JP4065815B2 - In-vehicle radio radar equipment - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車載用電波レーダ装置に関し、特にレーダセンサ本体をバンパ部等の電波透過性部位へ取り付けるための取り付けブラケットに、電波放射機能を持たせることにより結果的にアンテナを不要にした車載用電波レーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車載用電波レーダ装置は、車両のバンパが誘電体により構成され得ることに注目して、バンパをレドーム部として用いることにより、レーダ機能を損なうことなく車両の外観デザインを向上させると共に、部品点数を軽減してコストダウンを実現したもので、電波レーダ本体は、バンパの裏面側に配設されており、バンパの一部は、電波レーダ本体のレドーム部として機能している。（例えば特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２３１０４１号公報（段落番号００１３、段落番号００２９、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車載用電波レーダ装置は、上記のように構成されているので、レーダ機能を損なうことなく車両の外観デザインを向上させると共に、部品点数を軽減してコストダウンを実現できるが、バンパ（レドーム）と電波レーダ本体を固定する機構がアンテナとは別途に必要であるという問題があった。
また、バンパ（レドーム）とアンテナ開口部との相対位置関係を正確に制御することは容易ではない。更に、レーダ装置の外形に大きく制約を受けるため、レーダ装置を構成するアンテナ部の変更を容易に行うことはできないという問題もあった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、レーダセンサ本体をバンパ部等の電波透過性部位へ取り付けるための取り付けブラケットに、電波放射機能を持たせ結果的にアンテナを不要とすることにより、部品点数を一層軽減してコストダウンを図った車載用電波レーダ装置を得ることを目的とする。
また、簡易な構成でありながら、低コストにて電波放射効率を最適化・保持することができる車載用電波レーダ装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車載用電波レーダ装置は、電波の送受信により物体を検知するためのレーダセンサ本体と、レーダセンサ本体を車両における電波透過性部位へ取り付けるための取り付けブラケットとを備え、取り付けブラケットにレーダセンサ本体から給電される電波を空間へ放射する機能を持たせたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における外観を示す斜視図である。図１において、電波の送受信により物体を検知するためのレーダセンサ本体１と、レーダセンサ本体１を自動車のバンパ部２等の車両搭載箇所へと取り付けるための取り付けブラケット３とから構成されている。そして、取り付けブラケット３に、レーダセンサ本体１の自動車搭載箇所に対する取付機能だけでなく、レーダセンサ本体１から給電される電波を空間へ放射する機能を持たせている。従って、結果的にアンテナは不要となっている。また、レーダセンサが電波放射機能を有していないので、レーダにおける電波放射機能がセンサ本体から分離・独立している。
なお、図１では取り付けブラケット３は送信用と受信用が別々の構成になっているが、送受が一体であれば取り付けブラケット３は１個でよい。
【０００７】
図２は図１の破線Ａで示す部分の断面図である。レーダセンサ本体１が取り付けブラケット３を介して自動車のバンパ部２へと図２のように直接取り付けられる。つまり、自動車ボディ部へ取り付ける場合とは異なり、取り付けブラケットを用いた場合の搭載状態の微調整が、電波の放射を司る取り付けブラケット３の有する開口部４とバンパ部２との相対位置関係の微調整に直結しているのでこれを制御しやすく、電波を空間へ放射する効率を重視した正確な取り付けを容易にする。さらには、電波の放射を司る開口部４とバンパ部２との相対位置関係がいかなる状況下にであっても、最適な状態で保持できるため、例えば自動車が走行中に発生する振動によってバンパ部２が揺れたとしても、レーダセンサ本体１から放射される電波がバンパ部２を透過する効率が最適な状態で保持されるため、バンパ部２の振動によりバンパ部２からの不要な反射波が生じる可能性は原理上存在しない。また、取り付けブラケット３が電波放射機能を兼ね備えているため、レーダセンサ本体に関して言えば、そのサイズを大幅に薄型化・小型化することができる。
なお、図１と図２ではバンパ部２の厚さや大きさなどの点で整合性は取れていない。
【０００８】
図３はこの発明の実施の形態１の概要を示すシステムブロック図である。図３において、レーダセンサ本体１は信号処理回路部１３とＲＦモジュール部１４とで構成され、取り付けブラケット３によりバンパ部２へ固定されている。
