JP2008107283A - On-vehicle radar system and radome for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、車載用に好適なレーダー装置あるいはこれに搭載されるレドームに関するものであり、特に、降雨や結露などで形成される水膜によるレーザー性能の低下を防げる車載レーダー装置あるいは車載レーダー装置用のレドーム関するものである。 The present invention relates to, for example, a radar device suitable for in-vehicle use or a radome mounted thereon, and in particular, the in-vehicle radar device or in-vehicle radar capable of preventing deterioration of laser performance due to a water film formed by rain or condensation. It is related to the radome for the device.
レドーム(radome:レーダードームの略であって、レーダーアンテナ保護用のドームのこと)に付着した水膜や汚れからの反射レベルに基づいて、これら(即ち、付着した水膜や汚れ)の有無を検出するレーダー装置としては、特開平10−282229号公報(特許文献1)に示されたFMレーダー装置がある。
特許文献1には、ビート信号の低周波成分を低域通過フィルタで抽出し、抽出した低周波成分をA/D変換器でAD変換し、高速フーリエ変換器で高速フーリエ変換を施して、レーダーレドームに汚れが付着していない状態での低周波成分の記憶された周波数スペクトルデータと入力された低周波成分の周波数スペクトルデータを比較し、汚れが付着したことを検出するFMレーダー装置が記載されている。
Based on the level of reflection from the water film and dirt attached to the radome (radar for radar antenna protection), the presence or absence of these (ie, attached water film and dirt) is determined. As a radar device to detect, there is an FM radar device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-282229 (Patent Document 1).
In
一般に、レーダーの前面に付着物が存在する場合、付着物からの反射波を検出し、システムフェールとするか、あるいは、付着物の反射波を検出して、本来検出すべき物体からの反射波と分離することによりS/Nを向上させて検出性能の低下を防ぐ、といった手法がとられる。
付着物が水であって、レーダー前面に水膜として存在する場合は、水膜の界面における反射や水自身による電波の吸収によって、送信電波および受信電波のいずれも著しい減衰が生じるため、レーダー性能そのものに多大な影響を与える。 If the deposit is water and exists as a water film in front of the radar, both the transmitted and received radio waves are significantly attenuated due to reflection at the interface of the water film and absorption of radio waves by the water itself. It has a great influence on itself.
また、車載レーダー装置は、予防安全装置として用いられるため、電波の減衰に起因した性能低下を理由にして、レーダーを用いたシステムがフェールとなることは、ドライバーの使用機会を減少させることになる。
特に、重大事故に陥りやすい雨天時にシステムが使えない状態は、可能な限り無くすることがユーザーニーズであり、社会ニーズでもある。
Moreover, since the on-vehicle radar device is used as a preventive safety device, the failure of the system using the radar due to the performance deterioration due to the attenuation of the radio wave reduces the opportunity for the driver to use. .
In particular, it is a user need and a social need to eliminate the state where the system cannot be used in rainy weather that is likely to cause a serious accident.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、レーダー本体前面のカバー表面や車両側レドーム表面に水膜が付着しても、特別な水膜検出機能を備える必要なく、レーダー性能の低下を抑制できる車載レーダー装置あるいは車載レーダー装置用レドームを提供することを目的とする。 The present invention was made to solve such a problem, and even if a water film adheres to the cover surface of the radar main body front surface or the vehicle-side radome surface, it is not necessary to have a special water film detection function, An object is to provide an in-vehicle radar device or a radome for an in-vehicle radar device capable of suppressing a decrease in radar performance.
本発明に係る車載レーダー装置は、電波を対象物に向けて送信する送信手段と、上記対象物で反射された反射電波を受信する受信手段と、上記送信手段が送信する送信電波と上記受信手段が受信する受信電波とから上記対象物を検知し、上記対象物までの距離や相対速度を計測する検知・計測手段と、上記送信手段、上記受信手段および上記検知・計測手段を収納する筐体と、上記筐体の電波送信方向の前面に配置され、上記筐体内の収納物を保護するカバーとを備えたレーダー装置において、上記カバーは、電波送信方向の外表面全体に毛細管現象により水が導かれる凹構造の溝が設けられているものである。 The on-vehicle radar device according to the present invention includes a transmission unit that transmits a radio wave toward an object, a reception unit that receives a reflected radio wave reflected by the object, a transmission radio wave that is transmitted by the transmission unit, and the reception unit. Detecting / measuring means for detecting the object from the received radio wave received by the receiver and measuring the distance and relative speed to the object, and a housing for housing the transmitting means, the receiving means, and the detecting / measuring means And a cover that is disposed in front of the casing in the direction of radio wave transmission and protects the contents stored in the casing, wherein the cover has water on the entire outer surface in the direction of radio wave transmission due to capillary action. A groove having a concave structure to be guided is provided.
