JPH0784042A - 障害物検知レーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 同一周波数を使用する他の装置類から送信さ
れた任意の偏波方向を有する干渉波に対して、干渉除去
が可能となり、誤動作を防止できる。 【構成】 送受信アンテナ３９にて受信された信号は、
垂直偏波給電部３１、水平偏波給電部３２、右上がり斜
方偏波給電部３５、左上がり斜方偏波給電部３６に分波
され、それぞれ第１〜第４検波器２３〜２６を介してＥ
ＣＵ７に接続される。第１〜第４検波器からの検波出力
に基づいてＥＣＵ７は受信偏波方向θを計算する。送信
回路１にて、マイクロ波を送信する前に、ＥＣＵ７にて
観測時間を設けて干渉波の有無を調べる。そして干渉波
があれば干渉波の偏波方向θを計算し、その干渉波の偏
波方向θに対して偏波抑圧の高い偏波方向、この場合は
直交する（θ＋９０゜）方向で送信するよう第１，第２
可変アッテネータ１１，１２、及び０゜・１８０゜切換
式位相器１３を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載されて車間
距離の確認や障害物の検知を行うための障害物検知レー
ダに関し、特に、同一周波数帯を使用する他の装置類か
らの干渉波に対して偏波抑圧を行う障害物検知レーダに
関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】自動
車の安全対策としてレーダを用いた障害物検知装置が提
案されている。この種の装置の大きな問題は、同一周波
数帯を使用する他の装置類が送信した電波を受信して誤
作動してしまうといった電波干渉が考えられる。この電
波干渉の生じる確率は、装置を装着する車両台数の増加
に伴って増えるため、実用化の点で大きな障害となる。

【０００３】この問題に対処するものとして、交差偏波
識別を用いて対向車の同種システムからの直接波を除去
する提案（例えば特公昭５９−１２１１４号）がある。
これは、自動車の前面部に配置させるもので、こうする
ことにより、対向車のアンテナとは互いに９０゜の偏波
面を持つこととなり、レーダ相互間の干渉を無くそうと
するものである。

【０００４】しかしながら、この方法では偏波方向が固
定されているため、対向車にだけ適用できるものであ
り、なおかつ、その対向車が同じ斜め４５゜の偏波方向
で送信している場合にしか効果を得ることができないの
である。従って、例えば路面に反射したマルチパス干渉
波や横方向からの干渉波などの偏波方向が変化した干渉
波や、上述のような同じ偏波方向のアンテナを採用して
いない対向車等からの送信電波による干渉波は除去でき
ないといった問題があった。

【０００５】そこで、本発明は、同一周波数を使用する
他の装置類から送信された任意の偏波方向を有する干渉
波に対して、干渉除去が可能となり、誤動作を防止でき
る障害物検知レーダを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に成された本発明の障害物検知レーダは、同一周波数帯
を使用する他の装置類からの干渉波に対して偏波抑圧を
行う車載用の障害物検知レーダであって、上記他の装置
類からの干渉波の偏波方向を計測する偏波方向計測手段
と、該偏波計測手段により計測した偏波方向に対して偏
波抑圧の高い偏波方向を算出する抑圧偏波方向算出手段
と、該抑圧偏波方向算出手段によって算出された抑圧偏
波方向で送受信を行うように偏波の切換を行う偏波切換
手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記構成を有する本障害物検知レーダによれ
ば、偏波方向計測手段が他の装置類からの干渉波の偏波
方向を計測し、抑圧偏波方向算出手段が、その計測した
偏波方向に対して偏波抑圧の高い偏波方向を算出する。
そして、偏波切換手段が、抑圧偏波方向算出手段によっ
て算出された抑圧偏波方向で送受信を行うように偏波の
切換を行う。このように、他の装置類からの干渉波の偏
波方向に対して偏波抑圧の高い偏波方向で、送受信を行
うことができるので、同一周波数帯を使用する他の装置
類からの干渉波に対して適切な偏波抑圧を行うことで干
渉除去が可能となり、誤動作を防止できる。

