(57)【要約】      （修正有）【課題】レーダ装置を車室内に搭載し、ウインドシールドを通過する送信波の損失を低減する車両を提供する。【解決手段】車両は、車室内と外部との間に位置し、少なくとも車室内側の表面がガラスで覆われるウインドシールド１２と、車室内に設けられ、車室内からウインドシールド１２を通して外部へとミリ波帯の電波である送信波を送出し、外部からウインドシールド１２を通して車室内へと入射する反射波を受けるアンテナ部２１と、ウインドシールド１２のアンテナ部２１側の表面上に密着した誘電体層４１を含む反射抑制層４と、を備える。誘電体層４１の屈折率は、ガラスの屈折率よりも小さく、かつ空気の屈折率よりも大きい。誘電体層４１は、ウインドシールド１２の表面と誘電体層４１が密着する境界面で生じる送信波の反射波と、誘電体層４１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。【選択図】図４
2017129418.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、
車室内と外部との間に位置し、少なくとも前記車室内側の表面がガラスで覆われるウインドシールドと、
前記車室内に設けられ、前記車室内から前記ウインドシールドを通して前記外部へとミリ波帯の電波である送信波を送出し、前記外部から前記ウインドシールドを通して前記車室内へと入射する反射波を受けるアンテナ部と、
前記ウインドシールド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と、
前記アンテナ部に高周波電力を出力する高周波発信器と、
前記アンテナ部で受けた電波が入力され受信信号を出力する受信器と、
を備え、
前記誘電体層の屈折率は、前記ガラス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、前記ウインドシールド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、車両。
【請求項２】
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、前記誘電体層の表面と前記もう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１に記載の車両。
【請求項３】
車体と、
前記車体を移動させる駆動機構と、
車室内と外部との間に位置し、少なくとも前記車室内側の表面がガラスで覆われるウインドシールドと、
前記車室内に設けられ、前記車室内から前記ウインドシールドを通して前記外部へとミリ波帯の電波である送信波を送出し、前記外部から前記ウインドシールドを通して前記車室内へと入射する反射波を受けるアンテナ部と、
前記ガラスの前記アンテナ部側の面上に密着した誘電体層を含む反射抑制層と、
前記アンテナ部に高周波電力を出力する高周波発信器と、
前記アンテナ部で受けた電波が入力され受信信号を出力する受信器と、
を備え、
前記誘電体層の屈折率は、前記ガラス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、前記反射抑制層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前記反射抑制層への入射角をθａ、前記誘電体層の屈折率をｎｓ、前記ガラスの屈折率をｎｇ、前記誘電体層の前記アンテナ部側に隣接する媒体の屈折率をｎｉ、空気中の前記送信波の波長をλ、Ｎを０以上の整数、前記誘電体層の厚さをｄとするとき、数２４および数２５に示す関係が満足される、車両。
【数２４】
2017129418.tif 000026
【数２５】
2017129418.tif 000027
【請求項４】
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つの誘電体層の屈折率をｎｉ、前記もう１つの誘電体層の前記アンテナ部側に隣接する媒体の屈折率をｎｉ２、前記もう１つの誘電体層の厚さをｄｉとするとき、数２６および数２７に示す関係が満足される、請求項３に記載の車両。
【数２６】
2017129418.tif 000028
【数２７】
2017129418.tif 000029
【請求項５】
車体と、
前記車体を移動させる駆動機構と、
車室内と外部との間に位置し、少なくとも前記車室内側の表面がガラスで覆われるウインドシールドと、
前記車室内に設けられ、前記車室内から前記ウインドシールドを通して前記外部へとミリ波帯の電波である送信波を送出し、前記外部から前記ウインドシールドを通して前記車室内へと入射する反射波を受けるアンテナ部と、
前記ガラスの前記アンテナ部側の面上に密着した誘電体層を含む反射抑制層と、
前記アンテナ部に高周波電力を出力する高周波発信器と、
前記アンテナ部で受けた電波が入力され受信信号を出力する受信器と、
を備え、
前記誘電体層の屈折率は、前記ガラス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、前記反射抑制層に対する水平偏波成分は、垂直偏波成分よりも大きいか、或いは等しく、
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前記反射抑制層への入射角をθａ、前記誘電体層の屈折率をｎｓ、前記ガラスの屈折率をｎｇ、前記誘電体層の前記アンテナ部側に隣接する媒体の屈折率をｎｉ、空気中の前記送信波の波長をλ、Ｎを０以上の整数、前記誘電体層の厚さをｄとするとき、数２８に示す関係が満足される、車両。
【数２８】
2017129418.tif 000030
【請求項６】
