DE112005000892B4

DE112005000892B4 - Antennenvorrichtung und Radarvorrichtung, die dieselbe verwendet

Info

Publication number: DE112005000892B4
Application number: DE112005000892T
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Nagaokakyo Nagai
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2025-04-01
Also published as: JPWO2005114786A1; JP4337877B2; US7271778B1; DE112005000892T5; WO2005114786A1

Abstract

Eine Antennenvorrichtung mit
einem um eine Drehachse drehbaren Primärstrahler (1), mit dem bei seiner Drehung ein Signal in einer von der Richtung der Drehachse abweichenden Richtung abstrahlbar ist, und
einem Reflektor (2), der ausgebildet ist, um das von dem Primärstrahler ausgestrahlte Signal durch Reflexion in eine Abstrahlrichtung der Antennenvorrichtung umzulenken und um ein von einem Ziel reflektiertes Signal durch Reflexion zu dem Primärstrahler (1) umzulenken;
wobei die Richtung der Drehachse und die Abstrahlrichtung der Antennenvorrichtung im Wesentlichen miteinander übereinstimmen;
wobei die Strahlrichtung des Primärstrahlers (1) einen Winkel von nicht weniger als 30° mit der Richtung der Drehachse bildet; und
wobei der Reflektor (2) als Schüssel-förmiger Reflektor ausgebildet ist, der eine Öffnungsoberfläche aufweist, die zur Abstrahlrichtung der Antennenvorrichtung geöffnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antennenvorrichtung, die eine Strahlbildung durchführt, indem sie ein Signal ausstrahlt, während sie einen Primärstrahler mechanisch dreht, und indem sie es durch einen Reflektor in eine vorbestimmte Richtung reflektiert, und auf eine Radarvorrichtung, die ein Ziel in einer Senderichtung unter Verwendung derselben erfasst.
Stand der Technik
Herkömmlicherweise erzeugt die auf einem Fahrzeug befindliche Radarvorrichtung mittels einer Strahlbildung ein Millimeterwellensignal zur Zielerfassung, um es dadurch an eine Erfassungsrichtung zu senden, und empfängt ein reflektiertes Signal von dem Ziel (hiernach wird dieses Signal als „Ziel-reflektiertes Signal” bezeichnet), um dadurch das Ziel in einer Erfassungsrichtung zu erfassen. Eine derartige Radarvorrichtung umfasst einen Primärstrahler, der ein Millimeterwellensignal von einer vorbestimmten Strahlungsoberfläche aussendet, und einen Reflektor, der bewirkt, dass das von dem Primärstrahler ausgestrahlte Signal zu der Erfassungsrichtung reflektiert wird, oder der das Zielreflektierte Signal von der Erfassungsrichtung reflektiert, um es dadurch zu dem Primärstrahler zu leiten. Ferner muss bei der Radarvorrichtung, um ein Ziel zu erfassen, das eine vorbestimmte Breite in der Erfassungsrichtung aufweist, der Strahl des Millimeterwellensignals veranlasst werden, in einer vorbestimmten Richtung, z. B. in einer horizontalen Richtung, zu scannen bzw. abzutasten. Zu diesem Zweck verwendet eine herkömmliche Radarvorrichtung ein elektronisches Abtastverfahren zum elektrischen Abtasten des Strahls des zu sendenden Millimeterwellensignals, wobei eine phasengesteuerte Antenne verwendet wird, oder sie verwendet ein mechanisches Abtastverfahren zum mechanischen Abtasten des Strahls des zu sendenden Millimeterwellensignals, indem der Primärstrahler oder Reflektor gedreht/bewegt wird.
Wie in der Patentschrift 1 gezeigt ist, ist bei der Radarvorrichtung, die das herkömmliche mechanische Abtastverfahren verwendet, die Richtung, die zu einer Strahlensenderichtung senkrecht ist, zu der Richtung einer Drehwelle von Primärstrahlern gemacht, und Primärstrahler sind auf der Umfangsoberflächenseite der Drehwelle, von der Drehwelle zur Außenseite derselben hin, angeordnet. Ferner ist ein Reflektor über einen vorbestimmten Winkelbereich in einer Position, die einen vorbestimmten Abstand von der Drehwelle aufweist, angeordnet. Die Form dieses Reflektors ist so entworfen, dass ein Millimeterwellensignal innerhalb eines gewünschten Abtastbereichs gesendet wird. Bei einer derartigen Radarvorrichtung wird dadurch, dass bewirkt wird, dass das von den Primärstrahlern ausgestrahlte Signal durch den Reflektor reflektiert wird, ein Sendestrahl gebildet, der eine Richtwirkung ein einer vorbestimmten Richtung aufweist. Durch Drehen des Primärstrahlers durch die Drehwelle wird die Strahlungsrichtung einer von dem Primärstrahler ausgestrahlten elektrischen Welle gedreht, und die Reflexionsrichtung der elektrischen Welle wird an dem Reflektor verändert, wodurch der Sendestrahl mit einer vorbestimmten Intensität zum Abtasten innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs gebildet wird.