また、本発明に係る車載レーダー装置用レドームは、電波を対象物に向けて送信する送信手段と、上記対象物で反射された反射電波を受信する受信手段と、上記送信手段が送信する送信電波と上記受信手段が受信する受信電波とから上記対象物を検知し、上記対象物までの距離や相対速度を計測する検知・計測手段と、上記送信手段、上記受信手段および上記検知・計測手段を収納する筐体と、上記筐体の電波送信方向の前面に配置され、上記筐体内の収納物を保護するカバーとを備えた車載レーダー装置の前方に搭載される車載レーダー装置用レドームであって、
上記車載レーダー装置用レドームは、その表面あるいは裏面に請求項1〜5のいずれか1項に記載の凹部構造の溝が設けられているものである。
The radome for in-vehicle radar device according to the present invention includes a transmission unit that transmits a radio wave toward an object, a reception unit that receives a reflected radio wave reflected by the object, and a transmission radio wave that is transmitted by the transmission unit. Detecting and measuring means for detecting the object from the received radio waves received by the receiving means and measuring the distance and relative speed to the object, the transmitting means, the receiving means, and the detecting and measuring means. A radome for an on-vehicle radar device that is mounted in front of an on-vehicle radar device that includes a housing to be stored and a cover that is disposed in front of the housing in the direction of radio wave transmission and that protects items stored in the housing. ,
The radome for the on-vehicle radar device is provided with a groove having a concave structure according to any one of
この発明よる車載レーダー装置では、筐体の電波送信方向の前面に配置され、筐体内の収納物を保護するカバーは、電波送信方向の外表面全体に毛細管現象により水が導かれる凹構造の溝が設けられているので、降雨等のためにカバーの外表面に水滴が付着した場合でも、毛細管現象により溝に水滴が引き込まれる。
従って、カバーの外表面に水膜が出来ないエリアを生成でき、水膜に影響されない送受信が可能になり、水膜によるレーダー性能の低下を抑制することができる。
In the on-vehicle radar device according to the present invention, the cover that is disposed on the front surface of the housing in the direction of radio wave transmission and protects the contents in the housing is a groove having a concave structure that guides water to the entire outer surface in the direction of radio wave transmission by capillary action. Therefore, even when water droplets adhere to the outer surface of the cover due to rain or the like, the water droplets are drawn into the groove by capillary action.
Therefore, an area where a water film cannot be formed on the outer surface of the cover can be generated, transmission / reception that is not affected by the water film can be performed, and deterioration of radar performance due to the water film can be suppressed.
また、この発明よる車載レーダー装置用レドムームは、車載レーダー装置の前方に搭載され、その表面あるいは裏面に毛細管現象により水が導かれる凹構造の溝が設けられているので、降雨等のためにレドームの表面に水滴が付着した場合でも、毛細管現象により溝に水滴が引き込まれる。
従って、レドームの表面に水膜が出来ないエリアを生成でき、水膜に影響されない送受信が可能になり、レーダー性能の低下を抑制することができる。
In addition, the in-vehicle radar device redome according to the present invention is mounted in front of the in-vehicle radar device, and has a concave groove for guiding water by capillarity on the front surface or the back surface thereof. Even when water droplets adhere to the surface of the water droplets, the water droplets are drawn into the grooves by capillary action.
Therefore, an area where a water film cannot be formed on the surface of the radome can be generated, transmission / reception that is not affected by the water film can be performed, and deterioration of radar performance can be suppressed.
以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態について説明する。
なお、各図間において、同一符号は、同一あるいは相当のものであることを表す。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による車載レーダー装置(単に、レーダー装置とも略す)の構造を説明するための図である。
図1において、101はミリ波レーダー筐体(即ち、ミリ波の電波を利用したレーダー装置の筐体)を示し、102は電波送信方向のケーシングであるカバー、103は送信電波の偏波面である。
また、104は、カバー102の電波送信方向の外表面全体において互いに平行に設けられた複数の溝であり、溝104は送信電波の偏波面103に垂直に刻まれている。
なお、図1(a)は本実施の形態による車載レーダー装置の全体外観構成を概念的に示す斜視図、図1(b)は溝104の部分拡大図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the drawings, the same reference numerals indicate the same or equivalent ones.
