JP5297232B2

JP5297232B2 - 車載レーダ用アンテナ

Info

Publication number: JP5297232B2
Application number: JP2009052356A
Authority: JP
Inventors: 俊介真壁
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2029-03-05
Also published as: JP2010206710A

Description

本発明は、車両外部にレーダ波を送信して周囲に存在する物体で反射された反射波を受信する車載レーダ用アンテナに関する。

近年、自動車等の車両においては、レーダを搭載して自車両の周囲に存在する物体を検出し、衝突防止やオートクルーズ走行制御等に利用する技術が採用されている。この場合、車両周囲の物体を検出するには、レーダ用のアンテナを車体の複数箇所に配置する必要がある。例えば、特許文献１では、車両前部の左右のピラー内、サイドプロテクタ内、ルーフの縁部等にアンテナを取付けることで、車両周囲の物体を検出して測距を行うようにしている。

特開平９−１７８８３９号公報

しかしながら、実際に車両にアンテナを取り付けようとする場合、レーダの周波数帯域やアンテナの形状・大きさ等によっては、特許文献１のように、ピラー内、サイドプロテクタ内、ルーフの縁部等にアンテナを格納することが困難となり、取付部位が大幅に制限される。

特に、車両側面をレーダによって観測する場合には、車両の外観を損ねることなく走行状態や障害物等による破損を回避しなければならず、装着自由度の高いコンパクトなアンテナが要求される。更には、雨や雪等の天候の変化によるアンテナ自身の劣化に対する配慮も必要となる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、装着自由度の高いコンパクトなアンテナを実現し、車両の外観を損ねることなく走行状態や障害物等による破損を防止することができ、また、天候の変化によるアンテナ自身の劣化を防止することのできる車載レーダ用アンテナを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明による車載レーダ用アンテナは、車両外部にレーダ波を送信して周囲に存在する物体で反射された反射波を受信する車載レーダ用アンテナであって、上記車載レーダ用アンテナを、車両の床側部の金属フレームであるサイドシルと、該サイドシルを覆う樹脂製の外装部材とで形成される空間内に配置し、上記サイドシルと上記外装部材とで挟持されて上記サイドシルに取り付けられる誘電体からなる基板と、上記基板の上記サイドシルに当接される面と反対側の面であって上記外装部材と間隙をもって形成される導電性部材からなるアンテナ要素とで構成することを特徴とする。

本発明によれば、アンテナ要素を形成した基板を車両の金属部位に当接させることで、装着自由度の高いコンパクトなアンテナを実現することができ、車両の外観を損ねることなく走行状態や障害物等による破損を防止することができ、また、天候の変化によるアンテナ自身の劣化を防止することができる。

アンテナの配置を示す説明図アンテナの構造を示す説明図コネクタ部の斜視図アンテナの設置を示す説明図

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において、符号１００は自動車であり、この自動車１００は、周囲に存在する物体を検出して距離を測定するレーダ装置を備えている。本実施の形態においては、自動車１００は、特に、側方の物体を検出して測距を行うための複数のアンテナ１０，…を、左右のフロントドア１０１下部とリヤドア１０２下部とに配設している。

アンテナ１０は、図２に示すように、同一形状の送信アンテナ１０ａと受信アンテナ１０ｂとを対にして、車両の金属部位である車体フレームＦＬに所定の間隔で取り付けられて構成されている。ここでは、送信アンテナ１０ａ及び受信アンテ１０ｂを代表してアンテナ１０と記載するが、アンテナ１０は、送信及び受信を兼用するタイプのものであっても良い。

アンテナ１０は、ガラスエポキシ等の誘電体で形成される基板１１上に、銅等の導電性部材からなるアンテナ要素１２を形成したものである。このアンテナ１０は、基板１１のアンテナ要素１２と反対側の面を車体フレームＦＬに当接し、車体フレームＦＬを地板として接地することにより、薄板状のパッチアンテナとして用いることができる。

基板１１は、本実施の形態においては、長方形状に形成されて横長に配置され、外側４隅のコーナ部に取付用の孔１１ａが設けられている。この基板１１の孔１１ａと車体フレームＦＬの既存の孔ＦＬａとを利用することで、アンテナ１０を車体フレームＦＬに取付けることができる。

アンテナ要素１２は、基板１１の中央部にプリント成形等により略矩形状に形成されている。このアンテナ要素１２からは、インピーダンスマッチング用のマイクロストリップを形成するリード部１２ａが下方に延出されている。このリード部１２ａは、基板１１の中央部下端に設けられた給電用のコネクタ部１３に接続されている。

コネクタ部１３は、車体フレームＦＬの下部に取り付けられ、図３に示すように、略矩形状のベース１５の一辺側に導線１４が固定されて構成されている。導線１４からは、その中心導体である芯線１４ａが延出され、アンテナ要素１２のリード部１２ａに半田付け等で接続されている。このコネクタ部１３を設けることにより、車体に新たな孔を穿設して車体及び基板１１を貫通することなく、導線１４からアンテナ要素１２へ給電することが可能となる。

