JP7118515B2 - １６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置 - Google Patents

１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置 Download PDF

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Description

本発明は、自動車用レーダーに関し、特に１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置に関する。
運転の安全性を向上するために、運転者が見えない死角を検出する自動車用レーダーの技術がますます進歩している。例えば、駐車支援システム（Ｐａｃｋｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＰＡＳ）、死角検出システム（Ｂｌｉｎｄ Ｓｐｏｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ、ＢＳＤ）、車線変更支援システム（Ｌａｎｅ ｃｈａｎｇｅ Ａｌｅｒｔ、ＬＣＡ）、ドア開閉アラート（Ｄｏｏｒ Ｏｐｅｎ Ｗａｒｎｉｎｇ、ＤＯＷ）等が挙げられる。車両に搭載する支援機能は、警告距離を有し、障害物と車両との距離が警告距離と同じである、または警告距離より短くなった場合に、レーダーシステムが運転者に警告情報を報知する。
一般的には、自動車用支援システム、例えば、駐車支援システム、死角検出システム、車線変更支援システム等は、上記自動車用レーダーを利用する。しかしながら、それらのシステムは、２つの独立したレーダーシステムを車のバンパーの両側に設け、それぞれ発信して検出信号を受信した後、車内システムに送信する。車内システムは、障害物との距離を計算し、警告を報知するかどうかを判断する。そのため、車内システムは、前記自動車用支援システムのソフトウェアをインストールしなければならない。車内システムが故障又は異常終了の場合に、自動車用支援システムの機能も作動せず、運転の安全性に影響を与える。
上記問題を解決するため、本発明は、１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置を提出する。本発明の装置は、レーダー装置にマザーボードを設け、アンテナボードを異なる方向の２つのアンテナボードに分け、更にフレキシブルアンテナボードを利用することでレーダー装置の形状を柔軟に変化できる。以下、その具体的な構成及び実施形態を詳しく説明する。
本発明の主な目的は、１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置を提供する。前記レーダーアンテナ装置は、アンテナボードとして柔らかいフレキシブル基板を利用することで、あらゆる形状のレーダー装置に貼り付けることができる。そのため、レーダー装置の形状の設計柔軟性を高める。
本発明の他の目的は、１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置を提供することである。前記レーダーアンテナ装置は、それぞれ異なる方向に向かう２つのアンテナボードを有する。そのため、１つのレーダーによって１６０°の以上の広角視野を達成できる。
上記目的を達成するために、本発明は、１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置を提供する。前記装置は、支持台、２つのアンテナボード、及び基板を有する。前記支持台は、取付面及び２つの傾斜面を有し、前記傾斜面と前記取付面とがなす角度が第１角度であり、前記傾斜面が上に延伸する交点の角度が第２角度である。前記アンテナボードは、フレキシブル基板であり、その裏面をそれぞれ前記支持台の前記傾斜面に貼り付け、その正面に、検出信号を送信するための送信アンテナ及び障害物からの反射信号を受信するための受信アンテナが設けられる。前記基板は、前記２つのアンテナボードの接続端に電気接続され、前記支持台の前記取付面と同じ水平面にあって、前記検出信号を発信して前記反射信号を受信するように前記アンテナボードを制御する。
本発明の１つの実施例において、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、パッチアンテナである。
本発明の１つの実施例において、前記第２角度は、３０～５０°である。
本発明の１つの実施例において、前記２つのアンテナボードを前記接続端から上に曲げて、次に外に曲げることで、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナが斜め上方且つ外側に向かう。
本発明の１つの実施例において、基台及び上蓋をさらに有する。前記基板は、前記基台に設けられる。前記上蓋は、前記基台と組み合わせて一体にする。
本発明の１つの実施例において、前記アンテナボードは、薄型プリント基板であり、前記基板に組み立てられる。前記支持台の前記取付面は、前記基板に接続される。
本発明の１つの実施例において、前記基板は、プリント基板である。前記アンテナボードは、フレキシブルプリント基板であり、その上に前記送信アンテナ及び前記受信アンテナとしてパッチアンテナを設ける。前記基板及び前記アンテナボードは、一体成形される。
本発明の１つの実施例において、前記アンテナボードは、前記基板の隣接する２つの辺に設けられる。前記支持台の前記取付面は、前記基台に接続される。
本発明の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置の実施例を示す斜視図である。 本発明の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置の実施例から上蓋を外した状態を示す斜視図である。 本発明の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置の実施例を示す分解図である。 アンテナボードを示す俯瞰図である。 本発明の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置を示す正面図である。 本発明の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置の他の実施例から上蓋を外した状態を示す斜視図である。 本発明の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置の他の実施例を示す分解図である。
本発明は、１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置を提供する。本発明の装置は、自動車用レーダーに用いられ、レーダー中にフレキシブルアンテナボードを設けることで、アンテナボードがあらゆる形状の支持フレームに貼り付けられ、あらゆる形状のレーダー装置に適用できる。
図１、図２、及び図３を参照しながら説明する。図１は、本発明の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置１０を示す斜視図である。図２は、上蓋を外した状態を示す斜視図である。図３は、前記装置１０を示す分解図である。