FIG. 1 is a diagram for explaining the structure of an in-vehicle radar device (also simply abbreviated as a radar device) according to
In FIG. 1,
1A is a perspective view conceptually showing the overall appearance configuration of the in-vehicle radar device according to the present embodiment, and FIG. 1B is a partially enlarged view of the
図2は、図1におけるA−A断面図を表しており、201は溝104の凸部、202は溝104の凹部を示す。
図2において、凹部202の幅は、毛細管現象が発生する幅に設定され、凸部201の幅は水滴が溜まらない程度の幅に設定される。
凸部201および凹部202の幅は、いずれも小さければ小さいほど効果が大きい。
つまり、凸部201の幅が小さいほど凸部201に溜まる水滴は少なく、凹部202の幅が小さいほど毛細管現象が顕著に現れる。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG.
In FIG. 2, the width of the
The smaller the widths of the
That is, the smaller the width of the
本実施の形態では、一般的な雨滴の径が1mm〜3mmであることを考慮し、1mmの雨滴がカバー102のどの位置に当たっても、雨滴が凸部201では水膜にならず、凹部202において毛細管現象により雨滴が引き込まれるように、凸部201おび凹部202の幅を0.5mmと設定している。
なお、本構成においては、毛細管現象によって引き込まれる力が大きいほど効率的であるので、水とカバー102との接触角は、毛細管現象が生じる限界である90deg以下となるカバー材料を選定することが前提となる。
In this embodiment, considering that the diameter of a general raindrop is 1 mm to 3 mm, no matter where the 1 mm raindrop hits the
In this configuration, since the greater the force drawn by the capillary phenomenon, the more efficient it is, it is possible to select a cover material whose contact angle between water and the
図3は、本実施の形態によるレーダー装置において、表面張力によって水滴が溝に引き込まれる様子を説明するための図である。
図3を用いて、水滴がカバー102の外表面上に付着した場合の振る舞いについて説明する。
図3(a)は、凹凸を設けた(即ち、溝104を設けた)カバー102の外表面上に水滴が付着したときの模式図である。図において、301は、付着した水滴を示す。
この水滴301は、ケーシング材料(即ち、カバー102の材料)で決まる接触角θまで広がるため、図3(b)のように凹部202の角を回りこむように広がり、水の表面張力を“T”とした時、Tcosθの力で凹部202の中へ引き込まれる力が発生する。
FIG. 3 is a diagram for explaining how water droplets are drawn into the grooves by surface tension in the radar device according to the present embodiment.
With reference to FIG. 3, the behavior when water droplets adhere to the outer surface of the
FIG. 3A is a schematic diagram when water droplets adhere to the outer surface of the
Since the
この結果、凹部202において、毛細管現象により、図3(c)に示すように水滴301が引き込まれ、凸部201の表面から水滴を除外することが出来る。
この様に水滴301が振舞うため、雨天を想定した場合、すべての溝の凹部202には水が溜まっているが、凸部201の表面には水は溜まっていない状況になる。
従って、送信電波あるいは受信電波は、溝の凹部202においては反射や減衰などを生じるが、水滴が付着していない溝の凸部201においては、雨量に関わらず、安定した送受信が可能となる。
As a result, the
Since the
Therefore, the transmission radio wave or the reception radio wave is reflected or attenuated in the
以上説明したように、本実施の形態による車載レーダー装置は、電波を対象物に向けて送信する送信手段(図示なし)と、対象物で反射された反射電波を受信する受信手段(図示なし)と、送信手段が送信する送信電波と受信手段が受信する受信電波とから対象物を検知し、対象物までの距離や相対速度を計測する検知・計測手段(図示なし)と、送信手段、受信手段および検知・計測手段を収納する筐体101と、筐体101の電波送信方向の前面に配置され、筐体101内の収納物を保護するカバー102とを備えたレーダー装置において、カバー102は、電波送信方向の外表面全体に毛細管現象により水が導かれる凹構造の溝104が設けられている。
従って、カバー102の外表面全体に付着する水滴は、毛細管現象によって凹構造の溝104に引き込まれ、カバー102の外表面の水膜によるレーダー性能の低下を抑制する
ことができる。
As described above, the on-vehicle radar device according to the present embodiment includes a transmission unit (not shown) that transmits radio waves toward an object and a reception unit (not shown) that receives reflected radio waves reflected by the object. And a detection / measurement means (not shown) for detecting the object from the transmission radio wave transmitted by the transmission means and the reception radio wave received by the reception means, and measuring the distance to the object and the relative speed, the transmission means, and the reception In the radar device, the
Therefore, water droplets adhering to the entire outer surface of the
実施の形態2.
