JP2019190928A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広い角度範囲で電波の透過性を向上させるレーダ装置を提供すること。【解決手段】実施形態に係るレーダ装置は、アンテナと、レドームと、複数の突起部とを備える。レドームは、アンテナを覆うように形成される。複数の突起部は、レドームの内側、外側の少なくとも一方に設けられ、電波の入射角に応じて高さが異なる。【選択図】図１

Description

開示の実施形態は、レーダ装置に関する。

従来、レーダ装置に凹凸形状を設け、電波反射を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２４９６７８号公報

しかしながら、上記技術では、凸部の高さは単一であり、電波反射を抑制することができる入射角の範囲が狭く、広い角度範囲で電波反射を抑制することが困難である。すなわち、上記技術では、広い角度範囲における電波の透過性を向上させる点で改善の余地がある。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、広い角度範囲で電波の透過性を向上させるレーダ装置を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るレーダ装置は、アンテナと、レドームと、複数の突起部とを備える。レドームは、アンテナを覆うように形成される。複数の突起部は、レドームの内側、外側の少なくとも一方に設けられ、電波の入射角に応じて高さが異なる。

実施形態の一態様によれば、広い角度範囲で電波の透過性を向上させることができる。

図１は、実施形態に係るレーダ装置の断面図である。 図２は、レドームの一部を示す斜視図である。 図３は、比較例に係るレドーム装置における反射特性を示す図である。 図４は、高さが異なる突起部における反射特性を示す図である。 図５は、比較例に係るレーダ装置、および実施形態に係るレーダ装置における電波の透過特性を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するレーダ装置を説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

レーダ装置は、例えば、車両のフロントグリル内等に搭載され、自車両の進行方向に存在する物標（例えば、他車両（車）や、自転車や、歩行者（人）等）を検出する。なお、レーダ装置は、フロントガラスやリアグリル、左右の側部（例えば、左右のドアミラー）、バンパー内等に搭載されてもよく、自車両の周囲に存在する物標を検出可能であればよい。また、レーダ装置は、車両以外にも航空機や船舶などに搭載されてもよい。

実施形態に係るレーダ装置１について、図１を参照し説明する。図１は、実施形態に係るレーダ装置１の断面図である。

レーダ装置１は、筐体２と、アンテナ３と、レドーム４と、突起部５とを備える。

筐体２には、送受信機（不図示）が収容され、例えば、車両に取り付けられる。

アンテナ３は、誘電体基板６の表面に設けられる。アンテナ３は、送信アンテナ３ａと、受信アンテナとを備える。なお、ここでは、アンテナ３として送信アンテナ３ａを一例として説明する。また、図１では、説明のため受信アンテナを省略している。なお、送信アンテナ３ａ、および受信アンテナは、それぞれ複数設けられてもよい。

送信アンテナ３ａは、一方向に延伸して形成される。ここでは、一方向をＹ方向として説明する。また、誘電体基板６の面方向であり、一方向に直交する方向をＸ方向として説明する。

レドーム４は、送信アンテナ３ａを覆うように筐体２に取り付けられ、誘電体基板６との間に所定の隙間を形成する。所定の隙間は、例えば、自由空間波長の１．５倍の長さとなる隙間である。

レドーム４は、送信アンテナ３ａと向かい合う平板部４ａと、平板部４ａの周縁を囲むように形成される枠部４ｂとを備える。枠部４ｂは、筐体２に取り付けられる。

レドーム４は、例えば、ＰＢＴ（Polybutylene terephthalate）樹脂によって形成される。また、レドーム４の厚さは、レドーム材の管内波長の１/２であり、例えば、１ｍｍである。

突起部５は、レドーム４の平板部４ａに複数形成される。なお、突起部５は、レドーム４と一体的に形成されてもよい。

突起部５は、レドーム４の内側、および外側に形成される。具体的には、突起部５は、平板部４ａの両面に形成される。突起部５は、例えば、円錐、四角錐に形成される。

突起部５は、Ｘ方向、およびＹ方向に並んで形成される。すなわち、レドーム４には、モスアイ構造の突起部５が複数形成される。なお、突起部５は、隣接する突起部５の間隔が、自由空間波長の１／２以下となるように形成される。例えば、隣接する突起部５の間隔は、１ｍｍである。

