JP2012215455A - Wide coverage radar apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくとも送信用アンテナと受信用アンテナを収納するレドームを備えたレーダ装置に関し、特に送信用アンテナ及び受信用アンテナが広覆域な指向性を有する広覆域レーダ装置に関するものである。 The present invention relates to a radar apparatus provided with a radome that accommodates at least a transmission antenna and a reception antenna, and more particularly to a wide coverage radar apparatus in which a transmission antenna and a reception antenna have wide directivity.
レーダ装置は送信用アンテナから放射された送信波が対象物で反射され、この反射波を受信用アンテナで受信することで対象物までの距離や方向を検知している。このようなレーダ装置は、近年では自動車に搭載されて進行方向の障害物などを検出するのに用いられるようになってきている。自動車に搭載されるレーダ装置等では、測定する角度範囲を広くする広覆域化や設置スペースを小さくする小型化が求められる。そのため、送信用アンテナと受信用アンテナとを一つのレドーム内に収納して小型化、広覆域化が図られるが、その際に課題となる送信用アンテナと受信用アンテナとの間の送受アイソレーションの改善が要求される。このような送受アイソレーションの改善を図る従来技術として、例えば特許文献1に開示されているものがある。 The radar apparatus detects the distance and direction to the object by reflecting the transmitted wave radiated from the transmitting antenna by the object and receiving the reflected wave by the receiving antenna. In recent years, such a radar device is mounted on an automobile and used to detect an obstacle in a traveling direction. A radar device or the like mounted on an automobile is required to have a wide coverage area for widening an angle range to be measured and a small size for reducing an installation space. For this reason, the transmitting antenna and the receiving antenna are housed in one radome to reduce the size and increase the coverage, but the transmission / reception isolation between the transmitting antenna and the receiving antenna, which is a problem at that time, is achieved. Improvement is required. As a conventional technique for improving such transmission / reception isolation, for example, there is one disclosed in Patent Document 1.
また、レーダ装置の測定精度を高めるために、送信波に広帯域な高周波信号を用いたレーダ装置の開発も進められている。自動車に搭載されるレーダ装置のニーズとして、近年は駐車支援や死角検知といった用途への要求もある。このような用途では、ごく近距離にある対象物を検知することが要求されるが、このような要求を従来のレーダ装置で実現しようとすると、多数のレーダ装置を自動車に搭載する必要がある。しかし、レーダ装置を搭載できるスペースが限られているため、1つのレーダ装置で広い角度範囲を測定できる広覆域レーダ装置が必要となる。以下では、測定される角度範囲を「測角覆域」と称する。 In addition, in order to increase the measurement accuracy of the radar apparatus, the development of a radar apparatus using a broadband high-frequency signal as a transmission wave has been advanced. In recent years, there has been a demand for applications such as parking assistance and blind spot detection as a need for a radar device mounted on an automobile. In such an application, it is required to detect an object at a very short distance. However, if such a request is to be realized by a conventional radar device, it is necessary to mount a large number of radar devices on an automobile. . However, since the space in which the radar apparatus can be mounted is limited, a wide coverage radar apparatus that can measure a wide angle range with one radar apparatus is required. Hereinafter, the angle range to be measured is referred to as “angle coverage”.
測角覆域が広い広覆域レーダ装置では、ビーム幅の広い広覆域なアンテナが送信用及び受信用のアンテナに用いられる。広覆域レーダ装置は、測角覆域が広いことでごく近距離にある対象物を検知することが可能となるが、送信用アンテナと受信用アンテナとの間のアイソレーションが十分取れていないと、近距離の対象物で反射された受信波が送信波と干渉して対象物の検知ができなくなるおそれがある。 In a wide coverage radar apparatus with a wide angle coverage, a wide coverage antenna with a wide beam width is used as a transmission antenna and a reception antenna. The wide coverage radar device can detect an object at a very short distance due to its wide angular coverage, but the isolation between the transmitting antenna and the receiving antenna is not sufficient. Then, there is a possibility that the received wave reflected by the object at a short distance interferes with the transmission wave and cannot detect the object.
