本公開涉及一種縫隙陣列天線。

背景技術(shù)：

在線上或面上排列有多個天線元件(以下，還稱作“發(fā)射元件”。)的陣列天線用于各種用途，例如雷達(dá)以及通信系統(tǒng)。為了從陣列天線發(fā)射電磁波，需要從生成電磁波的電路向各天線元件供給(供電)電磁波(例如，高頻的信號波)。這種供電借助導(dǎo)波路進(jìn)行。導(dǎo)波路還用于將由天線元件接收的電磁波輸送給接收電路。

以往，為了向陣列天線供電，大多使用微帶線路。但是，在通過陣列天線發(fā)送或接收的電磁波的頻率例如為超過30千兆赫(ghz)的高頻的情況下，微帶線路的電介質(zhì)損耗大，天線的效率下降。因此，在這種高頻區(qū)域需要導(dǎo)波管來代替微帶線路。

已知，若代替微帶線路使用導(dǎo)波管向各天線元件供電，則即使在超過30ghz的頻率區(qū)域也能夠降低損耗。導(dǎo)波管還稱作中空導(dǎo)波管(hollowmetallicwaveguide)，是具有圓形或方形的截面的金屬制的管。在導(dǎo)波管的內(nèi)部形成有與管的形狀以及大小相應(yīng)的電磁場模式。因此，電磁波能夠以特定的電磁場模式在管內(nèi)傳播。由于管的內(nèi)部為中空狀，因此即使應(yīng)傳播的電磁波的頻率高，也不會產(chǎn)生電介質(zhì)損耗的問題。但是，利用導(dǎo)波管很難高密度地配置天線元件。這是因?yàn)?，?dǎo)波管的中空部分需要具有應(yīng)傳播的電磁波的半波長以上的寬度，并且還需要確保導(dǎo)波管的管(金屬壁)本身的厚度。

專利文獻(xiàn)1至3以及非專利文獻(xiàn)1以及2分別公開了利用配置在脊形導(dǎo)波路的兩側(cè)的人工磁導(dǎo)體(amc：artificialmagneticconductor)進(jìn)行電磁波的導(dǎo)波的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)。

[專利文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)1]：國際公開第2010/050122號

[專利文獻(xiàn)2]：美國專利第8803638號說明書

[專利文獻(xiàn)3]：歐州專利申請公開第1331688號說明書

[非專利文獻(xiàn)]

非專利文獻(xiàn)1：kirinoetal.,“a76ghzmulti-layeredphasedarrayantennausinganon-metalcontactmetamaterialwaveguide”,ieeetransactiononantennasandpropagation,vol.60,no.2,february2012,pp840-853

非專利文獻(xiàn)2：kildaletal.,“l(fā)ocalmetamaterial-basedwaveguidesingapsbetweenparallelmetalplates”,ieeeantennasandwirelesspropagationletters,vol.8,2009,pp84-87

本申請的發(fā)明人之一構(gòu)思了利用使用了人工磁導(dǎo)體的脊形導(dǎo)波路構(gòu)成天線陣列并在專利文獻(xiàn)1中公開。但是，在該縫隙陣列天線中，無法使多個天線元件進(jìn)行與目的相應(yīng)的適當(dāng)?shù)陌l(fā)射。本公開的實(shí)施方式提供一種縫隙陣列天線，其具有代替以往的微帶線路以及導(dǎo)波管的導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)，且能夠使多個天線元件進(jìn)行與目的相應(yīng)的適當(dāng)?shù)陌l(fā)射。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的一方式所涉及的縫隙陣列天線具有：導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)。所述導(dǎo)電部件以及所述導(dǎo)波部件中的至少一個在所述導(dǎo)電性表面或所述導(dǎo)波面具有多個凸部，所述多個凸部的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔小于相鄰的部位的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔。所述多個凸部包含在所述第一方向上相鄰且依次排列的第一凸部、第二凸部以及第三凸部。所述第一凸部與所述第二凸部的中心間距和所述第二凸部與所述第三凸部的中心間距不同。

本公開的其他方式所涉及的縫隙陣列天線具有：導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)。所述導(dǎo)電部件以及所述導(dǎo)波部件中的至少一個在所述導(dǎo)電性表面或所述導(dǎo)波面具有多個凹部，所述多個凹部的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔大于相鄰的部位的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔。所述多個凹部包含在所述第一方向上相鄰且依次排列的第一凹部、第二凹部以及第三凹部。所述第一凹部與所述第二凹部的中心間距和所述第二凹部與所述第三凹部的中心間距不同。

本公開的另一其他方式所涉及的縫隙陣列天線具有：導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)。所述導(dǎo)波部件在所述導(dǎo)波面具有多個寬大部，所述多個寬大部的所述導(dǎo)波面的寬度大于相鄰的部位的所述導(dǎo)波面的寬度。所述多個寬大部包含在所述第一方向上相鄰且依次排列的第一寬大部、第二寬大部以及第三寬大部。所述第一寬大部與所述第二寬大部的中心間距和所述第二寬大部與所述第三寬大部的中心間距不同。

本公開的另一其他方式所涉及的縫隙陣列天線具有：導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)。所述導(dǎo)波部件在所述導(dǎo)波面具有多個窄小部，所述多個窄小部的所述導(dǎo)波面的寬度小于相鄰的部位的所述導(dǎo)波面的寬度。所述多個窄小部包含在所述第一方向上相鄰且依次排列的第一窄小部、第二窄小部以及第三窄小部。所述第一窄小部與所述第二窄小部的中心間距和所述第二窄小部與所述第三窄小部的中心間距不同。

本公開的另一其他方式所涉及的縫隙陣列天線具有：導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)。所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面之間的導(dǎo)波路包含所述導(dǎo)波路的電容呈現(xiàn)極大或極小的多個部位。所述多個部位包含在所述第一方向上相鄰且依次排列的第一部位、第二部位以及第三部位。所述第一部位與所述第二部位的中心間距和所述第二部位與所述第三部位的中心間距不同。

本公開的另一其他方式所涉及的縫隙陣列天線具有：導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)。所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面之間的導(dǎo)波路包含所述導(dǎo)波路的電感呈現(xiàn)極大或極小的多個部位。所述多個部位包含在所述第一方向上相鄰且依次排列的第一部位、第二部位以及第三部位。所述第一部位與所述第二部位的中心間距和所述第二部位與所述第三部位的中心間距不同。

本公開的另一其他方式所涉及的縫隙陣列天線用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方，所述縫隙陣列天線具有：導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和縫隙列，所述縫隙列包含在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列的多個縫隙；導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)。所述導(dǎo)波面的寬度小于λo/2。所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面之間的導(dǎo)波路包含所述導(dǎo)波路的電感以及電容中的至少一個呈現(xiàn)極小的至少一個極小部位以及呈現(xiàn)極大的至少一個極大部位，所述至少一個極小部位以及所述至少一個極大部位在所述第一方向上排列，所述至少一個極小部位包含第一種極小部位，所述第一種極小部位與所述極大部位中的一個隔著大于1.15λo/8的距離相鄰。

本公開的另一其他方式所涉及的縫隙陣列天線用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方。所述縫隙陣列天線具有：導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和縫隙列，所述縫隙列包含在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列的多個縫隙；導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)。所述導(dǎo)波面的寬度小于λo/2。所述導(dǎo)電部件以及所述導(dǎo)波部件中的至少一個在所述導(dǎo)電性表面以及所述導(dǎo)波面中的至少一方具有附加要素。所述附加要素包含第一種附加要素以及第二種附加要素中的至少一個。所述第一種附加要素配置在所述導(dǎo)電性表面以及所述導(dǎo)波面中的任一方，且為所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔小于相鄰的部位的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔的凸部，或者為所述導(dǎo)波面的寬度大于相鄰的部位的所述導(dǎo)波面的寬度的寬大部。所述第二種附加要素配置在所述導(dǎo)電性表面以及所述導(dǎo)波面中的任一方，且為所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔大于相鄰的部位的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔的凹部，或者為所述導(dǎo)波面的寬度小于相鄰的部位的所述導(dǎo)波面的寬度的窄小部。(a)所述第一種附加要素與所述第二種附加要素或未配置有所述附加要素的中立部在所述第一方向上相鄰，并且所述第一種附加要素的中心位置與所述第二種附加要素或所述中立部的中心位置在所述第一方向上間隔大于1.15λo/8的距離?；蛘?，(b)所述第二種附加要素與所述第一種附加要素或未配置有所述附加要素的中立部在所述第一方向上相鄰，并且所述第一種附加要素的中心位置與所述第二種附加要素或所述中立部的中心位置在所述第一方向上間隔大于1.15λo/8的距離。

本公開的另一其他方式所涉及的縫隙陣列天線用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方。所述縫隙陣列天線具有：導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和縫隙列，所述縫隙列包含在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列的多個縫隙；導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)。所述導(dǎo)波面的寬度小于λo/2。所述導(dǎo)電部件以及所述導(dǎo)波部件中的至少一個在所述導(dǎo)電性表面以及所述導(dǎo)波面中的至少一方具有附加要素。所述多個附加要素包含第三種附加要素以及第四種附加要素中的至少一個。所述第三種附加要素配置在所述導(dǎo)電性表面以及所述導(dǎo)波面中的任一方，且為所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔小于相鄰的部位的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔的凸部，并且所述導(dǎo)波面的寬度小于相鄰的部位的所述導(dǎo)波面的寬度。所述第四種附加要素配置在所述導(dǎo)電性表面以及所述導(dǎo)波面中的任一方，且為所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔大于相鄰的部位的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔的凹部，并且所述導(dǎo)波面的寬度大于相鄰的部位的所述導(dǎo)波面的寬度。(c)所述第三種附加要素與所述第四種附加要素或未配置有所述附加要素的中立部在所述第一方向上相鄰，并且所述第三種附加要素的中心位置與所述第四種附加要素或所述中立部的中心位置在所述第一方向上間隔大于1.15λo/8的距離?；蛘?，(d)所述第四種附加要素與所述第三種附加要素或未配置有所述附加要素的中立部在所述第一方向上相鄰，并且所述第四種附加要素的中心位置與所述第三種附加要素或所述中立部的中心位置在所述第一方向上間隔大于1.15λo/8的距離。

本公開的另一其他方式所涉及的縫隙陣列天線具有：導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列的多個縫隙；導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)。所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔以及所述導(dǎo)波面的寬度中的至少一個沿著所述第一方向以如下周期變動，所述周期為所述多個縫隙中的相鄰的兩個縫隙的中心間距的1/2以上。

本公開的另一其他方式所涉及的縫隙陣列天線用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方。所述縫隙陣列天線具有：導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列的多個縫隙；導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)。所述導(dǎo)波面的寬度小于λo。所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔以及所述導(dǎo)波面的寬度中的至少一個沿著所述第一方向以比1.15λo/4長的周期變動。

本公開的另一其他方式所涉及的縫隙陣列天線用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方。所述縫隙陣列天線具有：導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)。所述導(dǎo)波面的寬度小于λo。所述導(dǎo)電部件以及所述導(dǎo)波部件中的至少一個在所述導(dǎo)波面或所述導(dǎo)電性表面具有多個附加要素，所述多個附加要素使所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔以及所述導(dǎo)波面的寬度中的至少一個從相鄰的部位發(fā)生改變。將在所述多個附加要素不存在的情況下在所述導(dǎo)電部件與所述導(dǎo)波部件之間的導(dǎo)波路中傳播波長λo的電磁波時的波長設(shè)為λr時，所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔以及所述導(dǎo)波面的寬度中的至少一個沿著所述第一方向以比λr/4長的周期變動。

本公開的另一其他方式所涉及的縫隙陣列天線具有：導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)。所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面之間的導(dǎo)波路中的電容以及電感中的至少一個沿著所述第一方向以如下周期變動，所述周期為所述多個縫隙中的相鄰的兩個縫隙的中心間距的1/2以上。

本公開的另一其他方式所涉及的縫隙陣列天線具有：導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列的多個縫隙；導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)。所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔沿著所述第一方向變動。所述導(dǎo)電部件與所述導(dǎo)波部件之間的導(dǎo)波路具有所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔不同的至少三個部位。

本公開的另一其他方式所涉及的縫隙陣列天線具有：導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)。所述導(dǎo)波面的寬度在所述第一方向上變動。所述導(dǎo)波面具有所述寬度不同的至少三個部位。

發(fā)明效果

根據(jù)本公開的實(shí)施方式，由于能夠調(diào)整在導(dǎo)波路中傳播的電磁波的相位，因此能夠在各天線元件的位置實(shí)現(xiàn)所希望的激振狀態(tài)。因此，能夠使多個天線元件進(jìn)行與目的相應(yīng)的適當(dāng)?shù)陌l(fā)射。

附圖說明

圖1是示意地表示具有脊形導(dǎo)波路的縫隙陣列天線201的結(jié)構(gòu)例的立體圖。

圖2a是示意地表示本公開的例示性的實(shí)施方式中的縫隙陣列天線的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖2b是示意地表示本公開的其他實(shí)施方式中的縫隙陣列天線的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖2c是示意地表示本公開的另一其他實(shí)施方式中的縫隙陣列天線的的結(jié)構(gòu)的剖視圖

圖2d是示意地表示本公開的另一其他實(shí)施方式中的縫隙陣列天線的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖2e是示意地表示具有與專利文獻(xiàn)1中公開的縫隙陣列天線類似的結(jié)構(gòu)的縫隙陣列天線的剖視圖。

圖3a是表示圖2b所示的結(jié)構(gòu)中的相鄰的兩個縫隙112之間的電容的y方向的依賴性的圖。

圖3b是表示圖2e所示的結(jié)構(gòu)中的相鄰的兩個縫隙112之間的電容的y方向的依賴性的圖。

圖4是表示使脊部122的上表面(導(dǎo)波面)的高度平滑地變動的結(jié)構(gòu)例的圖。

圖5a是示意地表示本公開的其他實(shí)施方式的剖視圖。

圖5b是示意地表示本公開的另一其他實(shí)施方式的剖視圖。

圖5c是示意地表示本公開的另一其他實(shí)施方式的剖視圖。

圖5d是示意地表示本公開的另一其他實(shí)施方式的剖視圖。

圖6是示意地表示本公開的例示性的實(shí)施方式中的縫隙陣列天線200的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖7a是示意地表示與xz面平行的通過一個縫隙112的中心的截面的結(jié)構(gòu)的圖。

圖7b是示意地表示與xz面平行的通過一個縫隙112的中心的截面的結(jié)構(gòu)的其他例子的圖。

圖8是示意地表示處于使第一導(dǎo)電部件110與第二導(dǎo)電部件120的間隔過大地分開的狀態(tài)的縫隙陣列天線200的立體圖。

圖9是表示圖7a所示的結(jié)構(gòu)中的各部件的尺寸的范圍的例子的圖。

圖10是表示進(jìn)行理想的駐波串饋的陣列天線的一個例子的原理圖。

圖11是在圖10所示的陣列天線中將從天線輸入端子側(cè)(圖10的左側(cè))觀察到的各點(diǎn)上的阻抗軌跡示于史密斯圖上的圖。

圖12是表示著眼于發(fā)射元件的兩端的電壓時的圖10的陣列天線的等效電路的圖。

圖13a是表示具有與專利文獻(xiàn)1中公開的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)的陣列天線401的一個例子(比較例)的立體圖。

圖13b是表示具有與專利文獻(xiàn)1中公開的結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)的陣列天線401的一個例子(比較例)的剖視圖。

圖14a是表示實(shí)施方式1中的陣列天線501的立體圖。

圖14b是表示實(shí)施方式1中的陣列天線501的剖視圖。

圖15示出了圖13a以及圖13b所示的串饋陣列天線的等效電路。

圖16是將圖15所示的等效電路的點(diǎn)0～16的阻抗軌跡示于史密斯圖上的圖。

圖17是表示基于圖14a以及圖14b所示的串饋的陣列天線的等效電路的圖。

圖18是將圖17所示的等效電路中的點(diǎn)0～14的阻抗軌跡示于史密斯圖上的圖。

圖19a是表示實(shí)施方式2中的陣列天線1001的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖19b是用通過多個發(fā)射縫隙112各自的中心以及脊部122的中心的平面切斷圖19a所示的陣列天線時的剖視圖。

圖20是表示適用實(shí)施方式2中的駐波串饋的陣列天線的等效電路的圖。

圖21是將圖20所示的等效電路的點(diǎn)0～10的阻抗軌跡示于史密斯圖上的圖。

圖22a是表示本公開的其他實(shí)施方式的示意剖視圖。

圖22b是表示本公開的另一其他實(shí)施方式的示意剖視圖。

圖23a是表示本公開的另一其他實(shí)施方式的圖。

圖23b是表示本公開的另一其他實(shí)施方式的圖。

圖24a是表示具有喇叭的縫隙天線200的結(jié)構(gòu)例的立體圖。

圖24b是分別將圖24a所示的第一導(dǎo)電部件110以及第二導(dǎo)電部件120從+z方向觀察到的俯視圖。

圖25a是表示只有導(dǎo)波部件122的作為上表面的導(dǎo)波面122a具有導(dǎo)電性而導(dǎo)波部件122的除導(dǎo)波面122a以外的部分不具有導(dǎo)電性的結(jié)構(gòu)的例子的剖視圖。

圖25b是表示在第二導(dǎo)電部件120上未形成有導(dǎo)波部件122的變形例的圖。

圖25c是表示第二導(dǎo)電部件120、導(dǎo)波部件122以及多個導(dǎo)電性桿124分別在電介質(zhì)的表面涂層有金屬等導(dǎo)電性材料的結(jié)構(gòu)的例子的圖。

圖25d是表示導(dǎo)電部件110、120、導(dǎo)波部件122以及導(dǎo)電性桿124分別在最表面具有電介質(zhì)層110b、120b的結(jié)構(gòu)的例子的圖。

圖25e是導(dǎo)電部件110、120、導(dǎo)波部件122以及導(dǎo)電性桿124分別在最表面具有電介質(zhì)層110b、120b的結(jié)構(gòu)的其他例子的圖。

圖25f是表示導(dǎo)波部件122的高度比導(dǎo)電性桿124的高度低且第一導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a中的與導(dǎo)波面122a相向的部分向?qū)Рú考?22側(cè)突出的例子的圖。

圖25g是表示在圖25f的結(jié)構(gòu)中還將導(dǎo)電性表面110a中的與導(dǎo)電性桿124相向的部分向?qū)щ娦詶U124側(cè)突出的例子的圖。

圖26a是表示第一導(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26b是表示還使第二導(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27是表示兩個導(dǎo)波部件122在第二導(dǎo)電部件120上平行地延伸的方式的立體圖。

圖28a是16個縫隙以4行4列排列的陣列天線的從z方向觀察到的俯視圖。

圖28b是圖28a的b-b線剖視圖。

圖29a是表示第一導(dǎo)波路裝置100a中的導(dǎo)波部件122u的平面布局的圖。

圖29b是表示第一導(dǎo)波路裝置100a中的導(dǎo)波部件122u的平面布局的其他例子的圖。

圖30是表示第二導(dǎo)波路裝置100b中的導(dǎo)波部件122l的平面布局的圖。

圖31a是表示縫隙的形狀的其他例子的圖。

圖31b是表示縫隙的形狀的其他例子的圖。

圖31c是表示縫隙的形狀的其他例子的圖。

圖31d是表示縫隙的形狀的其他例子的圖。

圖32是表示將圖31a至圖31d所示的四種縫隙112a～112d配置在導(dǎo)波部件122上時的平面布局的圖。

圖33是表示本車輛500和與本車輛500在相同的車線上行駛的前方車輛502的圖。

圖34是表示本車輛500的車載雷達(dá)系統(tǒng)510的圖。

圖35a是表示車載雷達(dá)系統(tǒng)510的陣列天線aa與多個入射波k的關(guān)系的圖。

圖35b是表示接收第k個入射波的陣列天線aa的圖。

圖36是表示基于本公開的車輛行駛控制裝置600的基本結(jié)構(gòu)的一個例子的框圖。

圖37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38是表示車輛行駛控制裝置600的更具體的結(jié)構(gòu)例的框圖。

圖39是表示應(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40是表示根據(jù)三角波生成電路581生成的信號調(diào)制的發(fā)送信號的頻率變化的圖。

圖41是表示“上行”期間的拍頻fu以及“下行”期間的拍頻fd的圖。

圖42是表示通過具有處理器pr以及存儲裝置md的硬件實(shí)現(xiàn)信號處理電路560的方式的例子的圖。

圖43是表示三個頻率f1、f2、f3的關(guān)系的圖。

圖44是表示復(fù)平面上的合成頻譜f1～f3的關(guān)系的圖。

圖45是表示求出基于變形例的相對速度以及距離的處理的步驟的流程圖。

圖46是與具有攝像頭700和包含縫隙陣列天線的雷達(dá)系統(tǒng)510的融合裝置有關(guān)的圖。

圖47是表示通過將毫米波雷達(dá)510和攝像頭700放在駕駛室內(nèi)的大致相同的位置來使各自的視場、視線一致從而使核對處理容易的圖。

圖48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。

圖49是表示數(shù)字式通信系統(tǒng)800a的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖50是表示包含能夠使電波的發(fā)射模式發(fā)生改變的發(fā)送器810b的通信系統(tǒng)800b的例子的框圖。

圖51是表示裝配有mimo功能的通信系統(tǒng)800c的例子的框圖。

[符號說明]

100導(dǎo)波路裝置

110第一導(dǎo)電部件

110a第一導(dǎo)電部件的導(dǎo)電性表面

112、112a、112b、112c、112d縫隙

113l縫隙的縱部

113t縫隙的橫部

114喇叭

120第二導(dǎo)電部件

120a第二導(dǎo)電部件的導(dǎo)電性表面

122、122l、122u導(dǎo)波部件

122a導(dǎo)波面

122b凸部

122c凹部

122c’接近極小部位

122d微小附加要素

124、124l、124u導(dǎo)電性桿

124a導(dǎo)電性桿124的頂端部

124b導(dǎo)電性桿124的基部

125人工磁導(dǎo)體的表面

140第三導(dǎo)電部件

145、145l、145u端口

190電子回路

200縫隙陣列天線

500本車輛

502前方車輛

510車載雷達(dá)系統(tǒng)

520行駛支援電子控制裝置

530雷達(dá)信號處理裝置

540通信設(shè)備

550計算機(jī)

552數(shù)據(jù)庫

560信號處理電路

570物體檢測裝置

580收發(fā)電路

596選擇電路

600車輛行駛控制裝置

700車載攝像頭系統(tǒng)

710攝像頭

720圖像處理電路800a、800b、800c通信系統(tǒng)

810a、810b、830發(fā)送器

820a、840接收器

813、832編碼器

823、842解碼器

814調(diào)制器

824解調(diào)器

1010、1020傳感器部

1011、1021天線

1012、1022毫米波雷達(dá)檢測部

1013、1023通信部

1015、1025監(jiān)控對象

1100主體部

1101處理部

1102數(shù)據(jù)蓄積部

1103通信部

1200其他系統(tǒng)

1300通信線路

1500監(jiān)控系統(tǒng)

具體實(shí)施方式

＜成為本公開的基礎(chǔ)的見解＞

在說明本公開的實(shí)施方式之前，對成為本公開的基礎(chǔ)的見解進(jìn)行說明。

在要求天線以及導(dǎo)波路薄型化的用途(例如，車載毫米波雷達(dá)的用途)中，廣泛采用適于薄型化的陣列天線。陣列天線所要求的性能有增益和定向特性。增益確定雷達(dá)的檢測距離。定向特性確定檢測區(qū)域、角度分辨率以及鏡像抑制度。信號波(例如，高頻的信號波)經(jīng)由饋線向陣列天線的各天線元件(發(fā)射元件)供給。信號波的供給方法根據(jù)陣列天線所要求的性能而不同。例如，在以增益最大化為目的的情況下，能夠利用在饋線上形成駐波且向直列插入于饋線的天線元件提供高頻信號的方式(以下，稱作“駐波串饋”)。

前述的專利文獻(xiàn)1以及非專利文獻(xiàn)1所公開的脊形導(dǎo)波路設(shè)置在能夠作為人工磁導(dǎo)體發(fā)揮功能的對開式鐵芯結(jié)構(gòu)中。本公開的利用這種人工磁導(dǎo)體的脊形導(dǎo)波路(以下，有時稱作wrg：waffle-ironridgewaveguide。)能夠在微波段或毫米波段中實(shí)現(xiàn)損耗低的天線饋線。并且，通過利用這種脊形導(dǎo)波路，能夠高密度地配置天線元件。

圖1是示意地表示具有脊形導(dǎo)波路的縫隙陣列天線201的結(jié)構(gòu)例的立體圖。圖示的縫隙陣列天線201具有第一導(dǎo)電部件110和與第一導(dǎo)電部件110相向的第二導(dǎo)電部件120。第一導(dǎo)電部件110的表面由導(dǎo)電性材料構(gòu)成。第一導(dǎo)電部件110具有多個縫隙112作為發(fā)射元件。在第二導(dǎo)電部件120的上方設(shè)置有導(dǎo)波部件(脊部)122和多個導(dǎo)電性桿124，所述導(dǎo)波部件122具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面122a，所述導(dǎo)波面122a與由多個縫隙112構(gòu)成的縫隙列相向。多個導(dǎo)電性桿124配置在導(dǎo)波部件122的兩側(cè)，與第二導(dǎo)電部件120的導(dǎo)電性表面一同形成人工磁導(dǎo)體。電磁波無法在人工磁導(dǎo)體與第一導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面之間的空間中傳播。因此，電磁波(信號波)一邊在形成于導(dǎo)波面122a與第一導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面之間的導(dǎo)波路中傳播，一邊激振各縫隙112。由此，從各縫隙112發(fā)射電磁波。在以下說明中使用直角坐標(biāo)系，在該直角坐標(biāo)系中，將脊部122的寬度方向設(shè)為x軸方向，將脊部122延伸的方向設(shè)為y軸方向，將與脊部122的作為上表面的導(dǎo)波面122a垂直的方向設(shè)為z軸方向。

在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)波部件122具有平坦的導(dǎo)波面122a。與這種結(jié)構(gòu)相對，專利文獻(xiàn)1公開了使導(dǎo)波面122a的高度或?qū)挾妊刂共?22延伸的方向以足夠短于波長的周期發(fā)生改變的結(jié)構(gòu)。公開了通過這種結(jié)構(gòu)使饋線的特性阻抗發(fā)生改變，從而能夠縮短導(dǎo)波路內(nèi)的信號波的波長的技術(shù)。

但是，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)在這種以往的脊形導(dǎo)波路中很難獲得目標(biāo)天線特性。首先，對該課題進(jìn)行說明。在以下說明中，“天線元件”或“發(fā)射元件”這一術(shù)語在說明一般的陣列天線時使用。另一方面，“發(fā)射縫隙”(還簡稱為“縫隙”。)這一術(shù)語在說明基于本公開的縫隙陣列天線或其實(shí)施方式時使用。并且，“縫隙陣列天線”是指具有多個縫隙作為發(fā)射元件的陣列天線。將縫隙陣列天線還有時稱作“縫隙天線陣列”。

在陣列天線中，激振各發(fā)射元件的方法根據(jù)目的而不同。例如，在使用wrg導(dǎo)波路的雷達(dá)裝置中，各發(fā)射元件的激振方法根據(jù)目標(biāo)雷達(dá)特性而不同，該目標(biāo)雷達(dá)特性使雷達(dá)效率最大化，或者損害雷達(dá)效率來降低旁瓣。在此，作為一個例子，對用于為了使雷達(dá)效率最大化而使陣列天線的增益最大化的設(shè)計方法進(jìn)行說明。已知為了使陣列天線的增益最大化，使構(gòu)成陣列的發(fā)射元件的配置密度最大化，從而以等振幅且等相位激振所有發(fā)射元件即可。為了實(shí)現(xiàn)該目的，例如使用前述的駐波串饋。駐波串饋是如下供電方法：利用“在形成有駐波的線路上的距離一個波長的位置的電壓以及電流相同”這樣的性質(zhì)，以等振幅且等相位激振陣列天線的所有發(fā)射元件。

在此，對一般的駐波串饋的設(shè)計步驟進(jìn)行說明。首先，以如下方式構(gòu)成導(dǎo)波路：在供電線路的兩端中的至少一方使電磁波(信號波)發(fā)生全反射，在供電線路上形成駐波。接著，在供電線路上距離一個波長的駐波電流的振幅最大的多個位置，將多個發(fā)射元件直列插入線路中，該多個發(fā)射元件的阻抗相同，且小到對駐波不產(chǎn)生大的影響的程度。由此，實(shí)現(xiàn)基于駐波串饋的等振幅且等相位的激振。

