CN107042799B

CN107042799B - 车辆

Info

Publication number: CN107042799B
Application number: CN201710033614.3A
Authority: CN
Inventors: 加茂宏幸
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2016-01-19
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2019-08-09
Anticipated expiration: 2037-01-18
Also published as: JP2017129419A; US10322566B2; CN107042799A; US20170207514A1

Abstract

本发明提供一种车辆，其具有：夹心玻璃，其位于车厢内与外部之间；以及车载用雷达装置，其被固定于所述夹心玻璃的内表面、后视镜或者顶棚。所述夹心玻璃包含最内玻璃层、最外玻璃层以及中间树脂层。所述车载用雷达装置具有天线部。所述天线部包括将发送波送出的发送天线。关于所述发送波向所述最内玻璃层的入射角、各层的折射率以及厚度，通过选择最佳的值来抑制发送波在夹心玻璃中的反射。

Description

车辆

技术领域

本发明涉及设置有车载用雷达装置的车辆。

背景技术

近年来，应用使用雷达来检测车辆的周围的物体的技术进行了避免碰撞、驾驶辅助，自动驾驶等研究。以往，在汽车中，雷达设置于前机头。需要将高频振荡器配置于天线的附近，为了防风防雨而需要采取利用雷达罩(Radome)进行保护等防水或耐候的对策。另一方面，使用基于雷达的检测和照相机图像这双方而进一步开发出更高级的检测技术。

在美国专利第8604968号说明书中提出了将雷达和照相机收纳在1个壳体内的雷达-照相机传感器。雷达-照相机传感器在汽车的后视镜的前方安装于风挡。雷达波使用垂直偏振电波或者水平偏振电波。

在作为国际公开第2006/035510号的外界识别装置的复合传感器单元中，图像提取部和收发部被安装在1个传感器安装基板上。复合传感器单元被搭载于车厢内。

在将雷达装置设置于车厢内的情况下，雷达波因被风挡反射和吸收而衰减。在为了提高雷达的分辨率而使用波长短的电波的情况下，玻璃的影响变大。并且，由于能够作为车载用而使用的高频振荡器的输出存在法律规定上的限制，因此无法增大振荡器的输出。其结果为，雷达能够监视的距离变短。

在欧州专利第888646号说明书中公开了如下的方法：在将通信用的天线设置在车厢内时，为了抑制玻璃对电波的反射，而在玻璃与天线的放射面之间配置介电体中间元件。并且，在欧州专利第888646号说明书中，将玻璃与天线之间的电有效间隔调整成半波长的若干倍。

轿车等中所使用的风挡虽然看起来是透明的且乍一看由一张玻璃板构成，但实际上为了确保乘坐者的安全而为在较薄的树脂膜上层叠了内外2张玻璃而得到的3层的夹心玻璃。以往，认为与在可见光下观察到的情况相同，通过作为一张玻璃板来处理能够得到足够准确的结果。发明者注意到这样的前提是错误的，并认识到需要着眼于构成夹心玻璃的各层来实施抑制反射的对策。并且，设想将构成夹心玻璃的各层分开来以层为单位实施抑制反射的对策，从而完成了本发明。

发明内容

本发明面向具有车载用雷达装置的车辆，其目的在于，当在车厢内配置车载用雷达装置的情况下，抑制电波的收发效率的降低。

本发明的例示的一个实施方式的车辆具有：车体；驱动机构，其使所述车体移动；夹心玻璃，其被固定于所述车体，位于车厢内与外部之间；以及车载用雷达装置，其被直接地或者间接地固定于所述夹心玻璃的内表面、或者后视镜或者顶棚，所述后视镜配置于所述内表面的内侧。所述夹心玻璃包括最内玻璃层、最外玻璃层以及夹在所述最内玻璃层与所述最外玻璃层之间的中间树脂层。

所述车载用雷达装置具有天线部，该天线部从所述最内玻璃层的内侧向所述最外玻璃层的外侧发送作为毫米波段电波的发送波，接收从所述最外玻璃层的外侧向所述最内玻璃层的内侧入射的接收波。所述天线部包括发送所述发送波的发送天线。所述发送波的相对于所述夹心玻璃的垂直偏振成分比水平偏振成分大。

设所述发送天线的主瓣的中心处的所述发送波的传播方向与所述夹心玻璃的法线所成的角为θ_a，设从所述最内玻璃层的内侧的空气层、所述最内玻璃层、所述中间树脂层、所述最外玻璃层以及所述最外玻璃层的外侧的空气层中选择出的、彼此相接触的3层的折射率从内侧层起为n₁、n₂、n₃，设中央层的厚度为d₂，设N为0以上的整数，满足下述的数学式。

【数学式1】

n₁＜n₂＜n₃或者n₁＞n₂＞n₃

在θ_a比和中的任意一方都小或者比其中的任意一方都大的情况下，

在θ_a取和的中间值或者与其中任一方相等的情况下，

【数学式2】

n₁＞n₂＜n₃或者n₁＜n₂＞n₃，

在θ_a取和的中间值或者与其中任一方相等的情况下，

在所述发送波的相对于所述夹心玻璃的水平偏振成分比垂直偏振成分大的情况下，满足下述的数学式：

【数学式3】

在n₁＜n₂＜n₃或者n₁＞n₂＞n₃的情况下，

【数学式4】

在n₁＞n₂＜n₃或者n₁＜n₂＞n₃的情况下，

根据本发明，在配置于车厢内的车载用雷达装置中，能够抑制电波的收发效率的降低。

根据参照附图在以下进行的本发明的详细的说明来明确上述的目的和其他的目的、特征、方式以及优点。

附图说明

图1是将车辆简化示出的侧视图。

图2是夹心玻璃的剖视图。

图3是安装于夹心玻璃的雷达装置的剖视图。

图4是雷达装置的立体图。

图5是示出雷达装置的结构的概况的框图。

图6A是示出附近监视模式的情形的图。

图6B是示出远方监视模式的情形的图。

图7是示出发送波向夹心玻璃入射的情形的图。

图8是示出发送波的反射的剖视图。

图9是夹心玻璃和反射抑制层的剖视图。

图10是反射抑制层的主视图。

图11是雷达装置、夹心玻璃以及反射抑制层的剖视图。

图12是示出对夹心玻璃中的电波的损失进行测定得到的结果的图。

图13是示出具有多个介电体层的反射抑制层的剖视图。

图14是示出反射抑制层的另一例的主视图。

图15是示出反射抑制层的另一例的剖视图。

标号说明

1：车辆；10：车体；11：(车载用)雷达装置；12：夹心玻璃(风挡)；15：驱动机构；21：天线部；25：天线罩；54：反射抑制层；121：最内玻璃层；122：最外玻璃层；123：中间树脂层；171：内侧空气层；172：外侧空气层；213：第1发送天线；214：第2发送天线；541：(外侧)介电体层；542：中间介电体层。

