(57)【要約】第一のアンテナ（２２）及びガードアンテナ（２４）を備えた車輌（１６）中の予測衝突レーダーシステム（１０）であって、放射パターン（４４、４６）がオーバーラップしており、ガードアンテナ（２４）の放射パターン（４４）は第一のアンテナ（２２）の放射パターンよりも広い。第一のアンテナ及びガードアンテナからの信号の比較（７１８，１２０）が車輌（１６）の脅威となりそうでない標的の除外を提供する。第一のアンテナ（２２）の第一の実施例はマルチビームアンテナ（２２．１、２２．２）であって、電磁レンズ（４０、５６）が例えば誘電体（４０、４０．１）または平面（５６）であって、前方放射エレメント（５８）からの信号が、それらと整列したガードアンテナ（２４）からの信号と比較される。他の実施例では、電磁レンズ（７０）は、ガードアンテナ（２４）と協働して放射パターン（４４．１’）の方向を変化させる。
2008530914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．少なくとも１つの第一の方向に第一の電磁放射ビームを生成すること、
ｂ．少なくとも１つの第二の方向に第二の電磁放射ビームを生成すること、ここにおいて前記少なくとも１つの第二の方向における１つの第二の方向は、前記少なくとも１つの第一の方向における１つの第一の方向と実質的に向きが揃えられており、前記第二の方向に向いた第二の電磁放射ビームは、前記第一の方向に向いた第一の電磁放射のメインローブと重なるものであり、前記第一の方向に向いた第一の電磁放射ビームの前記メインローブは、レーダーシステムによって検出されるべき正しい標的を照射するのに適するものであり、前記第二の電磁放射ビームの実質的部分が、該レーダーシステムにより無視されるべき誤りの標的への照射を与えるために、前記第一の電磁放射ビームを超えて少なくとも１つの第三の方向を照射するものであり、
ｃ．前記第一の電磁放射ビームを反射した第一の反射電磁放射の受信に応答して第一の信号を生成すること、ここにおいて第一の反射電磁放射は、前記レーダーシステムをとりまく環境から反射されたものであり、
ｄ．前記第二の電磁放射ビームを反射した第二の反射電磁放射の受信に応答して第二の信号を生成すること、ここにおいて第二の反射電磁放射は、前記レーダーシステムをとりまく前記環境から反射されたものであり、
ｅ．正しい標的を誤りの標的から区別するために前記第一および第二の信号を処理すること、
を含む、レーダーシステムによって標的を検知する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願についての相互参照
本出願は、ここに本願に参照として組み入れる、２００５年２月１０日に出願された米国特許仮出願Ｎｏ．６０／５９３，７６３号の利益を主張するものである。次の出願もここにおいて参照として組み入れる：  ２００４年３月２６日に出願された米国特許仮出願Ｎｏ．６０／５２１，２８４号の利益を主張して２００５年３月２８日に出願された米国特許出願Ｎｏ．１０／９０７，３０５号および２００４年８月１１日に出願された米国特許仮出願Ｎｏ．６０／５２２，０７７号の利益を主張して２００５年８月１１日に出願された米国特許出願Ｎｏ．１１／１６１，６８１号。米国特許Ｎｏ．６，４２４，３１９号、６，０８５，１５１号および５，９６９，６６７号もここにおいて参照として組み入れる。
【０００２】
実施例の詳細な説明
図１を参照すると、予測衝突レーダーシステム１０が、例えば自己車輌１６内の関連した安全システム１４の関連した動作閾値や動作時間の変更を行うために、関連した安全システム制御プロセッサ１２に対して衝突前の接近速度および／または接近角度情報を与えることによって、衝突安全性を向上させるための種々の対策動作を、衝突事象の発生に先立って行うことを提供している。種々の安全システム１４は、自己車輌１６に組み込まれた予測衝突レーダーシステム１０および関連した衝突センサ１８からの信号に応答して制御されうる。そのような安全システム１４の例は、これに限られてはいないが、固定的または制御可能な膨張特性を有するエアバッグシステム１４．１（例えば、運転者側エアバッグシステム１４．１’または同乗者側エアバッグシステム１４．１’’）、シートベルトプリテンショナー１４．２、または例えば駆動型シートベルト１４．２’のような逆転可能拘束システムまたは配置変化型シートシステムを含んでいる。
【０００３】
