特許ウォッチ

公開番号2025067294
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-24
出願番号2023177187
出願日2023-10-13
発明の名称導波管アンテナおよびレーダシステム
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人ぱるも特許事務所
主分類G01S 7/03 20060101AFI20250417BHJP(測定;試験)
要約【課題】低コストで小型・高性能なレーダシステムを得ることを目的とする。
【解決手段】パターン化された複数の打ち抜き穴Hpが設けられた金属板41の積層体で板状をなし、導波管WGが積層方向における内側に形成された導波管アンテナ4、を備え、導波管WGの横方向部分は、打ち抜き穴のうち、隣接する複数の金属板41の抜き打ち穴を積層方向に連ねた空間によって形成され、かつ横方向部分から積層方向に向きを変えるベンド部の外側に対応する部分に、連ねた打ち抜き穴Hpの外周位置をずらして電波WRの進行方向に垂直な断面積の変化を抑制する凹部Kc4形成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
パターン化された複数の打ち抜き穴が設けられた金属板の積層体で板状をなし、電波の送信と受信のうち少なくともいずれを行う複数のポートを有する高周波素子の前記複数のポートそれぞれと前記電波を結合する複数の開口が一方の面に形成され、外部と前記電波を結合する複数のアンテナが他方の面に形成され、前記複数の開口と前記複数のアンテナとをそれぞれ連通する導波管が積層方向における内側に形成され、
前記導波管が前記積層方向に垂直な方向に延びる横方向部分は、前記打ち抜き穴のうち、隣接する複数の金属板の抜き打ち穴を前記積層方向に連ねた空間によって形成され、かつ前記横方向部分から前記積層方向に向きを変えるベンド部の外側に対応する部分には、前記連ねた打ち抜き穴の外周位置をずらして前記電波の進行方向に垂直な断面積の変化を抑制する凹部が形成されていることを特徴とする導波管アンテナ。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
側部に、前記高周波素子で発生した熱を放熱するフィンが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導波管アンテナ。
【請求項３】
パターン化された複数の打ち抜き穴が設けられた金属板の積層体で板状をなし、電波の送信と受信のうち少なくともいずれを行う複数のポートを有する高周波素子の前記複数のポートそれぞれと前記電波を結合する複数の開口が一方の面に形成され、外部と前記電波を結合する複数のアンテナが他方の面に形成され、前記複数の開口と前記複数のアンテナとをそれぞれ連通する導波管が積層方向における内側に形成され、
側部に、前記金属板の層ごとの外形の変化、または前記金属板の外周に設けた切欠きによって、前記高周波素子で発生した熱を放熱するフィンが形成されていることを特徴とする導波管アンテナ。
【請求項４】
前記複数のアンテナが形成された面には、前記複数の打ち抜き穴を連ねたフィンが形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の導波管アンテナ。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の導波管アンテナ、
前記高周波素子、および
前記高周波素子を駆動する駆動回路が形成され、前記高周波素子が実装面に実装された基板、を備え
前記導波管アンテナは前記基板の前記実装面の反対側の面に配置され、
前記基板には、前記複数の開口と前記複数のポートに対応する位置に貫通孔が形成されていることを特徴とする記載のレーダシステム。
【請求項６】
請求項４に記載の導波管アンテナ、
前記高周波素子、および
前記高周波素子を駆動する駆動回路が形成され、前記高周波素子が実装面に実装された基板、を備え
前記導波管アンテナは前記基板の前記実装面の反対側の面に配置され、
前記基板には、前記複数の開口と前記複数のポートに対応する位置に貫通孔が形成されていることを特徴とするレーダシステム。
【請求項７】
請求項１から３のいずれか１項に記載の導波管アンテナ、
前記高周波素子、
前記高周波素子を駆動する駆動回路が形成され、前記高周波素子が実装面に実装された基板、を備え
前記複数のポートは前記高周波素子の前記基板への対向面の反対側の面に配置され、
前記導波管アンテナは前記高周波素子を跨ぐように前記基板の前記実装面に配置されていることを特徴とするレーダシステム。
【請求項８】
請求項４に記載の導波管アンテナ、
前記高周波素子、および
前記高周波素子を駆動する駆動回路が形成され、前記高周波素子が実装面に実装された基板、を備え
