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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenvorrichtung, die in einer Umgebung installiert ist, in der Radiowellen reflektiert werden.
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[Stand der Technik]
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Eine auf einem dielektrischen Substrat gebildete Patchantenne bzw. Streifenleitungsantenne wird beispielsweise in einem Radar verwendet, das die Umgebung eines mobilen Objekts, wie beispielsweise eines Fahrzeugs oder eines Flugzeuges, überwacht bzw. beobachtet. Die Patchantenne weist ein Abstrahlelement, das ein Patchmuster aufweist, das auf einer Fläche des dielektrischen Substrats gebildet ist, und eine Masseplatte, die auf einer anderen Fläche des Substrats gebildet ist, auf.
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In einem Fall, in dem die Patchantenne als eine Antenne für eine fahrzeugeigene Radarvorrichtung verwendet wird, kann die Patchantenne beispielsweise in einer Stoßstange eines Fahrzeuges angebracht sein. In diesem Fall wird ein Teil von Radiowellen, die von einer Antenne abgestrahlt werden, an einer Innenwand der Stoßstange reflektiert und tritt in eine Abstrahlfläche der Antenne ein, an der der Teil der Radiowellen wieder reflektiert wird. Falls die Richtung der Wiederreflexion dieselbe wie die Richtung der Abstrahlung ist, können eine wiederreflektierte Welle und eine Abstrahlwelle miteinander interferieren und den Gain bzw. den Gewinn der Antenne nachteilig beeinflussen.
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JP 2009-153095 A offenbart ein Radiokommunikationssystem, das eine Streuvorrichtung in der Form eines Polyeders verwendet und verursacht, dass elektromagnetische Wellen, die in die Streuvorrichtung einfallen, in eine gewünschte Richtung in einem Winkel, der von einem einfallenden Winkel unterschiedlich ist, sekundär abgestrahlt werden. Dieses Radiokommunikationssystem ist so konfiguriert, dass es die elektromagnetische Welle, die in die Streuvorrichtung in einem ersten Winkel einfällt, an einer Grenzfläche zwischen Luft und der Streuvorrichtung in die Richtung in einem zweiten Winkel gebrochen wird und dann in einem Winkel, der vom ersten Winkel unterschiedlich ist, sekundär an der Grenzfläche abgestrahlt wird, durch die die gebrochene elektromagnetische Welle von der Innenseite der Streuvorrichtung in die Luft ausgesendet wird.
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Weiterhin offenbart
US 2015 / 0 084 803 A1 eine Antenne für einen Radarsensor aufweisend ein Sendeelement, ein Empfangselement und ein Antireflexionselement, wobei die Antenne wenigstens ein Substrat umfasst. In diesem Zusammenhang offenbart die
US 2016 / 0 028 161 A1 ferner eine Unterbrechungseinheit mit einer Vielzahl von EBGs (Electromagnetic Band Gaps), welche aus flächenförmigen Mustern bestehen, die auf einer Oberfläche des Substrats ausgebildet sind, und Verbindungsleitern, die die flächenförmigen Muster und eine Erdung elektrisch verbinden. Jede EBG ist so angeordnet, dass sie einen EBG-freien Bereich bereitstellt, der keine EBG auf der Oberfläche des Substrats hat.
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[Zusammenfassung]
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Wenn in der oben erwähnten Patchantenne so eine Streuvorrichtung um das Abstrahlelement herum installiert ist, kann die Reflexionswelle von der Stoßstange in eine Richtung, die unterschiedlich von der der Abstrahlwelle ist, wiederreflektiert werden, so dass die Interferenz bzw. Störung zwischen der wiederreflektierten Welle und der Abstrahlwelle gehemmt wird. Da jedoch die Form der Streuvorrichtung ein Polyeder ist, verursacht die Installation der Streuvorrichtung auf dem dielektrischen Substrat, dass die Form der Antennenvorrichtung komplex ist, was problematisch ist. Des Weiteren lässt eine detaillierte Studie durch die Erfinder das Problem erkennen, dass eine Flächenwelle, die auf einer Fläche des Substrats des Abstrahlelements fließt, von der oben erwähnten Streuvorrichtung sekundär abgestrahlt wird, wenn dem Abstrahlelement Energie bzw. Leistung zugeführt wird, falls das Abstrahlelement und die oben erwähnte Streuvorrichtung auf demselben dielektrischen Substrat gebildet sind. Infolgedessen können gerichtete Welligkeiten der Abstrahlwelle zusätzlich ansteigen, die von der Streuvorrichtung abgestrahlt werden, die mit der von der Antenne abgestrahlten Abstrahlwelle interferieren bzw. diese stören, was ein anderes Problem erkennen lässt.
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Es ist ein wünschenswerter Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Antennenvorrichtung bereitzustellen, die ein Auftreten des Effekts der Reflexion ausreichend unterdrückt und eine exzellente Richtcharakteristik bzw. Richtwirkung aufweist, sogar wenn sie in einer Umgebung installiert ist, in der Radiowellen reflektiert werden.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Antennenvorrichtung, die ein dielektrisches Substrat, eine Masseplatte, eine Antenneneinheit, eine Reflexionseinheit und eine Unterbrechungseinheit aufweist. Die Masseplatte ist auf einer Fläche des dielektrischen Substrats gebildet und funktioniert als eine Antennenmassefläche. Die Antenneneinheit ist auf einer anderen Fläche des dielektrischen Substrats gebildet und weist ein Antennenmuster auf, das so konfiguriert ist, dass es als eine Arrayantenne bzw. Gruppenantenne funktioniert. Die Reflexionseinheit weist eine Vielzahl von ersten leitfähigen Patches bzw. leitfähigen Flächen auf, die um die Antenneneinheit herum angeordnet sind und als eine Reflexionsplatte funktionieren und eine einfallende Welle in eine Richtung, die von einer Richtung einer von der Antenneneinheit abgestrahlten Abstrahlwelle unterschiedlich ist, reflektieren. Die Unterbrechungseinheit weist eine Vielzahl von zweiten leitfähigen Patches, die um die Antenneneinheit herum angeordnet ist, und eine Vielzahl von Durchgangslöchern, die jeweils eine elektrische Leitung zwischen der Vielzahl der zweiten leitfähigen Patches und der Masseplatte erlaubt und einen auf einer Fläche des dielektrischen Substrats fließenden Flächenstrom unterbricht, auf.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die einfallende Welle, die auf die Reflexionseinheit einfällt, in eine Richtung reflektiert, die sich von der Abstrahlwelle unterscheidet, die von der Antenneneinheit abgestrahlt wird. Es ist somit möglich, die Reflexionsintensität einer wiederreflektierten Welle, die in dieselbe Richtung wie die von der Fläche des dielektrischen Substrats abgestrahlte Abstrahlwelle läuft, einzudämmen, wenn die Abstrahlwelle in eine Abstrahlrichtung reflektiert wird und dann die Reflexionseinheit erreicht und wiederreflektiert wird. Des Weiteren wird der Flächenstrom unterbrochen, wenn sich der Flächenstrom, der auf der Fläche des dielektrischen Substrats fließt, zur Unterbrechungseinheit ausbreitet; eine Abstrahlung des Flächenstroms von der Reflexionseinheit kann somit gehemmt werden. Das erlaubt eine Reduktion der gerichteten Welligkeiten der Antennenvorrichtung. Folglich kann ein Auftreten des Effekts der reflektierten Welle ausreichend unterdrückt werden und eine exzellente Richtcharakteristik kann bereitgestellt werden, sogar wenn die Antennenvorrichtung in einer Umgebung installiert ist, in der Radiowellen reflektiert werden.
