(57)【要約】【課題】反射波の方向によって検知精度が低下しづらいミリ波受信構造を提供する。【解決手段】ミリ波受信構造において、ミリ波レーダ装置は、送信波を送信し、送信波が対象物に反射した反射波を受信する。カバー１２は、ミリ波レーダ装置の反射波を透過させる。ミリ波レーダ装置の複数の受信アンテナ２０は、所定の中心位置Ｃから等間隔に離れて配置される。カバー１２の球面部１２ａは、中心位置Ｃを中心とする球面形状を有する。受信アンテナ２０は、球面部を透過した反射波を受信する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信波を送信し、前記送信波が対象物に反射した反射波を受信するミリ波レーダ装置と、
前記ミリ波レーダ装置の反射波を透過させるカバーと、を備え、
前記ミリ波レーダ装置は、所定の中心位置から等間隔に離れて配置される複数の受信アンテナを有し、
前記カバーは、前記中心位置を中心とする球面形状を有する球面部を有し、
前記受信アンテナは、前記球面部を透過した反射波を受信することを特徴とするミリ波受信構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両周辺の対象物を検知するためのミリ波レーダ装置を備えるミリ波受信構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両に設けられるミリ波レーダ装置と、ミリ波レーダ装置から離れて配置されるレーダ装置用カバーとが開示される。レーダ装置用カバーは、誘電体板を屈曲させて形成される凹凸を有し、カバー表面に沿う壁とカバー表面に垂直な壁の厚さとを異ならせている。これにより、カバー表面に沿う壁を透過するミリ波と、カバー表面に垂直な壁を透過するミリ波の位相のずれを抑えている。
【０００３】
特許文献２には、車両の周囲に存在する物標を認識するためのレーダ装置が開示される。特許文献２のレーダ装置は、レーダ波を送受信するレーダ部と、レーダ部の回路基板を保護するレドームとを有する。このレドームは、低損失でレーダ波を透過させる透過材で形成され、レーダ部のビーム方向に位置する部位を正面部として、レーダ波の波長の二分の一の値の厚さに設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３０６６１号公報
【特許文献２】特開２０１４−０２０８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年のミリ波レーダ装置は検知可能な角度幅が広がっており、正面方向に対して大きく傾斜した反射波もカバーまたはレドームを透過して受信されるようになっている。しかしながら、特許文献１および２の技術によると、カバーまたはレドームを透過する反射波が正面方向に対して傾斜するにつれて、位相のずれが大きくなって検知精度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、反射波の向きによって検知精度が低下しづらいミリ波受信構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のミリ波受信構造は、送信波を送信し、送信波が対象物に反射した反射波を受信するミリ波レーダ装置と、ミリ波レーダ装置の反射波を透過させるカバーと、を備える。ミリ波レーダ装置は、所定の中心位置から等間隔に離れて配置される複数の受信アンテナを有する。カバーは、中心位置を中心とする球面形状を有する球面部を有する。受信アンテナは、球面部を透過した反射波を受信する。
【０００８】
この態様によると、複数の受信アンテナに受信される反射波は、球面部を透過する経路長を向きによらず等しくすることができる。これにより、複数の受信アンテナに受信される反射波においてカバーを透過する際の位相の変化量を等しくして、位相のずれによる検知精度の低下を抑えることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、反射波の向きによって検知精度が低下しづらいミリ波受信構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例のミリ波受信構造について説明するための図である。
【図２】ミリ波レーダ装置の動作を説明する図である。
【図３】カバーを介して受信するミリ波レーダ装置の動作について説明する図である。
【図４】実施例のカバーと受信アンテナの位置について説明するための図である。
