JP2003344535A - 車載用物体検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車載用レーダ式障害物検出装置Ｓにおいて、
送信アレイアンテナ１６および受信アレイアンテナ１７
の間のアイソレーションを向上できる。 【解決手段】 送信アンテナ素子１６０〜１６７の配列
方向は、垂直方向に対して時計回りに所定角度θだけ傾
いているため、送信アレイアンテナ１６としての指向性
を、水平方向だけでなく垂直方向にも設定できる。この
ため、送信アレイアンテナ１６からの送信信号Ｒ１〜Ｒ
８を受信アレイアンテナ１７から隔てた方向に送信させ
ることができる。従って、受信アレイアンテナ１７が、
送信アレイアンテナ１６からの送信信号が直接的に受信
することを抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物体を検出する車
載用物体検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、この種の検出装置としては、ガードレール、他車等
の障害物を検出するために送信信号を送信するための送
信アンテナ装置と、この障害物に対する送信信号の反射
信号を受信する受信アンテナ装置とを備え、この受信ア
ンテナ装置で受信された反射信号に基づき障害物を検出
するものが提案されている。

【０００３】このものにおいては、非常に短い期間のパ
ルス幅のパルス信号を送信信号として用い、この送信信
号を送信アンテナ装置から送信する送信タイミングと、
受信アンテナ装置で反射信号を受信する受信タイミング
とをオフセットするように構成されている。しかし、こ
のものによれば、非常に短い期間のパルス幅の送信信号
を用いているため、この送信信号の高調波が他の通信機
器（例えば、携帯電話）の通信信号の周波数帯と重なる
可能性がある。

【０００４】これに対して、送信アンテナ装置から送信
信号を送信する送信タイミングと、受信アンテナ装置で
反射信号を受信する受信タイミングとが重なるように構
成することも考えられるものの、送信アンテナ装置から
送信される送信信号が、障害物で反射されずに、直接的
に受信アンテナ装置に伝搬してこの受信アンテナ装置に
受信される可能性がある。すなわち、送信アンテナ装置
および受信アンテナ装置の間のアイソレーションが低く
て、障害物を高精度に検出できない可能性がある。

【０００５】そこで、このような送信アンテナ装置およ
び受信アンテナ装置の間のアイソレーションを向上する
ために、次のように、送信アンテナ装置および受信アン
テナ装置のそれぞれの指向性を設定することを考えた。

【０００６】先ず、送信アンテナ装置として、送信信号
を個々に送信する各送信アンテナ素子を平面状に配列し
た送信アレイアンテナを用いる。すなわち、送信アンテ
ナ装置としては、各送信アンテナ素子を個々に水平方向
（すなわち、大地に平行な方向）、垂直方向（すなわ
ち、大地に直交する方向）に分散化して配列されたもの
を用いる。これによれば、各送信アンテナ素子の個々の
位置が水平方向だけでなく、垂直方向にも変位している
ことになるので、送信アンテナ装置としての指向性を水
平方向だけでなく垂直方向にも設定できる。

【０００７】また、受信アンテナ装置としては、反射信
号を個々に受信する受信アンテナ素子を平面状に配列し
た受信アレイアンテナを用いる。すなわち、送信アンテ
ナ装置と同様、各受信アンテナ素子を個々に水平方向、
垂直方向に分散化して配列されたものを用いる。これに
よれば、各受信アンテナ素子の個々が水平方向だけでな
く、垂直方向にも変位していることになるので、受信ア
ンテナ装置としての指向性を、水平方向だけでなく、垂
直方向にも設定できる。

【０００８】このように、アレイアンテナを用いて送信
アンテナ装置および受信アンテナ装置を構成して互いに
隔てるように互いの指向性を調節すれば、受信アンテナ
装置が、送信アンテナ装置からの送信信号が直接的に受
信することを抑制することができる。すなわち、送信ア
ンテナ装置および受信アンテナ装置の間のアイソレーシ
ョンを向上できる。しかし、この場合、送信アンテナ装
置および受信アンテナ装置としては、それぞれ、各アン
テナ素子を平面状に配列することが必要で、装置として
大型化になるといった問題が生じる。

【０００９】本発明は、上記点に鑑み、小型化を保持し
つつ、送信アレイアンテナおよび受信アレイアンテナの
間のアイソレーションを向上できる車載用物体検出装置
を提供することを目的とする。

【００１０】また、本発明では、前記送信アレイアンテ
ナおよび前記受信アレイアンテナを用いて、物体の検出
を効率的に行うことができる車載用物体検出装置を提供
することを第２の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明では、送信信号を
それぞれ送信する各送信アンテナ素子（１６０〜１６
７）が略直線的に配列され、送信アンテナ素子の配列方
向に平行な方向に指向性を生成するための送信アレイア
ンテナ（１６）と、物体に対する送信信号の反射信号を
それぞれ受信するための各受信アンテナ素子（１７０〜
１７７）が略直線的に配列され、受信アンテナ素子の配
列方向に平行な方向に指向性を生成するための受信アレ
イアンテナ（１７）と、各受信アンテナ素子でそれぞれ
受信された反射信号に応じて物体を検出する検出手段
（１２〜１４、２０〜２４）と、を備える車載用物体検
出装置であって、送信アレイアンテナおよび受信アレイ
アンテナの少なくとも一方の各アンテナ素子が、垂直方
向に対し斜めに配列されていることを特徴とする。

