JP5485477B1 - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

高周波信号を送信し、対象物で反射された反射波によって当該対象物を検出するレーダ装置（１）において、高周波信号を送信する送信用アンテナ（１１０）と、送信用アンテナによって送信され、対象物によって反射された反射波を受信する受信用アンテナ（１２０）と、高周波信号の伝送経路上に定常的に配置される構造体によって反射された反射波を減衰するためのダミーアンテナ（１５０）とを有し、かつ、ダミーアンテナは、他の機能を有するアンテナと選択可能に構成されている。

Description

本発明は、レーダ装置に関するものである。

従来の車載レーダ装置は、例えば、車両のバンパの裏側に配置され、このバンパを透過して送信波を送信し、対象物によって反射された反射波を受信して送信波との関係を解析することにより、対象物の位置、方向、距離、速度等を検出することができる。

ところで、バンパは電磁波を透過する樹脂等の部材によって構成されるが、パルスレーダにおいて、アンテナとバンパの位置関係によっては、送信用アンテナから送信された電波がバンパで反射され、反射した電波がレーダで再び反射し、あたかも、対象物が複数存在するように検出されてしまう場合がある。

図１６は、従来のレーダ装置のアンテナが形成された基板を示す平面図である。この図に示すように、従来のレーダ装置１Ａの基板１０の中央にはＧＮＤ（Ground）銅箔部１３０が設けられ、その右側には複数（図１６では４個）のアンテナユニット１１１がアレイ化されて送信用アンテナ１１０が形成されている。また、ＧＮＤ銅箔部１３０の左側には複数（図１６では８個）のアンテナユニット１２１がアレイ化されて受信用アンテナ１２０が形成されている。

図１７は、図１６に示す基板１０がレドーム２０内に収容され、車両のバンパの裏側に格納された状態を示す断面図である。この図の例では、電波透過性を有する樹脂等で形成されたレドーム２０が、基板１０のアンテナが形成された面を覆うように配置されている。また、レーダ装置１Ａは、バンパＢの裏側に配置されている。

このような状態において、送信用アンテナ１１０から送信された電波の一部は、破線で示すようにバンパＢで反射され、ＧＮＤ銅箔部１３０に入射されてそこで反射され、バンパＢで再度反射された後に、受信用アンテナ１２０に入射される。

図１８は、レーダ装置１Ａにおいて送受信される信号を示す図であり、具体的には、送信信号、バンパからの反射波、および、対象物からの反射波である受信信号の関係を示している。この図の例では、期間Ｔ１において、送信用アンテナ１１０から送信信号が送信され、その後の期間Ｔ２においてバンパＢからの反射波が減衰しながら複数回（この例では４回）受信されている。その後の期間Ｔ３では、対象物（例えば、他の車両）からの反射波が受信されている。

このように、バンパＢからの反射波が受信されると、レーダ装置１Ａは、対象物として誤検出する場合がある。また、図１８の例では、バンパＢからの反射波と、対象物からの反射波は、時間的に重複していないが、これらが重複する場合には、バンパＢからの反射波がノイズとなって、レーダ装置１Ａが対象物を正確に検出できなくなる。

また、バンパＢからの反射波が、対象物の検出の妨げになる場合として以下も考えられる。例えば、送信用アンテナ１１０から送信された電波の一部がバンパＢで反射され、ＧＮＤ銅箔部１３０に入射されてそこで反射された電波が、バンパＢを透過し対象物で反射されて再びバンパＢを透過して受信用アンテナ１２０に入射される場合や、送信用アンテナ１１０から送信された電波がバンパＢを透過し、対象物で反射されて再びバンパＢを透過し、ＧＮＤ銅箔部１３０に入射されてそこで反射された電波がバンパＢで反射され受信用アンテナ１２０に入射される場合である。また、反射波の経路はこれらに限らず、上記反射が複合的に起こる場合もある。

そこで、このような問題を解決するために、従来においては、凹凸形状をバンパに設けることにより、バンパが送信信号に与える影響を低減する技術（特許文献１）が存在する。

また、バンパ等の部材からの反射損が最小になるように、送信信号の変調周波数を制御することで、バンパ等の部材の影響を低減する技術（特許文献２）も存在する。

さらに、アレイアンテナユニットの開口部の周囲に反射材を設け、レドームの存在によりビームやヌル点がシフトする量を低減する技術（特許文献３）が存在する。

特開２００８−２４９６７８号 特開２００６−３１７１６２号 特開２０１０−１０９８９０号

ところで、特許文献１に記載された技術では、バンパの裏面に複雑な形状を形成する必要があるため、バンパの製造コストが高くなるという問題点がある。

また、特許文献２に記載された技術では、送信周波数を調整することから、固定の送信周波数を有するレーダには適用できないという問題点がある。

また、特許文献３に記載された技術では、アレイアンテナの開口部での反射の影響を軽減することができないという問題点がある。

そこで、本発明の課題は、伝送経路上に定常的に配置されるバンパ等の構造体が送信信号や受信信号に与える影響を低減することが可能なレーダ装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、高周波信号を送信し、対象物で反射された反射波によって当該対象物を検出するレーダ装置において、前記高周波信号を送信する送信用アンテナと、前記送信用アンテナによって送信され、前記対象物によって反射された反射波を受信する受信用アンテナと、前記高周波信号の伝送経路上に定常的に配置される構造体によって反射された反射波を減衰するためのダミーアンテナと、を有し、かつ、前記ダミーアンテナは、他の機能を有するアンテナと選択可能に構成されている。

このような構成によれば、伝送経路上に定常的に配置されるバンパ等の構造体を加工することなく、また、固定送信周波数であっても、構造体が送信信号や受信信号に与える影響を低減することが可能となる。さらに、ダミーアンテナにより、反射波を軽減することが可能となるため、送信信号や受信信号に与える影響を小さくすることができ、アンテナの有効活用を図ることができる。