【０００９】
取り付けブラケット３の有する電波放射機能の実現手段としては、実施の形態１では、Ｈ面扇形ホーンアンテナにおける電波放射の原理（空間とレーダセンサ本体内の高周波モジュールとの間のインピーダンンス変換機能）を利用している。従って、レーダセンサ本体に一切の変更を加えることなく、様々な放射機能（放射パターン）を持った取り付けブラケット３を用意し、接続することにより、それぞれのアプリケーション（検知エリア）に柔軟に対応させることができる。
なお、ホーンアンテナは、Ｈ面扇形ホーンアンテナに限らず、別の扇形ホーンアンテナ，角錐ホーンアンテナ，円錐ホーンアンテナであってもよい。
【００１０】
このような電波放射機能を有する取り付けブラケット３に電波を給電する手段としては、図４の断面図で示すように、レーダセンサ本体１を構成するＲＦモジュール部１４内の伝送線路９からレーダセンサ本体１を構成するスロット開口７と誘電体基板８を介して、電磁結合的に取り付けブラケット３へ給電が行われる。図４において、レーダセンサ本体１の筐体１５と取り付けブラケット３は、固定用ボルト５を用いて固定され、バンパ部２と取り付けブラケット３は、放射指向性に影響を与えない位置において固定用ボルト６を用いて固定されている。また、バンパ部２と取り付けブラケット３の隙間には防水用のパッキン１０が挟み込まれ、取り付けブラケット内部に水滴が入り込まないような構成となっている。
【００１１】
上記したホーンアンテナにおける電波放射の原理を利用した手段においては、レーダセンサ本体を構成するスロット開口７から給電が行われる。スロット開口７は、図４に示すようにレーダセンサ本体１の筐体１５に接して設けられた導体壁９１における隙間である。なお、導体壁９１は、マイクロストリップラインで構成された伝送線路９の接地導体である。このように構成されているので、レーダセンサ本体１は、取り付けブラケット３へ電波を給電するための領域を除いて、全体を電気的・機械的・化学的に外界から遮蔽するための筐体１５で覆われることになるため、例えば信号処理回路部１３からの不要な電波（ノイズ）の漏洩など、本来は望んでいない電波の放射を防止することができる。
なお、筐体１５の材質として、例えばアルミニウムが用いられる。他に導体であり、自動車部品として強度が問題のない材料であればよい。
【００１２】
また、取り付けブラケット３を形成する材料として、導電性があり、熱伝導性の高い材料を用いることにより、レーダセンサ本体１の発熱により生じた熱量を、取り付けブラケット３を介して開口部分４付近のバンパ表面に効率的に伝導させることができ、バンパ表面に付着し、電波を効率的に放射することに対して弊害となりうる雪・霜等の物質を溶融することができる。
熱伝導性の高い材料としては、金（３００Ｗ／ｍＫ），銀（４００Ｗ／ｍＫ），銅（４００Ｗ／ｍＫ），アルミニウム（２４０Ｗ／ｍＫ）などの金属材料がある。その中でも、アルミニウムは低コスト，導電性，防錆性，軽量，熱伝導性を兼ね備えた材料であるので特に望ましい。なお、括弧内数字は常温での熱伝導率である。
【００１３】
実施の形態２．
実施の形態２は、電波放射機能を有する取り付けブラケット３に電波を給電する手段として、図５の断面図で示すように同軸−導波管変換を用いたものである。図５においてＲＦモジュール部１４を構成する先端開放状態の同軸線路１１で励振された電界が導波管部１２を介して取り付けブラケット３へと伝搬し給電が行われる。
なお、同軸線路は先端短絡状態の場合もありうる。また、給電方法以外の構成は実施の形態１と同様である。
【００１４】
上記実施の形態１及び２によれば、以下に述べるような効果が得られる。
取り付けブラケット３がレーダセンサ本体１から給電される電波を空間へ放射する機能を有していることから、レーダにおける電波放射機能がセンサ本体から分離・独立されるため、レーダセンサ本体部分を小型化することができるだけでなく、非常に簡易な構成でありながら、低コストにてバンパ部を透過・反射する電波の状態を正確に最適化し、更にはその状態を確実に保持することができる。
【００１５】
また、個々のアプリケーションに適した電波放射機能を有する取り付けブラケット３に適時換装することができるため、レーダセンサ本体１の外形を少しも変更することなく、所望の検知覆域を有した車載用電波レーダ装置を提供することができる。また、レーダセンサ本体１が取り付けブラケット３へ電波を給電するための領域を除いて電気的・機械的・化学的に外界から遮蔽するためのカバーケースで覆われているため、例えば信号処理基板からの不要な電波（ノイズ）の漏洩など、本来放射したい種類以外の電波放射・漏洩を防止することができる。
【００１６】
また、取り付けブラケット３を形成する材料として熱伝導性の高い材料を用いることにより、レーダセンサ本体１が発する熱量を取り付けブラケット３を通じて車両バンパ部へと効率的に熱伝導することを可能とし、取り付けブラケット３の開口付近のバンパ部分に付着し電波の効率的放射の弊害となりうる雪や霜などの物質を溶融することができる。
