JPH07191132A - 車載用レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車載用レーダ装置におけるレーダ検出能力を
向上させること。 【構成】 本発明の車載用レーダ装置１は、ＥＣＵ４か
らの制御信号に基づいて、送信するレーダ波の偏波方向
切り換えることを可能とする分配器９及びデジタル位相
器１０が構成されており、最初に設定された偏波方向
（水平偏波）でターゲットが検出されなかった場合に
は、偏波方向を切り換える動作（水平偏波→垂直偏波）
を行う。その結果、レーダ断面積分布パターンにおい
て、偏波方向を切り換える動作がディップ（谷間）部分
をカバーすることとなり、レーダ検出能力が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車間距離の確認や障害
物の検知を行うため、車両に搭載された車載用レーダ装
置に用いられるものであり、詳細には、状況に応じて送
信波を変化させることにより、レーダ検出能力を向上さ
せたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の安全性を高める手段とし
て車載用衝突防止レーダの開発が行われており、例え
ば、特開昭６１−１１７９２９号公報等に記載されるよ
うに、レーダ波を送信し、その送信したレーダ波が車両
前後に存在する障害物や標識等の物標に当たって反射し
てくる反射波を受信することにより、車両外部の物標を
検出する装置が知られている。

【０００３】そして、この種の装置に用いられるレーダ
波として、走行環境に強い等の利点や半導体技術の進歩
等により、ミリ波帯を利用したレーダ波の要求が高まっ
ている。そして、この様なレーダ波を利用した装置にお
いては、特に、性能を決定する重要な要素として、図７
に示される様なレーダ断面積を測定することによって、
性能を判断することができる。（図８は、航空機のレー
ダ断面積分布図）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、図８に示され
るように、このレーダ断面積分布パターンには、多くの
ディップ（谷間）が存在しており、例えば、このディッ
プの位置にターゲットが存在する場合、ターゲットに当
たって反射してくる受信電力が小さくなり、ターゲット
を検出できなくなることがある。そして、このディップ
は、使用周波数が高くなるにつれて、その数が増加する
傾向が見られ、特にミリ波帯を利用したレーダ装置にお
いては、ターゲットの検出能力が低下するものと考えら
れる。

【０００５】そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされ
たものであり、物標の存在を検出し、この検出した結果
に基づいて、送信波の偏波方向を変化させることによ
り、レーダ検出能力を向上させた車載用レーダ装置を提
供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため本発明は、図１
に示される様に、アンテナから所定偏波のレーダ波を送
信するとともに、この送信したレーダ波が物標に当たっ
て反射してくる所定偏波のレーダ波をアンテナを介して
受信するレーダ波送受信部と、該レーダ波送受信部を所
定の処理動作に基づいて制御し、この制御に伴い得られ
た情報から前記物標の存在を判定する制御部とを備えた
車載用レーダ装置において、前記レーダ波送受信部は、
前記制御部から出力される信号に基づいて、信号波を発
信する発振器と、該発振器から発信された前記信号波を
取り入れるとともに、前記制御部から出力される信号に
基づいて、前記アンテナから送信するレーダ波の偏波方
向を切り換える偏波方向切り換え部と、前記アンテナを
介して受信した信号波と、前記発振器から発信された信
号波とを取り入れ、前記物標の存在を判定するための基
準となる判定信号を前記制御部に入力する判定信号入力
部とを採用するものである。

【０００７】

【作用】上記構成の車載用レーダ装置においては、ま
ず、レーダ波送受信部に設けられた発振器が、制御部か
らの信号に基づいて信号波を発信し、この発信された信
号波に応じた所定偏波のレーダ波をアンテナから送信す
る。そして、この送信したレーダ波が、例えば、物標等
に当たって反射し、この反射してくる所定偏波のレーダ
波を、レーダ波送受信部がアンテナを介して受信する。
ここで、判定信号入力部が、アンテナを介して受信した
信号波と発振器から発信された信号波とを取り入れ、こ
の取り入れた各々の信号波から、物標の存在を判定する
ための基準となる判定信号を制御部に入力する。そし
て、制御部は、判定信号入力部が入力した判定信号に基
づき、物標が存在するか否かを判定する。しかし、もし
仮に、物標がレーダ断面積の位置に存在し、物標が存在
するにもかかわらず、制御部が物標の存在を判定しない
場合、これを考慮して制御部は、偏波方向切り換え部に
対してある所定の信号を入力する。これにより、偏波方
向切り換え部は、この入力信号に基づいて、発振器から
発信された信号波の位相を変化させることによって、ア
ンテナから送信されるレーダ波の偏波方向を切り換え
る。そして、このレーダ波の偏波方向切り換えは、例え
ば、図５に示されるように、最初に送信された所定偏波
のレーダ波（水平偏波）から、偏波方向切り換えに対応
したレーダ波（垂直偏波）に切り変わることにより、レ
ーダ断面積部分をカバーすることとなり、レーダ検出能
力は向上することとなる。