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つの誘電体層の屈折率をｎｉ、前記もう１つの誘電体層の前記アンテナ部側に隣接する媒体の屈折率をｎｉ２、前記もう１つの誘電体層の厚さをｄｉとするとき、数２９に示す関係が満足される、請求項５に記載の車両。
【数２９】
2017129418.tif 000031
【請求項７】
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２、４または６に記載の車両。
【請求項８】
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１ないし７のいずれかに記載の車両。
【請求項９】
前記アンテナ部と前記ウインドシールドとの間に位置し、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１ないし８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、車室内にアンテナ部が設けられた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダ波を放射し、反射波を受信するためのアンテナを、フロントノーズ部分、または、リアゲート付近に装備した自動車が存在する。しかし、これらの部位は、自動車が他の車両や物体と衝突する際には、たとえそれが軽微なものであったとしても、真っ先に変形、破損する部位である。そこに取り付けられているレーダも、同様に破損する可能性が高い。レーダは自動車の安全を確保するために必要な機器であり、わずかの接触事故で機能しなくなることは好ましくない。自動運転が実用化されるようになれば、尚更である。
【０００３】
レーダ装置を車室内に搭載すれば、そのような事態は発生し難くなる。しかし、ガラスを含むウインドシールドを通してレーダ波を送受信しなければならない。この場合、ガラスでの反射や吸収が起きることは避け難く、レーダの検知能力は制限されてしまう。
【０００４】
そこで、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】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】
【０００５】
ところで、ミリ波帯の電波を送信波として用いる場合、ガラスを含むウインドシールドの表面で強い反射が起きる。欧州特許第８８８６４６号明細書のように、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場合も、誘電体そのものの表面で強い反射が起きてしまう。また、通常、ウインドシールドがアンテナの放射面に対して傾斜するため、ガラスとアンテナとの間の間隔を、電波の半波長の数倍にて一定に調整することはできない。したがって、ウインドシールドを通過する送信波の損失を低減する新規な手法が求められている。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ウインドシールドを通過する送信波の損失を低減することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の例示的な車両は、車体と、前記車体を移動させる駆動機構と、車室内と外部との間に位置し、少なくとも前記車室内側の表面がガラスで覆われるウインドシールドと、前記車室内に設けられ、前記車室内から前記ウインドシールドを通して前記外部へとミリ波帯の電波である送信波を送出し、前記外部から前記ウインドシールドを通して前記車室内へと入射する反射波を受けるアンテナ部と、前記ウインドシールド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と、前記アンテナ部に高周波電力を出力する高周波発信器と、前記アンテナ部で受けた電波が入力され受信信号を出力する受信器と、を備える。前記誘電体層の屈折率は、前記ガラスの屈折率よりも小さく、かつ空気の屈折率よりも大きい。前記誘電体層は、前記ウインドシールド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。
【０００８】
本発明の他の一の例示的な車両は、車体と、前記車体を移動させる駆動機構と、車室内と外部との間に位置し、少なくとも前記車室内側の表面がガラスで覆われるウインドシールドと、前記車室内に設けられ、前記車室内から前記ウインドシールドを通して前記外部へとミリ波帯の電波である送信波を送出し、前記外部から前記ウインドシールドを通して前記車室内へと入射する反射波を受けるアンテナ部と、前記ガラスの前記アンテナ部側の面上に密着した誘電体層を含む反射抑制層と、前記アンテナ部に高周波電力を出力する高周波発信器と、前記アンテナ部で受けた電波が入力され受信信号を出力する受信器と、を備える。前記誘電体層の屈折率は、前記ガラスの屈折率よりも小さく、かつ空気の屈折率よりも大きい。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。そして、前記送信波の、前記反射抑制層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、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をθａ、前記誘電体層の屈折率をｎｓ、前記ガラスの屈折率をｎｇ、前記誘電体層の前記アンテナ部側に隣接する媒体の屈折率をｎｉ、空気中の前記送信波の波長をλ、Ｎを０以上の整数、前記誘電体層の厚さをｄとするとき、数１および数２に示す関係が満足される。
【０００９】
【数１】
