JP6693682B2 - レーダ装置 - Google Patents

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Description

この発明は、車室内に設けられるレーダ装置に関する。
近年、自動車には様々なセンサが取り付けられている。例えば、ミリ波帯のレーダ装置（以下、レーダと記載する）は、対象物との距離測定に用いられる。このレーダは、ミリ波帯の電磁波を用いて測定を行うので、光学帯域のセンサの使用が困難な夜間に有効である。また、レーダは、意匠性の観点から、車両の底部またはエンブレムの裏側に取り付けられることが多い。ただし、これらの取り付け位置では、以下に示すようにレーダの性能が大きく劣化する可能性がある。
車両の底部に取り付けられたレーダでは、レーダ波が地面で反射された反射波によって形成されるマルチパスの影響を大きく受ける。例えば、マルチパス波によって、レーダの受信感度が大きく低下するナル方向が探知領域内に形成されてしまう。
また、エンブレムの裏側に取り付けられたレーダでは、レーダ波がエンブレムで散乱されて適切なビームパターンが形成されない場合がある。これは、レーダの探知性能を劣化させる大きな要因である。
一方、特許文献１には、車室内に設けられたレーダが記載されている。このレーダは、フロントガラスの上部に車室内側に取り付けられている。このため、マルチパス波によるレーダへの影響が低減され、レーダが自動車の外部に露出しないことから意匠性も損なわれない。ただし、フロントガラスにおけるレーダ波の散乱および損失が大きいと、レーダの利得が大幅に低下して探知距離が短くなる。
これに対し、特許文献１に記載されたレーダは、フロントガラスに設けられた誘電体層を備える。フロントガラスを伝播した電磁波の損失は、フロントガラスの材料の物性値によるところが大きいため、低減することは困難である。ただし、フロントガラスの表面における電磁波の反射は、誘電体層を設けることによって低減される。
特開２０１７−１２９４１８号公報
特許文献１に記載されたレーダでは、レーダ波がガラス面に対して斜入射となるため、誘電体層におけるレーダ波の透過特性の制御が困難である。
また、フロントガラスは一様な平面ではないため、一般に硬く柔軟性がない誘電体基板（誘電体層）の貼り付け作業が困難である。
この発明は上記課題を解決するものであり、誘電体面に入射されるレーダ波の透過特性を改善することができるレーダ装置を得ることを目的とする。
この発明に係るレーダ装置は、レーダ波を放射し、対象物で反射されたレーダ波の反射波を受信するレーダ本体部と、一方の面に複数の凸形状の誘電体部が周期的に配置されており、他方の面側で誘電体面に取り付けられた状態で、レーダ本体部から放射されたレーダ波が複数の誘電体部に入射される誘電体基板とを備える。誘電体部は、階段状に突出している。または、複数の誘電体部のそれぞれは、凸形状の先端部と底面の中心点とを結ぶ直線の方向ベクトルがレーダ本体部におけるレーダ波の指向方向に向いている。
この発明によれば、凸形状の誘電体部にレーダ波が入射されるので、誘電体面におけるレーダ波の反射が抑制される。これにより、誘電体面に入射されるレーダ波の透過特性が改善される。
この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示す断面図である。 実施の形態１における誘電体基板を示す斜視図である。 図３Ａは、実施の形態１における誘電体基板とフロントガラスをｘｚ面で切断した断面を示す断面図である。図３Ｂは、実施の形態１における誘電体基板とフロントガラスをｙｚ面で切断した断面を示す断面図である。図３Ｃは、従来の誘電体基板とフロントガラスをｘｚ面で切断した断面を示す断面図である。 誘電体基板に入射されたレーダ波の周波数と誘電体基板を透過するレーダ波の相対振幅との関係を計算した結果を示すグラフである。 図５Ａは、実施の形態１における誘電体基板を示す側面図である。図５Ｂは、実施の形態１における誘電体基板を取り付けたフロントガラスを模式的に示す側面図である。 この発明の実施の形態２に係るレーダ装置の構成を示す断面図である。 この発明の実施の形態３における誘電体基板を取り付けたフロントガラスを模式的に示す側面図である。 この発明の実施の形態４に係るレーダ装置の構成を示す断面図である。 この発明の実施の形態５における誘電体基板が備える凸形状の誘電体部を示す図である。 この発明の実施の形態６における誘電体基板が備える凸形状の誘電体部を示す図である。 この発明の実施の形態７に係るレーダ装置の構成を示す断面図である。 図１２Ａは、この発明の実施の形態８における誘電体基板を示す平面図である。図１２Ｂは、図１２Ａの誘電体基板が備える凸形状の誘電体部を示す斜視図である。
