的1.5倍短。

[項(xiàng)目63]

一種陣列天線裝置，其具有：

第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面，并具有多個(gè)縫隙；

波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述多個(gè)縫隙中的至少1個(gè)縫隙以及所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；

第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)龋С兴霾▽?dǎo)部件，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第3導(dǎo)電性表面上，具有所述第3導(dǎo)電性表面上的多個(gè)導(dǎo)電性的桿，

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，

從所述第2導(dǎo)電性表面到所述波導(dǎo)面的距離和所述波導(dǎo)面的寬度中的至少一方沿著所述波導(dǎo)路變動(dòng)，

在所述多個(gè)桿中，與所述波導(dǎo)部件相鄰的多個(gè)第1桿在沿著所述波導(dǎo)路的方向上以第1周期而周期性地排列，

在所述多個(gè)桿中，不與所述波導(dǎo)部件相鄰的多個(gè)第2桿在沿著所述波導(dǎo)路的方向上以比所述第1周期長(zhǎng)的第2周期而周期性地排列。

[項(xiàng)目64]

根據(jù)項(xiàng)目63所述的陣列天線裝置，其中，

在沿著所述波導(dǎo)路的方向上，各個(gè)第1桿的寬度比各個(gè)第2桿的寬度短。

[項(xiàng)目65]

根據(jù)項(xiàng)目64所述的陣列天線裝置，其中，

在沿著所述波導(dǎo)路的方向上，相鄰的2個(gè)第1桿之間的間隔與相鄰的2個(gè)第2桿之間的間隔相等。

[項(xiàng)目66]

根據(jù)項(xiàng)目63至65中的任意一項(xiàng)所述的陣列天線裝置，其中，

在設(shè)在所述波導(dǎo)路中傳播的信號(hào)波在真空中傳播時(shí)的所述信號(hào)波的中心波長(zhǎng)為λ0時(shí)，

在與所述第2導(dǎo)電部件平行的平面上的與沿著所述波導(dǎo)路的方向垂直的方向上，所述多個(gè)第1桿的每1個(gè)的寬度小于λ0/4。

[項(xiàng)目67]

根據(jù)項(xiàng)目66所述的陣列天線裝置，其中，

該陣列天線裝置還具有與所述多個(gè)第2桿相鄰的其他波導(dǎo)部件，

所述多個(gè)第1桿的每1個(gè)與所述波導(dǎo)部件之間的距離比所述多個(gè)第2桿的每1個(gè)與所述其他波導(dǎo)部件之間的距離長(zhǎng)。

[項(xiàng)目68]

根據(jù)項(xiàng)目63所述的陣列天線裝置，其中，

所述多個(gè)第1桿的每1個(gè)和所述多個(gè)第2桿的每1個(gè)以棱柱形狀形成，

在從所述第3導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時(shí)，所述多個(gè)第1桿的每1個(gè)是沿著所述波導(dǎo)路的方向的邊比其他邊長(zhǎng)的非正方形，所述多個(gè)第2桿的每1個(gè)是正方形。

[項(xiàng)目69]

一種陣列天線裝置，其具有：

第1導(dǎo)電部件，其具有正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面和背面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面，并具有多個(gè)縫隙；

波導(dǎo)部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，沿著所述?導(dǎo)電性表面延伸，具有與所述多個(gè)縫隙中的至少1個(gè)縫隙以及所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的條狀的導(dǎo)電性的波導(dǎo)面；

第2導(dǎo)電部件，其位于所述第1導(dǎo)電部件的背面?zhèn)?，支承所述波?dǎo)部件，具有與所述第2導(dǎo)電性表面對(duì)置的正面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電性表面；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述波導(dǎo)部件的兩側(cè)，并且位于所述第3導(dǎo)電性表面上，具有所述第3導(dǎo)電性表面上的多個(gè)導(dǎo)電性的桿，