Patentschrift 1: Japanische Patentschrift Nr. 2693497

Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme Jedoch besteht bei einer Antennenvorrichtung für die Radarvorrichtung, die das in der Patentschrift 1 gezeigte herkömmliche mechanische Abtastverfahren verwendet, zum Zweck, einen Strahl in der Vorwärtsrichtung der Antennenvorrichtung zu bilden, der Primärstrahler zwischen dem Reflektor und der Erfassungsregion vor der Antenne, und gleichzeitig ist die Form des Reflektors dahin gehend konfiguriert, einem Abschnitt von nicht mehr als einer halbkreisförmigen Oberfläche der Seite, die zu der Vorwärtsrichtung der Antennenvorrichtung entgegengesetzt ist, in der Umfangsoberfläche, die an dem Primärstrahler zentriert ist, zu entsprechen. Folglich wird, wenn sich der Primärstrahler bis nach oben zu der Vorderseite der Antennenvorrichtung, d. h. nach oben bis zu der Seite, wo der Reflektor nicht vorhanden ist, dreht, das Millimeterwellensignal von dem Primärstrahler direkt zu der Erfassungsregion befördert, ohne dass es durch eine Strahlbildung erzeugt wird, und somit ist die Signalintensität so niedrig, dass dieses Signal nicht als Signal zur Erfassung verwendet werden kann. Folglich ist das ausgestrahlte Signal, während der Primärstrahler nicht dem Reflektor gegenüberliegt, verschwendet, was zu einer Verringerung der Nutzungseffizienz, d. h. der Strahlungseffizienz des Primärstrahlers, führt. Da also eine Erfassung nicht durchgeführt werden kann, während der Primärstrahler nicht der Reflektorseite zugewandt ist, ist die Erfassungseffizienz verringert.
Aus der DE 1 541 542 A ist eine Antennenvorrichtung bestehend aus einer ringförmigen Rotationsparaboloidantenne und einer Erregeranordnung für diese Rotatationsparaboloidantenne bekannt. Die Erregeranordnung hat einen im Bereich des Brennkreises des Rotationsparaboloids angeordneten ringförmigen Hilfsreflektor in Form eines Rotationshyperboloids, sowie eine im Scheitelbereich des Rotationsparaboloids angeordnete und das Rotationsparaboloid über den Hilfsreflektor ausleuch tende Erregeranordnung in Form eines Primärstrahlers. Das Rotationsparaboloid ist derart angeordnet, dass die Antennenvorrichtung eine in horizontaler Richtung um das Rotationsparaboloid herum rotierende Strahlungskeule abgibt.
Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Antennenvorrichtung, die eine hervorragende Strahlungseffizienz aufweist, und eine Radarvorrichtung zu liefern, die mit derselben ausgestattet ist und eine hervorragende Erfassungseffizienz aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Antennenvorrichtung nach Anspruch 1 und eine Radarvorrichtung nach Anspruch 5 gelöst.
Mittel zum Lösen der Probleme
Die vorliegende Erfindung liefert eine Antennenvorrichtung, die einen Primärstrahler, der, während er sich dreht, ein Signal in einer Richtung ausstrahlt, die sich von der Richtung einer Drehachse unterscheidet; und einen Reflektor umfasst, der das durch den Primärstrahler ausgestrahlte Signal reflektiert, um es dadurch in einer Strahlsenderichtung der Antennenvorrichtung zu führen, und der ein Zielreflektiertes Signal von der Strahlsenderichtung reflektiert, um es dadurch zu dem Primärstrahler zu führen, wobei der Primärstrahler in einer derartigen Lage angeordnet ist, dass die Drehachsenrichtung und die Strahlsenderichtung im Wesentlichen miteinander übereinstimmen, und gleichzeitig in einer derartigen Lage, dass die Strahlungsrichtung des Primärstrahlers einen Winkel von nicht weniger als 30 Grad mit der Drehachsenrichtung bildet; und wobei der Reflektor als schüsselförmiger Reflektor gebildet ist, der den Primärstrahler bedeckt und der eine Öffnungsoberfläche aufweist, die zu der Strahlsenderichtung geöffnet ist.
