(57)【要約】【課題】使用するアンテナの数を抑えつつ送信電波を走査させる技術を提供する。【解決手段】レーダ装置は、アンテナ部と、アンテナ部へ電力を給電する給電部と、アンテナ部からの放射電波が透過するように設けられた誘電体部材２１と、誘電体部材２１に設けられたフィルタ部２０とを備える。フィルタ部２０は、走査方向に沿って配列された複数の帯域透過部３０，４０，５０を有する。複数の帯域透過部３０、４０、５０はそれぞれ異なる透過周波数帯域の電波を透過させる。給電部は、アンテナ部から放射される電波の周波数を、複数の透過周波数帯域のそれぞれに含まれる設定放射帯域内の周波数に順次切り替える。【選択図】図３
2019039766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電される電力に基づいて電波を放射するように構成されたアンテナ部（１３）と、
前記アンテナ部から放射された電波が透過するように設けられた板状の誘電体部材（２１、１７、１６１）と、
前記誘電体部材に設けられたフィルタ部であって、走査方向に沿って配列された複数の帯域透過部（３０，４０，５０，８１〜８５）を有し、前記複数の帯域透過部はそれぞれ異なる特定の透過周波数帯域の電波を透過させるように構成されているフィルタ部（２０、７０）と、
前記アンテナ部へ前記電力を給電するように構成された給電部であって、各前記透過周波数帯域に含まれる特定の周波数帯域をそれぞれ設定放射帯域として、前記アンテナ部から放射される電波の周波数を、各前記設定放射帯域内の周波数に順次切り替えるように構成された給電部（１６ａ）と、
を備えるレーダ装置（１、１５０、１６０）。
【請求項２】
請求項１に記載のレーダ装置であって、
各前記帯域透過部は、前記走査方向と直交する直交方向に沿って周期的に配列された複数の導体パターン（３２、１０１、１１１、１２１、１３１）を備える、レーダ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーダ装置であって、
各前記帯域透過部は、前記複数の導体パターンの前記直交方向の配列周期が、当該帯域透過部の前記透過周波数帯域に対応した配列周期となるように構成されている、レーダ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のレーダ装置であって、
各前記帯域透過部は、前記透過周波数帯域が高いほど前記配列周期が短くなるように構成されている、レーダ装置。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載のレーダ装置であって、
前記複数の導体パターンは、環状の形状の導体パターンを含む、レーダ装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のレーダ装置であって、
前記アンテナ部を覆うように構成されたカバー部材（１７）を備え、
前記誘電体部材は前記カバー部材である、
レーダ装置（１５０）。
【請求項７】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のレーダ装置であって、
当該レーダ装置は、車両（５）に搭載され、
前記車両は、バンパー（１６１）を備え、
前記誘電体部材は、前記バンパーである、
レーダ装置（１６０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダ装置において、ビームを電子的に走査させる技術が種々提案されている。特許文献１には、複数のアンテナへの給電電力を可変インピーダンス調整手段を用いて制御することによって、高速なビーム走査を可能とする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２９６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている技術を用いてビームを電子的に走査させるためには、複数のアンテナが必要となるため、レーダ装置の大型化を招く。
本開示は、使用するアンテナの数を抑えつつ送信電波を走査させる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のレーダ装置（１、１５０、１６０）は、アンテナ部（１３）と、誘電体部材（２１、１７、１６１）と、フィルタ部（２０、７０）と、給電部（１６ａ）とを備える。
前記アンテナ部は、給電される電力に基づいて電波を放射するように構成されている。前記誘電体部材は、前記アンテナ部から放射された電波が透過するように設けられた板状の部材である。前記フィルタ部は、前記誘電体部材に設けられた複数の複数の帯域透過部（３０，４０，５０，８１〜８５）を有する。前記複数の帯域透過部は、走査方向に沿って配列されている。前記複数の帯域透過部は、それぞれ異なる特定の透過周波数帯域の電波を透過させるように構成されている。前記給電部は、前記アンテナ部へ前記電力を給電するように構成されている。前記給電部は、各前記透過周波数帯域に含まれる特定の周波数帯域をそれぞれ設定放射帯域として、前記アンテナ部から放射される電波の周波数を、各前記設定放射帯域内の周波数に順次切り替えるように構成されている。