送信用アンテナと受信用アンテナとの間の結合は、一般的にはその間の距離を大きくするにつれて低減していくことから、両者間の距離をできるだけ大きくすることでアイソレーションを高くすることができる。送信用アンテナと受信用アンテナとを一つの基板内に搭載して一体化し、これをレドーム内に収納した小型レーダ装置では、送信用アンテナと受信用アンテナとの間の距離を大きくするために、必然的に相対する基板の両端に分けてそれぞれのアンテナを配置することになる。 Since the coupling between the transmitting antenna and the receiving antenna generally decreases as the distance between the antennas increases, isolation can be increased by increasing the distance between them as much as possible. . In a small radar device in which a transmitting antenna and a receiving antenna are mounted and integrated in a single substrate and stored in a radome, in order to increase the distance between the transmitting antenna and the receiving antenna, Naturally, the antennas are arranged separately at both ends of the opposing substrates.
従来のレーダ装置に用いられている送受信用アンテナは指向性が比較的高いことから、アンテナの略水平方向にある構造物等の影響が問題なることはなかった。しかしながら、広覆域なアンテナでは、略水平方向に金属物があるとその影響を受けるおそれがある。特に、送信用アンテナと受信用アンテナとの間のアイソレーションを高めるためにそれぞれが基板の相対する両端部に配置されると、各アンテナがレドームの端部に近接する。レドームの端部は金属製筺体の上端部に載置されて固定されることから、送信用アンテナ及び受信用アンテナが金属製筺体の上端部に近接することになる。その結果、各アンテナの放射特性が金属製筺体の上端部による影響を強く受けることになり、好適な放射特性が得られなくなるといった問題がある。 Since the transmitting / receiving antenna used in the conventional radar apparatus has a relatively high directivity, the influence of a structure or the like in the substantially horizontal direction of the antenna has not been a problem. However, in a wide coverage antenna, if there is a metal object in a substantially horizontal direction, it may be affected. In particular, when the antennas are arranged at opposite ends of the substrate in order to increase the isolation between the transmitting antenna and the receiving antenna, each antenna comes close to the end of the radome. Since the end portion of the radome is placed and fixed on the upper end portion of the metal casing, the transmitting antenna and the receiving antenna are close to the upper end portion of the metal casing. As a result, the radiation characteristics of each antenna are strongly influenced by the upper end of the metal casing, and there is a problem that a suitable radiation characteristic cannot be obtained.
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、送信用アンテナ及び受信用アンテナの放射特性がレドームを載置する金属製筺体の上端部から受ける影響を極力低減した広覆域レーダ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and has a wide coverage radar apparatus in which the radiation characteristics of the transmitting antenna and the receiving antenna are reduced as much as possible from the upper end of the metal casing on which the radome is placed. The purpose is to provide.
本発明の広覆域レーダ装置の第1の態様は、高周波信号を送受信して所定の角度範囲の対象物を検知する広覆域レーダ装置であって、基板と、該基板上に配置された送信用アンテナ及び受信用アンテナと、前記送信用アンテナ及び前記受信用アンテナを固定するための支持体とからなるアンテナユニットと、前記アンテナユニットを載置する金属製筺体と、前記アンテナユニットを覆って前記金属製筺体に固定されるレドームと、を備え、前記送信用アンテナの放射方向を上側とし、前記送信用アンテナ及び前記受信用アンテナを配置する前記基板の面をアンテナ面とするとき、前記レドームを固定する前記金属製筺体の最上端が前記アンテナ面より下側にあることを特徴とする。 A first aspect of the wide coverage radar apparatus of the present invention is a wide coverage radar apparatus that transmits and receives a high-frequency signal to detect an object in a predetermined angle range, and is arranged on a substrate and the substrate. An antenna unit comprising a transmitting antenna and a receiving antenna, and a support for fixing the transmitting antenna and the receiving antenna, a metal casing for mounting the antenna unit, and covering the antenna unit A radome fixed to the metal casing, the radome when the transmitting antenna and the receiving antenna are arranged as the antenna surface, and the radiation direction of the transmitting antenna is an upper side. The uppermost end of the metal casing for fixing the antenna is located below the antenna surface.
