(57)【要約】      （修正有）【課題】車室内に車載用レーダ装置を配置する場合に、電波の送受信の効率の低下を抑制する車両を提供する。【解決手段】車両１は、車室内と外部との間に位置する合わせガラス１２と、合わせガラス１２の内面、バックミラー１４または天井に固定された車載用レーダ装置１１と、を備える。合わせガラス１２は、最内ガラス層と、最外ガラス層と、中間樹脂層と、を含む。車載用レーダ装置１１は、アンテナ部、を備える。アンテナ部は送信波を送出する送信アンテナを含む。送信波の最内ガラス層への入射角、各層の屈折率および厚さについて最適な値を選択することにより、送信波の合わせガラス１２における反射が抑制される。【選択図】図１
2017129419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と、
前記車体を移動させる駆動機構と、
前記車体に固定され、車室内と外部との間に位置する合わせガラスと、
前記合わせガラスの内面、または前記内面の内側に配置されたバックミラー、または天井、に直接的または間接的に固定された車載用レーダ装置と、
を備え、
前記合わせガラスは、最内ガラス層と、最外ガラス層と、前記最内ガラス層と前記最外ガラス層との間に挟まれる中間樹脂層と、を含み、
前記車載用レーダ装置は、前記最内ガラス層の内側から前記最外ガラス層の外側へとミリ波帯の電波である送信波を送出し、前記最外ガラス層の外側から前記最内ガラス層の内側へと入射する受信波を受けるアンテナ部、を備え、
前記アンテナ部は前記送信波を送出する送信アンテナを含み、
前記送信波の前記合わせガラスに対する垂直偏波成分は、水平偏波成分よりも大きく、
前記送信アンテナの主ローブの中心における前記送信波の伝播方向と前記合わせガラスの法線とのなす角をθａとし、
前記最内ガラス層の内側の空気層、前記最内ガラス層、前記中間樹脂層、前記最外ガラス層および前記最外ガラス層の外側の空気層から選択された、互いに接する３層の屈折率を内側の層からｎ１、ｎ２、ｎ３、中央の層の厚さをｄ２、Ｎを０以上の整数、として、
【数２４】
2017129419.tif 000026
【数２５】
2017129419.tif 000027
が満たされる、車両。
【請求項２】
前記最内ガラス層の厚さと前記最外ガラス層の厚さとが等しく、前記最内ガラス層の屈折率と前記最外ガラス層の屈折率とが等しい、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記３層のうち、中央の層が前記最外ガラス層であり、
前記最内ガラス層の内面における前記電波のブリュースター角をθｂとして、
【数２６】
2017129419.tif 000028
が満たされる、請求項１または２に記載の車両。
【請求項４】
車体と、
前記車体を移動させる駆動機構と、
前記車体に固定され、車室内と外部との間に位置する合わせガラスと、
前記合わせガラスの内面、または前記内面の内側に配置されたバックミラー、または天井、に直接的または間接的に固定された車載用レーダ装置と、
を備え、
前記合わせガラスは、最内ガラス層と、最外ガラス層と、前記最内ガラス層と前記最外ガラス層との間に挟まれる中間樹脂層と、を含み、
前記車載用レーダ装置は、前記最内ガラス層の内側から前記最外ガラス層の外側へとミリ波帯の電波である送信波を送出し、前記最外ガラス層の外側から前記最内ガラス層の内側へと入射する受信波を受けるアンテナ部、を備え、
前記アンテナ部は前記送信波を送出する送信アンテナを含み、
前記送信波の前記合わせガラスに対する水平偏波成分は、垂直偏波成分よりも大きく、
前記送信アンテナの主ローブの中心における前記送信波の伝播方向と前記合わせガラスの法線とのなす角をθａとし、
前記最内ガラス層の内側の空気層、前記最内ガラス層、前記中間樹脂層、前記最外ガラス層および前記最外ガラス層の外側の空気層から選択された、互いに接する３層の屈折率を内側の層からｎ１、ｎ２、ｎ３、中央の層の厚さをｄ２、Ｎを０以上の整数、として、
【数２７】
2017129419.tif 000029
【数２８】
2017129419.tif 000030
が満たされる、車両。
【請求項５】
前記アンテナ部は、前記送信波とは放射パターンが異なる他の送信波を送出する他の送信アンテナ、を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の車両。
【請求項６】
前記中間樹脂層が、ポリビニルブチラートである、請求項１ないし５のいずれかに記載の車両。
【請求項７】
前記アンテナ部が有する少なくとも１つのアンテナのそれぞれは、ホーンアンテナ、レンズアンテナ、プリントアンテナ、マイクロストリップアンテナまたはスリットアンテナである、請求項１ないし６のいずれかに記載の車両。
【請求項８】
前記アンテナ部が有する全てのアンテナは、ホーンアンテナである、請求項１ないし６のいずれかに記載の車両。
【請求項９】
前記合わせガラスの前記アンテナ部側の表面上に密着した誘電体層を含む反射抑制層、
をさらに備え、
前記誘電体層の屈折率は、前記最内ガラス層の屈折率よりも小さく、かつ空気の屈折率よりも大きく、
前記誘電体層は、前記合わせガラスの表面と前記誘電体層が密着する境界面で生じる前記送信波の反射波と、前記誘電体層の前記アンテナ部側の表面で生じる前記送信波の反射波との干渉により前記送信波の反射を抑制する厚さを有する、請求項１ないし８のいずれかに記載の車両。
【請求項１０】
前記反射抑制層が、前記誘電体層の前記アンテナ部側の表面に密着する、もう１つの誘電体層を含み、
前記もう１つの誘電体層は、前記誘電体層と前記もう１つの誘電体層が密着する境界面で生じる前記送信波の反射波と、前記もう１つの誘電体層の前記アンテナ部側の表面で生じる前記送信波の反射波との干渉により前記送信波の反射を抑制する厚さを有する、請求項９に記載の車両。
【請求項１１】
前記もう１つの誘電体層の屈折率は、前記誘電体層の屈折率よりも小さく、かつ空気の屈折率よりも大きい、請求項１０に記載の車両。
【請求項１２】
前記送信アンテナの主ローブの中心における前記送信波の前記反射抑制層への入射角は１０度よりも大きい、請求項９ないし１１のいずれかに記載の車両。
【請求項１３】
前記アンテナ部と前記合わせガラスとの間に位置し、前記アンテナ部の前方を覆うアンテナカバーを有し、
前記アンテナカバーが前記反射抑制層を兼ねる、請求項９ないし１２のいずれかに記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用レーダ装置が設けられた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダを用いて車両の周囲の物体を検出する技術を利用して、近年、衝突回避、運転補助、自動運転等の研究が行われている。従来より、自動車では、レーダはフロントノーズに設けられる。高周波発振器はアンテナの近くに配置する必要があり、風雨を避けるために、レドム（Radome）で保護する等の防水や耐候の対策が必要となる。一方、レーダによる検出とカメラ画像との双方を利用して、より高度な検出技術も開発されている。
【０００３】
米国特許第８，６０４，９６８号明細書では、レーダとカメラとを１つのハウジングに納めたレーダ−カメラセンサが提案されている。レーダ−カメラセンサは、自動車のバックミラーよりも前方にてウインドシールドに取り付けられる。レーダ波は垂直偏波もしくは水平偏波の電波が利用される。  