Bei dieser Anordnung bildet die Mitte der Strahlungsrichtung eines von dem Primärstrahler ausgestrahlten Signals einen vorbestimmten Winkel mit der Strahlsenderichtung der Antennenvorrichtung, d. h. sie sind nicht parallel zueinander. Das ausgestrahlte Signal wird durch den Reflektor reflektiert und einer Strahlbildung unterzogen, um dadurch in der Strahlsenderichtung befördert zu werden. Zu diesem Zeitpunkt sind die Drehachsenrichtung des Primärstrahlers und die Strahlsenderichtung im Wesentlichen parallel zueinander, und gleichzeitig ist um den gesamten Umfang der Drehwelle des Primärstrahlers herum außerhalb der Umfangsoberfläche der Drehwelle des Primärstrahlers der Reflektor vorhanden, so dass das von dem Primärstrahler ausgestrahlte Signal ungeachtet des Drehwinkels des Primärstrahlers einer Strahlbildung unterzogen und in der Strahlsenderichtung weitergeleitet wird.
Die Antennenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ferner eine Drehleistungserzeugungseinrichtung zum Drehen des Primärstrahlers.
Bei dieser Anordnung wird dadurch, dass der Primärstrahler durch die Drehleistungserzeugungseinrichtung weiter gedreht wird, kontinuierlich ein Signal aus dem Primärstrahler ausgestrahlt und durch den Reflektor reflektiert, um dadurch einen Sendestrahl zu bilden. Das heißt, dass kontinuierlich ein Strahl in der Strahlsenderichtung gesendet wird.
Die Antennenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ferner eine Ummantelung, in der sich der Primärstrahler und der Reflektor befinden.
Bei dieser Anordnung ist durch das Bereitstellen der Ummantelung jeder Teil der Antennenvorrichtung vor einer äußeren Umgebung geschützt.
Bei der Antennenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Ummantelung und der Reflektor zu einer einzigen Einheit integriert.
Bei dieser Anordnung ist dadurch, dass der Reflektor und die Ummantelung zu einer einzigen Einheit integriert sind, die Anzahl von Elementen, die einen Bestandteil der Antennenvorrichtung bilden, verringert.
Eine Radarvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Beliebige der oben beschriebenen Antennenvorrichtungen; und eine Erfassungssignalerzeugungseinrichtung, die ein durch den Primärstrahler ausgestrahltes Signal erzeugt und die unter Verwendung des durch den Primärstrahler ausgestrahlten Signals und des durch den Primärstrahler geführten Ziel-reflektierten Signals ein Erfassungssignal erzeugt.
Bei dieser Anordnung wird durch Verwendung der oben beschriebenen Antennenvorrichtung der Sendestrahl des Signals zur Erfassung auf kontinuierliche Weise gebildet, und gleichzeitig wird das Zielerfassungssignal auf kontinuierliche Weise empfangen, wodurch eine Radarvorrichtung gebildet wird, die kontinuierlich eine gewünschte Erfassungsregion erfasst.
Vorteile
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann außerhalb der Umfangsoberfläche der Drehwelle des Primärstrahlers das aus dem Primärstrahler ausgestrahlte Signal ungeachtet des Drehwinkels des Primärstrahlers einer Strahlbildung unterzogen werden, da der Reflektor um den gesamten Umfang der Drehwelle des Primärstrahlers herum existiert. Dadurch wird ermöglicht, die Nutzungseffizienz des Primärstrahlers zu verbessern und eine Antennenvorrichtung zu bilden, die eine hervorragende Strahlungseffizienz aufweist.
Dadurch, dass der Primärstrahler gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Drehleistungserzeugungseinrichtung weiterhin gedreht wird, kann aus dem Primärstrahler kontinuierlich ein Signal ausgestrahlt werden, um dadurch einer Strahlbildung unterzogen zu werden. Das heißt, es ist möglich, einen Strahl des Signals zur Erfassung in der Strahlsenderichtung auf kontinuierliche Weise zu senden und eine Antennenvorrichtung zu bilden, die eine hervorragende Strahlungseffizienz aufweist.
