(57)【要約】【課題】バンパ内に設置されるアンテナの放射特性の乱れを抑制する技術を提供する。【解決手段】アンテナ（１１）は、等間隔に一列に配置され、同位相の信号が供給されるＮ（Ｎは２以上の整数）個のアンテナ素子で構成される。レドーム（１２）は、アンテナの放射面に対向配置される。レドームは、アンテナを構成するｋ（ｋ＝１〜Ｎ）番目のアンテナ素子からの放射波が、厚さＤ＋（ｋ−１）ｄの部位を通過する形状に形成され、且つ、前記レドームの厚さを決めるパラメータｄは、ｋ番目のアンテナ素子から前記パンパに直接到達する直接波の位相を（ｋ−１）α、前記バンパおよび前記アンテナの放射面で１回ずつ反射してバンパに到達する反射波の位相をβ＋（ｋ−１）×３αとして、０＜Ｎα≦π、３Ｎα＝２ｎπ（ｎは正整数）を満たすように設定される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のバンパ内に設置される車載アンテナ装置であって、
等間隔に一列に配置され、同位相の信号が供給されるＮ（Ｎは２以上の整数）個のアンテナ素子で構成されたアンテナ（１１）と、
前記アンテナの放射面に対向配置されるレドーム（１２）と、
を備え、
前記レドームは、前記アンテナを構成するｋ（ｋ＝１〜Ｎ）番目のアンテナ素子からの放射波が、厚さＤ＋（ｋ−１）ｄの部位を通過する形状に形成され、且つ、前記レドームの厚さを決めるパラメータｄは、ｋ番目のアンテナ素子から前記パンパに直接到達する直接波の位相を（ｋ−１）α、前記バンパおよび前記アンテナの放射面で１回ずつ反射してバンパに到達する反射波の位相をβ＋（ｋ−１）×３αとして、０＜Ｎα≦π、３Ｎα＝２ｎπ（ｎは正整数）を満たすように設定されていることを特徴とする車載アンテナ装置。
【請求項２】
前記レドームは、前記アンテナ素子の配列方向に沿って一定の割合で厚さが変化する形状を有することを特徴とする請求項１に記載の車載アンテナ装置。
【請求項３】
前記パラメータＤおよびｄは、バンパから前記アンテナの放射面までの距離をＸ０、前記アンテナの設置誤差をδｘ、放射波の空気中での波数をｋ０、放射波の前記レドーム内での波数をｋ１として、次式
α＝−ｋ０ｄ＋ｋ１ｄ
β＝ｋ０・２（Ｘ０＋δｘ）−ｋ０・２Ｄ＋ｋ１・２Ｄ
を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載アンテナ装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車載アンテナ装置（１１，１２）と、
前記車載アンテナを介して電磁波を送受信することにより、前記電磁波を反射した物体との距離を少なくとも求めるセンサ本体（１０）と、
を備えることを特徴とする車載レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナの放射特性の乱れを抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁波を送受信することによって車両周囲に存在する障害物を検出するレーダ装置のアンテナやアンテナと一体化されたレーダ装置を、バンパ内に設置することが行われている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０３４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、レーダ装置のアンテナをバンパ内に設置した場合、電磁波がパンパにより多重反射することによって、図５および図６に示すように、アンテナの放射特性が乱れてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、バンパ内に設置されるアンテナの放射特性の乱れを抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車載アンテナ装置は、アンテナとレドームとを備える。
アンテナは、等間隔に一列に配置され、同位相の信号が供給されるＮ（Ｎは２以上の整数）個のアンテナ素子で構成されている。レドームは、アンテナの放射面に対向配置される。また、レドームは、アンテナを構成するｋ（ｋ＝１〜Ｎ）番目のアンテナ素子からの放射波が、厚さＤ＋（ｋ−１）ｄの部位を通過する形状に形成され、且つ、レドームの厚さを決めるパラメータＤおよびｄは、ｋ番目のアンテナ素子からパンパに直接到達する直接波の位相を（ｋ−１）α、バンパおよびアンテナの放射面で１回ずつ反射してバンパに到達する反射波の位相をβ＋（ｋ−１）×３αとして、０＜Ｎα≦π、３Ｎα＝２ｎπ（ｎは正整数）を満たすように設定されている。
【０００７】
このような構成によれば、アンテナの放射特性が乱れる原因となる反射波が打ち消し合うため、特性の乱れを抑制することができる。
また、このような構成によれば、組み付け誤差等によりアンテナの放射面とバンパとの距離が変化しても、その影響は、位相βに現れるだけであり、上述したように打ち消さることになる。従って、このような取付位置の組み付け誤差によって放射特性が変化することも抑制することができる。
【０００８】
なお、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、本発明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】車載レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】レーダセンサのアンテナ部の構成を示す説明図である。
【図３】アンテナ部、レドーム、バンパの位置関係、およびレドームの厚さとバンパを介して外部に放射される電磁波の位相との関係を示す説明図である。