【００１７】
なお、上記実施の形態１及び２では、取り付けブラケット３はレーダセンサ本体１をバンパ部２へ取り付けているが、バンパ部に限らず電波を透過する材料で構成される部分に取り付ければよい。また、電波透過性材料としてはＡＢＳ樹脂、ポリプロピレンやポリフェニレンサルファイドなどの樹脂などがある。
【００１８】
【発明の効果】
この発明は以上説明したとおり、電波の送受信により物体を検知するためのレーダセンサ本体と、レーダセンサ本体を車両における電波透過性部位へ取り付けるための取り付けブラケットとを備え、取り付けブラケットにレーダセンサ本体から給電される電波を空間へ放射する機能を持たせたものであるから、結果的にアンテナが不要となり、部品点数を一層軽減してコストダウンを図った車載用電波レーダ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１における外観を示す斜視図である。
【図２】 図１の破線Ａで示す部分の断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態１の概要を示すシステムブロック図である。
【図４】 この発明の実施の形態１におけるスロット開口による給電を説明する断面図である。
【図５】 この発明の実施の形態２における同軸導波管変換による給電を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ レーダセンサ本体、２ バンパ部、３ 取り付けブラケット、
４ 開口部、５，６ 固定用ボルト、７ スロット開口、８ 誘電体基板、
９ 伝送線路、１０ パッキン、１１ 同軸線路、１２ 導波管部、
１３ 信号処理回路部、１４ ＲＦモジュール部、
１５ レーダセンサ本体の筐体、９１ 導体壁。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an on-vehicle radio radar device, and more particularly to an on-vehicle radio antenna that eliminates the need for an antenna by providing a mounting bracket for attaching a radar sensor main body to a radio wave transmitting portion such as a bumper portion to provide a radio wave radiation function. The present invention relates to a radio wave radar device.
[0002]
[Prior art]
A conventional in-vehicle radio wave radar device is focused on the fact that the bumper of the vehicle can be made of a dielectric, and by using the bumper as a radome, the exterior design of the vehicle is improved without impairing the radar function, and the parts The radio radar main body is disposed on the back side of the bumper, and a part of the bumper functions as a radome portion of the radio radar main body. (For example, see Patent Document 1)
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-231041 (paragraph number 0013, paragraph number 0029, FIG. 2)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional in-vehicle radio wave radar device is configured as described above, so that it is possible to improve the appearance design of the vehicle without impairing the radar function and reduce the number of parts, thereby reducing the cost. ) And a mechanism for fixing the radio wave radar main body is required separately from the antenna.