Ferner ist durch das Bereitstellen der Ummantelung gemäß der vorliegenden Erfindung jeder Abschnitt der Antennenvorrichtung vor der äußeren Umgebung geschützt. Dies hat den Effekt, dass eine hervorragende Strahlungseffizienz vorliegt, und ermöglicht ferner, dass eine Antennenvorrichtung gebildet wird, die eine hervorragende Beständigkeit aufweist.
Überdies ist gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, dass der Reflektor und die Ummantelung zu einer einzigen Einheit integriert sind, die Anzahl von Elementen, die einen Bestandteil der Antennenvorrichtung bilden, verringert. Dies erzeugt den Effekt, dass man eine hervorragende Strahlungseffizienz und ferner eine hervorragende Beständigkeit hat, und dies ermöglicht die Bildung einer kostengünstigen Antennenvorrichtung, die leicht herzustellen ist.
Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung durch Verwendung der oben beschriebenen Antennenvorrichtung eine Radarvorrichtung gebildet werden, die eine gewünschte Erfassungsregion auf effiziente und kontinuierliche Weise erfasst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Außenansicht, die einen schematischen Aufbau einer Antennenvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine seitliche Schnittansicht, die einen schematischen Aufbau einer Antennenvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
3 ist eine Seitenansicht, die eine relative Positionsbeziehung zwischen einem Primärstrahler und einem Reflektor zeigt.
4 ist eine Seitenansicht, die eine relative Positionsbeziehung zwischen dem Primärstrahler und Reflektor zeigt.
5 ist eine Darstellung, die Formen diverser Primärstrahler zeigt.
6 ist eine Seitenansicht, die einen schematischen Aufbau einer Antennenvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist eine Seitenansicht, die einen schematischen Aufbau einer Antennenvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist ein Blockdiagramm, das einen schematischen Aufbau einer Antennenvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

1: Primärstrahler
11: Strahlungsabschnitt
12: Sendeabschnitt
2: Reflektor
3: Drehgelenk
4: Motor
5: Wellenleiter
100: Antennenvorrichtung
200: Zirkulator
300: Mischer
400: Koppler
401: nicht-reflektierender Terminator
500: VCO (spannungsgesteuerter Oszillator)
600: LNA (rauscharmer Verstärker)

Bester Modus zum Durchführen der Erfindung
Unter Bezugnahme auf 1 bis 5 wird die Antennenvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 ist eine perspektivische Außenansicht, die einen schematischen Aufbau einer Antennenvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
2 ist eine seitliche Schnittansicht, die einen schematischen Aufbau einer Antennenvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt. Bei 1 und 2 geben fette durchgezogene Linien mit Pfeilen jeweils die Vorwärtsrichtung der Antenne an, und gepunktete Linien mit Pfeilen geben die Strahlungsrichtung eines Millimeterwellensignals bzw. die Senderichtung des aus diesem Millimeterwellensignal bestehenden Sendestrahls an.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, umfasst die Antennenvorrichtung einen Primärstrahler 1, einen Reflektor 2, ein Drehgelenk 3, einen Motor 4 (der bei der vorliegenden Erfindung einer „Drehleistungserzeugungseinrichtung” entspricht) und einen Wellenleiter 5.
Der Primärstrahler 1 umfasst einen Sendeabschnitt 12, der aus einem zylindrischen Wellenleiter mit einem vorbestimmten Durchmesser gebildet ist, der sich in einer zu der Vorwärtsrichtung der Antennenvorrichtung parallelen Richtung erstreckt, und einen Strahlungsabschnitt 11 der Form eines rechteckigen Horns, der sich in einer zu der oben beschriebenen Vorwärtsrichtung senkrechten Richtung erstreckt. Der Strahlungsabschnitt 11 verwendet eine Endfläche mit einem größeren Öffnungsbereich des rechteckigen Horns als Strahlungsoberfläche und verwendet eine Endfläche mit einem kleineren Öffnungsbereich als Verbindungsoberfläche bezüglich des Sendeabschnitts 12. Der Strahlungsabschnitt 11 ist an einer Position, die von einem Ende des Sendeabschnitts 12 eine vorbestimmte Entfernung aufweist, mit dem Sendeabschnitt 12 verbunden. Hier sind der Strahlungsabschnitt 11 und der Sendeabschnitt 12 miteinander verbunden, so dass die Erstreckungsrichtung des Strahlungsabschnitts 11 und die des Sendeabschnitts 12 einander orthogonal schneiden. Dadurch stellt die Erstreckungsrichtung des Strahlungsabschnitts 11 des Primärstrahlers 1 eine zu der Vorwärtsrichtung der Antennenvorrichtung senkrechte Richtung dar, und die Strahlungsoberfläche des Primärstrahlers 1 stellt eine Oberfläche dar, die zu der Richtung senkrecht ist, die zu der Vorwärtsrichtung der Antennenvorrichtung senkrecht ist. Folglich wird die Mitte der Strahlungsrichtung eines von dem Primärstrahler 1 ausgestrahlten Signals zu der Richtung, die zu der Vorwärtsrichtung der Antennenvorrichtung senkrecht ist. Hier kann der Sendeabschnitt 12 durch eine Koaxialleitung oder eine dielektrische Leitung mit kreisförmigen Querschnitt gebildet sein.