前記複数のポートは前記高周波素子の前記基板への対向面の反対側の面に配置され、
前記導波管アンテナは前記高周波素子を跨ぐように前記基板の前記実装面に配置されていることを特徴とするレーダシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、導波管アンテナおよびレーダシステムに関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
最近、自動車周辺環境の情報を様々なセンサを使用して検知し、ドライバーに対して、安心で快適な運転ができるように支援を行う先進運転支援システム（ＡＤＡＳ：Advanced Driver-Assistance Systems）が、多くの自動車に採用されている。このような機能としては、障害物を検知して自動的に車両を停止させる自動緊急ブレーキ（ＡＥＢ：Autonomous Emergency Braking）、前方を走行する車両に追従して加減速を行うアダプティブ・クルーズ・コントロール（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control）が挙げられる。また、車線変更時などに、後方から接近する他車両を検知してドライバーに知らせるブラインド・スポット・モニタリング（ＢＳＭ：Blind Spot Monitor）等がある。
【０００３】
このような機能を実現するためには、他車両等を遠方から検出する必要があり、カメラ、レーダ等がセンサとして使用されている。そして、ＡＤＡＳはますます深化しており、レーダに求められる検知対象の検出距離、対象が複数存在するときの分離性能といった性能が高まっている。また、これらの機能を実現するために、車両前方のみならず、前側方、後側方、後方の監視が求められるため、監視域に応じてレーダが搭載されることとなり、自動車一台あたりのレーダの搭載個数は増加している。このため、レーダおよびアンテナにおいては、高性能化、低コスト化、小型化がますます求められている。
【０００４】
それに対して従来のミリ波レーダでは、低コスト・小型化の観点でマイクロストリップラインアンテナが用いられてきた。しかし、マイクロストリップラインアンテナでは、アンテナに電力を給電する送受信機からの給電線路を、平面内で配線しなければならず、配線同士あるいは他のアンテナと交差することができない。このため、配線が長くなったり、配線のためのスペースがアンテナのサイズを超えて必要になったりするため、線路損失が増加して、性能の低下を招くとともに小型化に不適となる。
【０００５】
そこで、損失が少なく、小型化にも適する導波管アンテナを採用するレーダが現れている。導波管アンテナでは、例えば中空の導電体による導波管によって、電波を各アンテナに分配するが、導波管は立体交差できるため、アンテナに接続する配線の自由度が増し、最短距離で接続することができる。
【０００６】
このようなレーダを低コストで実現するため、導電性を付与した樹脂で構成した導波管アンテナ（例えば、特許文献１参照。）、および金属板を積層して構成した導波管アンテナ（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特表２０２１―５１５１８６号公報（段落００２１～００２６、図４）
国際公開第ＷＯ２００９／１１９２２５号（段落００１６～００１７、図１～図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、レーダの電波送受信を行う、モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ：Monolithic Microwave Integrated Circuit）は発熱が大きく、必要性能を確保するには積極的な放熱が必要となっている。また、ＡＤＡＳの深化により、センシングデータの処理が高度化しており、マイコン（micro computer）、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)といったプロセッサも発熱源となっている。
【０００９】
それに対して、樹脂で製作した導波管アンテナは、基板の近くに配置しなければならないことから、ＭＭＩＣ等の電子部品の放熱の妨げになるため、放熱機構を追加設置する必要があり、総合的に低コスト化、小型化を妨げる要因となっている。一方、熱伝導性に優れた金属板を積層して導波管アンテナを構成した場合、ＭＭＩＣの温度上昇を抑えられていても、送受信効率を低下させることがあった。
【００１０】
本開示は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、低コストで小型・高性能なレーダシステムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許