天线装置和雷达装置

技术领域

本发明提供一种探测目标物体(以下称为“物标”)的雷达装置和用于该雷达装置中的天线装置。

背景技术

近年来，搭载在汽车上并探测物标的雷达装置的开发正在进行。物标的一个示例是在搭载有雷达装置的汽车行驶的情况下的在该汽车的前方行驶的汽车。物标的其他示例是在搭载有雷达装置的汽车行驶的情况下的位于该汽车的前方的障碍物。

在汽车雷达装置中，通常，发送天线和接收天线单独地设置，并且设置有两个以上的接收天线。信道的定义将在后文阐述。发送天线辐射电波。接收天线接收该发送天线所辐射的电波的来自物标的反射波。汽车用雷达装置的信号处理器基于随着从发送天线辐射电波起到接收天线接收到反射波为止的时间或与物标的距离而变化的频率，来计算从汽车到物标为止的距离。此外，信号处理器基于物标的距离的时间变化分量来计算物标的速度，并且基于由多个接收信道接收到的信号的相位差来计算从汽车观察到的物标的方位、即物标的角度。汽车用雷达装置基于计算出的物标的距离、速度和角度，防止与障碍物的碰撞并进行本车辆的行驶控制。

在上述那样的背景技术下，下述非专利文献1中还公开了通过设置两个以上的发送天线来虚拟地扩大天线开口的方法。由于在收发中都具有多个信道，因而该方法被称为多输入和多输出(Multiple-Input and Multiple-Output：以下称为“MIMO”)。以下，将使用MIMO方式的雷达装置称为“MIMO雷达”，将MIMO雷达中使用的天线装置称为“MIMO天线”。

现有技术文献

非专利文献

Jian Liand Petre Stoica，“MIMO Radar with Colocated Antennas(具有同位天线的MIMO雷达)”，IEEE Signal Processing Magazine(IEEE信号处理期刊)，Vol.24，Issue 5，pp.106-114，2007年9月。

发明内容

发明所要解决的技术问题

通常，天线开口的大小与天线图案的波束宽度成反比。因此，通过增大天线开口，能缩窄天线图案的波束宽度。此外，在MIMO天线中，由于能虚拟地扩大天线开口的大小，因而，能够缩窄天线图案的波束宽度。此外，即使在增宽接收天线的信道间隔而不改变信道数的情况下，由于能够扩大天线开口的大小，因此能够缩窄天线图案的波束宽度。

另一方面，在增宽了接收天线的信道间隔的情况下，由于在波束扫描时使许多被称为光栅瓣的不希望的辐射产生，因此产生难以确定物标的角度这样的问题。

此外，在由接收天线测定物标的水平方向上的角度和垂直方向上的角度的情况下，需要平面配置接收信道，从而存在大幅地增加成本并且使装置复杂化这样的问题。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于得到一种天线装置，能抑制成本的增加，并使观测物标时的角度分辨率提高。

用于解决技术问题的技术手段

为了解决上述问题从而达成目的，本发明所涉及的天线装置包括具有多个发送信道的发送天线和具有多个接收信道的接收天线。发送天线具有第一发送天线、第二发送天线、第三发送天线、及第四发送天线。第一发送天线与第二发送天线之间的间隔比接收天线的整体的宽度要宽。第三发送天线与第四发送天线之间的间隔比多个接收信道中的相邻信道之间的间隔要窄。

发明效果

根据本发明所涉及的天线装置，实现如下的效果：能够抑制成本的增加，并且使观测物标时的角度分辨率提高。

附图说明

图1是示出实施方式1所涉及的包含天线装置在内的雷达装置的结构例的图。

图2是示出实现图1所示的信号处理器的功能的硬件结构的一个示例的图。

图3是示出实施方式1所涉及的天线装置中的元件天线的配置例的图。

图4是示出实施方式1所涉及的天线装置的高分辨率模式时的等效天线结构的图。

图5是示出实施方式1所涉及的天线装置的高分辨率模式时的水平面内的接收天线图案的一个示例的图。

图6是示出实施方式1所涉及的天线装置的广角模式时的等效天线结构的图。

图7是示出实施方式1所涉及的天线装置的广角模式时的水平面内的接收天线方向图的一个示例的图。

图8是示出实施方式2所涉及的天线装置中的元件天线的配置例的图。

图9是示出实施方式2所涉及的天线装置的高分辨率模式时的水平面内的发送天线图案的一个示例的图。

图10是示出实施方式2所涉及的天线装置的高分辨率模式时的等效天线结构的图。

图11是示出实施方式3所涉及的天线装置中的元件天线的配置例的图。

图12是示出实施方式3所涉及的天线装置的高分辨率模式时的等效天线结构的图。

图13是示出实施方式3所涉及的天线装置的变形例的图。

图14是示出实施方式3的变形例所涉及的天线装置的高分辨率模式时的等效天线结构的图。

图15是示出图1所示的雷达装置中使用的高频电路的结构例的图。

图16是示出图15所示的高频电路的其他的结构例的图。

图17是示出实施方式5所涉及的天线装置中的元件天线的配置例的图。

图18是示出实施方式5所涉及的搭载天线装置的基板的第一结构例的剖面图。

图19是示出实施方式5所涉及的搭载天线装置的基板的第二结构例的剖面图。

图20是图19所示的第二基板的第二结构例中的XX-XX线的第一剖面图。

图21是图19所示的第二基板的第二结构例中的XX-XX线的第二剖面图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式所涉及的天线装置及雷达装置进行详细地说明。此外，本发明并不由以下实施方式所限定。

实施方式1.

图1是示出实施方式1所涉及的包含天线装置在内的雷达装置的结构例的图。在图1中，雷达装置300包括发送天线10、发送部302、接收天线30、接收部320、和信号处理器330。

发送部302包括电压控制振荡器304、功率分配器306、高频发送电路600、数模(Digital Analog：以下记为“DA”)转换器327、和调制电路350。

接收部320包括多个混频器324、多个基带放大器323、以及多个模数(AnalogDigital：以下记为“AD”)转换器326。

另外，图1是简化图，例如，在发送部302中省略了调制器、倍增器和放大器等结构要素，在接收部320中省略了滤波器和放大器等结构要素。在接收天线30与混频器324之间也可设置低噪声放大器。

另外，虽然省略图示，但是调制电路350构成为包括基准信号振荡器、DA转换器、AD转换器、放大器、混频器、滤波器、和频率分频器等。此外，高频发送电路600构成为包括高输出放大器(后文叙述的放大器132)、移相器(后文叙述的移相器131)等。

此外，在图1中，发送天线10包括由一个以上的元件天线82构成的多个发送信道。

电压控制振荡器304的本地振荡信号的输出端连接至功率分配器306的输入端。功率分配器306对电压控制振荡器304的本地振荡信号进行功率分配，并且输出至高频发送电路600。功率分配器306的多个输出端分别连接至高频发送电路600的各个输入端以及调制电路350的输入端。高频发送电路600的各个输出端分别连接至发送天线10。

调制电路350的振荡信号输出端连接至电压控制振荡器304的控制电压的输入端。调制电路350的本地振荡信号输入端连接至功率分配器306的输出端。调制电路350连接至信号处理器330，进行信号的输入输出。

DA转换器327的输出端连接至高频发送电路600。DA转换器327的输入端连接至信号处理器330。DA转换器327将来自信号处理器330的发送控制信息转换为模拟的发送控制信号，并且输入至高频发送电路600。发送控制信息包含相位控制信息和发送输出信息，发送控制信号包含相位控制信号和输出控制信号。另外，关于高频发送电路600中的发送信道的详细情况，随后在实施方式4中进行叙述。

调制电路350从信号处理器330接收包含频率调制宽度和调制周期在内的调制参数的信息，并且根据接收到的调制参数，与电压控制振荡器304协作地生成调制信号。电压控制振荡器304与从调制电路350输入的信号的电压变化相对应地使输出信号的频率变化，由此生成调制信号。该调制信号例如可以是FM-CW调制信号或高速调制信号，所述FM-CW调制信号生成具有例如频率相对于时间的变化重复直线上升和下降而变化的调制频率特性的线性调频信号，所述高速调制信号以比FM-CW调制要快的调制速度来生成线性调频信号。

调制电路350也可以由在产生调制信号时使相位同步以使调制信号稳定的相位同步控制(Phase Locked Loop：PLL)电路构成。

例如，如日本专利第6351910号和日本专利第2018-185347号所公开的那样，调制电路350基于内部振荡器进行振荡而得到的发生信号和来自信号处理器330的振荡控制信号，调整用于将电压控制振荡器304输出的本地振荡信号的振荡频率控制为期望频率的调制控制电压。调制电路350将来自电压控制振荡器304的本地振荡信号的检测信息输入至信号处理器330。另外，关于调制电路350的动作的详细情况，省略其说明。