Das Ende, mit dem der Strahlungsabschnitt 11 des Sendeabschnitts 12 bei dem Primärstrahler 1 nicht verbunden ist, ist durch ein Drehgelenk 3 drehbar mit einem Wellenleiter 5 verbunden, dessen Mittenachse in ihrer Erstreckungsrichtung mit der des Sendeabschnitts 12 übereinstimmt. Dagegen ist an dem Ende, mit dem der Strahlungsabschnitt 11 des Sendeabschnitts 12 verbunden ist, ein Motor 4 vorgesehen, der den Primärstrahler 1 dreht, wobei die Mittenachse des Sendeabschnitts 12 die Drehachse A ist. Dadurch strahlt der Primärstrahler 1 ein Signal in einer bezüglich der Vorwärtsrichtung der Antennenvorrichtung senkrechten Richtung (der zu der oben beschriebenen Drehachse A parallelen Richtung) aus, die sich gleichzeitig um eine Richtung gemäß dem Drehwinkel zentriert. Das heißt, durch Drehen des Primärstrahlers 1 unter Verwendung des Motors 4 kann das Signal in Richtungen zu der gesamten Peripherie einer Oberfläche ausgestrahlt werden, die zu der Vorwärtsrichtung der Antennenvorrichtung senkrecht sind.
Der Reflektor 2 ist ein schüsselförmiger Reflektor, der durch ein graduelles Variieren des Durchmessers eines Kreises um die Drehachse des Primärstrahlers 1 herum entlang der Drehachsenrichtung gebildet wird. Im Einzelnen ist der Reflektor 2 so gebildet, dass der Durchmesser des Kreises graduell von der Seite des Drehgelenks 3 zu der Seite des Motors 4 hin zunimmt, d. h. von der Rückseite der Antennenvorrichtung hin zu der Vorderseite derselben zunimmt, wobei die Vorderseite derselben als Öffnungsoberfläche gebildet ist. Ferner ist der Reflektor 2 zu einer vorbestimmten gekrümmten Form gebildet, um ein durch den Primärstrahler 1 ausgestrahltes Signal zu reflektieren, um es dadurch in einer vorbestimmten Richtung in einer Erfassungsregion in der Vorwärtsrichtung der Antennenvorrichtung einer Strahlbildung zu unterziehen, und ferner ist der Reflektor 2 in einer vorbestimmten Lage bezüglich des Primärstrahlers 1 angeordnet. Dadurch reflektiert der Reflektor 2 ungeachtet des Drehwinkels des Primärstrahlers 1 das durch den Primärstrahler 1 ausgestrahlte Signal, um es dadurch einer Strahlbildung zu unterziehen.
Bei der Antennenvorrichtung mit einem derartigen Aufbau wird, wenn ein Millimeterwellensignal zur Erfassung mittels des Wellenleiters 5 gesendet werden soll, das Millimeterwellensignal an den Sendeabschnitt 12 des Primärstrahlers 1 gesendet und von der Strahlungsoberfläche des Strahlungsabschnitts 11 abgestrahlt, wobei die zu der Vorwärtsrichtung der Antennenvorrichtung senkrechte Richtung als Mitte der Strahlungsrichtung dient. Das von der Strahlungsoberfläche des Primärstrahlers 1 abgestrahlte Millimeterwellensignal wird ungeachtet des Drehwinkels des Primärstrahlers 1 durch den Reflektor 2 reflektiert. Da der Primärstrahler 1 kontinuierlich durch den Motor 4 gedreht wird, wird das durch den Primärstrahler 1 ausgestrahlte Millimeterwellensignal hier kontinuierlich durch den Reflektor 2 reflektiert. Dadurch, dass sich der Primärstrahler 1 über die gesamte Peripherie dreht, während er das Millimeterwellensignal ausstrahlt, wird ein Strahl gebildet, der eine vorbestimmte Ausbreitung zum Erfassen eines gewünschten Vorwärtsbereichs aufweist, wie durch eine gepunktete Linie in 1 angegeben ist.