本発明の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置１０は、上蓋１２、基台１４、２つのアンテナボード１６、支持台１８、及び基板２０を有する。そのうち、上蓋１２と基台１４を組み合わせことができる。支持台１８は、２つの傾斜面１８２及び取付面１８４を有する。２つの傾斜面１８２と取付面１８４とがなす角度が第１角度であり、２つの傾斜面１８２が上に延伸する交点の角度が第２角度である。前記２つの傾斜面１８２は、対称または非対称であってもよい。アンテナボード１６は、柔らかい特性を有するフレキシブル基板であり、２つのアンテナボード１６の裏面をそれぞれ支持台１８の２つの傾斜面１８２に貼り付ける。アンテナボード１６の一端は接続端１６６であり、基板２０に電気接続される。図２、３の実施例において、アンテナボード１６は、固定素子によって基板２０に組み立てられる。アンテナボード１６の正面に、検出信号を送信するための送信アンテナ１６２及び障害物からの反射信号を受信するための受信アンテナ１６４が設けられる。第２端がある角度で外に傾斜するため、送信アンテナ１６２及び受信アンテナ１６４は、外に向かって広い範囲に検出信号を送信し、反射してきた反射信号を受信できる。基板２０は、プリント基板であり、基台１４に設けられ、支持台１８の取付面１８４と同じ水平面にある。基板２０は、検出信号を発信して反射信号を受信するようにアンテナボード１６を制御し、その後の計算、例えば障害物との距離、車と地面の角度等の計算を行う。図２に示すように、支持台１８の取付面１８４が基板２０に接続され、傾斜面１８２がアンテナボード１６に接続されることで、柔らかいアンテナボード１６が支持台１８の形状に沿って支持台１８の上表面に貼り付ける。
本発明において、送信アンテナ１６２及び受信アンテナ１６４は、パッチアンテナである。本発明の実施例において、アンテナボード１６を接続端１６６から上に曲げて、次に中部の位置で外に曲げることで、送信アンテナ１６２及び受信アンテナ１６４が斜め上方に向かう。しかしながら、アンテナボード１６の形状は、支持台１８の形状によって変更することができる。留意すべきことは、送信アンテナ１６２及び受信アンテナ１６４のチップは、曲がらずに末部の平面領域に設けられる。図４Ａは、アンテナボードの俯瞰図である。図４Ａに示すように、曲げられるのは送信アンテナ１６２及び受信アンテナ１６４の送電線であるため、アンテナの検出効果に影響を与えない。
図２、３の実施例において、アンテナボード１６は、厚さが約０．２ｍｍである薄型プリント基板である。薄型プリント基板は、硬い素材であるが、十分の薄さを有するために曲げることができ、その欠点が壊れやすいことにある。また、フレキシブル液晶ポリマー材料（Ｌｉｑｕｉｄ－ｃｒｙｓｔａｌ ｐｏｌｙｍｅｒ、ＬＣＰ）を利用してもよく、その利点が曲げられ且つ壊れにくく、その欠点がコストが高いことにある。
本発明において、基板２０から障害物があるかどうかを検出するための検出信号をアンテナボード１６の裏面の放射アンテナ（図示せず）に送信し、検出信号を信号結合の方法によって放射アンテナの真後ろ及びアンテナボード１６の正面にある信号結合点（図示せず）に伝送する。信号結合点は、検出信号を送信アンテナ１６２に伝送し、送信アンテナ１６２によって検出信号を発信する。検出信号が障害物に当たって反射してきた場合に、受信アンテナ１６４がその反射信号を受信して信号結合点に伝送し、そして、その裏面の放射アンテナで結合し、基板２０に送信する。基板２０は、マザーボードであり、その上に演算処理能力を有するマイクロプロセッサー（図示せず）を有する。例えば、駐車支援システム（Ｐａｃｋｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＰＡＳ）、死角検出システム（Ｂｌｉｎｄ Ｓｐｏｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ、ＢＳＤ）、車線変更支援システム（Ｌａｎｅ ｃｈａｎｇｅ Ａｌｅｒｔ、ＬＣＡ）等の車両支援システムは、車内システムではなく、基板２０にインストールしてもよい。
図４Ｂは、１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置１０を示す正面図である。図４Ｂに示すように、２つの傾斜面１８２が上に延伸する交点の夾角をθ１（第２角度）とし、２つの傾斜面１８２と取付面１８４とがなす角度をθ２、θ３（第１角度）とすると、２つの傾斜面１８２が互いに対称である場合に、θ２＝θ３となる。アンテナボード１６が柔らかく支持台１８に貼り付けられるため、アンテナボード１６の後半部の傾斜度と見なすことができる。第２角度θ１を３０～５０°とすると、アンテナボード１６によって障害物を検出する視野が１６０°以上に広くすることができる。
図５、６は、本発明の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置１０の他の実施例を示す模式図である。図５は、上蓋を外した状態を示す斜視図である。図６は、その分解図である。
本実施例の基板２４がより小さい多角形であり、２つのアンテナボード２２がそれぞれ基板２４の隣接する２つの辺に設けられる。基板２４がより小さいため、支持台１８は、基板２４ではなく、基台１４に設けられる。本実施例と図２、３の実施例の相違点としては、本実施例のアンテナボード２２及び基板２４は、一体成形されることにある。アンテナボード２２は、フレキシブルプリント基板であり、それ自体が基板となり、同じく支持フレーム１８に貼り付けられる。アンテナボード２２上に送信アンテナ２２２及び受信アンテナ２２４としてパッチアンテナを設ける。基板２４は、プリント基板である。プリント基板とフレキシブルプリント基板をボンディングして一体成形する技術が既に存在しているため、それを本発明に利用すると、アンテナボード２２及び基板２４を一体成形することができる。
上記をまとめると、本発明の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置は、異なる方向に向かう２つのアンテナボードを有するため、視野の範囲を拡大することができる。車両の前又は後に１つのレーダーアンテナ装置を設置するだけで、車両の左右にある障害物を検出できる。また、本発明において、アンテナボードとして曲げ可能な素材を利用することで、適用できるレーダーの型番を広くすることができる。レーダーの形状に関わらず、レーダー形状に合うアンテナボードを作るではなく、アンテナボードをそのままレーダーの内部構造（例えば、支持フレーム）に貼り付ければよい。そのため、製造の工程及びコストを大幅に減少できる。また、本発明において、マザーボードがレーダーアンテナ装置に設けられるため、マザーボードが壊れた場合に、従来技術のように車内システムを交換する必要がなく、レーダーだけを交換すればよい。
上記内容は、あくまで本発明の実施例に過ぎない。本発明は、上記内容に限定されない。本発明の特徴及びその精神に基づいてなされた均等的な変更又は改良は、いずれも本発明に含む。
１０ １６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置
１２ 上蓋
１４ 基台
１６ アンテナボード
１６２ 送信アンテナ
１６４ 受信アンテナ
１６６ 接続端
１８ 支持台
１８２ 傾斜面
１８４ 取付面
２０ 基板
２２ フレキシブルプリント基板
２２２ 送信アンテナ
２２４ 受信アンテナ
２４ 基板

