JP5032910B2 - Antenna device for pulse radar - Google Patents
Antenna device for pulse radar Download PDFInfo
- Publication number
- JP5032910B2 JP5032910B2 JP2007199713A JP2007199713A JP5032910B2 JP 5032910 B2 JP5032910 B2 JP 5032910B2 JP 2007199713 A JP2007199713 A JP 2007199713A JP 2007199713 A JP2007199713 A JP 2007199713A JP 5032910 B2 JP5032910 B2 JP 5032910B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- transmission
- pulse radar
- transmitting
- reception
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
本発明は、大地からの反射波と送受信アンテナ間の直接干渉波とが強い場合においても、反射波によるレーダ性能の悪化を軽減することが可能なパルスレーダ用アンテナに関する。 The present invention relates to a pulse radar antenna that can reduce deterioration of radar performance due to reflected waves even when reflected waves from the ground and direct interference waves between transmitting and receiving antennas are strong.
一般に、パルスレーダによる測距は、送信アンテナからパルス状の信号を出力し、その信号が目標物に当たって反射し、受信アンテナで受信されるまでの時間を計測することで、目標物までの距離を算出している。このパルスレーダによる測距技術は、自動車等の車両においても安全支援技術の一つとして採用されており、自動車の周囲をパルスレーダによりセンシングして障害物を認識する。 In general, distance measurement by pulse radar outputs a pulsed signal from the transmitting antenna, reflects the signal that hits the target, and measures the time until it is received by the receiving antenna, thereby determining the distance to the target. Calculated. This distance measurement technique using pulse radar is also adopted as a safety support technique in vehicles such as automobiles, and the surroundings of automobiles are sensed by pulse radar to recognize obstacles.
このようなパルスレーダでは、パルス信号の送信が完了しない間にターゲットからの反射パルスが帰ってくる至近距離の測距を行う場合、送信アンテナから回折して受信アンテナに直接入り込む回折波が妨害信号となり、測定距離や位置精度が大きく影響を受ける。このため、従来から、妨害信号による干渉を低減する技術が各種提案されている。 In such a pulse radar, when measuring the close range where the reflected pulse from the target returns before the transmission of the pulse signal is completed, the diffracted wave that diffracts from the transmitting antenna and directly enters the receiving antenna is a disturbing signal. Thus, the measurement distance and position accuracy are greatly affected. For this reason, various techniques for reducing interference due to interference signals have been proposed.
例えば、特許文献1には、送信アンテナと受信アンテナとの間に電波を遮るための遮蔽板を設ける技術が開示されている。また、特許文献2には、アンテナを直線状に並べて配置しアレイアンテナを構成することにより、アンテナのビームパターンを細く絞り、送信アンテナと受信アンテナとのアイソレーションを高める技術が開示されている。
しかしながら、パルスレーダは、車両のバンパ等にアンテナが装着される等、比較的大地に近い部分に装着されることが多く、また、車載のパルスレーダにおける歩行者や路上の障害物の検出等のように、至近距離での測距精度を要求される場合がある。 However, pulse radars are often attached to parts that are relatively close to the ground, such as when antennas are attached to vehicle bumpers, etc. In addition, detection of pedestrians and obstacles on the road in in-vehicle pulse radars, etc. As described above, there is a case where the accuracy of distance measurement at a close distance is required.
車載パルスレーダに適用した例を図14に示す。図14においては、車体100のバンパ101の内側に、送信アンテナ102と受信アンテナ103とが配置されている。この配置例では、送信アンテナ102からパルス信号の放射が完了し、ターゲットからの反射パルスが戻ってくる領域では、ターゲットから反射または散乱された応答信号Sに、大地104からの反射波105等の周囲環境で乱反射されたクラッタ信号を加算したものとなる。この場合、クラッタ信号が妨害信号Iとなる。さらに、パルス信号の送信が完了しない間にターゲットからの反射パルスが帰ってくる至近距離の測距においては、送信アンテナ102から回折して受信アンテナ103に直接入り込む回折波106が妨害信号Iに追加される。
An example applied to an in-vehicle pulse radar is shown in FIG. In FIG. 14, a transmitting
従って、アンテナを比較的大地に近い部分に設置し、至近距離の測距を行う場合には、送信アンテナから出力された信号が直接受信アンテナに回り込む第1の干渉波に加えて、大地で強く反射された第2の干渉波が直接受信アンテナで受信されてしまう。このため、目標物からの弱い反射信号は、それと比較して遥かに強い第1,第2の干渉波と重なり合って受信アンテナで受信されることになり、結果的にレーダの受信感度を大幅に悪化させてしまうという問題がある。 Therefore, when the antenna is installed in a relatively close area and distance measurement is performed at a close distance, in addition to the first interference wave that the signal output from the transmitting antenna directly goes around to the receiving antenna, The reflected second interference wave is directly received by the receiving antenna. For this reason, the weak reflected signal from the target is received by the receiving antenna so as to overlap with the much stronger first and second interference waves, and as a result, the reception sensitivity of the radar is greatly increased. There is a problem of making it worse.