如此，容易理解駐波串饋的原理。但是，判明了即使將這種結(jié)構(gòu)適用于使用wrg的陣列天線中，也無法實(shí)現(xiàn)等振幅且等相位的激振。根據(jù)本發(fā)明人等的研究可知，為了以等振幅且等相位激振所有發(fā)射元件，需要在wrg上設(shè)置電容或電感與其他部分不同的部分(例如，高度或?qū)挾扰c其他部分不同的部分)，調(diào)整在wrg中傳播的信號波的相位。并不限定于以等振幅且等相位激振所有發(fā)射元件的情況，例如在實(shí)現(xiàn)損害效率來降低旁瓣等其他目的的情況下，也需要這種相位的調(diào)整。例如，能夠進(jìn)行在相鄰的發(fā)射元件之間形成相位以及振幅的差等調(diào)整，以便在各縫隙的位置實(shí)現(xiàn)所希望的激振狀態(tài)。并且，不僅是選擇駐波饋電的情況，在選擇行波饋電的情況下，也需要進(jìn)行相同的相位調(diào)整。

但是，在前述的專利文獻(xiàn)1所公開的以往的使用wrg的陣列天線中，只是在整個線路以固定的短的周期配置同一凹部(切痕)或?qū)挻蟛糠?，未設(shè)置有用于調(diào)整信號波的相位的結(jié)構(gòu)。更具體地說，在專利文獻(xiàn)1中公開的結(jié)構(gòu)中，將在均未設(shè)置有凹部和寬大部分的狀態(tài)下導(dǎo)波路內(nèi)的信號波的波長設(shè)為λr時，以小于λr/4的周期，周期性地配置有凹部或?qū)挻蟛糠?。這種結(jié)構(gòu)使作為分布參數(shù)電路的傳輸線路上的特性阻抗發(fā)生改變，其結(jié)果縮短導(dǎo)波路內(nèi)的信號波的波長。但是，無法按照目標(biāo)天線特性調(diào)整各縫隙的激振狀態(tài)。

推斷其理由是，在專利文獻(xiàn)1所公開的脊形導(dǎo)波路上配置多個縫隙來構(gòu)成縫隙陣列天線的情況下，縫隙的阻抗大到使在導(dǎo)波路中傳播的信號波的波形大幅歪曲的程度。因此，在采用了專利文獻(xiàn)1中公開的微小的周期結(jié)構(gòu)的情況下，無法按照目的調(diào)整分別從多個縫隙發(fā)射的電磁波的強(qiáng)度以及相位。這意味著，在使用wrg的雷達(dá)裝置中，為了獲得目標(biāo)雷達(dá)特性(例如，使效率最大化，或者損害效率來降低旁瓣等特性)，無法獨(dú)立地設(shè)計導(dǎo)波路和縫隙(即，需要使兩者同時最佳化)。本發(fā)明人之一在申請專利文獻(xiàn)1的發(fā)明時，并未完全認(rèn)識到縫隙的阻抗會產(chǎn)生這種影響。

在完成本發(fā)明時，本發(fā)明人等研究出了如下技術(shù)：在相鄰的兩個縫隙之間，并沒有將凹部或凸部等附加要素沿著傳輸線路以小于λr/4的短的周期均勻地分布，而是局部導(dǎo)入以比λr/4長的配置間隔配置有多個附加要素的區(qū)域。本發(fā)明人等還研究出了在相鄰的兩個縫隙之間沿著傳輸線路非周期性地配置凹部或凸部等附加要素的技術(shù)。本發(fā)明人等還研究出了使導(dǎo)電部件與導(dǎo)波部件的間隔和/或?qū)Рú考膶?dǎo)波面的寬度(電感和/或電容)沿著導(dǎo)波面改變?nèi)我陨系慕Y(jié)構(gòu)。由此，成功地調(diào)整了導(dǎo)波路內(nèi)的信號波的波長，而且成功地調(diào)節(jié)了縫隙中的信號波的強(qiáng)度以及所傳播的信號波的相位。λr比自由空間中的波長λo長，但小于1.15λo。由此，上述的“比λr/4長的配置間隔”還能夠稱作“比1.15λo/4長的配置間隔”。另外，在上述配置間隔大于λr/4但其差較小的情況下，還有時無法充分地獲得所傳播的信號波的相位的調(diào)節(jié)量。在這種情況下，導(dǎo)入以1.5λo/4以上的配置間隔配置附加要素的部位。

在本說明書中，“附加要素”是指使電感以及電容中的至少一個局部改變的傳輸線路上的結(jié)構(gòu)。在本說明書中，“電感”以及“電容”分別指，關(guān)于沿傳輸線路的方向(即，縫隙列的排列方向)，自由空間波長λo的10分之1以下的每單位長度的電感以及電容的值。附加要素并不限定于凹部或凸部，例如可以是導(dǎo)波面的寬度大于相鄰的其他部分的導(dǎo)波面的寬度的“寬大部”或?qū)挾刃∮谙噜彽钠渌糠值膶挾鹊摹罢〔俊薄；蛘撸部梢允怯山殡姵?shù)與其他部分的介電常數(shù)不同的材料形成的部分。這種附加要素典型地設(shè)置在導(dǎo)波部件(例如，導(dǎo)電部件上的脊部)所具有的導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，但也可以設(shè)置在與導(dǎo)波面相向的導(dǎo)電部件的導(dǎo)電性表面。

在此，參照圖2a至圖2e，與專利文獻(xiàn)1的結(jié)構(gòu)對比來說明本公開的例示性的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。

圖2a是示意地表示本公開的例示性的實(shí)施方式中的縫隙陣列天線的結(jié)構(gòu)的剖視圖。該縫隙陣列天線除了導(dǎo)波部件122的結(jié)構(gòu)不同之外，具有與圖1所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。圖2a相當(dāng)于用通過圖1中的多個縫隙112的中心的與yz面平行的平面切斷縫隙陣列天線時的剖視圖。該縫隙陣列天線具有：具有在第一方向(設(shè)為y方向)上排列的多個縫隙112(縫隙列)的第一導(dǎo)電部件110；與第一導(dǎo)電部件110相向的第二導(dǎo)電部件120；以及第二導(dǎo)電部件120上的導(dǎo)波部件(脊部)122。與圖1所示的例子不同，在脊部122上設(shè)置有多個凹部。關(guān)于凹部的位置，選擇了改變多個縫隙112的位置的信號波的相位來獲得適于目的特性的位置。在該例子中，凹部122c1、122c2的位置為相對于與相鄰的兩個縫隙112的中點(diǎn)相向的位置對稱的兩個位置，但也可以是如后所述的其他位置。

在圖2a所示的結(jié)構(gòu)中，凹部122c1與凸部122b1以及122b2相鄰。凹部122c1的中央部與凸部122b1的中央部的y方向的距離b比自由空間波長λo的1.15/8長，該自由空間波長λo與由該縫隙陣列天線發(fā)送或接收的頻帶的電磁波(電波)的中心頻率對應(yīng)。更優(yōu)選為λo的1.5/8倍以上。換句話說，在多個凹部中，位于凸部122b1的兩側(cè)的相鄰的兩個凹部122c1、122c4的中心之間的距離比1.15λo/4長。在此，將相鄰的兩個縫隙112的中心之間的距離設(shè)為a。能夠?qū)⒕嚯xa例如設(shè)計為與在導(dǎo)波路中傳播的電磁波的波長λg相同程度的長度。波長λg是通過配置附加要素來從前述的波長λr發(fā)生改的波長。雖然λg根據(jù)設(shè)計而不同，但λg例如短于λr。在該情況下，由于a＜λr，因此凸部122b1的兩側(cè)的相鄰的兩個凹部122c1、122c4的中心之間的距離(＞λr/4)比距離a的1/4長。另外，在圖2a的結(jié)構(gòu)中，凹部122c1與其他凸部122b2的中心之間的距離也可以是1.15λo/8以下。

在圖2a的結(jié)構(gòu)中，各凹部作為使傳輸線路的電感局部增加的要素發(fā)揮功能。在該例子中，各凹部的底部以及各凸部的頂部平坦。因此，將各凹部的中央的y方向的位置設(shè)為電感呈現(xiàn)極大的“極大部位”，將各凸部的中央的y方向的位置設(shè)為電感呈現(xiàn)極小的“極小部位”。這樣一來，上述距離b為一個極大部位和與該極大部位相鄰的極小部位之間的距離，滿足b＞1.15λo/8。更優(yōu)選為b＞1.5λo/8。

在圖2a的結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)波部件122中的多個凸部包含在y方向(第一方向)上相鄰且依次排列的第一凸部122b1、第二凸部122b2以及第三凸部122b3。第一凸部122b1與第二凸部122b2的中心間距和第二凸部122b2與第三凸部122b3的中心間距不同。相同地，導(dǎo)波部件122中的多個凹部包含在y方向上相鄰且依次排列的第一凹部122c1、第二凹部122c2、第三凹部122c3。第一凹部122c1與第二凹部122c2的中心間距和第二凹部122c2與第三凹部122c3的中心間距不同。如此，在圖2a所示的結(jié)構(gòu)中，至少在圖示的區(qū)域內(nèi)，導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)波面122a的間隔沿著y方向非周期性地(aperiodically)變動。只要上述第一至第三凸部(或第一至第三凹部)設(shè)置在多個縫隙112中的兩端的兩個縫隙之間，則其位置為任意。凸部或凹部也可以設(shè)置在導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a。

在圖2a的結(jié)構(gòu)中，第一凸部122b1位于與一個縫隙112(第一縫隙)相向的位置，第三凸部122b3位于與和該縫隙112相鄰的其他縫隙112(第二縫隙)相向的位置，第二凸部122b2位于與該兩個縫隙112相向的兩個位置之間。在從導(dǎo)電性表面110a的法線方向觀察時，第二凸部122b2位于與該兩個縫隙112的中點(diǎn)重疊的位置。并且，在從導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a的法線方向觀察時，第一凹部122c1以及第二凹部122c2位于相鄰的兩個縫隙112之間，第三凹部122c3位于該兩個縫隙112的外側(cè)。而且，在從導(dǎo)電性表面110a的法線方向觀察時，該兩個縫隙112的中點(diǎn)位于第一凹部122c1與第二凹部122c2之間(第二凸部122b2)。除了這種結(jié)構(gòu)以外，例如也可以是在從導(dǎo)電性表面110a的法線方向觀察時，第一至第三凹部122c1、122c2、122c3全部位于相鄰的兩個縫隙112之間。在這些結(jié)構(gòu)中，在從導(dǎo)電性表面110a的法線方向觀察時，第一至第三凹部122c1、122c2、122c3中的至少兩個凹部位于相鄰的兩個縫隙112之間。第一凹部122c1與第二凹部122c2的中心間距以及第二凹部122c2與第三凹部122c3的中心間距中的至少一方能夠設(shè)計成大于1.15λo/4。并且，第一凸部122b1與第二凸部122b2的中心間距以及第二凸部122b2與第三凸部122b3的中心間距中的至少一方能夠設(shè)計成大于1.15λo/4。

在設(shè)置寬大部或窄小部來代替設(shè)置凹部或凸部的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)相同的非周期性的結(jié)構(gòu)。例如，可以考慮導(dǎo)波部件122在導(dǎo)波面122a具有導(dǎo)波面122a的寬度大于相鄰的部位的導(dǎo)波面122a的寬度的多個寬大部的情況。在該情況下，多個寬大部能夠包含在y方向上相鄰且依次排列的第一寬大部、第二寬大部以及第三寬大部，且配置成第一寬大部與第二寬大部的中心間距和第二寬大部與第三寬大部的中心間距不同。相同地可以考慮導(dǎo)波部件122在導(dǎo)波面122a具有導(dǎo)波面122a的寬度小于相鄰的部位的導(dǎo)波面122a的寬度的多個窄小部的情況。在該情況下，多個窄小部能夠包含在y方向上相鄰且依次排列的第一窄小部、第二窄小部以及第三窄小部，且配置成第一窄小部與第二窄小部的中心間距和第二窄小部與第三窄小部的中心間距不同。只要第一至第三寬大部(或第一至第三窄小部)設(shè)置在多個縫隙112中的兩端的兩個縫隙之間，則其位置為任意。

在圖2a的結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)波面122a之間的導(dǎo)波路包含該導(dǎo)波路的電感(或電容)呈現(xiàn)極大或極小的多個部位。這些多個部位包含在y方向上相鄰且依次排列的第一部位(凸部122b1)、第二部位(凹部122c1)以及第三部位(凸部122b2)。第一部位與第二部位的中心間距和第二部位與第三部位的中心間距不同。這樣一來，通過在設(shè)置有多個縫隙的區(qū)域內(nèi)至少使電感或電容局部非周期性地變動的結(jié)構(gòu)，能夠按照所希望的特性調(diào)整在導(dǎo)波路內(nèi)傳播的電磁波的相位。只要上述第一至第三部位設(shè)置在兩端的兩個縫隙之間，則其位置為任意。

圖2b是示意地表示本公開的其他實(shí)施方式中的縫隙陣列天線的結(jié)構(gòu)的剖視圖。在該縫隙陣列天線中，凸部122b配置在與相鄰的兩個縫隙112的中點(diǎn)相向的位置。凸部122b的位置并不限定于圖示的位置，也可以是其他位置。在這種結(jié)構(gòu)中，各凸部122b作為使傳輸線路的電容局部增加的要素發(fā)揮功能。在該例子中，也使各凸部122b的頂部以及各凹部122c的底部平坦。因此，將各凸部122b的中央的y方向的位置設(shè)為電容呈現(xiàn)極大的“極大部位”，將各凹部122c的中央的y方向的位置設(shè)為電容呈現(xiàn)極小的“極小部位”。這樣一來，在該例子中，極大部位和與該極大部位相鄰的極小部位之間的距離b也滿足b＞1.15λo/8。更優(yōu)選為b＞1.5λo/8。在設(shè)置寬大部來代替凸部122b或者在導(dǎo)電性表面110a設(shè)置凸部而不是在導(dǎo)波面122a設(shè)置凸部的結(jié)構(gòu)中，也能夠獲得相同的特性。

在圖2b的結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)波面122a的間隔沿著y方向周期性地變動。但是，其變動的周期比1.15λo/4或λr/4長，這一點(diǎn)與專利文獻(xiàn)1的結(jié)構(gòu)不同。在圖2b所示的例子中，周期與相鄰的兩個縫隙112的中心間距(縫隙間隔)一致。在采用這種周期性的結(jié)構(gòu)的情況下，能夠?qū)⒅芷诶缭O(shè)定為縫隙間隔的1/2以上的值。即，導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)波面122a的間隔以及導(dǎo)波面122a的寬度中的至少一個(或?qū)Р返碾姼幸约半娙葜械闹辽僖粋€)可以沿著y方向以相鄰的兩個縫隙112的中心間距的1/2以上的周期變動。

圖2c是示意地表示本公開的另一其他實(shí)施方式中的縫隙陣列天線的結(jié)構(gòu)的剖視圖。在該縫隙陣列天線中，多個凹部配置于第一導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a。多個凹部在y方向上的位置與圖2a中的多個凹部在y方向上的位置相同。在導(dǎo)波部件122的導(dǎo)波面122a均未配置有凸部和凹部，是平坦的。

圖2d是示意地表示本公開的另一其他實(shí)施方式中的縫隙陣列天線的結(jié)構(gòu)的剖視圖。在該縫隙陣列天線中，凹部以及凸部這兩者均配置于導(dǎo)電性表面110a以及導(dǎo)波面122a。

如圖2c、圖2d所示，也可以在第一導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a配置有凸部以及凹部中的至少一個。在該情況下，在制造方面優(yōu)選與導(dǎo)波部件122延伸的方向正交的方向(x方向)上的凹部或凸部的寬度比導(dǎo)波部件122的寬度大。能夠使導(dǎo)電部件110中的凹部或凸部與導(dǎo)波部件122在x方向上的對齊所需的精度適中。但是，并不限定于此，也可以將導(dǎo)電部件110中的凹部或凸部在x方向上的寬度設(shè)成與導(dǎo)波部件122的導(dǎo)波面122a的寬度相同或者更窄。

在圖2a至圖2d所示的實(shí)施方式中的縫隙陣列天線中，由導(dǎo)電性表面110a以及導(dǎo)波面122a形成的導(dǎo)波路包含：導(dǎo)波路的電感以及電容中的至少一個呈現(xiàn)極小的至少一個極小部位；以及導(dǎo)波路的電感以及電容中的至少一個呈現(xiàn)極大的至少一個極大部位?！皹O小部位”是關(guān)于表示導(dǎo)波路(或傳輸線路)的電感或電容的y方向的坐標(biāo)的函數(shù)呈極小值的y方向的位置附近的部位。另一方面，“極大部位”是該函數(shù)呈極大值的y方向的位置附近的部位。如圖2a至圖2d所示的例子，在底部平坦的凹部或頂部平坦的凸部產(chǎn)生電感或電容的極大或極小的情況下，凹部或凸部的中央部設(shè)為“極大部位”或“極小部位”。在圖2a以及圖2c所示的結(jié)構(gòu)例中，各凹部的中央是使電感極大的“極大部位”，各凸部的中央是使電感極小的“極小部位”。另一方面，在圖2b所示的結(jié)構(gòu)例中，各凸部122b的中央是使電容極大的“極大部位”，各凹部122c的中央是使電容極小的“極小部位”。在圖2d所示的例子中也同樣具有多個極大部位以及多個極小部位。

極小部位包含與極大部位中的一個隔著大于1.15λo/8的距離相鄰的第一種極小部位。在圖2a所示的結(jié)構(gòu)例中，凸部122b1的中央的位置相當(dāng)于第一種極小部位。在圖2b所示的結(jié)構(gòu)例中，凹部122c的中央的位置相當(dāng)于第一種極小部位。無論在哪一個例子中，第一種極小部位和與該第一種極小部位相鄰的極大部位的y方向的距離b都比1.15λo/8長。更優(yōu)選為b＞1.5λo/8。

圖2e是示意地表示具有與專利文獻(xiàn)1中公開的縫隙陣列天線類似的結(jié)構(gòu)的縫隙陣列天線(比較例)的剖視圖。在該縫隙陣列天線中，在脊部122上周期性地排列有多個微小的凹部122c(未圖示)。將在未設(shè)置有多個凹部122c的狀態(tài)下導(dǎo)波路內(nèi)的信號波的波長設(shè)為λr時，該排列的周期小于λr/4。由于波長λr小于自由空間波長λo的1.15倍，因此凹部122c的排列的周期小于1.15λo/4。因此，在圖2e所示的結(jié)構(gòu)中，凹部的中心與凸部的中心的y方向的距離b短于1.15λo/8。

在此，參照圖3a和圖3b，對圖2b所示的結(jié)構(gòu)與圖2e所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比。

圖3a是示意地表示圖2b所示的結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)波路的電容的y方向的依賴性的圖表。圖3b是示意地表示圖2e所示的結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)波路的電容的y方向的依賴性的圖表。在這些圖表中，示出了在將一個縫隙112的位置設(shè)為y坐標(biāo)的原點(diǎn)時關(guān)于y＝0～a的范圍的電容的變化。另外，圖3a以及圖3b表示電容的y方向的變化的傾向，并非嚴(yán)格。如圖3a以及圖3b所示，電容在圖2b的結(jié)構(gòu)以及圖2e的結(jié)構(gòu)的任一結(jié)構(gòu)中都沿著y方向發(fā)生變化。但是，其變化的周期不同。在圖2b的結(jié)構(gòu)中，電容在縫隙附近呈現(xiàn)極小之后，在凸部122b附近呈現(xiàn)極大。呈現(xiàn)極小的極小部位和在y方向上相鄰該極小部位并呈現(xiàn)極大的極大部位隔著縫隙間隔a的約二分之一。與此相對，在圖2e的結(jié)構(gòu)中，以小的周期振動，該周期小于不存在凹部時脊形導(dǎo)波路上的電磁波的波長λr的四分之一。

在以從各縫隙發(fā)射相位整齊的電磁波的方式設(shè)計縫隙陣列的情況下，在y方向上相鄰的縫隙的間隔與傳輸線路上的傳輸波的波長λg大致一致。由此，在該情況下可以說，在圖2b的結(jié)構(gòu)中，電容以與波長λg相同程度的長的周期變動，而在圖2e的結(jié)構(gòu)中，電容以小于波長λr的四分之一的短的周期振動。在小于波長λr的四分之一的短的調(diào)制結(jié)構(gòu)中，通過每次調(diào)制幾乎不反射傳輸波，傳輸波以在一樣近的介質(zhì)中傳播的方式動作。與此相對，在波長λr的四分之一以上的長的調(diào)制結(jié)構(gòu)中，能夠通過每次調(diào)制來反射傳輸波。

另外，在圖2a以及圖2b的結(jié)構(gòu)的說明中，使用了“波長”這一用語，這是為了便于說明。在電容或電感以長的間隔變動的情況下，傳輸波會引起復(fù)雜的反射，還無法直接確認(rèn)實(shí)際傳輸波的波長。但是，通過使電容或電感以長的周期變動，在使用wrg的縫隙陣列天線中，能夠適當(dāng)?shù)卣{(diào)整各縫隙的激振狀態(tài)，以便實(shí)現(xiàn)目標(biāo)天線特性。而且，在這種狀態(tài)下，或許可以推測傳輸波的波長λg與相鄰的兩個縫隙112的間隔大致一致。在電容或電感以長的周期變動的情況下，也假設(shè)能夠定義與該狀況相應(yīng)的波長λg進(jìn)行以下說明。

如上所述，在圖2a以及圖2b所示的實(shí)施方式中，與專利文獻(xiàn)1中公開的結(jié)構(gòu)不同，電感以及電容中的至少一個在相鄰的兩個縫隙之間在沿導(dǎo)波部件的方向上按照比波長λr的四分之一長的調(diào)制結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。通過調(diào)整凸部、凹部、寬大部、窄小部等附加要素的位置，能夠自如地改變該變化的方式。并且，例如如圖4中例示，通過使脊部122的上表面(導(dǎo)波面)的高度平滑地變動，也可以獲得相同的效果。通過使導(dǎo)波面的寬度平滑地變動，也可以獲得相同的效果。如此，本公開的實(shí)施方式包含：使第一導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面與導(dǎo)波部件122的導(dǎo)波面的距離平滑地變動的結(jié)構(gòu)；以及使導(dǎo)波面的寬度平滑地變動的結(jié)構(gòu)。本公開的實(shí)施方式并不限定于排列有凸部或凹部的結(jié)構(gòu)那樣的能夠明確地確定附加要素的結(jié)構(gòu)。

在本說明書中，有時將導(dǎo)電性表面與導(dǎo)波面的間隔小于相鄰的部位的導(dǎo)電性表面與導(dǎo)波面的間隔的凸部以及導(dǎo)波面的寬度大于相鄰的部位的導(dǎo)波面的寬度的寬大部稱作“第一種附加要素”。第一種附加要素具有使傳輸線路的電容增加的功能。并且，有時將導(dǎo)電性表面與導(dǎo)波面的間隔大于相鄰的部位的導(dǎo)電性表面與導(dǎo)波面的間隔的凹部以及導(dǎo)波面的寬度小于相鄰的部位的導(dǎo)波面的寬度的窄小部稱作“第二種附加要素”。第二種附加要素具有使傳輸線路的電感增加的功能。在某一方式中，附加要素包含第一種附加要素以及第二種附加要素中的至少一個。第一種附加要素能夠與第二種附加要素或未配置有附加要素的部位(在本說明書中，有時稱作“中立部”。)相鄰。相同地，第二種附加要素能夠與第一種附加要素或中立部相鄰。這些相互相鄰的兩個要素的中心間距比導(dǎo)波路中的波長λr的1/8倍長，或者比自由空間中的中心波長λo的1.15/8倍長。更優(yōu)選為λo的1.5/8倍以上。

在本公開的實(shí)施方式中，也可以將能夠稱作凸部且窄小部或凹部且寬大部這樣的特殊結(jié)構(gòu)用作附加要素。在本說明書中，有時將既是導(dǎo)電性表面與導(dǎo)波面的間隔小于相鄰的部位的導(dǎo)電性表面與導(dǎo)波面的間隔的凸部又是導(dǎo)波面的寬度小于相鄰的部位的導(dǎo)波面的寬度的窄小部的結(jié)構(gòu)稱作“第三種附加要素”。并且，有時將既是導(dǎo)電性表面與導(dǎo)波面的間隔大于相鄰的部位的導(dǎo)電性表面與導(dǎo)波面的間隔的凹部又是導(dǎo)波面的寬度大于相鄰的部位的導(dǎo)波面的寬度的寬大部的結(jié)構(gòu)稱作“第四種附加要素”。第三種附加要素以及第四種附加要素通過其結(jié)構(gòu)作為電容分量發(fā)揮功能，或者作為電感分量發(fā)揮功能。附加要素也可以包含這樣的第三種附加要素以及第四種附加要素中的至少一個。第三種附加要素能夠與第四種附加要素或未配置有附加要素的中立部相鄰。相同地，第四種附加要素能夠與第三種附加要素或中立部相鄰。這些相互相鄰的兩個要素的中心間距比λr的1/8倍長，或者比λo的1.15/8倍長。該中心間距更優(yōu)選為λo的1.5/8倍以上。

在本公開的實(shí)施方式中，也可以設(shè)置如專利文獻(xiàn)1所公開的具有小于不存在凹凸等時導(dǎo)波路中的波長λr的1/4倍的周期的結(jié)構(gòu)。圖5a是示意地表示這種結(jié)構(gòu)的例子的剖視圖。在該例子中，在極小部位122c中配置有多個微小附加要素，該微小附加要素的導(dǎo)波路方向的長度小于λr/8或小于1.15λo/8。在該例子中，微小附加要素為凹部122c’。相鄰的兩個凹部122c’之間能夠看作凸部122b’。相鄰的兩個凹部122c’的中心之間的距離b2小于λr/8或小于1.15λo/8。在各凹部122c’中，局部的電容呈現(xiàn)極小。由此，在該結(jié)構(gòu)中，極小部位隔著小于λr/8或小于1.15λo/8的距離排列。在本說明書中，有時將隔著小于λr/8的距離排列的極小部位稱作“接近極小部位”。通過排列多個接近極小部位122c’，構(gòu)成了整體具有與一個大的凹部類似的作用的部位122c。包含多個接近極小部位的凹部122c的中心和與該凹部122c相鄰的凸部122b的中心的距離b比λr/8長。如此，在本公開的實(shí)施方式中，也可以包含一部分具有小于λr/4的周期的結(jié)構(gòu)。

圖5b是示意地表示本公開的另一其他實(shí)施方式的剖視圖。在該例子中，附加要素包含多個微小附加要素，即凸部122d，該多個微小附加要素各自的y方向的長度b3小于λr/8或小于1.15λo/8。多個凸部122d在y方向上相鄰排列，且遍及包含極小部位以及極大部位的范圍而配置。這些凸部122d中的相鄰的兩個凸部的中心之間的距離小于導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)波面122a的間隔l3的一半，并且小于λr/8或小于1.15λo/8。在這些凸部122d的位置中，局部的電容呈現(xiàn)極大。由此，該結(jié)構(gòu)成為極大部位隔著小于λr/8或小于1.15λo/8的距離排列的結(jié)構(gòu)。在本說明書中，將隔著小于λr/8的距離排列的極大部位稱作“接近極大部位”，與前述的“極大部位”區(qū)別。在圖5b中，接近極大部位的中心間距在任一部位都間隔小于λr/8或小于1.15λo/8的距離。但是，接近極大部位的中心間距在相鄰的兩個縫隙112之間的中央小，在除此以外的部位大。在圖5b的例子中，多個接近極大部位在縫隙112之間的中央部附近以b3的間隔排列，構(gòu)成作為一個極大部位(或極大部)發(fā)揮功能的部位122b”。而且，在相鄰的兩個極大部122b”之間，多個接近極大部位以大于b3的b4的間隔排列，構(gòu)成作為一個極小部位(或極小部)發(fā)揮功能的部位122c”。如該例子那樣，也可以通過微小的附加要素的疏密(密度的不同)使電感或電容以λr/8以上的距離平均地變動。在這種方式中，“極大部位”以及“極小部位”是指具有包含多個微小附加要素的某種程度的擴(kuò)展的區(qū)域。

圖5c是示意地表示本公開的另一其他實(shí)施方式的剖視圖。在該實(shí)施方式中，導(dǎo)波部件122具有高度不同的兩種凸部。兩種凸部以等間隔交替排列。導(dǎo)波部件122的導(dǎo)波面122a與導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a的間隔沿著y方向周期性地變動。換句話說，導(dǎo)波路的電感和/或電容沿著y方向周期性地變動。該變動的周期比縫隙間隔的1/2短。在該例子中，在y方向上相鄰排列有導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)波面122a的間隔不同的三個部位。如此，可以采用在導(dǎo)波部件122設(shè)置有高度不同的多個凸部的結(jié)構(gòu)。通過按照所希望的特性適當(dāng)?shù)卦O(shè)定每個凸部的高度，能夠調(diào)整在導(dǎo)波路中傳播的電磁波的相位，從而能夠調(diào)整各縫隙112的激振狀態(tài)。并不限定于高度不同的多個凸部，通過設(shè)置深度不同的多個凹部或者寬度不同的多個寬大部或窄小部，也可以進(jìn)行相同的調(diào)整。并不限定于導(dǎo)波部件122，也可以在導(dǎo)電部件110設(shè)置多個凸部或多個凹部。可以在多個縫隙112中的兩端的兩個縫隙之間，使導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)波面122a的間隔或?qū)Р?22a的寬度改變四段以上。

