JPH1172554A - Vehicle-mounted milimeter wave radar device - Google Patents

Vehicle-mounted milimeter wave radar device

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JPH1172554A
JPH1172554A JP9232905A JP23290597A JPH1172554A JP H1172554 A JPH1172554 A JP H1172554A JP 9232905 A JP9232905 A JP 9232905A JP 23290597 A JP23290597 A JP 23290597A JP H1172554 A JPH1172554 A JP H1172554A
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JP
Japan
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reflector
vehicle
millimeter
reflectors
radar device
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Application number
JP9232905A
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Japanese (ja)
Inventor
Shoji Kondo
昭治 近藤
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KANTO DENSHI OYO KAIHATSU KK
Original Assignee
KANTO DENSHI OYO KAIHATSU KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently and surely detect, for example, an obstacle within a specific height range by applying beams being stopped down by a fixed antenna and performing horizontal scanning by rotating a reflection plate. SOLUTION: The reflection plate 12 is mounted rotatably at a certain angle by a rotary shaft 11 that is provided at its central part and rotates by a drive mechanism between a position being indicated as the reflection plate 12 and a position being indicated as a reflection plate 12'. When the reflection plate 12 is located at the position of the reflection plate 12 due to the rotation, incidence beams B1 from an antenna 10 are emitted in the direction of radiation beams BO. When the reflection plate 12 is located at the position of the reflection plate 12', beams are emitted in the direction of radiation beams BO' and a reflection plate horizontal section is on a straight line, so that the beam width does not change in horizontal direction. A rotary angle at the position of the reflection plate 12' is set to ψ+γ. However, the angle γ of beams can be selected within a range where the radiation beam BO' cannot be applied to the antenna 10. By stopping down the beam width of incidence beams from the antenna 10, a search accuracy in the horizontal direction can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車載用ミリ波レー
ダ装置に係り、特に障害物等の検知に好適な車載用ミリ
波レーダ装置に関する。
The present invention relates to an in-vehicle millimeter-wave radar device, and more particularly to an in-vehicle millimeter-wave radar device suitable for detecting an obstacle or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車に搭載して障害物等の検知を行う
ためのミリ波帯を用いたレーダ装置が開発されている
が、このミリ波レーダ装置では、自動車の進行方向前方
の監視が目的の場合には、例えば±30°といった範囲
でビーム走査を行う必要がある。これは走行方向と反対
方向の後続車の検知の場合も同様である。また、片側複
数車線の道路で並走している車両の監視も行うようにす
ると、ほぼ全方向の監視が必要になる。
2. Description of the Related Art A radar device using a millimeter wave band for detecting an obstacle or the like mounted on a vehicle has been developed. The purpose of this millimeter wave radar device is to monitor the front of the vehicle in the traveling direction. In this case, it is necessary to perform beam scanning within a range of, for example, ± 30 °. This is the same in the case of detecting a following vehicle in the direction opposite to the traveling direction. In addition, if a vehicle running in parallel on a road having a plurality of lanes on one side is also monitored, monitoring in almost all directions is required.

【0003】レーダ装置に於てビーム走査を行う技術と
しては、特にマイクロ波帯で用いられるロータリージョ
イントが周知である(例えば「レーダ技術」電子情報通
信学会、1990,7,第7刷P.169参照)。図2はロータリー
ジョイントの構造説明図で、送受信機に接続される部分
Aとアンテナに接続される部分Eは方形導波管(または
同軸ケーブル)、チョーク接合部Cの上下部分B、Dは
円形導波管で、方形導波管Aと円形導波管Bとの接続
部、及び円形導波管Dと方形導波管Eとの接続部ではそ
れぞれモード変換が行われる。チョーク接合部Cは2つ
の円形導波管が重なる部分で、この重なりの長さを1/
4波長とすることによって、空間的に外部とつながって
いても円形導波管Bの先端の円形管壁が切れた部分が電
磁的に短絡された状態とし、かつ2つの円形導波管B、
Dの間にギャップg(通常1/10波長以下)を設ける
ことでアンテナ側を非接触回転可能な構造としている。
こうして図示しない駆動系によって導波管Dとそれより
上側のアンテナに接続された部分をアンテナとともに回
転させて、ビーム走査を行う。
As a technique for performing beam scanning in a radar apparatus, a rotary joint used particularly in the microwave band is well known (for example, "Radar Technology", IEICE, 1990, 7, 7th printing, p. 169). reference). FIG. 2 is a structural explanatory view of a rotary joint. A portion A connected to a transceiver and a portion E connected to an antenna are a rectangular waveguide (or a coaxial cable), and upper and lower portions B and D of a choke joint C are circular. In the waveguide, mode conversion is performed at the connection between the rectangular waveguide A and the circular waveguide B and at the connection between the circular waveguide D and the rectangular waveguide E, respectively. The choke joint C is a portion where two circular waveguides overlap, and the length of the overlap is 1 /
By using four wavelengths, the portion where the circular tube wall at the tip of the circular waveguide B is cut off is electromagnetically short-circuited even if it is spatially connected to the outside, and the two circular waveguides B,
By providing a gap g (generally 1/10 wavelength or less) between D, the antenna side has a structure capable of non-contact rotation.
In this way, the beam scanning is performed by rotating the waveguide D and the portion connected to the antenna above the waveguide D together with the antenna by a driving system (not shown).