【０００８】抑圧偏波方向算出手段によって算出される
偏波抑圧の高い偏波方向とは、例えば計測された偏波方
向と交差偏波識別度が最大になる偏波方向であり、直線
偏波の場合、計測された偏波方向と直交する偏波方向
が、上述する偏波抑圧の高い偏波方向となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
従って説明する。図１に、本実施例の障害物検知レーダ
の概略構成を示したブロック図を示す。本障害物検知レ
ーダは、大きく分けて５つの動作ブロックＡ〜Ｅで構成
されており、それぞれ送受信部Ａ、偏波切換部Ｂ、偏波
検出部Ｃ、アンテナ部Ｄ、制御部Ｅである。

【００１０】送受信部Ａは、送信回路１、受信回路３、
サーキュレータ５を備えており、送信回路１及び受信回
路３は制御部Ｅを構成するＥＣＵ７に接続され、それぞ
れの動作タイミングをコントロールされる。そして、送
信回路１、受信回路３は、同一線路で送・受信を行うた
めサーキュレータ５に接続される。

【００１１】次に、偏波切換部Ｂは、２つの可変アッテ
ネータ１１，１２と０゜・１８０゜切換式位相器（以下
単に切換式位相器とも言う）１３を備えている。上記サ
ーキュレータ５は、垂直偏波成分への給電レベルを調整
する第１可変アッテネータ１１と水平偏波成分への給電
レベルを調整する第２可変アッテネータ１２とに接続さ
れる。第１，第２可変アッテネータ１１，１２はそれぞ
れＥＣＵ７に接続され、それぞれの可変レベルをコント
ロールされる。

【００１２】水平偏波成分のレベル調整用である第２ア
ッテネータ１２は、０゜・１８０゜切換式位相器１３を
通して、偏波検出部Ｃの第２方向性結合器２２に接続さ
れる。０゜・１８０゜切換式位相器１３はＥＣＵ７に接
続され、水平偏波給電部３２へ給電される電波の位相を
垂直偏波給電部３１へ給電される電波に対し０゜又は１
８０゜の位相差になるようにコントロールされる。一
方、垂直偏波成分のレベル調整用アッテネータ１１は第
１方向性結合器２１に接続される。

【００１３】上記第１方向性結合器２１は垂直偏波給電
部３１に、第２方向性結合器２２は水平偏波給電部３２
にそれぞれ接続され、垂直あるいは水平偏波給電部３
１、３２からの入力電波を定められた割合だけ分波する
ように、それぞれ第１検波器２３、第２検波器２４に接
続される。

【００１４】送受信アンテナ３９は、垂直偏波給電部３
１、水平偏波給電部３２、右上がり斜方偏波給電部３
５、左上がり斜方偏波給電部３６に接続される。右上が
り斜方偏波給電部３５は第３検波器２５に、一方、左上
がり斜方偏波給電部３６は第４検波器２６にそれぞれ接
続される。なお、偏波検出部Ｃは、第１，第２方向性結
合器２１，２２及び第１〜第４検波器２３〜２６を備え
る。また、アンテナ部Ｄは、送受信アンテナ３９、垂直
偏波給電部３１、水平偏波給電部３２、右上がり斜方偏
波給電部３５、左上がり斜方偏波給電部３６で構成され
る。

【００１５】上記第１〜第４検波器２３〜２６は、ＥＣ
Ｕ７に接続されており、ＥＣＵ７では後述するように、
第１〜第４検波器２３〜２６それぞれからの受信電圧か
ら受信偏波を計算する。本実施例の障害物検知レーダに
よれば、送信回路１にて、マイクロ波を送信する前に、
ＥＣＵ７にて観測時間を設けて干渉波の有無を調べる。
そして干渉波があれば干渉波の偏波方向を計算し、その
干渉波の偏波方向に対して偏波抑圧の高い偏波で送信す
るよう制御する。