上記目的を達成するため、本発明によるパルスレーダ用アンテナ装置は、車両に搭載されてパルス状のレーダ波を送信し、目標物からの反射波を受信するまでの時間から目標物との距離を検出するパルスレーダ用アンテナ装置であって、単一のエレメントで構成される送信アンテナと、該送信アンテナとは別の単一のエレメントで構成される受信アンテナとを備え、上記送信アンテナ及び上記受信アンテナを上記車両のバンパ左右端近傍に設置し、更に、上記送信アンテナと上記受信アンテナとの少なくとも一方を、ビームのヌル方向に大地面が位置するように設置すると共に、上記送信アンテナを、大地面とのなす入射角がブルースター角近傍となるように設置することを特徴とする。
To achieve the above object, pulse radar antenna device according to the invention is mounted on a vehicle to transmit a pulsed radar waves, distance between the target from the time until receiving the reflected wave from the target a pulse radar antenna apparatus for detecting a transmitting antenna consisting of a single element, and a receiving antenna consists of separate single elements and the transmitting antenna, the transmitting antenna and the A reception antenna is installed near the left and right ends of the bumper of the vehicle, and at least one of the transmission antenna and the reception antenna is installed so that the ground plane is positioned in the null direction of the beam, and the transmission antenna is It is characterized in that it is installed so that the incident angle with the ground plane is near the Brewster angle.
すなわち、従来の技術では、車載パルスレーダ等のようにアンテナを比較的大地に近い部分に設置して至近距離の測距を行う場合、大地からの反射波を抑圧することができず、S/I比を十分に改善することができないという問題が生じる。さらには、パルス信号の送信が完了し、ターゲットからの反射パルスが戻ってくる領域では、妨害波は殆ど大地からの反射波によって構成されるので、従来の技術では、S/I比を全く改善することができない。 That is, in the conventional technique, when an antenna is installed in a relatively close portion such as an in-vehicle pulse radar to measure a close range, a reflected wave from the ground cannot be suppressed, and S / There arises a problem that the I ratio cannot be improved sufficiently. Furthermore, in the region where the transmission of the pulse signal is completed and the reflected pulse from the target returns, the interference wave is almost composed of the reflected wave from the ground, so the conventional technology improves the S / I ratio completely. Can not do it.
この点、特許文献1に開示されているような送信アンテナと受信アンテナとの間に遮蔽板を設ける技術によると、ミリ波帯のレーダのように高周波信号の周波数が高い場合には、バンパ内に無理なく実装可能なサイズの遮蔽板で、回折波に対して充分な干渉波抑圧が可能であるが、例えばVHF帯のパルスレーダのように高周波信号の周波数が比較的低い場合、回折効果が非常に大きいので、充分に回折波を抑圧するにはバンパ内に装着できないほど大きなサイズの遮蔽板が必要になる。遮蔽板をバンパ内に納まるサイズにすると、充分に干渉波を抑圧することが困難となる。
In this regard, according to the technique of providing a shielding plate between the transmission antenna and the reception antenna as disclosed in
また、特許文献2に開示されているようなアンテナのビームパターンを細く絞る技術では、アンテナ素子が多数必要になり、アンテナ全体のサイズが大きくなってしまう。アンテナ素子のサイズは周波数に反比例するので、高周波信号の周波数が高い場合には問題ないものの、VHF帯のパルスレーダのように高周波信号の周波数が比較的低い場合には、アレイアンテナが車載できないくらい大きくなってしまい、アレイアンテナを車載可能なサイズにすると、同様に、充分に干渉波を抑圧することが困難となる。
Further, the technique of narrowing the beam pattern of the antenna as disclosed in
また、アンテナをアレイ化した場合には、各アンテナ素子に供給する電圧振幅と位相を個別に最適化するための制御部がアンテナ素子数分必要になる。さらに、アンテナをアレイ化した場合には、アンテナの指向性が細く絞られるためレーダの探知範囲が狭くなってしまう。 Further, when an antenna is arrayed, a control unit for individually optimizing the voltage amplitude and phase supplied to each antenna element is required for the number of antenna elements. Furthermore, when antennas are arrayed, the directivity of the antennas is narrowed down and the radar detection range is narrowed.