図4は、実施の形態2による車載レーダー装置の特徴的な動作を説明するための模式図である。
前述の実施の形態1では、雨天を想定した場合の水滴の振る舞いについて説明したが、本実施の形態では、晴天時の場合について考える。
図4は、レーダー装置前面のケーシング部(即ち、カバー102)の断面図であり、水滴がカバー102の外表面に付着していない状況における電波の透過状態を示している。
図4において、401は溝の凹部202を透過する電波、402は溝の凸部201を透過する電波を表している。
図4中の電波401および電波402は、カバー102を透過する電波の波長変化を模式的に表している。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a characteristic operation of the in-vehicle radar device according to the second embodiment.
In the first embodiment described above, the behavior of water droplets in the case of rainy weather has been described, but in this embodiment, the case of fine weather is considered.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the casing portion (that is, the cover 102) on the front surface of the radar apparatus, and shows a state of radio wave transmission in a state where water droplets are not attached to the outer surface of the
In FIG. 4, 401 represents a radio wave transmitted through the groove
A
ケーシング部材(カバー102)の中を透過する電波の波長は、ケーシング部材の材料の比誘電率εgとした時、1/√εgだけ空気中の波長に比べて短くなる。
なお、“√εg”は、“(εg)1/2”と同一である。
従って、電波401と電波402では、材料内を透過する距離をそれぞれ適切に選ばない限り、ケーシング部(カバー)102の出口であるa面において、互いに位相が異なることに起因して、干渉、減衰し、最悪の場合は互いに打ち消しあうことが想定される。
The wavelength of the radio wave transmitted through the casing member (cover 102) is 1 / √εg shorter than the wavelength in air when the relative dielectric constant εg of the material of the casing member is used.
Note that “√εg” is the same as “(εg) 1/2 ”.
Therefore, in the
ここで、電波の減衰を防ぐためには、a面における位相を揃えることが必須となる。
a面における電波の位相を揃えるためには、ケーシング部材の外(即ち、カバー102の凹部202)を透過して進行する電波401の振動数とケーシング部材の中(即ち、カバー102の凸部201)を透過して進行する電波402の振動数の差が整数となるように、溝の深さを選べばよい。
今、空気中の電波の波長をλ、ケーシング部材(カバー102)の比誘電率をεgとした時、ケーシング部材の中を進行する電波の波長λgは、
λg = λ/√εg ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (1)
となる。
Here, in order to prevent radio waves from being attenuated, it is essential to align the phases in the a-plane.
In order to align the phase of the radio wave on the a-plane, the frequency of the
Now, when the wavelength of the radio wave in the air is λ and the relative dielectric constant of the casing member (cover 102) is εg, the wavelength λg of the radio wave traveling in the casing member is
λg = λ / √εg (1)
It becomes.
溝の深さを“L”とした時、この区間(即ち、溝の深さ“L”に相当する区間)におけるλの個数(振動数)とλgの個数(振動数)の差が、任意の整数nであればよいので、
L/λ−L/λg = n ・・・・・・・・・・・・・・ (2)
が成り立てばよい。
ここで、(1)式を(2)式に代入して整理すると、
L = nλ/(√εg−1) ・・・・・・・・・・・・ (3)
が得られる。
従って、(3)式を成立させるように深さLを選べば、送信電波、受信電波とも干渉、減衰を起こさず、レーダー性能の低下を防ぐことが出来る。
When the groove depth is “L”, the difference between the number of λ (frequency) and the number of λg (frequency) in this section (ie, the section corresponding to the groove depth “L”) is arbitrary. Since the integer n of
L / λ−L / λg = n (2)
Should just hold.
Here, substituting (1) into (2) and rearranging,
L = nλ / (√εg−1) (3)
Is obtained.
Therefore, if the depth L is selected so as to satisfy the expression (3), neither the transmission radio wave nor the reception radio wave interferes or attenuates, and the radar performance can be prevented from deteriorating.
さらに、水の誘電率をεrとし、水の中を進行する波長をλrとした時、任意の整数mを用いて、
L/λ−L/λr = m ・・・・・・・・・・・・・・・ (4)
即ち、
L = mλ/(√εr−1)・・・・・・・・・・・・・・・ (5)
であるから、(3)式と(5)式を同時に成り立たせるようにnとmを選ぶことにより、晴天時、雨天時とも、電波が進行する場所が異なることに起因する減衰、レーダー性能の低下を抑制することが出来る。
Furthermore, when the dielectric constant of water is εr and the wavelength traveling in water is λr, an arbitrary integer m is used,
L / λ−L / λr = m (4)
That is,
L = mλ / (√εr−1) (5)
Therefore, by selecting n and m so that Eqs. (3) and (5) can be established simultaneously, the attenuation and radar performance of the radio wave are different due to the difference in the place where the radio wave travels in fine weather and rainy weather. The decrease can be suppressed.