【０００８】

【発明の効果】以上述べたように本発明においては、物
標の存在を検出するとともに、この検出した結果に基づ
いて、送信波の偏波方向を変化させているため、レーダ
検出能力を向上させた車載用レーダ装置を提供するとい
う優れた効果がある。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説
明する。図２は本発明の一実施例を示す構成図である。
図２において、本実施例のレーダ装置１は、ミリ波帯の
レーダ波を利用したレーダ装置であり、それぞれ大きく
分けて、レーダ波を送信するとともに受信する導波管ア
ンテナ２と、この導波管アンテナ２のレーダ波送信に対
応した信号を入力するとともに、導波管アンテナ２を介
して取り入れられた受信信号を検出するレーダセンサ部
３と、このレーダセンサ部３を所定の処理動作に基づい
て制御するＥＣＵ４と、操作者に対して情報を表示する
ディスプレイ部５とから構成されている。

【００１０】さらに、レーダセンサ部３について詳細に
説明する。レーダセンサ部３においては、ＥＣＵ４から
延びる端子ａに電圧制御発振器６が接続されており、こ
の電圧制御発振器６は、端子ａの電圧に基づいて周波数
変調した信号を出力する発振器として構成されている。
また、この電圧制御発振器６は、方向性結合器７及びサ
ーキュレータ８を介して分配器９に接続され、電圧制御
発振器６から出力された信号を分配器９に入力する構成
となっている。一方、方向性結合器７は、上記構成とは
別にミクサ１２を介して、サーキュレータ８に接続され
ている。なお、方向性結合器７は、電圧制御発振器６か
ら出力された信号の一部を取り入れて、ミクサ１２に入
力するものであり、サーキュレータ８は、同一線路上で
送受信を行うため送信信号と受信信号とを分配するもの
である。また、ミクサ１２は、方向性結合部７から入力
された送信信号の一部と、サーキュレータ８を介して伝
達された受信信号とを取り入れ、この取り入れた送信信
号と受信信号とを合成し、ＩＦアンプ１３を介してＥＣ
Ｕ４に入力するものである。

【００１１】次に、分配器９においては、２つの伝達ラ
インを介してアンテナ結電部１１に接続されており、一
方は、そのままアンテナ結電部１１の端子ｃに接続され
ており、他方は、デジタル位相器１０を介してアンテナ
結電部１１の端子ｄに接続されている。そして、このア
ンテナ結電部１１は導波管アンテナ２に接続されてお
り、ＥＣＵ４によってコントロールされる。なお、デジ
タル位相器１０は端子ｂより入力されるデジタル信号に
より、送信信号の位相を１８０°切り換えるものであ
り、このデジタル位相器１０は、ＥＣＵ４に接続されて
いる。

【００１２】また、アンテナ結電部１１においては、図
３に示される様に、円形導波管２１、同軸導波管変換器
２２、２３を備えており、それぞれ同軸導波管変換器２
２は端子ｃが形成されており、同軸導波管変換器２３は
端子ｄが形成された構成である。そして、この同軸導波
管変換器２２と同軸導波管変換器２３とは、図３に示さ
れる様に、円形導波管２１の中心軸を中心にして、何方
か一方を９０°ずらした位置に固定された構成となって
いる。そこで、このように構成されたアンテナ結電部１
１に対して、それぞれ端子ｃと端子ｄとに位相差が０°
の信号が入力された場合、図３に示される様に、水平偏
波２４が発生する。一方、それぞれ端子ｃと端子ｄとに
位相差が１８０°の信号が入力された場合は、垂直偏波
２５が発生する。

【００１３】次に、本実施例のレーダ装置１の動作を図
４に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、上
記フローチャートは、ＥＣＵ４で処理される動作を示す
ものである。まず、ステップ１１０において、デジタル
位相器１０の位相φを初期値０°あるいは１８０°に設
定する。

