JP2007248167A

JP2007248167A - 電波透過性部品

Info

Publication number: JP2007248167A
Application number: JP2006070125A
Authority: JP
Inventors: Masahito Shingyouchi; 誠仁新行内
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】車載のレーダー装置の電波送受信経路に配置される板状の電波透過性部品の設計自由度を高めながら電波の透過減衰量を減少させる。
【解決手段】車載のレーダー装置の前方の電波送受信経路に配置されるフロントグリルのエンブレムを、その垂線が電波の偏波面（鉛直面）に対して略平行となり、かつ電波の入射角がブリュスター角（約６０°）に略一致するように上部を後方に倒して設置する。これにより、エンブレムの境界面における反射波の強度を殆ど０にすることができ、エンブレムを透過する電波の透過減衰量を減少させてレーダー装置の検出精度を高めることができる。しかも電波の透過減衰量を減少させるためのエンブレムの板厚の制約がなくなるので、エンブレムの設計自由度が増加する。また電波の入射角がブリュスター角に一致しなくても、エンブレムの板厚を調整することで電波の透過減衰量を減少させることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、車載のレーダー装置の前方の電波送受信経路に配置される板状の電波透過性部品に関する。

レーダー装置のアンテナの前方を覆うレドームを、その表面および裏面が角度を成すテーパー板で構成することで、レドームを透過する電波を屈曲させて電波の方位軸を修正するものが、下記特許文献１により公知である。
特開２００１−２２８２３８号公報

ところで、かかるレーダー装置の検知性能を高めるには、レドームを透過する電波の透過減衰量をできるだけ小さくすることが必要である、従来、電波が透過するレドームの板厚をＬとし、電波の波長をλとし、Ｎを自然数としたとき、Ｌ＝Ｎ×λ／２の関係が成立するように前記板厚Ｌを決定することで、電波の透過減衰量を小さくできることが知られている。しかしながら、レドームがフロントグリルのエンブレムのような装飾部品を兼ねる場合には、意匠上および構造上の理由からその板厚Ｌを自由に設定することができない場合があった。

また本願明細書で開示するように、レドームを、その垂線が電波の偏波面に対して略平行となり、かつ電波の入射角がブリュスター角に略一致するように設置すると、電波の透過減衰量を減少させることができる。しかしながら、レドームの設置角度には意匠上および構造上の制約があり、電波の透過減衰量を充分に減少させ得る設置角度が選択できない可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車載のレーダー装置の電波送受信経路に配置される板状の電波透過性部品の設計自由度を高めながら電波の透過減衰量を減少させることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車載のレーダー装置の前方の電波送受信経路に配置される板状の電波透過性部品において、前記電波透過性部品は、その垂線が電波の偏波面に対して略平行となり、かつ電波の入射角がブリュスター角に略一致するように設置されることを特徴とする電波透過性部品が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記電波透過性部品への電波の入射角が４０°ないし７５°であることを特徴とする電波透過性部品が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、車載のレーダー装置の前方の電波送受信経路に配置される板状の電波透過性部品において、前記電波透過性部品は、その垂線が電波の偏波面に対して略平行となるように設置され、かつ電波の入射角が前記垂線に対して傾斜した状態で電波の透過減衰量が最小となる板厚を有することを特徴とする電波透過性部品が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項３の構成に加えて、前記板厚は、前記電波透過性部品への電波の入射角と、前記電波透過性部品の誘電率と、電波の波長とに基づいて決定されることを特徴とする電波透過性部品が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記レーダー装置は電波の偏波面が鉛直面と略一致するように車体に搭載され、前記電波透過性部品は車両の進行方向に対して上部が後方または前方に倒れるように傾斜して配置されることを特徴とする電波透過性部品が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項１〜請求項５の何れか１項の構成に加えて、前記電波透過性部品は、フロントグリルに設けられたエンブレムであることを特徴とする電波透過性部品が提案される。