【図５】変形例のカバーの球面部について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、実施例のミリ波受信構造１について説明するための図である。ミリ波受信構造１はミリ波レーダ装置１０およびカバー１２を備える。ミリ波レーダ装置１０は、車体に固定され、車両前方に向かって送信波を出力し、対象物に反射された反射波を受信する。ミリ波レーダ装置１０は、電子スキャン方式を用いて複数の受信アンテナで反射波を受信する。ミリ波レーダ装置１０の送信波は、時間軸に沿って周波数変調したミリ波帯の連続波である。
【００１２】
ミリ波レーダ装置１０の検知結果は不図示の制御手段に送出され、車両周辺の物体を検知する。ミリ波レーダ装置１０の検知結果は、たとえば先行車との追突の可能性を検出し、減速をアシストするプリクラッシュセーフティシステムや、先行車両と自車両との車間距離を適切な間隔に維持するアダプティブクルーズコントロールに用いられる。
【００１３】
カバー１２は、車両前端に設けられるフロントグリル１４に固定される。なお、ミリ波レーダ装置１０もフロントグリル１４に固定されてよい。カバー１２は、車両前端の中央に設けられるミリ波透過用エンブレムであってよい。ミリ波レーダ装置１０は、カバー１２を通った反射波を受信する。
【００１４】
図２は、電子スキャン方式のミリ波レーダ装置１０の動作を説明する図である。ミリ波レーダ装置１０は、第１受信アンテナ２０ａおよび第２受信アンテナ２０ｂ（これらを区別しない場合「受信アンテナ２０」という）を有する。ミリ波レーダ装置１０の送信アンテナは受信アンテナ２０の近傍に設けられる。
【００１５】
送信アンテナから送信された送信波は、対象物２２に当たって反射され、その反射波が複数の受信アンテナ２０にそれぞれ受信される。第１受信アンテナ２０ａには第１反射波２４ａが受信され、第２受信アンテナ２０ｂには第２反射波２４ｂが受信される。第１反射波２４ａおよび第２反射波２４ｂは、実質的に平行である。
【００１６】
第１受信アンテナ２０ａおよび第２受信アンテナ２０ｂは離れて位置するため、第１反射波２４ａおよび第２反射波２４ｂがそれぞれ受信されるまでにずれが生じ、そのずれが位相差Ｌとなって表れる。この第１反射波２４ａおよび第２反射波２４ｂの位相差Ｌは、第１反射波２４ａおよび第２反射波２４ｂの方向に応じて変化するため、対象物２２の方向が検出できる。図２に示す例ではカバー１２の作用が含まれていないため、カバー１２の作用を新たな図を参照して説明する。
【００１７】
図３は、カバー１２を介して受信するミリ波レーダ装置１０の動作について説明する図である。第１受信アンテナ２０ａおよび第２受信アンテナ２０ｂは、カバー１２を介して第１反射波２４ａおよび第２反射波２４ｂをそれぞれ受信する。
【００１８】
第１反射波２４ａおよび第２反射波２４ｂは、カバー１２を通る間に波長の短縮が生じて位相ずれとなって表れる。この位相の変化量は、反射波が通るカバー１２の経路長に依存する。図３に示すように、第１反射波２４ａの経路長Ｌ２が相対的に短く、第２反射波２４ｂの経路長Ｌ１が相対的に長くなるように設定されると、反射波が通るカバー１２の経路長の差が検知誤差となる位相のずれとして表れる。
【００１９】
そこで、実施例のカバー１２は、複数の受信アンテナ２０が受信する反射波の経路長を等しくなるように構成することで、検知精度の低下を抑える。
【００２０】
図４は、実施例のカバー１２と受信アンテナ２０の位置について説明するための図である。図４（ａ）に示すように、第１受信アンテナ２０ａおよび第２受信アンテナ２０ｂは、ミリ波レーダ装置１０の取付部１０ａに設けられ、同一平面上に配置される。
【００２１】
第１受信アンテナ２０ａおよび第２受信アンテナ２０ｂは、所定の中心位置Ｃから同じ間隔Ｄだけ離れている。つまり、複数の受信アンテナ２０は、中心位置Ｃから等間隔に離れて位置する。
【００２２】
カバー１２は、球面形状に形成された球面部１２ａを有し、中心位置Ｃを中心として配置される。なお、カバー１２は球面部１２ａに加えて、フロントグリル１４に連結するための取付部や、フロントグリル１４と同形状のグリル部を一体に有してよい。球面部１２ａは、略半球形状に形成され、ミリ波レーダ装置１０の送受信波を低損失で透過させる透過材で形成される。
【００２３】