予測衝突レーダーシステム１０は、例えばマルチビームアンテナ２２である第一のアンテナと、ガードアンテナ２４とを含む関連したアンテナシステム２０を含んでいる。図１および図２を参照すると、アンテナシステム２０．１の第一の実施例においては、マルチビームアンテナ２２．１の関連した第一の実施例のフィード２６およびガードアンテナ２４．１の関連した第一の実施例のフィード２８は、例えばここにおいて参照として組み入れられる米国出願Ｎｏ．１０／９０７，３０５号の図１−５およびその説明によって記述されている、フェルミテーパースロットアンテナまたは他のテーパースロットアンテナエレメントのような、エンドフィード型のアンテナエレメントを含むものである。フィード２６、２８は、例えばここにおいて共に参照として組み入れられる米国特許Ｎｏ．６，４２４，３１９号及び米国特許出願Ｎｏ．１０／９０７，３０５号に開示されている、例えば登録商標デュロイド（Ｄｕｒｏｉｄ）のような共通誘電体基板３２上に形成した導電層３０により構成される。フィード２６、２８は、例えば、ここにおいて共に参照として組み入れられる米国特許Ｎｏ．６，４２４，３１９号及び米国特許出願Ｎｏ．１０／９０７，３０５号が教示するように、関連スイッチングネットワーク３６の共同入力３４に動作可能に接続されている。
【０００４】
例えば、１つの実施例においては、個々のフィード２６、２８はスイッチングネットワーク３６の関連するポートに、ここにおいて参照として組み入れられる米国出願Ｎｏ．１０／９０７，３６５号の図６−９に記述されるように、例えば誘電体基板３２のフィード２６、２８と反対の側において導電性経路３８を介して結合している。マルチビームアンテナ２２．１のフィード２６は、例えばここにおいて参照として組み入れる米国特許Ｎｏ．６，４２４,３１９号の教示に従った、例えば球形電磁レンズ４０．１のような誘電体電磁レンズ４０と協働する。共同入力３４は、例えば、ここにおいて参照として組み入れられる米国特許Ｎｏ．５，９６９，６６７号および６，０８５，１５１号の教示に従った、送信レーダー信号を発生し、対応する反射レーダー信号を受信し処理するレーダー信号源およびプロセッサ４２と、動作可能に結合されている。
【０００５】
レーダー信号源およびプロセッサ４２は、安全システム制御プロセッサ１２と動作可能に結合しており、例えば、１つの実施例においては、マルチビームアンテナ２２の夫々のビームについて、レーダー信号源およびプロセッサ４２によって検知された強度および距離情報を出力する。それに代えて、レーダー信号源およびプロセッサ４２と安全システム制御プロセッサ１２の機能は、単一のプロセッサに統合されてもよく、また、特定のビームの選択は、安全システム制御プロセッサ１２に応答して制御してもよい。
【０００６】
図３を参照すると、ガードアンテナ２４の放射パターン４４は、マルチビームアンテナ２２の対応するビームの対応する放射パターン４６と比較して、かなり広いビーム幅と対応して低いゲインとを有している。マルチビームアンテナ２２を含む信号経路は、通常標的検出に用いられるのであるが、ここでは「マルチビームチャネル」と称することとし、これにより得られた信号は「マルチビームチャネル信号」と称することとする。同様に、ガードアンテナ２４を含む信号経路は「ガードチャネル」、それにより得られた信号は「ガードチャネル信号」と称することとする。したがって、マルチビームチャネルは比較的狭いビームであってより高いゲインを有し、ガードチャネルは比較的広いビームで比較的低いゲインを有する。
【０００７】
例えば、図１および図２を参照すると、ガードチャネルはガードアンテナ２４．１の第１の実施例の、マルチビームアンテナ２２．１の誘電体電磁レンズ４０を介して放射をしない、独立した１つのテーパースロットフィード２８で構成され、誘電体レンズ４０でエネルギーが集束されないが故に垂直面及び水平面においてかなりの程度により広いビーム幅を与えるものである。例えば、１つの実施例においては、ガードアンテナ２４．１における付随する３デシベルアンテナビーム幅は、約６０度（即ち±３０度）である。図２．１を参照すると、９：１のＲＦスイッチングネットワーク３６が、マルチビームアンテナ２２．１から誘電体電磁レンズ４０を通過する放射のための８本の分離した経路と、ガードアンテナ２４．１のための１本の独立した経路を提供する。
【０００８】
図３を参照すると、安全システム１４の制御のために予測衝突レーダーシステムを使用するときには、例えば、予測的な間違った警告を車輌搭乗者、例えば運転者に対しておこなうことを避けるため、可逆的拘束システムの起動を避けるため、または衝突が切迫していない状態において衝突対応動作の閾値を下げてしまうことを避けるために誤警報の発生を最小化することは、利益が多い。誤警報の潜在的原因は、例えば道路のひび割れ、開いたマンホール、岩４８．１または道路面上に存在するその他の堆積物といった、道路の不連続性や堆積物の結果としての誤標的４８から生じるものである。誤警報は、自己車輌１６がその下を走行する陸橋によっても引き起こされうる。自己車輌１６の、例えば縦軸方向に沿った経路中に在る誤標的４８は、予測誤警報の共通する原因となる。