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Es ist anzumerken, dass die Bezugszeichen in Klammern, die in den Ansprüchen angegeben sind, Verbindungen mit spezifischen Elementen in den später beschriebenen Ausführungsformen als einen Aspekt anzeigen, und den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung nicht begrenzen.
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[Kurzbeschreibung der Figuren]
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- 1 zeigt eine X-Y-Ebenenansicht, die eine Vorderansicht einer Antennenvorrichtung ist;
- 2 zeigt eine X-Z-Ebenenansicht, die eine Seitenansicht der Antennenvorrichtung ist;
- 3 zeigt eine Querschnittsansicht der Antennenvorrichtung, die entlang einer Line III-III aufgenommen wurde;
- 4 zeigt eine X-Y-Ebenenansicht, die die Intensität eines elektrischen Stroms zeigt, der auf einer Fläche eines Substrats von einer Antenneneinheit fließt, wenn der Antenneneinheit Energie zugeführt wird;
- 5 zeigt einen Graph, der die Phase einer Reflexionswelle, die unter Verwendung der Phase der Reflexionswelle auf einem normalen Substrat als eine Referenz bestimmt wird, auf dem leitfähigen Patch mit Bezug auf die Frequenzcharakteristik für verschiedene Größen eines leitfähigen Patches zeigt;
- 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Reflexionsrichtung auf einer Abstrahlfläche eines normalen Substrats, das keine leitfähigen Patches aufweist;
- 7 zeigt eine schematische Darstellung von Reflexionsrichtungen auf einer Abstrahlfläche eines Substrats, auf dem die Phasendifferenz einer Reflexionswelle fixiert wird, die zwischen leitfähigen Patches auftritt, die in unterschiedlichen Blöcken angeordnet sind;
- 8 zeigt eine Liste, die die Phasendifferenz einer Reflexionswelle zeigt, die zwischen den Blöcken in Beispiel 1, Vergleichsbeispiel 2 und Vergleichsbeispiel 1 auftritt;
- 9 zeigt einen Graph, der das Ergebnis einer Simulation zum Bestimmen der Richtcharakteristik einer Antennenvorrichtung zeigt;
- 10 zeigt einen Graph, der das Ergebnis einer Simulation zum Bestimmen der Richtcharakteristik einer Antennenvorrichtung zeigt;
- 11 zeigt einen Graph, der das Ergebnis einer Simulation zum Bestimmen der Reflexionsintensität nach Lichteintritt aus einer Richtung mit einem Reflexionswinkel von 0 Grad unter Verwendung der Reflexionsintensität auf einem normalen Substrat als eine Referenz zeigt;
- 12 zeigt einen Graph, der das Ergebnis einer Simulation zum Bestimmen der Gainvariation eines Antennengains, der aus dem Interferenzeffekt basierend auf einer Reflexionswelle aufgrund eines Vorhandenseins einer Stoßstange resultiert, unter Verwendung eines Antennengains in einem Fall, in dem keine Stoßstangen vorhanden sind, als eine Referenz zeigt;
- 13 zeigt eine schematische Darstellung einer Reflexionswelle, die aufgrund der Stoßstange erzeugt wird;
- 14 zeigt eine schematische Darstellung von Reflexionsrichtungen auf einer Abstrahlfläche eines Substrats mit einem fortschreitenden Anstieg der Phasendifferenz einer Reflexionswelle, die zwischen leitfähigen Patches auftritt, die in verschiedenen Blöcken angeordnet sind;
- 15 zeigt eine X-Y-Ebenenansicht einer Reflexionseinheit einer Antennenvorrichtung gemäß eine anderen Ausführungsform;
- 16 zeigt ein äquivalentes Schaltkreisdiagramm einer Reflexionseinheit einer Antennenvorrichtung gemäß eine anderen Ausführungsform;
- 17 zeigt eine X-Y-Ebenenansicht, die eine Vorderansicht einer Antennenvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt; und
- 18 zeigt eine X-Y-Ebenenansicht, die eine Vorderansicht einer Antennenvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt.
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[Beschreibung der Ausführungsformen]
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Nachfolgend werden Ausführungsformen zum Implementieren der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Figuren beschrieben.
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[Erste Ausführungsform]
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[1. Konfiguration]
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Eine Antennenvorrichtung 1 wird in einem Millimeterwellenradar zum Erfassen verschiedener Ziele, die in der Nähe eines Fahrzeuges vorhanden sind, verwendet und ist in einer Stoßstange des Fahrzeuges angebracht.
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Die Antennenvorrichtung 1 ist, wie in den 1 bis 3 gezeigt, aus einem Kupfermuster auf einem rechteckigen dielektrischen Substrat 2 gebildet. Eine Fläche des dielektrischen Substrats 2 wird nachfolgend als eine vordere Substratfläche 2a und eine andere Fläche des dielektrischen Substrats 2 wird als eine hintere Substratfläche 2b bezeichnet. Eine Richtung, die einer Seite des dielektrischen Substrats 2 folgt, wird als eine X-Achsenrichtung, eine Richtung, die einer anderen Seite des dielektrischen Substrats 2 folgt, die orthogonal zur X-Achsenrichtung ist, wird als eine Y-Achsenrichtung bezeichnet, und eine Normalenrichtung der vorderen Substratfläche 2a wird als eine Z-Achsenrichtung bezeichnet.
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Eine Masseplatte 3, die ein Kupfermuster aufweist, das die gesamte Fläche der hinteren Substratfläche 2b bedeckt, ist auf der hinteren Substratfläche 2b gebildet. Eine Antenneneinheit 4 ist auf der vorderen Substratfläche 2a, näherungsweise in einem Zentrum davon, gebildet, und eine Reflexionseinheit 5 und eine Unterbrechungseinheit 6 sind um die Antenneneinheit 4 herum gebildet. Die vordere Substratfläche 2a kann nachfolgend auch als eine Abstrahlfläche 2a bezeichnet werden.