ただし、(3)式、(5)式は最適値演算であり、実際の使用条件においては、nとmは厳密な整数とする必要はなく、目標とされるレーダー性能の許容レベルまで緩和することが可能である。
例えば、一般的に使用波長λの1/4以下までのズレであれば、レーダー装置の性能に大きな影響は無いとされる。
従って、(3)式(5)式において任意の整数とλが乗算であるので、λが±1/4まで許容できるとするならば、この許容幅を任意の整数の幅に置き換えると、nおよびmは、いずれも任意の整数±1/4まで許容できることになる。
もちろん、許容幅は目標性能によって決まるものであるから、実設計上必要な幅を設定すればよい。
However, Equations (3) and (5) are optimal value calculations. Under actual conditions of use, n and m do not need to be exact integers, and alleviate to the target allowable level of radar performance. It is possible.
For example, it is generally considered that there is no significant influence on the performance of the radar device if the deviation is less than 1/4 of the operating wavelength λ.
Therefore, since an arbitrary integer and λ are multiplied in equation (3) and equation (5), if λ can be allowed to ± 1/4, if this allowable width is replaced with an arbitrary integer width, n Both m and m can be tolerated to any integer ± 1/4.
Of course, since the allowable width is determined by the target performance, a width necessary for actual design may be set.
以上説明したように、本実施の形態による車載レーダー装置では、カバー102を構成する材料の比誘電率をεg、任意の整数をnとした時、凹部構造の溝の深さLを、
L = nλ/(√εg−1))
とすることによって、晴天時における電波の減衰を理論上ゼロにすることができる。
As described above, in the in-vehicle radar device according to the present embodiment, when the relative dielectric constant of the material constituting the
L = nλ / (√εg−1))
By doing so, the attenuation of radio waves in a clear sky can theoretically be zero.
実施の形態3.
上述の構造を有したケーシング手段(即ち、カバー102)において、実施の形態1では毛細管現象を用いた水膜の除去について、実施の形態2では毛細管現象で引き込む溝の深さについて述べたが、本実施の形態では、その溝の方向について述べる。
本実施の形態において、溝の方向を考える場合、その最悪条件、即ち、全ての溝に毛細管現象により水が入り込んでいる状態の場合を例にして説明する。
この状態は、レーダー装置内部の電波送信部(送信手段)から見た場合、その送信方向に誘電体のスリットがあると解釈できる。
従って、「送信電波の効率的な透過」という視点で考えた場合、水の吸収以外の減衰要素(反射、錯乱)を最も小さくするように溝の方向を選ぶ必要がある。
Embodiment 3 FIG.
In the casing means (that is, the cover 102) having the above-described structure, the removal of the water film using the capillary phenomenon is described in the first embodiment, and the depth of the groove to be drawn in by the capillary phenomenon is described in the second embodiment. In this embodiment, the direction of the groove will be described.
In this embodiment, when the direction of the groove is considered, the worst condition, that is, a case where water enters all the grooves by capillary action will be described as an example.
This state can be interpreted as having a dielectric slit in the transmission direction when viewed from the radio wave transmission unit (transmission means) inside the radar device.
Therefore, from the viewpoint of “effective transmission of transmitted radio waves”, it is necessary to select the direction of the groove so as to minimize attenuation elements (reflection, confusion) other than water absorption.
ここで、一般的に水は誘電体であるものの、その誘電率が大きい上、実際の自然環境における雨滴を考えた場合には、不純物も多く含まれており、大きな抵抗体であると解釈しておく方が自然である。
不純物を含む水であることを念頭に考えると、送信電波の偏波面と溝が平行状態にある場合には、偏波面は電界で表されているので、溝中の水分表面にいくらかの電位差が現れ、いくらかの反射波が存在することが想定される。
逆に、送信電波の偏波面が溝に対して垂直である場合には、上記電位差は発生でき無いため、反射波が少なくなることが期待できる。
従って、溝の向きと偏波面は、互いに垂直であることが望ましく、設計時には、レーダーの偏波面に対して垂直になるように溝を構成した方が、効率的に電波を透過するという視点で都合が良い。
Here, although water is generally a dielectric, its dielectric constant is large, and when considering raindrops in an actual natural environment, it contains a lot of impurities and is interpreted as a large resistor. It is natural to keep it.
Considering that the water contains impurities, when the plane of polarization of the transmission radio wave and the groove are in parallel, the plane of polarization is represented by an electric field, so there is some potential difference between the moisture surface in the groove. It appears that some reflected waves are present.
