JP2001201557A - ミリ波レーダ - Google Patents

ミリ波レーダ

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JP2001201557A
JP2001201557A JP2000014023A JP2000014023A JP2001201557A JP 2001201557 A JP2001201557 A JP 2001201557A JP 2000014023 A JP2000014023 A JP 2000014023A JP 2000014023 A JP2000014023 A JP 2000014023A JP 2001201557 A JP2001201557 A JP 2001201557A
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Fumihiko Okai
文彦 岡井
Kazuhiko Hanawa
塙　　和彦
Kazuaki Takano
和明 高野
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    • G01S7/2813—Means providing a modification of the radiation pattern for cancelling noise, clutter or interfering signals, e.g. side lobe suppression, side lobe blanking, null-steering arrays

Abstract

(57)【要約】 【課題】安価で容易に、ターゲットの検知性能に悪影響
を与えるバックグランドノイズを低減する。 【解決手段】送受信アンテナの前方下部に、遮蔽部材を
送受信アンテナから突出するように設ける。 【効果】安価で容易にサイドローブによるバックグラン
ドノイズを低減し、検知性能に優れたミリ波レーダを提
供する事ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はミリ波電波を送受信
して地上の物体を検知するミリ波レーダ装置に関し、特
にサイドローブによるグランドクラッタの影響を小さく
したミリ波レーダに属する。
【０００２】
【従来の技術】車両の自動運転や衝突防止を目的として
用いられるレーダの一つとして、ミリ波レーダが考えら
れている。しかし、ミリ波レーダにおいては、送信電波
の特に下向きのサイドローブが引き起こすグランドクラ
ッタによりバックグランドノイズが上昇し、必要なター
ゲットの受信信号がノイズに埋もれることにより、その
結果、物体を検知する能力が低下するといった問題が生
じる。
【０００３】そのクラッタ対策としては、特開平１０−
１２６１４６号公報に示されているように、図１１のよ
うにアンテナユニットに納められる送受信アンテナ面の
周囲に金属板あるいは吸収体を送受信アンテナ表面より
突出させて取り付けることによりクラッタを引き起こす
サイドローブを遮断している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このアンテナ
ユニット内で送受信アンテナの周囲に金属板を取り付け
る方法は、送受信アンテナ面の構造を複雑にしたり、ア
ンテナユニットのサイズが大きくなってしまう。本発明
は、従来のアンテナユニットの形状やサイズへの影響を
最小限に抑えながら、安価で容易にグランドクラッタノ
イズを低減し検知性能に優れたミリ波レーダを提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のミリ波レーダア
ンテナユニットは、送受信アンテナと、送受信アンテナ
を収納するケーシングと、送受信アンテナを保護するた
めのレドームを備えたアンテナユニットにおいて、アン
テナユニットの前方下部に遮蔽部材を設けることにより
課題を解決する。
【０００６】
【発明の実施の形態】（構成の説明）ミリ波レーダは図
２に示すように、電波を送受信するためのアンテナユニ
ット１１と、ドライバに検知したターゲットを知らせる
表示器１３，アンテナユニット１１及び表示器１３を制