【０００６】
このような構成のレーダ装置では、アンテナ部から放射された電波は、フィルタ部において、フィルタ部が有する複数の帯域透過部のうち、アンテナ部から放射された電波の周波数が透過周波数帯域に含まれる帯域透過部を良好に透過する。一方、アンテナ部から放射された電波は、フィルタ部における、アンテナ部から放射された電波の周波数が透過周波数帯域に含まれない帯域透過部においては、透過が抑制又は阻止される。
【０００７】
そのため、アンテナ部から放射される電波の周波数が各設定放射帯域内の周波数に順次切り替わることで、フィルタ部において電波が良好に透過する帯域透過部が切り替わり、これにより、フィルタ部を介して外部へ放射される電波が走査方向へ走査される。
【０００８】
したがって、このような構成のレーダ装置によれば、使用するアンテナの数を抑えつつ送信電波を走査させることが可能となる。
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態のレーダ装置の正面図である。
【図２】図１のレーダ装置のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】第１実施形態のフィルタ部の構成を示す説明図である。
【図４】第１実施形態の導体パターンの構成を示す説明図である。
【図５】第１実施形態の帯域透過部の透過特性を示す説明図である。
【図６】第１実施形態のフィルタ部における周波数毎の指向性利得を示す説明図である。
【図７】第１実施形態のレーダ装置から放射される電波が周波数に応じて走査されることを示す説明図である。
【図８】第２実施形態のフィルタ部の構成を示す説明図である。
【図９】第３実施形態のレーダ装置の断面図である。
【図１０】第４実施形態のレーダ装置の断面図である。
【図１１】導体パターンの他の例を示す説明図である。
【図１２】導体パターンの他の例を示す説明図である。
【図１３】導体パターンの他の例を示す説明図である。
【図１４】導体パターンの他の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［１．第１実施形態］
（１−１）レーダ装置の全体構成
図１及び図２に示すように、第１実施形態のレーダ装置１は、レーダ本体１０と、誘電体板２１と、フィルタ部２０とを備える。レーダ装置１は、例えば、車両において当該車両の前方へ電波を放射できるように搭載されている。レーダ装置１は、例えばミリ波帯の電波を送受信することにより車両周囲の物標を検知するように構成されたいわゆるミリ波レーダである。
【００１１】
図１において、ｚ方向は、車両が走行する路面に平行且つ車両が前方へ直進する方向であり、ｙ方向は、車両が走行する路面に垂直且つ車両上側の方向であり、ｘ方向は、車両が走行する路面に平行且つ前方直進方向に対して右側の方向である。図１は、車両に搭載されているレーダ装置１を車両の前方から見た状態を示している。
【００１２】
車両の前方からレーダ装置１を見た場合、図１及び図２に示すように、レーダ本体１０は、誘電体板２１及びフィルタ部２０の後方に位置する。レーダ本体１０からは後述するように電波が放射されるが、レーダ本体から放射された電波は、誘電体板２１及びフィルタ部２０を透過して、車両前方へ放射される。
【００１３】
ただし後述するように、レーダ本体１０から放射される電波は、フィルタ部２０全体を一様に透過しない。フィルタ部２０における電波が透過する領域は、電波の周波数に応じて変化し、これによりフィルタ部２０を介して前方へ放射される電波の走査が実現される。本実施形態のレーダ装置１における送信電波の走査方向は、ｘ方向である。
【００１４】
レーダ本体１０は、アンテナ部１１と、送受信処理部１６と、カバー部材１７とを備える。
アンテナ部１１は、アンテナ基板１２と、送信アンテナ１３と、受信アンテナ１４とを備える。アンテナ基板１２は、例えば樹脂などの誘電体によって形成されている。送信アンテナ１３及び受信アンテナ１４は、アンテナ基板１２上に設けられている。各アンテナ１３，１４は、例えば、マイクロストリップアレーアンテナである。
【００１５】
送信アンテナ１３は、後述する給電部１６ａから給電される送信用の電力に基づいて電波を放射するように構成されている。受信アンテナ１４は、外部から入射された電波を受信するように構成されている。送信アンテナ１３単体での送信指向性、及び受信アンテナ１４単体での受信指向性は、図６に「フィルタ部がない場合」として細い実線で示しているような特性を有する。
【００１６】