圖5d是表示使導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)波面122a的間隔(間隙)不同的部位比圖5c的例子增加，并且使間隙以更短的距離變動的結(jié)構(gòu)的例子的圖。在該例子中，存在導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)波面122a的間隔不同的六個部位。間隙以比λr/4或1.15λo/4短的距離發(fā)生變化，但是在作為凹凸的整個排列觀察的情況下，其凹凸的重復(fù)周期比λr/4或1.15λo/4長。

如圖5c以及圖5d所示的例子，導(dǎo)電部件110與導(dǎo)波部件122之間的導(dǎo)波路能夠具有導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)波面122a的間隔不同的至少三個部位。相同地，導(dǎo)波部件122也可以具有導(dǎo)波面122a的寬度不同的至少三個部位。這種至少三個部位無需全部設(shè)置在多個縫隙112中的相鄰的兩個縫隙之間，只要設(shè)置在兩端的兩個縫隙之間即可。在這些方式中，導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)波面122a的間隔或?qū)Р?22a的寬度可以沿著導(dǎo)波面122a周期性地變化，也可以非周期性地變化。在周期性地變化的情況下，該周期可以為前述的λr/4以下或1.15λo/4以下。

本公開的實(shí)施方式中的附加要素能夠看作局部附加在具有某一特性阻抗的分布參數(shù)電路的集中參數(shù)元件性的要素。通過在適當(dāng)?shù)奈恢门渲眠@種附加要素，能夠按照用途或目的靈活地調(diào)整。例如，能夠?qū)?dǎo)波路內(nèi)的信號波的波長調(diào)整為所希望的長度，并且適用駐波串饋或行波饋電來進(jìn)行等振幅且等相位的激振，從而使增益最大化。并且，還能夠在多個縫間隙刻意賦予所希望的相位差來調(diào)整定向特性，或者適用行波饋電從多個縫隙發(fā)射所希望的強(qiáng)度的電磁波。如此，本公開的技術(shù)能夠適用于廣泛的目的或用途。

以下，對基于本公開的實(shí)施方式的縫隙陣列天線的更具體的結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說明。但是，有時省略不必要的詳細(xì)說明。例如，有時省略已周知的事項(xiàng)的詳細(xì)說明以及對實(shí)際相同的結(jié)構(gòu)的重復(fù)說明。這是為了避免以下說明不必要地冗長，便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解。另外，發(fā)明人為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員充分理解本公開而提供附圖以及以下說明，并非通過這些限定權(quán)利要求書中記載的主題。

＜基本結(jié)構(gòu)例＞

首先，對本公開的實(shí)施方式中的縫隙陣列天線的基本結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說明。

在本公開的實(shí)施方式中的縫隙陣列天線中，能夠利用配置在導(dǎo)波部件的兩側(cè)的人工磁導(dǎo)體進(jìn)行電磁波的導(dǎo)波，并利用導(dǎo)電部件所具有的多個縫隙進(jìn)行電磁波的發(fā)射或入射。通過利用人工磁導(dǎo)體，能夠抑制高頻信號在導(dǎo)波部件(例如，具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面的脊部)的兩側(cè)泄漏。

人工磁導(dǎo)體為通過人工方式實(shí)現(xiàn)自然界中不存在的理想磁導(dǎo)體(pmc：perfectmagneticconductor)的性質(zhì)的結(jié)構(gòu)體。理想磁導(dǎo)體具有“表面的磁場的切線分量為零”的性質(zhì)。這是與理想電導(dǎo)體(pec：perfectelectricconductor)的性質(zhì)、即“表面的電場的切線分量為零”的性質(zhì)相反的性質(zhì)。理想磁導(dǎo)體雖不存在于自然界中，但例如能夠通過導(dǎo)電性桿的排列那樣的人工結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。人工磁導(dǎo)體在通過其結(jié)構(gòu)規(guī)定的特定的頻帶中作為理想磁導(dǎo)體發(fā)揮功能。人工磁導(dǎo)體抑制或阻止具有特定的頻帶(傳播截止頻帶或受限帶)中所含的頻率的電磁波沿著人工磁導(dǎo)體的表面?zhèn)鞑?。因此，人工磁?dǎo)體的表面有時稱作高阻抗面。

如專利文獻(xiàn)1以及2以及非專利文獻(xiàn)1以及2中公開，能夠通過在行以及列方向上排列的多個導(dǎo)電性桿實(shí)現(xiàn)人工磁導(dǎo)體。并且，導(dǎo)電性桿只要一維或二維地分布即可，無需以特定的周期和明確的行和列配置。這種桿為從導(dǎo)電性部件突出的部分(突出部)，有時還被稱作柱或銷。本公開的一實(shí)施方式中的縫隙陣列天線具有相向的一對導(dǎo)電性部件(導(dǎo)電板)。一個導(dǎo)電板具有：向另一導(dǎo)電板側(cè)突出的脊部；以及位于脊部的兩側(cè)的人工磁導(dǎo)體。脊部的上表面(具有導(dǎo)電性的面)隔著間隙與另一導(dǎo)電板的導(dǎo)電性表面相向。具有人工磁導(dǎo)體的傳播截止頻帶中所含的頻率的電磁波在該導(dǎo)電性表面與脊部的上表面之間的空間(間隙)中沿著脊部傳播。

圖6是示意地表示本公開的例示性的實(shí)施方式中的縫隙陣列天線200(以下，有時還稱作“縫隙天線200”。)的結(jié)構(gòu)的立體圖。在圖6中，示出了表示相互正交的x、y、z方向的xyz坐標(biāo)。圖示的縫隙陣列天線200具有相向且平行地配置的板狀的第一導(dǎo)電部件110以及第二導(dǎo)電部件120。第一導(dǎo)電部件110具有沿著第一方向(y方向)排列的多個縫隙112。在第二導(dǎo)電部件120排列有多個導(dǎo)電性桿124。

另外，本申請的附圖所示的結(jié)構(gòu)物的方向是考慮說明的理解容易度而設(shè)定的，并不對本公開的實(shí)施方式在實(shí)際實(shí)施時的方向進(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7a是示意地表示通過一個縫隙112的中心的截面的結(jié)構(gòu)的圖。如圖7a所示，第一導(dǎo)電部件110在與第二導(dǎo)電部件120相向的一側(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)正交的平面(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為平滑的平面，但是如后面敘述，導(dǎo)電性表面110a無需為平滑的平面，可以灣曲，或者也可以具有微小的凹凸。

圖8是為了便于理解而示意地表示處于將第一導(dǎo)電部件110與第二導(dǎo)電部件120的間隔過大地分開的狀態(tài)的縫隙陣列天線200的立體圖。在實(shí)際的縫隙陣列天線200中，如圖6以及圖7a所示，第一導(dǎo)電部件110與第二導(dǎo)電部件120的間隔窄，第一導(dǎo)電部件110以覆蓋第二導(dǎo)電部件120的導(dǎo)電性桿124的方式配置。

如圖8所示，本實(shí)施方式中的導(dǎo)波部件122的導(dǎo)波面122a具有多個凸部122b作為附加要素。這些凸部122b在兩端的兩個縫隙之間的區(qū)域以比λr的1/4長的間隔分布。在圖8所示的例子中，各凸部122b與圖2b的結(jié)構(gòu)相同地配置在與相鄰的兩個縫隙的中點(diǎn)相向的位置，但是也可以配置在其他位置。通過在適當(dāng)?shù)奈恢门渲猛共?22b，能夠調(diào)整各縫隙中的激振的振幅和相位。如后述的實(shí)施方式那樣，還能夠獲得以等振幅且等相位激振各縫隙等效果。附加要素并不限定于凸部，也可以包含凹部、寬大部、窄小部中的至少一個。在包含凸部或凹部的情況下，導(dǎo)波面122a能夠在相鄰的兩個凹部或相鄰的兩個凸部之間包含λr的1/4以上的平坦部分。在圖8的例子中，附加要素設(shè)置在導(dǎo)波部件122上，但也可以設(shè)置在第一導(dǎo)電部件110。

再次參照圖7a。排列在第二導(dǎo)電部件120上的多個導(dǎo)電性桿124分別具有與導(dǎo)電性表面110a相向的頂端部124a。在圖示的例子中，多個導(dǎo)電性桿124的頂端部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無需其整體具有導(dǎo)電性，只要是沿著桿狀結(jié)構(gòu)物的至少上表面以及側(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，但是也可以是表層進(jìn)行絕緣涂裝或由樹脂層構(gòu)成、且在桿狀結(jié)構(gòu)物的表面不存在導(dǎo)電層的狀態(tài)。并且，第二導(dǎo)電部件120只要能夠支承多個導(dǎo)電性桿124來實(shí)現(xiàn)人工磁導(dǎo)體，便無需其整體具有導(dǎo)電性。在第二導(dǎo)電部件120的表面中，排列有多個導(dǎo)電性桿124的一側(cè)的面120a具有導(dǎo)電性，相鄰的多個導(dǎo)電性桿124的表面用導(dǎo)電體連接即可。并且，第二導(dǎo)電部件120的具有導(dǎo)電性的層也可以進(jìn)行絕緣涂裝，或者被樹脂層覆蓋。換句話說，第二導(dǎo)電部件120以及多個導(dǎo)電性桿124的組合整體具有與第一導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a相向的凹凸?fàn)畹膶?dǎo)電層即可。

在第二導(dǎo)電部件120上，在多個導(dǎo)電性桿124之間配置有脊?fàn)畹膶?dǎo)波部件122。更詳細(xì)地說，在導(dǎo)波部件122的兩側(cè)分別存在人工磁導(dǎo)體，導(dǎo)波部件122被兩側(cè)的人工磁導(dǎo)體夾著。從圖8可知，該例子中的導(dǎo)波部件122被第二導(dǎo)電部件120支承，并沿著y方向直線地延伸。在圖示的例子中，導(dǎo)波部件122具有與導(dǎo)電性桿124的高度以及寬度相同的高度以及寬度。如后面敘述，導(dǎo)波部件122的高度以及寬度也可以與導(dǎo)電性桿124的高度以及寬度不同。與導(dǎo)電性桿124不同，導(dǎo)波部件122在沿著導(dǎo)電性表面110a引導(dǎo)電磁波的方向(在該例子中為y方向)上延伸。導(dǎo)波部件122也無需整體具有導(dǎo)電性，只要具有與第一導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a相向的導(dǎo)電性的導(dǎo)波面122a即可。第二導(dǎo)電部件120、多個導(dǎo)電性桿124以及導(dǎo)波部件122也可以為連續(xù)的單獨(dú)的結(jié)構(gòu)體的一部分。而且，第一導(dǎo)電部件110也可以是該單獨(dú)的結(jié)構(gòu)體的一部分。

導(dǎo)波部件122的導(dǎo)波面122a具有沿著y方向延伸的條形狀。在本說明書中，“條形狀”并不指條紋(stripes)形狀，而是指單獨(dú)的條(astripe)形狀。不僅包含在一個方向上直線地延伸的形狀，中途彎曲或分支的形狀也包含于“條形狀”。另外，在導(dǎo)波面122a上設(shè)置有高度或?qū)挾扔凶兓牟糠值那闆r下，只要是包含從導(dǎo)波面122a的法線方向觀察時沿著一個方向延伸的部分的形狀，則也相當(dāng)于“條形狀”。將“條形狀”還有時稱作“帶形狀”。導(dǎo)波面122a在與多個縫隙112相向的區(qū)域，無需在y方向上直線地延伸，也可以中途彎曲或分支。

在導(dǎo)波部件122的兩側(cè)，各人工磁導(dǎo)體的表面125與第一導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a之間的空間不傳播具有特定頻帶內(nèi)的頻率的電磁波。這種頻帶稱作“受限帶”。人工磁導(dǎo)體以使在縫隙陣列天線200的導(dǎo)波路內(nèi)傳播的信號波的頻率(以下，有時稱作“動作頻率”。)包含于受限帶的方式設(shè)計。受限帶能夠通過導(dǎo)電性桿124的高度、即形成于相鄰的導(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的頂端部124a與導(dǎo)電性表面110a之間的間隙的大小調(diào)整。

在本實(shí)施方式中，第一導(dǎo)電部件110整體由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，各縫隙112是設(shè)置于第一導(dǎo)電部件110的開口。但是，縫隙112并不限定于這種結(jié)構(gòu)。例如，在第一導(dǎo)電部件110包含內(nèi)部的電介質(zhì)層和表面的導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)中，即使是只在導(dǎo)電層設(shè)置開口而在電介質(zhì)層未設(shè)置有開口的結(jié)構(gòu)，也作為縫隙發(fā)揮功能。

第一導(dǎo)電部件110與導(dǎo)波部件122之間的導(dǎo)波路的兩端被開放?？p隙間隔例如設(shè)定為導(dǎo)波路中的電磁波的波長λg的整數(shù)倍(典型地為一倍)。在此，λg是指使脊部具有凹凸以外的結(jié)構(gòu)的脊形導(dǎo)波路中的電磁波的波長。在使用本公開的技術(shù)的情況下，λg既能夠設(shè)成大于不具有這種結(jié)構(gòu)時的脊形導(dǎo)波路中的電磁波的波長λr，又能夠設(shè)成小于該波長λr。但是，在本實(shí)施方式中，λg小于λr。圖8中雖未示出，但能夠靠近導(dǎo)波部件122的y方向上的兩端設(shè)置扼流結(jié)構(gòu)。扼流結(jié)構(gòu)典型地能夠由如下構(gòu)成：長度為大約λg/4的附加傳輸線路；以及配置在該附加傳輸線路的端部的深度為約λo/4的多個槽的列或高度為約λo/4的多個桿的列。扼流結(jié)構(gòu)在入射波與反射波之間賦予約180°(π)的相位差，抑制電磁波從導(dǎo)波部件122的兩端泄漏。這種扼流結(jié)構(gòu)并不限定于設(shè)置在第二導(dǎo)電部件120上，也可以設(shè)置于第一導(dǎo)電部件110。

雖未圖示，但縫隙天線200中的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)具有與未圖示的發(fā)送電路或接收電路(即電子回路)連接的端口(開口部)。端口例如能夠設(shè)置在圖8所示的導(dǎo)波部件122的一端或中間的位置(例如中央部)。經(jīng)由端口從發(fā)送電路輸送來的信號波在脊部122上的導(dǎo)波路中傳播，并從各縫隙112發(fā)射。另一方面，從各縫隙112向?qū)Р穼?dǎo)入的電磁波經(jīng)由端口傳播至接收電路。也可以在第二導(dǎo)電部件120的背側(cè)設(shè)置具有與發(fā)送電路或接收電路連接的其他導(dǎo)波路的結(jié)構(gòu)體(在本說明書中，有時稱作“分配層”)。在該情況下，端口起到連接分配層中的導(dǎo)波路與導(dǎo)波部件122上的導(dǎo)波路的作用。

另外，可以將相鄰的兩個縫隙的中心之間的距離設(shè)為與波長λg不同的值。通過如此設(shè)置，由于在多個縫隙112的位置產(chǎn)生相位差，因此能夠使被發(fā)射的電磁波相長的方位從正面方向朝向yz面內(nèi)的其他方位錯開。如此，根據(jù)圖8所示的縫隙天線200，能夠調(diào)整yz面內(nèi)的定向性。

在本實(shí)施方式中，如上所述，能夠通過調(diào)整導(dǎo)波面122a上的凸部122b等附加要素的形狀、位置以及數(shù)量來調(diào)整天線的增益以及定向性。附加要素的結(jié)構(gòu)以及配置根據(jù)目標(biāo)性能有各種各樣，并不限定于圖示的方式。

可以將這種在導(dǎo)波路設(shè)置有多個縫隙的天線在與作為縫隙的排列方向的第一方向交叉的第二方向(例如，與第一方向垂直的x方向)上排列多個。這種在平板狀的導(dǎo)電部件二維設(shè)置有多個縫隙的陣列天線還被稱作平板陣列天線。這種陣列天線具有平行地排列的多個縫隙列和多個導(dǎo)波部件。多個導(dǎo)波部件分別具有導(dǎo)波面，這些導(dǎo)波面分別與多個縫隙列相向。根據(jù)目標(biāo)天線性能，能夠在多個導(dǎo)波面上適當(dāng)?shù)匦纬扇缟纤龅母郊右亍Ａ硗?，平行排列的多個縫隙列的長度(縫隙列的兩端的縫隙之間的長度)也可以根據(jù)用途相互不同。也可以設(shè)為在與x方向相鄰的兩個列之間使各縫隙的y方向的位置錯開的交錯狀(staggered)排列。并且，多個縫隙列以及多個導(dǎo)波部件也可以根據(jù)用途不平行地呈角度排列。

＜各部件的尺寸等的例子＞

接著，參照圖9對本實(shí)施方式中的各部件的尺寸、形狀、配置等的例子進(jìn)行說明。

圖9是表示圖7a所示的結(jié)構(gòu)中的各部件的尺寸范圍的例子的圖?？p隙陣列天線用于規(guī)定的頻帶(動作頻帶)的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方。在以下說明中，將在第一導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)波部件122的導(dǎo)波面122a之間的導(dǎo)波路中傳播的電磁波(信號波)在自由空間中的波長(在動作頻帶存在擴(kuò)展的情況下，與中心頻率對應(yīng)的中心波長)設(shè)為λo。并且，將動作頻帶中的最高頻率的電磁波在自由空間中的波長(最短波長)設(shè)為λm。在各導(dǎo)電性桿124中，將與第二導(dǎo)電部件120接觸的端的部分稱作“基部”。如圖9所示，各導(dǎo)電性桿124具有頂端部124a和基部124b。各部件的尺寸、形狀、配置等的例子如下。

(1)導(dǎo)電性桿的寬度

導(dǎo)電性桿124的寬度(x方向以及y方向的大小)能夠設(shè)定成小于λo/2(優(yōu)選小于λm/2)。若在該范圍內(nèi)，則能夠防止關(guān)于自由空間波長為λo的信號波在x方向以及y方向上產(chǎn)生最低次的諧振。另外，不僅是x以及y方向，在xy截面的對角方向上也有可能引起諧振，因此優(yōu)選導(dǎo)電性桿124的xy截面的對角線的長度也小于λo/2(優(yōu)選小于λm/2)。桿的寬度以及對角線的長度的下限值為能夠通過加工方法制作的最小長度，并無特別限定。

(2)從導(dǎo)電性桿的基部到第一導(dǎo)電部件的導(dǎo)電性表面的距離

從導(dǎo)電性桿124的基部124b到第一導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a的距離能夠設(shè)定成比導(dǎo)電性桿124的高度長且小于λo/2(優(yōu)選小于λm/2)。在該距離為λo/2以上的情況下，關(guān)于自由空間波長為λo的信號波在導(dǎo)電性桿124的基部124b與導(dǎo)電性表面110a之間產(chǎn)生諧振，失去信號波的鎖定效應(yīng)。

從導(dǎo)電性桿124的基部124b到第一導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a的距離相當(dāng)于第一導(dǎo)電部件110與第二導(dǎo)電部件120的間隔。例如，在作為毫米波段的76.5±0.5ghz的信號波在導(dǎo)波路中傳播的情況下，信號波的波長在3.8934mm至3.9446mm的范圍內(nèi)。因此，在該情況下，λm為3.8934mm，因此第一導(dǎo)電部件110與第二導(dǎo)電部件120的間隔設(shè)定成小于3.8934mm的一半。只要第一導(dǎo)電部件110與第二導(dǎo)電部件120以實(shí)現(xiàn)這種窄的間隔的方式相向配置，則第一導(dǎo)電部件110與第二導(dǎo)電部件120無需嚴(yán)格地平行。并且，若第一導(dǎo)電部件110與第二導(dǎo)電部件120的間隔小于λo/2(優(yōu)選小于λm/2)，則第一導(dǎo)電部件110和/或第二導(dǎo)電部件120的整體或一部分也可以具有曲面形狀。另一方面，第一導(dǎo)電部件110以及第二導(dǎo)電部件120的平面形狀(與xy面垂直地投影的區(qū)域的形狀)以及平面大小(與xy面垂直地投影的區(qū)域的大小)能夠按照用途任意設(shè)計。

圖7a所示的例子中，導(dǎo)電性表面120a為平面，但是本公開的實(shí)施方式并不限定于此。例如，如圖7b所示，導(dǎo)電性表面120a也可以是截面呈接近u字或v字的形狀的面的底部。在導(dǎo)電性桿124或?qū)Рú考?22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成為這種結(jié)構(gòu)。即使是這種結(jié)構(gòu)，只要導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)電性表面120a之間的距離短于波長λo或λm的一半，則圖7b所示的裝置也能夠作為本公開的實(shí)施方式中的縫隙天線發(fā)揮功能。

(3)從導(dǎo)電性桿的頂端部到導(dǎo)電性表面的距離l2

從導(dǎo)電性桿124的頂端部124a到導(dǎo)電性表面110a的距離l2設(shè)定成小于λo/2(優(yōu)選小于λm/2)。這是因?yàn)椋谠摼嚯x為λo/2以上的情況下，關(guān)于自由空間波長為λo的信號波產(chǎn)生在導(dǎo)電性桿124的頂端部124a與導(dǎo)電性表面110a之間往復(fù)的傳播模式，無法鎖定電磁波。另外，多個導(dǎo)電性桿124中的至少與導(dǎo)波部件122(后述)相鄰的導(dǎo)電性桿124處于頂端與導(dǎo)電性表面110a非電接觸的狀態(tài)。在此，導(dǎo)電性桿的頂端與導(dǎo)電性表面非電接觸的狀態(tài)是指以下狀態(tài)中的任一狀態(tài)：在頂端與導(dǎo)電性表面之間存在空隙的狀態(tài)；以及在導(dǎo)電性桿的頂端和導(dǎo)電性表面中的任一方存在絕緣層，導(dǎo)電性桿的頂端與導(dǎo)電性表面隔著絕緣層接觸的狀態(tài)。

(4)導(dǎo)電性桿的排列以及形狀

多個導(dǎo)電性桿124中的相鄰的兩個導(dǎo)電性桿124之間的間隙例如具有小于λo/2(優(yōu)選小于λm/2)的寬度。相鄰的兩個導(dǎo)電性桿124之間的間隙的寬度根據(jù)從該兩個導(dǎo)電性桿124的一個導(dǎo)電性桿124的表面(側(cè)面)到另一導(dǎo)電性桿124的表面(側(cè)面)的最短距離定義。該桿之間的間隙的寬度以在桿之間的區(qū)域不引起最低次的諧振的方式確定。產(chǎn)生諧振的條件根據(jù)導(dǎo)電性桿124的高度、相鄰的兩個導(dǎo)電性桿之間的距離以及導(dǎo)電性桿124的頂端部124a與導(dǎo)電性表面110a之間的空隙的容量的組合確定。由此，桿之間的間隙的寬度可以依據(jù)其他設(shè)計參數(shù)適當(dāng)?shù)卮_定。桿之間的間隙的寬度并無明確的下限，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λo/16以上。另外，間隙的寬度無需固定。若小于λo/2，則導(dǎo)電性桿124之間的間隙也可以具有各種寬度。

多個導(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。多個導(dǎo)電性桿124無需呈正交的行以及列狀排列，行以及列也可以呈90度以外的角度交叉。多個導(dǎo)電性桿124無需沿著行或列排列在直線上，也可以不呈現(xiàn)簡單的規(guī)律性而分散配置。各導(dǎo)電性桿124的形狀以及大小也可以按照第二導(dǎo)電部件120上的位置發(fā)生變化。

多個導(dǎo)電性桿124的頂端部124a所形成的人工磁導(dǎo)體的表面125無需為嚴(yán)格意義上的平面，也可以為具有細(xì)微的凹凸的平面或曲面。即，各導(dǎo)電性桿124的高度無需相同，在導(dǎo)電性桿124的排列能夠作為人工磁導(dǎo)體發(fā)揮功能的范圍內(nèi)，各個導(dǎo)電性桿124能夠具有多樣性。

導(dǎo)電性桿124并不限定于圖示的棱柱形狀，例如也可以具有圓筒狀的形狀。并且，導(dǎo)電性桿124無需具有簡單的柱狀的形狀，例如也可以具有傘形(mushroom)。人工磁導(dǎo)體還能夠通過除了導(dǎo)電性桿124的排列以外的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)⒍鄻拥娜斯ご艑?dǎo)體用于本公開的導(dǎo)波路結(jié)構(gòu)。另外，在導(dǎo)電性桿124的頂端部124a的形狀為棱柱形狀的情況下，優(yōu)選該對角線的長度小于λo/2。當(dāng)為橢圓形狀時，優(yōu)選長軸的長度小于λo/2(進(jìn)一步優(yōu)選小于λm/2)。在頂端部124a呈另一其他形狀的情況下，也優(yōu)選該跨度尺寸在最長的部分也小于λo/2(進(jìn)一步優(yōu)選小于λm/2)。

(5)導(dǎo)波面的寬度

導(dǎo)波部件122的導(dǎo)波面122a的寬度、即導(dǎo)波面122a在與導(dǎo)波部件122延伸的方向正交的方向上的大小能夠設(shè)定成小于λo/2(優(yōu)選小于λm/2，例如λo/8)。這是因?yàn)?，若?dǎo)波面122a的寬度為λo/2以上，則關(guān)于自由空間波長為λo的信號波在寬度方向上引起諧振，若引起諧振，則wrg無法作為簡單的傳輸線路動作。

(6)導(dǎo)波部件的高度

導(dǎo)波部件122的高度(在圖示的例子中為z方向的大小)設(shè)定成小于λo/2(優(yōu)選小于λm/2)。這是因?yàn)?，在該距離為λo/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的距離成為λo/2以上。同樣地，關(guān)于導(dǎo)電性桿124(尤其是與導(dǎo)波部件122相鄰的導(dǎo)電性桿124)的高度也設(shè)定成小于λo/2或小于λm/2。

(7)導(dǎo)波面與導(dǎo)電性表面之間的距離l1

關(guān)于導(dǎo)波部件122的導(dǎo)波面122a與導(dǎo)電性表面110a之間的距離l1設(shè)定成小于λo/2(優(yōu)選小于λm/2)。這是因?yàn)?，在該距離為λo/2以上的情況下，關(guān)于自由空間波長為λo的信號波在導(dǎo)波面122a與導(dǎo)電性表面110a之間引起諧振，無法作為導(dǎo)波路發(fā)揮功能。在某一例子中，該距離為λo/4以下。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，優(yōu)選將距離l1例如設(shè)為λo/16以上。

導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)波面122a的距離l1的下限以及導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)電性桿124的頂端部124a的距離l2的下限依賴于機(jī)械工作的精度以及將上下兩個導(dǎo)電部件110、120以確保固定距離的方式組裝時的精度。在利用沖壓加工方法或注射加工方法的情況下，上述距離的實(shí)際下限為50微米(μm)左右。在利用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，上述距離的下限為2～3μm左右。

(8)縫隙的排列間隔以及大小

將在導(dǎo)波路中傳播的信號波在導(dǎo)波路中的波長(在動作頻帶存在擴(kuò)展的情況下，與中心頻率對應(yīng)的中心波長)設(shè)為λg時，縫隙天線200中的相鄰的兩個縫隙112的中心之間的距離(縫隙間隔)a例如能夠設(shè)定為λg的整數(shù)倍(典型地為與λg相同的值)。由此，在適用駐波串饋的情況下，能夠在各縫隙的位置實(shí)現(xiàn)等振幅且等相位的狀態(tài)。另外，由于相鄰的兩個縫隙的中心之間的距離a根據(jù)所要求的定向特性確定，因此還存在與λg不一致的情況。在本實(shí)施方式中，縫隙112的數(shù)量為六個，但是縫隙112的數(shù)量也可以是兩個以上的任意數(shù)量。

在圖8以及圖9所示的例子中，各縫隙具有在x方向長、在y方向上短的接近矩形的平面形狀。若將各縫隙的x方向的大小(長度)設(shè)為l，將y方向的大小(寬度)設(shè)為w，則l以及w設(shè)定為不引起高次模的振動并且縫隙的阻抗不過于小的值。例如，l設(shè)定在λo/2＜l＜λo的范圍內(nèi)。w能夠小于λo/2。另外，以充分利用高次模為目的，還有時能夠?qū)設(shè)成大于λo。