【０００９】
軸線外の対象物は、より懸案でない事項である。なぜならば、これらの方向から接近する高速対象物は、通常地面に沿って移動するものであろうし、それゆえに、検出された際に誤警報となってしまう誤標的４８であるよりは、予測衝突レーダーシステム１０の検出対象候補となるべきものであろうからである。軸線外の角度から接近してくるより低速の対象物は、自己車輌１６が旋回している際に遭遇するかもしれないが、そのような状況では誤警報が比較的に懸案はいえないほどに、接近測度が十分に遅いであろう。
【００１０】
図３に見ることができるように、標的がマルチビームチャネルアンテナビームのメインローブの中に存在するかどうかを決定するために、ここにおいて「ガードテスト」と名づける方法によるマルチビームチャネル信号とガードチャネル信号との比較を、複数回おこなうことによって、自己車輌１６が正しい標的５２と衝突しそうでない場合に、誤標的４８に応答して対応した安全システム１４が起動することが排除されるに十分な自己車輌１６からの距離にある誤標的４８を、正しい標的５２と区別することを提供するために、ガードアンテナ２２およびマルチビームアンテナ２０の夫々の垂直ビームパターン４２．１、４４，１は、誤標的４８が実質的にマルチビームアンテナ２０からの放射よりもガードアンテナ２２からの放射によってより多く照射されるように適合される。
【００１１】
直径ａで波長λの平面板アンテナ（flat-plate  antenna）のメインローブ輻射のパターンの近似は次の通りである：
【数１】
2008530914.tif 000003
ここにおいて、Ｅ（φ）はアンテナの主軸方向からの角度φ方向における、アンテナのボルテージゲインを表す。この式はここにおいて参照として組み入れられる、Ｍｅｒｒｉｌｌ  Ｉ  Ｓｋｏｌｉｎｉｋ著、Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｒａｄａｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ，  １９８０  の２３１頁からのものである。比較的狭いビーム幅、または合理的に大きいａ／λの値においては、ｓｉｎ(φ)の値はφで置き換えることが出来る。この単純化した近似は、ａ／λの値が少なくとも約２という値において使用可能である。ａ／λが２であると、３デシベルアンテナビーム幅は、約２５度（±１２．５度）となる。さらに、ｘが約１．４のとき、ｓｉｎ（ｘ）／ｘ＝１／√２即ち−３デシベルである。
【００１２】
したがって、等式（１）と共にこれら近似を用いれば、開口直径ａのアンテナの、一方向３デシベルビーム幅――すなわち送信または受信のうちの一方のビーム幅――は、次の式で近似される：
【数２】
2008530914.tif 000004
ここにおいて、開口直径ａは、関連するフィード２８の開口寸法、すなわち平面板または平面版の導体パッチまたはパッチアンテナの直径、または例えば協働するマルチビームアンテナ２２のような、アンテナのための誘電体電磁レンズ４０の直径に対応するものである。例えば、７７ギガヘルツにおいては、直径２．６インチ（６．６ｃｍ）の平面アンテナは、３デシベルビーム幅（１方向）が３度（±１．５度）であり、１０デシベルビーム幅は５度（±２．５度）であろう。２４ギガヘルツにおいては、直径２．８インチ（７．１１ｃｍ）の平面アンテナは、ずっと広い３デシベルビーム幅（１方向）である９度（±４．５度）と、１０デシベルビーム幅１５度（±７．５度）を有するであろう。
【００１３】
上記のアンテナ近似と、計算されたビーム幅を用いて、またレーダーが地上２フィート（０．６１ｍ）のところに設置されていると仮定して、地上の標的に対して、３デシベル減衰及び１０デシベル減衰が発生――これを「ビームフォールオフ」と称する――する距離は、次のように計算することができる。
【表１】
2008530914.tif 000005
ここにおいて、２方向減衰は、送信および受信を合計したものである。
【００１４】
減衰が、車輌が実際に対象物に到達するまたは上を通過する時点により近い時点において発生し、それによって誤警報の発生の可能性を高めることの故に、また、アンテナの効果とは独立に、標的についての信号強度が、自己車輌１６が近づくに従って１／ｒ４の関係で増加し、ここでｒは標的への距離であり、それによって、ビームフォールオフの結果として標的が除外される可能性をさらに減らすこととなることの故に、２４ギガヘルツにおける、比較的広いビーム幅に伴った比較的近接したフォールオフ距離は、注目すべきものである。