また、ダミーアンテナを他の機能を有するアンテナと選択可能にすることで、アンテナの有効活用を更に促進することができる。なお、ダミーアンテナが「他の機能を有するアンテナと選択可能に構成されている」とは、ダミーアンテナが接続される回路構成を変更することなどによって、ダミーアンテナの接続先を変更し、ダミーアンテナを、構造体からの反射波を捕捉して減衰させること以外の目的で機能させることを示す概念である。

例えば、高周波信号の送信時に、ダミーアンテナを送信用アンテナとして機能するよう選択することで、電波送出のための送信面積をより大きく確保することが可能となり、送信効率の改善に繋がる。また、反射波の受信時に、ダミーアンテナを受信用アンテナとして機能するよう選択することで、電波を捕捉するための受信面積をより大きく確保することが可能となり、受信利得の向上に繋がる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記構造体は、前記レーダ装置が搭載される車両を構成する構造体またはレーダ装置自体を構成する構造体であり、前記ダミーアンテナは、前記構造体によって反射された反射波を減衰することを特徴とする。
このような構成によれば、車両を構成する構造体またはレーダ装置自体を構成する構造体によって反射される反射波を減衰することで、誤検出の発生を低減するとともに、構造体に特殊な加工をする必要がなくなるので、製造コストを下げることができる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記ダミーアンテナは整合終端されており、前記反射波を受信して熱に変換することにより減衰することを特徴とする。
このような構成によれば、簡単な構成によって、反射波を減衰させることが可能になる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記他の機能を有するアンテナは、送信用アンテナであって、前記ダミーアンテナは、前記高周波信号を送信する際には前記送信用アンテナとして機能し、前記高周波信号が送信されない際には、整合終端されて前記構造体によって反射された反射波を減衰することを特徴とする。
このような構成によれば、誤検出の発生を低減するとともに、ダミーアンテナを送信用アンテナとして機能させることで、送信効率を向上させることができる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記他の機能を有するアンテナは、受信用アンテナであって、前記ダミーアンテナは、前記構造体によって反射された反射波が入射される際には整合終端されて当該反射波を減衰し、前記構造体による反射波が入射されない際には、前記受信用アンテナとして機能することを特徴とする。
このような構成によれば、誤検出の発生を低減するとともに、ダミーアンテナを受信用アンテナとして機能させることで、受信利得を向上させることができる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記他の機能を有するアンテナは、送信用アンテナおよび受信用アンテナであって、前記ダミーアンテナは、前記高周波信号を送信する際には前記送信用アンテナとして機能し、前記構造体によって反射された反射波が入射される際には整合終端されて当該反射波を減衰し、前記構造体による反射波が入射されない際には、前記受信用アンテナとして機能することを特徴とする。
このような構成によれば、誤検出の発生を低減するとともに、ダミーアンテナを送信用アンテナとして機能させることで、送信効率を向上させ、また、ダミーアンテナを受信用アンテナとして機能させることで受信利得を向上させることができる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記ダミーアンテナは、前記高周波信号の伝送経路上に配置される前記構造体によって反射された反射波と同振幅、かつ逆位相の信号を送信し、前記反射波を打ち消すことで、前記反射波を減衰させることを特徴とする。
このような構成によれば、反射波を打ち消すことにより、誤検出の発生を低減することができる。

また、この発明においては、前記ダミーアンテナは、前記構造体によって反射された反射波のうち、少なくとも一の反射波が入射される際には、前記構造体によって反射された反射波と同振幅、かつ逆位相の信号を送信し、前記信号が送信されない際には、整合終端されて前記反射波を減衰するよう構成されていてもよい。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記高周波信号は、準ミリ波からミリ波帯域の周波数を含む信号であることを特徴とする。
このような構成によれば、高周波信号を送出するための送信アンテナや、受信するための受信アンテナをより小さく構成できるため、レーダ装置を小型化することができる。

本発明によれば、バンパ等の構造体が送信信号や受信信号に与える影響を低減することが可能なレーダ装置を提供することが可能となる。

本発明の基本的な実施形態の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の基本的な実施形態の構成例を示す図である。 図２に示す基板がレドームに収容された状態を示す断面図である。 本発明の基本的な実施形態の動作を説明するための図である。 送信アンテナと受信アンテナのアイソレーション結果の例を示すグラフである。 ダミーアンテナによるアイソレーション効果の改善例を示すグラフである。 本発明の第１実施形態の構成例を示すブロック図である。 第１実施形態に係る、ダミーアンテナの機能を説明する図である。 本発明の第２実施形態の構成例を示すブロック図である。 第２実施形態に係る、ダミーアンテナの機能を説明する図である。 本発明の第３実施形態の構成例を示すブロック図である。 第３実施形態に係る、ダミーアンテナの機能を説明する図である。 本発明の第４実施形態の構成例を示すブロック図である。 第４実施形態に係る、送信信号、バンパからの反射波、および、対象物からの反射波の関係を示す図である。 第４実施形態に係る、ダミーアンテナの機能を説明する図である。 従来のレーダの基板の例である。 図１６に示す基板がレドームに収容され、バンパの裏側に格納された状態を示す図である。 送信信号、バンパからの反射波、および、対象物からの反射波の関係を示す図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。

（Ａ）基本的な実施の形態
まず、図１を参照して、本発明の基本的な実施の形態となるレーダ装置における、アンテナが設けられる回路の構成について説明する。図１は、レーダ装置の回路について、概略的に示したブロック図である。図１に示されるように、レーダ装置には、送信用アンテナ１１０、受信用アンテナ１２０、ダミーアンテナ１５０、回路選択部１６０を含む回路が形成されている。

