【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、移動手段用通信モジュール、特に移動手段（例えば、車輌や船舶等）の相互間距離や前方（あるいは後方）を走行している他の移動手段との相対速度等を計測したり、移動手段相互間通信に使用される移動手段用通信モジュールに関する。 【０００２】 【発明の背景と課題】例えば、移動手段として車輌を考えた場合、車間距離や前方（あるいは後方）の走行車輌との相対速度等を計測したり、車輌間通信に使用される車載用通信モジュールは、車輌の前部（あるいは後部）
に取り付けられる。 この通信モジュールは、例えば、ガン発振器、サーキュレータ、方向性結合器、ミキサ、アンテナにて構成される。 そして、高性能の通信システムには、システムのＳ／Ｎ比（ｓｉｎｇｌｅ−ｔｏ−ｎｏ
ｉｓｅ ｒａｔｉｏ）又はＣ／Ｎ比（ｃａｒｒｉｅｒ−
ｔｏ−ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）及び他の通信システムへの影響を抑える目的で高い指向性と大きな利得を受けることができるアンテナが必要である。 このため、面積が広く、かつ、奥行き寸法の大きいアンテナが要求される。 従って、通信モジュールが車輌の前部（あるいは後部）を占有する面積は広くなるため、単に通信モジュールを車輌に取り付けただけでは車輌の外観を著しく変更することになり、車輌デザイン上好ましくない。 【０００３】そこで、本発明は、移動手段の外観を殆ど変更することなく、移動手段に装着することができる薄型の移動手段用通信モジュールを提供することにある。 【０００４】 【課題を解決するための手段と作用】以上の課題を解決するため、本発明に係る移動手段用通信モジュールは、
（ａ）平行配置された２枚の導電体平板と、この２枚の導電体平板の間に配設された誘電体ストリップ及び電気機能素子とで構成されたミリ波集積回路部と、（ｂ）平行配置された２枚の導電体平板と、この２枚の導電体平板の間に配設された誘電体ストリップと、この２枚の導電体平板の一方に設けたスロットとで構成された平面アンテナ部とを備え、（ｃ）少なくとも前記ミリ波集積回路部を構成する２枚の導電体平板の一方と、前記平面アンテナ部を構成する２枚の導電体平板の一方とが同一平面内に一体化して配置された状態で、ミリ波を低損失で透過させることができる材料からなる識別プレート背面又は内部に配設されていること、を特徴とする。 【０００５】ミリ波を低損失で透過させることができる材料としては、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＦＲＰＰ（繊維強化ポリプロピレン）、ＡＢＳ等の樹脂が使用される。 以上の構成において、移動手段の前部（あるいは後部）に装着された移動手段用通信モジュールをレーダとして使用する場合、ミリ波集積回路部から伝搬してきたミリ波は、平面アンテナ部から放射され、識別プレートを透過してその一部が前方（あるいは後方）を走行する移動手段に達した後、この走行移動手段によって反射され再び識別プレートを透過して平面アンテナ部に入射する。 【０００６】また、この移動手段用通信モジュールを移動手段相互間通信に使用する場合、送信時には通信情報をミリ波集積回路部においてミリ波に変換し、このミリ波を平面アンテナ部から放射し、識別プレートを透過させて前方（あるいは後方）を走行する移動手段の通信モジュールのアンテナ部に送信する。 逆に、受信時には、
前方（あるいは後方）を走行する移動手段の通信モジュールのアンテナ部から放射されたミリ波（通信情報）
が、識別プレートを透過して平面アンテナ部に達するので、これを受信する。 ここに、移動手段用通信モジュールは、送信及び受信の両方可能なシステムに限るものではなく、送信あるいは受信のいずれか一方のみが可能なシステムも含む。 【０００７】そして、少なくともミリ波集積回路部を構成する２枚の導電体平板の一方と、平面アンテナ部を構成する２枚の導電体平板の一方とが同一平面内に一体化して配置されているため、移動手段用通信モジュールは平板状の薄いものになる。 しかも、この移動手段用通信モジュールは、識別プレートの背面または内部に配設されるため移動手段表面には殆ど露出しない。 