【０００４】
国際公開第２００６／０３５５１０号の外界認識装置である複合センサユニットにおいても、画像取り込み部と送受信部とが１つのセンサ実装基板上に実装される。複合センサユニットは車室内に搭載される。
【０００５】
レーダ装置を車室内に設けた場合、ウインドシールドによる反射および吸収により、レーダ波は減衰する。レーダの分解能を高めるために波長の短い電波を利用する場合、ガラスの影響は大きくなる。また、車載用として使用可能な高周波発振器の出力には法規制による制限があるため、発振器の出力を増すことはできない。その結果、レーダにて監視可能な距離が短くなる。
【０００６】
欧州特許第８８８６４６号明細書には、通信用のアンテナを車室内に設置する際に、ガラスによる電波の反射を抑制するために、ガラスとアンテナの放射面の間に誘電体中間素子を配置する方法が開示されている。また、欧州特許第８８８６４６号明細書では、ガラスとアンテナとの間の電気的に有効な間隔が半波長の数倍に調整される。
【特許文献１】米国特許第８，６０４，９６８号明細書
【特許文献２】国際公開第２００６／０３５５１０号
【特許文献３】欧州特許第８８８６４６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
乗用車などで用いられているウインドシールドは、透明で一見すると一枚のガラス板から成るように見えるが、実は乗員の安全を確保するために、薄い樹脂のフィルムに内外２枚のガラスを積層した、３層の合わせガラスとなっている。従来、可視光で見た場合と同じく、一枚のガラス板として扱う事で十分に正確な結果が得られると考えられていた。発明者はこの様な前提が誤っていることに気づき、合わせガラスを構成する各層に注目して反射を抑制する対策を施す必要があることを認識した。そして、合わせガラスを構成する各層を分けて、層単位で反射を抑制する対策を施すことを着想し、本発明を成した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、車載用レーダ装置を備える車両に向けられており、車室内に車載用レーダ装置を配置する場合に、電波の送受信の効率の低下を抑制することを目的としている。
【０００９】
本発明の例示的な一の実施形態に係る車両は、車体と、前記車体を移動させる駆動機構と、前記車体に固定され、車室内と外部との間に位置する合わせガラスと、前記合わせガラスの内面、または前記内面の内側に配置されたバックミラー、または天井、に直接的または間接的に固定された車載用レーダ装置と、を備える。前記合わせガラスは、最内ガラス層と、最外ガラス層と、前記最内ガラス層と前記最外ガラス層との間に挟まれる中間樹脂層と、を含む。
【００１０】
前記車載用レーダ装置は、前記最内ガラス層の内側から前記最外ガラス層の外側へとミリ波帯の電波である送信波を送出し、前記最外ガラス層の外側から前記最内ガラス層の内側へと入射する受信波を受けるアンテナ部、を備える。前記アンテナ部は前記送信波を送出する送信アンテナを含む。前記送信波の前記合わせガラスに対する垂直偏波成分は、水平偏波成分よりも大きい。
【００１１】
前記送信アンテナの主ローブの中心における前記送信波の伝播方向と前記合わせガラスの法線とのなす角をθａとし、前記最内ガラス層の内側の空気層、前記最内ガラス層、前記中間樹脂層、前記最外ガラス層および前記最外ガラス層の外側の空気層から選択された、互いに接する３層の屈折率を内側の層からｎ１、ｎ２、ｎ３、中央の層の厚さをｄ２、Ｎを０以上の整数、として、数１および数２が満たされる。
【００１２】
【数１】
2017129419.tif 000003
【００１３】
【数２】
2017129419.tif 000004
【００１４】
前記送信波の前記合わせガラスに対する水平偏波成分が、垂直偏波成分よりも大きい場合は、数３および数４が満たされる。
【００１５】
【数３】
2017129419.tif 000005
【００１６】
【数４】
2017129419.tif 000006
【００１７】
上述の目的および他の目的、特徴、態様および利点は、添付した図面を参照して以下に行うこの発明の詳細な説明により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、車室内に配置される車載用レーダ装置において、電波の送受信の効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、車両を簡略化して示す側面図である。
【図２】図２は、合わせガラスの断面図である。
【図３】図３は、合わせガラスに取り付けられたレーダ装置の断面図である。
【図４】図４は、レーダ装置の斜視図である。
【図５】図５は、レーダ装置の構成の概略を示すブロック図である。
【図６Ａ】図６Ａは、近傍監視モードの様子を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、遠方監視モードの様子を示す図である。
【図７】図７は、送信波が合わせガラスに入射する様子を示す図である。
【図８】図８は、送信波の反射を示す断面図である。
【図９】図９は、合わせガラスおよび反射抑制層の断面図である。
【図１０】図１０は、反射抑制層の正面図である。
【図１１】図１１は、レーダ装置、合わせガラスおよび反射抑制層の断面図である。
【図１２】図１２は、合わせガラスにおける電波の損失を測定した結果を示す図である。
【図１３】図１３は、複数の誘電体層を有する反射抑制層を示す断面図である。
【図１４】図１４は、反射抑制層の他の例を示す正面図である。
【図１５】図１５は、反射抑制層の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明の例示的な一の実施形態に係る車両１を簡略化して示す側面図である。車両１は乗用車であり、車載用レーダ装置１１（以下、「レーダ装置」という。）を含む。
【００２１】
レーダ装置１１は、衝突回避、運転補助、自動運転等に利用される。レーダ装置１１は、車両１のウインドシールド１２の内面に取り付けられ、車室１３内に位置する。車室１３は外部から完全に仕切られた空間である必要はなく、例えば、天井が開放されていてもよい。レーダ装置１１は、ウインドシールド１２に取り付けられるバックミラー１４の前方に位置する。車両１は、車体１０を移動させる駆動機構１５を含む。駆動機構１５は、エンジン、操舵機構、動力伝達機構、車輪等により構成される。
【００２２】
ウインドシールド１２は、車体１０に固定され、車室１３内と外部との間に位置する。ウインドシールド１２は、２枚のガラスの間にフィルムを挟んだ合わせガラスである。以下、ウインドシールド１２を「合わせガラス」とも呼ぶ。レーダ装置１１は合わせガラス１２の内面に直接的またはブラケット等の取付用部材を介して間接的に固定される。別の取付形態として、バックミラー（rear view mirror）あるいは天井に取り付けることもできる。本実施形態では、レーダ装置１１はブラケットを介して合わせガラス１２に間接的に固定される。
【００２３】