【0004】ロータリージョイントを用いないでビーム
走査を行うようにした別の給電方式としてビーム給電方
式がある(宮憲一「衛星通信技術」、電子通信学会昭和
56.7、第3版,PP.142-143参照)。これは、複数のビー
ム給電反射鏡を用いてフィーダ系を構成し、それらビー
ム給電反射鏡とアンテナを回転させるようにしている。
[0004] As another power supply method for performing beam scanning without using a rotary joint, there is a beam power supply method (Kenichi Miya, "Satellite Communication Technology", IEICE Showa)
56.7, 3rd edition, PP.142-143). In this method, a feeder system is configured by using a plurality of beam feeding reflectors, and the beam feeding reflector and the antenna are rotated.

【0005】上記の技術はいづれもアンテナの回転を伴
うが、アンテナは固定しておき、反射板のみを回転させ
て走査を行う技術もある。図3は、ヘリコプタに搭載さ
れ、地表面からの98GHZの輻射波を計測する放射計
システムの概略を示す図である(W.J.WILSON et.al,"Mi
llimeter- Wave Imaging Sensor",IEEE Tran.Microwave
Theory and Techniques,Vol.MTT-34,NO.10,Oct.1986参
照)。図3において、地上からの輻射派は、ヘリコプタ
に対して回転可動に支持された反射板33で反射され、
ヘリコプタに対して固定されたオフセットパラボラアン
テナ32で再度反射され、その焦点位置に受信フィーダ
をもつミリ波放射計31で受信される。この構成で、ヘ
リコプタの飛行方向に平行な軸34(図3の点線)のま
わりに反射板33を回転させることで、地上の飛行方向
と直角な方向の±22.5°の範囲の走査を行ってい
る。この往復周期は30ms(約33HZ)である。ま
た、反射板中心の、飛行方向と直角な軸(図3の点37
を通り紙面に垂直な軸)のまわりに反射板33を回転さ
せることで、地上の飛行方向の幅0.4°の範囲の走査
を行う。
All of the above techniques involve rotation of the antenna, but there is also a technique in which the antenna is fixed and scanning is performed by rotating only the reflector. FIG. 3 is a schematic diagram of a radiometer system mounted on a helicopter and measuring a radiation wave of 98 GHz from the ground surface (WJWILSON et.al, "Mi
llimeter- Wave Imaging Sensor ", IEEE Tran.Microwave
Theory and Techniques, Vol. MTT-34, NO. 10, Oct. 1986). In FIG. 3, radiators from the ground are reflected by a reflector 33 rotatably supported on a helicopter,
The light is reflected again by the offset parabolic antenna 32 fixed to the helicopter, and is received by the millimeter wave radiometer 31 having the receiving feeder at the focal position. In this configuration, by rotating the reflector 33 about an axis 34 (dotted line in FIG. 3) parallel to the flight direction of the helicopter, scanning in a range of ± 22.5 ° in a direction perpendicular to the flight direction on the ground is performed. Is going. This reciprocating cycle is 30 ms (about 33 Hz). In addition, an axis perpendicular to the flight direction at the center of the reflector (point 37 in FIG. 3)
, The scanning is performed in a range of 0.4 ° in the width in the flight direction on the ground by rotating the reflection plate 33 around an axis perpendicular to the plane of the drawing.

【0006】反射板の回転を用いた別のシステム例とし
ては、地球観測衛星ニンバス7号に搭載されたマイクロ
波放射計アンテナがある(「アンテナハンドブック」、
オーム社PP.331〜332参照)。これは、衛星本体の上方
へ6.6、10.69、18.0、21.0及び37.
0GHZの5周波(いずれも直交偏波使用)のビームを
共用一次放射器で放射し、これを傾いた反射鏡で衛星本
体下方に対して42°の方向へビームを向けるようにし
ている。そして反射鏡を衛星本体上下方向の軸まわりに
±25゜の範囲で回転することでビーム走査を行う。こ
の他のミリ波帯でのビーム走査方法として、ビーム走査
幅が数度程度を対象としたものには、一次放射器あるい
はカセグレンアンテナの副反射鏡を動かす方法、厚さに
テーパをつけたくさび型誘電体を誘電体レンズの前で回
転させる方法などが知られている(N.C.Curie et.al,"P
rinciples and Applications of Millimeter Wave Rada
r", PP.551-554,Artech House,1987参照)。
Another example of a system using the rotation of a reflector is a microwave radiometer antenna mounted on the Earth Observing Satellite Nimbus 7 ("Antenna Handbook",
See Ohm PP.331-332). This means that 6.6, 10.69, 18.0, 21.0 and 37.
A beam of five frequencies of 0 GHz (each using orthogonal polarization) is radiated by a common primary radiator, and the beam is directed in a direction of 42 ° below the satellite main body by an inclined reflector. The beam scanning is performed by rotating the reflecting mirror around the vertical axis of the satellite body within a range of ± 25 °. Other beam scanning methods in the millimeter-wave band, for beam scanning widths of several degrees, include a method of moving the primary radiator or the secondary reflector of the Cassegrain antenna, and a wedge with a tapered thickness. A method of rotating a dielectric in front of a dielectric lens is known (NCCurie et.al, "P
rinciples and Applications of Millimeter Wave Rada
r ", PP.551-554, Artech House, 1987).