On the contrary, when the polarization plane of the transmission radio wave is perpendicular to the groove, the potential difference cannot be generated, so that it can be expected that the reflected wave is reduced.
Therefore, it is desirable that the direction of the groove and the plane of polarization be perpendicular to each other. At the time of design, it is more efficient to transmit radio waves if the groove is configured to be perpendicular to the plane of polarization of the radar. convenient.
以上説明したように、本実施の形態においては、凹構造の溝の向きを、送信電波の偏波面に垂直とすることによって、溝に引き込んだ水(水滴)による電波の減衰を最小限に抑制することができる。 As described above, in the present embodiment, by setting the direction of the groove of the concave structure perpendicular to the polarization plane of the transmission radio wave, attenuation of the radio wave due to water (water droplets) drawn into the groove is minimized. can do.
実施の形態4.
図5は、実施の形態4による車載レーダー装置を説明するための図であり、カバーの外表面に付着した水滴に働く力関係を表した図である。
前述した溝104の構成において、さらに効率よく凹部202に水を引き込むためには、凸部201で水滴を引っ張る力を小さくし、凹部202で水滴を引っ張る力を大きくしてやればよい。
即ち、凸部201の表面における水滴との接触角をθ1、凹部202における水滴との接触角をθ2とした場合、図5に示すように、Tcosθ1<Tcosθ2となるようにすれば良いことがわかる。
従って、θ1>θ2であるから、凸部201の接触角θ1を大きくし、凹部202の接触角θ2を小さくすれば良く、その差が大きいほど効果が高いことがわかる。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 is a diagram for explaining the in-vehicle radar device according to the fourth embodiment, and is a diagram showing a force relationship acting on water droplets attached to the outer surface of the cover.
In the configuration of the
That is, when the contact angle with water droplets on the surface of the
Therefore, since θ1> θ2, it is only necessary to increase the contact angle θ1 of the
凸部201の表面において水滴との接触角θ1を大きくすることは、凸部201の表面に疎水性あるいは撥水性を持たせることによって実現できる。
また、凹部202において接触角θ2を小さくすることは、凹部202に親水性を持たせてやれば実現できる。
これらの実現は、例えば、ケーシング手段(カバー102)の材料が樹脂であるとすると、撥水性および親水性のいずれも、コーティング剤の塗布や表面改質によって容易に実現できる。
Increasing the contact angle θ1 with the water droplet on the surface of the
In addition, reducing the contact angle θ2 in the
For example, if the material of the casing means (cover 102) is a resin, both water repellency and hydrophilicity can be easily realized by application of a coating agent or surface modification.
以上説明したように、本実施の形態による車載レーダー装置では、凹構造の溝の内側には親水性処理を施し、凹構造の溝と溝の間の凸部上面には撥水性処理を施しているので、
さらに効果的に水滴を溝に引き込むことができる。
As described above, in the in-vehicle radar device according to the present embodiment, the hydrophilic treatment is performed on the inner side of the concave groove, and the water repellent treatment is performed on the upper surface of the convex portion between the concave groove. Because
In addition, water droplets can be effectively drawn into the groove.
実施の形態5.
これまでに述べた溝の構成では、一時的な降雨に対しては有効である。
しかし、毛細管現象によって引き込まれる水の総容量には上限があるため、この上限を超える連続的な雨滴が存在する場合には、上述の効果が持続できないことになる。
溝中の水が重力や走行風によって排水されることに期待することはできるが、そもそも毛細管現象は、溝の壁面に働く力によって生じているため、濡れようとする力が排水方向とは逆に働き、効率的に排出できない。
Embodiment 5. FIG.
The groove configuration described so far is effective for temporary rainfall.
However, since there is an upper limit to the total volume of water drawn by capillary action, the above effect cannot be sustained if there are continuous raindrops that exceed this upper limit.
Although it can be expected that the water in the groove is drained by gravity or running wind, the capillary action is caused by the force acting on the wall surface of the groove, so the wetting force is opposite to the draining direction. Can not be discharged efficiently.
