JP4464565B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
技術分野
この発明は走査反射器とレーダー電波を発射するために反射器と相互作用する固定フィーダを含むアンテナ装置に関する。
【０００２】
技術背景
かかるアンテナ装置において検出対象物の横方向位置を決定可能とするために走査位置または走査角度が正確に決定される必要がある。例えば、車レーダー装置内に設けられたとき検出された障害物がどのレーンにあるかを決定する必要がある。
【０００３】
高精度で走査位置を検出するために、上記アンテナ装置で使用されることのできる既知装置はレゾルバセンサである。レゾルバセンサは磁界内に直角に配置された二つのコイルを含む。二つのコイル上の磁界の分布が検出され走査位置の尺度として用いられる。しかし、このレゾルバセンサの構成は複雑でセンサを高価にする。これは特に車レーダー装置に適用されるとき欠点である。
【０００４】
発明の概要
本発明の目的は簡単で低コストでしかも反射器の走査位置の正確な決定のできるアンテナ装置；及び前記決定を実行するための方法を提供することである。
【０００５】
この目的は添付請求の範囲によるアンテナ装置と方法により達成される。
【０００６】
その一面において、この発明は走査反射器、レーダー電波を発射するためにこの反射器と相互作用する固定フィーダ及び反射器の走査時に少なくとも二つの異なる予め決められた走査位置の反射器通過を検出するための検出器を含むアンテナ装置に関する。このアンテナ装置は前記通過の通過時間を決定するための測時手段、及び前記通過時間と前記反射器の予め決められた走査運動に基づいて任意の時間の反射器の走査位置を予測するための予測手段を更に含む。
【０００７】
その別の面において、この発明は上述のアンテナ装置の走査反射器のための走査位置を決定するための方法に関する。この方法は次の段階：
− 反射器走査時に、少なくとも二つの予め決められたかつ間隔を置いた走査位置を通過する反射器のための通過時間を測定する；
− 前記通過時間と前記反射器の予め決められた走査運動により任意の時間の反射器の走査位置を予測する；
を含む。
【０００８】
本発明によれば、二つまたはそれ以上の間隔を置いた予め決められた走査位置での通過時間の測定を行うことにより、位置と時間との間の正確な関係が確立される。アンテナの走査反射器はその運動に関しては予め決められた方式で操作される。従って、反射器の瞬間位置は理論的に既知である。しかし、機械的な及び他の偏差のため実際には不正確度が存在する。この発明は実質的にその不正確度を減少する。前記理論的に既知の運動と予め決められたかつ正確に知られた通過位置での実際の正確な時間測定とにより、任意の時間の走査位置の正確な予測が可能である。任意の時間の表現は測定された通過時間以外の時点と解釈されるべきである。
【０００９】
本発明の更なる目的及び利点は例示的実施例により以下に検討されるであろう。
【００１０】
図面の簡略説明
図１は走査反射器を持つ形式のアンテナ装置の一例を上面図で概略的に示し；
図２はこの発明の一実施例による検出装置を備えた図１に示されたような走査反射器の一例を透視図で概略的に示し；
図３は本発明の一実施例に含まれた操作及び制御のための回路図の概略図を示し；
図４は走査反射器の典型的な運動の図を示す。
【００１１】
実施例の詳細な説明
図１に示されるように、好適実施例ではアンテナ装置は走査反射器、または主反射器２、固定副反射器４及びレーダー電波を発射するために反射器２と４と相互作用する固定フィーダ６を含む。フィーダ６から発生したレーダー電波は垂直偏波を持ち、主反射器２に向けて電波を反射する副反射器４による第一反射を受ける。次いで、電波は主反射器２による第二反射を受け、これが追加的に電波を水平偏波に変える。従って、副反射器４は水平に偏波された電波に対して透明なので、水平に偏波された電波がアンテナ装置から発射される。
【００１２】
主反射器２は往復的に走査し、すなわちそれはフィーダ６の中心に位置する中心軸周りに前後に回転して走査する。このアンテナ装置構成は、主反射器を角度νにより回転させるとき発射された電波はその角度の２倍、すなわち２νにより回転されるので魅力的である。更に、運動部分の質量は小さい。
【００１３】
更に、アンテナ装置は主反射器２の走査操作のために、図３に示されたようなサーボ手段を含む。前記サーボ手段は例えばスウェーデン特許９５０１７０６−７に開示され図３に概略的に示されたような、モーター、タコメーター等を含むことができる。
【００１４】