接著，對具有以上結(jié)構(gòu)的縫隙陣列天線的更具體的實(shí)施方式進(jìn)行說明。

＜實(shí)施方式1＞

實(shí)施方式1涉及適用駐波串饋以等振幅且等相位激振多個縫隙來實(shí)現(xiàn)高的增益的縫隙陣列天線(以下，還簡稱為“陣列天線”)。本公開中的縫隙陣列天線不必限定于以等振幅且等相位激振多個縫隙的結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施方式中，為便于理解本發(fā)明，對最簡單的例子即能夠?qū)崿F(xiàn)等振幅、等相位的激振來使增益最大化的縫隙陣列天線進(jìn)行說明。

首先，對駐波串饋的原理進(jìn)行說明。

圖10是表示進(jìn)行理想的駐波串饋的陣列天線的一個例子的原理圖。圖11是在圖10所示的陣列天線中將從天線輸入端子側(cè)(圖10的左側(cè))觀察到的各點(diǎn)上的阻抗軌跡示于史密斯圖上的圖。圖12示出了著眼于發(fā)射元件的兩端的電壓時的圖10的陣列天線的等效電路。

在圖10所示的進(jìn)行理想的駐波串饋的陣列天線中，各發(fā)射元件的阻抗充分小于饋線的特性阻抗zo，且僅具有純阻分量r。并且，各發(fā)射元件直列插入駐波電流的振幅最大的位置。由此，如圖11所示，各發(fā)射元件的兩端的阻抗軌跡(1→2、3→4以及5→6)位于史密斯圖中的實(shí)軸上的接近短路阻抗的區(qū)域。而且，由于連接相鄰的兩個發(fā)射元件的區(qū)域的兩端的長度與波長λ相等，因此其中的阻抗軌跡(2→3以及4→5)在繞史密斯圖的中心以順時針方向旋轉(zhuǎn)兩圈之后，返回到原點(diǎn)。即，若只著眼于各發(fā)射元件的電壓的振幅和相位，則如圖12的等效電路所示，輸入信號(電壓v)相等地分配于所有發(fā)射元件。由此，所有發(fā)射元件以等振幅、等相位激振。

接著，在想要將駐波串饋適用于使用wrg和發(fā)射縫隙的陣列天線的情況下，通過比較專利文獻(xiàn)1中公開的結(jié)構(gòu)與本實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)，對本實(shí)施方式的陣列天線所具有的效果進(jìn)行說明。

圖13a以及圖13b示出了具有適用一部分專利文獻(xiàn)1中公開的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的陣列天線401的一個例子(比較例)。圖13a是表示陣列天線401的結(jié)構(gòu)的立體圖，圖13b是用通過多個縫隙112各自的中心以及脊部122的中心的平面切斷陣列天線401時的剖視圖。

圖14a以及圖14b示出了本實(shí)施方式中的陣列天線501。圖14a是表示陣列天線501的結(jié)構(gòu)的立體圖，圖14b是用通過多個縫隙112各自的中心以及脊部122的中心的平面切斷陣列天線501時的剖視圖。

如上所述，在進(jìn)行理想的駐波串饋的情況下，各發(fā)射元件的阻抗只具有充分小于饋線的特性阻抗的純阻分量。但是，根據(jù)本發(fā)明人等的研究判明，如圖13a以及圖13b所示的例子以及圖14a以及圖14b所示的例子，在將發(fā)射縫隙112用于wrg的情況下，各發(fā)射縫隙112的阻抗與饋線的特性阻抗相同，或者為饋線的特性阻抗以上的大小。即，在將發(fā)射縫隙112插入之前和插入之后，電壓的振幅最大的位置和電流的振幅最大的位置實(shí)際上以與波長λ相比不可忽視的程度的大小發(fā)生變化。這意味著，為了獲得目標(biāo)發(fā)射特性，無法將導(dǎo)波路和縫隙獨(dú)立地設(shè)計(即，需要使兩者同時最佳化)。以往完全沒有認(rèn)識到這種課題。由于作為電波激振口的縫隙的阻抗與饋線的阻抗相比不可忽視，因此在使用wrg的縫隙陣列天線中需要采用代替上述駐波法的新的設(shè)計方法。

本發(fā)明人等為了解決上述課題，發(fā)明了代替以往的駐波法的新的方法(以下，有時稱作“擴(kuò)展駐波法”。)。在該擴(kuò)展駐波法中使用了如下方法：擴(kuò)展駐波饋電的概念，在前述的理想的駐波串饋的判定法中，根據(jù)陣列天線的各點(diǎn)的阻抗軌跡判定是否處于等振幅、等相位激振的狀態(tài)。即，作為是否實(shí)現(xiàn)了等振幅、等相位激振的判定法，采用以下兩點(diǎn)。

(1)所有發(fā)射縫隙的兩端的阻抗軌跡位于實(shí)軸上。

(2)連接相鄰的兩個發(fā)射元件的區(qū)域的兩端的阻抗軌跡在繞史密斯圖的中心旋轉(zhuǎn)兩圈之后一致。

在本實(shí)施方式中，為了滿足上述(1)以及(2)的條件，將改變傳輸路的電感以及電容中的至少一個的附加要素配置在適當(dāng)?shù)奈恢?。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)等振幅、等相位激振。

以下，將本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)與比較例的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比來說明。

在圖13a以及圖13b所示的比較例中，凹部122c以固定的短的間隔周期性地排列。在專利文獻(xiàn)1的結(jié)構(gòu)中，凹部122c的排列周期小于未設(shè)置有凹部122c時的導(dǎo)波路內(nèi)的信號波的波長λr的1/4。波長λr是接近相鄰的兩個縫隙的中心之間的距離的長度。以這種短的周期形成有多個凹部122c的傳輸線路通常可以考慮為具有固定的特性阻抗的分布參數(shù)電路，實(shí)際上在專利文獻(xiàn)1中也這樣的說明。但是，本發(fā)明人等構(gòu)思將凹部122c等附加要素看作集中參數(shù)元件性的要素，并根據(jù)該構(gòu)思完成了本申請發(fā)明。

在本實(shí)施方式中，如圖14b所示，凹部122c形成在除了與發(fā)射縫隙112相向的區(qū)域以外的區(qū)域內(nèi)。而且，在相鄰的兩個發(fā)射縫隙112之間的區(qū)域，凹部122c以相同的組合且呈對稱的配置方式設(shè)置在該兩個發(fā)射縫隙112的中點(diǎn)的兩側(cè)。另外，如圖14b所示，凹部122c的深度也可以根據(jù)部位而不同。并且，也可以根據(jù)需要采用在與發(fā)射縫隙112相向的區(qū)域配置凹部的結(jié)構(gòu)。

圖15示出了圖13a以及圖13b所示的比較例中的串饋陣列天線的等效電路。在圖15中，將發(fā)射縫隙所具有的發(fā)射阻抗(純阻)表示為rs，將未設(shè)置有凹部的線路部的特性阻抗表示為z0，將未設(shè)置有凹部的線路部的長度表示為d，將基于凹部的等效直列電感分量表示為l，將形成在發(fā)射縫隙與wrg之間的寄生電容表示為c。

圖16是將圖15所示的等效電路的點(diǎn)0～16的阻抗軌跡示于史密斯圖上的圖。在圖16中，連接點(diǎn)之間的箭頭表示發(fā)射縫隙的電阻rs與寄生電容c的合成阻抗、線路部的特性阻抗zo以及基于等效直列電感分量l的阻抗的軌跡。

通過將圖15與圖16對應(yīng)起來觀察，能夠理解比較例的陣列天線的等效電路中的阻抗軌跡和完成該軌跡的理由。如圖15以及圖16所示，阻抗軌跡始于開放端0。在線路部(阻抗zo)插入到等效電路中的情況(0→1、2→3、4→5、6→7、10→11、12→13、14→15)下，繞繞史密斯圖的中心在半徑固定的圓上向反射相位延遲的方向旋轉(zhuǎn)。在插入了發(fā)射阻抗(電阻rs)與寄生電容c的合成阻抗的情況(1→2、8→9、15→16)以及插入了等效直列電感分量l的情況(3→4、5→6、7→8、9→10、11→12、13→14)下，經(jīng)過被插入的阻抗所特有的軌跡在史密斯圖上移動。

在此，圖16所示的阻抗軌跡是在將zo、rs、ω、c、l、d的值設(shè)定成滿足圖15所記載的四個算式的情況下獲得的。ω是信號波的角頻率，圖15所記載的λg表示導(dǎo)波路中的信號波的波長。這些值是，在為了控制未配置有發(fā)射元件的狀態(tài)下的wrg上的波長而在整個線路以固定周期配置同一凹凸形狀這樣的以往技術(shù)的制約下，盡可能滿足上述等振幅、等相位激振的判定基準(zhǔn)地確定的值。即，將凹部之間的線路長度和凹部的深度以點(diǎn)2～8以及點(diǎn)9～15的阻抗軌跡在繞史密斯圖的中心旋轉(zhuǎn)兩圈之后盡可能靠近原點(diǎn)的方式進(jìn)行了選擇，這些值是作為選擇出的結(jié)果確定的。換句話說，圖16所示的阻抗軌跡在以往的陣列天線中呈現(xiàn)最接近等振幅、等相位的激振狀態(tài)的最佳狀態(tài)。

但是，由圖16可知的結(jié)果是，所有發(fā)射縫隙的兩端的阻抗軌跡(1→2、8→9、15→16)并沒有位于實(shí)軸上，而且連接相鄰的兩個發(fā)射元件的區(qū)域的兩端的阻抗軌跡(2→8、9→15，圖16中用★符號表示的虛線框內(nèi))雖然繞史密斯圖的中心旋轉(zhuǎn)兩圈，但不一致。這意味著，在以往的陣列天線中，即使以等振幅、等相位為目標(biāo)設(shè)計，也無法實(shí)現(xiàn)等振幅、等相位的激振，由此無法實(shí)現(xiàn)增益的最大化。而且，其原因在于如下結(jié)構(gòu)：為了控制未配置有發(fā)射元件的狀態(tài)下的wrg上的波長，只是將同一凹凸形狀以固定周期配置在整個線路。即使對發(fā)射縫隙與凹部的位置關(guān)系賦予特定的關(guān)聯(lián)性，并使寄生電容c在各縫隙中固定，該狀況也不會改變。如圖15所示，圖16所示的阻抗軌跡實(shí)際上是在寄生電容c在各縫隙中相等的條件下獲得的。

另外，作為消除寄生電容c的方法，可以考慮選擇在與各縫隙重疊的區(qū)域不設(shè)置凹部的結(jié)構(gòu)。并且，還可以考慮通過使寄生電容c在各縫隙中不同來調(diào)節(jié)各縫隙中的激振條件。但是，這些方法都不可直接作為解決方案。以往，為了控制在wrg中傳播的電磁波的波長，在將未設(shè)置有凹部等的結(jié)構(gòu)的wrg中的電磁波的波長設(shè)為λr時，要求以小于λr/4的周期均等地配置凹部等。其理由是考慮到，為了使多個縫隙的間隔與wrg中的電磁波的波長λg一致，需要使作為分布參數(shù)電路的饋線的特性阻抗均等地改變。在與上述各縫隙重疊的區(qū)域不設(shè)置凹部的結(jié)構(gòu)以及使寄生電容c在各縫隙的位置不同的結(jié)構(gòu)中，wrg具有λr/4以上周期的結(jié)構(gòu)。以往，不知曉在這種非周期性或非一致性結(jié)構(gòu)中構(gòu)成使用wrg的縫隙陣列天線的方法。

接著，對本實(shí)施方式的陣列天線的動作進(jìn)行說明。

圖17示出了圖14a以及圖14b所示的基于駐波串饋的陣列天線的等效電路。在圖17中，將各發(fā)射縫隙的發(fā)射阻抗(純阻)表示為rs，將未設(shè)置有凹部的線路部的特性阻抗表示為zo，將未設(shè)置有凹部的連續(xù)的線路部的長度表示為d1以及d2，將基于凹部的等效直列電感分量表示為l1以及l(fā)2。

圖18是將圖17所示的等效電路中的點(diǎn)0～14的阻抗軌跡示于史密斯圖上的圖。在圖18中，連接點(diǎn)之間的箭頭表示線路部的特性阻抗zo、發(fā)射縫隙的電阻rs以及基于等效直列電感分量l的阻抗軌跡。

通過將圖17和圖18對應(yīng)起來觀察，能夠理解本實(shí)施方式的陣列天線的等效電路中的阻抗軌跡和完成該軌跡的理由。如圖17以及圖18所示，阻抗軌跡始于開放端0。在線路部(阻抗zo)插入到等效電路的情況(0→1、2→3、4→5、6→7、8→9、10→11、12→13)下，繞史密斯圖的中心在半徑固定的圓上向反射相位延遲的方向旋轉(zhuǎn)。在插入了發(fā)射阻抗(電阻rs)的情況(1→2、7→8、13→14)以及插入了等效直列電感分量l的情況(3→4、5→6、9→10、11→12)下，經(jīng)過被插入的阻抗所特有的軌跡在史密斯圖上移動。

在此，圖18所示的阻抗軌跡是在將zo、rs、ω、l1、l2、d1、d2的值設(shè)定成滿足圖17所記載的5個算式的情況下獲得的。將凹部122c的位置和凹部122c的深度以在能夠利用圖14a以及圖14b所示的本實(shí)施方式的陣列天線實(shí)現(xiàn)的范圍內(nèi)盡可能滿足上述的等振幅、等相位激振的判定基準(zhǔn)的方式進(jìn)行了選擇，這些值是作為選擇出的結(jié)果確定的。換句話說，圖18所示的阻抗軌跡在本實(shí)施方式的陣列天線中呈現(xiàn)最接近等振幅、等相位的激振狀態(tài)的最佳狀態(tài)。因此，實(shí)際裝置中的阻抗軌跡也可以與如圖18所示的理想的阻抗軌跡不同。

在本實(shí)施方式的陣列天線中，在最佳狀態(tài)下，所有發(fā)射縫隙的兩端的阻抗軌跡(1→2、7→8、13→14)位于實(shí)軸上，而且連接相鄰的兩個發(fā)射元件的區(qū)域的兩端的阻抗軌跡(2→7、8→13，在圖18中用★符號表示的虛線框內(nèi))在繞史密斯圖的中心旋轉(zhuǎn)兩圈之后，與原點(diǎn)一致。這意味著，在本實(shí)施方式的陣列天線中能夠?qū)崿F(xiàn)等振幅、等相位的激振，由此能夠使增益最大化。

如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，通過利用擴(kuò)展駐波法將多個凹部配置在導(dǎo)波面的適當(dāng)?shù)奈恢?，能夠?qū)崿F(xiàn)理想的駐波激振，從而能夠使陣列天線的增益最大化。

＜實(shí)施方式2＞

圖19a是表示本公開的第二實(shí)施方式中的陣列天線1001的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖19b是用通過多個發(fā)射縫隙112各自的中心以及脊部122的中心的平面切斷圖19a所示的陣列天線時的剖視圖。在本實(shí)施方式中，也按照駐波串饋的原理將所有發(fā)射縫隙112設(shè)計成諧振狀態(tài)，以使發(fā)射阻抗成為純阻分量。并且，所有發(fā)射縫隙112具有相同的形狀。

在本實(shí)施方式中，為了控制駐波的波長以及相位，在wrg上配置有與其他線路部分不同的結(jié)構(gòu)即凸部122b作為附加要素。在相鄰的兩個發(fā)射縫隙112之間的區(qū)域，凸部122b以相同的組合并且呈對稱的配置方式配置在該兩個發(fā)射縫隙112的中點(diǎn)的兩側(cè)。尤其是在圖19a以及圖19b所示的實(shí)施方式中，對稱地配置的兩個凸部在中點(diǎn)重疊，形成了一個合成的凸部122b。

圖20示出了適用本實(shí)施方式中的駐波串饋的陣列天線的等效電路。在圖20中，將各發(fā)射縫隙的發(fā)射阻抗(純阻)表示為rs，將未配置有凸部的線路部的特性阻抗表示為zo，將未配置有凸部的連續(xù)的線路部的長度表示為d3，將基于凸部的并列電容分量表示為c1以及c2。

圖21是將圖20所示的等效電路的點(diǎn)0～10的阻抗軌跡示于史密斯圖上的圖。在圖21中，連接點(diǎn)之間的箭頭表示線路部的特性阻抗zo、發(fā)射縫隙的電阻rs以及基于并列電容分量c1、c2的阻抗軌跡。

通過將圖20與圖21對應(yīng)起來觀察，能夠理解本實(shí)施方式的陣列天線的等效電路的阻抗軌跡和完成該軌跡的理由。如圖20和圖21所示，阻抗軌跡始于開放端0。在各線路部(阻抗zo)插入到等效電路中的情況(0→1、2→3、4→5、6→7、8→9)下，繞史密斯圖的中心在半徑固定的圓上向反射相位延遲的方向旋轉(zhuǎn)。在插入了發(fā)射阻抗(電阻rs)的情況(1→2、5→6、9→10)以及插入了等效并列電容c1、c2的情況(3→4、7→8)下，經(jīng)過被插入的阻抗所特有的軌跡在史密斯圖上移動。

在此，圖21所示的阻抗軌跡是在將zo、rs、ω、c1、c2、d3的值設(shè)定為滿足圖20所記載的四個算式的情況下獲得的。將放置凸部的位置和凸部的高度以在能夠利用圖19a以及圖19b所示的本實(shí)施方式的陣列天線實(shí)現(xiàn)的范圍內(nèi)盡可能滿足上述的等振幅、等相位激振的判定基準(zhǔn)的方式進(jìn)行了選擇，這些值是作為選擇出的結(jié)果確定的。換句話說，圖21所示的阻抗軌跡在本實(shí)施方式的陣列天線中呈現(xiàn)最接近等振幅、等相位的激振狀態(tài)的最佳狀態(tài)。

作為其結(jié)果，在本實(shí)施方式的陣列天線中，所有發(fā)射縫隙的兩端的阻抗軌跡(1→2、5→6、9→10)位于實(shí)軸上，而且連接相鄰的兩個發(fā)射元件的區(qū)域的兩端的阻抗軌跡(2～5、6～9，在圖21中用★符號表示的虛線框內(nèi))在繞史密斯圖的中心旋轉(zhuǎn)兩圈之后，與原點(diǎn)一致。這意味著，利用本實(shí)施方式的陣列天線也能夠?qū)崿F(xiàn)等振幅、等相位的激振，由此能夠使增益最大化。而且，得到該結(jié)果的根據(jù)是，通過只在wrg上的與發(fā)射縫隙的開口不重疊的區(qū)域配置凸部，在發(fā)射縫隙的位置不施加寄生電容，而且在相鄰的兩個發(fā)射縫隙之間的區(qū)域，凸部以相同的組合且呈對稱的配置方式設(shè)置在該兩個發(fā)射縫隙的中點(diǎn)的兩側(cè)。

如上所述，通過本實(shí)施方式，也利用擴(kuò)展駐波法將多個凸部配置在適當(dāng)?shù)奈恢茫纱四軌驅(qū)崿F(xiàn)理想的駐波激振，使陣列天線的增益最大化。

如上所述，在實(shí)施方式1、2中，通過將如下結(jié)構(gòu)導(dǎo)入wrg中來調(diào)節(jié)了各縫隙的激振狀態(tài)，該結(jié)構(gòu)是λr/4以上的大小的結(jié)構(gòu)，即阻抗或電感從極小部位變化至相鄰的極大部位所需的距離為λr/8以上的結(jié)構(gòu)。在實(shí)施方式1、2中，利用該方法實(shí)現(xiàn)了等相位、等振幅的激振，但是為了實(shí)現(xiàn)除等相位、等振幅以外的激振，還能夠?qū)毽藃/4以上大小的結(jié)構(gòu)。

＜其他實(shí)施方式＞

以下，例示其他實(shí)施方式。

在上述實(shí)施方式1、2中，在wrg上設(shè)置有凹部以及凸部中的一個，但是也可以設(shè)置有凹部以及凸部這兩者。

例如，如圖22a所示，也可以在與相鄰的兩個縫隙112的中點(diǎn)相向的區(qū)域設(shè)置凸部122b，在其兩側(cè)設(shè)置凹部122c。并且，如圖22b所示，也可以關(guān)于與相鄰的兩個縫隙112的中點(diǎn)相向的位置對稱地設(shè)置兩個凹部122c，在其外側(cè)還設(shè)置兩個凸部122b。在這些結(jié)構(gòu)中，阻抗軌跡與參照圖18以及圖21說明的軌跡不同。但是，通過這種結(jié)構(gòu)，也通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整凸部的位置和高度以及凹部的位置和深度來滿足上述(1)、(2)的條件，由此能夠?qū)崿F(xiàn)所希望的激振狀態(tài)。而且，以與使增益最大化的目的不同為目的(例如，損害效率來降低旁瓣等)，還能夠設(shè)計成不滿足上述(1)、(2)的條件。在該情況下，將適當(dāng)形狀的附加要素配置在適當(dāng)?shù)奈恢茫M(jìn)而調(diào)節(jié)各縫隙的形狀以及配置間隔，以在各發(fā)射縫隙的位置實(shí)現(xiàn)所希望的激振狀態(tài)即可。

例如，將在上述實(shí)施方式1、2中實(shí)現(xiàn)的等相位、等振幅的狀態(tài)設(shè)為出發(fā)點(diǎn)，從該狀態(tài)稍微改變縫隙間隔，由此能夠使從各縫隙發(fā)射的電波的相位移位必要量。通過稍微改變縫隙的形狀，能夠使從各縫隙發(fā)射的電波的振幅產(chǎn)生差。附加要素以及縫隙的形狀和位置以及wrg導(dǎo)波路各部的尺寸例如能夠利用電磁場模擬或進(jìn)化算法等確定。

在以上實(shí)施方式1、2中，為了實(shí)現(xiàn)等振幅、等相位的激振，在相鄰的兩個縫隙之間，凹部或凸部等附加要素關(guān)于兩個縫隙的中點(diǎn)位置或與中點(diǎn)位置相向的導(dǎo)波面上的位置對稱地分布。但是，即使不是這種對稱的分布，也能夠通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計附加要素的結(jié)構(gòu)以及位置來實(shí)現(xiàn)同等的性能。

圖23a是表示導(dǎo)波部件122的另一其他結(jié)構(gòu)的例子的圖。圖23a是將第二導(dǎo)電部件120、導(dǎo)波部件122以及多個導(dǎo)電性桿124從+z方向觀察到的俯視圖。在圖23a中，用虛線表示導(dǎo)波面122a中的與多個縫隙相向的部分。在該例子中，不改變導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)波面122a之間的距離，而是改變導(dǎo)波面122a的寬度。在這種結(jié)構(gòu)中，由于相鄰的兩個縫隙的中央附近的電容變大，因此也能夠獲得與圖19a以及圖19b所示的結(jié)構(gòu)相同的效果。在該例子中，使用寬大部122e來代替前述的凸部，但是也可以使用窄小部來代替前述的凹部。而且，也可以將從未配置有附加要素的部分(中立部)改變高度以及寬度這兩者之后的結(jié)構(gòu)用作附加要素。并且，代替凸部、凹部、寬大部、窄小部，也可以將介電常數(shù)與周圍的介電常數(shù)不同的部分作為附加要素配置在導(dǎo)電性表面110a與導(dǎo)波面122a之間的適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

圖23b是表示導(dǎo)波部件122的另一其他結(jié)構(gòu)的例子的圖。圖的表示形式與圖23a相同。在圖23a中，沿著導(dǎo)波部件122延伸的方向以等間隔配置有寬大部122e，但是在該例子中并非等間隔。從圖23b的y方向的上方開始數(shù)第一個寬大部122e與第二個寬大部122e之間的間隔大于第二個寬大部122e與第三個寬大部122e的間隔。并且，導(dǎo)波部件122還包括窄小部122f。繼第四個寬大部122e之后，排列有四個窄小部122f。其中，從y方向的上方開始數(shù)第一個窄小部122f與第二個窄小部122f之間的間隔小于第二個窄小部122f與第三個窄小部122f的間隔。

這樣一來，通過使寬大部或窄小部的配置間隔局部不同，或者配置寬大部和窄小部這兩者，能夠使縫隙陣列天線具有必要的特性。

接著，對本公開的實(shí)施方式的其他結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說明。

·具有喇叭的結(jié)構(gòu)

圖24a是表示具有喇叭的縫隙天線200的結(jié)構(gòu)例的立體圖。圖24b是分別將圖24a所示的第一導(dǎo)電部件110以及第二導(dǎo)電部件120從+z方向觀察到的俯視圖。為了方便起見，圖24a以及圖24b示出了第一導(dǎo)電部件110具有兩個縫隙112和分別環(huán)繞兩個縫隙112的兩個喇叭114的例子?？p隙112的數(shù)量以及喇叭114的數(shù)量可以為三個以上。

各喇叭114至少具有表面由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的四個側(cè)壁(即，兩組的一對導(dǎo)電壁)。各側(cè)壁相對于與第一導(dǎo)電部件110的表面垂直的方向傾斜。通過設(shè)置喇叭114，能夠提高從各縫隙112發(fā)射的電磁波的定向性。喇叭114的形狀并不限定于圖示的形狀。例如，各側(cè)壁也可以具有與第一導(dǎo)電部件110的表面垂直的部分。

·導(dǎo)波部件、導(dǎo)電部件以及導(dǎo)電性桿的變形例

接著，對導(dǎo)波部件122、導(dǎo)電部件110、120以及導(dǎo)電性桿124的變形例進(jìn)行說明。

圖25a是表示只有導(dǎo)波部件122的作為上表面的導(dǎo)波面122a具有導(dǎo)電性、導(dǎo)波部件122的除導(dǎo)波面122a以外的部分不具有導(dǎo)電性的結(jié)構(gòu)的例子的剖視圖。第一導(dǎo)電部件110以及第二導(dǎo)電部件120也同樣只有導(dǎo)波部件122所在的一側(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。這樣一來，導(dǎo)波部件122、第一導(dǎo)電部件110以及第二導(dǎo)電部件120中的每一個也可以不全都具有導(dǎo)電性。

圖25b是表示導(dǎo)波部件122未形成在第二導(dǎo)電部件120上的變形例的圖。在該例子中，導(dǎo)波部件122固定于支承部件(例如，框體的內(nèi)壁等)，支承部件支承第一導(dǎo)電部件110和第二導(dǎo)電部件120。在導(dǎo)波部件122與第二導(dǎo)電部件120之間存在間隙。如此，導(dǎo)波部件122也可以與第二導(dǎo)電部件120不連接。

圖25c是表示第二導(dǎo)電部件120、導(dǎo)波部件122以及多個導(dǎo)電性桿124分別在電介質(zhì)的表面涂層有金屬等導(dǎo)電性材料的結(jié)構(gòu)的例子的圖。第二導(dǎo)電部件120、導(dǎo)波部件122以及多個導(dǎo)電性桿124利用導(dǎo)電體相互連接。另一方面，第一導(dǎo)電部件110由金屬等導(dǎo)電性材料構(gòu)成。

圖25d以及圖25e是表示在導(dǎo)電部件110、120、導(dǎo)波部件122以及導(dǎo)電性桿124各自的最表面具有電介質(zhì)層110b、120b的結(jié)構(gòu)的例子的圖。圖25d示出利用電介質(zhì)層覆蓋作為導(dǎo)電體的金屬制的導(dǎo)電部件的表面的結(jié)構(gòu)的例子。圖25e示出導(dǎo)電部件120具有利用金屬等導(dǎo)電體覆蓋樹脂等電介質(zhì)制的部件的表面，再利用電介質(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)層可以是樹脂等涂膜，也可以是通過該金屬的氧化而生成的鈍化膜等氧化膜。

最表面的電介質(zhì)層增加在wrg導(dǎo)波路中傳播的電磁波的損耗。但是，能夠保護(hù)具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電性表面110a、120a不腐蝕。并且，即使施加直流電壓以及頻率低到無法通過wrg導(dǎo)波路傳播的程度的交流電壓的導(dǎo)線配置在能夠與導(dǎo)電性桿124接觸的部位，也能夠防止短路。

圖25f是表示導(dǎo)波部件122的高度比導(dǎo)電性桿124的高度低且第一導(dǎo)電部件110的導(dǎo)電性表面110a中的與導(dǎo)波面122a相向的部分向?qū)Рú考?22側(cè)突出的例子的圖。即使是這種結(jié)構(gòu)，只要滿足圖9所示的尺寸范圍，則也與前述的實(shí)施方式相同地動作。

圖25g是表示在圖25f的結(jié)構(gòu)中還將導(dǎo)電性表面110a中的與導(dǎo)電性桿124相向的部分向?qū)щ娦詶U124側(cè)突出的例子的圖。即使是這種結(jié)構(gòu)，只要滿足圖9所示的尺寸范圍，則也與前述的實(shí)施方式相同地動作。另外，也可以采用一部分凹陷的結(jié)構(gòu)來代替導(dǎo)電性表面110a的一部分突出的結(jié)構(gòu)。