【０００８】また、本発明に係る移動手段用通信モジュールは、（ｄ）平行配置された２枚の導電体平板の間に配設された誘電体ストリップ及び電気機能素子を有するミリ波集積回路部と、（ｅ）前記平行配置された２枚の導電体平板の間に配設された誘電体ストリップと、この２枚の導電体平板の一方に設けたスロットとを有する平面アンテナ部とを備え、（ｆ）ミリ波を低損失で透過させることができる材料からなる識別プレート背面又は内部に配設されていること、を特徴とする。 【０００９】以上の構成において、構成品数がより少なくなり、そのぶん製造コストも安価になる。 また、本発明に係る移動手段用通信モジュールは、導電体平板に段差を設けて平面アンテナ部を厚み方向に非対称構造にし、誘電体ストリップを伝搬するミリ波を漏洩放射することを特徴とする。 以上の構成において、良好なインピーダンス整合が行われ、より広い帯域で放射効率がアップする。 【００１０】また、本発明に係る移動手段用通信モジュールは、平面アンテナ部が漏洩放射されたミリ波の放射方向を所定の方向に偏向する偏向手段を有することを特徴とする。 以上の構成において、漏洩放射されたミリ波を同一方向に偏向し、実質的に一様な電界分布で、かつ殆ど残留電力がない状態でミリ波が放射される。 【００１１】 【実施例】以下、本発明に係る移動手段用通信モジュールの一実施例について添付図面を参照して説明する。 本実施例は、移動手段用通信モジュールとして、車間距離や前方（あるいは後方）の走行車輌との相対速度等を計測する車載用レーダヘッドの場合について説明する。 【００１２】図１及び図２は車載用レーダヘッド１の構造を示すものである。 レーダヘッド１はミリ波集積回路部２と平面アンテナ部３を備え、平板形状をしている。
ミリ波集積回路部２は、非放射性誘電体線路（Ｎｏｎｒ
ａｄｉａｔｉｖｅ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｗａｖｅｇ
ｕｉｄｅ、以下ＮＲＤガイドとする）２０と一群のＮＲ
Ｄガイド電気機能素子、すなわち、ＦＭ変調機能付ガン発振器２１、サーキュレータ２２，２３、方向性結合器２４ａ，２４ｂ，２５、ミキサ２６、無反射終端器２７
にて構成されている。 【００１３】ＮＲＤガイド２０は、概略、導電体ベース板５、誘電体ストリップ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０
ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２０ｇ，２０ｈ，２０ｉ及び導電体平板６からなる。 誘電体ストリップ２０ａ〜２０ｉの材料としては、低損失な材料であるフッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等が使用される。 導電体ベース板５と導電体平板６には、それぞれねじ穴５１、
６８が設けられている。 導電体ベース板５と導電体平板６は、導電体ベース板５の外周部に配設された導電体スペーサ７にて一定の間隔を確保した状態で、ねじ穴５
１，６８にねじを螺着させてねじ留めすることにより平行配置される。 導電体ベース板５と導電体平板６の間には、誘電体ストリップ２０ａ〜２０ｉ及び一群のＮＲＤ
ガイド電気機能素子２１〜２７が挿入されている。 【００１４】ＦＭ変調機能付ガン発振器２１は誘電体ストリップ２０ａを介してサーキュレータ２２に連結している。 サーキュレータ２２に連結している誘電体ストリップ２０ｂは、その終端部に無反射終端器２７が連結している。 サーキュレータ２２は誘電体ストリップ２０ｃ
を介して方向性結合器２４ａに連結している。 この方向性結合器２４ａによって信号線路は２本に分かれ、一方は誘電体ストリップ２０ｄを介して方向性結合器２５に連結すると共に、他方は誘電体ストリップ２０ｇを介して方向性結合器２４ｂに連結している。 誘電体ストリップ２０ｇはその両終端部に無反射終端器２７が連結している。 方向性結合器２５は後述の平面アンテナ部３の誘電体ストリップ３０ａに連結している。 方向性結合器２
４ｂは誘電体ストリップ２０ｆを介してサーキュレータ２３に連結すると共に、誘電体ストリップ２０ｈを介してミキサ２６に連結している。 サーキュレータ２３は誘電体ストリップ２０ｅを介して後述の平面アンテナ部３