このような問題を解消するためには、各アンテナ素子に供給する電圧振幅と位相を時間的にコントロールし、アンテナの指向性を電子制御により走査する技術や、モータでアンテナ自体を物理的に動かしてアンテナのビームを機械的に走査する技術を採用することが考えられる。しかしながら、これらの技術では、探知範囲全体を掃引するのに時間がかかるばかりでなく、制御装置のコストが上昇するという問題が発生する。 To solve this problem, the voltage amplitude and phase supplied to each antenna element are controlled temporally, and the antenna directivity is scanned by electronic control, or the antenna itself is physically moved by a motor. It is conceivable to employ a technique for mechanically scanning the antenna beam. However, these techniques not only require time for sweeping the entire detection range, but also increase the cost of the control device.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、大地による強い反射や送信アンテナから受信アンテナへの直接結合による干渉がある場合においても、低コストで干渉波を効率的に抑圧することのできるパルスレーダ用アンテナ装置を提供することを第1の目的とし、アンテナを単一のエレメントで構成し、低コストで検知範囲の広いパルスレーダ用アンテナ装置を提供することを第2の目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a pulse capable of efficiently suppressing an interference wave at low cost even when there is strong reflection from the ground or interference due to direct coupling from a transmitting antenna to a receiving antenna. A first object is to provide a radar antenna apparatus, and a second object is to provide a low-cost pulse radar antenna apparatus having a wide detection range by configuring the antenna with a single element.
上記目的を達成するため、本発明によるパルスレーダ用アンテナ装置は、パルス状のレーダ波を送信し、目標物からの反射波を受信するまでの時間から目標物との距離及び方位を検出するパルスレーダ用アンテナ装置であって、単一のエレメントで構成される送信アンテナと、上記送信アンテナとは別の単一のエレメントで構成される受信アンテナとを備え、上記送信アンテナと上記受信アンテナとの少なくとも一方を、ビームのヌル方向に地面が位置するように設置すると共に、上記送信アンテナを、大地面とのなす入射角がブルースター角近傍となるように設置することを特徴とする In order to achieve the above object, a pulse radar antenna device according to the present invention transmits a pulsed radar wave, and detects a distance and direction from the target until receiving a reflected wave from the target. A radar antenna device, comprising: a transmission antenna composed of a single element; and a reception antenna composed of a single element different from the transmission antenna, wherein the transmission antenna and the reception antenna At least one of the antennas is installed so that the ground is positioned in the beam null direction, and the transmitting antenna is installed so that an incident angle with the ground plane is near the Brewster angle.
本発明によれば、大地による強い反射や送信アンテナから受信アンテナへの直接結合による干渉がある場合においても、低コストで干渉波を効率的に抑圧することができると共に、単一のエレメントによるアンテナとしてコスト低減及び検知範囲の拡大を図ることができる。 According to the present invention, even when there is strong reflection from the ground or interference due to direct coupling from a transmitting antenna to a receiving antenna, an interference wave can be efficiently suppressed at a low cost, and an antenna using a single element As a result, the cost can be reduced and the detection range can be expanded.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1〜図10は本発明の実施の第1形態に係り、図1は送受信アンテナの目標物に対する配置を示す説明図、図2は送受信アンテナの地表面に対する配置を示す説明図、図3は車体側面に送受信アンテナを配置した例を示す説明図、図4はバンパ内側に送受信アンテナを設置した様子を示す説明図、図5はアンテナの座標系を表す説明図、図6はXY面のアンテナビームパターンを示す説明図、図7はZX面のアンテナビームパターンを示す説明図、図8は乾燥大地表面における反射を示す説明図、図9は入射角と反射係数との関係を示す説明図、図10は送信アンテナの配置を示す説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 10 relate to the first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an explanatory diagram showing the arrangement of the transmitting / receiving antenna with respect to the target, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the arrangement of the transmitting / receiving antenna with respect to the ground surface, 4 is an explanatory diagram showing an example in which a transmission / reception antenna is arranged on the side of the vehicle body, FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state where the transmission / reception antenna is installed inside the bumper, FIG. 5 is an explanatory diagram showing a coordinate system of the antenna, and FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the antenna beam pattern on the ZX plane, FIG. 8 is an explanatory diagram showing reflection on the dry ground surface, and FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the incident angle and the reflection coefficient. FIG. 10 is an explanatory diagram showing the arrangement of transmission antennas.
