JP6844525B2 - アンテナ装置 - Google Patents

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Description

本開示は、受信アンテナ間隔の異なる複数種類のアレイアンテナを実現するアンテナ装置に関する。
下記特許文献1には、二つの送信アンテナを離れた位置に配置し、これら送信アンテナの間に複数の受信アンテナを配置することで、少ない面積で、受信アンテナの数の2倍のチャネルを確保する技術が開示されている。なお、チャネルとは、いずれかの送信アンテナから検出対象の物体に反射していずれかの受信アンテナに至る経路をいう。
特表2011−526371号公報
しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、特許文献1に記載の従来技術には、以下の課題があることが見出された。
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。
本開示の1つの局面は、簡易な構成で受信アンテナ間隔の異なる複数種類のアレイアンテナを実現するアンテナ装置を提供することにある。
本開示の一態様によるアンテナ装置は、複数の送信アンテナ(21〜23,21a〜23a)と、第1受信アンテナ(26,26a)と、複数の第2受信アンテナ(24,25,24a,25a)とを備える。
複数の送信アンテナは、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る。第1受信アンテナは、配列方向における開口幅が、基準間隔より狭い第1幅に設定される。複数の第2受信アンテナは、配列方向における開口幅が第1幅以下となる第2幅を有し、基準間隔より狭い間隔で配列方向に沿って配列される。そして、第1受信アンテナの中心位置と複数の第2受信アンテナのうち第1受信アンテナの最も近くに位置する第2受信アンテナの位相中心との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る。
このような構成によれば、複数の送信アンテナと第1受信アンテナとにより形成される仮想的な受信アンテナによる仮想アレーと、複数の送信アンテナと複数の第2受信アンテナとにより形成される仮想的な受信アンテナによる仮想アレーとによって、異なる指向性を実現することができる。なお、前者の仮想アレーは、アンテナの配置間隔が相対的に狭く、後者の仮想アレーは、アンテナの配置間隔が相対的に広くなる。つまり、グレーティングローブが異なる2種類の仮想アレーを、従来技術と同程度の大きさで実現することができる。
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
アンテナ装置が適用されたレーダ装置の構成を示すブロック図である。 第1実施形態のアンテナ装置における各アンテナの配置を示す説明図である。 送信アンテナ及び受信アンテナの具体例を示すパターン図である。 送信アンテナ及び受信アンテナと物標との関係を示す説明図である。 仮想アレーにおける仮想的な受信アンテナの配置を示す説明図である。 アンテナ装置により実現される仮想アレーの配置を示す説明図である。 中距離モードで使用する仮想アレーであるMRRアレーを示す説明図である。 遠距離モードで使用する仮想アレーであるLRRアレーを示す説明図である。 垂直測角モードで使用する仮想アレーである垂直アレーを示す説明図である。 処理部が実行する物標検出処理のフローチャートである。 第2実施形態のアンテナ装置における各アンテナの配置を示す説明図である。 アンテナ装置により実現される仮想アレーの配置を示す説明図である。 中距離モードで使用する仮想アレーであるMRRアレーを示す説明図である。 遠距離モードで使用する仮想アレーであるLRRアレーを示す説明図である。 垂直測角モードで使用する仮想アレーである垂直アレーを示す説明図である。
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
[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。
レーダ装置1は、本実施形態のアンテナ装置2を備える。レーダ装置1は、更に、送受信部3と、処理部4と、を備えていてもよい。
[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。
図2に示すように、3つの送信アンテナ21〜23は、予め設定された基準間隔Dで、予め設定された配列方向に沿って一列に配置される。以下、この配列方向をx軸方向、配列方向に直行する方向をy軸方向という。各送信アンテナ21〜23は、いずれも同一形状かつ同一サイズを有する。
4つの受信アンテナ24〜27は、y軸方向の開口幅が同一サイズを有する。
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。