なお、送信アンテナ１３及び受信アンテナ１４のそれぞれの位置や互いの相対的な位置関係については、適宜決めてよい。また、各アンテナ１３，１４がマイクロストリップアレーアンテナであることは一例であって、各アンテナ１３，１４の具体的構成は適宜決めてよい。
【００１７】
カバー部材１７は、アンテナ部１１を覆うための、有底筒状の部材である。アンテナ部１１は、カバー部材１７によって覆われており、これにより、レーダ本体１０の外部からはアンテナ部１１が視認できないように構成されている。
【００１８】
カバー部材１７は、例えば樹脂などの誘電体によって形成されている。そのため、アンテナ部１１から放射された電波はカバー部材１７を透過して前方へ放射され、外部から入射される電波もカバー部材１７を透過してアンテナ部１１へ到達できる。
【００１９】
誘電体板２１は、板状の誘電体部材であり、アンテナ部１１から放射された電波が当該誘電体板２１を透過して車両前方へ放射されるよう、レーダ本体１０の前方に設けられている。誘電体板２１は、車両において、例えば、板面がｘｙ面に平行、即ちｚ方向に対して板面が垂直となるように配置されている。誘電体板２１の板面と、各アンテナ１３，１４が設けられたアンテナ基板１２の板面とは、略平行の関係にある。
【００２０】
フィルタ部２０は、誘電体板２１の両面のうちレーダ本体１０に対向する面とは反対側の面、即ち車両前方側の面に設けられている。なお、フィルタ部２０は、例えば、誘電体板２１の両面のうちレーダ本体１０に対向する面に設けられていてもよい。また例えば、フィルタ部２０は、誘電体板２１の内部に埋設されていてもよい。
【００２１】
（１−２）フィルタ部２０の構成
フィルタ部２０は、より詳しくは、図３に示すように、複数の帯域透過部３０，４０，５０を有する。具体的に、第１帯域透過部３０と、第２帯域透過部４０と、第３帯域透過部５０とが、走査方向に沿ってこの順に隣接するように配列されている。なお、以下の説明では、誘電体板２１の板面に平行な方向のうち走査方向と直交する直交方向、即ちｙ方向を、垂直方向とも称する。
【００２２】
第１帯域透過部３０は、所定の第１透過中心周波数ｆ１を中心とする第１透過周波数帯域の周波数の電波を良好に透過させ、第１透過周波数帯域以外の周波数の電波は透過量を抑制あるいは透過を阻止させるように構成されている。
【００２３】
なお、ここでいう「良好に透過」とは、レーダ装置１に要求される仕様を満たし得る程度の電力が透過することを意味する。例えば、Ｐ［ｄＢ］以上の電力を透過させることが仕様上要求されている場合は、Ｐ［ｄＢ］以上の電力を透過させることが「良好に透過」させることを意味する。
【００２４】
第２帯域透過部４０は、第１透過中心周波数ｆ１とは異なり且つ第１透過中心周波数ｆ１よりも高い所定の第２透過中心周波数ｆ２を中心とする第２透過周波数帯域の周波数の電波を良好に透過させ、第２透過周波数帯域以外の周波数の電波は透過量を抑制あるいは透過を阻止させるように構成されている。
【００２５】
第３帯域透過部５０は、第２透過中心周波数ｆ２とは異なり且つ第２透過中心周波数ｆ２よりも高い所定の第３透過中心周波数ｆ３を中心とする第３透過周波数帯域の周波数の電波を良好に透過させ、第３透過周波数帯域以外の周波数の電波は透過量を抑制あるいは透過を阻止させるように構成されている。
【００２６】
第１透過中心周波数ｆ１は、本実施形態では例えば２４ＧＨｚである。また、第１透過周波数帯域は、例えば、第１透過中心周波数ｆ１±０．０５ＧＨｚの帯域である。
第２透過中心周波数ｆ２は、本実施形態では例えば２４．１５ＧＨｚである。また、第２透過周波数帯域は、例えば、第２透過中心周波数ｆ２±０．０５ＧＨｚの帯域である。
【００２７】
第３透過中心周波数ｆ３は、本実施形態では例えば２４．３ＧＨｚである。また、第３透過周波数帯域は、例えば、第３透過中心周波数ｆ３±０．０５ＧＨｚの帯域である。
第２帯域透過部４０の透過電力の周波数特性例を図５に示す。図５に示すように、第２帯域透過部４０は、２４．１５ＧＨｚの第２透過中心周波数ｆ２±０．０５ＧＨｚの第２透過周波数帯域の電波を良好に透過させ、第２透過周波数帯域以外の帯域の電波は相対的に透過量が抑制されるように構成されている。他の第１帯域透過部３０及び第３帯域透過部５０についても、図５に示した第２帯域透過部４０の周波数特性と同傾向の周波数特定を有している。なお、各帯域透過部３０，４０，５０の周波数特性として、図５に示す周波数特性はあくまでも一例であって、各帯域透過部３０，４０，５０に要求される仕様を満たすことができれば、図５とは異なる周波数特性であってもよい。
【００２８】
第１帯域透過部３０は、図３に示すように、複数のフィルタセル３１を備えている。具体的に、垂直方向において、複数のフィルタセル３１が、一定間隔で周期的に配列されている。走査方向においても、複数のフィルタセル３１が、一定間隔で周期的に配列されている。図３は、一例として、垂直方向においては９個のフィルタセル３１が周期的に配列されてなるフィルタセル群が、走査方向に６列配列されている状態が示されている。
