JP6909302B2 - レーダ装置、アンテナ装置 - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様によるレーダ装置は、電磁波を送信する送信アンテナと、前記電磁波を反射する物体から反射波を受信する受信アンテナと、制御部と、を備え、前記受信アンテナは、長距離用の受信アンテナ素子群と、中距離用の受信アンテナ素子群と、を有し、前記長距離用の受信アンテナ素子群は、第一方向に沿って配置された複数の第一受信アンテナ素子からなる第一受信アンテナ素子群と、前記第一方向に対して垂直な第二方向に沿って配置された複数の第二受信アンテナ素子からなる第二受信アンテナ素子群と、前記第一受信アンテナ素子群に属する少なくとも二つの第一受信アンテナ素子から前記第一方向に対して斜めに配置されると共に、前記第二受信アンテナ素子群に属する少なくとも二つの第二受信アンテナ素子から前記第二方向に対して斜めに配置された第三受信アンテナ素子と、を含み、前記少なくとも二つの第一受信アンテナ素子の前記第一方向における中心間隔と、前記少なくとも二つの第一受信アンテナ素子の各々と前記第三受信アンテナ素子との前記第一方向における中心間隔とは、互いに異なっており、前記少なくとも二つの第二受信アンテナ素子の前記第二方向における中心間隔と、前記少なくとも二つの第二受信アンテナ素子の各々と前記第三受信アンテナ素子との前記第二方向における中心間隔とは、互いに異なっており、前記中距離用の受信アンテナ素子群は、前記第一方向に沿って配置された複数の第四受信アンテナ素子からなり、前記複数の第四受信アンテナ素子の各々は前記第一方向の長さが前記第一受信アンテナ素子よりも短い第四受信アンテナ素子群と、前記第四受信アンテナ素子群に属する少なくとも二つの第四受信アンテナ素子から前記第一方向に対して斜めに配置され、前記第一方向の長さが前記第四受信アンテナ素子と同一である第五受信アンテナ素子と、を含み、前記少なくとも二つの第四受信アンテナ素子の前記第一方向における中心間隔と、前記少なくとも二つの第四受信アンテナ素子の各々と前記第五受信アンテナ素子との前記第一方向における中心間隔とは、互いに異なっており、前記送信アンテナは、前記第一方向と前記第二方向にそれぞれ所定の長さを有する第一送信アンテナ素子と、前記第一方向の長さが前記第一送信アンテナ素子よりも短い第二送信アンテナ素子と、を含み、前記制御部は、前記少なくとも二つの第一受信アンテナ素子による受信信号と、前記第三受信アンテナ素子による受信信号とを用いるとともに、前記少なくとも二つの第四受信アンテナ素子による受信信号と、前記第五受信アンテナ素子による受信信号とを用いて、前記物体の前記第一方向における角度を算出する信号処理を行い、前記少なくとも二つの第二受信アンテナ素子による受信信号と、前記第三受信アンテナ素子による受信信号とを用いて、前記物体の前記第二方向における角度を算出する信号処理を行う。
本発明の第3の態様によるアンテナ装置は、レーダ装置において用いられるものであって、第一方向に沿って配置された複数の第一アンテナ素子からなる第一アンテナ素子群と、前記第一方向に対して垂直な第二方向に沿って配置された複数の第二アンテナ素子からなる第二アンテナ素子群と、前記第一アンテナ素子群に属する少なくとも二つの第一アンテナ素子から前記第一方向に対して斜めに配置されると共に、前記第二アンテナ素子群に属する少なくとも二つの第二アンテナ素子から前記第二方向に対して斜めに配置された第三アンテナ素子と、前記第一方向に沿って配置された複数の第四アンテナ素子からなり、前記複数の第四アンテナ素子の各々は前記第一方向の長さが前記第一アンテナ素子よりも短い第四アンテナ素子群と、前記第四アンテナ素子群に属する少なくとも二つの第四アンテナ素子から前記第一方向に対して斜めに配置され、前記第一方向の長さが前記第四アンテナ素子と同一である第五アンテナ素子と、を有し、前記少なくとも二つの第一アンテナ素子の前記第一方向における中心間隔と、前記少なくとも二つの第一アンテナ素子の各々と前記第三アンテナ素子との前記第一方向における中心間隔とは、