JP2014115155A - レンズアンテナを用いる車載用レーダ - Google Patents

Abstract

【課題】スピルオーバーの影響を低減することができるレンズアンテナを用いる車載用レーダを提供する。
【解決手段】レンズアンテナを用いる車載用レーダは、レンズアンテナを構成するレンズ１１を配置するための穴が設けられた基板１と、前記基板１に設けられた前記穴に配置される前記レンズ１１と、前記基板１における前記レンズ１１以外の部分に設けられる複数の部品２１〜３９と、前記レンズアンテナを構成する１次放射器と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズアンテナを用いる車載用レーダに関する。

自動車などの車両に搭載される車載用のレーダ（車載用レーダ）が用いられている。
従来技術の一例として、特許文献１に記載されたレーダ装置は、送信波をターゲットに向けて送信する送信波発生手段と、前記送信波を前記ターゲットに反射させて得られた反射波を別々に受信する、所定の間隔を隔てて配置された第１の受信アンテナおよび第２の受信アンテナと、前記第１の受信アンテナおよび前記第２の受信アンテナの受信電力に基づいて、振幅比較モノパルス方式によりターゲット角度を算出する角度算出手段と、前記角度算出手段からのターゲット角度を基に、受信信号間の位相差を算出する第１の位相差算出手段と、第１の受信アンテナおよび第２の受信アンテナの受信信号間の位相差を直接算出する第２の位相差算出手段と、前記第１の位相差算出手段および前記第２の位相差算出手段によりそれぞれ算出された位相差を比較する位相差比較手段と、前記位相差比較手段により得られた差の値が一定値未満であるときには前記ターゲットは真像と判定し、前記一定値以上であるときには前記ターゲットは偽像であると判定する判定手段を有し、これにより、検知したターゲットがアンテナ受信ビームのサイドローブにより発生する偽像であるか否かを判別することが図られる（特許文献１参照。）。

一般的な車載用レーダでは、送・受信用のアンテナ部品の放射素子とは反対の面に、電源や制御系やＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）系を構成する電子部品が実装されている。その理由の一つとしては、アンテナの放射面の方向やその周囲に部品を実装すると、部品が、送・受信波を遮蔽したり、アンテナ開口分布を乱したりすることで、レーダ性能を低下させると考えられているためである。

ところで、車載用レーダとして、１次放射器およびレンズを有するレンズアンテナを用いるものがある。
車載用レーダに用いられるレンズアンテナは、放射効率が高く、マルチビームを広角範囲に配置することができる。このような性能を引き出すためには、スピルオーバーを極力低減させることが望ましい。その理由は、スピルオーバーによって、レンズアンテナの開口分布が乱されることで指向性が劣化することや、１次放射器の直接波がサイドローブレベルを上昇させることが、発生するためである。これを抑制するために、レンズと１次放射器との間の焦点距離を調整すること（例えば、開口能率との関係を考慮しながら調整すること）や、１次放射器の指向性を絞り込むこと（放射波をできる限りレンズに吹き付けるようにすること）、などの工夫が図られている。なお、スピルオーバーとは、１次放射器から放射された電磁波の一部がレンズやパラボラ鏡を通過することなく放射されてしまう現象である。

しかしながら、スピルオーバーを完全に防止することは、レーダのパッケージング設計上不可能であり、通常は、レンズの周辺を電波吸収体で囲むことや、または、開口能率を落とすことあるいはビーム数を減らすことなどのように性能的に許容すること、が必要とされる。

特開２０００−０２８７０４号公報

レンズアンテナ方式を適用したレーダでは、性能的に優位な点がある反面、パッチアレーアンテナ方式やスロットアレーアンテナ方式を適用したレーダと比較すると、（レンズ部と１次放射器部と焦点距離用の空間部）が必要になるため、奥行方向の寸法が大型化する。
しかしながら、レンズアンテナ方式を適用したレーダでは、このような構成でありながら、従来のレーダと同様な構成として、アンテナの背面（ここでは、１次放射器が実装される基板の背面）に各部品類を実装すると、奥行方向の寸法がさらに大型化してしまう。近年のレーダの市場動向では、車両への搭載条件や外観的な観点から薄型化が強く求められる傾向にあることから、できる限りレーダの奥行寸法を狭めたいという要求がある。