高频发送电路600根据从信号处理器330产生的发送控制信号，通过相位控制信号控制移相器的相位，并且通过输出控制信号控制高输出放大器的输出。另外，关于这些控制，随后在实施方式4中进行叙述。

接收天线30通过多个元件天线92构成阵列天线。多个元件天线92分别连接至混频器324。各个混频器324分别连接至基带放大器323。各个基带放大器323分别连接至AD转换器326。位于接收部320的输出端的AD转换器326的输出被输入至信号处理器330。

接着，说明图1所示的雷达装置300的动作。首先，电压控制振荡器304中，基于来自未图示的调制器的调制信号生成发送信号。电压控制振荡器304中生成的发送信号经由功率分配器306和高频发送电路600被引导至发送天线10，从发送天线10辐射至空间。辐射至空间的发送波96由物标95反射。来自物标95的反射波97由接收天线30中的多个元件天线92接收。

各个元件天线92处的接收信号被输出至分别连接到各个元件天线92的各个混频器324。对于从各个元件天线92输出的接收信号，各个混频器324使用经由功率分配器306从电压控制振荡器304提供的本地振荡信号来生成差拍信号。差拍信号是模拟信号。各个AD转换器326将模拟信号的各个差拍信号转换为数字差拍信号，并将每个数字差拍信号输出到信号处理器330。

信号处理器330进行各个数字差拍信号的波形整形、温度校正等信号校正处理、频率傅立叶变换处理等。此外，信号处理器330基于处理后的各个差拍信号进行接收波束的波束合成和数字波束形成处理，并且运算并输出物标95的距离、速度和角度。此外，信号处理器330具有模式切换部340。模式切换部340的详细情况将在后文中叙述。

图1所示的信号处理器330的功能的全部或一部分可通过例如图2所示的硬件结构来实现。图2是示出实现图1所示的信号处理器330的功能的硬件结构的一个示例的图。信号处理器330能构成为包含进行运算的处理器500、存储由处理器500读取的程序和数据的存储器502、和进行信号的输入输出的接口504。

在图1所示的信号处理器330以图2的结构来实现的情况下，信号处理器330例如通过图2所示的处理器500执行存储在存储器502中的程序来实现。另外，也可以信号处理器330的功能中的一部分安装作为电子电路，而其他的部分使用处理器500和存储器502来实现。

处理器500例如使用运算装置、微处理器、微机、CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、或DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)这样的运算单元。作为存储器502，能例示出RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable ROM：可擦可编程只读存储器)、EEPROM(注册商标)(Electrically EPROM：电可擦可编程只读存储器)这样的非易失性或易失性的半导体存储器。

处理器500能够经由接口504交换需要的信息，并且通过处理器500执行存储在存储器502中的程序，从而执行上述的处理。处理器500所获得的运算结果能存储于存储器502中。

接着，对实施方式1所涉及的天线装置进行说明。图3是示出实施方式1所涉及的天线装置中的元件天线的配置例的图。图3中，实施方式1所涉及的天线装置150具有发送天线10a、10b、10c、10d和接收天线30。另外，在以下的记载中，发送天线10a、10b、10c、10d可分别称为“第一发送天线”、“第二发送天线”、“第三发送天线”和“第四发送天线”。

发送天线10a具有发送信道11。发送信道11具有馈电点81、元件天线82和线路83。发送信道11经由多个元件天线82形成分布式恒定线路83而连接到馈电点81，形成子阵列天线。线路83的示例是导体图案。在发送信道11中，施加到馈电点81的高频信号作为电波从作为子阵列天线的构成要素的各个元件天线82辐射至空间。

馈电点81与元件天线82之间以及相邻的元件天线82彼此之间通过线路8来连接。馈电点81指的是输出高频信号且在图3中未图示的集成电路(Integrated Circuit：以下记为“IC”)与线路83之间的电连接点。这里，将连接到馈电点81的元件天线82和线路83汇总而得到的一个处理单位定义为“发送信道”。

元件天线82的一个示例为如图3所示那样的四边形的贴片天线。贴片天线能够通过在电介质基板的一个面上由导体形成辐射元件并将背面设为接地板、即接地导体来实现。然而，图3中，省略了电介质基板和接地板的显示。另外，元件天线82并非必须是贴片天线，也可使用只要具有辐射功能即可的任意天线。此外，图3中，一个发送信道11中所包含的元件天线82的数量设为4，但元件数量是任意的，并且元件数量也可为1。

发送天线10b具有一个发送信道21，发送天线10c具有一个发送信道41，发送天线10d具有一个发送信道42。图3中，发送信道21、41、42的结构设成与发送信道11相同的结构。在发送信道21、41、42中，多个元件天线82分别经由线路83连接至馈电点81，从而形成子阵列天线。另外，各发送信道中的元件天线数量也可在发送信道间不同，但优选为发送天线10a的元件天线数量和发送天线10b的元件天线数量相同，并且优选为发送天线10c的元件天线数量和发送天线10d的元件天线数量相同。

接收天线30具有接收信道31、32、33、34(以下记为“31～34”)。接收天线30中的各个接收信道各自具有接收点91、元件天线92以及线路93，多个元件天线92经由形成分布式恒定线路的线路93而连接至接收点91，从而各个元件天线92形成子阵列天线。形成子阵列天线的各个接收信道在元件天线92中接收由物标95反射的反射波97，并且将由接收到的反射波97产生的高频信号提供至接收点91。

馈电点91与元件天线92之间以及相邻的元件天线92之间通过线路93来连接。馈电点91指的是输入高频信号且在图3中未图示的IC与线路93之间的电连接点。这里，将连接到馈电点91的元件天线92和线路93汇总而得到的一个处理单位定义为接收信道。

与发送信道11相同，元件天线92的一个示例为如图3所示那样的四边形的贴片天线。另外，元件天线92并非必须是贴片天线，也可使用只要具有接收功能即可的任意天线。此外，图3中，一个接收信道31中所包含的元件天线92的数量设为4，但元件数量是任意的，并且元件数量也可为1。

此外，图3中，接收信道32、33、34的结构设成与接收信道31相同的结构。另外，图3中，接收信道数量设为4，但也能够将接收信道数量设为2以上的任意数量。

接着，说明实施方式1所涉及的天线装置150中的发送天线10a、10b、10c、10d和接收天线30的位置关系。

首先，在接收天线30中，沿着第一方向即x1方向排列4个接收信道31～34。第一方向是水平方向。此外，在接收天线30中，沿着第二方向即y1方向排列构成各个接收信道的4个元件天线92。第二方向是与第一方向正交的方向，相对于地面是垂直方向。此外，第三方向即z1的正或负方向是从接收天线30的正前方到达的接收电波的到达方向。第三方向是与第一方向和第二方向中的每一个正交的方向。

如上，在实施方式1中的接收天线30中，由在y1方向上排列的四个元件天线92构成一个接收信道，由在沿x1方向上排列的四个接收信道31～34在x1方向上构成线性阵列。

在接收天线30中，四个接收信道31～34以等间隔排列。在图3中，接收信道31～34中的相邻信道之间的间隔记为“Dr”，接收天线30的整体的宽度记为“Ar1”。其中，为了将Ar1定义为能够有助于接收的接收信道的开口宽度，将位于纸面左侧即接收天线30一侧的接收信道31中的元件天线92的左端与位于纸面右侧即接收天线30另一侧的接收信道34中的元件天线92的右端之间的宽度设为Ar1。此外，接收信道31中的元件天线92的相位中心与接收信道34中的元件天线92的相位中心之间的间隔设为Ar11。即，间隔Ar11是由四个接收信道31～34所构成的接收天线30的实质开口宽度。

此外，发送天线10a与发送天线10b以比接收天线30的整体的宽度Ar1要宽的间隔来配置。图3中，将该间隔记为“At1”此外，发送天线10c与发送天线10d以比接收信道31～34中的相邻信道之间的间隔Dr要窄的间隔来排列。另外，图3中，发送天线10b与发送天线10c之间的间隔记为“L1”，且发送天线10b的相位中心与发送天线10c的相位中心之间的间隔记为“L2”，但是，在不脱离本实施方式的天线装置的主旨的范围内，L1和L2能取任意值。

若整理上述的关系，则在发送天线10a与发送天线10b之间的间隔At1、接收天线30的整体的宽度Ar1、接收信道31～34中的相邻信道之间的间隔Dr、和发送天线10c与发送天线10d之间的间隔Dt之间成立下式的关系。

At1>Ar1>Dr>Dt…(1)