図２に示すように、合わせガラス１２は、最内ガラス層１２１と、最外ガラス層１２２と、中間樹脂層１２３と、を含む。中間樹脂層１２３は、最内ガラス層１２１と最外ガラス層１２２との間に挟まれる。すなわち、車室１３内からみて、最内ガラス層１２１、中間樹脂層１２３、最外ガラス層１２２がこの順に並ぶ。合わせガラス１２において、これら３つの層が主要構成要素であれば、他の層が介在してもよい。本実施形態では、最内ガラス層１２１および最外ガラス層１２２はソーダ石灰ガラスである。最内ガラス層１２１の光学特性と最外ガラス層１２２の光学特性とは同じでも異なってもよい。中間樹脂層１２３は、好ましくは、ポリビニルブチラート（ＰＶＢ）である。中間樹脂層１２３は、積層された複数の樹脂層により構成されてもよい。
【００２４】
図３は、合わせガラス１２に取り付けられたレーダ装置１１の断面図である。断面の細部における平行斜線は省略している。既述のように、レーダ装置１１は、ブラケット１６を介して合わせガラス１２に固定される。レーダ装置１１はブラケット１６に対して着脱自在である。
【００２５】
ブラケット１６は２つのプレート部１６１と、連結部１６２と、を含む。２つのプレート部１６１はおよそ重なるように位置し、前側の端部は連結部１６２にて回転可能な状態で連結される。上側のプレート部１６１の上面は、接着部材１６３を介して合わせガラス１２に強固に固定される。ブラケット１６は他の手法により、最内ガラス層１２１に固定されてもよい。下側のプレート部１６１の下面には、ビス１６４を用いてレーダ装置１１が固定される。連結部１６２により、車両１の進行方向に対して左右方向を向く軸を中心として、下側のプレート部１６１は回転可能である。この機構により、上側のプレート部１６１に対する下側のプレート部１６１の角度を選択することができる。
【００２６】
ブラケット１６は、調整ボルト１６５と、バネ１６６と、をさらに含む。バネ１６６は、２つのプレート部１６１に、互いに近づく方向の力を与える。調整ボルト１６５により、上側のプレート部１６１に対する下側のプレート部１６１の位置が決定される。これにより、レーダ装置１１の上下方向における監視方向が正確に決定される。図３のブラケット１６の調整機構に代えて、他の様々な機構が採用されてよい。例えば、上下面の間の傾斜角が異なる複数種類のブラケットを用意しておき、必要となる角度に応じて適切な傾斜角を有するものを選択してもよい。
【００２７】
レーダ装置１１は、アンテナ部２１と、カメラ部２２と、回路部２３と、カバー２４と、を含む。カメラ部２２は、アンテナ部２１の上方に位置する。カバー２４は、アンテナ部２１、カメラ部２２および回路部２３の上方を覆う。カバー２４は、アンテナ部２１に取り付けられる。カメラ部２２も図示省略の部材を介してアンテナ部２１に取り付けられる。アンテナ部２１、カメラ部２２および回路部２３の配置は適宜変更されてよい。例えば、カメラ部２２はアンテナ部２１の下方や側方に位置してもよい。カバー２４はアンテナ部２１、カメラ部２２および回路部２３を様々な態様にて覆うものであってよい。例えば、カバー２４はアンテナ部２１、カメラ部２２および回路部２３の全体を覆ってもよいし、下方のみを覆ってもよい。
【００２８】
図４はレーダ装置１１の斜視図である。カバー２４の上部には、ブラケット１６に取り付けられる取付部２４１が設けられる。取付部２４１は、平面２４２と、取付孔２４３と、を含む。平面２４２は、ブラケット１６の下側のプレート部１６１に接する。取付孔２４３には、ビス１６４が挿入される。
【００２９】
図３に示すように、回路部２３は、アンテナ部２１に取り付けられる回路基板２３ａと、カメラ部２２に接続される回路基板２３ｂと、を含む。回路基板２３ａと回路基板２３ｂとは電気的に接続される。回路基板２３ａは主にアンテナ部２１からの信号を処理し、回路基板２３ｂは主にカメラ部２２からの信号を処理するが、これらの機能の分担は適宜変更されてよい。
【００３０】
アンテナ部２１は、合わせガラス１２を介して車外へとレーダ波である電波を送出し、外部からの反射波である受信波を合わせガラス１２を介して受信する。すなわち、アンテナ部２１は、最内ガラス層１２１の内側から最外ガラス層１２２の外側へと送信波を送出し、最外ガラス層１２２の外側から最内ガラス層１２１の内側へと入射する反射波を受ける。
【００３１】
図４に示すように、アンテナ部２１は、送信アンテナ部２１１と、受信アンテナ部２１２と、を含む。送信アンテナ部２１１は、送信波を送出する。受信アンテナ部２１２は、送信波に起因する反射波を受ける。送信アンテナ部２１１は、第１送信アンテナ２１３と、第２送信アンテナ２１４と、を含む。第１送信アンテナ２１３および第２送信アンテナ２１４はホーンアンテナである。第１送信アンテナ２１３および第２送信アンテナ２１４のホーンの上下方向の高さは同じである。第１送信アンテナ２１３のホーンの横方向の幅は、第２送信アンテナ２１４のホーンの横方向の幅よりも狭い。これにより、第１送信アンテナ２１３は、放射範囲が広い第１送信波を送出し、第２送信アンテナ２１４は、第１送信波とは放射パターンが異なり、放射範囲が第１送信波よりも狭い第２送信波を送出する。すなわち、送信アンテナ部２１１は、第１送信波と第２送信波とを送出可能である。
【００３２】
受信アンテナ部２１２は、５個の受信アンテナ２１５を含む。複数の受信アンテナ２１５は、横方向に配列される。各受信アンテナ２１５はホーンアンテナである。すなわち、アンテナ部２１が有する全てのアンテナは、ホーンアンテナである。複数の受信アンテナ２１５のホーンの形状は同一である。なお、「縦方向」および「横方向」とは、車両１に対して設計上定められた縦方向および横方向であり、重力方向に正確に平行な方向および垂直な方向である必要はない。
【００３３】
アンテナ部２１の各ホーンアンテナでは、ＭＭＩＣ（モノリシックマイクロ波集積回路）、伝送線路（具体的には、マイクロストリップ線路、トランスデューサ、導波管）、ホーンの順に信号を送受信するための構成が電気的または空間的に接続される。ホーンアンテナを利用することにより、アンテナの高さ方向の幅を小さく抑えつつ利得を確保することができ、レーダ装置１１の前方投影面積を小さくすることができる。これにより、乗員の視野を妨げることなくウインドシールド付近にレーダ装置１１を配置することができる。
【００３４】
図３に示すように、レーダ装置１１は、アンテナカバー２５をさらに含む。図４ではアンテナカバー２５を省略している。アンテナカバー２５は、合わせガラス１２とアンテナ部２１との間に位置し、アンテナ部２１の前方を覆う。アンテナカバー２５は樹脂にて成型される。アンテナカバー２５の前面、すなわち、外側の面は黒色である。これにより、車外から見てアンテナ部２１が目立つことが防止され、車両１の美観が確保される。アンテナカバー２５は送信波の送出方向に対して垂直方向から約１０度傾斜している。
【００３５】
カメラ部２２は、２次元撮像素子を含む。カメラ部２２は、合わせガラス１２の内側から外側を観察する。換言すれば、カメラ部２２は、車室１３内から車外を観察する。図３および図４に示すように、カバー２４は、カメラ窓２４４を含む。カメラ窓２４４は透明である。カメラ部２２はカメラ窓２４４および合わせガラス１２を介して車外を観察する。
【００３６】
図５は、レーダ装置１１の構成の概略を示すブロック図である。第１送信アンテナ２１３および第２送信アンテナ２１４は選択部３１１に接続される。選択部３１１は高周波発振器３１２に接続される。これにより、高周波発振器３１２と第１送信アンテナ２１３との接続と、高周波発振器３１２と第２送信アンテナ２１４との接続とが切り替えられ、第１送信アンテナ２１３または第２送信アンテナ２１４に高周波電力が供給される。すなわち、第１送信波の送出と第２送信波の送出とが切り替えられる。本実施形態では、使用される周波数帯域が比較的狭いＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式が採用され、高周波発振器３１２から出力された高周波信号の周波数は、上下に変動する。