ここで、レンズアンテナを用いるレーダの性能的な観点では、指向性の乱れやサイドローブレベルの上昇などの主な原因であるスピルオーバーへの対策が課題となる。
具体例として、一般的な広角範囲を検知することができるマルチビームレーダを実現するためには、横方向に狭い楕円形のレンズや反射鏡を用いる。この場合、通常のレーダアンテナに対して、スピルオーバーが増加してしまう。
また、具体例として、低コスト化や小型化のために、１次放射器が実装される基板の省スペース化が求められる。この場合、１次放射器の指向性を成形するために必要となるアンテナ素子の実装面積が不足することから、指向性を十分に絞り込めずに、スピルオーバーが増加してしまう。
また、具体例として、レーダの性能向上や機能追加のための一手段として、高密なマルチビーム配置（ビームの本数の増加）が必要とされる場合がある。この場合、マルチビームの高密化に伴い、一素子辺りの実装スペースが減少して、アンテナ素子の実装面積が不足することから、指向性を十分に絞り込めずに、スピルオーバーが増加してしまう。
このような課題（上記の具体例など）が考えられることから、例えば、アンテナの創意工夫だけでは、スピルオーバーに対処することが難しい。

本発明は、このような事情を考慮して為されたものであり、スピルオーバーの影響を低減することができるレンズアンテナを用いる車載用レーダを提供することを目的としている。

（１）上述した課題を解決するために、本発明に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダは、レンズアンテナを構成するレンズを配置するための穴が設けられた基板と、前記基板に設けられた前記穴に配置される前記レンズと、前記基板における前記レンズ以外の部分に設けられる複数の部品と、前記レンズアンテナを構成する１次放射器と、を備えることを特徴とする。

（２）本発明は、上記した（１）に記載のレンズアンテナを用いる車載用レーダにおいて、前記複数の部品は、前記基板における前記レンズの周囲の部分に設けられる、ことを特徴とする。

（３）本発明は、上記した（１）または上記した（２）に記載のレンズアンテナを用いる車載用レーダにおいて、前記複数の部品は、前記１次放射器の側に配置される前記基板の面に設けられる、ことを特徴とする。

（４）本発明は、上記した（１）から上記した（３）のいずれか１つに記載のレンズアンテナを用いる車載用レーダにおいて、前記レンズアンテナを構成する前記１次放射器として、複数の１次放射器を備える、ことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、スピルオーバーの影響を低減することができるレンズアンテナを用いる車載用レーダを提供することが可能になる。

本発明の一実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダを構成する基板部の背面図である。 本発明の一実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダを構成する基板部および１次放射器部（３個の１次放射器）の上面図である。 本発明の一実施形態に係るレンズアンテナを構成する１次放射器部（３個の１次放射器）およびレンズの概略的な配置の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダにおける回転角と正規化利得との関係の一例を示す図である。 従来例に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダにおける回転角と正規化利得との関係の一例を示す図である。 ５個の１次放射器から構成される１次放射器部の構成例を示す図である。 １次放射器のビーム方向が非対称な場合に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダを構成する基板部の概略的な背面図である。 １次放射器のビーム方向が非対称な場合に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダを構成する基板部および１次放射器部（３個の１次放射器）の概略的な上面図である。 １次放射器のビーム幅が非対称な場合に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダを構成する基板部の概略的な背面図である。 １次放射器のビーム幅が非対称な場合に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダを構成する基板部および１次放射器部（３個の１次放射器）の概略的な上面図である。

［本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダの構成の説明］
図１は、本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダを構成する基板部の背面図（１次放射器５１〜５３の側から見た場合の図）である。
図２は、本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダを構成する基板部および１次放射器部６１（３個の１次放射器５１〜５３）の上面図（図１に示す矢印Ｐ１の向きで見た場合の図）である。
本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダは、基板部と、１次放射器部６１（図１では、図示せず）と、それ以外の覆い（筐体）などの部品（図示せず）から構成される。

本実施形態に係るレンズアンテナは、３個の１次放射器５１~５３を有する１次放射器部６１と、レンズ１１から構成されている。
図３は、本実施形態に係るレンズアンテナを構成する１次放射器部６１（本実施形態では、３個の１次放射器５１〜５３）およびレンズ１１の概略的な配置の一例を示す図である。