【0007】さらに反射板の回転と類似の技術として、
レーザ光源を用いたコピー機あるいはFAX機の走査機
構がある。図4はその概略構成を示したもので、断面が
正多角形の柱状の筒41の外側面に、断面の辺の数に相
当する数の鏡面42、42・・・を設置し、筒41の中
心軸43を中心として筒を一定速度で回転させる。レー
ザ光源44からのレーザ光はいずれか1枚の鏡面にスポ
ット状に入射するようにしておく。筒41の回転につれ
て、その鏡面に対する光の入射角が変化するので、鏡面
からの反射光の進行方向は、筒41が図示の矢印41A
方向に回転するときは手前の方向に変化する。これによ
り、鏡面で反射されたレーザ光を受け止めるための受光
面45上の横方向走査が行われる。この走査は1つの鏡
面で1つの横方向走査となる。さらに中心軸43の傾き
を徐々に変化させることにより、受光面45上の縦方向
走査が行われる。
Further, as a technique similar to the rotation of the reflection plate,
There is a scanning mechanism of a copying machine or a facsimile machine using a laser light source. FIG. 4 shows a schematic configuration thereof. In the outer surface of a columnar cylinder 41 having a regular polygonal cross section, mirror surfaces 42, 42... Is rotated at a constant speed about the center axis 43 of the cylinder. The laser light from the laser light source 44 is made to be incident on any one of the mirror surfaces in a spot shape. As the cylinder 41 rotates, the incident angle of light with respect to the mirror surface changes, and the traveling direction of the reflected light from the mirror surface is determined by the arrow 41A shown in the figure.
When it rotates in the direction, it changes in the forward direction. Thus, a horizontal scan on the light receiving surface 45 for receiving the laser light reflected by the mirror surface is performed. This scanning is one horizontal scanning with one mirror surface. Further, by gradually changing the inclination of the central axis 43, the vertical scanning on the light receiving surface 45 is performed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】車載用のレーダ装置と
しては、その構造が小型、軽量である必要があり、さら
にその測量距離も自動車の場合には高々数100mと短
い。これらの条件から一般には波長1cm以下のミリ波
が用いられるが、このような短い波長の場合には導波管
や同軸管等の導波系も波長程度のサイズになる。このた
めにロータリージョイントのような構造、あるいはビー
ム給電方式のような構造を十分な精度で実現するのは容
易ではなくなる。
The structure of a vehicle-mounted radar device must be small and lightweight, and its surveying distance is as short as several hundred meters at most for an automobile. Under these conditions, a millimeter wave having a wavelength of 1 cm or less is generally used. In the case of such a short wavelength, a waveguide system such as a waveguide or a coaxial waveguide also has a size of about the wavelength. For this reason, it is not easy to realize a structure such as a rotary joint or a structure such as a beam feeding system with sufficient accuracy.

【0009】一方、ヘリコプタやニンバス7号衛星等に
用いられている反射体を単純に回転させて走査を行う方
法は、より車載用ミリ波レーダ装置に適した方法である
が、これらはいづれも自動車等の地上の移動体の衝突防
止等を目的として開発されたものではない。このため
に、走査範囲(距離、角度)、走査速度、送受信電力あ
るいは反射波受信後の処理方法等が異なっている。ま
た、自動車用のレーダ装置としては、点ビームを用いて
上下左右方向を二次元的に走査する必要はなく、左右方
向のみの走査を行い、上下方向は地上から例えば高さ2
m位までの間の障害物や他車等の存在を検出ができれば
よい場合が殆どである。従来の反射板回転により走査を
行う技術では、こうした点も考慮されていなかった。
On the other hand, the method of scanning by simply rotating a reflector used in a helicopter or the Nimbus No. 7 satellite is a method more suitable for a millimeter-wave radar device to be mounted on a vehicle. It was not developed for the purpose of preventing collision of a moving object on the ground such as a car. For this reason, the scanning range (distance, angle), scanning speed, transmission / reception power, processing method after receiving a reflected wave, and the like are different. Also, as a radar device for an automobile, it is not necessary to scan two-dimensionally in the vertical and horizontal directions using a point beam, but only in the horizontal direction, and the vertical direction is, for example, a height of 2 mm from the ground.
In most cases, it is sufficient to be able to detect the presence of obstacles and other vehicles up to the m-th position. Such a point has not been taken into account in the conventional technique of performing scanning by rotating the reflector.

【0010】本発明の目的は、その走査機構が簡単で耐
久性に優れ、軽量、安価に構成可能で、かつ路上の障害
物検知等に適した、車載用ミリ波レーダ装置を提供する
にある。
An object of the present invention is to provide a millimeter-wave radar device for a vehicle, whose scanning mechanism is simple, has excellent durability, is lightweight and can be constructed at low cost, and is suitable for detecting obstacles on the road. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、車輛に固定されてミリ波ビームを放射
し、また入射したミリ波ビームを受信するためのビーム
放射/受信手段と、該手段から放射されたミリ波ビーム
を反射して走査方向へ放射し、また該走査方向から戻っ
てきたミリ波ビームを反射して前記ビーム放射/受信手
段へ送ると共に、車輛に対して回転可動に取り付けられ
た反射板と、該反射板を回転駆動するための反射板駆動
手段と、を備えたことを特徴とする車載用ミリ波レーダ
装置を開示する。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, the present invention provides a beam emitting / receiving means for emitting a millimeter wave beam fixed to a vehicle and receiving an incident millimeter wave beam. Reflecting the millimeter-wave beam emitted from the means in the scanning direction and reflecting the millimeter-wave beam returned from the scanning direction to the beam emitting / receiving means, and A vehicle-mounted millimeter-wave radar device, comprising: a reflector that is rotatably mounted; and a reflector driving unit that rotationally drives the reflector.

【0012】また、本発明は、前記反射板が、前記走査
方向に向かって形成されるミリ波ビームが垂直方向に広
くかつ水平方向に狭くなるようにその反射面が成形され
ていることを特徴とする車載用ミリ波レーダ装置を開示
する。
Further, the present invention is characterized in that the reflecting surface of the reflecting plate is formed such that a millimeter wave beam formed in the scanning direction is wide in a vertical direction and narrow in a horizontal direction. A millimeter-wave radar device for use in a vehicle is disclosed.