具体实施方式

图1是将本发明所例示的一个实施方式的车辆1简化示出的侧视图。车辆1是乘用车，包括车载用雷达装置11(以下，称为“雷达装置”。)。

雷达装置11用于避免碰撞、驾驶辅助以及自动驾驶等。雷达装置11被安装于车辆1的风挡12的内表面，位于车厢13内。车厢13不需要是相对于外部完全隔离的空间，例如顶棚可以是开放的。雷达装置11位于安装于风挡12的后视镜14的前方。车辆1包括使车体10移动的驱动机构15。驱动机构15由发动机、转向机构、动力传递机构以及车轮等构成。

风挡12被固定于车体10，位于车厢13内与外部之间。风挡12是在2张玻璃之间夹着膜的夹心玻璃。以下，也将风挡12称为“夹心玻璃”。雷达装置11被直接地或者借助于托架等安装用部件间接地固定于夹心玻璃12的内表面。作为其他的安装方式也可以安装于后视镜(rear view mirror)或者顶棚。在本实施方式中，雷达装置11被借助于托架而间接地固定于夹心玻璃12。

如图2所示，夹心玻璃12包括：最内玻璃层121、最外玻璃层122以及中间树脂层123。中间树脂层123夹在最内玻璃层121与最外玻璃层122之间。即，从车厢13内观察，最内玻璃层121、中间树脂层123以及最外玻璃层122依次排列。在夹心玻璃12中，只要这3个层是主要结构要素，则也可以夹设其他的层。在本实施方式中，最内玻璃层121和最外玻璃层122是碱石灰玻璃。最内玻璃层121的光学特性与最外玻璃层122的光学特性可以相同也可以不同。中间树脂层123优选为聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。中间树脂层123也可以由层叠起来的多个树脂层构成。

图3是安装于夹心玻璃12的雷达装置11的剖视图。截面上的细微部分的平行斜线省略。像已经描述的那样，雷达装置11借助于托架16而固定于夹心玻璃12。雷达装置11相对于托架16装卸自如。

托架16包括2个板部161和连结部162。2个板部161的位置大致重叠，2个板部161前侧的端部通过连结部162以能够旋转的状态连结。上侧的板部161的上表面借助于粘接部件163而牢固地固定于夹心玻璃12。托架16也可以通过其他的方法固定于最内玻璃层121。使用小螺钉164将雷达装置11固定在下侧的板部161的下表面上。借助于连结部162，下侧的板部161能够以相对于车辆1的行进方向朝向左右方向的轴为中心旋转。通该机构能够选择下侧的板部161相对于上侧的板部161的角度。

托架16还包括调整螺栓165和弹簧166。弹簧166对2个板部161赋予相互接近的方向的力。通过调整螺栓165决定下侧的板部161相对于上侧的板部161的位置。由此，准确地决定雷达装置11的上下方向上的监视方向。也可以取代图3的托架16的调整机构而采用其他的各种机构。例如，也可以准备上下面之间的倾斜角不同的多种托架，根据需要的角度而选择具有适当的倾斜角的托架。

雷达装置11包括天线部21、照相机部22、电路部23以及罩24。照相机部22位于天线部21的上方。罩24覆盖天线部21、照相机部22以及电路部23的上方。罩24被安装于天线部21。照相机部22也借助于省略图示的部件而安装于天线部21。天线部21、照相机部22以及电路部23的配置也可以适当变更。例如，照相机部22也可以位于天线部21的下方或侧方。罩24可以按照各种方式覆盖天线部21、照相机部22以及电路部23。例如，罩24可以覆盖天线部21、照相机部22以及电路部23的整体，也可以只覆盖下方。

图4是雷达装置11的立体图。在罩24的上部设置有被安装至托架16的安装部241。安装部241包括平面242和安装孔243。平面242与托架16的下侧的板部161接触。螺钉164被插入到安装孔243中。

如图3所示，电路部23包括安装于天线部21的电路板23a以及与照相机部22连接的电路板23b。电路板23a与电路板23b电连接。电路板23a主要对来自天线部21的信号进行处理，电路板23b主要对来自照相机部22的信号进行处理，但这些功能的分担可以适当变更。

天线部21经由夹心玻璃12向车外发送作为雷达波的电波，经由夹心玻璃12接收来自外部的作为反射波的接收波。即，天线部21从最内玻璃层121的内侧向最外玻璃层122的外侧发送出发送波，接收从最外玻璃层122的外侧向最内玻璃层121的内侧入射的反射波。

如图4所示，天线部21包括发送天线部211和接收天线部212。发送天线部211将发送波送出。接收天线部212接收因发送波引起的反射波。发送天线部211包括第1发送天线213和第2发送天线214。第1发送天线213和第2发送天线214是喇叭天线。第1发送天线213和第2发送天线214的喇叭部的上下方向上的高度相同。第1发送天线213的喇叭部的横向上的宽度比第2发送天线214的喇叭部的横向上的宽度窄。由此，第1发送天线213发送放射范围宽的第1发送波，第2发送天线214发送放射方向图与第1发送波不同的、放射范围比第1发送波窄的第2发送波。即，发送天线部211能够发送第1发送波和第2发送波。

接收天线部212包括5个接收天线215。多个接收天线215在横向上排列。各接收天线215是喇叭天线。即，天线部21所具有的所有的天线都是喇叭天线。多个接收天线215的喇叭部的形状相同。另外，“纵向”和“横向”是指相对于车辆1在设计上确定的纵向和横向，不需要是与重力方向精确地平行的方向和垂直的方向。

在天线部21的各喇叭天线中，用于收发信号的结构按照MMIC(单片微波集成电路)、传送线路(具体而言，微带线路、转换器、波导管)、喇叭的顺序电连接或者空间连接。通过利用喇叭天线能够将天线的高度方向的幅度抑制得较小并且能够确保增益，能够减小雷达装置11的前方投影面积。由此，能够不妨碍乘客的视野而将雷达装置11配置到风挡附近。