Wenn in der Erfassungsrichtung in der Antennenvorwärtsrichtung ein Ziel existiert, wird das gesendete Millimeterwellensignal durch den durch den Reflektor 2 gebildeten Strahl von dem Ziel abreflektiert und in der Antennenvorrichtungsrichtung gesendet. Dieses Ziel-reflektierte Signal wird durch den Reflektor 2 reflektiert und durch die Strahlungsoberfläche des Primärstrahlers 1 auf konzentrierte Weise empfangen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ziel-reflektierte Signal, da der Reflektor 2 um die gesamte Peripherie des Primärstrahlers 1 herum vorliegt, ungeachtet des Drehwinkels des Primärstrahlers 1 auf zuverlässige Weise geführt. Das Ziel-reflektierte Signal wird durch den Strahlungsabschnitt 11 und den Sendeabschnitt 12 des Primärstrahlers 1 gesendet, und nachdem es durch den Wellenleiter 5 geführt wurde, wird es aus dem Wellenleiter 5 an eine externe Schaltung ausgegeben.
Wie oben beschrieben wurde, ermöglicht es die Verwendung der Anordnung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, ein Millimeterwellensignal, das durch den Primärstrahler 1 ausgestrahlt wird, während seiner Drehung ohne Unterbrechung weiterhin zu reflektieren und den Sendestrahl kontinuierlich in die gewünschte Erfassungsregion zu senden. Dadurch kann eine Antennenvorrichtung mit einer hervorragenden Strahlungseffizienz gebildet werden. Ferner kann das Ziel-reflektierte Signal ungeachtet des Drehwinkels des Primärstrahlers 1 auf zuverlässige Weise über die gesamte Peripherie empfangen werden. Dies ermöglicht, dass eine Antennenvorrichtung gebildet wird, die eine hervorragende Empfangseffizienz aufweist.
Bei der obigen Beschreibung wurde der Fall, bei dem die Strahlungsrichtung des Primärstrahlers (d. h. die Erstreckungsrichtung des Strahlungsabschnitts 11) senkrecht zu der Richtung der Drehachse A (d. h. der Vorwärtsrichtung der Antennenvorrichtung) ist, erläutert, wie jedoch in 3 gezeigt ist, kann der Winkel zwischen der Strahlungsrichtung und der Richtung der Drehachse A ein spitzer Winkel sein, der praktisch nicht null ist, z. B. ein Winkel von nicht weniger als 30° und weniger als 90°. Wenn der Winkel zwischen der Strahlungsrichtung und der Drehachse A auf einen Winkel von weniger als 30° verringert wird, wird die Größe des Reflektors zu groß, um einen Strahl innerhalb des vorbestimmten Erfassungsbereichs auszustrahlen.
3 ist eine Seitenansicht, die eine relative Positionsbeziehung zwischen dem Primärstrahler und dem Reflektor zeigt. Bei 3 gibt eine fette durchgezogene Linie mit einem Pfeil die Vorwärtsrichtung der Antenne an. Anhand dieser Anordnung nimmt die Flexibilität des Entwurfs einer Brennweite, einer Tiefe, eines Durchmessers des Reflektors 2 zu, wodurch die Flexibilität des Layouts des Primärstrahlers und Reflektors erhöht wird. Folglich kann ohne weiteres eine Antennenvorrichtung gebildet werden, die eine gewünschte Antennencharakteristik aufweist.
Ferner wurde in der obigen Beschreibung der Fall dargelegt, bei dem der Reflektor 2 in einer derartigen Lage angeordnet ist, dass die Öffnungsoberfläche des Reflektors 2 und die Drehachse A des Primärstrahlers 1 einander orthogonal schneiden, wie jedoch in 4 gezeigt ist, kann der Reflektor 2 so angeordnet sein, dass die Öffnungsoberfläche des Reflektors 2 und die Drehachse A einen vorbestimmten Winkel bilden, der kein rechter Winkel ist. Hier ist 4 eine Seitenansicht, die eine relative Positionsbeziehung zwischen dem Primärstrahler und Reflektor zeigt. Bei 4 gibt eine fette durchgezogene Linie mit einem Pfeil die Vorwärtsrichtung der Antenne an. Anhand dieser Anordnung nimmt die Flexibilität beim Layout des Reflektors zu. Folglich kann ohne weiteres eine Antennenvorrichtung gebildet werden, die eine gewünschte Antennencharakteristik aufweist.
