(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性アンテナの主ビーム方向を希望方向に調節可能な少なくとも１つの前記指向性アンテナを備え、前記指向性アンテナが少なくとも１つの能動送信／受信素子（３０１，４０１）および少なくとも１つの集束手段（３０３，４０７）を含む自動車用レーダ装置において、
前記自動車用レーダ装置は更に、ハウジングと、前記ハウジング内に機械的に調節可能に存在するベースプレートとを備え、前記少なくとも１つの送信／受信素子が、前記ベースプレート上に装着されており、前記集束手段が前記ハウジングに固定結合されており、
前記自動車用レーダ装置は更に、前記少なくとも１つの送信／受信素子の位置を調節するための少なくとも２つの調節要素を備え、前記少なくとも２つの調節要素が、送信ビームがレーダ装置を離れおよび／または受信ビームがレーダ装置により受け取られる側からアクセス可能であり、および／または調節可能であり、
前記ベースプレートが部分球形状の湾曲底面を有し、前記ベースプレートはこの湾曲底面を介して対応球面皿内に支持されており、
前記主ビーム方向を調節するために、前記少なくとも１つの送信／受信素子の前記集束手段に対する相対位置が、前記球面皿に沿った前記ベースプレートの位置の変化により調節可能である
ことを特徴とする自動車用レーダ装置。
【請求項２】
前記調節要素の力作用に対しそれぞれ１つのばね力が対抗作用していることを特徴とする請求項１記載の自動車用レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主請求項の上位概念に記載のレーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このようなレーダ装置は，障害物の検出，場合により間隔，方向および／または速度を決定するために使用される。自動車において，レーダ装置は，たとえば距離アラームおよび衝突アラームのために，または自動速度制御の範囲内で使用される。これらの使用はすべて，レーダ装置ないしより正確にはレーダ装置の指向性アンテナが希望の主ビーム方向に正確に調節されなければならないという点において基本的に共通である。自動車における前記使用において，この主ビーム方向はたとえばしばしば車両の走行軸に平行に選択される。この場合，レーダ装置が自動車の所定の保持位置に組み込まれているときにおいても，組込公差および製作公差に基づきまたはたとえば事故の直後に調節が可能でなければならない。
【０００３】
この課題を解決できる方法は，自動車のヘッドライトの既知の取付または支持の方法にならった，レーダ装置または少なくともその指向性アンテナに対する保持方法である。この場合，レーダ装置ないしその指向性アンテナは，主ビーム方向に直角な面内で好ましくは相互にＬ形状に配置された３点で固定される。したがって，外側の２つの取付点は相互に２つの方向にオフセットされている。これらの取付点はそれぞれねじ棒からなり，ねじ棒にはその端部にボールピボットが設けられ，このボールピボットによりねじ棒は取付点において可動に支持されている。中間の第３の取付点もまた同様にボールピボットにより可動に支持されているが，この第３の取付点は一般にねじ棒等の形の調節の可能性を有していない。ここでレーダ装置ないしその指向性アンテナが外側に存在する両方のねじ棒のいずれかにおいて動かされたとき，その主ビーム方向は両方のそれぞれ他の取付点から形成される軸の周りに傾斜する。したがって，レーダ装置の主ビーム方向は２つの調節ねじまたは２つのねじ棒において相互に直角な２つの方向において好ましくは水平方向および垂直方向において調節可能である。
【０００４】
この方法においては，この場合，調節装置がレーダ装置ないしその指向性アンテナの機械的取付点と組み合わされていることが特徴である。とくに，自動車において好んで使用されるように，構造的に小さくかつコンパクトにハウジング内に装着されたレーダ装置においては，これは，調節装置が種々の組込条件においてそれぞれに改めて適合させなければならないことを意味している。このような種々の組込条件は，たとえば１つの同じレーダ装置が種々の自動車タイプに装着されなければならないときに発生する。この場合，場合により，機械的取付装置のみでなく，それと共に調節装置もまたそれぞれ新たに構成しなければならないことになる。