の誘電体ストリップ３０ｂに連結している。 サーキュレータ２３に連結している誘電体ストリップ２０ｉはその終端部に無反射終端器２７が連結している。 【００１５】また、ＦＭ変調機能付ガン発振器２１及びミキサ２６には、それぞれ信号線が接続され、その終端部は導電体ベース板５を貫通して導電体ベース板５の裏側に導出し、例えば車輌本体に内蔵されたそれぞれの信号処理部に接続される。 そして、ＦＭ変調機能付ガン発振器２１を駆動する周波数制御信号及びミキサ２６から出力される中間周波数信号は、これらの信号線を利用して伝送される。 なお、ＦＭ変調機能付ガン発振器２１、
サーキュレータ２２，２３、方向性結合器２４ａ，２４
ｂ，２５、ミキサ２６、無反射終端器２７は周知のものであり、詳細な説明は省略する。 【００１６】平面アンテナ部３は、ＮＲＤガイド３０とスロットアンテナ３３にて構成され、導電体スペーサ７
に設けられた仕切り導体５０によってミリ波集積回路部２と隔てられている。 ＮＲＤガイド３０は、概略、導電体ベース板５、誘電体ストリップ３０ａ，３０ｂ、導電体平板６からなる。 すなわち、ミリ波集積回路部２のＮ
ＲＤガイド２０と平面アンテナ部３のＮＲＤガイド３０
は、導電体ベース板５と導電体平板６を共有している。
誘電体ストリップ３０ａ，３０ｂはそれぞれ導電体ベース板５と導電体平板６の間に挿入されている。 誘電体ストリップ３０ａ，３０ｂの材料としては、低損失な材料であるフッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等が使用される。 【００１７】導電体ベース板５には、誘電体ストリップ３０ａ，３０ｂから所定距離だけ離れ、かつ誘電体ストリップ３０ａ，３０ｂによって伝搬されるミリ波による電界強度が比較的高い位置に、それぞれミリ波を放射するための段差Ｓ１，Ｓ２が設けられており、この部分において平面アンテナ部３は厚み方向に非対称構造になっている。 【００１８】さらに、離れた位置に、ミリ波の放射方向を誘電体ストリップ３０ａ，３０ｂの長手方向と垂直な方向に偏向するための誘電体プリズム３４ａ，３４ｂがそれぞれ設けられている（図３参照）。 誘電体プリズム３４ａ，３４ｂにはフッ素樹脂等の誘電体材料が使用される。 誘電体プリズム３４ａ，３４ｂは誘電体ストリップ３０ａ，３０ｂに対向している側の面がのこぎり波又は三角波形状になっており、反対側の面が誘電体ストリップ３０ａ，３０ｂに対して平行な平面になっている。 【００１９】図４に示すように、導電体平板６には格子状にスロット３２が形成され、このスロット３２が形成された略矩形状部分がスロットアンテナ３３として機能する。 なお、スロット３２を形成することによって導電体平板６から分離した小片６ａは、導電体平板６の手前側の面に設けた保護膜（図示せず）に接合させることにより保持される。 この保護膜は、ミリ波を低損失で透過させることができる材料からなる。 【００２０】以上の構成のレーダヘッド１は、ミリ波の放射方向には薄型化でき、かつ、放射方向に対して垂直な方向には広い放射面積が確保できる。 次に、このレーダヘッド１の作用について説明する。 レーダヘッド１において、ミリ波集積回路部２のＮＲＤガイド２０と平面アンテナ部３のＮＲＤガイド３０は、電気的、機械的に整合性がよい。 従って、ミリ波集積回路部２のＦＭ変調機能付ガン発振器２１から出射したミリ波は、誘電体ストリップ２０ａ、サーキュレータ２２、誘電体ストリップ２０ｃ、方向性結合器２４ａ、誘電体ストリップ２０
ｄを順に伝搬して方向性結合器２５に導かれる。 この方向性結合器２５において、誘電体ストリップ３０ａへ導かれるミリ波と誘電体ストリップ３０ｂへ導かれるミリ波に分波される。 前者のミリ波と後者のミリ波との間には９０度の位相差が生じる。 【００２１】誘電体ストリップ３０ａへ導かれたミリ波は、段差Ｓ１の存在により誘電体ストリップ３０ａから漏洩放射された後、誘電体プリズム３４ａによって誘電体ストリップ３０ａの長手方向と垂直な方向となるように偏向され、導電体平板６に形成されたスロットアンテナ３３に入射する。 一方、誘電体ストリップ３０ｂへ導かれたミリ波は、段差Ｓ２の存在により誘電体ストリップ３０ｂから漏洩放射された後、誘電体プリズム３４ｂ
