CN110931953A - 喇叭天线、天线阵列以及雷达 - Google Patents

Abstract

本发明提供喇叭天线、天线阵列以及雷达。喇叭天线具有包含喇叭内侧面的喇叭状部和包含喇叭底面的喇叭底部。所述喇叭底部包含在偏离所述喇叭底面的中心的位置处辐射电波的辐射部。优选所述喇叭底面在第1方向上长。所述辐射部的位置在所述第1方向上偏离所述喇叭底面的中心。在优选的例子中，所述辐射部是在所述喇叭底面开口的缝隙。向所述缝隙供电的供电方向是与所述喇叭底面平行并且与所述第1方向垂直的第2方向。

Description

喇叭天线、天线阵列以及雷达

技术领域

本发明涉及喇叭天线以及包含喇叭天线的雷达。

背景技术

近年来，以汽车的事故防止或自动驾驶为目的，在车辆上搭载有雷达。车载雷达的改良也正活跃地进行着。车载雷达例如使用毫米波监控车辆的周围。作为雷达的天线，优选使用喇叭天线。作为这样的天线之一，有公开于日本特开2004-125746号公报的天线。

关于日本特开2004-125746号公报的图4的喇叭天线的喇叭状部，在与喇叭状部的开口相对地观察喇叭状部的情况下，波导管从里侧朝向近前侧延伸。喇叭状部的左右壁以及下壁从波导管连续地笔直地向近前侧延伸。喇叭状部的上壁以向上侧倾斜的方式扩展。即，喇叭状部关于X方向对称，关于Y方向非对称地扩展。由此，能够使电波的辐射方向倾斜。例如，抑制了朝向下方辐射电波。

专利文献1：日本特开2004-125746号公报

然而，在日本特开2004-125746号公报的喇叭天线中，由于喇叭状部的X方向的宽度与波导管的宽度相同，因此很难扩大从喇叭状部的开口向自由空间辐射的电波的带宽。

另外，在日本特开2004-125746号公报的喇叭天线中，波导管的延伸方向与喇叭状部的开口所朝的方向一致。因此，在配置喇叭天线时，在纵深方向上需要较大的空间。这样的结构不适合于纵深方向的设置空间有限的车载雷达。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其主要目的在于提供能够使电波的辐射方向倾斜并且能够容易地确保带宽的喇叭天线。

本发明的例示性的一个实施方式所涉及的喇叭天线具有包含喇叭内侧面的喇叭状部和包含喇叭底面的喇叭底部。所述喇叭底部包含在偏离所述喇叭底面的中心的位置处辐射电波的辐射部。

发明效果

根据本发明，能够使电波的辐射方向倾斜，并且能够容易地确保带宽。

附图说明

图1是喇叭天线的俯视图。

图2是喇叭天线在图1的II-II位置处的纵剖视图。

图3是示出喇叭天线的变形例的俯视图。

图4是示出喇叭天线的其他变形例的俯视图。

图5是示出喇叭天线的另一其他变形例的俯视图。

图6是示出喇叭天线的另一其他变形例的俯视图。

图7是示出喇叭天线的另一其他变形例的俯视图。

图8是示出喇叭天线的辐射特性的图。

图9是示出喇叭天线的辐射特性的图。

图10是示出喇叭天线的辐射特性的图。

图11是示出其他优选的喇叭天线的立体图。

图12是示出图11的喇叭天线的俯视图。

图13是示出喇叭天线的变形例的俯视图。

图14是示出喇叭天线的其他变形例的俯视图。

图15是示出其他结构的喇叭天线的俯视图。

图16是示出图12的喇叭天线的另一其他变形例的立体图。

图17是示出天线阵列的俯视图。

图18是示出波导路的其他例子的立体图。

图19是示出在波导路中配置有多个喇叭天线的其他例子的立体图。

图20是与天线阵列一同示出波导路的另一其他例子的立体图。

图21是作为图20的波导路的一部分的导电部件的立体图。

图22是示出另一其他优选的喇叭天线的立体图。

图23是示出雷达的结构的图。

图24是示出包含雷达的车辆的图。

图25是雷达的立体图。

图26是雷达的主视图。

图27是第1导电部件的俯视图。

图28是第2导电部件的俯视图。

图29是第3导电部件的俯视图。

图30是接收天线的放大图。

标号说明

1：喇叭天线；

2：波导路；

4：雷达；

10：天线阵列；

11：喇叭状部；

12：喇叭底部；

13：阶梯部；

14a～14d：(喇叭内侧面的)部位；

41、61：发送天线；

42、612：接收天线；

43：收发电路；

61：第1导电部件；

62：第2导电部件；

63：第3导电部件；

81：贯通孔；

111：喇叭内侧面；

121：喇叭底面；

122：辐射部；

613：辐射面。

具体实施方式

图1是本发明的例示性的一个实施方式所涉及的喇叭天线1的俯视图。在图1中，还示出了作为波导管的波导路2。喇叭天线1配置在波导路2上。图2是喇叭天线1在图1的II-II的位置处的纵剖视图。如图1以及图2所示，喇叭天线1包含喇叭状部11和喇叭底部12。喇叭状部11以及喇叭底部12通过切削一个金属部件而形成。喇叭状部11以及喇叭底部12也可以通过切削以外的方法而形成。喇叭状部11包含作为喇叭状部11的内侧面的喇叭内侧面111。喇叭底部12包含作为喇叭底部12的上表面的喇叭底面121。喇叭状部11从喇叭底部12的外周部向上方突出。