突起部５は、第１突起部５ａと、第１突起部５ａよりも高さが低い第２突起部５ｂとによって構成される。第１突起部５ａ、および第２突起部５ｂは、それぞれ複数形成される。第１突起部５ａ、および第２突起部５ｂは、入射角に応じて配置される。

入射角は、送信アンテナ３ａから出射された電波が第１突起部５ａ、または第２突起部５ｂに入射する角度である。入射角は、送信アンテナ３ａの正面を基準とした角度であり、第１突起部５ａ、または第２突起部５ｂの頂点と送信アンテナ３ａとを結ぶ線と、基準線との間の角度である。基準線は、送信アンテナ３ａの面方向に垂直な線であり、送信アンテナ３ａの正面に延びる線である。なお、基準線における入射角は、０度である。

なお、アンテナ３が受信アンテナである場合には、入射角は、例えば、物標によって反射された電波が第１突起部５ａ、または第２突起部５ｂから受信アンテナに入射する角度である。

第１突起部５ａは、送信アンテナ３ａから出射される電波の入射角が所定角度以下となる正面領域に形成される。第２突起部５ｂは、入射角が所定角度よりも大きい広角領域に形成される。

所定角度は、予め設定された角度であり、第１突起部５ａから第２突起部５ｂに変更することで、電波の反射を抑制することができる角度である。

なお、第１突起部５ａ、および第２突起部５ｂは、図２に示すように、Ｘ方向、およびＹ方向に並んで形成される。図２は、レドーム４の一部を示す斜視図である。

このように、実施形態に係るレーダ装置１では、入射角に応じて高さが異なる第１突起部５ａ、および第２突起部５ｂがレドーム４に形成される。

例えば、突起部の高さが全て等しい比較例に係るレーダ装置では、入射角に対する反射特性は、図３に示すようになる。図３は、比較例に係るレーダ装置における反射特性を示す図である。なお、図３では、反射特性が小さくなるほど、突起部における電波の反射が抑制されることを示している。

比較例に係るレーダ装置では、レドームはＰＢＴ樹脂で形成され、レドームの誘電率は３．７であり、レドームの厚さは、１ｍｍである。また、比較例に係るレーダ装置では、突起部の形状は、円錐であり、突起部の高さは、１．５ｍｍであり、隣接する突起部の間隔は、１ｍｍである。

図３に示すように、比較例に係るレーダ装置では、レドームの反射特性は、周波数、および入射角に依存し、反射特性を小さくすることができる周波数、および入射角が限定される。

比較例に係るレーダ装置では、レーダ装置で使用される周波数帯が図３に示す周波数の中央よりも高い周波数帯である場合には、入射角が小さい範囲では反射特性が小さく、電波の透過性が優れている。しかし、比較例に係るレーダ装置では、入射角が大きくなると、反射特性が大きくなり、電波の透過性が低下する。

このように、比較例に係るレーダ装置では、入射角が大きい広角側における電波の透過性が低下し、広い角度範囲で物標を検出することが難しい。

また、突起部の高さが異なるレーダ装置では、図４に示すように、周波数が同じであっても、突起部の高さに応じて反射特性が変化する。すなわち、レーダ装置は、突起部の高さを変更することで、反射特性を調整することができる。図４は、高さが異なる突起部における反射特性を示す図である。図４では、高さが１．５ｍｍの突起部と、高さが０．５ｍｍの突起部における反射特性を示しており、突起部の高さを１．５ｍｍとした場合の反射特性を実線で示し、突起部の高さを０．５ｍｍとした場合の反射特性を破線で示す。

そこで、実施形態に係るレーダ装置１では、高さが異なる第１突起部５ａ、および第２突起部５ｂが入射角に応じてレドーム４に形成される。具体的には、レーダ装置１では、入射角が小さい正面領域に第１突起部５ａが形成され、入射角が大きい広角領域に第２突起部５ｂが形成される。

実施形態に係るレーダ装置１では、レドーム４がＰＢＴ樹脂で形成され、レドーム４の誘電率は３．７であり、レドーム４の厚さは、１ｍｍである。そして、正面領域に、高さが１．５ｍｍの第１突起部５ａが形成され、広角領域に、高さが０．５ｍｍの第２突起部５ｂが形成される。また、隣接する突起部５の間隔は、１ｍｍである。なお、上記したレーダ装置１の構成は、一例であり、上記構成に限られることはない。

ここで、比較例に係るレーダ装置、および実施形態に係るレーダ装置１における電波の透過特性を図５に示す。図５は、比較例に係るレーダ装置、および実施形態に係るレーダ装置１における電波の透過特性を示す図である。なお、図５では、透過特性が小さくなるほど、突起部における電波の反射が大きいことを示している。

比較例に係るレーダ装置は、広角側となるにつれて電波の透過特性が小さくなり、透過性が低くなる。これに対し、実施形態に係るレーダ装置１は、比較例に係るレーダ装置よりも、広角側における電波の透過特性が大きい。

すなわち、実施形態に係るレーダ装置１は、比較例に係るレーダ装置よりも広い角度範囲で電波の透過性を向上させることができ、広い角度範囲で物標を検出することができる。

実施形態に係るレーダ装置１は、入射角に応じて高さが異なる突起部５を有する。具体的には、実施形態に係るレーダ装置１は、送信アンテナ３ａから出射された電波の入射角が小さい正面領域に第１突起部５ａを有し、正面領域よりも入射角が大きい広角領域に第１突起部５ａよりも高さが高い第２突起部５ｂを有する。

これにより、レーダ装置１は、広い角度範囲で電波反射を抑制することができ、広い角度範囲で電波の透過性を向上させることができる。そのため、レーダ装置１は、広い角度範囲で物標を検出することができる。特に、レーダ装置１は、送信アンテナ３ａから出射された電波の透過性を広角側で向上させることができ、広角側の物標の検出精度を向上させることができる。

実施形態に係るレーダ装置１は、隣接する突起部５の間隔を自由空間波長の１／２以下とする。これにより、電波の反射を抑制し、電波の透過性を向上させることができる。

上記実施形態に係るレーダ装置１は、アンテナ３として送信アンテナ３ａを一例とし、送信アンテナ３ａの入射角に応じて突起部５の高さを変更したが、受信アンテナの入射角に応じて突起部の高さを変更してもよい。

また、上記実施形態に係るレーダ装置１は、突起部５の高さが異なる第１突起部５ａ、および第２突起部５ｂを有しているが、これに限られることはない。例えば、レーダ装置１は、第１突起部５ａと第２突起部５ｂとの間に、第１突起部５ａよりも高さが低く、第２突起部５ｂよりも高さが高い第３突起部を有してもよい。

また、レーダ装置１は、広角側となるにつれて、突起部５の高さを低くしてもよい。すなわち、突起部５は、広角側となり、例えば、アンテナ３の正面を基準とした入射角が大きくなると、高さが低くなる。

なお、レーダ装置１は、広い角度範囲で電波の透過性を向上できればよく、レーダ装置１で使用される周波数帯や、レドーム４の材料などに応じて突起部５の高さが設定される。そのため、正面領域の突起部５の高さを、広角領域の突起部５の高さよりも低くすることで、広い角度範囲で電波の透過性を向上できる場合には、正面領域の突起部５の高さを、広角領域の突起部５の高さよりも低くしてもよい。すなわち、レーダ装置１は、入射角に応じて高さが異なる突起部５を有すればよい。

また、レーダ装置１は、レドーム４の内側に形成される突起部５と、レドーム４の外側に形成される突起部５との高さを異なる高さとしてもよい。例えば、Ｘ方向、およびＹ方向で同じ位置の突起部５の高さを、レドーム４の平板部４ａの表面と裏面とで異なる高さとしてもよい。

また、突起部５は、レドーム４の内側、または外側にのみ形成されてもよい。すなわち、レーダ装置１は、レドーム４の内側、外側の少なくとも一方に突起部５を有すればよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ レーダ装置。
２ 筐体
３ アンテナ
３ａ 送信アンテナ
４ レドーム
５ 突起部
５ａ 第１突起部
５ｂ 第２突起部

Claims (5)

1. アンテナと、
   前記アンテナを覆うように形成されたレドームと、
   前記レドームの内側、外側の少なくとも一方に設けられ、電波の入射角に応じて高さが異なる複数の突起部と
   を備えるレーダ装置。
2. 前記複数の突起部は、
   前記アンテナの正面を基準とした前記入射角が大きくなると、高さが低くなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記複数の突起部は、
   前記アンテナの正面を基準とした前記入射角が大きくなると、高さが高くなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
4. 隣接する前記突起部の間隔は、
   自由空間波長の１/２以下に設定される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーダ装置。
5. 前記アンテナは、
   送信用アンテナである
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のレーダ装置。

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