(57)【要約】  本発明は、送信および受信のために異なるアンテナ（３、４、５）が使用される、電磁放射線の送信（６、７）および受信（８、９）装置（１）であって、第１のアンテナ（３）またはアンテナ（３）の第１のグループが、第１の偏波形態（６）において送信するために使用され、第２のアンテナ（４）またはアンテナ（４）の第２のグループが、第２の偏波形態（７）において送信するために使用され、第３のアンテナ（５）またはアンテナ（５）の第３のグループが、前記第１のアンテナ（３）または前記アンテナ（３）の前記第１のグループ、および前記第２のアンテナ（４）または前記アンテナ（４）の前記第２のグループから送信された反射電磁放射線（８、９）を受信するために使用されることを特徴とする装置に関する。本発明の範囲で開示された装置（１）は、有利には、車両（２３）に取り付けられ、距離および速度制御、または衝突回避の範囲で物体検出（２４）のために使用され、前記２つの異なる偏波の電磁波（６、７）が異なる伝搬経路（２８、２９）を介して伝搬する場合、異なる受信レベルから得られる偏波情報が道路状態の検知（２９）、特に気象による道路状態（２９）の判定に使用される。
2021507254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信および受信のために異なるアンテナ（３、４、５）が使用される、電磁放射線の送信および受信装置（１）であって、第１のアンテナ（３）またはアンテナ（３）の第１のグループが、第１の偏波形態（６）において送信するために使用され、第２のアンテナ（４）またはアンテナ（４）の第２のグループが、第２の偏波形態（７）において送信するために使用され、第３のアンテナ（５）またはアンテナ（５）の第３のグループが、前記第１のアンテナ（３）または前記アンテナ（３）の前記第１のグループ、および前記第２のアンテナ（４）または前記アンテナ（４）の前記第２のグループから送信された反射電磁放射線（８、９）を受信するために使用されることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１の偏波形態（６）と前記第２の偏波形態（７）とは、互いに略直交する偏波であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第３のアンテナ（５）または前記アンテナ（５）の前記第３のグループは、前記第１の偏波形態（６）および前記第２の偏波形態（７）の両方を受信できることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のアンテナ（３）または前記アンテナ（３）の前記第１のグループは、水平偏波送信の単一列（１１）または二重列（図２）からなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記第２のアンテナ（４）または前記アンテナ（４）の前記第２のグループは、パッチアンテナ（１５）の１つまたは複数の垂直偏波送信の複数列アレイ（１４）からなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記第３のアンテナ（５）または前記アンテナ（５）の前記第３のグループは、前記第１のアンテナ（３）または前記アンテナ（３）の前記第１のグループによる、水平偏波受信の単一列（１１）または二重列（？？）と、前記第２のアンテナ（４）または前記アンテナ（４）の前記第２のグループによる、垂直偏波受信のパッチアンテナ（１５）の複数列アレイ（１４）との組合せからなることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記第１のアンテナ（３）または前記アンテナ（３）の前記第１のグループの送信信号（６、２６）と、前記第２のアンテナ（４）または前記アンテナ（４）の前記第２のグループの送信信号（７）とが、異なる距離範囲を検出することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記第１のアンテナ（３）または前記アンテナ（３）の前記第１のグループの前記送信信号（６）と、前記第２のアンテナ（４）または前記アンテナ（４）の前記第２のグループの前記送信信号（７）とが、検出範囲（ＦｏＶ）の異なる開口角を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