【0013】また、本発明は、前記ビーム放射/受信手
段を複数個設けると共に、前記反射板駆動手段は前記反
射板を同一方向に連続的に回転駆動することを特徴とす
る車載用ミリ波レーダ装置を開示する。
Further, according to the present invention, a plurality of the beam emitting / receiving means are provided, and the reflector driving means continuously rotates the reflector in the same direction. An apparatus is disclosed.

【0014】また、本発明は、前記反射板を複数個設
け、該複数の反射板を同一の回転軸に取り付けると共
に、前記反射板駆動手段は前記回転軸を同一方向に連続
的に回転駆動することを特徴とする車載用ミリ波レーダ
装置を開示する。
Further, according to the present invention, a plurality of the reflectors are provided, and the plurality of reflectors are mounted on the same rotating shaft, and the reflector driving means continuously rotates the rotating shaft in the same direction. A vehicle-mounted millimeter-wave radar device characterized by the above features is disclosed.

【0015】また、本発明は、前記反射板を、その反射
面の曲率がすべて同じではない複数個の反射板から構成
して同一の回転軸に取り付けると共に、前記反射板駆動
手段は前記回転軸を同一方向に連続的に回転駆動するこ
とを特徴とする車載用ミリ波レーダ装置を開示する。
Further, according to the present invention, the reflector is composed of a plurality of reflectors whose reflection surfaces are not all the same in curvature, and is mounted on the same rotating shaft. A vehicle-mounted millimeter-wave radar device characterized by continuously rotating in the same direction is disclosed.

【0016】さらに、本発明は、上記のような走査機構
及びアンテナ系から成る手段を、送信系と受信系に分け
て設けたことを特徴とする車載用ミリ波レーダ装置を開
示する。
Further, the present invention discloses an on-vehicle millimeter-wave radar device characterized in that means comprising the above-described scanning mechanism and antenna system are provided separately for a transmission system and a reception system.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は、本発明になる車載用ミリ波レーダ装置の
走査機構の一例を示すもので、図1(a)はアンテナ1
0及び反射板12の垂直方向中央部を水平面で切ったと
きの断面図、図1(b)はアンテナ10及び反射板12
の水平方向中央部を垂直面で切ったときの断面図、そし
てRは車両の進行方向とする。アンテナ10としては、
図ではパラボラアンテナの断面を示しているが、これは
別の形状のアンテナ、例えばホーンリフレクタアンテナ
でもよい。反射板12は鉄、アルミ等の金属板、あるい
はプラスチック等の軽量な素材で構成し、必要があれば
機械的変形を防止するための補強を施しておく。ビーム
BIが入射し反射する面には、十分な電波の反射率が得
られるように、導電率の高い物質の層を形成しておく。
これは例えば金のメッキ、スパッタ、あるいは金箔のは
りつけにより、その厚さは使用する電波の波長に対する
表皮効果を考慮したものでミリ波では数ミクロン程度あ
ればよい。また、反射板12の形状としては、ここでは
その水平断面は図1(a)に示したように直線状であ
り、その垂直断面は通常は直線としてよいが、必要に応
じて図1(b)に示したように反射面が凸となるように
湾曲したものを用いることができる。本実施の形態を始
め、以下の実施の形態ではすべて反射板は図1(b)に
示すように湾曲しているものとして説明する。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 shows an example of a scanning mechanism of an in-vehicle millimeter-wave radar device according to the present invention, and FIG.
FIG. 1B is a cross-sectional view of the center of the antenna 10 and the reflector 12 taken along a horizontal plane.
Is a cross-sectional view when a horizontal center portion is cut by a vertical plane, and R is a traveling direction of the vehicle. As the antenna 10,
Although the drawing shows a cross section of the parabolic antenna, this may be an antenna of another shape, for example, a horn reflector antenna. The reflecting plate 12 is made of a metal plate such as iron or aluminum, or a lightweight material such as plastic, and if necessary, is reinforced to prevent mechanical deformation. On the surface where the beam BI is incident and reflected, a layer of a substance having high conductivity is formed so that a sufficient radio wave reflectance can be obtained.
The thickness is determined by, for example, gold plating, spattering, or bonding of a gold foil, taking into account the skin effect on the wavelength of the radio wave to be used. As for the shape of the reflecting plate 12, here, its horizontal section is a straight line as shown in FIG. 1 (a), and its vertical section is usually a straight line. As shown in ()), those having a curved reflecting surface can be used. In this embodiment and the following embodiments, all the reflectors will be described as being curved as shown in FIG. 1B.

【0018】図1(a)において、反射板12はその中
央部に設けた回転軸11(紙面に垂直)によりある角度
の範囲内で回転可動に取り付けられていて、反射板12
として示した位置と反射板12’として示した位置との
間で、図示を省略した駆動機構により回動する。この回
動により、反射板12の位置にあるときにはアンテナ1
0からの入射ビームBIは放射ビームBOの方向に、反
射板12’の位置にあるときには放射ビームBO’の方
向に出射され、反射板水平断面が直線上であることか
ら、そのビーム幅は水平方向には変化しない。但し図1
(a)では、ビームBI、BO等はビームの中心軸のみ
を示している。この水平方向の幾何的な関係は単純であ
り、アンテナ10からの車体進行方向Rに対する入射角
を90°−θ、ビーム走査範囲を車体進行方向Rを中心
に±γとするには、図1(a)の反射板12の回転角度
ψを
In FIG. 1A, a reflecting plate 12 is rotatably mounted within a certain angle range by a rotating shaft 11 (perpendicular to the plane of the drawing) provided at the center thereof.
And the position shown as the reflector 12 'is rotated by a drive mechanism not shown. Due to this rotation, when the antenna 1 is at the position of the reflection plate 12,
The incident beam BI from 0 is emitted in the direction of the radiation beam BO, and in the direction of the radiation beam BO 'when located at the position of the reflector 12'. Since the horizontal cross section of the reflector is straight, the beam width is horizontal. Does not change in direction. However, FIG.
In (a), beams BI, BO, etc. show only the central axis of the beam. The geometric relationship in the horizontal direction is simple. To make the incident angle from the antenna 10 with respect to the vehicle body traveling direction R 90 ° -θ and set the beam scanning range to ± γ around the vehicle body traveling direction R, FIG. The rotation angle ψ of the reflector 12 shown in FIG.