次に、アンテナ１０の自動車１００への１００への具体的な設置例について説明する。図４に示すように、アンテナ１０は、パッチアンテナの地板を構成する車体フレームＦＬとして、自動車１００の床側部の金属フレームであるサイドシル１０５を利用して取り付けられる。サイドシル１０５には、ドア下部の外装部材となる樹脂製のサイドシルスポイラ１０６を装着するための孔１０５ａが設けられており、この孔１０５ａを利用してアンテナ１０をサイドシル１０５に固定する。

すなわち、先ず、アンテナ１０の基板１１の孔１１ａとサイドシル１０５の孔１０５ａとの位置を合わせた状態で、基板１１のコネクタ部１３を、サイドシル１０５の下端に金属製のビス１０７で締結・固定する。詳細には、コネクタ部１３には、ベース１５の導線１４の反対側に孔１５ａが穿設されており（図３参照、２カ所）、この孔１５ａにビス１０７を挿入してサイドシル１０５に締結・固定する。

一方、サイドシルスポイラ１０６の内側には、サイドシル１０５の孔１０５ａに圧入・固定するためのクリップ１０６ａが一体的に設けられている。クリップ１０６ａは、サイドシルスポイラ１０６の内側をサイドシル１０５に当接させる段部１０６ｂから突出されている。従って、クリップ１０６ａを孔１１ａ，１０５ａに圧入してサイドシルスポイラ１０６を装着することにより、基板１１をサイドシル１０５とサイドシルスポイラ１０６とで挟持し、アンテナ１０をサイドシル１０５に圧着して固定することができる。

この場合、アンテナ１０は、薄板状であるため、サイドシル１０５とサイドシルスポイラ１０６の間の空間に容易に設置することができる。これにより、車両の外観を損なうことがないばかりでなく、車両側面をレーダによって観測する際に、走行状態（車速、舵角）や障害物等による破損を防止することができ、また、雨や雪等の環境条件の変化に対してアンテナ自身の劣化を防止することができる。

また、アンテナ１０は、車体金属部をグランドとしたパッチアンテナであるため、従来のパッチアンテナのように誘電体の一面側にメッキ等により地板を形成する必要がなく、低コストのアンテナとすることができる。

しかも、アンテナ１０をサイドシル１０５に取り付ける際には、サイドシルスポイラ１０６を取り付けるための既存の穴を利用するため、新たに車体に孔を開ける必要がなく、容易に設置することができる。同様に、アンテナ１０への給電も、アンテナ要素１２にマイクロストリップを介して平面的に接続されるコネクタ部１３から導線１４を車体の下まで伸ばす構造であるため、アンテナ要素１２への給電線を通すための孔を車体に開ける必要が無い。

誘電体である基板１１の大きさは、サイドシル１０５とサイドシルスポイラ１０６の間のスペースに納まる大きさであれば良い。しかしながら、アンテナの性能を好適に発揮させるには、基板（誘電体）１１のサイズ、アンテナ要素１２のサイズ、基板１１に対するアンテナ要素１２の位置を、レーダの周波数や取付用の孔１１ａの位置・サイズを考慮して最適に設定することが望ましい。

すなわち、図２に示すように、基板１１上のアンテナ要素１２の大きさを、横方向の長さＡ’、縦方向の長さＢ’とするとき、Ａ’＝Ｂ’とすることが望ましい。また、アンテナ性能をより向上させるには、基板１１の端部とアンテナ要素１２の端部との間の横方向の長さＡ、縦方向の長さＢは、以下の（１），（２）式の関係となるように設定することが望ましい。
Ａ≧λｇ／４ …（１）
Ｂ≧Ｂ’／２ …（２）
但し、λｇ：誘電体における周波数の波長

例えば、レーダの周波数を２．４ＧＨｚとして、基板１１（誘電体）を１．２ｍｍ厚のガラスエポキシ基板で形成する場合、Ａ’＝Ｂ’＝３３．４ｍｍ、Ａ≧９．３ｍｍ、Ｂ≧１６．７ｍｍとすることが望ましい。

１０アンテナ
１１基板
１２アンテナ要素
１３コネクタ部
１００自動車
１０５サイドシル
１０６サイドシルスポイラ

Claims

車両外部にレーダ波を送信して周囲に存在する物体で反射された反射波を受信する車載レーダ用アンテナであって、
上記車載レーダ用アンテナを、
車両の床側部の金属フレームであるサイドシルと、該サイドシルを覆う樹脂製の外装部材とで形成される空間内に配置し、
上記サイドシルと上記外装部材とで挟持されて上記サイドシルに取り付けられる誘電体からなる基板と、
上記基板の上記サイドシルに当接される面と反対側の面であって上記外装部材と間隙をもって形成される導電性部材からなるアンテナ要素と
で構成することを特徴とする車載レーダ用アンテナ。
上記アンテナ要素に、上記基板と上記サイドシルとを貫通することなく給電可能なコネクタ部を接続したことを特徴とする請求項１記載の車載レーダ用アンテナ。