なお、本実施形態では、複数（本実施形態では、３個）の１次放射器５１〜５３をまとめたものを１次放射器部６１と呼称して説明するが、このような１次放射器部６１は、例えば、実際に、これら複数（本実施形態では、３個）の１次放射器５１〜５３を設けた基板などとして存在してもよく、または、実際には存在せずに、これら複数（本実施形態では、３個）の１次放射器５１〜５３がそれぞれ別々に設けられてもよい。

本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダの構成を説明する。
本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダを構成する基板部は、基板１と、レンズ１１と、複数の部品２１〜３９から構成される。
基板１は、電子回路基板（例えば、一般的なプリント基板）であり、長方形の面の形状を有する。また、基板１は、片面基板である。また、基板１が有する２つの面のうちで、一方の面である部品を実装する面（部品実装面）１０１が１次放射器５１〜５３の側に配置され、他方の面であるグランド（接地）面１０２が反対側に配置される。また、基板１が有する２つの面１０１、１０２は平行であり、中央の１次放射器５１の中心軸から放射される光の進行方向に対して垂直になるように配置されている。また、３個の１次放射器５１〜５３が並ぶ方向と、基板１が有する長方形の形状の短い方の辺の方向とが、ほぼ一致する（他の構成例として、３個の１次放射器５１〜５３が直線状に並ぶ場合には、一致する）ように配置されている。

また、基板１には、レンズ１１を嵌めて配置するための穴（基板１を貫通する穴）５が設けられている。この穴５にレンズ１１が嵌められて、レンズ１１が基板１に固定されて配置されている。なお、この固定の方法としては、任意の方法が用いられてもよく、例えば、穴５にレンズ１１を嵌めるだけでレンズ１１が基板１に固定される嵌め込み式の方法を用いることができ、または、ネジなどでレンズ１１を基板１に留めてレンズ１１を基板１に固定させる方法を用いることができ、または、接着剤を使用してレンズ１１を基板１に固定させる方法を用いることができる。

レンズ１１は、一方の面が平ら（平面）で他方の面が凸（凸の球面）である平凸型のレンズである。レンズ１１の前記一方の面（平らな面）１１１は基板１の部品実装面１０１の側に配置され、レンズ１１の前記他方の面（凸の面）１１２は基板１のグランド面１０２の側に配置される。
ここで、レンズ１１の前記一方の面（平らな面）１１１は基板１の部品実装面１０１と同一の面上に位置するように配置されており、また、レンズ１１の前記他方の面（凸の面）１１２は基板１のグランド面１０２よりも突出するように配置されている。

また、レンズ１１の前記一方の面（平らな面）１１１は楕円の形状を有する。そして、レンズ１１の前記一方の面（平らな面）１１１が有する楕円の形状の長軸の方向と、基板１が有する長方形の形状の長い方の辺の方向とが、一致するように配置されている。また、レンズ１１の前記一方の面（平らな面）１１１が有する楕円の形状の短軸の方向と、基板１が有する長方形の形状の短い方の辺の方向とが、一致するように配置されている。
また、レンズ１１として、３個の１次放射器５１〜５３に対応して、それと同じ数である３個の焦点を持つレンズ（３焦点のフォーカスレンズ）が用いられている。
このように、本実施形態では、図３に示されるように、レンズ１１の前記一方の面（平らな面）１１１が有する楕円の形状の短軸の方向（または、それに近似する方向）に、複数（本実施形態では、３個）の１次放射器５１〜５３が配列されている。

それぞれの部品２１〜３９は、基板１の部品実装面１０１に実装されており、レンズアンテナの放射開口部を囲むように、レンズ１１の面１１１の周囲に配置されている。
それぞれの部品２１〜３９は、本実施形態に係る車載用レーダを構成する部品であり、例えば、電子部品（例えば、能動部品、受動部品、機構部品）であるが、他の部品（電子部品ではない部品）が含まれてもよい。

部品の具体例として、１次放射器５１〜５３へ電源を供給するコネクタ（例えば、部品２１）、トランジスタなどのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップ（例えば、部品２２、２５）、抵抗またはチップコンデンサ（例えば、部品２３、３３）、ボリュームを構成する電解コンデンサ（例えば、部品２４）などを用いることができる。なお、これらは例示であり、それぞれの部品２１〜３９としては、本実施形態に係る車載用レーダを構成する任意の部品が用いられる。