【００１５】
時速６０マイル（２６．８ｍ／ｓ）で移動する自己車輌１６についての、７７ギガヘルツ及び２４ギガヘルツのレーダーシステムによる、地面上の対象物からの２方向減衰が６デシベル及び２０デシベル（一方向減衰で３デシベル及び１０デシベル）となる時点から対象物との交差までの時間は、次のテーブルに示され、ここにおいて対象物との交差までの時間は、比較的広い幅を有する２４ギガヘルツアンテナビームにおけるものの方が、比較的狭い幅を有する７７ギガヘルツアンテナビームよりもかなり小さいということが見て取れる。
【表２】
2008530914.tif 000006
【００１６】
予測衝突レーダーシステム１０は、マルチビームアンテナ２２の少なくとも中央ビームは、ガードアンテナ２４のビームホールオフ距離よりも十分に大きなビームフォールオフ距離を有するようにされ、それによって、両者の間に存在する誤標的４８の検出を可能にしている。以下の記述においては、前方照射マルチビームチャネル５４が、マルチビームチャネル信号の信号源として使用される。例えば、図１及び２に示されるような、対応する長手方向軸５０の両側に複数の前方照射ビームチャネルを有するマルチビームアンテナ２２．１の場合は、関係するプロセッシングは夫々の前方照射マルチビームチャネル５４について、別々に実行可能である。その代わりに、単一ビームアンテナを、前方照射マルチビームチャネル５４において使用することもできる。
【００１７】
６０度（±３０度）３デシベルビーム幅、即ち式（１）によって近似できるものであるが、においてはａ/λを０．８９とする。例えば、ここにおいて参照として組み入れる、Ｍｅｒｒｉｌ  Ｉ  Ｓｋｏｌｎｉｋ著「Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｒａｄａｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ、１９８０、２２５-２２６ページには、アンテナの絶対ゲインＧとビーム幅との関係を、次のような式によって記述している  ：
【数３】
2008530914.tif 000007
ここにおいてφとθは、夫々水平方向及び垂直方向のビーム幅であり、Ｇは、関連するスカラーゲインである。例えば、２４ギガヘルツで３．６インチ（９．１４ｃｍ）アパーチャーの場合ビーム幅９度（±４．５度）であり、対応するゲインは約２４デシベルｉ（ｄＢｉ）である。式（３）から、誘電体レンズを介して集光されない６０度（±３０度）で３デシベルビーム幅を有するフィード２８の場合、対応するピークアンテナゲインとして約１３．５デシベルとなる。
【００１８】
例えば、図４は、角度φまたはθの関数として、アンテナゲインＧをデシベルでプロットした、マルチビームチャネル（ＭＢ）とガードチャネル（Ｇ）の１方向アンテナパターンを示している。マルチビームチャネルは３デシベルビーム幅が９度（±４．５度）であり、ピークゲインが２４デシベルｉ（ｄＢｉ）であるのに対し、ガードチャネルは３デシベルビーム幅は６０度（±３０度）であり、ピークゲインは１３．５デシベルｉ（ｄＢｉ）であり、この例においては、マルチビームチャネルとガードチャネルのアンテナゲインＧは、７．６度のところで同じ値となり、ビーム中心においては、マルチビームチャネルのアンテナゲインＧがガードチャネルのアンテナゲインを１０．５デシベル上回っている。
【００１９】
図５は、２つの異なった標的接近シナリオについての、地面に沿った標的からの距離の関数としての、マルチビームチャネル信号及びガードチャネル信号の、２方向（送信及び受信）相対的信号強度の例を示すものである。一つはバンパー高さの標的についてのもの（ケース１）であり、もう一つは地面上にある標的についてのもの（ケース２）であって、アンテナシステム２０の中心は、地上２フィート（０．６１ｍ）のところにある。図６は、対応するマルチビームチャネル信号とガードチャネル信号との差を示す、これら２つのケースの夫々についての図である。信号強度が１／ｒ４で距離に依存するので、距離が近づくにつれて信号強度が増加するという結果になる。
【００２０】