これは，１つの既存のレーダ装置を他の車両タイプに適合させるときに著しい出費を意味する。さらに，このような外部すなわちコンパクトなハウジングの外側に存在する調節装置は自動車内に組み込むときに追加の場所を必要とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって，その調節装置が簡単でかつ場所をとらないように形成され，しかも種々の組込条件とは無関係なレーダ装置を提供することが本発明の課題である。さらに，本発明によるレーダ装置は，種々の用途の高い精度要求に基づききわめて正確に調節可能でなければならない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は，本発明により，主ビーム方向を調節するために，指向性アンテナ全体ではなく，指向性アンテナの送信／受信素子の，指向性アンテナの集束手段に対する相対位置のみが変化可能であることにより解決される。本発明の好ましい実施態様により，指向性アンテナの集束手段はレーダ装置のハウジングに固定結合されている。指向性アンテナに付属する１つまたは複数の送信／受信素子はベースプレート上に固定され，ベースプレートはこのハウジング内で可動である。わかりやすく説明すると，これにより主ビーム方向の調節はレーダ装置の固定ハウジングの内部で行われることになる。
【０００７】
本発明によるレーダ装置の利点は，これにより調節機構が種々の組込条件とは無関係であることである。さらに，このレーダ装置は，レーダ装置をたとえば自動車内に組み込むときに追加の場所を必要としない。他の利点は，本発明によるレーダ装置がたとえば車両の正面に組み込まれたときに与えられる。従来から既知の調節装置においては，このような場合，指向性アンテナないし前記レーダ装置の運動により，縁が車両の正面から突出することがある。レーダ装置またはその指向性アンテナのいずれも組込み後は動くことがないので，本発明のレーダ装置により，このような縁の突出は回避される。
【０００８】
本発明の好ましい変更態様により，調節機構は正面から直接アクセス可能であり，すなわち調節はレーダビームが入射および放射する側から行うことができる。本発明の他の有利な実施態様により，送信／受信素子の調節は球面皿に沿ったベースプレートの位置の変化により行われる。これにより，調節が行われたにもかかわらず，アンテナ全体の同じ開口絞りが確保される。さらに，この場合，レーダ装置は水平方向および垂直方向のみでなく，回転方向にもまた調節可能である。これはとくに，多ビームレーダ装置および相互に並列する複数の送信／受信ローブを有するレーダ装置が使用されるときに必要である。
【０００９】
以下に本発明の２つの実施態様を図面により説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１はレーダ装置の調節のための３つの可能な方向を示す。図１ａに，自動車１０の正面から三角形領域１１が放射される前記自動車１０の側面図が示されている。この三角形領域１１は広がり円錐すなわちレーダ装置のアンテナローブを示している。矢印１２は装置の主ビーム方向の垂直調節方向を示す。図１ｂは自動車１０の平面図を示す。この場合，たとえば３ビームレーダ装置が想定され，このレーダ装置の３つのアンテナローブ１３，１４および１５が同様に車両の正面から放射している。矢印１６は水平調節方向を示す。図１ｃは第３の調節方向を示し，この調節方向は多ビームレーダ装置のときに行われる。車両１０の正面図が示されている。３つのアンテナローブ１３，１４および１５は軸１７に沿って相互に並置されている。レーダ装置を回転調節するために，水平軸１７が矢印１８の回転方向に調節されなければならない。これらの３つの図面により，多ビームレーダ装置の実質的に可能なあらゆる調節が示されている。
【００１１】
図２は電磁波の２つの可能なビームパスおよび集束手段２０を示す。この場合，本発明によるレーダ装置における好ましい使用に応じて，集束手段として誘電体レンズが使用される。図２ａにおいて，図示されていない送信／受信素子は誘電体レンズ２０の焦点Ｆに存在する。レンズに対し焦点Ｆとは反対側においては，電磁ビーム２３はレンズ２０の光軸２２に対し平行に伝搬する。図２ｂにおいては，図示されていない送信／受信素子２６は点Ｐに存在し，点Ｐは確かにレンズ２０の焦平面２４内に存在するが，レンズの焦点Ｆとは一致していない。この点Ｐに集束する電磁波２５のビームパスはもはや光軸２２に対し平行に走行してなく，光軸２２に対し角αで傾斜している。これらの両方の図により，本発明の調節原理が示されている。集束手段の焦平面に沿って送信／受信素子を移動させることにより，集束手段それ自身を動かすことなく，ビームパスを傾斜させることができる。