他の2つの受信アンテナ24,25は、x軸方向の開口幅が第1幅W1より狭い第2幅W2に設定される。受信アンテナ25は、受信アンテナ24を、x軸方向に予め設定された間隔dだけシフトさせた位置に配置される。そして、第2幅W2及び間隔dは、2つの受信アンテナ24,25の外接図形が受信アンテナ26,27と同一形状かつ同一サイズとなるように設定される。つまり、2つの受信アンテナ24,25による合成アンテナ(以下、合成アンテナ24−25)のx軸方向及びy軸方向の開口幅が、他の2つの受信アンテナ26,27と同一サイズとなる。
受信アンテナ26は、合成アンテナ24−25を、基準間隔Dに送信アンテナの数を乗じた間隔3Dだけx軸方向に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。
なお、位相中心とは、電波の放射又は入射において、仮想的に電波の集中点とみなされる点である。アンテナが、長方形や円形等、上下左右が対称な形状を有している場合、位相中心は、アンテナの重心位置とほぼ一致する。
ここで、個々の送信アンテナ21〜23及び受信アンテナ24〜27の具体例を、図3を用いて説明する。x軸方向の開口幅が第2幅W2に設定される送信アンテナ21〜23及び受信アンテナ24,25は、y軸方向に沿って1列に配置された複数のパッチアンテナPと、各パッチアンテナに同相給電するように配線された給電線Lとを備える。また、x軸方向の開口幅が第1幅W1に設定された受信アンテナ26,27は、上記パッチアンテナPを2列に並べて、給電線Lを共通に接続した構造を有する。
[1−1−2.仮想アレー]
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dで配置され、二つの受信アンテナRX1,RX2は第2間隔dで配置されている場合について説明する。
検出対象となる物体が、送信アンテナTX1,TX2および受信アンテナRX1,RX2の正面方向に対してθだけ傾いた方向に存在すると仮定する。また、物体での反射係数をR、TX1から物体に至る経路での信号の位相変化をαで表し、物体からRX1に至る経路での信号の位相変化をαで表す。なお、α及びαは複素数で表現される。
この場合、TX1から送信されRX1で受信される信号は(1)式で表される。TX1から送信されRX2で受信される信号は(2)式で表される。TX2から送信されRX1で受信される信号は(3)式で表される。TX2から送信されRX2で受信される信号は(4)式で表される。
Figure 0006844525
これらの式は、図5に示すように、一つの送信アンテナから送信された信号を、それぞれの配置間隔がd、d、d+dとなるように並べた4つの受信アンテナにより受信した場合と等価である。このように並んだ仮想的な受信アンテナを仮想アレーという。
つまり、アンテナ装置2では、図6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6中の実線で示す4つの受信アンテナ24〜27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。
以下、受信アンテナ24,25をチャネルCH1,CH2とし、受信アンテナ24、25を距離Dだけシフトさせた位置にある仮想的な受信アンテナをチャネルCH3,CH4、更に、距離Dだけシフトさせた位置にある仮想的な受信アンテナをチャネルCH5,CH6という。また、受信アンテナ26をチャネルCH7、受信アンテナ26を距離Dだけシフトさせた位置にある仮想的な受信アンテナをチャネルCH8、更に距離Dだけシフトさせた位置にある仮想的な受信アンテナをチャネルCH9という。また、受信アンテナ27をチャネルCH10、受信アンテナ27を距離Dだけシフトさせた位置にある仮想的な受信アンテナをチャネルCH11、更に距離Dだけシフトさせた位置にある仮想的な受信アンテナをチャネルCH12という。なお、受信アンテナ26が第1受信アンテナ、受信アンテナ24,25が第2受信アンテナ、受信アンテナ27が付加受信アンテナに相当する。
図7に示すように、チャネルCH1〜CH6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、MRRアレー)を形成する。
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。
図9に示すように、チャネルCH8,CH10の組、およびチャネルCH9,CH11の組は、それぞれ、y軸方向に間隔Vで配置された2素子のアレー(以下、垂直アレー)を形成する。
[1−2.送受信部]
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。
送受信部3は、上述の送信信号のうち基準となる送信信号をローカル信号として、各受信アンテナ24〜27から供給される受信信号のそれぞれにローカル信号を混合することで、受信アンテナ24〜27毎のビート信号を生成して処理部4に供給する。
[1−3.処理部]
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。
