JP3302848B2 - 車載レーダー装置 - Google Patents

車載レーダー装置

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Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】本発明は、車載用レーダ装置に関
するものであり、特に、高速走行時の衝突防止動作、自
動追従動作、中低速走行時の渋滞クルーズ動作、車両周
囲障害物検出動作など多種多様な動作に対応できる車載
レーダー装置に関するものである。

【0002】

【従来技術】車載用レーダー装置は、衝突防止用の警報
装置や表示装置などと組合せて利用されており、レーザ
方式と電波方式が開発の中心になっている。レーザ方式
は、自動者特有の過酷な環境、すなわち、雨、雪、霜の
もとで伝播距離が減少し検知性能が大幅に低下するとい
う問題がある。電波方式では、干渉対策、方位分解能の
向上などの問題はあるが、雨、雪、などのもとでもそれ
ほど検知性能が低下しないという利点がある。

【0003】電波方式の車載用レーダー装置では、渋滞
時のように車間距離の小さな状態での追突事故や、車庫
入れ時の接触事故なども警告対象としている関係上、数
十センチメートル程度もの近距離検出能力が要求されて
おり、この点でパルスレーダーの形式よりもFMレーダ
ーやAMレーダーの形式が適しており、特に装置相互間
の干渉が少ないという点でFMレーダーの形式が適して
いる。また、最遠監視距離は高々150m程度であるた
め、レーダーモジュール、特にアンテナの小型化などの
点で高周波のミリ波帯の電波の使用が望ましい。このよ
うなミリ波帯のFMレーダーシステムが、本出願人の先
願に係わる特願平 3ー42979 号の明細書などに開示され
ている。

【0004】一般にFMレーダー装置では、反射波を発
生させた物体までの距離に応じて増大する周波数のビー
ト信号を発生させている。従って、物体までの距離が短
くなるにつれてビート信号の周波数が低下し、ミキサー
内で発生する1/f雑音の妨害のためビート信号の周波
数が検出不能になる。上記先願のFMレーダーシステム
では、ビート信号の周波数を高めて1/f雑音の影響を
軽減するために、ローカル信号の周波数を変更するヘテ
ロダイン方式を採用したり、送受信部とアンテナとの間
に遅延線路を挿入したりしている。

【0005】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置のヘテロダイン方式では周波数変換用に極めて高い周
波数安定度の局部発振器が必要になり、コスト高となる
という問題がある。また、送受信部とアンテナとの間に
遅延回路を挿入する方式では、遅延回路の挿入損失の分
だけ送信ビームの電力が低下し、検出可能な最遠距離が
減少するという問題がある。また、アンテナについて
も、150mもの遠方を監視するためのアンテナと数十
cmもの近傍を監視するためのアンテナとでは指向性な
どの特性が全く異なっており、3桁にもわたる距離範囲
を一種類のアンテナでカバーすることには無理がある。

【0006】

【課題を解決するための手段】本発明の車載レーダー装
置は、送受信部とアンテナとの間に遅延回路を挿入した
近傍監視用レーダーモジュールと、そのような遅延回路
を挿入しない遠方監視用レーダーモジュールと、これら
各レーダーモジュールの動作を制御すると共に各レーダ
ーモジュールの出力に基づき反射波を生じさせた物体ま
での距離を検出する監視制御部を備えている。本発明の
好適な実施例によれば、監視制御部は、近傍監視用レー
ダーモジュールと遠方監視用レーダーモジュールの動作
時間率を車速に応じて変更する。

【0007】

【作用】遅延回路が挿入された近傍監視用レーダーモジ
ュールは、反射物体が見かけ上車両から遠ざけられ、近
傍監視機能が向上する。この遅延回路の挿入に伴い挿入
損失が追加され、送受信波の電力は低下して監視可能距
離は減少するが、近傍監視の用途上なんら問題はない。
遠方監視用レーダーモジュールは、遅延回路を挿入しな
いため近傍監視機能が損なわれるが、このことは遠方監
視の用途上何ら問題ではない。そして、遅延回路の撤去
に伴いその挿入損失のぶん放射電波の電力が増大し、遠
方監視機能が強化される。

【0008】このように、レーダーモジュールのみを近
傍監視用と遠方監視用とに分離すると共に、両者の動作
を制御しかつ両者の出力を処理して距離を検出する共通
の監視制御部を備えることにより、近傍監視と遠方監視
とを共通のレーダーモジュールで実現する従来の構成に
比べて監視機能が向上する。また、遠方監視用と近傍監
視用のレーダー装置を別個に製造して設置する場合に比
べて、監視制御部が共通化されているぶん簡易かつ安価
なレーダー装置を提供できる。