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Die Antenneneinheit 4 weist eine Vielzahl von Arrayantennen auf, die entlang der X-Achsenrichtung angeordnet sind. Die Arrayantennen weisen jeweils eine Vielzahl von rechteckigen Patchantennen 41 auf, die entlang der Y-Achsenrichtung angeordnet sind und eine Energieversorgungsleitung 42 bzw. Speiseleitung aufweisen, die den Patchantennen 41 jeweils Energie zuführt. Die Antenneneinheit 4 ist so konfiguriert, das die Polarisationsrichtung einer Radiowelle, die durch die Antenneneinheit 4 ausgesendet bzw. übertragen und empfangen wird, mit der X-Achsenrichtung zusammenpasst.
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Die Reflexionseinheit 5 ist durch zweidimensional angeordnete rechteckige leitfähige Patches P1 konfiguriert, die jeweils ein Kupfermuster aufweisen. Die Reflexionseinheit 5 weist eine Phasensteuerstruktur auf, in der die Phase einer Reflexionswelle gesteuert wird, wenn die Radiowelle, die auf die Reflexionseinheit 5 einfällt, reflektiert wird. Die Reflexionseinheit 5 weist insbesondere eine Funktion zum Eindämmen der Reflexionsintensität der Reflexionswelle, die in dieselbe Richtung wie die von der Antenneneinheit abgestrahlten Abstrahlwelle 4 läuft, durch Einstellen der Phase der Reflexionswelle auf.
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Die Unterbrechungseinheit 6 ist derweil durch zweidimensional angeordnete Durchgangslöcher H und rechteckige leitfähige Patches P2 konfiguriert, die jeweils Kupfermuster aufweisen. Die Unterbrechungseinheit 6 weist eine elektromagnetische Bandlückenstruktur (Electromagnetic Band Gap (EBG) Struktur) auf, in der der Flächenstrom unterbrochen wird. Die EBG-Struktur weist hierin mindestens eine Funktion zum Stoppen des Ausbreitens der Flächenwelle auf. Der Flächenstrom, der auch als eine Flächenwelle bezeichnet wird, ist ein elektrischer Strom, der auf der Abstrahlfläche 2a von der Antenneneinheit 4 in Richtung eines Endes des dielektrischen Substrats 2 fließt, wenn der Patchantenne 41 Energie von der Energieversorgungsleitung 42 zugeführt wird.
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Zwei Strukturen, die unterschiedliche Funktionen aufweisen, sind in Kombination auf der Abstrahlfläche 2a bereitgestellt, um auf diese Weise sowohl ein Auftreten des Effekts der Reflexionswelle als auch des Effekts des Flächenstroms zu unterdrücken. Details der Phasensteuerstruktur und der EBG-Struktur werden später beschrieben.
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Wenn der Patchantenne 41 Energie von der Energieversorgungsleitung 42 zugeführt wird, fließt der Flächenstrom, wie in 4 gezeigt, im Wesentlichen von der Antenneneinheit 4 in der Polarisationsrichtung der Radiowelle, die durch die Antenneneinheit 4 übertragen und empfangen wird. Der elektrische Strom in 4, der in dem Abschnitt fließt, der durch die durchgezogene Linie umgeben ist, ist 4 bis 5 A/m, der elektrische Strom, der in dem Abschnitt fließt, der durch die gestrichelte Linie und die durchgezogene Linie umgeben ist, ist 3 bis 4 A/m, der elektrische Strom, der in dem Abschnitt fließt, der durch die strichpunktierte Linie und die gestrichelte Linie umgegeben ist, ist 1 bis 3 A/m, und der Strom außerhalb der strichpunktierten Linie ist 1 A/m oder weniger. Das bedeutet, dass der Flächenstrom wahrscheinlich in der oben erwähnten Polarisationsrichtung der Radiowelle fließt und weniger wahrscheinlich in eine Richtung fließt, die zu der oben erwähnten Polarisationsrichtung der Radiowelle orthogonal ist.
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Die Unterbrechungseinheit 6 ist somit in der Antennenvorrichtung 1 in der oben erwähnten Polarisationsrichtung der Radiowelle mit Bezug auf die Antenneneinheit 4 installiert und die Reflexionseinheit 5 ist in der Richtung, die zur oben erwähnten Polarisationsrichtung der Radiowelle orthogonal ist, mit Bezug auf die Antenneneinheit 4 installiert.
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Die Reflexionseinheiten 5 sind insbesondere auf entgegengesetzten Seiten der Antenneneinheit 4 installiert und dehnen sich von Enden der Abstrahlfläche 2a zu Enden der Antenneneinheit 4 in der Y-Achsenrichtung aus. Des Weiteren dehnen sich die Reflexionseinheiten 5 zwischen beiden Enden der Abstrahlfläche 2a in der X-Achsenrichtung aus. Die Unterbrechungseinheiten 6 sind installiert und dehnen sich derweil zwischen den beiden Enden der Antenneneinheit 4 in der Y-Achsenrichtung aus. Die Unterbrechungseinheiten 6 sind insbesondere auf entgegengesetzten Seiten der Antenneneinheit 4 installiert und dehnen sich von den Enden der Abstrahlfläche 2a zu Enden der Antenneneinheit 4 in der X-Achsenrichtung aus. Die Phasensteuerstruktur der Reflexionseinheit 5 und die EBG-Struktur der Unterbrechungseinheit 6 werden nachfolgen beschrieben.
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[1-1. Phasensteuerstruktur]
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Der leitfähige Patch P1 bzw. Leiterpatch ist in einem Rechteck gebildet und die Länge einer Seite des Rechtecks ist kleiner als eine Wellenlänge λ der Antennenvorrichtung 1 bei der Betriebsfrequenz festgelegt. Um insbesondere eine Funktion zum Steuern der Phase der Reflexionswelle bereitzustellen, wird die Länge einer Seite des leitfähigen Patches P1, wie später beschrieben, auf maximal 3/4 der effektiven Wellenlänge bei der oben erwähnten Betriebsfrequenz festgelegt. Der leitfähige Patch P1 entspricht einem ersten leitfähigen Patch.
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Die leitfähigen Patches P1 derselben Größe sind in einer Linie entlang der Y-Achsenrichtung angeordnet und die leitfähigen Patches P1 derselben Größe, die in dieser einen Linie angeordnet sind, bilden einen Block B. Die Blöcke B sind entlang der X-Achsenrichtung angeordnet und die Größen der leitfähigen Patches P1, die in den Blöcken B vorhanden sind, sind unterschiedlich voneinander. In anderen Worten, die Blockanordnungsrichtung passt mit der X-Achsenrichtung zusammen. Es ist anzumerken, dass die Lücke zwischen den leitfähigen Patches P1 im Block B und die Lücke zwischen den leitfähigen Patches P1, die in unterschiedlichen Blöcken B angeordnet sind, jeweils auf eine fixierte Größe festgelegt sind.