処理部4は、物標検出処理を少なくとも実行する。処理部4が有する各機能を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の機能は、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は、デジタル回路、又はアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現されてもよい。
[1−4.処理]
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。
処理部4は、まず、S110では、送受信部3を動作させることでレーダ測定を実行し、受信アンテナ24〜27のそれぞれから供給されるビート信号のサンプリングデータを取得する。
処理部4は、S120では、S110で取得したサンプリングデータに基づき、仮想アレーによる12チャネル分の信号を抽出する。具体的には、受信アンテナ24〜27毎にFFT処理等を実行することによって、受信信号に含まれるドップラ周波数の成分を表すドップラスペクトラムを算出する。つまり、DDMA変調された送信信号は、送信アンテナ毎に位相回転量が異なっているため、ドップラスペクトラム上では、各送信アンテナからの送信信号が、それぞれが異なったドップラ周波数を有した信号成分として抽出される。これにより、受信アンテナ24の受信信号からは、チャネルCH1,CH3,CH5の信号が抽出される。受信アンテナ25の受信信号からは、チャネルCH2,CH4,CH6の信号が抽出される。受信アンテナ26の受信信号からは、チャネルCH7〜CH9の信号が抽出される。受信アンテナ27の受信信号からは、チャネルCH10〜CH12の信号が抽出される。
処理部4は、S130では、中距離レーダ(以下、MRR)モード処理を実行する。MRRモード処理では、図7に示したMRRアレーに属するチャネルCH1〜CH6の信号を用い、例えば、デジタルビームフォーミング(以下、DBF)等の手法を用いて、中距離かつ広角な探査範囲に存在する物標の検出を行う。
処理部4は、S140では、長距離レーダ(以下、LRR)モード処理を実行する。LRRモード処理では、図8に示したLRRアレーに属する合成チャネルCH1−2,CH3−4,CH5−6及びチャネルCH7〜CH9の信号を用い、例えば、MUSIC等の手法を用いて、遠距離で狭角な探査範囲に存在する物標の検出を行う。なお、LRRモード処理では、MRRモード処理での結果を利用して、グレーティングにより不確定となる物標方位を確定させる処理等を実行してもよい。
処理部4は、S150では、垂直測角モード処理を実行する。垂直測角モード処理では、図9に示した垂直アレーに属するチャネルCH8とCH10の組、又はチャネルCH9とCH11の組のうち、少なくとも一方から得られる信号を用いる。そして、例えば、DBF又はモノパルス等の手法を用いて、S130及びS140で検出された物標について、垂直方向の角度、ひいては高さ方向の位置を算出する。
処理部4は、S160では、S130〜S150での検出結果から探査範囲内に存在する物標に関する情報である物標情報を生成し、これら物標情報を利用した様々な処理を実行する後段の装置に出力して、本処理を終了する。
[1−5.効果]
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。
(1b)アンテナ装置2では、受信アンテナ24,25の外接図形が受信アンテナ26と同一形状かつ同一サイズとなるように設定されているため、受信アンテナ24,25を合成した合成アンテナと送信アンテナ21〜23とに基づいて形成される仮想アレー(即ち、チャネルCH1−2,CH3−4,CH5−6)を、受信アンテナ26と送信アンテナ21〜23とに基づいて形成される仮想アレー(即ち、チャネルCH7〜CH9)の一部として利用することができる。
(1c)アンテナ装置2では、使用波長をλとして、受信アンテナ24,25の位相中心間の間隔を0.5λより小さく設定することで、MRRアレーを用いた場合、角度曖昧性が生じない測角処理を実現できる。
(1d)アンテナ装置2では、LRRアレーを用いた場合、方位精度や角度分解能が高い測角処理を実現できるだけでなく、各チャネルの開口がMRRアレーの場合より広いため、アンテナ利得を高めることができ、より遠距離の物体を検出できる。なお、LRRアレーでは、受信アンテナ間隔が広がるためグレーティングローブによる角度曖昧性が生じるが、MRRモードとの併用により角度曖昧性を解決してもよい。
(1e)アンテナ装置2では、受信アンテナ26をy軸方向にシフトさせた位置に受信アンテナ27を設けている。このため、垂直アレーを実現することができ、この垂直アレーを用いることで、x軸方向の角度だけでなく、y軸方向の角度についても検出することができる。
[2.第2実施形態]
[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。
前述した第1実施形態では、受信アンテナ24,25と、受信アンテナ26,27とでx軸方向の開口幅が異なっている。これに対し、第2実施形態では、受信アンテナの開口幅を全て同じにしている点、及び受信アンテナの配置間隔を変更している点で、第1実施形態と相違する。
[2−2.アンテナ装置]