本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダを構成する１次放射器部６１は、３個の１次放射器５１〜５３（第１の１次放射器５１、第２の１次放射器５２、第３の１次放射器５３）から構成される。
３個の１次放射器５１〜５３は、１次放射器５１の位置を通る円弧（または、それに近い多角形などの形状）の上に他の１次放射器５２、５３も位置するように等間隔（または、ほぼ等間隔）で並べられて配置されている。なお、各１次放射器５１〜５３の位置は、各１次放射器５１〜５３の任意のところとされてもよく、例えば、各１次放射器５１〜５３として同じ形状のものが用いられ、その形状における同じところが各１次放射器５１〜５３の位置として用いられる。
また、第１の１次放射器５１の光の放射方向の中心軸と、レンズ１１の光軸とが、一致するように配置されている。また、１次放射器部６１（３個の１次放射器５１〜５３）は、基板部とは離隔して配置されており、任意の構成（例えば、他の基板を用いる構成など）で実装されて位置が固定されている。
各１次放射器５１〜５３は、例えば、パッチアンテナを用いて構成される。
各１次放射器５１〜５３から放射される光は、レンズ１１の前記一方の面（平らな面）１１１およびその周囲に当たる。レンズ１１の前記一方の面（平らな面）１１１に当たった光は、レンズ１１の前記他方の面（凸の面）１１２から、位相がそろった平面波２０１として放射される。

［本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダにおける効果の具体例］
図４および図５を参照して、本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダにより得られる効果の具体例を示す。
図４は、本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダにおける、回転角（ｄｅｇ）と正規化利得（ｄＢ）との関係の一例（測定結果の一例）を示す図である。
図５は、従来例に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダにおける、回転角（ｄｅｇ）と正規化利得（ｄＢ）との関係の一例（測定結果の一例）を示す図である。

ここで、図４に関する本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダは、図１、図２および図３を参照して説明した構成を有する。
また、図５に関する従来例に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダは、本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダの場合と同様に配置される３個の１次放射器（３個の１次放射器５１〜５３に対応するもの）を備えるが、レンズ（レンズ１１に対応するもの）と基板（基板１に対応するもの）とが別体で設けられ、この基板には前記した３個の１次放射器と複数の部品（例えば、電子部品など）が実装され、この基板よりも前方（レーダの光を放射する方向）に単体の前記したレンズが配置される構成を有する。

図４および図５に示されるグラフにおいて、横軸は回転角（ｄｅｇ）を表し、縦軸は正規化利得（ｄＢ）を表す。
ここで、回転角（ｄｅｇ）は、レンズ（本実施形態ではレンズ１１であり、従来例ではそれに対応するもの）を基準として、当該レンズの正面（光軸の方向）を０°としたときにおける角度であり、３個の１次放射器（本実施形態では３個の１次放射器５１〜５３であり、従来例ではそれに対応するもの）が存在する平面上における角度である。

図４に示されるグラフにおいて、本実施形態に係る第１の１次放射器５１から放射される光（第１ビーム）に関する特性が第１の特性Ｇ１で表され、本実施形態に係る第２の１次放射器５２から放射される光（第２ビーム）に関する特性が第２の特性Ｇ２で表され、本実施形態に係る第３の１次放射器５３から放射される光（第３ビーム）に関する特性が第３の特性Ｇ３で表される。
図５に示されるグラフにおいて、従来例に係る第１の１次放射器（本実施形態に係る第１の１次放射器５１に対応するもの）から放射される光（第１ビーム）に関する特性が第１の特性Ｇ１１で表され、従来例に係る第２の１次放射器（本実施形態に係る第２の１次放射器５２に対応するもの）から放射される光（第２ビーム）に関する特性が第２の特性Ｇ１２で表され、従来例に係る第３の１次放射器（本実施形態に係る第３の１次放射器５３に対応するもの）から放射される光（第３ビーム）に関する特性が第３の特性Ｇ１３で表される。

図４に示されるように、本実施形態に係る特性Ｇ１〜Ｇ３では、スピルオーバーの影響が小さく（理想的には、スピルオーバーの影響が無く）、各ビームのピーク付近などの歪みが小さい。この理由は、主に、本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダでは、基板部において、レンズ１１の周囲に存在する基板１の部分がスピルオーバーの光を遮蔽するためである。
一方、図５に示されるように、従来例に係る特性Ｇ１１〜Ｇ１３では、スピルオーバーの影響が大きく、開口分布が乱されるために、各ビームのピーク付近などの歪みが大きい。