接着，对实施方式1所涉及的天线装置150的动作进行说明。

首先，实施方式1所涉及的天线装置150大致以两个动作模式来进行动作。动作模式中的一个是天线装置作为MIMO天线而进行动作的“MIMO动作模式”。动作模式中的另一个是天线装置作为相控阵天线而进行动作的“相控阵列动作模式”。

MIMO动作模式中，从发送天线10a、10b、10c、10d中的至少两个发送信道辐射相互正交的多个信号的电波，并且经由接收天线30接收到的接收信号被解调分离，并且通过数字处理进行加权合成。在生成彼此正交的多个信号的技术中，存在有使用针对发送信号的编码调制的方式、针对每个发送天线改变载波频率的方式、针对每个发送天线改变发送定时的时分方式、以及针对雷达发送的每个脉冲施加相位调制的方式等。以下，将本实施方式所涉及的天线装置作为MIMO天线进行动作称作“MIMO动作”。

此外，相控阵列动作模式中，从发送天线10a、10b、10c、10d中的至少两个发送信道同时向空间辐射单个信号的电波，并且通过图1或图3中未图示的移相器或信号处理器330的信号处理对经由接收天线30接收到的接收信号进行相位调整并进行波束合成。另外，在发送信号作为电波辐射到空间中时，可通过移相器进行电波的辐射方向的控制、即天线图案的波束控制。以下，将本实施方式所涉及的天线装置作为相控阵列雷达用的天线装置进行动作称作“相控阵列动作”。

此外，MIMO动作模式中还存在有两个动作模式。两个动作模式中的一个是由天线装置能够观测的角度范围相对较窄但能够分辨的角度分辨率相对较高“高分辨率模式”。两个动作模式中的另一个是由天线装置能够分辨的角度分辨率相对较低但能够观测的角度范围相对较宽的“广角模式”。另外，以下的记载中，高分辨率模式可称为“第一动作模式”，广角模式可称为“第二动作模式”。此外，相控阵列动作模式可称为“第三动作模式”。

模式切换部340根据预先设定的控制序列或来自外部的模式控制信号(未图示)选择高分辨率模式和广角模式中的任一方，并且生成与所选择的动作模式相对应的发送控制信息并输出至DA转换器327。信号处理器330根据模式切换部340的选择，进行与所选择的动作模式相对应的接收信号处理。此外，信号处理器330基于接收天线30的接收信号，使用来自AD转换器326的接收信号形成接收波束，并且进行对物标95的距离、速度及角度推定处理的运算处理。

以下，在本说明书中，对高分辨率模式和广角模式进行详细说明。另外，在实施方式1的天线装置150中，相控阵列动作使用公知技术，在此省略详细的说明。

首先，对高分辨率模式进行说明。在高分辨率模式中，基于与高分辨率模式相对应的发送控制信息和接收信号处理，使用发送信道11、21和接收信道31～34。

在图3的发送信道11中，当高频信号被施加至馈电点81时，从元件天线82辐射发送波96。图3的发送信道21也同样地动作。下面，为了简化说明，将从连接至某个发送信道的元件天线辐射发送波96的动作简单记载为“从发送信道辐射电波”。此外，相同地，为了简化说明，将从连接至某个接收信道的元件天线接收反射波97的动作简单记载为“由接收信道来接收电波”。

从发送信道11、21辐射的发送波96由物标95反射，并且来自物标95的反射波97由接收天线30接收。在接收信道31中，由元件天线92接收的高频信号被输入至接收点91。接收信道32、33、34的动作也相同。

来自发送信道11的电波的辐射以及来自发送信道21的电波的辐射根据由模式切换部340预先设定的控制序列或来自外部的模式控制信号(未图示)在每个频率线性调频周期内以时分方式交替地切换。发送信道11以及发送信道21使用相同波形的频率线性调频。

另外，通过适当地构成电压控制振荡器304、混频器324以及功率分配器306，也可以通过频分或者正交码分使发送信道11、21以及接收信道31～34进行动作。

在接收点91处获得的高频信号被输入到混频器324，由混频器324进行频率转换，然后，由AD转换器326转换为数字信号。然后，信号处理器330中进行推定物标95的距离、速度和角度的运算处理。另外，在本实施方式的天线装置中，物标95的距离推定和速度推定设为使用公知技术，在此省略详细的说明。

接着，作为高分辨率模式下的接收信号处理，对物标95的角度推定进行说明。首先，由接收信道31～34得到的高频信号的相位随着物标95的角度而变化。因此，能够基于高频信号的相位变化来推定物标95的角度。物标95的角度推定中，可使用MUSIC(MultipleSignal Classification：多重信号分类)等算法，但为了简单起见，这里使用通过波束扫描的推定方法来进行说明。

在信号处理器330中，在多个角度下，进行由接收信道31～34得到的高频信号、或通过将它们数字化而得到的信号乘以通过调整相位而以特定的角度增强而得到的权重并进行求和这样的动作。由此，可根据物标所存在的角度得到较强的信号，因而能够推定物标的角度。

如上所述，在高分辨率模式下，存在从发送信道11辐射电波并由接收信道31～34接收电波的动作和从发送信道21辐射电波并由接收信道31～34接收电波的动作。由于发送信道11与发送信道21位置不同，因而由接收信道31～34接收到的电波的相位也变化。由此，可执行将多个信道用于进行收发的MIMO动作。

接着，对于实施方式1中的高分辨率模式的效果，除了上述的附图之外，还参照图4以及图5的附图进行说明。图4是示出实施方式1所涉及的天线装置的高分辨率模式时的等效天线结构的图。图5是示出实施方式1所涉及的天线装置的高分辨率模式时的水平面内的接收天线图案的一个示例的图。水平面是在图3所示的第二方向即y1方向上正交的平面

如上所述，实施方式1的天线装置150的特征中的一个在于，发送信道11与发送信道21之间的间隔At1比接收天线30的整体的宽度Ar1要宽。由此，如图4所示，得到与接收天线30和接收天线40以间隔At1配置的情况等效的接收信号。接收天线40是用于说明输入到信号处理器330的接收相位的虚拟接收天线。若以从发送信道11辐射电波且由接收天线30接收的情况为基准，则在从发送信道21辐射电波且由接收天线30接收的情况下，得到与由图4中所示的接收天线40的位置的虚拟接收天线所接收到的相位等效的相位。即，天线装置150的接收天线的等效开口宽度Arr1是接收天线30的实质开口宽度Ar11的约两倍。

图5中示出了天线装置150中的水平面内的接收天线图案的一个示例。横轴是角度(度)，纵轴是增益，增益通过分贝(dB)表示。此外，图5中，虚线是单独使用接收天线30的情况下的接收天线图案。这指的是在仅使用发送信道11或仅使用发送信道21的情况下的接收天线的性能。此外，实线是在使用发送信道11和发送信道21这两者并使天线装置150进行MIMO动作的情况下的接收天线图案。这指的是图4中通过将接收天线30与虚拟接收天线即接收天线40进行合成而得到的接收天线图案，包含虚拟接收天线，因而，可以说是包含物理阵列和虚拟阵列在内的接收天线图案。与此相对地，虚线是在单独使用接收天线30的情况下的接收天线图案，并且可以说是仅物理阵列的接收天线图案。

如图5所示，在包含物理阵列和虚拟阵列在内的接收天线图案中，与仅物理阵列的接收天线图案相比而言，可得到较窄的波束宽度。这是由于前者中增加了等效接收天线的开口宽度。

如上所述，根据实施方式1所涉及的天线装置，在高分辨率模式下，使用发送天线间的间隔比接收天线的整体的宽度要宽的第一发送天线和第二发送天线的群组，来使天线装置进行MIMO动作。结果，能将天线开口虚拟地扩大并缩窄波束宽度。由此，能提高在观测物标时的角度分辨率。

接着，对广角模式进行说明。在广角模式中，基于与高分辨率模式相对应的发送控制信息和接收信号处理，使用发送信道41、42和接收信道31～34。

图3中，从发送信道41辐射电波。从发送信道41辐射的电波由物标95反射，并且由接收天线30接收。此外，从发送信道42也辐射电波。从发送信道42辐射的电波由物标95反射，并且由接收天线30接收。

来自发送信道41的电波的辐射以及来自发送信道42的电波的辐射根据由模式切换部340预先设定的控制序列、或来自外部的模式控制信号(未图示)在每个频率线性调频周期内以时分方式交替地切换。发送信道41以及发送信道42中使用相同波形的频率线性调频。

发送信道41和发送信道42的各个频率线性调频期间为与发送信道11和发送信道21的频率线性调频期间不同的期间、即不同的定时。另外，通过适当地构成电压控制振荡器304、混频器324以及功率分配器306，也可以设为通过频分或者正交码分使发送信道41、42以及接收信道31～34进行动作。