喇叭底部12还包含辐射部122。辐射部122辐射电波。辐射部122设置于偏离喇叭底面121的中心的位置处。因而，辐射部122在偏离喇叭底面121的中心的位置处辐射电波。在本实施方式中，辐射部122是在喇叭底面121上开口的缝隙。辐射部122呈H字状。关于H字状，包括在作为X方向的横向上延伸的部位以及一对在纵向上延伸的部位，一对在纵向上延伸的部位通过在横向上延伸的部位而连接。辐射部122设置于偏离喇叭底面121的中心的位置处这一点表示辐射部122的中心的位置与喇叭底面121的中心的位置不同。

图1所示的X方向以及Y方向与喇叭底面121平行。X方向与Y方向相互垂直。Z方向与X方向以及Y方向这两者垂直。即，Z方向与喇叭底面121垂直。

喇叭天线1还包含阶梯部13。如图2所示，阶梯部13从喇叭底面121以及喇叭内侧面111突出。在图2的例子中，阶梯部13为两级。在以下说明中，喇叭内侧面111以及喇叭底面121的形状是指假定不存在阶梯部13时的形状。因而，喇叭底面121是大致矩形，喇叭内侧面111从喇叭底面121的各边向+Z方向立起。在图1中，四个阶梯部13被设置于矩形的喇叭底面121的四角。+Y侧的两个阶梯部13的形状除细节部分以外是相同的形状。-Y侧的两个阶梯部13的形状除细节部分以外是相同的形状。+Y侧的两个阶梯部13的形状与-Y侧的两个阶梯部13的形状关于对称面对称，该对称面是与X方向平行并且与喇叭底面121垂直的面、并且通过喇叭底面121的中心。

在本实施方式中，喇叭底部12以及喇叭底面121呈大致矩形。喇叭底面121在作为第1方向的X方向上长。即，矩形的长边的延伸方向是X方向。辐射部122的位置向+X方向偏离喇叭底面121的中心。+Y侧的两个阶梯部13随着靠向+Y方向而向+Z方向以两级突出。-Y侧的两个阶梯部13随着靠向-Y方向而向+Z方向以两级突出。+X侧的两个阶梯部13在Y方向上位于辐射部122与喇叭内侧面111之间。

波导路2是由金属形成的管。波导路2在作为第2方向的Y方向上延伸。作为辐射部122的缝隙开口至波导路2的内侧。即，辐射部122的开口与波导路2连接。借助于波导路2向缝隙供电的供电方向是Y方向。缝隙呈朝向Y方向的H字状。即，以H字的上下方向与Y方向平行的方式设置缝隙。

在本实施方式中，通过将辐射部122设置于偏离喇叭底面121的中心的位置处，能够利用简单的结构使主波瓣的方向相对于正面方向倾斜。正面方向是+Z方向。以下说明中的电波的辐射方向是指主波瓣的方向。在图1的情况下，由于辐射部122设置于向+X侧偏离喇叭底面121的中心的位置处，因此被辐射的电波的主波瓣相对于+Z方向朝向-X方向倾斜。尤其是通过使辐射部122的位置在作为喇叭底面121的长度方向的X方向上偏移，能够更有效地使电波的辐射方向倾斜。例如，能够使电波的辐射方向相对于喇叭底面121的法线倾斜10°～30°。

从使电波的辐射方向倾斜的观点来看，优选喇叭状部11的高度即喇叭内侧面111的高度较低。优选喇叭状部11的高度小于从辐射部122辐射的电波的频带的中心频率时的波长的两倍。例如，在使用中心频率为76GHz的毫米波的频带的情况下，喇叭状部11的高度优选小于8mm，进一步优选为5mm以下。优选喇叭状部11的高度为3.5mm以上。喇叭状部11的高度是指喇叭状部11在与喇叭底面121垂直的方向上自喇叭底面121起的高度。并且，通过在辐射部122的周围的至少一部分存在喇叭底面121，能够容易地确保所辐射的电波的带宽。由此，能够收发大量的信息。

通过将作为辐射部122的缝隙设为H字状，与横放辐射部122的I字状的情况(参照图3)相比，能够将辐射部122的X方向的宽度抑制得更小。其结果是，能够使辐射部122的中心靠近+X侧的喇叭内侧面111。在设计上，辐射部122的位置的选择范围扩大。