【００２９】
なお、図３に示した配列数はあくまでも一例であり、垂直方向及び走査方向ともにフィルタセル３１の配列数は適宜決めてよい。また、走査方向に隣接する２つのフィルタセル群の、垂直方向における相対的位置関係は、適宜決めてよい。例えば、図３は、走査方向に隣接する２つのフィルタセル群の垂直方向の位置関係がぴったり揃っている例を示しているが、互いの位置が垂直方向にずれていてもよい。
【００３０】
フィルタセル３１は、具体的には、図４に示すように、導体パターン３２を備えている。導体パターン３２は、誘電体板２１上に設けられた環状（詳しくは矩形環状）のマイクロストリップラインである。なお、導体パターン３２の主成分は銅である。
【００３１】
導体パターン３２の垂直方向の長さは、フィルタセルの垂直方向の配列周期Ｔｖ１より短い所定のパターン長Ｌｖである。導体パターン３２の走査方向の長さは、フィルタセルの走査方向の配列周期Ｔｈより短い所定のパターン幅Ｌｈである。また、導体パターン３２の線幅は所定の線幅Ｌｗである。
【００３２】
また、導体パターン３２は、環状に完全に閉じてはおらず、環状の全周における一部区間が途切れている。その途切れている区間の長さは、所定のスリット長Ｌｓである。
第１帯域透過部３０は、導体パターン３２を備えたフィルタセル３１が、垂直方向及び走査方向それぞれに周期的に配列されている。もっとも、フィルタセル３１の実態は導体パターン３２であり、第１帯域透過部３０は、導体パターン３２が、垂直方向においては垂直方向の配列周期Ｔｖ１で周期的に配列され、走査方向においては走査方向の配列周期Ｔｈで周期的に配列されたものである。
【００３３】
第１帯域透過部３０の透過特性、即ち第１透過中心周波数ｆ１及び第１透過周波数帯域を含む電気的特性は、例えば、導体パターン３２の垂直方向の配列周期Ｔｖ１、導体パターン３２自体の各部の寸法形状、誘電体板２１の比誘電率などの、種々のパラメータに依存する。第１帯域透過部３０の透過特性に大きく影響するパラメータの１つは、導体パターン３２の垂直方向の配列周期Ｔｖ１である。
【００３４】
導体パターン３２の垂直方向の配列周期Ｔｖ１が大きいほど、第１透過中心周波数ｆ１は低くなり、導体パターン３２の垂直方向の配列周期Ｔｖ１が小さいほど、第１透過中心周波数ｆ１は高くなる。
【００３５】
本実施形態の第１帯域透過部３０における各フィルタセル３１の具体的寸法は、例えば次の通りである。即ち、導体パターン３２のパターン長Ｌｖは１１．７１ｍｍ、導体パターン３２のパターン幅Ｌｈは２．５ｍｍ、導体パターン３２の線幅Ｌｗは０．５ｍｍ、導体パターン３２のスリット長Ｌｓは０．５ｍｍ、垂直方向の配列周期Ｔｖ１は１２．８ｍｍ、走査方向の配列周期Ｔｈは３ｍｍである。もちろん、これら各寸法はあくまでも一例である。このような寸法構造によって、第１帯域透過部３０の第１透過中心周波数ｆ１は、２４ＧＨｚに設定されている。
【００３６】
第２帯域透過部４０も、第１帯域透過部３０と同様、複数のフィルタセル４１が垂直方向及び走査方向に周期的に配列されている。第３帯域透過部５０も、第１帯域透過部３０と同様、複数のフィルタセル５１が垂直方向及び走査方向に周期的に配列されている。
【００３７】
そして、第２帯域透過部４０及び第３帯域透過部５０が第１帯域透過部３０と異なるのは、垂直方向の配列周期である。
第２帯域透過部４０のフィルタセル４１及び第３帯域透過部５０のフィルタセル５１は、いずれも、垂直方向の配列周期を除き、第１帯域透過部３０と全く同じ構成である。即ち、第２帯域透過部４０のフィルタセル４１及び第３帯域透過部５０のフィルタセル５１のいずれも、図４に示した導体パターン３２を備える。
【００３８】
つまり、各帯域透過部３０，４０，５０のいずれも、個々のフィルタセル３１，４１，５１が備える導体パターン３２自体は全く同じである。また、走査方向における導体パターン３２の配列周期Ｔｈも、各帯域透過部３０，４０，５０全て同じである。
【００３９】
一方、第２帯域透過部４０において、各フィルタセル４１の垂直方向の配列周期（つまり導体パターン３２の垂直方向の配列周期）Ｔｖ２は、第１帯域透過部３０における垂直方向の配列周期Ｔｖ１よりも短い。具体的に、本実施形態では、第２帯域透過部４０における導体パターン３２の垂直方向の配列周期Ｔｖ２は、例えば１２．７１ｍｍである。このような寸法構造によって、第２帯域透過部４０の第２透過中心周波数ｆ２が２４．１５ＧＨｚに設定されている。
【００４０】
さらに、第３帯域透過部５０において、導体パターン３２の垂直方向の配列周期Ｔｖ３は、第２帯域透過部４０における垂直方向の配列周期Ｔｖ２よりも短い。具体的に、本実施形態では、第３帯域透過部５０における導体パターン３２の垂直方向の配列周期Ｔｖ３は、例えば１２．６３ｍｍである。このような寸法構造によって、第３帯域透過部５０の第３透過中心周波数ｆ３が２４．３ＧＨｚに設定されている。
【００４１】