如何なる時点でも主反射器２の走査位置を決定可能とするために、この発明によればアンテナ装置は主反射器２の走査時に少なくとも二つの異なる予め決められた走査位置での反射器通過を検出するための検出器を備えている。この検出器は活性化手段８とセンサ手段１０を含む。活性化手段８は主反射器２上に配置されその中心軸から間隔を置かれており、第一突起と間隔を置かれた第二突起１２，１４を持つフォーク形状磁気素子８により構成されている。センサ手段またはセンサ１０はアンテナ装置内に固定的に配置されている。より詳細には、センサ１０は主反射器２の下に配置されておりその中心軸から偏っており、従って磁気素子８は走査時にセンサ１０を通過する。好ましくはセンサ１０はホール素子１０により構成される。ホール素子１０は前記通過の通過時間を決定するための測時手段１８に連結されている。測時手段は更に任意の時間の、すなわちその位置が既知の通過時間以外の何時でも、主反射器２の走査位置を予測するための予測手段２０に連結されている。測時手段１８はここに記載された仕事を実行するために必要な計数器等のような通常の回路を含む。測時手段１８の実行は当業者には明らかであろうから、詳細に開示されない。これは予測手段２０にも適用される。すなわち、予測計算を実行するための予測手段２０の回路の実行は当業者には明らかであろう。
【００１５】
図４から明らかなように、主反射器２は低速度でかつ実質的に直線的に前進走査し、一方高速だがむしろ非直線的に後退走査する。以下、この実質的に直線的な運動は一次掃引と呼ばれ、この非直線的な運動は二次掃引と呼ばれるであろう。もちろん、図４にＡとＢで示された転換点の付近ではどの掃引も直線的ではない。
【００１６】
主反射器２が走査しているとき、突起１２，１４は一度に一回ホール素子１０を通過する。通過毎に、突起１２または１４はホール素子１０を活性化し、これが逆に測時手段１８に入力されるセンサ信号を発生する。測時手段１８はそれぞれ二つの異なる通過時間ｔ_１とｔ_２を決定し、この時間に二つのセンサ信号が一次掃引時に測時手段１８により受けられる。通過時間ｔ_１とｔ_２はそのとき記憶され、任意の時間の主反射器２の走査位置、すなわち走査角度を決定するために予測手段２０により用いられる。突起１２，１４間の間隔は通過位置、従って通過時間ｔ_１とｔ_２が直線的であると仮定される一次掃引の部分内に完全にあるように一次掃引時にそれらによりカバーされる距離に好ましくは関連させられる。従って、通過時間ｔ_１とｔ_２間の一次掃引の部分並びに通過時間ｔ_１とｔ_２のそれぞれを越えた部分は直線的であると考えられる。従って、一次掃引の直線的部分内の任意の時間の走査角度の決定は予め決められた直線的走査運動の仮定に基づいている。従って、任意の時間ｔの瞬間角度νは次式により決定される：
【数１】

ここでν１とν２は通過時の、従ってそれぞれ通過時間ｔ_１とｔ_２での、走査角度である。
【００１７】
示された例では、一次掃引はホール素子１０の通過の位置に関して中心に置かれている。言い換えれば第一転換点Ａから第一通過時間ｔ_１までの時間間隔は第二通過時間ｔ_２から第二転換点Ｂまでの時間間隔に等しい。しかし、これは事実であるはずがない。一次掃引は例えばアンテナ装置の不正確な取り付けを補償するために、偏らせることさえできる。かかる偏りは一次掃引の直線的部分内に完全に通過時間を位置させることに関連した上述の選択のために可能である。
【００１８】
上で本発明の好適実施例を説明した。これは単に非限定例として見られるべきである。請求の範囲により規定されたこの発明の範囲内で多くの改変が可能であろう。以下にかかる改変の幾つかの例が与えられるであろう。
【００１９】
走査位置の予測を可能とするために運動は直線的である必要はない。例えばそれは略正弦波等であることができる。しかし、任意の時間の主反射器の角度の正確な予測を可能とするためにその運動は予め決められておらねばならない。従って上記二次掃引時でさえ走査位置を予測することは可能であり、これはついでながら本発明の代替実施例でなされる。
【００２０】
幾つかの異なる検出装置が採用可能である。一代替例において、二つの別個の活性化素子が、主反射器の中心軸のそれぞれの側に一つずつ用いられ、別個のセンサが前記活性化素子のそれぞれと組み合わせられる。別の代替例では、二つの間隔を置いたセンサと単に一つの活性化部を持つ一つの活性化器が用いられる。この活性化器とセンサは場所を変えることもできる。磁気的に警報を出す検出器とは別の形式も用いることができる。しかし、上述の実施例の装置が簡単で信頼できる機能とそのコスト効果のため好ましい。
【００２１】