在喇叭天线1中，由于供电方向是Y方向，因此与在Z方向上进行供电的情况相比，能够将喇叭天线1的设置空间的Z方向的高度抑制得更小。在喇叭天线1中，通过设置阶梯部13，能够使供电侧和辐射侧的阻抗一致而高效地辐射电波。

图3是示出图1的喇叭天线1的变形例的俯视图。图3的喇叭天线1将图1的喇叭天线1的辐射部122的缝隙形状设成了横放的I字状。即，缝隙呈在X方向上延伸的直线状。I字状的缝隙容易通过切削加工而形成。

图4是示出图1的喇叭天线1的另一其他优选的变形例的俯视图。图4的喇叭天线1是从图1的喇叭天线1中去掉远离辐射部122的两个阶梯部13而得到的喇叭天线。即，阶梯部13在Y方向上只设置于辐射部122与喇叭内侧面111之间。相对于电波的辐射方向的倾斜以及辐射效率，远离辐射部122的阶梯部13的贡献的程度较小，因此能够省略设置于远离辐射部122的位置处的-X侧的阶梯部13。

图5是示出从图1所示的喇叭天线1中去掉所有阶梯部13的例子的俯视图。因喇叭天线1的大小、形状、所辐射的电波的波长的不同，并非必须设置阶梯部13。即，只要保持阻抗匹配，则也可以没有阶梯部13。无论在阶梯部13的数量为两个的情况下，还是在为零的情况下，辐射部122的形状都能够从H字状变更为横放的I字状。图6是示出在阶梯部13的数量为零的情况下辐射部122的形状是横放的I字状的例子的图。

图7是示出与图1的情况相比使辐射部122更向-X方向远离喇叭内侧面111的例子的俯视图。即，在图7中，辐射部122比图1靠近喇叭底面121的中央。辐射部122在喇叭底面121上并非必须位于最端部。例如，在喇叭内侧面111的+X侧的面与喇叭内侧面111的-X侧的面之间的距离为9mm且辐射部122在X方向上的宽度为1.5mm的情况下，优选使辐射部122的左端从喇叭底面121的中心例如向+X方向侧以0.1mm～3mm的范围、更优选为1mm～2mm的范围偏离。但是，辐射部122在X方向上偏离喇叭底面121的中心的距离可以根据喇叭状部11在X方向上的宽度、辐射部122在X方向上的宽度而适当地变更。为了调整所辐射的电波的倾斜的程度，也可以在喇叭底面121内适当地确定辐射部122的位置。

图8至图10是示出在图7的喇叭天线1中改变辐射部122在喇叭底面121上的位置时的辐射特性的变化的图。喇叭底面121在Y方向上的宽度是约5mm，从辐射部122的左端至喇叭内侧面111的-X侧的面为止的距离D1是约5mm。喇叭内侧面111的高度是约4mm。

图8是示出将从辐射部122的右端至喇叭内侧面111的+X侧的面为止的距离D2设定为2.0mm时的辐射特性的图。图9是示出将距离D2设定为1.6mm时的辐射特性的图。图10是示出将距离D2设定为1.0mm时的辐射特性的图。

如图8至图10所示，增益最大的角度随着距离D2的变化而发生变化。在图8中，增益最大的角度是0°附近，在图10中，增益最大的角度是-20°附近，因此可知，通过将D2改变1.0mm，所辐射的电波的倾斜角度改变约20°。从这一点可以认为，喇叭内侧面111中的辐射部122所偏向配置的一侧的面与辐射部122之间的距离大幅度影响所辐射的电波的倾斜的程度。话句话说，在辐射部122向规定的方向偏离喇叭底面121的中心而配置的情况下，辐射部122的该规定的方向侧的辐射部122与喇叭内侧面111之间的距离的调整在使电波的辐射方向倾斜时很重要。

图11是示出其他优选的方式所涉及的喇叭天线1的立体图。图12是图11的喇叭天线1的俯视图。图11以及图12的喇叭天线1的喇叭状部11的高度比图1以及图2的喇叭天线1的喇叭状部11高。喇叭底部12是矩形。喇叭底部12包含横放I字形状的辐射部122。辐射部122是缝隙。辐射部122的位置向+X方向偏离喇叭底面121的中心。图5的喇叭天线1不具有图1的阶梯部13。

在图11以及图12中，对喇叭天线1的喇叭内侧面111中的从喇叭底面121的+X侧的边立起的部位标注标号14a。对从喇叭底面121的-X侧的边立起的部位标注标号14b。对从喇叭底面121的+Y侧的边立起的部位标注标号14c。对从喇叭底面121的-Y侧的边立起的部位标注标号14d。部位14a、14b、14c、14d分别朝向+Z方向而向外侧倾斜。部位14b倾斜得最大。即，喇叭内侧面111中的从最远离辐射部122的位置立起的部位比其他部位更加随着远离喇叭底面121而向远离喇叭底面121的法线的方向倾斜。