【００１２】このように、送信アレイアンテナおよび受
信アレイアンテナの少なくとも一方の各アンテナ素子を
垂直方向に対し斜めに配列することにより、一方の各ア
ンテナ素子の個々の位置が、垂直方向だけでなく水平方
向にも変位して配置されることになる。これに伴い、一
方の各アンテナ素子による指向性を、水平方向だけでな
く、垂直方向にも設定することができる。従って、送信
アレイアンテナおよび受信アレイアンテナにおいて、互
いに隔てるように互いの指向性を調節することができ、
送信アレイアンテナおよび受信アレイアンテナの間のア
イソレーションを向上できる。

【００１３】また、請求項１に記載の発明では、各送信
アンテナ素子、各受信アンテナ素子が略直線的に配列さ
れているので、各送信アンテナ素子、各受信アンテナ素
子を平面状に配列する場合に比べて小型化することがで
きる。

【００１４】請求項２に記載の発明では、各送信アンテ
ナ素子は、車体（２００）に対してアンテナステイ（３
００〜３０２）を介して所定寸法だけ離して配置されて
おり、各送信アンテナ素子から車体に送信されてこの車
体で物体側に反射される送信信号と、各送信アンテナ素
子から直接的に物体側に送信された送信信号とが同一位
相になるように所定寸法が設定されていることを特徴と
する。

【００１５】このように、前記反射された送信信号と、
前記直接的に物体側に送信された送信信号とが同一位相
になると、互いの送信信号が強め合うことができる。従
って、送信アレイアンテナの送信電力を上げることな
く、物体に対する送信信号の送信レベルを上げることが
でき、物体検出を効率的に行うことができる。

【００１６】請求項３に記載の発明では、各受信アンテ
ナ素子は、車体に対してアンテナステイ（３００〜３０
２）を介して所定寸法だけ離して配置されており、物体
から直接的に各受信アンテナ素子に受信される反射信号
と、物体から車体による反射を介して各受信アンテナ素
子に受信される反射信号とが同一位相になるように所定
寸法が設定されていることを特徴とする。

【００１７】このように、前記直接的に各受信アンテナ
素子に受信される反射信号と、前記物体から車体による
反射を介して各受信アンテナ素子に受信される反射信号
とが同一位相になると、互いの反射信号が強め合うこと
ができる。従って、送信アレイアンテナの送信電力を上
げることなく、各受信アンテナ素子の受信レベルを上げ
ることができ、物体検出を効率的に行うことができる。

【００１８】請求項４に記載の発明では、送信信号をそ
れぞれ送信する各送信アンテナ素子（１６０〜１６７）
が略直線的に配列され、送信アンテナ素子の配列方向に
平行な方向に指向性を生成するための送信アレイアンテ
ナ（１６）と、物体に対する送信信号の反射信号をそれ
ぞれ受信するために各受信アンテナ素子（１７０〜１７
７）が略直線的に配列され、受信アンテナ素子の配列方
向に平行な方向に指向性を生成するための受信アレイア
ンテナ（１７）と、各受信アンテナ素子でそれぞれ受信
された反射信号に応じて物体を検出する検出手段（１２
〜１４、２０〜２４）と、を備える車載用物体検出装置
であって、各送信アンテナ素子は、車体（２００）に対
してアンテナステイ（３００〜３０２）を介して所定寸
法だけ離して配置されており、各送信アンテナ素子から
車体側に送信されてこの車体で物体側に反射された送信
信号と、各送信アンテナ素子から直接的に物体側に送信
された送信信号とが同一位相になるように所定寸法が設
定されていることを特徴とする。

【００１９】このように、前記反射された送信信号と、
前記直接的に物体側に送信された送信信号とが同一位相
になると、互いの送信信号が強め合うことができる。従
って、送信アレイアンテナの送信電力を上げることな
く、物体に対する送信信号の送信レベルを上げることが
でき、物体検出を効率的に行うことができる。

【００２０】請求項５に記載の発明では、送信信号をそ
れぞれ送信する各送信アンテナ素子（１６０〜１６７）
が略直線的に配列され、送信アンテナ素子の配列方向に
平行な方向に指向性を生成するための送信アレイアンテ
ナ（１６）と、物体に対する送信信号の反射信号をそれ
ぞれ受信するために各受信アンテナ素子（１７０〜１７
７）が略直線的に配列され、受信アンテナ素子の配列方
向に平行な方向に指向性を生成するための受信アレイア
ンテナ（１７）と、各受信アンテナ素子でそれぞれ受信
された反射信号に応じて物体を検出する検出手段（１２
〜１４、２０〜２４）と、を備える車載用物体検出装置
であって、各受信アンテナ素子は、車体に対してアンテ
ナステイ（３００〜３０２）を介して所定寸法だけ離し
て配置されており、物体から直接的に各受信アンテナ素
子に受信される反射信号と、物体から車体による反射を
介して各受信アンテナ素子に受信される反射信号とが同
一位相になるように所定寸法が設定されていることを特
徴とする。

【００２１】このように、前記直接的に各受信アンテナ
素子に受信される反射信号と、前記物体から車体による
反射を介して各受信アンテナ素子に受信される反射信号
とが同一位相になると、互いの反射信号が強め合うこと
ができる。従って、送信アレイアンテナの送信電力を上
げることなく、各受信アンテナ素子の受信レベルを上げ
ることができ、物体検出を効率的に行うことができる。

【００２２】請求項６に記載の発明では、各送信アンテ
ナ素子および各受信アンテナ素子は、互いを隔離する壁
（３０１ａ、３０２ａ）を介して配置されていることを
特徴とする。

【００２３】これにより、各送信アンテナ素子からの送
信信号が、直接的に各受信アンテナ素子に伝搬すること
をより一層抑制できる。このため、送信アレイアンテナ
および受信アレイアンテナの間のアイソレーションをよ
り一層向上できる。

【００２４】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００２５】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１に、本発明
に係る車載用物体検出装置が適用された車載用レーダ式
障害物検出装置Ｓの構成を示す。