また請求項７に記載された発明によれば、請求項１〜請求項６の何れか１項の構成に加えて、前記電波透過性部品は、ＡＢＳ、ＡＥＳ、ポリカーボネート、ＰＰＯ、ＡＳＡおよびＰＰＳの何れか一つまたはその組み合わせから成ることを特徴とする電波透過性部品が提案される。

尚、実施の形態のエンブレム１２は本発明の電波透過性部品に対応する。

請求項１の構成によれば、車載のレーダー装置の前方の電波送受信経路に配置される板状の電波透過性部品を、その垂線が電波の偏波面に対して略平行となり、かつ電波の入射角がブリュスター角に略一致するように設置したので、電波透過性部品の境界面における反射波の強度を殆ど０にすることができ、電波透過性部品を透過する電波の透過減衰量を減少させてレーダー装置の検出精度を高めることができる。しかも電波の透過減衰量を減少させるための電波透過性部品の板厚の制約がなくなるので、電波透過性部品の設計自由度が増加する。

また請求項２の構成によれば、電波透過性部品への電波の入射角を４０°ないし７５°としたので、電波透過性部品の車体への取付角にある程度の許容度を持たせながら、電波の透過減衰量の減少効果を確保することができる。

また請求項３の構成によれば、車載のレーダー装置の前方の電波送受信経路に配置される板状の電波透過性部品を、その垂線が電波の偏波面に対して略平行となるように設置し、かつ電波の入射角が前記垂線に対して傾斜した状態で電波の透過減衰量が最小となる板厚とすることで、電波透過性部品を車体に傾けた状態で取り付けても、電波透過性部品の板厚の設定によって電波の透過減衰量を最小とすることができ、これにより電波透過性部品の車体への取付角の設定自由度を高めることができる。

また請求項４の構成によれば、電波透過性部品の板厚を、電波透過性部品への電波の入射角と、電波透過性部品の誘電率と、電波の波長とに基づいて決定するので、電波の透過減衰量が最小となる最適の板厚を精度良く決定することができる。

また請求項５の構成によれば、電波透過性部品を車両の進行方向に対して上部が後方に倒れるように傾斜した状態でフロントグリル、ボンネットフード、フロントバンパー、リヤバンパー等に体裁良く支持することができ、また電波透過性部品を車両の進行方向に対して上部が前方に倒れるように傾斜した状態でフロントグリル、リヤトランクリッド、フロントバンパー、リヤバンパー等に体裁良く支持することができる。

また請求項６の構成によれば、電波透過性部品がフロントグリルに設けられたエンブレムであるので、レーダー装置の機能を損なうことなくエンブレムでフロントグリルを装飾することができる。

また請求項７の構成によれば、電波透過性部品がＡＢＳ、ＡＥＳ、ポリカーボネート、ＰＰＯ、ＡＳＡおよびＰＰＳの何れか一つまたはその組み合わせから成るので、その電波透過性部品を市場で容易に入手することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図９は本発明の実施の形態を示すもので、図１は自動車のフロントグリルの正面図、図２はレーダー装置およびエンブレムの斜視図、図３はブリュスター角θｂの定義を説明する図、図４はエンブレムの厚さが電波の透過減衰量に及ぼす影響の説明図、図５は入射角θ＝０°で透過減衰量が最小となるように板厚を設定した場合の、入射角θの変化に対する透過減衰量および反射減衰量の特性を示すグラフ、図６は入射角θ＝３５°で透過減衰量が最小となるように板厚を設定した場合の、入射角θの変化に対する透過減衰量および反射減衰量の特性を示すグラフ、図７〜図９は板厚の変化に対する透過減衰量および反射減衰量の特性を示すグラフである。

図１および図２に示すように、自動車のフロントグリル１１の中央部に、その意匠効果を高めるための合成樹脂製の板状のエンブレム１２が装着される。エンブレム１２の後方に配置されたレーダー装置１３はその前面のアンテナ開口部１４から電波（ミリ波）を概ね水平な軸線Ｌｒに沿って前方に送信し、それが被検知物体に反射された反射波を受信することで、自車前方に存在する先行車のような障害物の距離、方向および相対速度を検知する。