【００１６】ここで、自動車に搭載した場合の概略構成
を図７を参照して簡単に説明する。送受信アンテナ３９
が自動車ＡＭの前方バンパＦＢ内に配設されている。ア
ンテナ３９と同じ筺体には、第１，第２方向性結合器２
１，２２、第１〜第４検波器２３〜２６、垂直偏波給電
部３１、水平偏波給電部３２、右上がり斜方偏波給電部
３５、左上がり斜方偏波給電部３６が設けられている。
そして、サーキュレータ５、第１，第２可変アッテネー
タ１１，１２、及び０゜・１８０゜切換式位相器１３が
一つの筺体に内蔵されており、送信回路１、受信回路
３、ＥＣＵ７はそれぞれ単独で一つの筺体を構成してい
る。なお、全ての要素を前方バンパＦＢ内に配設しなく
ても、アンテナ３９関連の筺体だけを前方バンパＦＢ内
に配設し、残りは別の位置に配しても構わない。

【００１７】次に、本障害物検知レーダの作動として、
直線偏波に対する干渉防止にかかる一実施例を図２〜４
のフローチャートを参照しながら説明する。図２に示す
ように、まずステップ１００（以下ステップを単にＳと
記す）で干渉波を計測する。この干渉波計測処理につい
ては図３を参照して説明する。

【００１８】干渉波計測処理（図３）では、まずＳ１０
１で第１〜第４検波器２３〜２６の各検波出力を入力
し、次に、Ｓ１０３においては、各検波出力と第１〜第
４検波器２３〜２６の入出力特性等に基づいて受信電波
の水平、垂直、右上がり斜方偏波、左上がり斜方偏波の
四方向における各偏波成分の大きさを求めて本ルーチン
を一旦終了する。

【００１９】ここで、上記Ｓ１０１において入力する検
波出力について説明する。ＥＣＵ７で定められた観測時
間に送受信アンテナ３９にて受信された信号は、垂直偏
波給電部３１、水平偏波給電部３２、右上がり斜方偏波
給電部３５、左上がり斜方偏波給電部３６に分波され
る。そして、垂直偏波給電部３１からの出力は、第１方
向性結合器２１を通して、適当な割合にて垂直偏波成分
のレベル調整用である第１可変アッテネータ１１と垂直
偏波用の第１検波器２３に分波される。

【００２０】第１方向性結合器２１は、その方向性によ
って垂直偏波給電部３１からの入力を第１可変アッテネ
ータ１１と垂直偏波用の第１検波器２３へ分波するが、
第１可変アッテネータ１１からの入力は、垂直偏波給電
部３１のみに供給される。この動作は、０゜、１８０゜
切換式位相器１３、第２方向性結合器２２、水平偏波給
電部３２についても同様に行われ、水平偏波給電部３２
からの出力は、第２方向性結合器２２を通して、適当な
割合で０゜・１８０゜切換式位相器１３と第２検波器２
４に分波される。

【００２１】右上がり斜方偏波給電部３５、左上がり斜
方偏波給電部３６の出力はそれぞれ第３検波器２５、第
４検波器２６へ供給される。これら第１〜第４検波器２
３〜２６からの検波出力を上記Ｓ１０１に示すようにＥ
ＣＵ７が入力し、偏波面の計算に使用するのである。

【００２２】図２に戻り、Ｓ２００では干渉波の有無を
判断する。具体的には、図３のＳ１０３において求めら
れた受信電波の水平、垂直、右上がり斜方偏波、左上が
り斜方偏波の四方向における各偏波成分の大きさが全
て、ある定められた基準電圧より低い場合には、干渉波
はないと判断され（Ｓ２００：ＮＯ）、Ｓ７００に移行
する。Ｓ７００では、事前に定められた偏波方向で送信
するように、可変アッテネータ１１，１２及び０゜・１
８０゜切換式位相器１３を制御する。その制御に応じ
て、送信回路１、受信回路３では送受信が行われる（Ｓ
６００）。

【００２３】また、各偏波成分のうち１つでもある定め
られた基準値以上となったとき（Ｓ２００：ＹＥＳ）
は、Ｓ３００以降の処理を行う。Ｓ３００では干渉波の
偏波方向を計算する。この偏波方向算出処理については
図４のフローチャートを参照して詳しく説明する。