【0009】本発明の好適な実施例によれば、近傍監視
用と遠方監視用の各レーダーモジュールの動作時間率が
車速に応じて変更される。高速走行中は、遠方の監視が
重要になるが、渋滞した道路や狭い路地での低速走行中
や、車庫入れ時などは、遠方監視が不要になることに対
処して、より重要な機能に十分の動作時間を割当てるこ
とにより、全体としての機能の向上が実現される。以
下、本発明を実施例と共に更に詳細に説明する。

【0010】

【実施例】図1は本発明の一実施例の車載用FMレーダ
ー装置の構成を示すブロック図であり、10は近傍監視
用FMレーダーモジュール、20は遠方監視用FMレー
ダーモジュール、30は監視制御部である。近傍監視用
FMレーダーモジュール10は便宜上1台のみが図示さ
れているが、この近傍監視用FMレーダーモジュール
は、通常は、車両の側方などに沿って多数台設置され
る。

【0011】近傍監視用FMレーダーモジュール10
は、送受信部TRと、平面アンテナ部PAと、これらの
間に配置される遅延回路DLとから構成されている。送
受信部TRは、FM信号発生器11と、カップラー12
と、増幅器13と、サーキュレータ14と、ミキサー1
5とから構成されている。平面アンテナ部PAは、異な
る指向性を有する4個の平面アンテナ18a,18b,
18c,18dと、給電点Pと各平面アンテナとの間の
給電線上に設置されたスイッチング用ダイオードD1,
D2,D3,D4とから構成されている。

【0012】遠方監視用FMレーダーモジュール20
は、FM信号発生器21と、カップラー22と、送信ス
イッチング回路23と、サーキュレータ群24と、受信
スイッチング回路25と、ミキサー群26とから構成さ
れる送受信部と、4個の一次放射器28a,28b,2
8c,28dとパラボラ反射鏡28eから成る送受信ア
ンテナ部28とから構成されている。アンテナ部28
は、4個の一次放射器28a〜28dがパラボラ反射鏡
28eの焦点の近傍に配列されたオフセット・デフォー
カス・マルチビームアンテナを構成している。

【0013】監視制御部30は、CPU31と、メモリ
32と、タイミング制御回路33と、入力インタフェー
ス回路34と、表示回路35と、セレクタ36と、A/
D変換回路37と、高速フーリエ変換(FFT)回路3
8とから構成されている。この距離検出部30は、近傍
検出用FMレーダーモジュール10と遠方検出用FMレ
ーダーモジュール20の動作タイミングを制御し、かつ
各FMレーダーモジュールから出力されるビート信号の
周波数やレベルを処理して障害物の方向や距離などを検
出し表示するように構成されている。

【0014】近傍監視用レーダーモジュール10のFM
信号発生器11は、周波数が時間と共に直線的に変化す
るFM信号を発生する。この発生されたFM信号は、カ
ップラー12で適宜な比率に分割され、その一方は、増
幅器13と、サーキュレータ14と、遅延回路dとを経
て平面アンテナPAに供給される。平面アンテナ部PA
に供給されたFM信号は、監視制御部30の制御のもと
に選択的に導通せしめられるPINダイオードD1〜D
4の一つを通して指向性が互いに異なる平面アンテナ1
8a〜18dの一つから車外に放射される。

【0015】車外の障害物などで発生した反射波は、平
面アンテナ18a〜18dのいくつかに受信され、導通
中のPINダイオードの一つと、遅延回路dと、サーキ
ュレータ14とを介してミキサー15の一方の入力端子
に供給される。ミキサー15の他方の入力端子には、カ
ップラー12で分割されたFM信号の一部が供給されて
いる。ミキサー15の一方の入力端子に供給される受信
反射波に含まれるFM信号は、ミキサー15の他方の入
力端子に供給されるFM信号よりも、ある時間だけ先行
してFM信号発生器11で発生されたFM信号である。

【0016】上記ある時間は、FM信号が遅延回路dを
通過して平面アンテナの一つから放射されて障害物まで
伝播し、この障害物で反射されて平面アンテナの一つま
で戻ったのち遅延回路DLを通過するのに要した時間、
すなわち、遅延回路dの手前から障害物まで電波が往復
するのに要した伝播所要時間に他ならない。ただし、増
幅器13とサーキュレータ14内を通過する際の伝播時
間は小さいため無視されている。従って、ミキサー15
は、上記伝播所要時間とFM信号の周波数変化速度の積
に等しい周波数のビート信号を出力する。すなわち、こ
のビート信号の周波数は、反射波を発生させた障害物ま
での電波の伝播所要時間、従って、距離の情報を含んで
いる。この、距離の情報を含むビート信号は、監視制御
部30のセレクタ36に供給される。

【0017】同様に、遠方監視用レーダーモジュール2
0のFM信号発生器21で発生されたFM信号は、カッ
プラー22で適宜な比率に分割され、一方は送信スイッ
チング回路23に供給され、残りは受信スイッチング回
路25に供給される。送信スイッチング回路23を構成
する4個の増幅器は、監視制御部30内のタイミング制
御回路33から選択的に供給されるバイアス電圧によっ
て配列順に一つずつ動作し、この動作中の増幅器を通過
してFM信号がサーキュレータ群24の一つを通過して
一次放射器28a〜28dの一つから放射され反射鏡に
よる反射を受けて車両の前方に放射される。