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。
送信アンテナ21a〜23aは、第1実施形態の送信アンテナ21〜23と同様の形状を有し、同様に配置される。但し、x軸方向の開口幅は、基準間隔Dの0.5倍より短い幅に設定される。
受信アンテナ24a〜27aは、送信アンテナ21a〜23aと同様の形状を有する。
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。
送信アンテナ21a〜23aは、受信アンテナ24a〜27aのいずれとも重なることがないように、受信アンテナ24a〜27a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。
[2−3.仮想アレー]
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。
以下、受信アンテナ24a,25aをチャネルCH1,CH2とし、受信アンテナ24a、25aを距離Dだけシフトさせた位置にある仮想的な受信アンテナをチャネルCH3,CH4、更に、距離Dだけシフトさせた位置にある仮想的な受信アンテナをチャネルCH5,CH6という。また、受信アンテナ26aをチャネルCH7、受信アンテナ26aを距離Dだけシフトさせた位置にある仮想的な受信アンテナをチャネルCH8、更に距離Dだけシフトさせた位置にある仮想的な受信アンテナをチャネルCH9という。また、受信アンテナ27aをチャネルCH10、受信アンテナ27aを距離Dだけシフトさせた位置にある仮想的な受信アンテナをチャネルCH11、更に距離Dだけシフトさせた位置にある仮想的な受信アンテナをチャネルCH12という。なお、受信アンテナ26aが第1受信アンテナ、受信アンテナ24a,25aが第2受信アンテナ、受信アンテナ27aが付加受信アンテナに相当する。
図13に示すように、チャネルCH1〜CH7は、x軸方向に間隔D/2で配置された7素子の等間隔アレー(以下、MRRアレー)を形成する。
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。
図15に示すように、チャネルCH8,CH10の組、およびチャネルCH9,CH11の組は、それぞれ、y軸方向に間隔Vで配置された2素子のアレー(以下、垂直アレー)を形成する。
[2−4.効果]
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。
(2a)アンテナ装置2aによれば、送信アンテナ21a〜23a及び受信アンテナ24a〜27aの数が、第1実施形態のアンテナ装置2と同じであるにも関わらず、MRRアレーの素子数を1つ増加させることができ、開口の大きいMRRアレーを実現することができる。
[3.他の実施形態]
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。
(3a)上記実施形態では、第2受信アンテナである2つの受信アンテナ24,25の外接形状と、第1受信アンテナである受信アンテナ26の形状とを一致させているが、これに限定されるものではない。例えば、3つ以上の第2受信アンテナの外接形状と第1受信アンテナの形状とを一致させてもよい。
(3b)上記実施形態では、受信アンテナ26の位相中心と複数の受信アンテナ24,25を合成した合成アンテナの位相中心との間隔が、基準間隔Dの整数倍に設定されているが、必ずしも整数倍にする必要はない。
(3c)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
(3d)上述したアンテナ装置の他、当該アンテナ装置を構成要素とするシステム、アンテナの配置方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
1…レーダ装置、2、2a…アンテナ装置、3…送受信部、4…処理部、21〜23,21a〜23a…送信アンテナ、24〜27,24a〜27a…受信アンテナ、41…CPU、42…メモリ。

Claims (6)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200108540A (ko) * 2019-03-11 2020-09-21 주식회사 만도 레이더 장치, 레이더 장치용 안테나 장치 및 레이더 장치의 제어 방법
JP7390658B2 (ja) 2020-03-18 2023-12-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 レーダ装置
JP7390657B2 (ja) 2020-03-18 2023-12-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 レーダ装置
JP2021148620A (ja) * 2020-03-19 2021-09-27 株式会社東芝 アンテナ装置
JP7516233B2 (ja) 2020-12-10 2024-07-16 パナソニックオートモーティブシステムズ株式会社 レーダ装置、レーダ信号処理回路、及び、レーダ信号処理方法