御する制御回路１２の３つで構成されており、そのアン
テナユニット１１は車両進行方向に電波を送信するた
め、車の前面に設置される。さらに本遮蔽部材４がアン
テナユニット１１の前方下部に取り付けられる。
【０００７】以下、発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の特徴を最もよく表しているアンテナ
ユニット１１の一部断面斜視図である。図１において電
波を送受信する部分の送受信アンテナ１は、送受信アン
テナ１を固定するためのケーシング２の中に収められて
おり、更に送受信アンテナ１を石はねや雨等から保護す
るためのレドーム３（カバー）が送受信アンテナ１の前
面に取り付けられている。また、アンテナユニット１１
は金属ブラケット１６により車両に設置されるが、金属
ブラケット１６の下部には、アンテナユニット１１の前
面から突出するような遮蔽部材４を設ける。 （動作の説明）一般にアンテナユニットは車両前面に設
置され、走行方向に存在するターゲットを検知するのに
用いられる。そして、例えばミリ波レーダの一方式であ
るドップラレーダ方式においては、電波のメインビーム
をターゲットに向かって送信し、ターゲットで反射した
電波のドップラ周波数及び送受信電波の位相差を観測す
ることにより、ターゲットまでの速度と距離を求めるこ
とができる。しかし、その送信電波にはサイドローブが
存在し、サイドローブの道路面からの強い反射波（グラ
ンドクラッタ）もターゲット信号と共に受信アンテナに
入ってくる。
【０００８】図１２は、上記実施例において、グランド
クラッタを引き起こすサイドローブ６と、メインビーム
５の様子を模式的に表わしたものである。ここで、電波
はアンテナユニット１１の１点から送信されているとす
る。また、水平面を基準として電波の放出角度を路面方
向を正にθとする。始めに、サイドローブ６を遮断する
遮蔽部材４を取り付けない状態における、受信信号のス
ペクトルを図１３に示す。この例では、アンテナユニッ
ト１１が電波送信方向に時速６０［ｋｍ／ｈ］で移動し
ているので、路面に対するドップラ周波数が発生する。
図１３において６.７ｋＨｚ（時速６０［ｋｍ／ｈ］に
相当）以下のドップラ周波数におけるＡ領域のノイズフ
ロアは、ほとんどがグランドクラッタによるノイズであ
り、このノイズがＳ／Ｎ比を下げ、その結果レーダの検
知能力を低下させる。次に、遮蔽部材４をアンテナユニ
ット１１からＸ［mm］突出するように取り付け、電波放
出点と遮蔽部材４との距離をＨ［mm］とすると、式
（１）により放射角度θ（０〜９０度）以上のサイドロ
ーブ６を遮断することができる。
【０００９】 Ｘ＝Ｈ／tanθ …式（１） 例えば１例として、４５度以上の放射角度θを持ったサ
イドローブ６を遮断するためには、Ｈ＝４３.１［mm］
の時、Ｘ＝４３.１［mm］となる。また、放射角度θと
ドップラ周波数ｆｄ［Ｈｚ］の関係は式（２）で表わさ
れ、θ＝４５度以上のサイドローブ６を遮断した結果、
４.７［ｋＨｚ］以下のドップラ周波数に相当するグラ
ンドクラッタを抑えることができる。この時のグランド
クラッタの受信信号スペクトルを図１４に示す。図より
グランドクラッタによるノイズレベルは、アンテナユニ
ット１１の電子回路部で発生するノイズレベルにまで減
ることが示され、グランドクラッタを遮蔽部材４により
ほぼ除去することができる。
【００１０】 ｆｄ＝２×Ｖ×cosθ／λ …式（２） ここで、Ｖはアンテナユニット１１の移動速度(この例
では６０［ｋｍ／ｈ］)であり、λは電波の波長（この
例では５［mm］）である。
【００１１】更に図１３において、グランドクラッタに
よるノイズはドップラ周波数が低くなるほど高くなって
いるが、これは、電波の放射角度θが大きくなるにした
がってアンテナユニットと路面の距離が短くなり、グラ
ンドクラッタノイズの受信強度が上昇するためである。
つまり、式（２）からｆｄが小さくなるにつれてθが大
きくなり、その結果、アンテナユニットと路面の距離が
短くなってグランドクラッタノイズが高くなるのであ
る。そのため、サイドローブ６のうちθの大きな領域だ
けでも遮断する事により、グランドクラッタのノイズフ
ロアを大きく下げることができる。
【００１２】以上より本発明によれば、アンテナユニッ