【数1】ψ=π/4−(θ+γ)/2 とし、反射板12’の位置における回転角度をψ+γと
すればよいことは容易に求められる。ただし放射ビーム
BO’がアンテナ10にかからない範囲で放射ビームの
角度γが選定可能である。そしてアンテナ10からの入
射ビームのビーム幅(半値幅)をできるだけ絞ることに
より、この走査範囲内で水平方向のサーチの精度を上げ
ることができる。なお、図1(a)では、回転軸11が
反射板垂直方向中央部で反射板を直接支持しているもの
としており、これは図1(b)で見ると反射板12の垂
直断面中央部の点Cで示した位置を通りかつ垂直方向に
回転軸11が取り付けられていることに相当する。しか
し、回転軸11を図1(b)の点C’を通る垂直な軸と
してこの軸と反射板12とを別の支持体で連結して回転
させることもできる。この場合は(数1)の関係に修正
が必要になるが、図1(b)の点C、C’間の距離が小
さいときは大きな差は生じない。
It is easily obtained that ψ = π / 4− (θ + γ) / 2 and the rotation angle at the position of the reflection plate 12 ′ should be ψ + γ. However, the angle γ of the radiation beam can be selected as long as the radiation beam BO ′ does not cover the antenna 10. Then, by narrowing the beam width (half width) of the incident beam from the antenna 10 as much as possible, it is possible to improve the accuracy of the horizontal search within this scanning range. In FIG. 1A, it is assumed that the rotating shaft 11 directly supports the reflector at the central portion in the vertical direction of the reflector, and this corresponds to the central portion of the reflector 12 in the vertical section as viewed in FIG. Corresponds to the fact that the rotating shaft 11 is attached in the vertical direction passing through the position indicated by the point C. However, it is also possible to use the rotation axis 11 as a vertical axis passing through the point C ′ in FIG. 1B and connect this axis and the reflection plate 12 with another support to rotate. In this case, the relationship of (Equation 1) needs to be corrected, but when the distance between the points C and C ′ in FIG. 1B is small, no large difference occurs.

【0019】一方、反射板の垂直断面を湾曲させた構造
とした場合には、図1(b)に示したようにビーム幅α
の入射ビームは、垂直方向でみるとビーム幅β(>α)
の放射ビームとして放射される。ただし図1(b)で
は、各ビームはその半値幅の境界線でもって示してい
る。放射ビームのビーム幅βは反射板の曲率で定まるこ
とはいうまでもない。垂直方向ビーム幅β(度)で放射
されたビームがそのビーム焦点Fから距離L(m)だけ
進んだとき、高さh(m)の半値幅を持つビームとなっ
たとすると、
On the other hand, when the reflector has a structure in which the vertical cross section is curved, as shown in FIG.
Of the incident beam has a beam width β (> α) when viewed in the vertical direction.
As a radiation beam. However, in FIG. 1B, each beam is shown by a boundary line of its half width. It goes without saying that the beam width β of the radiation beam is determined by the curvature of the reflector. Assuming that a beam emitted with a vertical beam width β (degrees) travels a distance L (m) from the beam focal point F and becomes a beam having a half-value width of height h (m),

【数2】 h(m)=L(m)・(π/180)・β(度) ここでLは焦点Fからの距離としたが、焦点Fと反射板
との距離は通常小さいので、Lは反射板からの距離とし
て考えてもよい。図5は、(数1)の数値例を示してお
り、L=100m以上の走査はβ=1°の放射ビームで
ほぼ高さ1.7m程度までカバーでき、このような場合
には特に反射板を湾曲させなくてもよいが、L=10m
のような近接位置の場合には、β=1°の放射ビームで
はその高さ(半値幅)は約17cmとなり、垂直方向高
さが2m位の範囲にあるもの、例えば車高の高い車両の
上部にアンテナを取り付けた場合に、近距離の低車高の
車両の検出を目的とするときには、垂直方向の走査も必
要になってくる。しかし図1(b)に示したように、垂
直方向に湾曲した反射板によりビーム幅を垂直方向に、
例えばβ=10°となるように拡げれば、L=10mの
ときでも高さ1.7mのビームとなって、垂直方向の走
査なしでも十分な走査が可能になる。
H (m) = L (m) · (π / 180) · β (degrees) Here, L is a distance from the focal point F. However, since the distance between the focal point F and the reflector is usually small, L may be considered as a distance from the reflection plate. FIG. 5 shows a numerical example of (Equation 1). A scan of L = 100 m or more can be covered to a height of about 1.7 m with a radiation beam of β = 1 °. The plate does not have to be curved, but L = 10 m
In the case of such a close position, the height (half width) of the radiation beam of β = 1 ° is about 17 cm, and the height in the vertical direction is in the range of about 2 m, for example, for a vehicle having a high vehicle height. When an antenna is mounted on the upper part, if the purpose is to detect a short-distance, low-height vehicle, vertical scanning is also required. However, as shown in FIG. 1 (b), the beam width is vertically changed by a vertically curved reflector.
For example, if the beam is expanded so that β = 10 °, a beam having a height of 1.7 m is obtained even when L = 10 m, and sufficient scanning can be performed without scanning in the vertical direction.