によって誘電体ストリップ３０ｂの長手方向と垂直な方向となるように偏向され、導電体平板６に形成されたスロットアンテナ３３に入射する。 これらスロットアンテナ３３に入射した二つのミリ波は、相互間に９０度の位相差を有しているので、左旋回又は右旋回の円偏波としてスロットアンテナ３３のスロット３２から放射される。 【００２２】円偏波の効果は、車載用レーダヘッドとして使用した場合、統一した偏波面を有する円偏波とすることにより、他の車輌から反射したミリ波と対向車輌のレーダヘッドから放射されたミリ波の偏波面が逆旋となり、他の車輌から反射したミリ波のみを受信し、対向車輌から放射されたミリ波の電磁干渉を防止することができる。 【００２３】一方、スロットアンテナ３３のスロット３
２から平面アンテナ部３内に入射したミリ波は誘電体ストリップ３０ａと３０ｂで受信され、ミリ波集積回路部２の方向性結合器２５、誘電体ストリップ２０ｅ、サーキュレータ２３、誘電体ストリップ２０ｆ、方向性結合器２４ｂに順に導かれる。 方向性結合器２４ｂには、Ｆ
Ｍ変調機能付ガン発振器２１から出射したミリ波の一部が方向性結合器２４ａによって誘電体ストリップ２０ｇ
を伝搬して導かれており、このミリ波と前記平面アンテナ部３内に入射してミキサ２６に導かれたミリ波とが混合されて中間周波数信号とされる。 【００２４】次に、レーダヘッド１の車輌への装着について説明する。 図５に示すように、レーダヘッド１は、
車輌８０の前部バンパー８１の車輌識別ナンバープレート取付け部分８１ａに、スロットアンテナ３３が車輌８
０の前方を向くように装着される。 さらに、車輌識別ナンバープレート７０が、導電体平板６に設けた穴６７及び車輌識別ナンバープレート７０に設けた穴７１にビスを挿入してビス留めすることによりレーダヘッド１の表面に装着される。 このとき、スロットアンテナ３３の面が略垂直方向になるように、かつ、レーダヘッド１が車輌識別ナンバープレート７０の外周より内側に配設されるように設定される。 従って、レーダヘッド１は車輌識別ナンバープレート７０の背面に位置し、車輌８０の表面には殆ど露出しないので、車輌８０の外観は殆ど変わらない。 【００２５】車輌識別ナンバープレート７０の材料としては、ミリ波を低損失で透過させることができる材料が使用される。 具体的にはＰＣ（ポリカーボネート）、Ｐ
ＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＦＲＰＰ（繊維強化ポリプロピレン）、ＡＢＳ等の樹脂が使用される。
図６は以上の構成からなるレーダヘッド１の等価電気回路図である。 図４を参照しながら、車輌８０に装着されたレーダヘッド１の作用について説明する。 【００２６】周波数制御信号に基づいてＦＭ変調機能付ガン発振器２１から出射したミリ波は、サーキュレータ２２、方向性結合器２４ａ、方向性結合器２５、誘電体ストリップ３０ａ，３０ｂを介して、スロットアンテナ３３のスロット３２から車輌８０の前方向に放射される。 放射されたミリ波は車輌識別ナンバープレート７０
を透過して、その一部が前方を走行する車輌に達した後、この車輌によって反射される。 反射したミリ波は再び車輌識別ナンバープレート７０を透過してスロット３
２から平面アンテナ部３の内に入射し、誘電体ストリップ３０ａ，３０ｂで受信された後、方向性結合器２５、
サーキュレータ２３、ミキサ２６を介して中間周波数信号として車輌８０の内部に搭載された信号処理部に伝送される。 この信号処理部では、伝送された中間周波数信号に基づいて車間距離等を算出し、その結果を車輌８０
に設置した液晶画像装置等に表示する。 【００２７】なお、本発明に係る移動手段用通信モジュールは前記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形することができる。 前記実施例は、車輌用通信モジュールの場合を説明したが、必ずしもこれに限定する必要はなく、船舶等の通信モジュールであってもよい。 ミリ波集積回路部と平面アンテナ部の位置関係、サイズ等は任意であり、仕様に合わせて種々のものが採用される。 【００２８】また、前記実施例では、導電体ベース板５