【００３７】
５個の受信アンテナ２１５のそれぞれは、ミキサ３２１およびＡ／Ｄ変換器３２２に順に接続される。Ａ／Ｄ変換器３２２は選択部３３に接続される。受信アンテナ２１５には、送信波が外部の対象物にて反射して得られる反射波が入射する。受信アンテナ２１５およびこれに付随する回路にて得られる反射波の信号は、ミキサ３２１に入力される。ミキサ３２１には高周波発振器３１２からの信号も入力され、両信号が合わされることにより、送信波と反射波との周波数の差を示すビート信号が得られる。ビート信号は、Ａ／Ｄ変換器３２２にてデジタル信号に変換され、選択部３３に入力される。
【００３８】
選択部３３は、５つのビート信号の少なくとも一部を選択して検出部３５に入力する。検出部３５では、ビート信号をフーリエ変換してさらに演算処理を行うことにより、対象物の位置、速度等を求める。一方、カメラ部２２からの画像信号も検出部３５に入力される。検出部３５では、アンテナ部２１およびカメラ部２２からの情報を利用して、対象物の種類や状態がさらに高度に検出される。
【００３９】
選択部３１１、高周波発振器３１２、選択部３３および検出部３５は、制御部３４に接続される。制御部３４はこれらの構成要素を制御することにより、検出部３５における検出動作を実現する。制御部３４および検出部３５は回路部２３に設けられる。
【００４０】
制御部３４の動作は、近傍監視モードと、遠方監視モードと、を含む。図６Ａは近傍監視モードの様子を示す図であり、図６Ｂは遠方監視モードの様子を示す図である。図６Ａおよび図６Ｂにおいて、下側がアンテナ側であり、上側が車両１の前方に対応する。範囲４１は送信波の放射範囲を示す。第１送信アンテナ２１３および第２送信アンテナ２１４では、主ローブに対してサイドローブは十分に小さい。パターン４２は受信アンテナ部２１２のアンテナパターンを示す。符号４２１は主ローブを指し、符号４２２は主ローブ４２１以外のサイドローブを指す。
【００４１】
近傍監視モードでは、制御部３４による選択部３１１の制御により、第１送信アンテナ２１３から第１送信波が送出される。一方、制御部３４による選択部３３の制御により、５つの受信アンテナ２１５に由来する信号が検出部３５に入力される。配置間隔が狭い５つの受信アンテナ２１５からの信号を利用することにより、受信アンテナ部２１２における主ローブ４２１の広がりを広くすることができ、一方でサイドローブ４２２の広がりを抑えることができる。その結果、後述の遠方監視モードに比べて、近傍監視モードでは、方位分解能は低く、有効検出方位範囲は広くなる。既述のように、第１送信波は第２送信波に比べて放射範囲４１が広い。したがって、近傍監視モードでは、広範囲に亘って対象物を検出することが実現される。
【００４２】
遠方監視モードでは、制御部３４による選択部３１１の制御により、第２送信アンテナ２１４から第２送信波が送出される。一方、制御部３４による選択部３３の制御により、５つの受信アンテナ２１５のうち、左右および中央の３つの受信アンテナ２１５に由来する信号のみが検出部３５に入力される。配置間隔が広い３つの受信アンテナ２１５からの信号のみを利用することにより、受信アンテナ部２１２における主ローブ４２１の広がりを狭くすることができる。一方、サイドローブ４２２は大きくなる。
【００４３】
しかし、第２送信波の放射範囲４１は狭いため、図６Ｂに示すようにサイドローブ４２２の方向には第２送信波は放射されない。換言すれば、前方遠くに位置する物体を検知するために、監視を必要としない正面から逸れた方位には電波は照射されない。これにより、サイドローブ４２２の影響を抑えつつ主ローブ４２１における反射波の検出が実現される。遠方監視モードでは、方位分解能は高くなり、有効検出方位範囲は狭くなる。遠方監視モードでは、遠方の狭い範囲における対象物を検出することが実現される。
【００４４】
以上のように、レーダ装置１１では、制御部３４が、送信アンテナ部２１１、受信アンテナ部２１２等を制御することにより、２つの動作モードが実行される。レーダ装置１１では、受信アンテナ部２１２にて主ローブの範囲を変更し、遠方監視時に分解能を全方位に亘って高める必要がない、という車載用特有の条件を利用している。これにより、近傍監視および遠方監視を実現しつつ、レーダ装置１１の製造コストを削減することができる。レーダ装置１１では、遠方監視モードにて利用される複数の受信アンテナ２１５が、近傍監視モードにて利用される複数の受信アンテナ２１５に含められることにより、適切な近傍および遠方監視を低コストにて実現している。
【００４５】
受信アンテナ部２１２のアンテナパターンの変更は、選択部３３にて受信アンテナ２１５からの信号に重み付けが行われることにより行われてもよい。さらに、選択部３３を利用するのではなく、受信アンテナ２１５の受信機能自体をＯＮ／ＯＦＦする機構を設けることにより、受信アンテナ２１５からの信号が選択されてもよい。この場合、受信をＯＮ／ＯＦＦする機構が選択部として機能する。
【００４６】
近傍監視モードと遠方監視モードとは高速に切り替えられる。すなわち、制御部３４の制御により、第１送信波と第２送信波とは交互に送出される。実際には、演算中の無駄な電波の送出を省くために、第１送信波と第２送信波との間の送出停止時間は、第１送信波の送出時間および第２送信波の送出時間のいずれよりも長い。例えば、送信波の１回の送出時間は２ｍｓｅｃであり、送信間隔は５０ｍｓｅｃである。
【００４７】
横方向に等間隔に配置される受信アンテナ２１５の数は、５には限定されない。受信アンテナ２１５の数は６以上でもよい。受信アンテナ２１５の数を５以上とすることにより、利用する受信アンテナ２１５を間引いた後に、配置間隔が広い３以上の受信アンテナ２１５からの信号を利用することができ、遠方に存在する対象物の位置を把握することができる。検出すべき対象物が１つだけである場合は、間引いた後の受信アンテナ２１５の数は２でもよい。したがって、レーダ装置１１における受信アンテナ２１５の最小数は３である。
【００４８】
近傍監視モードにおいても対象物の位置を検出する必要がない場合は、近傍監視モードにて利用される受信アンテナ２１５の数は２であってもよい。例えば、３つの受信アンテナ２１５が等間隔にて配列され、近傍監視モードでは隣接する２つの受信アンテナ２１５からの信号が利用され、遠方監視モードでは両端の２つの受信アンテナ２１５からの信号が利用されてもよい。
【００４９】
一般的に表現すれば、近傍監視モードにおいて、送信アンテナ部２１１から第１送信波が送出され、複数の受信アンテナ２１５のうち、配置間隔が狭い２以上の受信アンテナ２１５からの信号が利用される。遠方監視モードでは、送信アンテナ部２１１から第２送信波が送出され、複数の受信アンテナ２１５のうち、配置間隔が広い２以上の受信アンテナ２１５からの信号が利用される。そして、受信アンテナ２１５の数を少なくするために、上記配置間隔が広い２以上の受信アンテナ２１５の少なくとも一部は、上記配置間隔が狭い２以上の受信アンテナに含まれる。
【００５０】