圖26a是表示第一導(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26b是表示還使第二導(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并不限定于平面形狀，也可以具有曲面形狀。

在第二導(dǎo)電部件120上也可以配置有多個導(dǎo)波部件122。圖27是表示兩個導(dǎo)波部件122在第二導(dǎo)電部件120上平行地延伸的方式的立體圖。通過將多個導(dǎo)波部件122設(shè)置在一個導(dǎo)波結(jié)構(gòu)內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)多個縫隙二維地以短的間隔排列的陣列天線。在圖27的結(jié)構(gòu)中，在兩個導(dǎo)波部件122之間存在包含三列導(dǎo)電性桿124的人工磁導(dǎo)體。另外，在多個導(dǎo)波部件122所在的整個區(qū)域的兩側(cè)也配置有人工磁導(dǎo)體。

圖28a是16個縫隙以4行4列排列的陣列天線的從z方向觀察到的俯視圖。圖28b是圖28a的b-b線剖視圖。該陣列天線中的第一導(dǎo)電部件110具有分別與多個縫隙112對應(yīng)配置的多個喇叭114。在圖示的陣列天線中層疊有如下導(dǎo)波路裝置：第一導(dǎo)波路裝置100a，其具有直接與縫隙112耦合的導(dǎo)波部件122u；以及第二導(dǎo)波路裝置100b，其具有與第一導(dǎo)波路裝置100a的導(dǎo)波部件122u耦合的其他導(dǎo)波部件122l。第二導(dǎo)波路裝置100b的導(dǎo)波部件122l以及導(dǎo)電性桿124l配置在第三導(dǎo)電部件140上。第二導(dǎo)波路裝置100b具有與第一導(dǎo)波路裝置100a的結(jié)構(gòu)基本相同的結(jié)構(gòu)。

如圖28a所示，導(dǎo)電部件110具有在第一方向(y方向)以及與第一方向正交的第二方向(x方向)上排列的多個縫隙112。多個導(dǎo)波部件122u的導(dǎo)波面122a沿著y方向延伸，并與多個縫隙112中的在y方向上排列的四個縫隙相向。在該例子中，導(dǎo)電部件110具有以4行4列排列的16個縫隙112，但是縫隙112的數(shù)量并不限定于該例子。各導(dǎo)波部件122u并不限定于與多個縫隙112中的在y方向上排列的所有縫隙相向的例子，只要與在y方向上相鄰的至少兩個縫隙相向即可。相鄰的兩個導(dǎo)波部件122u的導(dǎo)波面122a的中心之間的距離例如設(shè)定為短于波長λo。

圖29a是表示第一導(dǎo)波路裝置100a中的導(dǎo)波部件122u的平面布局的圖。圖30是表示第二導(dǎo)波路裝置100b中的導(dǎo)波部件122l的平面布局的圖。由這些圖明確可知，第一導(dǎo)波路裝置100a中的導(dǎo)波部件122u呈直線狀延伸，不具有分支部和彎曲部。另一方面，第二導(dǎo)波路裝置100b中的導(dǎo)波部件122l具有分支部以及彎曲部這兩者。第二導(dǎo)波路裝置100b中的“第二導(dǎo)電部件120”與“第三導(dǎo)電部件140”的組合相當(dāng)于第一導(dǎo)波路裝置100a中的“第一導(dǎo)電部件110”與“第二導(dǎo)電部件120”的組合。

第一導(dǎo)波路裝置100a中的導(dǎo)波部件122u穿過第二導(dǎo)電部件120所具有的端口(開口部)145u與第二導(dǎo)波路裝置100b中的導(dǎo)波部件122l耦合。換句話說，在第二導(dǎo)波路裝置100b的導(dǎo)波部件122l中傳播來的電磁波能夠穿過端口145u到達(dá)第一導(dǎo)波路裝置100a的導(dǎo)波部件122u，并在第一導(dǎo)波路裝置100a的導(dǎo)波部件122u中傳播。此時，各縫隙112作為將在導(dǎo)波路中傳播來的電磁波朝向空間發(fā)射的天線元件發(fā)揮功能。相反，若在空間中傳播來的電磁波入射到縫隙112，則該電磁波與位于縫隙112的正下方的第一導(dǎo)波路裝置100a的導(dǎo)波部件122u耦合，并在第一導(dǎo)波路裝置100a的導(dǎo)波部件122u中傳播。在第一導(dǎo)波路裝置100a的導(dǎo)波部件122u中傳播來的電磁波還能夠穿過端口145u到達(dá)第二導(dǎo)波路裝置100b的導(dǎo)波部件122l，并在第二導(dǎo)波路裝置100b的導(dǎo)波部件122l中傳播。第二導(dǎo)波路裝置100b的導(dǎo)波部件122l能夠經(jīng)由第三導(dǎo)電部件140的端口145l與位于外部的導(dǎo)波路裝置或高頻電路(電子回路)耦合。在圖30中，作為一個例子示出了與端口145l連接的電子回路190。電子回路190并不限定于配置在特定的位置，可以配置在任意位置。電子回路190例如能夠配置在第三導(dǎo)電部件140的背面?zhèn)?圖28b中的下側(cè))的電路基板。這種電子回路可以為微波集成電路，例如可以為生成或接收毫米波段的mmic(monolithicmicrowaveintegratedcircuit：單片微波集成電路)。

能夠?qū)D28a所示的第一導(dǎo)電部件110稱作“發(fā)射層”。并且，也可以將圖29a所示的第二導(dǎo)電部件120、導(dǎo)波部件122u以及導(dǎo)電性桿124u的整體稱作“激振層”，將圖30所示的第三導(dǎo)電部件140、導(dǎo)波部件122l以及導(dǎo)電性桿124l的整體稱作“分配層”。并且，也可以將“激振層”和“分配層”統(tǒng)稱為“供電層”。“發(fā)射層”、“激振層”以及“分配層”能夠分別通過對一張金屬板進(jìn)行加工來量產(chǎn)。發(fā)射層、激振層、分配層以及設(shè)置在分配層的背面?zhèn)鹊碾娮踊芈纺軌蜃鳛槟＝M化的一個產(chǎn)品制造。

由圖28b可知，在該例子中的陣列天線中層疊有板狀的發(fā)射層、激振層以及分配層，因此整體實(shí)現(xiàn)了平坦并且低輪廓(lowprofile)的平板天線。例如，能夠?qū)⒕哂袌D27所示的截面結(jié)構(gòu)的層疊結(jié)構(gòu)體的高度(厚度)設(shè)定為10mm以下。

根據(jù)圖30所示的導(dǎo)波部件122l，從第三導(dǎo)電部件140的端口145l到第二導(dǎo)電部件120的各端口145u(參照圖29a)的距離設(shè)定為全部相等的值。因此，從第三導(dǎo)電部件140的端口145l輸入至導(dǎo)波部件122l的信號波分別以相同的相位到達(dá)第二導(dǎo)電部件120的四個端口145u。其結(jié)果是，配置在第二導(dǎo)電部件120上的四個導(dǎo)波部件122u能夠以相同的相位激振。

作為天線元件發(fā)揮功能的所有縫隙112無需以相同的相位發(fā)射電磁波。導(dǎo)波部件122在激振層以及分配層中的網(wǎng)絡(luò)模式是任意的，也可以構(gòu)成為各導(dǎo)波部件122獨(dú)立地傳播相互不同的信號。

在圖29a的結(jié)構(gòu)中，在相鄰的兩個導(dǎo)波部件122u之間配置有包含多個導(dǎo)電性桿124的人工磁導(dǎo)體，但是也可以不配置該人工磁導(dǎo)體。

圖29b是表示在多個導(dǎo)波部件122中的相鄰的兩個導(dǎo)波部件122之間未配置有人工磁導(dǎo)體的例子的圖。在使多個縫隙112以同一相位激振的情況下，即使沿著相鄰的兩個導(dǎo)波部件122傳播的電磁波混合，也沒問題。由此，在兩個導(dǎo)波部件122之間也可以不設(shè)置導(dǎo)電性桿124等人工磁導(dǎo)體。即使在該情況下，也在多個導(dǎo)波部件122排列的區(qū)域的兩側(cè)配置人工磁導(dǎo)體。在本公開中，如圖29b所示，在多個導(dǎo)波部件122排列的區(qū)域的兩側(cè)配置有人工磁導(dǎo)體的情況下，可以解釋為人工磁導(dǎo)體位于多個導(dǎo)波部件122各自的兩側(cè)。在這種例子中，相鄰的兩個導(dǎo)波部件122u之間在x方向上的間隙的長度設(shè)定為小于λm/2。

另外，在本說明書中，尊重作為本發(fā)明人之一的桐野的論文(非專利文獻(xiàn)1)以及同一時期發(fā)表相關(guān)的內(nèi)容的研究的kildal等的論文的記載，使用“人工磁導(dǎo)體”這一術(shù)語記載了本公開的技術(shù)。但是，由本發(fā)明人等的研究結(jié)果明確可知，本公開所涉及的發(fā)明中不必一定需要以往定義中的“人工磁導(dǎo)體”。即，雖然一直認(rèn)為人工磁導(dǎo)體必須采用周期結(jié)構(gòu)，但是為了實(shí)施本公開所涉及的發(fā)明，不必一定需要周期結(jié)構(gòu)。

在本公開中，人工磁導(dǎo)體通過導(dǎo)電性桿的列實(shí)現(xiàn)。由此，一直認(rèn)為，為了阻止朝向遠(yuǎn)離導(dǎo)波面的方向漏出的電磁波，必須在導(dǎo)波部件的一側(cè)存在至少兩個沿著導(dǎo)波部件(脊部)排列的導(dǎo)電性桿的列。這是因?yàn)?，若最低為兩列，則導(dǎo)電性桿列的配置“周期”就不存在。但是，根據(jù)本發(fā)明人等的研究，即使在平行地延伸的兩個導(dǎo)波部件之間只配置有一列導(dǎo)電性桿的列的情況下，也能夠?qū)囊粋€導(dǎo)波部件向另一個導(dǎo)波部件漏出的信號的強(qiáng)度抑制在-10db以下。這在大多用途中的實(shí)際使用上充分的值。在只具有不完全的周期結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下可以實(shí)現(xiàn)這種充分的級別的分離的理由至今尚不明確。但是，考慮該情況，為方便起見，在本公開中擴(kuò)展“人工磁導(dǎo)體”的概念，使“人工磁導(dǎo)體”這一術(shù)語還包含只配置一列導(dǎo)電性桿的結(jié)構(gòu)。

·縫隙的變形例

接著，對縫隙112的形狀的變形例進(jìn)行說明。在目前為止的例子中，縫隙112的平面形狀為矩形(長方形)，但是縫隙112也可以具有其他形狀。以下，參照圖31a～31d，對縫隙的形狀的其他例子進(jìn)行說明。

圖31a示出了兩端部具有與橢圓的一部分類似的形狀的縫隙112a的例子。在將與動作頻率的中心頻率對應(yīng)的自由空間中的波長設(shè)為λo時，該縫隙112a的長度、即長度方向(x方向)的大小(在圖中用箭頭表示的長度)l設(shè)定為λo/2＜l＜λo，例如約λo/2，以免引起高次的諧振以及縫隙阻抗過于變小。

圖31b示出了具有由一對縱部分113l以及連接一對縱部分113l的橫部分113t構(gòu)成的形狀(在本說明書中，稱作“h形狀”。)的縫隙112b的例子。橫部分113t與一對縱部分113l大致垂直，連接一對縱部分113l的大致中央部彼此。在這種h形狀的縫隙112b中，也以避免引起高次的諧振以及縫隙阻抗過于變小的方式確定縫隙的形狀以及大小。為了滿足上述條件，在將從h形狀的中心點(diǎn)(橫部分113t的中心點(diǎn))至端部(縱部分113l中的任一端部)的沿著橫部分113t以及縱部分113l的長度的兩倍設(shè)為l時，設(shè)定為λo/2＜l＜λo，例如約λo/2。因此，能夠?qū)M部分113t的長度(在圖中用箭頭表示的長度)設(shè)為例如小于λo/2，從而能夠縮短橫部分113t的長度方向的縫隙間隔。

圖31c示出了具有橫部分113t以及從橫部分113t的兩端延伸的一對縱部分113l的縫隙112c的例子。一對縱部分113l從橫部分113t延伸的方向與橫部分113t大致垂直，且相互相反。在該例子中，也能夠?qū)M部分113t的長度(在圖中用箭頭表示的長度)設(shè)為例如小于λo/2，因此能夠縮短橫部分113t的長度方向的縫隙間隔。

圖31d示出了具有橫部分113t以及從橫部分113t的兩端沿著與橫部分113t垂直的相同的方向延伸的一對縱部分113l的縫隙112d的例子。在該例子中，也能夠?qū)M部分113t的長度(在圖中用箭頭表示的長度)設(shè)為例如小于λo/2，因此能夠縮短橫部分113t的長度方向的縫隙間隔。

圖32是表示將圖31a～31d所示的四種縫隙112a～112d配置在導(dǎo)波部件122上時的平面布局的圖。如圖示，通過使用縫隙112b～112d，與使用縫隙112a時相比，能夠縮短橫部分113t的長度方向(稱作“橫向”)的大小。因此，在平行地排列多個導(dǎo)波部件122的結(jié)構(gòu)中，能夠縮短橫向的縫隙間隔。

另外，在以上例子中，縫隙的長度方向或橫部分延伸的方向與導(dǎo)波部件122的寬度方向一致，但是兩者的方向也可以相互交叉。在這種結(jié)構(gòu)中，能夠使被發(fā)射的電磁波的偏振面傾斜。由此，在例如用于車載雷達(dá)的情況下，能夠區(qū)別從本車輛發(fā)射的電磁波與從對向車量發(fā)射的電磁波。

如上所述，根據(jù)本公開的實(shí)施方式，例如能夠縮小導(dǎo)電部件上的多個縫隙的間隔，并且能夠進(jìn)行等振幅且等相位的激振。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)小型且高增益的雷達(dá)裝置、雷達(dá)系統(tǒng)或無線通信系統(tǒng)等。本公開的實(shí)施方式并不限定于進(jìn)行等振幅且等相位的激振的方式。例如，還能夠?qū)崿F(xiàn)損害雷達(dá)的輸出效率來降低旁瓣等其他目的。由于能夠獨(dú)立地調(diào)整各縫隙的位置中的振幅以及相位，因此能夠以任意的發(fā)射模式發(fā)射電磁波。并且，不限于駐波饋電，也可以適用行波饋電。如此，本公開的技術(shù)能夠適用于廣泛的目的以及用途。

本公開中的導(dǎo)波路裝置以及縫隙陣列天線(天線裝置)能夠適宜用于裝設(shè)在例如車輛、船舶、飛行器、機(jī)器人等移動體的雷達(dá)裝置或雷達(dá)系統(tǒng)。雷達(dá)裝置具有上述任一實(shí)施方式中的縫隙陣列天線和與該縫隙陣列天線連接的微波集成電路。雷達(dá)系統(tǒng)具有該雷達(dá)裝置和與該雷達(dá)裝置的微波集成電路連接的信號處理電路。本公開的實(shí)施方式中的縫隙陣列天線由于具有可小型化的wrg結(jié)構(gòu)，因此與以往的使用導(dǎo)波管的結(jié)構(gòu)相比，能夠顯著地縮小排列有天線元件的面的面積。因此，將裝設(shè)有該天線裝置的雷達(dá)系統(tǒng)還能夠容易地裝設(shè)于例如車輛的后視鏡的與鏡面相反的一側(cè)的面之類的窄小部位或uav(unmannedaerialvehicle，所謂無人機(jī))之類的小型移動體。另外，雷達(dá)系統(tǒng)并不限定于裝設(shè)在車輛的方式的例子，例如能夠固定在道路或建筑物來使用。

本公開的實(shí)施方式中的縫隙陣列天線還能夠用于無線通信系統(tǒng)。這種無線通信系統(tǒng)具有上述的任一實(shí)施方式中的縫隙陣列天線和通信電路(發(fā)送電路或接收電路)。關(guān)于應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)的例子的詳細(xì)內(nèi)容在后面進(jìn)行敘述。

本公開的實(shí)施方式中的縫隙陣列天線還能用作室內(nèi)定位系統(tǒng)(ips：indoorpositioningsystem)中的天線。在室內(nèi)定位系統(tǒng)中，能夠確定建筑物內(nèi)的人或無人搬運(yùn)車(agv：automatedguidedvehicle)等移動體的位置。陣列天線還能夠用于在向來商店或設(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)中使用的電波發(fā)射器(beacon)。在這種系統(tǒng)中，電波發(fā)射器例如數(shù)秒發(fā)射一次重疊了id等信息的電磁波。若信息終端接收該電磁波，則信息終端經(jīng)由通信線路向遠(yuǎn)程服務(wù)器計算機(jī)發(fā)送已接收到的信息。服務(wù)器計算機(jī)根據(jù)從信息終端獲得的信息確定該信息終端的位置，向該信息終端提供與該位置相應(yīng)的信息(例如，產(chǎn)品索引或優(yōu)惠劵)。

＜應(yīng)用例1：車載雷達(dá)系統(tǒng)＞

接著，作為利用上述縫隙陣列天線的應(yīng)用例，對具有縫隙陣列天線的車載雷達(dá)系統(tǒng)的一個例子進(jìn)行說明。用于車載雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)送波具有例如76千兆赫(ghz)段的頻率，該發(fā)送波在自由空間中的波長λo為約4mm。

在汽車的防碰撞系統(tǒng)以及自動運(yùn)行等安全技術(shù)中識別尤其在本車輛的前方行駛的一個或多個車輛(目標(biāo))是必不可少的。作為車輛的識別方法，以往開發(fā)出了使用雷達(dá)系統(tǒng)推斷入射波的方向的技術(shù)。

圖33表示本車輛500和與本車輛500在相同的車線上行駛的前方車輛502。本車輛500具有包含上述任一實(shí)施方式中的縫隙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，則該發(fā)送信號到達(dá)前方車輛502并在前方車輛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，計算前方車輛502的位置、到前方車輛502的距離以及速度等。

圖34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配置在駕駛室內(nèi)。更具體地說，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從駕駛室內(nèi)朝向車輛500的行進(jìn)方向發(fā)射高頻的發(fā)送信號，并接收從行進(jìn)方向入射的信號。

基于本應(yīng)用例的車載雷達(dá)系統(tǒng)510具有本公開的實(shí)施方式中的縫隙陣列天線?？p隙陣列天線能夠具有相互平行的多個導(dǎo)波部件。配置成多個導(dǎo)波部件各自延伸的方向與鉛垂方向一致，多個導(dǎo)波部件的排列方向與水平方向一致。因此，能夠更加縮小將多個縫隙從正面觀察時的橫向以及縱向尺寸。

作為包含上述陣列天線的天線裝置的尺寸的一個例子，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)置于駕駛室外，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，很難如本公開那樣設(shè)置在駕駛室內(nèi)?；诒緫?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)置在駕駛室內(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)送天線的多個導(dǎo)波部件(脊部)的間隔，因此也能夠縮小與相鄰的多個導(dǎo)波部件相向設(shè)置的多個縫隙的間隔。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λo(小于約4mm)的情況下，不會在前方發(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的一半，則會出現(xiàn)柵瓣。但是，若排列間隔小于波長，則不會在前方出現(xiàn)柵瓣。因此，如本應(yīng)用例，在構(gòu)成陣列天線的各天線元件只在前方具有靈敏度的情況下，只要天線元件的配置間隔小于波長，則柵瓣就不會產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響。通過調(diào)整發(fā)送天線的陣列因子，能夠調(diào)整發(fā)送天線的定向性。也可以為了能夠獨(dú)立地調(diào)整在多個導(dǎo)波部件上傳輸?shù)碾姶挪ǖ南辔欢O(shè)置相移器。通過設(shè)置相移器，能夠?qū)l(fā)送天線的定向性改為任意方向。由于周知相移器的結(jié)構(gòu)，因此省略其結(jié)構(gòu)的說明。

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

圖35a示出了車載雷達(dá)系統(tǒng)510的陣列天線aa與多個入射波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，對處理接收天線所接收的入射波的方法的例子進(jìn)行說明。

陣列天線aa接收從各種角度同時入射的多個入射波。多個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個入射波?！暗趉個入射波”是指，從存在于不同方位的k個目標(biāo)向陣列天線入射k個入射波時通過入射角θk識別的入射波。

圖35b表示接收第k個入射波的陣列天線aa。陣列天線aa所接收的信號能夠以算式1的形式表現(xiàn)為具有m個要素的“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個天線元件所接收的信號的值。上標(biāo)t是指轉(zhuǎn)置。s是列矢量。列矢量s根據(jù)通過陣列天線的結(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)(還稱作波源或信號源)中的表示信號的復(fù)矢量的乘積而獲得。當(dāng)波源的個數(shù)為k時，從各波源向每個天線元件入射的信號的波呈線形重疊。此時，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，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)。

信號處理電路使用算式3所示的陣列接收信號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)。

在求出的多個固有值中，具有通過熱噪聲規(guī)定的規(guī)定值以上的值的固有值(信號空間固有值)的個數(shù)與入射波的個數(shù)對應(yīng)。而且，通過計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法是公知的。

接著，參照圖36。圖36是表示基于本公開的車輛行駛控制裝置600的基本結(jié)構(gòu)的一個例子的框圖。圖36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)信號處理裝置530。

陣列天線aa具有多個天線元件，多個天線元件分別響應(yīng)一個或多個入射波輸出接收信號。如上所述，陣列天線aa還能夠發(fā)射高頻的毫米波。

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)信號處理裝置530的至少一部分功能也可以通過設(shè)置于車輛行駛控制裝置600的外部(例如本車輛的外部)的計算機(jī)550以及數(shù)據(jù)庫552實(shí)現(xiàn)。在該情況下，雷達(dá)信號處理裝置530中的位于車輛內(nèi)的部分能夠始終或隨時連接于設(shè)置在車輛的外部的計算機(jī)550以及數(shù)據(jù)庫552，以便能夠進(jìn)行信號或數(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552可以存儲規(guī)定各種信號處理算法的程序。雷達(dá)系統(tǒng)510的動作所需的數(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，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)通過云計算的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。因此，本公開中的“車載”的雷達(dá)系統(tǒng)無需所有構(gòu)成要素裝設(shè)于車輛。但是，在本申請中，為了簡便，只要沒有另外說明，對本公開的所有構(gòu)成要素裝設(shè)于一臺車輛(本車輛)的方式進(jìn)行說明。

雷達(dá)信號處理裝置530具有信號處理電路560。該信號處理電路560從陣列天線aa直接或間接地接收接收信號，并將接收信號或由接收信號生成的二次信號輸入到入射波推斷單元au。由接收信號生成二次信號的電路(未圖示)的一部分或全部無需設(shè)置于信號處理電路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)信號處理裝置530之間。

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

該信號處理電路560構(gòu)成為進(jìn)行公知的雷達(dá)信號處理裝置所執(zhí)行的各種信號處理即可。例如，信號處理電路560能夠構(gòu)成為，執(zhí)行music(多重信號分類)法、esprit(利用旋轉(zhuǎn)不變因子技術(shù)來推斷信號參數(shù))法以及sage(空間交替期望最大化)法等“超分辨率算法”(超分辨率法)或分辨率相對低的其他入射方向推斷算法。

圖36所示的入射波推斷單元au通過任意的入射方向推斷算法推斷表示入射波的方位的角度，并輸出表示推斷結(jié)果的信號。信號處理電路560利用通過所指示的入射波推斷單元au執(zhí)行的公知的算法推斷到入射波的波源即目標(biāo)的距離、目標(biāo)的相對速度以及目標(biāo)的方位，并輸出表示推斷結(jié)果的信號。

本公開中的“信號處理電路”這一術(shù)語并不限定于單獨(dú)的電路，也包括將多個電路的組合概括地理解為一個功能元件的形態(tài)。信號處理電路560也可以通過一個或多個片上系統(tǒng)(soc)實(shí)現(xiàn)。例如，信號處理電路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)場可編程門陣列)。在該情況下，信號處理電路560包含多個運(yùn)算元件(例如，通用邏輯以及乘法器)以及多個存儲元件(例如，查詢表或存儲模塊)?；蛘?，信號處理電路560也可以為通用處理器以及主存儲裝置的集合。信號處理電路560也可以為包含處理器內(nèi)核和存儲器的電路。這些能夠作為信號處理電路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)信號處理裝置530輸出的各種信號進(jìn)行車輛的行駛支援。行駛支援電子控制裝置520對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：在到前方車輛的距離(車間距離)比預(yù)先設(shè)定的值小時發(fā)出警報來催促駕駛員進(jìn)行制動操作的功能；控制制動器的功能；以及控制油門的功能。例如，在進(jìn)行本車輛的自適應(yīng)巡航控制的動作模式時，行駛支援電子控制裝置520向各種電子控制單元(未圖示)以及致動器發(fā)送規(guī)定的信號，將從本車輛到前方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(信號空間固有值)的個數(shù)的信號，以作為表示入射波的個數(shù)的信號。

接著，參照圖37。圖37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37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；以及物體檢測裝置570。

發(fā)送天線tx以及接收天線rx中的至少一方具有上述的導(dǎo)波路結(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)一個或多個入射波(例如毫米波)輸出接收信號。

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，并且進(jìn)行基于由接收天線rx接收的接收波的接收信號的“前處理”。前處理的一部分或全部也可以通過雷達(dá)信號處理裝置530的信號處理電路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：由接收信號生成差頻信號；以及將模擬形式的接收信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的接收信號。

另外，基于本公開的雷達(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使用。

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

圖38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38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；以及對通過車載攝像頭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連接的物體檢測裝置570；以及與物體檢測裝置570連接的行駛支援電子控制裝置520。該物體檢測裝置570除了包含前述的信號處理裝置530(包含信號處理電路560)之外，還包含收發(fā)電路580以及圖像處理電路720。物體檢測裝置570不僅利用通過雷達(dá)系統(tǒng)510獲得的信息，而且還能夠利用通過圖像處理電路720獲得的信息檢測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線中的任意一條車線上行駛時，能夠通過圖像處理電路720判別本車輛行駛的車線是哪條車線，并將該判別的結(jié)果提供給信號處理電路560。信號處理電路560在通過規(guī)定的入射方向推斷算法(例如music法)識別前方車輛的數(shù)量以及方位時，能夠通過參照來自圖像處理電路720的信息關(guān)于前方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線是哪條車線的構(gòu)件的一個例子。也可以利用其他構(gòu)件確定本車輛的車線位置。例如，能夠利用超寬帶無線技術(shù)(uwb：ultrawideband)確定本車輛在多條車線中的哪條車線上行駛。周知超寬帶無線技術(shù)能夠用作位置測定和/或雷達(dá)。若利用超寬帶無線技術(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車輛的情況下，也能夠根據(jù)距離的差將每個目標(biāo)進(jìn)行區(qū)分并檢測。因此，能夠高精度地確定路肩的護(hù)欄或與中央分離帶之間的距離。各車線的寬度已在各國的法律等中預(yù)先規(guī)定。利用這些信息，能夠確定本車輛在當(dāng)前行駛中的車線的位置。另外，超寬帶無線技術(shù)是一個例子。也可以利用基于其他無線技術(shù)的電波。并且，也可以使用光學(xué)雷達(dá)(lidar：lightdetectionandranging)。光學(xué)雷達(dá)有時還被稱作激光雷達(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通過作為前方車輛的目標(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的多個天線元件分別響應(yīng)一個或多個入射波輸出接收信號。在作為反射波的波源發(fā)揮功能的目標(biāo)的個數(shù)為k個(k為1以上的整數(shù))的情況下，入射波的個數(shù)為k個，但入射波的個數(shù)k并非已知的數(shù)。

在圖36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的個數(shù)以及位置并不限定于特定的個數(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陣列天線aa。陣列天線aa也可以配置在車輛的駕駛室內(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駕駛室內(nèi)。

信號處理電路560接收接收信號并進(jìn)行處理，該接收信號通過接收天線rx接收并通過收發(fā)電路580進(jìn)行前處理。該處理包括：將接收信號輸入至入射波推斷單元au的情況；或由接收信號生成二次信號并將二次信號輸入至入射波推斷單元au的情況。

在圖38的例子中，在物體檢測裝置570內(nèi)設(shè)置有選擇電路596，選擇電路596接收從信號處理電路596輸出的信號以及從圖像處理電路720輸出的信號。選擇電路596向行駛支援電子控制裝置520提供從信號處理電路560輸出的信號以及從圖像處理電路720輸出的信號中的一方或雙方。