ト１１のサイズ増加を最小限に抑えながら、安価で容易
にグランドクラッタによるノイズを低減し、ターゲット
の検知能力を向上することができる。
【００１３】また、図３に示すように、遮蔽部材４はア
ンテナユニット１１に直接取り付けても良い。
【００１４】その他、遮蔽部材４の電波反射表面部に電
波吸収材を貼付けすることにより、遮蔽部材４によるサ
イドローブ６の反射波の強度も低減することができる。 （その他の実施例）図４は請求項２の実施の形態を示す
概略図である。図のように遮蔽部材４としてケーシング
２の一部を利用しても良い。
【００１５】図５は請求項３の実施の形態を示す概略図
である。図のように、レドーム３の前方下部に突出物１
７を形成し、その表面に金属メッキ１５処理を行うこと
で、遮蔽部材４と同等の効果が生じる。また、金属メッ
キ１５処理の代わりに電波吸収材を貼付けしたり、金属
メッキ処理と電波吸収材の両方を用いても良い。
【００１６】図６は請求項４の実施の形態を示す概略図
である。例えば車両１９の一部として、図のようにアン
テナユニット１１をボンネット２０の上に置くことで、
ボンネット２０等車両１９の一部を遮蔽部材４の代わり
としても良い。
【００１７】図７は請求項５の実施の形態を示す概略図
である。例えば車両の内部として、図のように遮蔽部材
４の付いたアンテナユニット１１をバンパ２３内部等に
設置しても良い。
【００１８】図８は請求項６の実施の形態を示す概略図
である。図において７は融雪のためのヒータであり、遮
蔽部材４を温めるために貼り付けられている。
【００１９】図９は請求項７の実施の形態を示す概略図
である。図のように、遮蔽部材４上に塵や埃，雪を落と
すためのスリット９を設ける。更に、塵や埃，雪をスリ
ット９より排除するのを助長するための空気を集める付
属構造物８を取り付けたり、レドーム３の表面の形状を
傾斜させることで、レドーム３表面に空気の流れを発生
させる構造としてもよい。
【００２０】図１０は請求項８の実施の形態を示す概略
図である。図においてアンテナユニット１１に、金属製
でパラボラ形状の遮蔽部材４または付属構造物１０が取
り付けられており、側方に向かって放出される電波を前
方向に反射させてもよい。 （実施の効果）本発明の実施例においては、図１のよう
に送受信アンテナ１の前方下部方向にサイドローブ６を
遮断・減衰することのできる遮蔽部材４を金属ブラケッ
ト１６に設置したので、従来のアンテナユニット１１を
用いながら、安価で容易にサイドローブによるグランド
クラッタの影響を減少させることができる。
【００２１】また、請求項２の実施例図４のように遮蔽
部材４とケーシング２を一体成型することにより、遮蔽
部材４のアンテナユニット１１への取り付手間を低減で
きる。
【００２２】また、請求項３の実施例図５のようにレド
ーム３の前方下部に突出物１７を設け、その表面に金属
メッキ処理もしくは電波吸収材の貼付けを施すことによ
り、遮蔽部材４を用いた場合と同様の効果を得ることが
できる。さらにその突出物１７はレドーム３と一体成形
されていることから、安価に製作でき、重量も軽くでき
る。
【００２３】また、請求項４の実施例図６のようにアン
テナユニット１１をボンネット２０等車両１９の一部の
上に置くことで、ボンネット２０等車両１９の一部を利
用してサイドローブ６を遮断することができる。
【００２４】また、請求項５の実施例図７のように遮蔽
部材４の付いたアンテナユニット１１をバンパ２３等車
両の内部に設置することにより、雪がアンテナユニット
１１や遮蔽部材４に付着するのを軽減でき、更にアンテ
ナユニット１１の外部への接触による破損の危険性も減
少することができる。
【００２５】また、請求項６の実施例図８のように遮蔽
部材４をヒータ７で温めることにより、その熱でレドー
ム３や遮蔽部材４に付着した雪を溶かし、雪の付着によ
るレーダの検知能力低下を防止する。併せて、ケーシン
グ２の内部で発生した熱は遮蔽部材４に伝えることによ
り、融雪に利用できる。
【００２６】また、請求項７の実施例図９のように遮蔽
部材４にスリット９を設けることにより、遮蔽部材４に
付着する塵や埃，雪をそのスリット９より排除して、塵
や埃，雪による検知性能劣化を低減する。また、空気を