レーダー装置１３から軸線Ｌｒ方向に送信される電波は、その偏波面Ｐが前記軸線Ｌｒを含む鉛直面に一致するように設定されており、かつ板状のエンブレム１２は、その垂線Ｎが前記偏波面Ｐ内にあって、上部が車体後方に倒れるように傾斜して配置される。エンブレム１２の傾斜角は、電波の入射方向（軸線Ｌｒ方向）に対してエンブレム１２の垂線Ｎが成す角度、つまり電波の入射角θにより表される。エンブレム１２を鉛直姿勢に近づければ電波の入射角θは０°に向かって小さくなり、エンブレム１２を水平姿勢に近づければ電波の入射角θは９０°に向かって大きくなる。

本実施の形態では、電波の入射角θがエンブレム１２のブリュスター角（偏光角）θｂに略一致するように設定される。図３に示すように、屈折率の異なる第１媒体（屈折率ｎ１）から第２媒体（屈折率ｎ２）に入射角θで光（電波）が入射するとき、第１、第２媒体の境界面で反射される光のＰ偏光成分（矢印で示す紙面に平行な成分）と、Ｓ偏光成分（黒丸で示す紙面に垂直な成分）とでは反射率が異なり、反射光のＰ偏光成分が０になる入射角θがブリュスター角θｂとして定義される。ブリュスター角θｂの値は、θｂ＝ａｒｃｔａｎ（ｎ２／ｎ１）で与えられる。従って、境界面に入射される光がＰ偏光成分（矢印で示す紙面に平行な成分）しか持たない偏光であれば、入射角θがブリュスター角θｂに一致したときに反射光は０になる。

これを実施の形態のレーダー装置１３の電波に適用すると、エンブレム１２に入射する電波は偏波面Ｐ内の成分しか持たないため、エンブレム１２に対する入射角θがブリュスター角θｂに一致したとき、エンブレム１２からの反射波は０になる。

尚、入射角θがブリュスター角θｂに一致したとき、エンブレム１２の後面（空気からエンブレム１２に電波が入射する面）での反射波が０になるだけでなく、エンブレム１２の前面（エンブレム１２から空気に電波が放射する面）での反射波も０になる。

エンブレム１２を構成する樹脂には、ＡＢＳ、ＡＥＳ、ポリカーボネート、ＰＰＯ、ＡＳＡ、ＰＰＳ等の市場で容易に入手可能な一般的なものが使用可能である。エンブレム１２の材料となる樹脂を空気中に置いたときのブリュスター角θｂは、その樹脂の屈折率によって若干変化するが、概ね６０°程度である。

またエンブレム１２に入射する電波の透過減衰量はエンブレム１２の板厚Ｌに応じて変化するため、その板厚Ｌの設定により電波の透過減衰量を減少させることができる。図４（Ａ）に示すように、エンブレム１２に垂直に入射する電波の波長をλとしたとき、エンブレム１２の板厚Ｌをλ／２のＮ倍（Ｎ：自然数）からずらすと、エンブレム１２に入射される電波と、その電波が表面１２ａで反射された反射波とが打ち消し合うため、電波の透過減衰量が大きくなる。一方、図４（Ｂ）に示すように、電波の波長をλとしたとき、エンブレム１２の板厚Ｌをλ／２のＮ倍（Ｎ：自然数）に設定すると、エンブレム１２に入射される電波が表面１６ａで反射された反射波によって影響を受け難くなるため、電波の透過減衰量が最小になる。