【００１２】
図３は本発明の第１の構造実施態様を示す。図３ａに本発明によるレーダ装置の断面図が示されている。集積マイクロ波回路（ＭＩＣ）３０１の形の３つの送信／受信素子がハウジング３０２の内部に存在している。送信／受信素子のビーム方向において，ハウジング３０２は誘電体レンズ３０３により閉鎖されている。誘電体レンズ３０３は一方で窓の役目をなし，ＭＩＣ３０１ならびに他の構成要素を汚れおよびその他の環境の影響から保護している。さらに，誘電体レンズ３０３は，ＭＩＣ３０１およびレンズ３０３から構成される指向性アンテナの集束要素を形成している。ＭＩＣ３０１はベースプレート３０４上に装着され，ベースプレート３０４は台座３０５上に可動に支持されている。ベースプレート３０４に対し直角にかつハウジング３０２の内部に２つのねじ棒３０６および３０７が伸長している。ねじ棒３０６および３０７は一端においてボールピボット３１０によりハウジング３０２内に支持されている。ねじ棒３０６および３０７の他端により，ねじ棒３０６および３０７はレンズ本体３０３を貫通しているが，集束領域内には入り込んでいない。ねじ棒３０６，３０７上を２つのくさび往復台３０８および３０９が走行する。図３ｃからよくわかるように，両方のねじ棒３０６および３０７はベースプレート３０４の対角方向反対側の隅に位置している。両方のくさび往復台３０８，３０９はベースプレート３０４の相互に対面していない２つの縁に沿って伸長している。この配置により，両方のくさび往復台３０８，３０９の各々はそれぞれベースプレート３０４の移動のための案内レールを形成し，この移動はそれぞれ他方のくさび往復台の調節により行われかつそれに対応して第１のくさび往復台に平行に行われる。
【００１３】
図３ｂは，図３ａにおける矢視線Ｂに沿った断面により与えられる本発明によるレーダ装置の第２の断面図を示す。ここに，同様にくさび往復台３０８が示され，くさび往復台３０８はそのナットねじ３１３を介してねじ棒３０６上を走行する。この場合，３１４はベースプレート３０４に沿って伸長する本来のくさびを示す。ナットねじ３１３に付属するほぼ三角形の面３１５は安定を保つためのものであり，その他の機能的な意味を有していない。ベースプレート３０４の左側にくさび往復台３０９の先端の断面が示されている。
【００１４】
図３ｃは，図３ａに示す矢視線Ｃに沿った断面により与えられる本発明によるレーダ装置の第３の断面図を示す。この断面図において，ＭＩＣ３０１がベースプレート３０４のほぼ中央に装着されていることがわかる。両方のねじ棒３０６および３０７はベースプレート３０４の対角方向反対側の２つの隅に位置している。ベースプレート３０４は，くさび往復台３０８および３０９が当接する２つの側面に，逆のくさび形状に切り落とされた縁３１６を有している。斜めに切り落とされていないベースプレート３０４の第３および第４の縁にそれぞれ，ばね要素，ここでは板ばね３１１，３１２が装着されている。板ばね３１１，３１２は両方のくさび往復台に対し必要な反力を発生する。ピン３１７はベースプレート３０４をハウジング３０２内に固定している。
【００１５】
ここで，レーダ装置の正確な調節のために，両方のねじ棒３０６および３０７はそれにアクセス可能な側から回転される。これにより，両方のくさび往復台３０８および３０９は上下方向に移動する。ここで，くさび往復台がベースプレート３０４の方向にさらに移動されたとき，くさび往復台はベースプレートを反対側に存在するそれぞれのばねの方向に移動させる。したがって，両方のねじ棒の回転により，ベースプレートおよびそれと共にＭＩＣ３０１をｘおよびｙの方向に移動させることができる。図２からわかるように，これは集束レンズ３０３の焦平面に沿った送信／受信素子の移動を意味する。
【００１６】
図４は本発明の第２の構造実施態様を示す。図４ａにレーダ装置の送信／受信素子の正面図が示されている。同様に，３つの送信／受信素子４０１は集積マイクロ波回路（ＭＩＣ）４０２の構成部分である。集積マイクロ波回路（ＭＩＣ）４０２は可動なベースプレート４０４上に装着され，ベースプレート４０４は同様に支持プレート４０３に存在している。４０５により２つの保持ばねが示され，４０６により２つの調節ねじが示されている。これらの機能および相互作用は図４ｂおよび４ｃの縦断面図から明らかである。