図6は、全受差した実施の形態1による車載レーダー装置のカバー102の端部(周辺部)105の拡大図であり、カバー102周辺部の溝中の水に働いている力関係を表した図である。 注 この3行の記載は正しいですか。
本実施の形態による車載レーダー装置は、後述するように、主たるレーダー機能に影響を及ばさないエリアであるカバー102の外表面周辺部(即ち、カバー端部105)の溝幅を、主たるレーダー機能に影響を及ぼすエリア(即ち、カバー102の外表面周辺部を除くエリア)よりも大きくしたことを特徴とするものである。
FIG. 6 is an enlarged view of the end portion (peripheral portion) 105 of the
As will be described later, the on-vehicle radar device according to the present embodiment uses the groove width of the outer surface peripheral portion (that is, the cover end portion 105) of the
図6に示すように、毛細管現象により排水させないとする力601は、溝の3面(即ち、溝の両側壁面および底面)で働いており、残る一面には車両が走行することにより受ける走行風があたり、この風により排出しようとする力602が働き、さらに、重力による力603が働いているため、これに起因する摩擦力604が排水させない力として働き、水の質量で決まる力605が排水しようとする力として働く。
効率的に排水するためには、排水させないとする力を小さくし、排出しようとする力を大きくすれば良い。
ただし、重力の強さを大きくすることはできないので、その他のパラメータをコントロールすることが肝要となる。
As shown in FIG. 6, the
In order to drain efficiently, it is only necessary to reduce the force not to drain and increase the force to drain.
However, since the strength of gravity cannot be increased, it is important to control other parameters.
ここで、排水させないように働く力の内、溝の3面に働く力601は、毛細管現象の基本となる力なので、溝の幅を大きくすることで毛細管現象が成立しないようにすることが可能である。
これは、溝の幅を大きくするということが、その溝に存在する水の質量を大きくすることを意味するので、水の質量で決まる力605を大きくし、溝の3面に働く力601が変わらなくても、相対的にこの力601をキャンセルしていることになる。
Here, the
This means that increasing the width of the groove means increasing the mass of water existing in the groove, so the
加えて、溝中の水に走行風があたる面積を大きくしていることにもなるので、さらに排出しようとする力を大きくすることが出来る。
ここで、レーダー装置全体の構造を振り返ってみると、図1において、カバー102の端部(周辺部)においては、一般的に電波の有効照射範囲外になっているため、この端部エリアの溝幅を広げることで、効率的に排水すればよいことになる。
In addition, since the area in which the running wind hits the water in the groove is increased, the force for discharging can be further increased.
Here, looking back at the structure of the entire radar device, in FIG. 1, the end portion (peripheral portion) of the
図7は、実施の形態6による車載リーダー装置の特徴的な構造を説明するための図であり、本実施の形態による車載リーダー装置におけるカバー102の端部105の拡大図である。
本実施の形態では、図7に示すように、主たるレーダー機能に影響を及ばさないエリアであるカバー102の端部(周辺部)105における溝の溝幅(即ち、凹部202の幅)702を、主たるレーダー機能に影響を及ぼすエリア(即ち、カバー102の外表面周辺部を除く中央部エリア)における溝幅701よりも大きくしている。
FIG. 7 is a diagram for explaining a characteristic structure of the in-vehicle reader device according to the sixth embodiment, and is an enlarged view of the
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the groove width (that is, the width of the concave portion 202) 702 at the end portion (peripheral portion) 105 of the
これにより、走行風による排水を促すことが出来、その分溝中の水の体積が減少するので、連続的な降雨に対しても、毛細管現象により雨滴を溝中に引き込むことが出来る。
なお、溝幅を広げた部分の凹部において、水滴との接触角を大きくするよう表面を加工すれば、凹部の各面に働く力が小さくなるので、排水させないとする力が減り、走行風による排水効果はさらに向上する。
As a result, drainage by running wind can be promoted, and the volume of water in the groove is reduced accordingly, so that raindrops can be drawn into the groove by capillary action even for continuous rainfall.
In addition, if the surface is processed to increase the contact angle with water droplets in the concave portion of the portion where the groove width is widened, the force acting on each surface of the concave portion will be reduced, so the force to prevent drainage will be reduced, and due to traveling wind The drainage effect is further improved.
以上説明したように、本実施の形態による車載レーダー装置においては、凹部構造の溝の幅は、カバー102の周辺部エリアの方がカバー102の周辺部以外のエリアよりも大きくするので、溝に引き込んだ水を効果的に排出することができる。
As described above, in the in-vehicle radar device according to the present embodiment, the groove width of the recessed structure is larger in the peripheral area of the
実施の形態6.
車両にレーダーが搭載される際には、一般的にレーダーの保護、あるいは意匠的な意味合いから、車両に搭載された車載レーダー装置の前方にレドームが搭載される。
実施の形態1〜5で記載したカバー102の外表面に設けた溝の構造は、車載レーダー装置の前方に搭載されるレドームの前面あるいは裏面へ適用することも可能である。
Embodiment 6 FIG.
When a radar is mounted on a vehicle, a radome is generally mounted in front of an in-vehicle radar device mounted on the vehicle for the protection of the radar or a design implication.