以上の説明は電波の入射角θが０°の場合であるが、入射角θが任意の場合の透過係数Ｔおよび反射係数Γは、それぞれ次式により求められる。

ここで、λは電波の波長、ｎは比誘電率の実部の平方根、ｋ₁は電搬係数（２π／λ）、θ₁は入射角、θ₂は透過角（屈折角）、Ｌは板厚、ｊは虚数単位である。λは既知であり、ｋ₁はλから求めることができ、θ₂はθ₁およびｎから求めることができるため、数１から透過係数Ｔが最大になる板厚Ｌを求めることができる。

図５は、エンブレム１２に対する入射角θが０°（垂直入射）で透過減衰量が最小になる（透過係数Ｔが最大になる）板厚Ｌを設定した場合の、入射角θと透過減衰量との関係を示すグラフである。具体的には、エンブレム１２の材質はＡＥＳであり、板厚Ｌは８．１ｍｍである。太い実線は透過減衰量であり、破線は誘電損失を含む透過減衰量であり、両者の間には材質および板厚Ｌにより決まる一定の差（誘電損失）が存在する。細い実線は反射減衰量であり、入射角θがブリュスター角θｂである６０°付近で反射減衰量は無視できるほど小さくなっている。

従って、入射角θが０°のときに透過減衰量が最小になるように板厚Ｌを設定しても（ａ部参照）、入射角θをブリュスター角θｂに一致させればエンブレム１２の表面での電波の反射がなくなるため、入射角θが０°のときと同様に透過減衰量を最小にすることができる（ｂ部参照）。実用上許容されるエンブレム１２の透過減衰量、つまり従来の一般的なレドームの透過減衰量は−０．５ｄＢ程度であるため、入射角θを４０°〜７５°の範囲（矢印ｃ参照）に設定すれば、エンブレム１２の透過減衰量を実用上許容される範囲に抑えることができる。

図６は、エンブレム１２に対する入射角θが３５°で透過減衰量が最小になる（透過係数Ｔが最大になる）板厚Ｌを設定した場合の、入射角θと透過減衰量との関係を示すグラフである。具体的には、エンブレム１２の材質はＡＥＳであり、板厚Ｌは７．４ｍｍである。この場合にも、入射角θをブリュスター角θｂに一致させれば透過減衰量を最小にすることが可能であるが（ｄ部参照）、板厚Ｌを適切な値に設定することでブリュスター角θｂ以外の任意の入射角θ（この場合は入射角θ＝３５°）で透過減衰量が最小になることが分かる（ｅ部参照）。従って、意匠上の制約や構造上の制約でエンブレム１２の取付角をブリュスター角θｂに一致させられない場合でも、板厚Ｌを変更することで透過減衰量を最小にすることができる。

図７〜図９は、エンブレム１２への入射角θをそれぞれ０°、３０°および６０°（ブリュスター角θｂ）に変化させたときに、透過減衰量（太い実線）、誘電損失を含む透過減衰量（破線）および反射減衰量（細い実線）が板厚Ｌに応じてどのように変化するかを示すグラフである。

入射角θが何れの場合でも、板厚Ｌの増加に応じて反射減衰量が周期的に増減するため、それに応じて透過減衰量も周期的に増減する。またエンブレム１２の内部の誘電損失（太い実線と破線との差）は板厚Ｌに比例して増加する。

図９は入射角θがブリュスター角θｂ（６０°）の場合であり、この場合にも反射減衰量は板厚Ｌの増加に応じて周期的に増減するが、その絶対量が極めて小さいため透過減衰量は最小の状態で実質的に一定となり、誘電損失を含む透過減衰量は板厚Ｌの増加に応じて直線的に増加する。

以上のように、エンブレム１２を車体に対して後傾して配置した場合でも、その傾斜角、つまり電波の入射角θをブリュスター角θｂに一致あるいは接近させれば、エンブレム１２の板厚Ｌに関わらずに電波の透過減衰量を減少させてレーダー装置１３の検知性能を高めることができる。またエンブレム１２のような電波透過性部品が装着されるフロントグリル１１の形状により電波の入射角θをブリュスター角θｂに一致あるいは接近させられない場合でも、その板厚Ｌを変化させることで電波の透過減衰量を減少させることができる。よって、エンブレム１２の取付角度や板厚Ｌの設計自由度を大幅に高めることが可能になる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の電波透過性部品は実施の形態のエンブレム１２に限定されず、フロントグリル１１や、レーダー装置１３を覆うレドームであっても良い。

