(57)【要約】  システムは、表面侵入レーダシステムを含むことができる。システムは、車両のバッテリシステムをさらに含むことができる。車両のバッテリシステムの少なくとも一部分は、表面侵入レーダシステムの少なくとも一部分でもあり得る。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面侵入レーダシステムと、
車両のバッテリシステムと、
を含むシステムにおいて、
前記車両の前記バッテリシステムの少なくとも一部分は、前記表面侵入レーダシステムの少なくとも一部分でもあることを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記車両の前記バッテリシステムの前記少なくとも一部分と、前記表面侵入レーダシステムの前記少なくとも一部分とは、前記車両の前記バッテリシステムと前記表面侵入レーダシステムとによって共有される空洞の少なくとも一部分であることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記車両の前記バッテリシステムの前記少なくとも一部分と、前記表面侵入レーダシステムの前記少なくとも一部分とは、前記車両の前記バッテリシステムと前記表面侵入レーダシステムとによって共有されるプレートの少なくとも一部分であることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記車両の前記バッテリシステムの前記少なくとも一部分は、前記表面侵入レーダシステムの前記少なくとも一部分に融着されて、前記システムの共有部分を形成することを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記車両の前記バッテリシステムは、前記表面侵入レーダシステムが発した波動のエネルギを減衰させることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記車両の前記バッテリシステムは、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の反射と、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の吸収と、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の位相のシフトと、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の通路の変更と、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の幅の変更と、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の角度の変更と、
のうちの少なくとも１つに対して選択された材料を含むことを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムにおいて、前記材料は、金属、高誘電率材料、及び高透磁率材料からなる群から選択されることを特徴とするシステム。
【請求項８】
車両のバッテリシステムと一体化されることを特徴とする表面侵入レーダシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のシステムにおいて、前記車両の前記バッテリシステムは、前記表面侵入レーダシステムの一部分を共有することを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項８に記載のシステムにおいて、前記車両の前記バッテリシステムの底面の少なくとも一部分は、前記表面侵入レーダシステムの上面の少なくとも一部分でもあることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項８に記載のシステムにおいて、前記車両の前記バッテリシステムは、前記表面侵入レーダシステムが発した波動のエネルギを減衰させることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項８に記載のシステムにおいて、前記車両の前記バッテリシステムは、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の反射と、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の吸収と、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の位相のシフトと、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の通路の変更と、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の幅の変更と、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の角度の変更と、
のうちの少なくとも１つに対して選択された材料を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムにおいて、材料は、金属、高誘電率材料、及び高透磁率材料からなる群から選択されることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