互いに異なっており、前記少なくとも二つの第二アンテナ素子の前記第二方向における中心間隔と、前記少なくとも二つの第二アンテナ素子の各々と前記第三アンテナ素子との前記第二方向における中心間隔とは、互いに異なっており、前記少なくとも二つの第四アンテナ素子の前記第一方向における中心間隔と、前記少なくとも二つの第四アンテナ素子の各々と前記第五アンテナ素子との前記第一方向における中心間隔とは、互いに異なっており、前記第四アンテナ素子群および前記第五アンテナ素子は、前記第一方向における前記第一アンテナ素子群の両端をそれぞれ延長した直線と、前記第二方向における前記第二アンテナ素子群の両端をそれぞれ延長した直線とに囲まれる長方形の領域内に配置されている。
図1は、本発明の一実施形態に係るレーダ装置100の構成を示す図である。レーダ装置100は、自動車等の車両に搭載されて車両周囲の物体を検知するために使用されるものであり、送信アンテナ101、受信アンテナ102、送信部103、受信部104、発振器105、制御部106、および通信I/F部107を備える。レーダ装置100は、車両内に設けられた車両制御装置109に接続されている。
次に本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、第1の実施形態での説明とは異なる受信アンテナ構成で信号処理を行う例について説明する。なお、本実施形態におけるレーダ装置100の構成、制御部106の機能構成、図7で説明した制御部106の全体処理フローなどは、第1の実施形態と同様であるため、以下ではこれらの説明を省略し、受信アンテナ構成および信号処理の違いのみを説明する。
次に本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態では、第2の実施形態で説明した受信アンテナ構成を拡張して、水平方向の角度折り返し対策だけでなく、高い角度分解能を実現する例について説明する。なお、本実施形態におけるレーダ装置100の構成、制御部106の機能構成、図7で説明した制御部106の全体処理フローなどは、第1および第2の実施形態と同様であるため、以下ではこれらの説明を省略し、アンテナ構成の違いのみを説明する。
Claims (10)
- 電磁波を送信する送信アンテナと、
前記電磁波を反射する物体から反射波を受信する受信アンテナと、
制御部と、を備え、
前記受信アンテナは、長距離用の受信アンテナ素子群と、中距離用の受信アンテナ素子群と、を有し、
前記長距離用の受信アンテナ素子群は、
第一方向に沿って配置された複数の第一受信アンテナ素子からなる第一受信アンテナ素子群と、
前記第一方向に対して垂直な第二方向に沿って配置された複数の第二受信アンテナ素子からなる第二受信アンテナ素子群と、
前記第一受信アンテナ素子群に属する少なくとも二つの第一受信アンテナ素子から前記第一方向に対して斜めに配置されると共に、前記第二受信アンテナ素子群に属する少なくとも二つの第二受信アンテナ素子から前記第二方向に対して斜めに配置された第三受信アンテナ素子と、を含み、
前記少なくとも二つの第一受信アンテナ素子の前記第一方向における中心間隔と、前記少なくとも二つの第一受信アンテナ素子の各々と前記第三受信アンテナ素子との前記第一方向における中心間隔とは、互いに異なっており、
前記少なくとも二つの第二受信アンテナ素子の前記第二方向における中心間隔と、前記少なくとも二つの第二受信アンテナ素子の各々と前記第三受信アンテナ素子との前記第二方向における中心間隔とは、互いに異なっており、
前記中距離用の受信アンテナ素子群は、
前記第一方向に沿って配置された複数の第四受信アンテナ素子からなり、前記複数の第四受信アンテナ素子の各々は前記第一方向の長さが前記第一受信アンテナ素子よりも短い第四受信アンテナ素子群と、
前記第四受信アンテナ素子群に属する少なくとも二つの第四受信アンテナ素子から前記第一方向に対して斜めに配置され、前記第一方向の長さが前記第四受信アンテナ素子と同一である第五受信アンテナ素子と、を含み、