Moreover, it is not easy to accurately control the relative positional relationship between the bumper (radome) and the antenna opening. Further, since the outer shape of the radar apparatus is greatly restricted, there is a problem that the antenna unit constituting the radar apparatus cannot be easily changed.
The present invention has been made to solve the above-described problems. A mounting bracket for mounting the radar sensor main body to a radio wave transmitting portion such as a bumper portion is provided with a radio wave radiation function so that an antenna is provided. An object of the present invention is to obtain an in-vehicle radio wave radar device that reduces the number of parts and reduces costs by making it unnecessary.
It is another object of the present invention to provide a vehicle-mounted radio radar device that can optimize and maintain radio wave radiation efficiency at a low cost while having a simple configuration.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
An in-vehicle radio radar device according to the present invention includes a radar sensor main body for detecting an object by transmitting and receiving radio waves, and an attachment bracket for attaching the radar sensor main body to a radio wave transmissive portion of a vehicle, and the mounting bracket is provided with a radar. It has a function to radiate radio waves fed from the sensor body to the space.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a radar sensor main body 1 for detecting an object by transmitting and receiving radio waves and an attachment bracket 3 for attaching the radar sensor main body 1 to a vehicle mounting location such as a bumper portion 2 of an automobile. The mounting bracket 3 is provided with not only a function of mounting the radar sensor main body 1 to the vehicle mounting location but also a function of radiating radio waves fed from the radar sensor main body 1 to the space. Therefore, as a result, an antenna is not necessary. Further, since the radar sensor does not have a radio wave radiation function, the radio wave radiation function in the radar is separated and independent from the sensor body.
In FIG. 1, the mounting bracket 3 is configured separately for transmission and reception. However, if the transmission and reception are integrated, only one mounting bracket 3 is required.
[0007]
2 is a cross-sectional view of a portion indicated by a broken line A in FIG. The radar sensor main body 1 is directly attached to the bumper part 2 of the automobile via the attachment bracket 3 as shown in FIG. That is, unlike the case where the mounting bracket is used, fine adjustment of the mounting state when the mounting bracket is used is that the relative positional relationship between the opening 4 and the bumper portion 2 of the mounting bracket 3 that controls the emission of radio waves is small. Since it is directly connected to the adjustment, it is easy to control and facilitates accurate installation with an emphasis on the efficiency of radiating radio waves into space. Furthermore, since the relative positional relationship between the opening 4 that controls the emission of radio waves and the bumper unit 2 can be maintained in an optimum state under any circumstances, for example, the bumper unit is caused by vibrations generated while the automobile is running. 2, even if the radio wave radiated from the radar sensor main body 1 is held in an optimal state in which the efficiency of transmission through the bumper unit 2 is maintained, an unnecessary reflected wave from the bumper unit 2 is generated by the vibration of the bumper unit 2. There is no possibility in principle. Moreover, since the mounting bracket 3 also has a radio wave radiation function, the size of the radar sensor body can be greatly reduced and reduced in size.
1 and 2 are not consistent in terms of the thickness and size of the bumper portion 2.
[0008]
FIG. 3 is a system block diagram showing an outline of the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, the radar sensor main body 1 includes a signal processing circuit unit 13 and an RF module unit 14, and is fixed to the bumper unit 2 by a mounting bracket 3.
[0009]
As a means for realizing the radio wave radiation function of the mounting bracket 3, in the first embodiment, the principle of radio wave radiation (impedance conversion function between the space and the high frequency module in the radar sensor body) in the H-plane fan-shaped horn antenna is used. We are using. Therefore, it is possible to flexibly support each application (detection area) by preparing and connecting the mounting bracket 3 having various radiation functions (radiation patterns) without making any changes to the radar sensor body. Can do.
The horn antenna is not limited to the H-plane fan-shaped horn antenna, but may be another fan-shaped horn antenna, a pyramid horn antenna, or a conical horn antenna.