在图11以及图12的喇叭天线1中，也使辐射部122的位置偏离喇叭底面121的中心，由此能够容易地使电波的辐射方向倾斜。并且，通过使喇叭内侧面111如上述那样倾斜，能够与使辐射部122的位置偏离喇叭底面121的中心这一点相辅相成，而使电波的辐射方向更高效地倾斜。通过在辐射部122的周围存在喇叭底面121，能够容易地确保带宽。能够利用简单的结构使来自喇叭天线1的电波的辐射方向倾斜，并且能够容易地确保带宽，这一点在以下其他实施方式或变形例中也是相同的。

虽然省略了图示，但是在图11以及图12的喇叭天线1中，也使在Y方向上延伸的波导路2与辐射部122连接。由于供电方向是Y方向，因此与在Z方向上进行供电的情况相比，能够将喇叭天线1的设置空间的Z方向的高度抑制得更小。

图13是示出图11以及图12所示的喇叭天线1的优选的变形例的俯视图。在图13的喇叭天线1中，喇叭内侧面111的部位14a、14c、14d与Z方向平行。即，部位14a、14c、14d与喇叭底面121的法线平行。只有部位14b相对于喇叭底面121的法线向外侧倾斜。这样，部位14a、14c、14d并非必须倾斜。

在图12以及图13所示的喇叭天线1中，从有效地使辐射的电波的方向向X方向倾斜的观点来看，部位14a与部位14b之间的倾斜的关系很重要。喇叭内侧面111中的从最靠近辐射部122的位置立起的部位14a与喇叭底面121的法线平行，或者随着远离喇叭底面121而向远离该法线的方向倾斜。与此相对，与部位14a相比，优选喇叭内侧面111中的从最远离辐射部122的位置立起的部位14b随着远离喇叭底面121而向更加远离喇叭底面121的法线的方向倾斜。

并且，只要喇叭内侧面111的一部分与喇叭底面121的法线平行，则容易通过加工而形成喇叭状部11的一部分，因此优选喇叭内侧面111中的除了从最远离辐射部122的位置立起的部位14b以外的至少一部分与该法线平行。如图13所示，更优选部位14b以外的所有部位与喇叭底面121的法线平行。

另外，在上述说明中，以喇叭底部12以及喇叭底面121是矩形或大致矩形为前提进行了说明，但是喇叭底部12以及喇叭底面121并不限定于这些形状。例如，喇叭底部12以及喇叭底面121也可以是具有较大的倒斜角状或倒圆角状的角的矩形。喇叭底部12以及喇叭底面121也可以是椭圆形。而且，喇叭底部12以及喇叭底面121也可以在X方向上不长。例如，喇叭底部12以及喇叭底面121也可以是正方形或圆形。喇叭底部12与喇叭底面121也可以是彼此大不相同的形状。

即使喇叭底部12以及喇叭底面121是如上所述的各种形状，也能够通过使辐射部122的位置偏离喇叭底面121的中心而容易地使电波的辐射方向倾斜。并且，通过使喇叭内侧面111中的最远离辐射部122的部位比其他部位更大地向外侧倾斜，能够进一步高效地使电波的辐射方向倾斜。

喇叭内侧面111中的最远离辐射部122的部位也可以以与喇叭底面121的法线垂直的方式倾斜。在该情况下，喇叭状部11实质上成为了去掉最远离辐射部122的部位的形状。例如，在图12或图13的例中，喇叭内侧面111成为不存在部位14b的形状。

图14是示出图12所示的喇叭天线1的优选的变形例的图。在图14的喇叭天线1中，辐射部122的位置向+X方向以及-Y方向偏离喇叭底面121的中心。其他结构与图12相同。这样，辐射部122的位置并非必须只在X方向上偏离。只要所辐射的电波具有所需的特性，则辐射部122的位置也可以在喇叭底面121上进行各种各样的变更。

图15是示出将图14的特征应用于其他结构的喇叭天线1a的例子的俯视图。图15的喇叭天线1a不具有喇叭底面121。喇叭状部11的底部即-Z侧的端部整体开口。波导管在Z方向上延伸。喇叭状部11的底部的开口也是波导管的开口。喇叭状部11的底部的开口是喇叭内侧面111的-Z侧的开口。以下，将喇叭内侧面111的-Z侧的开口称作“-Z侧开口”。将喇叭内侧面111的+Z侧的开口称作“+Z侧开口”。

在俯视观察的情况下，-Z侧开口的中心的位置偏离+Z侧开口的中心。由此，能够利用简单的结构使所辐射的电波的方向倾斜。-Z侧开口的中心的位置向+X方向以及-Y方向偏离+Z侧开口的中心。-Z侧开口的中心的位置也可以只向+X方向偏离+Z侧开口的中心。当然，俯视观察时的-Z侧开口的形状以及+Z侧开口的形状并不限定于矩形，也可以是椭圆、圆、具有较大的倒角形状的矩形、正方形等。