圖39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39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(m為3以上的整數(shù))天線元件111、112、……、11m。多個天線元件111、112、……、11m分別響應(yīng)入射波輸出接收信號s1、s2、……、sm(圖35b)。

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，入射波的入射方向根據(jù)該角度θ規(guī)定。

當(dāng)來自一個目標(biāo)的入射波入射至陣列天線aa時，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個目標(biāo)向陣列天線aa入射k個入射波時，能夠根據(jù)相互不同的角度θ1～θk識別每個入射波。

如圖39所示，物體檢測裝置570包含收發(fā)電路580和信號處理電路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)來自陣列天線aa的接收信號和用于發(fā)送天線tx的發(fā)送信號生成差頻信號。

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

首先，對收發(fā)電路580的結(jié)構(gòu)以及動作進(jìn)行詳細(xì)說明。

三角波生成電路581生成三角波信號并提供給vco582。vco582輸出具有根據(jù)三角波信號調(diào)制的頻率的發(fā)送信號。圖40示出了根據(jù)三角波生成電路581所生成的信號調(diào)制的發(fā)送信號的頻率變化。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)送信號被提供給分配器583。分配器583將從vco582獲得的發(fā)送信號分配給各混頻器584以及發(fā)送天線tx。這樣一來，發(fā)送天線發(fā)射具有如圖40所示那樣呈三角波狀調(diào)制了的頻率的毫米波。

在圖40中除了記載發(fā)送信號之外，還記載了基于由單獨(dú)的前方車輛反射的入射波的接收信號的例子。接收信號相比于發(fā)送信號延遲。該延遲同本車輛與前方車輛的距離成比例。并且，接收信號的頻率通過多普勒效應(yīng)與前方車輛的相對速度相應(yīng)地增減。

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

圖41示出了“上行”期間的拍頻fu以及“下行”期間的拍頻fd。在圖41的圖表中，橫軸為頻率，縱軸為信號強(qiáng)度。這種圖表通過進(jìn)行差頻信號的時間-頻率轉(zhuǎn)換而獲得。若獲得拍頻fu、fd，則根據(jù)公知的算式計算出到目標(biāo)的距離和目標(biāo)的相對速度。在本應(yīng)用例中，能夠通過以下說明的結(jié)構(gòu)以及動作求出與陣列天線aa的各天線元件對應(yīng)的拍頻，并根據(jù)該拍頻推斷出目標(biāo)的位置信息。

在圖39所示的例子中，來自與各天線元件111～11m對應(yīng)的信道ch1～chm的接收信號通過放大器放大，并輸入到對應(yīng)的混頻器584。各混頻器584將發(fā)送信號與放大了的接收信號混合。通過該混合而生成對應(yīng)于接收信號與發(fā)送信號之間的頻率差的差頻信號。生成的差頻信號被提供給對應(yīng)的濾波器585。濾波器585進(jìn)行信道ch1～chm的差頻信號的頻帶限制，并將進(jìn)行了頻帶限制的差頻信號提供給開關(guān)586。

開關(guān)586響應(yīng)從控制器588輸入的采樣信號執(zhí)行切換?？刂破?88例如能夠由微型計算機(jī)構(gòu)成。控制器588根據(jù)存儲于rom(只讀存儲器)等存儲器中的計算機(jī)程序控制收發(fā)電路580整體?？刂破?88無需設(shè)置于收發(fā)電路580的內(nèi)部，也可以設(shè)置在信號處理電路560的內(nèi)部。即，收發(fā)電路580也可以按照來自信號處理電路560的控制信號動作。或者，也可以通過控制收發(fā)電路580以及信號處理電路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。

通過了各個濾波器585的信道ch1～chm的差頻信號借助開關(guān)586依次提供至a/d轉(zhuǎn)換器587。a/d轉(zhuǎn)換器587將從開關(guān)586輸入的信道ch1～chm的差頻信號與采樣信號同步轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

以下，對信號處理電路560的結(jié)構(gòu)以及動作進(jìn)行詳細(xì)說明。在本應(yīng)用例中，通過fmcw方式推斷到目標(biāo)的距離以及目標(biāo)的相對速度。雷達(dá)系統(tǒng)并不限定于以下說明的fmcw方式，還能夠利用雙頻cw(雙頻連續(xù)波)或展頻等其他方式實(shí)施。

在圖39所示的例子中，信號處理電路560具有存儲器531、接收強(qiáng)度計算部532、距離檢測部533、速度檢測部534、dbf(數(shù)字波束形成)處理部535、方位檢測部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以及入射波推斷單元au。如上所述，信號處理電路560的一部分或全部既可以通過fpga實(shí)現(xiàn)，也可以通過通用處理器以及主存儲裝置的集合實(shí)現(xiàn)。存儲器531、接收強(qiáng)度計算部532、dbf處理部535、距離檢測部533、速度檢測部534、方位檢測部536、目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理部537以及入射波推斷單元au既可以分別是通過單獨(dú)的硬件實(shí)現(xiàn)的各個元件，也可以是一個信號處理電路中的功能上的模塊。

圖42示出了信號處理電路560通過具有處理器pr以及存儲裝置md的硬件實(shí)現(xiàn)的方式的例子。具有這種結(jié)構(gòu)的信號處理電路560也能夠通過存儲于存儲裝置md中的計算機(jī)程序的工作發(fā)揮圖39所示的接收強(qiáng)度計算部532、dbf處理部535、距離檢測部533、速度檢測部534、方位檢測部536、目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理部537、相關(guān)矩陣生成部538以及入射波推斷單元au的功能。

本應(yīng)用例中的信號處理電路560構(gòu)成為將轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的各差頻信號作為接收信號的二次信號推斷前方車輛的位置信息，并輸出表示推斷結(jié)果的信號。以下，對本應(yīng)用例中的信號處理電路560的結(jié)構(gòu)以及動作進(jìn)行詳細(xì)說明。

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

接收強(qiáng)度計算部532對存儲于存儲器531中的每一個信道ch1～chm的差頻信號(圖40的下圖)進(jìn)行傅里葉變換。在本說明書中，將傅里葉變換后的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的振幅稱作“信號強(qiáng)度”。接收強(qiáng)度計算部532將多個天線元件中的任一天線元件的接收信號的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)或多個天線元件全部的接收信號的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的相加值轉(zhuǎn)換為頻譜。這樣一來，能夠檢測依賴于與所獲得的頻譜的各峰值對應(yīng)的拍頻、即距離的目標(biāo)(前方車輛)的存在。若對所有天線元件的接收信號的復(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)、即前方車輛為一個的情況下，傅里葉變換的結(jié)果是，如圖41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)度計算部532根據(jù)每一個拍頻的信號強(qiáng)度檢測超過預(yù)先設(shè)定的數(shù)值(閾值)的信號強(qiáng)度，由此判斷為存在目標(biāo)。接收強(qiáng)度計算部532在檢測出信號強(qiáng)度的峰的情況下，向距離檢測部533、速度檢測部534輸出峰值的拍頻(fu、fd)作為對象物頻率。接收強(qiáng)度計算部532向距離檢測部533輸出表示頻率調(diào)制寬度δf的信息，并向速度檢測部534輸出表示中心頻率f0的信息。

接收強(qiáng)度計算部532在檢測出與多個目標(biāo)對應(yīng)的信號強(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。對判斷為來自同一目標(biāo)的信號的峰賦予同一編號，并提供給距離檢測部533以及速度檢測部534。

在存在多個目標(biāo)的情況下，在傅里葉變換之后，在差頻信號的上行部分和差頻信號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。由于接收信號同雷達(dá)與目標(biāo)的距離成比例地延遲，圖40中的接收信號向右方向移位，因此雷達(dá)與目標(biāo)的距離越遠(yuǎn)離，差頻信號的頻率越大。

距離檢測部533根據(jù)從接收強(qiáng)度計算部532輸入的拍頻fu、fd通過下述算式計算距離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，速度檢測部534根據(jù)從接收強(qiáng)度計算部532輸入的拍頻fu、fd通過下述算式計算相對速度v，并提供給目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理部537。

v＝{c/(2·f0)}·{(fu-fd)/2}

在計算距離r以及相對速度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，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，距離r的分辨率例如為0.23米(m)左右。因此，在兩臺前方車輛并行時，有時很難通過fmcw方式識別車輛是一臺還是兩臺。在這種情況下，只要執(zhí)行角度分辨率極高的入射方向推斷算法，就能夠?qū)膳_前方車輛的方位進(jìn)行分離并檢測。

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

方位檢測部536為了推斷前方車輛的方位而設(shè)置。方位檢測部536向目標(biāo)轉(zhuǎn)移處理部537輸出角度θ作為對象物存在的方位，該角度θ在計算出的每一個拍頻的空間復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的值的大小中取最大的值。

另外，推斷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推斷算法進(jìn)行。

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

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

在信號處理電路560中，能夠利用頻譜檢測與對象物的距離以及相對速度，該頻譜對根據(jù)所接收的反射波生成的信號、即差頻信號進(jìn)行頻率分析而獲得。

相關(guān)矩陣生成部538利用存儲于存儲器531中的每一個信道ch1～chm的差頻信號(圖40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差頻信號的實(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，并向入射波推斷單元au輸入所獲得的固有值的信息。

接收強(qiáng)度計算部532在檢測出多個與多個對象物對應(yīng)的信號強(qiáng)度的峰的情況下，按照上行部分以及下行部分的每一個峰值從頻率小的峰開始依次標(biāo)注編號，輸出至目標(biāo)輸出處理部539。在此，在上行以及下行部分中，相同編號的峰與相同的對象物對應(yīng)，將每一個識別編號設(shè)為對象物的編號。另外，為了避免繁雜化，在圖39中省略記載了從接收強(qiáng)度計算部532向目標(biāo)輸出處理部539引出的引出線。

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

再次參照圖38，對車載雷達(dá)系統(tǒng)510組裝于圖38所示的結(jié)構(gòu)例的情況的例子進(jìn)行說明。圖像處理電路720從影像獲取物體的信息，并根據(jù)該物體的信息檢測目標(biāo)位置信息。圖像處理電路720例如如下構(gòu)成：檢測所獲取的影像內(nèi)的對象的深度值來推斷物體的距離信息，或者根據(jù)影像的特征量檢測物體大小的信息等，由此檢測預(yù)先設(shè)定的物體的位置信息。

選擇電路596將從信號處理電路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，判定哪一個是與本車輛近的距離，第一距離是信號處理電路560的物體位置信息所含的從本車輛到檢測出的物體的距離，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并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)度計算部532輸入了不存在目標(biāo)候補(bǔ)的信息的情況下，目標(biāo)輸出處理部539(圖39)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通過根據(jù)來自目標(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，選擇是否使用信號處理電路560或者圖像處理電路720的物體位置信息。

通過物體檢測裝置570接收了前方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，以對于駕駛本車輛的駕駛員來說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，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動作。

在物體位置信息中檢測到物體的情況下，若獲知離本車輛具有規(guī)定的距離，則行駛支援電子控制裝置520通過線控制動等結(jié)構(gòu)借助制動器控制電路524進(jìn)行制動器的控制。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，并將控制信號發(fā)送給警報控制電路522，控制聲音或燈的點(diǎn)亮，以便借助駕駛室內(nèi)揚(yáng)聲器將前方物體靠近的消息通知給駕駛員。行駛支援電子控制裝置520接收包含前方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)行與前方物體的碰撞避免支援而容易向左右任一方向自動操作轉(zhuǎn)向，或者強(qiáng)制性改變車輪的方向。

在物體檢測裝置570中，若通過選擇電路596在前一次檢測循環(huán)中連續(xù)固定時間檢測出的物體位置信息的數(shù)據(jù)，對當(dāng)前檢測循環(huán)中未能檢測出的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)來自通過攝像頭檢測出的攝像頭影像的表示前方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)先輸出來自信號處理電路560的物體位置信息。

在美國專利第8446312號說明書、美國專利第8730096號說明書以及美國專利第8730099號說明書中公開了用于在選擇電路596中選擇信號處理電路560以及圖像處理電路720的輸出的具體結(jié)構(gòu)例以及動作例。該公報的內(nèi)容全部引用于本說明書中。

[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)制所需的時間寬度(掃描時間)例如為1毫秒。但是，還能夠?qū)呙钑r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)成要素高速動作，而且還需要使與該掃描條件下的接收相關(guān)的構(gòu)成要素高速動作。例如，需要設(shè)置在該掃描條件下高速動作的a/d轉(zhuǎn)換器587(圖39)。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，不利用基于多普勒轉(zhuǎn)換的頻率分量地計算與目標(biāo)的相對速度。在本實(shí)施方式中，掃描時間tm＝100微秒，非常短。由于可檢測的差頻信號的最低頻率為1/tm，因此在該情況下為10khz。這相當(dāng)于來自具有大致20m/秒的相對速度的目標(biāo)的反射波的多普勒轉(zhuǎn)換。即，只要依賴多普勒轉(zhuǎn)換，就無法檢測20m/秒以下的相對速度。由此，適宜采用與基于多普勒轉(zhuǎn)換的計算方法不同的計算方法。

在本變形例中，作為一個例子對利用在發(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(上差拍信號)的處理進(jìn)行說明。掃描一次fmcw的時間為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轉(zhuǎn)換的峰，因此不進(jìn)行生成上差拍信號和下差拍信號并利用這兩個信號的峰的處理，只用任一信號進(jìn)行處理。在此，對利用上差拍信號的情況進(jìn)行說明，但是在利用下差拍信號的情況下，也能夠進(jìn)行同樣的處理。

a/d轉(zhuǎn)換器587(圖39)以10mhz的采樣頻率進(jìn)行各上差拍信號的采樣，輸出數(shù)百個數(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)獲得接收波的時刻以后且發(fā)送波的發(fā)送結(jié)束的時刻為止的上差拍信號生成。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次上差拍信號的收發(fā)，每次獲得數(shù)百個采樣數(shù)據(jù)。該上差拍信號的數(shù)量并不限定于128個。也可以為256個，或者還可以為8個。能夠按照目的選擇各種個數(shù)。

所獲得的采樣數(shù)據(jù)存儲于存儲器531中。接收強(qiáng)度計算部532對采樣數(shù)據(jù)執(zhí)行二維高速傅里葉變換(fft)。具體地說，首先，對掃描一次獲得的每一個采樣數(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。

通過來自同一目標(biāo)的反射波在各掃描期間檢測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目標(biāo)分離。

在相對于目標(biāo)的相對速度不是零的情況下，上差拍信號的相位在每一次掃描時逐漸發(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)度計算部532提取第二次獲得的功率譜的峰值并發(fā)送給速度檢測部534。

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

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

[第二變形例]

雷達(dá)系統(tǒng)510能夠利用一個或多個頻率的連續(xù)波cw檢測目標(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，只能在同時入射的反射波為四個以下的狀態(tài)下進(jìn)行所入射的反射波的入射方位的推斷。在fmcw方式的雷達(dá)中，能夠通過只選擇來自特定的距離的反射波，來減少同時進(jìn)行入射方位推斷的反射波的數(shù)量。但是，在隧道內(nèi)等周圍存在多個靜止物的環(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，也會發(fā)生反射波的數(shù)量不為四個以下的狀況。但是，由于這些周圍的靜止物的相對于本車輛的相對速度全部相同，而且相對速度比在前方行駛的其他車輛的相對速度大，因此能夠根據(jù)多普勒轉(zhuǎn)換的大小區(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)射多個頻率的連續(xù)波cw，忽略接收信號中相當(dāng)于靜止物的多普勒轉(zhuǎn)換的峰，而是利用與該峰相比移位量小的多普勒轉(zhuǎn)換的峰檢測距離。與fmcw方式不同，在cw方式中，只因多普勒轉(zhuǎn)換而在發(fā)送波與接收波之間產(chǎn)生頻率差。即，在差頻信號中呈現(xiàn)出的峰的頻率只依賴于多普勒轉(zhuǎn)換。

另外，在本變形例的說明中也將在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)該算式求出相對速度vr＝(fp-fq)·c/2fp。如后面敘述，利用相位信息計算到目標(biāo)的距離。

為了利用連續(xù)波cw檢測到目標(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)射稍微背離的兩個頻率的連續(xù)波cw，獲取各個反射波。例如在使用76ghz頻段的頻率的情況下，兩個頻率的差為數(shù)百千赫。另外，如后面敘述，更優(yōu)選考慮所使用的雷達(dá)能夠檢測目標(biāo)的界限的距離來規(guī)定兩個頻率的差。

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)信號中的相位不同。通過使用該相位信息，能夠計算到目標(biāo)的距離。

具體地說，雷達(dá)系統(tǒng)510能夠求出距離r，在此，表示兩個差頻信號的相位差。兩個差頻信號是指：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2。差頻信號1的頻率fb1以及差頻信號2的頻率fb2的確定方法與上述單頻的連續(xù)波cw中的差頻信號的例子相同。

另外，如下求出雙頻cw方式中的相對速度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)椋ㄟ^來自比該距離遠(yuǎn)的目標(biāo)的反射波獲得的差頻信號的超過2π，無法與因更近的位置的目標(biāo)產(chǎn)生的差頻信號進(jìn)行區(qū)別。因此，更優(yōu)選調(diào)節(jié)兩個連續(xù)波cw的頻率的差來使rmax大于雷達(dá)的檢測界限距離。在檢測界限距離為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，因此無法檢測來自位于超過rmax的位置的目標(biāo)的信號。并且，在裝設(shè)能夠檢測至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，因此仍然無法檢測來自位于超過rmax的位置的目標(biāo)的信號。并且，在雷達(dá)具有檢測界限距離為100m且水平方向的視場角為120度的動作模式和檢測界限距離為250m且水平方向的視場角為5度的動作模式這兩種模式的情況下，更優(yōu)選在每個動作模式下將fp2-fp1的值分別替換成1.0mhz和500khz來動作。

已知如下的檢測方式：以n個(n：3以上的整數(shù))不同的頻率發(fā)送連續(xù)波cw，并利用每個反射波的相位信息，由此能夠分別檢測到各目標(biāo)的距離。根據(jù)該檢測方式，能夠?qū)Φ絥-1個的目標(biāo)準(zhǔn)確地識別距離。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，對各頻率的發(fā)送信號與接收信號的差即差頻信號的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行fft，獲得頻譜(相對速度)。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)行更具體的說明。

為了簡化說明，首先，對將三個頻率f1、f2、f3的信號進(jìn)行時間切換來發(fā)送的例子進(jìn)行說明。在此，設(shè)f1＞f2＞f3，并且f1-f2＝f2-f3＝δf。并且，將各頻率的信號波的發(fā)送時間設(shè)為δt。圖43表示三個頻率f1、f2、f3的關(guān)系。

三角波/cw波生成電路581(圖39)經(jīng)由發(fā)送天線tx發(fā)送各自持續(xù)時間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被一個或多個目標(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。a/d轉(zhuǎn)換器587將作為模擬信號的差頻信號轉(zhuǎn)換為例如數(shù)百個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(采樣數(shù)據(jù))。

接收強(qiáng)度計算部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分別獲得接收信號的頻譜的信息。

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

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

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

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

圖44表示復(fù)平面上的合成頻譜f1～f3的關(guān)系。朝向分別伸展合成頻譜f1～f3的兩個矢量的方向，右側(cè)的矢量與來自目標(biāo)a的反射波的功率譜對應(yīng)。在圖44中與矢量f1a～f3a對應(yīng)。另一方面，朝向分別伸展合成頻譜f1～f3的兩個矢量的方向，左側(cè)的矢量與來自目標(biāo)b的反射波的功率譜對應(yīng)。在圖44中與矢量f1b～f3b對應(yīng)。

當(dāng)發(fā)送頻率的差分δf固定時，與頻率f1以及f2的各發(fā)送信號對應(yīng)的各接收信號的相位差同到目標(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)例如在美國專利6703967號中公開。將該公報的內(nèi)容全部引用于本說明書中。

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

另外，也可以在以n個不同的頻率發(fā)送連續(xù)波cw之前，進(jìn)行通過雙頻cw方式求出到各目標(biāo)的距離以及相對速度的處理。而且，也可以在規(guī)定的條件下切換成以n個不同的頻率發(fā)送連續(xù)波cw的處理。例如，在利用兩個頻率各自的差頻信號進(jìn)行fft運(yùn)算，且各發(fā)送頻率的功率譜的時間變化為30％以上的情況下，也可以進(jìn)行處理的切換。來自各目標(biāo)的反射波的振幅因多道的影響等而在時間上大幅變化。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)的相對速度為零的情況下，即在多普勒頻率為零的情況下，無法檢測目標(biāo)。但是，若例如通過以下方法模擬地求出多普勒信號，則能夠利用其頻率檢測目標(biāo)。

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

(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，對接收信號模擬地附加相位差，可變相位器使相位在時間上連續(xù)發(fā)生變化。通過利用發(fā)送信號和附加了相位差的接收信號，能夠獲得模擬多普勒信號。

基于方法2的插入可變相位器來產(chǎn)生模擬多普勒信號的具體結(jié)構(gòu)例以及動作例在日本特開2004-257848號公報中公開。將該公報的內(nèi)容全部引用于本說明書中。

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

接著，參照圖45說明通過車載雷達(dá)系統(tǒng)510的物體檢測裝置570進(jìn)行的處理的步驟。

以下，對如下例子進(jìn)行說明：以兩個不同的頻率fp1以及fp2(fp1＜fp2)發(fā)送連續(xù)波cw，并利用各個反射波的相位信息，由此分別檢測與目標(biāo)的距離。

圖45是表示基于本變形例的求出相對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生成頻率稍微背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差分信號。各接收波包含來源于靜止物的接收波和來源于目標(biāo)的接收波。因此，接著進(jìn)行確定用作差頻信號的頻率的處理。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，物體檢測裝置570對于兩個差分信號，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的頻率fb1以及fb2。

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

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

通過以上處理，能夠檢測到目標(biāo)的相對速度以及距離。

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

以上說明的車輛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)方具有檢測范圍的雷達(dá)系統(tǒng)。在具有在車體的后方具有檢測范圍的雷達(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性時，能夠進(jìn)行發(fā)出警報等響應(yīng)。在具有在車體的側(cè)方具有檢測范圍的雷達(dá)系統(tǒng)的情況下，當(dāng)本車輛進(jìn)行車線變更等時，該雷達(dá)系統(tǒng)能夠監(jiān)控相鄰車線，并根據(jù)需要進(jìn)行發(fā)出警報等響應(yīng)。

以上說明的雷達(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)。或者，能夠用作用于不依賴光學(xué)圖像地對室內(nèi)的特定地點(diǎn)是否有人或者是否有該人的移動等進(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，對其他實(shí)施方式進(jìn)行說明。如上所述，在圖39的例子中，接收強(qiáng)度計算部532對存儲于存儲器531中的每一個信道ch1～chm的差頻信號(圖40的下圖)進(jìn)行傅里葉變換。此時的差頻信號為復(fù)信號。這是為了確定作為運(yùn)算對象的信號的相位。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。

為了克服該問題，也可以通過如下方法獲得頻率分析結(jié)果：生成標(biāo)量信號作為差頻信號，對分別生成的多個差頻信號執(zhí)行關(guān)于沿著天線排列的空間軸方向以及隨著時間的經(jīng)過的時間軸方向的兩次復(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形成，從而能夠獲得每一個波束的頻率分析結(jié)果。作為與本案相關(guān)的專利公報，將美國專利第6339395號說明書的公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。

[攝像頭等光學(xué)傳感器和毫米波雷達(dá)]

接著，對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)能夠直接檢測到目標(biāo)的距離及其相對速度。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，檢測性能也不會大幅下降。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)，且比較容易識別其形狀。但是，攝像頭在夜間或惡劣天氣時有時無法拍攝目標(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，隨著車輛的安全行駛要求高漲，開發(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，在識別到預(yù)測為車輛行駛上的障礙的障礙物的情況下，自動操作制動器等，從而將碰撞等防范于未然。這種防碰撞功能即使在夜間或惡劣天氣時也要求正常發(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：其檢測距離為200m以上，天線的大小為60平方毫米以下，水平方向的檢測角度為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。以往的毫米波雷達(dá)將微帶線用作導(dǎo)波路，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)明人通過使用應(yīng)用了本公開的技術(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，對此進(jìn)行詳細(xì)敘述。

圖46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。)以及攝像頭700。以下，參照該圖對各種實(shí)施方式進(jìn)行說明。

[毫米波雷達(dá)的駕駛室內(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)射的電磁波穿過格柵512的間隙被向車輛500的前方發(fā)射。在該情況下，在電磁波通過區(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’能夠通過利用天線接收被該目標(biāo)反射的電磁波來檢測目標(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，有時導(dǎo)致雷達(dá)破損。并且，由于在雨天等時蹦到泥等，因此污垢附著于天線，有時阻礙電磁波的發(fā)射和接收。

在使用了本公開的實(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100％活用從天線發(fā)射的電磁波的能量，能夠檢測位于超過以往的遠(yuǎn)距離、例如250m以上的距離的目標(biāo)。

而且，基于本公開的實(shí)施方式的毫米波雷達(dá)510還能夠配置在車輛的駕駛室內(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。而基于以往的貼片天線的毫米波雷達(dá)510’無法設(shè)在駕駛室內(nèi)。其理由主要有下面兩點(diǎn)。第一理由是，由于尺寸大，因此無法收容在前擋玻璃511與后視鏡之間的空間。第二理由是，由于發(fā)射至前方的電磁波通過前擋玻璃511反射，并通過介電損耗而衰減，因此無法到達(dá)至所要求的距離。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)在駕駛室內(nèi)的情況下，只能檢測至存在于例如前方100m的目標(biāo)。而基于本公開的實(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)在駕駛室外的情況等同或其以上的性能。

[基于毫米波雷達(dá)和攝像頭等的駕駛室內(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)的駕駛室內(nèi)配置攝像頭等。此時，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，從提高車輛的自動制動器等的性能的要求來看，要求在任何外部環(huán)境中都可靠地工作的自動制動器等。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無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，還同時使用毫米波雷達(dá)來進(jìn)行協(xié)同處理，由此即使在夜間或惡劣天氣時也可靠地動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，由此能夠配置在駕駛室內(nèi)。活用該特性，如圖46所示，不僅是攝像頭等光學(xué)傳感器700，使用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。在以往的貼片天線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)計的部位，因此在雷達(dá)裝置的大小發(fā)生變化的情況下，有時需要重新設(shè)計結(jié)構(gòu)。但是，通過將毫米波雷達(dá)配置在駕駛室內(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，能夠確保可靠性更高的動作。尤其如圖47所示，通過將毫米波雷達(dá)510和攝像頭700設(shè)在駕駛室內(nèi)的大致相同的位置，各自的視場、視線一致，容易進(jìn)行后述的“核對處理”，即識別各自捕捉的目標(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)在位于駕駛室外的前車頭的格柵512的后方的情況下，其雷達(dá)視線l與設(shè)在駕駛室內(nèi)時的雷達(dá)視線m不同，因此與利用攝像頭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，以往的貼片天線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)行與攝像頭的對齊。但是，通過將毫米波雷達(dá)配置在駕駛室內(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700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的駕駛室內(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)在美國專利申請公開第2015/0264230號說明書、美國專利申請公開第2016/0264065號說明書、美國專利申請15/248141、美國專利申請15/248149、美國專利申請15/248156中公開，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)，在美國專利第7355524號說明書以及美國專利第7420159號說明書中公開，將這些公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。

并且，關(guān)于將攝像頭等光學(xué)傳感器和毫米波雷達(dá)配置在駕駛室內(nèi)的技術(shù)在美國專利第8604968號說明書、美國專利第8614640號說明書以及美國專利第7978122號說明書等中公開。將這些公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。但是，在申請這些專利的時點(diǎn)，作為毫米波雷達(dá)只知包含貼片天線的以往的天線，因此是無法進(jìn)行足夠距離的觀測的狀態(tài)。例如，可以考慮利用以往的毫米波雷達(dá)可觀測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，產(chǎn)生了阻礙安全駕駛等不便。與此相對，使用本公開的實(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，由此能夠配置在駕駛室內(nèi)。由此，能夠進(jìn)行200m以上的遠(yuǎn)距離的觀測，并且還不會遮擋駕駛員的視場。

[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)?，在位置以及目?biāo)的大小相互不同的情況下，阻礙兩者的協(xié)同處理。

對此，需要用下面三個觀點(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。或者，在毫米波雷達(dá)中，有時具有兩個以上的發(fā)送天線和兩個以上的接收天線，還有刻意使各個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)在安裝于車輛時的初始狀態(tài)(例如，出廠時)下，通過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700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以下方法確定。即，將成為基準(zhǔn)的地圖或通過雷達(dá)觀測的目標(biāo)(以下，分別稱作“基準(zhǔn)地圖”、“基準(zhǔn)目標(biāo)”，有時將兩者統(tǒng)稱為“基準(zhǔn)對象物”)準(zhǔn)確地配置在車輛500的前方的規(guī)定位置。通過攝像頭等光學(xué)傳感器700或毫米波雷達(dá)510觀測該地圖或目標(biāo)。對觀測到的基準(zhǔn)對象物的觀測信息與預(yù)先存儲的基準(zhǔn)對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700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)對象物到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)相對于基準(zhǔn)對象物的偏離量，通過攝像頭圖像的圖像處理以及毫米波雷達(dá)處理修正各自的偏離量。