如图3所示，雷达装置11还包括天线罩25。在图4中省略了天线罩25。天线罩25位于夹心玻璃12与天线部21之间，覆盖天线部21的前方。天线罩25由树脂成型。天线罩25的前表面、即外侧的面是黑色的。由此，防止从车外观察时天线部21显眼，确保了车辆1的美观。天线罩25相对于发送波的送出方向从垂直方向倾斜大约10度。

照相机部22包含二维摄像元件。照相机部22从夹心玻璃12的内侧观察外侧。换言之，照相机部22从车厢13内观察车外。如图3和图4所示，罩24包括照相机窗244。照相机窗244是透明的。照相机部22透过照相机窗244和夹心玻璃12而观察车外。

图5是示出雷达装置11的结构的概况的框图。第1发送天线213和第2发送天线214与选择部311连接。选择部311与高频振荡器312连接。由此，高频振荡器312与第1发送天线213的连接以及高频振荡器312与第2发送天线214的连接被切换，向第1发送天线213或者第2发送天线214提供高频电力。即，第1发送波的发送和第2发送波的发送被切换。在本实施方式中，采用的是所使用的频带比较窄的FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave：调频等幅波)方式，从高频振荡器312输出的高频信号的频率上下变动。

5个接收天线215分别与混频器321和A/D转换器322依次连接。A/D转换器322与选择部33连接。发送波被外部的对象物反射而得到的反射波入射向接收天线215。通过接收天线215和附加于该接收天线215的电路而得到的反射波的信号被输入到混频器321。来自高频振荡器312的信号也被输入混频器321，通过将两信号合并而得到表示发送波与反射波的频率的差的差频信号。差频信号被A/D转换器322转换成数字信号后输入到选择部33。

选择部33选择5个差频信号中的至少一部分并向检测部35输入。在检测部35中，通过对差频信号进行傅里叶变换而进一步进行运算处理从而求出对象物的位置、速度等。另一方面，来自照相机部22的图像信号也被输入到检测部35。在检测部35中，使用来自天线部21和照相机部22的信息而进一步高度检测对象物的种类或状态。

选择部311、高频振荡器312、选择部33以及检测部35与控制部34连接。控制部34通过对这些结构要素进行控制从而实现检测部35中的检测动作。控制部34和检测部35被设置于电路部23。

控制部34的动作包括附近监视模式和远方监视模式。图6A是示出附近监视模式的情形的图，图6B是示出远方监视模式的情形的图。在图6A和图6B中，下侧是天线侧，上侧与车辆1的前方对应。范围41表示发送波的放射范围。在第1发送天线213和第2发送天线214中，旁瓣相对于主瓣充分小。图案42表示接收天线部212的天线方向图。标号421是指主瓣，标号422是指主瓣421以外的旁瓣。

在附近监视模式中，通过控制部34对选择部311的控制而从第1发送天线213发送出第1发送波。另一方面，通过控制部34对选择部33的控制，源自5个接收天线215的信号被输入到检测部35。通过使用来自配置间隔较窄的5个接收天线215的信号，能够将接收天线部212的主瓣421的波瓣宽度拓宽，另一方面能够抑制旁瓣422的波瓣宽度。其结果为，与后述的远方监视模式相比，在附近监视模式中，方位分辨率较低，有效检测方位范围拓宽。像已经描述的那样，第1发送波的放射范围41比第2发送波宽。因此，在附近监视模式中，实现了在大范围中检测对象物。

在远方监视模式中，通过控制部34对选择部311的控制而从第2发送天线214发送出第2发送波。另一方面，通过控制部34对选择部33的控制而只将来源于5个接收天线215中的左右和中央这3个接收天线215的信号输入向检测部35。通过只使用来自配置间隔宽的3个接收天线215的信号，能够使接收天线部212的主瓣421的波瓣宽度变窄。另一方面，旁瓣422变大。

但是，由于第2发送波的放射范围41窄，因此像图6B所示那样不会向旁瓣422的方向放射第2发送波。换言之，为了检测位于前方远处的物体，不向不需要监视的从正面偏离的方位照射电波。由此，抑制了旁瓣422的影响并且实现了主瓣421中的反射波的检测。在远方监视模式中，方位分辨率变高，有效检测方位范围变窄。在远方监视模式中，实现了对远方的较窄范围中的对象物进行检测。

如上所述，在雷达装置11中，控制部34通过对发送天线部211、接收天线部212等进行控制而执行2个动作模式。在雷达装置11中使用了通过接收天线部212变更主瓣的范围、不需要在远方监视时全方位地提高分辨率这样的车载用特有的条件。由此，能够实现附近监视和远方监视，并且降低雷达装置11的制造成本。在雷达装置11中，通过使远方监视模式中所使用的多个接收天线215包含于在附近监视模式中所使用的多个接收天线215中，从而以低成本实现了适当的附近监视和远方监视。

也可以通过由选择部33对来自接收天线215的信号进行加权而进行接收天线部212的天线方向图的变更。此外，也可以不使用选择部33，而通过设置对接收天线215的接收功能本身进行打开/关闭的机构，来选择来自接收天线215的信号。在该情况下，对接收进行打开/关闭的机构作为选择部发挥功能。

附近监视模式和远方监视模式被高速地切换。即，通过控制部34的控制而交替地发送出第1发送波和第2发送波。实际上，为了省去运算中的无用的电波的发送，使第1发送波与第2发送波之间的发送停止时间比第1发送波的发送时间和第2发送波的发送时间中的任意一方长。例如，发送波的1次的发送时间是2msec(毫秒)，发送间隔是50msec。

横向上等间隔地配置的接收天线215的数量不限于5个。接收天线215的数量也可以是6个以上。通过使接收天线215的数量为5个以上，能够在剔除使用的接收天线215之后，使用来自配置间隔宽的3个以上的接收天线215的信号，能够掌握存在于远处的对象物的位置。在要检测的对象物仅是1个的情况下，剔除后的接收天线215的数量也可以是2个。因此，雷达装置11中的接收天线215的最小数量为3个。