通过使在俯视观察时-Z侧开口的中心的位置在各种各样的方向上偏离+Z侧开口的中心，能够对所辐射的电波的方向进行各种各样的变更。尤其是在-Z侧开口以及+Z侧开口在X方向上长的情况下，通过使-Z侧开口的中心的位置在X方向以及Y方向上偏离+Z侧开口的中心，能够获得具有以往所不具有的辐射特性的电波。

图16是示出图12的喇叭天线1的其他变形的立体图。在图16的喇叭天线1中，喇叭内侧面111中的从最远离辐射部122的位置立起的部位14b是凹面。准确地说，部位14b是部位14b的在与ZX面平行的面上的截面为凹的凹面。由此，能够使电波的辐射方向倾斜，并且能够在X方向上扩大电波的辐射范围。当然，喇叭内侧面111的其他部位也可以是凹面，但是优选至少最倾斜的部位14b是凹面。凹面也可以是组合多个平面而成的凹面。

图17是示出包含多个喇叭天线1的天线阵列10的俯视图。各喇叭天线1的喇叭内侧面111的形状与图12的喇叭天线1相同。各喇叭天线1的喇叭内侧面111通过切削厚板状的导电部件101的一部分而形成。当然，喇叭内侧面111也可以通过其他加工方法而形成。多个喇叭天线1在Y方向上排列。与图1的情况同样地，波导路2在Y方向上延伸。也可以代替作为波导管的波导路2而采用其他结构的波导路。例如，也可以在其他导电部件设置呈垄状突出的脊部，并使脊部靠近导电部件101的背面，由此构成波导路2。也可以采用各种各样的波导路，这一点在其他方式所涉及的喇叭天线1中也是一样的。

在天线阵列10中，波导路2在Y方向上延伸，并且各喇叭天线1的辐射部122位于波导路2上。各喇叭状部11以及喇叭底部12在X方向上长，因此能够容易地在Y方向上排列多个喇叭天线1。由此，能够使高强度的电波在倾斜的同时进行辐射。另外，由于所辐射的电波的倾斜方向是X方向，因此能够不考虑电波的倾斜方向而排列喇叭天线1。优选多个喇叭天线1在Y方向上排列成一列。

图18是示出波导路2的优选的其他例子的立体图。图18的波导路2是在Y方向上延伸的管状的波导管。波导路2在-Z侧的部位即与喇叭天线1相反的一侧的部位包含在Y方向上延伸的脊部21。脊部21呈向波导管的内侧突出的垄状。在图18中只示出了一个喇叭天线1，但是也可以与图17同样地在Y方向上排列多个喇叭天线1。在图18的喇叭天线1中，喇叭内侧面111整体与喇叭底面121的法线平行。

图19是示出在波导路2上配置有多个喇叭天线1的其他例子的立体图。在以喇叭天线1的朝向为基准规定与图1相同的XYZ方向的情况下，波导路2在X方向上延伸。辐射部122向+X方向偏离喇叭底面121的中心。波导路2的形状与图18相同。在图19中，多个喇叭天线1以交替向+Y方向以及-Y方向偏离的方式在X方向上排列。即，多个喇叭天线1呈交错状排列在X方向上。

在图19的情况下，当电场向+X方向移动时，作为缝隙的多个辐射部122在+Y侧的位置和-Y侧的位置交替阻碍在波导管内流动的电流，由此从各辐射部122辐射出电波。辐射部122在X方向上的间隔配合电波的辐射方向的倾斜而适当设定。

图20是与天线阵列10一同示出波导路2的另一其他例子的立体图。与图17同样地，天线阵列10的各喇叭天线1是打通厚板状的导电部件101的一部分而形成了喇叭状部11的喇叭天线1。作为喇叭天线1，也可以采用已说明的其他喇叭天线1或另外其他形状的喇叭天线。

在导电部件101的下方即-Z侧配置有另一导电部件102。图21是导电部件102的立体图。导电部件102包含脊部31和多个杆32。脊部31在Y方向上延伸。脊部31从导电部件102的上表面呈垄状向上方突出。如图20所示，脊部31位于多个喇叭天线1的辐射部122的正下方。多个杆32从导电部件102的上表面呈柱状向上方突出。脊部31位于多个杆32之间。脊部31以及杆32是作为导电部件102的一部分设置的具有导电性的部位。导电部件101以及导电部件102并不限定于板状。脊部31具有与杆32的高度以及宽度相同的高度以及宽度。并且，脊部31的高度以及宽度也可以具有与杆32的高度以及宽度不同的值。

在脊部31的两侧，各杆32的表面与导电部件101的导电性表面(与导电部件102相对的面)之间的空间不传播具有特定频带内的频率的电磁波。这样的频带被称作“受限带”。杆32的高度以及大小、杆32的间隔被设计成使得在波导路装置内传播的电磁波的频率包含于受限带。导电部件101的导电性表面与脊部31的上表面之间的空间(间隙)成为波导路2。例如毫米波段的电磁波在该导电性表面与脊部31的上表面之间的空间中沿着脊部31传播。在图示的例子中，杆32具有棱柱状，但是并不限于此，例如也可以具有圆筒形状。