前記少なくとも二つの第四受信アンテナ素子の前記第一方向における中心間隔と、前記少なくとも二つの第四受信アンテナ素子の各々と前記第五受信アンテナ素子との前記第一方向における中心間隔とは、互いに異なっており、
前記第四受信アンテナ素子群および前記第五受信アンテナ素子は、前記第一方向における前記第一受信アンテナ素子群の両端をそれぞれ延長した直線と、前記第二方向における前記第二受信アンテナ素子群の両端をそれぞれ延長した直線とに囲まれる長方形の領域内に配置されており、
前記制御部は、
前記少なくとも二つの第一受信アンテナ素子による受信信号と、前記第三受信アンテナ素子による受信信号とを用いるとともに、前記少なくとも二つの第四受信アンテナ素子による受信信号と、前記第五受信アンテナ素子による受信信号とを用いて、前記物体の前記第一方向における角度を算出する信号処理を行い、
前記少なくとも二つの第二受信アンテナ素子による受信信号と、前記第三受信アンテナ素子による受信信号とを用いて、前記物体の前記第二方向における角度を算出する信号処理を行う、レーダ装置。 - 請求項1に記載のレーダ装置において、
前記送信アンテナは、
前記第一方向と前記第二方向にそれぞれ所定の長さを有する第一送信アンテナ素子と、
前記第一方向の長さが前記第一送信アンテナ素子よりも短い第二送信アンテナ素子と、を含むレーダ装置。 - 電磁波を送信する送信アンテナと、
前記電磁波を反射する物体から反射波を受信する受信アンテナと、
制御部と、を備え、
前記受信アンテナは、長距離用の受信アンテナ素子群と、中距離用の受信アンテナ素子群と、を有し、
前記長距離用の受信アンテナ素子群は、
第一方向に沿って配置された複数の第一受信アンテナ素子からなる第一受信アンテナ素子群と、
前記第一方向に対して垂直な第二方向に沿って配置された複数の第二受信アンテナ素子からなる第二受信アンテナ素子群と、
前記第一受信アンテナ素子群に属する少なくとも二つの第一受信アンテナ素子から前記第一方向に対して斜めに配置されると共に、前記第二受信アンテナ素子群に属する少なくとも二つの第二受信アンテナ素子から前記第二方向に対して斜めに配置された第三受信アンテナ素子と、を含み、
前記少なくとも二つの第一受信アンテナ素子の前記第一方向における中心間隔と、前記少なくとも二つの第一受信アンテナ素子の各々と前記第三受信アンテナ素子との前記第一方向における中心間隔とは、互いに異なっており、
前記少なくとも二つの第二受信アンテナ素子の前記第二方向における中心間隔と、前記少なくとも二つの第二受信アンテナ素子の各々と前記第三受信アンテナ素子との前記第二方向における中心間隔とは、互いに異なっており、
前記中距離用の受信アンテナ素子群は、
前記第一方向に沿って配置された複数の第四受信アンテナ素子からなり、前記複数の第四受信アンテナ素子の各々は前記第一方向の長さが前記第一受信アンテナ素子よりも短い第四受信アンテナ素子群と、
前記第四受信アンテナ素子群に属する少なくとも二つの第四受信アンテナ素子から前記第一方向に対して斜めに配置され、前記第一方向の長さが前記第四受信アンテナ素子と同一である第五受信アンテナ素子と、を含み、
前記少なくとも二つの第四受信アンテナ素子の前記第一方向における中心間隔と、前記少なくとも二つの第四受信アンテナ素子の各々と前記第五受信アンテナ素子との前記第一方向における中心間隔とは、互いに異なっており、
前記送信アンテナは、
前記第一方向と前記第二方向にそれぞれ所定の長さを有する第一送信アンテナ素子と、
前記第一方向の長さが前記第一送信アンテナ素子よりも短い第二送信アンテナ素子と、を含み、
前記制御部は、
前記少なくとも二つの第一受信アンテナ素子による受信信号と、前記第三受信アンテナ素子による受信信号とを用いるとともに、前記少なくとも二つの第四受信アンテナ素子による受信信号と、前記第五受信アンテナ素子による受信信号とを用いて、前記物体の前記第一方向における角度を算出する信号処理を行い、
前記少なくとも二つの第二受信アンテナ素子による受信信号と、前記第三受信アンテナ素子による受信信号とを用いて、前記物体の前記第二方向における角度を算出する信号処理を行う、レーダ装置。 - 請求項2または3に記載のレーダ装置において、