第１送信波および第２送信波は、横方向に対する垂直偏波である。第１送信波および第２送信波は完全に垂直偏波のみである必要はなく、斜め偏波や楕円偏波でもよい。一般的に表現すれば、第１送信波および第２送信波の横方向に対する垂直偏波成分は、水平偏波成分よりも大きい。通常、合わせガラス１２は、上部が下部よりも後方に位置するように傾斜しているため、第１送信波および第２送信波の横方向に対する垂直偏波成分は、合わせガラス１２に対する垂直偏波成分である。これにより、送信波が合わせガラス１２を透過する効率が向上する。特に、第１送信波および第２送信波の合わせガラス１２に対する入射角が、合わせガラス１２の内面のブリュースター角に近い場合に、レーダ装置１１による検出効率が向上する。なお、垂直偏波はＴＭ波（Transverse Magnetic Wave）とも呼ばれ、電界成分が反射面に垂直な偏波を指す。このとき、磁界成分は反射面に平行である。水平偏波はＴＥ波（Transverse Electric Wave）とも呼ばれ、磁界成分が反射面に垂直な偏波を指す。このとき、電界成分は反射面に平行である。後述するように、第１送信波および第２送信波の水平偏波成分は、垂直偏波成分よりも大きくてもよい。
【００５１】
第１送信アンテナ２１３のホーンと第２送信アンテナ２１４のホーンは、横方向に並ぶ、本実施形態では、第１送信アンテナ２１３と第２送信アンテナ２１４とは、受信アンテナ部２１２の左右両側にそれぞれ位置する。第１送信アンテナ２１３、第２送信アンテナ２１４および受信アンテナ２１５を左右に並べることにより、複数のホーンを１つの部材に設けることができ、レーダ装置１１の製造コストが削減される。また、レーダ装置１１の設置の際に、各ホーンの向きを容易に正確に決定することができる。特に、第１送信アンテナ２１３のホーンと第２送信アンテナ２１４のホーンとを横方向に並べることにより、第１送信アンテナ２１３の上下方向の向きと第２送信アンテナ２１４の上下方向の向きとを正確に一致させることができる。
【００５２】
第１送信アンテナ２１３および第２送信アンテナ２１４は、主ローブの中心の方向、すなわち、主ローブのピークの方向が水平方向に向けられることが好ましい。第１送信アンテナ２１３および第２送信アンテナ２１４は、主ローブの方向が、水平方向と水平方向から下方に２度傾斜した方向との間に向けられていても良い。
【００５３】
第１送信アンテナ２１３、第２送信アンテナ２１４および受信アンテナ２１５は、ホーンアンテナ以外のアンテナであってもよい。ミリ波を送受信できるアンテナであれば、どのようなものが用いられてもよい。例えば、レンズアンテナや、安価なプリントアンテナ、マイクロストリップアンテナやスリットアンテナを利用することができる。アンテナ部２１が有する全てのアンテナが同じ種類である必要はなく、異なる種類のアンテナが混在してもよい。
【００５４】
次に、車室内にレーダ装置１１を設ける場合の合わせガラス１２について説明する。図７は、送信波が合わせガラス１２に入射する様子を示す図である。なお、送信波の入射角は、取付部２４１がブラケット１６に取り付けられた場合に、送信アンテナ、すなわち、第１送信アンテナ２１３および第２送信アンテナ２１４の主ローブの中心における送信波の対象物への入射角を指すものとする。
【００５５】
合わせガラス１２に入射した送信波は、最内ガラス層１２１、中間樹脂層１２３、最外ガラス層１２２を順に通過する際に、最内ガラス層１２１の車室１３側の空気層１７１と最内ガラス層１２１との間の境界、最内ガラス層１２１と中間樹脂層１２３との間の境界、中間樹脂層１２３と最外ガラス層１２２との間の境界、および、最外ガラス層１２２の車外側の空気層１７２と最外ガラス層１２２との間の境界にて、その一部が反射する。以下、空気層１７１を「内側空気層」と呼び、空気層１７２を「外側空気層」と呼ぶ。
【００５６】
ここで、内側空気層１７１、最内ガラス層１２１、中間樹脂層１２３、最外ガラス層１２２および外側空気層１７２から選択された、互いに接する３層に注目する。互いに接するのであれば、３層は任意に選択されてよい。３層を車室１３側から外側に順に、すなわち、内側の層から順に「第１層５１」、「第２層５２」、「第３層５３」と呼ぶ。
【００５７】
図８は、３つの層５１，５２，５３を模式的に示す図である。図８中にて太い矢印にて示すように、第１層５１と第２層５２との境界面５２１上のＡ点から第２層５２内に入射した送信波の一部は、第２層５２と第３層５３との境界面５２２上のＢ点で反射し、反射波として境界面５２１上のＣ点に戻る。このとき、Ｃ点を透過する当該反射波と、アンテナ部２１側から境界面５２１上のＣ点に入射して反射する送信波の反射波とが逆位相となっていれば、すなわち、両者の位相がπずれていれば、両者が打ち消し合う。その結果、第２層５２にて反射する送信波成分が低減される。換言すれば、第２層５２の表面に隣接する第１層５１側から境界面５２１に入射する送信波の見かけ上の反射が抑制される。
【００５８】
以下、境界面５２２で生じる送信波の反射波と、境界面５２１で生じる送信波の反射波との干渉により送信波の反射を抑制することができる第２層５２について説明する。第１層５１の屈折率をｎ１、第２層５２の屈折率をｎ２、第３層５３の屈折率をｎ３とする。中央の第２層５２の厚さをｄ２とする。送信波の第２層５２への入射角をθ１、第２層５２における屈折角をθ２とする。スネルの法則より、数５が成り立つ。
【００５９】
【数５】
2017129419.tif 000007
【００６０】
また、第２層５２においてＡ点からＢ点を経由してＣ点へと至る光路長Ｌａｂｃは、数６となる。
【００６１】
【数６】
2017129419.tif 000008
【００６２】
一方、アンテナ部２１から第２層５２に入射する送信波の進行方向に関するＡ点とＣ点との間の光路長δは、数７となる。
【００６３】
【数７】
2017129419.tif 000009
【００６４】
境界面５２２で生じる送信波の反射波と、境界面５２１で生じる送信波の反射波とを、境界面５２１にて逆位相とするための条件は、数８となる。ここで、Ｎは０以上の整数であり、λは空気中の送信波の波長である。数８では、Ｂ点での送信波の反射、および、隣接層からＣ点に入射する送信波の反射において、位相が反転する、すなわち、位相がπだけ変化することを前提としている。
【００６５】
【数８】
2017129419.tif 000010
【００６６】
数５ないし数７を用いて数８を変形することにより、第２層５２の厚さｄ２が数９にて表される。
【００６７】
【数９】
2017129419.tif 000011
【００６８】
一方、空気層の屈折率を１とみなし、図７に示すように、内側空気層１７１から最内ガラス層１２１への送信波の入射角をθａとすると、スネルの法則より、数１０が成り立つ。したがって、数９は数１１として表される。なお、入射角θａは、送信アンテナの主ローブの中心における送信波の伝播方向と、合わせガラス１２の法線とのなす角でもある。
【００６９】
【数１０】
2017129419.tif 000012
【００７０】
【数１１】
2017129419.tif 000013
【００７１】
境界面５２２で生じる送信波の反射波と、境界面５２１で生じる送信波の反射波との位相のずれが（π±π／４）の範囲であれば、第２層５２における送信波の反射を抑制することが可能であると考えられる。この場合、数１１中の（２Ｎ＋１）が（２Ｎ＋１±１／４）の範囲内となる。したがって、第２層５２の厚さｄ２の好ましい条件は、数１２となる。