图22是例示了喇叭天线1的又一其他实施方式的立体图。作为辐射部122，图22的喇叭天线1具有作为辐射元件的贴片。辐射部122是导电性的薄板或薄膜。辐射部122是在Y方向上长的矩形。喇叭状部11的形状与图18相同。作为喇叭状部11，也可以采用已说明的各种各样的形状或另外的其他形状。

喇叭状部11以及辐射部122配置在基板103上。在基板103的上表面以及下表面分别设置有导电层33、34。两个导电层33、34之间的部位是介电体。辐射部122的周围的区域是去除了导电层33的一部分后的区域。话句话说，通过去除导电层33的一部分，形成了辐射部122。供电线331从辐射部122向-Y方向延伸。供电线331的周围的区域也是去除了导电层33的一部分后的区域。电磁波在供电线331与下表面的导电层34之间朝向辐射部122传播。即，由供电线331和导电层34形成在Y方向上延伸的波导路2。

喇叭底部12是基板103中的喇叭状部11的内侧的部分。喇叭底部12包含喇叭底面121。与图1的情况同样地，辐射部122的位置偏离喇叭底面121的中心。优选喇叭底面121在作为第1方向的X方向上长。辐射部122的位置在X方向上偏离喇叭底面121的中心。由此，与图1的喇叭天线1的情况同样地，能够利用简单的结构使电波的辐射方向倾斜。在辐射部122与喇叭内侧面111之间存在喇叭底面121的至少一部分。通过存在喇叭底面121，能够容易地确保带宽。

另外，喇叭内侧面111的形状也可以如已说明那样进行各种各样的变更。即，在已说明的辐射部122是缝隙的喇叭天线1中，辐射部122也可以变更为导电性贴片。

如已叙述的那样，喇叭底面121的形状也可以进行各种各样的变更。喇叭底面121的形状并不限定于左右对称的图形。喇叭底面121的中心的位置也可以确定为外接圆的中心或最小外接矩形的中心。同样地，作为缝隙或导电性贴片的辐射部122的形状也能够进行各种各样的变更。辐射部122的位置即辐射部122的中心的位置也可以确定为外接圆的中心或最小外接矩形的中心。关于喇叭底面121在作为第1方向的“X方向上长”，能够进行各种各样的定义。典型地说，能够定义为喇叭底面121的最小外接矩形的长度方向朝向X方向。

图23是示出包含上述的喇叭天线1或天线阵列10的雷达4的结构的图。雷达4包含发送天线41、接收天线42、收发电路43以及检测部44。发送天线41是上述的喇叭天线1或天线阵列10。收发电路43执行从发送天线41辐射电波的控制以及来自接收天线42的信号的处理。检测部44根据来自接收天线42的信号检测物体的存在。

接收天线42优选为喇叭天线。作为接收天线42的结构，能够采用各种各样的结构。在雷达4中，作为接收天线42也可以采用与发送天线41相同结构的天线。也可以设置兼作发送和接收的天线。典型地说，收发电路43设置于电路板上，包含发送用的电路和接收用的电路。检测部44也通过电气电路而实现。

图24是示出包含雷达4的车辆5的图。车辆5是汽车。车辆5也可以是汽车以外的车辆。雷达4安装于车辆5的后部的左右侧面。上述说明中的+X方向与车辆的前方向对应。从雷达4辐射的电波的方向即主波瓣的方向是从车辆的侧方朝后方倾斜的方向。由此，能够实现利用简单的结构监视车辆5的斜后方。

喇叭天线1或天线阵列10的安装位置能够按照目的进行各种各样的变更。例如，也可以将喇叭天线1或天线阵列10安装于从后方观察车辆5时的车辆的后端的左侧，上述的X方向是右方向。电波从正后方而向朝着左侧倾斜的方向辐射。在安装于车辆的后端的右侧的情况下，与安装于左侧的情况左右颠倒。由此，能够利用简单的结构监视车辆5的斜后方。例如，能够检测在与车辆5所行驶的车道相邻的车道上行驶的车辆。尤其能够高精度地检测从车辆5的后方靠近的车辆。

图25是示出雷达4的主要部分的外观的一例的立体图。在图25中，示出了从雷达4中去掉包含图23的收发电路43的电路板而得到的结构体60。结构体60是波导路装置。图26是结构体60的主视图，示出了从图25的右下侧朝向左上方即从-Y侧朝向+Y方向观察的结构体60。结构体60包含第1导电部件61、第2导电部件62以及第3导电部件63。第1导电部件61、第2导电部件62以及第3导电部件63呈板状，从上方依次重叠。在第1导电部件61与第2导电部件62之间设置有间隙。在第2导电部件62与第3导电部件63之间也设置有间隙。另外，第1导电部件61、第2导电部件62以及第3导电部件63也可以局部接触。