2017129418.tif 000003
【００１０】
【数２】
2017129418.tif 000004
【００１１】
前記送信波の、前記反射抑制層に対する水平偏波成分が、垂直偏波成分よりも大きいか、或いは等しい場合、数３に示す関係が満足される。
【００１２】
【数３】
2017129418.tif 000005
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ウインドシールドを通過する送信波の損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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、ウインドシールドの断面図である。
【図３】図３は、ウインドシールドの正面図である。
【図４】図４は、レーダ装置、ウインドシールドおよび反射抑制層の断面図である。
【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６】図６は、送信波が反射抑制層に入射する様子を示す図である。
【図７】図７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８】図８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９】図９は、反射抑制層の他の例を示す正面図である。
【図１０】図１０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】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。レーダ装置１１はウインドシールド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ウインドシールド１２に間接的に固定される。
【００１８】
図２に示すように、ウインドシールド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。ウインドシールド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。
【００１９】
ウインドシールド１２の車室１３内側の表面には反射抑制層４が設けられる。反射抑制層４は、シート状の誘電体層４１を含む。誘電体層４１の詳細については後述する。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。
【００２０】
図３および図４は、ウインドシールド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４を示す図である。図３では、ウインドシールド１２の前方から車室１３内を見た様子を示す。図４では、ウインドシールド１２におよそ垂直なレーダ装置１１、ウインドシールド１２および反射抑制層４の断面を示す。図４では、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つの層にてウインドシールド１２を示している。
【００２１】
誘電体層４１は、ウインドシールド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４１は、ウインドシールド１２の一部のみを覆う。ウインドシールド１２の表面に沿う誘電体層４１の幅は、下方に向かうに従って大きい。誘電体層４１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４１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４１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４１が不透明であってもよい。
【００２２】
既述のように、レーダ装置１１は、図示省略のブラケットを介してウインドシールド１２に固定される。レーダ装置１１はブラケットに対して着脱自在である。レーダ装置１１は、アンテナ部２１と、アンテナカバー２５と、を含む。アンテナ部２１は、車室１３内からウインドシールド１２を通して外部へとレーダ波である電波を送出し、外部からウインドシールド１２を通して車室１３内へと入射する反射波を受ける。
【００２３】
アンテナ部２１は、送信アンテナ２１１と、複数の受信アンテナ２１２と、を含む。送信アンテナ２１１は、ミリ波帯の電波である送信波を送出する。各受信アンテナ２１２は、送信波に起因する反射波を受ける。送信アンテナ２１１および受信アンテナ２１２は、例えばホーンアンテナである。送信アンテナ２１１および受信アンテナ２１２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。送信アンテナ２１１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。図３の例では、アンテナ部２１は、２つの受信アンテナ２１２を含む。アンテナ部２１は、３以上の受信アンテナ２１２を含んでよい。アンテナ部２１は、複数の送信アンテナ２１１を含んでもよい。送信アンテナと受信アンテナとは兼用されてもよい。
【００２４】
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フロントガラス付近にレーダ装置１１を配置することができる。
【００２５】
アンテナカバー２５は、ウインドシールド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、レドムとも呼ばれる。
【００２６】