[0010]
As means for feeding radio waves to the mounting bracket 3 having such radio wave radiation function, as shown in the cross-sectional view of FIG. 4, the radar sensor main body from the transmission line 9 in the RF module section 14 constituting the radar sensor main body 1 is used. Power is supplied to the mounting bracket 3 in an electromagnetically coupled manner through the slot opening 7 and the dielectric substrate 8 that constitute 1. In FIG. 4, the casing 15 and the mounting bracket 3 of the radar sensor main body 1 are fixed using fixing bolts 5, and the bumper portion 2 and the mounting bracket 3 are fixed bolts at positions that do not affect the radiation directivity. 6 is fixed. Further, a waterproof packing 10 is sandwiched between the bumper portion 2 and the mounting bracket 3 so that water droplets do not enter the mounting bracket.
[0011]
In the means using the principle of radio wave radiation in the horn antenna described above, power is supplied from the slot opening 7 constituting the radar sensor body. The slot opening 7 is a gap in the conductor wall 91 provided in contact with the casing 15 of the radar sensor main body 1 as shown in FIG. The conductor wall 91 is a ground conductor of the transmission line 9 configured by a microstrip line. Since the radar sensor main body 1 is configured as described above, the radar sensor main body 1 has a casing 15 for shielding the entire body from the outside electrically, mechanically, and chemically except for an area for supplying radio waves to the mounting bracket 3. Therefore, it is possible to prevent radiation of an undesired radio wave such as leakage of unnecessary radio wave (noise) from the signal processing circuit unit 13, for example.
For example, aluminum is used as the material of the housing 15. Any other material that is a conductor and has no problem in strength as an automobile part may be used.
[0012]
Further, by using a conductive material having high heat conductivity as a material for forming the mounting bracket 3, the heat generated by the heat generated by the radar sensor main body 1 can be transferred to the vicinity of the opening portion 4 via the mounting bracket 3. Substances such as snow and frost that can be efficiently conducted to the surface of the bumper, adhere to the bumper surface, and can be harmful to efficiently radiating radio waves can be melted.
As a material having high thermal conductivity, there are metal materials such as gold (300 W / mK), silver (400 W / mK), copper (400 W / mK), and aluminum (240 W / mK). Among them, aluminum is particularly desirable because it is a material having low cost, conductivity, rust prevention, light weight, and thermal conductivity. The numbers in parentheses are the thermal conductivity at normal temperature.
[0013]
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, coaxial-waveguide conversion is used as means for feeding electric waves to the mounting bracket 3 having a radio wave radiation function, as shown in the sectional view of FIG. In FIG. 5, the electric field excited by the coaxial line 11 with the open end constituting the RF module portion 14 propagates to the mounting bracket 3 via the waveguide portion 12 and is fed.
Note that the coaxial line may be short-circuited at the tip. The configuration other than the power feeding method is the same as that of the first embodiment.
[0014]
According to the first and second embodiments, the following effects can be obtained.
Since the mounting bracket 3 has a function of radiating radio waves fed from the radar sensor main body 1 to the space, the radio wave radiation function in the radar is separated and independent from the sensor main body. In addition to being able to do this, it is possible to accurately optimize the state of radio waves that are transmitted and reflected through the bumper portion at a low cost while maintaining a very simple configuration, and to reliably maintain that state.
[0015]
In addition, since the mounting bracket 3 having a radio wave radiation function suitable for each application can be replaced in a timely manner, a vehicle-mounted radio wave having a desired detection coverage without changing the outer shape of the radar sensor body 1 at all. A radar apparatus can be provided. Further, since the radar sensor main body 1 is covered with a cover case for shielding from the outside electrically, mechanically, and chemically except for a region for supplying radio waves to the mounting bracket 3, for example, from a signal processing board. It is possible to prevent radio wave emission / leakage other than the type originally intended to radiate, such as leakage of unnecessary radio waves (noise).