本実施の形態は、車載のパルスレーダ装置に適用するものであり、微弱無線帯のレーダ信号を利用する。すなわち、図1及び図2に示すように、本実施形態におけるパルスレーダ用アンテナ装置は、パルス状のレーダ波を送信する送信アンテナ1と、目標物3から反射される反射波を受信する受信アンテナ2とが、車体4のバンパ5の内側の左右端近傍に配置されて構成されている。
The present embodiment is applied to an on-vehicle pulse radar device, and uses a radar signal in a weak radio band. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the pulse radar antenna apparatus according to the present embodiment includes a
レーダの周波数帯としては、具体的には、VHF帯(30MHz〜300MHz)付近を用いることができる。好ましくは、200MHz付近から300MHz付近の周波数帯を用い、周波数が高くなればアンテナサイズが小さくなることから、装置の小型化を考慮して300MHz付近、更に具体的には322MHz付近で、なるべく322MHzに近い周波数帯を用いることが好ましい。 Specifically, the vicinity of the VHF band (30 MHz to 300 MHz) can be used as the radar frequency band. Preferably, a frequency band from about 200 MHz to about 300 MHz is used, and the antenna size decreases as the frequency increases. Therefore, considering the miniaturization of the apparatus, more specifically, near 300 MHz, more specifically, around 322 MHz, and as much as possible to 322 MHz. It is preferable to use a close frequency band.
送信アンテナ1及び受信アンテナ2は、少なくとも一方が、ボウタイアンテナ、ダイポールアンテナ、ループアンテナ等の単一のエレメントより構成される。従って、それらのアンテナのエレメントを集中定数素子で短縮することにより、アンテナの小型化を実現することができる。
At least one of the
送信アンテナ1及び受信アンテナ2は、障害物を認識したい方向に応じて車体前後部や車体側部に適宜設置することが可能である。本実施の形態においては、送信アンテナ1及び受信アンテナ2をバンバ5に配置し、このバンバ5として、図2(a)に示すように、リアバンパ5rに送信アンテナ1及び受信アンテナ2を配置する例について説明するが、図2(b)に示すように、フロントバンバ5fに送信アンテナ1及び受信アンテナ2を配置するようにしても良い。更に、図3に示すように、車体側面のサイドプロテクタやサイドモール等のパネル状部材10の内側に、送信アンテナ1及び受信アンテナ2を配置することも可能である。
The
この場合、送信アンテナ1及び受信アンテナ2を設置するバンパ5や車体側面のパネル状部材10は、一般的に樹脂製の部材で形成されることが多く、樹脂製の部材の内側にアンテナを一体成型することも可能である。
In this case, the
図4は、バンパ5の内側に、送信アンテナ1及び受信アンテナ2を設置した様子を示しており、バンパフェイス裏面5bに送信アンテナ1及び受信アンテナ2を直接取り付ける、或いは、バンパフェイス裏面5bとバンパビームとの間にある発泡体に凹部を設けてアンテナを設置する等して、バンパ5の内側に送信アンテナ1及び受信アンテナ2を配置することができる。
FIG. 4 shows a state in which the transmitting
送信アンテナ1は、図示しないレーダ送信装置によって駆動され、送信アンテナ1からレーダ波(パルス状のレーダ信号;以下、単に「パルス信号」と記載)が空間に放射される。そのパルス信号は空気中を伝播し、目標物3の表面で反射される。目標物3からの反射信号9は、空気中を伝播し、受信アンテナ2に到達し、図示しないレーダ受信装置に入力される。
The
このとき、図2に示すように、送信アンテナ1から放射されたパルス信号は、一部が受信アンテナ2に直接波6として回り込み、また、他の一部は、大地表面7にて反射され、受信アンテナ2に大地反射波8として入力される。
At this time, as shown in FIG. 2, a part of the pulse signal radiated from the transmitting
このため、送信アンテナ1と受信アンテナ2との少なくとも一方を、ビームパターンのヌル(指向性パターンの落ち込み点)方向に大地面が位置するように設置し、且つ送信アンテナ1を大地面とのなす入射角iが後述するブルースター角近傍となるように設置する。
Therefore, at least one of the
具体的には、アンテナの座標系を図5に示すXYZの直交座標系で説明すると、先ず、座標原点とアンテナの中心を一致させ、次に、ZX面とアンテナ面が平行になるように位置を定める。このとき、アンテナビームパターンは、XY面では、図6に示すビームパターンとなり、ほぼ無指向性のパターンとなる。また、ZX面では、図7に示すビームパターンとなり、Z軸方向に輻射される電力が弱いパターンとなる。 Specifically, the coordinate system of the antenna will be described using the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 5. First, the coordinate origin and the center of the antenna are matched, and then the ZX plane and the antenna plane are positioned in parallel. Determine. At this time, the antenna beam pattern is the beam pattern shown in FIG. 6 on the XY plane, which is a substantially omnidirectional pattern. Further, on the ZX plane, the beam pattern shown in FIG. 7 is obtained, and the power radiated in the Z-axis direction is a weak pattern.