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Die Reflexionseinheit 5 definiert eine Linie als ein Blockzentrum, die die Zentrumsposition in der X-Achsenrichtung passiert und sich entlang der Y-Achsenrichtung ausdehnt, und ist aus zwei Abschnitten 51 und 52 gebildet, die an dieses Blockzentrum angrenzen. Die Blöcke B, die diese zwei Abschnitte 51 und 52, d.h. die leitfähigen Patches P1 bilden, weisen eine Liniensymmetrie mit Bezug auf das Blockzentrum auf. Nachfolgend wird jeweils ein Block in den Abschnitten 51 und 52, der dem Blockzentrum am nächsten ist, als B1 bezeichnet, und die verbleibenden Blöcke B, die weiter vom Blockzentrum entfernt sind, werden sequentiell als B2, B3 usw. bezeichnet.
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In der Reflexionseinheit 5 weist der leitfähige Patch P1 eine induktive Komponente auf und die Lücke zwischen den leitfähigen Patches P1 weist eine kapazitive Komponente auf. Ein äquivalenter Schaltkreis der Reflexionseinheit 5 ist, wie in 2 gezeigt, eine Vielzahl von in Serie geschalteten Schaltkreisen pro Flächeneinheit, die jeweils eine Induktivität Lai und Kapazität Cai aufweisen. Die Induktivität Lai und die Kapazität Cai stellen die induktive Komponente und die kapazitive Komponente pro Flächeneinheit dar. Die induktive Komponente verursacht eine Phasenverzögerung des elektrischen Stroms, der auf der Abstrahlfläche 2a fließt, und die kapazitive Komponente verursacht eine Phasenvoreilung des elektrischen Stroms, der auf der Abstrahlfläche 2a fließt.
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Unter Verwendung dieser Eigenschaften sind die Blöcke Bi, die in der Reflexionseinheit 5 vorhanden sind, jeweils so ausgelegt, dass sie eine Struktur aufweisen, die die folgenden Bedingungen (1) bis (3) erfüllt: (1) Die Phasencharakteristik der Reflexionswelle weist Liniensymmetrie mit Bezug auf das Blockzentrum auf; (2) Die Phasenverzögerung steigt mit einem Anstieg der Distanz vom Blockzentrum an; und (3) Die Phasenunterschiede zwischen benachbarten Blöcken Bi sind gleich. In anderen Worten, es ist eine gleiche Phasendifferenz vorhanden.
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An dieser Stelle umfasst die Auslegung ein Einstellen der Größe des leitfähigen Patches P1, die jeweils in den Blöcken Bi vorhanden sind.
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[1-2. EBG-Struktur]
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Der leitfähige Patch P2 ist in einem Rechteck gebildet und die Länge einer Seite des Rechtecks ist kleiner als eine Wellenlänge λ der Antennenvorrichtung 1 bei der Betriebsfrequenz festgelegt. Um insbesondere eine Funktion zum Steuern der Phase der Reflexionswelle bereitzustellen, wird die Länge einer Seite des leitfähigen Patches P2, wie später beschrieben, auf maximal 1/2 der effektiven Wellenlänge bei der oben erwähnten Betriebsfrequenz festgelegt. Der leitfähige Patch P2 entspricht einem zweiten leitfähigen Patch.
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Die leitfähigen Patches P2 derselben Größe sind in einer Linie entlang der X-Achsenrichtung von den Enden der Abstrahlfläche 2a angeordnet und die leitfähigen Patches P2 derselben Größe, die in dieser einen Linie angeordnet sind, bilden einen Block BB. Der Block BB ist entlang der Y-Achsenrichtung angeordnet und die Größen der leitfähigen Patches P2, die jeweils im Block BB vorhanden sind, sind fixiert. Die Lücke zwischen den leitfähigen Patches P2 im Block BB und die Lücke zwischen den leitfähigen Patches P2, die in den unterschiedlichen Blöcken BB angeordnet sind, werden jeweils auf eine fixierte Größe festgelegt.
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Die Unterbrechungseinheit 6 weist Liniensymmetrie mit Bezug auf Block BB0 auf, der an der Zentrumsposition in der Y-Achsenrichtung angeordnet ist. Die Blöcke BB, die näher am Block BB0 im Zentrum angeordnet sind, werden nachfolgend sequentiell als BB1, BB2 usw. bezeichnet. Die Anzahl der leitfähigen Patches P2, die im Block BBC vorhanden sind, ist geringer mit einer kürzeren Distanz zur Zentrumsposition in der Y-Achsenrichtung. In anderen Worten, die Distanz in der X-Achsenrichtung von der Antenneneinheit 4 zum Block BBi steigt mit einer kürzeren Distanz vom Block BBi zur Zentrumsposition in der Y-Achsenrichtung an. Die Unterbrechungsposition des Flächenstroms ist infolge einer Veränderung der Distanz von der Antenneneinheit 4 zum Block BBi auf diese Weise in der Y-Achsenrichtung unterschiedlich. Es ist anzumerken, dass es ausreichend ist, dass die Distanz der Antenneneinheit 4 zum Block BBi jeweils nicht einheitlich ist, und die Anzahl der leitfähigen Patches P2, die im Block BBi vorhanden ist, kann beispielsweise mit einer kürzeren Distanz zur Zentrumsposition in der Y-Achsenrichtung ansteigen.
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Ein Durchgangsloch H ist jeweils, wie in 3 gezeigt, bei den leitfähigen Patches P2 gebildet und durchdringt den leitfähigen Patch P2 und die Masseplatte 3, so dass die leitfähigen Patches P2 und die Masseplatte 3 eine elektrische Leitung aufweisen. Die Durchmesser aller Durchgangslöcher H sind auf eine fixierte Größe festgelegt. In anderen Worten, in der EBG-Struktur weisen die Vielzahl von leitfähigen Patches P2 und die Vielzahl von Durchgangslöchern H einheitliche Strukturen auf.
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Das Durchgangsloch H in der Unterbrechungseinheit 6 weist eine induktive Komponente auf und die Lücke zwischen dem leitfähigen Patch P2 und der Masseplatte 3 weist eine kapazitive Komponente auf. Ein äquivalenter Schaltkreis der Unterbrechungseinheit 6 ist, wie in 3 gezeigt, eine Vielzahl von parallel geschalteten Schaltkreisen pro Flächeneinheit, die jeweils eine Induktivität Lb und eine Kapazität Cb aufweisen, die zwischen der Abstrahlfläche 2a und der Masseplatte 3 parallel geschaltet sind. Wenn die Betriebsfrequenz der Antennenvorrichtung 1 die Resonanzfrequenz der parallel geschalteten Schaltkreise wird, die jeweils eine Induktivität Lb und eine Kapazität Cb aufweisen, wird der Flächenstrom unterbrochen.
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[2. Auslegung]
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[2-1. Phasensteuerungsstruktur]
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Die Phasencharakteristik (nachfolgend die Reflexionscharakteristik) der Reflexionswelle am leitfähigen Patch P1 ist in 5 unter Verwendung der Phase der Reflexionswelle bei einem normalen Substrat, das ein Substrat ist, auf dem nur die Antenneneinheit 4 installiert ist, als eine Referenz gezeigt. Es ist anzumerken, dass die Lücke zwischen den leitfähigen Patches P1 auf 1 mm fixiert ist, und dass die Länge der einen Seite des leitfähigen Patches P1 zwischen 2,5 mm und 3,3 mm geändert wird. Wenn die Betriebsfrequenz auf 24,15 GHz festgelegt ist, entspricht die Länge von 3,0 mm der einen Seite 1/2 der effektiven Wellenlänge.