標的が、バンパー高さで接近してくるというケース１の場合においては、――図６が示すように――２方向ゲインの差は、実質的に約２１デシベルに保たれ、これは図４に示される、マルチビームチャネルとガードチャネルの一方向ゲインパターンの差である１０．５デシベルの２倍である。標的が、地面において接近してくるケース２の場合においては、ガードチャネル信号は、関連するビームの比較的幅広のメインローブの故に、ケース１における信号と実質的に同じである。しかしながら、標的がマルチビームチャネルのビームの比較的幅の狭いメインローブから逸脱し始めるにつれて、信号強度が減衰するので、マルチビームチャネル信号はケース１における信号からかなり逸れていく。標的から４．５ｍの距離において、地上の標的までの迎核は約７．６度であり、マルチビームとガードチャネルのアンテナゲインは等しくなり、この距離が図４におけるゲインの「クロスオーバー」点に相当する。
【００２１】
図７を参照すると、予測衝突検知プロセス７００に従えば、ステップ（７０２）において、マルチビームアンテナ２２の走査が、ステップ（７０４）におけるカウンタｉの初期化を伴って開始し、その後ステップ（７０６）において、マルチビームアンテナ２２の第ｉ番目のフィードがスイッチングネットワーク３６によって選択されレーダー信号源及びプロセッサ４２と結合されて、ステップ（７０８）において電磁エネルギーのビームがｉ番目のフィード２４から送信され、そして反射された電磁エネルギーがそれにより受信されレーダー信号源及びプロセッサ４２によって処理される。次に、ステップ（７１０）において、若し全てのフィード２４がまだ処理されていない場合にはステップ（７１２）においてカウンタｉが加算されてアンテナ走査プロセスが次ぎのフィード２４についてステップ（７０６）を繰り返すことによって継続される。他方、マルチビームアンテナ２２の全てのフィード２４が処理されてしまった場合、ステップ（７１０）からステップ（７１４）へ移り、ステップ（７０６）において夫々のフィード２４から入力し、レーダー信号源及びプロセッサ４２によって処理されたたレーダー信号に応答して、自己車輌１６内の予測衝突レーダーシステム１０が、追跡している対象と衝突する可能性が十分高いことを表示すると、次に、追尾している対象が、誤標的４８かどうかを確かめるガードテストが実施される。
【００２２】
より詳しく言えば、ステップ（７１６）において、ガードアンテナ２２のフィード２６から電磁エネルギーのビームが送信され、環境から反射された電磁エネルギーがガードチャネル信号として受信され、そしてステップ（７１８）においてガードチャネル信号またはその機能を、マルチビームアンテナ２２の前方照射マルチビームチャネルのうちの対応するマルチビームチャネル信号と比較され、それを夫々の前方照射マルチビームチャネルについておこなう。次に、ステップ（７２０）において、ステップ８７１８）における比較に応答して誤標的が検知されると、予測衝突検知プロセス７００はステップ（７０２）を繰り返す。
【００２３】
１つの実施例においては、例えば、もし係数ｋ倍だけ、ガードチャネル信号の値が関連する前方照射マルチビームチャネル５４からのマルチビームチャネル信号よりも大きいならば、その標的は誤標的４８であると同定され、マルチビームチャネル信号のメインローブの範囲外に位置するものであり、したがって自己車輌１６にとっての脅威ではないとして、以後無視されるであろう。例えば、誤標的４８は地面に位置する標的か、または自己車輌１６がその下を通過すると予想される、陸橋のような標的でありうる。実際においては、マルチビームとガードチャネル信号の「クロスオーバー点」は、たとえばソフトウエア的には係数ｋの値を変化させる、または、図２に開示される平面アンテナシステム２０上のガードチャネルテーパードスロットフィード２８の形状を変化させることによって、ハードウエア的またはソフトウエア的に調節することができる。例えば、最も有利なピークゲインとビーム幅とを与えてクロスオーバー点を最適位置にするために、ガードチャネルの放射パターンを最適化して、誤標的４８を正しい標的５２から区別することによって、誤警報を減らすまたは誤警報率を減らすことが可能であろう。
【００２４】
図８−１０を参照すると、第２の実施例に従えば、アンテナシステム２０．２がマルチビームアンテナ２２．２の第２の実施例及びガードアンテナ２２．４の第２の実施例を含んでいる。マルチビームアンテナ２２．２の第２の実施例は、ここにおいて参照として組み込まれる米国特許出願Ｎｏ．１１／１６１，６８１の開示に従った、第一の平面電磁レンズ５６を備えており、ここにおいて平面電磁レンズ５６は、誘電体基板または基板組立体６２の第一の面６０に設けられ、誘電体基板または基板組立体６２の反対側の第二の面６６上に設けた第二の複数のパッチエレメント６４と互いに接続している複数の第一のパッチエレメント５８を有しており、接続は誘電体基板または基板組立体中において遅延要素６８を伴ってなされており、遅延要素６８は、誘電体電磁レンズ４０が第一の実施例におけるアンテナシステム２０．１において提供した作用と同様に、生じる位相遅れが電磁エネルギービームのフォーカシングを起こさせるように、関連する第１の複数のパッチエレメント５８および第２の複数のパッチエレメント６４の位置に応じて適合されている。