【００７２】
【数１２】
2017129419.tif 000014
【００７３】
上記条件は、送信波の第２層５２への入射角θ１が、第１層５１から第２層５２の境界面５２１に電波が入射する場合のブリュースター角以下である場合を前提としている。既述のように、送信波の、合わせガラス１２に対する垂直偏波成分は、水平偏波成分よりも大きい。したがって、入射角θ１が当該ブリュースター角よりも大きい場合には、境界面５２１で反射する垂直偏波成分の位相の反転の影響が大きくなる。この場合、境界面５２２で生じる送信波の反射波と、境界面５２１で生じる送信波の反射波とを、境界面５２１にて逆位相とするための条件は、数１３となり、第２層５２の厚さｄ２の好ましい条件は、数１４となる。
【００７４】
【数１３】
2017129419.tif 000015
【００７５】
【数１４】
2017129419.tif 000016
【００７６】
第１層５１から第２層５２に電波が入射する場合のブリュースター角θｂ１は、（ｔａｎ−１（ｎ２／ｎ１））である。このときの最内ガラス層１２１への入射角θａは数１０を利用して数１５にて表される。
【００７７】
【数１５】
2017129419.tif 000017
【００７８】
同様に、第２層５２から第３層５３に電波が入射する場合のブリュースター角θｂ２は、（ｔａｎ−１（ｎ３／ｎ２））である。このときの最内ガラス層１２１への入射角θａは数１６にて表される。
【００７９】
【数１６】
2017129419.tif 000018
【００８０】
最内ガラス層１２１への入射角θａが、数１５の角度および数１６の角度の何れよりも小さい場合、境界面５２２で生じる送信波の反射波、および、境界面５２１で生じる送信波の反射波の双方では、ブリュースター角θｂ１，θｂ２との関係による位相の反転は生じない。入射角θａが、数１５の角度および数１６の角度の何れよりも大きい場合、境界面５２２で生じる送信波の反射波、および、境界面５２１で生じる送信波の反射波の双方で、ブリュースター角θｂ１，θｂ２との関係による位相の反転が生じる。入射角θａが、数１５の角度および数１６の角度の中間の値をとる、或いは、何れかと等しい場合、境界面５２２で生じる送信波の反射波、および、境界面５２１で生じる送信波の反射波の一方のみでブリュースター角θｂ１，θｂ２との関係による位相の反転が生じる。
【００８１】
また、第２層５２の屈折率ｎ２が、第１層５１の屈折率ｎ１よりも大きい場合、境界面５２１で生じる送信波の反射波において、屈折率の相違に起因する位相の反転が生じる。第３層５３の屈折率ｎ３が、第２層５２の屈折率ｎ２よりも大きい場合、境界面５２２で生じる送信波の反射波において、屈折率の相違に起因する位相の反転が生じる。よって、第２層５２の厚さｄ２が、数１７および数１８に示す関係を満足する場合に、境界面５２１における送信波の反射が抑制される。
【００８２】
【数１７】
2017129419.tif 000019
【００８３】
【数１８】
2017129419.tif 000020
【００８４】
境界面５２２で生じる送信波の反射波と、境界面５２１で生じる送信波の反射波との位相のずれが、（π±π／６）の範囲であれば、送信波の反射はより確実に抑制される。この場合、数１７および数１８は、それぞれ数１９および数２０にて表される。
【００８５】
【数１９】
2017129419.tif 000021
【００８６】
【数２０】
2017129419.tif 000022
【００８７】
垂直偏波は、対象物にブリュースター角にて入射すると、理想的には反射することなく対象物内に導かれる。しかし、合わせガラス１２の場合、垂直偏波は最内ガラス層１２１にブリュースター角またはブリュースター角に近い角度にて入射させても、最外ガラス層１２２には理想的な角度にて入射するとは限らない。この現象は、最外ガラス層１２２における電波の効率低下が大きい場合に問題となる。このような場合、最内ガラス層１２１による電波の送出効率の低下を適度に抑えつつ、最外ガラス層１２２での電波の振る舞いを調整することが必要となる。
【００８８】
したがって、上記条件式は、最内ガラス層１２１への入射角θａが、内側空気層１７１から最内ガラス層１２１に送信波が入射する際のブリュースター角θｂに近く、かつ、第２層５２として最外ガラス層１２２を適用する場合に特に適している。一般的に、ガラスへの垂直偏波の入射効率は、最内ガラス層１２１の内面におけるブリュースター角θｂよりも入射角が大きくなると急激に低下し、θｂよりも入射角が小さくなると緩やかに低下する。そのため、最内ガラス層１２１の内側が空気層である場合、最内ガラス層１２１への入射角θaは数２１を満たすことが好ましい。
【００８９】
【数２１】
2017129419.tif 000023
【００９０】
上記第２層５２の厚さｄ２の好ましい条件は、送信波の、合わせガラス１２に対する垂直偏波成分が、水平偏波成分よりも大きい場合を前提としている。送信波の、合わせガラス１２に対する水平偏波成分が、垂直偏波成分よりも大きい、或いは等しい場合、ブリュースター角との関係による位相の反転の影響は小さくなる。したがって、第２層５２の厚さｄ２が、数２２および数２３に示す関係を満足する場合に、第２層５２における送信波の反射が抑制される。２つの反射波の位相のずれを（π±π／６）の範囲とする場合、数２２および数２３は、数１９および数２０に準じて変更される。
【００９１】
【数２２】
2017129419.tif 000024
【００９２】
【数２３】
2017129419.tif 000025
【００９３】
好ましくは、最内ガラス層１２１の厚さと最外ガラス層１２２の厚さとは等しく、最内ガラス層１２１の屈折率と最外ガラス層１２２の屈折率とは等しい。これにより、合わせガラス１２の設計および製造コストを削減することができる。
【００９４】
図３に示すように、アンテナ部２１のホーンの前面には、アンテナカバー２５が設けられる。アンテナカバー２５はホーンの中心軸に対してほぼ垂直に設けられる。したがって、送信波は、主ローブの中心において、アンテナカバー２５にほぼ垂直に入射する。具体的には、アンテナカバー２５は、多くの場合、アンテナの主ローブの中心に対して７０°以上１１０°以下の角度で交差するように設計される。
【００９５】
アンテナカバー２５による電波の反射を抑える場合においても、アンテナカバー２５の内側の空気層を第１層５１、アンテナカバー２５を第２層５２、アンテナカバー２５の外側の空気層を第３層５３として、上記数式を適用することができる。すなわち、送信波の合わせガラス１２に対する垂直偏波成分が、水平偏波成分よりも大きい場合は、数１７、数１８が適用される。水平偏波成分が、垂直偏波成分よりも大きい場合は、数２２、数２３が適用される。また、１／６波長のずれまでが許容される場合も同様である。
【００９６】
これにより、アンテナカバー２５における送信波の低下が抑制され、送受信の効率の低下も抑制される。
【００９７】
なお、本発明の発明者がミリ波帯の電磁波において観測したように、ミリ波帯の電磁波は他の周波数帯における屈折率とは大きく異なるため、上記の数式を評価するに当たっては、ミリ波帯の電波に対する屈折率が使用されなければならない。また、ミリ波帯の電波とは、空気中における波長が１ｍｍから１０ｍｍの範囲の電波を指す。
【００９８】