【0020】次に、図1では省略した反射板回転のため
の駆動機構について述べる。図6は、反射板を往復運動
により所定の角度範囲で回転走査させる駆動系の例を示
すもので、往復駆動機構61により、アーム62は往復
運動方向のみ可動なように支持部63により支持されて
往復運動を行う。アーム62の先端には、その一端が反
射板12に固定されたロータリージョイント65に接続
されたアーム64のもう一方の端部が、ロータリージョ
イント66により接続されていて、往復駆動機構61に
よるアーム62の往復運動により反射板12はその回転
軸11の廻りに往復回動する。また、別の駆動系の例と
しては、図1(a)で反射板12をその回転軸11の廻
りに一方向に連続的に回転させてもよい。これは回転軸
11を図示しないモータで直接または伝達機構を介して
回転させればよい。
Next, a description will be given of a drive mechanism for rotating the reflector, which is omitted in FIG. FIG. 6 shows an example of a drive system for rotating and scanning the reflector in a predetermined angle range by reciprocating motion. The reciprocating drive mechanism 61 supports the arm 62 by the supporting portion 63 so as to be movable only in the reciprocating direction. Perform a reciprocating motion. One end of the arm 62 is connected to a rotary joint 65 having one end fixed to the reflector 12, and the other end of the arm 64 is connected to a rotary joint 66. The reciprocating motion causes the reflection plate 12 to reciprocate around the rotation axis 11. In addition, as another example of the drive system, the reflection plate 12 may be continuously rotated in one direction around the rotation shaft 11 in FIG. This can be achieved by rotating the rotating shaft 11 directly by a motor (not shown) or via a transmission mechanism.

【0021】次に、以上のような回転駆動機構の機械的
特性を考える。車両が自動車の場合を想定すると、一般
道では例えば車速50km/hrのとき秒速は約14m
/sec、車速が100km/hrになると秒速は約2
8m/secになる。障害物の検知の処理方法にもよる
が、例えば車両が1m進む間に少なくとも1回の走査を
行うためには、図6のように往復運動の場合、図1
(a)の反射板12が反射板12’の位置へ移るのが車
速50km/hrで少なくとも1/14secになる。
図1(a)の反射板12が往復運動をし、その1回の往
復を1サイクルとすれば、車速50km/hrのときは
少なくとも1サイクルを1/7sec、つまり7サイク
ル/secで往復させる必要がある。車速100km/
hrになると14サイクル/secになる。このような
高速の往復運動を実現するには、回転方向反転時に大き
な力を必要とする。これに対処するためには、反射板の
面積を小さくするのは波長により自ら制約されているの
で、反射板自体をできるだけ軽量にするとともに、風圧
を避けるためにプラスチック等のカバーを設ける等の手
段が望ましい。このカバー設置は、雨、雪等を除ける上
でも望ましい。また往復駆動機構61としては、モータ
とクランク機構でもよいが、スピーカのボイスコイルの
ように電磁石を用いて往復運動を実現することもでき
る。また、反射板の回転軸11を一方向へ連続的に回転
させる場合は、走行1mの間に少なくとも1回の走査を
行うには、時速50km/hr走行時で14回転/se
c=840rpm、時速100km/hr走行時には2
8回転/sec=1680rpmとなり、かなりの高速
回転を必要とする。この機構では、往復運動の場合のよ
うな回転方向反転時の大きな力を必要とせず、駆動系も
単純である。但し信号処理系では、放射ビームが図1
(a)の2γの角度範囲にあるときだけゲートを通して
ビームの放射とその反射してきた電波の受信を行うよう
に制御する必要があり、この2γを1回走査する時間は
反射板1回転の時間の2γ/2πに短縮される。
Next, the mechanical characteristics of the above-described rotary drive mechanism will be considered. Assuming that the vehicle is an automobile, on a general road, for example, when the vehicle speed is 50 km / hr, the speed per second is about 14 m.
/ Sec, when the vehicle speed becomes 100 km / hr, the speed per second is about 2
8 m / sec. For example, in order to perform at least one scan while the vehicle travels 1 m, a reciprocating motion as shown in FIG.
The movement of the reflector 12 in (a) to the position of the reflector 12 'is at least 1/14 sec at a vehicle speed of 50 km / hr.
If the reflection plate 12 of FIG. 1A reciprocates and one reciprocation is one cycle, at a vehicle speed of 50 km / hr, at least one cycle is reciprocated at 1/7 sec, that is, 7 cycles / sec. There is a need. Vehicle speed 100km /
When it reaches hr, it becomes 14 cycles / sec. To realize such a high-speed reciprocating motion, a large force is required at the time of reversing the rotation direction. In order to cope with this, since the reduction in the area of the reflector is limited by the wavelength itself, the reflector itself is made as light as possible and a means such as providing a cover made of plastic or the like to avoid wind pressure is used. Is desirable. The installation of the cover is also desirable for removing rain, snow and the like. As the reciprocating drive mechanism 61, a motor and a crank mechanism may be used, but a reciprocating motion can be realized by using an electromagnet like a voice coil of a speaker. When the rotating shaft 11 of the reflection plate is continuously rotated in one direction, at least one scan is performed during 1 m of traveling, and at a speed of 50 km / hr, 14 revolutions / sec.
c = 840 rpm, 100 km / h when traveling 2
8 rotations / sec = 1680 rpm, which requires a considerably high speed rotation. This mechanism does not require a large force at the time of reversing the rotation direction as in the case of reciprocating motion, and the driving system is simple. However, in the signal processing system, the radiation beam is
It is necessary to control so as to emit the beam through the gate and receive the reflected radio wave only when the angle is within the 2γ angle range of (a). The time for scanning this 2γ once is the time for one rotation of the reflector. 2γ / 2π.