なお、導体パターン３２のパターン長Ｌｖは、透過中心周波数に対応した波長と同程度の長さである。より具体的には、本実施形態では、導体パターン３２のパターン長Ｌｖが、透過中心周波数に対応した波長よりも若干短い長さに設定されている。
【００４２】
また、垂直方向の配列周期Ｔｖ１、Ｔｖ２、Ｔｖ３も、それぞれ、透過中心周波数に対応した波長と同程度の長さである。より具体的には、本実施形態では、垂直方向の配列周期Ｔｖ１、Ｔｖ２、Ｔｖ３が、それぞれ、透過中心周波数に対応した波長よりも若干長い長さに設定されている。
【００４３】
（１−３）送受信処理部１６の構成
図２に戻り、送受信処理部１６の構成について具体的に説明する。
送受信処理部１６は、給電部１６ａを備える。給電部１６ａは、送信アンテナ１３へ送信用の電力を給電することにより送信アンテナ１３から電波を放射させるように構成されている。本実施形態では、給電部１６ａは、車両周囲の物標を検知するための検知用の送信電力を送信アンテナ１３へ給電することにより、物標検知用の電波（以下、探査波とも称する）を送信アンテナ１３から放射させることが可能に構成されている。
【００４４】
送受信処理部１６は、給電部１６ａのほか、受信アンテナ１４で受信された受信信号を処理することにより探査波を反射させた物標に関する情報を算出する信号処理回路を備えている。
【００４５】
即ち、送受信処理部１６は、給電部１６ａから送信アンテナ１３へ検知用の送信電力を給電することにより送信アンテナ１３から探査波を放射させ、その探査波の反射波が受信アンテナ１４にて受信された場合にその受信信号に基づいて、探査波を反射させた物標に関する情報を取得するように構成されている。なお、物標に関する情報は、例えば、車両における所定の基準位置から物標までの距離、基準位置からみた物標の方位、などである。
【００４６】
本実施形態の送受信処理部１６は、例えば、ＦＭＣＷ方式にて探査波の送受を行い、物標を検知する。ＦＭＣＷは、Frequency Modulated Continuous Waveの略称である。
給電部１６ａは、単に一定の周波数の探査波、あるいは一定の周波数を中心に周波数が増減される探査波を送信するのではなく、異なる複数の設定放射帯域の探査波を順次切り替えながら送信する。
【００４７】
切り替える複数の設定放射帯域は、それぞれ、フィルタ部２０における各透過周波数帯域に含まれる帯域である。即ち、本実施形態では、給電部１６ａは、送信アンテナ１３へ給電する電力の周波数を、例えば、第１設定放射帯域内の周波数（例えば第１設定周波数Ｆｓ１）、第２設定放射帯域内の周波数（例えば第２設定周波数Ｆｓ２）、及び第３設定放射帯域内の周波数（例えば第３設定周波数Ｆｓ３）の３種類に順次切り替える。
【００４８】
第１設定放射帯域は、フィルタ部２０における第１帯域透過部３０の第１透過周波数帯域に含まれる。第２設定放射帯域は、フィルタ部２０における第２帯域透過部４０の第２透過周波数帯域に含まれる。第３設定放射帯域は、フィルタ部２０における第３帯域透過部５０の第３透過周波数帯域に含まれる。
【００４９】
給電部１３ａから第１設定周波数Ｆｓ１（例えば２４ＧＨｚ）の送信電力が給電されてその第１設定周波数Ｆｓ１の電波が送信アンテナ１３から放射されている場合、その電波は、フィルタ部２０において、第１帯域透過部３０を良好に透過する一方、他の第２帯域透過部４０及び第３帯域透過部５０においては相対的に透過量が抑制されるかあるいは透過が阻止される。
【００５０】
そのため、この場合におけるレーダ装置１からの電波の指向性は、図６に破線で例示するように、送信アンテナ１３から見て第１帯域透過部３０が存在している方向への利得が大きくなる一方、それ以外の方向への利得は小さくなる。
【００５１】
給電部１３ａからの給電電力の周波数が第２設定周波数Ｆｓ２（例えば２４．１５ＧＨｚ）に切り替わってその第２設定周波数Ｆｓ２の電波が送信アンテナ１３から放射されると、その電波は、フィルタ部２０において、第２帯域透過部４０を良好に透過する一方、他の第１帯域透過部３０及び第３帯域透過部５０においては相対的に透過量が抑制されるかあるいは透過が阻止される。
【００５２】
そのため、この場合におけるレーダ装置１からの電波の指向性は、図６に太い実線で例示するように、送信アンテナ１３から見て第２帯域透過部４０が存在している方向への利得が大きくなる一方、それ以外の方向への利得は小さくなる。
【００５３】
給電部１３ａからの給電電力の周波数が第３設定周波数Ｆｓ３（例えば２４．３ＧＨｚ）に切り替わってその第３設定周波数Ｆｓ３の電波が送信アンテナ１３から放射されると、その電波は、フィルタ部２０において、第３帯域透過部５０を良好に透過する一方、他の第１帯域透過部３０及び第２帯域透過部４０においては相対的に透過量が抑制されるかあるいは透過が阻止される。
【００５４】