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Wenn die Größe des leitfähigen Patches P1, wie in 5 gezeigt, fixiert ist, steigt die Phasenverzögerung an, da die Betriebsfrequenz ansteigt. Wenn die Betriebsfrequenz fixiert ist, steigt die Phasenverzögerung an, da die Größe des leitfähigen Patches P1 ansteigt. Es ist anzumerken, dass die Phasendifferenz im Bereich von -180 bis 180 Grad ist, und dass die Phasendifferenz von -180 Grad auf dieselbe Weise behandelt wird wie die Phasendifferenz von 180 Grad. In anderen Worten, die Differenz der Phase von einem normalen Substrat ist im Bereich von 0 bis 180 Grad. Die Phasenverzögerung von -240 Grad ist beispielsweise dasselbe wie die Phasenvoreilung von 60 Grad, und die Differenz der Phase ist 60 Grad. Wenn die Größe des leitfähigen Patches P1 bei einer fixierten Betriebsfrequenz somit größer festgelegt ist, steigt die Differenz der Phase an, bis die Größe des leitfähigen Patches P1 eine vorgegebene Größe erreicht. Wenn die Größe des leitfähigen Patches P1 die vorgegebene Größe erreicht, ist die Differenz der Phase 180 Grad, und falls die Größe des leitfähigen Patches P1 größer als die vorgegebene Größe festgelegt ist, geht die Differenz der Phase von 180 Grad zurück. Falls die Größe des leitfähigen Patches P1 somit zu groß ist, wird die Differenz der Phase von einem normalen Substrat exzessiv klein und der vorteilhafte Effekt zum Eindämmen der Intensität der Reflexionswelle, die in dieselbe Richtung wie die Abstrahlwelle läuft, wird reduziert. Wenn insbesondere die Größe des leitfähigen Patches P1 größer als 3/4 der effektiven Wellenlänge ist, wird die Differenz der Phase von einem normalen Substrat exzessiv klein und die Länge von einer Seite des leitfähigen Patches P1 wird somit auf maximal 3/4 der effektiven Wellenlänge wünschenswert festgelegt.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Größe des leitfähigen Patches P1 im Block Bi, die als eine Referenz dient, beliebig bestimmt und die Größe des leitfähigen Patches P1 in einem Block, der zum Block benachbart ist, der die bestimmte Größe aufweist, wird unter Verwendung der in 5 gezeigten Beziehung festgelegt, um eine vorgegebene Phasendifferenz bei einer vorgegebenen Betriebsfrequenz zu erhalten. Durch sequenzielles Wiederholen dieses Vorgangs werden die Größen der leitfähigen Patches P1 in allen Blöcken Bi ausgelegt.
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[2-2. EBG-Struktur]
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Die Größe des leitfähigen Patches P2 und der Durchmesser des Durchgangslochs H sind so ausgelegt, dass die Resonanzfrequenz des parallelen Schaltkreises, der die Induktivität Lb des Durchgangslochs H und die Kapazität Cb zwischen dem leitfähigen Patch P2 und der Masseplatte 3 aufweist, die Betriebsfrequenz der Antennenvorrichtung 1 wird. Die Kapazität Cb steigt an, da die Größe des leitfähigen Patches P2 ansteigt, und die Induktivität Lb geht zurück, da der Durchmesser des Durchgangslochs H ansteigt. Es ist anzumerken, dass falls die Länge der einen Seite des leitfähigen Patches P2 größer als 1/2 der effektiven Wellenlänge bei der oben erwähnten Betriebsfrequenz festgelegt ist, passen die Resonanzfrequenz des parallelen Schaltkreises und die oben erwähnte Betriebsfrequenz nicht zusammen, was beispielsweise einen Fehler beim Erhalten des vorteilhaften Effekts zum Unterbrechen des Flächenstroms verursachen kann. Die Länge einer Seite des leitfähigen Patches P2 wird somit auf maximal 1/2 der effektiven Wellenlänge bei der oben erwähnten Betriebsfrequenz festgelegt.
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[3. Funktionen]
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In einem Fall eines normalen Substrats, das die Abstrahlfläche 2a aufweist, auf der nur die Antenneneinheit 4 installiert ist, oder in einem Fall, in dem die Reflexionseinheit 5 so ausgelegt ist, dass die Phasendifferenz der Reflexionswelle zwischen den Blöcken Bi 0 Grad wird, prallt die von der Z-Achsenrichtung einfallende Welle, wie in 6 gezeigt, an der Abstrahlfläche 2a in derselben Phase an jeder Position darauf ab. Infolgedessen läuft die Reflexionswelle in die Ankunftsrichtung der einfallenden Welle.
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Die vorliegende Ausführungsform ist im Gegensatz dazu so ausgelegt, dass die Phase der Reflexionswelle jeweils in den Blöcken Bi unterschiedlich ist und die Phasendifferenz zwischen den Blöcken B fixiert ist. Die von der Z-Achsenrichtung einfallende Welle wird somit, wie in 7 gezeigt, an der Abstrahlfläche 2a reflektiert und die Phasenverzögerung dieser Reflexionswelle steigt mit einem Anstieg der Distanz vom Blockzentrum an. Es ist anzumerken, dass diese Phasenverzögerung zur Distanz vom Blockzentrum proportional ist. Die Reflexionswelle wird infolgedessen in einer vorgegeben Richtung in einem bestimmten Winkel mit Bezug auf die Ankunftsrichtung der einfallenden Welle reflektiert. Das bedeutet, dass die Reflexionscharakteristik erhalten wird, die zu der der Reflexion auf einem in einer spitzen Form gekrümmten ebenen Brechungssubstrat äquivalent ist.
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Falls die Reflexionseinheit 5 an dieser Stelle auf der gesamten Fläche um die Antenneneinheit 4 herum installiert ist, dringt der Flächenstrom, der im Wesentlichen in der Polarisationsrichtung der Radiowelle fließt, in den leitfähigen Patch P1, die Kante des dielektrischen Substrats 2 oder dergleichen ein, und wird somit abgestrahlt. Der abgestrahlte Flächenstrom interferiert mit der von der Antenneneinheit abgestrahlten Abstrahlwelle 4 und wird ein Faktor, der die gerichteten Welligkeiten der Antennenvorrichtung 1 ansteigen lässt.