【００２５】
例えば、１つの実施例においては、遅延要素６８は、誘電体基板または基板組立体６２の内部または表面に設けた、関係する第１及び第２の複数のパッチエレメント５８、６４を導電性のビア（ｖｉａ）で接続する、導電性エレメントを含んでおり、ここにおいて、導電性エレメントの長さは夫々の特定の第１と第２のパッチエレメント５８、６４のための位相遅れを与えるように適合される。そのほかの点では、マルチビームアンテナ２２．２の第２の実施例のアンテナフィード２６は、前記したマルチビームアンテナ２２．２の第一の実施例と同様である。
【００２６】
ガードアンテナ２４．２の第２の実施例も、上記した第１の平面電磁レンズ５６と同様の構成であるが、位相遅れはガードアンテナ２４．２の動作に適合したものであって、例えば自己車輌１６に設置された際に第２の平面電磁レンズの素子を介して下方向に垂直方向放射パターン４４．１’を拡大し、図１１に示すように、地上高さの対象の検出をより良く検知できるようにするか、または上空の対象をより良く検知するようにした、第２の平面電磁レンズ７０を有している。
【００２７】
例えば、第１と第２の平面電磁レンズ５６、７０は共通の誘電体基盤または基板組立体６２を用いて構成される。図１２を参照すると、１つの実施例においては、第１及び第２の平面電磁レンズ５６、７０は、ガードアンテナ２４及びマルチビームアンテナ２２の前方放射マルチビームチャネル５４に伴う水平方向放射パターン４４．２’、４６．２’が方向および広がりについて実質的に等しくなるようにされる。
【００２８】
図１０を参照すると、１つの実施例においては、一枚のボードの平面に位置するアンテナシステム２０．２は、もう１つのボード上の関連するレーダー信号源及びプロセッサ４２と、相互接続ケーブル７２で動作可能に結合しており、それら全ては第１及び第２の平面電磁レンズ５６、５８と共に２部分からなるハウジングに納められている。レーダー信号源及びプロセッサ４２は付属するコネクタ７６を介して安全システム制御プロセッサ１２に動作可能に接続される。
【００２９】
ガードアンテナ２４を含む予測衝突レーダーシステム１０は、自己車輌１６が通常はその上を通過する地上にある対象物からの、自己車輌１６が通常その下を通過する、橋のような対象物からの、そして自己車輌１６がその近くを通過する、他の車輌や建造物の樽などからの誤警報を減少させるために使用できる。ガードアンテナ２４及びガードテストは、レーダーの位置との相対的な垂直または水平位置に関して分離された誤標的４８を排除するために使用できる。例えば、ガードアンテナ２４がマルチビームパターン２２の水平方向放射パターンに比較して実質的に広い水平方向放射パターンを有するように適合された１つの実施例では、ガードテストは予測衝突レーダーシステム１０と同じ高さに在るが、自己車輌１６と衝突しないであろう潜在的誤標的４８からの誤警報の減少をもたらすように用いることができる。
【００３０】
アンテナシステム２０は、一般的に第１のアンテナとガードアンテナ２４との組み合わせから成る。第１のアンテナはここにおいてマルチビームアンテナ２２として説明されたが、代替の実施例においては、第一のアンテナはガードアンテナ２４のビームと相対的に走査が可能なシングルビームアンテナから成っていてもよく、また、相対的に固定的であっても、走査をおこなう構成においては、ガードテストが第１のアンテナからのビームが実質的にガードアンテナ２４に対して整列していれば、マルチビームチャネルシグナルを用いることもできる。
【００３１】
もう１つの可能な代替実施例は、ガードアンテナ２４をマルチビームアンテナとし、複数の異なった方向について複数のガードテストを可能とし、ここにおいてそれぞれのガードテストは第一のアンテナの対応するビームとそれにオーバーラップするガードアンテナ２４についておこなわれるものである。さらにもう１つの可能な実施例は、ガードアンテナ２４が複数のガードアンテナ２４から構成され、それぞれが、異なった方向に向いた第一のアンテナの対応するビームを越えて広がる、扇形のビームを有するようにして、アンテナシステム２０に対して異なった方向に位置する誤標的４８の識別を可能とし、例えば地上の対象物と上空の対象物の区別を与えたり、自己車輌１６の両側に位置する誤標的の区別を与えたりすることもできる。
【００３２】