【００２６】車載用レーダ式障害物検出装置Ｓは、図１
に示すように、ＲＦ部１００およびＢＢ部１１０から構
成されており、ＲＦ部１００は、発振器１０、１２、ス
イッチ（ＳＷ）１１、ミキサ１３、アンプ１４、制御部
１５、１８、送信アンテナ素子１６０〜１６７および受
信アンテナ素子１７０〜１７７から構成されている。Ｂ
Ｂ部１１０は、コンパレータ２０、ＩＦ検出回路２１、
送信パルス生成器２２、ロジック２３および積分回路２
４から構成されている。なお、発振器１２、ミキサ１
３、アンプ１４、コンパレータ２０、ＩＦ検出回路２
１、送信パルス生成器２２、ロジック２３および積分回
路２４は、請求項１に記載の検出手段を構成する。

【００２７】先ず、発振器１０は、一定周波数の周波数
信号をスイッチ１１を介して制御部１５に出力する。こ
のスイッチ１１は、半導体スイッチ素子（例えば、トラ
ンジスタ等）であって、送信パルス生成器２２の出力信
号（以下、送信パルス信号という）に基づき、発振器１
０および制御部１５の間を遮断或いは接続する。制御部
１５は、後述するごとく、発振器１０からの周波数信号
に基づき送信アンテナ素子１６０〜１６７の個々に対す
る送信信号を生成する。

【００２８】送信アンテナ素子１６０〜１６７は、送信
アレイアンテナ１６を構成するもので、個々の送信アン
テナ素子にて、制御部１５により生成された送信信号を
電波を媒体として送信する。なお、送信アンテナ素子１
６０〜１６７としては、それぞれ、無指向性のパッチア
ンテナを用いることができる。また、送信アンテナ素子
１６０〜１６７の配置、個々の送信信号については後述
する。

【００２９】受信アンテナ素子１７０〜１７７は、受信
アレイアンテナ１７を構成するもので、個々の受信アン
テナ素子にて、障害物に対する送信信号の反射信号を電
波を媒体として受信する。なお、受信アンテナ素子１７
０〜１７７としては、それぞれ、無指向性のパッチアン
テナを用いることができる。また、受信アンテナ素子１
７０〜１７７の配置、個々の送信信号については後述す
る。制御部１８は、後述するように受信アンテナ素子１
７０〜１７７で受信された反射信号に対し位相・振幅等
の制御を行う。また、アンプ１４は、制御部１８からの
出力を電圧増幅して増幅信号を出力する。

【００３０】ミキサ１３は、発振器１２から出力される
周波数信号とアンプ１４からの増幅信号とをミキシング
処理する。発振器１２は、発振器１０からの周波数信号
に比べて若干低い周波数の周波数信号を出力する。ＩＦ
検出回路２１は、ローパスフィルタを備え、ミキサ１３
からの出力のうち、送信パルス信号の周波数成分を検出
する。

【００３１】コンパレータ２０は、所定閾値とＩＦ検出
回路２１の出力レベルとを比較するもので、この出力レ
ベルが、所定閾値に比べて大きいときハイレベル信号を
出力し、ＩＦ検出回路２１の出力レベルが、所定閾値に
比べて小さいときローレベル信号を出力する。このこと
により、ＩＦ検出回路２１の出力信号（ミキサ１３から
の出力のうち、送信パルス信号の周波数成分）を波形整
形することになる。なお、以下、コンパレータ２０の出
力信号を受信パルス信号という。

【００３２】ロジック２３は、コンパレータ２０からの
出力信号がリセット信号として入力されるとともに、送
信パルス生成器２２からのパルス信号がセット信号とし
て入力されるフリップフロップを構成して、リセット信
号がハイレベル信号で、かつセット信号がローレベル信
号になるときだけ、ハイレベル信号を出力する。また、
積分回路２４は、所定時定数が設定されてこの所定時定
数に基づきロジック２３の出力を積分する。

【００３３】次に、送信アンテナ素子１６０〜１６７お
よび制御部１５の役割について図２、図３を用いて説明
する。図２は、送信アンテナアレイ１６（すなわち、送
信アンテナ素子１６０〜１６７）の配列を示す図、図３
は、制御部１５の役割を示す図である。

【００３４】送信アンテナアレイ１６（すなわち、送信
アンテナ素子１６０〜１６７）は、車両のリアバンパ２
００にて略直線的に配列されて、リアバンパ２００から
車両後方に向けて後述する送信信号Ｒ１〜Ｒ８を送信す
る。これら送信アンテナ素子１６０〜１６７の配列方向
は、垂直方向に対して時計回りに所定角度θだけ傾いて
いる。また、制御部１５は、図３に示すように、送信ア
ンテナ素子１６０〜１６７のそれぞれに対して、送信信
号Ｒ１〜Ｒ８を生成する。

【００３５】具体的には、制御部１５は、発振器１０か
らの周波数信号に対して振幅比Ａ１と位相差Ｂ１とを設
定して、数式１に示すように、送信信号Ｒ１を生成して
送信アンテナ素子１６０に出力する。

【００３６】

【数１】Ｒ１＝Ｓ×Ａ１×ｅｘｐ（−ｊＢ１） さらに、制御部１５は、発振器１０からの周波数信号に
対して振幅比Ａ２と位相差Ｂ２とを設定して数式２に示
すごとく送信信号Ｒ２を生成して送信アンテナ素子１６
１に出力する。同様に、制御部１５は、発振器１０から
の周波数信号、振幅比Ａ３〜Ａ８、位相差Ｂ３〜Ｂ８を
用いて、数式３〜数式８に示すごとく送信信号Ｒ３〜Ｒ
８を生成して個々の送信信号を送信アンテナ素子１６２
〜１６７のうち対応するアンテナ素子に出力する。