図９は、合わせガラス１２の車室１３内側の表面上に反射抑制層５４を設けた例を示す図である。合わせガラス１２では、車室１３内側の表面がガラス層の表面であれば、すなわち、少なくとも車室１３内側の表面がガラスで覆われるのであれば、他の構造が採用されてよい。反射抑制層５４は、シート状の誘電体層５４１を含む。誘電体層５４１の詳細については後述する。
【００９９】
図１０および図１１は、合わせガラス１２に取り付けられたレーダ装置１１の一部および反射抑制層５４を示す図である。レーダ装置１１は簡略化して示している。図１０および図１１では、図３ないし図５に示すものと同様の構成要素には同符号を付している。図１０では、合わせガラス１２の前方から車室１３内を見た様子を示す。アンテナ部２１では、送信アンテナ部２１１として１つの送信アンテナを示し、受信アンテナ部２１２として２つの受信アンテナを示している。図１１では、レーダ装置１１、合わせガラス１２および反射抑制層５４の合わせガラス１２におよそ垂直な断面を示す。図１１では、図９に示す最内ガラス層１２１、中間樹脂層１２３、最外ガラス層１２２を区別することなく、１つの層にて合わせガラス１２を示している。
【０１００】
誘電体層５４１は、合わせガラス１２の車室１３内側の表面、すなわち、後述のアンテナ部２１側の表面に接着され、当該表面に密着する。誘電体層５４１は、合わせガラス１２の一部のみを覆う。合わせガラス１２の表面に沿う誘電体層５４１の幅は、下方に向かうに従って大きい。誘電体層５４１は、非晶質樹脂シートであり、例えば、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）である。誘電体層５４１は、他の材料で形成されてよい。レーダ装置１１がカメラを含む場合、誘電体層５４１は透明であることが好ましい。レーダ装置１１の機能に支障がない場合には、誘電体層５４１が不透明であってもよい。
【０１０１】
ここで、反射抑制層５４の屈折率、すなわち、誘電体層５４１の屈折率は、合わせガラス１２の最内ガラス層１２１の屈折率よりも小さく、かつ、空気の屈折率よりも大きい。したがって、仮に、誘電体層５４１を省略した場合における合わせガラス１２のアンテナ部２１側の表面における反射率に比べて、誘電体層５４１のアンテナ部２１側の表面６４１における反射率がある程度低減される。なお、誘電体層５４１の屈折率は、気泡や別材料の導入により調整されてよい。
【０１０２】
誘電体層５４１に関しても、内側の空気層を第１層５１、誘電体層５４１を第２層５２、最内ガラス層１２１を第３層５３として、上記数１７、数１８、あるいは、数２２、数２３を適用することができる。また、１／６波長のずれまでが許容される場合も同様である。ここでのθａは、送信アンテナの主ローブの中心における送信波の反射抑制層５４への入射角である。合わせガラス１２と反射抑制層５４とは平行、すなわち、傾斜が同じであることから、θａは、送信アンテナの主ローブの中心における送信波の伝播方向と合わせガラス１２の法線とのなす角でもある。
【０１０３】
図１２は、ウインドシールドにおける電波の損失を測定した結果を示す図である。図１２の縦軸は、ウインドシールドを通して外部へと向かう電波の片道での損失を示し、横軸は、方位角を示す。図１２中の太線Ｌ１１，Ｌ１２は、誘電体層５４１を設けたウインドシールドにおける損失を示し、細線Ｌ２１，Ｌ２２は、誘電体層５４１を省略したウインドシールドにおける損失を示す。線Ｌ１１，Ｌ２１では、方位角が０°である場合の入射角が５５°であり、線Ｌ１２，Ｌ２２では、方位角が０°である場合の入射角が８５°である。いずれの入射角も、誘電体層５４１の内側の表面６４１におけるブリュースター角よりも大きく、誘電体層５４１は数１４の条件を満たす厚さを有する。
【０１０４】
図１２より、誘電体層５４１をウインドシールドに設けることにより、損失が低下することが判る。実際には、方位角の増大に従って入射角が変化するため、損失も増大するが、誘電体層５４１をウインドシールドに設けることにより、いずれの方位角においても損失が抑制される。各方位角における入射角に合わせて誘電体層５４１の厚さを漸次変更してもよい。この場合、予め定められた方位角の全範囲において、損失を大幅に低減することが可能である。レーダ装置１１では、正面、すなわち、方位角が０°において高い感度が求められ、側方においては、それほど高い感度は求められない。このような観点では、誘電体層５４１が一定の厚さであっても問題はない。
【０１０５】
以上のように、車両１は、アンテナ部２１と合わせガラス１２との間にて、合わせガラス１２の表面上に密着した誘電体層５４１を備える。誘電体層５４１の屈折率は、合わせガラス１２の最内ガラス層１２１の屈折率よりも小さく、かつ、空気の屈折率よりも大きい。また、誘電体層５４１は、合わせガラス１２の表面と誘電体層５４１が密着する境界面で生じる送信波の反射波と、誘電体層５４１のアンテナ部２１側の表面で生じる送信波の反射波との干渉により送信波の反射を抑制する厚さを有する。これにより、合わせガラス１２を通過する送信波の損失を低減することができ、電波の送受信の効率を向上することができる。
【０１０６】
送信アンテナの主ローブの中心における送信波の反射抑制層５４への入射角は１０°よりも大きいことが好ましい。換言すると、合わせガラス１２を送信アンテナの放射面に対して大幅に傾斜させることが可能である。したがって、様々なデザインの車両１の、多様な部位にレーダ装置１１を取り付けることが可能である。
【０１０７】
反射抑制層５４では、誘電体層５４１のアンテナ部２１側の表面に密着する追加の誘電体層が設けられてもよい。図１３の例では、２つの誘電体層５４２，５４３が誘電体層５４１の表面６４１に積層される。以下、誘電体層５４１，５４２，５４３をそれぞれ「外側誘電体層５４１」、「中間誘電体層５４２」および「内側誘電体層５４３」という。中間誘電体層５４２は、外側誘電体層５４１のアンテナ部２１側の表面６４１に密着する。中間誘電体層５４２の屈折率は、外側誘電体層５４１の屈折率よりも小さく、かつ、空気の屈折率よりも大きいことが好ましい。内側誘電体層５４３は、中間誘電体層５４２のアンテナ部２１側の表面６４２に密着する。内側誘電体層５４３の屈折率は、中間誘電体層５４２の屈折率よりも小さく、かつ、空気の屈折率よりも大きいことが好ましい。
【０１０８】
反射抑制層５４では、４以上の誘電体層が設けられてもよい。反射抑制層５４が複数の誘電体層を含む場合、全ての誘電体層の屈折率が、合わせガラス１２の最内ガラス層１２１の屈折率よりも小さく、かつ、空気の屈折率よりも大きいことが好ましい。また、当該複数の誘電体層では、アンテナ部２１に近い誘電体層ほど屈折率が小さいことが好ましい。
【０１０９】
外側誘電体層５４１、中間誘電体層５４２、内側誘電体層５４３のそれぞれに関しても、注目する誘電体層の内側の層を第１層５１、当該誘電体層を第２層５２、当該誘電体層の外側の層を第３層５３として、上記数１７、数１８、あるいは、数２２、数２３を適用することができる。例えば、中間誘電体層５４２は、外側誘電体層５４１と中間誘電体層５４２が密着する境界面で生じる送信波の反射波と、中間誘電体層５４２と内側誘電体層５４３とが密着する境界面で生じる送信波の反射波との干渉により送信波の反射を抑制する厚さを有する。内側誘電体層５４３は、中間誘電体層５４２と内側誘電体層５４３が密着する境界面で生じる送信波の反射波と、内側誘電体層５４３のアンテナ部２１側の表面で生じる送信波の反射波との干渉により送信波の反射を抑制する厚さを有する。