【００１７】
図４ｂは部分球形状のベースプレート４０４を示し，ベースプレート４０４上に送信／受信素子４０１を備えたＭＩＣ４０２が装着されている。ベースプレート４０４の部分球形状の下側部分は支持プレート４０３の球面皿内に存在している。したがって，ベースプレート４０４およびこれと共に送信／受信素子４０１を備えたＭＩＣ４０２は，図１に示す３つのすべての方向に調節可能である。４０７により集束手段が示され，集束手段４０７は同様にアンテナレンズとして形成されていることが好ましい。ベースプレートしたがって送信／受信素子の調節を固定するために，それぞれ２つのばね４０５および２つの調節ねじ４０６が使用される。調節ねじ４０６をねじ込むことにより，部分球形状のベースプレート４０４に対し力を発生し，この力に対抗して保持ばね４０５が作用する。これらの両方の要素４０５，４０６の協働作用により，この図においてたとえば４０６をねじ込んだとき，送信／受信素子４０１のビーム方向を右方向に傾斜させる。
【００１８】
図４ｃは第２の実施態様の第２の縦断面図を示す。同様に，送信／受信素子４０１を備えた部分球形状のベースプレート４０４が示されている。このベースプレート４０４は球面皿形状の支持プレート４０３内に存在している。この断面図からも同様に，反対側に位置する保持ばね４０５および調節ねじ４０６による調節および固定がわかる。
【００１９】
最後に，これらの２つの実施態様を補足して，本発明は自動車内または自動車上に装着されたレーダ装置として使用されるのみでなく，基本的に各種のレーダ装置またはたとえば指向性ラジオビーコン装置に対しても適していることを付け加えておく。一般的にいうと，少なくとも１つの集束要素を用いて電波の指向性放射が発生される各装置に，この設計を適用することができる。同様に，本発明による設計は変更構造態様によっても形成できることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ａは、自動車に装着されている３ビームレーダ装置の調節方向を示した側面図である。
図１ｂは、自動車に装着されている３ビームレーダ装置の調節方向を示した平面図である。
図１ｃは、自動車に装着されている３ビームレーダ装置の調節方向を示した正面図である。
【図２】図２ａ及び図２ｂは、集束手段を通過する電磁波の２つのビームパスを示す図である。
【図３】図３ａは、本発明の第１の構造実施態様を示した断面図であって、図３ｃの線Ａ−Ａについての断面図である。
図３ｂは、本発明の第１の構造実施態様を示した側断面図であって、図３ａの線Ｂ−Ｂについての側断面図である。
図３ｃは、本発明の第１の構造実施態様を示した断面図であって、図３ａの線ＣーＣについての断面図ある。
【図４】図４ａは、本発明の第２の構造実施態様を示した、集束手段を省略した状態の正面図である。
図４ｂは、本発明の第２の構造実施態様を示した側断面図である。
図４ｃは、本発明の第２の構造実施態様を示した縦断面図である。
【符号の説明】
１０  自動車
１１，１３，１４，１５  アンテナローブ
１２  垂直調節方向
１６  水平調節方向
１７  軸
１８  回転調節方向
２０，３０３，４０７  集束手段（誘電体レンズ）
２１，２６  焦点
２２  光軸
２３，２５  電磁ビーム（電磁波）
２４  焦平面
３０１，４０２  集積マイクロ波回路（ＭＩＣ）
３０２  ハウジング
３０３，４０７  集束手段
３０４，４０４  ベースプレート
３０５  台座
３０６，３０７  ねじ棒
３０８，３０９  くさび往復台
３１０  ボールピボット
３１１，３１２  ばね要素
３１３  ナットねじ
３１４  くさび
３１５  三角形の面
３１６  ベースプレートのくさび形状の縁
３１７  ピン
４０１  送信／受信素子
４０３  支持プレート
４０５  保持ばね
４０６  調節ねじ
Ｆ  レンズの焦点
Ｐ  送信／受信素子が存在する点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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