JP3601359B2 - 電波反射装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電波反射装置、特に３面の反射面を有する電波反射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、入射電波を入射方向に反射する電波反射装置が知られており、レーンマーカ等に用いられている。
【０００３】
例えば、特開平１０−１０３９６３号公報には、レーン上に角すい型の電波反射装置を設け、車両から送信した電波を入射方向に反射することで、レーンに対する車両位置を検出する構成が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような電波反射装置としては、コーナリフレクタのように２面の反射面を有し、入射電波を円偏波として他の反射物と識別可能とする構成も提案されている。すなわち、入射電波は電波反射装置で２回反射するため、入射電波と反射電波の旋回方向が一致するが、他の反射物は１回だけ反射するため入射電波と反射電波の旋回方向が異なるので、旋回方向に相違に基づいて両者を識別することができる。
【０００５】
一方、車両にレーダ装置を搭載し、路面前方に向けて電波を送信する場合、２面の反射面を有する電波反射装置ではレーダ電波を効率的に反射することができないことに鑑み（レーダ電波のビームは水平面に対して所定の接地角を有するために、２面の反射面を鉛直方向に配置すると反射効率が低下する）、２面に加え更に水平面内において入射電波を反射する第３の反射面を有する３面構造の電波反射装置も提案されている。
【０００６】
しかしながら、３面の反射面を有する電波反射装置では、入射電波を３回反射するため、通常の反射物と同様にその反射電波は入射電波とは異なる旋回方向を有することとなり、他の反射物と区別することができない問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、２面の反射構造を有する電波反射装置よりも反射効率に優れた３面の反射構造を有しつつ、他の反射物と識別することが可能な電波反射装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、入射電波を入射方向に反射する電波反射装置であって、前記入射電波を反射する３面の反射面を有し、前記３面は互いに略直角をなし、前記３面の少なくとも１面はその表面が絶縁体で構成され、前記入射電波は表面が前記絶縁体で構成された面に対してブリュースター角より大きい入射角で入射することを特徴とする。絶縁体におけるブリュースター角とは、反射電波に含まれる垂直偏波成分が０となる角度（すなわち、反射電波はすべて水平偏波となる）をいい、入射角がブリュースター角より大きい場合には、垂直偏波成分は位相が１８０度反転する。一方、水平偏波成分は絶縁体で反射した場合、入射角によらず位相が１８０度反転する。したがって、入射円偏波が絶縁体にブリュースター角より大きい角度で入射した場合には、水平偏波及び垂直偏波がともに１８０度位相反転するので、反射電波の旋回方向は変化しない。これにより、他の２面での反射時にそれぞれ旋回方向が逆転するのみとなり、３面での反射であっても同旋の円偏波を反射できる。なお、３面が互いに略直角をなすことで、入射電波を入射方向に反射することができる。
【０００９】
ここで、前記３面で形成される空間に、前記絶縁体の誘電率よりも小さい誘電率を有する絶縁物を充填することが好適である。これにより、３面で形成される空間内に水や埃が蓄積されることを防止し、反射特性を維持することができる。充填すべき絶縁物の誘電率は、反射面を形成する絶縁体の誘電率よりも低く設定する。これにより、絶縁体での反射を維持することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１には、本実施形態に係る電波反射装置１０の斜視図が示されている。電波反射装置１０は、水平面に対して微小角傾いた第１反射面１０ａと、この第１反射面１０ａに対して略直角に立設された第２の反射面１０ｂ及び第３の反射面１０ｃから構成される。第２の反射面１０ｂと第３の反射面１０ｃとのなす角も略直角である。
【００１２】
図２には、図１に示された電波反射装置の縦断面図が示されている。図から分かるように、第１の反射面１０ａは水平面に対して所定角αだけ傾いて形成されている。傾き角αは、入射電波が水平面内に平行な方向から到来するのではなく、従来技術で説明したように所定の接地角（下向き角）をもって入射することを考慮して設定される。
【００１３】
また、第２の反射面１０ｂ及び第３の反射面１０ｃは金属板で構成されるが、第１の反射面１０ａは金属板ではなく絶縁体で構成される。第１の反射面１０ａの全体を絶縁体で構成してもよく、金属板の表面に絶縁膜を被覆することで構成することも可能である。絶縁体の一例として樹脂を用いることができ、さらに具体的にはポリカーボネートを用いることができる。