【００３７】

【数２】Ｒ２＝Ｓ×Ａ２×ｅｘｐ（−ｊＢ２）

【００３８】

【数３】Ｒ３＝Ｓ×Ａ３×ｅｘｐ（−ｊＢ３）

【００３９】

【数４】Ｒ４＝Ｓ×Ａ４×ｅｘｐ（−ｊＢ４）

【００４０】

【数５】Ｒ５＝Ｓ×Ａ５×ｅｘｐ（−ｊＢ５）

【００４１】

【数６】Ｒ６＝Ｓ×Ａ６×ｅｘｐ（−ｊＢ６）

【００４２】

【数７】Ｒ７＝Ｓ×Ａ７×ｅｘｐ（−ｊＢ７）

【００４３】

【数８】Ｒ８＝Ｓ×Ａ８×ｅｘｐ（−ｊＢ８）このよう
に生成される送信信号Ｒ１〜Ｒ８が、それぞれ、送信ア
ンテナ素子１６０〜１６７のうち対応するアンテナ素子
から電波を媒体として送信される。

【００４４】ここで、振幅比Ａ１〜Ａ８、位相差Ｂ１〜
Ｂ８は、送信信号Ｒ１〜Ｒ８のうち送信アンテナ素子１
６０〜１６７の配列方向に平行で希望する方位に送信さ
れる信号が同一位相で、かつ所定以上の送信レベルにな
るように調整されている。このことにより、送信アレイ
アンテナ１６は、振幅比Ａ１〜Ａ８、位相差Ｂ１〜Ｂ８
に基づき、送信アンテナ素子１６０〜１６７の配列方向
に平行で希望する方位に指向性を生成することになる。
なお、振幅比Ａ１〜Ａ８、位相差Ｂ１〜Ｂ８は、制御部
１５により、テイラー分布や非線形型最適化法などによ
り求められる。

【００４５】また、受信アンテナ素子１７０〜１７７
は、車両のリアバンパ２００にて略直線的に配列されて
いる。これら受信アンテナ素子１７０〜１７７の配列方
向は、垂直方向に対して反時計回りに所定角度θだけ傾
いている。これにより、受信アンテナ素子１７０〜１７
７は、送信アンテナ素子１６０〜１６７とともに「ハの
字」状（すなわち、下開き状）に配列されることにな
る。また、受信アンテナ素子１７０〜１７７は、障害物
に対する送信信号の反射信号を個々に受信して反射信号
を個々に制御部１８に出力する。

【００４６】なお、以下、受信アンテナ素子１７０から
出力される反射信号を反射信号Ｈ１とし、受信アンテナ
素子１７１〜１７７からの反射信号をそれぞれ反射信号
Ｈ２〜Ｈ８とする。

【００４７】また、制御部１８は、受信アンテナ素子１
７０からの反射信号Ｈ１に対して、振幅比Ｃ１と位相差
Ｄ１とを設定して、数９に示すように、制御信号Ｅ１を
生成する。

【００４８】

【数９】Ｅ１＝Ｈ１×Ｃ１×ｅｘｐ（−ｊＤ１）さら
に、制御部１８は、受信アンテナ素子１７１からの反射
信号Ｈ２に対して、振幅比Ｃ２と位相差Ｄ２とを設定し
て、数１０に示すように、制御信号Ｅ２を生成する。同
様に、制御部１８は、受信アンテナ素子１７２〜１７７
からの反射信号Ｈ３〜Ｈ８の個々に対して、振幅比Ｃ３
〜Ｃ８と位相差Ｄ３〜Ｄ８とを設定して、数１１〜１６
に示すように、制御信号Ｅ３〜Ｅ８を生成する。なお、
振幅比Ｃ１〜Ｃ８と位相差Ｄ１〜Ｄ８は、テイラー分布
や非線形型最適化法などにより求められる。

【００４９】

【数１０】Ｅ２＝Ｈ２×Ｃ２×ｅｘｐ（−ｊＤ２）

【００５０】

【数１１】Ｅ３＝Ｈ３×Ｃ３×ｅｘｐ（−ｊＤ３）

【００５１】

【数１２】Ｅ４＝Ｈ４×Ｃ４×ｅｘｐ（−ｊＤ４）

【００５２】

【数１３】Ｅ５＝Ｈ５×Ｃ５×ｅｘｐ（−ｊＤ５）

【００５３】

【数１４】Ｅ６＝Ｈ６×Ｃ６×ｅｘｐ（−ｊＤ６）

【００５４】

【数１５】Ｅ７＝Ｈ７×Ｃ７×ｅｘｐ（−ｊＤ７）

【００５５】

【数１６】Ｅ８＝Ｈ８×Ｃ８×ｅｘｐ（−ｊＤ８） 次に、制御部１８が、以上のような制御信号Ｅ１〜Ｅ８
を加算して加算信号を出力する。

【００５６】ここで、位相差Ｄ１〜Ｄ８、振幅比Ｃ１〜
Ｃ８は、反射信号Ｈ１〜Ｈ８のうち、受信アンテナ素子
１７０〜１７７の配列方向に並行で希望方向から受信さ
れた反射信号以外を打ち消し、かつこの希望方向から受
信された反射信号の受信レベルを所定以上にするように
調整されている。このことにより、希望方向から受信さ
れた反射信号として、所定以上の加算信号を取得するこ
とができる。すなわち、制御部１８は、振幅比Ｃ１〜Ｃ
８、位相差Ｄ１〜Ｄ８に基づき、受信アンテナ素子１７
０〜１７７の配列方向に並行な方向から伝搬される反射
信号だけを、加算信号として取得することができる。換
言すれば、受信アレイアンテナ１７の指向性を、受信ア
ンテナ素子１７０〜１７７の配列方向に並行な方向にて
設定することになる。