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。レーダ装置１１は、高周波発振器３１２と、受信器３２と、検出部３５と、をさらに含む。受信器３２は、ミキサ３２１と、Ａ／Ｄ変換器３２２と、を含む。送信アンテナ２１１は高周波発振器３１２に接続される。高周波発振器３１２により、送信アンテナ２１１に高周波電力が出力される。これにより、送信アンテナ２１１から送信波が送出される。ここでは、送信波の、反射抑制層４に対する垂直偏波成分が、水平偏波成分よりも大きい。
【００２７】
各受信アンテナ２１２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は検出部３５に接続される。受信アンテナ２１２では、送信波が外部の対象物にて反射して得られる反射波が受けられる。受信アンテナ２１２で受けた電波の信号は、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、受信信号として検出部３５に出力される。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、速度等が求められる。
【００２８】
次に、反射抑制層４の詳細について述べる。図６は、送信波が反射抑制層４に入射する様子を示す図である。なお、送信波の入射角は、送信アンテナ２１１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。
【００２９】
ここで、図６の反射抑制層４の屈折率、すなわち、誘電体層４１の屈折率は、ウインドシールド１２の最内ガラス層１２１（図２参照）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４１を省略した場合におけるウインドシールド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４１のアンテナ部２１側の表面４１１における反射率がある程度低減される。なお、誘電体層４１の屈折率は、気泡や別材料の導入により調整されてよい。
【００３０】
図６中にて太い矢印にて示すように、表面４１１上のＡ点から誘電体層４１内に入射した送信波は、誘電体層４１とウインドシールド１２との境界面４１２上のＢ点で反射し、反射波として誘電体層４１の表面４１１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側から表面４１１上のＣ点に入射して反射する送信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、表面４１１に入射して反射する送信波、すなわち、誘電体層４１の表面４１１と隣接する媒体（以下、「隣接層」という。）側から表面４１１に入射する送信波の、表面４１１における反射が抑制される。また、境界面４１２における送信波の反射も抑制される。図４の例では、隣接層は空気である。
【００３１】
以下、境界面４１２で生じる送信波の反射波と、表面４１１で反射する送信波、すなわち、表面４１１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誘電体層４１について説明する。以下の説明では、送信波の誘電体層４１への入射角をθｉ、誘電体層４１の屈折率をｎｓ、隣接層の屈折率をｎｉ、誘電体層４１における屈折角をθｓとする。まず、スネルの法則より、数４が成り立つ。
【００３２】
【数４】
2017129418.tif 000006
【００３３】
また、誘電体層４１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５となる。ここで、ｄは、誘電体層４１の厚さである。
【００３４】
【数５】
2017129418.tif 000007
【００３５】
一方、アンテナ部２１から誘電体層４１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６となる。
【００３６】
【数６】
2017129418.tif 000008
【００３７】
境界面４１２で生じる送信波の反射波と、表面４１１で反射する送信波とを、表面４１１にて逆位相とするための条件は、数７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７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だけずれることを前提としている。
【００３８】
【数７】
2017129418.tif 000009
【００３９】
数４ないし数６を用いて数７を変形することにより、誘電体層４１の厚さｄが数８にて表される。
【００４０】
【数８】
2017129418.tif 000010
【００４１】
境界面４１２で生じる送信波の反射波と、表面４１１で反射する送信波との位相のずれが（π±π／４）の範囲であれば、誘電体層４１の表面４１１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７中の（２Ｎ＋１）が（２Ｎ＋１±１／４）となる。したがって、送信波の誘電体層４１への入射角θｉ、すなわち、ウインドシールド１２の傾斜角に応じた、誘電体層４１の厚さｄの好ましい条件は、数９となる。
【００４２】
【数９】
2017129418.tif 000011
【００４３】