従って、Z軸方向に大地が位置するように送受信アンテナを設置すれば、送信アンテナから大地方向に輻射される電力が弱くなると同時に、大地方向から伝播して受信アンテナに入力される電力を弱めることができる。 Therefore, if the transmitting / receiving antenna is installed so that the ground is located in the Z-axis direction, the power radiated from the transmitting antenna in the ground direction becomes weak, and at the same time, the power propagated from the ground direction and input to the receiving antenna is weakened. Can do.
ここで、媒質a(誘電率ε1,透磁率μ1,導電率σ1)から媒質b(誘電率ε2,透磁率μ2,導電率σ2)へ平面波が伝播するときの反射係数について考える。電界が入射面に平行な平面波が伝播するときの媒質bの表面における反射係数R1、電界が入射面に直交するときの反射係数R2は、フレネルの式から、それぞれ、以下の(1),(2)式で与えられる。
R1=(μ1・n2・cos(i)−μ2・(n2−sin2(i))1/2)/(μ1・n2・cos(i)+μ2・(n2−sin2(i))1/2) …(1)
R2=(μ2・cos(i)−μ1・(n2−sin2(i))1/2)/(μ2・cos(i)+μ1・(n2−sin2(i))1/2) …(2)
Here, the reflection coefficient when a plane wave propagates from the medium a (dielectric constant ε1, permeability μ1, conductivity σ1) to the medium b (dielectric constant ε2, permeability μ2, conductivity σ2) is considered. The reflection coefficient R1 at the surface of the medium b when a plane wave parallel to the incident surface propagates, and the reflection coefficient R2 when the electric field is orthogonal to the incident surface are expressed by the following (1), ( 2) It is given by the formula.
R1 = (μ1 · n 2 · cos (i) −μ2 · (n 2 −sin 2 (i)) 1/2 ) / (μ1 · n 2 · cos (i) + μ2 · (n 2 −sin 2 (i )) 1/2 )… (1)
R2 = (μ2 · cos (i ) -μ1 · (n 2 -sin 2 (i)) 1/2) / (μ2 · cos (i) + μ1 · (n 2 -sin 2 (i)) 1/2) ... (2)
但し、上記(1),(2)式におけるiは入射角であり、nは相対屈折率である。相対屈折率nは、以下の(3)式で与えられる。
n=(μ2/μ1)1/2・((ε2−j・σ2/ω)/(ε1−j・σ1/ω))1/2 …(3)
In the above equations (1) and (2), i is an incident angle, and n is a relative refractive index. The relative refractive index n is given by the following equation (3).
n = (μ2 / μ1) 1/2 · ((ε2−j · σ2 / ω) / (ε1−j · σ1 / ω)) 1/2 (3)
図8に示すように、入射角iで入射された入射波と反射波との間の乾燥大地表面における反射係数について、上述の関係を調べると、図9に示すような関係が得られる。すなわち、電界が入射面に直交する場合には、入射角iに対して破線で示すような特性となり、電界が入射面と平行の場合、入射角iに対して実線で示すような特性となり、反射係数が極小となる入射角が存在する。この電界が入射面と平行の場合に反射係数が極小となる入射角は、ブルースター角(Brewster Angle)と呼ばれる。 As shown in FIG. 8, when the above-described relationship is examined for the reflection coefficient on the dry ground surface between the incident wave and the reflected wave incident at the incident angle i, the relationship shown in FIG. 9 is obtained. That is, when the electric field is orthogonal to the incident surface, the characteristic is as indicated by a broken line with respect to the incident angle i. When the electric field is parallel to the incident surface, the characteristic is as indicated by a solid line with respect to the incident angle i. There is an incident angle at which the reflection coefficient is minimal. The incident angle at which the reflection coefficient is minimized when this electric field is parallel to the incident surface is called the Brewster Angle.