【００１４】
図３には、このような電波反射装置の一適用例が示されている。電波反射装置１０は路面に沿って所定間隔毎に設けられ、車両１２に搭載されたレーダ装置１４から円偏波を送信する。円偏波は水平面に対し所定の接地角θ（θはたとえば３°）で送信される。電波反射装置１０に対して送信された円偏波は電波反射装置１０で入射方向に反射され、車両１２に搭載されたレーダ装置１４で受信される。車両１２では、反射電波に基づいて電波反射装置１０の距離及び方位を検出する。この場合、電波反射装置１０はレーンマーカとして機能することになる。図において、例えばレーダ装置の設置高さＨ＝０．６ｍ、距離Ｌ＝１０ｍとすることができる。
【００１５】
図４には、レーダ装置１４から送信された円偏波の電波反射装置１０内における反射の様子が示されている。入射した円偏波はまず電波反射装置１０の絶縁体で構成された第１の反射面１０ａに入射し、反射点Ｒ１で反射する。反射点Ｒ１で反射した後、第２の反射面１０ｂに向かう。第２の反射面１０ｂでは、入射した円偏波を反射点Ｒ２で反射する。第２の反射面１０ｂで反射した円偏波は第３の反射面１０ｃに向かい、第３の反射面１０ｃの反射点Ｒ３で反射した後、入射方向に戻される。
【００１６】
このように、電波反射装置１０は、３面の反射面１０ａ、１０ｂ、１０ｃを有しているため、これらの反射面すべてを仮に金属板で構成した場合には、入射した円偏波と異なる旋回方向を有する円偏波が入射方向に反射されてしまい、通常の反射物（１回だけ反射して入射方向に戻る）と識別することができない。
【００１７】
ところが、本実施形態における電波反射装置１０の第１の反射面１０ａは、上述したように絶縁体で構成されているため、３面の反射構造を有しながらも入射電波と同旋電波を入射方向に戻すことが可能となる。
【００１８】
図５には、本実施形態において絶縁体として用いたポリカーボネートの電波入射角に対する反射係数及び位相差（入射電波と反射電波の位相差）の関係が示されている。図において、実線は水平偏波成分の反射係数と位相差を表し、一点鎖線は垂直偏波成分の反射係数を表し、二点鎖線は垂直偏波成分の位相差を表している。
【００１９】
図から分かるように、ポリカーボネートのブリュースター角である６０ｄｅｇにおいて垂直偏波成分の反射係数は０となり、入射角がブリュースター角より大きくなると水平偏波成分と同様に垂直偏波成分も増大し、９０ｄｅｇで１（全反射）となる。また、水平偏波成分は入射角によらず反射位相は１８０ｄｅｇであるが、垂直偏波成分は入射角がブリュースター角以下である場合には位相差は０であるが、ブリュースター角より大きくなると１８０ｄｅｇとなる。したがって、入射電波がポリカーボネートのブリュースター角である６０ｄｅｇより大きい角度、例えば図３で示されるように約８７ｄｅｇで入射した場合には、水平偏波成分及び垂直偏波成分ともに位相が１８０ｄｅｇずれるので、入射電波と旋回方向が同一の反射電波が得られることになる（入射電波が右円偏波の場合には反射電波も右円偏波となる）。つまり、このような関係が成立するように、電波反射装置の構造及び装置状態、そして車両に搭載するレーダ装置の電波送信方向を規定すればよい。
【００２０】
従って、本実施形態における電波反射装置１０では、第１の反射面１０ａでは旋回方向は変化せず、第２の反射面１０ｂでの反射において旋回方向が逆転し、第３の反射面１０ｃにおいて旋回方向が再逆転するため、入射方向に戻る反射光の旋回方向は入射電波と同方向となる。これにより、車両１２では、電波反射装置１０からの反射電波（同旋円偏波）と他の反射物からの反射電波（逆旋円偏波）とを容易に識別することが可能となる。
【００２１】
なお、本実施形態の電波反射装置１０は路面に配置するために、３面で形成される空間内に水や埃がたまるおそれがある。特に水がたまった場合には反射特性に影響を与えるため好ましくない。そこで、３面の反射面で構成される空間内に絶縁物を充填することができる。但し、充填すべき絶縁物の誘電率ε２と第１の反射面１０ａの絶縁体の誘電率ε１は、ε２＜ε１を満たす必要がある。ε２≧ε１の場合には、入射電波が反射せず透過してしまうからである。
【００２２】
このように、本実施形態においては３面の反射構造を有する電波反射装置１０において１つの反射面を絶縁体で構成することで３回反射でありながら入射電波と同一旋回方向の反射電波を得ることができ、ポラライザ等を別途設けることなく簡易な構成でレーンマーカ等として用いることが可能となる。
【００２３】