本発明の広覆域レーダ装置の他の態様は、前記金属製筺体の最上端は、前記アンテナ面よりも少なくとも2.5mm下側にあることを特徴とする。 In another aspect of the wide coverage radar apparatus of the present invention, an uppermost end of the metal casing is at least 2.5 mm below the antenna surface.
本発明の広覆域レーダ装置の他の態様は、前記金属製筺体の最上端には、前記レドームの端部を嵌合して固定するための溝部が形成されていることを特徴とする。 In another aspect of the wide coverage radar apparatus of the present invention, a groove for fitting and fixing the end of the radome is formed at the uppermost end of the metal casing.
本発明の広覆域レーダ装置の他の態様は、前記レドームの端部は、前記溝部の内面に所定の接着剤で固定されていることを特徴とする。 In another aspect of the wide coverage radar apparatus of the present invention, the end of the radome is fixed to the inner surface of the groove with a predetermined adhesive.
本発明の広覆域レーダ装置の他の態様は、前記溝部は、前記アンテナユニット側に立設する内側壁部と、前記内側壁部に対向する外側壁部と、前記内側壁部と前記外側壁部との間の溝底部とで形成され、前記内側壁部と前記外側壁部との間に少なくとも2.5mmの幅を有することを特徴とする。 In another aspect of the wide coverage radar apparatus of the present invention, the groove includes an inner wall portion standing on the antenna unit side, an outer wall portion facing the inner wall portion, the inner wall portion and the outer surface. It is formed by the groove bottom part between wall parts, It has the width | variety of at least 2.5 mm between the said inner wall part and the said outer wall part, It is characterized by the above-mentioned.
本発明の広覆域レーダ装置の他の態様は、前記レドームの端部には、前記内側壁部と嵌合させるための切欠き部が形成されており、前記内側壁部の上端と前記切欠き部の底部とが接していることを特徴とする。 According to another aspect of the wide coverage radar apparatus of the present invention, a notch for fitting with the inner wall is formed at the end of the radome, and the upper end of the inner wall and the cut It is characterized in that the bottom of the notch is in contact.
本発明の広覆域レーダ装置の他の態様は、前記前記金属製筺体の上端内面側に、前記アンテナユニットを載置するためのアンテナユニット載置部が設けられていることを特徴とする。 Another aspect of the wide coverage radar apparatus according to the present invention is characterized in that an antenna unit mounting portion for mounting the antenna unit is provided on an inner surface of an upper end of the metal casing.
本発明の広覆域レーダ装置の他の態様は、前記アンテナユニットの側面と前記内側壁部との間に、少なくとも0.5mmの間隙が設けられていることを特徴とする。 Another aspect of the wide coverage radar apparatus of the present invention is characterized in that a gap of at least 0.5 mm is provided between a side surface of the antenna unit and the inner wall portion.
本発明の広覆域レーダ装置の他の態様は、前記アンテナ面から前記レドーム内面までの高さが、前記アンテナユニット載置部の底部から前記内側壁部の上端までの高さにより位置決めされていることを特徴とする。 In another aspect of the wide coverage radar apparatus of the present invention, a height from the antenna surface to the radome inner surface is determined by a height from a bottom portion of the antenna unit placement portion to an upper end of the inner wall portion. It is characterized by being.