車両のバッテリシステムに取り付くように成形されることを特徴とする表面侵入レーダシステム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムにおいて、前記車両の前記バッテリシステムの一部分を取り外すときに、前記車両の前記バッテリシステムに取り付けることができることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１４に記載のシステムにおいて、前記表面侵入レーダシステムの一部分を取り外すときに、前記車両の前記バッテリシステムに取り付けることができることを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１４に記載のシステムにおいて、前記表面侵入レーダシステムを前記車両の前記バッテリシステムに取り付けたときに、前記車両の前記バッテリシステムの底面の少なくとも一部分は、前記表面侵入レーダシステムの上面の少なくとも一部分でもあるとことを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１４に記載のシステムにおいて、前記車両の前記バッテリシステムは、前記表面侵入レーダシステムが発した波動のエネルギを減衰させることを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１４に記載のシステムにおいて、前記車両の前記バッテリシステムは、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の反射と、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の吸収と、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の位相のシフトと、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の通路の変更と、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の幅の変更と、
前記表面侵入レーダシステムが発した波動の角度の変更と、
のうちの少なくとも１つに対して選択された材料を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムにおいて、前記材料は、金属、高誘電率材料、及び高透磁率材料からなる群から選択されることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本願は、「Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ  Ｒａｄａｒ  ｗｉｔｈ  Ｂａｔｔｅｒｙ」と題して２０１７年９月１日に出願された米国仮特許出願第６２／５５３，２２９号の早期の出願日の利益を主張するものであり、この特許は、参照によりその全体を本明細書に援用される。
【０００２】
［本発明における政府の権利］
本発明は、米国空軍によって授与された契約Ｎｏ．ＦＡ８７２１−０５−Ｃ−０００２に基づく政府支援を受けてなされた。政府は、本発明において特定の権利を有する。
【０００３】
本発明は、概略的には、表面侵入レーダ及びバッテリシステムに関する。表面侵入レーダ及びバッテリシステムは、車両の構成要素とすることができる。
【背景技術】
【０００４】
表面侵入レーダ（ＳＰＲ）システムは、例えば、車両の自律的ナビゲーションで使用することができる。ＳＰＲシステムは、車両の前部、後部、又は下面に取り付けることができる。例えば、ＳＰＲシステムは、車両の下面に取り付けられたアンテナアレイを含むことができる。ＳＰＲ信号は、アンテナアレイの送信アンテナ要素から下に向かって伝播して車両の下の路面に至る、且つ／又は路面を通り抜けることができる。ＳＰＲ信号は、路面又は地表から上方に後方散乱することができ、受信アンテナ要素によって検出することができる。信号は、表面下の物体、又はさらには表面の物体を識別するために処理し、次に、車両ナビゲーション目的で使用することができる。
【０００５】
車両の下に取り付けられたＳＰＲシステムは、最低地上高問題を引き起こし、望ましくない量のエネルギ及び波動を放射することがある。したがって、ＳＰＲシステムが車両と併用される場合に、最低地上高及び放射制御をより良好にする必要がある。
【発明の概要】
【０００６】
本技術の例示的な実施形態は、表面特性を測定する方法を含む。
【０００７】
実施形態では、システムは、表面侵入レーダシステムを含むことができる。システムは、車両のバッテリシステムをさらに含むことができる。車両のバッテリシステムの少なくとも一部分は、表面侵入レーダシステムの少なくとも一部分であり得る。
【０００８】
様々な実施形態では、車両のバッテリシステムの少なくとも一部分と、表面侵入レーダシステムの少なくとも一部分とは、車両のバッテリシステムと表面侵入レーダシステムとによって共有される空洞の少なくとも一部分とすることができる。車両のバッテリシステムの少なくとも一部分と、表面侵入レーダシステムの少なくとも一部分とは、車両のバッテリシステムと表面侵入レーダシステムとによって共有されるプレートの少なくとも一部分とすることができる。車両のバッテリシステムの少なくとも一部分は、表面侵入レーダシステムの少なくとも一部分に融着されて、システムの共有部分を形成することができる。
【０００９】
以下の特徴の１つ又は複数が含まれ得る。車両のバッテリシステムは、表面侵入レーダシステムが発した波動のエネルギを減衰させるように設計することができる。車両のバッテリシステムは、表面侵入レーダシステムが発した波動の反射、表面侵入レーダシステムが発した波動の吸収、表面侵入レーダシステムが発した波動の位相のシフト、表面侵入レーダシステムが発した波動の通路の変更、表面侵入レーダシステムが発した波動の幅の変更、及び表面侵入レーダシステムが発した波動の角度の変更のうちの少なくとも１つに対して選択された材料を含むことができる。材料は、金属、高誘電率材料（例えば、誘電材料）、及び高透磁率材料からなる群から選択することができる。
【００１０】