【００５７】以下、本実施形態の作動について図１、図
３、図４（ａ）〜図４（ｄ）を用いて説明する。

【００５８】図４（ａ）は、送信パルス生成器２２から
出力される送信パルス信号を示すタイミングチャート、
図４（ｂ）は、コンパレータ２０から出力される受信パ
ルス信号を示すタイミングチャート、図４（ｃ）は、ロ
ジック（フリップフロップ）２３の出力を示すタイミン
グチャート、図４（ｄ）は、積分回路２４の出力を示す
タイミングチャートである。

【００５９】先ず、発振器１０は、周波数信号を出力す
る。これに加えて、送信パルス生成器２２が、図４
（ａ）に示すように、送信パルス信号としてハイレベル
信号を間欠的にスイッチ１１に出力する。このスイッチ
１１が、送信パルス信号としてのハイレベルを受ける
と、発振器１０および制御部１５の間を接続する。この
ことにより、スイッチ１１は、送信パルス生成器２２か
らの出力に基づき、発振器１０および制御部１５の間を
間欠的に接続することになる。これに伴い、スイッチ１
１が、発振器１０からの周波数信号を間欠的に出力する
ことになる。

【００６０】このような発振器１０からの周波数信号を
制御部１５が受けると、この制御部１５は、発振器１０
からの周波数信号に基づき、図３に示すように、送信信
号Ｒ１〜Ｒ８を生成して個々の送信信号を送信アンテナ
素子１６０〜１６７のうち対応する送信アンテナ素子に
出力する。このため、送信アンテナ素子１６０〜１６７
の各々は、送信信号Ｒ１〜Ｒ８のうち対応する送信信号
を電波を媒体として送信する。このことにより、上述の
ように、送信アレイアンテナ１６は、送信アンテナ素子
１６０〜１６７の配列する方向に平行な方向にて、指向
性を生成することになる。

【００６１】このように送信アンテナ素子１６０〜１６
７から送信された送信信号Ｒ１〜Ｒ８が車両後方の障害
物に伝搬すると、この障害物が送信信号Ｒ１〜Ｒ８に対
する反射信号を発生する。これに伴い、この反射信号が
受信アンテナ素子１７０〜１７７に伝搬すると、受信ア
ンテナ素子１７０〜１７７が、個々に、反射信号Ｈ０〜
Ｈ８を出力する。

【００６２】これに伴い、制御部１８は、反射信号Ｈ１
〜Ｈ８、振幅比Ｃ１〜Ｃ８、位相差Ｄ１〜Ｄ８に基づ
き、制御信号Ｅ１〜Ｅ８を生成するとともに、制御信号
Ｅ１〜Ｅ８を加算して加算信号を出力する。このことに
より、制御部１８は、上述のように、受信アンテナ素子
１７０〜１７７の配列方向に並行な方向から伝搬される
反射信号だけを、加算信号として取得することができ
る。

【００６３】次に、アンプ１４は、制御部１８から加算
信号を電圧増幅して増幅信号を出力すると、ミキサ１３
は、この出力された増幅信号と、発振器１２から出力さ
れる周波数信号とをミキシング処理する。これに伴い、
ＩＦ検出回路２１は、ミキサ１３からの出力のうち送信
パルス信号の周波数成分を示す信号を検出する。これに
加えて、コンパレータ２０は、所定閾値とＩＦ検出回路
２１の出力レベルと比較する。

【００６４】このＩＦ検出回路２１からの出力信号は、
反射信号Ｈ１〜Ｈ８が受信アンテナ素子１７０〜１７７
で受信される期間だけ、コンパレータ２０の閾値に比べ
て大きくなる。このため、コンパレータ２０は、図４
（ｂ）に示すように、受信パルス信号を出力する。この
受信パルス信号がハイレベルになるタイミングｔｂは、
送信パルス信号がハイレベルになるタイミングｔａに対
して時間Δｔｃ分遅延している。

【００６５】ここで、遅延時間Δｔｃは、送信アンテナ
素子１６０〜１６７から送信信号Ｒ１〜Ｒ８を送信して
から反射信号Ｈ１〜Ｈ８が受信アンテナ素子１７０〜１
７７で受信されるまでに要する時間を示す。すなわち、
遅延時間Δｔｃは、車両と障害物との距離にほぼ比例す
る。

【００６６】次に、ロジック２３は、コンパレータ２０
からの受信パルス信号と、送信パルス生成器２２からの
送信パルス信号とに基づいて、間欠的にパルス信号を出
力する。ここで、ロジック２３は、図４（ｃ）に示すよ
うに、送信パルス信号がハイレベルで、かつ受信パルス
信号がローレベルのときだけ、ハイレベル信号を出力す
る。このため、ロジック２３の出力は、遅延時間Δｔｃ
に相当する期間だけ、ハイレベルになる。これに伴い、
積分回路２４は、ロジック２３からの出力を積分して、
車両と障害物との距離にほぼ比例するレベルにて出力信
号を出力することになる。

【００６７】ここで、車両後方に障害物が存在しない場
合には、ＩＦ検出回路２１からの出力信号はコンパレー
タ２０の閾値に比べて継続的に小さくなるため、コンパ
レータ２０から出力される受信パルス信号は、継続的に
ローレベルになる。これに伴い、ロジック２３の出力
は、送信パルス信号のハイレベル時に同期して、ハイレ
ベルになるため、積分回路２４の出力は、予め決められ
た所定レベルを所定期間内に超えることになる。このた
め、所定期間内において積分回路２４の出力が所定レベ
ル未満であるとき障害物が存在することを判定すること
もできる。