【0022】なお、いずれの駆動系を用いる場合でも、
信号の処理系では放射ビームがどの方向を向いているか
を常に把握している必要があるが、これは回転軸11に
ロータリーエンコーダを取り付けるなどの従来技術によ
り容易に実現できる。
It should be noted that no matter which drive system is used,
In the signal processing system, it is necessary to always know in which direction the radiation beam is directed, but this can be easily realized by a conventional technique such as mounting a rotary encoder on the rotating shaft 11.

【0023】図7は、本発明になる車載用ミリ波レーダ
装置の走査機構の別の構成例を示すものである。本構成
例及び以後に示す構成例では、反射板自体の構造やその
駆動機構については、必要なとき以外はとくに述べない
が、これらは図1と同様であるものとする。図1に示し
た構成例の場合、入射ビームは水平面に沿って入射して
おり、従ってアンテナが走行方向Rの走査を妨げないよ
うに走行方向に対して90°−θの方向から入射してい
る。このため、水平走査範囲がアンテナにかからないと
いう条件で制約されている。ところが反射板の入射ビー
ムに対する有効反射面積は、反射板の法線方向が入射ビ
ーム方向から離れるに従って減少していくから、図1
(a)の角度θをあまり小さくすることはできず、従っ
て水平走査範囲はかなり限定されてくる。図7の構成例
はこの問題を解決する1つの方法であって、図7(a)
に示したようにアンテナ10を車両進行方向R正面に、
かつ同図(b)に示したように水平方向より下から斜め
上方に角度δでもって入射ビームBIが反射板12へ入
射するように構成したものである。入射ビームBI(の
中心軸)が反射板12に入射する点Cの反射板12の法
線方向は、図1(b)では水平方向であったが、ここで
はこの法線方向CNは水平よりやや下向きに角度δ/2
となる方向とし、放射ビームBOがほぼ水平となるよう
にする。また、放射ビームBOのビーム幅は反射板12
の湾曲面により拡大されるが、そのビーム幅内にはアン
テナ10が入らないようにする。回転軸11は、図7
(b)の点Cを通る垂直な軸とすれば、放射ビームBO
(の中心軸)はほぼ同一平面図(水平面)内で回転す
る。なお、図7ではビームは下から斜め上方へ向かって
反射板に入射するものとしているがこれを上から斜め下
方へ向かって反射板に入射するようにしても同様である
ことはいうまでもない。
FIG. 7 shows another configuration example of the scanning mechanism of the millimeter-wave radar device mounted on a vehicle according to the present invention. In this configuration example and the configuration examples described below, the structure of the reflection plate itself and its driving mechanism are not particularly described except when necessary, but they are the same as those in FIG. In the case of the configuration example shown in FIG. 1, the incident beam is incident along the horizontal plane, so that the antenna is incident from a direction of 90 ° -θ with respect to the traveling direction so that the antenna does not hinder scanning in the traveling direction R. I have. For this reason, the horizontal scanning range is restricted on the condition that it does not cover the antenna. However, the effective reflection area of the reflector with respect to the incident beam decreases as the normal direction of the reflector is away from the incident beam direction.
The angle θ in (a) cannot be made too small, so that the horizontal scanning range is considerably limited. The configuration example of FIG. 7 is one method for solving this problem, and FIG.
As shown in the figure, the antenna 10 is placed in front of the vehicle traveling direction R,
Further, as shown in FIG. 2B, the incident beam BI is incident on the reflection plate 12 at an angle δ obliquely upward from below the horizontal direction. The normal direction of the reflector 12 at the point C at which the incident beam BI (the central axis thereof) is incident on the reflector 12 is the horizontal direction in FIG. 1B, but here the normal direction CN is higher than the horizontal direction. Angle δ / 2 slightly downward
And the radiation beam BO is substantially horizontal. The beam width of the radiation beam BO is
However, the antenna 10 is prevented from entering the beam width. The rotation axis 11 is
Assuming a vertical axis passing through the point C in (b), the radiation beam BO
(The center axis of) rotates in substantially the same plan view (horizontal plane). In FIG. 7, it is assumed that the beam is incident obliquely upward from below to the reflector. However, it is needless to say that the same applies when the beam is incident obliquely downward from above. .