本発明によれば、送信用アンテナ及び受信用アンテナの放射特性がレドームを載置する金属製筺体の上端部から受ける影響を極力低減した広覆域レーダ装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a wide coverage radar apparatus in which the radiation characteristics of the transmitting antenna and the receiving antenna are affected as much as possible from the upper end of the metal casing on which the radome is placed.
本発明の好ましい実施の形態における広覆域レーダ装置について、図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。 A wide coverage radar apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each component having the same function is denoted by the same reference numeral for simplification of illustration and description.
(第1実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る広覆域レーダ装置を、図1、2を用いて説明する。図1は、本実施形態の広覆域レーダ装置100の構成を示す断面図であり、送信用アンテナと受信用アンテナとを結ぶ線上の基板の面に垂直な面で見た断面図である。また、図2は、図1に示す断面図の一端を拡大して示す拡大断面図である。
(First embodiment)
A wide coverage radar apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a wide
広覆域レーダ装置100は、基板111と、基板111の相対する両端部に配置された送信用アンテナ112及び受信用アンテナ113と、基板111を載置する支持体114と、を有するアンテナユニット110と、アンテナユニット110を覆うレドーム120と、アンテナユニット110を収納する金属製筺体130と、を備えている。アンテナユニット110は、筺体130とレドーム120とで囲まれた空間内に収納されている。なお、支持体114は、基板111から放射される電磁波が支持体114より下側に配置される部品に到達するのを遮蔽するために配置されるが、本実施形態では基板111を載置する役割を兼ねている。
The wide
レドーム120は、上蓋部121と、上蓋部121の周縁に形成された側壁部122を有している。また筺体130は、筺体底部131と、筺体底部131の周縁に立設する筺体壁部132を有しており、筺体壁部132の上端にレドーム120を載置して固定する溝部133が形成されている。溝部133は、溝底部134と内側壁部135と外側壁部136とでコの字状に形成された構造を有している。
The
レドーム120は、側壁部122の端部123が溝部133に嵌合されることで筺体130に固定される。また、レドーム120の側壁部122の端部123近傍には、内面側を切欠いた切欠き部124が形成されている。レドーム120の切欠き部124は、筺体130の内側壁部135と嵌合するように形成されたものであり、切欠き部124の底部124aが内側壁部135の上端に載置される。
The
筺体壁部132の上端に形成されたコの字状の溝部133は、レドーム120の端部123との接着性を高めるように形成されたものである。端部123と溝部133との接触面に接着剤を注入することで、レドーム120が筺体130に固定される。レドーム120の端部123との嵌合部をコの字状の溝部133とすることで、端部123との接着面を大きくすることができる。内側壁部135と外側壁部136との間の幅は、少なくとも2.5mm設けるのがよい。これにより、端部123と溝部133の内面との接着強度を高めるとともに密閉性を高めることができ、レドーム120及び筺体130による内部への高い水密性を維持することができる。
A U-shaped
レドーム120の端部123との接着性をより高めるためには、溝部133の幅、すなわち内側壁部135と外側壁部136との間隔を少なくとも2.5mmとするのがよい。これにより、レドーム120の溝部133との接触面にバラツキ(変形や表面粗さ)があっても、溝部133との間に接着剤が十分に回り込んで高い接着性を得ることができる。なお、レドーム120を筺体130に固定する手段として、上記の接着剤に代えてネジを用いて固定するようにしてもよい。あるいは、接着剤による固定とネジによる固定を併用してもよい。
In order to further improve the adhesion to the
上記のような構成を有する本実施形態の広覆域レーダ装置100は、溝部133の上端が、送信用アンテナ112及び受信用アンテナ113が配置された基板111の面(以下では、アンテナ面という)より下側にあることを特徴としている。アンテナ面と溝部133の高さ方向の位置関係を図3に示す。同図に示すように、本実施形態の広覆域レーダ装置100では、溝部133の内側壁部135及び外側壁部136のそれぞれの端部が、アンテナ面より下側に来るように構成されている。ここで、アンテナ面より下側とは、アンテナ面を基準に送信用アンテナ112の放射方向とは反対側を意味する。
In the wide
筺体130の溝部133は、金属製の内側壁部135と外側壁部136とが所定の間隔で並んでおり、周期構造となっている。このような金属製の周期構造がアンテナ面に存在すると、送信用アンテナ112及び受信用アンテナ113の放射特性が強い影響を受けるおそれがある。例えば、広覆域レーダ装置100の使用周波数帯が超広帯域の場合、溝部133の周期構造により特定の周波数帯で利得等が低下するといったアンテナ特性の劣化を招くおそれがある。そこで、本実施形態の広覆域レーダ装置100では、このような金属製の周期構造がアンテナ面に存在しないように、溝部133の上端がアンテナ面より下側となるように筺体130を形成している。これにより、溝部133が放射特性に与える影響を抑制するようにしている。