【００６８】上述したように、送信アレイアンテナ１６
は、送信アンテナ素子１６０〜１６７の配列する方向に
平行な方向にて、指向性を生成することになる。

【００６９】ここで、図５に示すように、送信アレイア
ンテナ１６を垂直方向に配列した場合には、送信アレイ
アンテナ１６は、図６（ｂ）に示すように、垂直方向
（垂直面）に指向性を形成できるものの、図６（ａ）に
示すように、水平面方向（水平面）には無指向になる。

【００７０】これに対して、本実施形態では、送信アン
テナ素子１６０〜１６７の配列方向は、垂直方向に対し
て時計回りに所定角度θだけ傾いているため、送信アン
テナ素子１６０〜１６７の個々が、水平方向だけでなく
垂直方向にも変位していることになる。これに伴い、送
信アレイアンテナ１６としての指向性を、水平方向だけ
でなく垂直方向にも設定できる。このため、送信アレイ
アンテナ１６からの送信信号Ｒ１〜Ｒ８を受信アレイア
ンテナ１７から隔てた方向に送信させることができる。
従って、受信アレイアンテナ１７が、送信アレイアンテ
ナ１６からの送信信号が直接的に受信することを抑制で
きる。このため、送信アレイアンテナおよび受信アレイ
アンテナの間のアイソレーションを向上できる。

【００７１】また、制御部１８は、受信アンテナ素子１
７０〜１７７の配列方向に並行な方向から伝搬される反
射信号だけを、加算信号として取得することができる。
すなわち、受信アレイアンテナ１７の指向性を、受信ア
ンテナ素子１７０〜１７７の配列方向に並行な方向にて
設定することになる。

【００７２】ここで、受信アンテナ素子１７０〜１７７
を垂直方向に配列した場合には、受信アンテナ素子１７
０〜１７７の指向性を垂直方向に生成できるものの、水
平方向には無指向になる。

【００７３】これに対して、本実施形態では、受信アン
テナ素子１７０〜１７７の配列方向は、垂直方向に対し
て反時計回りに所定角度θだけ傾いている。従って、受
信アレイアンテナ１７の指向性を、水平方向だけでなく
垂直方向にも設定できることになる。

【００７４】このため、本実施形態のように受信アンテ
ナ素子１７０〜１７７の配列方向を垂直方向に対して反
時計回りに所定角度θだけ傾いている場合は（図７
（ｃ）参照）、受信アンテナ素子１７０〜１７７を垂直
方向に配列した場合（図７（ａ）参照）に比べて、受信
アンテナ素子１７０〜１７７の指向性を、送信アンテナ
素子１６０〜１６７から隔てた方向に設定することがで
きる。従って、受信アレイアンテナ１７としては、送信
アレイアンテナ１６からの送信信号を直接的に受信し難
くすることができる。このため、送信アレイアンテナお
よび受信アレイアンテナの間のアイソレーションをより
一層、向上できる（図７（ｂ）、（ｄ）参照）。

【００７５】なお、図７（ｂ）は、送信アレイアンテナ
１６、受信アレイアンテナ１７を垂直方向に対して配列
した場合の電界マップ、図７（ｄ）は、送信アレイアン
テナ１６、受信アレイアンテナ１７を垂直方向に対して
反時計回りに所定角度θだけ傾いている場合の電界マッ
プを示す。

【００７６】また、従来、送信アンテナ装置および受信
アンテナ装置の間のアイソレーションを向上するため
に、送信アンテナ装置および受信アンテナ装置の間の
距離を大きくしたり（特願平０８−２４６５４７号公
報）、送信アンテナ装置および受信アンテナ装置を段
違いの平面に配置したり（特表平０９−５０９７３７号
公報）、誘電体を利用して送信アンテナ装置および受
信アンテナ装置の指向性を生成する（特開平０６−３５
０３３２号公報）ものが提案されている。しかし、これ
らの技術では、アイソレーションを向上するという点で
は有効であるが、本装置が大型化したり（技術、
）、高コスト（技術、）という問題が生じる。

【００７７】これに対して、本実施形態によれば、送信
アンテナ素子１６０〜１６７、受信アンテナ素子１７０
〜１７７をそれぞれ直列的に配列しているので、上述し
た技術、の場合、若しくは、送信アンテナ素子１６
０〜１６７、受信アンテナ素子１７０〜１７７をそれぞ
れ平面状に配列する場合に比べて、本装置の小型化を保
持できる。また、誘電体を利用しなくてもよいので、低
コスト化を図ることができる。

【００７８】また、図８において、垂直方向に対する、
送信アンテナ素子１６０〜１６７および受信アンテナ素
子１７０〜１７７の傾き角度θを順次変更した場合のシ
ュミレーション結果を示す。これによれば、傾き角度θ
を４°以上とすることで、１ｄｂ以上のアイソレーショ
ン改善を望め、また傾き角度θを１６°以内とすること
で、障害物の検出範囲を車両幅以上に保持することがで
きる。

【００７９】なお、上記第１実施形態では、送信アンテ
ナ素子１６０〜１６７を垂直方向に対して時計回りに所
定角度θだけ傾いて配列し、かつ受信アンテナ素子１７
０〜１７７を垂直方向に対して反時計回りに所定角度θ
だけ傾いて配列して、受信アンテナ素子１７０〜１７７
と送信アンテナ素子１６０〜１６７とを「ハの字」状に
配列した例について説明したが、これに限らず、図９に
示すように、送信アンテナ素子１６０〜１６７を垂直方
向に対して反時計回りに所定角度θだけ傾いて配列し、
かつ受信アンテナ素子１７０〜１７７を垂直方向に対し
て時計回りに所定角度θだけ傾いて配列するようにして
もよい。