【００２４】図４のＳ３０１では、干渉波の傾きθ，δ
の絶対値を計算する。この干渉波の傾きθ，δは、図５
に示すように、垂直偏波成分の大きさをＶV 、水平偏波
成分の大きさをＶH 、右上がり斜方偏波成分の大きさを
ＶR 、左上がり斜方偏波成分の大きさをＶL とし、水平
偏波方向から半時計まわりに見た干渉波の傾きを
「θ」、右上がり斜方偏波方向からみた干渉波の傾きを
「δ」としたものである。図５（Ａ）及び（Ｂ）はθに
ついて、図５（Ｃ）はδについての説明図である。

【００２５】Ｓ３０１では、まず垂直偏波成分の大きさ
ＶV と水平偏波成分の大きさＶH の比（ＶV ／ＶH ）を
求め、その逆正接（ｔａｎ^-1（ＶV ／ＶH ））を取る。
これは、水平偏波方向から半時計まわりに見た干渉波の
傾きθの絶対値（｜θ｜）に等しい。同様に、左上がり
斜方偏波成分の大きさＶL と右上がり斜方偏波成分の大
きさＶR の比を求め、その逆正接（ｔａｎ^-1（ＶL ／Ｖ
R ））を取ると、これは、右上がり斜方偏波方向から半
時計まわりに見た干渉波の傾きδの絶対値（｜δ｜）に
等しい。

【００２６】Ｓ３０１で水平偏波方向から半時計まわり
に見た干渉波の傾きθの絶対値（｜θ｜）は計算される
ので、次にＳ３０３では、実際の傾きθを特定するため
の判断に用いる４つの演算値Ａ〜Ｄを求める。これら４
つの演算値Ａ〜Ｄは下記の数式に示すとおりである。

【００２７】 Ａ＝｜（｜θ｜−｜δ｜）−α｜ Ｂ＝｜（｜θ｜＋｜δ｜）−α｜ Ｃ＝｜（１８０−｜θ｜−｜δ｜）−α｜ Ｄ＝｜（｜δ｜−｜θ｜）−α｜ ここで、４つの演算値Ａ〜Ｄの持つ物理的意味を明らか
にするために、図６を参照しながら説明を進める。水平
偏波方向から半時計まわりに見た右上がり斜方偏波方向
の傾きをα（＝４５゜）とおくと、図６（Ａ）は、α＜
θ＜９０（゜）の場合、図６（Ｂ）は０≦θ≦αの場
合、図６（Ｃ）は−９０（゜）＜θ＜−αの場合、図６
（Ｄ）は−α≦θ＜０の場合である。

【００２８】これら４つの場合の各傾きθ，δ，αの関
係を調べる。図６（Ａ）では、必ず｛｜θ｜−｜δ｜＝
α｝が成立し、図６（Ｂ）では、必ず｛｜θ｜＋｜δ｜
＝α｝が成立するので、これら２つの場合には｛θ＝｜
θ｜｝となることが判る。また、図６（Ｃ）では、｛１
８０−｜θ｜−｜δ｜＝α｝が必ず成立し、図６（Ｄ）
では、｛｜δ｜−｜θ｜）−α｝が必ず成立するので、
これら２つの場合には｛θ＝−｜θ｜｝であることが判
る。

【００２９】図４に戻り、Ｓ３０５以降の処理では、こ
れらの関係に基づいて実際の傾きθを特定するために、
４つの演算値Ａ〜Ｄ同士の比較判断を行っている。詳し
くは、図６（Ａ）のように｛｜θ｜−｜δ｜＝α｝が成
立する場合には４つの演算値Ａ〜Ｄは以下のような値と
なる。

【００３０】Ａ＝０ Ｂ＝｜２δ｜＝２δ＞０（δ＞０のため） Ｃ＝１８０−２｜θ｜＞０（｜θ｜＜９０のため） Ｄ＝｜−２α｜＝２α＞０（α＞０のため） 従って、Ｓ３０５で否定判断され、続くＳ３０７，Ｓ３
０９でもそれぞれ否定判断、すなわち演算値Ａが演算値
Ｂ，Ｃ，Ｄよりも小さいと判断されるので、その場合は
Ｓ３１１でθ＝｜θ｜と特定される。