集める付属構造物８を設置することによりレドーム３表
面に空気の流れを発生させ、塵や埃，雪をスリット９よ
り排除する力として利用する。
【００２７】また、請求項８の実施例図１０のようにア
ンテナユニット１１の前面にパラボラ形状の遮蔽部材４
または付属構造物１０を設置することにより、グランド
クラッタを抑えたり、サイドローブをメインビームと同
一方向に反射させて電波の指向性を高める事により検知
性能が向上する。
【００２８】
【発明の効果】本実施例によれば、サイドローブを遮断
する遮蔽部材を送受信アンテナの前方下部に設置するこ
とにより、安価で容易にサイドローブによるバックグラ
ンドノイズを低減し、検知性能に優れたミリ波レーダを
提供する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーダアンテナ全体構造を示す一部断
面斜視図。
【図２】ミリ波レーダの構成説明図。
【図３】遮蔽部材がケーシングに直接取り付けられたそ
の他実施例の斜視図。
【図４】遮蔽部材とケーシングが一体成形されたその他
実施例の斜視図。
【図５】遮蔽部材とレドームが一体成形されたその他実
施例の斜視図。
【図６】遮蔽部材としてボンネットを利用したその他実
施例の側面図。
【図７】遮蔽部材付レーダアンテナをバンパー内に設置
したその他実施例の側面図。
【図８】遮蔽部材にヒータを取り付けたその他実施例の
側面図。
【図９】遮蔽部材にスリットを設けたその他実施例の側
面図。
【図１０】反射電波を利用したその他実施例の側面図。
【図１１】従来の例を表す送受信アンテナの斜視図。
【図１２】グランドクラッタの説明図。
【図１３】受信信号のスペクトル図。
【図１４】遮蔽部材を取り付けた時の受信信号のスペク
トル図。
【符号の説明】
１…送受信アンテナ、２…ケーシング、３…レドーム、
４…遮蔽部材、５…メインビーム、６…サイドローブ、
７…ヒータ、８…付属構造物、９…スリット、１０…パ
ラボラ形状の付属構造物、１１…アンテナユニット、１
２…制御回路、１３…表示器、１４…接着剤、１５…金
属メッキ、１６…金属ブラケット、１７…突出物、１８
…ねじ、１９…車両、２０…ボンネット、２１…車体フ
レーム、２２…雪、２３…バンパ、２４…金属板。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】送受信アンテナと、 前記送受信アンテナを収納するケーシングと、 前記送受信アンテナを保護するためのレドームとを備
    え、前記送受信アンテナのサイドローブによるグランド
    クラッタを遮断する遮蔽部材が前記レドームの外側で前
    記送受信アンテナ前方下部に突出するように設けられて
    いることを特徴とするミリ波レーダ。
  2. 【請求項２】請求項１において、遮蔽部材が前記ケーシ
    ングと同一部材で一体に成形されていることを特徴とす
    るミリ波レーダ。
  3. 【請求項３】請求項１において、遮蔽部材に代えて前記
    レドーム表面の一部に金属メッキ処理または電波吸収材
    の貼付けを行うことを特徴とするミリ波レーダ。
  4. 【請求項４】請求項１において、 前記遮蔽部材を代えて、搭載される車両の一部を遮蔽部
    材として利用することを特徴とするミリ波レーダ。
  5. 【請求項５】請求項１に記載のミリ波レーダを、車両の
    内部に設置することを特徴とするミリ波レーダ搭載車
    両。
  6. 【請求項６】請求項１において、 前記遮蔽部材を温めるための手段を設けることを特徴と
    するミリ波レーダ。
  7. 【請求項７】請求項１において、 前記遮蔽部材にスリットを設けることを特徴とするミリ
    波レーダ。
  8. 【請求項８】送受信アンテナと、 前記送受信アンテナを収納するケーシングと、 前記送受信アンテナを保護するためのレドームとを備
    え、サイドローブをメインビームの送信方向と同一にな
    るように反射させる形状を持った遮蔽部材が、レドーム
    の外側で送受信アンテナ前方下部方向に設置されている
    ことを特徴とするミリ波レーダ。
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