JPH10268029A - 開口面アンテナ及びレーダ装置 - Google Patents

開口面アンテナ及びレーダ装置

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JPH10268029A
JPH10268029A JP9075980A JP7598097A JPH10268029A JP H10268029 A JPH10268029 A JP H10268029A JP 9075980 A JP9075980 A JP 9075980A JP 7598097 A JP7598097 A JP 7598097A JP H10268029 A JPH10268029 A JP H10268029A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信電力を増大させることなく、広い範囲に
渡って送信ビームの送出が可能な開口面アンテナ、及び
広い範囲に渡って物標の方位を検出可能なレーダ装置を
提供する。 【解決手段】 誘電体レンズ８を介してレーダ波を送受
信する送受信器１０は、一列に配置されたアンテナ素子
１２（１２ａ〜１２ｆ）を備え、一つおきに半数ずつが
第１及び第２の共通給電線１８（１８ａ，１８ｂ）を介
して給電される。アンテナ素子１２と共通給電線１８を
接続する個別給電線１４（１４ａ〜１４ｆ）や共通給電
線１８の長さは、各アンテナ素子１２が同位相のレーダ
波を放射するように設定されている。隣接する一対のア
ンテナ素子１２は、送信時には、合成された単一の送信
アンテナとみなすことができ、どの対を選択するかに応
じて送信ビームの方向が変化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体の衝突防止
等に使用され、レーダ波の送受信により移動体の外部に
存在する物標の位置を検出するレーダ装置、及び該レー
ダ装置に使用される開口面アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この種のレーダ装置として、
モノパルス方式のレーダ装置が知られている。このモノ
パルス方式のレーダ装置では、当該レーダ装置から送信
され物標にて反射されたレーダ波を、近接配置した一対
の受信アンテナにて受信し、両受信アンテナからの受信
信号の位相差や振幅差に基づいて物標の方位を検出する
ようにされている。なお、アンテナからの送受信ビーム
には指向性があり、しかも物標の方位検出は一対の受信
アンテナの受信ビームが重なり合う領域（方位検知可能
領域）でのみ可能となるため、このようなモノパルス方
式のレーダ装置では、非常に限られた範囲でしか物標の
方位を検出することができなかった。
【０００３】ところが車載用のレーダ装置として用いる
場合、例えば割り込みしようとしている車両を速やかに
検出したり、曲がった道路であっても道路や道路近傍に
存在する障害物等を確実に検出できるようにするため、
方位検知可能領域の幅の拡大が望まれていた。
【０００４】これに対して、本願出願人は、既に特願平
８−１９２３０７号にて、受信アンテナを３個以上設
け、隣接する各一対の受信アンテナによる方位検知可能
領域が、互いに異なるように受信アンテナを配置して、
これらの合成領域を当該レーダ装置としての方位検知可
能領域とすることにより、広い範囲に渡って方位検出を
可能としたレーダ装置についての提案を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この装置で
は、受信アンテナの数を増やすことにより、方位検知可
能領域を任意に拡大することが可能であるが、この拡大
された方位検知可能領域の幅が送信ビームのビーム幅よ
り大きくなると、次のような問題があった。
【０００６】即ち、たとえ方位検知可能領域であっても
送信ビームが到達しなければ検出を行うことができない
ので、方位検知可能領域の幅に応じて送信ビームのビー
ム幅も広げなければならない。しかし、送信ビームのビ
ーム幅を広げるとアンテナの利得が小さくなるため、ビ
ーム幅を広げる前と同等の検知距離を確保するには、送
信電力を大きくしなければならなかった。ところが、送
信電力は、電波法によって最大値が規定されているた
め、無制限には大きくすることができず、結局、検知幅
を広げると、検知距離が短くなってしまうという問題が
あった。
【０００７】本発明は、上記問題点を解決するために、
送信電力を増大させることなく、広い範囲に渡って送信
ビームの送出が可能な開口面アンテナ、及び広い範囲に
渡って物標の方位を検出可能なレーダ装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本発明の請求項１に記載の開口面アンテナに
おいては、少なくとも３個の一次放射器のうち、隣接す
るいずれか一対の一次放射器を選択して、該選択された
