JP7258217B2 - ミリ波レーダ装置 - Google Patents

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Description

本願は、ミリ波レーダ装置に関するものである。
直進性が強く、レーザに比べて霧、雨等の環境変化による影響を受けにくい、波長がmm単位となる30~300GHz帯のミリ波と呼ばれる電波を用いるミリ波レーダ装置がある。このようなミリ波レーダ装置は、例えば、道路交差点、鉄道線路の踏切、車両等の屋外に設置され、降雨に晒される環境において、物標との距離、相対速度の計測、あるいは障害物の検出等に用いられている。
ところが、ミリ波は、水膜を経ることにより減衰し、レーダの検出精度を低下させる可能性がある。そこで、レーダ前方の電波通過領域に複数の溝を形成し、毛管現象により水滴を溝内に吸入して電波通過領域での水膜の形成を抑制する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2008―107283号公報(段落0011~0015、図1~図3)
しかしながら、溝内に水滴を吸収させる構造では、面全体への水膜の形成は抑制できても、溝に沿った筋状の水膜が電波通過領域に形成されることになり、かえってレーダの検出精度が低下することがある。
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、降雨に晒されても高い検出精度を維持するミリ波レーダ装置を得ることを目的とする。
本願に開示されるミリ波レーダ装置は、外部に向けてミリ波を送信し、前記外部の物標からの反射波を受信する送受信面が形成された電波送受信部、前記電波送受信部の動作を制御する制御部、および前記電波送受信部と前記制御部を収容し、前記送受信面の法線が水平を向くように保持する防水性の筐体、を備え、前記電波通過領域を網羅する範囲の上方には、先端面に溝が形成された庇の設置、または間隔をあけた複数の前面溝の設置を筐体外表面に施していることを特徴とする。
本願に開示されるミリ波レーダ装置によれば、電波通過領域への水滴の滞留を抑制するので、降雨に晒されても高い検出精度を維持することができる。
実施の形態1にかかるミリ波レーダ装置の断面図である。 図2Aと図2Bは、それぞれ、実施の形態1にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図である。 図3A~図3Cは、実施の形態2にかかるミリ波レーダ装置において、それぞれ天面部分の形状を変えた正面図である。 実施の形態3にかかるミリ波レーダ装置の側面図である。 図5Aと図5Bは、それぞれ、実施の形態4にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図である。 図6A~図6Cは、実施の形態4の変形例にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図、および天面部分の形状を変えた正面図である。 実施の形態4の第二変形例にかかるミリ波レーダ装置の側面図である。 図8Aと図8Bは、それぞれ、実施の形態5にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図である。 図9Aと図9Bは、実施の形態5にかかるミリ波レーダ装置において、それぞれ庇の配置形状を変えた正面図である。 図10Aと図10Bは、それぞれ、実施の形態6にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図である。 図11A~図11Cは、実施の形態6にかかるミリ波レーダ装置において、それぞれ庇の配置形状を変えた正面図である。 図12Aと図12Bは、それぞれ、実施の形態6の変形例にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図である。 図13A~図13Cは、実施の形態6の変形例にかかるミリ波レーダ装置において、それぞれ庇の配置形状を変えた正面図である。 図14Aと図14Bは、それぞれ、実施の形態7にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図である。 図15A~図15Cは、実施の形態7にかかるミリ波レーダ装置において、それぞれ庇の配置形状を変えた正面図である。 図16Aと図16Bは、それぞれ、実施の形態8にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図である。 図17Aと図17Bは、実施の形態8にかかるミリ波レーダ装置において、それぞれ溝部の配置形状を変えた正面図である。 図18A~図18Cは、それぞれ、実施の形態8の変形例にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図、および溝部の配置形状を変えた正面図である。 図19Aと図19Bは、それぞれ、実施の形態8の第二変形例にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図である。 図20A~図20Cは、実施の形態8の第二変形例にかかるミリ波レーダ装置において、それぞれ二重溝部分の配置形状を変えた正面図である。 図21Aと図21Bは、それぞれ、実施の形態9にかかるミリ波レーダ装置の側面図である。 図22Aと図22Bは、それぞれ、実施の形態9の変形例にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図である。 図23Aと図23Bは、それぞれ、実施の形態2と、実施の形態3にかかるミリ波レーダ装置において、前面を垂直に形成した場合の側面図である。 図24A~図24Cは、それぞれ、実施の形態4、その変形例、および第二変形例にかかるミリ波レーダ装置において、前面を垂直に形成した場合の側面図である。 実施の形態5にかかるミリ波レーダ装置において、前面を垂直に形成した場合の側面図である。 図26Aと図26Bは、それぞれ、実施の形態6と、その変形例にかかるミリ波レーダ装置において、前面を垂直に形成した場合の側面図である。 実施の形態7にかかるミリ波レーダ装置において、前面を垂直に形成した場合の側面図である。 図28A~図28Cは、それぞれ、実施の形態8、その変形例、および第二変形例にかかるミリ波レーダ装置において、前面を垂直に形成した場合の側面図である。 図29Aと図29Bは、それぞれ、実施の形態9と、その変形例にかかるミリ波レーダ装置において、前面を垂直に形成した場合の側面図である。
実施の形態1.