另外，接收天线30中的接收信道31～34的动作和信号处理器330中推定物标95的距离和速度的运算处理与在高分辨率模式下所说明的处理相同，在此省略说明。

接着，作为广角模式下的接收信号处理，对物标95的角度推定进行说明。首先，由接收信道31～34而得到的高频信号的相位随着物标95的角度而变化。因此，与高分辨率模式同样，能够基于高频信号的相位变化来推定物标95的角度。

与高分辨率模式同样，在广角模式下，也存在从发送信道41辐射电波并由接收信道31～34接收电波的动作和从发送信道42辐射电波并由接收信道31～34接收电波的动作。由于发送信道41与发送信道42位置不同，因而由接收信道31～34接收到的电波的相位也变化。由此，可执行将多个信道用于进行收发的MIMO动作。

实施方式1的广角模式的特征在于，发送信道41与发送信道42之间的间隔Dt比接收天线30中的相邻接收信道的间隔Dr要窄。此外，图3中，发送信道41与发送信道42之间的间隔Dt和相邻接收信道的间隔Dr示出为Dt＝Dr/2的关系。另外，Dt＝Dr/2的关系是一个示例，如果为Dt

图6是示出实施方式1所涉及的天线装置150的广角模式时的等效天线结构的图。若以从发送信道41辐射电波且由接收天线30接收的情况为基准，则在从发送信道42辐射电波且由接收天线30接收的情况下，得到与由图6中所示的接收天线40的位置的虚拟接收天线所接收到的相位等效的接收信号。此外，如上所述，图3的示例中，发送信道41与发送信道42之间的间隔Dt和相邻接收信道的间隔Dr处于Dr＞Dt的关系。因此，在广角模式时，如图6所示，形成将接收信道31～34的整体作为一块在纸面的右方向上偏移Dt的天线结构。由此，接收天线30和接收天线40构成为以偏移了间隔Dt的方式配置，并构成为构成接收天线30的各个接收信道和构成接收天线40的各个接收信道交替配置。另外，由于间隔Dr和间隔Dt设定为Dt＝Dr/2的关系，因而，如图6所示，虚拟接收信道配置于相邻接收信道之间的中间位置。

图7是示出实施方式1所涉及的天线装置150的广角模式时的水平面内的接收天线图案的一个示例的图。横轴是角度(度)，纵轴是增益，增益通过分贝(dB)来表示。此外，图7中，虚线为单独使用接收天线30的情况下的接收天线图案。这指的是在仅使用发送信道41或仅使用发送信道42的情况下的接收天线的性能。此外，实线是在使用发送信道41、42这两者并使天线装置150进行MIMO动作的情况下的接收天线图案。这指的是图6中通过将接收天线30与虚拟接收天线即接收天线40进行合成而得到的接收天线图案，与图5的情况相同，可以说是包含物理阵列和虚拟阵列在内的接收天线图案。与此相对地，虚线是在单独使用接收天线30的情况下的接收天线图案，并且与图5的情况相同，可以说是仅物理阵列的接收天线图案。另外，图7中，实现和虚线共同使天线的主波束指向水平面内的右45(度)的方向。

通常，在天线装置的接收天线图案中，信道间隔越密，则引起不需要辐射的光栅瓣就越难以产生。图7的虚线中，由于信道间隔较粗，从而在约-20度方向上产生光栅瓣。该示例的情况下，在45度方向上的物标95与在-20度方向上的物标95之间的识别变困难。另一方面，图7的实线中，通过MIMO动作，信道间隔变密，从而不产生光栅瓣。

如上所述，根据实施方式1所涉及的天线装置，在广角模式下，使用发送天线间的间隔比接收天线中的相邻接收信道的间隔要窄的第三发送天线和第四发送天线的群组，来使天线装置进行MIMO动作。结果，可使真实接收天线和虚拟接收天线之间的间隔比真实接收天线中的相邻接收信道之间的间隔要窄且密集地排列。由此，当观测物标时，能抑制不需要的光栅瓣并且扩大能观测的角度范围。

此外，根据实施方式1所涉及的天线装置，通过改变在广角模式和高分辨率模式中使用的发送信道，能在广角模式和高分辨率模式中共用接收天线。由此，能实现广角模式，而无需设置广角模式单独的接收信道。由此，能抑制成本的增加，并兼顾物标的角度推定中的高分辨率和广角化。此外，能共用接收天线，因此能抑制装置的尺寸且构成更为简化的雷达装置。

实施方式2.

图8是示出实施方式2所涉及的天线装置中的元件天线的配置例的图。图8中，在实施方式1所涉及的天线装置150A中，在图3所示的实施方式1所涉及的天线装置150的结构中，发送天线10a、10b分别被替换为发送天线10e、10f，发送天线10c、10d被删除。此外，发送天线10e中设置有两个发送信道11、12，发送天线10f中设置有两个发送信道21、22。另外，关于其他结构，与实施方式1的结构相同或等同，对相同或等同的结构部标注相同的标号来示出，并省略重复说明。此外，以下的记载中，发送信道11、12、21、22可分别称为“第一发送信道”、“第二发送信道”、“第三发送信道”以及“第四发送信道”。

对图8的结构进行补充。图8中，发送天线10e与发送天线10f以比接收天线30的整体的宽度Ar1要宽的间隔配置的情况与实施方式1相同。然而，由于发送天线10e、10f的结构不同于实施方式1的结构，因此在图8中用“At2”来标记该间隔。如图8的示例，在存在有两个发送信道的情况下，间隔At2是发送信道11、12的中点与发送信道21、22的中点之间的长度。在存在有三个以上的发送信道的情况下，在发送天线10e、10f中的每一个中，在各个发送信道中在相同的时刻发送相同的电波，因此，间隔At2为发送天线10e的相位中心与发送天线10f的相位中心之间的长度。

接着，对实施方式2所涉及的天线装置150A的动作进行说明。实施方式2所涉及的天线装置150A与实施方式1所涉及的天线装置150相同，主旨在于具有高分辨率模式及广角模式这两个动作模式。

首先，对实施方式2中的高分辨率模式进行说明。高分辨率模式下，使用发送信道11、12、21、22和接收信道31～34。

在实施方式2所涉及的天线装置150A中，从配置在水平方向即x1方向上的多个发送信道辐射电波。具体地，在图8的结构中，从发送信道11、12同时地辐射电波，并且从发送信道21、22同时地辐射电波。由此，与仅从发送信道11或仅从发送信道12辐射电波的情况相比而言，能够缩窄辐射图案的波束宽度。

图9是示出实施方式2所涉及的天线装置的高分辨率模式时的水平面内的接收天线图案的一个示例的图。发送天线图案与辐射图案相同。横轴是角度(度)，纵轴是增益，增益通过分贝(dB)来表示。此外，图9中，虚线为单独使用一个发送信道(例如发送信道11)的情况下的发送天线图案。此外，实现为同时使用两个发送信道、例如发送信道11、12的情况下的发送天线图案。可知道，与前者相比来说，通过后者能够将天线波束汇聚到正面附近，从而能够将功率集中至想观测的方向上。

从发送信道11、12辐射的电波由物标95反射，并且由接收天线30的接收信道31～34接收。从发送信道21、22辐射的电波也由物标95反射，并且由接收天线30的接收信道31～34接收。雷达装置300的信号处理器330中，基于对接收点91处获得的高频信号进行数字化而得到的信号，进行对物标95的距离、速度和角度进行推定的信号处理。另外，如上所述，由于物标95的距离和速度的推定使用公知技术，因此此处省略说明。

接着，对实施方式2中的高分辨率模式时的物标95的角度推定进行说明。在实施方式2的高分辨率模式中，存在从发送天线10e的发送信道11、12辐射电波并由接收信道31～34接收电波的动作、及从发送天线10f的发送信道21、22辐射电波并由接收信道31～34接收电波的动作。此时，发送天线10e的发送信道11、12作为第一发送天线进行动作，发送天线10f的发送信道21、22作为第二发送天线进行动作。由于发送天线10e与发送天线10f位置不同，因而由接收信道31～34接收到的电波的相位也变化。由此，可执行将多个信道用于进行收发的MIMO动作。

图10是示出实施方式2所涉及的天线装置的高分辨率模式时的等效天线结构的图。通过上述动作，如图10所示，获得与以间隔At2配置接收天线30和作为虚拟接收天线的接收天线40a的情况等效的接收信号。若以从发送信道11、12辐射电波且由接收天线30接收的情况为基准，则在从发送信道21、22辐射电波且由接收天线30接收的情况下，得到与由图10中所示的接收天线40a的位置的虚拟接收天线所接收到的相位等效的相位。由此，例如，能获得与实施方式1相同的效果。