The
溝部133を上記のような構造とすることにより、アンテナ面及びそれより上側(送信用アンテナ112の放射方向)には筺体130が存在せず、金属が存在しないことになる。その結果、送信用アンテナ及び受信用アンテナの放射特性が、金属製筺体130から受ける影響を極力低減することができる。好ましくは、内側壁部135及び外側壁部136の上端が、アンテナ面より少なくとも2.5mm下側にあるのがよい。
By forming the
筺体壁部132にはさらに、内面側を切欠いたアンテナユニット載置部137が形成されている。アンテナユニット載置部137には、アンテナユニット110の端部が載置される。アンテナユニット110を安定的に載置するためのアンテナユニット載置部137を筺体130に形成することにより、筺体130に固定されるレドーム120の上蓋部121とアンテナ面との間の距離が安定的に決定される。すなわち、アンテナ面からレドーム120の上蓋部121の内面までの高さをHとすると、高さHが所定値になるようにアンテナユニット載置部137を形成すればよい。レドーム120の位置決めは、レドーム120の切欠き部低部124aから上蓋部121の内面までの高さが所定値に決定されているとき、筺体130のアンテナユニット載置部137の底部から内側壁部135の上端までの高さを所定値に決めることで精度良く行える。
Further, an antenna
本実施形態の広覆域レーダ装置100では、アンテナユニット110の支持体114の端部がアンテナユニット載置部137に載置される。アンテナユニット110の側面、すなわち支持体114の側面と支持体受部137の側面との間は、できるだけ隙間が無いようにするのが好ましい。支持体114の側面と支持体受部137の側面との間にある程度大きな隙間ができると、アンテナ特性に悪影響を及ぼすおそれがある。
In the wide
一方、支持体114の側面と支持体受部137の側面との間に全く隙間が生じないような構造にすると、アンテナユニット110を筺体130に取り付けたり取り外したりするのが困難になるといった問題が生じる。支持体114の側面と支持体受部137の側面との間には、少なくとも0.5mmの間隙を設けるのがよい。
On the other hand, if the structure is such that there is no gap between the side surface of the
上記説明のように、本実施形態の広覆域レーダ装置100は、筺体130にアンテナユニット110とレドーム120を搭載して一体化した構造を有しており、金属製筺体130の最も高い位置となる溝部133の上端が、アンテナ面より低い位置になるように形成されている。これにより、アンテナ面あるいはそれより高い位置に金属が存在しないようにしている。
As described above, the wide
広覆域レーダ装置100を上記のような構造とすることにより、送信用アンテナ112の放射特性が筺体130の影響を受けて劣化するのを極力低減するとともに、受信用アンテナ113の受信特性に対する外乱の影響が抑制され、広帯域で広覆域のレーダ特性を実現することが可能となっている。本実施形態の広覆域レーダ装置100は、アンテナユニット110を筺体130及びレドーム120で覆って小型化することが容易なことから、特に車両に搭載して用いるのに好適である。
The wide
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る広覆域レーダ装置の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における広覆域レーダ装置の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The description in the present embodiment shows an example of the wide coverage radar apparatus according to the present invention, and the present invention is not limited to this. The detailed configuration and detailed operation of the wide coverage radar apparatus according to the present embodiment can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
100 広覆域レーダ装置
111 基板
112 送信用アンテナ
113 受信用アンテナ
114 支持体
110 アンテナユニット
120 レドーム
121 上蓋部
122 側壁部
123 端部
124 切欠き部
130 筺体
131 筺体底部
132 筺体壁部
133 溝部
134 溝底部
135 内側壁部
136 外側壁部
137 アンテナユニット載置部
100 Wide
Claims (9)
基板と、該基板上に配置された送信用アンテナ及び受信用アンテナと、前記送信用アンテナ及び前記受信用アンテナを固定するための支持体とからなるアンテナユニットと、
前記アンテナユニットを載置する金属製筺体と、
前記アンテナユニットを覆って前記金属製筺体に固定されるレドームと、を備え、
前記送信用アンテナの放射方向を上側とし、前記送信用アンテナ及び前記受信用アンテナを配置する前記基板の面をアンテナ面とするとき、前記レドームを固定する前記金属製筺体の最上端が前記アンテナ面より下側にある
ことを特徴とする広覆域レーダ装置。 A wide coverage radar device that transmits and receives a high-frequency signal to detect an object in a predetermined angle range,