以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置１の構成を示す断面図である。図１に示すように、レーダ装置１は、レーダ本体部２と誘電体基板３とを備えて構成される。レーダ本体部２および誘電体基板３は車室内に設けられる。レーダ本体部２は、車両前方にレーダ波Ａを放射し、レーダ波Ａの放出先にある対象物で反射されたレーダ波Ａの反射波を受信した結果に基づいて、車両から対象物までの距離または対象物が存在する方位を検出する。
レーダ本体部２は、複数のアンテナ素子２０とレーダカバー２１を備えて構成される。レーダ波Ａを送受信するレーダアンテナは、複数のアンテナ素子２０で構成されており、複数のアンテナ素子は、例えばアレイ状に配置される。レーダカバー２１は、レーダ波Ａを透過する部材であり、レーダアンテナの開口面を覆うように配置される。レーダカバー２１は、例えば、誘電体の部材であり、誘電体基板３と同じ材料であることが望ましい。
誘電体基板３は、誘電体の部材であり、一方の面に複数の凸形状の誘電体部３０が周期的に配置されており、他方の面側でフロントガラス１００の車室内側の面に取り付けられる。レーダ本体部２から放射されたレーダ波Ａは、図１において矢印で示すように、フロントガラス１００に取り付けられた誘電体基板３が備える誘電体部３０に入射される。
図１に示すように、レーダ本体部２と誘電体部３０との間には空間が設けられており、アンテナ素子２０と誘電体部３０とは接していない。誘電体部３０は、レーダ波Ａの空間的なインピーダンスを整合させる整合層として機能する。レーダ波Ａは、誘電体部３０の凸形状の先端から空間的なインピーダンス整合をとりながらフロントガラス１００に入射していく。
フロントガラス１００は、レーダ装置１が搭載された自動車（車両全体の記載は省略）が備える誘電体の部材であり、フロントガラス１００に誘電体基板３を取り付ける面が、誘電体面である。また、フロントガラス１００は、例えば、第１層１００ａ、第２層１００ｂおよび第３層１００ｃの３層構造を有する。
図２は、実施の形態１における誘電体基板３を示す斜視図である。図２に示すように、複数の凸形状の誘電体部３０は、誘電体基板３の一方の面に周期的に配置されており、誘電体基板３は、従来の平板状の誘電体基板と異なり立体形状を有する。図２では、誘電体部３０は、例えば、四角錐形状である。
誘電体基板３の他方の面には、接着層３１が設けられ、接着層３１を介してフロントガラス１００の車室内側の面に取り付けられる。接着層３１を構成する接着剤は、低誘電率かつフロントガラス１００の比誘電率εｆに対して０．１λｃ／（εｆ）１／２程度の厚みで接着できる材料であることが望ましい。λｃはレーダ波の中心周波数ｆｃの波長である。
誘電体部３０を含む誘電体基板３の比誘電率εｍは、フロントガラス１００の比誘電率εｆに近いことが望ましい。例えば、誘電体基板３の材料には、透明でかつ柔軟性のあるポリカーボネート（比誘電率εｍが約３）またはポリウレタン（比誘電率εｍが約５）を用いてもよい。
誘電体基板３が取り付けられたフロントガラス１００の面の法線方向をＢとし、レーダ本体部２から放射されたレーダ波Ａの誘電体基板３への入射方向をＣとする。レーダ波Ａの入射方向Ｃは、ガラス面の法線方向Ｂに対して角度を持っており、レーダ波Ａは、フロントガラス１００に対して斜入射となる。