Ferner wurde bei der obigen Beschreibung der Fall erläutert, bei dem die Form des Primärstrahlers eine rechteckige Form ist, jedoch können auch Strahler mit verschiedenen Formen, wie sie in 5 gezeigt sind, verwendet werden.
Hier zeigt 5 Formen verschiedener Primärstrahler, wobei (a) einen Strahler einer Form eines kreisförmigen Horns zeigt, (b) einen Dielektrischer-Stab-Strahler zeigt, (c) eine Patch-Antenne zeigt und (d) eine Schlitzantenne zeigt.
Die Verwendung der Primärstrahler bei derartigen Anordnungen ermöglicht ebenfalls, dass der oben beschriebene Effekt bewirkt wird.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 eine Antennenvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
6 ist eine Seitenansicht, die einen schematischen Aufbau der Antennenvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt. Bei 6 gibt eine fette durchgezogene Linie mit einem Pfeil die Vorwärtsrichtung der Antenne an.
Wie in 6 gezeigt ist, ist bei der Antennenvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Primärstrahler so angeordnet, dass die Richtung der Drehachse A einen vorbestimmten Winkel mit einer horizontalen Richtung bildet, und die anderen Konstruktionen sind dieselben wie diejenigen der bei dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigten Antennenvorrichtung. Bei einer derartigen Anordnung ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass die Flexibilität der relativen Lage zwischen dem Primärstrahler und Reflektor, d. h. die Flexibilität des Layouts jedes einen Bestandteil der Antennenvorrichtung bildenden Elements, verbessert wird.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 7 eine Antennenvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
7 ist eine Seitenansicht, die einen schematischen Aufbau der Antennenvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt. Bei 7 gibt eine fette durchgezogene Linie mit einem Pfeil die Vorwärtsrichtung der Antenne an.
Wie in 7 gezeigt ist, weist die Antennenvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Ummantelung 20 auf, die den Primärstrahler 1, den Reflektor 2, das Drehgelenk 3, den Motor 4 und den Wellenleiter 5 beinhaltet, und die anderen Konstruktionen sind dieselben wie diejenigen der bei dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigten Antennenvorrichtung.
Die Ummantelung 20 umfasst einen Seitenwandabschnitt 21, der jedes der zuvor beschriebenen, einen Bestandteil der Vorrichtung bildenden Elemente von von oben nach unten gerichteten Richtungen und von rechts nach links gerichteten Richtungen abdeckt, eine rückwärtige Abdeckung 22, die die Rückseite der Antennenvorrichtung abdeckt, und eine Antennenkuppel 23, die die Vorderseite der Antennenvorrichtung abdeckt. Hier sind der Seitenwandabschnitt 21 der Ummantelung 20 und der Reflektor 2 auf integrierte Weise gebildet.
Bei einer derartigen Anordnung ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass jedes der einen Bestandteil der Antennenvorrichtung bildenden Elemente vor der äußeren Umhüllung verhindert wird und dass eine Antennenvorrichtung, die eine hervorragende Beständigkeit aufweist, gebildet wird. Da außerdem die Ummantelung und der Reflektor zu einer einzigen Einheit integriert sind, ist die Anzahl von einen Bestandteil der Antennenvorrichtung bildenden Elemente verringert, so dass eine kostengünstige Antennenvorrichtung gebildet werden kann, die leicht herzustellen ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde der Fall beschrieben, bei dem der Reflektor und die Ummantelung zu einer einzigen Einheit integriert sind, jedoch können der Reflektor und die Ummantelung zusammengebaut werden, nachdem sie jeweils einzeln gebildet wurden.
Ferner wurde bei diesem Ausführungsbeispiel jedes der einen Bestandteil der Antennenvorrichtung bildenden Elemente (jeder Funktionsabschnitt) in die Ummantelung integriert, jedoch kann in der Ummantelung jeder Funktionsabschnitt einer Radarvorrichtung angeordnet sein, die nachfolgend beschrieben wird. Dies ermöglicht, dass eine Antennenvorrichtung erzielt wird, die eine hervorragende Beständigkeit aufweist.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 8 eine Radarvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 8 ist ein Blockdiagramm, das einen schematischen Aufbau der Antennenvorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt.