図1と図2は、実施の形態1にかかるミリ波レーダ装置の構成について説明するためのものであり、図1はミリ波レーダ装置の内部構成を示すための後述する図2BのB-B線による断面図、そして、図2Aはミリ波レーダ装置の側面図、図2Bは正面図である。
なお、ミリ波レーダ装置は、水平方向に向けてミリ波を照射するものとし、鉛直方向をz方向、照射方向をy方向の正の向きとし、正側が前方、負側が後方とする。そして、x方向を左右方向とし、正の向きを左側とする。つまり、上述した正面図は、y方向における正の向きに離れた位置から見たときの形状となる。一方、側面図は、右側、つまりx方向における負の向きに離れた位置から見たときの形状となり、前方が左側になるように描画している。
本願の各実施の形態にかかるミリ波レーダ装置1は、図1に示すように、外部にミリ波を送信して物標からの反射波を受信する指向性を有するアンテナ2aを含む電波送受信部2と、電波送受信部2の制御を行う制御部3とが、筐体6内に収容されている。筐体6は、主に背面側に配置され、制御部3等の内部機器を保持するケース4と、例えば、ポリカーボネートのようなミリ波を透過する材料で形成され、アンテナ2aの前面側に設けられるカバー5とで構成している。なお、本願では演算内容等の詳細を記載しないが、制御部3は、レーダ装置の制御部として、電波送受信部2からの出力に基づき、物標との位置関係、相対速度のいずれかを算出する機能を有し、算出した結果を外部機器に出力するようにしている。
ケース4のアンテナ2aの後方側には、カバー5との接続部4jが形成されており、カバー5を接続部4jにはめ込むことで、筐体6は防水機能を発揮し、内部機器が降雨により濡れることを防止する。また、ケース4の下部には、図示しない外部機器との電気接続を行うコネクタ4cが設けられている。また、ケース4には、図示しないが、アンテナ2aにおける指向の中心である送受信面2faの法線Lnを水平方向における所望の向き(図ではy方向)に向けて、ミリ波レーダ装置1を設置するための支持部が形成されている。なお、コネクタ4cについては、以降の実施の形態も含め、側面図および正面図において描画を省略する。
カバー5の前面5ffは、アンテナ2aの送受信面2faに対向し、送受信面2faの上下(z方向)方向と左右(x方向)方向の範囲(xz面における範囲)に対応したミリ波が行き来する範囲(電波通過領域Ar)を網羅している。そして、図2(図2Aと図2B)に示すように、天面5ftはほぼ水平な平坦面であるのに対し、前面5ffは、少なくとも電波通過領域Ar部分が、鉛直方向(z方向)における下方に向かって後方に傾斜している。電波通過領域Ar部分の鉛直線に対する傾斜角αは、後述するように、降雨の際、電波通過領域Arへの水滴の付着を効果的に防止できる範囲として3°以上、45°以下に設定している。
つぎに、動作について説明する。アンテナ2a(の送受信面2fa)から出射されたミリ波は、カバー5の電波通過領域Arを通過して、ミリ波レーダ装置1から離れた位置にある物標にはね返され、再び電波通過領域Arを通過してアンテナ2aに受信される。受信した電波に対応する電気信号が制御部3に出力され、制御部3は電気信号から、物標との距離、および物標との相対速度等を算出し、コネクタ4cを介して外部に出力する。これにより、例えば、車載された場合には、他の車両、歩行者等の物標との距離、相対速度の計測、あるいは障害物の検出等が可能となる。
ここで、降雨の際、カバー5の平坦な天面5ftに落下した水滴は、重力により、上方に突き出た接続部4jを避け、側面5fsまたは前面5ff側に流れることになる。このとき、側面5fs内については、電波の送受信には関係がないため、水滴がどのように流れてもとくに問題はない。
一方、前面5ffについては、電波通過領域Ar以外の部分については、側面5fsと同様に、電波の送受信には関係がないため、とくに問題はないが、電波通過領域Ar内に水滴が滞留すると、水膜が形成され、検出精度に影響を及ぼしてしまう。しかし、本実施の形態1にかかるミリ波レーダ装置1においては、前面5ffの電波通過領域Ar部分が傾斜しているため、水滴が滞留することなく下方に向かって流れ落ちて排出されるので、付着が抑制される。つまり、水膜による電波の減衰が抑制され、高精度な検知が可能となる。
なお、前方からの風を受けた場合、あるいは走行中の車両前方に配置された場合には、前面5ffに直接水滴がかかる場合もある。その場合、前面5ffに対して、後方に向かう成分を含む水滴がかかることになるが、傾斜により、電波通過領域Ar内で水滴が滞留することなく、下方に向かって流れ落ち排出されるので、水滴の付着が抑制され、高精度な検知が可能となる。
ここで、傾斜角αが3°に満たない場合、水滴の滞留を抑制する効果が低下し、高精度な検知が困難になる場合が生じる。一方、45°を超えても、水滴を排出させる効果を保つことは可能であるが、前後方向の寸法が大きくなって装置の小型化が困難になる。そのため、傾斜角αは、3°以上、45°以下に設定することが望ましい。なお、傾斜角αの最適範囲については、以降の実施の形態においても共通である。
実施の形態2.
実施の形態1においては、カバーの天面を平坦に形成する例について説明した。本実施の形態2にかかるミリ波レーダ装置では、カバーの天面に左右方向に傾斜をつけた例について説明する。図3A~図3Cは、実施の形態2にかかるミリ波レーダ装置において、それぞれ天面部分の左右方向への傾斜の形状を変えた例を示す正面図である。なお、天面以外の構成については、実施の形態1での開示内容と同様であり、電波通過領域部分の傾斜についての説明は省略する。また、内部機器の収納状態については、実施の形態1で用いた図1を援用し、同様部分についての説明は省略する。
本実施の形態2にかかるミリ波レーダ装置1は、図3Aに示すように、カバー5の天面5ftを、左右方向における中央を頂点として、外側に向かって下方に傾斜するようにしたものである。これにより、降雨の際、カバー5の天面5ftに落下した水滴は、重力により、前面5ffよりも側面5fsに向かう流れが優勢となり、前面5ffに向かう水滴の割合を低減することができる。そのため、実施の形態1で開示した場合よりも、電波通過領域Arでの水滴の滞留を抑制することができる。
なお、図3Aにおいては、天面5ftの形状として、左右方向の中央部分を頂点にして、外側に向かって直線状に傾斜をつける例を開示したがこれに限ることはない。例えば、図3Bに示すように、左右方向の中央部分を平坦にし、両外側の領域に外側に向かって直線状に傾斜をつけるようにしてもよい。
あるいは、図3Cに示すように、左右方向の中央部分を頂点にして、外側に向かって円弧状に傾斜をつけるようにしてもよい。いずれの場合でも、降雨の際、カバー5の天面5ftに落下した水滴は、重力により、前面5ffよりも側面5fsに向かう流れが優勢となり、前面5ffに向かう水滴の割合を低減し、電波通過領域Arでの水滴の滞留を抑制することができる。なお、前面5ffに対して、後方に向かう成分を含む水滴がかかった場合でも、電波通過領域Arの傾斜により、水滴が滞留することなく下方に向かって流れ落ちて排出されるので、水滴の付着が抑制され、高精度な検知が可能となる。
実施の形態3.