图27是第1导电部件61的俯视图。图28是第2导电部件62的俯视图。图29是第3导电部件63的俯视图。在图28中，用双点划线示出了装配于电路板的集成电路64和从集成电路64延伸的作为波导路的微带线(以下，称作“MSL”。)65。MSL65形成在省略图示的电路板上。集成电路64包含信号发生电路和接收电路。即，电路板包含作为信号发生装置的功能。信号发生电路以及接收电路与图23的收发电路43对应。三个MSL65从集成电路64向图28的左方向延伸。四个MSL65从集成电路64向图28的上方向延伸。

第1导电部件61是辐射层。如图27所示，第1导电部件61包含多个发送天线611和多个接收天线612。发送天线611是辐射元件。接收天线612是接收元件。在将第1导电部件61的+Z侧的面613表述为“辐射面”的情况下，雷达4在辐射面613上具有发送天线611以及接收天线612。辐射面613是导电性的表面。通过在辐射面613上排列发送天线611和接收天线612，能够充分地发挥作为雷达天线的功能。第1导电部件61的与辐射面613相反的一侧的面也是导电性的表面，与第2导电部件62相对。

发送天线611的形状与图3大致相同。即，作为缝隙的辐射部122呈在X方向上长的I字状，在喇叭内侧面111(参照图1的标号)的四角设置有阶梯部13。在图27的例子中，-X侧的阶梯部13在X方向上的宽度比+X侧的阶梯部13在X方向上的宽度大。作为发送天线611，能够采用上述的各种各样的喇叭天线。发送天线611排列成三列。在各列中，沿Y方向排列有6个发送天线611。发送天线611的列的数量以及各列中所包含的发送天线611的数量并不限定于图27所示的例子。与图20的情况同样地，各发送天线611的喇叭状部通过切削第1导电部件61或使其变形而形成。

图30是放大示出接收天线612的图。图30示出了图27的接收天线612中的作为左侧的两列的一部分的两个接收天线612。接收天线612是所谓的脊型喇叭天线。接收天线612在中央具有缝隙71。缝隙71是设置于底面70的H字状的开口。在缝隙71的+X侧以及-X侧设置有从底面70向+Z方向突出的侧壁72。侧壁72只设置于缝隙71的侧方。

在缝隙71的+Y侧以及-Y侧设置有从缝隙71的中央的上部以及下部沿Y方向延伸的脊部73。脊部73从底面70向+Z方向突出。脊部73延伸至在Y方向上相邻的其他缝隙71。在接收天线612的列的+X侧以及-X侧设置有沿Y方向延伸的周壁74。周壁74从底面70向+Z方向突出。如图27所示，周壁74包围接收天线612的列的周围。

虽省略详细说明，但在图27中的右侧的两列接收天线612中，在X方向上相邻的缝隙71之间只设置有一个侧壁72。因而，在X方向上排列的三个侧壁72之间配置有两个缝隙71。接收天线612排列成四列，各列具有四个接收天线612。各接收天线612包含缝隙71、两个侧壁72、两个脊部73以及底面70。作为接收天线612，能够采用其他各种各样的方式。

如图25所示，第1导电部件61的设置有发送天线611的区域的厚度比设置有接收天线612的区域的厚度厚。由此，能够使发送天线611的喇叭状部的内侧面在Z方向上的宽度充分大于包围接收天线612的周壁74在Z方向上的宽度，从而能够容易地提高发送天线611的指向性。

图28所示的第2导电部件62是激励层。第2导电部件62具有与MSL65连接的脊型波导路621、作为发送侧的波导路的三个华夫板脊型波导路(以下，称作“WRG波导路”。)622以及接收侧的四个WRG波导路623。脊型波导路621朝着第3导电部件63沿-Z方向延伸。WRG波导路622、623是与图21相同的结构，具有线状的脊部82和配置在该脊部82的周围的多个导电性的杆83。脊部82以及杆83设置在第2导电部件62的与第1导电部件61相对的导电性表面上。准确地说，通过组合第1导电部件61的与第2导电部件62相对的导电性表面与脊部82以及杆83，构成了WRG波导路622、623。

在WRG波导路622中设置有贯通孔81。贯通孔81呈H字状。从MSL65送出的电磁波经由脊型波导路621以及第3导电部件63被从作为馈入点的贯通孔81引导到WRG波导路622。然后，从发送天线611的缝隙辐射。另一方面，由接收天线612接收的电磁波被从图30所示的缝隙71引导到WRG波导路623，从贯通孔81经由第3导电部件63以及脊型波导路621而引导到MSL65。

图29所示的第3导电部件63是分配层。在第3导电部件63的第2导电部件62侧的导电性表面上设置有脊部和多个杆。由此，与第2导电部件62的同第3导电部件63相对的导电性表面一起，设置了发送侧的三个WRG波导路631和接收侧的四个WRG波导路632。各脊部具有一个以上的弯曲部。发送侧的WRG波导路631各自的脊部的长度不同。三个WRG波导路631从第2导电部件62的三个脊型波导路621延伸至第2导电部件62的发送侧的贯通孔81。通过上述结构，能够将相位不同的电磁波供给至第2导电部件62的多个贯通孔81。