上記条件は、送信波の誘電体層４１への入射角θiが、隣接層から誘電体層４１の表面４１１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、反射抑制層４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θiが当該ブリュースター角よりも大きい場合には、表面４１１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４１２で生じる送信波の反射波と、表面４１１で反射する送信波とを、表面４１１にて逆位相とするための条件は、数１０となり、誘電体層４１の厚さｄの好ましい条件は、数１１となる。なお、誘電体層４１を通過する送信波のウインドシールド１２への入射角θｓは、境界面４１２におけるブリュースター角以下であるものとしている。
【００４４】
【数１０】
2017129418.tif 000012
【００４５】
【数１１】
2017129418.tif 000013
【００４６】
図７は、ウインドシールド１２における電波の損失を測定した結果を示す図である。図７の縦軸は、ウインドシールド１２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７中の太線Ｌ１１，Ｌ１２は、誘電体層４１を設けたウインドシールド１２における損失を示し、細線Ｌ２１，Ｌ２２は、誘電体層４１を省略したウインドシールド１２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４１の表面４１１におけるブリュースター角よりも大きく、誘電体層４１は数１１の条件を満たす厚さを有する。
【００４７】
図７より、誘電体層４１をウインドシールド１２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４１をウインドシールド１２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４１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４１が一定の厚さであっても問題はない。
【００４８】
以上のように、車両１は、アンテナ部２１とウインドシールド１２との間にて、ウインドシールド１２の表面上に密着した誘電体層４１を備える。誘電体層４１の屈折率は、ウインドシールド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４１は、ウインドシールド１２の表面と誘電体層４１が密着する境界面４１２で生じる送信波の反射波と、表面４１１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、ウインドシールド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。
【００４９】
送信アンテナ２１１の主ローブの中心における送信波の反射抑制層４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、ウインドシールド１２を送信アンテナ２１１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。
【００５０】
反射抑制層４では、誘電体層４１のアンテナ部２１側の表面４１１に密着する追加の誘電体層が設けられてもよい。図８の例では、２つの誘電体層４２，４３が誘電体層４１の表面４１１に積層される。以下、誘電体層４１，４２，４３をそれぞれ「外側誘電体層４１」、「中間誘電体層４２」および「内側誘電体層４３」という。中間誘電体層４２は、外側誘電体層４１のアンテナ部２１側の表面４１１に密着する。中間誘電体層４２の屈折率は、外側誘電体層４１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４３は、中間誘電体層４２のアンテナ部２１側の表面４２１に密着する。内側誘電体層４３の屈折率は、中間誘電体層４２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。
【００５１】
ここで、図８に示す反射抑制層４において、送信波の反射を抑制する外側誘電体層４１について説明する。図８の例では、図６を参照して説明した数９および数１１において、屈折率がｎｉである隣接層、すなわち、外側誘電体層４１のアンテナ部２１側に隣接する媒体が、中間誘電体層４２となる。送信アンテナ２１１の主ローブの中心における送信波の空気層から反射抑制層４への入射角をθａ、空気層の屈折率を１とすると、スネルの法則より、数９および数１１中の（ｎｉｓｉｎθｉ）は（ｓｉｎθａ）となる。図８の例では、θａは、送信波の、内側誘電体層４３の表面４３１への入射角である。
【００５２】
中間誘電体層４２から外側誘電体層４１に電波が入射する場合のブリュースター角θｂｉは、外側誘電体層４１の屈折率をｎｓとして、（ｔａｎ−１（ｎｓ／ｎｉ））となる。このときの反射抑制層４への入射角θａは数１２にて表される。
【００５３】
【数１２】
2017129418.tif 000014
【００５４】
外側誘電体層４１からウインドシールド１２に電波が入射する場合のブリュースター角θｂｓは、ウインドシールド１２のガラスの屈折率をｎｇとして、（ｔａｎ−１（ｎｇ／ｎｓ））となる。このときの反射抑制層４への入射角θａは数１３にて表される。
【００５５】
【数１３】
2017129418.tif 000015
【００５６】
反射抑制層４への入射角θａが、数１２の角度および数１３の角度の何れよりも小さい場合、境界面４１２で生じる送信波の反射波、および、表面４１１で反射する送信波の双方では、ブリュースター角θｂｉ，θｂｓとの関係による位相の反転は生じない。入射角θａが、数１２の角度および数１３の角度の何れよりも大きい場合、境界面４１２で生じる送信波の反射波、および、表面４１１で反射する送信波の双方で、ブリュースター角θｂｉ，θｂｓとの関係による位相の反転が生じる。入射角θａが、数１２の角度および数１３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４１２で生じる送信波の反射波、および、表面４１１で反射する送信波の一方のみでブリュースター角θｂｉ，θｂｓとの関係による位相の反転が生じる。