実施形態では、表面侵入レーダシステムは、車両のバッテリシステムと一体化することができる。
【００１１】
様々な実施形態では、車両のバッテリシステムは、表面侵入レーダシステムの一部分を共有することができる。車両のバッテリシステムの底面の少なくとも一部分は、表面侵入レーダシステムの上面の少なくとも一部分でもあり得る。同様に、本開示で説明する技術及び特徴を使用して、表面侵入レーダシステムの底面をバッテリシステムの上面と融着することができる。
【００１２】
以下の特徴の１つ又は複数が含まれ得る。車両のバッテリシステムは、表面侵入レーダシステムが発した波動のエネルギを減衰させるように設計することができる。車両のバッテリシステムは、表面侵入レーダシステムが発した波動の反射、表面侵入レーダシステムが発した波動の吸収、表面侵入レーダシステムが発した波動の位相のシフト、表面侵入レーダシステムが発した波動の通路の変更、表面侵入レーダシステムが発した波動の幅の変更、及び表面侵入レーダシステムが発した波動の角度の変更のうちの少なくとも１つに対して選択された材料を含むことができる。材料は、金属、高誘電率材料（例えば、誘電材料）、及び高透磁率材料からなる群から選択することができる。
【００１３】
実施形態では、表面侵入レーダシステムは、車両のバッテリシステムに取り付くように成形することができる。
【００１４】
様々な実施形態では、表面侵入レーダシステムは、車両のバッテリシステムの一部分を取り外したときに、車両のバッテリシステムに取り付けることができる。表面侵入レーダシステムは、表面侵入レーダシステムの一部分を取り外したときに、車両のバッテリシステムに取り付けることができる。表面侵入レーダシステムを車両のバッテリシステムに取り付けたときに、車両のバッテリシステムの底面の少なくとも一部分は、表面侵入レーダシステムの上面の少なくとも一部分でもあり得る。
【００１５】
以下の特徴の１つ又は複数が含まれ得る。車両のバッテリシステムは、表面侵入レーダシステムが発した波動のエネルギを減衰させるように設計することができる。車両のバッテリシステムは、表面侵入レーダシステムが発した波動の反射、表面侵入レーダシステムが発した波動の吸収、表面侵入レーダシステムが発した波動の位相のシフト、表面侵入レーダシステムが発した波動の通路の変更、表面侵入レーダシステムが発した波動の幅の変更、及び表面侵入レーダシステムが発した波動の角度の変更のうちの少なくとも１つに対して選択された材料を含むことができる。材料は、金属、高誘電率材料（例えば、誘電材料）、及び高透磁率材料からなる群から選択することができる。
【００１６】
実施形態では、アンテナ要素のアレイは、表面侵入レーダ信号を表面下の領域に送信し、表面下領域からの散乱信号を含むレーダ信号を受信するように構成することができる。アレイは、表面侵入レーダ信号からエネルギを吸収することができる複数のバッテリ又はバッテリ要素によって部分的に囲むことができる。
【００１７】
実施形態では、アンテナ要素の直線アレイは、表面侵入レーダ信号を表面下の領域に送信し、表面下領域からの散乱信号を受信するように構成することができる。直線アレイは、表面侵入レーダ信号のエネルギを吸収することができる複数のバッテリ列又はバッテリ要素列によって部分的に囲むことができる。バッテリ列又はバッテリ要素列は、送信したＳＰＲ信号及び散乱信号が通過することができる開口を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
以下の説明を添付図面と共に参照することで、本開示の技術及び特徴をより深く理解することができ、添付図面において、同じ数字は、様々な図面での同じ構造要素及び特徴部を示す。明瞭化するため、すべての図においてすべての要素に符号を付けることができるとは限らない。図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、その代わりとして、本開示の技術及び特徴の図解に重点が置かれる。
【００１９】
【図１】図１は、本開示による例示的なＳＰＲシステムを示している。
【図２】図２は、本開示によるＳＰＲシステムを装備した車両の側面図を示している。
【図３】図３は、本開示によるＳＰＲシステムを装備した車両の正面図を示している。
【図４】図４は、本開示によるＳＰＲシステムを装備した車両の底面図を示している。
【図５】図５は、本開示による、電気車両のバッテリシステムと一体化したＳＰＲシステムの側面図を示している。
【図６】図６も、本開示による、電気車両のバッテリシステムと一体化したＳＰＲシステムの側面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
下記に説明する様々な実施形態において、地表及び地表面について言及がなされる。地表は、土、アスファルト及びコンクリート層などの路面又は舗装道路、砂利、砂などを含み、地表面は、空気、アレイ（ａｒｒａｙ）、流体、雪、雨水、ぬかるみ、泥、又は自由空間と地表との境界であると理解されよう。一部の例では、表面は、トンネル、坑道、及び車両が通過できる他の通路を囲む面を含むこともできる。
【００２１】
より一般的には、本明細書において、表面侵入レーダ（ＳＰＲ）及び地中侵入レーダ（ＧＰＲ）について言及がなされる。本明細書では、ＳＰＲとは、表面下の領域からの取得データに対して構成される任意のレーダシステムを意味する。ＳＰＲは、トンネル又は通路に沿った壁、天井、床、又は１つ若しくは複数の表面の後ろである表面下領域のデータを取得するように構成し、向きを合わせることができる。一部の例では、ＳＰＲは、表面のデータを取得することもできる。ＧＰＲシステムは、地表面の下の領域からデータを取得するように構成され、地表面のデータを取得することもできるタイプのＳＰＲシステムであると理解されよう。本明細書では、表面下領域とは、地表面の後ろの地下領域などの表面の後ろの領域を意味する。或いは、表面下領域は、壁又は天井構造の内部及び／又は後ろの領域などの構造物の表面の後ろの領域とすることができる。