図３Ａは、誘電体基板３とフロントガラス１００とをｘｚ面で切断した断面を示す断面図である。図３Ｂは、誘電体基板３とフロントガラス１００とをｙｚ面で切断した断面を示す断面図である。図３Ｃは、従来の誘電体基板２００とフロントガラス１００とをｘｚ面で切断した断面を示す断面図である。図３Ａおよび図３Ｂにおいて、誘電体基板３は、図２に示した接着層３１を介してフロントガラス１００に取り付けられるが、接着層３１の図示は省略している。同様に、図３Ｃでは、従来の誘電体基板２００をフロントガラス１００に取り付けられる接着層の図示を省略している。
誘電体基板３が備える四角錐形状の誘電体部３０は、四角錐の底面の一辺が、レーダ本体部２から放射されるレーダ波Ａの中心周波数ｆｃの波長λｃに対して０．１倍から０．２倍（０．１λｃ〜０．２λｃ）の長さである。四角錐の高さは、波長λｃに対して０．１倍から０．２倍（０．１λｃ〜０．２λｃ）の高さである。誘電体部３０の下方に位置する誘電体基板３の厚さは、波長λｃに対して０．５倍から１．０倍（０．５λｃ〜１．０λｃ）の高さである。
レーダ波Ａの入射角度が４５°から変更されても、誘電体部３０である四角錐の頂点と四角錐の底面の中心点とを結ぶ直線の方向ベクトルとレーダ波Ａの入射方向ベクトルとの内積絶対値はｃｏｓ（３０°）以内であるものとする。
誘電体基板３の大きさは、レーダアンテナによって形成されるビームパターンの範囲を覆うことができる大きさ以上であるものとする。例えば、ビームパターンの範囲が放射方向の中心の±６０°であるレーダアンテナと誘電体部３０との間の距離が５０ｍｍであった場合に、誘電体基板３が整合層として機能するために必要な最低限のサイズは５０ｍｍとなる。
図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃでは、レーダ波Ａは、フロントガラス１００の法線方向Ｂに対して入射方向Ｃが４５°の角度で斜入射し、法線方向Ｂに対して出射方向Ｄが４５°の角度で出射する。図３Ａおよび図３Ｂにおいて、誘電体部３０は、比誘電率εｍが５であり、誘電正接が０．００１であり、四角錐の底面の一辺が０．６λｃであり、四角錐の高さが０．１２５λｃであり、誘電体基板３の厚さが０．１λｃである。
フロントガラス１００は、一般の自動車に用いられる３層構造を有したフロントガラスである。３層構造の第１層１００ａの厚さＴ１を０．５λｃとし、第２層１００ｂの厚さＴ２を０．１８λｃとし、第３層１００ｃの厚さＴ３を０．５λｃとする。従来の誘電体基板２００は、誘電体基板３から誘電体部３０を除いた構造を有しており、その厚さは、０．１λｃである。
図４は、誘電体基板に入射されたレーダ波の周波数と誘電体基板を透過するレーダ波の相対振幅との関係を計算した結果を示すグラフである。図３Ａおよび図３Ｂに示した誘電体部３０を備えた誘電体基板３の構造におけるレーダ波の透過の周波数特性と、図３Ｃに示した従来の誘電体基板２００の構造におけるレーダ波の透過の周波数特性とを模擬した結果を示している。図４において、破線ａで示す特性は、従来の誘電体基板２００の構造で得られた計算結果であり、実線ｂで示す特性は、誘電体基板３の構造で得られた計算結果である。
図４に示すように、実線ｂで示す特性は破線ａで示す特性よりも相対振幅が常に高く、誘電体基板３の構造は、従来の誘電体基板２００に比べてレーダ波の透過に関する相対的な特性が改善している。誘電体基板３を伝搬するレーダ波は、誘電体部３０である四角錐の先端から徐々に空間的なインピーダンス変化してフロントガラス１００に入射される。
すなわち、レーダ波は、四角錐の先端から底面へ向けて空間的なインピーダンス整合をとりながらフロントガラス１００に入射するため、フロントガラス１００での反射を抑制することができる。これにより、フロントガラス１００に入射されるレーダ波の透過特性が改善される。
なお、誘電体部３０は、四角錐形状に限定されるものではない。
実施の形態１における誘電体部３０は、レーダ波が伝搬するときに凸形状の先端から徐々に空間的なインピーダンスが変化する形状であれば、四角錐以外の多角錐形状であってもよく、円錐形状であってもよい。
また、実施の形態１における誘電体基板３は曲面装荷が可能である。
図５Ａは、誘電体基板３を示す側面図であり、誘電体基板３の厚み分の記載を省略している。図５Ｂは、誘電体基板３を取り付けたフロントガラス１００を模式的に示す側面図であり、図５Ａと同様に誘電体基板３の厚み分の記載を省略している。