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Falls die Unterbrechungseinheit 6 zusätzlich auf der gesamten Fläche um die Antenneneinheit 4 herum installiert ist, obwohl der Flächenstrom unterbrochen ist, wird die von der Z-Achsenrichtung einfallende Welle in dieselbe Richtung wie die Ankunftsrichtung der einfallenden Welle reflektiert. Die Phasendifferenz der Reflexionswelle zwischen benachbarten leitfähigen Patches P2 in der Unterbrechungseinheit 6 ist in beide Richtungen, X-Achsenrichtung und Y-Achsenrichtung, 0 Grad. Wenn die einfallende Welle, die in die Unterbrechungseinheit 6 einfällt, somit reflektiert wird, läuft die Reflexionswelle in die Ankunftsrichtung der einfallenden Welle.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Fließen des Flächenstroms durch die Unterbrechungseinheit 6, die in der Polarisationsrichtung der Radiowelle installiert ist, in der der Flächenstrom wahrscheinlich fließt, mit Bezug auf die Antenneneinheit 4 vorteilhaft unterdrückt. Des Weiteren wird ein Auftreten des Effekts der Reflexionswelle durch die Reflexionseinheit 5, die in der Richtung installiert ist, die zur Polarisationsrichtung der Radiowelle orthogonal ist und in der der Flächenstrom weniger wahrscheinlich fließt, mit Bezug auf die Antenneneinheit 4 unterdrückt. Somit wird nicht nur ein Fließen des Flächenstroms unterdrückt, sondern auch ein Auftreten des Effekts der Reflexionswelle wird unterdrückt.
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Es ist anzumerken, dass obwohl die Abstrahlung dieses Flächenstrom verglichen mit der Abstrahlung des Flächenstroms vom leitfähigen Patch P1 ausreichend klein ist, wird der Flächenstrom von einer Unterbrechungsfläche der Unterbrechungseinheit 6, der Kante des dielektrischen Substrats 2 oder dergleichen auch abgestrahlt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Unterbrechungseinheit 6 so konfiguriert, dass die Unterbrechungsposition des Flächenstroms in der Y-Achsenrichtung nicht einheitlich ist, und somit ist die Phase der Abstrahlwelle des Flächenstroms auf der Unterbrechungsfläche nicht einheitlich, was darin resultiert, dass ein Auftreten des Effekts der Abstrahlung des Flächenstroms vorteilhaft unterdrückt wird.
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[4. Vorteilhafte Effekte]
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Gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform werden die folgenden vorteilhaften Effekte erhalten.
- (1) In der Antennenvorrichtung 1 sind die Reflexionseinheit 5 und die Unterbrechungseinheit 6 auf der Abstrahlfläche 2a installiert. Mit der Reflexionseinheit 5 kann die Reflexionsrichtung der Reflexionswelle, die durch die Reflexionseinheit 5 reflektiert wird, unterschiedlich von der Abstrahlrichtung der Antenneneinheit 4 sein. Infolgedessen kann ein Auftreten des Effekts einer Interferenz basierend auf der Reflexionswelle von der Stoßstange unterdrückt werden, sogar wenn die Antennenvorrichtung 1 in einer Stoßstange eines Fahrzeuges installiert ist. Des Weiteren kann mit der Unterbrechungseinheit 6 der Flächenstrom unterbrochen werden, der auf der Abstrahlfläche 2a fließt, wenn der Antenneneinheit 4 Energie zugeführt wird. Dies erlaubt eine Reduktion der gerichteten Welligkeiten der Antennenvorrichtung 1. Somit kann ein Auftreten des Effekts der Reflexionswelle ausreichend unterdrückt und eine exzellente Richtcharakteristik bereitgestellt werden, sogar wenn die Antennenvorrichtung 1 in einer Stoßstange eines Fahrzeuges installiert ist.
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(2) In die Antennenvorrichtung 1 ist die Unterbrechungseinheit 6 in der Polarisationsrichtung der Radiowelle, in der der Flächenstrom wahrscheinlich fließt, mit Bezug auf die Antenneneinheit 4 installiert und die Reflexionseinheit 5 ist in der Richtung, die zur Polarisationsrichtung der Radiowelle orthogonal ist und in der die Flächenstrom weniger wahrscheinlich fließt, mit Bezug auf die Antenneneinheit 4 installiert. Somit kann nicht nur ein Ausbreiten des Flächenstroms vorteilhaft unterdrückt werden, sondern auch ein Auftreten des Effekts der Reflexionswelle kann unterdrückt werden.
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[5. Experiment]
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Ergebnisse von Simulationen für Beispiel 1, Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 werden mit Bezug auf die 9 bis 12 beschrieben. Beispiel 1 verwendet, wie in 8 gezeigt, ein Substrat, auf dem die Unterbrechungseinheit 6 und die Reflexionseinheit 5 mit der auf einen fixierten Wert von 100 Grad festgelegten Phasendifferenz zwischen benachbarten Blöcken Bi installiert sind. Vergleichsbeispiel 1 verwendet ein normales Substrat, auf dem nur die Antenneneinheit 4 installiert ist. Vergleichsbeispiel 2 verwendet ein Substrat, auf dem die Reflexionseinheit 5 mit der auf einen fixierten Wert von 100 Grad festgelegten Phasendifferenz zwischen benachbarten Blöcken Bi auf der gesamten Fläche um die Antenneneinheit 4 herum installiert ist. In Beispiel 1, Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2, wurde die Betriebsfrequenz auf 24,15 GHz festgelegt.
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Im Vergleichsbeispiel 2 sind, wie in den 9 und 10 gezeigt, Welligkeiten im Erfassungswinkelbereich von ±60 Grad größer als im Vergleichsbeispiel 1, obwohl die Richtcharakteristik in der Richtung mit einem Erfassungswinkel von 0 Grad größer als im Vergleichsbeispiel 1 ist. Es kann im Gegensatz dazu angenommen werden, dass ein Anstieg der Welligkeiten, jenseits des Erfassungswinkelbereichs von ±90 Grad in Beispiel 1 unterdrückt werden.
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Im Vergleichsbeispiel 2 wird ein Auftreten der Reflexion, wie in 11 gezeigt, im Bereich des Reflexionswinkels von 0 Grad, verglichen mit dem Vergleichsbeispiel 1, um 10 dBsm unterdrückt. In Beispiel 1 wird ein Auftreten der Reflexion im Bereich des Reflexionswinkels von 0 Grad auch im selben Ausmaß wie in Vergleichsbeispiel 2 unterdrückt. Es kann somit angenommen werden, dass ein Auftreten der Reflexion im Bereich des Reflexionswinkels von 0 Grad ausreichend unterdrückt werden kann, sogar wenn die Reflexionseinheit 5 nur in die Richtung, die orthogonal zu Polarisationsrichtung der Radiowelle ist, mit Bezug auf die Antenneneinheit 4 installiert ist.
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Das Vorhandensein einer Stoßstange führt, wie in 12 gezeigt, verglichen mit einer Situation, in der keine Stoßstangen vorhanden sind, zu einer Gainvariation bis zu annäherungsweise 5 dB im Vergleichsbeispiel 1 und ein Auftreten der Gainvariation im Vergleichsbeispiel 2 wird jedoch bis zu annäherungsweise 2.2 dB unterdrückt. Des Weiteren wird ein Auftreten der Gainvariation bis zu annäherungsweise 1.8 dB im Beispiel 1 unterdrückt. Insbesondere in Beispiel 1 wird ein Auftreten der Gainvariation im Bereich des Erfassungswinkels von 0 Grad deutlicher als im Vergleichsbeispiel 2 unterdrückt.