送信用アンテナ１１０には、発振部１１２、スイッチ１１３、および、増幅器１１４が接続されている。ここで、発振部１１２は、高周波帯域の信号を生成して出力する。スイッチ１１３は、発振部１１２から出力される信号を図示しない制御部の制御に応じてスイッチングし、パルス信号を生成して増幅器１１４に供給する。増幅器１１４は、スイッチ１１３から供給される信号の電力を増幅し、送信用アンテナ１１０に供給する。送信用アンテナ１１０は、増幅器１１４から供給される信号を電波として送出する。

受信用アンテナ１２０には、増幅器１２２、ミキサ１２３、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）１２４、および、信号処理部１２５が接続されている。ここで、増幅器１２２は受信用アンテナ１２０によって捕捉された電波に対応する電気信号を増幅して出力する。ミキサ１２３は、増幅器１２２から出力される信号を、発振部１１２から供給される高周波帯域の信号によってダウンコンバートして出力する。ＡＤＣ１２４は、ミキサ１２３から出力される電気信号（アナログ信号）を対応するデジタル信号に変換して出力する。信号処理部１２５はＡＤＣ１２４から出力されるデジタル信号に対して所定の処理を施すことにより、対象物の位置、距離、速度等を検出し、図示しない上位の装置に対して出力する。なお、低い周波数で駆動する場合は、ミキサ１２３を用いない構成であってもよい。

ダミーアンテナ１５０には、通常は抵抗素子１５２が接続されている。ここで、抵抗素子１５２は、ダミーアンテナ１５０を整合終端するための抵抗素子である。具体的には、抵抗素子１５２は、ダミーアンテナ１５０の特性インピーダンスと同じ抵抗値を有し、その一方の端子はダミーアンテナ１５０に接続され、他方の端子は接地されている。なお、ダミーアンテナ１５０としてアンテナユニットが複数存在する場合は、アンテナユニットのそれぞれに対して抵抗素子１５２の一方の端子が接続され、抵抗素子１５２の他方の端子が接地されている構成であってもよい。また、ダミーアンテナ１５０は、回路選択部１６０により、他の機能を有するアンテナと選択可能に構成されている。

回路選択部１６０は、図示しない制御部の制御に応じて、レーダ装置のアンテナ回路の構成を選択可能な機能部であって、ダミーアンテナ１５０を、送信用アンテナ１１０と同様に増幅器１１４と接続するよう、または受信用アンテナ１２０と同様に増幅器１２２と接続するよう選択する機能を有する。

例えば、回路選択部１６０がダミーアンテナ１５０を抵抗素子１５２に接続した場合、ダミーアンテナ１５０は、反射波を捕捉して減衰させる機能を実現する。特に、レーダ装置１から送信された送信信号がバンパＢにより反射され、レーダ装置１５０に入射するタイミングに合わせて、ダミーアンテナ１５０を抵抗素子１５２に接続することで、ダミーアンテナ１５０は、対象物からの反射波である受信信号に影響を与えるノイズを捕捉して減衰させる、ノイズ減衰用アンテナとして機能する。また、回路選択部１６０がダミーアンテナ１５０を増幅器１１４に接続するように回路を選択した場合、ダミーアンテナ１５０は、発振部１１２から出力される電気信号を送出する送信用アンテナとして機能する。また、回路選択部１６０がダミーアンテナ１５０を増幅器１２２に接続するように回路を選択した場合、ダミーアンテナ１５０は、電波を捕捉してミキサ１２３に出力する受信用アンテナとして機能する。

なお、回路選択部１６０は、上述した機能を全て有する必要はない。例えば、ダミーアンテナ１５０を、送信用アンテナ１１０として機能するよう回路を選択する一方で、受信用アンテナ１２０として機能するように回路を選択する機能を有しない構成であってもよい。他方で、ダミーアンテナ１５０を、受信用アンテナ１２０として機能するよう回路を選択する一方で、送信用アンテナ１１０として機能するように回路を選択する機能を有しない構成であってもよい。

図２は、本発明の基本的な実施形態のレーダ装置１の基板１０のアンテナが形成された面を示す平面図である。この図に示すように、基板１０の右側（図２の右側）には複数（図２では４個）のアンテナユニット１１１がアレイ化されて送信用アンテナ１１０が形成されている。また、基板１０の左側（図２の左側）には複数（図２では８個）のアンテナユニット１２１がアレイ化されて受信用アンテナ１２０が形成されている。また、基板１０の中央（図２の中央）には、複数（図２では８個）のアンテナユニット１５１がアレイ化されてダミーアンテナ１５０が形成されている。なお、図２の例では、送信用アンテナ１１０が４個、受信用アンテナ１２０が８個、ダミーアンテナ１５０が８個の構成とされているが、これ以外の個数の組み合わせでもよい。また、アンテナの形状は、図２に示すものに限定されるものではなく、これ以外の形状のアンテナとしてもよい。なお、レーダ装置の構成要素のうち、図２に示されたアンテナ回路（送信用アンテナ１１０、受信用アンテナ１２０、ダミーアンテナ１５０）以外の構成要素は、基板１０のアンテナ搭載範囲外にあってもよく、基板１０の裏面にあってもよく、基板１０とは異なる回路基板（図示せず）上にあってもよい。

図３は、図２に示す基板１０がレドーム２０内に収容された状態を示す断面図である。この例では、レドーム２０は、電波透過性を有する樹脂等で形成され、箱形形状を有している。基板１０は、アンテナが形成された面がレドーム２０の内側を向くように配置されている。

なお、実施形態において、高周波帯域とは、準ミリ波からミリ波までの帯域を示す。このとき、アンテナの共振長Ｌは、アンテナの種別によって、一般的に、以下の数式１、または数式２により表される。