【０１１０】
合わせガラス１２を含めてより一般的に表現すれば、内側空気層１７１、少なくとも１つの誘電体層、最内ガラス層１２１、中間樹脂層１２３、最外ガラス層１２２、外側空気層１７２において互いに接する任意の３つの層の中間の層に関して、送信波の特性に合わせて、数１７、数１８、あるいは、数２２、数２３を適用することにより、送信波の反射を抑制することができる。また、１／６波長のずれまでが許容される場合も同様である。もちろん、これらの条件は、いずれかの層に対してのみ適用されてもよい。θａは、送信アンテナの主ローブの中心における送信波の内側空気層１７１に接する層への入射角である。合わせガラス１２と反射抑制層５４とは平行、すなわち、傾斜が同じであることから、反射抑制層５４の有無に関わらず、θａは、送信アンテナの主ローブの中心における送信波の伝播方向と合わせガラス１２の法線とのなす角と表現することができる。
【０１１１】
図１４および図１５は、反射抑制層５４ａの他の例を示す図であり、合わせガラス１２に取り付けられたレーダ装置１１の一部および反射抑制層５４ａを示す。図１４および図１５は、図１０および図１１にそれぞれ対応する。
【０１１２】
反射抑制層５４ａは、少なくとも１つの誘電体層を含み、板状である。反射抑制層５４ａは、アンテナ部２１と合わせガラス１２との間に位置し、アンテナ部２１の開口の前方を覆う。反射抑制層５４ａは、レーダ装置１１のアンテナカバーを兼ねる。換言すると、アンテナカバーが反射抑制層５４ａを兼ねる。以下、反射抑制層５４ａを「誘電体カバー５４ａ」と呼ぶ。誘電体カバー５４ａの誘電体層は、例えばＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、シンジオタクチックポリスチレン樹脂等により形成される。誘電体カバー５４ａは、可撓性を有する。
【０１１３】
誘電体カバー５４ａには、２つの軸受５４９が設けられる。２つの軸受５４９は、誘電体カバー５４ａの上部において、アンテナ部２１側の面上に固定される。アンテナ部２１は、１つの軸受２６１を含む。軸受２６１は、アンテナ部２１の上部に設けられる。軸受２６１は、およそ水平方向に並ぶ２つの軸受５４９の間に位置する。２つの軸受５４９および１つの軸受２６１は、１つの軸２６２を共有する。これにより、誘電体カバー５４ａの上部が、アンテナ部２１の上部に対して回転可能に支持される。例えば、誘電体カバー５４ａのアンテナ部２１に対する角度は、±１０°程度で可変である。実際には、軸受２６１は合わせガラス１２に近接した位置に配置され、軸２６２は、誘電体カバー５４ａの上部に対して合わせガラス１２に向けた圧力を与える。
【０１１４】
誘電体カバー５４ａには、下側カバー５４４およびロッド５４８が設けられる。下側カバー５４４は、アンテナ部２１の下部に向かって伸びる。下側カバー５４４は、軸受５４５を含む。軸受５４５には、ロッド５４８の先端が接続される。軸受５４５により、ロッド５４８が回動可能に支持される。ロッド５４８は、コイルばね５４６に挿入される。コイルばね５４６における軸受５４５側の一端は、ロッド５４８に固定される。コイルばね５４６の他端は、アンテナ部２１の下部に設けられる支持部５４７と接触する。コイルばね５４６は、誘電体カバー５４ａの下部に対して合わせガラス１２に向けた圧力を与える。その結果、誘電体カバー５４ａが撓みつつ、合わせガラス１２のアンテナ部２１側の面に密着する。
【０１１５】
誘電体カバー５４ａにおいて、合わせガラス１２のアンテナ部２１側の表面上に密着した誘電体層は、合わせガラス１２の当該表面と当該誘電体層が密着する境界面で生じる送信波の反射波と、誘電体層のアンテナ部２１側の表面で生じる送信波の反射波との干渉により送信波の反射を抑制する厚さを有する。換言すると、送信波の、誘電体カバー５４ａに対する垂直偏波成分が、水平偏波成分よりも大きい場合、当該誘電体層の厚さは、数１７および数１８に示す関係を満足する。送信波の、誘電体カバー５４ａに対する水平偏波成分が、垂直偏波成分よりも大きい、或いは等しい場合、当該誘電体層の厚さは、数２２および数２３に示す関係を満足する。その結果、合わせガラス１２を通過する送信波の損失を低減することができ、電波の送受信の効率を向上することができる。また、誘電体カバー５４ａが複数の誘電体層を含む場合は、各誘電体層に関しても同様である。
【０１１６】
なお、既述のように、ミリ波帯の電磁波の屈折率は他の周波数帯における屈折率とは大きく異なるため、上記の数式を評価するに当たっては、ミリ波帯の電波に対する屈折率が使用されなければならない。
【０１１７】
上記車両１では様々な変形が可能である。
【０１１８】
例えば、送信アンテナと受信アンテナとは兼用されてもよい。１つの送信アンテナにアンテナパターンを変更する機構を設けて、１つの送信アンテナから第１送信波と第２送信波とが送出されてもよい。また、１つの受信アンテナに受信アンテナパターンを変化させる機構を設けて近傍監視モードおよび遠方監視モードが実現されてもよい。換言すれば、アンテナ部２１が有するアンテナの数を１とすることも可能であり、アンテナ部２１は少なくとも１つのアンテナを有する。もちろん、好ましくは、アンテナ部２１は複数のアンテナを含む。
【０１１９】
複数の受信アンテナ２１５は、横方向に配列される部位を含むのであれば、縦方向に配列される部位を含んでもよい。例えば、複数の受信アンテナ２１５は２次元に配列されてもよい。
【０１２０】
レーダ装置１１の取付対象は、フロントガラスには限定されない。レーダ装置１１をリアガラスに取り付け、後方監視が行われてもよい。取付位置はガラス上には限定されない。
【０１２１】
レーダ装置１１では、ほぼ水平方向に送信波が送出され、ほぼ水平方向に反射波が戻る。したがって、合わせガラス１２の外部側の面上に、同様の反射抑制層を設けることも可能である。
【０１２２】
車両１は、乗用車には限定されず、トラック、列車等の様々な用途のものであってよい。さらには、有人運転のものには限定されず、工場内の無人搬送車等の無人運転車両であってもよい。
【０１２３】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【０１２４】
発明を詳細に描写して説明したが、既述の説明は例示的であって限定的なものではない。したがって、本発明の範囲を逸脱しない限り、多数の変形や態様が可能であるといえる。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明に係るレーダ装置を含む車両は、様々な用途の車両として利用することができる。
【符号の説明】
【０１２６】
１    車両
１０    車体
１１    （車載用）レーダ装置
１２    合わせガラス（ウインドシールド）
１５    駆動機構
２１    アンテナ部
２５    アンテナカバー
５４    反射抑制層
１２１    最内ガラス層
１２２    最外ガラス層
１２３    中間樹脂層
１７１    内側空気層
１７２    外側空気層
２１３    第１送信アンテナ
２１４    第２送信アンテナ
５４１    （外側）誘電体層
５４２    中間誘電体層
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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