應(yīng)該關(guān)注的是，在具有攝像頭等光學(xué)傳感器700和使用本公開的實(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，只要對攝像頭或毫米波雷達(dá)中的任一個調(diào)整與基準(zhǔn)對象物的偏離，則關(guān)于攝像頭或毫米波雷達(dá)中的另一個也可知偏離量，無需對另一個再次檢查與基準(zhǔn)對象物的偏離。

即，關(guān)于攝像頭700，將基準(zhǔn)地圖設(shè)在規(guī)定位置750，對該拍攝圖像與表示基準(zhǔn)地圖圖像應(yīng)預(yù)先位于攝像頭700的視場的哪一處的信息進(jìn)行比較，由此檢測偏離量。由此，通過上述(i)、(ii)中的至少一種方法進(jìn)行攝像頭700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)行以上動作。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，對該雷達(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的視場的哪一處的信息進(jìn)行比較，由此檢測偏離量。由此，通過上述(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700獲得的圖像信息，通過上述(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，也能夠通過以下方法調(diào)整。

攝像頭700例如以本車輛的特征部分513、514(特征點(diǎn))進(jìn)入其視場內(nèi)的狀態(tài)安裝。對通過攝像頭700實(shí)際拍攝該特征點(diǎn)的位置與攝像頭700本來準(zhǔn)確地安裝時該特征點(diǎn)的位置信息進(jìn)行比較，檢測其偏離量。通過根據(jù)該檢測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700的物理安裝位置的偏離。通過該修正，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的啟動時或運(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，一般可以考慮調(diào)整精度差。在根據(jù)利用攝像頭700拍攝基準(zhǔn)對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)對象物的方位，因此能夠容易實(shí)現(xiàn)高的調(diào)整精度。但是，在本方法中，由于用車體的局部圖像代替基準(zhǔn)對象物來用于進(jìn)行調(diào)整，因此難以提高方位的確定精度。因此調(diào)整精度也差。但是，在由于事故或大的外力施加于駕駛室內(nèi)的攝像頭等的情況等等，作為攝像頭等的安裝位置大幅偏離時的修正方法是有效的。

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

在融合處理中，需要對于一個目標(biāo)識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)了兩個障礙物(第一障礙物和第二障礙物)、例如兩臺自行車的情況。該兩個障礙物在被拍攝為攝像頭圖像的同時，還被檢測為毫米波雷達(dá)的雷達(dá)信息。此時，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)信息是同一物體的情況下，有可能引發(fā)大的事故。以下，在本說明書中，有時將這種判斷攝像頭圖像和雷達(dá)信息是否為同一目標(biāo)的處理稱作“核對處理”。

關(guān)于該核對處理，有以下敘述的各種檢測裝置(或方法)。以下，對這些裝置或方法進(jìn)行具體說明。另外，以下檢測裝置設(shè)置于車輛，至少具有：毫米波雷達(dá)檢測部；朝向與毫米波雷達(dá)檢測部所檢測的方向重復(fù)的方向配置的攝像頭等圖像獲取部；以及核對部。在此，毫米波雷達(dá)檢測部具有本公開中的任一實(shí)施方式中的縫隙陣列天線，至少獲取其視場中的雷達(dá)信息。圖像獲取部至少獲取其視場中的圖像信息。核對部包含處理電路，該處理電路對毫米波雷達(dá)檢測部的檢測結(jié)果與圖像檢測部的檢測結(jié)果進(jìn)行核對，判斷是否由這兩個檢測部檢測出了同一目標(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)中任意一個或兩個以上來構(gòu)成圖像檢測部。以下檢測裝置在核對部中的檢測處理不同。

第一檢測裝置中的核對部進(jìn)行下面兩個核對。第一核對包括：對通過毫米波雷達(dá)檢測部檢測出的關(guān)注的目標(biāo)獲得其距離信息以及橫向位置信息，同時對由圖像檢測部檢測出的一個或兩個以上目標(biāo)中位于最近的位置的目標(biāo)進(jìn)行核對，并檢測它們的組合。第二核對包括：對通過圖像檢測部檢測出的關(guān)注的目標(biāo)獲得其距離信息以及橫向位置信息，同時對通過毫米波雷達(dá)檢測部檢測出的一個或兩個以上的目標(biāo)中位于最近的位置的目標(biāo)進(jìn)行核對，并檢測它們的組合。而且，該核對部判定相對于通過毫米波雷達(dá)檢測部檢測出的這些各目標(biāo)的組合以及相對于通過圖像檢測部檢測出的這些各目標(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，判斷為由兩個檢測部檢測出了同一物體。由此，進(jìn)行分別由毫米波雷達(dá)檢測部和圖像檢測部檢測出的目標(biāo)的核對。

與此相關(guān)的技術(shù)在美國專利第7358889號說明書中記載。將該公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。在該公報中，例示具有兩個攝像頭的所謂的立體攝像頭來說明圖像檢測部。但是，該技術(shù)并不限定于此。即使在圖像檢測部具有一個攝像頭的情況下，也通過對檢測出的目標(biāo)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行圖像識別處理等來獲得目標(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部。

第二檢測裝置中的核對部按每一規(guī)定時間對毫米波雷達(dá)檢測部的檢測結(jié)果和圖像檢測部的檢測結(jié)果進(jìn)行核對。核對部在根據(jù)前一次核對結(jié)果判斷為由兩個檢測部檢測出了同一目標(biāo)的情況下，利用其前一次核對結(jié)果進(jìn)行核對。具體地說，核對部對由毫米波雷達(dá)檢測部本次檢測出的目標(biāo)以及由圖像檢測部本次檢測出的目標(biāo)與根據(jù)前一次核對結(jié)果判斷的由兩個檢測部檢測出的目標(biāo)進(jìn)行核對。而且，核對部根據(jù)與由毫米波雷達(dá)檢測部本次檢測出的目標(biāo)的核對結(jié)果以及與由圖像檢測部本次檢測出的目標(biāo)的核對結(jié)果，判斷是否由兩個檢測部檢測出了同一目標(biāo)。如此，該檢測裝置并不直接核對兩個檢測部的檢測結(jié)果，而是利用前一次核對結(jié)果與兩個檢測結(jié)果進(jìn)行時序性的核對。因此，與只進(jìn)行瞬間核對的情況相比，檢測精度提高，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的核對。尤其是，即使在檢測部的精度瞬間下降時，由于利用過去的核對結(jié)果，因此也能夠進(jìn)行核對。并且，在該檢測裝置中，能夠通過利用前一次核對結(jié)果簡單地進(jìn)行兩個檢測部的核對。

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

與這些相關(guān)的技術(shù)在美國專利第7417580號說明書中記載。將該公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。在該公報中，例示具有兩個攝像頭的所謂的立體攝像頭來說明圖像檢測部。但是，該技術(shù)并不限定于此。即使在圖像檢測部具有一個攝像頭的情況下，也通過對檢測出的目標(biāo)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行圖像識別處理等來獲得目標(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部。

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

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

與這些相關(guān)的技術(shù)在美國專利第6903677號說明書中記載。將該公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。

如上說明，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。上述利用基于本公開的實(shí)施方式的陣列天線的毫米波雷達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)高性能，且小型地構(gòu)成。因此，能夠關(guān)于包含上述核對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)檢測部獲得的雷達(dá)信息的核對處理實(shí)現(xiàn)各種功能。以下，對實(shí)現(xiàn)該代表性的功能的處理裝置的例子進(jìn)行說明。

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)檢測部；具有與該毫米波雷達(dá)檢測部的視場重復(fù)的視場的單眼攝像頭等圖像獲取部；以及從該毫米波雷達(dá)檢測部和圖像獲取部獲得信息進(jìn)行目標(biāo)的檢測等的處理部。毫米波雷達(dá)檢測部獲取該視場中的雷達(dá)信息。圖像獲取部獲取該視場中的圖像信息。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)中的任意一個或兩個以上來用于圖像獲取部。處理部能夠通過與毫米波雷達(dá)檢測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通過圖像獲取部拍攝的圖像提取識別為與通過毫米波雷達(dá)檢測部檢測出的目標(biāo)相同的目標(biāo)。即，進(jìn)行基于前述的檢測裝置的核對處理。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)于兩個兩邊緣導(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)的橫向位置的檢測精度。

與這些相關(guān)的技術(shù)在美國專利第8610620號說明書中記載。將該文獻(xiàn)的公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。

第二處理裝置的處理部在確定有無目標(biāo)時，根據(jù)圖像信息改變在確定雷達(dá)信息中有無目標(biāo)時使用的判斷基準(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，或在推斷為存在目標(biāo)的情況下等，能夠通過最佳地改變通過毫米波雷達(dá)檢測部檢測目標(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)定圖像信息的檢測區(qū)域，并根據(jù)該區(qū)域內(nèi)的圖像信息推斷障礙物的存在。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)檢測處理的效率化。

與這些相關(guān)的技術(shù)在美國專利第7570198號說明書中記載。將該文獻(xiàn)的公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。

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

在各個圖像等顯示于多臺不同的顯示裝置的情況下，很難進(jìn)行各個圖像之間的比較。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)在美國專利第6628299號說明書以及美國專利第7161561號說明書中記載。將這些公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。

第四處理裝置的處理部關(guān)于位于車輛的前方的目標(biāo)指示給圖像獲取部以及毫米波雷達(dá)檢測部，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，檢測從車輛到目標(biāo)的距離以及車輛與目標(biāo)的相對速度。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)在美國專利第8068134號說明書中記載。將這些公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。

第五處理裝置的處理部通過雷達(dá)信息或基于雷達(dá)信息和圖像信息的融合處理來識別車輛前方的一個或兩個以上的目標(biāo)。該目標(biāo)包含其他車輛或行人等移動體、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)、信號裝置、人行橫道等。處理部能夠包含gps(globalpositioningsystem)天線。也可以通過gps天線檢測本車輛的位置，并根據(jù)該位置檢索存儲有道路地圖信息的存儲裝置(稱作地圖信息數(shù)據(jù)庫裝置)，確認(rèn)地圖上的當(dāng)前位置。能夠?qū)υ摰貓D上的當(dāng)前位置與通過雷達(dá)信息等識別出的一個或兩個以上的目標(biāo)進(jìn)行比較來識別行駛環(huán)境。由此，處理部也可以提取推斷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)在美國專利第6191704號說明書中記載。將該公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。

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地圖信息數(shù)據(jù)庫裝置，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上述車輛行駛時獲取的最新的地圖信息與和通過雷達(dá)信息等識別出的一個或兩個以上的目標(biāo)相關(guān)的識別信息進(jìn)行比較，提取地圖信息中沒有的目標(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)庫裝置。地圖信息數(shù)據(jù)庫裝置也可以將該地圖更新信息與數(shù)據(jù)庫中的地圖信息建立關(guān)聯(lián)來存儲，需要時更新當(dāng)前的地圖信息本身。更新時，也可以通過比較從多個車輛獲得的地圖更新信息來驗(yàn)證更新的可靠性。

另外，該地圖更新信息能夠包含比當(dāng)前的地圖信息數(shù)據(jù)庫裝置所具有的地圖信息詳細(xì)的信息。例如，雖然能夠通過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)來存儲。這些地圖更新詳細(xì)信息通過向包括本車輛的車輛提供比原來的地圖信息詳細(xì)的信息，從而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的自動行駛車輛，例如電動輪椅等。地圖更新詳細(xì)信息在這些車輛行駛時利用。

(基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識別)

第一至第五處理裝置還可以具有高度識別裝置。高度識別裝置也可以設(shè)置于車輛的外部。在該情況下，車輛能夠具有與高度識別裝置通信的高速數(shù)據(jù)通信裝置。高度識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)有時例如包含卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(convolutionalneuralnetwork，以下稱作“cnn”)。cnn是通過圖像識別來獲得成果的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其特征點(diǎn)之一是，具有一個或多個被稱作卷積層(convolutionallayer)和池化層(poolinglayer)的兩個層的組。

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)行與卷積層對應(yīng)的積和運(yùn)算。其結(jié)果是，輸入至下一級池化層，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分割區(qū)域選擇其中的最大值，該最大值成為池化層中的對應(yīng)的位置的值。

由cnn構(gòu)成的高度識別裝置有時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)在美國專利第8861842號說明書、美國專利第9286524號說明書以及美國專利申請公開第2016/0140424號說明書中記載。將這些公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。

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，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控制本車輛的車頭燈。

處理部通過雷達(dá)信息或者基于雷達(dá)信息和圖像信息的融合處理來檢測相當(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前方車輛、對向車道的車輛、摩托車等。處理部在檢測到這些目標(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)在美國專利第6403942號說明書、美國專利第6611610號說明書、美國專利第8543277號說明書、美國專利第8593521號說明書以及美國專利第8636393號說明書中記載。將這些公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。

在以上說明的基于毫米波雷達(dá)檢測部的處理以及毫米波雷達(dá)檢測部和攝像頭等圖像拍攝裝置的融合處理中，能夠?qū)崿F(xiàn)毫米波雷達(dá)的高性能化，且能夠小型地構(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，始終對監(jiān)控對象進(jìn)行監(jiān)控。此時，將監(jiān)控對象的檢測分辨率調(diào)整為最佳值來設(shè)定毫米波雷達(dá)。

具有基于本公開的實(shí)施方式的陣列天線的毫米波雷達(dá)能夠通過超過例如100ghz的高頻電磁波進(jìn)行檢測。并且，關(guān)于在雷達(dá)識別中使用的方式、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4ghz的寬帶。即，與前述的超寬帶無線技術(shù)(uwb：ultrawideband)對應(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，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無法檢測目標(biāo)。與此相對，在毫米波雷達(dá)中，無論晝夜以及氣候如何，都能始終檢測。由此，能夠?qū)⑴c本陣列天線相關(guān)的毫米波雷達(dá)用于無法在利用以往的貼片天線的毫米波雷達(dá)中適用的多種用途中。

圖48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：對準(zhǔn)監(jiān)控對象1015的天線1011；根據(jù)所收發(fā)的電磁波檢測目標(biāo)的毫米波雷達(dá)檢測部1012；以及發(fā)送檢測出的雷達(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識別目標(biāo)，能夠更高度地檢測監(jiān)控對象1015等。

以下，對實(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)控對象的系統(tǒng)(以下，稱作“自然物體監(jiān)控系統(tǒng)”)。參照圖48，對該自然物體監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行說明。該自然物體監(jiān)控系統(tǒng)1500中的監(jiān)控對象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)控對象1015的情況下，固定在固定位置的傳感器部1010始終對河川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)置的例如氣象觀測監(jiān)控系統(tǒng)等其他系統(tǒng)1200?；蛘?，處理部1101將用于自動封閉設(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能夠用一個主體部1100監(jiān)控多個傳感器部1010、1020等。在該多個傳感器部分散配置在固定地區(qū)的情況下，能夠同時掌握該地區(qū)的河川的水位狀況。由此，還能夠評價該地區(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通知給氣象觀測監(jiān)控系統(tǒng)等其他系統(tǒng)1200。由此，氣象觀測監(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范圍的氣象觀測或?yàn)?zāi)害預(yù)測。

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)控海嘯或高潮的監(jiān)控系統(tǒng)中，其監(jiān)控對象為海面水位。并且，還能夠?qū)?yīng)海面水位的上升自動開閉防潮堤的閘門?；蛘撸趯σ蚪涤昊虻卣鸬纫鸬纳媳倪M(jìn)行監(jiān)控的監(jiān)控系統(tǒng)中，其監(jiān)控對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)控對象例如可以是鐵道道口、特定的線路、機(jī)場的跑道、道路的交叉點(diǎn)、特定的道路或停車場等。

例如，在監(jiān)控對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，通過雷達(dá)信息和圖像信息的融合處理，能夠以更多角度檢測監(jiān)控對象中的目標(biāo)。通過傳感器部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)行更高度的識別處理、控制所需的其他信息(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)控對象設(shè)為機(jī)場的跑道的情況下，多個傳感器部1010、1020等以能夠?qū)崿F(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應(yīng)uwb的本公開的實(shí)施方式中的毫米波雷達(dá)時才能實(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，因此即使在無死角地覆蓋跑道整個面的情況下,也能夠?qū)嶋H地對應(yīng)。在該情況下，主體部1100統(tǒng)一管理多個傳感器部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)場管制系統(tǒng)暫時禁止在該跑道上的起降。在此期間，主體部1100例如對在另行設(shè)置的跑道上自動清掃的車輛等發(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)立移動至有異物的位置，自動去除該異物。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，主體部1100使檢測到該異物的傳感器部1010等再次確認(rèn)“沒有異物”，在確認(rèn)安全之后，向機(jī)場管制系統(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)控對象設(shè)為停車場的情況下，能夠自動識別停車場的哪個位置空著。與此相關(guān)的技術(shù)在美國專利第6943726號說明書中記載。將該公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。

[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)”)。通過該安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的對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)的一個或兩個以上的位置。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，通過雷達(dá)信息和圖像信息的融合處理，能夠以更多角度檢測監(jiān)控對象中的目標(biāo)。由傳感器部1010獲得的目標(biāo)信息經(jīng)由通信線路1300發(fā)送至主體部1100。在主體部1100中，進(jìn)行更高度的識別處理、控制所需的其他信息(例如，為了準(zhǔn)確地識別侵入對象是人還是狗或鳥等動物而所需的參照數(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)的警報或者打開照明等指示之外，還包括通過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)等方法的高度識別裝置進(jìn)行檢測出的目標(biāo)的識別?；蛘?，該高度識別裝置還可以配置在外部。在該情況下，高度識別裝置能夠通過通信線路1300連接。

與此相關(guān)的技術(shù)在美國專利第7425983號說明書中記載。將該公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。

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。通過該人監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的對象例如為機(jī)場的登機(jī)口、車站的檢票口、建筑物的入口等。

例如，監(jiān)控對象為機(jī)場的登機(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，通過毫米波雷達(dá)接收自身發(fā)送的電磁波通過作為監(jiān)控對象的乘客反射回來的電磁波，檢查乘客的行李等。另一種方法是，通過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，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)具有對所接收的毫米波進(jìn)行掃描的功能。該掃描功能可以通過利用數(shù)字波束形成來實(shí)現(xiàn)，也可以通過機(jī)械式掃描動作實(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)”)。通過該建筑物檢查系統(tǒng)監(jiān)控的對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”可以手動實(shí)現(xiàn)，也可以通過另行設(shè)置掃描用的固定軌道并利用馬達(dá)等的驅(qū)動力使天線在該軌道上移動來實(shí)現(xiàn)。并且，在監(jiān)控對象為道路或地面的情況下，也可以通過在車輛等朝下方向設(shè)置天線1011，并使車輛以恒速行駛來實(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)本公開的實(shí)施方式中的陣列天線，即使在超過例如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別處理。

與此相關(guān)的技術(shù)在美國專利第6661367號說明書中記載。將該公開內(nèi)容全部引用于本說明書中。

[人監(jiān)控系統(tǒng)]

第五監(jiān)控系統(tǒng)是對看護(hù)對象進(jìn)行監(jiān)護(hù)的系統(tǒng)(以下，稱作“人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)”)。通過該人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)監(jiān)控的對象例如為看護(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)控整個室內(nèi)的一個或兩個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，能夠通過雷達(dá)信息和圖像信息的融合處理以更多角度對監(jiān)控對象進(jìn)行監(jiān)控。另一方面，在將監(jiān)控對象設(shè)為人的情況下，從保護(hù)個人隱私的觀點(diǎn)來看，有時不適合通過攝像頭等進(jìn)行監(jiān)控。考慮這一點(diǎn)，需要選擇傳感器。另外，在通過毫米波雷達(dá)進(jìn)行的目標(biāo)檢測時，并非利用圖像獲取作為監(jiān)控對象的人，能夠利用可以說是該圖像的影子的信號獲取作為監(jiān)控對象的人。因此，從保護(hù)個人隱私的觀點(diǎn)來看，毫米波雷達(dá)可以說是優(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發(fā)送至主體部1100。傳感器部1010進(jìn)行更高度的識別處理、控制所需的其他信息(例如，準(zhǔn)確地識別看護(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)等方法的高度識別裝置識別所檢測出的目標(biāo)。該高度識別裝置也可以配置在外部。在該情況下，高度識別裝置能夠通過通信線路1300連接。

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

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檢測人體的皮膚表面的位置以及心跳。處理部1101首先檢測成為監(jiān)控對象的人及其外形。接著，例如在檢測心率的情況下，確定容易檢測心跳的體表面的位置，并使該位置的心跳時序化來進(jìn)行檢測。由此，能夠檢測例如每分鐘的心率。在檢測呼吸次數(shù)的情況下也相同。通過利用該功能，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功能。老人等看護(hù)人員有時因腰腿虛弱而跌倒。當(dāng)人跌倒時，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)控對象的情況下，能夠始終檢測對象目標(biāo)的相對速度或加速度。因此，通過例如將頭部確定為監(jiān)控對象并時序性地檢測其相對速度或加速度，在檢測到固定值以上的速度的情況下，能夠識別為跌倒。在識別為跌倒的情況下，處理部1101例如能夠下發(fā)與看護(hù)支援對應(yīng)的可靠的指示等。

另外，在以上說明的監(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、無人機(jī)等飛行體等移動體。在此，車輛等不僅包含例如汽車，而且還包含電動輪椅等小型移動體。在該情況下，該移動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，該移動體也可以具有利用地圖信息以及對前述的第五處理裝置說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，由于在類似以上說明的第一至第三檢測裝置、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]

本公開中的導(dǎo)波路裝置以及天線裝置(陣列天線)能夠用于構(gòu)成通信系統(tǒng)(telecommunicationsystem)的發(fā)送器(transmitter)和/或接收器(receiver)。本公開中的導(dǎo)波路裝置以及天線裝置由于使用層疊的導(dǎo)電部件構(gòu)成，因此與使用導(dǎo)波管的情況相比，能夠?qū)l(fā)送器和/或接收器的大小抑制得較小。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)送器和/或接收器的通信系統(tǒng)。

這種通信系統(tǒng)可以是直接對模擬信號進(jìn)行調(diào)制來收發(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，參照圖49對使用本公開的實(shí)施方式中的導(dǎo)波路裝置以及天線裝置的數(shù)字式通信系統(tǒng)800a進(jìn)行說明。

圖49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)送器810a和接收器820a。發(fā)送器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。接收器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中的至少一個能夠通過本公開的實(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。還有時將發(fā)送電路和接收電路統(tǒng)稱為通信電路。

發(fā)送器810a通過模擬/數(shù)字(a/d)轉(zhuǎn)換器812將從信號源811接收的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。接著，通過編碼器813對數(shù)字信號進(jìn)行編碼。在此，編碼是指操作應(yīng)發(fā)送的數(shù)字信號，并轉(zhuǎn)換為適于通信的方式。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例子。被編碼的信號通過調(diào)制器814轉(zhuǎn)換為高頻信號，被從發(fā)送天線815發(fā)送。

另外，在通信領(lǐng)域中，有時將表示重疊于載波的信號的波稱作“信號波”，但是本說明書中的“信號波”這一術(shù)語并不以這種含義使用。本說明書中的“信號波”泛指在導(dǎo)波路中傳播的電磁波以及利用天線元件收發(fā)的電磁波。

接收器820a使由接收天線825接收的高頻信號通過解調(diào)器824恢復(fù)成低頻的信號，通過解碼器823恢復(fù)成數(shù)字信號。被解碼的數(shù)字信號通過數(shù)字/模擬(d/a)轉(zhuǎn)換器822恢復(fù)成模擬信號，被送至數(shù)據(jù)接收器(數(shù)據(jù)接收裝置)821。通過以上處理，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)送信號的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換以及接收信號的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換。因此，能夠省略圖49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，接收器無法直接接收從發(fā)送器發(fā)送來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的質(zhì)量比直接波差，因此更加難以穩(wěn)定地接收。并且，還有多個反射波經(jīng)過不同的路徑入射的情況。在該情況下，不同路徑長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)送器以及接收器中的至少一個具有多個天線。若這些多個天線之間的距離以波長程度以上不同，則接收波的狀態(tài)就會不同。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，也可以合成從多個天線獲得的信號來改善信號的質(zhì)量。

在圖49所示的通信系統(tǒng)800a中，例如接收器820a可以具有多個接收天線825。在該情況下，在多個接收天線825與解調(diào)器824之間存在切換器。接收器820a通過切換器將從多個接收天線825中獲得質(zhì)量最好的信號的天線與解調(diào)器824連接起來。另外，在該例子中，也可以使發(fā)送器810a具有多個發(fā)送天線815。

[通信系統(tǒng)的第二例]

圖50是表示包含能夠改變電波的發(fā)射模式的發(fā)送器810b的通信系統(tǒng)800b的例子的框圖。在該應(yīng)用例中，接收器與圖49所示的接收器820a相同。因此，在圖50中不圖示接收器。發(fā)送器810b除了具有發(fā)送器810a的結(jié)構(gòu)之外，還具有包含多個天線元件8151的天線陣列815b。天線陣列815b可以是本公開的實(shí)施方式中的陣列天線。發(fā)送器810b在多個天線元件8151與調(diào)制器814之間還具有各自連接的多個相移器(ps)816。在該發(fā)送器810b中，調(diào)制器814的輸出被送至多個相移器816，在該相移器816中獲得相位差，被向多個天線元件8151導(dǎo)出。在多個天線元件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以固定量不同的相位的高頻信號的情況下，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。該方法有時被稱作波束形成(beamforming)。

能夠使各相移器816賦予的相位差各不相同來改變主波瓣817的方位。該方法有時被稱作波束轉(zhuǎn)向(beamsteering)。能夠通過找出收發(fā)狀態(tài)最好的相位差來提高通信的可靠性。另外，在此說明了相移器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)接收器而且反射波到達(dá)接收器的方位發(fā)射電波的方式賦予相位差。

在發(fā)送器810b中，還能夠利用被稱作零轉(zhuǎn)向(nullsteering)的方法。這是指通過調(diào)節(jié)相位差形成無法向特定的方向發(fā)射電波的狀態(tài)的方法。通過進(jìn)行零轉(zhuǎn)向，能夠抑制朝向不希望發(fā)送電波的其他接收器發(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)行多個收發(fā)，因此能夠提高頻帶的利用效率。使用波束形成、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，可以使用多個發(fā)送天線以及多個接收天線。分別從多個發(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與被發(fā)射的電波重疊。每多個接收天線均接收被發(fā)送來的多個電波。但是，由于不同的接收天線接收經(jīng)過不同的路徑到達(dá)的電波，因此所接收的電波的相位產(chǎn)生差異。通過利用該差異，能夠在接收器側(cè)分離出多個電波中所含的多個信號。

本公開所涉及的導(dǎo)波路裝置以及天線裝置也能夠用于利用mimo的通信系統(tǒng)。以下，對這種通信系統(tǒng)的例子進(jìn)行說明。

圖51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)送器830具有編碼器832、tx-mimo處理器833以及兩個發(fā)送天線8351、8352。接收器840具有兩個接收天線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數(shù)也可以分別大于兩個。在此，為了簡單說明，舉出各天線為兩個的例子。一般來講，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數(shù)成比例地增大。

從數(shù)據(jù)信號源831接收信號的發(fā)送器830為了發(fā)送信號而通過編碼器832進(jìn)行編碼。被編碼的信號通過tx-mimo處理器833分配至兩個發(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將被編碼的信號的列分割為與發(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信號列的信息的電波。在發(fā)送天線為n個的情況下，信號列被分割為n列。被發(fā)射的電波同時由兩個接收天線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)送時分割的兩個信號。通過rx-mimo處理器843進(jìn)行該混雜的信號的分離。

若例如關(guān)注電波的相位差，則能夠分離混雜的兩個信號。接收天線8451、8452接收從發(fā)送天線8351到達(dá)的電波時的兩個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)的電波時的兩個電波的相位差不同。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變。因此，通過將由兩個接收天線接收的接收信號錯開根據(jù)收發(fā)路徑規(guī)定的相位來建立關(guān)聯(lián)，能夠提取經(jīng)過該收發(fā)路徑接收的信號。rx-mimo處理器843例如通過該方法從接收信號分離兩個信號列，恢復(fù)分割之前的信號列。由于被恢復(fù)的信號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)原成原來的信號。被復(fù)原的信號被送至數(shù)據(jù)接收器841。