一対の一次放射器が同位相のレーダ波を放射するように
送信信号を供給することが可能なように構成されてい
る。
【０００９】このため、レーダ波の送信時には、この選
択された一対の一次放射器を、合成された単一の一次放
射器とみなすことができる。そして、この合成された一
次放射器の送信ビームは、該選択された一対の一次放射
器の両受信ビームの中間、即ち両受信ビームが互いに重
なり合う方位検知可能領域に向けて放射され、しかもそ
の送信ビームの方向は、選択する一次放射器の組合せに
応じて変化する。
【００１０】また、給電系は、選択された一対の一次放
射器が受信するレーダ波の受信信号を個別に取り出すこ
とが可能なように構成されているので、この各一次放射
器から個別に取り出される受信信号に基づいて、該受信
信号の位相差等からレーダ波を反射した物標の方位を検
出する処理を行うことができる。
【００１１】このように本発明の開口面アンテナによれ
ば、選択される一対の一次放射器に応じて送信ビームの
方向が変化し、その送信ビームは、該選択された一対の
一次放射器の受信ビームが形成する方位検知可能領域を
カバーするので、送信ビームのビーム幅を広げることな
く、即ち送信電力を増大させたり検出距離を犠牲にした
りすることなく、当該開口面アンテナの全ての方位検知
可能領域を送信ビームにてカバーすることができる。従
って、本発明の開口面アンテナを用いれば、広い範囲に
わたって物標を方位を検出できる高性能なレーダ装置を
構成することができる。
【００１２】なお、一次放射器の送受信信号を伝送する
給電系は、例えば請求項２に記載のように、一次放射器
毎に設けられた個別給電線と、一端から順番に番号を割
り当てた時に奇数番目に位置する一次放射器への給電を
行う個別給電線が接続された第１の共通給電線と、同じ
く偶数番目に位置する一次放射器への給電を行う個別給
電線が接続された第２の共通給電線と、個別給電線毎に
接続され、外部からの切換信号に従って該個別給電線上
の信号の通過／不通過を切換可能なスイッチ手段とによ
り構成することができる。
【００１３】但し、本発明では、個別給電線の長さを、
第１及び第２の共通給電線毎に任意の個別給電線間でそ
の全長の差が送信信号の波長の整数（０，１，２，…）
倍となるように設定すると共に、各第１及び第２の共通
給電線における個別給電線の分岐位置間の距離を送信信
号の波長の整数（０，１，２，…）倍の長さに設定して
いる。
【００１４】このように設定すると、第１の共通給電線
を介して給電される各一次放射器には確実に同位相の送
信信号が供給され、延いてはこれら一次放射器から同位
相のレーダ波が送出され、同様に第２の共通給電線を介
して給電される各一次放射器にも確実に同位相の送信信
号が供給され、これら一次放射器から同位相のレーダ波
が送出される。
【００１５】そして、第１の共通給電線を介して給電さ
れる一次放射器と第２の共通給電線を介して給電される
一次放射器とで同位相のレーダ波が送出されるように、
個別給電線と一次放射器との接続状態等に応じて、第１
及び第２の共通給電線の長さを設定すれば、隣接するど
の一対の一次放射器を選択しても、必ず同位相のレーダ
波が送出されるようにすることができるのである。
【００１６】また、本発明では、第１及び第２の共通給
電線における個別給電線の分岐位置、及び個別給電線に
おけるスイッチ手段の接続位置を、スイッチ手段により
信号を不通過の状態にされている個別給電線が第１及び
第２の共通給電線からみてハイインピーダンスとなるよ
うに設定している。
【００１７】このように設定すると、スイッチ手段によ
り信号が通過できない状態に設定された個別給電線は、
第１及び第２の共通給電線に接続されていないものとみ
なすことができ、従って、第１及び第２の共通給電線の
給電端に印加された送信信号は、スイッチ手段により信
号が通過できる状態に設定された個別給電線を介して、
その個別給電線に接続された一次放射器のみに伝送さ
れ、またこの一次放射器からの受信信号は、途中で他の
個別給電線に漏れることなく第１及び第２の共通給電線
上を伝送される。
【００１８】従って、本発明の開口面アンテナによれ
ば、給電系での損失を最小限に抑えることができる。と
ころで、第１及び第２の共通給電線には、外部から給電
が行われる給電端とは反対側の端部を受端として定在波
が発生し、個別給電線では、スイッチ手段が信号を不通
過とするように設定されている時には、スイッチ手段の
接続位置を受端とする定在波が発生する。なお、この定
在波の波長（周波数）は、一次放射器に給電される送信
信号と一致しており、しかも、この定在波が存在する伝
送路上で電流分布が零となり電圧分布が最大となる電流
定在波の節（電圧定在波の腹）では理論上インピーダン
スが無限大（ハイインピーダンス）となる。
【００１９】そこで、請求項３に記載のように、第１及
び第２共通給電線における上記個別給電線の分岐位置