水平偏波送信の単一列（１１）または二重列（図２）からなる前記第１のアンテナ（３）または前記アンテナ（３）の前記第１のグループが、前記検出範囲の近い距離範囲と大きな開口角とを有し、パッチアンテナ（１５）の１つまたは複数の垂直偏波送信の複数列アレイ（１４）からなる前記第２のアンテナ（４）または前記アンテナ（４）の前記第２のグループが、前記検出範囲の広い距離範囲と小さい開口角とを有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記第３のアンテナ（５）または前記アンテナ（５）の前記第３のグループが、直交する２つの偏波形態（６、７）の受信信号（８、９、２７、２８）の受信レベルから、反射物体（２４、２５、２９）の偏波情報を決定することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記略直交する２つの偏波形態（６、７）の受信信号（８、９、２７、２８）の受信レベルを決定する際に、それぞれ関連する送信および受信アンテナ（３、４、５）の異なるグループ係数と、前記アンテナ（３、４、５）の異なるゲイン係数とが考慮されることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記装置は車両（２３）、特に車両前部に取り付けられ、距離および速度制御、または衝突回避の範囲で物体検出（２４）を実行することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
２つの異なる偏波の電磁波（６、７）が異なる伝搬経路（２８、２９）を介して伝搬する場合、異なる受信レベルから得られる偏波情報が道路状態の検知（２９）、特に気象による道路状態（２９）の判定に使用されることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁放射線の送信および受信装置に関し、送信および受信に異なるアンテナが使用され、このために、第１のアンテナ、またはアンテナの第１のグループが、第１の偏波形態での送信に使用され、第２のアンテナ、またはアンテナの第２のグループが、第２の偏波形態での送信に使用され、第３のアンテナ、またはアンテナの第３のグループが、第１のアンテナまたはアンテナの第１のグループ、および第２のアンテナまたはアンテナの第２のグループから送信された反射電磁放射線の受信に使用される。本発明の範囲で開示された装置は、有利には、車両に取り付けられ、距離および速度制御、または衝突回避の範囲で物体検出のために使用でき、その際、２つの異なる偏波電磁波が、異なる伝搬経路を介して伝搬する場合、異なる受信レベルから得られた偏波情報が、道路状態の検知、特に気象による道路状態の判定に使用される。
【背景技術】
【０００２】
独国特許出願公開第１０２０１５２０００２７号明細書から、測定点の特性を決定するための装置および方法が公知である。この装置は、送信装置を用いて構成されており、この送信装置により、第１の偏波を有する電磁波が送信可能であり、これにより、測定点との光学的相互作用によって、第２の偏波および／または第３の偏波の電磁波を生成できる。さらに、装置は、検出された第１の放射線出力に基づいた第１の測定信号に基づく、第２の偏波を有する生成された電磁波の測定点で、第１の放射線出力を検出する第１の検出装置を有する。さらに、第２の偏波とは異なり、検出された第２の放射線出力に基づいて第２の測定信号を生成するために設けられた第３の偏波を有する生成された電磁波の測定点で、第２の放射線出力を検出する第２の検出装置が設けられている。第１の測定信号を第２の測定信号と比較することにより、測定点の特性を決定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１５２０００２７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の本質は、特にマイクロ波またはミリ波用のシステムであって、受信信号が異なる偏波形態で送信および受信され、受信信号のレベル比較によって互いに分離することができるシステムを提供することであり、ひいては、例えば道路状態の検知、特に路面の気象状態の検知を実行することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、これは、独立形式請求項の特徴により解決される。有利な改善形態および実施形態は、引用形式請求項からもたらされる。
