JPH06174821A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車間距離レーダなどに用いられるレーダ装置
において、前方の被検出物体のみを正確に検出する。 【構成】 アンテナ４をメインローブ１３の中心線Ｌに
対して矢符２３で示される直角方向に速度±ＶＥで変位
させる。これによって、被検出物体をサイドローブ１４
で検出していると発生するドップラ速度ＶＤ＝ＶＥｃｏ
ｓθｓによるレベル変動が受信信号に表れるか否かか
ら、被検出物体をメインローブ１３で検出したのか、あ
るいはサイドローブ１４で検出したのかを識別する。こ
れによって、隣接する車線をほぼ並走する車両などの不
要反射物の影響を受けることなく、前方の先行車のみを
正確に検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の車間距離レー
ダとして好適に用いられるレーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車において、走行車速が予め
設定した目標車速となるようにスロットル弁開度を制御
する定速走行装置が搭載されるようになっている。この
定速走行装置において、比較的混雑した道路などで前記
定速走行を維持することができなくなったときのため
に、先行車に安全車間距離を隔てて追従走行する車間距
離制御が行われるようになってきている。

【０００３】前記車間距離を計測するためのレーダ装置
は、たとえば三角波で搬送波を周波数変調した送信信号
をアンテナから被検出物体である先行車に向けて放射
し、その先行車の散乱による反射波を受信した受信信号
と、前記送信信号の一部とを混合して得られた信号から
求められる両者の位相差に基づいて、先行車との車間距
離および相対速度などを検出する。このようなレーダ装
置に用いられるアンテナとして、たとえばスロットアレ
イアンテナが挙げられる。このアンテナは、車体のフロ
ントグリルなどに埋込まれて搭載され、したがってアン
テナ長をあまり長く形成することができず、指向性が悪
くなってしまうという問題がある。このため、従来か
ら、アンテナの１次放射器に形成されるスロットの深さ
を変化させて、アンテナの開口面から放射される電波の
強度分布を変化させることによって指向性の向上が図ら
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術ではア
ンテナの特性上、指向性の向上、すなわちメインローブ
のビーム幅を狭くしようとすると、該メインローブに対
して左右対称に発生するサイドローブのエネルギが大き
くなって、そのビーム幅が拡がってしまう。このため、
隣の車線をほぼ並走する車両もサイドローブで検出して
しまうなどの不要反射物による影響を受け易くなる。こ
のため、検出した目標がメインローブ内にあるのか、あ
るいはサイドローブ内にあるのかを識別する必要があ
る。

【０００５】本発明の目的は、検出した目標がメインロ
ーブ内にあるのか、あるいはサイドローブ内にあるのか
を識別することができるレーダ装置を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、アンテナから
放射した電波と被検出物体による反射波との位相差に基
づいて、前記被検出物体までの距離を計測するレーダ装
置において、前記アンテナを電波の放射方向とは交差す
る方向に変位する変位手段と、前記反射波の受信信号か
ら前記アンテナの変位速度に対応したレベル変動が生じ
ているか否かを判定する判定手段とを含むことを特徴と
するレーダ装置である。

【０００７】

【作用】本発明に従えば、車両に搭載されて車間距離検
出などのために用いられるレーダ装置は、アンテナから
電波を放射し、先行車などの被検出物体によるその反射
波と、放射した電波との位相差に基づいて、被検出物体
までの距離および相対速度などを計測する。このように
して用いられるレーダ装置において、本発明では、変位
手段と判定手段とが設けられる。変位手段は、前記アン
テナを電波の放射方向とは交差する方向、たとえばメイ
ンローブの放射方向に対して垂直な方向に変位させる。
前記判定手段は、反射波の受信信号に前記アンテナの変
位速度に対応したレベル変動が生じているか否かを判定
する。

【０００８】すなわち、メインローブの中心線から所定
の角度θだけ斜め方向に発生するサイドローブによる反
射波には、前記アンテナの変位速度にｃｏｓθを乗算し
て得られるドップラ速度に対応したレベル変動が生じて
いる。このレベル変動が検出されるか否かによって、被
検出物体がメインローブ内にあるのか、あるいはサイド
ローブ内にあるのかを識別することができる。したがっ
て、隣の車線をほぼ並走する車両などの不要反射物の影
響を受けることなく、先行車などの前方の被検出物体の
みを正確に検出することができる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例のレーダ装置２０
と、それに関連する構成を説明するためのブロック図で
ある。このレーダ装置２０は、定速走行装置２１に関連
して設けられている。定速走行装置２１は、車速センサ
７によって検出される走行車速が、スイッチ６の操作な
どに応答して設定された目標車速となるように、マイク
ロコンピュータなどで実現される制御回路が、ステッピ
ングモータなどで実現されるスロットルアクチュエータ
８によってスロットル弁開度を調整制御する装置であ
る。この定速走行装置２１において、比較的混雑した道
路の走行時などで定速走行制御を維持できないときに
は、制御回路９は、レーダ装置２０によって検出される
車間距離が、走行車速に対応した安全車間距離となるよ
うに前記スロットルアクチュエータ８を制御して追従走
行を行うことができる。