を、第１及び第２の共通給電線上に給電時に現れる送信
信号と同一波長の電流定在波の節となる位置に設定し、
個別給電線におけるスイッチ手段の接続位置を、該スイ
ッチ手段により信号が不通過にされている個別給電線上
に現れる電流定在波の節となる位置が個別給電線の分岐
位置と一致するように設定すれば、スイッチ手段により
信号不通過の状態にされている個別給電線が第１及び第
２の共通給電線からみてハイインピーダンスとなる構成
を実現することができる。
【００２０】なお、電流定在波の節は、受端が開放され
ている時には、受端及び受端から定在波の半波長毎に現
れ、受端が短絡されている時には、受端から定在波の１
／４波長の位置に最初の節が現れ、以後半波長毎に現れ
るのは周知のことである。従って、請求項４に記載のよ
うに、スイッチ手段として、信号を不通過とする場合に
個別給電線を電気的に開放状態とするように構成された
ものを用いた場合は、スイッチ手段の接続位置と個別給
電線の分岐位置との間の距離を、送信信号の半波長の整
数（０，１，２，…）倍の長さに設定すればよく、一
方、請求項５に記載のように、スイッチ手段として、信
号を不通過とする場合に個別給電線を電気的に短絡状態
とするように構成されたものを用いた場合は、スイッチ
手段の接続位置と個別給電線の分岐位置との間の距離
を、送信信号の半波長の整数（０，１，２，…）倍に１
／４波長を加えた長さに設定すればよい。
【００２１】また、請求項６に記載のように、第１及び
第２の共通給電線が分岐する複数の支線を有する場合に
は、該支線の分岐位置を、該支線上に現れる電流定在波
の節となる位置に設定すればよく、この場合、各支線上
の電流定在波が他の支線に漏れることがないので、損失
の小さい第１及び第２の共通給電線を構成できる。
【００２２】次に、給電系によって伝送される送信信号
は高周波信号であるため、給電系を構成する伝送線路
（第１及び第２の共通給電線や個別給電線）を交差させ
ると伝送線路での損失が増大し、しかも伝送線路を立体
的に配置しなければならず装置が大型化してしまう。
【００２３】そこで、請求項７に記載のように、第１及
び第２の共通給電線を、一次放射器を挟んだ両側に配置
すれば、第１及び第２共通給電線や個別給電線を互いに
交差させることなく配線でき、装置構成を簡易のものに
できる。次に、請求項８に記載のレーダ装置では、高周
波発振器が第１及び第２の共通給電線を介して一次放射
器に供給するための高周波信号を生成し、第１及び第２
の共通給電線の夫々に設けられた信号分離回路が、高周
波発振器からの送信信号及び一次放射器からの受信信号
を、第１及び第２の共通給電線から夫々分離し、更に信
号分離回路毎に設けられたミキサが、信号分離回路にて
分離された送信信号及び受信信号を混合して、これら信
号の差の周波数成分であるビート信号を生成する。
【００２４】そして、制御手段は、隣接するいずれか一
対の一次放射器をスイッチ手段を介して第１及び第２の
共通給電線に電気的に接続するための切換信号を生成す
ると共に、ミキサが出力するビート信号に基づいて、一
次放射器が放射するレーダ波を反射した物標の方位を求
める。
【００２５】従って、本発明のレーダ装置によれば、使
用する一対の一次放射器を切換信号によって順次切り換
えることにより、方位検出を行う領域を適宜切り換えな
がら、物標の方位を求めることができるので、広い範囲
に渡って物標の位置を高精度に検出することができる。
その結果、車両に搭載した場合、割り込みしようとして
いる車両を速やかに検出したり、曲がった道路であって
も道路や道路近傍に存在する障害物等を確実に検出する
ことができ、即ち車載用のレーダ装置として好適に使用
することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。なお、図１（ａ）は本発明が適用された実
施例の障害物検出用レーダ装置の全体構成を表すブロッ
ク図、図１（ｂ）はその要部である送受信器の詳細な構
成を表す回路図である。
【００２７】図１に示すように、本実施例のレーダ装置
２は、レーダ波を送受信する送受信器１０、及び送受信
器１０から放射されるレーダ波（送信ビーム）のビーム
幅を絞って外部に送出すると共に、受信ビーム内に存在
する障害物等に反射して戻ってきたレーダ波を送受信器
１０上に収束させる誘電体レンズ８を備えた電波送受信
部４と、電波送受信部４を駆動することにより該電波送
受信部４から得られる出力信号を処理して、レーダ波を
反射した障害物の位置等を検出する処理を行う信号処理
部６とを備えている。
【００２８】そして本実施例では、自動車前方の障害物
を検出するために、電波送受信部４が自動車の前面に取
り付けられ、信号処理部６が車室内又は車室近傍の所定
位置に取り付けられている。ここで、電波送受信部４を
構成する送受信器１０は、５０ｍｍ×２０ｍｍの誘電体