【００２２】
概略的には、本開示は、ＳＰＲシステムを含むシステムに関する。システムは、車両のバッテリシステムをさらに含むことができる。車両のバッテリシステムの少なくとも一部分は、表面侵入レーダシステムの少なくとも一部分でもあり得る。
【００２３】
ＳＰＲ又はＧＰＲを使用して、車両の位置を特定する方法及びシステムは、例えば、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ  Ｒａｄａｒ」と題した米国特許出願第１５／８３０，３９８号明細書、並びに「Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ  Ｒａｄａｒ」と題した米国特許第８，９４９，０２４号明細書に記載されており、これらの特許の開示は共に、参照によりその全体を本明細書に援用される。
【００２４】
ここで図１を参照すると、本開示による例示的なＳＰＲシステムが示されている。ＳＰＲシステム１００は、車載ＳＰＲシステムとすることができ、ＳＰＲアンテナアレイ１０２を含むことができる。例えば、ＳＰＲアンテナアレイ１０２は、車両の下面に取り付けることができる。ＳＰＲアンテナアレイ１０２は、レーダ信号を送受信するための１つ又は複数の送受信アンテナ要素を含むことができる。さらに、ＳＰＲアンテナアレイ１０２は、ＳＰＲアンテナアレイ１０２を制御することができるＳＰＲプロセッサ１０４と通信することができる。例えば、ＳＰＲプロセッサ１０４は、ＳＰＲアンテナアレイ１０２、又はＳＰＲアンテナアレイ１０２内の送受信アンテナ要素の１つ又は複数の送信動作を制御することができる。ＳＰＲプロセッサ１０４は、ＳＰＲアンテナアレイ１０２又はＳＰＲアンテナアレイ１０２内のアンテナ要素の１つ又は複数から戻りレーダ信号を受信することができる。図２のＳＰＲシステム２０２は、ＳＰＲシステム１００と同じ、同様、又はＳＰＲシステム１００の実施例とすることができる。
【００２５】
実施例では、ＳＰＲシステム１００は、車両の位置特定動作を行うための１つ又は複数の構成要素を含むこともできる。例えば、ＳＰＲシステム１００は、上記の米国特許出願第１５／８３０，３９８号明細書にさらに詳細に説明されているように、登録モジュール、変換モジュール、ユーザインターフェイス、及び／又は基準画像源を含むことができる。このように、ＳＰＲシステムは、車両（例えば、車両２００）用の位置特定用途に使用することもできる。
【００２６】
やはり図２を参照すると、本開示によるＳＰＲシステム２０２を装備した車両２００の側面図が示されている。なお、本開示で説明するＳＰＲシステム２０２及び他のＳＰＲシステムは、地中又は表面侵入レーダ動作を行い、表面下画像を形成するためのデータを収集するように設計することができる。
【００２７】
自動車として図示されているが、車両２００は、非限定的な例として、乗車人、又は機材、センサ、及び他の物体などのペイロードを輸送するためのプラットフォームを含む任意の可動プラットフォーム又は構造物とすることができる。車両２００は、方向（すなわち、操向）、加速、及び減速を変える能力を有することができる。図示した車両２００は通常、その制御可能な自由度が全自由度よりも小さいので、非ホロノミックと考えられるが、全方向ホイールを有する車両などのホロノミック車両も企図されている。他の実施形態では、車両２００は、その高さ（又は、地表面からの距離）、ピッチ、ヨー、及びロールの１つ又は複数を変えることができる。車両２００は、ＳＰＲに基づくナビゲーションシステムを含むことができ、自律モードで動作することができる。言い換えると、車両２００の乗車人の操作は、限定する、又はなくすことができ、ナビゲーション用に車両２００が受け取る遠隔コマンドは存在し得ない。例として、限定される操作には、乗車人による速度制御を含むことができ、一方、他の操作は、自律制御下のままである。
【００２８】
ＳＰＲシステム２０２は、少なくとも１つのＳＰＲ信号（例えば、ＳＰＲ信号２０４）を少なくとも１つのＳＰＲ送信要素から送信することができる。ＳＰＲシステム２０２は、車両２０２の下面に取り付けられたアンテナアレイを含むことができる。ＳＰＲアンテナアレイは、レーダ信号を送受信するための、空間的に不変の直線構成型送受信アンテナ要素を含むことができる。信号２０４は、ＳＰＲアンテナアレイの送信アンテナ要素の１つで送信することができる。他の実施形態では、ＳＰＲアンテナアレイは、車両２０２上の他の位置に配置する（例えば、車両の前部に取り付ける）ことができ、送受信アンテナ要素は直線的に配置することができない。ＳＰＲアンテナアレイは、名目上、又は実質的に地表面２０６に平行とすることができ、進行方向に平行又は直角に延びることができる。ＳＰＲ信号（例えば、信号２０４）は、送信アンテナ要素から下方に伝播して、車両２０２の下の路面２０６に至る、及び／又は路面２０６を通り抜けることができる。ＳＰＲ信号は、表面２０６から、又は表面２０６の下から上方に後方散乱することができ、受信アンテナ要素によって検出することができる。
【００２９】
図３及び図４を参照すると、車両２００の正面図及び底面図が示されている。ＳＰＲシステム２０２は、ＳＰＲアンテナアレイ２０８を含むことができる。ＳＰＲアンテナアレイ２０８は、アンテナ要素ａ〜ｌを含むことができる。ＳＰＲアンテナアレイ２０８は、１２個のアンテナ要素ａ〜ｌを含むことができるが、この構成は、単に例示を目的として示されており、ＳＰＲアンテナアレイ２０８は、他の数量のアンテナ要素又は他の構成を含むことができる。アンテナ要素ａ〜ｌは、１１個のチャネル（例えば、チャネル１〜１１）を形成することができる。各チャネルは、送信及び受信要素、又は送信及び受信対を含むことができる。例えば、運転者側から同乗者側まで車両を横切って配置されたＳＰＲアンテナアレイ２０８にわたって１２個の要素が存在し得る。