【００８０】また、図１０に示すように、送信アンテナ
素子１６０〜１６７を垂直方向に対して時計回りに所定
角度θだけ傾いて配列し、かつ受信アンテナ素子１７０
〜１７７を垂直方向に対して時計回りに所定角度θだけ
傾いて配列して、受信アンテナ素子１７０〜１７７と送
信アンテナ素子１６０〜１６７とを並列に配列するよう
にしてもよい。

【００８１】（第２実施形態）本第２実施形態では、送
信アレイアンテナの送信電力を上げることなく、障害物
の検出を効率的に行うした例について説明する。この場
合の構成を示す図１１、図１２に示す。

【００８２】図１１は、受信アンテナ素子１７０〜１７
７と送信アンテナ素子１６０〜１６７とが設定された状
態を車両後方から見た図、図１２は、受信アンテナ素子
１７０〜１７７と送信アンテナ素子１６０〜１６７とが
設定された状態を車両上方から見た図である。

【００８３】図１１において、受信アンテナ素子１７０
〜１７７と送信アンテナ素子１６０〜１６７とは、車両
のリアバンパ２００からアンテナスティ３００を介して
配列されている。このため、図１２に示すように、送信
アンテナ素子１６０〜１６７と受信アンテナ素子１７０
〜１７７とは、リアバンパ２００から所定寸法ｈ離れて
配置されていることになる。なお、図１２中符号２１０
は、板状の絶縁部材である。

【００８４】ここで、この所定寸法ｈとしては、発振器
１０の周波数信号の１／４波長に設定されている。この
ため、送信アンテナ素子１６０〜１６７から送信されて
リアバンパ２００により反射された送信信号と、送信ア
ンテナ素子１６０〜１６７から直接的に障害物側に送信
された送信信号とが同一位相になる。これに伴い、互い
の送信信号が強め合うことができる。従って、送信アレ
イアンテナ１６の送信電力を上げることなく、物体に対
する送信信号の送信レベルを上げることができ、障害物
検出を効率的に行うことができる。

【００８５】さらに、障害物から直接的に受信アンテナ
素子１７０〜１７７に受信される反射信号と、障害物か
ら車体による反射を介して受信アンテナ素子１７０〜１
７７に受信される反射信号とが同一位相になる。従っ
て、互いの反射信号が強め合うことができる。従って、
送信アレイアンテナ１６０〜１６７の送信電力を上げる
ことなく、受信アンテナ素子１７０〜１７７の受信レベ
ルを上げることができ、障害物検出をより一層効率的に
行うことができる。

【００８６】また、上記第２実施形態では、１つのアン
テナステイ３００を用いて、送信アレイアンテナ１６０
〜１６７、受信アンテナ素子１７０〜１７７をリアバン
パ２００から所定寸法ｈ離して配置する例について説明
したが、これに限らず、図１３に示すように、アンテナ
ステイ３０１、３０２を用いて、送信アレイアンテナ１
６０〜１６７、受信アンテナ素子１７０〜１７７を個別
に所定寸法ｈ離して配置するようにしてもよい。

【００８７】これに加えて、図１４に示すように、送信
アレイアンテナ１６０〜１６７、受信アンテナ素子１７
０〜１７７を個別に所定寸法ｈ離して配置し、かつ、送
信アレイアンテナ１６０〜１６７を、垂直方向に対して
時計回りに所定角度θだけ傾けて配列し、さらに、受信
アンテナ素子１７０〜１７７を反時計回りに所定角度θ
だけ傾けて配列するようにしてもよい。これにより、上
記第１実施形態と同様に、送信アレイアンテナ１６０〜
１６７および受信アンテナ素子１７０〜１７７間のアイ
ソレーションも向上できる。

【００８８】さらに、図１５に示すように、アンテナス
テイ３０１ａ、３０２ａに対して隔壁３０１ａ、３０２
ａを設け、これら隔壁３０１ａ、３０２ａにより送信ア
ンテナ素子１６０〜１６７および受信アンテナ素子１７
０〜１７７を互いを隔離して配置するようにしてもよ
い。これにより、送信アンテナ素子１６０〜１６７から
の送信信号が、直接的に受信アンテナ素子１７０〜１７
７に伝搬することをより一層抑制できる。このため、送
信アレイアンテナ１６０〜１６７および受信アンテナ素
子１７０〜１７７間のアイソレーションをより一層向上
できる。

【００８９】なお、上記各実施形態では、送信アレイア
ンテナ１６、受信アレイアンテナ１７を構成するアンテ
ナ素子の数を、８個に設定した例について説明したが、
これに限らず、複数ならば、幾らに設定してもよい。

【００９０】さらに、上記各実施形態では、送信アレイ
アンテナ１６、受信アレイアンテナ１７を車両の後側に
設置した例について説明したが、これに限らず、車両後
方以外、或いは、車室内に配置するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る車載用レーダ式障
害物検出装置Ｓの電気回路構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１に示す送信アンテナ素子および受信アンテ
ナ素子の設定例を示す斜視図である。