［本実施形態のまとめ］
以上のように、本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダでは、レンズアンテナの放射開口部（レンズ１１の周囲）を囲むように、各部品２１〜３９が実装された基板１を設置してある。本実施形態に係る基板１は、通常の電子回路基板と同様に、部品実装面１０１とグランド面１０２を有して構成されており、レンズ１１の周囲を部品２１〜３９で凹凸（例えば、ランダムな凹凸）が付いた導体板が取り囲んだものであるととらえることができる。

したがって、本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダによると、レンズ１１の周囲に存在する基板１の部分により、レンズ１１の開口部分のスピルオーバーの遮蔽効果を得ることができ、これにより、スピルオーバーの影響を低減する（理想的には、ゼロにする）ことができる。
例えば、本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダでは、レンズ１１の周辺を基板１で取り囲むことで、スピルオーバーをほぼ完璧に遮蔽することができ、これにより、レンズアンテナそのものの指向性に近付けることができる。
また、例えば、本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダでは、基板１の表面に電子部品（本実施形態では、部品２１〜３９）などがあり、基板１の表面が凹凸であるため、電磁波（１次放射器５１〜５３からの光）が散乱して、不要波の強度を下げることができる。

また、例えば、本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダでは、基板１上におけるレンズ１１の周囲に部品２１〜３９を実装することができることから、これらの部品を別の部分に実装する場合と比べて全体の体積を減らすことが可能であり、レーダの奥行寸法（１次放射器５１〜５３からの光の進行方向の寸法）を低減することができる。なお、車載用レーダでは、通常、奥行に対して垂直な面の面積（例えば、基板１の面に平行な面の面積）を小さくしたいという要求よりも、奥行の寸法を小さくしたいという要求の方が大きい。

このように、本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダでは、スピルオーバーを抑制することができるとともに、奥行寸法の大きさを抑制することが可能である。
また、本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダは、一例として、ミドルレンジレーダに適用することが好ましいが、他の様々なものに適用されてもよい。

ここで、基板（本実施形態では、基板１）としては、本実施形態では片面基板を用いたが、他の構成例として、両面基板や、多層基板や、ビルドアップ基板などが用いられてもよい。
また、例えば、両面基板や、多層基板や、ビルドアップ基板が用いられる場合には、部品実装面や、グランド面としては、それぞれ、任意の面（内層の面でもよい）が用いられてもよい。なお、通常は、スルーホールが存在しても、その程度では、スピルオーバーの電磁波（光）は通らない（少なくとも、問題が生じるくらいには通らない）と考えられる。
また、基板の大きさや形状や材質などとしては、それぞれ、様々なものが用いられてもよい。例えば、基板の形状としては、本実施形態では長方形の面の形状を有するものを用いたが、他の構成例として、正方形の面の形状を有するものや、他の形状のものを用いることができる。
一例として、基板１が有する２つの面１０１、１０２は平行でなくてもよい（非平行であってもよい）。

また、本実施形態に係る車載用レーダの電子部品（本実施形態では、部品２１〜３９）などの部品であって、基板（本実施形態では、基板１）に設けられる部品は、基板の任意の面（内層の面でもよい）に設けられてもよく、例えば、２つ以上の異なる面に設けられてもよい。
一例として、基板の１次放射器（本実施形態では、１次放射器５１〜５３）の側の面（本実施形態では、部品実装面１０１に相当する面）と、当該基板の反対側の面（本実施形態では、グランド面１０２に相当する面）との両方に部品を実装することが可能な基板（例えば、両面基板など）が用いられる場合には、これら２つの面のうちで、任意の一方の面のみに部品が実装されてもよく、または、両方の面に部品が実装されてもよい。但し、基板の１次放射器（本実施形態では、１次放射器５１〜５３）の側の面に部品を設ける構成の方が、１次放射器からの電磁波（光）が基板上のその部品によって散乱して、当該１次放射器に戻る電磁波（光）の量が小さくなると考えられて、好ましい。
また、それぞれの部品としては、様々なものが用いられてもよい。
また、基板上にそれぞれの部品を実装する配置としては、様々な配置が用いられてもよく、一例として、ランダムな配置を用いることができる。