The structure of the groove provided on the outer surface of the
本実施の形態による車載レーダー装置用レドームは、電波を対象物に向けて送信する送信手段と、対象物で反射された反射電波を受信する受信手段と、送信手段が送信する送信電波と受信手段が受信する受信電波とから対象物を検知し、対象物までの距離や相対速度を計測する検知・計測手段と、送信手段、受信手段および検知・計測手段を収納する筐体と、筐体101の電波送信方向の前面に配置され、筐体101内の収納物を保護するカバー102とを備えた車載レーダー装置の前方に搭載される車載レーダー装置用レドーム(図示なし)であって、この車載レーダー装置用レドームは、その表面あるいは裏面に実施の形態1〜5のいずれかに記載の凹部構造の溝が設けられていることを特徴とする。
The radome for in-vehicle radar device according to the present embodiment includes a transmission unit that transmits a radio wave toward an object, a reception unit that receives a reflected radio wave reflected by the object, a transmission radio wave that is transmitted by the transmission unit, and a reception unit. Detecting / measuring means for detecting the object from the received radio wave received by the receiver and measuring the distance to the object and the relative speed, a housing for storing the transmitting means, the receiving means and the detecting / measuring means, and the
従って、本実施の形態の形態による車載レーダー装置用レドームは、表面あるいは裏面に付着する膜によるレーダー性能の低下を抑制できる。 Therefore, the in-vehicle radar device radome according to the present embodiment can suppress a decrease in radar performance due to a film adhering to the front surface or the back surface.
この発明は、電波送信方向の前面に配置されたカバーに降雨による水滴が付着しても、レーダー性能を低下させない車載レーダー装置の実現に有用である。 The present invention is useful for realizing an in-vehicle radar device that does not deteriorate the radar performance even if water drops due to rain adhere to the cover disposed in front of the radio wave transmission direction.
101 筐体 102 カバー 103 偏波面
104 溝 105 カバー端部 202 溝の凸部
202 溝の凹部 301 水滴
401 凸部を透過する電波 401 凹部を透過する電波
701 カバーの端部ではないエリアの溝の幅
702 カバーの端部における溝の幅
DESCRIPTION OF
401 Radio waves that pass through the
Claims (6)
上記対象物で反射された反射電波を受信する受信手段と、
上記送信手段が送信する送信電波と上記受信手段が受信する受信電波とから上記対象物を検知し、上記対象物までの距離や相対速度を計測する検知・計測手段と、
上記送信手段、上記受信手段および上記検知・計測手段を収納する筐体と、
上記筐体の電波送信方向の前面に配置され、上記筐体内の収納物を保護するカバーとを備えたレーダー装置において、
上記カバーは、電波送信方向の外表面全体に毛細管現象により水が導かれる凹構造の溝が設けられていることを特徴とする車載レーダー装置。 A transmission means for transmitting a radio wave toward an object;
Receiving means for receiving the reflected radio wave reflected by the object;
Detection / measurement means for detecting the object from a transmission radio wave transmitted by the transmission means and a reception radio wave received by the reception means, and measuring a distance and a relative speed to the object;
A housing that houses the transmission means, the reception means, and the detection / measurement means;
In a radar device that is disposed on the front surface of the housing in the direction of radio wave transmission and includes a cover that protects items stored in the housing,
The on-vehicle radar device according to claim 1, wherein the cover is provided with a groove having a concave structure through which water is guided by capillary action on the entire outer surface in the radio wave transmission direction.
L = nλ/(√εg−1))
であることを特徴とする請求項1に記載の車載レーダー装置。 The depth L of the groove of the concave structure is defined as follows. When the relative dielectric constant of the material constituting the cover is εg and an arbitrary integer is n,
L = nλ / (√εg−1))
The on-vehicle radar device according to claim 1, wherein
上記車載レーダー装置用レドームは、その表面あるいは裏面に請求項1〜5のいずれか1項に記載の凹部構造の溝が設けられていることを特徴とする車載レーダー装置用レドーム。
The target from the transmission means for transmitting the radio wave toward the target, the reception means for receiving the reflected radio wave reflected by the target, the transmission radio wave transmitted by the transmission means and the reception radio wave received by the reception means Detecting / measuring means for detecting an object and measuring a distance and relative speed to the object, a casing for housing the transmitting means, the receiving means, and the detecting / measuring means, and a radio wave transmission direction of the casing A radome for an on-vehicle radar device mounted on the front side of the on-vehicle radar device provided with a cover for protecting the stored items in the housing,
The radome for an on-vehicle radar device according to any one of claims 1 to 5, wherein the groove of the concave structure according to any one of claims 1 to 5 is provided on a front surface or a back surface of the radome for the on-vehicle radar device.
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