【００３０】
実施例では、チャネル１は、車両２００の運転者側でフロントタイヤ２１０に合わせて、又はフロントタイヤ２１０の近くに配置することができる。チャネル１１は、車両２００の同乗者側でフロントタイヤ２１２に合わせて、又はフロントタイヤ２１２の近くに配置することができる。アンテナセット（例えば、アンテナａ、ｂ）は、約２フィートの長さとすることができる。各アンテナは、車両２００のフロントタイヤとバックタイヤとの間で向きを定めることができる。チャネルの１つのアンテナ（例えば、アンテナａ）は送信することができ、１つのアンテナ（例えば、アンテナｂ）は受信することができる。アンテナはバー形状とすることができ、互いに５インチだけ離間することができる。例えば、アンテナａは、前部運転者側のタイヤ２１０に隣接することができ、アンテナｂは、前部同乗者側のタイヤ２１２に５インチだけより接近することができる。さらなるアンテナｃ〜ｌは、最後のアンテナ（ｌ）が同乗者側のフロントタイヤ２１２の近くになるまで、同乗者側に向かって５インチ間隔で配置することができる。このように、本明細書で説明したＳＰＲシステムは、車両の下に配置された複数のＳＰＲアンテナ及びチャネルを含むことができ、各チャネルは、少なくとも１つの送信要素及び少なくとも１つの受信要素を含むことができる。
【００３１】
表面及び地表に向かって下方に伝播する信号（例えば、信号２０４）が、図２及び図３に示されているが、これは、単に例示を目的として示されており、ＳＰＲアンテナアレイが発した信号及び波動は、車両に向かう上方を含むすべての方向に伝播することができる。これらの信号は、最終的に様々な構成要素及び材料（例えば、電気車両の場合にバッテリ構成要素）から反射することができ、最終的に下に向かって、又は他の方向に散乱することができる。下記にさらに説明するように、ＳＰＲアンテナが上に向かって、又はそれ以外に地表から離れる方向に発したこれらの信号又は波動は、干渉及び放射問題を含むＳＰＲシステムにとっての問題を引き起こすことがある。
【００３２】
ＳＰＲシステムは、ＳＰＲシステムのアンテナアレイの上に空洞を有することができる。空洞は、ＳＰＲシステムから発せられる信号を全体的に改善するように、ＳＰＲシステムから発せられた波動が、反射する、遅くなる、又は吸収されるための一様な環境をもたらすことができる。乗用車の下面に取り付けられたＳＰＲシステムの場合、空洞は、車両の最低地上高を低くすることがある。
【００３３】
ＳＰＲシステムを有する車両は電気車両とすることができ、バッテリシステム又はバッテリパックを含むことができる。電気車両用のバッテリシステムは、ガス車両用のバッテリシステムよりもはるかに大型であり得る。電気車両用のバッテリシステムは、車両の下に取り付けることができる。バッテリシステム又はバッテリパックの個々のユニットは、セルと称することができる。バッテリパックは、多数のセル（例えば、４０００を超えるセル）を含むことができ、各セルは、直径を比較的小さく（例えば、１８ｍｍ）することができる。バッテリは、リチウムイオン塩などの塩から作製することができる。バッテリパックは、車両のベース部の全体にわたることができ（しかしより小さくすることができ）、したがって、車両の底部の大部分を占めることができる。バッテリパックは、車両のシャーシ又はベース部に組み込む、又は重ねることができる。
【００３４】
上記のように、ＳＰＲシステムは、車両の下に取り付けることもできる。例えば、ＳＰＲシステムは、地表から６インチだけ離間することができる。ＳＰＲシステムは、車両のバッテリシステム又はバッテリパックの下に取り付けることができ、一部の状況では、車両の下の空間に対して、バッテリパックと競合することがある。これは、車両の下にバッテリパックが存在することで、ＳＰＲシステムが地表により接近することを強いられ得るので、最低地上高問題及び他の問題をもたらすことがある。例えば、ＳＰＲシステムのパワー及び信号散乱は、ＳＰＲシステムが、地表からどのくらい高く、又は低く離間しているかに応じて変わり得る。
【００３５】
本開示で説明する技術及び特徴を使用して、バッテリシステム若しくはバッテリパック、及び／又はその構成要素の構造は、例えば、ＳＰＲシステムの空洞をバッテリシステム又はバッテリパックと融着することを通じて、車両の下に、及び／又はバッテリシステム若しくはバッテリパックの下に取り付けられたＳＰＲシステムの最低地上高を改善するように設計することができる。ＳＰＲアンテナアレイは、高さを約１〜３インチとすることができ、この高さは、ＳＰＲシステムの高さとすることができる。ＳＰＲシステム又はアンテナアレイ領域の一部をバッテリシステム又はバッテリパックに（例えば、バッテリ構成要素に）融着することで、車両の下の空間を節約することができる。車両の下で節約された数分の１インチの空間でさえ、最低地上高が路面上の物体との接触を回避するのに有用であり得る。ＳＰＲシステムをバッテリシステム又はバッテリパックと一体化することで、有用な最低地上高を得ることができる。
【００３６】
ここで図５を参照すると、実施形態において、システム３００は、ＳＰＲシステム３０２を含むことができる。ＳＰＲシステム３０２は、上記に説明したように、アンテナアレイを含むことができる。システム３００は、車両のバッテリシステム３０４をさらに含むことができる。バッテリシステム３０４は、上記に説明したように、バッテリセル及びバッテリパックを含むことができる。車両のバッテリシステム３０４の少なくとも一部分（例えば、部分３０６）は、ＳＰＲシステム３０２の少なくとも一部分（例えば、部分３０６）でもあり得る。部分３０６は、１つには、ＳＰＲシステム３０２の空洞とすることができる。
【００３７】