【0018】車両の前方の障害物などで発生した反射波
は、放射経路と逆向きに車両まで伝播し、一次放射器2
8a〜28dのいくつかに入射し、サーキュレータ群2
4のいくつかを通してミキサー群26のいくつかに供給
される。このミキサー群26には、FM信号発生器21
で発生されたFM信号が受信スイッチング回路23と同
期して動作する送信スイッチング回路25を通して供給
されている。従って、サーキュレータ群24の対応のも
のから受信反射信号を受けると共に送信スイッチング回
路25からFM信号を受けるミキサー回路群26の一つ
から、ビート信号を発生され、監視制御部30内のセレ
クタ36に供給される。

【0019】監視制御部30内のセレクタ36は、CP
U31の制御のもとに各種のタイミング信号を発生し出
力するタイミング制御回路33から受ける選択制御信号
に従って、近傍監視用レーダーモジュール10と遠方監
視用レーダーモジュール20とから供給されるビート信
号を一つ選択して後段のA/D変換回路37に供給す
る。A/D変換回路37から出力されるディジタルビー
ト信号は、高速フーリエ変換回路38でビート信号のス
ペクトルに変換され、CPU31に供給される。

【0020】CPU31は、ビート信号のスペクトル中
の周波数やレベルを分析して障害物に関する情報を作成
し、表示装置35に表示すると共に、障害物履歴情報と
してメモリ32上で管理する。更に、CPU31は、各
種のセンサから入出力インタフェース回路34を介して
入力される車速、加速度などの自車両の状態情報や、メ
モリ32上で管理理中の障害物の履歴情報とを分析し、
危険が予想される場合などには、入出力インタフェース
回路34を介してスピーカなどに警報音や、メッセージ
などを出力する。なお、本実施例の装置をレーダークル
ーズ・システムに応用する場合には、エンジンのスロッ
トルを制御するCPUや、ブレーキを制御するCPU
に、上記警報などを含む監視情報を伝達する。

【0021】近傍監視用FMレーダーモジュール10の
平面アンテナ部PAは、図2の平面図に示すように、誘
電体基板DB上に配列された矩形状のパッチP11〜P
44を有している。誘電体基板の裏面には接地導体板が
形成されており、その表面のの中央部には、給電部Pが
形成されている。この給電部PとパッチP11〜P44
のそれぞれとの間を接続するマイクロストリップ形式の
給電線が誘電体基板DB上に形成されている。各パッチ
P11〜P14は、それぞれに対する給電線路長の差異
に基づき設定された異なるチルト角のビームを放射する
4個のアンテナ部分18a,18b,18c,18dを
形成している。

【0022】まず、単一のパッチP11は、図3の曲線
Baで例示するような誘電体基板DBの法線方向を中心
とする広い指向性を有する平面アンテナ18aを形成し
ている。また、4個のパッチP21,P22,P23,
P24は、図3の曲線Bbで例示するような左向きのチ
ルト角を中心とする比較的狭い指向性を有する平面アン
テナ18bを形成している。更に、4個のパッチP3
1,P32,P33,P34は、図3の曲線Bcで例示
するような誘電体基板の法線方向を中心とする比較的狭
い指向性を有する平面アンテナ18cを形成している。
また、4個のパッチP41,P42,P43,P44
は、図3の曲線Bdで例示するような右向きのチルト角
を中心とする比較的狭い指向性を有する平面アンテナ1
8dを形成している。

【0023】誘電体基板の中央部に形成された給電点P
と、4個の平面アンテナ18a〜18dとを接続する給
電線路の途中には、高周波特性の良好なPINダイオー
ドD1,D2,D3,D4が挿入されている。各PIN
ダイオードのアノード側へのバイアス電圧の供給は給電
点Pから共通に行われ、各PINダイオードのカソード
側のバイアス電圧の制御は、図2中に細線の折り返し回
路で例示した個別の低域通過回路とリード線La,L
b,Lc,Ldとを通して個別に行われる。このカソー
ド側のバイアス電圧の制御は、図1のブロック図に示す
ように、監視制御部30内のCPU31によって、タイ
ミング制御回路33と制御信号線群CSとを介して行わ
れる。すなわち、PINダイオードD1,D2,D3,
D4が距離検出部30の制御のもとに選択的にオン/オ
フされ、指向性の異なる平面アンテナの一つが近傍検出
用の送受信の平面アンテナとして選択される。