なお、レンズの凸の面が配置される側の基板の面に部品（例えば、電子部品）を実装する構成に関しては、実装の仕方の程度の問題ではあるが、実用上で十分に可能な構成であると考えられる。特に、チップ部品やＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）素子などのように低背の部品を実装する構成では、レンズの凸の面が配置される側の基板の面に部品を実装しても、レンズからの光の放射にはほぼ影響しないと考えられる。

また、レンズアンテナを構成するレンズ（本実施形態では、レンズ１１）としては、様々なものが用いられてもよい。例えば、このレンズの大きさや形状などとしては、それぞれ、様々なものが用いられてもよい。
また、本実施形態では、レンズ１１の前記一方の面（平らな面）１１１が基板１の部品実装面１０１と同一の面上に位置するように配置され、また、レンズ１１の前記他方の面（凸の面）１１２が基板１のグランド面１０２よりも突出するように配置される構成としたが、これらの配置としては他の配置が用いられてもよい。

また、レンズアンテナを構成する１次放射器としては、様々なものが用いられてもよい。例えば、１次放射器部６１を構成する１次放射器の数としては、１個であってもよく、または、任意の複数個であってもよい。また、１次放射器の配置としては、様々なものが用いられてもよい。
図６は、５個の１次放射器７１〜７５から構成される１次放射器部８１の構成例を示す図である。この構成例では、５個の１次放射器７１〜７５の位置が円弧（または、それに近い多角形などの形状）の上に等間隔（または、ほぼ等間隔）で位置するように配置されている。

また、本実施形態では、３個の１次放射器５１〜５３が並ぶ方向と、基板１が有する長方形の形状の短い方の辺の方向とが、ほぼ一致する（他の構成例として、３個の１次放射器５１〜５３が直線状に並ぶ場合には、一致する）ように配置されている（以下で、第１の配置例と言う。）が、他の構成例が用いられてもよい。
具体例として、３個の１次放射器５１〜５３が並ぶ方向と、基板１が有する長方形の形状の長い方の辺の方向とが、ほぼ一致する（他の構成例として、３個の１次放射器５１〜５３が直線状に並ぶ場合には、一致する）ように配置されてもよい（以下で、第２の配置例と言う。）。

第１の配置例と第２の配置例について、１次放射器のビーム幅に関して、電機設計上の違いを一般的に説明する。
すなわち、第１の配置例では、水平方向よりも垂直方向のビーム幅を鋭く設定した場合であり、縦に長軸を有する楕円レンズとなるため、基板も縦に長い長方形または楕円とすることが好ましい。
一方、第２の配置例では、水平方向よりも垂直方向のビーム幅を広く設定した場合であり、縦に短軸を有する楕円レンズとなるため、基板も縦に短い長方形または楕円とすることが好ましい。
なお、水平方向および垂直方向のビーム幅が同じ（または、近い）場合には、真円またはほぼ真円のレンズとなり、正方形の基板とすることが好ましい。

ここで、本実施形態では、マルチフォーカスのレンズアンテナにおける一般的な１次放射器の配置として、例えば図６に示されるように、複数の１次放射器を立体的に方向を持たせて配置する構成を用いた。
他の構成例として、複数の１次放射器を直線上に直列に等間隔（または、ほぼ等間隔）で並べる配置を用いることも可能であり、この場合には、通常、１次放射器のアレー化や、導波素子の追加や、レンズの適応化が必要となる。

なお、１次放射器の数が複数個であって、隣り合う１次放射器同士が近くに配置される構成では、電磁波（光）を絞るための面積が小さくなり、スピルオーバーの影響が大きくなるため、このようなマルチビームの構成において、特に、本実施形態に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダの効果（スピルオーバーの影響の低減の効果）が発揮されると考えられる。

また、本実施形態に係る車載用レーダを構成する基板部および１次放射器部６１の全体的な配置としては、様々なものが用いられてもよい。
また、本実施形態に係る車載用レーダを構成する基板部および１次放射器部６１以外の覆い（筐体）などの部品（図示せず）としては、様々なものが用いられてもよい。また、その配置などとしては、様々なものが用いられてもよい。