An antenna unit comprising a substrate, a transmitting antenna and a receiving antenna disposed on the substrate, and a support for fixing the transmitting antenna and the receiving antenna;
A metal housing for mounting the antenna unit;
A radome that covers the antenna unit and is fixed to the metal casing,
When the radiation direction of the transmitting antenna is the upper side, and the surface of the substrate on which the transmitting antenna and the receiving antenna are arranged is an antenna surface, the uppermost end of the metal casing that fixes the radome is the antenna surface. A wide-area radar device characterized by being on the lower side.
ことを特徴とする請求項1に記載の広覆域レーダ装置。 2. The wide coverage radar apparatus according to claim 1, wherein an uppermost end of the metal casing is at least 2.5 mm below the antenna surface.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の広覆域レーダ装置。 The wide coverage radar apparatus according to claim 1 or 2, wherein a groove for fitting and fixing an end of the radome is formed at an uppermost end of the metal casing.
ことを特徴とする請求項3に記載の広覆域レーダ装置。 The wide area radar device according to claim 3, wherein an end of the radome is fixed to an inner surface of the groove with a predetermined adhesive.
ことを特徴とする請求項3または4に記載の広覆域レーダ装置。 The groove portion is formed by an inner wall portion standing on the antenna unit side, an outer wall portion facing the inner wall portion, and a groove bottom portion between the inner wall portion and the outer wall portion, 5. The wide area radar apparatus according to claim 3, wherein the radar apparatus has a width of at least 2.5 mm between an inner wall portion and the outer wall portion.
ことを特徴とする請求項5に記載の広覆域レーダ装置。 The radome has an end formed with a notch for fitting with the inner wall, and the upper end of the inner wall is in contact with the bottom of the notch. The wide coverage radar apparatus according to claim 5.
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の広覆域レーダ装置。 The wide covering according to any one of claims 1 to 6, wherein an antenna unit mounting portion for mounting the antenna unit is provided on an inner surface of an upper end of the metal casing. Area radar equipment.
ことを特徴とする請求項7に記載の広覆域レーダ装置。 The wide coverage radar apparatus according to claim 7, wherein a gap of at least 0.5 mm is provided between a side surface of the antenna unit and the inner wall portion.
ことを特徴とする請求項7または8に記載の広覆域レーダ装置。
The height from the antenna surface to the radome inner surface is positioned by the height from the bottom of the antenna unit placement portion to the upper end of the inner wall portion. Wide coverage radar device.
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