また、アンテナユニットをアレイ形状に配置する際の素子間隔Ｗは、一般的に、以下の数式３により表される。

ここで、εrは基板の比誘電率、λは高周波帯域の信号の波長を示す。

送信用アンテナ１１０から送出する高周波信号の帯域を準ミリ波からミリ波とすることで、送信用アンテナ１１０及び受信用アンテナ１２０、ひいてはダミーアンテナ１５０のアンテナ面積を縮小することができる。例えば、高周波信号の帯域を準ミリ波帯である２４．１５ＧＨｚとし、基板１０の比誘電率を４とする場合、図２の基本的な実施形態のレーダ装置１の基板１０の大きさは、上述の数式から、７５ｍｍ×９０ｍｍ程度で構成することが可能である。

つぎに、実施形態の基本的な動作について説明する。図４は、実施形態の動作を説明するための図である。この図４に示すように、送信用アンテナ１１０から送信された電波は、図４に破線で示すように、バンパＢによって反射され、ダミーアンテナ１５０に入射される。ダミーアンテナ１５０は、前述のように整合終端されているので、ダミーアンテナ１５０に入射された電波は、抵抗素子１５２によって熱に変換されるため、入射された電波は殆ど反射されない。この結果、バンパＢによって反射された電波は、受信用アンテナ１２０には殆ど入射されないので、図１８に示すバンパＢからの反射波が大幅に減衰され、レーダ装置１の誤検出を防止することができる。

以上に説明したように、実施形態では、整合終端されたダミーアンテナ１５０を基板１０に設けるようにしたので、バンパＢによって反射された電波が受信用アンテナ１２０に入射されることを防止できる。このため、バンパＢからの反射波によって誤検出が発生することを防止できる。また、図２の例では、ダミーアンテナ１５０を送信用アンテナ１１０と受信用アンテナ１２０の間に設けるようにしたので、送信用アンテナ１１０と受信用アンテナ１２０を、ノイズとなるバンパＢからの反射波を捕捉し減衰させるダミーアンテナ１５０によって隔てることで、反射波の受信波への影響をより少なくすることができる。そして、ダミーアンテナ１５０を、ノイズ減衰用アンテナ以外の他のアンテナとして機能するよう、その機能を選択可能とすることで、バンパ等の構造体が送信信号や受信信号に与える影響を低減しつつ、アンテナの有効活用を促進することができる。

図５を参照して、この実施形態における、高周波帯域を準ミリ波帯とした場合の実測結果について説明する。図５は、レーダ装置１における送信アンテナ１１０と受信アンテナ１２０との結合量を示すアイソレーションと、送出する信号の帯域との関係を示すグラフである。図中のｆ０は、高周波信号の周波数を示すものであって、ここでは２４．１５ＧＨｚとしている。

図５には、バンバＢが存在せず、ダミーアンテナ１５０を設置しない場合のアイソレーション結果（実線）、バンパＢが存在し、ダミーアンテナ１５０を設置しない場合のアイソレーション結果（一点破線）、及びバンパＢが存在し、ダミーアンテナ１５０を設置する場合のアイソレーション結果（点線）についてそれぞれ示している。つまり、図５では、バンパによる受信信号への影響を示す指標として、送信アンテナと受信アンテナとの間のアイソレーションを用いている。なお、図５の説明におけるダミーアンテナ１５０は、ノイズ減衰用アンテナであることを前提とする。つまり、図５の説明におけるダミーアンテナ１５０は、図１に示したレーダ装置１内の電気的な構成において、バンパＢからの反射波の入射タイミングには、回路選択部１６０によって、抵抗素子１５２に接続されている状態である。

図５に示されるように、バンパＢが存在しない場合と比較すると、バンパＢが存在することで生じる反射波の影響により、アイソレーションが最大で約１５ｄＢ劣化していることが確認された。また、バンパＢが存在する場合に、ダミーアンテナ１５０を設置することで、アイソレーションが改善されていることが確認できる。

図５に示した条件下で、バンパＢが存在する状態で、ダミーアンテナ１５０を設置する場合のアイソレーション結果の改善量を図６に示す。図６は、横軸に送出信号の周波数、縦軸にアイソレーション結果の改善量を示したグラフである。図６に示されるように、ダミーアンテナ１５０を設置することで、最大で約１２ｄＢアイソレーション結果が改善されていることが確認される。

本発明のレーダ装置１の各部の詳細な構成及び機能について、以下の第１乃至第４の実施形態を参照して説明する。

（Ｂ）第１実施形態
本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態では、基板１０およびレドーム２０の構成は、図２，３の場合と同様であるが、電気的な構成が異なっている。図７は、第１実施形態の電気的な構成例を示すブロック図である。なお、この図において、図１と対応する部分には、同じ符号を付してその説明は省略する。図１と比較すると、図７に示す第１実施形態は、回路選択部１６０として、スイッチ１５３を有する構成である。スイッチ１５３は、ダミーアンテナ１５０に接続される一の端子と、二つの選択端子を有するスイッチであって、一方の選択端子は増幅器１１４の出力端子に接続され、他方の選択端子は抵抗素子１５２の一方の端子に接続されている。スイッチ１５３は、送信用アンテナ１１０から高周波信号が送信される期間には増幅器１１４の出力端子を選択し、送信が終了すると抵抗素子１５２の端子を選択するように制御される。なお、抵抗素子１５２は終端抵抗であり、ダミーアンテナ１５０の特性インピーダンスと同じ抵抗値を有している。

つぎに、第１実施形態の動作について、図８を用いて説明する。図８は、レーダ装置１の第１実施形態における、ダミーアンテナ１５０の機能を示した図である。具体的には、図８は、上段に、図１８と同様にレーダ装置１の第１実施形態において送受信される、送信信号、バンパＢからの反射波Ｒ１乃至Ｒ４、および、対象物からの反射波である受信信号の時系列的な関係を示し、下段には、各タイミングにおけるダミーアンテナ１５０の機能を示したものである。