なお、本実施形態においては第１の反射面１０ａのみを絶縁体で構成したが、第２の反射面１０ｂあるいは第３の反射面１０ｃも絶縁体で構成することが可能である。この場合、第２の反射面１０ｂ及び第３の反射面１０ｃの入射角は通常ブリュースター角以下であるため、旋回方向の変化が生じることになる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば３面の反射面を有することで反射強度を増大しつつ、２面の反射構造を有する電波反射装置と同様に入射円偏波と同一旋回方向の反射電波を得ることができ、他の反射物との識別が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の斜視図である。
【図２】図１における電波反射装置の縦断面図である。
【図３】本実施形態のシステム構成図である。
【図４】本実施形態の電波反射装置内における入射電波の反射説明図である。
【図５】本実施形態におけるポリカーボネートの入射角と反射係数及び位相との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０ 電波反射装置、１０ａ 第１の反射面、１０ｂ 第２の反射面、１０ｃ
第３の反射面。
【発明の属する技術分野】
本発明は電波反射装置、特に３面の反射面を有する電波反射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、入射電波を入射方向に反射する電波反射装置が知られており、レーンマーカ等に用いられている。
【０００３】
例えば、特開平１０−１０３９６３号公報には、レーン上に角すい型の電波反射装置を設け、車両から送信した電波を入射方向に反射することで、レーンに対する車両位置を検出する構成が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような電波反射装置としては、コーナリフレクタのように２面の反射面を有し、入射電波を円偏波として他の反射物と識別可能とする構成も提案されている。すなわち、入射電波は電波反射装置で２回反射するため、入射電波と反射電波の旋回方向が一致するが、他の反射物は１回だけ反射するため入射電波と反射電波の旋回方向が異なるので、旋回方向に相違に基づいて両者を識別することができる。
【０００５】
一方、車両にレーダ装置を搭載し、路面前方に向けて電波を送信する場合、２面の反射面を有する電波反射装置ではレーダ電波を効率的に反射することができないことに鑑み（レーダ電波のビームは水平面に対して所定の接地角を有するために、２面の反射面を鉛直方向に配置すると反射効率が低下する）、２面に加え更に水平面内において入射電波を反射する第３の反射面を有する３面構造の電波反射装置も提案されている。
【０００６】
しかしながら、３面の反射面を有する電波反射装置では、入射電波を３回反射するため、通常の反射物と同様にその反射電波は入射電波とは異なる旋回方向を有することとなり、他の反射物と区別することができない問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、２面の反射構造を有する電波反射装置よりも反射効率に優れた３面の反射構造を有しつつ、他の反射物と識別することが可能な電波反射装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、入射電波を入射方向に反射する電波反射装置であって、前記入射電波を反射する３面の反射面を有し、前記３面は互いに略直角をなし、前記３面の少なくとも１面はその表面が絶縁体で構成され、前記入射電波は表面が前記絶縁体で構成された面に対してブリュースター角より大きい入射角で入射することを特徴とする。絶縁体におけるブリュースター角とは、反射電波に含まれる垂直偏波成分が０となる角度（すなわち、反射電波はすべて水平偏波となる）をいい、入射角がブリュースター角より大きい場合には、垂直偏波成分は位相が１８０度反転する。一方、水平偏波成分は絶縁体で反射した場合、入射角によらず位相が１８０度反転する。したがって、入射円偏波が絶縁体にブリュースター角より大きい角度で入射した場合には、水平偏波及び垂直偏波がともに１８０度位相反転するので、反射電波の旋回方向は変化しない。これにより、他の２面での反射時にそれぞれ旋回方向が逆転するのみとなり、３面での反射であっても同旋の円偏波を反射できる。なお、３面が互いに略直角をなすことで、入射電波を入射方向に反射することができる。
【０００９】
ここで、前記３面で形成される空間に、前記絶縁体の誘電率よりも小さい誘電率を有する絶縁物を充填することが好適である。これにより、３面で形成される空間内に水や埃が蓄積されることを防止し、反射特性を維持することができる。充填すべき絶縁物の誘電率は、反射面を形成する絶縁体の誘電率よりも低く設定する。これにより、絶縁体での反射を維持することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１には、本実施形態に係る電波反射装置１０の斜視図が示されている。電波反射装置１０は、水平面に対して微小角傾いた第１反射面１０ａと、この第１反射面１０ａに対して略直角に立設された第２の反射面１０ｂ及び第３の反射面１０ｃから構成される。第２の反射面１０ｂと第３の反射面１０ｃとのなす角も略直角である。