ここで、電磁放射線を送信および受信するシステムは、バイスタティックセンサとして構成されており、電磁放射線を送信および受信するために、それぞれ個別のアンテナまたは個別のアンテナグループが設けられている。
【０００６】
有利には、第１の偏波形態および第２の偏波形態は、略直交する偏波である。ここで、第１および第２の偏波形態は、それぞれ直線／垂直および直線／水平偏波、または右回りの円偏波および左回りの円偏波、または直線／対角線および直線／反対角線偏波、または他の形態、相互の直交偏波を有することができる。ここで、直交偏波という用語は、２つの偏波の方向が互いに直線的に独立していると理解することができる。さらに、この改善形態の主題は、２つの偏波形態の１００％の直交性を実際に達成することは困難であるため、２つの偏波形態は互いに略直交するのみである。本発明は、実際にはおおよその直交性のみにおいても機能するため、正確で純粋な直交性もこの改善形態の主題であるが、本発明はこれに限定されない。
【０００７】
さらに、第３のアンテナまたはアンテナの第３のグループは、第１の偏波形態と第２の偏波形態の両方を受信できることが有利である。第１のアンテナまたはアンテナの第１のグループ、および第２のアンテナまたはアンテナの第２のグループを用いて電磁信号が送信された後、電磁信号は第３のアンテナまたはアンテナの第３のグループで受信される。ここで、１つまたは複数の受信アンテナは、互いに略直交する２つの信号を、個々のアンテナを用いて受信できるように構成されている。
【０００８】
さらに、第１のアンテナまたはアンテナの第１のグループが、水平偏波送信の単一列または二重列からなることが有利である。ここで、単一列は、供給線を介して分岐するスタブケーブルにつながるリード線であり、スタブケーブルの長さと幅は、スタブケーブルが電磁信号を放出できるように構成されている。回路基板上の給電線を垂直方向に配列され、回路基板の法線ベクトルを送信および受信方向に向けると、第２のアンテナまたはアンテナの第２のグループと比較して、約＋／−６０°の広い視野と、メインビーム方向において小さなゲインとが得られる。アンテナの開口が小さいため、広く、到達距離があまり大きくない検出フィールドが生じる。
【０００９】
第１のアンテナまたはアンテナの第１のグループが二重列の形状で構成されている場合、放射線出力とアンテナの開口の両方が増加するため、検出範囲は、用途に応じて単一列の実施形態よりも到達距離を大きく、および狭くすることができる。さらに、第３のアンテナまたはアンテナの第３のグループは、第１のアンテナまたはアンテナの第１のグループによる、水平偏波受信の単一列または二重列と、第２のアンテナまたはアンテナの第２のグループによる、垂直偏波受信のパッチアンテナの複数列アレイとの組合せからなることが有利である。これにより、受信アンテナまたは受信アンテナのグループが、両方の送信アンテナまたは両方の送信アンテナグループの送信信号を受信できるようになり、このため、基板上の二重のスペースが不要となり、同じ受信チャンネルで両方の偏波形態を評価できるため、並列に実施された複数の受信チャンネルが不要となる。
【００１０】
さらに、第２のアンテナまたはアンテナの第２のグループは、パッチアンテナの１つまたは複数の垂直偏波送信の複数列アレイからなる。第２アンテナまたはアンテナの第２のグループのこの種の実施形態では、給電線に並列に接続された分岐供給線、つまり各アンテナ列に線が結合され、これらの供給線は、幾何学的に互いに平行に延び、この時、互いに直列接続されている一連のパッチアンテナがそれぞれ与えられる。アンテナアレイの複数列の給電線が垂直に配列されている場合、このアンテナの開口が大きくなるため、第１のアンテナまたはアンテナの第１のグループと比較して、約＋／−２０°の狭い視野と、メインビーム方向の高いゲインとが得られる。このため、より狭く、到達距離がより大きい検出エリアが生じる。
【００１１】
さらに、第１のアンテナまたはアンテナの第１のグループの送信信号と、第２のアンテナまたはアンテナの第２のグループの送信信号とが、異なる距離範囲を検出することが有利である。さらに、これと組み合わせて、または代替として、第１のアンテナまたはアンテナの第１のグループの送信信号と、第２のアンテナまたはアンテナの第２のグループの送信信号とが、検出範囲の異なる開口角を有するように設けられてもよい。