【００１０】レーダ装置２０は、アンテナ４と、検出回
路５と、演算回路１と、駆動回路２と、駆動機構３とを
備えて構成されている。演算回路１は、検出回路５に、
たとえば５０ＧＨｚの搬送波を三角波で周波数変調した
送信信号を発生させ、この送信信号をアンテナ４から被
検出物体である先行車へ向けて放射させる。前記先行車
による反射波は前記アンテナ４で受信され、この受信信
号は検出回路５に入力される。検出回路５は、送信信号
の一部と受信信号とを混合し、両者の位相差に対応した
出力を演算回路１へ出力する。演算回路１は、前記位相
差に基づいて先行車との車間距離および相対速度などを
演算し、前記追従走行のために定速走行装置２１の制御
回路９へ出力する。

【００１１】本発明では、このレーダ装置２０にはま
た、アンテナ４を、矢符２２で示される送信信号の放射
方向、すなわち該レーダ装置２０が搭載される車体の前
後方向に対して、矢符２３で示される垂直な車体の横方
向に変位駆動する駆動機構３および該駆動機構３を駆動
制御する駆動回路２が設けられている。駆動機構３はた
とえばステッピングモータなどで実現され、この駆動機
構３へは前記演算回路１からの駆動出力に応答して駆動
回路２から駆動用の電力が供給される。駆動回路２から
の出力はまた演算回路１に入力されており、これによっ
て演算回路１はアンテナ４の変位速度および変位位置を
検出することができる。演算回路１は、前記変位速度に
対応して、アンテナ４の受信信号から、後述するように
して、検出された物体がメインローブによるものか、サ
イドローブによるものかを判別し、メインローブによる
ものだけを先行車と判断してその検出結果の車間距離お
よび相対速度を前記制御回路１へ出力する。

【００１２】図２はアンテナ４の斜視図である。このア
ンテナ４は、自動車のフロントグリル内などにおいて車
体の左右一対に配置されている。また、このアンテナ４
はスロットアレイアンテナと称され、大略的に、１次放
射器１０と２次放射器１１とを含んで構成されている。
２次放射器１１は半円筒状に形成され、その軸線上に、
該２次放射器１１の両端部に取付けられている半円盤状
の端板１１ａ，１１ｂによって支持されている四角筒状
の１次放射器１０が配置されている。１次放射器１０の
２次放射器１１側には、周方向に延びて、かつ該１次放
射器１０の長手方向に等間隔で、複数のスロット１２が
形成されている。スロット１２からの放射波は２次放射
器１１の内周面１１ｃで反射されて前方側へ放射され
る。

【００１３】図３は、アンテナ４の放射パターンを示す
平面図である。前記放射波には前記矢符２２で示される
アンテナ４の前方側に延びるメインローブ１３と、該メ
インローブ１３の中心線Ｌに対して左右対称のサイドロ
ーブ１４とが発生する。メインローブ１３のビーム幅Δ
θはアンテナ４の幅Ｗ１が長くなるほど狭くなり、たと
えば送信信号の周波数が前記５０ＧＨｚの場合には、前
記幅Ｗ１が１００ｍｍのときには４°になり、２００ｍ
ｍのときには２°になる。

【００１４】しかしながら、この幅Ｗ１には車体形状に
起因して制限がある。このため、前記スロット１２の深
さを変化してアンテナ４の開口面から放射される電波の
強度分布を、変化することによって対応しようとする
と、すなわちたとえばスロット１２の深さを一定にした
場合には、前記電界強度分布は平坦になり、この場合に
はメインローブ１３のビーム幅Δθは狭くすることがで
きるけれども、その狭くなった分だけのエネルギがサイ
ドローブ１４に加わってしまい、該サイドローブ１４の
幅Δθａは拡がってしまう。これに対して１次放射器１
０の両端部１０ａ，１０ｂ側になるにつれて前記スロッ
ト１２を浅く、中央部１０ｃ側になるにつれて深く形成
すると、電界強度分布は中央部１０ｃ側で強く、両端部
１０ａ，１０ｂ側で弱くなる。したがって、サイドロー
ブ１４を小さく抑えることはできるけれども、メインロ
ーブ１３のビーム幅Δθも拡くなってしまい、指向性に
劣る。