Claims (7)

  1. 支持台、２つのアンテナボード、及び基板を有し、
    前記支持台は、取付面及び２つの傾斜面を有し、前記傾斜面と前記取付面とがなす角度が第１角度であり、前記傾斜面が上に延伸する交点の角度が第２角度であり、
    前記アンテナボードは、フレキシブル基板であり、その裏面をそれぞれ前記支持台の前記傾斜面に貼り付け、その正面に、検出信号を送信するための送信アンテナ及び障害物からの反射信号を受信するための受信アンテナが設けられ、
    前記基板は、前記２つのアンテナボードの接続端に電気接続され、前記支持台の前記取付面と同じ水平面にあって、前記検出信号を発信して前記反射信号を受信するように前記アンテナボードを制御し、
    前記２つのアンテナボードを前記接続端から上に曲げて、次に外に曲げることで、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナが斜め上方且つ外側に向かうことを特徴とする、
    １６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置。
  2. 前記送信アンテナ及び前記受信アンテナは、パッチアンテナであることを特徴とする、
    請求項１に記載の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置。
  3. 前記第２角度は、３０～５０°であることを特徴とする、
    請求項１に記載の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置。
  4. 基台及び上蓋をさらに有し、
    前記基板は、前記基台に設けられ、
    前記上蓋は、前記基台と組み合わせて一体にすることを特徴とする、
    請求項１に記載の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置。
  5. 前記アンテナボードは、薄型プリント基板であり、前記基板に組み立てられ、
    前記支持台の前記取付面は、前記基板に接続されることを特徴とする、
    請求項１に記載の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置。
  6. 前記基板は、プリント基板であり、
    前記アンテナボードは、フレキシブルプリント基板であり、その上に前記送信アンテナ及び前記受信アンテナとしてパッチアンテナを設け、
    前記基板及び前記アンテナボードは、一体成形されることを特徴とする、
    請求項４に記載の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置。
  7. 前記アンテナボードは、前記基板の隣接する２つの辺に設けられ、
    前記支持台の前記取付面は、前記基台に接続されることを特徴とする、
    請求項６に記載の１６０°以上の視野角を有するフレキシブル基板レーダーアンテナ装置。
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