例えば、ＳＰＲシステム３０２の空洞の上部（例えば、部分３０６）は、図５に示すように、バッテリシステム３０４のバッテリパックの底部と融着するか、又は別の方法で一体化することができる。アルミニウムなどの様々な金属が、バッテリ構造とＳＰＲシステム用の高周波反射との両方に適合することができる。空洞３０６をバッテリパックと融着することで、ＳＰＲアンテナアレイの高さの少なくとも一部分を（例えば、１インチの何分の一かを、又は１インチよりさらに多くを）なくすことができ、最低地上高を改善することができる。このように、実施形態では、ＳＰＲ３０２システムは、車両のバッテリシステム３０４と一体化することができる。
【００３８】
ＳＰＲシステムを車両のバッテリシステムと一体化することは、ＳＰＲシステム又は車両のバッテリパックに対する小変更だけで済ますことができ、主に機械的な問題解決策であり得る。他の修正を実施することができる。例えば、ＳＰＲシステム用の配線は、アンテナアレイの縁部に沿って延びることができるし、又は好都合な位置でバッテリパックを通る経路に設定することもできる。様々な実施例では、アンテナアレイ又はＳＰＲシステムの上部、及びバッテリパックの底部の取付けと、それらに使用される材料とは変更することができる。さらに、バッテリシステムのバッテリセルを囲む材料は変更することができる。さらに、アンテナアレイ又はＳＰＲシステムの空洞の深さは変更することができる。
【００３９】
様々な実施例では、車両のバッテリシステム（例えば、バッテリシステム３０４）は、ＳＰＲシステム（例えば、ＳＰＲシステム３０２）の一部分（例えば、部分３０６）を共有することができる。車両のバッテリシステム３０４の底面（例えば、表面３０８）の少なくとも一部分は、ＳＰＲシステム３０２の上面の少なくとも一部分（例えば、表面３０８）でもあり得る。
【００４０】
上記のように、様々な実施例では、車両のバッテリシステム（例えば、バッテリシステム３０４）及びＳＰＲシステム（例えば、ＳＰＲシステム３０２）は、空洞（例えば、部分３０６）を共有することができる。車両のバッテリシステム（例えば、バッテリシステム３０４）及びＳＰＲシステム（例えば、ＳＰＲシステム３０２）はまた、（例えば、表面３０８を有する）プレートを共有することができる。ＳＰＲシステムとバッテリシステムとの間のこれらの共有部分（例えば、空洞、表面、プレートなど）は、ＳＰＲシステムとバッテリシステムとを融着する、又は別の方法で一体化することで形成することができる。さらに、高誘電率材料（例えば、熱伝導性でもあり得る誘電材料）又は高透磁率材料は、バッテリパック又はバッテリシステムのベース部又は底面に使用することができ、ＳＰＲシステムと共有することができる。図５は、ＳＰＲシステム３０２及びバッテリシステム３０４を分離するプレート又は表面３０８を示しているが、これは、単に例示を目的として示しており、プレート又は表面３０２は含まれなくてよい。例えば、ＳＰＲシステム３０２は、バッテリシステム３０４に部分的に組み込むことができ、これらのシステムを物理的に分離する構成要素は必要でない。
【００４１】
ＳＰＲシステムは、バッテリシステムから素速く切り離すことができるように、様々な止め具、連結器、又は電気コネクタを含むことができる。さらに、ＳＰＲシステム用の取付接合部は、バッテリシステムから分離するように設計することができる。例えば、（例えば、アンテナアレイの上部にある）ＳＰＲシステムの空洞は、切り離された、又は分離された後、ＳＰＲシステムに留まることができる。ＳＰＲシステム用の対応する配線は、迅速着脱コネクタを使用することができるし、或いはバッテリシステムを交換するために、及び／又はバッテリシステムにアクセスしてこれを修理するために、ＳＰＲシステム及び／又はアンテナアレイがその場から移される、又は取り外されるのを可能にする。バッテリシステムの底面は、薄い支持層とすることができ、且つ／又はバッテリセルは、他の支持構造によって定位置に保持することができ、そのため、バッテリセルは、ＳＰＲシステム及び／又はアンテナアレイの空洞が取り外されたときに落下しない。
【００４２】
一部の状況では、ＳＰＲシステムから発せられた波動を反射する、吸収する、又はシフトさせること、或いは波動の通路、幅、又は角度を変えることは有益であり得る。例えば、ＳＰＲシステムの空洞は空とすることができ、ＳＰＲシステムの上面（例えば、表面３０８）は、反射材として使用することができる。したがって、ＳＰＲシステムのアンテナアレイから上に向かって発せられた波動は、下に向かって反射することができる。設計目的を果たすために、空洞を所望するよりもアンテナアレイのアンテナの表面に接近させることがあり、これは、下向きに戻る反射波／エネルギからの干渉を引き起こすことがある。そのような干渉は、ＳＰＲシステムの性能を不完全なものにすることがある。そのような干渉を克服するために、様々な材料を空洞の内部に加えることができる。設計上の考慮事項及び制約に応じて、特定の比誘電率、誘電率定数、及び／又は透磁率定数、或いは特性を有する材料を選択して、波動がＳＰＲシステムの空洞の中を伝播する速度を変えることができ、これらの材料を使用して、干渉を克服するための波長の所望のシフトを達成することができる。
【００４３】
様々な実施形態では、バッテリセル及び／又はバッテリパックを使用して、波動のエネルギの一部を吸収する、シフトさせる、又は反射する、或いはＳＰＲシステムが発した波動の通路、幅、又は角度を変えることができる。電気車両のバッテリシステムは、本質的に、電場及び磁場、熱的変化、多様な材料、並びに限定された空間を有する動的環境であり得るが、最低地上高を最適化する（例えば、ＳＰＲシステムの空洞又はバッテリパックの底部のプレートを共有する）だけでなく、さらに、法令遵守又は他のことを目的として、波長／エネルギ放射を低減する、又は変えるためのいくつかの手法があり得る。ＦＣＣパート１５放射規準（例えば、ＦＣＣパート１５のセクション１５．２０９）又は放射のための他の国際規制は、遵守される必要がある。