【００１２】
図２には、図１に示された電波反射装置の縦断面図が示されている。図から分かるように、第１の反射面１０ａは水平面に対して所定角αだけ傾いて形成されている。傾き角αは、入射電波が水平面内に平行な方向から到来するのではなく、従来技術で説明したように所定の接地角（下向き角）をもって入射することを考慮して設定される。
【００１３】
また、第２の反射面１０ｂ及び第３の反射面１０ｃは金属板で構成されるが、第１の反射面１０ａは金属板ではなく絶縁体で構成される。第１の反射面１０ａの全体を絶縁体で構成してもよく、金属板の表面に絶縁膜を被覆することで構成することも可能である。絶縁体の一例として樹脂を用いることができ、さらに具体的にはポリカーボネートを用いることができる。
【００１４】
図３には、このような電波反射装置の一適用例が示されている。電波反射装置１０は路面に沿って所定間隔毎に設けられ、車両１２に搭載されたレーダ装置１４から円偏波を送信する。円偏波は水平面に対し所定の接地角θ（θはたとえば３°）で送信される。電波反射装置１０に対して送信された円偏波は電波反射装置１０で入射方向に反射され、車両１２に搭載されたレーダ装置１４で受信される。車両１２では、反射電波に基づいて電波反射装置１０の距離及び方位を検出する。この場合、電波反射装置１０はレーンマーカとして機能することになる。図において、例えばレーダ装置の設置高さＨ＝０．６ｍ、距離Ｌ＝１０ｍとすることができる。
【００１５】
図４には、レーダ装置１４から送信された円偏波の電波反射装置１０内における反射の様子が示されている。入射した円偏波はまず電波反射装置１０の絶縁体で構成された第１の反射面１０ａに入射し、反射点Ｒ１で反射する。反射点Ｒ１で反射した後、第２の反射面１０ｂに向かう。第２の反射面１０ｂでは、入射した円偏波を反射点Ｒ２で反射する。第２の反射面１０ｂで反射した円偏波は第３の反射面１０ｃに向かい、第３の反射面１０ｃの反射点Ｒ３で反射した後、入射方向に戻される。
【００１６】
このように、電波反射装置１０は、３面の反射面１０ａ、１０ｂ、１０ｃを有しているため、これらの反射面すべてを仮に金属板で構成した場合には、入射した円偏波と異なる旋回方向を有する円偏波が入射方向に反射されてしまい、通常の反射物（１回だけ反射して入射方向に戻る）と識別することができない。
【００１７】
ところが、本実施形態における電波反射装置１０の第１の反射面１０ａは、上述したように絶縁体で構成されているため、３面の反射構造を有しながらも入射電波と同旋電波を入射方向に戻すことが可能となる。
【００１８】
図５には、本実施形態において絶縁体として用いたポリカーボネートの電波入射角に対する反射係数及び位相差（入射電波と反射電波の位相差）の関係が示されている。図において、実線は水平偏波成分の反射係数と位相差を表し、一点鎖線は垂直偏波成分の反射係数を表し、二点鎖線は垂直偏波成分の位相差を表している。
【００１９】
図から分かるように、ポリカーボネートのブリュースター角である６０ｄｅｇにおいて垂直偏波成分の反射係数は０となり、入射角がブリュースター角より大きくなると水平偏波成分と同様に垂直偏波成分も増大し、９０ｄｅｇで１（全反射）となる。また、水平偏波成分は入射角によらず反射位相は１８０ｄｅｇであるが、垂直偏波成分は入射角がブリュースター角以下である場合には位相差は０であるが、ブリュースター角より大きくなると１８０ｄｅｇとなる。したがって、入射電波がポリカーボネートのブリュースター角である６０ｄｅｇより大きい角度、例えば図３で示されるように約８７ｄｅｇで入射した場合には、水平偏波成分及び垂直偏波成分ともに位相が１８０ｄｅｇずれるので、入射電波と旋回方向が同一の反射電波が得られることになる（入射電波が右円偏波の場合には反射電波も右円偏波となる）。つまり、このような関係が成立するように、電波反射装置の構造及び装置状態、そして車両に搭載するレーダ装置の電波送信方向を規定すればよい。
【００２０】
従って、本実施形態における電波反射装置１０では、第１の反射面１０ａでは旋回方向は変化せず、第２の反射面１０ｂでの反射において旋回方向が逆転し、第３の反射面１０ｃにおいて旋回方向が再逆転するため、入射方向に戻る反射光の旋回方向は入射電波と同方向となる。これにより、車両１２では、電波反射装置１０からの反射電波（同旋円偏波）と他の反射物からの反射電波（逆旋円偏波）とを容易に識別することが可能となる。
【００２１】