基板上に一体に形成されており、一次放射器として一列
に配置された６個のアンテナ素子１２（１２ａ〜１２
ｆ）と、各アンテナ素子１２に夫々接続された個別給電
線１４（１４ａ〜１４ｆ）と、個別給電線１４毎に設け
られ、切換信号Ｓ（Ｓａ〜Ｓｆ）に従って個別給電線１
４上での信号の通過／不通過を設定するスイッチ１６
（１６ａ〜１６ｆ）と、図中左から奇数番目に位置する
アンテナ素子１２ａ，１２ｃ，１２ｅに個別給電線１４
ａ，１４ｃ，１４ｅを介して給電を行う第１の共通給電
線１８ａと、図中左から偶数番目に位置するアンテナ素
子１２ｂ，１２ｄ，１２ｆに個別給電線１４ｂ，１４
ｄ，１４ｆを介して給電を行う第２の共通給電線１８ｂ
とを備えており、誘電体レンズ８と共に開口面アンテナ
を構成している。
【００２９】なお、アンテナ素子１２は四角形の薄膜導
体からなる所謂パッチアンテナにて構成され、個別給電
線１４、第１及び第２の共通給電線１８ａ，１８ｂはス
トリップラインにて構成されている。また第１及び第２
の共通給電線１８ａ，１８ｂは、アンテナ素子１２を挟
んで両側に配置されると共に、後述する高周波発振器２
４が接続される給電端ＳＴとは反対側の端部（以下、受
端とよぶ）ＲＴが開放状態にされている。更に、第１の
共通給電線１８ａを介して給電されるアンテナ素子１２
ａ，１２ｃ，１２ｅと、第２の共通給電線１８ｂを介し
て給電されるアンテナ素子１２ｂ，１２ｄ，１２ｆとで
は、互いに反対側の端部に個別給電線１４が接続されて
いる。
【００３０】また送受信器１０は、信号処理部６からの
起動信号ＳＳに従って高周波（本実施例ではミリ波帯）
の送信信号を生成し、第１及び第２の共通給電線１８
ａ，１８ｂに印加する高周波発振器２４と、第１の共通
給電線１８ａに接続され高周波発振器２４からの送信信
号及びアンテナ素子１２ａ，１２ｃ，１２ｅからの受信
信号を分離抽出する送受分離回路２０ａと、送受分離回
路２０ａにて分離抽出された送信信号及び受信信号を混
合して、これら信号の差の周波数成分であるビート信号
Ｂ１を生成するミキサ２２ａと、第２の共通給電線１８
ｂに接続され高周波発振器２４からの送信信号及びアン
テナ素子１２ｂ，１２ｄ，１２ｆからの受信信号を分離
抽出する送受分離回路２０ｂと、送受分離回路２０ｂに
て分離抽出された送信信号及び受信信号を混合して、こ
れら信号の差の周波数成分であるビート信号Ｂ２を生成
するミキサ２２ａとを備えている。
【００３１】なお、第１の共通給電線１８ａ、送受分離
回路２０ａ、ミキサ２２ａ、アンテナ素子１２ａ，１２
ｃ，１２ｅ、個別給電線１４ａ，１４ｃ，１４ｅ、スイ
ッチ１６ａ，１６ｃ，１６ｅを総称して第１回路群２６
とよび、第２の共通給電線１８ｂ、送受分離回路２０
ｂ、ミキサ２２ｂ、アンテナ素子１２ｂ，１２ｄ，１２
ｆ、個別給電線１４ｂ，１４ｄ，１４ｆ、スイッチ１６
ｂ，１６ｄ，１６ｆを総称して第２回路群２８とよぶ。
【００３２】また以下では、第１及び第２の共通給電線
１８ａ，１８ｂ、送受分離回路２０ａ，２０ｂ、ミキサ
２２ａ，２２ｂについて、いずれか任意のものを示すか
両方を総称する場合には、夫々単に共通給電線１８、送
受分離回路２０、ミキサ２２と記す。
【００３３】ここでスイッチ１６は、図２（ａ）に示す
ように、個別給電線１４中に直列接続されたダイオード
Ｄ１と、ダイオードＤ１の両端に直列接続されたコンデ
ンサＣａ１，Ｃｃ１と、一端がダイオードＤ１とコンデ
ンサＣａ，Ｃｃとの間に接続され他端に信号処理部６か
らの切換信号Ｓ（Ｓｘ，Ｓｙ）が印加されるコイルＬａ
１，Ｌｃ１とにより構成されている。
【００３４】このように構成されたスイッチ１６では、
コイルＬａ１，Ｌｃ１を介してダイオードＤ１のカソー
ド側の電圧を切換信号Ｓによって制御することにより、
高周波信号の通過／不通過を制御する。即ち、ダイオー
ドＤ１のアノード側がカソード側よりHighレベルとなる
ように切換信号Ｓ（Ｓｘ＞Ｓｙ）を設定すると、ダイオ
ードＤ１はそのまま順方向にバイアスされてオンするた
め高周波信号の通過が許容され、一方、ダイオードＤ１
のアノード側がカソード側よりLow レベルとなるように
切換信号Ｓ（Ｓｘ＜Ｓｙ）を設定すると、ダイオードＤ
１が逆方向にバイアスされてオフするため高周波信号の
通過が阻止されるのである。そして、個別給電線１４
は、ダイオードＤ１がオフした時にスイッチ１６の接続
位置にて電気的に開放状態にあるとみなすことができ
る。以下では、このように個別給電線１４を電気的に開
放して信号の通過を阻止するスイッチ１６を開放型とよ
ぶ。ところで、カソード側のバイアス回路Ｌｃ１，Ｃｃ
１は、各共通給電線１８ａ，１８ｂに配設して、各スイ
ッチ１６ａ，１６ｃ，１６ｅ又は１６ｂ，１６ｄ，１６
ｆ毎に共用としてもよい。
【００３５】なおスイッチ１６としては、この開放型の
スイッチ１６の他に、例えば図２（ｂ）に示すように、
アノードが個別給電線１４に接続され、カソードが接地