また本発明の電波透過性部品を体裁良く配置できる取付場所はフロントグリル１１に限定されず、その取付角度は後傾斜および前傾斜の何れであっても良い。電波透過性部品を車両の進行方向に対して上部が後方に倒れるように傾斜した状態で取り付ける場所にはフロントグリル、ボンネットフード、フロントバンパー、リヤバンパー等があり、また電波透過性部品を車両の進行方向に対して上部が前方に倒れるように傾斜した状態で取り付ける場所にはフロントグリル、リヤトランクリッド、フロントバンパー、リヤバンパー等がある。

自動車のフロントグリルの正面図レーダー装置およびエンブレムの斜視図ブリュスター角θｂの定義を説明する図エンブレムの厚さが電波の透過減衰量に及ぼす影響の説明図入射角θ＝０°で透過減衰量が最小となるように板厚を設定した場合の、入射角θの変化に対する透過減衰量および反射減衰量の特性を示すグラフ入射角θ＝３５°で透過減衰量が最小となるように板厚を設定した場合の、入射角θの変化に対する透過減衰量および反射減衰量の特性を示すグラフ板厚の変化に対する透過減衰量および反射減衰量の特性を示すグラフ（入射角θ＝０°の場合）板厚の変化に対する透過減衰量および反射減衰量の特性を示すグラフ（入射角θ＝３０°の場合）板厚を変化に対する透過減衰量および反射減衰量の特性を示すグラフ（入射角θ＝６０°の場合）

符号の説明

１１フロントグリル
１２エンブレム（電波透過性部品）
１３レーダー装置
Ｌ板厚
Ｎ電波透過性部品の垂線
Ｐ電波の偏波面
θ 電波の入射角
θｂブリュスター角

Claims

車載のレーダー装置（１３）の前方の電波送受信経路に配置される板状の電波透過性部品において、
前記電波透過性部品（１２）は、その垂線（Ｎ）が電波の偏波面（Ｐ）に対して略平行となり、かつ電波の入射角（θ）がブリュスター角（θｂ）に略一致するように設置されることを特徴とする電波透過性部品。
前記電波透過性部品（１２）への電波の入射角（θ）が４０°ないし７５°であることを特徴とする、請求項１に記載の電波透過性部品。
車載のレーダー装置（１３）の前方の電波送受信経路に配置される板状の電波透過性部品において、
前記電波透過性部（１２）品は、その垂線（Ｎ）が電波の偏波面（Ｐ）に対して略平行となるように設置され、かつ電波の入射角（θ）が前記垂線（Ｎ）に対して傾斜した状態で電波の透過減衰量が最小となる板厚（Ｌ）を有することを特徴とする電波透過性部品。
前記板厚（Ｌ）は、前記電波透過性部品（１２）への電波の入射角（θ）と、前記電波透過性部品（１２）の誘電率と、電波の波長とに基づいて決定されることを特徴とする、請求項３に記載の電波透過性部品。
前記レーダー装置（１３）は電波の偏波面（Ｐ）が鉛直面と略一致するように車体に搭載され、前記電波透過性部品（１２）は車両の進行方向に対して上部が後方または前方に倒れるように傾斜して配置されることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の電波透過性部品。
前記電波透過性部品（１２）は、フロントグリル（１１）に設けられたエンブレム（１２）であることを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の電波透過性部品。
前記電波透過性部品（１２）は、ＡＢＳ、ＡＥＳ、ポリカーボネート、ＰＰＯ、ＡＳＡおよびＰＰＳの何れか一つまたはその組み合わせから成ることを特徴とする、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の電波透過性部品。