上記実施の形態1または2においては、天面を前後方向で水平に形成する例について開示したがこれに限ることはない。本実施の形態3にかかるミリ波レーダ装置では、天面に前後方向の傾斜をつけた例について説明する。図4は、実施の形態3にかかるミリ波レーダ装置の側面図である。なお、天面以外の構成については、実施の形態1での開示内容と同様であり、電波通過領域部分の傾斜についての説明は省略する。また、内部機器の収納状態についても、実施の形態1で用いた図1を援用し、同様部分についての説明は省略する。
本実施の形態3かかるミリ波レーダ装置1は、図4に示すように、カバー5の天面5ftに、前方に向かって下方に傾斜(傾斜角β)するようにしたものである。これにより、降雨の際、カバー5の天面5ftに落下した水滴は、重力により、側面5fsよりも前面5ffに向かう流れが優勢となる。しかし、前面5ffに向かう水滴の速度が平坦な場合と比べて速くなるため、前面5ffでの落下速度が速く、勢いが強くなるので、実施の形態1で開示した場合よりも、電波通過領域Arでの水滴の滞留時間を短くし、滞留を抑制することができる。そのため、前面5ffに対して、後方に向かう成分を含む水滴がかかった場合には、水勢によって、電波通過領域Arでの水滴の滞留抑制効果を増大させることができる。
実施の形態4.
上記実施の形態1~3においては、天面の先端が前面と連続する例について説明した。本実施の形態4にかかるミリ波レーダ装置では、天面に、前方に張り出した庇を設けた例について説明する。図5Aと図5Bは、それぞれ、実施の形態4にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図である。なお、天面以外の構成については、実施の形態1での開示内容と同様であり、電波通過領域部分の傾斜についての説明は省略する。また、内部機器の収納状態についても、実施の形態1で用いた図1を援用し、同様部分についての説明は省略する。
本実施の形態4にかかるミリ波レーダ装置1は、図5(図5Aと図5B)に示すように、カバー5の天面5ftに、前面5ffよりも前方に張り出す庇5vを設けたものである。庇5vは、左右方向において、電波通過領域Arを網羅する領域に延在するように形成され、前面5ffからの張出量Lvは、水滴の径を1mm程度とすると、水滴径の2倍以上、つまり2mm以上に設定している。
これにより、降雨の際、カバー5の天面5ftに落下した水滴のうち、前面5ff側に流れた水滴は、庇5vの先端部分で、後方にある前面5ff側に伝わることなく空中に落下し、水膜の形成を防止して高精度な検知が可能となる。また、庇5vから空中に落下した後、前面5ffに向かって水滴が進んだ場合でも、電波通過領域Arの傾斜により、大部分の水滴を前面5ffに触れさせることなく、下方に落下させることができる。また、前面5ffに達した場合でも、電波通過領域Arの傾斜により、水滴が滞留することなく下方に向かって流れ落ちて排出されるので、水滴の付着が抑制され、高精度な検知が可能となる。
変形例.
上記例では、庇を有する天面を平坦に形成する例について説明した。本変形例にかかるミリ波レーダ装置では、左右方向に傾斜をつけて庇を形成した例について説明する。図6Aと図6Bは、それぞれ変形例にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図を示す。また、図6Cは、庇の左右方向への傾斜の形状を変えた例を示す正面図である。
本変形例にかかるミリ波レーダ装置1は、図6Aと図6Bに示すように、庇5vを有する天面5ftを左右方向における中央を頂点として、外側に向かって下方に傾斜するようにしたものである。これにより、降雨の際、カバー5の天面5ftに落下した水滴は、重力により、前面5ffよりも側面5fsに向かう流れが優勢となり、前面5ffに向かう水滴の割合を低減することができる。さらに、庇5vの先端側に向かった水滴も、前面5ffに伝わることなく、空中へ落下させることができる。そのため、実施の形態4で開示した場合よりも、電波通過領域Arでの水滴の滞留を抑制することができる。
なお、図6Bにおいては、庇5vを天面5ftの形状に沿って、左右方向の中央部分を頂点にして、外側に向かって直線状に下方に傾斜させる例を開示したがこれに限ることはない。例えば、図6Cに示すように、左右方向の中央部分を頂点にして、外側に向かって円弧状に下方に傾斜させるようにしてもよい。いずれの場合でも、降雨の際、天面5ftに落下した水滴は、重力により、前面5ffよりも側面5fsに向かう流れが優勢となり、前面5ffに向かう水滴の割合を低減し、電波通過領域Arでの水滴の滞留を抑制することができる。
第二変形例.
上記例では、天面の前後方向を水平に形成する例について開示したがこれに限ることはない。本第二変形例にかかるミリ波レーダ装置では、庇に前後方向の傾斜をつけた例について説明する。図7は、第二変形例にかかるミリ波レーダ装置の側面図である。
本第二変形例にかかるミリ波レーダ装置1は、図7に示すように、カバー5の天面5ftのうち、前面5ffから張り出した庇5v部分に、前方に向かって下方に傾斜する傾斜部5fvを設けたものである。これにより、降雨の際、カバー5の天面5ftに落下した水滴のうち、傾斜部5fv部分に進行した水滴は、平坦な場合と比べて速く進むため、先端部分での離れがよくなり、前面5ffに向かってつたうことなく、空中へ落下する。これにより、電波通過領域Arでの水滴の滞留を抑制することができる。
実施の形態5.