当在附近监视模式中也不需要检测对象物的位置的情况下，在附近监视模式中所使用的接收天线215的数量也可以是2个。例如，也可以是，3个接收天线215等间隔地排列，在附近监视模式中使用来自相邻的2个接收天线215的信号，在远方监视模式中使用来自两端的2个接收天线215的信号。

通常地说，在附近监视模式中，从发送天线部211发送出第1发送波，使用来自多个接收天线215中的配置间隔窄的2个以上的接收天线215的信号。在远方监视模式中，从发送天线部211发送出第2发送波，使用来自多个接收天线215中的配置间隔宽的2个以上的接收天线215的信号。并且，为了减少接收天线215的数量，上述配置间隔宽的2个以上的接收天线215的至少一部分包含于上述配置间隔窄的2个以上的接收天线中。

第1发送波和第2发送波是相对于横向的垂直偏振波。第1发送波和第2发送波不需要完全仅是垂直偏振波，也可以是倾斜偏振波或椭圆偏振波。通常地说，第1发送波和第2发送波的相对于横向的垂直偏振成分比水平偏振成分大。通常情况下，由于夹心玻璃12倾斜成上部比下部靠后方，因此第1发送波和第2发送波的相对于横向的垂直偏振成分是相对于夹心玻璃12的垂直偏振成分。由此，提高了发送波透过夹心玻璃12的效率。特别是，在第1发送波和第2发送波相对于夹心玻璃12的入射角接近夹心玻璃12的内表面的布鲁斯特角(Brewster's Angle)的情况下，提高了雷达装置11的检测效率。另外，垂直偏振波也被称为TM波(Transverse Magnetic Wave：横磁波)，是指电场成分与反射面垂直的偏振波。此时，磁场成分与反射面平行。水平偏振波也被称为TE波(Transverse Electric Wave：横电波)，是指磁场成分与反射面垂直的偏振波。此时，电场成分与反射面平行。像后述那样，第1发送波和第2发送波的水平偏振成分也可以比垂直偏振成分大。

第1发送天线213的喇叭部和第2发送天线214的喇叭部在横向上排列，在本实施方式中，第1发送天线213和第2发送天线214分别位于接收天线部212的左右两侧。通过将第1发送天线213、第2发送天线214以及接收天线215左右排列，能够将多个喇叭部设置于1个部件，降低雷达装置11的制造成本。并且，在雷达装置11的设置时，能够容易且准确地决定各喇叭部的朝向。特别是，通过将第1发送天线213的喇叭部和第2发送天线214的喇叭部在横向上排列，能够使第1发送天线213的上下方向的朝向与第2发送天线214的上下方向的朝向准确地一致。

第1发送天线213和第2发送天线214优选主瓣的中心的方向、即主瓣的峰的方向朝向水平方向。第1发送天线213和第2发送天线214的主瓣的方向也可以朝向水平方向与从水平方向向下方倾斜了2度的方向之间。

第1发送天线213、第2发送天线214以及接收天线215也可以是喇叭天线以外的天线。只要是能够收发毫米波的天线，则可以使用任意的天线。例如，可以使用透镜天线、便宜的印刷天线、微带天线或缝隙天线。天线部21所具有的所有的天线不需要是相同的种类，也可以混杂不同的种类的天线。

接下来，对在车厢内设置有雷达装置11的情况下的夹心玻璃12进行说明。图7是示出发送波向夹心玻璃12入射的情形的图。另外，发送波的入射角是指在将安装部241安装于托架16的情况下发送天线、即第1发送天线213和第2发送天线214的主瓣的中心处的发送波向对象物的入射角。

入射到夹心玻璃12的发送波在依次透过最内玻璃层121、中间树脂层123、最外玻璃层122时，在最内玻璃层121的车厢13侧的空气层171与最内玻璃层121之间的边界、最内玻璃层121与中间树脂层123之间的边界、中间树脂层123与最外玻璃层122之间的边界、以及最外玻璃层122的车外侧的空气层172与最外玻璃层122之间的边界上，发送波的一部分发生反射。以下，将空气层171称为“内侧空气层”，将空气层172称为“外侧空气层”。

这里，着眼于从内侧空气层171、最内玻璃层121、中间树脂层123、最外玻璃层122以及外侧空气层172中选择出的彼此相接触的3层。只要是彼此相接触，3层可以任意选择。将3层从车厢13侧向外侧依次(即，从内侧的层起依次)称为“第1层51”、“第2层52”、“第3层53”。

图8是示意性示出3个层51、52、53的图。如图8中粗箭头所示，从第1层51与第2层52之间的界面521上的A点向第2层52内入射的发送波的一部分，在第2层52与第3层53之间的界面522上的B点反射，作为反射波返回到界面521上的C点。此时，如果透过C点的该反射波与从天线部21侧向界面521上的C点入射后反射的发送波的反射波是相反相位，即两者的相位相差π，则两者抵消。其结果为，减少了在第2层52上反射的发送波成分。换言之，抑制了从与第2层52的表面相邻的第1层51侧向界面521入射的发送波的表观上的反射。

以下，对于能够通过界面522上产生的发送波的反射波与界面521上产生的发送波的反射波的干涉来抑制发送波的反射的第2层52进行说明。设第1层51的折射率为n₁，设第2层52的折射率为n₂，设第3层53的折射率为n₃。设中央的第2层52的厚度为d₂。设发送波相对于第2层52的入射角为θ₁，设第2层52中的折射角为θ₂。根据斯内尔的法则，数学式5成立。

【数学式5】

并且，在第2层52中从A点经由B点到达C点的光路长度L_abc成为数学式6。

【数学式6】

另一方面，关于从天线部21向第2层52入射的发送波的行进方向的A点与C点之间的光路长度δ成为数学式7。

【数学式7】

δ＝2d2n1tanθ2sinθ1。

用于使在界面522上产生的发送波的反射波与界面521上产生的发送波的反射波在界面521上成为相反相位的条件为数学式8。这里，N为0以上的整数，λ为空气中的发送波的波长。在数学式8中，前提是，在B点处的发送波的反射以及从相邻层向C点入射的发送波的反射中，相位反转，即，相位变化了π。

【数学式8】

通过使用数学式5至数学式7使数学式8变形，而用数学式9表示第2层52的厚度d₂。

【数学式9】

另一方面，当将空气层的折射率看作1，如图7所示那样设从内侧空气层171向最内玻璃层121的发送波的入射角为θ_a时，根据斯内尔的法则，数学式10成立。因此，数学式9被表示为数学式11。另外，入射角θ_a也是发送天线的主瓣的中心处的发送波的传播方向与夹心玻璃12的法线所成的角。