另外，在实施方式1中，如图3所示，一个发送天线具有一个发送信道，与此相对地，在实施方式2中，如图8所示，一个发送天线具有两个发送信道。因此，与实施方式1相比，实施方式2的一个发送天线的增益较高。因此，在发送天线间的间隔相同的情况下，实施方式2的高分辨率模式时的分辨率变为比实施方式1要高。

接着，对实施方式2中的广角模式时的物标95的角度推定进行说明。在实施方式2的广角模式中，存在从发送天线10e的发送信道11辐射电波并由接收信道31～34接收电波的动作、及从发送天线10e的发送信道12辐射电波并由接收信道31～34接收电波的动作。即，在实施方式2的广角模式中，仅使用发送天线10e，不使用发送天线10f。此时，发送信道11作为第三发送天线进行动作，而发送信道12作为第四发送天线进行动作。由于发送信道11与发送信道12在x1方向上的位置不同，因而由接收信道31～34接收到的电波的相位也变化。由此，可执行将多个信道用于进行收发的MIMO动作。

实施方式2的广角模式的特征在于，发送信道11与发送信道12之间的间隔Dt比接收天线30中的相邻接收信道的间隔Dr要窄。此外，图8中，发送信道11与发送信道12之间的间隔Dt和相邻接收信道的间隔Dr示出为Dt＝Dr/2的关系。另外，Dt＝Dr/2的关系是一个示例，如果为Dt

通过上述的结构，如实施方式1的说明中使用的图6所示，构成为构成接收天线30的接收信道31～34与构成虚拟接收天线40a的各个接收信道交替配置。由此，变为与具有接收信道31～34的接收天线30和具有虚拟接收信道的接收天线40偏移了间隔Dt来配置的实施方式1相同或等同的等效结构。因此，能获得与实施方式1相同的效果

此外，在实施方式2的广角模式中，仅从两个发送信道中的任一个发送信道辐射电波此时的水平面内的辐射图案如图9的虚线所示，能够通过将所使用的发送信道设为1个从而在大范围内辐射电波。由此，能提高高分辨率模式下的分辨率且保持广角模式下的广角性能。

此外，根据实施方式2所涉及的天线装置，在广角模式和高分辨率模式这两者中，与实施方式1相同地共用接收天线30，且进一步共用发送信道的一部分。通过共用发送信道的一部分，在以高分辨率模式为基准的情况下，如实施方式1所示，能够实现广角模式，而无需设置广角模式单独的发送信道。由此，能抑制成本的增加，并兼顾物标的角度推定中的高分辨率和广角化。此外，能共用发送信道的一部分，因此，与实施方式1相比，能抑制装置的尺寸且构成更为简化的雷达装置。

另外，图8的结构中，在发送天线10e、10f与接收天线30之间，在发送天线10e和发送天线10f之间的间隔At2与接收天线30的整体的宽度Ar1之间仅存在有At2>Ar1的关系，且发送天线10e、10f的群组与接收天线30之间的相互相对位置关系是任意的。

通过上述的结构，如实施方式1的说明中使用的图6所示，构成为构成接收天线30的接收信道31～34与构成虚拟接收天线40的各个接收信道交替配置。由此，变为与具有接收信道31～34的接收天线30和具有虚拟接收信道的接收天线40偏移了间隔Dt而配置的实施方式1相同或等同的结构。因此，能获得与实施方式1相同的效果。

此外，在实施方式2中，在广角模式下使用发送天线10e的发送信道11、12，但是也可以使用发送天线10f的发送信道21、22来代替发送天线10e来辐射电波。其中，在发送天线10f中，当然地，发送信道21与发送信道22之间的间隔需要比接收天线30中的相邻接收信道的间隔Dr要窄。

实施方式3.

图11是示出实施方式3所涉及的天线装置中的元件天线的配置例的图。图11中，在实施方式3所涉及的天线装置150B中，在图8所示的实施方式2所涉及的天线装置150A的结构中，发送天线10e、10e分别被替换为发送天线10g、10h。

发送天线10g中设置有八个发送信道61～68，发送天线10f中设置有八个发送信道71～78。各个发送信道的结构将在后文阐述。

另外，关于其他结构，与实施方式2的结构相同或等同，对相同或等同的结构部标注相同的标号来示出，并省略重复说明。此外，以下的记载中，发送信道61、62、63、64、71、72、73、74可分别称为“第一发送信道”、“第二发送信道”、“第三发送信道”、“第四发送信道”、“第五发送信道”、“第六发送信道”、“第七发送信道”以及“第八发送信道”。另外，在以下的记载中，发送信道65～68中的一个或多个可以统称为“第九发送信道”，并且发送信道75～78中的至少一个或多个可以统称为“第十发送信道”。

对图11的结构进行补充。图11中，发送天线10g与发送天线10h以比接收天线30的整体的宽度Ar1要宽的间隔而配置的情况与实施方式2相同。然而，由于发送天线10g、10h的结构不同于实施方式2的结构，因此在图11中用“At3”来标记该间隔。在发送天线10g、10h中的每一个中，在各个发送信道中在相同的时刻发送相同的电波，因此，间隔At3为发送天线10g的相位中心与发送天线10h的相位中心之间的长度。

此外，在图11中，发送信道61、63、71、73的结构相同，发送信道62、64、72、74的结构相同，发送信道65～68、75～78的结构相同。发送信道61、63、71、73中的每一个和发送信道62、64、72、74中的每一个相对于y1方向轴呈对称形状，发送信道65～68中的每一个和发送信道75～78中的每一个相对于y1方向轴呈对称形状。

此外，图11中，在发送信道61～64、71～74中，两个元件天线82在y1方向上排列成1列，在发送信道65～68、75～78中，八个元件天线82在x1方向上排列成4列并且在y1方向上排列成2列。

即，在发送信道61～64、71～74中，分别在y1方向上排列的两个元件天线82经由各自的线路83连接至各自的馈电点81，从而形成分别由两个元件天线82构成的子阵列天线。

此外，在发送信道65～68、75～78中，分别在x1方向上排列的四个元件天线82经由各自的线路83连接以形成四元件天线群，并且两列的四元件天线群在y1方向上排列且连接到各自的馈电点81，从而分别形成由总共八个元件天线82构成的子阵列天线。

图11的结构中，发送信道61～64、71～74中的元件天线82的元件数量设为2，但只要是多个(N个，N是2以上的的整数)即可。此外，发送信道65～68、75～78中的元件天线82的元件数量设为8，但只要是多个(M个，M是2以上的的整数)即可。其中，优选为M大于N。

另外，图11所示的各个发送信道的结构是一个示例。元件天线82的数量、排列方向、发送天线10g、10h中的每一个中的各个发送信道的排列顺序等是任意的，并且确定为与雷达装置的性能相一致即可。

另外，图11的发送天线10g中，作为优选的配置例，发送信道61、62的群组、发送信道63、64的群组和发送信道65～68中的每一个的相位中心的位置排列为在x1方向轴上一致。发送天线10h中也是相同的。

另外，在以下的记载中，代替上述的定义，发送天线61、62、71、72可分别称为“第一发送子阵列天线”、“第二发送子阵列天线”、“第三发送子阵列天线”和“第四发送子阵列天线”。此外，发送信道63、64、73、74可分别称为“第五发送子阵列天线”、“第六发送子阵列天线”、“第七发送子阵列天线”和“第八发送子阵列天线”。此外，发送信道65、66、67、68、75、76、77、78可分别称为“第九发送子阵列天线”、“第十发送子阵列天线”、“第十一发送子阵列天线”、“第十二发送子阵列天线”、“第十三发送子阵列天线”、“第十四发送子阵列天线”、“第十五发送子阵列天线”和“第十六发送子阵列天线”。

接着，对实施方式3所涉及的天线装置150B的动作进行说明。与实施方式1、2相同，实施方式3所涉及的天线装置150B的主旨在于具有高分辨率模式及广角模式这两个动作模式。

首先，对实施方式3中的高分辨率模式进行说明。高分辨率模式下，使用发送信道61～68、71～78和接收信道31～34。

图11中，从发送信道61～68中的每一个辐射出的电波由物标95反射，且由接收天线30的接收信道31～34接收。从发送信道71～78中的每一个辐射出的电波也由物标95反射，且由接收天线30的接收信道31～34接收。