【0024】監視制御部30内のCPU31は、近傍監
視用レーダーモジュール20の動作を受信した反射波の
レベル(感度)の大小に応じた異なった動作モードに設
定する。すなわち、CPU31は、近傍監視用レーダー
モジュール10内の4個の平面アンテナ18a〜18d
のそれぞれを用いて検出した反射波のレベルのいずれか
が所定の閾値Lth以上であれば、この近傍監視用レーダ
ーモジュール10を所定時間にわたって高分解能モード
に移行させる。この高分解能モードでは、狭い指向性を
有する3個の平面アンテナ18b,18c,18dが順
次有効にされることにより、高い方位分解能のもとでの
走査が行われる。

【0025】CPU31は、近傍監視用レーダーモジュ
ール10内の4個の平面アンテナ18a〜18dのそれ
ぞれを用いて検出した反射波のレベルのいずれかもが所
定の閾値Lth未満であれば、この近傍監視用レーダーモ
ジュール10を所定時間にわたって低高分解能モードに
移行させる。この低分解能モードにおいては、広い指向
性を有する平面アンテナ18aのみが有効にされる。

【0026】CPU31は、上述した近傍監視用レーダ
ーモジュール10の動作の制御と並行して、遠方監視用
レーダーモジュール20の動作の制御を実行する。遠方
監視用FMレーダーモジュール20のアンテナ28は、
上述した近傍監視用FMレーダーモジュール10の平面
アレーアンテナに比べて相当鋭い指向性を有することに
より、車両前方150メートル程度の遠方まで検出可能
な鋭いビームを放射する。図4に例示するように、鋭い
指向性を有する遠方監視用アンテナ28は車両の前方に
設置されると共に、近傍監視用FMレーダーモジュール
10の平面アンテナPAは車両の側方に設置される。前
述のように、図1では便宜上近傍監視用FMレーダーモ
ジュール10は1個だけが図示されているが、実際に
は、図4に例示するように、車両の側面に沿って多数台
配置される。

【0027】CPU31は、車速センサから通知される
車速が所定の閾値Vth以上であれば近傍監視用レーダー
モジュール10と遠方監視用レーダーモジュール20と
を時分割的に動作させ、車速が所定の閾値Vth未満であ
れば近傍監視用レーダーモジュール10のみを動作させ
る。このような車速に応じたモジュール間とモジュール
内の時分割切替えと、上述した検出感度に応じたモジュ
ール内のモード切替えの様子を図5のフローチャートに
よって説明する。ただし、このフローチャートでは、近
傍監視用レーダーモジュールが複数台存在するものとし
ている。

【0028】CPU31は、制御処理の実行を開始する
と、まず、車速が所定の閾値Vth以上であるか否かを検
出し(ステップ51)、そうであれば、遠方監視用レー
ダーモジュール20と近傍監視用レーダーモジュール1
0とを時分割的に動作させることにより遠方と近傍とを
監視する(ステップ52)。次に、CPU31は、動作
させた複数の近傍監視用レーダーモジュールのうち感度
大(反射波のレベルが所定の閾値Lth以上)のものを高
分解能モードに移行させ、その他のもの(反射波のレベ
ルが所定の閾値Lth未満)のものを低分解能モードに移
行させる(ステップ53)。

【0029】次に、CPU31は、内蔵のタイマをリセ
ットし、これがオーバーフローするまでの所定期間にわ
たり、遠方と近傍の監視を時分割的に反復する(ステッ
プ54,55,56)。近傍監視用レーダーモジュール
を4台とすれば、この遠方と近傍の監視のシーケンスの
一例は、図6(A)に示すようなものである。すなわ
ち、まず、遠1,遠2,遠3,遠4として示すように、
遠方監視用レーダーモジュール20の4個の遠方監視用
送受信アンテナが時分割的に順次走査される。続いて、
近1,近2,近3,近4として示すように4台の近傍監
視用レーダーモジュールがそれぞれ低分解能モードで順
次走査される。すなわち、この例は、4台の近傍監視用
レーダーモジュールの感度がいずれも小さいため低分解
能モードにある場合を示している。

【0030】4台の近傍監視用レーダーモジュールのう
ち一つだけが高分解能モードにある場合は、図6(B)
に近1ー1、近1ー2,近1ー3によって例示するよう
に、近傍監視用レーダーモジュール1については3個の
近傍監視用アンテナについての走査が行われる。

【0031】再び図5を参照すると、CPU31は、ス
テップ51において、車速が閾値Vth未満であると判定
すると、近傍監視用FMレーダーモジュールを用いて近
傍のみの監視を実行する(ステップ57)。次に、CP
U31は、動作させた複数の近傍監視用レーダーモジュ
ールのうち感度大(反射波のレベルが所定の閾値Lth以
上)のものを高分解能モードに移行させ、その他のもの
(反射波のレベルが所定の閾値Lth未満)のものを低分
解能モードに移行させる(ステップ58)。