【００１４】次に、ステップ１２０において、端子ａの
電圧レベルをコントロールすることによって電圧制御発
振器６を作動させる。この結果、電圧制御発振器６から
は、ある所定の周波数を有した信号が出力され、この出
力された信号は方向性結合器７およびサーキュレータ８
を介して分配器９に入力され、この分配器９にて２つの
伝達ラインに分けられ、アンテナ結電部１１に入力され
る。このとき、ステップ１１０にて設定されたデジタル
位相器１０の位相φが０°であった場合には、図３を用
いて説明したように、導波管アンテナ２２から水平偏波
２４が発生する。一方、デジタル位相器１０の位相φが
１８０°であった場合には、導波管アンテナ２から垂直
偏波２５が発生する。そして、導波管アンテナ２から発
生したレーダ波が、例えば、車両前後に存在する障害物
等の物標に当たって反射し、このレーダ波の反射を導波
管アンテナ２を介してレーダセンサ部３が受信する。ま
た、レーダセンサ部３において、導波管アンテナ２を介
して受信された受信信号がアンテナ結電部１１に伝達さ
れ、さらに、このアンテナ結電部１１に伝達された受信
信号がデジタル位相器１０及び分配器９を介してサーキ
ュレータ８に入力される。そして、サーキュレータ８に
入力された受信信号は、このサーキュレータ８によって
ミクサ１２に伝達される。そして、ミクサ１２は、サー
キュレータ８を介して前述したレーダ波の受信信号と、
方向性結合器７にて取り入れた送信信号とを取り入れ、
この取り入れた受信信号の周波数と、送信信号の周波数
との差に応じた大きさの信号をＥＣＵ４に入力する。

【００１５】次に、ステップ１３０において、ミクサ１
２からの信号レベルを検出することにより、受信電力の
大きさを求める。そして、その求めた受信電力の大きさ
によって障害物であるターゲットが検出されたか否かを
判断し、ターゲットが検出されたのであれば、ステップ
１４０に移行し、検出されなかったのであればステップ
１５０に移行する。

【００１６】次に、ステップ１４０において、ステップ
１３０にてターゲットが検出されたことに対応して、ミ
クサ１２から取り入れた信号レベルに基づき、導波管ア
ンテナ２とターゲットとの距離と相対速度を求める。続
いて、ステップ１５０においては、車両乗員に対して車
両前方に障害物が存在する旨を知らせるため、ディスプ
レイ５にて距離情報を表示する。そして、このステップ
１５０の処理を行った後、再びステップ１２０に戻り、
フローチャートに基づいた処理が継続される。

【００１７】一方、ステップ１６０において、ステップ
１３０にてターゲットが検出されていなかったことに対
応して、ステップ１１０にて設定されたデジタル位相器
１０の位相φの設定値を検出する。このとき、設定値φ
の値が０°であると判定された場合はステップ１７０に
移行し、設定値φの値を１８０°に変更する。一方、設
定値φの値が１８０°であると判定された場合はステッ
プ１８０に移行し、設定値φを０°に変更する。そし
て、ステップ１７０、１８０の処理が行われた後、再び
ステップ１２０に戻る。

【００１８】ここで、上述した第１実施例において、送
信偏波を切り換えることによる効果について説明する。
まず、従来技術で述べたように、レーダの性能を決定す
る重要な要素として、レーダ断面積分布パターンにより
判断することができる。そして、図５に示されるよう
に、初期設定値において位相φが０°（１８０°）と設
定され、水平偏波（垂直偏波）のみのレーダ波が発生し
ている状態の場合には、ターゲットを検出するために必
要とされる検出レベル以下のディップ（谷間）が存在
し、このディップの位置にターゲットが存在した場合、
このターゲットを検出することができない状態が考えら
れる。そこで、前述した実施例のように、レーダ波の送
受信を行い、ターゲットを検出できなかった場合には、
レーダ断面積におけるディップの位置、つまり、ターゲ
ットを検出することのできない位置にターゲットが存在
するという可能性を考慮して、送信偏波を切り換える動
作（ステップ１７０、１８０）を行う。これにより、水
平偏波のみでは検出レベル以下となるディップの位置
に、垂直偏波（水平偏波）がカバーすることとなり、レ
ーダ性能を大幅に向上させることができる。

【００１９】なお、この第１実施例においては、レーダ
センサ部３がレーダ波送受信部に相当し、ＥＣＵ４が制
御部に相当し、電子制御発振器６が発振器に相当し、分
配器９及びデジタル位相器１０が偏波方向切り換え部に
相当し、ミクサ１２が判定信号入力部に相当する。次
に、第２実施例について説明する。

【００２０】この第２実施例においては、第１実施例の
様に、水平、垂直の２方向で偏波を切り換えるだけでな
く、さらに、左斜め、右斜めを加えた４方向で偏波を切
り換えるものである。図６は、この第２実施例を示す構
成図である。第２実施例のレーダ装置３０の構成は、図
６に示されるように、第１実施例のレーダ装置１の構成
と比較して、新たに、アッテネータ３８、スイッチ４
０、スイッチ４１が追加されたものであり、これ以外の
構成は同様である。なお、アッテネータ３８は、サーキ
ュレータ３７と分配器３９の間に設けられ、水平偏波及
び垂直偏波発信時において、電圧制御発振器３５から出
力される信号の信号レベルを減衰させるものである。ま
た、スイッチ４０、スイッチ４１は、分配器３９にて２
つに分けられた伝達ラインにそれぞれ設けられ、この伝
達ラインを伝わる信号の通過及び遮断を行うものであ
る。なお、アッテネータ３８、スイッチ４０、スイッチ
４１は、それぞれＥＣＵ３３に接続され、ＥＣＵ３３か
ら出力される制御信号によってコントロールされる。