KR102288673B1 (ko) * 2020-12-28 2021-08-12 주식회사 비트센싱 수평 간격 및 수직 간격으로 배치되는 복수의 안테나를 포함하는 레이더 장치
KR102288675B1 (ko) * 2020-12-28 2021-08-12 주식회사 비트센싱 수평 간격 및 수직 간격으로 배치되는 복수의 안테나를 포함하는 레이더 장치

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2691015B1 (fr) * 1992-05-05 1994-10-07 Aerospatiale Antenne-réseau de type micro-ruban à faible épaisseur mais à large bande passante.
SE9700401D0 (sv) * 1997-02-05 1997-02-05 Allgon Ab Antenna operating with isolated channels
JP3988653B2 (ja) * 2003-02-10 2007-10-10 株式会社デンソー アンテナの配列方法、及びレーダ装置
JP2005156337A (ja) * 2003-11-26 2005-06-16 Hitachi Ltd 車載用レーダ装置
JP4545174B2 (ja) * 2007-06-11 2010-09-15 三菱電機株式会社 レーダ装置
DE102008038365A1 (de) 2008-07-02 2010-01-07 Adc Automotive Distance Control Systems Gmbh Fahrzeug-Radarsystem und Verfahren zur Bestimmung einer Position zumindest eines Objekts relativ zu einem Fahrzeug
EP2423704B1 (en) * 2009-04-23 2020-07-15 Mitsubishi Electric Corporation Radar apparatus and antenna device
JP5585092B2 (ja) * 2009-10-22 2014-09-10 ソニー株式会社 無線伝送システム、無線通信装置
CN102741703B (zh) * 2010-01-28 2014-07-09 丰田自动车株式会社 障碍物检测装置
DE102011113015A1 (de) * 2011-09-09 2013-03-14 Astyx Gmbh Abbildender Radarsensor mit synthetischer Vergrößerung der Antennenaperatur und zweidimensionaler Strahlschwenkung
DE102013102424A1 (de) * 2013-03-11 2014-09-11 Stefan Trummer Polarimetrisches Radar zur Objektklassifikation sowie geeignetes Verfahren und Verwendung hierfür
KR20140144826A (ko) * 2013-06-12 2014-12-22 주식회사 만도 레이더 장치 및 안테나 장치
KR20150017976A (ko) * 2013-08-08 2015-02-23 주식회사 만도 차량용 레이더 및 그 운용 방법
US9541639B2 (en) * 2014-03-05 2017-01-10 Delphi Technologies, Inc. MIMO antenna with elevation detection
DE102014219113A1 (de) * 2014-09-23 2016-03-24 Robert Bosch Gmbh MIMO-Radarvorrichtung zum entkoppelten Bestimmen eines Elevationswinkels und eines Azimutwinkels eines Objekts und Verfahren zum Betreiben einer MIMO-Radarvorrichtung
US9912074B2 (en) * 2014-12-12 2018-03-06 The Boeing Company Congruent non-uniform antenna arrays
JP6396244B2 (ja) * 2015-03-25 2018-09-26 パナソニック株式会社 レーダ装置
JP6755121B2 (ja) * 2015-09-17 2020-09-16 パナソニック株式会社 レーダ装置
FR3058227B1 (fr) * 2016-10-27 2018-11-02 Thales Radar fmcw multifaisceaux, notamment pour automobile

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