【００１２】
水平偏波送信の単一列または二重列からなる第１のアンテナまたはアンテナの第１のグループが、検出範囲の近い距離範囲と大きな開口角とを有し、パッチアンテナの１つまたは複数の垂直偏波送信の複数列アレイからなる第２アンテナまたはアンテナの第２のグループが、検出範囲の広い距離範囲と小さい開口角とを有する構成が特に有利である。
【００１３】
さらに、第３のアンテナまたはアンテナの第３のグループが、直交する２つの偏波形態の受信信号の受信レベルから、反射物体の偏波情報を決定するように設けられている。ここで、略直交する２つの偏波形態の受信信号の受信レベルを決定する際に、それぞれ関連する送信および受信アンテナの異なるグループ係数と、アンテナの異なるゲイン係数とが考慮されることが特に有利であり得る。
【００１４】
開口が異なり、ひいては到達距離と開口角とが異なるため、偏波形態が異なる２つの電磁信号の受信レベルを互いに直接比較することはできない。しかしながら、これらの受信レベルがそれぞれのゲインおよびグループ係数で重み付けされている場合、受信レベルは互いに比較可能であり、場合によって異なる受信経路の個々の偏波形態の反射率が評価できる。
【００１５】
さらに、装置は車両、特に車両前部に取り付けられ、距離および速度制御、または衝突回避機能の範囲で物体検出を実行することが有利である。受信信号は、偏波測定に加えて検出された物体の信号通過時間とドップラー効果の評価も可能にするため、本発明にかかるシステムは、偏波測定に加えて衝突を回避するための距離制御または緊急ブレーキの作動を実行することもできる。
【００１６】
この時、２つの異なる偏波の電磁波が異なる伝搬経路を介して伝搬する場合、異なる受信レベルから得られる偏波情報が道路状態の検知、特に気象による道路状態の判定に使用されることが特に有利である。これは、例えば、異なる伝搬経路の反射率が分析され、したがって、走行道路のアスファルト表面の粗さ、車道面のくぼみの存在、車道の隆起、または車道面の気象状態が検知され、特に、路面が乾いているか、濡れているか、雪に覆われているか、または凍っているかが判定される。有利には、現在運転中の車道面上のタイヤのグリップを表すために、測定結果にμ係数を直接割り当てることができる。
【００１７】
本発明のさらなる特徴、用途可能性および利点は、図面に示される本発明の実施例の以下の説明から得られる。ここで、説明されたまたは図示された全ての特徴は、それ自体で、または任意の組合せで、特許請求の範囲の要約またはそれらの従属関係、および説明または図面におけるそれらの用語または表現に関係なく、本発明の主題を形成する。
【００１８】
以下に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明にかかる送信および受信システムの機能の概略図である。
【図２】有利には第１のアンテナとして使用される単一列としてのアンテナ構成を示す図である。
【図３】二重列としての第１のアンテナまたはアンテナの第１のグループの実施形態を示す図である。
【図４】パッチアンテナの複数列アレイとしての第２のアンテナまたはアンテナの第２のグループの構成を示す図である。
【図５】アンテナの単一列とパッチアンテナの複数列アレイとの組合せからなる、第３のアンテナまたはアンテナの第３のグループの実施形態を示す図である。
【図６】アンテナの二重列とパッチアンテナの複数列アレイとの組合せからなる、第３のアンテナまたはアンテナの第３のグループの構成を示す図である。
【図７】回路基板上の３つのアンテナまたは３つのアンテナグループの例示的な配置構成を示す図である。
【図８】マルチパス受信を伴う例示的な運転状況、および受信信号の偏波評価を示す図である。
【図９】車道面の気象状態による、異なる偏光形態の受信レベルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明にかかる送信および受信システムの機能方法の概略図を示す。左側に示されているレーダセンサ１、および図の右半分に円として概略的に示されている、検出された物体２を見ることができる。さらに、レーダセンサ１は、第１のアンテナまたはアンテナ３の第１のグループを有し、それによって第１の送信信号Ｔｘ１が送信される。さらに、レーダセンサ１は、第２のアンテナまたはアンテナ４の第２のグループを有し、それによって第２の送信信号Ｔｘ２が送信される。