【数学式10】

n1sinθ1＝sinθa。

【数学式11】

只要界面522上产生的发送波的反射波与界面521上产生的发送波的反射波之间的相位差处于(π±π/4)的范围，则认为能够抑制第2层52中的发送波的反射。在该情况下，数学式11中的(2N+1)处于(2N+1±1/4)的范围内。因此，第2层52的厚度d₂的优选的条件成为数学式12。

【数学式12】

上述条件以发送波向第2层52的入射角θ₁在电波从第1层51向第2层52的界面521入射时的布鲁斯特角以下的情况为前提。像已经描述的那样，发送波的相对于夹心玻璃12的垂直偏振成分比水平偏振成分大。因此，在入射角θ₁比该布鲁斯特角大的情况下，在界面521反射的垂直偏振成分的相位的反转的影响变大。在该情况下，用于使在界面522上产生的发送波的反射波与在界面521上产生的发送波的反射波在界面521上为相反相位的条件成为数学式13，第2层52的厚度d₂的优选的条件成为数学式14。

【数学式13】

Labc＝λ(N+1)+δ。

【数学式14】

电波从第1层51向第2层52入射时的布鲁斯特角θ_b1是tan^-1(n₂/n₁)。此时的向最内玻璃层121的入射角θ_a使用数学式10而由数学式15表示。

【数学式15】

同样，电波从第2层52向第3层53入射时的布鲁斯特角θ_b2是tan^-1(n₃/n₂)。此时的向最内玻璃层121的入射角θ_a由数学式16表示。

【数学式16】

在相对于最内玻璃层121的入射角θ_a比数学式15的角度和数学式16的角度中的任意角度都小的情况下，在界面522所产生的发送波的反射波和界面521所产生的发送波的反射波这双方中，不产生因与布鲁斯特角(Brewster's Angle)θ_b1、θ_b2之间的关系引起的相位的反转。在入射角θ_a比数学式15的角度和数学式16的角度中的任意角度都大的情况下，在界面522所产生的发送波的反射波和界面521所产生的发送波的反射波这双方中，产生因布鲁斯特角θ_b1、θ_b2之间的关系引起的相位的反转。在入射角θ_a采用数学式15的角度和数学式16的角度的中间值或者与任意角度相等的情况下，仅在界面522所产生的发送波的反射波和界面521所产生的发送波的反射波的一方中产生因与布鲁斯特角θ_b1、θ_b2之间的关系引起的相位的反转。

并且，在第2层52的折射率n₂比第1层51的折射率n₁大的情况下，在界面521所产生的发送波的反射波中产生因折射率的差异引起的相位的反转。在第3层53的折射率n₃比第2层52的折射率n₂大的情况下，在界面522所产生的发送波的反射波中产生因折射率的差异引起的相位的反转。由此，在第2层52的厚度d₂满足数学式17和数学式18所示的关系的情况下，抑制界面521上的发送波的反射。

【数学式17】

n₁＜n₂＜n₃或者n₁＞n₂＞n₃，

在θa取和的中间值或者与其中任一方相等的情况下，

【数学式18】

n₁＞n₂＜n₃或者n₁＜n₂＞n₃，

在θ_a比和中的任意一方都小或者比其中任意一方都大的情况下，

在θ_a取和的中间值或者与其中任一方相等的情况下，

只要界面522上产生的发送波的反射波与界面521上产生的发送波的反射波之间的相位的差处于(π±π/6)的范围，则更可靠地抑制发送波的反射。在该情况下，数学式17和数学式18分别由数学式19和数学式20表示。

【数学式19】

n₁＜n₂＜n₃或者n₁＞n₂＞n₃，

在θ_a取和的中间值或者与其中任一方相等的情况下，

【数学式20】

n₁＞n₂＜n₃或者n₁＜n₂＞n₃，

在θ_a取和的中间值或者与其中任一方相等的情况下，

垂直偏振波当以布鲁斯特角向对象物入射时，理想上在不会反射的情况下被引导到对象物内。但是，在夹心玻璃12的情况下，即使使垂直偏振波以布鲁斯特角或者接近布鲁斯特角的角度向最内玻璃层121入射，也未必以理想的角度向最外玻璃层122入射。该现象在最外玻璃层122中的电波的效率降低较大的情况下成为问题。在这样的情况下，需要适度地抑制因最内玻璃层121引起的电波的送出效率的降低，并且调整在最外玻璃层122中的电波的动作。

因此，上述条件式特别适合向最内玻璃层121的入射角θ_a接近于发送波从内侧空气层171向最内玻璃层121入射时的布鲁斯特角θ_b并且作为第2层52应用最外玻璃层122的情况。通常情况下，关于垂直偏振波向玻璃的入射效率，当入射角比最内玻璃层121的内表面上的布鲁斯特角θ_b大时，该入射效率会急剧地降低，当入射角比θ_b小时，该入射效率会平缓地降低。因此，在最内玻璃层121的内侧是空气层的情况下，优选相对于最内玻璃层121的入射角θ_a满足数学式21。

【数学式21】

(θb-10°)≤θa≤(θb+5°)。

上述第2层52的厚度d₂的优选的条件以发送波的相对于夹心玻璃12的垂直偏振成分比水平偏振成分大的情况为前提。在发送波的相对于夹心玻璃12的水平偏振成分比垂直偏振成分大或者与垂直偏振成分相等的情况下，基于与布鲁斯特角的关系的相位反转的影响变小。因此，在第2层52的厚度d₂满足数学式22和数学式23所示的关系的情况下，抑制了第2层52中的发送波的反射。在使2个反射波的相位之差处于(π±π/6)的范围的情况下，数学式22和数学式23按照数学式19和数学式20而变更。

【数学式22】

在n₁＜n₂＜n₃或者n₁＞n₂＞n₃的情况下，

【数学式23】

在n₁＞n₂＜n₃或者n₁＜n₂＞n₃的情况下，

优选最内玻璃层121的厚度与最外玻璃层122的厚度相等，最内玻璃层121的折射率与最外玻璃层122的折射率相等。由此，能够降低夹心玻璃12的设计和制造成本。

如图3所示，在天线部21的喇叭部的前面设置有天线罩25。天线罩25被设置为相对于喇叭部的中心轴线大致垂直。因此，发送波在主瓣的中心大致地垂直向天线罩25入射。具体而言，天线罩25多数情况下被设计为以70°以上且110°以下的角度与天线的主瓣的中心交叉。

