(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振周波数が数十ＧＨｚ帯の発振器と、この発振器出力を電波として車両の走行方向空間に向けて送信しこの電波の反射波を受信するアンテナと、前記電波の送信タイミングと前記反射波の受信タイミングとの時間差から車両の前方にある物体までの距離を演算する演算回路とを備えた車載レーダ装置において、
前記アンテナ表面の着雪を加熱する電気ヒータを備え、
前記電気ヒータは、前記アンテナ表面に密着して備えられ電波伝搬に影響を与えない材質で作られた中空箱と、この中空箱の下部の電波送受信に影響を与えない位置に設けられ前記中空箱の内部の空気を加熱するヒータエレメントとを備え、
前記演算回路に、前記時間差がきわめて小さい反射波のレベルを検出する手段と、このレベルが所定値を越えると前記電気ヒータを自動的に通電するスイッチとを備え、
前記反射波のレベルを検出する手段は、受信した反射波によるビート周波数が零周波数近傍のビート信号周波数であることを検出する手段を含む
ことを特徴とする車載レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に搭載し電波を送信しその電波の反射波を受信するレーダ装置に関する。本発明は、自動車に搭載し、走行中に先行する車両との車間距離を自動的に計測し、その車間距離が短くなるときに警報を発生する装置として利用する。本発明は、レーダ装置のアンテナに付着した雪を除去する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両前方に向け数十ＧＨｚ帯の電波を送信し、その電波の反射波を受信し、その送信タイミングから受信タイミングまでの時間差により、車両前方にある物体までの距離を測定する車載用レーダが開発されている。近年、日本国では６０ＧＨｚ（波長５ｍｍ）帯を車載用レーダの周波数として利用することが指定され、この周波数帯の車間距離警報装置が研究されている。この従来例の概念を図８および図９に示す。図８はレーダ装着車両とターゲット車の降雪時の走行例を示す図である。図９はアンテナの実装例を示す図である。図９の例では、送受信アンテナ１２は自動車のバンパに一辺が数ｃｍ程度の四角形の穴を設け、アンテナ表面はバンパの前縁と同一面、または突出、あるいは奥まって取付けられる。図８に示すような降雪時にはこの穴に雪が詰まり、または、アンテナ表面に雪が付着して電波の送受信の妨げとなる。
【０００３】
従来から知られているレーダアンテナの着雪除去技術としては、空気を吹き付けて着雪を吹き飛ばすブロアを用いる方法、アンテナ表面を腕が往復するワイパを用いる方法、レドームを設けてその内部を暖めて雪を溶かす方法、アンテナあるいはレドームに着雪防止塗料を塗布する方法などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ブロアを用いる方法は空気ポンプを備え、アンテナ表面に空気を吹き付けるためのエアー配管を備えるなど装置が大掛かりになる。また、空気ポンプには吸気口があるが、吸気口が雪または氷などで封鎖されないための対策も必要になる。ワイパを用いる方法はアンテナ表面を金属製の腕が往復するため電波が乱されることから、レーダ使用中に除雪操作を行うことができない。レドーム内部を暖める方法はレドームを用意するため装置が大がかりになる。また、その内部を暖めるために大型のヒータを用いるため、消費電力が大きくなる。塗料を用いる方法は塗料の耐久性が低く、定期的に塗り替えを行う必要がある。
【０００５】
本発明は、このような背景に行われたものであって、簡単な構成により着雪を除去することができる車載用レーダ装置を提供することを目的とする。本発明は、自動的に着雪を除去することができる車載用レーダ装置を提供することを目的とする。本発明は、降雪中でも正常に作動することができる車載用レーダ装置を提供することを目的とする。本発明は、電波の特性を劣化させることのないヒータ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は車載用レーダ装置であって、発振周波数が数十ＧＨｚ帯の発振器と、この発振器出力を電波として車両の走行方向空間に向けて送信しこの電波の反射波を受信するアンテナと、前記電波の送信タイミングと前記反射波の受信タイミングとの時間差から車両の前方にある物体までの距離を演算する演算回路とを備えた車載用レーダ装置である。本発明の特徴とするところは、前記アンテナ表面の着雪を加熱する電気ヒータを備えたところにある。この電気ヒータは線状であり、送信電波の偏波方向とほぼ直交するように配置されることが望ましい。
【０００７】
すなわち、電波は、その電界の振動方向である偏波方向と平行なスリットは通り抜け難い性質がある。よって、スリットを透過させたい場合には、スリットの向きは偏波方向と直交する方向でなければならない。ヒータ線は金属であるからこれを平行に配置することによりスリットを形成する。したがって、このヒータ線は送信電波にできる限り影響を与えないように送信電波の偏波方向とほぼ直交するように配置されることがよい。
【０００８】
前記電気ヒータは、前記アンテナ表面に密着して備えられた中空箱と、この中空箱の内部の空気を加熱するヒータエレメントとを備える構成とすることもできる。すなわち、アンテナ表面には電波に影響を及ぼすことのない材質により形成された中空箱を設置し、ヒータエレメントをこの中空箱の中の電波に影響を及ぼさない場所に設置し、この中空箱内の空気をヒータエレメントにより暖めて雪を溶かすことにより電波に影響を与えることなく着雪を除去することができる。
【０００９】
前記演算回路に、前記時間差がきわめて小さい反射波のレベルを検出する手段と、このレベルが所定値を越えるとき前記電気ヒータを自動的に通電するスイッチ回路とを備えることが望ましい。これにより、着雪を自動的に検出し、電気ヒータを自動的に加熱して着雪を除去することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