なお、本実施形態の電波反射装置１０は路面に配置するために、３面で形成される空間内に水や埃がたまるおそれがある。特に水がたまった場合には反射特性に影響を与えるため好ましくない。そこで、３面の反射面で構成される空間内に絶縁物を充填することができる。但し、充填すべき絶縁物の誘電率ε２と第１の反射面１０ａの絶縁体の誘電率ε１は、ε２＜ε１を満たす必要がある。ε２≧ε１の場合には、入射電波が反射せず透過してしまうからである。
【００２２】
このように、本実施形態においては３面の反射構造を有する電波反射装置１０において１つの反射面を絶縁体で構成することで３回反射でありながら入射電波と同一旋回方向の反射電波を得ることができ、ポラライザ等を別途設けることなく簡易な構成でレーンマーカ等として用いることが可能となる。
【００２３】
なお、本実施形態においては第１の反射面１０ａのみを絶縁体で構成したが、第２の反射面１０ｂあるいは第３の反射面１０ｃも絶縁体で構成することが可能である。この場合、第２の反射面１０ｂ及び第３の反射面１０ｃの入射角は通常ブリュースター角以下であるため、旋回方向の変化が生じることになる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば３面の反射面を有することで反射強度を増大しつつ、２面の反射構造を有する電波反射装置と同様に入射円偏波と同一旋回方向の反射電波を得ることができ、他の反射物との識別が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の斜視図である。
【図２】図１における電波反射装置の縦断面図である。
【図３】本実施形態のシステム構成図である。
【図４】本実施形態の電波反射装置内における入射電波の反射説明図である。
【図５】本実施形態におけるポリカーボネートの入射角と反射係数及び位相との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０ 電波反射装置、１０ａ 第１の反射面、１０ｂ 第２の反射面、１０ｃ
第３の反射面。
Claims (2)
- 入射電波を入射方向に反射する電波反射装置であって、
前記入射電波を反射する３面の反射面を有し、
前記３面は互いに略直角をなし、
前記３面の少なくとも１面はその表面が絶縁体で構成され、
前記入射電波は表面が前記絶縁体で構成された面に対してブリュースター角より大きい入射角で入射することを特徴とする電波反射装置。 - 請求項１記載の装置において、さらに
前記３面で形成される空間に、前記絶縁体の誘電率よりも小さい誘電率を有する絶縁物が充填されることを特徴とする電波反射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14589199A JP3601359B2 (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 電波反射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14589199A JP3601359B2 (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 電波反射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000338224A JP2000338224A (ja) | 2000-12-08 |
| JP3601359B2 true JP3601359B2 (ja) | 2004-12-15 |
Family
ID=15395451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14589199A Expired - Fee Related JP3601359B2 (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 電波反射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3601359B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111864402B9 (zh) * | 2020-07-22 | 2022-08-12 | 南京星隐科技发展有限公司 | 透波结构及透波装置 |
-
1999
- 1999-05-26 JP JP14589199A patent/JP3601359B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000338224A (ja) | 2000-12-08 |
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