JP2009284141A - アンテナ装置、アンテナカバー、レドーム、およびレーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電波強度を低下させることなく、アンテナカバーの外面に付着した雪や氷を速やかに溶かすことができるアンテナ装置の提供。
【解決手段】アンテナ装置は、電波を放射するアンテナエレメントと、アンテナエレメントを保護するアンテナカバーとを備え、アンテナカバーは、合成樹脂製の赤外線吸収体で形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、アンテナ装置、アンテナカバー、レドーム、およびレーダ装置に関し、より詳しくは、レーダ波（電波）の強度を低下させることなく、レドーム（アンテナカバー）の外面に付着した雪や氷を速やかに溶かすことができるアンテナ装置、アンテナカバー、レドーム、およびレーダ装置に関する。

近年、自動車の分野において、自車両と先行車両との車間距離を一定に保つように車速を制御する車間距離制御装置や、他車両との衝突を防止するために車間距離が或る距離以下になると警報を発する衝突警報装置等が実用化されている。これらの装置は、車載レーダ装置が得た車間距離情報に基づいて動作するようになっている。

車載レーダ装置には、ミリ波等の電波を送受信する電波式レーダ装置がある。電波式レーダ装置は光ではなく電波を用いるため、レーザ式レーダ装置に比べて雨、霧等の屋外環境の影響を受けにくいという利点がある。

電波式レーダ装置は、通常、レーダ波を放射するアンテナエレメントと、アンテナエレメントを保護するレドーム（アンテナカバー）とを備える。レドームは、アンテナエレメント全体を覆っており、アンテナエレメントを風雨や埃から保護している。

しかしながら、降雪時や外気温低下時にレドームの外面に雪や氷が付着すると、レーダ波を送受信する際にその雪や氷によってレーダ波が減衰し、レーダ波の強度が低下する。レーダ波の強度が低下すると、電波式レーダ装置は車間距離を正確に検出しにくくなる。

このような問題を解消する従来技術として、特許文献１に開示されているものがある。
特許文献１に開示されているアンテナ装置は、レンズアンテナと、このレンズアンテナを覆うレドームと、このレドームに設けた電熱線とから構成されている。このアンテナ装置は、レドームの外面に雪が付着したときに電熱線に電流を流すことにより、電熱線の発熱によって雪を溶かすことができる。

しかしながら、このアンテナ装置には以下の問題があった。
すなわち、電熱線は金属製であるため、レーダ波を送受信する際、レーダ波が電熱線に吸収されてしまうという課題があった。レーダ波が電熱線に吸収されると、レーダ波の強度が低下し、レンズアンテナから放射されたレーダ波がレドームの外側へ放射されにくくなるという問題があった。また、レドームの外側から到来したレーダ波をレンズアンテナで受信しにくくなるという問題があった。
特開２０００−２２４３７号公報

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、レーダ波（電波）の強度を低下させることなく、レドーム（アンテナカバー）の外面に付着した雪や氷を速やかに溶かすことができるアンテナ装置、アンテナカバー、レドーム、およびレーダ装置の提供を目的とする。

本発明に係るアンテナ装置は、
電波を放射するアンテナエレメントと、
上記アンテナエレメントを保護するアンテナカバーとを備え、
上記アンテナカバーは、合成樹脂製の赤外線吸収体で形成されている。

本発明によれば、アンテナカバーは合成樹脂製の赤外線吸収体で形成されている。よって、アンテナカバーは自然界等の赤外線を吸収して発熱し、発生した熱によってアンテナカバーの外面に付着した雪や氷を溶かすことができる。雪や氷を溶かすことにより、アンテナ装置は効率良く電波を送受信することができる。また、アンテナカバーは合成樹脂製であるので、電波強度の低下を防止することができる。
なお、本発明における電波は、レーダ波と、通信用電波とを含む概念である。また、本発明におけるアンテナカバーは、レーダ装置用アンテナエレメントを保護するレドームと、通信装置用アンテナエレメントを保護するアンテナカバーとを含む概念である。

本発明においては、
上記アンテナカバーに赤外線を照射する赤外線照射部をさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、アンテナカバーに赤外線を照射するので、アンテナカバーの発熱を促進することができる。

本発明においては、
上記赤外線照射部は、上記アンテナカバーの内側に配置されていることが好ましい。

この構成によれば、赤外線照射部をアンテナカバーで保護することができる。また、赤外線照射部から放射された赤外線を効率良くアンテナカバーの発熱に用いることができる。

本発明においては、
上記赤外線照射部は、上記アンテナエレメントの電波放射領域の外側に位置することが好ましい。

この構成によれば、赤外線照射部がアンテナエレメントによる電波送受信の邪魔にならない。よって、アンテナエレメントは電波の送受信をより確実に行うことができる。

本発明においては、
上記赤外線照射部は、赤外線発光ダイオードまたは電熱線であることが好ましい。

この構成によれば、赤外線発光ダイオードまたは電熱線という簡単な素子で赤外線を照射することができる。

本発明においては、
上記電波はレーダ波であり、
上記アンテナカバーはレドームであることが好ましい。

この構成によれば、レドームは自然界の赤外線または赤外線照射部からの赤外線を吸収して発熱し、発生した熱によってレドームの外面に付着した雪や氷を溶かすことができる。雪や氷を溶かすことにより、アンテナ装置は効率良く電波を送受信することができる。