通常、フロントガラス１００は、曲面形状を有している。このため、柔軟性の高くない誘電体材料で作成された誘電体基板をフロントガラス１００に取り付けると、誘電体基板とフロントガラス１００との間に隙間ができる。この隙間に沿うように曲面形状の誘電体基板を設計しても、フロントガラス１００の製作上の公差が存在するため、同様に、誘電体基板とフロントガラス１００との間に隙間ができる可能性が高い。
これに対して、実施の形態１に係る誘電体基板３は、複数の立体形状の誘電体部３０が周期的に配置されているため、誘電体部３０の底面側の誘電体基板３の厚さを十分に薄くすることで、立体形状を有さない誘電体基板に比べて柔軟性を持たせることができる。
これにより、図５Ｂに示すように、実施の形態１に係る誘電体基板３は、接着層３１を介して、フロントガラス１００の曲面に沿って取り付けることが可能である。
以上のように、実施の形態１に係るレーダ装置１は、レーダ波を放射し、対象物で反射されたレーダ波の反射波を受信するレーダ本体部２と、一方の面に複数の凸形状の誘電体部３０が周期的に配置されており、他方の面側でフロントガラス１００に取り付けられた状態で、レーダ本体部２から放射されたレーダ波が複数の誘電体部３０に入射される誘電体基板３とを備える。凸形状の誘電体部３０にレーダ波が入射されると、レーダ波は、凸形状の先端から空間的なインピーダンス整合をとりながらフロントガラス１００へ入射していくため、フロントガラス１００でのレーダ波の反射が抑制される。これにより、フロントガラス１００に入射されるレーダ波の透過特性が改善される。
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置１Ａの構成を示す断面図である。図６において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態２に係るレーダ装置１Ａは、図６に示すように、誘電体基板３とフロントガラス１００との間に空隙３００を備える。
空隙３００は、レーダ本体部２から放射されるレーダ波Ａの中心周波数ｆｃの波長λｃに対して０．１倍から０．５倍（０．１λｃ〜０．５λｃ）までの間隔であることが望ましい。空隙３００を設けることで、誘電体基板３の接着層３１が不要となる。また、フロントガラス１００の曲面を考慮せずに誘電体基板３を取り付けることが可能であるため、フロントガラス１００への誘電体基板３の取り付け作業が容易である。
空隙３００を確保しつつ誘電体基板３をフロントガラス１００に取り付ける方法としては、例えば、誘電体基板３の外縁部を支持する枠状のホルダを用意して、誘電体基板３を支持した上記ホルダをフロントガラス１００に取り付けてもよい。
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３における誘電体基板３Ａを取り付けたフロントガラス１００を模式的に示す側面図である。図７において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態３に係るレーダ装置は、図７に示すように、誘電体基板３Ａとフロントガラス１００との間に反射抑圧層３２を備えている。反射抑圧層３２とフロントガラス１００との間には接着層３１が介在してもよい。
反射抑圧層３２は、誘電体基板３Ａの誘電率εｍとフロントガラス１００の誘電率εｆとの間の値となる誘電率εｘを有した誘電体層である。
誘電体基板３Ａの誘電率とフロントガラス１００の誘電率が互いに異なるため、電磁波であるレーダ波の反射が生じる。誘電体基板の厚さまたは誘電率を変えることで、レーダ波の反射を低減することは可能であるが、レーダ波の反射を適切に抑制できる誘電率の材料が必ずしも存在するわけではない。
そこで、実施の形態３では、誘電体基板３Ａとフロントガラス１００との間に反射抑圧層３２を設けている。このように、誘電率εｍと誘電率εｆとの間の値の誘電率εｘを有した反射抑圧層３２によって誘電体基板３Ａとフロントガラス１００との間の誘電率の違いが緩和されるので、レーダ波の反射が抑圧される。