前記第一送信アンテナ素子および前記第二送信アンテナ素子は、前記第一方向における前記第一受信アンテナ素子群の両端をそれぞれ延長した直線と、前記第二方向における前記第二受信アンテナ素子群の両端をそれぞれ延長した直線とに囲まれる長方形の領域内に配置されているレーダ装置。 - 請求項2から請求項4までのいずれか一項に記載のレーダ装置において、
前記第一送信アンテナ素子の前記第一方向の長さは、前記第一受信アンテナ素子、前記第二受信アンテナ素子および前記第三受信アンテナ素子とそれぞれ同一であり、
前記第二送信アンテナ素子の前記第一方向の長さは、前記第四受信アンテナ素子および前記第五受信アンテナ素子とそれぞれ同一であるレーダ装置。 - 請求項2から請求項5までのいずれか一項に記載のレーダ装置において、
前記送信アンテナは、一つの前記第一送信アンテナ素子と、二つの前記第二送信アンテナ素子と、を有するレーダ装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載のレーダ装置において、
前記少なくとも二つの第一受信アンテナ素子のいずれか一つと、前記少なくとも二つの第二受信アンテナ素子のいずれか一つとは、互いに重複しているレーダ装置。 - 請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載のレーダ装置において、
前記第一方向は、水平方向または垂直方向であるレーダ装置。 - 請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載のレーダ装置において、
前記第一受信アンテナ素子、前記第二受信アンテナ素子、前記第三受信アンテナ素子、前記第四受信アンテナ素子および前記第五受信アンテナ素子の各々は、ホーン部と、前記ホーン部の一方の開口端に配置されて前記反射波を集約する誘電体レンズと、前記ホーン部の他方の開口端に配置されて前記誘電体レンズにより集約された前記反射波を電気信号に変換する放射部と、を有するレーダ装置。 - レーダ装置において用いられるアンテナ装置であって、
第一方向に沿って配置された複数の第一アンテナ素子からなる第一アンテナ素子群と、
前記第一方向に対して垂直な第二方向に沿って配置された複数の第二アンテナ素子からなる第二アンテナ素子群と、
前記第一アンテナ素子群に属する少なくとも二つの第一アンテナ素子から前記第一方向に対して斜めに配置されると共に、前記第二アンテナ素子群に属する少なくとも二つの第二アンテナ素子から前記第二方向に対して斜めに配置された第三アンテナ素子と、
前記第一方向に沿って配置された複数の第四アンテナ素子からなり、前記複数の第四アンテナ素子の各々は前記第一方向の長さが前記第一アンテナ素子よりも短い第四アンテナ素子群と、
前記第四アンテナ素子群に属する少なくとも二つの第四アンテナ素子から前記第一方向に対して斜めに配置され、前記第一方向の長さが前記第四アンテナ素子と同一である第五アンテナ素子と、を有し、
前記少なくとも二つの第一アンテナ素子の前記第一方向における中心間隔と、前記少なくとも二つの第一アンテナ素子の各々と前記第三アンテナ素子との前記第一方向における中心間隔とは、互いに異なっており、
前記少なくとも二つの第二アンテナ素子の前記第二方向における中心間隔と、前記少なくとも二つの第二アンテナ素子の各々と前記第三アンテナ素子との前記第二方向における中心間隔とは、互いに異なっており、
前記少なくとも二つの第四アンテナ素子の前記第一方向における中心間隔と、前記少なくとも二つの第四アンテナ素子の各々と前記第五アンテナ素子との前記第一方向における中心間隔とは、互いに異なっており、
前記第四アンテナ素子群および前記第五アンテナ素子は、前記第一方向における前記第一アンテナ素子群の両端をそれぞれ延長した直線と、前記第二方向における前記第二アンテナ素子群の両端をそれぞれ延長した直線とに囲まれる長方形の領域内に配置されている、アンテナ装置。
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