本発明に係るアンテナカバーは、
電波を放射するアンテナエレメントを保護するアンテナカバーであって、
合成樹脂製の赤外線吸収体で形成されている。

本発明によれば、アンテナカバーは自然界等の赤外線を吸収して発熱し、発生した熱によってアンテナカバーの外面に付着した雪や氷を溶かすことができる。雪や氷を溶かすことにより、このアンテナカバーを備えたアンテナ装置は効率良く電波を送受信することができる。また、アンテナカバーは合成樹脂製であるので、電波強度の低下を防止することができる。

本発明に係るレドームは、
レーダ波を放射するアンテナエレメントを保護するレドームであって、
合成樹脂製の赤外線吸収体で形成されている。

本発明によれば、レドームは自然界等の赤外線を吸収して発熱し、発生した熱によってレドームの外面に付着した雪や氷を溶かすことができる。雪や氷を溶かすことにより、このレドームを備えたアンテナ装置は効率良く電波を送受信することができる。また、レドームは合成樹脂製であるので、電波強度の低下を防止することができる。

本発明に係るレーダ装置は、上記アンテナ装置を備えている。

本発明によれば、上記アンテナ装置のアンテナカバーは自然界等の赤外線を吸収して発熱し、発生した熱によってアンテナカバーの外面に付着した雪や氷を溶かすことができる。雪や氷を溶かすことにより、上記アンテナ装置を備えたレーダ装置は、車間距離等を正確に検出することができる。また、アンテナカバーは合成樹脂製であるので、電波強度の低下を防止することができる。

本発明によれば、レーダ波（電波）の強度を低下させることなく、レドーム（アンテナカバー）の外面に付着した雪や氷を速やかに溶かすことができる。

（第１実施形態）
本発明に係るアンテナ装置の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、第１実施形態に係るアンテナ装置が搭載された自動車を示す図である。図２は、図１に示されるアンテナ装置の構造を示す断面図である。

第１実施形態に係るアンテナ装置１は、例えば図１に例示されるように、レーダ装置５を構成するアンテナ装置として使用される。レーダ装置５は、アンテナ装置１と、信号処理回路６と、信号線７とを備えている。

アンテナ装置１は、図２に示されるように、アンテナエレメント２と、アンテナカバー３と、赤外線照射部４とを含む。アンテナ装置１は、図１に示されるように、例えば自動車８の前端部に設けられる。降雪時や外気温低下時に自動車８が走行すると、アンテナ装置１のアンテナカバー３の外面に雪や氷が付着する。アンテナ装置１は、この付着した雪や氷を速やかに溶かすことができる。
以下、各構成要素について詳細に説明する。

アンテナエレメント２は、電波を放射することによって電波をアンテナ装置１の外部へ送信する。アンテナ装置１をレーダ装置５に用いる場合、電波はレーダ波とされる。レーダ波としては、例えばミリ波が使用される。また、アンテナエレメント２は、送信した電波が他車両で反射されることで生じた反射波を受信する。アンテナエレメント２の種類は特に限定されないが、例えば、モノポールアンテナやダイポールアンテナ等の線状アンテナ、レンズアンテナ、パッチアンテナ、アレーアンテナ等、種々の形態を採ることができる。

アンテナカバー３は、アンテナエレメント２を保護する。アンテナカバー３はアンテナエレメント２を覆っている。アンテナカバー３の形状は特に限定されないが、図２に示される例では、一端側の底面が閉じ、他端側の底面が開口した筒形状に形成されている。閉じた一端側が正面側とされる。アンテナカバー３がレーダ装置５に用いられる場合、アンテナカバー３はレドームとされる。

アンテナカバー３は、合成樹脂製の赤外線吸収体で形成されている。アンテナカバー３を赤外線吸収体で形成することにより、アンテナカバー３は赤外線照射部４からの赤外線９および自然界の赤外線を吸収して発熱し、発生した熱によってアンテナカバー３の外面に付着した雪や氷を溶かすことができる。雪や氷を溶かすことにより、雪や氷の付着による電波強度の低下が防止される。よって、アンテナエレメント２の指向性および受信感度の低下が防止され、アンテナエレメント２は効率良く電波を送受信することができる。

また、アンテナカバー３を合成樹脂製とすることにより、アンテナカバー３はアンテナエレメント２から放射された電波を透過することができる。赤外線吸収性および電波透過性に優れた材料としては、例えば、エポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂を好適に挙げることができる。