実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４に係るレーダ装置１Ｂの構成を示す断面図である。図８において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態４に係るレーダ装置１Ｂでは、図８に示すように、レーダ本体部２Ａおよび誘電体基板３Ｂが１つの筐体に設けられ、誘電体基板３Ｂが、レーダ本体部２Ａのレーダカバーとしての機能も有する。この筐体において、レーダ本体部２Ａと誘電体基板３Ｂとの間の微小な位置調整は行われている。
誘電体基板３Ｂは、複数の凸形状の誘電体部３０が設けられた面をレーダ本体部２Ａに向けた状態で、レーダ本体部２Ａのレーダアンテナの開口面を覆うように配置される。
誘電体基板３Ｂは、誘電体部３０が配置されていない面でフロントガラス１００に取り付けられる。例えば、レーダ本体部２Ａが車室の天井に取り付けられている場合、誘電体基板３Ｂとフロントガラス１００とが接着されていなくてもよい。このとき、誘電体基板３Ｂとフロントガラス１００との間に生じる空隙は、実施の形態２で示したように、レーダ本体部２から放射されるレーダ波Ａの中心周波数ｆｃの波長λｃに対して０．１倍から０．５倍（０．１λｃ〜０．５λｃ）までの間隔であることが望ましい。
一方、誘電体基板３Ｂは、接着層３１を介してフロントガラス１００に取り付けられてもよい。レーダ本体部２Ａは、フロントガラス１００に取り付けられた誘電体基板３Ｂによって支持されてもよい。また、誘電体基板３Ｂの接着層３１とフロントガラス１００との間に、実施の形態３で示した反射抑圧層３２を設けてもよい。
以上のように、実施の形態４に係るレーダ装置１Ｂにおいて、誘電体基板３Ｂが、レーダ本体部２Ａが備えるレーダアンテナの開口面を覆うレーダカバーである。
このように構成することで、レーダ本体部２Ａと誘電体基板３Ｂとを１つの筐体に設けることができる。この筐体内では、レーダ本体部２Ａと誘電体基板３Ｂとの位置のアライメントがとられている。このため、車室内にレーダ装置１Ｂを設置する作業車は、レーダ本体部２Ａと誘電体基板３Ｂとの間の微小な位置調整を行わなくてもよい。
実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５における誘電体基板が備える凸形状の誘電体部３０Ａを示す図である。実施の形態５における誘電体基板の一方の面には複数の誘電体部３０Ａが周期的に配置される。誘電体部３０Ａは、図９に示すように、階段状に突出する凸形状を有している。
例えば、誘電体部３０Ａは、底面側から先端側に向かうにつれて大きさが徐々に小さくなる複数の直方体の誘電部材を積層して四角錐を近似した形状であってもよい。
また、実施の形態１から実施の形態４までに示した誘電体部３０の四角錐の頂点に相当する部位は、誘電体部３０Ａの最上段の先端面の中心点であってもよい。
誘電体部３０Ａは、階段状に突出した形状であるので、四角錐に比べて積層による製作が容易である。また、実施の形態１から実施の形態４までに示した誘電体基板を、誘電体部３０Ａを有した誘電体基板で置き換えてもよい。
実施の形態６．
図１０は、この発明の実施の形態６における誘電体基板が備える凸形状の誘電体部３０Ｂを示す図である。実施の形態６における誘電体基板の一方の面には複数の誘電体部３０Ｂが周期的に配置される。誘電体部３０Ｂは、図１０に示すように、縦断面曲線状に突出している。実施の形態１から実施の形態４までに示した誘電体基板を、誘電体部３０Ｂを有した誘電体基板で置き換えてもよい。
誘電体部が四角錐である場合、誘電体部の形状を決定するパラメータは、四角錐の底面の大きさ、高さ、および縦断面三角形における頂点から底面までの傾きである。四角錐の底面の大きさと高さが固定されると、誘電体部の形状は、上記傾きでしか変更することができない。
これに対して、誘電体部３０Ｂでは、縦断面曲線状に突出しているので、四角錐の底面の大きさと高さが固定されても、曲線を示す様々な関数（例えば、二次曲線を表す関数）をパラメータとして形状を設計することができる。これにより、誘電体部３０Ｂは、設計の自由度を上げることができるので、整合層としてより適切に機能する構造の設計が可能である。
実施の形態７．
図１１は、この発明の実施の形態７に係るレーダ装置１Ｃの構成を示す断面図である。図１１において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
実施の形態７に係るレーダ装置１Ｃは、誘電体基板３Ｃを備える。誘電体基板３Ｃは、レーダ本体部２に向いた面に複数の誘電体部３０Ｃが周期的に配置されている。複数の誘電体部３０Ｃのそれぞれは、凸形状の先端部と底面の中心点とを結ぶ直線の方向ベクトルが、レーダ本体部２におけるレーダ波の指向方向に向いている。
実施の形態１における誘電体基板３では、レーダ本体部２からのレーダ波が遠方界条件を満たす、すなわち、平面波で入射すると仮定している。
しかしながら、レーダ本体部２と誘電体基板３との間が十分に離れておらず遠方界条件を満たさない場合、レーダ波を平面波とみなすことが困難になる。この場合、レーダ本体部２が、レーダ波である電磁波が方向Ａ１で放射され、レーダ波は進行方向に対して広がった波面Ａ２で複数の誘電体部に入射される。
実施の形態７における誘電体基板３Ｃでは、複数の誘電体部３０Ｃのそれぞれの凸形状の先端部と底面の中心点を結ぶ直線の方向ベクトルが、レーダ本体部２におけるレーダ波の指向方向に向くように設計されている。これにより、図１１に示すように、レーダ波の広がりに合わせて、誘電体基板３Ｃの端部にある誘電体部３０Ｃは、中央部にある誘電体部３０Ｃよりも中央側に傾いた形状になる。このため、レーダ本体部２と誘電体基板３Ｃが遠方界条件を満たさなくても、誘電体基板３Ｃにおけるレーダ波の反射を抑制することができる。
なお、実施の形態１から実施の形態４までに示した誘電体基板を、誘電体基板３Ｃで置き換えてもよい。また、誘電体部３０Ｃを、階段状に突出するように構成してもよく、縦断面曲線状に突出するように構成してもよい。
実施の形態８．
図１２Ａは、この発明の実施の形態８における誘電体基板３Ｄを示す平面図である。図１２Ｂは、図１２Ａの誘電体基板３Ｄが備える凸形状の誘電体部３０Ｄを示す斜視図であり、図１２Ａの破線で囲った部分Ｅにある誘電体部３０Ｄを拡大して示している。
誘電体部３０Ｄは、図１２Ｂに示すように、底面が平行四辺形の四角錐形状を有する。誘電体基板３Ｄの一方の面には、図１２Ａに示すように複数の誘電体部３０Ｄが三角配列で配置されている。
誘電体部が正四角錐であると、複数の誘電体部は、誘電体基板の一面に矩形配列で配置される。これに対して、実施の形態８における誘電体部３０Ｄは、底面が平行四辺形の四角錐形状を有するので、複数の誘電体部３０Ｄを誘電体基板３Ｄの一面に三角配列で配置することができる。このため、誘電体基板３Ｄの一面における誘電体部３０Ｄの密集率が向上して、整合層としての動作帯域幅を広げることが可能である。
実施の形態１から実施の形態４までに示した誘電体基板を、誘電体基板３Ｄで置き換えてもよい。また、誘電体部３０Ｄを、階段状に突出するように構成してもよく、縦断面曲線状に突出するように構成してもよい。さらに、複数の誘電体部３０Ｄのそれぞれの凸形状の先端部と底面の中心点を結ぶ直線の方向ベクトルが、レーダ本体部２におけるレーダ波の指向方向に向くように構成してもよい。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、実施の形態のそれぞれの自由な組み合わせまたは実施の形態のそれぞれの任意の構成要素の変形もしくは実施の形態のそれぞれにおいて任意の構成要素の省略が可能である。
この発明に係るレーダ装置は、誘電体面に入射されるレーダ波の透過特性が改善されるので、例えば、車室内から車外にレーダ波を放射して車外に存在する対象物の距離を測定する距離測定装置に利用可能である。
１，１Ａ〜１Ｃ レーダ装置、２，２Ａ レーダ本体部、３，３Ａ〜３Ｄ 誘電体基板、２０ アンテナ素子、２１ レーダカバー、３０，３０Ａ〜３０Ｄ 誘電体部、３１ 接着層、３２ 反射抑圧層、１００ フロントガラス、１００ａ 第１層、１００ｂ 第２層、１００ｃ 第３層、２００ 誘電体基板、３００ 空隙。

Claims (11)

  1. レーダ波を放射し、対象物で反射されたレーダ波の反射波を受信するレーダ本体部と、
    一方の面に複数の凸形状の誘電体部が周期的に配置されており、他方の面側で誘電体面に取り付けられた状態で、前記レーダ本体部から放射されたレーダ波が複数の前記誘電体部に入射される誘電体基板とを備え、
    前記誘電体部は、階段状に突出していること
    を特徴とするレーダ装置。
  2. 前記誘電体部は、多角錐形状または円錐形状であること
    を特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
  3. 前記誘電体部は、四角錐形状であり、
    四角錐形状の前記誘電体部は、前記レーダ本体部から放射されるレーダ波の中心周波数の波長に対して０．１倍から０．２倍の高さであり、四角錐形状の底面の一辺が前記波長に対して０．１倍から０．２倍の長さであり、
    前記誘電体基板は、前記波長に対して０．５倍から１．０倍の厚さを有し、
    四角錐形状の頂点と底面の中心点とを結ぶ直線の方向ベクトルと前記レーダ本体部から放射されたレーダ波の方向ベクトルとの内積絶対値がｃｏｓ（３０°）以内であること
    を特徴とする請求項２記載のレーダ装置。
  4. レーダ波を放射し、対象物で反射されたレーダ波の反射波を受信するレーダ本体部と、
    一方の面に複数の凸形状の誘電体部が周期的に配置されており、他方の面側で誘電体面に取り付けられた状態で、前記レーダ本体部から放射されたレーダ波が複数の前記誘電体部に入射される誘電体基板とを備え、
    複数の前記誘電体部のそれぞれは、凸形状の先端部と底面の中心点とを結ぶ直線の方向ベクトルが前記レーダ本体部におけるレーダ波の指向方向に向いていること
    を特徴とするレーダ装置。
  5. 前記誘電体部は、多角錐形状または円錐形状であること
    を特徴とする請求項４記載のレーダ装置。
  6. 前記誘電体部は、四角錐形状であり、
    四角錐形状の前記誘電体部は、前記レーダ本体部から放射されるレーダ波の中心周波数の波長に対して０．１倍から０．２倍の高さであり、四角錐形状の底面の一辺が前記波長に対して０．１倍から０．２倍の長さであり、
    前記誘電体基板は、前記波長に対して０．５倍から１．０倍の厚さを有し、
    四角錐形状の頂点と底面の中心点とを結ぶ直線の方向ベクトルと前記レーダ本体部から放射されたレーダ波の方向ベクトルとの内積絶対値がｃｏｓ（３０°）以内であること
    を特徴とする請求項５記載のレーダ装置。
  7. 前記誘電体基板は、前記誘電体面に取り付けられた状態で、前記誘電体面との間に空隙があること
    を特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項記載のレーダ装置。
  8. 前記誘電体基板の誘電率と前記誘電体面の誘電率との間の値となる誘電率を有した誘電体層を備え、
    前記誘電体基板は、前記誘電体層を介して前記誘電体面に取り付けられること
    を特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項記載のレーダ装置。
  9. 前記誘電体基板は、前記レーダ本体部が備えるアンテナの開口面を覆うレーダカバーであること
    を特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項記載のレーダ装置。
  10. 前記誘電体部は、縦断面曲線状に突出していること
    を特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項記載のレーダ装置。
  11. 前記誘電体部は、底面が平行四辺形の四角錐形状を有しており、
    複数の前記誘電体部は、前記誘電体基板の面に三角配列で配置されること
    を特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項記載のレーダ装置。
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