第１実施形態では、図８に示される、送信用アンテナ１１０から送信信号が送信される期間Ｔ１においては、スイッチ１５３によって、ダミーアンテナ１５０が増幅器１１４に接続される。これにより、増幅器１１４から出力される信号は、送信用アンテナ１１０に供給されるとともに、スイッチ１５３を介してダミーアンテナ１５０にも供給され、結果、送信用アンテナ１１０からだけでなく、ダミーアンテナ１５０からも送信信号が送信される。

そして、送信信号の送信終了後の期間Ｔ２においては、スイッチ１５３によって、ダミーアンテナ１５０が抵抗素子１５２に接続される。これにより、ダミーアンテナ１５０に入射したバンパＢからの反射波Ｒ１乃至Ｒ４は、抵抗素子１５２に供給され、そこで熱に変換される。結果、バンパＢによって反射された電波が減衰されることから、バンパＢからの反射波の誤検出を防ぐことができる。

なお、図８に示されるように、第１実施形態では、期間Ｔ３においても、ダミーアンテナ１５０は、抵抗素子１５２に接続されている。この期間Ｔ３においても、バンパＢからの反射波が減衰される状態となっているため、対象物からの反射波である受信信号への影響を低減することができる。

以上に説明したように、第１実施形態では、ダミーアンテナ１５０を、スイッチ１５３の動作により、期間Ｔ１では送信用アンテナとして機能させ、期間Ｔ２乃至Ｔ３では整合終端して、バンパＢからの反射波を減衰させるノイズ減衰用アンテナとして機能させている。これにより、高周波信号の送信時には送信用アンテナの面積を増やすことにより送信効率を向上させ、一方で、バンパＢからの反射波Ｒ１乃至Ｒ４の影響を低減することができる。

なお、図８の説明では、期間Ｔ２乃至Ｔ３の全てにおいて、ダミーアンテナ１５０を抵抗素子１５２に接続しているが、バンパＢからの最初の反射波Ｒ１をダミーアンテナ１５０によって減衰させると、以降の反射波Ｒ２乃至Ｒ４は、図１８に示した例と比較して減衰する。このため、ノイズ減衰用アンテナとしての機能が十分発揮されることになる。

また、反射波Ｒ２乃至Ｒ４のレベルが小さくなることから、図１８と比較して、期間Ｔ２を短くすることで、期間Ｔ３の開始を早めることができる。この場合には、より近距離の対象物からの反射波である受信信号を、バンパＢからの反射波であるノイズの影響を受けることなく受信することができる。

（Ｃ）第２実施形態
つぎに、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、基板１０およびレドーム２０の構成は、図２，３の場合と同様であるが、電気的な構成が異なっている。図９は、第２実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図１と対応する部分には、同じ符号を付してその説明は省略する。図１と比較すると、図９に示す第２実施形態は、回路選択部１６０として、スイッチ１５３を有する構成である。スイッチ１５３は、ダミーアンテナ１５０に接続される一の端子と、二つの選択端子を有するスイッチであって、一方の選択端子は抵抗素子１５２の端子に接続され、他方の選択端子は増幅器１２２の入力端子に接続されている。スイッチ１５３は、図示しない制御部によって制御され、バンパＢからの反射波が入射される場合には抵抗素子１５２の出力を選択し、対象物からの反射波が入射される場合には増幅器１２２の入力端子を選択する。

つぎに、第２実施形態の動作について、図１０を用いて説明する。図１０は、レーダ装置１の第２実施形態における、ダミーアンテナ１５０の機能を示した図である。具体的には、図１０は、上段に、図１８と同様にレーダ装置１の第１実施形態において送受信される、送信信号、バンパＢからの反射波Ｒ１乃至Ｒ４、および、対象物からの反射波（受信信号）の時系列的な関係を示し、下段には、各タイミングにおけるダミーアンテナ１５０の機能を示したものである。

第２実施形態では、図１０の期間Ｔ１乃至Ｔ２においては、スイッチ１５３によって、ダミーアンテナ１５０が抵抗素子１５２に接続される。これにより、ダミーアンテナ１５０に入射したバンパＢからの反射波Ｒ１乃至Ｒ４は、抵抗素子１５２に供給され、そこで熱に変換される。結果、バンパＢによって反射された電波が減衰されることから、バンパＢからの反射波を受信波として誤検出することを防ぐことができる。

また、対象物からの反射波が入射する期間Ｔ３では、スイッチ１５３によって、ダミーアンテナ１５０が増幅器１２２に接続される。これにより、受信用アンテナ１２０に入射した対象物からの反射波だけでなく、ダミーアンテナ１５０に入射した対象物からの反射波もまた、増幅器１２２に供給される。結果、受信用アンテナの面積を増やして受信利得を高めることで、検出距離を延長することができる。

なお、図１０に示されるように、第２実施形態では、送信用アンテナ１１０から送信信号が送信される期間Ｔ１においても、ダミーアンテナ１５０が抵抗素子１５２に接続されている。これにより、期間Ｔ１でも、バンパＢからの反射波が減衰される状態となっているため、例えば、図１０のＴ１乃至Ｔ３のサイクルが繰り返されている場合には、以前のサイクルにおいて送信された送信信号がバンパＢにおいて反射されることで発生した反射波を減衰させ、受信信号への影響を低減することができる。

以上に説明したように、第２実施形態では、ダミーアンテナ１５０を、期間Ｔ１乃至Ｔ２では整合終端して、バンパＢからの反射波を減衰させるノイズ減衰用アンテナとして機能させ、期間Ｔ３では受信用アンテナとして機能させている。これにより、バンパＢからの反射波を熱に変換して減衰させ、反射波による影響を抑えることができるとともに、受信信号の受信時には、受信用アンテナの面積を増加し、受信利得を高めることで検出距離を延長することができる。