【００５７】
また、外側誘電体層４１の屈折率ｎｓが、中間誘電体層４２の屈折率ｎｉよりも大きい場合、表面４１１で反射する送信波において、屈折率の相違に起因する位相の反転が生じる。よって、外側誘電体層４１の厚さｄが、数１４および数１５に示す関係を満足する場合に、外側誘電体層４１の表面４１１における送信波の反射が抑制される。
【００５８】
【数１４】
2017129418.tif 000016
【００５９】
【数１５】
2017129418.tif 000017
【００６０】
境界面４１２で生じる送信波の反射波と、表面４１１で反射する送信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１４および数１５は、それぞれ数１６および数１７にて表される。
【００６１】
【数１６】
2017129418.tif 000018
【００６２】
【数１７】
2017129418.tif 000019
【００６３】
次に、送信波の反射を抑制する中間誘電体層４２について述べる。送信波の反射の抑制は、外側誘電体層４１の表面４１１と中間誘電体層４２が密着する境界面（以下、「境界面４１１」ともいう。）で生じる送信波の反射波と、中間誘電体層４２の表面４２１で反射する送信波、すなわち、表面４２１で生じる送信波の反射波との干渉により実現する。この点において、中間誘電体層４２は、上記と同様である。
【００６４】
中間誘電体層４２のアンテナ部２１側に隣接する媒体、すなわち、内側誘電体層４３の屈折率をｎｉ２として、内側誘電体層４３から中間誘電体層４２に電波が入射する場合のブリュースター角θｂｉ２は、（ｔａｎ−１（ｎｉ／ｎｉ２））となる。このときの反射抑制層４への入射角θａは数１８にて表される。
【００６５】
【数１８】
2017129418.tif 000020
【００６６】
中間誘電体層４２から外側誘電体層４１に電波が入射する場合のブリュースター角θｂｉは、（ｔａｎ−１（ｎｓ／ｎｉ））となる。このときの反射抑制層４への入射角θａは数１９にて表される。
【００６７】
【数１９】
2017129418.tif 000021
【００６８】
反射抑制層４への入射角θａが、数１８の角度および数１９の角度の何れよりも小さい場合、境界面４１１で生じる送信波の反射波、および、表面４２１で反射する送信波の双方では、ブリュースター角θｂｉ２，θｂｉとの関係による位相の反転は生じない。入射角θａが、数１８の角度および数１９の角度の何れよりも大きい場合、境界面４１１で生じる送信波の反射波、および、表面４２１で反射する送信波の双方で、ブリュースター角θｂｉ２，θｂｉとの関係による位相の反転が生じる。入射角θａが、数１８の角度および数１９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４１１で生じる送信波の反射波、および、表面４２１で反射する送信波の一方のみでブリュースター角θｂｉ２，θｂｉとの関係による位相の反転が生じる。
【００６９】
また、外側誘電体層４１の屈折率ｎｓが、中間誘電体層４２の屈折率ｎｉよりも大きい場合、境界面４１１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。さらに、中間誘電体層４２の屈折率ｎｉが、内側誘電体層４３の屈折率ｎｉ２よりも大きい場合、表面４２１で反射する送信波において、屈折率の相違に起因する位相の反転が生じる。よって、中間誘電体層４２の厚さｄｉが、数２０および数２１に示す関係を満足する場合に、中間誘電体層４２の表面４２１における送信波の反射が抑制される。
【００７０】
【数２０】
2017129418.tif 000022
【００７１】
【数２１】
2017129418.tif 000023
【００７２】
中間誘電体層４２においても、境界面４１１で生じる送信波の反射波と、表面４２１で反射する送信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。
【００７３】
上記誘電体層の厚さの好ましい条件は、送信波の、反射抑制層４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、反射抑制層４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、外側誘電体層４１の厚さｄが、数２２に示す関係を満足する場合に、外側誘電体層４１の表面４１１における送信波の反射が抑制される。
【００７４】
【数２２】
2017129418.tif 000024
【００７５】
同様に、中間誘電体層４２の厚さｄｉが、数２３に示す関係を満足する場合に、中間誘電体層４２の表面４２１における送信波の反射が抑制される。
【００７６】
【数２３】
2017129418.tif 000025
【００７７】
内側誘電体層４３の厚さも、数２０および数２１、または、数２３に準じた関係を満足することが好ましい。反射抑制層４では、内側誘電体層４３が省略されてもよい。この場合、中間誘電体層４２のアンテナ部２１側に隣接する媒体は空気層となり、屈折率ｎｉ２は１となる。反射抑制層４では、４以上の誘電体層が設けられてもよい。反射抑制層４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、ウインドシールド１２のガラス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。