【００３１】また、図６（Ｂ）のように｛｜θ｜＋｜δ
｜＝α｝が成立する場合には４つの演算値Ａ〜Ｄは以下
のような値となる。 Ａ＝｜−２δ｜＝２δ＞０（０≦θ＜αの場合） ＝０（θ＝αの場合；δ＝０となるため） Ｂ＝０ Ｃ＝｜１８０−２α｜＝９０（゜）＞０ Ｄ＝｜−２θ｜＞０（０＜θ≦αの場合） ＝０（θ＝０の場合） 従って、Ｓ３０５で肯定判断となりＳ３１５へ進み、Ｓ
３１５では否定判断となってＳ３１７へ進む。Ｓ３１７
では、０＜θ≦αの場合はＤ＞０となるため否定判断さ
れてＳ３１９へ進み、θ＝｜θ｜と特定される。またＳ
３１７で、θ＝０の場合のみＢ＝Ｄ＝０となって肯定判
断され、Ｓ３２１へ進んでθ＝−｜θ｜と特定される
が、θ＝０なので問題ない。

【００３２】一方、図６（Ｃ）のように｛１８０−｜θ
｜−｜δ｜＝α｝が成立する場合には４つの演算値Ａ〜
Ｄは以下のような値となる。 Ａ＝｜２｜θ｜−１８０｜＞０（−９０＜θ＜−αの場
合） ＝０（θ＝−９０゜の場合） Ｂ＝｜２｜θ｜＋２｜δ｜−１８０｜＝｜１８０−２α
｜＝９０＞０ Ｃ＝０ Ｄ＝｜２｜δ｜−１８０｜＞０ −９０＜θ＜−αの範囲ではＡ＜９０となるので、Ｓ３
０５で否定判断され、続くＳ３０７で肯定判断（Ａ≧
Ｃ）されて、Ｓ３１３へ進み、Ｓ３１３においてθ＝−
｜θ｜と特定される。

【００３３】また、図６（Ｄ）のように｛｜δ｜−｜θ
｜＝α｝が成立する場合には４つの演算値Ａ〜Ｄは以下
のような値となる。 Ａ＝｜−２α｜＝２α＝９０＞０ Ｂ＝｜２θ｜＞０ Ｃ＝１８０−２｜δ｜＞０（−α＜θ＜０の場合） ＝０（θ＝−αの場合→δ＝９０の場合） Ｄ＝０ θ＝−αの場合のみ、Ａ＝Ｂとなり、それ以外の、−α
＜θ＜０の場合にはＢ＜９０なので、Ｓ３０５では肯定
判断されてＳ３１５へ進む。Ｓ３１５でＢ≧Ｃの場合に
はＳ３２１へ進み、Ｓ３１５で否定判断であったとして
も、Ｂ＞Ｄの関係は必ず成立するので、続くＳ３１７で
は必ず否定判断となってやはりＳ３２１へ進む。そして
Ｓ３２１でθ＝−｜θ｜と特定されることとなる。

【００３４】なお、干渉波が楕円偏波、円偏波の時は、
上記４式、すなわち図６（Ａ）での｛｜θ｜−｜δ｜＝
α｝、図６（Ｂ）での｛｜θ｜＋｜δ｜＝α｝、図６
（Ｃ）での｛１８０−｜θ｜−｜δ｜＝α｝、図６
（Ｄ）での｛｜δ｜−｜θ｜）−α｝は成立しないが、
その場合解が最もαに近いものが正しいと考えて、干渉
波のおおよその偏波を計算すれば十分対応可能である。