されたダイオードＤ２と、ダイオードＤ２の接続箇所の
両側に個別給電線１４に対して直列接続されたコンデン
サＣａ２，Ｃｃ２と、一端がダイオードＤ１のアノード
に接続され他端に信号処理部６からの切換信号Ｓが印加
されるコイルＬ２とにより構成されたものを用いてもよ
い。このように構成されたスイッチ１６では、コイルＬ
２を介してダイオードＤ２のアノード側電圧を制御する
ことにより、高周波信号の通過／不通過を制御する。
【００３６】即ち、切換信号ＳをLow レベルに設定する
と、ダイオードＤ２が逆方向にバイアスされてオフする
ため、個別給電線１４上の高周波信号はダイオードＤ２
側に流れることなくスイッチ１６の接続地点をそのまま
通過し、切換信号ＳをHighレベルに設定すると、ダイオ
ードＤ２が順方向にバイアスされてオンするため、スイ
ッチ１６の接続位置が高周波信号にとって電気的に短絡
され、その結果、個別給電線１４上の高周波信号はダイ
オードＤ２側に流れて、高周波信号の通過が阻止される
のである。以下では、このように個別給電線１４を電気
的に短絡して信号の通過を阻止するスイッチ１６を短絡
型とよぶ。
【００３７】なお、開放型及び短絡型のいずれの場合
も、アンテナ１２側のコンデンサＣａ１，Ｃａ２は省略
してもよい。ここで、図３（ａ）は、第１又は第２回路
群２６，２８の構成を模式的に表した説明図である。そ
して、各回路群２６，２８における各３本の個別給電線
１４の全長を夫々Ｘ１〜Ｘ３、個別給電線１４が共通給
電線１８から分岐している分岐位置間の距離を夫々Ｙ
１，Ｙ２、高周波発振器２４の出力端が接続された共通
給電線１８の給電端ＳＴから最初の分岐位置までの距離
を第１回路群２６でＺａ，第２回路群２８ではＺｂとす
ると、各共通給電線１８及び各個別給電線１４は、次の
関係式（１）〜（３）を満たすように設定されている。
なお以下の関係式において、ｍはゼロ以上の整数（ｍ＝
０，１，２，…）である。
【００３８】 ｜Ｘｉ−Ｘｊ｜＝ｍ・λ ［ｉ，ｊ＝１〜３］ （１） Ｙｋ ＝ｍ・λ ［ ｋ＝１，２］ （２） ｜Ｚａ−Ｚｂ｜＝ｍ・λ＋λ／２ （３） 即ち、個別給電線１４及び共通給電線１８が（１）
（２）の関係式を満たすことにより、第１及び第２回路
群２６，２８毎に各３個のアンテナ素子１２には、波長
λが整数倍ｍずつずれた、つまり同位相の送信信号が供
給されることになり、また、各回路群２６，２８間で、
共通給電線１８が（３）の関係式を満たすことにより、
第１回路群２６に接続されたアンテナ素子１２と、第２
回路群２８に接続されたアンテナ素子１２とでは、互い
に逆位相の送信信号が供給されることになる。
【００３９】ところで本実施例では、上述したように、
第１回路群２６のアンテナ素子１２と第２回路群２８の
アンテナ素子１２とでは、互いに素子の反対側の端部か
ら給電されるように個別給電線１４が接続されており、
同位相の送信信号を供給すると互いに逆位相のレーダ波
が放射されるように設定されている。
【００４０】つまり、第１回路群２６のアンテナ素子１
２と第２回路群２８のアンテナ素子１２とで互いに逆位
相の送信信号を供給して、全てのアンテナ素子１２から
同位相のレーダ波が放射されるようにするために、
（３）の関係式を用いているのである。
【００４１】なお、各アンテナ素子１２と個別給電線１
４との接続が、両回路群２６，２８のアンテナ素子１２
に同位相の送信信号を供給した場合に、両回路群２６，
２８のアンテナ素子１２から同位相のレーダ波が放射さ
れるようになされている時には、（３）の代わりに（３
ａ）の関係式を用いて、両回路群２６，２８のアンテナ
素子１２に同位相の送信信号が供給されるように設定す
る必要がある。
【００４２】 ｜Ｚａ−Ｚｂ｜＝ｍ・λ （３ａ） また本実施例では、共通給電線１８上での個別給電線１
４の分岐位置、及び個別給電線１４上でのスイッチ１６
の接続位置は、共通給電線１８の受端ＲＴから各個別給
電線１４の分岐位置までの距離を夫々Ｐ１〜Ｐ３とし、
またこの分岐位置からスイッチ１６の接続位置までの距
離を夫々Ｑ１〜Ｑ３とすると、（４）（５）の関係式を
満たすように設定されている。
【００４３】 Ｐｉ＝ｍ・λ／２ ［ｉ＝１〜３］ （４） Ｑｊ＝ｍ・λ／２ ［ｊ＝１〜３］ （５） 即ち、本実施例では、上述したように共通給電線１８の
受端ＲＴが開放されているので、共通給電線１８の給電
端ＳＴに送信信号が印加されることにより送信信号と同
一波長λの定在波が生じると、共通給電線１８の受端Ｒ
Ｔには電流定在波の節（電圧定在波の腹）が存在する。
従って（４）の関係式を満たすように個別給電線１４の
分岐位置を設定すると、この個別給電線１４の分岐位置
は、電流定在波の節が存在する地点、即ち共通給電線１
８上でハイインピーダンスとなる地点に一致することに
なる。また、本実施例では、上述したように開放型のス
イッチ１６を用いているので、スイッチ１６をオフ（信
号が不通過）した時には、電気的に開放状態となるスイ