受信アンテナ２０は、球面部１２ａを通る反射波を受信する。第１反射波２４ａは、経路長Ｌ３の球面部１２ａを通って第１受信アンテナ２０ａに受信され、第２反射波２４ｂは、経路長Ｌ４の球面部１２ａを通って第２受信アンテナ２０ｂに受信される。経路長Ｌ３および経路長Ｌ４は、中心位置Ｃを中心として球面部１２ａおよび受信アンテナ２０が配置されるため、等しくなる。
【００２４】
図４（ｂ）に模式的に球体として示される球面部１２ａは、受信アンテナ２０を囲み、受信アンテナ２０の中心位置Ｃを中心として配置される。ここで、受信アンテナ２０および中心位置Ｃを通り、互いに平行な３本の第１ライン２６ａ、第２ライン２６ｂ、第３ライン２６ｃは、等間隔ｄに位置する。第１ライン２６ａが球面部１２ａと重なる間隔Ｌ５は、第２ライン２６ｂが球面部１２ａと重なる間隔Ｌ６と同じになる。
【００２５】
このように、カバー１２の球面部１２ａが複数の受信アンテナ２０の中心位置Ｃを中心に配置することで、受信されるそれぞれの反射波における球面部１２ａの経路長を反射波の向きによらず同じにして、検知精度の低下を抑えることができる。
【００２６】
ミリ波レーダ装置１０は、電子スキャン方式を用いることで検知可能な角度幅が広がっている。また、受信アンテナ２０の受信強度は、正面方向に対する反射波の傾斜が大きくなるにつれて低くなる。仮にカバーが平板状である場合、正面方向に対する反射波の傾斜が大きくなるにつれてカバーを透過する経路長が長くなって、反射波の減衰量が大きくなって受信アンテナの受信強度が低下する。これに対し、球面部１２ａを透過させることで広角側の反射波の経路長が長くなることを抑え、検知精度の低下を抑えることができる。
【００２７】
図５は、変形例のカバー１１２の球面部１１２ａについて説明するための図である。変形例の球面部１１２ａは、厚さＴの球面形状に形成されるものの、図４（ａ）に示す球面部１２ａと比べて、中心位置Ｃを中心としていない点で異なる。なお、球面部１１２ａの中心は、複数の受信アンテナ２０の間に設定され、複数の受信アンテナ２０の中心の近くに位置する。
【００２８】
第１受信アンテナ２０ａに受信される反射波２８ａは経路長Ｌ７の球面部１１２ａを通り、第２受信アンテナ２０ｂに受信される反射波２８ｂは経路長Ｌ８の球面部１１２ａを通る。球面部１１２ａは、中心位置Ｃを中心としないため、反射波の方向が変わると経路長Ｌ７と経路長Ｌ８の差が変化する。経路長Ｌ７と経路長Ｌ８は、球面部１１２ａの曲率、球面部１１２ａの厚さＴ、受信アンテナ２０の間隔Ｄ１にもとづいて算出される。
【００２９】
変形例のカバー１１２は、下記式１を満たすように球面部１１２ａの曲率および球面部１１２ａの厚さＴが設定される。
Ｔｈ＞｜Ｌ８−Ｌ７｜max／２πλ    式１
Ｔｈは、許容される位相差の閾値であり、｜Ｌ８−Ｌ７｜maxは、経路長（位相）の差の最大値であり、λはミリ波レーダ装置１０の送受信波の波長である。
【００３０】
このように、経路長Ｌ７と経路長Ｌ８の最大位相差が式１を満たすように所定の許容閾値以下となるように、球面部１１２ａの曲率および球面部１１２ａの厚さを設定することで、ミリ波レーダ装置１０の検知誤差を所望の範囲内に収めることができる。
【００３１】
以上、本発明を各実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素およびプロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、そのような変形例を述べる。
【００３２】
実施例では、ミリ波レーダ装置１０の前方に設けられ、車両前方の対象物を検出する態様を示したが、この態様に限られない。例えば、ミリ波レーダ装置１０は車両の前後にそれぞれ設けられ、車両前方および車両後方に送信波を出力して反射された反射波を受信する。
【００３３】
実施例では、ミリ波レーダ装置１０の受信アンテナ２０が２つである態様を示したが、この態様に限られず、３つ以上であってよい。いずれにしても受信アンテナ２０は、中心位置Ｃから等間隔に配置される。
【符号の説明】
【００３４】
１  ミリ波受信構造、  １０  ミリ波レーダ装置、  １０ａ  取付部、  １２  カバー、  １２ａ  球面部、  １４  フロントグリル、  ２０  受信アンテナ、  ２０ａ  第１受信アンテナ、  ２０ｂ  第２受信アンテナ、  ２２  対象物、  ２４ａ  第１反射波、  ２４ｂ  第２反射波。
【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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