他の改変実施例において、角度の予測の精度を更に増やすために二つ以上の通過時間が発生される。しかし、これは複雑性のためコスト高である。従って、上述の二つの通過時間を発生する実施例が好ましい。主反射器の運動の安定な制御のため、その制御は上述のモーター−タコメーター装置により達成され、予測は単に二つの通過時間に基づいたとしても十分正確である。
【００２２】
この発明の適応性は上述のアンテナ形式に限定されず、走査反射器を持つ全ての形式のアンテナに適応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 走査反射器を持つ形式のアンテナ装置の一例を上面図で概略的に示す。
【図２】 本発明の一実施例による検出装置を備えた図１に示されたような走査反射器の一例を透視図で概略的に示す。
【図３】 本発明の一実施例に含まれた操作及び制御のための回路図の概略図を示す。
【図４】 走査反射器の典型的な運動の図を示す。

Claims (11)

1. 走査反射器とレーダー電波を発射するためにこの反射器と相互作用する固定フィーダを含むアンテナ装置において、反射器の走査時に少なくとも二つの異なる予め決められた走査位置の反射器の通過を検出するための検出器、前記通過の通過時間を決定するための測時手段、及び前記通過時間と前記反射器の予め決められた走査運動に基づいて任意の時間の反射器の走査位置を予測するための予測手段を特徴とするアンテナ装置。
2. 前記検出器が活性化手段とセンサ手段を含み、前記反射器が前記活性化手段を備えており、前記センサ手段が固定的に配置されかつ測時手段に結合されており、前記活性化手段が前記予め決められた走査位置で前記センサ手段を活性化すること、及び前記活性化手段が少なくとも二つの間隔を置いた磁気突起を含み、前記センサ手段が磁気的に感応することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記センサ手段が反射器の下に配置されかつその中心軸から偏っており、従って活性化手段を備えた反射器の部分が走査時にセンサを通過することを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記センサ手段がホール素子を含むことを特徴とする請求項２または３に記載のアンテナ装置。
5. 前記予め決められた走査運動が前進走査のある部分中に少なくとも直線的であり、前記部分が少なくとも二つの連続した予め決められた走査位置の反射器通過を包含することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のアンテナ装置。
6. 前記少なくとも二つの連続した走査位置が前進走査の直線的部分内に完全にあり、それにより前記少なくとも二つの連続した走査位置を前進走査の直線的部分内に保ちながら、前進走査を偏らせることによるアンテナ装置の傾斜取り付けのための補償を可能とすることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
7. アンテナ装置の走査反射器のための走査位置を決定するための方法であって、アンテナ装置がレーダー電波を発射するために前記反射器と相互作用する固定フィーダを更に含む場合において、次の段階：
   − 反射器走査時に、少なくとも二つの予め決められたかつ間隔を置いた走査位置を通過する反射器のための通過時間を測定する；
   − 前記通過時間と前記反射器の予め決められた走査運動により任意の時間の反射器の走査位置を予測する；
   を特徴とする方法。
8. 反射器の一部に設けられた活性化手段によりセンサ手段を活性化することにより前記予め決められた走査位置の通過を検出すること、及び前記活性化手段が少なくとも二つの間隔を置いた磁気突起を含み、前記センサ手段が磁気的に感応することを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記センサ手段を磁気的に活性化することを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 少なくとも前進走査のある部分中に直線的に反射器を駆動し、前記部分が少なくとも二つの連続した予め決められた走査位置の反射器通過を包含することを特徴とする請求項７から９のいずれか一つに記載の方法。
11. 前記少なくとも二つの連続走査位置が前進走査の直線的部分内に完全にあり、それにより前記少なくとも二つの連続した予め決められた走査位置を前進走査の直線的部分内に保ちながら、前進走査を偏らせることによるアンテナ装置の傾斜取り付けのための補償を可能とすることを特徴とする請求項１０に記載の方法。

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