JP2019039766A - レーダ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、使用するアンテナの数を抑えつつ送信電波を走査させる技術を提供する。
前記アンテナ部は、給電される電力に基づいて電波を放射するように構成されている。前記誘電体部材は、前記アンテナ部から放射された電波が透過するように設けられた板状の部材である。前記フィルタ部は、前記誘電体部材に設けられた複数の複数の帯域透過部(30,40,50,81〜85)を有する。前記複数の帯域透過部は、走査方向に沿って配列されている。前記複数の帯域透過部は、それぞれ異なる特定の透過周波数帯域の電波を透過させるように構成されている。前記給電部は、前記アンテナ部へ前記電力を給電するように構成されている。前記給電部は、各前記透過周波数帯域に含まれる特定の周波数帯域をそれぞれ設定放射帯域として、前記アンテナ部から放射される電波の周波数を、各前記設定放射帯域内の周波数に順次切り替えるように構成されている。
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
[1.第1実施形態]
(1−1)レーダ装置の全体構成
図1及び図2に示すように、第1実施形態のレーダ装置1は、レーダ本体10と、誘電体板21と、フィルタ部20とを備える。レーダ装置1は、例えば、車両において当該車両の前方へ電波を放射できるように搭載されている。レーダ装置1は、例えばミリ波帯の電波を送受信することにより車両周囲の物標を検知するように構成されたいわゆるミリ波レーダである。
アンテナ部11は、アンテナ基板12と、送信アンテナ13と、受信アンテナ14とを備える。アンテナ基板12は、例えば樹脂などの誘電体によって形成されている。送信アンテナ13及び受信アンテナ14は、アンテナ基板12上に設けられている。各アンテナ13,14は、例えば、マイクロストリップアレーアンテナである。
フィルタ部20は、より詳しくは、図3に示すように、複数の帯域透過部30,40,50を有する。具体的に、第1帯域透過部30と、第2帯域透過部40と、第3帯域透過部50とが、走査方向に沿ってこの順に隣接するように配列されている。なお、以下の説明では、誘電体板21の板面に平行な方向のうち走査方向と直交する直交方向、即ちy方向を、垂直方向とも称する。
第2透過中心周波数f2は、本実施形態では例えば24.15GHzである。また、第2透過周波数帯域は、例えば、第2透過中心周波数f2±0.05GHzの帯域である。
第2帯域透過部40の透過電力の周波数特性例を図5に示す。図5に示すように、第2帯域透過部40は、24.15GHzの第2透過中心周波数f2±0.05GHzの第2透過周波数帯域の電波を良好に透過させ、第2透過周波数帯域以外の帯域の電波は相対的に透過量が抑制されるように構成されている。他の第1帯域透過部30及び第3帯域透過部50についても、図5に示した第2帯域透過部40の周波数特性と同傾向の周波数特定を有している。なお、各帯域透過部30,40,50の周波数特性として、図5に示す周波数特性はあくまでも一例であって、各帯域透過部30,40,50に要求される仕様を満たすことができれば、図5とは異なる周波数特性であってもよい。
第1帯域透過部30は、導体パターン32を備えたフィルタセル31が、垂直方向及び走査方向それぞれに周期的に配列されている。もっとも、フィルタセル31の実態は導体パターン32であり、第1帯域透過部30は、導体パターン32が、垂直方向においては垂直方向の配列周期Tv1で周期的に配列され、走査方向においては走査方向の配列周期Thで周期的に配列されたものである。
第2帯域透過部40のフィルタセル41及び第3帯域透過部50のフィルタセル51は、いずれも、垂直方向の配列周期を除き、第1帯域透過部30と全く同じ構成である。即ち、第2帯域透過部40のフィルタセル41及び第3帯域透過部50のフィルタセル51のいずれも、図4に示した導体パターン32を備える。
図2に戻り、送受信処理部16の構成について具体的に説明する。
送受信処理部16は、給電部16aを備える。給電部16aは、送信アンテナ13へ送信用の電力を給電することにより送信アンテナ13から電波を放射させるように構成されている。本実施形態では、給電部16aは、車両周囲の物標を検知するための検知用の送信電力を送信アンテナ13へ給電することにより、物標検知用の電波(以下、探査波とも称する)を送信アンテナ13から放射させることが可能に構成されている。
給電部16aは、単に一定の周波数の探査波、あるいは一定の周波数を中心に周波数が増減される探査波を送信するのではなく、異なる複数の設定放射帯域の探査波を順次切り替えながら送信する。
以上説明した第1実施形態によれば、以下の(1a)〜(1c)の効果を奏する。
(1a)本実施形態のレーダ装置1は、レーダ本体10の前方にフィルタ部20が配置される。アンテナ部11から放射された電波は、フィルタ部20において、フィルタ部20が有する複数の帯域透過部30,40,50のうち、アンテナ部11から放射された電波の周波数が透過周波数帯域に含まれる帯域透過部を良好に透過する。一方、アンテナ部11から放射された電波は、フィルタ部20における、アンテナ部11から放射された電波の周波数が透過周波数帯域に含まれない帯域透過部においては、透過が抑制又は阻止される。