在高分辨率模式下，至少交替地切换发送信道66和发送信道67以及发送信道76和发送信道77从而发送电波。在广角模式下，在相邻的第一频率线性调频期间和第二频率线性调频期间，交替地切换发送信道61或发送信道63以及发送信道62或发送信道64从而发送电波。然后，在相邻的第三频率线性调频期间和第四频率线性调频期间，交替地切换发送信道71或发送信道73以及发送信道72或发送信道74从而发送电波。根据由模式切换部340预先设定的控制序列或来自外部的模式控制信号(未图示)来实施这些处理。

雷达装置300的信号处理器330中，基于对接收点91处获得的高频信号进行数字化而得到的信号，进行对物标95的距离、速度和角度进行推定的信号处理。另外，如上所述，由于物标95的距离和速度的推定使用公知技术，因此，此处省略说明。

接着，对实施方式3中的高分辨率模式时的物标95的角度推定进行说明。在实施方式3的高分辨率模式中，存在从发送天线10g的发送信道61～68中的每一个同时地辐射电波并由接收信道31～34接收电波的动作、以及从发送天线10h的发送信道71～78中的每一个同时地辐射电波并由接收信道31～34接收电波的动作。此时，发送天线10g的发送信道61～64作为第一发送天线进行动作，发送天线10h的发送信道71～74作为第二发送天线进行动作。由于发送天线10g与发送天线10h位置不同，因而由接收信道31～34接收到的电波的相位也变化。由此，可执行将多个信道用于进行收发的MIMO动作。

图12是示出实施方式3所涉及的天线装置的高分辨率模式时的等效天线结构的图。通过上述动作，如图12所示，获得与以间隔At3配置接收天线30和作为虚拟接收天线的接收天线40b的情况等效的接收信号。若以从发送信道61～68辐射电波且由接收天线30接收的情况为基准，则在从发送信道71～78辐射电波且由接收天线30接收的情况下，得到与由图12中所示的接收天线40b的位置的虚拟接收天线所接收到的相位等效的相位。由此，能获得与实施方式2的效果相同的效果。

另外，在实施方式2中，如图8所示，一个发送天线具有两个发送信道，与此相对地，在实施方式3中，如图11所示，一个发送天线具有八个发送信道。因此，与实施方式2相比，实施方式3的一个发送天线的增益较高。因此，实施方式3的高分辨率模式时的分辨率变为比实施方式2要高。另外，在实施方式3的结构中，每一个发送天线的发送信道的数量并不限定为八个。只要能实现高分辨率模式和广角模式即可，每一个发送天线的发送信道的数量也可为四个以上的偶数。

接着，对实施方式3中的广角模式时的物标95的角度推定进行说明。在实施方式3的广角模式中，存在从发送天线10g的发送信道61和发送信道63辐射电波并由接收信道31～34接收电波的动作、以及从发送天线10g的发送信道62和发送信道64辐射电波并由接收信道31～34接收电波的动作。即，在实施方式3的广角模式中，仅使用发送天线10g，不使用发送天线10h。此时，发送信道61、63作为第三发送天线进行动作，而发送信道62、64作为第四发送天线进行动作。由于发送信道61、63与发送信道62、64在x1方向上的位置不同，因而由接收信道31～34接收到的电波的相位也变化。由此，可执行将多个信道用于进行收发的MIMO动作。

实施方式3的广角模式的特征在于，发送信道61、63的群组与发送信道62、64的群组之间的间隔Dt比接收天线30中的相邻接收信道的间隔Dr要窄。此外，图11中，发送信道61、63的群组与发送信道62、64的群组之间的间隔Dt和相邻接收信道的间隔Dr示出为Dt＝Dr/2的关系。另外，Dt＝Dr/2的关系是一个示例，如果为Dt

通过上述结构，成为与实施方式1的说明中使用的图6相同的结构。具体地，构成为构成接收天线30的接收信道31～34和构成虚拟接收天线40b的各个接收信道交替地配置。由此，变为与具有接收信道31～34的接收天线30和具有虚拟接收信道的接收天线40b偏移了间隔Dt而配置的实施方式1、2相同或等同的等效结构。因此，能获得与实施方式1、2相同的效果。

此外，根据实施方式3所涉及的天线装置，在广角模式和高分辨率模式这两者中，与实施方式1相同地共用接收天线30，并且进一步共用发送信道的一部分。通过共用发送信道的一部分，在以高分辨率模式为基准的情况下，如实施方式1所示，能够实现广角模式，而无需设置广角模式单独的发送信道。由此，能抑制成本的增加，并且兼顾物标的角度推定中的高分辨率和广角化。此外，能共用发送信道的一部分，因此，与实施方式1相比，能够抑制装置的尺寸且构成更为简化的雷达装置。

进而，在实施方式3所涉及的天线装置中，在垂直方向上的位置不同的发送信道中的一部分中存在间隔Dt比接收信道31～34中的相邻信道间的间隔Dr要窄的发送信道。具体地，在发送天线10g中，发送信道61、63、65～68在垂直方向的轴上的位置不同。在这些发送信道中，存在相对于发送信道61在水平方向上偏移间隔Dt而配置的发送信道62。此外，存在相对于发送信道63在水平方向上偏移间隔Dt而配置的发送信道64。另一方面，在发送信道65～68中，在间隔Dt的位置处不存在其他发送信道。在该示例的情况下，在高分辨率模式下使用构成发送天线10g的所有发送信道，因而垂直方向上的波束宽度变得相对较窄。另一方面，在广角模式下使用发送信道61～64，因而垂直方向上的波束宽度变得相对较宽。由此，可以根据动作模式来改变垂直方向上的波束宽度。这里，虽然已经说明了发送天线10g，但也可同样地使发送天线10h进行动作。

另外，根据实施方式3所涉及的天线装置，能够通过垂直方向上配置的发送信道61～68、71～78来同时地辐射电波。在将总输出功率设为恒定的情况下，使用多个发送信道，由此能够降低每一个发送信道的功率。由此，能够降低与各个发送信道连接的未图示的IC的所需输出，能够简单地构成IC的放大器。

另外，图11的结构中，在发送天线10g、10h与接收天线30之间，在发送天线10g和发送天线10h之间的间隔At3与接收天线30的整体的宽度Ar1之间仅存在有At3>Ar1的关系，并且发送天线10g、10h的群组与接收天线30之间的相互相对位置关系是任意的。

此外，在实施方式3中，在广角模式下使用发送天线10g的发送信道61～64，但是也可以使用发送天线10h的发送信道71～74来代替发送天线10e来辐射电波。其中，在发送天线10h中，当然地，发送信道71、73的群组与发送信道72、74的群组之间的间隔需要比接收天线30中的相邻接收信道之间的间隔Dr要窄。

此外，图11的结构中，构成发送天线10g、10h中的每一个的发送信道61～68、71～78的纵向上的位置不同，因此能够通过给由各个发送信道发送的电波提供相位差来改变垂直方向上的波束方向。由此，能够推定物标95的垂直方向上的角度。

在图11的结构中，垂直方向上的波束扫描的一个示例如下。切换到发送信道61和发送信道63中的任一个或两个的发送、以及切换到发送信道62和发送信道64中的任一个或两个的发送交替地切换。或者，切换到发送信道71和发送信道73中的任一个或两个的发送、以及切换到发送信道72和发送信道74中的任一个或两个的发送交替地切换。或者，切换到发送信道61～68中的任一个或多个的发送、以及切换到发送信道71～78中的任一个或多个的发送交替地切换。

另外，在无需改变垂直方向上的波束方向的情况或无需缩小垂直方向上的波束的情况下，可以不使用发送信道65～68、75～78，而仅使用发送信道61～64、71～74。

此外，图11所示的实施方式3所涉及的天线装置150B也可以构成为如图13所示。图13是示出实施方式3所涉及的天线装置的变形例的图。

图13中，在实施方式3的变形例所涉及的天线装置150C中，在图11所示的实施方式3所涉及的天线装置150B的结构中，接收天线30替换成接收天线30A。接收天线30A中，除了接收信道31～34以外，还追加接收信道35、36。接收信道35具有两个与接收信道31相同结构的接收信道。一个接收信道和另一个接收信道以与接收信道31～34中的相邻信道之间的间隔Dr相同的间隔来配置，并且接收信道之间通过线路93b连接以使得接收点成为一个。接收信道36也是相同的结构。此外，关于发送天线10g、10h的结构，与图11的结构相同或等同，对相同的结构部标注相同的标号，并且省略重复说明。

接收信道35与接收信道31相邻，并且在x1的负方向上排列。接收信道36与接收信道34相邻，并且在x1的正方向上排列。接收信道31与接收信道35之间的间隔、和接收信道34与接收信道36之间的间隔为任意的，但配置为接收天线30A的整体的宽度成为Ar2。与图11的结构相同，在发送天线10g与发送天线10h之间的间隔At3和接收天线30A的整体的宽度Ar2之间存在At3>Ar2的关系。在由于接收信道35、36的尺寸而造成接收信道35、36不能收敛于发送天线10g与发送天线10h之间的情况下，也可加宽间隔At3。