そのため、この場合におけるレーダ装置１からの電波の指向性は、図６に一点鎖線で例示するように、送信アンテナ１３から見て第３帯域透過部５０が存在している方向への利得が大きくなる一方、それ以外の方向への利得は小さくなる。
【００５５】
したがって、送信アンテナ１３からの送信電波の周波数を、第１設定放射帯域内の周波数、第２設定放射帯域内の周波数、第３設定放射帯域内の周波数、と順次切り替えることで、レーダ装置１から前方へ放射される電波は、図７に示すように、走査方向へと走査される。給電部１３ａは、上記３種類の周波数の切り替えを繰り返し行うことで、送信電波の走査方向への走査を実現している。
【００５６】
送受信処理部１６は、上記のように送信電波を走査させた場合に受信アンテナ１４で受信される電波の周波数に基づき、反射波の到来角度を判断し、物標が存在している方位を検知する。
【００５７】
なお、送信アンテナ１３から送信される電波の周波数を具体的にどのように切り替えるかについては、適宜決めてよい。例えば、第１設定周波数Ｆｓ１、第２設定周波数Ｆｓ２、第３設定周波数Ｆｓ３、の順に段階的に切り替えるようにしてもよい。また例えば、これら各設定周波数Ｆｓ１、Ｆｓ２、Ｆｓ３を含む一定の周波数範囲で送信周波数を連続的に変化させ、その連続的な変化を繰り返し行うようにしてもよい。
【００５８】
（１−４）第１実施形態の効果
以上説明した第１実施形態によれば、以下の（１ａ）〜（１ｃ）の効果を奏する。
（１ａ）本実施形態のレーダ装置１は、レーダ本体１０の前方にフィルタ部２０が配置される。アンテナ部１１から放射された電波は、フィルタ部２０において、フィルタ部２０が有する複数の帯域透過部３０，４０，５０のうち、アンテナ部１１から放射された電波の周波数が透過周波数帯域に含まれる帯域透過部を良好に透過する。一方、アンテナ部１１から放射された電波は、フィルタ部２０における、アンテナ部１１から放射された電波の周波数が透過周波数帯域に含まれない帯域透過部においては、透過が抑制又は阻止される。
【００５９】
そのため、アンテナ部１１から放射される電波の周波数が各設定放射帯域内の周波数に順次切り替わることで、フィルタ部２０において電波が良好に透過する帯域透過部が切り替わり、これにより、フィルタ部２０を介して外部へ放射される電波が走査方向へ走査される。
【００６０】
したがって、第１実施形態のレーダ装置１によれば、使用するアンテナの数を抑えつつ、送信電波の周波数を切り替えることによって、送信電波を走査させることができる。
（１ｂ）フィルタ部２０が備える各帯域透過部３０，４０，５０は、それぞれ、垂直方向に周期的に配列された複数の環状の導体パターン３２を備えている。このような簡素な構成ながら、特定の周波数帯域の電波のみ良好に透過させてそれ以外の電波の透過を抑制させることが実現される。
【００６１】
（１ｃ）フィルタ部２０が備える各帯域透過部３０，４０，５０の各透過周波数帯域は、導体パターン３２の垂直方向の配列周期を調整することによって、それぞれ異なる帯域に設定することができる。そのため、各帯域透過部３０，４０，５０の各透過周波数帯域を容易に所望の帯域に設定することができる。
【００６２】
［２．第２実施形態］
第２実施形態では、フィルタ部の別の例を説明する。フィルタ部を具体的にどのように構成するかについては適宜決めてよく、例えば、図８に示すように構成してもよい。図８に示す第２実施形態のフィルタ部７０は、第１実施形態のフィルタ部２０と比較して、走査方向に配列された帯域透過部の数が異なる。
【００６３】
具体的に、第２実施形態のフィルタ部７０は、透過周波数帯域が異なる５つの帯域透過部８１，８２，８３，８４，８５を備え、これらが走査方向に沿ってこの順に隣接するように配列されている。
【００６４】
第１帯域透過部８１は、垂直方向及び走査方向に周期的に配列された複数のフィルタセル９１を有し、第１透過中心周波数ｆ１１を中心とする第１透過周波数帯域を有する。第２帯域透過部８２は、垂直方向及び走査方向に周期的に配列された複数のフィルタセル９２を有し、第２透過中心周波数ｆ１２を中心とする第２透過周波数帯域を有する。第３帯域透過部８３は、垂直方向及び走査方向に周期的に配列された複数のフィルタセル９３を有し、第３透過中心周波数ｆ１３を中心とする第３透過周波数帯域を有する。第４帯域透過部８４は、垂直方向及び走査方向に周期的に配列された複数のフィルタセル９４を有し、第４透過中心周波数ｆ１４を中心とする第４透過周波数帯域を有する。第５帯域透過部８５は、垂直方向及び走査方向に周期的に配列された複数のフィルタセル９５を有し、第５透過中心周波数ｆ１５を中心とする第５透過周波数帯域を有する。各透過中心周波数ｆ１１〜ｆ１５は、ｆ１１＜ｆ１２＜ｆ１３＜ｆ１４＜ｆ１５、という大小関係にある。
【００６５】