【図４】直接波および反射波の振幅と位相をプロットしたグラフである。
【図５】（ａ）がアンテナ本来の指向性、（ｂ）がバンパによって乱された指向性を例示する模式図である。
【図６】アンテナ本来の放射特性およびバンパによって乱された放射特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［構成］
図１に示す車載レーダ装置１は、センサ本体１０とアンテナ部１１とレドーム１２とを備え、電磁波を透過する材料で構成されたバンパ内に設置して使用される。
【００１１】
アンテナ部１１は、図２に示すように、所定方向（以下「水平方向」という）に一列に配置されたＭ（図ではＭ＝５）個のアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴＭを備える。アンテナＡＮＴｉ（ｉ＝１，２，…Ｍ）は、水平方向に対して直交する方向（以下「垂直方向」という）に等間隔に一列に配置されたＮ個のアンテナ素子Ｅｉ１〜ＥｉＮにより構成されている。なお、アンテナ素子Ｅｉ１〜ＥｉＮには、同じ位相の信号が給電されるように配線されている。
【００１２】
センサ本体１０は、アンテナ部１１を介してレーダ波を送受信して、レーダ波を反射した物体との距離や相対速度、物体が存在する方位などを求める周知のものである。
レドーム１２は、アンテナ部１１の電磁波を放射する放射面に対向して、放射面全体を覆う位置に配置される。また、レドーム１２は、図３に示すように、垂直方向の断面形状が、垂直方向の距離に対して一定の割合で厚みが増加する形状に形成されている。具体的には、アンテナ素子Ｅｉ１に対向する部位、即ち、アンテナ素子Ｅｉ１から放射された電磁波が通過する部位の厚さがＤ［ｍｍ］であり、アンテナ素子Ｅｉ１〜ＥｉＮの配置間隔だけ垂直方向に移動する毎に厚さがｄ［ｍｍ］ずつ増加する。つまり、アンテナ素子Ｅｉｋに対向する部位の厚さはＤ＋（ｋ−１）ｄとなる。
【００１３】
ここで、アンテナ素子Ｅｉｋから放射された電磁波であって、バンパに直接到達するものを直接波、バンパおよびアンテナの放射面で１回ずつ反射してバンパに到達するものを反射波とする。そして、アンテナ素子Ｅｉ１からの直接波の位相を０（基準位相）、アンテナ素子Ｅｉ２からの直接波の位相をα、アンテナ素子Ｅｉ１からの反射波の位相をβとすると、アンテナ素子Ｅｉｋからの直接波の位相は（ｋ−１）α、反射波の位相はβ＋３（ｋ−１）αとなる。
【００１４】
そして、（１）（２）式を満たすようにαを設定する。但し、ｎは正整数とする。
【００１５】
【数１】
2016109588.tif 000003
【００１６】
例えば、Ｎ＝４である場合、ｎ＝１の場合のみ両式を満たすαが得られ、その値はα＝π／６となる。このような条件を満たす場合、各アンテナ素子から放射される直接波と反射波の振幅および位相は、図４に示す通りにプロットされる。つまり、各反射波の位相は、位相２π中に等間隔に配置されるため、各反射波を合成すると互いに打ち消し合うことになり、直接波のみが放射されることになる。
【００１７】
なお、アンテナ部１１の放射面からバンパまでの距離をＸ０、アンテナの設置誤差をδｘ、放射波の空気中での波数をｋ０、放射波のレドーム１２内での波数をｋ１、レドーム１２の比誘電率をεｒとすると、位相αおよび位相βは（３）（４）式で表される。但し、波数ｋ０，ｋ１は、（５）に示す関係を有する。
【００１８】
【数２】
2016109588.tif 000004
【００１９】
つまり、レドーム１２の厚さ（ひいては形状）を決めるパラメータｄは、（１）（２）式を満たすαを用いて（３）式から求めた大きさに設定する。また、位相βは任意の値でよいため、パラメータＤも（４）式から任意に設定すればよい。
【００２０】
［効果］
以上説明したように、車載レーダ装置１では、レドーム１２がバンパによる反射波を打ち消し合う形状に形成されているため、バンパの内側に車載レーダ装置１を配置した場合に生じるアンテナ部１１の放射特性の乱れを抑制することができる。
【００２１】
また、（３）（４）式からわかるように、アンテナの設置誤差δｘは位相βのみに影響を与えるため、設置誤差δｘによって、上述の放射特性の乱れを抑制する効果が損なわれたり、直接波による放射特性が変化したりすることも抑制することができる。
【００２２】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。
【００２３】
（１）上記実施形態における一つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を一つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。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または置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【００２４】
（２）本発明は、車載アンテナや当該車載アンテナを構成要素とする車載レーダ装置の他、当該車載レーダ装置を構成要素とするシステムなど、種々の形態で実現することもできる。
【符号の説明】
【００２５】
１…車載レーダ装置  １０…センサ本体  １１…アンテナ部  １２…レドーム  ＡＮＴｉ…アンテナ  Ｅｉｋ…アンテナ素子
【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６】
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【図５】
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