【図３】図１に示す送信アンテナ素子および制御部に作
動を示す図である。

【図４】図１に示す各信号のタイミングチャートであ
る。

【図５】従来の送信アンテナ素子および受信アンテナ素
子の設定例を示す図である。

【図６】従来の送信アンテナ素子および受信アンテナ素
子の作動を示す図である。

【図７】上記第１実施形態の効果を説明するための図で
ある。

【図８】上記第１実施形態の効果を説明するための図で
ある。

【図９】上記第１実施形態の変形例の構成を示す図であ
る。

【図１０】上記第１実施形態の変形例の構成を示す図で
ある。

【図１１】本発明の第２実施形態における各送信アンテ
ナ素子および各受信アンテナ素子の配列を示す図であ
る。

【図１２】上記第２実施形態における各送信アンテナ素
子および各受信アンテナ素子を車両上方から視た図であ
る。

【図１３】上記第２実施形態における変形例を示す図で
ある。

【図１４】上記第２実施形態における変形例を示す図で
ある。

【図１５】上記第２実施形態における変形例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０、１２…発振器、１１…スイッチ、１３…ミキサ、
１４…アンプ、１５、１８…制御部、１６０〜１６７…
送信アンテナ素子、１７０〜１７７…受信アンテナ素
子、２０…コンパレータ、２１…ＩＦ検出回路、２２…
送信パルス生成器、２３…ロジック、２４…積分回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平山 雅人 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 兵藤 賢仁 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5J021 AA07 AB06 DB02 DB03 FA17 FA21 FA24 FA29 FA31 GA08 HA04 HA10 5J046 AA04 AB02 AB13 MA09 5J047 AA04 AB02 AB13 EA01 5J070 AB01 AD02 AD08 AE01 AF03 AH39 AK22

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信信号をそれぞれ送信する各送信アン
   テナ素子（１６０〜１６７）が略直線的に配列され、前
   記送信アンテナ素子の配列方向に平行な方向に指向性を
   生成するための送信アレイアンテナ（１６）と、 物体に対する前記送信信号の反射信号をそれぞれ受信す
   るための各受信アンテナ素子（１７０〜１７７）が略直
   線的に配列され、前記受信アンテナ素子の配列方向に平
   行な方向に指向性を生成するための受信アレイアンテナ
   （１７）と、 前記各受信アンテナ素子でそれぞれ受信された反射信号
   に応じて物体を検出する検出手段（１２〜１４、２０〜
   ２４）と、を備える車載用物体検出装置であって、 前記送信アレイアンテナおよび前記受信アレイアンテナ
   の少なくとも一方の各アンテナ素子が、垂直方向に対し
   斜めに配列されていることを特徴とする車載用物体検出
   装置。
2. 【請求項２】 前記各送信アンテナ素子は、車体（２０
   ０）に対してアンテナステイ（３００〜３０２）を介し
   て所定寸法だけ離して配置されており、 前記各送信アンテナ素子から前記車体に送信されてこの
   車体で前記物体側に反射される送信信号と、前記各送信
   アンテナ素子から直接的に前記物体側に送信された送信
   信号とが同一位相になるように前記所定寸法が設定され
   ていることを特徴とする請求項１に記載の車載用物体検
   出装置。
3. 【請求項３】 前記各受信アンテナ素子は、前記車体に
   対してアンテナステイ（３００〜３０２）を介して所定
   寸法だけ離して配置されており、 前記物体から直接的に前記各受信アンテナ素子に受信さ
   れる反射信号と、前記物体から前記車体による反射を介
   して前記各受信アンテナ素子に受信される反射信号とが
   同一位相になるように前記所定寸法が設定されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の車載用物体検出装置。
4. 【請求項４】 送信信号をそれぞれ送信する各送信アン
   テナ素子（１６０〜１６７）が略直線的に配列され、前
   記送信アンテナ素子の配列方向に平行な方向に指向性を
   生成するための送信アレイアンテナ（１６）と、 物体に対する前記送信信号の反射信号をそれぞれ受信す
   るために各受信アンテナ素子（１７０〜１７７）が略直
   線的に配列され、前記受信アンテナ素子の配列方向に平
   行な方向に指向性を生成するための受信アレイアンテナ
   （１７）と、 前記各受信アンテナ素子でそれぞれ受信された反射信号
   に応じて物体を検出する検出手段（１２〜１４、２０〜
   ２４）と、を備える車載用物体検出装置であって、 前記各送信アンテナ素子は、車体（２００）に対してア
   ンテナステイ（３００〜３０２）を介して所定寸法だけ
   離して配置されており、前記各送信アンテナ素子から前
   記車体側に送信されてこの車体で前記物体側に反射され
   た送信信号と、前記各送信アンテナ素子から直接的に前
   記物体側に送信された送信信号とが同一位相になるよう
   に前記所定寸法が設定されていることを特徴とする車載
   用物体検出装置。
5. 【請求項５】 送信信号をそれぞれ送信する各送信アン
   テナ素子（１６０〜１６７）が略直線的に配列され、前
   記送信アンテナ素子の配列方向に平行な方向に指向性を
   生成するための送信アレイアンテナ（１６）と、 物体に対する前記送信信号の反射信号をそれぞれ受信す
   るために各受信アンテナ素子（１７０〜１７７）が略直
   線的に配列され、前記受信アンテナ素子の配列方向に平
   行な方向に指向性を生成するための受信アレイアンテナ
   （１７）と、 前記各受信アンテナ素子でそれぞれ受信された反射信号
   に応じて物体を検出する検出手段（１２〜１４、２０〜
   ２４）と、を備える車載用物体検出装置であって、 前記各受信アンテナ素子は、前記車体に対してアンテナ
   ステイ（３００〜３０２）を介して所定寸法だけ離して
   配置されており、前記物体から直接的に前記各受信アン
   テナ素子に受信される反射信号と、前記物体から前記車
   体による反射を介して前記各受信アンテナ素子に受信さ
   れる反射信号とが同一位相になるように前記所定寸法が
   設定されていることを特徴とする車載用物体検出装置。
6. 【請求項６】 前記各送信アンテナ素子および前記各受
   信アンテナ素子は、互いを隔離する壁（３０１ａ、３０
   ２ａ）を介して配置されていることを特徴とする請求項
   １〜４のいずれか１つに記載の車載用物体検出装置。