ッチ１６の接続位置を受端とする定在波が個別給電線１
４上に発生する。従って（５）の関係式を満たすように
スイッチ１６の接続位置を設定すると、個別給電線１４
の分岐位置は、個別給電線１４上の定在波がハイインピ
ーダンスとなる地点にも一致することになる。つまり、
スイッチ１６がオフされている個別給電線１４は、共通
給電線１８に接続されていないものとみなすことができ
るように設定されるのである。
【００４４】なお、共通給電線１８の受端ＲＴを短絡し
ている場合は、受端ＲＴに電流定在波の腹が位置するの
で（４）の代わりに（４ａ）の関係式を用い、またスイ
ッチ１６として短絡型のものを使用する場合には、同様
に（５）の代わりに（５ａ）の関係式を用いて設定する
必要がある。
【００４５】 Ｐｉ＝ｍ・λ／２＋λ／４ ［ｉ＝１〜３］ （４ａ） Ｑｊ＝ｍ・λ／２＋λ／４ ［ｊ＝１〜３］ （５ａ） 以上のように構成された送受信器１０では、高周波発振
器２４にて生成され共通給電線１８の給電端ＳＴに印加
された送信信号は、切換信号Ｓによってスイッチ１６が
オンされている個別給電線１４を介して、該個別給電線
１４に接続されたアンテナ素子１２にのみ供給される。
この時、複数のスイッチ１６がオンされている場合、送
信信号が供給された各アンテナ素子１２からは必ず同位
相のレーダ波が放射される。
【００４６】また、アンテナ素子１２にて受信されたレ
ーダ波の受信信号は、スイッチ１６がオンされている個
別給電線１４に接続されたアンテナ素子１２からのもの
だけが共通給電線１８を介して伝送される。そして送受
分離回路２０にて共通給電線１８から分離された受信信
号は、ミキサ２２にて送信信号と混合され、ビート信号
Ｂに変換されて出力される。
【００４７】次に、このような送受信器１０を備えた電
波送受信部４を制御して障害物等の物標の検出を行う信
号処理部６は、まず起動信号ＳＳを出力して、高周波発
振器２４を起動した後、隣接するいずれか一対のアンテ
ナ素子１２（即ち１２ａと１２ｂ，１２ｂと１２ｃ，１
２ｃと１２ｄ，１２ｄと１２ｅ，１２ｅと１２ｆ）が送
受信アンテナとして使用できるように切換信号Ｓａ〜Ｓ
ｆを設定する。
【００４８】すると、電波送受信部４からは、切換信号
Ｓａ〜Ｓｆによって選択された一対のアンテナ素子１２
からのレーダ波が放射されると共に、この選択された一
対のアンテナ素子１２が受信したレーダ波の受信信号に
基づいて生成されたビート信号Ｂ１，Ｂ２が出力され
る。このビート信号Ｂ１，Ｂ２に基づいて、信号処理部
６は、物標の方位や物標との相対速度，距離を求める検
出処理を実行し、以後、送受信アンテナとして使用する
一対のアンテナ素子１２を順番に切り換えながらこの検
出処理を繰り返し実行する。
【００４９】なお、第１及び第２回路群２６，２８のア
ンテナ素子１２は交互に並んでいるので、隣接する一対
のアンテナ素子１２を送受信アンテナとして選択する
と、第１及び第２回路群２６，２８は必ず夫々が、選択
された一対のアンテナ素子１２のうち互いに異なったい
ずれか一方を扱うことになる。
【００５０】ここで、図４（ａ）は、各アンテナ素子１
２ａ〜１２ｆの受信ビームＲＢａ〜ＲＢｆの概略形状を
表す説明図であり、図４（ｂ）は一対のアンテナ素子１
２（ここでは１２ａと１２ｂ）からレーダ波を放射した
場合の送信ビームＳＢabの概略形状を表す説明図であ
る。
【００５１】まず、アンテナ素子１２は、図４（ａ）に
示すように、隣接するアンテナ素子１２の受信ビームが
互いに重なり合い、しかもこの受信ビームの重なり合っ
て方位検出が可能な領域（方位検知可能領域とよぶ）が
互いに接するように配置されている。
【００５２】そして、同位相のレーダ波を放射する近接
配置された１対のアンテナ素子１２は、合成された単一
の送信アンテナとみなすことができ、その送信ビームＳ
Ｂは、図４（ｂ）に示すように、両アンテナ素子１２の
受信ビームの中間、即ち両受信ビームが互いに重なり合
う方位検知可能領域をカバーする。
【００５３】つまり、どの隣接する１対のアンテナ素子
１２が選択されても、その一対のアンテナ素子１２の受
信ビームによって形成される方位検知可能領域は、同じ
一対のアンテナ素子１２による合成アンテナの送信ビー
ムＳＢによってカバーされるため、結局、送受信アンテ
ナとして使用するアンテナ素子１２の対を順番に切り換
えれば、各アンテナ素子１２ａ〜１２ｆの受信ビームに
よって形成される全ての方位検知可能領域が、送信ビー
ムによってカバーされることになる。
【００５４】このように、本実施例のレーダ装置２によ
れば、順次選択される一対のアンテナ素子１２からなる
合成アンテナの送信ビームは、同じ一対のアンテナ素子
１２の受信ビームが形成する方位検知可能領域のみをカ
バーできればよく、カバーすべき範囲が小さいので、送
信ビームの出力を増大させたり検出距離を犠牲にしたり
する必要がない。