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出波導(dǎo)路，

在與所述第2導(dǎo)電部件平行的平面內(nèi)，在設(shè)沿著所述波導(dǎo)路延伸的方向?yàn)榈?方向，設(shè)與所述第1方向垂直的方向?yàn)榈?方向時(shí)，

關(guān)于所述多個(gè)桿中的與所述波導(dǎo)部件相鄰的桿組的每1個(gè)桿組，所述第1方向的尺寸比所述第2方向的尺寸大。

[項(xiàng)目70]

根據(jù)項(xiàng)目69所述的陣列天線裝置，其中，

所述波導(dǎo)部件的至少一部分被沿著所述第1方向設(shè)置的、包含所述相鄰的桿組的多列的桿組包圍，構(gòu)成所述多列的桿組的導(dǎo)電性桿的尺寸相同。

[項(xiàng)目71]

根據(jù)項(xiàng)目70所述的陣列天線裝置，其中，

所述第2導(dǎo)電部件還具有不同于所述波導(dǎo)部件的其他波導(dǎo)部件，

借助于所述第2導(dǎo)電性表面、所述其他波導(dǎo)部件的波導(dǎo)面以及所述人工磁導(dǎo)體在所述第2導(dǎo)電性表面與所述其他波導(dǎo)部件的波導(dǎo)面之間的間隙中規(guī)定出其他波導(dǎo)路，

在設(shè)與所述波導(dǎo)部件相鄰的桿組為第1桿組時(shí)，所述多個(gè)桿具有與所述其他波導(dǎo)部件相鄰配置的第2桿組，

所述其他波導(dǎo)部件的至少一部分被沿著所述其他波導(dǎo)路設(shè)置的、包含所述第2桿組的多列的桿組包圍，

包含于所述第1桿組的相鄰的2個(gè)桿之間的間隔與包含于所述第2桿組的相鄰的2個(gè)桿之間的間隔相等。

[項(xiàng)目72]

一種天線裝置，其具有：

項(xiàng)目1至30中的任意一項(xiàng)所述的波導(dǎo)路裝置；和

與所述波導(dǎo)路裝置連接的至少1個(gè)天線元件。

[項(xiàng)目73]

一種雷達(dá)，其具有：項(xiàng)目1至16中的任意一項(xiàng)所述的天線陣列；和

與所述天線陣列連接的微波集成電路。

[項(xiàng)目74]

一種雷達(dá)，其具有：項(xiàng)目72所述的天線裝置；和

與所述天線裝置連接的微波集成電路。

[項(xiàng)目75]

一種雷達(dá)，其具有：項(xiàng)目31至71中的任意一項(xiàng)所述的陣列天線裝置；和

與所述陣列天線裝置連接的微波集成電路。

[項(xiàng)目76]

一種雷達(dá)系統(tǒng)，其具有：項(xiàng)目73至75中的任意一項(xiàng)所述的雷達(dá)；和

與所述雷達(dá)的所述微波集成電路連接的信號(hào)處理電路。

[項(xiàng)目77]

一種無(wú)線通信系統(tǒng)，其具有：項(xiàng)目1至16中的任意一項(xiàng)所述的天線陣列；和

與所述天線陣列連接的通信電路。

[項(xiàng)目78]

一種無(wú)線通信系統(tǒng)，其具有：項(xiàng)目72所述的天線裝置；和

與所述天線裝置連接的通信電路。

[項(xiàng)目79]

一種無(wú)線通信系統(tǒng)，其具有：項(xiàng)目31至71中的任意一項(xiàng)所述的陣列天線裝置；和

與所述陣列天線裝置連接的通信電路。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本公開(kāi)的波導(dǎo)裝置以及天線裝置能夠用于利用天線的所有技術(shù)領(lǐng)域。例如，能夠用于進(jìn)行千兆赫頻帶或太赫茲頻帶的電磁波的收發(fā)的各種用途。尤其能夠適宜用于要求小型化的車載雷達(dá)系統(tǒng)、各種監(jiān)控系統(tǒng)、室內(nèi)定位系統(tǒng)以及無(wú)線通信系統(tǒng)。