＜変形例＞
想定される１次放射器の配置とスピルオーバー対策に関して、他の構成例を示す。
図７および図８を参照して、１次放射器４０１〜４０３のビーム方向が非対称な場合の構成例について説明する。
なお、図７および図８に示される車載用レーダの全体の概略的な構成は、図１および図２に示される車載用レーダの全体の概略的な構成と同様であるが、以下で説明するように、１次放射器４０１〜４０３のビーム方向が非対称である点に関して、異なる構成を有する。

図７は、１次放射器４０１〜４０３のビーム方向が非対称な場合に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダを構成する基板部の概略的な背面図（１次放射器４０１〜４０３の側から見た場合の図）である。
図８は、１次放射器４０１〜４０３のビーム方向が非対称な場合に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダを構成する基板部および１次放射器部４１１（３個の１次放射器４０１〜４０３）の概略的な上面図（図７に示す矢印Ｐ２の向きで見た場合の図）である。

ここで、図７には、基板３０１と、レンズ３１１を示してある。なお、図７では、１次放射器部４１１（３個の１次放射器４０１〜４０３）や、部品（図１に示される部品２１〜３９と同一または類似のもの）の図示を省略してある。
また、図８には、基板３０１と、レンズ３１１と、１次放射器部４１１（３個の１次放射器４０１〜４０３）を示してある。なお、図８では、部品の図示を省略してある。

図７および図８に示される構成では、レンズ３１１の焦点は、レンズ３１１の設計法により決定される。焦点の配置は、必ずしも円弧とは限らない。また、図８に示されるように、方向が異なる場合には、複数の１次放射器（本実施形態では、３個の１次放射器４０１〜４０３）は等間隔の配列にはならない。
図８に示される構成例では、中央の１次放射器４０１からのビームの方向（図８の例では、レンズ３１１の面に対して垂直な方向であり、レンズ３１１の光軸の方向）に対して、隣接する一方の１次放射器４０２からのビームの方向のなす角度よりも、隣接する他方の１次放射器４０３からのビームの方向のなす角度の方が鋭角となっている。

このような１次放射器４０１〜４０３の配置におけるスピルオーバー対策として、次のような構成とすることができる。
すなわち、レンズ３１１に対して、１次放射器からのビームの方向の角度が鋭角であるほど、スピルオーバーが強まる。したがって、図７および図８に示されるように、本構成例のように、鋭角のビームとなる１次放射器（本構成例では、１次放射器４０３）の側における基板３０１のサイズ（面積）を他方の側よりも大きくするように構成すると好ましい。

以上のように、本構成例では、レンズ３１１の光軸に対して、より鋭角のビーム方向を持つ１次放射器（本構成例では、１次放射器４０３）の側の基板３０１のサイズを他の側の基板３０１のサイズよりも大きくすることで、スピルオーバーの影響を低減することができる。

なお、複数の部品については、基板３０１に任意に実装されてもよく、例えば、基板３０１のサイズが大きい側の方に基板３０１のサイズが小さい側よりも多くの部品を実装することができ、この場合に、このような基板３０１の各側（例えば、左側と右側、または、上側と下側）のサイズの比と、各側に実装される部品の数の比とを、一致する値または近い値にすることができる。

次に、図９および図１０を参照して、１次放射器６０１〜６０３のビーム幅が非対称な場合の構成例について説明する。
なお、図９および図１０に示される車載用レーダの全体の概略的な構成は、図１および図２に示される車載用レーダの全体の概略的な構成と同様であるが、以下で説明するように、１次放射器６０１〜６０３のビーム幅が非対称である点に関して、異なる構成を有する。

図９は、１次放射器６０１〜６０３のビーム幅が非対称な場合に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダを構成する基板部の概略的な背面図（１次放射器６０１〜６０３の側から見た場合の図）である。
図１０は、１次放射器６０１〜６０３のビーム幅が非対称な場合に係るレンズアンテナを用いる車載用レーダを構成する基板部および１次放射器部６１１（３個の１次放射器６０１〜６０３）の概略的な上面図（図９に示す矢印Ｐ３の向きで見た場合の図）である。

ここで、図９には、基板５０１と、レンズ５１１を示してある。なお、図９では、１次放射器部６１１（３個の１次放射器６０１〜６０３）や、部品（図１に示される部品２１〜３９と同一または類似のもの）の図示を省略してある。
また、図１０には、基板５０１と、レンズ５１１と、１次放射器部６１１（３個の１次放射器６０１〜６０３）を示してある。なお、図１０では、部品の図示を省略してある。