【００１１】
【実施例】
本発明実施例の構成を図１を参照して説明する。図１は本発明実施例の全体構成図である。
【００１２】
本発明は車載用レーダ装置であって、発振周波数が数十ＧＨｚ帯の発振器１と、この発振器１の出力を電波として車両の走行方向空間に向けて送信しこの電波の反射波を受信するアンテナ２と、前記電波の送信タイミングと前記反射波の受信タイミングとの時間差から車両の前方にある物体までの距離を演算する演算回路としての距離測定部３とを備えた車載用レーダ装置である。
【００１３】
ここで、本発明の特徴とするところは、アンテナ２の表面の着雪を加熱する電気によるヒータ４を備えたところにある。
【００１４】
前記時間差がきわめて小さい反射波のレベルを検出する手段としての着雪検出部５と、このレベルが所定値を越えるときヒータ４を自動的に通電するスイッチ回路６とを備えている。
【００１５】
次に、本発明実施例の動作を説明する。アンテナ２に着雪が発生すると、発振器１で発生した電波の一部がその着雪により反射されて距離測定部３に入力される。この着雪により反射される電波は、発振器１→アンテナ２→距離測定部３の短い経路を介して距離測定部３に入力されるため、発振器１で発生した電波と比較すると、ほとんど位相差はない。すなわち、車載用レーダ装置では、図８に示すように、ターゲット車に反射して戻ってきた電波と、発振器１で発生した電波との位相差により生じるビート信号の周波数分布によりターゲット車までの距離を測定するが、着雪により反射された電波によるビート信号は、ビート周波数が零周波数近傍のビート信号となり、容易にターゲット車に反射した電波によるビート信号と区別することができる。このビート周波数が零周波数近傍のビート信号を着雪検出部５が検出する。
【００１６】
この検出結果にしたがって、着雪検出部５はスイッチ回路６を閉結する。これによりヒータ４は通電され、加熱される。この熱によってアンテナ２の着雪を溶かすことができる。
【００１７】
（第一実施例）
本発明第一実施例を図２および図３を参照して説明する。図２は本発明第一実施例のヒータ４を示す図である。図３はヒータ４のアンテナ２への装着状態を示す図である。本発明第一実施例では、送信電波の偏波は水平方向であることを前提としている。送信電波に最も影響を与えることのないヒータ線７の配置方向は偏波と直交する方向である。したがって、図２に示すように、ヒータ線７は垂直方向に配置されている。このヒータ４は図３に示すように、アンテナ２の表面に装着される。
【００１８】
（第二実施例）
本発明第二実施例を図４を参照して説明する。図４は本発明第二実施例のヒータ４を示す図である。本発明第二実施例では、送信電波の偏波は垂直方向であることを前提としている。送信電波に最も影響を与えることのないヒータ線７の配置方向は偏波と直交する方向である。したがって、図４に示すように、ヒータ線７は水平方向に配置されている。このヒータ４は本発明第一実施例で図３に示したように、アンテナ２の表面に装着される。
【００１９】
（第三実施例）
本発明第三実施例を図５を参照して説明する。図５は本発明第三実施例のヒータ４を示す図である。本発明第三実施例では、送信電波の偏波は左上がりの４５度方向であることを前提としている。送信電波に最も影響を与えることのないヒータ線７の配置方向は偏波と直交する方向である。したがって、図５に示すように、ヒータ線７は右上がりの４５°方向に配置されている。このヒータ４は本発明第一実施例で図３に示したように、アンテナ２の表面に装着される。
【００２０】
（第四実施例）
本発明第四実施例を図６を参照して説明する。図６は本発明第四実施例のヒータ４を示す図である。本発明第四実施例では、送信電波の偏波は円であることを前提としている。送信電波に最も影響を与えることのないヒータ線７の配置方向は偏波と直交する方向である。したがって、図６に示すように、ヒータ線７は同心円状に配置されている。このヒータ４は本発明第一実施例で図３に示したように、アンテナ２の表面に装着される。
【００２１】
（第五実施例）
本発明第五実施例を図７を参照して説明する。図７は本発明第五実施例のヒータ４を示す図である。本発明第五実施例では、アンテナ２の表面に中空箱８を設置し、その中の空気をヒータエレメント９により暖めることを特徴としている。中空箱８の材質を電波伝搬に影響を与えない材質とし、ヒータエレメント９の設置位置を電波伝搬に影響を与えない位置とする。これにより、アンテナ２からの電波の送受信にほとんど影響を与えることのないヒータ４を実現することができる。本発明第五実施例では、中空箱８はプラスチックにより形成した。また、ヒータエレメントとしてはセラミックヒータを用いた。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成により着雪を除去することができる。特に、電波の特性を劣化させることのないヒータ装置を実現することができる。さらに、自動的に着雪を除去することができる。したがって、降雪中でも正常に作動することができる車載用レーダ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の全体構成図。
【図２】本発明第一実施例のヒータを示す図。
【図３】ヒータのアンテナへの装着状態を示す図。
【図４】本発明第二実施例のヒータを示す図。
【図５】本発明第三実施例のヒータを示す図。
【図６】本発明第四実施例のヒータを示す図。
【図７】本発明第五実施例のヒータを示す図。
【図８】レーダ装着車両とターゲット車の降雪時の走行例を示す図。
【図９】アンテナの実装例を示す図。
【符号の説明】
１  発振器
２  アンテナ
３  距離測定部
４  ヒータ
５  着雪検出部
６  スイッチ回路
７  ヒータ線
８  中空箱
９  ヒータエレメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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