【００２１】次に、上記構成のレーダ装置３０が、４方
向の偏波を送信するときの動作を図７に基づいて説明す
る。まず、偏波方向を水平方向にするためには、アッテ
ネータ３８を３ｄＢに設定し、スイッチ４０、４１とも
にオン状態に設定する。そして、デジタル位相器４２に
対して、設定値φを０°にするように制御する。また、
偏波方向を垂直方向にするためには、アッテネータ３８
を３ｄＢに設定し、スイッチ４０、４１ともにオン状態
に設定する。そして、デジタル位相器４２に対して、設
定値φを１８０°にするように制御する。つまり、アッ
テネータ３８により３ｄＢ減少させた以外は前述した第
１実施例のレーダ装置１の動作と同じである。

【００２２】一方、偏波方向を左上がり斜め方向にする
ためには、アッテネータ３８を０ｄＢに設定し、スイッ
チ４０をオン状態とし、スイッチ４１をオフ状態に設定
する。これにより、アンテナ結電部４３は、端子ｃ側か
らのみ信号を取り入れることになる。そのため、アンテ
ナ結電部の構成を示す図３において、端子ｃを有した同
軸導波管変換器からのみ送信信号が出力され、左上がり
斜め方向のレーダ波が出力されることになる。また、偏
波方向を右上がり斜め方向にするためには、アッテネー
タ３８を０ｄＢに設定し、スイッチ４０をオフ状態と
し、スイッチ４１をオン状態に設定する。これにより、
アンテナ結電部４３は、端子ｄ側からの信号を取り入れ
ることになるため、右上がり斜め方向のレーダ波が出力
されることになる。

【００２３】したがって、以上のことから第２実施例に
おいては、水平方向並びに垂直方向のレーダ波に加え
て、斜め方向のレーダ波も送信することとなり、レーダ
断面積のディップの部分がさらに改善され、より精度の
高いレーダ装置として検出能力が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す概略構成図である。

【図３】本発明の第１実施例におけるアンテナ結電部を
示す構成図である。

【図４】本発明の第１実施例における動作を示すフロー
チャートである。

【図５】本発明の第１実施例におけるレーダ断面積分布
パターンを示す説明図である。

【図６】本発明の第２実施例を示す概略構成図である。

【図７】本発明の第２実施例における動作を示す説明図
である。

【図８】航空機のレーダ断面積分布パターンを示す図で
ある。

【符号の説明】

３ レーダセンサ部 ４ ＥＣＵ ６ 電子制御発振器 ９ 分配器 １０ デジタル位相器 １２ ミクサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンテナから所定偏波のレーダ波を送信
   するとともに、この送信したレーダ波が物標に当たって
   反射してくる所定偏波のレーダ波をアンテナを介して受
   信するレーダ波送受信部と、 該レーダ波送受信部を所定の処理動作に基づいて制御
   し、この制御に伴い得られた情報から前記物標の存在を
   判定する制御部と、 を備えた車載用レーダ装置において、 前記レーダ波送受信部は、 前記制御部から出力される信号に基づいて、信号波を発
   信する発振器と、 該発振器から発信された前記信号波を取り入れるととも
   に、前記制御部から出力される信号に基づいて、前記ア
   ンテナから送信するレーダ波の偏波方向を切り換える偏
   波方向切り換え部と、 前記アンテナを介して受信した信号波と、前記発振器か
   ら発信された信号波とを取り入れ、この取り入れた各々
   の信号波の差に基づいて、物標の存在を判定するための
   判定信号を前記制御部に入力する判定信号入力部と、 を備えたことを特徴とする車載用レーダ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車載用レーダ装置におい
   て、 前記偏波方向切り換え部は、 前記発振器から発信された信号波を取り入れるととも
   に、この取り入れた信号波を分配する分配器と、 該分配器によって分配された信号波を通過させ、前記ア
   ンテナに伝達させる複数の伝達ラインと、 該複数の伝達ラインを通過する信号波のうち、少なくと
   もいずれか１つの信号波の位相を変化させる位相可変部
   と、 を備えたことを特徴とする車載用レーダ装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の車載用レーダ装置におい
   て、 前記レーダ波送受信部は、 ミリ波帯のレーダ波を送受信することを特徴とする車載
   用レーダ装置。