図９および図１０に示される構成では、レンズ５１１の形状は、１次放射器６０１〜６０３からのビームの幅を絞る程度により、開口長を異ならせている。図９および図１０に示されるように、本構成例では、レンズ５１１の形状について、ビームの幅が広い１次放射器（本構成例では、１次放射器６０３）の側の開口長を、ビームの幅が狭い１次放射器（本構成例では、１次放射器６０２）の側の開口長よりも、短くしている。

図９および図１０に示される構成では、レンズ５１１の焦点は、レンズ５１１の設計法により決定される。焦点の配置は、必ずしも円弧とは限らない。また、方向が異なる場合には、複数の１次放射器（本実施形態では、３個の１次放射器６０１〜６０３）は等間隔の配列にはならない。

このような１次放射器６０１〜６０３の配置におけるスピルオーバー対策として、次のような構成とすることができる。
すなわち、１次放射器のビームの幅を絞らない側の方（ビームの幅が広い側の方）が、スピルオーバーの影響が大きい。したがって、図９および図１０に示されるように、本構成例のように、レンズ５１１の半径が短い側の方における基板５０１のサイズ（面積）を他方の側よりも大きくするように構成すると好ましい。

以上のように、本構成例では、より幅が広いビームを持つ１次放射器の側の基板５０１のサイズを他の側の基板５０１のサイズよりも大きくすることで、スピルオーバーの影響を低減することができる。

なお、複数の部品については、基板５０１に任意に実装されてもよく、例えば、基板５０１のサイズが大きい側の方に基板５０１のサイズが小さい側よりも多くの部品を実装することができ、この場合に、このような基板５０１の各側（例えば、左側と右側、または、上側と下側）のサイズの比と、各側に実装される部品の数の比とを、一致する値または近い値にすることができる。

＜本実施形態に係る構成例＞
一構成例として、レンズアンテナを構成するレンズ１１を配置するための穴５が設けられた基板１と、前記基板１に設けられた前記穴５に配置される前記レンズ１１と、前記基板１における前記レンズ１１以外の部分に設けられる複数の部品２１〜３９と、前記レンズアンテナを構成する１次放射器５１〜５３と、を備えることを特徴とするレンズアンテナを用いる車載用レーダである。

一構成例として、前記複数の部品２１〜３９は、前記基板１における前記レンズ１１の周囲の部分に設けられる、ことを特徴とするレンズアンテナを用いる車載用レーダである。
一構成例として、前記複数の部品２１〜３９は、前記１次放射器５１〜５３の側に配置される前記基板１の面に設けられる、ことを特徴とするレンズアンテナを用いる車載用レーダである。
一構成例として、前記レンズアンテナを構成する前記１次放射器として、複数の１次放射器５１〜５３を備える、ことを特徴とするレンズアンテナを用いる車載用レーダである。

［全体のまとめ］
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１、３０１、５０１…基板、５…穴、１１、３１１、５１１…レンズ、２１〜３９…部品、５１〜５３、７１〜７５、４０１〜４０３、６０１〜６０３…１次放射器、６１、８１、４１１、６１１…１次放射器部、１０１…基板の部品実装面、１０２…基板のグランド面、１１１…レンズの平らな面、１１２…レンズの凸の面、２０１…平面波、Ｇ１〜Ｇ３、Ｇ１１〜Ｇ１３…特性

Claims (4)

1. レンズアンテナを構成するレンズを配置するための穴が設けられた基板と、
   前記基板に設けられた前記穴に配置される前記レンズと、
   前記基板における前記レンズ以外の部分に設けられる複数の部品と、
   前記レンズアンテナを構成する１次放射器と、
   を備えることを特徴とするレンズアンテナを用いる車載用レーダ。
2. 前記複数の部品は、前記基板における前記レンズの周囲の部分に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズアンテナを用いる車載用レーダ。
3. 前記複数の部品は、前記１次放射器の側に配置される前記基板の面に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレンズアンテナを用いる車載用レーダ。
4. 前記レンズアンテナを構成する前記１次放射器として、複数の１次放射器を備える、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレンズアンテナを用いる車載用レーダ。

Images