これまでの詳細な説明及び図面の説明において特定の実施例を詳述したが、この分野の通常の技術を有する者であれば、これら詳細の多くの変形や代替物が、この開示の教えるところに従って構築可能であることは理解されるところである。従って、開示された特定の構成は単に説明を目的としたものであって、付随する請求の範囲及びそれらの均等物の最大の範囲である本発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】車輌安全システムと協働するマルチビームアンテナ及びガードアンテナを設けた車輌を示す図である。
【図２】ガードアンテナ及び誘電体レンズと協働するマルチビームアンテナの組み合わせの第一の実施例を示す図である。
【図３】マルチビームアンテナのビーム及びガードアンテナの第一の実施例のビームの、垂直方向ビームパターンの側面図である。
【図４】１方向マルチビーム及びガードチャネルアンテナのパターンの一例を示す図である。
【図５】２つの異なった標的接近シナリオについての２方向（送信及び受信）マルチビームチャネル及びガードチャネル信号の例を示す図である。
【図６】２つの異なった標的高さについての、マルチチャネル信号とガード信号との差を構成する差信号を示す図である。
【図７】予測衝突検出プロセスのフローチャートを示す図である。
【図８】マルチビームアンテナとガードアンテナの組が平面レンズと協働する第２の実施例の上面図を示す図である。
【図９】図８に示す第２の実施例において設けられた平面レンズの平面図である。
【図１０】図８及び図９に示された第２の実施例におけるレーダーシステムの横方向断面図を示す図である。
【図１１】第２の実施例のガードアンテナ及びマルチビームアンテナの垂直方向ビームパターンの側面図を示す図である。
【図１２】第２の実施例のガードアンテナ及びマルチビームアンテナの水平方向ビームパターンの平面図を示す図である。
【図１】
2008530914.tif 000008
【図２】
2008530914.tif 000009
【図３】
2008530914.tif 000010
【図４】
2008530914.tif 000011
【図５】
2008530914.tif 000012
【図６】
2008530914.tif 000013
【図７】
2008530914.tif 000014
【図８】
2008530914.tif 000015
【図９】
2008530914.tif 000016
【図１０】
2008530914.tif 000017
【図１１】
2008530914.tif 000018
【図１２】
2008530914.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成18年9月11日(2006.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．少なくとも１つの第一の方向に第一の電磁放射ビームを生成すること、
ｂ．少なくとも１つの第二の方向に第二の電磁放射ビームを生成すること、ここにおいて前記少なくとも１つの第二の方向における１つの第二の方向は、前記少なくとも１つの第一の方向における１つの第一の方向と実質的に向きが揃えられており、前記第二の方向に向いた第二の電磁放射ビームは、前記第一の方向に向いた第一の電磁放射のメインローブと重なるものであり、前記第一の方向に向いた第一の電磁放射ビームの前記メインローブは、レーダーシステムによって検出されるべき正しい標的を照射するのに適するものであり、前記第二の電磁放射ビームの実質的部分が、該レーダーシステムにより無視されるべき誤りの標的への照射を与えるために、前記第一の電磁放射ビームを超えて少なくとも１つの第三の方向を照射するものであり、
ｃ．前記第一の電磁放射ビームを反射した第一の反射電磁放射の受信に応答して第一の信号を生成すること、ここにおいて第一の反射電磁放射は、前記レーダーシステムをとりまく環境から反射されたものであり、
ｄ．前記第二の電磁放射ビームを反射した第二の反射電磁放射の受信に応答して第二の信号を生成すること、ここにおいて第二の反射電磁放射は、前記レーダーシステムをとりまく前記環境から反射されたものであり、
ｅ．正しい標的を誤りの標的から区別するために前記第一および第二の信号を処理すること、
を含む、レーダーシステムによって標的を検知する方法。
【請求項２】
ａ．対応する少なくとも１つの第一の電磁放射ビームを送信し受信する、少なくとも１つのアンテナフィードエレメントと、