上記実施の形態4においては、庇を天面部分のみに設けた例について説明した。本実施の形態5にかかるミリ波レーダ装置では、前方に張り出した庇を、天面から両側面にわたって延在させた例について説明する。図8と図9は、実施の形態5にかかるミリ波レーダ装置の説明に用いるものであって、図8はミリ波レーダ装置の側面図(図8A)と正面図(図8B)、図9Aと図9Bは、それぞれ庇の配置形状として、天面の形状を変えた例を示す正面図である。なお、庇を設ける範囲以外の構成については、実施の形態4での開示内容と同様であり、同様部分についての説明は省略する。
本実施の形態5にかかるミリ波レーダ装置1は、図8(図8Aと図8B)に示すように、前面5ffよりも前方に張り出す庇5vを天面5ftから両側面5fsにわたって延在するように設けたものである。庇5vは、基本的に一方の側面5fs(図8Bにおける左側)から天面5ftを経由して他方の側面5fs(同右側)にわたる領域に形成され、内周面5vfi内に電波通過領域Arを包含する。
これにより、降雨の際、カバー5の天面5ftに落下した水滴のうち、前面5ff側に流れ、天面5ftから張り出す天面部5vtの先端部分に水滴が達しても、前面5ffにつたう前に空中に落下し、水膜の形成を防止して高精度な検知が可能となる。さらに、左右方向から前面5ffに向かって近づいてくる水滴も、側面5fsから張り出す側面部5vsによって前面5ffへの付着を防止できる。また、側面5fsを伝わる水滴が前方に向かって流れた場合でも、前面5ff側に回り込むことなく、側面部5vsの先端部分をつたい下方に落下、あるいは空中に放たれることになる。
なお、図8においては、天面5ftを平坦に形成した際に庇5vを設けた例を開示したがこれに限ることはない。例えば、図9Aに示すように、左右方向の中央部分を頂点にして、外側に向かって直線状に下る傾斜(実施の形態2の図3A参照)を有するようにしてもよい。あるいは、図9Bに示すように、左右方向の中央部分を頂点にして、外側に向かって円弧状に下る傾斜(同、図3C参照)を有するようにしてもよい。
いずれの場合でも、降雨の際、カバー5の天面5ftに落下した水滴は、重力により、前面5ffよりも側面5fsに向かう流れが優勢となり、前面5ffに向かう水滴の割合を低減し、電波通過領域Arでの水滴の滞留を抑制することができる。さらに、天面部5vtと連続する側面部5vsを設けたことにより、左右方向に進む水滴、および側面5fs上を前後方向に進む水滴についても、電波通過領域Arへの侵入を阻止することができる。
実施の形態6.
上記実施の形態4あるいは5においては、庇を前面に対して単純に張り出させた例について説明した。本実施の形態6にかかるミリ波レーダ装置では、庇の内側部分に凹状の段差を設けた例について説明する。図10と図11は、実施の形態6にかかるミリ波レーダ装置の説明に用いるものであって、図10Aはミリ波レーダ装置の側面図、図10Bは正面図である。そして、図11A~図11Cは、それぞれ庇の配置形状として、天面の形状を変えた例、および2種類の天面の形状に対応して側面部を形成した例を示す正面図である。なお、天面の形状と庇を設ける範囲以外の構成については、実施の形態4、あるいは5での開示内容と同様であり、同様部分についての説明は省略する。
本実施の形態6にかかるミリ波レーダ装置1は、図10(図10Aと図10B)に示すように、前面5ffよりも前方に張り出す庇5vの前面5ffに近い方の面(いわゆる裏側)に、凹状の段差5vcを設けたものである。段差5vcは、先端部分から前面5ff側へ水滴がつたう経路を縁切りする作用を有するよう、水滴径(1mm)以上の段差を有するように形成した。
これにより、降雨の際、カバー5の天面5ftに落下した水滴のうち、前面5ff側に流れ、天面部5vtの先端部分に水滴が達しても、前面5ff側につたう途中で、段差5vcで縁切りされて空中に落下し、水膜の形成を防止して高精度な検知が可能となる。
なお、図10においては、天面5ftを平坦に形成した際に庇5vを設けた例を開示したがこれに限ることはない。例えば、図11Aに示すように、左右方向の中央部分を頂点にして、外側に向かって直線状に下る傾斜(実施の形態2の図3Aと同様)を有するようにしてもよい。この場合は、実施の形態2で説明したように、側面5fs側へ優先的に流す効果だけでなく、段差5vcに達し、縁切りされなかった水滴も、傾斜に沿って、左右方向の外側に移動し、電波通過領域Arから外れた側面5fs部分の開放端で落下させることができる。
あるいは、図11Bに示すように、側面部5vsを設けて、段差5vcを底面5fbで開放されるように延伸することで、側方からの水滴の侵入を防ぐことができる。その場合、天面部5vtの段差5vc部分で留まる水滴があっても、何らかの要因で側面部5vs側に移動すれば、側面部5vsの段差5vcがガイドとなり、底面5fb側で排出するよう水滴を誘導し、電波通過領域Arへの影響を防止できる。その際、図11Cに示すように、天面5ftに左右方向の傾斜がついていれば、より一層、水滴を外側に向かって誘導することができる。
変形例.