なお、図１０の説明では、期間Ｔ１乃至Ｔ２の全てにおいて、スイッチ１５３を抵抗素子１５２に接続しているが、バンパＢからの最初の反射波Ｒ１をダミーアンテナ１５０によって減衰させると、以降の反射波Ｒ２乃至Ｒ４は、図１８に示した例と比較して減衰する。このため、ノイズ減衰用アンテナとしての機能が十分発揮されることになる。

また、反射波Ｒ２乃至Ｒ４のレベルが小さくなることから、図１８と比較して、期間Ｔ２を短くすることで、期間Ｔ３の開始を早めることができる。この場合には、より近距離の対象物からの反射波である受信信号を、反射波の影響を受けることなく受信することができる。

（Ｄ）第３実施形態
つぎに、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、基板１０およびレドーム２０の構成は、図２，３の場合と同様であるが、電気的な構成が異なっている。図１１は、第３実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図１と対応する部分には、同じ符号を付してその説明は省略する。図１と比較すると、図１１に示す第３実施形態は、回路選択部１６０として、スイッチ１５４を有する構成である。スイッチ１５４は、ダミーアンテナ１５０に接続される一の端子と、三つの選択端子を有し、図中最も上の選択端子は増幅器１１４の出力端子に接続され、中央の選択端子は抵抗素子１５２に接続され、最も下の選択端子は増幅器１２２の入力端子に接続されている。

つぎに、第３実施形態の動作について説明する。図１２は、レーダ装置１の第３実施形態における、ダミーアンテナ１５０の機能を示した図である。具体的には、図１２は、上段に、図１８と同様にレーダ装置１の第３実施形態において送受信される、送信信号、バンパＢからの反射波Ｒ１乃至Ｒ４、および、対象物からの反射波（受信信号）の時系列的な関係を示し、下段には、各タイミングにおけるダミーアンテナ１５０の機能を示したものである。

第３実施形態では、図１２の期間Ｔ１においては、スイッチ１５４によって、ダミーアンテナ１５０が増幅器１１４に接続される。これにより、ダミーアンテナ１５０からは、送信用アンテナ１１０と同様に送信信号が送信される。また、期間Ｔ２においては、スイッチ１５４によって、ダミーアンテナ１５０が抵抗素子１５２に接続される。これにより、ダミーアンテナ１５０に入射したバンパＢからの反射波Ｒ１乃至Ｒ４は、抵抗素子１５２によって熱に変換され、減衰する。また、期間Ｔ３においては、スイッチ１５４によって、ダミーアンテナ１５０が増幅器１２２に接続される。これにより、ダミーアンテナ１５０に入射した受信信号は、受信用アンテナ１２０において受信された信号と同様に、結合器１２２に出力される。

以上に説明したように、第３実施形態では、ダミーアンテナ１５０を、スイッチ１５４の動作により、期間Ｔ１では送信用アンテナとして機能させ、期間Ｔ２では整合終端して、バンパＢからの反射波を減衰させるノイズ減衰用アンテナとして機能させ、期間Ｔ３では受信用アンテナとして機能させている。これにより、電波送信時には送信用アンテナの面積を増やすことにより送信効率を向上させ、バンパＢからの反射波Ｒ１乃至Ｒ４が入射する期間には、入射した反射波を熱に変換して減衰させ、反射波による影響を抑え、受信信号の受信時には、受信用アンテナの面積を増加し、受信利得を高めることで検出距離を延長することができる。

なお、図１２の説明では、期間Ｔ２の全てにおいて、ダミーアンテナ１５０を抵抗素子１５２に接続するようにしたが、バンパＢからの最初の反射波Ｒ１をダミーアンテナ１５０によって減衰させると、以降の反射波Ｒ２乃至Ｒ４は、図１８に示した例と比較して減衰する。このため、ノイズ減衰用アンテナとしての機能が十分発揮されることになる。

また、反射波Ｒ２乃至Ｒ４のレベルが小さくなることから、図１８と比較して、期間Ｔ２を短くすることで、期間Ｔ３の開始を早めることができる。この場合には、より近距離の対象物からの反射波である受信信号を、バンパＢからの反射波であるノイズの影響を受けることなく受信することができる。

（Ｅ）第４実施形態
つぎに、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態では、基板１０およびレドーム２０の構成は、図２，３の場合と同様であるが、電気的な構成が異なっている。図１３は、第４実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図１と対応する部分には、同じ符号を付してその説明は省略する。図１と比較すると、図１３に示す第４実施形態は、回路選択部１６０として、結合器１１５、抵抗素子１５２ａ、アッティネータ１５５、および、移相器１５６を有する構成である。それ以外の構成は、図１の場合と同様である。ここで、結合器１１５は増幅器１１４から出力される信号の一部をアッティネータ１５５側に分配して出力する。抵抗素子１５２ａは、結合器１１５を終端する。アッティネータ１５５は、結合器１１５から出力される信号を所定量だけ減衰して出力する。移相器１５６は、アッティネータ１５５から出力される信号の位相を所定量だけ移相して出力する。ダミーアンテナ１５０は、移相器１５６から出力される信号を、バンパＢからの反射波を相殺するための電波（以下、相殺信号Ｃと記載する）として送信する。すなわち、第４実施形態は、図１に示した本発明のレーダ装置１の基本的な実施形態の回路構成において、抵抗素子１５２を結合器１１５、抵抗素子１５２ａ、アッティネータ１５５、および、移相器１５６の各構成に置き換えた変形構成例である。

つぎに、第４実施形態の動作について説明する。図１４は、レーダ装置１の第４実施形態において送受信される信号を示す図であり、具体的には、送信信号、バンパからの反射波、および、対象物からの反射波（受信信号）の関係を示している。つまり、図１１は、上段に、図１４と同様にレーダ装置１からの送信信号、バンパＢからの反射波、および、対象物からの反射波の振幅と時刻とを示し、下段には、第４実施形態のダミーアンテナ１５０から送信される相殺信号Ｃの振幅と時刻とを示したものである。