[0016]
In addition, by using a material having high thermal conductivity as a material for forming the mounting bracket 3, it is possible to efficiently conduct the heat generated by the radar sensor main body 1 to the vehicle bumper portion through the mounting bracket 3. Substances such as snow and frost that adhere to the bumper portion near the opening of the bracket 3 and can be an adverse effect of the efficient radiation of radio waves can be melted.
[0017]
In the first and second embodiments, the mounting bracket 3 attaches the radar sensor main body 1 to the bumper unit 2. However, the mounting bracket 3 may be attached not only to the bumper unit but also to a portion made of a material that transmits radio waves. Examples of the radio wave transmissive material include ABS resin, resin such as polypropylene and polyphenylene sulfide, and the like.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, the present invention includes a radar sensor main body for detecting an object by transmitting and receiving radio waves, and a mounting bracket for mounting the radar sensor main body to a radio wave transmitting portion in a vehicle. Since it has a function of radiating supplied electric waves to the space, an antenna is unnecessary as a result, and an in-vehicle radio wave radar device can be obtained in which the number of parts is further reduced and the cost is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion indicated by a broken line A in FIG.
FIG. 3 is a system block diagram showing an outline of the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating power feeding by a slot opening in Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating power feeding by coaxial waveguide conversion according to Embodiment 2 of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Radar sensor body, 2 bumper section, 3 mounting bracket,
4 opening, 5 and 6 fixing bolt, 7 slot opening, 8 dielectric substrate,
9 transmission line, 10 packing, 11 coaxial line, 12 waveguide section,
13 signal processing circuit section, 14 RF module section,
15 Radar sensor body casing, 91 conductor wall.

Claims (5)

電波の送受信により物体を検知するためのレーダセンサ本体と、上記レーダセンサ本体を車両バンパ部へ取り付けるための複数の取り付けブラケットとを備え、上記取り付けブラケットに上記レーダセンサ本体から給電される電波を空間へ放射する機能を持たせたことを特徴とする車載用電波レーダ装置。A radar sensor main body for detecting an object by transmitting and receiving radio waves, and a plurality of mounting brackets for mounting the radar sensor main body to a vehicle bumper, and the radio waves fed from the radar sensor main body are spatially transmitted to the mounting bracket A vehicle-mounted radio radar device characterized by having a function of radiating to a vehicle. 上記取り付けブラケットの有する電波放射機能が、ホーンアンテナの電波放射原理を利用して実現されていることを特徴とする請求項１記載の車載用電波レーダ装置。  2. The on-vehicle radio wave radar device according to claim 1, wherein the radio wave radiation function of the mounting bracket is realized by utilizing the radio wave radiation principle of a horn antenna. 上記レーダセンサ本体から上記取り付けブラケットに対する電波の給電が、上記レーダセンサ本体のＲＦモジュールを構成するスロット開口を介して電磁結合により行われることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車載用電波レーダ装置。  The in-vehicle use according to claim 1 or 2, wherein electric power is supplied from the radar sensor main body to the mounting bracket by electromagnetic coupling through a slot opening constituting an RF module of the radar sensor main body. Radio radar device. 上記レーダセンサ本体から上記取り付けブラケットに対する電波の給電が、上記レーダセンサ本体のＲＦモジュールを構成する同軸線路から同軸−導波管変換により行われることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車載用電波レーダ装置。  The radio wave feeding from the radar sensor body to the mounting bracket is performed by coaxial-waveguide conversion from a coaxial line constituting an RF module of the radar sensor body. In-vehicle radio radar equipment. 上記レーダセンサ本体は、上記取り付けブラケットへ電波を給電するための領域を除いて電気的・機械的・化学的に外界から遮蔽するための筐体で覆われていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の車載用電波レーダ装置。  2. The radar sensor main body is covered with a housing for shielding from the outside electrically, mechanically, and chemically except for an area for supplying radio waves to the mounting bracket. The on-vehicle radio wave radar device according to claim 4.
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