ｂ．少なくともひとつの第二の方向に、対応する少なくとも１つの第二の電磁放射ビームを送信し受信する、少なくとも１つの第二のアンテナフィードエレメントであって、前記第二の方向への第二の電磁放射ビームは、前記第一の方向への第一の電磁放射ビームのメインローブとオーバーラップするものであり、前記第一の方向への第一の電磁放射ビームの前記メインローブはレーダーシステムによって検出されるべき正しい標的を照射するように適応されており、前記第二の電磁放射ビームの実質的な部分は前記第一の電磁放射ビームを超えて少なくとも第三の方向に向かって広がっており前記レーダーシステムによって無視されるべき誤標的への照射を提供するものであるようにされた第二のアンテナフィードエレメントと、
ｃ．前記少なくとも１つの第一のフィードエレメントの１つのフィードエレメントにより受信した第一の信号を受信するプロセッサであって、前記少なくとも１つの第二エレメントの第二のフィードエレメントにより受信した第二の信号を受信するように適合され、ここにおいて前記第一のフィードエレメントにより発生された前記少なくとも１つの第一の電磁放射ビームの１つの第一の電磁放射ビームの方向は、前記第二のフィードエレメントにより発生された前記少なくとも１つの第二の電磁放射ビームの１つの第二の電磁放射ビームの方向と実質的に同様であり、前記第一の信号は前記第一の電磁放射ビームからの反射エネルギーに応答したものであり、前記第二の信号は前記第二の電磁放射ビームからの反射エネルギーに応答したものであり、前記プロセッサは前記第一の信号と前記第二の信号を処理して誤標的と正しい標的との識別を与え、ここにおいて前記誤標的が実質的に前記第二の電磁放射ビームによってのみ照射されるときに、正しい標的は前記第一の電磁放射ビーム及び第二電磁放射ビームの両方により照射されるものであるようにされたプロセッサとを含む、レーダーアンテナシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のレーダーアンテナシステムであって、
少なくとも１つの第一のアンテナフィードエレメントが、対応する異なった複数の方向へ向いている複数のアンテナフィードエレメントを含むものである、前記システム。
【請求項４】
請求項２に記載のレーダーアンテナシステムであって、
少なくとも１つの第一のフィードエレメントと協働して少なくとも１つの第一の電磁放射ビームにフォーカシングを与えるように適合した、第一の電磁レンズをさらに含む、前記システム。
【請求項５】
請求項４に記載のレーダーアンテナシステムであって、
前記第一の電磁レンズが誘電体レンズである、前記システム。
【請求項６】
請求項５に記載のレーダーアンテナシステムであって、
前記第一の誘電体レンズが球体レンズである、前記システム。
【請求項７】
請求項４に記載のレーダーアンテナシステムであって、
前記第一の電磁レンズが少なくとも１つの誘電体基板により隔てられ、対応する複数の第一遅延素子により相互接続されている第一及び第二の複数の導電性パッチエレメントを含み、ここにおいて前記第一遅延素子は少なくとも１つの第一の電磁放射ビームのフォーカシングを提供するように適合された、前記システム。
【請求項８】
請求項２に記載のレーダーアンテナシステムであって、
少なくとも１つの第一のアンテナフィードエレメントと前記第二のアンテナフィードエレメントが動作可能に第一の誘電体基板に結合している、前記システム。
【請求項９】
請求項２に記載のレーダーアンテナシステムであって、
第二の電磁レンズが少なくとも１つの第二のフィードエレメントと協働して、少なくとも１つの第一の電磁放射ビームを少なくとも１つの方向にフォーカシングを提供する、前記システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のレーダーアンテナシステムであって、
第二の電磁レンズが、少なくとも１つの誘電体基板により隔てられ、対応する複数の第２遅延素子により相互接続されている第３及び第４の複数の導電性パッチエレメントを含み、ここにおいて前記第二遅延素子は少なくとも１つの第二の電磁放射ビームのフォーカシングを提供するように適合されたものである第二の平面電磁レンズを含む、前記システム。
【請求項１１】
請求項７に記載のレーダーアンテナシステムであって、
第二の電磁レンズが、少なくとも１つの誘電体基板により隔てられ、対応する複数の第２遅延素子により相互接続されている第３及び第４の複数の導電性パッチエレメントを含み、ここにおいて前記第二遅延素子は少なくとも１つの第二の電磁放射ビームのフォーカシングを提供するように適合されたものである第二の平面電磁レンズを含む、前記システム。
【国際調査報告】
2008530914.tif 000020
2008530914.tif 000021
2008530914.tif 000022