ここで、第１のアンテナまたはアンテナ３の第１のグループは、例えば、被検出物体２の方向に水平偏波送信信号６を送信する。第２のアンテナまたはアンテナの第２のグループは、Ｔｘ２としても示される垂直偏波送信信号７を送信する。互いに略直交偏波した偏波形態を有する２つの送信信号Ｔｘ１およびＴｘ２、６、７は、検出された物体２で反射され、水平偏波受信信号である受信信号８、および垂直偏波受信信号として構成された受信信号９として、レーダセンサ１の第３のアンテナまたはアンテナ５の第３グループから受信される。レーダセンサ１の第３のアンテナまたはアンテナ５の第３のグループは、反射送信信号Ｔｘ１およびＴｘ２を受信信号Ｒｘとして受信するように構成されている。ここで、受信信号８、９は、検出された物体２とレーダセンサ１との間に異なる伝搬経路を有することもできる。レーダセンサ１における２つの受信信号８、９の受信レベルの分析から、偏波評価を実行し、ひいては反射点の材料の特性を決定し、ひいては、例えば、道路状態、特に車道面の気象状態を判定し、車両の運転機能に利用することが可能である。
【００２１】
図２は、第１の偏波形態を有する第１の送信信号Ｔｘ１を送信するための、第１のアンテナまたはアンテナ３の第１のグループの実施形態を示す。アンテナ３の第１のグループが使用される際、示される単一列は複数回構成され、それにより、これは、例えば装置の開口を増加させるために、複数の単一列アンテナにおいてグループアンテナを構成する。したがって、以下では、第１のアンテナ３のみを単一のアンテナとして説明するが、この構成は、単一列アンテナが複数回構成され、グループアンテナとして使用される実施形態にも当てはまる。図の下端では、送信信号Ｔｘ１が供給され、これは、例えば垂直方向に配列した給電線を介してアンテナに供給される。ここで、アンテナ３が搭載される回路基板は、描画面に対して平行に配列され、描画面に直交する送信および受信装置を有する。この垂直方向に配列した給電線には、送信素子として作用するスタブケーブル、いわゆるスタブが配置されている。ここで、これらのスタブの長さ、スタブの幅、および給電線１０上の個々のスタブ１１の接続点間の距離は、アンテナ特性の寸法設定、および使用される送信信号、特に送信周波数に応じて寸法設定および形作ることができる。
【００２２】
図３は、二重列のアンテナ形態における第１のアンテナ、またはアンテナ３の第１のグループのさらなる実施形態を示す。ここで、図２に記載された単一列アンテナ３は、２回隣接して構成され、２つのアンテナ列は互いに平行に配列され、したがって２つの給電線１０は互いに平行に延びる。単一列アンテナと二重列アンテナの両方に、同じ送信信号Ｔｘ１が与えられるため、同時に電磁放射線が放射される。図２の単一列アンテナを図３の二重列アンテナに二重化して開口を拡大することにより、より広い到達距離と、より狭い送信ローブとを有するアンテナが得られる。単一列アンテナまたは二重列アンテナとしての第１のアンテナ、またはアンテナ３の第１のグループの選択は、それぞれの送信出力、装置の用途、および伝搬条件により、当業者によって容易に実行できる。
【００２３】
ここで、図２による単一列アンテナ３または図３による二重列アンテナによって放射される送信信号は、水平偏波電磁信号であり、その偏波面は送信素子１１の配列に平行であり、ひいては給電線１０の配列に直交する。
【００２４】
図４は、パッチアンテナの垂直偏波送信の複数列アレイとしての第２のアンテナまたはアンテナ４の第２のグループの実施形態を示す。図４の下端には、第２の送信信号Ｔｘ２がこれを介して供給される給電線１２を見ることができる。供給線１２は、複数の列１４が連結されている分配線１３に分岐する。ここで、パッチアンテナのアレイを共に形成する列１４は、互いに平行に配列している。各列は、一連の長方形アンテナパッチ１５で構成され、これらのアンテナパッチは、直列給電素子１６によって互いに直列に接続されている。ここで、各アンテナ列１４は、同じ数のアンテナパッチ１５と、パッチアンテナ１５間の同じ長さの直列給電素子１６とを有する。分配線１３を介してアレイアンテナ４の全てのアンテナ列１４に分配される送信信号Ｔｘ２は、アンテナパッチ１５によって放射され、放射電磁信号Ｔｘ２は、偏波面がアンテナ列１４の配列と平行に配列されている垂直偏波信号である。
【００２５】