【００７８】
図９および図１０は、反射抑制層４ａの他の例を示す図であり、ウインドシールド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４ａを示す。図９および図１０は、図３および図４にそれぞれ対応する。
【００７９】
反射抑制層４ａ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４ａは、アンテナ部２１とウインドシールド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４ａ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４ａを兼ねる。以下、反射抑制層４ａを「誘電体カバー４ａ」と呼ぶ。誘電体カバー４ａ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４ａは、可撓性を有する。
【００８０】
誘電体カバー４ａには、２つの軸受４９が設けられる。２つの軸受４９は、誘電体カバー４ａ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４９の間に位置する。２つの軸受４９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４ａ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４ａ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はウインドシールド１２に近接した位置に配置され、軸２６２は、誘電体カバー４ａの上部に対してウインドシールド１２に向けた圧力を与える。
【００８１】
誘電体カバー４ａには、下側カバー４４およびロッド４８が設けられる。下側カバー４４は、アンテナ部２１の下部に向かって伸びる。下側カバー４４は、軸受４５を含む。軸受４５には、ロッド４８の先端が接続される。軸受４５により、ロッド４８が回動可能に支持される。ロッド４８は、コイルばね４６に挿入される。コイルばね４６における軸受４５側の一端は、ロッド４８に固定される。コイルばね４６の他端は、アンテナ部２１の下部に設けられる支持部４７と接触する。コイルばね４６は、誘電体カバー４ａの下部に対してウインドシールド１２に向けた圧力を与える。その結果、誘電体カバー４ａが撓みつつ、ウインドシールド１２のアンテナ部２１側の面に密着する。
【００８２】
誘電体カバー４ａにおいて、ウインドシールド１２のアンテナ部２１側の表面上に密着した誘電体層は、ウインドシールド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、当該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４ａ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１４および数１５に示す関係を満足する。送信波の、誘電体カバー４ａ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に示す関係を満足する。その結果、ウインドシールド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４ａが複数の誘電体層を含む場合、ウインドシールド１２と密着する誘電体層以外の誘電体層の厚さは、図８における中間誘電体層４２と同様の関係を満足することが好ましい。
【００８３】
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。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。
【００８４】
上記車両１では様々な変形が可能である。
【００８５】
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。
【００８６】
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、ウインドシールド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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明に係る車両は、様々な用途に利用することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１    車両
４    反射抑制層
４ａ    誘電体カバー
１０    車体
１２    ウインドシールド
１３    車室
１５    駆動機構
２１    アンテナ部
３２    受信器
４１〜４３    誘電体層
１２１    最内ガラス層
２１１    送信アンテナ
３１２    高周波発振器
【図１】
2017129418.tif 000032
【図２】
2017129418.tif 000033
【図３】
2017129418.tif 000034
【図４】
2017129418.tif 000035
【図５】
2017129418.tif 000036
【図６】
2017129418.tif 000037
【図７】
2017129418.tif 000038
【図８】
2017129418.tif 000039
【図９】
2017129418.tif 000040
【図１０】
2017129418.tif 000041