Wie in 8 gezeigt ist, umfasst die Radarvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Antennenvorrichtung 100, einen Zirkulator 200, einen Mischer 300, einen Koppler 400, einen nicht-reflektierenden Terminator 401, einen VCO 500 und einen LNA 600. Als Antennenvorrichtung 100 wird eine Beliebige der bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen gezeigten Antennenvorrichtungen verwendet. Hier entsprechen der Zirkulator 200, der Mischer 300, der Koppler 400, der nicht-reflektierende Terminator 401, der VCO 500 und der LNA 600 der „Erfassungssignalerzeugungseinrichtung” gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ein durch den VCO 500 erzeugtes Millimeterwellensignal wird durch den Koppler 400 und den Zirkulator 200 an die Antennenvorrichtung 100 gesendet. Wie oben beschrieben wurde, bildet die Antennenvorrichtung 100 einen Sendestrahl in der Zielerfassungsregion und empfängt ein von dem Ziel reflektiertes Zielerfassungssignal. Das durch die Antennenvorrichtung 100 empfangene Zielerfassungssignal wird über den Zirkulator 200 in den Mischer 300 eingegeben. Der Mischer 300 gibt einen Teil des Signals von dem VCO 500 über den Koppler 400 als lokales Signal ein und gibt eine Frequenzkomponente der Differenz zwischen dem Zielerfassungssignal und dem lokalen Signal als Zf-Signal aus. Dann verstärkt der LNA 600 dieses Zf-Signal und gibt es in einer nachfolgenden Stufe an eine (nicht gezeigte) Erfassungsdatenerzeugungsschaltung aus.
Dadurch ist es durch Bilden einer Radarvorrichtung, die mit der oben beschriebenen Antennenvorrichtung, die eine hervorragende Strahlungseffizienz und Empfangseffizienz aufweist, ausgestattet ist, möglich, den Sendestrahl kontinuierlich in die Erfassungsregion zu senden und das Zielerfassungssignal kontinuierlich von der Erfassungsregion zu empfangen, wodurch es möglich wird, eine Radarvorrichtung zu bilden, die eine hervorragende Erfassungseffizienz aufweist.
Ferner ist es, wie oben beschrieben wurde, dadurch, dass die einen Bestandteil bildenden Elemente wie z. B. der Zirkulator 200, der Mischer 300, der Koppler 400, der nicht-reflektierende Terminator 401, der VCO 500 und der LNA 600, die die Radarvorrichtung bilden, in der Ummantelung der Antennenvorrichtung angeordnet sind, möglich, eine Antennenvorrichtung zu erzielen, die eine hervorragende Beständigkeit aufweist.

Claims

Eine Antennenvorrichtung mit einem um eine Drehachse drehbaren Primärstrahler (1), mit dem bei seiner Drehung ein Signal in einer von der Richtung der Drehachse abweichenden Richtung abstrahlbar ist, und einem Reflektor (2), der ausgebildet ist, um das von dem Primärstrahler ausgestrahlte Signal durch Reflexion in eine Abstrahlrichtung der Antennenvorrichtung umzulenken und um ein von einem Ziel reflektiertes Signal durch Reflexion zu dem Primärstrahler (1) umzulenken; wobei die Richtung der Drehachse und die Abstrahlrichtung der Antennenvorrichtung im Wesentlichen miteinander übereinstimmen; wobei die Strahlrichtung des Primärstrahlers (1) einen Winkel von nicht weniger als 30° mit der Richtung der Drehachse bildet; und wobei der Reflektor (2) als Schüssel-förmiger Reflektor ausgebildet ist, der eine Öffnungsoberfläche aufweist, die zur Abstrahlrichtung der Antennenvorrichtung geöffnet ist.
Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner eine Einrichtung (4) zum Drehen des Primärstrahlers umfasst.
Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, die ferner eine Ummantelung (21) aufweist, in der der Primärstrahler (1) und der Reflektor (2) angeordnet sind.
Die Antennenvorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der die Ummantelung (21) und der Reflektor (2) zu einer einzigen Einheit integriert sind.
Eine Radarvorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: die Antennenvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4; und eine Erfassungssignalerzeugungseinrichtung (200–600), die ein durch den Primärstrahler ausgestrahltes Signal erzeugt und die unter Verwendung des durch den Primärstrahler ausgestrahlten Signals und des durch den Primärstrahler geführten Ziel-reflektierten Signals ein Erfassungssignal erzeugt.