【００４４】
例えば、フレーム、ケーシング、セル材料、コンパートメント材料などを含むバッテリシステムの様々な部分用の材料は、上記に説明した反射、吸収、又はシフト、或いは変更を目的として選択することができる。ＳＰＲアンテナアレイが下にある領域内の（又はＳＰＲアンテナアレイのまわりの領域内の）バッテリパックの底部（例えば、表面３０８の近く）の材料を選択して、反射、吸収、又はシフトによって波動の伝播を変えることができる。さらに、本明細書で説明した様々な材料を選択することで、兼用空洞又は共有空洞部分内の任意の静的反射を校正して、バッテリセルによって生じることがある静的な差に基づく様々な要素間の差を低減することができる。
【００４５】
ＳＰＲシステムが発した波動を反射するのが望ましい場合に、表面３０８は、アルミニウムなどの金属から作製する、又は金属で被覆することができる。これは、バッテリパックにも恩恵をもたらすことができ、その理由は、アルミニウムが比較的良好な熱伝導体だからである。より高い伝導性を有する材料を使用することもできる。この材料は、強度があり、軽量で、熱伝導性であるのが望ましい。
【００４６】
様々な実施形態では、構造物内の金属などの反射材料又はバッテリパックを囲む周囲材料を使用する代わりに、バッテリパックは、選択された誘電率又は透磁率を有する材料で作製することができる。これは、材料を通過する波動を遅くするという効果を有することがある。この種のものには、バッテリセル及び／又はバッテリパック用の構造要素と、さらに、ＳＰＲシステムの空洞の一部との両方として機能することができる様々な材料がある。
【００４７】
ＳＰＲシステムが発した波動を吸収するのが望ましい場合に、表面３０８は、例えば、フェライト、セラミック、又は発泡材料から作製する、又はこれらで被覆することができる。さらに、バッテリパックは、信号に対して吸収性であり得るリチウムイオン塩を含むことができる。実施例では、材料の電磁特性及び／又はバッテリパック若しくはバッテリセルの周囲環境は、調整される必要があり得るし、或いは信号の反射ではなくて吸収を可能にするために、様々な材料が選択される必要があり得る。このように、車両のバッテリシステムは、ＳＰＲシステムが上方に発した波動のエネルギを弱めることができる。例えば、本明細書で説明した、選択された材料を含むバッテリシステムの内部構成要素は、ＳＰＲシステムが発した波動のエネルギを弱めることができる。
【００４８】
ＳＰＲシステムが発した波動の位相をシフトさせるのが望ましい場合に、表面３０８は、誘電材料から作製する、又は誘電材料で被覆することができる。誘電材料は、プラスチック又はナイロンを含むことができる。誘電材料は、空洞に配置することができる。同様の手法は、高透磁率材料と併用することができる。波動がアンテナの上部から発せられた後、波動は、衝突した物体又は表面が、アルミニウムのような金属などの反射材である場合に、その物体又は表面（例えば、表面３０８）から反射することができる。波動は、表面から反射して、地表に向かって下方に進行することができる。上記のように、一部の状況では、反射した波動は、アンテナから発せられた他の波動と干渉する、又はアレイのアンテナを短絡させることがある。反射材料の代わりに、上記のような誘電材料が使用される場合に、波動は静電材料を通り抜けることができる。これは、波動の位相を変化させることができる。例えば、波動は、誘電材料（又は、所与の誘電率又は透磁率を有する材料）を通り抜けるときにシフトすることができ、位相は変わることができる。
【００４９】
誘電材料を通る波動の実際の伝播は、誘電率と透磁率との積の平方根の逆数に比例することができ、マクスウェルの方程式からの標準偏差に基づくことができる。例えば、光の速度（又は電磁波の速度、Ｃ）は、誘電率（Ｕ、比誘電率とも称することができる電気特性）と透磁率（Ｅ、磁性特性）との積の平方根（ｓｑｒｔ）の逆数に比例することができ、Ｃ＝１／ｓｑｒｔ（Ｕ＊Ｅ）と表すことができる。
【００５０】
したがって、反射材を有する代わりとして、選択された材料（例えば、プラスチック又はナイロン）は、材料を通る波動の伝播をより困難にすることで、波動の位相を効果的にシフトさせることができ、最終的に、波動は、異なる材料から反射する、又は遅れて反射することができる。波動は、それでもなお、最終的に下に向かって伝播できるが、時間又は位相のシフトにより、波動は、アンテナアレイから直接下に向かって発せられた信号に干渉することができない。材料（例えば、プラスチック又はナイロン）はまた、不必要な波動をある程度散乱させる、又は減衰させることができる。
【００５１】
同様に、ＳＰＲシステムが発した波動の通路、幅、又は角度を変えるのが望ましい場合に、表面３０８は、高誘電率材料（例えば、誘電材料）又は高透磁率材料から作製する、又はこれらの材料で被覆することができる。
【００５２】
したがって、表面３０８又はバッテリの他の構成要素、共有空洞、或いはＳＰＲシステム又はバターシステムの他の部分用の材料は、金属、高誘電率材料（例えば、誘電材料）、及び高透磁率材料から選択することができる。これらの材料には、本明細書で説明したＳＰＲシムテムから発せられた波動又はエネルギに対する所望の効果に応じて、例えば、アルミニウム、フェライト、複合材料、メタマテリアル、プラスチック、及び／又はナイロンが含まれ得る。
【００５３】
一部の状況では、表面３０８又はプレートは含まれなくてもよく、ＳＰＲシステムの空洞及びＳＰＲシステムは、上面を有することなく、バッテリパックと空間を共有することができる。この場合に、波動は、最終的に、バッテリのセルの底部又はバッテリケーシング若しくはコンパートメントにあり得る他の任意の材料から反射することができる。これらの材料は、信号／波動を反射する、又は散乱させるのに寄与する、或いはＳＰＲシステムから発せられた信号／波動を吸収するように選択することができる。さらに、材料は、バッテリから熱を効果的に伝導することができるバッテリパック用に選択することができる。