前述の図2に示すアンテナに配置において、例えば、送信アンテナ1及び受信アンテナ2を、車体4のバンパ5の内側に、地上高0.5m、送受信アンテナ間隔1.5mとなるように装着した場合、送信アンテナ1から大地への入射角iは、以下の(4)式で与えられる。
i=tan-1((1.5/2)/0.5) …(4)
In the arrangement shown in the antenna shown in FIG. 2, for example, the transmitting
i = tan −1 ((1.5 / 2) /0.5) (4)
上記(4)式で与えられる入射角iの値は、略56.3°であり、図9より、入射角が56.3°のとき、電界が入射面と平行の場合の反射係数は約0.1であるのに対し、電界が入射面に直交する場合の反射係数は約0.5となる。 The value of the incident angle i given by the above equation (4) is approximately 56.3 °. From FIG. 9, when the incident angle is 56.3 °, the reflection coefficient when the electric field is parallel to the incident surface is about Whereas it is 0.1, the reflection coefficient when the electric field is orthogonal to the incident surface is about 0.5.
従って、図5〜図7に示すアンテナ座標系でZ軸方向に大地が位置するように送信アンテナ1及び受信アンテナ2の少なくとも一方を設置し、且つ、図10に示すように、送信アンテナ1と大地のなす入射角がブルースター角iB近傍となるように設置すれば、送信アンテナ1から大地方向に伝播する電力が小さくなるのみならず、大地面での反射係数を極小にすることができ、大地反射波による干渉を極小とすることができる。
Accordingly, at least one of the
このように、本実施の形態におけるパルスレーダ用アンテナ装置は、アンテナをアレイ化せずに単一エレメントのアンテナを使用し、大地方向に送受信アンテナの少なくとも一方のヌルを向け、送信アンテナから大地への電波の入射角をブルースター角近傍となるように設置する。 As described above, the pulse radar antenna apparatus according to the present embodiment uses a single element antenna without arraying antennas, directs at least one null of the transmission / reception antenna in the ground direction, and transmits from the transmission antenna to the ground. The incident angle of the radio wave is set to be close to the Brewster angle.
これにより、高コストのアレイアンテナや複雑な信号処理なしに、パルスレーダにおける大地反射波による干渉を効果的に抑圧することができ、測定距離や位置精度の向上を図ることができる。しかも、単一エレメントのアンテナはビーム角が広いので、低コストで探知範囲の広いパルスレーダ用アンテナを実現することができる。 Accordingly, interference due to ground reflected waves in the pulse radar can be effectively suppressed without expensive array antennas or complicated signal processing, and measurement distance and position accuracy can be improved. Moreover, since the single element antenna has a wide beam angle, it is possible to realize a pulse radar antenna having a wide detection range at low cost.
次に、本発明の実施の第2形態について説明する。図11〜図13は本発明の実施の第2形態に係り、図11は送受信アンテナの配置を示す説明図、図12は送受信アンテナの配置の第1の変形例を示す説明図、図13は送受信アンテナの配置の第2の変形例を示す説明図である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. 11 to 13 relate to a second embodiment of the present invention, FIG. 11 is an explanatory view showing the arrangement of the transmitting and receiving antennas, FIG. 12 is an explanatory view showing a first modification of the arrangement of the transmitting and receiving antennas, and FIG. It is explanatory drawing which shows the 2nd modification of arrangement | positioning of a transmission / reception antenna.
第2形態は、送受信アンテナの車体への設置が第1形態と異なるだけであるので、相違する部分を中心に説明する。前述の第1形態においては、図5に示した座標系において送信アンテナ1から見た受信アンテナ2の方向がX軸方向に一致してしまい、図2,図10に示すように、送信アンテナ1から受信アンテナ2への直接波6による干渉が大きくなる可能性がある。このため、第2形態では、大地反射波を抑圧することばかりでなく、送受信アンテナ間の直接干渉波を抑圧する。
The second embodiment is different from the first embodiment only in the installation of the transmission / reception antenna on the vehicle body. In the first embodiment described above, the direction of the receiving
一般に、パルスレーダにおいて、送信アンテナから受信アンテナへの直接の回り込み波を抑制するには、送信アンテナから受信アンテナ方向へ送信アンテナのビームパターンのヌルが位置するようにし、且つ受信アンテナから送信アンテナ方向に受信アンテナのビームパターンのヌルが位置するように設置すれば良い。 In general, in a pulse radar, in order to suppress a direct sneak wave from a transmission antenna to a reception antenna, a null of the beam pattern of the transmission antenna is positioned from the transmission antenna to the reception antenna, and the direction from the reception antenna to the transmission antenna It is sufficient to install the antenna so that the null of the beam pattern of the receiving antenna is located in the position.