図１４の例では、期間Ｔ１において、送信用アンテナ１１０から送信信号が送信され、その後の期間Ｔ２においてバンパＢからの反射波が減衰しながら複数回（図１４では４回）受信されている。その後の期間Ｔ３では、対象物（例えば、他の車両）からの反射波が受信されている。

また、第４実施形態では、図１４の下段に示されるように、バンパＢからの反射波Ｒ１を相殺するための電波である相殺信号Ｃがダミーアンテナ１５０から送信される。すなわち、期間Ｔ２におけるバンパＢからの最初の反射波Ｒ１がダミーアンテナ１５０に入射されるタイミングで、反射波Ｒ１と同じ強度を有するとともに、位相が１８０度異なる相殺信号Ｃをダミーアンテナ１５０から送信し、反射波Ｒ１を相殺する。これによって、反射波Ｒ１の影響を低減するとともに、基板１０で反射された反射波Ｒ１が更にバンパＢで反射されて、受信用アンテナ１２０に入射する更なる反射波Ｒ２乃至Ｒ４の影響をも低減することができる。

より具体的に説明すると、レーダ装置１の第４実施形態において、増幅器１１４から出力された信号の殆どは送信用アンテナ１１０を介して期間Ｔ１において送信される。増幅器１１４から出力された信号の一部は結合器１１５によって分配され、アッティネータ１５５に供給される。アッティネータ１５５は、結合器１１５から出力された信号を所定量だけ減衰した後、移相器１５６に出力する。移相器１５６では、入力された信号を移相（遅延）して出力する。移相器１５６から出力された信号は、ダミーアンテナ１５０を介して相殺信号Ｃとして送信される。ダミーアンテナ１５０から送信される相殺信号Ｃは、バンパＢからの最初の反射波Ｒ１と振幅が同じになるようにアッティネータ１５５で調整され、反射波Ｒ１と位相が１８０度異なり、反射波Ｒ１がダミーアンテナ１５０へ入射されるタイミングで放射されるように移相器１５６により調整されている。この相殺信号Ｃにより反射波Ｒ１は相殺される。この結果、期間Ｔ２におけるバンパからの反射波Ｒ１乃至Ｒ４は減衰される。

以上に説明したように、第４実施形態では、増幅器１１４からの出力信号を結合器１１５で一部分配してアッティネータ１５５で減衰した後、移相器１５６で移相し、ダミーアンテナ１５０から出力し、反射波を相殺して減衰するようにしたので、反射波の影響を少なくすることができる。

なお、第４実施形態においても、回路選択部１６０を用いて、ダミーアンテナ１５０の接続先を変更可能な構成としてもよい。

例えば、ダミーアンテナ１５０に接続したスイッチの一方の選択端子を移相器１５６の出力端子、他方の選択端子を結合器１２２の入力端子に接続してもよい。このように構成した場合、図１１の期間Ｔ２においては、スイッチの結合器１５６側の端子を選択することで、ダミーアンテナ１５０から、相殺信号Ｃを放出させ、バンパＢからの反射波を減衰することができる。期間Ｔ３においては、スイッチの増幅器１２２側の端子を選択することで、ダミーアンテナ１５０を受信用アンテナとして機能させ、受信用アンテナの面積を増加させて、受信利得を高めることができる。

また、ダミーアンテナ１５０に接続したスイッチの一方の選択端子を移相器１５６の出力端子、他方の選択端子を結合器１１５の送信用アンテナ１１０側の出力端子に接続してもよい。このように構成した場合、図１１の期間Ｔ１においては、スイッチの結合器１１５側の端子を選択することで、送信アンテナとして機能させ、送信効率を向上させることができる。期間Ｔ２においては、ダミーアンテナ１５０から、相殺信号Ｃを放出させ、バンパＢからの反射波を減衰することができる。

また、ダミーアンテナ１５０に接続したスイッチの一方の選択端子を移相器１５６の出力端子、他方の選択端子を、図１などに示される、ダミーアンテナ１５０を整合終端するための抵抗素子１５２に接続してもよい。このように構成した場合、ダミーアンテナ１５０を、図１１の期間Ｔ２の一部（例えば、バンパＢからの最初の反射波Ｒ１が入射されるタイミング）においてのみ、相殺信号Ｃを放出するアンテナとして機能させ、残りの期間は、反射波を捕捉して減衰させるノイズ減衰用アンテナとして機能させてもよい。このように構成することで、バンパＢからの反射波の影響を更に低減させることができる。

なお、上記構成を組み合わせて構成してもよい。つまり、図１５に示されるように、ダミーアンテナ１５０が、期間Ｔ１には送信アンテナ、期間Ｔ２におけるバンパＢからの最初の反射波Ｒ１が入射されるタイミングには相殺信号Ｃを送信するアンテナ、期間Ｔ２の残りの期間には反射波を捕捉して減衰させるノイズ減衰用アンテナ、期間Ｔ３には受信アンテナとしてそれぞれ機能するよう、回路選択部１６０によって接続先が適宜選択される構成であってもよい。

また、反射波Ｒ２乃至Ｒ４のレベルが小さくなることから、図１８と比較して、期間Ｔ２を短くすることで、期間Ｔ３の開始を早めることができる。この場合には、より近距離の対象物からの反射波である受信信号を、バンパＢからの反射波であるノイズの影響を受けることなく受信することができる。