(1b)フィルタ部20が備える各帯域透過部30,40,50は、それぞれ、垂直方向に周期的に配列された複数の環状の導体パターン32を備えている。このような簡素な構成ながら、特定の周波数帯域の電波のみ良好に透過させてそれ以外の電波の透過を抑制させることが実現される。
第2実施形態では、フィルタ部の別の例を説明する。フィルタ部を具体的にどのように構成するかについては適宜決めてよく、例えば、図8に示すように構成してもよい。図8に示す第2実施形態のフィルタ部70は、第1実施形態のフィルタ部20と比較して、走査方向に配列された帯域透過部の数が異なる。
[3.第3実施形態]
図9に示す第3実施形態のレーダ装置150は、第1実施形態のレーダ装置1と比較して、主に、フィルタ部20が設けられている部位が異なる。第1実施形態では、レーダ本体10とは別に誘電体板21が設けられ、その誘電体板21にフィルタ部20が設けられた。これに対し、第3実施形態のレーダ装置150は、誘電体板21は備えておらず、フィルタ部20は、レーダ本体10のカバー部材17に設けられている。
[4.第4実施形態]
図10示す第4実施形態のレーダ装置160は、第1実施形態のレーダ装置1と比較して、主に、フィルタ部20が設けられている部位が異なる。
レーダ本体10は、アンテナ部11から放射される電波がフィルタ部20を透過して車両前方へ放射されるような位置に設けられている。つまり、フィルタ部20が設けられる部位が第1実施形態とは異なっているものの、フィルタ部20とレーダ本体10との相対的位置関係は、概ね、第1実施形態のレーダ装置1と同じである。
[5.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
例えば、図11に示すフィルタセル100のように、垂直方向に延びるように形成された線状の導体パターン101を備えていてもよい。
また例えば、図13に示すフィルタセル120のように、全体としては矩形形状であってその内部に環状のスリット122が形成された導体パターン121を備えていてもよい。つまり、図13のフィルタセル120は、第1実施形態のフィルタセル31から導体パターン32を取り除き、その導体パターン32が存在していなかった領域全体に導体を配置したものである。
(5−3)走査方向に隣接する2つの帯域透過部は、ぴったり隣接していなくてもよく、離間していてもよい。
Claims (7)
- 給電される電力に基づいて電波を放射するように構成されたアンテナ部(13)と、
前記アンテナ部から放射された電波が透過するように設けられた板状の誘電体部材(21、17、161)と、
前記誘電体部材に設けられたフィルタ部であって、走査方向に沿って配列された複数の帯域透過部(30,40,50,81〜85)を有し、前記複数の帯域透過部はそれぞれ異なる特定の透過周波数帯域の電波を透過させるように構成されているフィルタ部(20、70)と、
前記アンテナ部へ前記電力を給電するように構成された給電部であって、各前記透過周波数帯域に含まれる特定の周波数帯域をそれぞれ設定放射帯域として、前記アンテナ部から放射される電波の周波数を、各前記設定放射帯域内の周波数に順次切り替えるように構成された給電部(16a)と、
を備えるレーダ装置(1、150、160)。 - 請求項1に記載のレーダ装置であって、
各前記帯域透過部は、前記走査方向と直交する直交方向に沿って周期的に配列された複数の導体パターン(32、101、111、121、131)を備える、レーダ装置。 - 請求項2に記載のレーダ装置であって、
各前記帯域透過部は、前記複数の導体パターンの前記直交方向の配列周期が、当該帯域透過部の前記透過周波数帯域に対応した配列周期となるように構成されている、レーダ装置。 - 請求項3に記載のレーダ装置であって、
各前記帯域透過部は、前記透過周波数帯域が高いほど前記配列周期が短くなるように構成されている、レーダ装置。 - 請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載のレーダ装置であって、
前記複数の導体パターンは、環状の形状の導体パターンを含む、レーダ装置。 - 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のレーダ装置であって、
前記アンテナ部を覆うように構成されたカバー部材(17)を備え、
前記誘電体部材は前記カバー部材である、
レーダ装置(150)。 - 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のレーダ装置であって、
当該レーダ装置は、車両(5)に搭載され、
前記車両は、バンパー(161)を備え、
前記誘電体部材は、前記バンパーである、
レーダ装置(160)。
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