【００１５】このような不具合を解消するために本発明
では、メインローブ１３のビーム幅Δθを狭くし、拡が
ったサイドローブ１４による被検出物体を無視するよう
に構成する。したがって以下のようにして、被検出物体
がメインローブ１３によって検出されたか、あるいはサ
イドローブ１４によって検出されたかを識別する。な
お、アンテナ４は、メインローブ１３のビーム幅Δθが
たとえば２°〜５°となるように、またサイドローブ１
４は前記参照符Ｌで示されるメインローブ１３の中心線
から、たとえば５°〜１０°の角度θｓだけ斜めの方向
に発生するように形成される。

【００１６】図４は、メインローブ１３とサイドローブ
１４との識別動作を説明するための波形図である。図４
（１）はアンテナ４の変位速度を示し、期間Ｔ１で示さ
れる静止している状態から、期間Ｔ２においては前記矢
符２２方向とは垂直な矢符２３方向で示される車体の左
右方向に沿って、たとえばまず右方向に速度ＶＥで変位
駆動する。これによってアンテナ４が所定の変位位置ま
で到達すると、次の期間Ｔ３は該アンテナ４を静止した
後、さらに次の期間Ｔ４で車体の左方向に速度−ＶＥで
変位駆動する。このような期間Ｔ１〜Ｔ４で示される動
作を予め定める周期毎に繰返して行う。

【００１７】これによって、図４（２）で示されるよう
に被検出物体がサイドローブ１４で検出されているとき
には、該サイドローブ１４の放射方向に起因して、相対
速度Ｖに対応した出力レベルに、ＶＥｃｏｓθｓで求め
られるドップラ速度ＶＤ（図３参照）によるレベル変動
が生じる。これに対して被検出物体がメインローブ１３
で検出されているときには、図４（３）で示されるよう
に、アンテナ４の変位に拘わらず、前記相対速度Ｖのみ
に対応したレベルの出力が得られる。したがって、アン
テナ４の変位に対応したレベル変動が発生するか否かに
よって、被検出物体がメインローブ１３で検出されたも
のであるか、あるいはサイドローブ１４で検出されたも
のであるかを識別することができる。

【００１８】図５は、上述のような識別動作を説明する
ためのフローチャートである。ステップｎ１では、前記
送受信信号の位相差から求められる相対速度Ｖが読込ま
れる。ステップｎ２ではアンテナ４の変位駆動が開始さ
れ、ステップｎ３でその変位速度ＶＥが読込まれる。ま
た、ステップｎ４で再び被検出物体との相対速度ＶＡが
読込まれた後、ステップｎ５で前記アンテナ４の変位駆
動が停止される。

【００１９】ステップｎ６では、前記相対速度Ｖ，ＶＡ
の速度差ΔＶが求められる。ステップｎ７では、前記速
度差ΔＶが前述のようにして求められるドップラ速度Ｖ
Ｄと等しいか否かが判断され、そうであるときにはステ
ップｎ８で被検出物体はサイドローブ１４によって検出
されたものであると判断して動作を終了し、そうでない
ときにはステップｎ９で被検出物体はメインローブで検
出されたものであると判断して動作を終了する。

【００２０】このようにして、被検出物体が、メインロ
ーブ１３で検出したものであるか、あるいはサイドロー
ブ１４で検出したものであるかを識別することによっ
て、隣接する車線をほぼ並走する車両などの周囲の不要
な反射物の影響を受けることなく、前方の先行車のみを
正確に検出することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、アンテナ
を電波の放射方向と交差する方向に変位させ、被検出物
体をサイドローブで検出しているときに発生するドップ
ラ速度に対応したレベル変動が生じているか否かから、
被検出物体をメインローブで検出しているのかあるいは
サイドローブで検出しているのかを識別するので、隣接
する車線をほぼ並走する車両などの周囲の不要反射物の
影響を受けることなく、先行車などの前方の被検出物体
のみを正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のレーダ装置２０とそれに関
連する構成を示すブロック図である。

【図２】アンテナ４の斜視図である。

【図３】アンテナ４の放射パターンを説明するための平
面図である。

【図４】メインローブ１３とサイドローブ１４との識別
動作を説明するための波形図である。

【図５】前記識別動作を説明するためのフローチャート
である。

【符号の説明】

１ 演算回路 ２ 駆動回路 ３ 駆動機構 ４ アンテナ ５ 検出回路 ９ 制御回路 ２０ レーダ装置 ２１ 定速走行装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンテナから放射した電波と被検出物体
   による反射波との位相差に基づいて、前記被検出物体ま
   での距離を計測するレーダ装置において、 前記アンテナを電波の放射方向とは交差する方向に変位
   する変位手段と、 前記反射波の受信信号から前記アンテナの変位速度に対
   応したレベル変動が生じているか否かを判定する判定手
   段とを含むことを特徴とするレーダ装置。