上記例では、水滴の縁切りをするため、庇の前面に近い方の面に凹状の段差を形成する例について説明した。本変形例にかかるミリ波レーダ装置では、庇の前面に近い方の面に縁切り溝を形成した例について説明する。図12Aと図12Bは、それぞれ変形例にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図を示す。また、図13A~図13Cは、それぞれ庇の配置形状として、天面の形状を変えた例、および2種類の天面の形状に対応して側面部も形成した例を示す正面図である。
本変形例にかかるミリ波レーダ装置1は、図12(図12Aと図12B)に示すように、前面5ffよりも前方に張り出す庇5vの前面5ffに近い方の面に、縁切り溝5viを設けたものである。縁切り溝5viは、先端部分から前面5ff側へ水滴がつたう経路を縁切りする作用を有するよう、水滴径以上の溝幅、深さを有するように形成した。
これにより、降雨の際、カバー5の天面5ftに落下した水滴のうち、前面5ff側に流れ、天面部5vtの先端部分に水滴が達しても、前面5ff側につたう途中で、縁切り溝5viで縁切りされて空中に落下し、水膜の形成を防止して高精度な検知が可能となる。
なお、図12においては、天面5ftを平坦に形成した際に庇5vを設けた例を開示したがこれに限ることはない。例えば、図13Aに示すように、左右方向の中央部分を頂点にして、外側に向かって直線状に下る傾斜(図11Aと同様)を有するようにしてもよい。この場合は、実施の形態2で説明したように、側面5fs側へ優先的に流す効果に加え、縁切り溝5viで縁切りされずに残った水滴も、縁切り溝5viの傾斜に沿って、側面5fsの開放端まで移動し、電波通過領域Arから外れた部分で落下させることができる。
あるいは、図13Bに示すように、側面部5vsを設けて、縁切り溝5viを底面5fbで開放されるまで延伸することで、側方からの水滴の侵入を防ぐことができる。さらに、天面部5vtの縁切り溝5viに水滴がとどまった場合でも、何らかの力で側面部5vs側に達したら、側面部5vsの縁切り溝5viをつたって、底面5fb側から排出するよう水滴を誘導し、電波通過領域Arへの影響を防止できる。その際、図13Cに示すように、天面5ftに左右方向の傾斜がついていれば、より一層、水滴を外側に向かって誘導することができる。
実施の形態7.
上記実施の形態6では、水滴の縁切りをするため、庇の裏側に段差、あるいは縁切り溝を形成する例について説明した。本実施の形態7にかかるミリ波レーダ装置では、庇の先端部に毛細管現象により水を吸い上げ、移動経路を誘導する溝を形成した例について説明する。図14Aと図14Bは、それぞれ実施の形態7にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図を示す。また、図15A~図15Cは、それぞれ庇の配置形状として、天面の形状を変えた例、および2種類の天面の形状に対応して側面部も形成した例を示す正面図である。
本実施の形態7にかかるミリ波レーダ装置1は、図14(図14Aと図14B)に示すように、庇5vの先端部5veに、電波通過領域Arを網羅し、両端が側面5fsで開放されるように毛管作用を有する先端溝5vgを設けたものである。先端溝5vgは、先端部5ve部分に移動した水滴が毛細管現象により、先端溝5vg内に吸い込まれるよう、1mm以下の溝幅で形成した。
これにより、降雨の際、カバー5の天面5ftに落下した水滴のうち、前面5ff側に流れ、庇5vの先端部5ve部分に水滴が達しても、先端溝5vg内に吸い上げられる。吸い上げられた水は、庇5vの延在方向(左右方向)に沿って、電波通過領域Arよりも外側に誘導され、左右方向の開放端で空中に落下し、水膜の形成を防止して高精度な検知が可能となる。
なお、図14においては、天面5ftを平坦に形成した際に庇5vを設けた例を開示したがこれに限ることはない。例えば、図15Aに示すように、左右方向の中央部分を頂点にして、外側に向かって直線状に下る傾斜(図13Aと同様)を有するようにしてもよい。この場合は、実施の形態2で説明したように、側面5fs側へ優先的に流す効果だけでなく、先端溝5vgに吸収された水滴を、傾斜に沿って左右方向の外側に移動し、電波通過領域Arから外れた部分で落下させることができる。
あるいは、側面5fsで開放されなくても、図15Bに示すように、側面部5vsを設けて、底面5fbで開放されるように、先端溝5vgを延伸することで、側方からの水滴の侵入を防ぐことができる。さらに、天面部5vtの先端溝5vgに水滴が留まった場合でも、何らかの力で側面部5vs側に達したら、側面部5vsの先端溝5vgをつたって、底面5fb側から排出するよう水滴を誘導し、電波通過領域Arへの影響を防止できる。その際、図15Cに示すように、天面5ft(庇5v)に左右方向の傾斜がついていれば、より一層、水滴を外側に向かって誘導することができる。
実施の形態8.
上記実施の形態4~7においては、天面、あるいは側面で受けた水滴が電波通過領域へ近づかないように庇を設けた例について説明した。本実施の形態8にかかるミリ波レーダ装置では、前面部分に到達した水滴が、電波通過領域へ近づかないようにするための溝を設けた例について説明する。図16と図17は実施の形態8にかかるミリ波レーダ装置の構成を説明するためのもので、図16Aと図16Bそれぞれは、ミリ波レーダ装置の側面図と正面図である。そして、図17Aと図17Bは、それぞれ天面の形状が異なる前面に対して適用した場合の正面図である。なお、溝以外の構成については、実施の形態1での開示内容と同様であり、電波通過領域部分の傾斜についての説明は省略する。また、内部機器の収納状態についても、実施の形態1で用いた図1を援用し、同様部分についての説明は省略する。
本実施の形態8にかかるミリ波レーダ装置1は、図16(図16Aと図16B)に示すように、前面5ffの電波通過領域Arの上部に、前方に開口し、左右方向に延びる前面溝5gを設けたものである。前面溝5gは、左右方向において、電波通過領域Arを網羅し、両端が側面5fsで開放されるように形成され、前面溝5gを横切る水滴を毛細管現象で吸い込むよう、幅1mm以下に設定している。
これにより、降雨の際、カバー5の天面5ftに落下した水滴のうち、前面5ff側に流れた水滴は、前面溝5gを横切る際に前面溝5g内に吸い込まれる。吸い込まれた水は、前面溝5gの延在方向(左右方向)に沿って、電波通過領域Arよりも外側に誘導され、左右方向の開放端で空中に落下し、水膜の形成を防止して高精度な検知が可能となる。また、庇5vを設ける場合と比べ、前方への突き出し部分がないため、よりコンパクト化が可能となる。
なお、図16においては、天面5ftを平坦に形成した際に前面溝5gを設けた例を開示したがこれに限ることはない。例えば、図17Aに示すように、左右方向の中央部分を頂点にして、外側に向かって直線状に下る傾斜(図13Aと同様)を有するようにしてもよい。あるいは、図17Bに示すように、円弧状の天面5ftにあわせて形成してもよい。いずれの場合も、実施の形態2で説明したように、側面5fs側へ優先的に流す効果だけでなく、前面溝5gに吸収された水滴を傾斜に沿って、左右方向の外側に移動し、電波通過領域Arから外れた部分で落下させることができる。
あるいは、図示しないが、天面5ftの形状に関係なく、延伸方向が外側に向かって下方に傾斜するように前面溝5gを形成してもよい。
変形例.