赤外線照射部４は、アンテナカバー３に赤外線９を照射する。照射される赤外線９の種類は特に限定されないが、例えば、遠赤外線とすることができる。赤外線照射部４は、アンテナカバー３の内側に配置される。赤外線照射部４をアンテナカバー３の内側に配置することにより、赤外線照射部４を風雨等の外部環境から保護することができる。また、赤外線照射部４は、アンテナエレメント２の指向性および受信感度に悪影響が出ないように、アンテナエレメント２の電波放射領域１０の外側に位置する（図２参照）。ここで言う「電波放射領域」とは、アンテナエレメント２の指向領域すなわち電波放射強度が高い領域を意味する。

赤外線照射部４の種類は特に限定されないが、例えば、赤外線発光ダイオード、電熱線とすることができる。赤外線発光ダイオードまたは電熱線を採用すれば、簡単な素子で赤外線９を照射することができる。赤外線照射部４は、バッテリ等の電源からスイッチを介して電力供給される。赤外線照射部４は、例えば、自動車８のイグニッションスイッチがオンになった後、降雪センサ（図示せず）が降雪を検知すると、赤外線９の照射を開始する。あるいは、赤外線照射部４は、自動車８のイグニッションスイッチがオンになった後、アンテナ装置１近傍の温度を計測する温度センサ（図示せず）が所定値以下の温度を検知すると、赤外線の照射を開始するように構成されてもよい。

信号処理回路６は、ミリ波等のレーダ波信号を生成し、そのレーダ波信号を信号線７を通じてアンテナエレメント２へ出力する。アンテナエレメント２は、レーダ波信号を自車前方へ放射し、他車両等で反射されて返ってくるレーダ波信号を受信する。信号処理回路６は、アンテナエレメント２が受信したレーダ波信号を信号線７を通じて入力し、そのレーダ波信号に信号処理を施すことで前方車両との距離および相対速度を計測する。

次に、アンテナ装置１を備えたレーダ装置５の動作について説明する。
まず、ユーザがレーダ装置５の電源をオンにして、自動車８を走行させる。すると、降雪時には、アンテナ装置１のアンテナカバー３の外面に雪や氷が付着し始める。赤外線照射部４は、アンテナカバー３の内面に赤外線９を照射する。

アンテナカバー３は、赤外線照射部４からの赤外線照射によって発熱する。これにより、アンテナカバー３の外面に付着した雪や氷は速やかに溶ける。従って、雪や氷の付着による電波強度の低下が防止される。以上が、レーダ装置５の動作である。

以上説明したように、アンテナ装置１によれば、アンテナカバー３が合成樹脂製の赤外線吸収体で形成されている。よって、アンテナカバー３は赤外線照射部４からの赤外線９および自然界の赤外線を吸収して発熱し、発生した熱によってアンテナカバー３の外面に付着した雪や氷を溶かすことができる。雪や氷を溶かすことにより、電波強度の低下が防止され、効率良く電波を送受信することができる。

なお、上記第１実施形態では赤外線照射部４を設けたが、自然界の赤外線の吸収によってアンテナカバー３が雪や氷を溶かす程度に十分に発熱するのであれば、赤外線照射部４がなくてもよい。

また、赤外線照射部４は、赤外線発光ダイオード、電熱線以外のものを採用してもよい。

また、第１実施形態ではアンテナ装置１をレーダ装置５に用いた場合について説明したが、本発明に係るアンテナ装置は通信装置に用いられてもよい。

本発明は、寒冷地で使用される車載アンテナ装置等に利用可能である。

第１実施形態に係るアンテナ装置が搭載された自動車を示す図 図１に示されるアンテナ装置の構造を示す断面図

符号の説明

１ アンテナ装置
２ アンテナエレメント
３ アンテナカバー
４ 赤外線照射部
５ レーダ装置
６ 信号処理回路
７ 信号線
８ 自動車
９ 赤外線
１０ 電波放射領域

Claims (9)

1. 電波を放射するアンテナエレメントと、
   前記アンテナエレメントを保護するアンテナカバーとを備え、
   前記アンテナカバーは、合成樹脂製の赤外線吸収体で形成されている、アンテナ装置。
2. 前記アンテナカバーに赤外線を照射する赤外線照射部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記赤外線照射部は、前記アンテナカバーの内側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記赤外線照射部は、前記アンテナエレメントの電波放射領域の外側に位置することを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記赤外線照射部は、赤外線発光ダイオードまたは電熱線であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
6. 前記電波はレーダ波であり、
   前記アンテナカバーはレドームであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
7. 電波を放射するアンテナエレメントを保護するアンテナカバーであって、
   合成樹脂製の赤外線吸収体で形成されている、アンテナカバー。
8. レーダ波を放射するアンテナエレメントを保護するレドームであって、
   合成樹脂製の赤外線吸収体で形成されている、レドーム。
9. 請求項６に記載のアンテナ装置を備えたレーダ装置。

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