しかしながら、単一のエレメントで構成されるアンテナを用いた場合、アンテナのビーム角が広いため上記方法で大地反射と直接の回り込み波を同時に抑圧するのは難しい。従って、最初に、第1形態と同様の配置で、大地反射波を充分に抑圧するように送受信アンテナを設置し、次に、送受信アンテナ間の直接の回り込み波が充分に小さくなるまで、送受信アンテナの少なくとも一方を傾けて設置することで、大地反射波と送受信アンテナ間の直接回り込み波を同時に抑圧することができる。 However, when an antenna composed of a single element is used, it is difficult to suppress the ground reflection and the direct sneak wave simultaneously by the above method because the antenna has a wide beam angle. Therefore, at first, the transmitting / receiving antenna is installed so as to sufficiently suppress the ground reflected wave with the same arrangement as in the first embodiment, and then the transmitting / receiving antenna until the direct sneak wave between the transmitting / receiving antennas becomes sufficiently small. By tilting at least one of them, it is possible to simultaneously suppress the ground reflected wave and the direct sneak wave between the transmitting and receiving antennas.
この場合、アンテナには偏波特性があり、効率良く電波を受信するには、電波の偏波と受信アンテナの偏波を揃えることが重要となる。本形態は、ターゲットの表面が波長に対して粗い場合や、ターゲットの大きさが波長より小さい場合は、ターゲット表面で電波が散乱されエネルギーはあらゆる方向に反射して広がっていくという現象に着目するものであり、波長が比較的長い場合にはターゲット表面で散乱が起こり、送信アンテナ1と受信アンテナ2の偏波を多少ずらしても良好な動作を確保することができる。
In this case, the antenna has polarization characteristics, and it is important to align the polarization of the radio wave with that of the receiving antenna in order to efficiently receive the radio wave. In this embodiment, when the target surface is rough with respect to the wavelength, or when the target size is smaller than the wavelength, the radio wave is scattered on the target surface, and the energy is reflected and spreads in all directions. However, when the wavelength is relatively long, scattering occurs on the target surface, and good operation can be ensured even if the polarizations of the
具体的には、図11に示すように、送信アンテナ1と大地とのなす入射角がブルースター角iBの近傍となるように配置し、送信アンテナ1及び受信アンテナ2を互いに平行に保ったまま角度θだけ傾けて設置する。このとき、送信アンテナ1から見た受信アンテナ2の方向は、ZX面のビームパターン(図7参照)において、X軸方向からZ軸方向に角度θだけ傾いた方向になるため、0≦θ≦90°の範囲で傾き角θを大きくすればする程、送信アンテナ1から受信アンテナ2への直接波による干渉を低減することができる。
Specifically, as shown in FIG. 11, the
図11は、送受信アンテナの両方を平行に同じ角度だけ傾けて配置した例であるが、送信アンテナ1及び受信アンテナ2を、図12に示すように、傾き角θで互いにハの字状になるように傾けて配置しても良く、或いは、図13に示すように、逆ハの字状に傾けて配置しても構わない。更には、送受信アンテナの一方だけを傾けて配置しても良く、送受信アンテナを異なる角度に傾けて設置しても構わない。
FIG. 11 is an example in which both the transmitting and receiving antennas are arranged in parallel and inclined at the same angle. However, the transmitting
第2形態では、大地反射による干渉波と送受信アンテナ間の直接干渉波との両方を抑制することができる。また、高コストのアレイアンテナを使用することなく、ビーム角の広い単一のエレメントのアンテナを用いることで、低コストで探知範囲の広いパルスレーダ用アンテナを実現することができる。 In the second mode, it is possible to suppress both interference waves due to ground reflection and direct interference waves between the transmitting and receiving antennas. Further, by using a single element antenna with a wide beam angle without using a high-cost array antenna, a pulse radar antenna with a wide detection range can be realized at a low cost.