【0032】CPU31は、内蔵のタイマをリセット
し、これがオーバーフローするまでの所定期間にわた
り、近傍のみの監視を時分割的に反復する(ステップ5
9,60,61)。図6(C)は、4台の近傍監視用F
Mレーダーモジュールのうち3台が高分解モードで動作
し、残り1台が低分解能モードで動作している様子を例
示している。

【0033】図7は、近傍監視用FMレーダーモジュー
ル10の構造を示す断面図である。この近傍監視用FM
レーダーモジュール10は、送受共用の平面アンテナ部
PAと、この送受共用の平面アンテナ部PAに放射対象
のFM信号を供給しかつその受信信号を受取る送受信部
TRとが、遅延線路dが形成された中間層の信号遅延部
DLを介在させながら上下方向に積層された構造となっ
ている。

【0034】積層される最上層の平面アンテナ部PA、
中間層の遅延部DL及び最下層の送受信部TRのそれぞ
れは、図8(A),(B),(C)のそれぞれに平面図
によって示すような構成となっている。最上層の平面ア
ンテナ部PAと、中間層の信号遅延部DLを形成する遅
延線路dの一端との間は、ビーズP1を介して高周波的
に接続されている。また、遅延線路dの他端と最下層の
送受信部TRとの間はビーズP2を介して高周波的に接
続されている。

【0035】中間層の信号遅延部DLを構成する遅延線
路dは、渦巻き形状の樹脂導波管から構成されている。
この樹脂導波管は、本発明者らが本実施例のFMレーダ
ーモジュール用に新たに試作したものであり、その断面
形状は、図9に示すようなものである。この樹脂導波管
は、矩形の断面形状を有するポリ四弗化エチレン(PT
FE)の棒状体の表面にメッキによって金属箔を付着さ
せた構造を呈している。誘電体線路の断面形状の縦横比
はほぼ1対2であり、遅延対象のFM信号の周波数が6
0GHz の場合、横幅は導波管の場合(5.8 mm) よりも小
さな 3.8 mm の値である。この樹脂導波管は、通常の導
波管よりも小型であると共に可撓的であるため高密度な
巻回状態による一層小型の遅延線路を実現できるという
優れた利点を有する。

【0036】この樹脂導波管内の通過損失は、信号の周
波数が60GHz の場合直線状態では約3dB/mである。
ただし、小さな曲率半径で曲げることに伴い通過損失が
約4dB/m程度に増加する。この通過損失は、誘電体損
失を伴わない導波管の値(約1.2dB/ m)に比べると大
きいが、マイクロストリップ線路の値(約7dB/m)に
比べると相当小さい。この誘電体線路の特徴はその柔軟
性にあり、図7と図8(B)に示すように、密着した渦
巻き状に延長することができる。

【0037】なお、通過損失は樹脂導波管の曲率半径が
小さくなるにつれて増加するので、内部にいくほど曲率
半径が減少する渦巻き状の変わりに、全ての部分が同一
曲率半径となる螺旋状にすることにより、通過損失を減
少させる構成を採用することもできる。

【0038】最下層の送受信部TRは、図1のブロック
図に示したように、FM信号発生回器11、カップラー
12、増幅器13、サーキュレータ14及びミキサー1
6を含む。この送受信部TRは、図7と図8(C)とに
示すように、モノリシック・マイクロ集積回路(MMI
C)化されてパッケージ内に収納されている。このパッ
ケージには、ビーズP2を介してFM信号が入出力さ
れ、信号線S1,S2を介して図1のタイミング制御回
路33からタイミング信号やバイアス電圧が供給され、
また電源線VBを通して直流動作電力が供給される。な
お、MMIC化が比較的困難なサーキュレータM4につ
いては、MMIC化の対象から除外し、これをMM1C
化された他の部分の外部に付加するというハイブリッド
・マイクロ集積化の構成を採用することもできる。

【0039】一般に、マイクロストリップ線路などによ
って実現される遅延線路は、検出対象の障害物を見かけ
上車両の前方に移動させてビート信号の周波数を高める
ことにより、至近距離の検出機能の向上を図るためのも
のである。従って、このような遅延線路としては、典型
的には数十cmもの長さのものが必要になる。ミアンダ
ー線路などの折り返し構造や渦巻き構造などの採用によ
り遅延線路の長さの短縮が行われるが、これには自ずか
ら限度がある。本実施例によれば、遅延線路を、平面ア
ンテナ部や送受信部と同一の平面に配置するのではな
く、これら各部と積層することによって寸法の大幅な低
減を実現し、この結果車載用レーダーモジュールとして
の利点を著しく向上させている。また、遅延線路として
本発明者らが新たに開発した低損失の樹脂導波管を採用
すれば一層好適である。

【0040】また、図1に示した近傍監視用FMレーダ
ーモジュール10は、複数の送受共用のアンテナ部分1
8a〜18dが距離検出部30の選択接続部の制御のも
とに送受信部に選択的に接続される構成であるから、増
幅器、サーキュレータ、ミキサーなどを含む送受信部が
一系統で足り、部品点数と専有空間とが大幅に低減され
る。なお、図7中のMMIC回路内に、遠方監視用レー
ダーモジュール20の送受信部をも組み込むことによ
り、部品点数、専有空間、製造費用の低減化を図ること
もできる。

【0041】図10は、本発明の他の実施例の車載用A
Mレーダー装置の構成を示すブロック図である。この車
載用AMレーダー装置では、図1の車載用FMレーダー
装置の近傍監視用FMレーダーモジュール10と遠方監
視用FMレーダーモジュール20とが、それぞれ近傍監
視用AMレーダーモジュール110と遠方監視用AMレ
ーダーモジュール120とによって置き換えられてい
る。

【0042】近傍監視用AMレーダーモジュール110
では、図1の近傍監視用FMレーダーモジュール10の
FM信号発生器11とミキサー15とがそれぞれAM信
号発生器111と検波器115とに置き換えられると共
に、カプラー12が除去されている。同様に、遠方監視
用AMレーダーモジュール120でも、図1の遠方監視
用FMレーダーモジュール20のFM信号発生器21と
ミキサー群26がそれぞれAM信号発生器121と検波
器群126とに置き換えられると共に、受信スイッチン
グ回路25がカプラー12が除去されている。

【0043】上記近傍監視用と遠方監視用の各レーダー
モジュールのFM方式からAM方式への変更に伴って、
監視制御部130では、図1の監視制御部30内のセレ
クタ36と高速フーリエ変換回路38とが除去されると
共に、位相差検出回路136が追加されている。位相差
検出回路136には、タイミング制御回路33から近傍
検出用と遠方監視用の各AMレーダーモジュール110
と120とに供給される振幅変調のための変調信号am
が供給される。

【0044】図10に示した構成のAM方式の車載レー
ダー装置は、図1に関して詳細に説明したFM方式の車
載レーダー装置と、AM方式であるかAM方式であるか
の点を除き、全く同一の動作を行う。一般的なAMレー
ダー装置の動作原理は周知であるため、更に詳細な動作
は省略する。

【0045】図11は、本発明の他の実施例の車載用パ
ルスレーダー装置の構成を示すブロック図である。この
車載用パルスレーダー装置では、図1の車載用FMレー
ダー装置内の近傍監視用FMレーダーモジュール10と
遠方監視用FMレーダーモジュール20とが、それぞれ
近傍監視用パルス・レーダーモジュール210と遠方監
視用パルス・レーダーモジュール220とによって置き
換えられている。

【0046】近傍監視用AMレーダーモジュール210
では、図1の近傍監視用FMレーダーモジュール10の
FM信号発生器11がパルス信号発生器211に置き換
えられると共に、カプラー12とミキサー15とが除去
されている。同様に、遠方監視用パルス・レーダーモジ
ュール220でも、図1の遠方監視用FMレーダーモジ
ュール20のFM信号発生器21がパルス信号発生器2
21に置き換えられると共に、カプラー12と、受信ス
イッチング回路25と、ミキサー群26が除去されてい
る。

【0047】上記近傍監視用と遠方監視用の各レーダー
モジュールのFM方式からパルス方式への変更に伴っ
て、監視制御部230では、図1の監視制御部30内の
セレクタ36と高速フーリエ変換回路38とが除去され
ている。図11に示した構成のパルス方式の車載レーダ
ー装置は、図1に関して詳細に説明したFM方式の車載
レーダー装置と、FM方式であるかパルス方式であるか
の点を除き、全く同一の動作を行う。一般的なパルスレ
ーダー装置の動作原理は周知であるため、更に詳細な動
作は省略する。

【0048】以上、車速が閾値Vth未満の場合には、遠
方監視用レーダーモジュールの動作を停止する構成を例
示した。しかしながら、一般的には、動作か非動作かの
二つの状態の中間的な状態として近傍監視用レーダーモ
ジュールとの間で、速度に応じて動作時間率を段階的、
あるいは滑らかに変更してゆく構成を採用することがで
きる。

【0049】また、高速で直進中には、遠方監視用レー
ダーモジュールのみを動作させ、高速走行中の斜線変更
時のみ近傍監視用レーダーモジュールも並行して動作さ
せる構成を採用することもできる。

【0050】また、近傍監視用レーダーモジュールに関
し、左右方向にチルト角を設定する場合を例示した。し
かしながら、前後方向にチルト角を設定したり、左右方
向と前後方向を組合せたチルト角を設定することもでき
る。

【0051】また、近傍監視用レーダーモジュールに関
し、平面アンテナを最大4個のパッチにより構成する場
合を例示した。しかしながら、必要に応じて、例えば指
向性の先鋭化などのため、各アンテナ部を4個よりも多
い適宜な個数のパッチで構成することもできる。

【0052】さらに、近傍監視用レーダーモジュールに
関し、複数の平面アンテナのうち一つだけから電波を放
射するというビームの走査への応用を説明した。しかし
ながら、これらのうちの任意の2個以上から同時に電波
を放射することによって、ビームの合成指向性を変化さ
せることにも応用できる。

【0053】また、近傍監視用レーダーモジュールに関
し、FM信号やAM信号やパルス信号の遅延線路を通過
損失の小さな樹脂導波管で実現する構成を例示した。し
かしながら、通過損失の増大を許容できるような場合に
は、誘電体線路の変わりにマイクロストリップ形式やト
リプレート形式の遅延線路を使用することもできる。

【0054】また、近傍監視用レーダーモジュールでも
遠方監視用レーダーモジュールでも送受共用アンテナを
使用する構成を例示したが、必要に応じて、送信専用の
アンテナと受信専用のアンテナとを個別に設置する構成
とすることもできる。

【0055】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の車
載レーダー装置は、レーダーモジュールのみを近傍監視
用と遠方監視用とに分離すると共に、両者の動作を制御
しかつ両者の出力を処理して距離を検出する共通の監視
制御部を備える構成であるから、遠方監視と近傍監視と
を共通のレーダーモジュールで実現する従来装置に比べ
て監視性能が向上する。また、遠方監視用と近傍監視用
のレーダー装置を別個に製造して設置する場合に比べ
て、監視制御部が共通化されているぶん簡易かつ安価な
レーダー装置を提供できる。

【0056】本発明の好適な実施例によれば、近傍監視
用と遠方監視用の各レーダーモジュールの動作時間率が
車速に応じて変更される。高速走行中は、遠方の監視が
重要になるが、渋滞した道路や狭い路地での低速走行中
や、車庫入れ時などは、遠方監視が不要になることに対
処して、より重要な機能に十分の動作時間を割当てるこ
とにより、全体としての機能の向上が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の一実施例の車載FMレーダー装置の構
成を示す断面図である。

【図2】上記実施例の近傍監視用FMレーダーモジュー
ルの近傍監視用平面アレーアンテナの構成を示す平面図
である。

【図3】図2の各近傍監視用平面アレーアンテナの指向
性を示す概念図である。

【図4】車両に搭載された遠方監視用FMレーダーモジ
ュールと近傍監視用FMレーダーモジュールの指向性を
例示する概念図である。

【図5】図1の監視制御部30内のCPU31が実行す
る近傍監視/遠方監視FMレーダーモジュール間及び各
FMレーダーモジュール内のアンテナの切替え規則の一
例を説明するフローチャートである。

【図6】図1の監視制御部30内のCPU31が実行す
る近傍監視/遠方監視FMレーダーモジュール間及び各
FMレーダーモジュール内のアンテナの切替え規則の一
例を説明するタイミングチャートである。

【図7】図1の実施例の近傍監視用FMレーダーモジュ
ール10の構造を示す断面図である。

【図8】図7に示した構造の近傍監視用FMレーダーモ
ジュール10の各層(A:平面アレーアンテナPA、
B:遅延部DL、C:送受信部TR)の構成を示す平面
図である。

【図9】図7と図8(B)に示した中間層の遅延部DL
を構成する樹脂導波管dの構成の一例を示す断面図であ
る。

【図10】本発明の他の実施例に係わる車載AMレーダー
装置の構成を示すブロック図である。

【図11】本発明の他の実施例に係わる車載パルスレーダ
ー装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

10 近傍検出用FMレーダーモジュール TR 送受信部 DL 遅延回路 d 遅延線路 D1-D4 スイッチング用 PINダイオード PA 近傍監視用アンテナ 20 遠方監視用FMレーダーモジュール 28 遠方監視用アンテナ 30 監視制御部 31 CPU 32 タイミング制御回路 38 高速フーリエ変換回路

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01Q 3/24 H01Q 3/24 (56)参考文献 特開 平6−308225(JP,A) 特開 平4−259874(JP,A) 特開 平1−138480(JP,A) 特開 平6−242230(JP,A) 特開 平6−300834(JP,A) 特開 平5−264728(JP,A) 特開 平4−19588(JP,A) 特開 平3−54494(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 H01Q 1/27 H01Q 3/24