第1导电部件61、第2导电部件62以及第3导电部件63例如通过加工金属板而成型。在图25中，由三个导电部件61～63构成作为波导路装置的结构体60，但是构成波导路装置的导电部件的数量并不限定于三个。

在上述实施方式中说明的各种各样的喇叭天线还能够利用于被称作大规模MIMO的通信技术。大规模MIMO是通过使用100个以上的天线元件而实现指向性高的有源天线的MIMO技术。

上述喇叭天线1、天线阵列10以及雷达4能够进行各种各样的变形。

喇叭底面121的形状并不限定于在一个方向上长的形状。例如，喇叭底面121也可以是正方形。辐射部122的位置也可以在喇叭底面121的长度方向以外的方向上偏离喇叭底面121的中心。例如，在图1或图12等中，辐射部122也可以在Y方向上偏离喇叭底面121的中心。

喇叭底面121可以存在于辐射部122的整周，也可以只存在于辐射部122的一侧。喇叭底面121只要存在于辐射部122的周围中的任一处即可，由此能够确保电波的带宽。

图1、图3、图7等所示的阶梯部13也可以是一级。也可以代替阶梯部13而设置倾斜面。喇叭内侧面111与辐射部122之间的倾斜面的法线优选与YZ面平行，并且向辐射部122侧倾斜。倾斜面还能够理解成级数为多个的阶梯部13。

作为辐射部122，也可以采用缝隙或贴片以外的结构。缝隙或贴片的形状也可以进行各种各样的变更。

上述实施方式以及各变形例中的结构也可以在相互不矛盾的范围内适当组合。

产业上的可利用性

本发明能够利用于各种各样的用途的喇叭天线。优选喇叭天线用于搭载在车辆上的雷达。

Claims (13)

1.一种喇叭天线，其具有：

喇叭状部，所述喇叭状部包含喇叭内侧面；以及

喇叭底部，所述喇叭底部包含喇叭底面，

所述喇叭底部包含在偏离所述喇叭底面的中心的位置处辐射电波的辐射部。

2.根据权利要求1所述的喇叭天线，其中，

所述喇叭底面在第1方向上长，

所述辐射部的位置在所述第1方向上偏离所述喇叭底面的中心。

3.根据权利要求2所述的喇叭天线，其中，

所述辐射部是在所述喇叭底面开口的缝隙，

向所述缝隙供电的供电方向是与所述喇叭底面平行并且与所述第1方向垂直的第2方向。

4.根据权利要求3所述的喇叭天线，其中，

所述缝隙是朝向所述第2方向的H字状。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的喇叭天线，其中，

所述喇叭天线还具有阶梯部，所述阶梯部在与所述喇叭底面平行并且与所述第1方向垂直的第2方向上，在所述辐射部与所述喇叭内侧面之间从所述喇叭底面以及所述喇叭内侧面突出。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的喇叭天线，其中，

所述喇叭内侧面中的从最靠近所述辐射部的位置立起的部位与所述喇叭底面的法线平行，或者随着远离所述喇叭底面而向远离所述法线的方向倾斜，

在所述喇叭内侧面中，与从最靠近所述辐射部的位置立起的所述部位相比，从最远离所述辐射部的位置立起的部位随着远离所述喇叭底面而向更加远离所述喇叭底面的法线的方向倾斜。

7.根据权利要求6所述的喇叭天线，其中，

所述喇叭内侧面中的除了从最远离所述辐射部的位置立起的所述部位以外的至少一部分与所述法线平行。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的喇叭天线，其中，

所述喇叭内侧面中的从最远离所述辐射部的位置立起的部位是凹面。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的喇叭天线，其中，

所述喇叭状部在与所述喇叭底面垂直的方向上的高度小于从所述辐射部辐射的电波的频带的中心频率的波长的两倍。

10.一种天线阵列，其具有：

权利要求1至9中任意一项所述的多个喇叭天线；以及

波导路，所述波导路在与所述喇叭底面平行并且与所述第1方向垂直的第2方向上延伸，

所述多个喇叭天线在所述第2方向上排列，各辐射部位于所述波导路上。

11.一种雷达，其具有：

发送天线，所述发送天线是权利要求1至9中任意一项所述的喇叭天线；

接收天线；以及

收发电路，所述收发电路执行从所述发送天线辐射电波的控制以及来自所述接收天线的信号的处理。

12.根据权利要求11所述的雷达，其中，

所述接收天线是喇叭天线，

在导电部件的辐射面上具有所述发送天线和所述接收天线。

13.根据权利要求12所述的雷达，其中，

所述导电部件是第1导电部件，

所述雷达还具有：

第2导电部件，所述第2导电部件是向设置于所述第1导电部件的所述发送天线的作为辐射部的缝隙供电的激励层；以及

第3导电部件，所述第3导电部件是向所述第2导电部件的贯通孔供电的分配层。

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