【００５４】
一部の状況では、バッテリパック又はバッテリセルは、ＳＰＲシステム信号帯域内で干渉を引き起こすことがあり、バッテリセルからの熱流束は、ＳＰＲアンテナアレイに悪影響を及ぼすことがある。干渉は、ＳＰＲ信号測定との干渉を最小限にするために、信号の吸収、減衰、偏向、散乱、及び／又は又は遅延を可能にするように、バッテリセル（セル自体を含む）を囲む材料、さらに、ＳＰＲシステムの空洞用の材料を誘電特性及び透磁特性で選択することで、フィルタにかけることができるし、又はそれ以外に、システムの外で校正することができる。選択される材料は、本明細書で説明した材料のいずれかを含むことができ、放射又は信号を変える所望の特性に基づく、本明細書で説明した材料特性のいずれかを有することができる。校正は、現在の測定からの前の測定のデジタル又はアナログ除去を使用して行うこともできる。
【００５５】
さらに、ＳＰＲアンテナアレイから発せられた一部の信号は、システムの縁部のまわりで回折することができる。バッテリパックがこの回折領域まで延びる場合に、信号がＳＰＲシステムの動作に干渉しないように、吸収性材料をこの延長領域に配置して、信号を散乱させることができる。バッテリケーシング又はコンパートメントの構造物の延長部を使用して、ＳＰＲシステムからの望ましくない任意の放射をさらに弱めることができる。延長した構造物は、波動を（場合によっては、最大利得の方向に）反射する均一な面とすることができる。延長した面は、さらに、（ＳＰＲアンテナアレイ及びその空洞の設置領域の外の）バッテリ構造物から跳ね上がる任意の信号の振幅を小さくする材料を内張りすることができる。
【００５６】
例えば、ここで図６を参照すると、実施形態では、ＳＰＲアンテナアレイからの放射をさらに吸収して、反射して、シフトさせて、又はそれ以外に変えて（例えば、利得、角度などを変えて）、例えば、端部の応答を成形するために、構成要素３１０、３１２をＳＰＲシステムの外でバッテリ構造物に配置することができる。選択される材料は、本明細書で説明した材料のいずれかを含むことができ、放射又は信号を変える所望の特性に基づく、本明細書で説明した材料特性のいずれかを有することができる。
【００５７】
法令（例えば、ＦＣＣ又は国際規制）遵守を目的として、ＳＰＲシステムが遵守しているかどうかを明らかにするために、放射測定がセンサを用いて行われる場合に、システムは、システムの上の車両なしに、単独で測定される。したがって、ＳＰＲアンテナアレイからの放射を反射又は吸収する車両の材料は存在しないので、全体的な放射測定値は大きくなると考えられる。しかし、本開示で説明した技術及び特徴を使用して、ＳＰＲシステムと車両のバッテリシステムとを融着する、又は一体化することで、統合されたＳＰＲ／バッテリシステムを使用して、法令遵守を目的として放射測定を行うことができ、本明細書で説明した様々な吸収性特徴部は、法令遵守を目的として（すなわち、ＦＣＣ及び関連するパート１５標準規格などの規制機関のパワー及び電界放射要件を満たすために）ＳＰＲシステム放射を弱めることができる。
【００５８】
実施形態では、ＳＰＲシステムは、バッテリシステム又は車両とは別に用意することができ、バッテリシステム又はバッテリパックと一体化される、又は溶着されるように構成することができる。したがって、ＳＰＲシステムは、車両のバッテリシステムに取り付くように成形することができる。様々な実施形態では、ＳＰＲシステムは、車両のバッテリシステムの一部分を取り外すときに、車両のバッテリシステムに取り付けることができる。ＳＰＲシステムは、さらに、又はそれに代えて、ＳＰＲシステムの一部分を取り外すときに、車両のバッテリシステムに取り付けることができる。ＳＰＲシステムを車両のバッテリシステムに取り付けたときに、車両のバッテリシステムの底面（例えば、表面３０８）の少なくとも一部分は、表面侵入レーダシステムの上面の少なくとも一部分でもあり得る。同様に、本開示で説明した技術及び特徴を使用して、表面侵入レーダシステムの底面をバッテリシステムの上面と融着することができる。
【００５９】
なお、本開示の技術及び特徴は、ＳＰＲシステム及びバッテリシステムの一体化に関連して説明されたが、他の構成も可能である。例えば、ＳＰＲシステム又はアンテナアレイは、それらに限定するものではないが、シャーシ、バンパ、又は車両の他の要素を含む車両の他の要素と一体化することもできるし、或いは、代替案として、車両の他の要素と一体化することができる。
【００６０】
ＳＰＲシステム及び車両のバッテリシステムは、共通の表面、部分、又は空洞などを有することで一体化又は融着することができると上記に説明したが、ＳＰＲシステム及び車両のバッテリシステムは、さらにより完全に一体化することができる。例えば、ＳＰＲアンテナアレイは、ＳＰＲ信号からエネルギを吸収できる複数のバッテリ又はバッテリ要素（例えば、バッテリセル）で部分的に囲むことができる。バッテリ又はバッテリ要素（例えば、バッテリセル）の列は、送信したＳＰＲ信号及び散乱信号が通過することができる開口を有することができる。
【００６１】
本発明が図示され、特定の実施形態に関連して説明されたが、本発明の範囲から逸脱することなく、形態及び細部において様々な変更を行うことができることが、当業者には理解されよう。
【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６】
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【国際調査報告】
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