在抑制天线罩25对电波的反射的情况下，也可以设天线罩25的内侧的空气层为第1层51、设天线罩25为第2层52、设天线罩25的外侧的空气层为第3层53，并应用上述数学式。即，在发送波相对于夹心玻璃12的垂直偏振成分比水平偏振成分大的情况下，应用数学式17、数学式18。在水平偏振成分比垂直偏振成分大的情况下，应用数学式22、数学式23。并且，容许到1/6波长的差的情况也是一样的。

由此，抑制天线罩25中的发送波的降低，还抑制收发的效率的降低。

另外，由于像本发明的发明者在毫米波段的电磁波时观测到的那样，毫米波段的电磁波在其他的频带时的折射率大幅不同，因此在评价上述的数学式时，必须使用相对于毫米波段的电波的折射率。并且，毫米波段的电波是指空气中的波长处于1mm到10mm的范围的电波。

图9是示出在夹心玻璃12的车厢13内侧的表面上设置了反射抑制层54的例子的图。在夹心玻璃12中，如果车厢13内侧的表面是玻璃层的表面(即，至少假想13内侧的表面被玻璃覆盖)，则可以采用其他的构造。反射抑制层54包含片状的介电体层541。后述说明介电体层541的详细情况。

图10和图11是示出安装于夹心玻璃12的雷达装置11的一部分和反射抑制层54的图。简化地示出雷达装置11。在图10和图11中，对于与图3至图5所示的结构要素相同的结构要素标注相同标号。在图10中示出从夹心玻璃12的前方观测车厢13内的情形。在天线部21中，作为发送天线部211而示出1个发送天线，作为接收天线部212而示出2个接收天线。在图11中示出雷达装置11、夹心玻璃12以及反射抑制层54的与夹心玻璃12大致垂直的截面。在图11中不区分图9所示的最内玻璃层121、中间树脂层123、最外玻璃层122而以1个层表示夹心玻璃12。

介电体层541粘接于夹心玻璃12的车厢13内侧的表面(即，后述的天线部21侧的表面)，与该表面紧贴。介电体层541只覆盖夹心玻璃12的一部分。沿着夹心玻璃12的表面的介电体层541的宽度越朝向下方越大。介电体层541是非晶质树脂片，例如变性聚苯醚(PPE)。介电体层541可以由其他的材料形成。优选在雷达装置11包含照相机的情况下，介电体层541是透明的。在对雷达装置11的功能不构成妨碍的情况下，介电体层541也可以是不透明的。

这里，反射抑制层54的折射率(即，介电体层541的折射率)比夹心玻璃12的最内玻璃层121的折射率小且比空气的折射率大。因此，假设与省略了介电体层541的情况下的夹心玻璃12的天线部21侧的表面上的反射率相比，介电体层541的天线部21侧的表面641上的反射以一定程度降低。另外，可以通过气泡或其他材料的导入来调整介电体层541的折射率。

关于介电体层541，也可以设内侧的空气层为第1层51，设介电体层541为第2层52，设最内玻璃层121为第3层53，并应用上述数学式17、数学式18或者数学式22、数学式23。并且，在容许到1/6波长的偏差的情况下也是一样的。这里的θ_a是发送天线的主瓣的中心处的发送波向反射抑制层54的入射角。由于夹心玻璃12与反射抑制层54平行(即，倾斜相同)，因此θ_a也是发送天线的主瓣的中心处的发送波的传播方向与夹心玻璃12的法线所成的角。

图12是示出对风挡中的电波的损失进行测定得到的结果的图。图12的纵轴表示透过风挡朝向外部的电波的单程中的损失，横轴表示方位角。图12中的粗线L11、L12表示设置了介电体层541的风挡中的损失，细线L21、L22表示省略了介电体层541的风挡中的损失。在线L11、L21中，方位角为0°时的入射角为55°，在线L12、L22中，方位角为0°时的入射角为85°。任意的入射角都比介电体层541的内侧的表面641上的布鲁斯特角大，介电体层541具有满足数学式14的条件的厚度。

根据图12可知，通过将介电体层541设置于风挡，损失得以降低。实际上，由于入射角随着方位角的增大而变化，因此损失也增大，而通过将介电体层541设置于风挡，在任意的方位角中都能够抑制损失。也可以与各方位角时的入射角配合地逐渐变更介电体层541的厚度。在该情况下，在预定的方位角的整个范围中，能够大幅地降低损失。在雷达装置11中在正面(即，方位角为0°)上要求高灵敏度，在侧方不要求那么高的灵敏度。出于这样的观点，即使介电体层541采用恒定的厚度也不存在问题。

如上述那样，车辆1在天线部21与夹心玻璃12之间具有紧贴在夹心玻璃12的表面上的介电体层541。介电体层541的折射率比夹心玻璃12的最内玻璃层121的折射率小且比空气的折射率大。并且，介电体层541具有这样的厚度：通过在夹心玻璃12的表面与介电体层541紧贴的界面上产生的发送波的反射波、同在介电体层541的天线部21侧的表面上产生的发送波的反射波的干涉，来抑制发送波的反射。由此，能够降低透过夹心玻璃12的发送波的损失，能够提高电波的收发效率。

优选发送天线的主瓣的中心处的发送波向反射抑制层54的入射角大于10°。换言之，能够使夹心玻璃12相对于发送天线的放射面大幅地倾斜。因此，能够在各种设计的车辆1的多种部位安装雷达装置11。

在反射抑制层54中，也可以设置与介电体层541的天线部21侧的表面紧贴的追加的介电体层。在图13的例子中，2个介电体层542、543层叠于介电体层541的表面641。以下，将介电体层541、542、543分别称为“外侧介电体层541”、“中间介电体层542”以及“内侧介电体层543”。中间介电体层542与外侧介电体层541的天线部21侧的表面641紧贴。优选中间介电体层542的折射率比外侧介电体层541的折射率小且比空气的折射率大。内侧介电体层543与中间介电体层542的天线部21侧的表面642紧贴。优选内侧介电体层543的折射率比中间介电体层542的折射率小且比空气的折射率大。