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Es ist anzumerken, dass die direkte Welle, die von der Antennenvorrichtung 1 abgestrahlt wird, an der Abstrahlfläche 2a der Antennenvorrichtung 1 wiederreflektiert wird, wenn die Stoßstange, wie in 13 gezeigt, vorhanden ist, und das Ergebnis der wiederreflektierten Welle, die mit der direkten Welle interferiert, wird über die Stoßstange nach außen abgestrahlt. An dieser Stelle wird die Distanz von der Abstrahlfläche 2a zur Stoßstange auf 28 mm festgelegt.
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[Zweite Ausführungsform]
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[1. Unterschiede zur ersten Ausführungsform]
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Grundelemente einer zweiten Ausführungsform sind im Wesentlichen dieselben wie die in der ersten Ausführungsform, und somit werden hauptsächlich die Differenzen dazwischen beschrieben; eine Beschreibung der gemeinsamen Elemente wird weggelassen. Es ist anzumerken, dass, bezogen auf die vorhergehende Beschreibung, dieselben Bezugszeichen wie die in der ersten Ausführungsform dieselben Elemente darstellen.
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In der oben erwähnten ersten Ausführungsform ist die Phasensteuerstruktur der Reflexionseinheit 5 so ausgelegt, dass die Phasendifferenz zwischen benachbarten Blöcken Bi gleich ist. Die zweite Ausführungsform ist von der ersten Ausführungsform darin unterschiedlich, dass die Phasensteuerstruktur der Reflexionseinheit 5 so ausgelegt ist, dass die Phasendifferenz zwischen benachbarten Blöcke Bi unterschiedlich ist.
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[2. Auslegung]
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Während die Blöcke Bi jeweils in einer Struktur so ausgelegt sind, dass sie die Bedingungen (1) bis (3) in der ersten Ausführungsform erfüllen, sind die Blöcke Bi jeweils in einer Struktur ausgelegt, die die folgende Bedingung (4) zusätzlich zu den oben erwähnten Bedingungen (1) und (2) in der zweiten Ausführungsform erfüllt. Die Bedingung (4) ist, dass die Phasendifferenz zwischen benachbarten Blöcken Bi ansteigt, das heißt, eine Neigung mit einem Anstieg der Distanz vom Blockzentrum aufweist. Der Betrag eines Anstiegs der Phasendifferenz ist beispielsweise auf 30 Grad festgelegt; die Phasendifferenz von Block B1 ist auf 0 Grad festgelegt, die Phasendifferenz von Block B2 ist auf 30 Grad festgelegt, die Phasendifferenz von Block B3 ist auf 90 Grad festgelegt, die Phasendifferenz von Block B4 ist auf 180 Grad festgelegt und so weiter.
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Des Weiteren sind die Größen der leitfähigen Patches P1 in allen Blöcken Bi, wie in der ersten Ausführungsform, so ausgelegt, dass die gegenwärtige Phasendifferenz bei der vorgegebenen Betriebsfrequenz erhalten werden kann. Die Größen der leitfähigen Patches P1 in allen Blöcken Bi sind insbesondere unter Verwendung im Wesentlichen derselben Beziehung, die in 5 gezeigt ist, ausgelegt.
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[3. Funktionen]
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Die vorliegende Ausführungsform ist so ausgelegt, dass die Phasendifferenz zwischen den Blöcken Bi geneigt ist. Folglich wird die von der Z-Achsenrichtung einfallende Welle, wie in 14 gezeigt, von der Abstrahlfläche 2a reflektiert und die Phase dieser Reflexionswelle steigt mit einem Anstieg der Distanz vom Blockzentrum an. Es ist anzumerken, dass diese Phasenverzögerung in einer beschleunigten Art und Weise mit einem Anstieg der Distanz vom Blockzentrum ansteigt. Die Reflexionswelle wird infolgedessen in eine Richtung in einem bestimmten Winkel mit Bezug auf die Ankunftsrichtung der einfallenden Welle reflektiert und dieser Reflexionswinkel steigt mit einem Anstieg der Distanz vom Blockzentrum an. Das bedeutet, dass die Reflexionscharakteristik, die äquivalent zu der der Reflexion auf einem gekrümmten Substrat ist, erhalten wird und die Reflexionswelle läuft nicht in eine fixierte Richtung, sondern wird gestreut und läuft in verschiedene Richtungen.
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[4. Vorteilhafte Effekte]
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Gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform werden die folgenden vorteilhaften Effekte zusätzlich zu den vorteilhaften Effekten (1) und (2) der ersten Ausführungsform erhalten.
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(3) Da die Phasendifferenz der Reflexionswelle zwischen benachbarten Blöcken Bi nicht einheitlich unterschiedlich ist, kann die Reflexionswelle, die auf die Reflexionseinheit 5 einfällt, nicht in eine fixierte Richtung, sondern in verschiedene Richtungen, reflektiert werden, in anderen Worten, die Reflexionswelle kann gestreut werden. Die Reflexionsintensität der wiederreflektierten Welle, die in dieselbe Richtung wie die Abstrahlwelle läuft, kann somit eingedämmt werden und die Wiederreflexion ermöglicht es, die Formation eines starken Strahls, der von einem Hauptsstrahl unterschiedlich ist, in eine spezifische Richtung einzudämmen. Das ermöglicht eine reduzierte Fehlerfassung eines Ziels.
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[Andere Ausführungsformen]
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Obwohl die Ausführungsformen zum Implementieren der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt und kann mit verschiedenen Modifikationen implementiert werden.
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(1a) In den oben erwähnten Ausführungsformen wird die Verzögerungsphase durch Ändern der Größe des leitfähigen Patches P1 eingestellt, während die Lücke zwischen den leitfähigen Patches P1, die in unterschiedlichen Blöcken Bi angeordnet sind, fixiert ist, aber das ist nicht darauf begrenzt. Die Reflexionseinheit 5 kann beispielsweise, wie in 15 gezeigt, als eine Reflexionseinheit 5a konfiguriert sein, in der die leitfähigen Patches P1a und die Durchgangslöcher Ha zweidimensional angeordnet sind. Des Weiteren kann die Verzögerungsphase durch Ändern des Durchmessers des Durchgangslochs Ha eingestellt werden, während die Lücke zwischen den leitfähigen Patches P1a, die in unterschiedlichen Blöcken Bia angeordnet sind, und die Größen der leitfähigen Patches P1a in allen Blöcken Bia fixiert sind.