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】近傍監視用アンテナと、このアンテナに送
    信FM信号を供給しこの送信FM信号とこのアンテナか
    ら供給される受信FM信号との混合によって得られるビ
    ート信号を出力する送受信部と、この送受信部と前記近
    傍監視用アンテナとの間に挿入される遅延回路とを備え
    た近傍監視用FMレーダーモジュールと、 遠方監視用アンテナと、このアンテナに送信FM信号を
    供給しこの送信FM信号とこのアンテナから供給される
    受信FM信号との混合によって得られるビート信号を出
    力する送受信部とを備えた遠方監視用FMレーダーモジ
    ュールと、 前記遠方監視用FMレーダーモジュールと近傍監視用F
    Mレーダーモジュールの動作を制御しかつこれらから出
    力されるビート信号を受信してそれらの周波数に基づき
    反射波を生じさせた物体までの距離を検出すると共に、
    前記各FMレーダーモジュールを車両の速度に応じて切
    り換えて動作させる監視制御部とを備えたことを特徴と
    する車載レーダ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記監視制御部は、当該車載レーダー装置が搭載される
    車両の速度に応じて前記近傍監視用FMレーダーモジュ
    ールと前記遠方監視用FMレーダーモジュールとの動作
    時間率を変更することを特徴とする車載レーダー装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、 前記監視制御部は、前記車両の速度が所定値未満の期間
    内は、前記遠方監視用FMレーダーモジュールの動作時
    間率をゼロに設定することを特徴とする車載レーダー装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のそれぞれにおいて、 前記近傍監視用FMレーダーモジュールの近傍監視用ア
    ンテナは、互いに異なるビームチルト角を有し前記監視
    制御部の制御のもとに前記送受信部に選択的に接続され
    る比較的狭い指向性を有する複数の送受共用の平面アレ
    ーアンテナを含むことを特徴とする車載レーダー装置。
  5. 【請求項5】 請求項4において、 前記近傍検出用FMレーダーモジュールの近傍監視用ア
    ンテナは、比較的広い指向性を有し前記監視制御部の制
    御のもとに前記送受信部に選択的に接続される送受共用
    の広角平面アレーアンテナを更に含むことを特徴とする
    車載レーダー装置。
  6. 【請求項6】 請求項5において、 前記監視制御部は、前記近傍監視用アンテナのいずれか
    一つ以上を通して所定値以上のレベルのFM信号が受信
    される期間内は前記比較的狭い指向性を有する複数の平
    面アレーアンテナを順次動作させる高分解能モードに移
    行し、その他の期間内は前記比較的広い指向性を有する
    平面アレーアンテナのみを動作させる低分解能モードに
    移行することを特徴とする車載レーダー装置。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至6のそれぞれにおいて、 前記遠方監視用FMレーダーモジュールの遠方監視用ア
    ンテナは、反射鏡と、この反射鏡の焦点近傍に配列され
    前記送受信部に順次接続される複数の一次放射器とを含
    むデフォーカスオフセット・アンテナであることを特徴
    とする車載レーダー装置。
  8. 【請求項8】近傍監視用アンテナと、このアンテナに送
    信AM信号を供給しこのアンテナから供給される受信A
    M信号を検波して得られる検波信号を出力する送受信部
    と、この送受信部と前記近傍監視用アンテナとの間に挿
    入される遅延回路とを備えた近傍監視用AMレーダーモ
    ジュールと、 遠方監視用アンテナと、このアンテナに送信AM信号を
    供給しこのアンテナから供給される受信AM信号を検波
    して得られる検波信号を出力する送受信部とを備えた遠
    方監視用FMレーダーモジュールと、 前記遠方監視用FMレーダーモジュールと近傍監視用F
    Mレーダーモジュールの動作を制御しかつこれらから出
    力される検波信号を受信し、これら受信した検波信号と
    前記AM信号の作成に使用した変調信号との位相差に基
    づき反射波を生じさせた物体までの距離を検出する監視
    制御部とを備えたことを特徴とする車載レーダー装置。
  9. 【請求項9】 請求項8において、 前記監視制御部は、当該車載レーダー装置が搭載される
    車両の速度に応じて前記近傍監視用AMレーダーモジュ
    ールと前記遠方監視用AMレーダーモジュールとの動作
    時間率を変更することを特徴とする車載レーダー装置。
  10. 【請求項10】近傍監視用アンテナと、このアンテナに送
    信パルス信号を供給しこのアンテナから供給される受信
    パルス信号を出力する送受信部と、この送受信部と前記
    近傍監視用アンテナとの間に挿入される遅延回路とを備
    えた近傍監視用パルスレーダーモジュールと、 遠方監視用アンテナと、このアンテナに送信パルス信号
    を供給しこのアンテナから供給される受信パルス信号を
    出力する送受信部とを備えた遠方監視用パルスレーダー
    モジュールと、 前記遠方監視用パルス・レーダーモジュールと近傍監視
    用パルス・レーダーモジュールの動作を制御し、かつこ
    れらから出力される受信パルス信号の出現タイミングに
    基づき反射波を生じさせた物体までの距離を検出する監
    視制御部とを備えたことを特徴とする車載レーダー装
    置。
  11. 【請求項11】 請求項10において、 前記監視制御部は、当該車載レーダー装置が搭載される
    車両の速度に応じて前記近傍監視用パルス・レーダーモ
    ジュールと前記遠方監視用パルス・レーダーモジュール
    との動作時間率を変更することを特徴とする車載レーダ
    ー装置。
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