在反射抑制层54中，也可以设置4个以上的介电体层。在反射抑制层54包含多个介电体层的情况下，优选所有的介电体层的折射率比夹心玻璃12的最内玻璃层121的折射率小且比空气的折射率大。并且，在该多个介电体层中，优选越是接近天线部21的介电体层，折射率越小。

关于外侧介电体层541、中间介电体层542、内侧介电体层543各方，也可以设所关注的介电体层的内侧层为第1层51，设该介电体层为第2层52、设该介电体层的外侧层为第3层53，并应用上述数学式17、数学式18或者数学式22、数学式23。例如，中间介电体层542具有这样的厚度：通过在外侧介电体层541与中间介电体层542紧贴的界面上产生的发送波的反射波、同在中间介电体层542与内侧介电体层543紧贴的界面上所产生的发送波的反射波的干涉，来抑制发送波的反射。内侧介电体层543具有这样的厚度：通过在中间介电体层542与内侧介电体层543紧贴的界面上产生的发送波的反射波、同在内侧介电体层543的天线部21侧的表面上产生的发送波的反射波的干涉，来抑制发送波的反射。

包括夹心玻璃12在内，一般来说，关于内侧空气层171、至少1个介电体层、最内玻璃层121、中间树脂层123、最外玻璃层122、外侧空气层172中彼此相接触的任意的3个层的中间层，按照发送波的特性而应用数学式17、数学式18或者数学式22、数学式23，由此能够抑制发送波的反射。并且，在容许到1/6波长的偏差的情况下也是一样的。当然，这些条件也可以仅应用于某一层。θ_a是发送天线的主瓣的中心处的发送波向与内侧空气层171相接触的层的入射角。由于夹心玻璃12与反射抑制层54平行(即，倾斜相同)，因此无论反射抑制层54的有无，θ_a都能够表达为发送天线的主瓣的中心处的发送波的传播方向与夹心玻璃12的法线所成的角。

图14和图15是示出反射抑制层54a的其他例的图，示出安装于夹心玻璃12的雷达装置11的一部分和反射抑制层54a。图14和图15分别与图10和图11对应。

反射抑制层54a包含至少1个介电体层，呈板状。反射抑制层54a位于天线部21与夹心玻璃12之间，对天线部21的开口的前方进行覆盖。反射抑制层54a兼用作雷达装置11的天线罩。换言之，天线罩兼用作反射抑制层54a。以下，将反射抑制层54a称为“介电体罩54a”。介电体罩54a的介电体层由例如ABS树脂、聚碳酸酯树脂、间规聚苯乙烯树脂等形成。介电体罩54a具有挠性。

在介电体罩54a中设置有2个轴承549。2个轴承549在介电体罩54a的上部固定在天线部21侧的面上。天线部21包含1个轴承261。轴承261设置于天线部21的上部。轴承261位于在大致水平方向上排列的2个轴承549之间。2个轴承549和1个轴承261共有1个轴262。由此，介电体罩54a的上部被支承为能够相对于天线部21的上部旋转。例如，介电体罩54a相对于天线部21的角度以大约±10°可变。实际上，轴承261配置于接近夹心玻璃12的位置，轴262对介电体罩54a的上部施加朝向夹心玻璃12的压力。

在介电体罩54a上设置有下侧罩544和杆548。下侧罩544朝向天线部21的下部延伸。下侧罩544包含轴承545。杆548的末端与轴承545连接。通过轴承545将杆548支承为能够转动。杆548被插入于螺旋弹簧546。螺旋弹簧546的轴承545侧的一端固定于杆548。螺旋弹簧546的另一端与设置于天线部21的下部的支承部547接触。螺旋弹簧546对介电体罩54a的下部施加朝向夹心玻璃12的压力。其结果为，介电体罩54a挠曲，并且与夹心玻璃12的天线部21侧的面紧贴。

在介电体罩54a中，夹心玻璃12的天线部21侧的表面上所紧贴的介电体层具有这样的厚度：通过在夹心玻璃12的该表面与该介电体层紧贴的界面上产生的发送波的反射波、同在介电体层的天线部21侧的表面上产生的发送波的反射波的干涉，来抑制发送波的反射。换言之，在发送波的相对于介电体罩54a的垂直偏振成分比水平偏振成分大的情况下，该介电体层的厚度满足数学式17和数学式18所示的关系。在发送波的相对于介电体罩54a的水平偏振成分比垂直偏振成分大或者与垂直偏振成分相等的情况下，该介电体层的厚度满足数学式22和数学式23所示的关系。其结果为，能够降低透过夹心玻璃12的发送波的损失，能够提高电波的收发效率。并且，在介电体罩54a包含多个介电体层的情况下，对于各介电体层也是一样的。

另外，由于像已描述的那样，毫米波段的电磁波的折射率与其他的频带时的折射率大幅不同，因此在评价上述的数学式时，必须使用针对毫米波段电波的折射率。

在上述车辆1中能够进行各种变形。

例如，也可以兼用发送天线和接收天线。也可以在1个发送天线上设置有变更天线方向图的机构，而从1个发送天线将第1发送波和第2发送波送出。并且，也可以在1个接收天线上设置改变接收天线方向图的机构而实现附近监视模式和远方监视模式。换言之，也可以使天线部21所具有的天线的数量为1，天线部21具有至少1个天线。当然，优选天线部21包含多个天线。

只要多个接收天线215包含在横向上排列的部位，也可以包含在纵向上排列的部位。例如，多个接收天线215也可以二维排列。

雷达装置11的安装对象不限于前玻璃。也可以将雷达装置11安装于后玻璃，进行后方监视。安装位置不限定于玻璃上。

在雷达装置11中，沿大致水平方向将发送波送出，反射波沿大致水平方向返回。因此，也可以在夹心玻璃12的外部侧的面上设置有相同的反射抑制层。

车辆1不限于乘用车，也可以是卡车、火车等各种用途的车辆。此外，不限于有人驾驶的车辆，也可以是工厂内的无人搬运车等无人驾驶车辆。

上述实施方式和各变形例的结构只要不相互矛盾就可以适当组合。

虽然对发明进行详细的描写并说明，但已描述的说明是例示，并没有被限定。因此，只要不脱离本发明的范围，可以采用多种变形或方式。

包括本发明的雷达装置的车辆可以作为各种用途的车辆来使用。

Claims

1.一种车辆，其具有：

车体；

驱动机构，其使所述车体移动；

夹心玻璃，其被固定于所述车体，位于车厢内与外部之间；以及

车载用雷达装置，其被直接地或者间接地固定于所述夹心玻璃的内表面、或者后视镜、或者顶棚，其中所述后视镜被配置于所述内表面的内侧，

所述夹心玻璃包括最内玻璃层、最外玻璃层以及夹在所述最内玻璃层与所述最外玻璃层之间的中间树脂层，

所述车载用雷达装置具有天线部，该天线部从所述最内玻璃层的内侧向所述最外玻璃层的外侧发送作为毫米波段电波的发送波，接收从所述最外玻璃层的外侧向所述最内玻璃层的内侧入射的接收波，