【００３５】上記のような４つの演算値Ａ〜Ｄの比較判
断処理によって、干渉波の水平偏波方向から見た傾きθ
を特定することができる。図２のルーチンに戻り、続く
Ｓ４００の処理では、干渉波の偏波方向（θ）に対して
直交する偏波方向（θ＋９０゜）を計算する。これは、
干渉波に対して偏波抑圧の高い偏波というのは、直線偏
波の場合、干渉波と直交する偏波であるからである。

【００３６】そして、Ｓ５００では、送受信偏波が上記
Ｓ４００で計算した直交する偏波方向（θ＋９０゜）と
なるように、垂直偏波給電部３１に通じる第１可変アッ
テネータ１１及び水平偏波給電部３２に通じる第１可変
アッテネータ１２のレベルと、０゜、１８０゜切換式位
相器１３を制御する。その制御に応じて、送信回路１、
受信回路３では送受信が行われる（Ｓ６００）。

【００３７】このように、本実施例の障害物検知レーダ
によれば、他の装置類からの干渉波の偏波方向を計測し
（Ｓ１００〜Ｓ３００）、その計測した偏波方向に対し
て偏波抑圧の高い偏波方向を算出する（Ｓ４００）。そ
して、算出された抑圧偏波方向で送受信を行うように偏
波の切換を行う（Ｓ５００）。このように、他の装置類
からの干渉波の偏波方向に対して偏波抑圧の高い偏波方
向で、送受信を行うことができるので、同一周波数帯を
使用する他の装置類からの干渉波に対して適切な偏波抑
圧を行うことで干渉除去が可能となり、誤動作を防止で
きる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の障害物検
知レーダによれば、干渉波の偏波方向に対して偏波抑圧
の高い偏波方向で送受信を行うことができるので、同一
周波数を使用する他の装置類から送信された任意の偏波
方向を有する干渉波に対して、干渉除去が可能となり、
誤動作を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の障害物検知レーダの概略
構成を示すブロック図である。

【図２】 本実施例の障害物検知レーダの作動を説明す
るためのフローチャートである。

【図３】 本実施例の干渉波計測処理を示すフローチャ
ートである。

【図４】 本実施例の偏波方向算出処理を示すフローチ
ャートである。

【図５】 （Ａ），（Ｂ）は干渉波の傾きθについての
説明図、（Ｃ）は干渉波の傾きδについての説明図であ
る。

【図６】 水平偏波方向から半時計まわりに見た右上が
り斜方偏波方向の傾きをαとして、（Ａ）は、α＜θ＜
９０゜の場合、（Ｂ）は０≦θ≦αの場合、（Ｃ）は−
９０゜＜θ＜−αの場合、図６（Ｄ）は−α≦θ＜０の
場合における各傾きθ，δ，αの関係を示す説明図であ
る。

【図７】 本障害物検知レーダを車両に搭載した場合の
概略構成を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

Ａ…送受信部、 Ｂ…偏波切換部、 Ｃ…偏波検出部、
Ｄ…アンテナ部、Ｅ…制御部、 １…送信回路、 ３
…受信回路、 ５…サーキュレータ、７…ＥＣＵ １１
…第１可変アッテネータ、 １２…第２可変アッテネー
タ、１３…０゜・１８０゜切換式位相器、 ２
１…第１方向性結合器、２２…第２方向性結合器、 ２
３…第１検波器、 ２４…第２検波器、２５…第３検波
器、 ２６…第４検波器、 ３１…垂直偏波給電
部、３２…水平偏波給電部、 ３５…右上がり斜方偏
波給電部、３６…左上がり斜方偏波給電部、 ３９…送
受信アンテナ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一周波数帯を使用する他の装置類から
   の干渉波に対して偏波抑圧を行う車載用の障害物検知レ
   ーダであって、 上記他の装置類からの干渉波の偏波方向を計測する偏波
   方向計測手段と、 該偏波計測手段により計測した偏波方向に対して偏波抑
   圧の高い偏波方向を算出する抑圧偏波方向算出手段と、 該抑圧偏波方向算出手段によって算出された抑圧偏波方
   向で送受信を行うように偏波の切換を行う偏波切換手段
   と、 を備えたことを特徴とする障害物検知レーダ。