【００５５】その結果、広い範囲に渡って物標の位置を
高精度に（即ち距離や相対速度だけでなく方位まで）検
出することができ、例えば割り込みしようとしている車
両を速やかに検出したり、曲がった道路であっても道路
や道路近傍に存在する障害物等を確実に検出することが
できる。
【００５６】また、本実施例のレーダ装置２によれば、
方位検知可能領域の大小によって合成アンテナの送信ビ
ーム幅や送信出力を変化させる必要がなく、アンテナ素
子１２を増加させるだけで方位検知可能領域を簡単に拡
大することができる。更に、本実施例では、互いに隣接
するアンテナ素子１２は、夫々が別の給電系（第１及び
第２回路群２６，２８）に接続されているので、各アン
テナ素子１２での受信信号を、夫々個別にしかも簡単に
取り出すことができる。
【００５７】また更に、本実施例では、スイッチ１６が
オフされている個別給電線１４が、共通給電線１８にと
って、接続されていないものとみなすことができるよう
に構成されているので、アンテナ素子１２への給電系で
の損失を低減でき、効率のよい装置を構成できる。
【００５８】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、様
々な態様にて実施することができる。例えば、上記実施
例では、高周波発振器２４は、単一周波数（波長λ）の
送信信号を生成するように構成したが、周波数が三角波
状に変調された送信信号を生成するように構成し、当該
レーダ装置２を所謂ＦＭＣＷ方式用の装置として構成し
てもよい。この場合、送信信号に応じて定在波の波長λ
も変化するのであるが、ＦＭＣＷ方式では、通常、送信
信号が数Ｇ〜数十ＧＨｚであるのに対して、周波数の変
調幅は数十ＭＨｚ程度であり、つまり定在波の波長λが
変化する割合は数％以下と極めて小さいため、十分に使
用可能である。
【００５９】また、上記実施例では、アンテナ素子を６
個の場合について説明したが、アンテナ素子は３個以上
であればいくつでもよい。更に、上記実施例では、図３
に示したように、共通給電線１８に対して個別給電線１
４をバス状に接続したが、図５（ａ）に示すように、単
一の分岐位置から個別給電線１４をスター状に接続して
もよい。
【００６０】また、図５（ｂ）に示すように、共通給電
線１８を複数の支線１９に分岐させ、この分岐した支線
１９から個別給電線１４を分岐させるように構成しても
よい。この場合、支線１９の分岐位置から個別給電線１
４の分岐位置までの距離、即ち支線１９の全長をＷ１，
Ｗ２とすると、（６）（７）の関係式を満たすように設
定すればよい。
【００６１】 ｜Ｗ１−Ｗ２｜＝ｍ・λ （６） Ｗｉ ＝ｍ・λ／２ ［ｉ＝１，２］ （７） 更に、図５（ｃ）に示すように、図５（ｂ）の構成に加
えて支線１９上にもスイッチ１６を設けるように構成し
てもよい。この場合、スイッチ１６の位置は、支線の分
岐位置を上述の個別給電線１４の分岐位置とみなし、使
用するスイッチ１６のタイプに応じて（５）又は（５
ａ）の関係式を満たすように設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施例のレーダ装置の全体構成を表すブロ
ック図、及び送受信器の詳細な構成を表す回路図であ
る。
【図２】 スイッチの詳細な構成を表す回路図である。
【図３】 共通給電線，個別給電線，及びスイッチのレ
イアウトを模式的に表した説明図である。
【図４】 本実施例における受信ビーム及び送信ビーム
を表す説明図である。
【図５】 共通給電線，個別給電線，及びスイッチのレ
イアウトの他の構成例を表す説明図である。
【符号の説明】 ２…レーダ装置 ４…電波送受信部 ６
…信号処理部 ８…誘電体レンズ １２（１２ａ〜１２ｆ）…アン
テナ素子 １０…送受信器 １４（１４ａ〜１４ｆ）…個
別給電線 １９…支線 １６（１６ａ〜１６ｆ）…ス
イッチ ２４…高周波発振器 １８（１８ａ，１８ｂ）…共
通給電線 ２６…第１回路群 ２０（２０ａ，２０ｂ）…送
受分離回路 ２８…第２回路群 ２２（２２ａ，２２ｂ）…ミ
キサ Ｌａ１，Ｌｃ１，Ｌ２…コイル Ｄ１，Ｄ２…ダイオ
ード Ｃａ１，Ｃｃ１，Ｃａ２，Ｃｃ２…コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｑ 19/06 Ｈ０１Ｑ 19/06

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーダ波を収束させる収束手段と、 該収束手段の焦点位置付近に、該焦点位置と上記収束手
    段の中心とを結ぶ軸に直交する所定の配列軸に沿って配
    列された少なくとも３個の一次放射器と、 隣接するいずれか一対の一次放射器を選択して、該選択
    された一対の一次放射器が同位相のレーダ波を放射する
    ように送信信号を供給することが可能であると共に、該
    選択された一対の一次放射器が受信するレーダ波の受信