高分辨率模式的动作基本上与图11中所示的结构的动作相同。图14是示出实施方式3所涉及的天线装置的高分辨率模式时的等效天线结构的图。如图14所示，获得与以间隔At3配置接收天线30A和作为虚拟接收天线的接收天线40A的情况等效的接收信号。若以从发送信道61～68辐射电波且由接收天线30A接收的情况为基准，则在从发送信道71～78辐射电波且由接收天线30A接收的情况下，得到与由图14中所示的接收天线40A的位置的虚拟接收天线所接收到的相位等效的相位。由此，能获得与实施方式2、3的效果相同的效果。

广角模式的动作也基本上与图11中所示的结构的动作相同。另外，在广角模式下，与高分辨率模式不同，也可使用接收信道的一部分来进行处理。这里，设为使用接收信道31～34。

图13中，当接收信道31～34用作接收天线并且利用通过发送信道61和发送信道63的发送以及通过发送信道62和发送信道64的发送来进行MIMO动作时，虚拟接收信道的结构与图6相同。即，接收天线30A与虚拟接收天线40A之间的相对位置关系与实施方式1相同。由此，能够得到上述实施方式3中的效果。

实施方式4.

实施方式4中，对图1所示的雷达装置中使用的高频电路进行说明。图15是示出图1所示的雷达装置中使用的高频电路的结构例的图。然而，在图15中，仅示出了分别与发送天线10g、10h中的每一个相连接的部分的结构。

图15中，高频电路200包括振荡器201和16个发送器111～118、121～128。振荡器201构成图1的电压控制振荡器304。

发送器111包括移相器131、放大器132、输出端子133和控制线134。发送器112～118、121～128也与发送器111相同地配置。8个发送器111～118设置为与图11中的发送信道61～68的数量相对应，并且8个发送器121～128设置为与图11中的发送信道71～78的数量相对应。发送器111的输出端子133连接到图11的发送信道61的馈电点81。发送器112～118、121～128的各个输出端子133也与发送器111同样地连接到相应的发送信道的馈电点81。发送器111～118、121～128构成图1的高频发送电路600。此外，关于图1的功率分配器306，通过线路202简单地示出了结构的一部分。

接着，对实施方式4中的高频电路200的动作进行说明。

振荡器201生成高频信号。振荡器201所生成的高频信号经由线路202分配至发送器111～118、121～128。此时，也可将振荡器201的频率设为1/N(N是整数)，在各个发送器中设置倍增器，将频率设为N倍并且进行输出。

信号处理器330的模式切换部340根据高分辨率模式时的MIMO动作和广角模式的MIMO动作中的每一个，生成由与每一个模式相对应的移相器131的相位控制信息和放大器132的输出控制信息所构成的发送控制信息，并将该发送控制信息发送至DA转换器327。DA转换器327将相位控制信息数模转换为相位控制信号，并将输出控制信息数模转换为输出控制信号。

移相器131基于来自DA转换器327的发送控制信号的相位控制信号来调整高频信号的相位。放大器132基于来自DA转换器327的发送控制信号的输出控制信号来放大高频信号的功率。从放大器132输出的高频信号经由输出端子133和各个发送信道的馈电点81传输至元件天线82，并且从元件天线82辐射电波。

在上述动作中，通过移相器131调整高频信号的相位，由此能够改变垂直方向上的天线波束的方向。由此，能在垂直方向上测量角度。另外，上文中，在水平方向上进行测量角度时使天线装置进行相控阵列动作的情况进行了说明，但是通过改变垂直方向上的天线波束的方向，能使其也在垂直方向上进行相控阵列动作。

控制线134切换发送器111～118、121～128的高频信号的输出的接通关断。

首先，在高分辨率模式下，在从图11的发送天线10g辐射电波的情况下，接通发送器111～118，关断发送器121～128。当从图11的发送天线10h辐射电波时，关断发送器111～118，接通发送器121～128。

此外，在广角模式下，在从图11的发送天线10g的发送信道61、63辐射电波的情况下，接通发送器111、113，关断除此以外的发送器。当从发送天线10g的发送信道62、64辐射电波时，接通发送器112、114，关断除此以外的发送器。

如此，如果使用实施方式4中的高频电路200，则仅通过接通或关断各个发送器，就可以实现高分辨率模式的MIMO动作和广角模式的MIMO动作。

另外，上文中，虽然对接通或关断各个发送器的动作进行了说明，但也可以调整进行接通动作的发送器的输出功率。通过调整发送器的输出功率，可以对波束宽度、波束方向等进行精细控制。

此外，图15的高频电路200也可以如图16所示那样构成。图16是示出图15所示的高频电路200的其他结构例的图。

图16所示的高频电路200A包括IC110和IC120。根据图16，发送器111～118搭载于IC110上，发送器121～128搭载于IC120上。在图16的结构的情况下，通过接通关断IC内的发送器，能够使各个发送信道在广角模式和高分辨率模式下进行动作。

另外，在图16中，IC110中包含与发送天线10g中所具备的发送信道61～68相连接的所有发送器，IC120中包含与发送天线10h中所具备的发送信道71～78相连接的所有发送器，但是不限于此结构。例如，也可构成为在一个IC中包含与发送信道61～68、71～78相连接的所有发送器。该IC也可以是现有的IC。

此外，与上述相反，例如，连接到发送信道61～68、71～78的发送器也可以分成若干组，并且在每个组中包括IC。例如，在图11的结构的情况下，可以分成6个组。第一组是连接到发送信道61、63的发送器群组，第二组是连接到发送信道62、64的发送器群组，第三组是连接到发送信道65～68的发送器群组，第四组是连接到发送信道71、73的发送器群组，第五组是连接到发送信道72、74的发送器群组，第六组是连接到发送信道75～78的发送器组。通过这些分组，可以通过利用IC的单位的接通关断使各个发送信道在广角模式和高分辨率模式下进行动作。

实施方式5.

图17是示出实施方式5所涉及的天线装置中的元件天线的配置例的图。图17中，在实施方式5所涉及的天线装置150D中，在图13所示的实施方式3所涉及的天线装置150C的结构中，馈电点81和接收点91分别被替换为转换器84、94。图17的转换器84是图13的馈电点81的实现方式之一。图17的转换器94是图13的接收点91的实现方式之一。因此，图17所示的天线装置150D的电动作与图13所示的天线装置150C的电动作相同。此外，对于与实施方式3相同或等同的结构部标注相同的标号，并适当省略重复说明。

图18是示出实施方式5所涉及的搭载天线装置的基板的第一结构例的剖面图。图18示出基板的结构例并示出图17所示的XVIII-XVIII线的截面构造。包含图17且如上所示的天线装置的各个元件天线配置于图18的天线基板401的第一面414上。负责电路的布线的第一基板402直接地、或经由接合材料间接地与天线基板401的第一面414的背面即第二面415相抵接。接合材料的示例是粘接剂、粘接片材等。此外，在第一基板402中，在作为第三方向的z1方向上形成有用于使高频信号通过的多个开口部407。开口部407由天线基板401的第一面414、第一基板402的两个内侧面416以及图18中未图示的其他两个内侧面来形成。在这些内表面上，至少通过金属电镀处理等在表面上形成导体膜，从而形成导体。

第二基板403相对于第一基板402配置于z1的负方向上。图18例示出针对每个发送信道具有第二基板403的结构，并且对应于发送信道63、64配置两个第二基板403。

产生高频信号的IC404搭载于第二基板403中的每一个上。即，IC404搭载于第二基板403的第一基板402一侧的面上。IC404的电路的一个示例是图15中的发送器111～118、121～128中的任一个。来自IC404的高频信号传输至形成在第二基板403上的线路405。第一基板402和第二基板403通过作为导电连接构件的一个示例的焊料球406连接。另外，焊料球406的个数是任意的，并且可以根据需要配置于第一基板402与第二基板403之间，用于高频信号的导通、电源供给以及控制信号的导通等。

开口部407插入在连接到元件天线82的线路83和生成高频信号的IC404之间，并且作为对高频信号进行传输的波导管的传输空间。波导管是在行进方向上传送波导管模式(TE模式或TM模式)的电磁场的波动的管。在实施方式5中，通过在基板上形成多个矩形孔，来形成将基板的法线方向即第三方向设为电磁场的波动的传送方向的多个方形波导管。另外，波导管的管截面的形状例如也可以是在长方形的两个短边上带有半圆的茧型形状那样的除了方形以外的截面形状。