また、ダミーアンテナ１５０から送信される相殺信号Ｃは、必ずしもバンパＢからの最初の反射波Ｒ１を相殺するためのものでなくてもよく、他の反射波（例えば、反射波Ｒ２乃至Ｒ４）を相殺するよう調整されていてもよい。例えば、ダミーアンテナ１５０は、反射波Ｒ２がダミーアンテナ１５０に入射するタイミングで、アッティネータ１５５、および、移相器１５６によって、反射波Ｒ２と振幅が同じであり、且つ位相が１８０度異なるよう調整された相殺信号Ｃを送信するよう構成されていてもよい。少なくとも、バンパＢからの反射波Ｒ１乃至Ｒ４のいずれかを相殺信号Ｃによって減衰することが可能であれば、バンパＢからの反射波の影響を低減することができる。もちろん、反射波Ｒ１乃至Ｒ４のうち複数の反射波を相殺信号Ｃによって減衰してもよいことはいうまでもない。

（Ｆ）変形実施形態
なお、上記の各実施形態は、一例であって、これ以外にも各種の変形実施態様が存在する。例えば、図２に示す送信用アンテナ１１０、受信用アンテナ１２０、および、ダミーアンテナ１５０の形状、個数、および、配置は一例であってこれ以外の構成であってもよい。例えば、送信用アンテナ、受信用アンテナ、ダミーアンテナが別々でなく、すべて一体、もしくはそのうち２種類が一体で構成されていたり、アンテナ自体の構成がプリント基板上に作製されたものではなく、ホーンアンテナなど各種アンテナで構成されていたり、送信用アンテナ、ダミーアンテナ、受信用アンテナの配置が入れ替わっていたり、ダミーアンテナが、送信用アンテナ、受信用アンテナの周辺を囲うように配置されていたり、または、各アンテナが、同一平面状に配置されない構成などが考えられる。

また、ダミーアンテナの設置位置についてもこの限りではなく、例えばダミーアンテナをバンパ、レドームなどの構造体に設置するなどの構成であってもよい。

また、ダミーアンテナと送受信アンテナを選択するために用いるスイッチは、機械式、電子式スイッチなどにより切り替えられる構成であってもよい。

また、以上の説明では、送信用アンテナ１１０が反射される部材としては、バンパＢを例に挙げて説明したが、これ以外の部材（例えば、エンブレム等）によって電波が反射される場合についても本願発明を適用可能である。すなわち、本願発明において、「高周波信号の伝送経路上に定常的に配置される構造体」とは、バンパＢには限定されず、例えば、エンブレム、レーダ装置１を構成するレドーム等も含まれるものである。

また、図１１、および、図１４では、バンパＢからの反射波が４波である場合を例に挙げて説明したが、これ以外の数（１〜３波または５波以上）であってもよい。また、図１１、および、図１４では、バンパＢからの反射波と、対象物からの反射波とは重ならない場合を例に挙げて説明したが、これらが重なる場合であっても本願発明を適用することができる。

１ レーダ装置
２０ レドーム
１１０ 送信用アンテナ
１１１ アンテナユニット
１１２ 発振部
１１３ スイッチ
１１４ 増幅器
１１５ 結合器
１２０ 受信用アンテナ
１２１ アンテナユニット
１２２ 増幅器
１２３ ミキサ
１２４ ＡＤＣ
１２５ 信号処理部
１５０ ダミーアンテナ
１５１ アンテナユニット
１５２，１５２ａ 抵抗素子
１５３，１５４ スイッチ
１５５ アッティネータ
１５６ 移相器
１６０ 回路選択部

Claims (9)

1. 高周波信号を送信し、対象物で反射された反射波によって当該対象物を検出するレーダ装置において、
   前記高周波信号を送信する送信用アンテナと、
   前記送信用アンテナによって送信され、前記対象物によって反射された反射波を受信する受信用アンテナと、
   前記高周波信号の伝送経路上に定常的に配置される構造体によって反射された反射波を減衰するためのダミーアンテナと、
   を有し、
   かつ、前記ダミーアンテナは、他の機能を有するアンテナと選択可能に構成されていることを特徴とするレーダ装置。
2. 前記構造体は、前記レーダ装置が搭載される車両を構成する構造体またはレーダ装置自体を構成する構造体であり、
   前記ダミーアンテナは、前記構造体によって反射された反射波を減衰する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記ダミーアンテナは整合終端されており、前記反射波を受信して熱に変換することにより減衰することを特徴とする請求項１または２に記載のレーダ装置。
4. 前記他の機能を有するアンテナは、送信用アンテナであって、
   前記ダミーアンテナは、前記高周波信号を送信する際には前記送信用アンテナとして機能し、
   前記高周波信号が送信されない際には、整合終端されて前記構造体によって反射された反射波を減衰する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
5. 前記他の機能を有するアンテナは、受信用アンテナであって、
   前記ダミーアンテナは、前記構造体によって反射された反射波が入射される際には整合終端されて当該反射波を減衰し、
   前記構造体による反射波が入射されない際には、前記受信用アンテナとして機能する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
6. 前記他の機能を有するアンテナは、送信用アンテナおよび受信用アンテナであって、
   前記ダミーアンテナは、前記高周波信号を送信する際には前記送信用アンテナとして機能し、
   前記構造体によって反射された反射波が入射される際には整合終端されて当該反射波を減衰し、
   前記高周波信号が送信されず、かつ前記構造体による反射波が入射されない際には、前記受信用アンテナとして機能する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーダ装置。
7. 前記ダミーアンテナは、前記高周波信号の伝送経路上に配置される前記構造体によって反射された反射波と同振幅、かつ逆位相の信号を送信し、前記反射波を打ち消すことで、
   前記反射波を減衰させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレーダ装置。
8. 前記ダミーアンテナは、前記構造体によって反射された反射波のうち、少なくとも一の反射波が入射される際には、前記構造体によって反射された反射波と同振幅、かつ逆位相の信号を送信し、
   前記信号が送信されない際には、整合終端されて前記反射波を減衰することを特徴とする請求項７に記載のレーダ装置。
9. 前記高周波信号は、準ミリ波からミリ波帯域の周波数を含む信号であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレーダ装置

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