図５は、２つの偏波形態の受信信号Ｒｘを受信するための第３のアンテナまたはアンテナ５の第３のグループの実施形態を示す。この第３のアンテナまたはアンテナ５の第３のグループの図示された実施形態は、パッチアンテナの複数列アレイからなり、パッチアンテナの列は、好ましくはアンテナの中心において省略されている。代わりに、この省略された箇所に、第１のアンテナまたはアンテナ３の第１のグループの構成による単一列アンテナが挿入される。したがって、図５では、アンテナ構造の中央に、そこで分岐した送信素子１１であるスタブを有する給電線１０からなる単一列アンテナ３が示されている。この水平偏波受信アンテナ構造は、複数のアンテナ列１４からなり、直列に配置されたパッチアンテナからなるパッチアンテナの垂直偏波受信複数列アレイの列で左右を囲まれている。アンテナ構造全体は、図５の下端に示される分配線１３によって互いに接続され、受信線１７を介して評価回路に接続されるため、受信信号Ｒｘは受信線１７を介して受信回路に転送される。このアンテナ構造の中央に示されている単一列３は、選択的に、アンテナ構造の左端、アンテナ構造の右端、またはアンテナ構造の両側に取り付けることもできる。
【００２６】
図６は、図５に提示した受信アンテナの変形例を示している。したがって、図５について既に説明したように、図６の変形では、図３による二重列からなる構造が中央に挿入されている。図３によるこの二重列構造は、２つの単一列アンテナ３からなり、単一列アンテナは、それぞれ給電線１０と、水平偏波受信の送信素子１１、いわゆるスタブからなる。この二重列構造の両側には、垂直偏波受信の複数列パッチアンテナとして機能する、直列接続されたパッチアンテナ列１４が配置されている。この実施例においても、全てのアンテナ列３、１４は、接続線１３または分配線１３を介して１つの受信線１７にまとめられ、受信線を介して、受信信号Ｒｘを評価回路１９に供給することができる。図６に示す受信アンテナの実施例は、例えば、パッチアンテナ構造の左右の端に２つの単一列３を載置することによって、または、例えば単一列アンテナ３を、パッチアンテナのアレイからなるアンテナ列１４と交互に組み合わせることによって、柔軟に変更することもできる。
【００２７】
図７には、レーダセンサ１に含むことができる送信および受信回路が例として示されている。ここで、高周波回路基板１８が示されており、その上に送信および受信回路１９が載置されている。この送信および受信回路１９は、例えば、ＭＭＩＣ（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）として構成することができ、送信信号Ｔｘ１、Ｔｘ２を生成し、受信信号Ｒｘを評価することができる。この送信および受信回路１９には、設けられたアンテナ構造が連結されている。したがって、２つの第１のアンテナ３または第１のアンテナ３のグループは、送信信号Ｔｘ１を送信するために、２つのリード線２０を介して接続されている。ここで、これらの第１のアンテナ３またはアンテナ３の第１のグループは、水平偏波送信の単一列３である。さらに、送信および受信回路１９から、リード線２１を介して、垂直偏波の送信信号を送信する第２のアンテナ４およびアンテナ４の第２のグループに送信信号Ｔｘ２が送信される。これらの第２のアンテナ４またはこのアンテナ４の第２のグループは、パッチアンテナの複数列アレイとして構成されている。レーダセンサ１を使用して、検知された物体２の方位角を検出したい場合は、アンテナの各グループの単一アンテナの位相差を介して検知された物体２の方位角を判定できるように、関連する第１のアンテナ３、第２のアンテナ４、または第３のアンテナ５を水平に並べて配置することが勧められる。高周波回路基板１８の上部には、第３のアンテナ５およびアンテナ５の第３のグループを形成する受信アンテナ５が示されている。これらの第３アンテナ５またはアンテナ５の第３グループは、複数の、図示の例では４つの組み合わせられた受信アンテナで構成され、受信アンテナは、それぞれ単一列３と、その左右に配置されたパッチアンテナ１４の複数列のアレイで組み立てられている。当然ながら、システム全体のこの図示されたアンテナ構造は、単一列アンテナの代わりに二重列アンテナ、または当業者にとって一般的な、公知の実施形態の他の変形を有する代替的に図示された実施形態によって変形することもできる。
【００２８】