雖然該例子中的mimo通信系統(tǒng)800c收發(fā)數(shù)字信號，但也能夠?qū)崿F(xiàn)收發(fā)模擬信號的mimo通信系統(tǒng)。在該情況下，在圖51的結(jié)構(gòu)中追加了參照圖49說明的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器。另外，用于區(qū)分來自不同的發(fā)送天線的信號的信息并不限于相位差的信息。一般來講，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，多個發(fā)送天線發(fā)射包含各自獨(dú)立的信號的發(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)射包含多個信號的電波的結(jié)構(gòu)。并且，還能夠如下構(gòu)成：在發(fā)送天線側(cè)進(jìn)行波束形成，作為來自各發(fā)送天線的電波的合成波，在接收天線側(cè)形成包含單一信號的發(fā)送波。該情況也成為各發(fā)送天線發(fā)射包含多個信號的電波的結(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的編碼方法。

在通信系統(tǒng)中，裝設(shè)有用于處理信號的集成電路(稱作信號處理電路或通信電路)的電路基板能夠?qū)盈B配置在本公開的實(shí)施方式中的導(dǎo)波路裝置以及天線裝置。由于本公開的實(shí)施方式中的導(dǎo)波路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)成將電路基板疊加在這些導(dǎo)電部件上的配置。通過設(shè)成這種配置，能夠?qū)崿F(xiàn)容積比使用導(dǎo)波管等的情況小的發(fā)送器以及接收器。

在以上說明的通信系統(tǒng)的第一至第三例中，發(fā)送器或接收器的構(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49、50、51中獨(dú)立的一個要素，但并非必須獨(dú)立。例如，也可以用一個集成電路實(shí)現(xiàn)這些所有要素?；蛘?，也可以將一部分要素集中起來用一個集成電路實(shí)現(xiàn)。無論是哪一種情況，只要實(shí)現(xiàn)本公開中說明的功能，則都可以說是實(shí)施了本發(fā)明。

如上所述，本公開包括以下裝置以及系統(tǒng)。

[項(xiàng)目1]

一種縫隙陣列天線，其具有：

導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；

導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)，

所述導(dǎo)電部件以及所述導(dǎo)波部件中的至少一個在所述導(dǎo)電性表面或所述導(dǎo)波面具有多個凹部，所述多個凹部的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔大于相鄰的部位的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔，

所述多個凹部包含在所述第一方向上相鄰且依次排列的第一凹部、第二凹部以及第三凹部，

所述第一凹部與所述第二凹部的中心間距和所述第二凹部與所述第三凹部的中心間距不同。

[項(xiàng)目2]

根據(jù)項(xiàng)目1所述的縫隙陣列天線，其中，

所述第一凹部至第三凹部位于所述導(dǎo)電部件的所述導(dǎo)電性表面上。

[項(xiàng)目3]

根據(jù)項(xiàng)目1所述的縫隙陣列天線，其中，

所述第一凹部至第三凹部位于所述導(dǎo)波部件的所述導(dǎo)波面上。

[項(xiàng)目4]

根據(jù)項(xiàng)目1至3中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，其中，

所述多個縫隙包含相鄰的第一縫隙以及第二縫隙，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，所述第一凹部至第三凹部中的至少兩個凹部位于所述第一縫隙與所述第二縫隙之間。

[項(xiàng)目5]

根據(jù)項(xiàng)目4所述的縫隙陣列天線，其中，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，

所述第一凹部以及第二凹部位于所述第一縫隙與所述第二縫隙之間，

所述第三凹部位于所述第一縫隙以及第二縫隙的外側(cè)。

[項(xiàng)目6]

根據(jù)項(xiàng)目4或5所述的縫隙陣列天線，其中，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，所述第一縫隙與所述第二縫隙的中點(diǎn)位于所述第一凹部與所述第二凹部之間。

[項(xiàng)目7]

根據(jù)項(xiàng)目1至6中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，

其具有其他導(dǎo)電部件，所述其他導(dǎo)電部件具有與所述導(dǎo)電部件的所述導(dǎo)電性表面相向的其他導(dǎo)電性表面，

所述導(dǎo)波部件是所述其他導(dǎo)電部件上的脊部。

[項(xiàng)目8]

根據(jù)項(xiàng)目1至7中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，其中，

所述縫隙陣列天線用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方，

所述第一凹部與所述第二凹部的中心間距以及所述第二凹部與所述第三凹部的中心間距中的至少一個大于1.15λo/8。

[項(xiàng)目9]

一種縫隙陣列天線，其具有：

導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；

導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)，

所述導(dǎo)電部件以及所述導(dǎo)波部件中的至少一個在所述導(dǎo)電性表面或所述導(dǎo)波面具有多個凸部，所述多個凸部的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔小于相鄰的部位的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔，

所述多個凸部包含在所述第一方向上相鄰且依次排列的第一凸部、第二凸部以及第三凸部，

所述第一凸部與所述第二凸部的中心間距和所述第二凸部與所述第三凸部的中心間距不同。

[項(xiàng)目10]

根據(jù)項(xiàng)目9所述的縫隙陣列天線，其中，

所述第一凸部至第三凸部位于所述導(dǎo)電部件的所述導(dǎo)電性表面上。

[項(xiàng)目11]

根據(jù)項(xiàng)目9所述的縫隙陣列天線，其中，

所述第一凸部至第三凸部位于所述導(dǎo)波部件的所述導(dǎo)波面上。

[項(xiàng)目12]

根據(jù)項(xiàng)目9至11中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，其中，

所述多個縫隙包含相鄰的第一縫隙以及第二縫隙，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，所述第一凸部至第三凸部中的至少兩個凸部位于所述第一縫隙與所述第二縫隙之間。

[項(xiàng)目13]

根據(jù)項(xiàng)目12所述的縫隙陣列天線，其中，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，

所述第一凸部以及第二凸部位于所述第一縫隙與所述第二縫隙之間，

所述第三凸部位于所述第一縫隙以及第二縫隙的外側(cè)。

[項(xiàng)目14]

根據(jù)項(xiàng)目12或13所述的縫隙陣列天線，其中，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，所述第一縫隙與所述第二縫隙的中點(diǎn)位于所述第一凸部與所述第二凸部之間。

[項(xiàng)目15]

根據(jù)項(xiàng)目9至14中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，

其具有其他導(dǎo)電部件，所述其他導(dǎo)電部件具有與所述導(dǎo)電部件的所述導(dǎo)電性表面相向的其他導(dǎo)電性表面，

所述導(dǎo)波部件是所述其他導(dǎo)電部件上的脊部。

[項(xiàng)目16]

根據(jù)項(xiàng)目9至15中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，其中，

所述縫隙陣列天線用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方，

所述第一凸部與所述第二凸部的中心間距以及所述第二凸部與所述第三凸部的中心間距中的至少一個大于1.15λo/8。

[項(xiàng)目17]

一種縫隙陣列天線，其具有：

導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；

導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)，

所述導(dǎo)波部件在所述導(dǎo)波面具有多個寬大部，所述多個寬大部的所述導(dǎo)波面的寬度大于相鄰的部位的所述導(dǎo)波面的寬度，

所述多個寬大部包含在所述第一方向上相鄰且依次排列的第一寬大部、第二寬大部以及第三寬大部，

所述第一寬大部與所述第二寬大部的中心間距和所述第二寬大部與所述第三寬大部的中心間距不同。

[項(xiàng)目18]

根據(jù)項(xiàng)目17所述的縫隙陣列天線，其中，

所述第一寬大部至第三寬大部位于所述導(dǎo)電部件的所述導(dǎo)電性表面上。

[項(xiàng)目19]

根據(jù)項(xiàng)目17所述的縫隙陣列天線，其中，

所述第一寬大部至第三寬大部位于所述導(dǎo)波部件的所述導(dǎo)波面上。

[項(xiàng)目20]

根據(jù)項(xiàng)目17至19中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，其中，

所述多個縫隙包含相鄰的第一縫隙以及第二縫隙，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，所述第一寬大部至第三寬大部中的至少兩個寬大部位于所述第一縫隙與所述第二縫隙之間。

[項(xiàng)目21]

根據(jù)項(xiàng)目20所述的縫隙陣列天線，其中，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，

所述第一寬大部以及第二寬大部位于所述第一縫隙與所述第二縫隙之間，

所述第三寬大部位于所述第一縫隙以及第二縫隙的外側(cè)。

[項(xiàng)目22]

根據(jù)項(xiàng)目20或21所述的縫隙陣列天線，其中，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，所述第一縫隙與所述第二縫隙的中點(diǎn)位于所述第一寬大部與所述第二寬大部之間。

[項(xiàng)目23]

根據(jù)項(xiàng)目17至22中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，

其具有其他導(dǎo)電部件，所述其他導(dǎo)電部件具有與所述導(dǎo)電部件的所述導(dǎo)電性表面相向的其他導(dǎo)電性表面，

所述導(dǎo)波部件是所述其他導(dǎo)電部件上的脊部。

[項(xiàng)目24]

根據(jù)項(xiàng)目17至23中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，其中，

所述縫隙陣列天線用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方，

所述第一寬大部與所述第二寬大部的中心間距以及所述第二寬大部與所述第三寬大部的中心間距中的至少一個大于1.15λo/8。

[項(xiàng)目25]

一種縫隙陣列天線，其具有：

導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；

導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)，

所述導(dǎo)波部件在所述導(dǎo)波面具有多個窄小部，所述多個窄小部的所述導(dǎo)波面的寬度小于相鄰的部位的所述導(dǎo)波面的寬度，

所述多個窄小部包含在所述第一方向上相鄰且依次排列的第一窄小部、第二窄小部以及第三窄小部，

所述第一窄小部與所述第二窄小部的中心間距和所述第二窄小部與所述第三窄小部的中心間距不同。

[項(xiàng)目26]

根據(jù)項(xiàng)目25所述的縫隙陣列天線，其中，

所述第一窄小部至第三窄小部位于所述導(dǎo)電部件的所述導(dǎo)電性表面上。

[項(xiàng)目27]

根據(jù)項(xiàng)目25所述的縫隙陣列天線，其中，

所述第一窄小部至第三窄小部位于所述導(dǎo)波部件的所述導(dǎo)波面上。

[項(xiàng)目28]

根據(jù)項(xiàng)目25至27中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，其中，

所述多個縫隙包含相鄰的第一縫隙以及第二縫隙，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，所述第一窄小部至第三窄小部中的至少兩個窄小部位于所述第一縫隙與所述第二縫隙之間。

[項(xiàng)目29]

根據(jù)項(xiàng)目28所述的縫隙陣列天線，其中，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，

所述第一窄小部以及第二窄小部位于所述第一縫隙與所述第二縫隙之間，

所述第三窄小部位于所述第一縫隙以及第二縫隙的外側(cè)。

[項(xiàng)目30]

根據(jù)項(xiàng)目28或29所述的縫隙陣列天線，其中，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，所述第一縫隙與所述第二縫隙的中點(diǎn)位于所述第一窄小部與所述第二窄小部之間。

[項(xiàng)目31]

根據(jù)項(xiàng)目25至30中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，

其具有其他導(dǎo)電部件，所述其他導(dǎo)電部件具有與所述導(dǎo)電部件的所述導(dǎo)電性表面相向的其他導(dǎo)電性表面，

所述導(dǎo)波部件是所述其他導(dǎo)電部件上的脊部。

[項(xiàng)目32]

根據(jù)項(xiàng)目25至31中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，其中，

所述縫隙陣列天線用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方，

所述第一窄小部與所述第二窄小部的中心間距以及所述第二窄小部與所述第三窄小部的中心間距中的至少一個大于1.15λo/8。

[項(xiàng)目33]

一種縫隙陣列天線，其具有：

導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；

導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)，

所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面之間的導(dǎo)波路包含所述導(dǎo)波路的電容呈現(xiàn)極大或極小的多個部位，

所述多個部位包含在所述第一方向上相鄰且依次排列的第一部位、第二部位以及第三部位，

所述第一部位與所述第二部位的中心間距和所述第二部位與所述第三部位的中心間距不同。

[項(xiàng)目34]

根據(jù)項(xiàng)目33所述的縫隙陣列天線，其中，

所述第一部位至第三部位位于所述導(dǎo)電部件的所述導(dǎo)電性表面上。

[項(xiàng)目35]

根據(jù)項(xiàng)目33所述的縫隙陣列天線，其中，

所述第一部位至第三部位位于所述導(dǎo)波部件的所述導(dǎo)波面上。

[項(xiàng)目36]

根據(jù)項(xiàng)目33至35中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，其中，

所述多個縫隙包含相鄰的第一縫隙以及第二縫隙，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，所述第一部位至第三部位中的至少兩個部位位于所述第一縫隙與所述第二縫隙之間。

[項(xiàng)目37]

根據(jù)項(xiàng)目36所述的縫隙陣列天線，其中，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，

所述第一部位以及第二部位位于所述第一縫隙與所述第二縫隙之間，

所述第三部位位于所述第一縫隙以及第二縫隙的外側(cè)。

[項(xiàng)目38]

根據(jù)項(xiàng)目36或37所述的縫隙陣列天線，其中，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，所述第一縫隙與所述第二縫隙的中點(diǎn)位于所述第一部位與所述第二部位之間。

[項(xiàng)目39]

根據(jù)項(xiàng)目33至38中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，

其具有其他導(dǎo)電部件，所述其他導(dǎo)電部件具有與所述導(dǎo)電部件的所述導(dǎo)電性表面相向的其他導(dǎo)電性表面，

所述導(dǎo)波部件是所述其他導(dǎo)電部件上的脊部。

[項(xiàng)目40]

根據(jù)項(xiàng)目33至39中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，其中，

所述縫隙陣列天線用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方，

所述第一部位與所述第二部位的中心間距以及所述第二部位與所述第三部位的中心間距中的至少一個大于1.15λo/8。

[項(xiàng)目41]

一種縫隙陣列天線，其具有：

導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；

導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)，

所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面之間的導(dǎo)波路包含所述導(dǎo)波路的電感呈現(xiàn)極大或極小的多個部位，

所述多個部位包含在所述第一方向上相鄰且依次排列的第一部位、第二部位以及第三部位，

所述第一部位與所述第二部位的中心間距和所述第二部位與所述第三部位的中心間距不同。

[項(xiàng)目42]

根據(jù)項(xiàng)目41所述的縫隙陣列天線，其中，

所述第一部位至第三部位位于所述導(dǎo)電部件的所述導(dǎo)電性表面上。

[項(xiàng)目43]

根據(jù)項(xiàng)目41所述的縫隙陣列天線，其中，

所述第一部位至第三部位位于所述導(dǎo)波部件的所述導(dǎo)波面上。

[項(xiàng)目44]

根據(jù)項(xiàng)目41至43中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，其中，

所述多個縫隙包含相鄰的第一縫隙以及第二縫隙，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，所述第一部位至第三部位中的至少兩個部位位于所述第一縫隙與所述第二縫隙之間。

[項(xiàng)目45]

根據(jù)項(xiàng)目44所述的縫隙陣列天線，其中，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，

所述第一部位以及第二部位位于所述第一縫隙與所述第二縫隙之間，

所述第三部位位于所述第一縫隙以及第二縫隙的外側(cè)。

[項(xiàng)目46]

根據(jù)項(xiàng)目44或45所述的縫隙陣列天線，其中，

在從所述導(dǎo)電性表面的法線方向觀察時，所述第一縫隙與所述第二縫隙的中點(diǎn)位于所述第一部位與所述第二部位之間。

[項(xiàng)目47]

根據(jù)項(xiàng)目41至46中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，

其具有其他導(dǎo)電部件，所述其他導(dǎo)電部件具有與所述導(dǎo)電部件的所述導(dǎo)電性表面相向的其他導(dǎo)電性表面，

所述導(dǎo)波部件是所述其他導(dǎo)電部件上的脊部。

[項(xiàng)目48]

根據(jù)項(xiàng)目41至47中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，其中，

所述縫隙陣列天線用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方，

所述第一部位與所述第二部位的中心間距以及所述第二部位與所述第三部位的中心間距中的至少一個大于1.15λo/8。

[項(xiàng)目49]

一種縫隙陣列天線，其用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方，所述縫隙陣列天線具有：

導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和縫隙列，所述縫隙列包含在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列的多個縫隙；

導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)，

所述導(dǎo)波面的寬度小于λo/2，

所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面之間的導(dǎo)波路包含所述導(dǎo)波路的電感以及電容中的至少一個呈現(xiàn)極小的至少一個極小部位以及呈現(xiàn)極大的至少一個極大部位，所述至少一個極小部位以及所述至少一個極大部位在所述第一方向上排列，

所述至少一個極小部位包含第一種極小部位，所述第一種極小部位與所述極大部位隔著大于1.15λo/8的距離相鄰。

[項(xiàng)目50]

根據(jù)項(xiàng)目49所述的縫隙陣列天線，其中，

所述至少一個極大部位包含多個極大部位，

所述至少一個極小部位包含多個極小部位，

所述多個極小部位還包含極小部位，所述極小部位與所述極大部位中的任一個隔著小于1.15λo/8的距離相鄰。

[項(xiàng)目51]

根據(jù)項(xiàng)目49或50所述的縫隙陣列天線，其中，

所述導(dǎo)電部件以及所述導(dǎo)波部件中的至少一個在所述導(dǎo)電性表面以及所述導(dǎo)波面上的至少一方具有多個附加要素，所述多個附加要素使所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面之間的導(dǎo)波路的所述電感以及電容中的至少一個發(fā)生改變，

各附加要素在所述第一方向上的位置與所述極小部位中的至少一個或所述極大部位中的至少一個重疊。

[項(xiàng)目52]

根據(jù)項(xiàng)目51所述的縫隙陣列天線，其中，

所述多個附加要素中的至少一個包含多個微小附加要素，所述多個微小附加要素各自在所述第一方向的長度小于1.15λo/8，

所述多個微小附加要素在所述第一方向上相鄰排列，

在所述極小部位以及所述極大部位中的至少一方配置有相鄰排列的所述多個微小附加要素，

相鄰排列的所述多個微小附加要素的中心之間的距離小于1.15λo/8。

[項(xiàng)目53]

根據(jù)項(xiàng)目51所述的縫隙陣列天線，其中，

各附加要素包含凹部、凸部、寬大部以及窄小部中的至少一個。

[項(xiàng)目54]

根據(jù)項(xiàng)目51或53所述的縫隙陣列天線，其中，

各附加要素為所述導(dǎo)波面上的凹部或凸部，

所述導(dǎo)波面在相鄰的兩個凹部或相鄰的兩個凸部之間包含平坦部分，所述平坦部分具有大于1.15λo/4的長度。

[項(xiàng)目55]

一種縫隙陣列天線，其用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方，所述縫隙陣列天線具有：

導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和縫隙列，所述縫隙列包含在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列的多個縫隙；

導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)，

所述導(dǎo)波面的寬度小于λo/2，

所述導(dǎo)電部件以及所述導(dǎo)波部件中的至少一個在所述導(dǎo)電性表面以及所述導(dǎo)波面中的至少一方具有多個附加要素，

所述多個附加要素包含至少一個第一種附加要素以及至少一個第二種附加要素中的至少一方，

所述至少一個第一種附加要素配置在所述導(dǎo)電性表面以及所述導(dǎo)波面中的任一方，且為所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔小于相鄰的部位的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔的凸部，或者為所述導(dǎo)波面的寬度大于相鄰的部位的所述導(dǎo)波面的寬度的寬大部，

所述至少一個第二種附加要素配置在所述導(dǎo)電性表面以及所述導(dǎo)波面中的任一方，且為所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔大于相鄰的部位的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔的凹部，或者為所述導(dǎo)波面的寬度小于相鄰的部位的所述導(dǎo)波面的寬度的窄小部，

(a)所述至少一個第一種附加要素與所述至少一個第二種附加要素或未配置有所述至少一個附加要素的至少一個中立部在所述第一方向上相鄰，并且所述至少一個第一種附加要素的中心位置與所述至少一個第二種附加要素或所述至少一個中立部的中心位置在所述第一方向上間隔大于1.15λo/8的距離，或者，

(b)所述至少一個第二種附加要素與所述至少一個第一種附加要素或未配置有所述至少一個附加要素的至少一個中立部在所述第一方向上相鄰，并且所述至少一個第一種附加要素的中心位置與所述至少一個第二種附加要素或所述至少一個中立部的中心位置在所述第一方向上間隔大于1.15λo/8的距離。

[項(xiàng)目56]

一種縫隙陣列天線，其用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方，所述縫隙陣列天線具有：

導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和縫隙列，所述縫隙列包含在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列的多個縫隙；

導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)，

所述導(dǎo)波面的寬度小于λo/2，

所述導(dǎo)電部件以及所述導(dǎo)波部件中的至少一個在所述導(dǎo)電性表面以及所述導(dǎo)波面中的至少一方具有多個附加要素，

所述多個附加要素包含至少一個第三種附加要素以及至少一個第四種附加要素中的至少一方，

所述至少一個第三種附加要素配置在所述導(dǎo)電性表面以及所述導(dǎo)波面中的任一方，且為所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔小于相鄰的部位的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔的凸部，并且所述導(dǎo)波面的寬度小于相鄰的部位的所述導(dǎo)波面的寬度，

所述至少一個第四種附加要素配置在所述導(dǎo)電性表面以及所述導(dǎo)波面中的任一方，且為所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔大于相鄰的部位的所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔的凹部，并且所述導(dǎo)波面的寬度大于相鄰的部位的所述導(dǎo)波面的寬度，

(c)所述至少一個第三種附加要素與所述至少一個第四種附加要素或未配置有所述至少一個附加要素的至少一個中立部在所述第一方向上相鄰，并且所述至少一個第三種附加要素的中心位置與所述至少一個第四種附加要素或所述至少一個中立部的中心位置在所述第一方向上間隔大于1.15λo/8的距離，或者，

(d)所述至少一個第四種附加要素與所述至少一個第三種附加要素或未配置有所述至少一個附加要素的至少一個中立部在所述第一方向上相鄰，并且所述至少一個第四種附加要素的中心位置與所述至少一個第三種附加要素或所述至少一個中立部的中心位置在所述第一方向上間隔大于1.15λo/8的距離。

[項(xiàng)目57]

根據(jù)項(xiàng)目55或56所述的縫隙陣列天線，其中，

所述多個附加要素還包含接近附加要素，所述接近附加要素與其他附加要素隔著小于1.15λo/8的距離相鄰。

[項(xiàng)目58]

根據(jù)項(xiàng)目51至57中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，其中，

所述多個附加要素包含多個附加要素，所述多個附加要素在所述多個縫隙中的相鄰的兩個縫隙之間關(guān)于所述兩個縫隙的中點(diǎn)位置或與所述中點(diǎn)位置相向的所述導(dǎo)波面上的位置對稱分布。

[項(xiàng)目59]

一種縫隙陣列天線，其具有：

導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；

導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)，

所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔以及所述導(dǎo)波面的寬度中的至少一個沿著所述第一方向以如下周期變動，所述周期為所述多個縫隙中的相鄰的兩個縫隙的中心間距的1/2以上。

[項(xiàng)目60]

一種縫隙陣列天線，其用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方，所述縫隙陣列天線具有：

導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；

導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)，

所述導(dǎo)波面的寬度小于λo，

所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔以及所述導(dǎo)波面的寬度中的至少一個沿著所述第一方向以比1.15λo/4長的周期變動。

[項(xiàng)目61]

一種縫隙陣列天線，其用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方，所述縫隙陣列天線具有：

導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；

導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)，

所述導(dǎo)波面的寬度小于λo，

所述導(dǎo)電部件以及所述導(dǎo)波部件中的至少一個在所述導(dǎo)波面或所述導(dǎo)電性表面具有多個附加要素，所述多個附加要素使所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔以及所述導(dǎo)波面的寬度中的至少一個從相鄰的部位發(fā)生改變，

將在所述多個附加要素不存在的情況下波長λo的電磁波在所述導(dǎo)電部件與所述導(dǎo)波部件之間的導(dǎo)波路中傳播時的波長設(shè)為λr時，

所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔以及所述導(dǎo)波面的寬度中的至少一個沿著所述第一方向以比λr/4長的周期變動。

[項(xiàng)目62]

一種縫隙陣列天線，其具有：

導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；

導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)，

所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面之間的導(dǎo)波路中的電容以及電感中的至少一個沿著所述第一方向以如下周期變動，所述周期為所述多個縫隙中的相鄰的兩個縫隙的中心間距的1/2以上。

[項(xiàng)目63]

一種縫隙陣列天線，其具有：

導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；

導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)，

所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔沿著所述第一方向變動，

所述導(dǎo)電部件與所述導(dǎo)波部件之間的導(dǎo)波路具有所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔不同的至少三個部位。

[項(xiàng)目64]

根據(jù)項(xiàng)目63所述的縫隙陣列天線，其中，

所述導(dǎo)電部件與所述導(dǎo)波部件之間的導(dǎo)波路在所述多個縫隙中的相鄰的兩個縫隙之間具有所述導(dǎo)電性表面與所述導(dǎo)波面的間隔不同的所述至少三個部位。

[項(xiàng)目65]

一種縫隙陣列天線，其具有：

導(dǎo)電部件，其具有導(dǎo)電性表面和多個縫隙，所述多個縫隙在沿所述導(dǎo)電性表面的第一方向上排列；

導(dǎo)波部件，其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)波面，所述導(dǎo)波面與所述多個縫隙相向且沿著所述第一方向延伸；以及

人工磁導(dǎo)體，其位于所述導(dǎo)波部件的兩側(cè)，

所述導(dǎo)波面的寬度在所述第一方向上變動，

所述導(dǎo)波面具有所述寬度不同的至少三個部位。

[項(xiàng)目66]

根據(jù)項(xiàng)目65所述的縫隙陣列天線，其中，

所述導(dǎo)波面在所述多個縫隙中的相鄰的兩個縫隙之間具有所述寬度不同的至少三個部位。

[項(xiàng)目67]

根據(jù)項(xiàng)目1至66中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，其中，

所述導(dǎo)波面具有與所述多個縫隙相向的平坦部分。

[項(xiàng)目68]

根據(jù)項(xiàng)目1至67中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，

其具有包含所述導(dǎo)波部件的多個導(dǎo)波部件，

所述導(dǎo)電部件具有多個縫隙列，所述多個縫隙列包含由所述多個縫隙構(gòu)成的縫隙列，

所述多個縫隙列分別包含在所述第一方向上排列的多個縫隙，

所述多個導(dǎo)波部件的導(dǎo)波面分別與所述多個縫隙列相向，

所述多個縫隙列以及所述多個導(dǎo)波部件在與所述第一方向交叉的第二方向上排列。

[項(xiàng)目69]

根據(jù)項(xiàng)目1至68中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，

其具有其他導(dǎo)電部件，所述其他導(dǎo)電部件具有與所述導(dǎo)電部件的所述導(dǎo)電性表面相向的其他導(dǎo)電性表面，

所述人工磁導(dǎo)體具有多個導(dǎo)電性桿，所述多個導(dǎo)電性桿分別具有頂端部和基部，所述頂端部與所述導(dǎo)電性表面相向，所述基部與所述其他導(dǎo)電性表面連接。

[項(xiàng)目70]

根據(jù)項(xiàng)目69所述的縫隙陣列天線，其中，

所述縫隙陣列天線用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方，

在與所述第一方向以及從所述多個導(dǎo)電性桿的所述基部朝向所述頂端部的方向這兩個方向垂直的方向上，所述導(dǎo)波部件的寬度、各導(dǎo)電性桿的寬度、相鄰的兩個導(dǎo)電性桿之間的空間的寬度以及從所述多個導(dǎo)電性桿各自的所述基部到所述導(dǎo)電性表面的距離小于λo/2。

[項(xiàng)目71]

根據(jù)項(xiàng)目1至70中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線，其中，

所述縫隙陣列天線用于自由空間中的中心波長為λo的頻帶的電磁波的發(fā)送以及接收中的至少一方，

所述多個縫隙中的相鄰的兩個縫隙的中心間距比λo短。

[項(xiàng)目72]

一種雷達(dá)裝置，其具有：

項(xiàng)目1至71中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線；以及

微波集成電路，其與所述縫隙陣列天線連接。

[項(xiàng)目73]

一種雷達(dá)系統(tǒng)，其具有：

項(xiàng)目72所述的雷達(dá)裝置；以及

信號處理電路，其與所述雷達(dá)裝置的所述微波集成電路連接。

[項(xiàng)目74]

一種無線通信系統(tǒng)，其具有：

項(xiàng)目1至71中任一項(xiàng)目所述的縫隙陣列天線；以及

通信電路，其與所述縫隙陣列天線連接。

[產(chǎn)業(yè)上的可利用性]

本公開的縫隙陣列天線能夠用于利用天線的所有技術(shù)領(lǐng)域。并且，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。尤其能夠適宜地用于要求小型化以及高增益化的車載雷達(dá)系統(tǒng)、各種監(jiān)控系統(tǒng)、室內(nèi)測位系統(tǒng)以及無線通信系統(tǒng)等。