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In der Reflexionseinheit 5a weisen der leitfähige Patch P1a und das Durchgangsloch Ha eine induktive Komponente und die Lücke zwischen den leitfähigen Patches P1a weist eine kapazitive Komponente auf. Ein äquivalenter Schaltkreis der Reflexionseinheit 5a ist, wie in 16 gezeigt, eine Vielzahl von parallel geschalteten Schaltkreisen. In den parallel geschalteten Schaltkreisen ist eine Induktivität Lvi zwischen der Masseplatte 3 und einem in Serie geschalteten Schaltkreis pro Flächeneinheit, der die Induktivität Lpi und die Kapazität Cgi aufweist, geschaltet. Die Induktivität Lpi stellt die induktive Komponente des leitfähigen Patches P1a pro Flächeneinheit dar und die Induktivität Lvi stellt die induktive Komponente des Durchgangslochs Ha pro Flächeneinheit dar. Die Kapazität Cgi stellt die kapazitive Komponente in der Lücke zwischen den leitfähigen Patches P1a pro Flächeneinheit dar. Mit einem Rückgang des Durchmessers des Durchgangslochs Ha steigt die Induktivität Lvi und die Phasenverzögerung an.
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(1b) Die Verzögerungsphase kann alternativ durch Ändern der Lücke zwischen den leitfähigen Patches P1, die in unterschiedlichen Blöcken Bi angeordnet sind, eingestellt werden, während die Größen der leitfähigen Patches P1 in allen Blöcken Bi auf dieselbe Größe festgelegt werden. In diesem Fall ist es ausreichend, die Frequenzcharakteristik mit Bezug auf die Phasendifferenz basierend auf einem normalen Substrat, anstelle des in 5 gezeigten Graphen, zu verwenden, die jeweils für die Fälle bestimmt wird, in denen sich die Lücke zwischen den leitfähigen Patches ändert, während die Größe der leitfähigen Patches P1 fixiert ist. Die Phasenverzögerung steigt an, da die Lücke auf einen kleineren Wert festgelegt ist, wenn die Betriebsfrequenz fixiert ist, und die Betriebsfrequenz höher festgelegt ist, wenn die Lücke fixiert ist.
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(2) In den oben erwähnten Ausführungsformen ist die Anzahl der leitfähigen Patches P2, die jeweils in den Blöcken BBi der Unterbrechungseinheit 6 vorhanden sind, nicht einheitlich, aber das ist nicht darauf begrenzt. Die Unterbrechungseinheit 6 kann, wie in 17 gezeigt, so konfiguriert sein, dass eine Unterbrechungseinheit 6a, in der die Anzahl der leitfähigen Patches P2, die jeweils in den Blöcken BBai vorhanden ist, gleich ist. Damit kann ein ausreichend vorteilhafter Effekt zum Unterbrechen des Flächenstroms erhalten werden, obwohl die Unterbrechungsposition des Flächenstroms in der Y-Achsenrichtung fixiert ist.
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(3) In der oben erwähnten Ausführungsformen ist nur die Unterbrechungseinheit 6 in der Polarisationsrichtung der Radiowelle mit Bezug auf die Antenneneinheit 4 installiert, aber das ist nicht darauf begrenzt. Ein Abschnitt einer Reflexionseinheit 5b kann, wie in 18 gezeigt, gegenüber der Antenneneinheit 4 jenseits einer Unterbrechungseinheit 6b installiert sein. In anderen Worten, das Gebiet der Unterbrechungseinheit 6b kann kleiner als das Gebiet der Unterbrechungseinheit 6 festgelegt sein und ein Abschnitt der Reflexionseinheit 5b kann im resultierenden freien Raum installiert sein. Die Reflexionseinheit 5b ist so angeordnet, dass sie die Antenneneinheit 4 und die Unterbrechungseinheit 6b umgibt. Es ist anzumerken, dass die Anzahl der leitfähigen Patches P2, die jeweils in den Blöcken BBbi der Unterbrechungseinheit 6b vorhanden sind, so festgelegt werden muss, dass ein ausreichend vorteilhafter Effekt zum Unterbrechen des Flächenstroms erhalten werden kann. Die Anzahl der leitfähigen Patches P2, die jeweils in den Blöcken BBbi der Unterbrechungseinheit 6b vorhanden ist, kann gleich oder unterschiedlich sein. Ein Auftreten des Effekts der Reflexionswelle kann somit ferner unterdrückt werden, wenn ein Abschnitt der Reflexionseinheit 5b in der Polarisationsrichtung der Radiowelle mit Bezug auf die Antenneneinheit 4 installiert ist.
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10 zeigt das Ergebnis einer Simulation für Beispiel 2, das ein Substrat verwendet, auf dem die Unterbrechungseinheit 6b und die Reflexionseinheit 5b mit der Phasendifferenz zwischen benachbarten Blöcken BBbi, die auf einen fixierten Wert von 100 Grad festgelegt ist, installiert sind. Es kann erkannt werden, dass der Anstieg der Welligkeiten auch in Beispiel 2 ausreichend unterdrückt werden kann, obwohl nicht so sehr wie in Beispiel 1.
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(4) Obwohl in der zweiten Ausführungsform die Reflexionseinheit 5 so ausgelegt ist, dass die Bedingungen (1), (2) und (4) erfüllt sind, ist es nicht notwendigerweise erforderlich alle Bedingungen (1), (2) und (4) zu erfüllen, so lang die Reflexionswelle im Wesentlichen gleichmäßig in verschiedene Richtungen gestreut werden kann.
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(5) Eine Vielzahl von Funktionen eines strukturellen Elements in den oben erwähnten Ausführungsformen kann durch mehr als ein strukturelles Element implementiert werden und eine Funktion eines strukturellen Elements in den oben erwähnten Ausführungsformen kann durch mehr als ein strukturelles Element implementiert werden. Des Weiteren kann eine Vielzahl von Funktionen von mehr als einem strukturellen Element in den oben erwähnten Ausführungsformen durch ein strukturelles Element implementiert werden und eine Funktion, die durch mehr als ein strukturelles Element in den oben erwähnten Ausführungsformen implementiert wird, kann durch ein strukturelles Element implementiert werden. Des Weiteren kann ein Abschnitt der Konfigurationen in den oben erwähnten Ausführungsformen weggelassen werden. Des Weiteren kann jeweils mindestens ein Abschnitt der Konfiguration der oben erwähnten Ausführungsformen zu der Konfiguration in einer anderen der oben erwähnten Ausführungsformen hinzugefügt werden oder kann durch die Konfiguration in einer anderen der oben erwähnten Ausführungsformen ersetzt werden. Es ist anzumerken, dass alle Ausführungsformen, die die technische Idee aufweisen, die nur durch den Wortlaut der Ansprühe spezifiziert wird, Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind.
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(6) Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Formen implementiert werden, die nicht nur die oben beschriebene Antennenvorrichtung, sondern auch ein System, das die Antennenvorrichtung als ein strukturelles Element aufweist, und ein Verfahren zum Unterdrücken von Interferenz aufgrund unnötiger Reflexionswellen aufweisen.