各帯域透過部８１〜８５が備える各フィルタセル９１〜９５は、第１実施形態の各フィルタセル３１〜３３と同様、図４に示した導体パターン３２を有する。そして、第１実施形態と同様、各フィルタセル９１〜９５の垂直方向の配列周期が、各帯域透過部８１〜８５のそれぞれで異なる。即ち、第１帯域透過部８１におけるフィルタセル９１の垂直方向の配列周期が最も長く、第２帯域透過部８２のフィルタセル９２、第３帯域透過部８３のフィルタセル９３、第４帯域透過部８４のフィルタセル９４、の順で段階的に垂直方向の配列周期が短くなっていき、第５帯域透過部８５におけるフィルタセル９５の垂直方向の配列周期が最も短い。
【００６６】
このように構成されたフィルタ部７０に対し、送信アンテナ１３からの送信周波数を、第１実施形態と同様の要領で、各透過周波数帯域内の周波数に順次切り替えていくことで、走査方向への走査が可能となる。例えば、送信周波数をｆ１１→ｆ１２→ｆ１３→ｆ１４→ｆ１５→ｆ１１→ｆ１２→・・・という順で順次繰り返し切り替えるようにしてもよい。
【００６７】
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果を奏するのに加え、さらに、走査方向への走査分解能をより高めることができる。
［３．第３実施形態］
図９に示す第３実施形態のレーダ装置１５０は、第１実施形態のレーダ装置１と比較して、主に、フィルタ部２０が設けられている部位が異なる。第１実施形態では、レーダ本体１０とは別に誘電体板２１が設けられ、その誘電体板２１にフィルタ部２０が設けられた。これに対し、第３実施形態のレーダ装置１５０は、誘電体板２１は備えておらず、フィルタ部２０は、レーダ本体１０のカバー部材１７に設けられている。
【００６８】
具体的に、カバー部材１７は、車両前方に対向する面側、即ち車両の前方からレーダ本体１０を見たときに見える面側が、平面状の形状に構成されている。フィルタ部２０は、その平面状の領域に設けられている。
【００６９】
したがって、このように構成されたレーダ装置１５０によっても、前述した第１実施形態の効果を奏する。
［４．第４実施形態］
図１０示す第４実施形態のレーダ装置１６０は、第１実施形態のレーダ装置１と比較して、主に、フィルタ部２０が設けられている部位が異なる。
【００７０】
第４実施形態のレーダ装置１６０は、車両２００に搭載されている。なお、レーダ装置が車両に搭載されていることは、上記各実施形態１〜３についても同様である。車両２００の前端側には、バンパー１６１が設けられている。そして、本第４実施形態のレーダ装置１６０においては、フィルタ部２０が、バンパー１６１に設けられている。
【００７１】
具体的に、フィルタ部２０は、バンパー１６１における車両外部に面する外側面及び車両内部に面する内側面のうち、内側面に設けられている。
レーダ本体１０は、アンテナ部１１から放射される電波がフィルタ部２０を透過して車両前方へ放射されるような位置に設けられている。つまり、フィルタ部２０が設けられる部位が第１実施形態とは異なっているものの、フィルタ部２０とレーダ本体１０との相対的位置関係は、概ね、第１実施形態のレーダ装置１と同じである。
【００７２】
したがって、このように構成されたレーダ装置１５０によっても、前述した第１実施形態の効果を奏する。
［５．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００７３】
（５−１）第１実施形態では、各フィルタセルが備える導体パターン３２の形状として、環状形状を示したが、導体パターン３２の形状は他の形状であってもよい。
例えば、図１１に示すフィルタセル１００のように、垂直方向に延びるように形成された線状の導体パターン１０１を備えていてもよい。
【００７４】
また例えば、図１２に示すフィルタセル１１０のように、矩形パッチ状の導体パターン１１１を備えていてもよい。
また例えば、図１３に示すフィルタセル１２０のように、全体としては矩形形状であってその内部に環状のスリット１２２が形成された導体パターン１２１を備えていてもよい。つまり、図１３のフィルタセル１２０は、第１実施形態のフィルタセル３１から導体パターン３２を取り除き、その導体パターン３２が存在していなかった領域全体に導体を配置したものである。
【００７５】
また例えば、図１４に示すフィルタセル１３０のように、全体としては矩形形状であってその内部に線状のスリット１３２が形成された導体パターン１３１を備えていてもよい。つまり、図１４のフィルタセル１３０は、図１１のフィルタセル１００から導体パターン１０１を取り除き、その導体パターン１０１が存在していなかった領域全体に導体を配置したものである。
【００７６】
（５−２）第１実施形態において、各透過中心周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３がそれぞれ２４ＧＨｚ、２４．１５ＧＨ、２４．３ＧＨｚであること、及び、各透過周波数帯域がそれぞれ対応する透過中心周波数±０．０５ＧＨｚであることは、あくまでも一例である。各帯域透過部の各透過中心周波数、及び各透過周波数帯域の帯域幅は、適宜決めてよい。また、透過中心周波数は必ずしも透過周波数帯域の中心でなくてもよい。