と導電体平板６はそれぞれ一枚ものにて製作したが、いずれか一方をミリ波集積回路部と平面アンテナ部に２分割して製作してもよい。 また、移動手段用通信モジュールを識別プレートに内蔵したり、移動手段用通信モジュールと識別プレートを一体で製造したり、あるいは、移動手段用通信モジュールを移動手段後部の識別プレートにも設けてもよい。 【００２９】さらに、アンテナレドームの表面に識別文字やナンバー文字等を印刷またはプレス等によって形成し、アンテナレドームに識別プレートとしての機能も持たせるようにしてもよい。 ここに、アンテナレドームとは移動手段用通信モジュールを雨、雪、氷等から守るための誘電体保護部材であり、その材料としては薄くて耐候性の優れたものが要求される。 具体的には、ＰＣ，Ｐ
ＢＴ，ＦＲＰＰ，ＡＢＳ等の樹脂が使用される。 【００３０】また、移動手段用通信モジュールは、前記実施例のレーダとしての機能の他に移動手段相互間の通信機能も有している。 【００３１】 【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明によれば、ミリ波集積回路部と平面アンテナ部が、平行配置された２枚の導電体平板とこの２枚の導電体平板の間に配設された誘電体ストリップにて構成された非放射性誘電体線路をそれぞれ有するので、ミリ波集積回路部と平面アンテナ部の整合性がよい移動手段用通信モジュールが得られる。 そして、少なくともミリ波集積回路部を構成する２枚の導電体平板の一方と、平面アンテナ部を構成する２枚の導電体平板の一方とが同一平面内に一体化して配置されているので、平板状の薄い移動手段用通信モジュールになる。 しかも、この移動手段用通信モジュールは、識別プレートの背面または内部に配設されるので移動手段表面には殆ど露出せず、移動手段の外観は殆ど変わらない。 この結果、移動手段の外観を殆ど変更することなく、移動手段に装着することができる。 【００３２】さらに、形状が平板状で、かつ、構造が簡素であるので、生産性が良く、製造コストも安価なものができる。 また、本発明によれば、導電体平板に段差を設けて平面アンテナ部を厚み方向に非対称構造にし、誘電体ストリップを伝搬するミリ波を漏洩放射することによって、インピーダンス整合を改善し、より広い帯域で放射効率をアップさせることができる。 【００３３】また、本発明によれば、平面アンテナ部が漏洩放射されたミリ波の放射方向を所定の方向に偏向する偏向手段を有することによって、漏洩放射されたミリ波を同一方向に偏向し、実質的に一様な電界分布で、かつ殆ど残留電力がない状態でミリ波を放射することができる。 特に、ミリ波の放射方向には薄型化でき、かつ、
放射方向に対して垂直な方向には広い放射面積を確保できるので、この移動手段用通信モジュールを車輌識別ナンバープレートの背面又は内部に配設された車載用レーダヘッドとして使用する場合は最適である。 【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る移動手段用通信モジュールの一実施例を示す組立て斜視図。 【図２】ミリ波集積回路部と平面アンテナ部の内部拡大平面図。 【図３】図２のIII−III断面図。 【図４】図１に示した移動手段用通信モジュールに使用される導電体平板の拡大平面図。 【図５】図１に示した移動手段用通信モジュールを車輌に装着した状態を示す斜視図。 【図６】図１に示した移動手段用通信モジュールの等価電気回路図。 【符号の説明】 １…車載用レーダヘッド（移動手段用通信モジュール） ２…ミリ波集積回路部 ３…平面アンテナ部 ５…導電体ベース板 ６…導電体平板 ２０…ＮＲＤガイド ２０ａ〜２０ｉ…誘電体ストリップ ２１…ＦＭ変調機能付ガン発振器 ２２，２３…サーキュレータ ２４ａ，２４ｂ，２５…方向性結合器 ２６…ミキサ ２７…無反射終端器 ３０…ＮＲＤガイド ３０ａ，３０ｂ…誘電体ストリップ ３２…スロット ３３…スロットアンテナ ３４ａ，３４ｂ…誘電体プリズム（偏向手段） ７０…車輌識別ナンバープレート ８０…車輌 Ｓ１，Ｓ２…段差 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 6識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｑ 23/00 Ｈ０４Ｂ 1/38 |