したがって、図７によるシステムでは、リード線２０を介して水平偏波送信信号Ｔｘ１を放射することができ、リード線２１を介して垂直偏波送信信号Ｔｘ２を放射することができる。受信アンテナ５およびリード線２２を用いて、垂直および水平偏波受信信号Ｒｘを同時に受信でき、または、対応する受信信号Ｒｘを交互送信時にいつでも受信できるため、受信チャンネルの二重構成は不要である。
【００２９】
図８に、このシステムの例示的な用途が示されており、車両２３は、車両前方のレーダセンサ１によって装備されている。この車両２３は、車道２５上の先行車両２４に続く。ここで、レーダセンサ１は、例えば距離および速度制御（ＡＣＣ）を実行するか、緊急ブレーキ機能を監視し、場合によって必要な緊急ブレーキを作動させることができる。本発明にかかる実施形態により、レーダセンサ１は、車道２５の表面の性質、特に車道２５の気象条件を判定することができる。このために、送信信号２６は、レーダセンサ１によって先行車両２４の方向、すなわち検出された物体２に放射される。ここで、送信信号２６は、例えば時分割多重化などの共通の多重化方法で適切に送信される、水平偏波および垂直偏波の両方の送信信号からなる。
【００３０】
先行車両２４で反射された送信信号は、受信信号２７、２８としてレーダセンサ１に反射される。ここで、受信信号は、直接的な受信信号２７としてセンサ１に反射されることが可能である。さらに、先行車両２４で反射された受信信号は、車道面２５の方向に反射され、車道面の反射点２９で反射されるため、反射点２９を介して間接的な受信信号２８としてセンサ１で受信されることも可能である。車道上で反射２９することにより、間接的な受信信号２８の特定の偏波成分が吸収されるか、またはセンサ１以外の方向に反射されることが可能となる。直接的な受信信号２７と間接的な受信信号２８の２つの受信レベルを評価することにより、車道の反射率、特に異なる偏波を有する信号成分の異なる反射率を評価することができ、それにより、特に反射点２９での車道面の気象状態を推測し、判定することができる。
【００３１】
例えば、図９は、湿潤および乾燥の異なる気象状態に対する受信信号の図を示している。横軸には距離軸３１が示されており、これは先行車両２４の自車両２３への距離を示している。縦軸３０には、受信信号２７、２８の受信レベルのノイズ信号比ＳＮＲがプロットされている。示されている曲線によって、車道面２５の乾燥ケースと湿潤ケースとを区別できる。例えば、実線３５、３６は、乾燥した道路の距離に対する受信レベルの経過を示し、線３５は乾燥した車道面の垂直偏波を表し、線３６は乾燥した道路の水平偏波を表す。ここで、垂直偏波の受信信号は、直接的な受信信号２７を表し、より弱い受信信号３６は、水平偏波の間接的な受信信号２８を表す。乾燥した車道から湿った車道区間に走行すると、受信レベルの距離は変わらないが、その強度が変化する。したがって、湿った車道での垂直偏波の直接的な受信信号２７の受信レベルは、曲線３５から曲線３３に増加し、間接的な水平偏波の受信信号２８は、曲線３６から減衰するため、破線３４の曲線が得られる。ここで、２つの受信レベルの強度を変更することにより、２つの偏波間での曲線の挙動および破壊的干渉の位置が異なるため、道路が濡れていると推測することができる。
【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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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月19日(2020.6.19)
【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】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
水平偏波送信の単一列（１１）または二重列（図２）からなる前記第１のアンテナ（３）または前記アンテナ（３）の前記第１のグループが、前記検出範囲の近い距離範囲と大きな開口角とを有し、パッチアンテナ（１５）の１つまたは複数の垂直偏波送信の複数列アレイ（１４）からなる前記第２のアンテナ（４）または前記アンテナ（４）の前記第２のグループが、前記検出範囲の広い距離範囲と小さい開口角とを有することを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【国際調査報告】
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