【００７７】
また、帯域透過部の周波数特性が図５に示したような傾向の特性であること、即ち、透過電力が最大となる中心周波数が１つ存在していてその中心周波数から離れるほど透過電力が低下していくような特性であることは、あくまでも一例である。帯域透過部は、図５とは異なる透過電力特性を有していてもよい。つまり、帯域透過部は、透過させるべき所望の透過周波数帯域の電波を良好に透過させることができて、透過周波数帯域以外の周波数の電波は透過周波数帯域よりも透過が抑制又は阻止されるように構成されていればよい。
【００７８】
また、隣接する２つの透過周波数帯域は、完全に離れていてもよいし、ぴったり連続していてもよいし、一部が重複していてもよい。
（５−３）走査方向に隣接する２つの帯域透過部は、ぴったり隣接していなくてもよく、離間していてもよい。
【００７９】
また、例えば第１実施形態において、第１帯域透過部３０と第２帯域透過部４０との間に、第１帯域透過部３０よりも透過周波数帯域が若干低い補助的な帯域透過部を設けてもよい。その目的は、第１帯域透過部３０と第２帯域透過部４０との電気的な境界をより明確にするためである。同様に、第２帯域透過部４０と第３帯域透過部５０との間に、第３帯域透過部５０よりも透過周波数帯域が若干高い補助的な帯域透過部を設けてもよい。その目的は、第２帯域透過部４０と第３帯域透過部５０との電気的な境界をより明確にするためである。
【００８０】
（５−４）フィルタ部が備える帯域透過部の数について、第１実施形態では３つ、第２実施形態では５つであったが、これらはあくまでも一例である。帯域透過部の数は、３つ及び５つ以外の数であってもよい。また、複数の帯域透過部をそれぞれどのように配列するか、即ち、複数の帯域透過部の相対的な位置関係などについても、適宜決めてよい。
【００８１】
（５−５）走査方向は適宜決めてよい。例えば、フィルタ部が備える複数の帯域透過部の透過周波数帯域や配置位置の決め方に応じて、様々な走査方向、走査順序を実現できる。具体的に、例えば上記第１実施形態のレーダ装置１において、第１帯域透過部３０と第３帯域透過部５０の位置を入れ替えることで、第１実施形態の走査方向とは逆の走査方向を実現できる。
【００８２】
また例えば、送信アンテナから放射させる電波の周波数の切り替え順序を変えることによっても、様々な走査方向、走査順序を実現できる。具体的に、例えば第１実施形態のレーダ装置１において、電波の周波数をｆ３→ｆ２→ｆ１、の順で切り替えることで、第１実施形態の走査方向とは逆の走査方向を実現できる。また例えば、電波の周波数をｆ１→ｆ３→ｆ２、の順で切り替えることで、１回の走査の中で走査方向が変化するような走査を実現できる。
【００８３】
（５−６）フィルタ部は、アンテナ部から検知範囲へ放射される電波が入射される位置であればどこに設けてもよい。上記各実施形態では、フィルタ部を、誘電体板２１、レーダ本体１０のカバー部材１７、及び車両２００のバンパー１６１に設けた例を示したが、これら以外の場所にフィルタ部を設けてもよい。
【００８４】
（５−７）車両におけるレーダ装置の搭載位置や数は適宜決めてよい。例えば、車両の側面側に搭載して車両側方の物標を検知するようにしてもよいし、車両の後端側に搭載して車両後方の物標（例えば後続車両）を検知するようにしてもよい。
【００８５】
（５−８）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【符号の説明】
【００８６】
１，１５０，１６０…レーダ装置、１０…レーダ本体、１１…アンテナ部、１２…アンテナ基板、１３…送信アンテナ、１３ａ…給電部、１４…受信アンテナ、１６…送受信処理部、１６ａ…給電部、１７…カバー部材、２０，７０…フィルタ部、２１…誘電体板、３０、４０，５０，８１，８２，８３，８４，８５…帯域透過部、３１、４１，５１，９１，９２，９３，９４，９５、１００，１１０，１２０，１３０…フィルタセル、３２，１０１，１１１，１２１，１３１…導体パターン、１２２，１３２…スリット、１６１…バンパー、２００…車両。
【図１】
2019039766.tif 000003
【図２】
2019039766.tif 000004
【図３】
2019039766.tif 000005
【図４】
2019039766.tif 000006
【図５】
2019039766.tif 000007
【図６】
2019039766.tif 000008
【図７】
2019039766.tif 000009
【図８】
2019039766.tif 000010
【図９】
2019039766.tif 000011
【図１０】
2019039766.tif 000012
【図１１】
2019039766.tif 000013
【図１２】
2019039766.tif 000014
【図１３】
2019039766.tif 000015
【図１４】
2019039766.tif 000016