上記例では、前面溝の両端を側面で開放する例について説明した。本変形例にかかるミリ波レーダ装置では、左右方向の両側で側面に沿って底面で開放されるように形成した例について説明する。図18Aと図18Bは、それぞれ変形例にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図を示す。また、図18Cは、天面の形状を変えた例を示す正面図である。
本変形例にかかるミリ波レーダ装置1は、図18Aと図18Bに示すように、前面溝5gを天面5ftと両側面5fsに沿って底面5fbで開放されるように天面5ft部分から延伸して設けたものである。これにより、天面5ft側から前面5ff側に流れ込んだ水滴だけでなく、側面5fsから前面5ffに流れ込んだ水滴に対しても、電波通過領域Arへの進入を防ぐことができる。さらには、天面5ft側から流れ込み、前面溝5gに吸い込まれた水を前面溝5gに沿って底面5fbまで誘導することができる。
なお、図18Aと図18Bにおいては、平坦な天面5ftの形状に沿って前面溝5gを形成する例を示したがこれに限ることはない。例えば、図18Cに示すように、左右方向の中央部分を頂点にして、外側に向かって下方に傾斜する天面5ftに沿って前面溝5gを形成するようにしてもよい。この場合、降雨の際、天面5ftに落下した水滴は、重力により、前面5ffよりも側面5fsに向かう流れが優勢となり、前面5ffに向かう水滴の割合を低減し、電波通過領域Arでの水滴の滞留を抑制することができる。さらに、前面溝5gの傾斜に沿って、天面5ftから前面5ffに流れ込んだ水滴を、電波通過領域Ar外へより一層誘導できる。
第二変形例.
上記例では、前面溝を1本設ける例について開示したがこれに限ることはない。本第二変形例にかかるミリ波レーダ装置では、複数本の例として前面溝を2本設けた例について説明する。図19と図20は、第二変形例にかかるミリ波レーダ装置について説明するためのもので、図19Aと図19Bは第二変形例のミリ波レーダ装置の側面図と平面図である。また、図20A~図20Cは、それぞれ前面溝の配置形状として、天面の形状を変えた例、および2種類の天面の形状に対応し、底面まで延伸して形成した例を示す正面図である。
本第二変形例にかかるミリ波レーダ装置1は、図19(図19Aと図19B)に示すように、前面5ffの電波通過領域Arよりも上側の位置に、天面5ftに沿った2本の前面溝5gを側面5fsで開放されるように形成したものである。2本とも、毛管作用を有するよう、1mm以下の溝幅で形成した。
これにより、降雨の際、カバー5の天面5ftに落下した水滴のうち、前面5ff側に流れた水滴は、前面溝5gを横切る際に前面溝5g内に吸い込まれる。その際、一本目(外側)の前面溝5gで吸い込まれなかった場合でも、2本面(内側)の前面溝5gで吸い込まれることで、確実に水滴を前面溝5g内に吸い込むことができる。吸い込まれた水は、前面溝5gの延伸方向(左右方向)に沿って、電波通過領域Arよりも外側に誘導され、左右方向の開放端で空中に落下し、水膜の形成を防止して高精度な検知が可能となる。間隔をあけて複数の前面溝5gを設けても、庇5vを設ける場合と比べ、前方への突き出し部分がないため、コンパクト化が可能となる。
なお、図19においては、天面5ftを平坦に形成した際に前面溝5gを設けた例を開示したがこれに限ることはない。例えば、図20Aに示すように、左右方向の中央部分を頂点にして、外側に向かって直線状に下る傾斜(図17Aと同様)を有するようにしてもよい。これにより、前面溝5gに吸い込まれた水を重力により開放端側へ誘導できる。
あるいは、図20Bと図20Cに示すように、前面溝5gを天面5ftと両側面5fsに沿って底面5fbで開放されるように天面5ft部分から延伸して設けてもよい。これにより、天面5ft側から前面5ff側に流れ込んだ水滴だけでなく、側面5fsから前面5ffに流れ込んだ水滴に対しても、電波通過領域Arへの進入を防ぐことができる。さらには、天面5ft側から流れ込み、前面溝5gに吸い込まれた水を前面溝5gに沿って底面5fbまで誘導することができる。
なお、前面溝5gのうち、電波通過領域Arの側方で鉛直方向に延びる部分については、必ずしも前面5ff内に配置する必要はなく、例えば、左右方向に開口することになるが、側面5fs側に回り、側面5fsの下端で開放されるようにしてもよい。
実施の形態9.
上記実施の形態4~7においては、電波通過領域への水滴の進入を抑制するために庇を設けた例について説明した。本実施の形態9にかかるミリ波レーダ装置では、天面の前面との境界部分に、前面への水滴の流れを阻止する堤を設けた例について説明する。図21Aと図21Bは、それぞれ実施の形態9にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図である。なお、堤以外の構成については、実施の形態1での開示内容と同様であり、電波通過領域部分の傾斜についての説明は省略する。また、内部機器の収納状態についても、実施の形態1で用いた図1を援用し、同様部分についての説明は省略する。
本実施の形態9にかかるミリ波レーダ装置1は、図21(図21Aと図21B)に示すように、天面5ftの前面5ffとの境界部分である前端部分に、上方に突き出た堤5dを設けたものである。堤5dは、左右方向において、電波通過領域Arを網羅する領域に延在するように形成され、天面5ftからの突出高さは、水滴の径を1mmとすると、倍以上、つまり2mm以上に設定している。
これにより、降雨の際、カバー5の天面5ftに落下した水滴は、堤5dによって前面5ff側への流れがせき止められ、側面5fs側にのみ流れ落ちる。そのため、前面5ff側には、空中から直接近づいてくる水滴、あるいは側面5fsから回り込んでくる水滴以外は、前面5ff側に伝わることなく、電波通過領域Arでの水膜の形成を防止して高精度な検知が可能となる。
変形例.