所述天线部包括发送所述发送波的发送天线，

所述发送波的相对于所述夹心玻璃的垂直偏振成分比水平偏振成分大，

设所述发送天线的主瓣的中心处的所述发送波的传播方向与所述夹心玻璃的法线所成的角为θ_a，

设从所述最内玻璃层的内侧的空气层、所述最内玻璃层、所述中间树脂层、所述最外玻璃层以及所述最外玻璃层的外侧的空气层中选择出的、彼此相接触的3层的折射率从内侧层起为n₁、n₂、n₃，设中央层的厚度为d₂，设N为0以上的整数，λ为空气中的所述发送波的波长，满足下述的数学式：

【数学式1】

n₁＜n₂＜n₃或者n₁＞n₂＞n₃，

在θ_a取和的中间值或者与其中任一方相等的情况下，

【数学式2】

n₁＞n₂＜n₃或者n₁＜n₂＞n₃，

在θ_a取和的中间值或者与其中任一方相等的情况下，

2.根据权利要求1所述的车辆，其中，

所述最内玻璃层的厚度与所述最外玻璃层的厚度相等，所述最内玻璃层的折射率与所述最外玻璃层的折射率相等。

3.根据权利要求1所述的车辆，其中，

所述3层中的中央层为所述最外玻璃层，

设所述最内玻璃层的内表面上的所述电波的布鲁斯特角为θ_b，满足下述数学式26，

【数学式26】

(θb-10°)≤θa≤(θb+5°)。

4.根据权利要求2所述的车辆，其中，

所述3层中的中央层为所述最外玻璃层，

【数学式26】

(θb-10°)≤θa≤(θb+5°)。

5.根据权利要求1所述的车辆，其中，

所述天线部包括发送放射方向图与所述发送波不同的其他发送波的其他发送天线。

6.根据权利要求1所述的车辆，其中，

所述中间树脂层是聚乙烯醇缩丁醛。

7.根据权利要求1所述的车辆，其中，

所述天线部所具有的至少1个天线是喇叭天线、透镜天线、印刷天线、微带天线或者缝隙天线。

8.根据权利要求1所述的车辆，其中，

所述天线部所具有的所有的天线都是喇叭天线。

9.根据权利要求1所述的车辆，其中，

该车辆还具有反射抑制层，该反射抑制层包括紧贴在所述夹心玻璃的所述天线部侧的表面上的介电体层，

所述介电体层的折射率比所述最内玻璃层的折射率小且比空气的折射率大，

所述介电体层具有这样的厚度：通过在所述夹心玻璃的表面与所述介电体层紧贴的界面上所产生的所述发送波的反射波、同在所述介电体层的所述天线部侧的表面上产生的所述发送波的反射波的干涉，来抑制所述发送波的反射。

10.根据权利要求1所述的车辆，其中，

所述介电体层具有这样的厚度：通过在所述夹心玻璃的表面与所述介电体层紧贴的界面上所产生的所述发送波的反射波、同在所述介电体层的所述天线部侧的表面上产生的所述发送波的反射波的干涉，来抑制所述发送波的反射,

所述反射抑制层包括与所述介电体层的所述天线部侧的表面紧贴的另一介电体层，

所述另一介电体层具有这样的厚度：通过所述介电体层与所述另一介电体层紧贴的界面上产生的所述发送波的反射波、同在所述另一介电体层的所述天线部侧的表面上产生的所述发送波的反射波的干涉，来抑制所述发送波的反射。

11.根据权利要求1所述的车辆，其中，

所述另一介电体层的折射率比所述介电体层的折射率小且比空气的折射率大。

12.根据权利要求1所述的车辆，其中，

所述发送天线的主瓣的中心处的所述发送波向所述反射抑制层的入射角大于10度。

13.根据权利要求1所述的车辆，其中，

该车辆具有天线罩，该天线罩位于所述天线部与所述夹心玻璃之间，并覆盖所述天线部的前方，

所述天线罩兼用作所述反射抑制层。

14.一种车辆，其具有：

车体；

驱动机构，其使所述车体移动；

车载用雷达装置，其被直接地或者间接地固定于所述夹心玻璃的内表面、或者后视镜、或者顶棚，所述后视镜被配置于所述内表面的内侧，

所述天线部包括发送所述发送波的发送天线，

所述发送波的相对于所述夹心玻璃的水平偏振成分比垂直偏振成分大，

【数学式3】

在n₁＜n₂＜n₃或者n₁＞n₂＞n₃的情况下，

【数学式4】

在n₁＞n₂＜n₃或者n₁＜n₂＞n₃的情况下，

15.根据权利要求14所述的车辆，其中，

16.根据权利要求14所述的车辆，其中，

所述中间树脂层是聚乙烯醇缩丁醛。

17.根据权利要求14所述的车辆，其中，

18.根据权利要求14所述的车辆，其中，

所述天线部所具有的所有的天线都是喇叭天线。

19.根据权利要求14所述的车辆，其中，

20.根据权利要求14所述的车辆，其中，

21.根据权利要求14所述的车辆，其中，

所述另一介电体层具有这样的厚度：通过所述介电体层与所述另一介电体层紧贴的界面上产生的所述发送波的反射波、同在所述另一介电体层的所述天线部侧的表面上产生的所述发送波的反射波的干涉，来抑制所述发送波的反射,

22.根据权利要求14所述的车辆，其中，

23.根据权利要求14所述的车辆，其中，

所述天线罩兼用作所述反射抑制层。