    信号を個別に取り出すことが可能な給電系と、 を備えることを特徴とする開口面アンテナ。
  2. 【請求項２】 上記給電系は、 上記一次放射器毎に設けられた個別給電線と、 一端から順番に番号を割り当てた時に奇数番目に位置す
    る一次放射器への給電を行う個別給電線が接続された第
    １の共通給電線と、 同じく偶数番目に位置する一次放射器への給電を行う個
    別給電線が接続された第２の共通給電線と、 上記個別給電線毎に接続され、外部からの切換信号に従
    って該個別給電線上の信号の通過／不通過を切換可能な
    スイッチ手段と、 を備え、 上記個別給電線の長さを、上記第１及び第２の共通給電
    線毎に任意の個別給電線間でその全長の差が上記送信信
    号の波長の整数（０，１，２，…）倍となるように設定
    すると共に、上記各第１及び第２の共通給電線における
    上記個別給電線の分岐位置間の距離を上記送信信号の波
    長の整数（０，１，２，…）倍の長さに設定し、 更に上記第１及び第２の共通給電線における上記個別給
    電線の分岐位置及び上記個別給電線における上記スイッ
    チ手段の接続位置を、上記スイッチ手段により信号不通
    過の状態にされている上記個別給電線が上記第１及び第
    ２の共通給電線からみてハイインピーダンスとなるよう
    に設定したことを特徴とする請求項１に記載の開口面ア
    ンテナ。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の開口面アンテナにおい
    て、 上記第１及び第２共通給電線における上記個別給電線の
    分岐位置を、上記第１及び第２の共通給電線上に給電時
    に現れる上記送信信号と同一波長の電流定在波の節とな
    る位置に設定し、 上記個別給電線における上記スイッチ手段の接続位置
    を、該スイッチ手段により信号が不通過にされている個
    別給電線上に現れる上記電流定在波の節となる位置が上
    記個別給電線の分岐位置と一致するように設定したこと
    を特徴とする開口面アンテナ。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の開口面アンテナにおい
    て、 上記スイッチ手段は、信号を不通過とする場合に上記個
    別給電線を電気的に開放状態とし、 上記スイッチ手段の接続位置と上記個別給電線の分岐位
    置との間の距離を、上記送信信号の半波長の整数（０，
    １，２，…）倍の長さに設定したことを特徴とする開口
    面アンテナ。
  5. 【請求項５】 請求項３に記載の開口面アンテナにおい
    て、 上記スイッチ手段は、信号を不通過とする場合に上記個
    別給電線を電気的に短絡状態とし、 上記スイッチ手段の接続位置と上記個別給電線の分岐位
    置との間の距離を、上記送信信号の半波長の整数（０，
    １，２，…）倍に１／４波長を加えた長さに設定したこ
    とを特徴とする開口面アンテナ。
  6. 【請求項６】 請求項２ないし請求項５のいずれかに記
    載の開口面アンテナにおいて、 上記第１及び第２の共通給電線は分岐する複数の支線を
    有し、該支線の分岐位置を、該支線上に現れる上記電流
    定在波の節となる位置に設定したことを特徴とする開口
    面アンテナ。
  7. 【請求項７】 請求項２ないし請求項６のいずれかに記
    載の開口面アンテナにおいて、 上記第１及び第２の共通給電線を、上記一次放射器を挟
    んだ両側に配置したことを特徴とする開口面アンテナ。
  8. 【請求項８】 請求項２ないし請求項７のいずれかに記
    載の開口面アンテナと、 上記第１及び第２の共通給電線を介して上記一次放射器
    に供給するための高周波信号を生成する高周波発振器
    と、 上記第１及び第２の共通給電線の夫々に設けられ、上記
    高周波発振器からの送信信号及び上記一次放射器からの
    受信信号を、上記第１及び第２の共通給電線から夫々分
    離する信号分離回路と、 該信号分離回路毎に設けられ、該信号分離回路にて分離
    された上記送信信号及び上記受信信号を混合して、これ
    ら信号の差の周波数成分であるビート信号を生成するミ
    キサと、 隣接するいずれか一対の一次放射器が上記スイッチ手段
    を介して上記第１及び第２の共通給電線に電気的に接続
    されるようにするための上記切換信号を生成すると共
    に、上記ミキサが出力するビート信号に基づいて、上記
    一次放射器が放射するレーダ波を反射した物標の位置を
    求める制御手段と、 を備えることを特徴とするレーダ装置。
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