1 送信アンテナ
2 受信アンテナ
3 目標物
4 車体
5 バンパ
7 大地表面
iB ブルースター角
1 Transmitting
Claims (8)
単一のエレメントで構成される送信アンテナと、該送信アンテナとは別の単一のエレメントで構成される受信アンテナとを備え、
上記送信アンテナ及び上記受信アンテナを上記車両のバンパ左右端近傍に設置し、更に、上記送信アンテナと上記受信アンテナとの少なくとも一方を、ビームのヌル方向に大地面が位置するように設置すると共に、上記送信アンテナを、大地面とのなす入射角がブルースター角近傍となるように設置することを特徴とするパルスレーダ用アンテナ装置。 Is mounted on a vehicle to transmit a pulsed radar wave, a pulse radar antenna apparatus for detecting the distance between the target from the time until receiving the reflected wave from the target,
A transmission antenna composed of a single element, and a reception antenna composed of a single element different from the transmission antenna;
The transmission antenna and the reception antenna are installed near the left and right ends of the bumper of the vehicle, and at least one of the transmission antenna and the reception antenna is installed so that the ground plane is positioned in the beam null direction, A pulse radar antenna apparatus, wherein the transmitting antenna is installed such that an incident angle with a ground plane is near a Brewster angle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007199713A JP5032910B2 (en) | 2007-07-31 | 2007-07-31 | Antenna device for pulse radar |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007199713A JP5032910B2 (en) | 2007-07-31 | 2007-07-31 | Antenna device for pulse radar |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009036576A JP2009036576A (en) | 2009-02-19 |
JP5032910B2 true JP5032910B2 (en) | 2012-09-26 |
Family
ID=40438631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007199713A Expired - Fee Related JP5032910B2 (en) | 2007-07-31 | 2007-07-31 | Antenna device for pulse radar |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5032910B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11867798B2 (en) | 2019-09-13 | 2024-01-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic device including sensor and method of determining path of electronic device |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010204032A (en) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Fuji Heavy Ind Ltd | Radar device for vehicle |
JP5438561B2 (en) * | 2010-03-12 | 2014-03-12 | 三菱スペース・ソフトウエア株式会社 | Dielectric constant identification device, dielectric constant identification method, and dielectric constant identification program |
WO2017109864A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | パイオニア株式会社 | Measuring device and horn antenna array |
DE102019114876B4 (en) * | 2019-06-03 | 2022-07-14 | Audi Ag | Radar antenna arrangement for a vehicle, comprising at least one vehicle component, and vehicle |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05256941A (en) * | 1992-03-13 | 1993-10-08 | Honda Motor Co Ltd | Fm radar apparatus |
JPH06168400A (en) * | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Fujitsu Ten Ltd | Radar for automobile |
JPH10103964A (en) * | 1996-09-27 | 1998-04-24 | Fujitsu Ten Ltd | Apparatus and method for detecting position of vehicle |
JP3876764B2 (en) * | 2002-05-27 | 2007-02-07 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | In-vehicle object detection device |
JP4166600B2 (en) * | 2003-03-19 | 2008-10-15 | 富士通株式会社 | Underground detector |
JP2004361279A (en) * | 2003-06-05 | 2004-12-24 | Fujitsu Ten Ltd | On-vehicle radar sensor system, and on-vehicle radar sensor |
JP2005009922A (en) * | 2003-06-17 | 2005-01-13 | Nippon Soken Inc | Object detection device for vehicle |
JP2006029834A (en) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Hitachi Ltd | Vehicle-mounted radar |
EP1790996A1 (en) * | 2004-09-15 | 2007-05-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Monitor |
JP4188305B2 (en) * | 2004-11-30 | 2008-11-26 | 松下電器産業株式会社 | Monitoring device, ambient monitoring system, and vehicle |
-
2007
- 2007-07-31 JP JP2007199713A patent/JP5032910B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11867798B2 (en) | 2019-09-13 | 2024-01-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic device including sensor and method of determining path of electronic device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009036576A (en) | 2009-02-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPWO2005055366A1 (en) | Automotive radar | |
US7408500B2 (en) | Automotive radar | |
US9293812B2 (en) | Radar antenna assembly | |
EP3040736B1 (en) | Radar antenna assembly with panoramic detection | |
JP6007449B2 (en) | Automotive radar system and method of use thereof | |
US10790582B2 (en) | Antenna device | |
US11387547B2 (en) | Antenna, array antenna, radar apparatus, and in-vehicle system | |
EP1617234A1 (en) | On-vehicle radar | |
US11509045B2 (en) | Vehicle body part comprising at least one directional antenna | |
JP6317657B2 (en) | Radar sensor module | |
EP2942639A1 (en) | Radar antenna assembly | |
JP5032910B2 (en) | Antenna device for pulse radar | |
JP2003240838A (en) | Periphery monitoring device for vehicle | |
WO2020217921A1 (en) | Electronic apparatus, control method for electronic apparatus, and control program for electronic apparatus | |
US20190165460A1 (en) | Antenna device | |
WO1998010484A1 (en) | On-vehicle radar antenna | |
JP2008058130A (en) | In-vehicle radar | |
JP2003243920A (en) | Radome | |
CN110418975B (en) | Radar apparatus and target position detection method for radar apparatus | |
JP2004125746A (en) | Horn antenna for radar | |
JP4246051B2 (en) | Radar equipment | |
WO2019198448A1 (en) | Radome design for improving radar system performance for semi- and full-autonomous driving applications | |
WO2022113766A1 (en) | Electronic device, method for controlling electronic device, and program | |
EP4024611A1 (en) | Radar device | |
US20210041528A1 (en) | Slanted Radomes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100323 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111220 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120214 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120605 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120629 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150706 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |