JP6844525B2 - アンテナ装置 - Google Patents
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Description
即ち、従来技術では、例えば、狭角度で精度良く物体方位を検出するための受信アンテナ間隔と、広角度で物体を検出するための受信アンテナ間隔とをいずれも実現する必要がある場合に、受信アンテナの配置間隔が2種類のアンテナ装置を個々に用意する必要があり装置が大型化するという課題があった。
[1.第1実施形態]
[1−1.構成]
図1に示す第1実施形態のレーダ装置1は、車両に搭載して使用され、車両の周囲に存在する様々な物体を検出するために使用される。レーダ装置1は、複数のアンテナを用いて同時に電波を送受信するMIMOレーダである。MIMOは、Multi Input Multi Outputの略語である。
[1−1−1.アンテナ装置]
アンテナ装置2は、図2に示すように、3つの送信アンテナ21〜23と4つの受信アンテナ24〜27とを有する。送信アンテナの数及び受信アンテナの数は、これに限定されるものではなく、いずれも2つ以上であればよい。各アンテナ21〜27は、例えば、誘電体基板上に形成される銅箔パターンによって実現される。
2つの受信アンテナ26,27は、x軸方向の開口幅が基準間隔Dより狭い第1幅W1に設定される。受信アンテナ27は、受信アンテナ26を、x軸方向に基準間隔Dだけシフトさせ、且つy軸方向に予め設定された縦間隔Vだけシフトさせた位置に配置される。
送信アンテナ21〜23は、受信アンテナ24〜27のいずれとも重なることがないように、受信アンテナ24〜27よりy軸方向にシフトした位置に配置される。また、送信アンテナ21〜23は、x軸方向における各送信アンテナ21〜23の位相中心の位置が、いずれも、受信アンテナ25の位相中心と受信アンテナ26の位相中心との間に位置するように配置される。つまり、受信アンテナ25の位相中心と受信アンテナ26の位相中心との間隔は、2Dより大きく設定されている。
ここで、図4及び図5を用いて、M個の送信アンテナとN個の受信アンテナによって形成されるM×N個の仮想アレーについて説明する。ここでは、図4に示すように、M=2,N=2であり、二つの送信アンテナTX1,TX2は第1間隔dTで配置され、二つの受信アンテナRX1,RX2は第2間隔dRで配置されている場合について説明する。
チャネルCH1,CH2の組、チャネルCH3,CH4の組、チャネルCH5,CH6の組により、それぞれ形成される合成アンテナを、チャネルCH1−2,CH3−4,CH5−6とする。図8に示すように、チャネルCH1−2,CH3−4,CH5−6、CH7〜CH9は、x軸方向に間隔Dで配置された6素子の等間隔アレー(以下、LRRアレー)を形成する。
送受信部3は、送信アンテナ21〜23のそれぞれに送信信号を供給する。送受信部3は、各送信信号を、ドップラ分割多重(以下、DDMA)方式にて変調する。DDMA方式は、複数の送信アンテナから同時に送信された複数の信号が重畳された受信信号から、個々の信号の識別を可能とするための変調方式である。DDMA方式は、MIMOレーダにおいて、公知の技術であるためここでの詳細な説明は省略する。
処理部4は、CPU41と、例えば、RAM又はROM等の半導体メモリ(以下、メモリ42)と、を有するマイクロコンピュータを備える。処理部4が有する各機能は、CPU41が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ42が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、処理部4は、1つのマイクロコンピュータを備えてもよいし、複数のマイクロコンピュータを備えてもよい。
次に、処理部4が実行する物標検出処理について、図10のフローチャートを用いて説明する。本処理は処理部4が起動すると、周期的に実行される。
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1a)アンテナ装置2では、従来装置とは反対に、受信アンテナ24〜27の間に送信アンテナ21〜23が位置し、しかも、送信アンテナ21〜23から見て配列方向の一方の側には、基準間隔Dより狭い間隔dで配置された複数の受信アンテナ24,25を配置している。これにより、送信アンテナ21〜23と受信アンテナ24,25とに基づいて形成される仮想アレー(即ち、MRRアレー)と、送信アンテナ21〜23と受信アンテナ26,27とに基づいて形成される仮想アレー(即ち、LRRアレー)とは、受信アンテナの配置間隔が異なったものとなる。このように、アンテナ装置2によれば、グレーティングローブの異なる2つの仮想アレーを、従来装置と同程度の簡易な構成で実現することができる。
[2.第2実施形態]
[2−1.第1実施形態との相違点]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施形態のアンテナ装置2aは、図11に示すように、送信アンテナ21a〜23aと、受信アンテナ24a〜26aとを備える。
受信アンテナ24a〜27aは、受信アンテナ24aの位置を基準として、以下のように配置される。受信アンテナ25aは、受信アンテナ24aをx軸方向に基準間隔Dの0.5倍の距離だけシフトさせた位置に配置される。受信アンテナ27aは、受信アンテナ25aをx軸方向に基準間隔Dの2.5倍の距離だけシフトさせた位置に配置される。 受信アンテナ27aは、受信アンテナ26aを、x軸方向に基準間隔Dだけシフトさせ、且つy軸方向に縦間隔Vだけシフトさせた位置に配置される。
また、送信アンテナ21a〜23aは、x軸方向における各送信アンテナ21a〜23aの位相中心の位置が、いずれも、受信アンテナ25aの位相中心と受信アンテナ26aの位相中心との間に位置するように配置される。
アンテナ装置2aでは、図12に示すように、3つの送信アンテナ21a〜23aと、4つの受信アンテナ24a〜27aとの組み合わせにより、12個の仮想的な受信アンテナを有する仮想アレーが得られる。具体的には、図12中の実線で示す4つの受信アンテナ24a〜27aを、それぞれ距離D及び距離2Dだけx軸方向にシフトさせた位置に、図6中の破線で示す仮想的な受信アンテナが形成される。
図14に示すように、CH1,CH3,CH5,CH7,CH8,及びCH9は、x軸方向に間隔Dで配置された6素子の等間隔アレー(以下、LRRアレー)を形成する。
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1a)(1c)〜(1e)を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
Claims (6)
- 予め設定された基準間隔で予め設定された配列方向に沿って配列された複数の送信アンテナ(21〜23,21a〜23a)と、
前記配列方向における開口幅が、前記基準間隔より狭い第1幅に設定された第1受信アンテナ(26,26a)と、
前記配列方向における開口幅が前記第1幅以下となる第2幅を有し、前記基準間隔より狭い間隔で前記配列方向に沿って配列された複数の第2受信アンテナ(24,25,24a,25a)と、
を備え、
前記第1受信アンテナの位相中心と前記複数の第2受信アンテナのうち前記第1受信アンテナの最も近くに位置する前記第2受信アンテナの位相中心との前記配列方向における間隔が、前記基準間隔に前記送信アンテナの数から1引いた数を乗じた長さ以上に設定された
アンテナ装置。 - 請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記複数の第2受信アンテナは、該複数の第2受信アンテナに対する外接図形の面積が、前記第1受信アンテナの面積と等しくなるように配置された、
アンテナ装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のアンテナ装置であって、
前記複数の送信アンテナは、各送信アンテナの位相中心がいずれも、前記配列方向に対して、前記第1受信アンテナの中心位置と、前記複数の第2受信アンテナのうち前記第1受信アンテナに最も近くに位置する前記第2受信アンテナの中心位置との間に位置するように配置された
アンテナ装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のアンテナ装置であって、
前記第1受信アンテナと同一形状の付加受信アンテナ(27,27a)を更に備え、
前記付加受信アンテナは、前記第1受信アンテナを、前記配列方向とは直行する方向にシフトさせた位置に配置された
アンテナ装置。 - 請求項4に記載のアンテナ装置であって、
前記付加受信アンテナは、前記第1受信アンテナを前記配列方向に前記基準間隔以上シフトさせた位置に配置された
アンテナ装置。 - 請求項5に記載のアンテナ装置であって、
前記付加受信アンテナの前記配列方向とは直行する方向へのシフト量は、前記第1受信アンテナの前記配列方向とは直行する方向の開口幅より短く設定された
アンテナ装置。
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