由虚线所示的高频连接部411、412指的是经由开口部407将线路405的高频信号传输到线路83的构造部分。高频连接部411、412构成在波导管模式和微带模式之间转换电磁场的波动的转换器(波导管微带转换器)。在第二基板403内形成任意的转换器以用于从线路405到开口部407的转换。此外，从开口407到线83的转换由形成在天线基板401上的转换器84来进行。转换器84的一个方式是形成在天线基板401的表面上的导体图案。导体图案为如下的构造：与未图示的匹配电路相连接，从而在从波导管模式转换为微带模式时电波不泄漏。另外，转换器84的实现方式是任意的，而不限于导体图案。

另外，开口部407形成于各个发送信道上。以下的记载中，发送信道61～68中的每一个上所形成的开口部407可分别称为“第一开口部”、“第二开口部”、“第三开口部”、“第四开口部”、“第五开口部”、“第六开口部”、“第七开口部”和“第八开口部”。此外，为了区分连接到元件天线82的导体图案和连接到IC404的导体图案，前者可称为“第一导体图案”，后者可称为“第二导体图案”。

实施方式5的第一特征在于，在天线基板401的同一面即第一面414上配置多个发送信道的元件天线82。实施方式5的第二特征在于，向相邻的发送信道发送高频信号的开口部407彼此位于当从z1方向观察天线基板401的第二面415时，将各自的元件天线82连彼此结的XVIII-XVIII线的外侧。另外，开口部407也可以用高频连接部411、412代替。即，发送信道63的高频连接部411以及发送信道64的高频连接部412位于当从z1方向观察天线基板401的第二面415时，将各自的元件天线82彼此连结的XVIII-XVIII线的外侧。

由此，高频连接部411、412的存在不限制元件天线82的配置，能够容易地实现元件天线82的配置。特别地，发送信道61、62之间、发送信道63、64之间、发送信道71、72之间以及发送信道73、74之间信道间隔窄。因此，通过不限制元件天线82的配置的实施方式5的配置，使得实现变容易。

另外，如果将IC404安装在图17的转换器84的位置的周边，则能够实现相同的结构。在该情况下，IC404配置于与元件天线相同的面上，但是IC404的电源、控制线等大量布线(未图示)也需要在与元件天线相同的面上，因此布线变困难。此外，为了抑制来自IC404的不需要的电波的辐射，可在IC404中设置屏蔽构造。因此，为了避免辐射需要的电波的元件天线82，需要大量的屏蔽构造，制造变困难。与此相对地，在实施方式5中，IC404搭载于与配置有元件天线的面相反的背面侧，因而不会产生这些问题。

虽然上文说明了发送信道，但接收信道也可以设置图17的转换器94，并且设为与图18相同的构造。该情况下，IC404替换为接收用。

另外，虽然上文将第一基板402中形成开口部407的波导管构造例示为用于使毫米波通过的构造，但也可使用其他构造。例如，也可将开口部407替换成同轴构造，并将第二基板403和天线基板401的各个转换器替换为线路-同轴转换器。

图19是示出实施方式5所涉及的搭载天线装置的基板的第二结构例的剖面图。图19示出了与图17所示的XVIII-XVIII线的截面构造的图18不同的示例。与图18相比，不同之处在于，第二基板403为一个，并且搭载有IC408以代替IC404。IC404分别产生一个发送信道的高频信号，IC408产生两个发送信道的高频信号。即，图18和图19的本质区别在于是否集中了IC，而两者的动作是相同的。

根据图17至图19的结构，在第一基板402上形成多个波导管，并且该波导管的一个端部面向天线基板401的第二面或与天线基板401的第二面相对地配置，从而在第一导体图案与波导管之间构成波导管微带转换器。而且，至少连接到发送信道61的波导管和连接到发送信道63的其他波导管配置在不同的位置。或者，至少连接到发送信道62的波导管和连接到发送信道64的其他波导管配置在不同的位置。而且，该波导管的另一个端部与第二导体图案的另一个端部相对地配置。多个波导管插入在第一导体图案与IC404或IC408之间，传输高频信号。

图20是图19所示的第二基板403的第二结构例中的XX-XX线的第一剖面图。另外，图20示出与图17中的发送信道63、64相对应的部分的摘录。此外，图20中，虚线示出图17中的发送信道63、64所存在的范围。此外，单点划线示出形成有图19中的开口部407的范围。如图20所示，发送信道63的开口部407和发送信道64的开口部407的群组沿着第一方向即x1方向形成。

图20所示的结构的特征有4个。第一特征在于，IC408产生通向两个发送信道63、64的高频信号。第二特征在于，IC408配置于与天线基板401不同的基板上。第三特征在于，对于与IC408相关联的两个发送信道63、64，对应的开口部407不是设置在相邻的信道侧，而是设置在相邻的信道的相反侧。第四特征在于，导电性连接构件即焊料球406以λ/4的间隔来配置从而包围开口部407。另外，“λ”是接收天线40在毫米波频带中的动作波长。

由此，即使在IC408产生两个发送信道的高频信号的情况下，高频连接部分411、412也可以避开元件天线82来配置，并且可以容易地实现IC408与发送信道63、64中的每一个之间的连接。此外，焊料球406以λ/4的间隔布置在开口407的周围，以抑制电磁场从作为波导管而进行动作的开口部407泄漏。

上文中说明了IC408与发送信道63、64中的每一个之间的连接，但是对于发送信道61、62，当然也可以同样地进行连接。

另外，也可以考虑将IC408安装在图17的转换器84的位置的周边。作为一个示例，可以考虑将IC408安装在发送信道64中的转换器84的位置。在该结构的情况下，发送信道64的元件天线82和线路83存在于IC 408的周边，因而难以将IC408和发送信道63的元件天线82进行连接。即，出现与之前说明的将IC404配置在与配置有元件天线的面相同的面上的情况下的问题相同的问题。

图21是图19所示的第二基板403的第二结构例中的XX-XX线的第二剖面图。另外，图21示出与图17中的发送信道61～68相对应的部分的摘录。此外，图21中，虚线示出图17中的发送信道61～68所存在的范围。此外，单点划线示出形成有发送信道61～68的各个开口部的范围。如图21所示，沿着第二方向即y1方向形成发送信道61的开口部407和发送信道63的开口部407的群组、发送信道62的开口部407和发送信道64的开口部407的群组、发送信道65的开口部407和发送信道66的开口部407的群组、以及发送信道67的开口部407和发送信道68的开口部407的群组。

IC409经由线路405连接到发送信道61～68。IC409的电路的一个示例是图16中的IC110或IC120。

图21所示的结构的特征有3个。第一特征在于，IC409产生通向八个发送信道61～68的高频信号。第二特征在于，IC409配置于与天线基板401不同的基板上。第三特征在于，对于与IC409相关联的四个发送信道61～64，与发送信道63、64的群组以及发送信道61、62的群组中的每一个相对应的开口部407不是设置在相邻的信道侧，而是设置在相邻的信道的相反侧。

由此，可以通过避开元件天线82来配置各个高频连接部，并且可以容易地实现IC409与发送信道63、64和发送信道61、62中的每一个群组之间的连接。

上文，在图21中，说明了发送信道63、64的群组以及发送信道61、62的群组中的每一个的高频连接部的配置，但IC409除了连接到发送信道61～64以外，还连接到发送信道65～68。如图17所示，发送信道65～68的转换器84和对应于转换器84的高频连接部(未图示)可配置于不干扰各个发送信道的元件天线82的位置。

由此，即使在IC409产生八个发送信道61～68的高频信号的情况下，发送信道61～68的高频连接部也可避开元件天线82来配置，并且可以容易地实现IC409与发送信道61～68中的每一个之间的连接。

另外，上述实施方式所示的结构表示本发明内容的一个示例，也可以与其它公知技术进行组合，也可以在不脱离本发明主旨的范围内对结构的一部分进行省略、变更。

标号说明

10、10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h发送天线，11、12、21、22、41、42、61～68、71～78发送信道，30、30A、40、40a、40b、40A接收天线，31～36接收信道，81馈电点，82、92元件天线，83、93、93b、202、405线路，84、94转换器，91接收点，95物标，96发送波，97反射波，110、120、404、408、409IC，111～118、121～128发送器，131移相器，132放大器，133输出端子，134控制线，150、150A、150B、150C、150D天线装置，200、200A高频电路，201振荡器，300雷达装置，302发送器，304电压控制振荡器，306功率分配器，320接收部，323基带放大器，324混频器，326AD转换器，327DA转换器，330信号处理器，340模式切换部，350调制电路，401天线基板，402第一基板，403第二基板，406焊料球，407开口部，411、412高频连接部，414第一面，415第二面，416内侧面，500处理器，502存储器，504接口，600高频发送电路。