上記例では、天面のみに堤を設ける例について説明したがこれに限ることはない。本変形例にかかるミリ波レーダ装置では、堤を底面に達するまで延伸して設けた例について説明する。図22Aと図22Bは、それぞれ変形例にかかるミリ波レーダ装置の側面図と正面図を示す。
本変形例にかかるミリ波レーダ装置1は、図22(図22Aと図22B)に示すように、天面5ftの前端部分に設けた堤5dを両側面5fsの前端側を経由して底面5fbに達するまで設けたものである。
これにより、降雨の際、カバー5の天面5ftに落下した水滴は、堤5dによって前面5ff側への流れがせき止められ、側面5fs側にのみ流れ落ちる。さらに、側面5fsにおいても、前面5ff側への回り込みを阻止するため、空中から直接近づいてくる水滴以外は、前面5ff側に水滴が伝わることなく、電波通過領域Arでの水膜の形成を防止して高精度な検知が可能となる。
なお、本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載されたよう様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態で開示した内容の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組合せで実施の形態に適用可能である。したがって、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態で開示した構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
例えば、鉛直方向に区切ったカバー5とケース4とを組み合わせて筐体6を形成する例を示したがこれに限ることはない。例えば、底面部分とそれ以外の組合せのように、水平方向で区切った部材を組み合わせてもよいし、斜め方向で区切った部材を組み合わせてもよい。ただし、接続部分は部材の厚みが他の部分より厚くなり、電波の透過率が変化するため、いずれの場合でも、一つの部材で電波通過領域Arを網羅するように構成することが望ましい。
とくに、上記実施の形態2~9にかかるミリ波レーダ装置1では、それぞれの特徴的な構成に加え、実施の形態1で説明した電波通過領域Ar部分に傾斜を設ける構成を組み合わせた例を示した。これにより、実施の形態2~9の特徴部分と電波通過領域Ar部分の傾斜の相乗効果により、電波通過領域Ar部分での水滴の滞留を格段に抑制することができるが、これに限ることはない。
例えば、実施の形態2と実施の形態3については、図23Aと図23Bに示すように、前面5ffを垂直に形成しても、特徴部分である天面5ftについては、左右方向、あるいは前方に向かって傾斜を設けることで、水滴の滞留抑制効果を発揮する。実施の形態4については、図24A~図24Cに示すように、前面5ffを垂直に形成しても、特徴部分である庇5vを設けることで、水滴の滞留抑制効果を発揮する。
実施の形態5については、図25に示すように、前面5ffを垂直に形成しても、特徴部分である電波通過領域Arの上方と両側面を囲む庇5vを設けることで、水滴の滞留抑制効果を発揮する。実施の形態6については、図26Aと図26Bに示すように、前面5ffを垂直に形成しても、特徴部分である庇5vに段差5vc、あるいは縁切り溝5viを設けることで、水滴の滞留抑制効果を発揮する。実施の形態7については、図27に示すように、前面5ffを垂直に形成しても、特徴部分である庇5vの先端部5veに先端溝5vgを設けることで、水滴の滞留抑制効果を発揮する。
実施の形態8については、図28A~28Cに示すように、前面5ffを垂直に形成しても、特徴部分である電波通過領域Arの上方、あるいは上方と両側面を囲む前面溝5gを設けることで、水滴の滞留抑制効果を発揮する。実施の形態9については、図29Aと図29Bに示すように、前面5ffを垂直に形成しても、特徴部分である堤5dを設けることで、水滴の滞留抑制効果を発揮する。
以上のように、各実施の形態にかかるミリ波レーダ装置1によれば、外部に向けてミリ波を送信し、外部の物標からの反射波を受信する送受信面2faが形成された電波送受信部2、電波送受信部2の動作を制御し、電波送受信部2からの出力に基づき、物標との位置関係および相対速度のいずれかを算出する制御部3、および電波送受信部2と制御部3を収容し、送受信面2faの法線Lnが水平を向くように保持する防水性の筐体6(ケース4とカバー5)、を備え、筐体6の外表面のうち、ミリ波の送信方向における前方に位置する前面5ffは、送受信面2faの上下方向および左右方向の範囲に対応した電波通過領域Arに当たる部分が、下方に向かって後方に傾斜しているように構成したので、電波通過領域Ar部分では、水滴が滞留することなく落下するので、降雨に晒されても水膜による減衰を抑え、高い検出精度を維持することができる。
傾斜の鉛直線に対する傾斜角αを3°以上、45°以下の範囲に設定すれば、電波通過領域Arでの水膜形成の抑制と、コンパクト化を両立できる。
筐体6の外表面のうち、上方に位置する天面5ftは、左右方向において、中央から外側に向かって下方に傾斜しているように構成すれば、天面5ftから前面5ffに流れ込む水量を低減できる。
筐体6の外表面のうち、上方に位置する天面5ftは、前面5ffに向かって下方に傾斜しているように構成すれば、天面5ftから前面5ffに流れ込む水に勢いがつき、前面5ffにおける水離れがよく、水膜の形成をより抑制できる。
筐体6の外表面のうち、上方に位置する天面5ftには、左右方向における電波通過領域Arを網羅する範囲にわたって、前面5ffよりも前方に張り出した庇5vが延在しているので、天面5ftから前方に流れる水滴を前面5ffに触れさせることなく、空中に落下させることができる。さらには、上方から前面5ffに向かって降下する水滴のうちの少なくとも一部を遮ることができる。
庇5vの電波通過領域Arに近い側の面(内側の面)には、庇5vの延在方向に沿って段差5vcまたは溝(縁切り溝5vi)が形成されているようにすれば、庇5vをつたって前面5ff側に回り込む水滴を前面5ffに到達する前に落下させることができる。
庇5vの先端部5veに、庇5vの延在方向に沿って溝(先端溝5vg)が形成されているようにすれば、庇5vの先端部5ve部分で水滴を先端溝5vg内に吸い込み、先端溝5vgに沿って、電波通過領域Arの範囲外に移動させてから排出させることができる。
庇5vは、筐体6の外表面のうち、左右方向における外側に位置する両側面5fsの、電波通過領域Arよりも下方に位置する部分にわたって延在するようにすれば、側面5fs側をつたう水滴の前面5ff側への進入を防止することができる。その際、段差5vc、縁切り溝5vi、先端溝5vgも同じ位置まで形成されることになるので、水滴を電波通過領域Arの下方まで誘導し、電波通過領域Arへの進入をさらに防止できる。
前面5ffには、電波通過領域Arの上方で、左右方向における電波通過領域Arを網羅する範囲にわたって前方に開口する前面溝5gが形成されているようにすれば、天面5ft側から前面5ffに水滴が回り込んでも、前面溝5gで水滴を吸い込み、前面溝5gに沿って、電波通過領域Arの範囲外に移動させてから排出させることができる。
前面溝5gは、左右方向における電波通過領域Arの両外側を経由して、電波通過領域Arよりも下方に位置する部分にわたって形成されているようにすれば、天面5ftからだけでなく、側面5fsから回り込んだ水滴も、電波通過領域Arへ進入させることなく、電波通過領域Arに戻れない位置(下方)まで移動させてから排出させることができる。
前面溝5gが、間隔をあけて複数本形成されているようにすれば、多重の水滴防御が可能になる。
筐体6の外表面のうち、上方に位置する天面5ftの前面5ffに近い側には、左右方向における電波通過領域Arを網羅する範囲にわたって、上方に向かって突き出た堤5dが延在しているように構成すれば、天面5ftが受けた水滴を前面5ffに向かうのを阻止し、側面5fs側に逃すことができる。
堤5dは、筐体6の外表面のうち、左右方向における外側に位置する両側面5fsの前面5ffに近い側において、電波通過領域Arよりも下方に位置する部分にわたって延在するようにすれば、側面5fs側から前面5ffに水滴が回り込むことを阻止することができる。
1:ミリ波レーダ装置、 2:電波送受信部、 2a:アンテナ、 2fa:送受信面、 3:制御部、 4:ケース、 5:カバー、 5d:堤、 5fb:底面、 5ff:前面、 5fs:側面、 5ft:天面、 5g:前面溝、 5v:庇、 5vc:段差、 5ve:先端部、 5vg:先端溝、 5vi:縁切り溝、 6:筐体、 Ar:電波通過領域、 Ln:法線、 α:傾斜角。

Claims (11)

  1. 外部に向けてミリ波を送信し、前記外部の物標からの反射波を受信する送受信面が形成された電波送受信部、
    前記電波送受信部の動作を制御する制御部、および
    前記電波送受信部と前記制御部を収容し、前記送受信面の法線が水平を向くように保持する防水性の筐体、を備え、
    前記筐体の外表面のうち、前記ミリ波の送信方向における前方に位置する前面は、前記送受信面の上下方向および左右方向の範囲に対応した電波通過領域を包含し、
    上方に位置する天面には、前記左右方向における前記電波通過領域を網羅する範囲にわたって、前記前面よりも前方に張り出した庇が延在し、かつ前記庇の先端面に前記庇の延在方向に沿って溝が形成されていることを特徴とするミリ波レーダ装置。
  2. 前記庇の前記電波通過領域に近い側の面には、前記庇の延在方向に沿って段差または溝が形成されていることを特徴とする請求項に記載のミリ波レーダ装置。
  3. 前記庇は、前記筐体の外表面のうち、前記左右方向における外側に位置する両側面の、前記電波通過領域よりも下方に位置する部分にわたって延在していることを特徴とする請求項1または2に記載のミリ波レーダ装置。
  4. 外部に向けてミリ波を送信し、前記外部の物標からの反射波を受信する送受信面が形成された電波送受信部、
    前記電波送受信部の動作を制御する制御部、および
    前記電波送受信部と前記制御部を収容し、前記送受信面の法線が水平を向くように保持する防水性の筐体、を備え、
    前記筐体の外表面のうち、前記ミリ波の送信方向における前方に位置する前面は、前記送受信面の上下方向および左右方向の範囲に対応した電波通過領域を包含し、前記電波通過領域の上方で、前記左右方向における前記電波通過領域を網羅する範囲にわたって、前方に開口する前面溝が形成され、
    前記前面溝が、間隔をあけて複数本形成されていることを特徴とするミリ波レーダ装置。
  5. 前記前面溝は、前記左右方向における前記電波通過領域の両外側を経由して、前記電波通過領域よりも下方に位置する部分にわたって形成されていることを特徴とする請求項に記載のミリ波レーダ装置。
  6. 前記筐体の外表面のうち、上方に位置する天面の前記前面に近い部分は、前記左右方向において、中央から外側に向かって下方に傾斜していることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のミリ波レーダ装置。
  7. 前記筐体の外表面のうち、上方に位置する天面の前記前面に近い部分は、前記前面に向かって下方に傾斜していることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のミリ波レーダ装置。
  8. 前記筐体の外表面のうち、上方に位置する天面の前記前面に近い部分には、前記左右方向における前記電波通過領域を網羅する範囲にわたって、上方に向かって突き出た堤が延在していることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のミリ波レーダ装置。
  9. 前記堤は、前記筐体の外表面のうち、前記左右方向における外側に位置する両側面の前記前面に近い側において、前記電波通過領域よりも下方に位置する部分にわたって延在していることを特徴とする請求項に記載のミリ波レーダ装置。
  10. 前記前面の前記電波通過領域に当たる部分が、下方に向かって後方に傾斜していることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のミリ波レーダ装置。
  11. 前記傾斜の鉛直線に対する傾斜角は3°以上、45°以下であることを特徴とする請求項10に記載のミリ波レーダ装置。
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