【0024】図7の構成によると、水平方向の走査範囲
を図1よりも広くとることができるが、図7(b)の入
射ビームの水平からのずれの角度δが小さいときは垂直
方向のビームの拡大には制約が生じる。そこで上記の角
度δを大きくとれば、垂直方向のビーム拡大もほぼ自由
に行えるようになる。図8は、図7にてδ=90°とし
たときの構成例を垂直断面図で示しており、反射板12
の中央位置における接線は水平方向と45°の角度をな
すようにしておけば、入射ビームBIは垂直上方へ向か
って反射板12へ入射し、水平方向へと放射される。反
射板12は車両に固定されたモータ81により、垂直な
回転軸11により回動される。この構成では、回転軸1
1の全回転角360°にわたって有効反射面積は一定
で、かつ1つの反射板と1つのアンテナの組み合わせで
360°の水平走査が可能になる利点がある。なお、回
転軸11をある角度範囲で往復回動させれば、その範囲
内のみの水平走査になることはうまでもない。また、図
8の構成は上下をすべて逆にしてもよいことはいうまで
もない。
According to the configuration of FIG. 7, the horizontal scanning range can be made wider than that of FIG. 1. However, when the angle δ of the deviation of the incident beam from the horizontal in FIG. There are restrictions on beam expansion. Therefore, if the angle δ is increased, the beam can be expanded in the vertical direction almost freely. FIG. 8 is a vertical sectional view showing a configuration example when δ = 90 ° in FIG.
If the tangent line at the center position is at an angle of 45 ° with the horizontal direction, the incident beam BI is incident on the reflector 12 vertically upward and is emitted in the horizontal direction. The reflection plate 12 is rotated by a vertical rotation shaft 11 by a motor 81 fixed to the vehicle. In this configuration, the rotating shaft 1
There is an advantage that the effective reflection area is constant over one full rotation angle of 360 °, and a horizontal scanning of 360 ° can be performed by a combination of one reflector and one antenna. If the rotary shaft 11 is reciprocated in a certain angle range, it goes without saying that horizontal scanning is performed only within the range. It goes without saying that the configuration in FIG. 8 may be all upside down.

【0025】次に図1または図7に示した構成例の変形
例を説明する。図9は、図7に示した構成例をベースと
して、車両の走行方向Rに向かって±γの範囲と、走行
方向Rとは逆の後方に向かって±γの範囲を、1つの反
射板12とその駆動機構を用いて実現したものである。
この構成ではアンテナ10A、10Bの2つのアンテナ
を、その垂直断面が図7(b)となるように取り付け、
反射板12は連続的に回転させる。各アンテナ10A、
10Bにはミリ波の送受信部91A、91Bがそれぞれ
取り付けられている。制御部94は、インターフェース
93経由で取り込んだロータリーエンコーダ92の示す
反射板12の回転角を取り込み、反射板12の反射面で
反射されるビームが進行方向Rに対して±γ以内にある
ときは、切り換え器95経由で送受信部91Aからミリ
波が出力され、アンテナ10Aから放射されるように
し、かつアンテナ10Aで受信され、送受信部91Aで
検出された反射信号が切り換え器95経由で処理部96
へ送られるようにする。また、反射板12の反射面で反
射されるビームが進行方向Rとは逆方向に対して±γ以
内にあるときは、切り換え器95経由で送受信部91B
からミリ波が出力され、アンテナ10Bから放射される
ようにし、かつアンテナ10Bで受信され、送受信部9
1Bで検出された反射信号が切り換え器95経由で処理
部96へ送られるようにする。このように、図7の構成
方法でもより広い範囲の水平方向走査を実現できる。ま
た図1の構成方法でも同様な構成が可能であるが、この
場合には、放射ビームが複数のアンテナのどれかにかか
る方向だけは避けるようにするか、アンテナにかかった
ときはその位置(角度)を基準として放射ビームの方向
を検出するようにしてもよい。
Next, a modified example of the configuration example shown in FIG. 1 or FIG. 7 will be described. FIG. 9 shows, based on the configuration example shown in FIG. 7, a range of ± γ toward the traveling direction R of the vehicle and a range of ± γ toward the rear opposite to the traveling direction R by one reflector. 12 and its driving mechanism.
In this configuration, two antennas 10A and 10B are attached so that the vertical cross section is as shown in FIG.
The reflection plate 12 is continuously rotated. Each antenna 10A,
Millimeter wave transmitting / receiving units 91A and 91B are attached to 10B, respectively. The control unit 94 captures the rotation angle of the reflection plate 12 indicated by the rotary encoder 92 captured via the interface 93, and when the beam reflected by the reflection surface of the reflection plate 12 is within ± γ with respect to the traveling direction R. The millimeter wave is output from the transmission / reception unit 91A via the switch 95 and is radiated from the antenna 10A. The reflected signal received by the antenna 10A and detected by the transmission / reception unit 91A is processed by the processing unit 96 via the switch 95.
To be sent to When the beam reflected by the reflection surface of the reflection plate 12 is within ± γ with respect to the direction opposite to the traveling direction R, the transmission / reception unit 91B via the switch 95
The millimeter wave is output from the antenna 10B and radiated from the antenna 10B.
The reflected signal detected at 1B is sent to the processing section 96 via the switch 95. As described above, the horizontal scanning in a wider range can be realized by the configuration method of FIG. A similar configuration is also possible with the configuration method shown in FIG. 1. In this case, however, only the direction in which the radiation beam is directed to any of the plurality of antennas should be avoided, or if the radiation beam is directed to the antenna, its position ( Angle) may be used as a reference to detect the direction of the radiation beam.

【0026】図10は、4個のアンテナ10A〜10D
と、1つの回転軸11に固定された4個の反射板12A
〜12Dを有する場合の構成例を示す垂直断面図で、ア
ンテナ10Aと反射板12A、アンテナ10Bと反射板
12B、アンテナ10Cと反射板12C、及びアンテナ
10Dと反射板12Dとはそれぞれ図7の構成と同様の
ものであって、それぞれに於て斜め方向から入射したビ
ームがほぼ水平方向に放射される。反射面を曲面として
ビームの垂直方向幅を拡げると、対象物以上にビーム幅
が拡がったときは反射して帰ってくるエネルギーが小さ
くなるから、検出対象としている高さとほぼ同じくらい
のビーム幅となるのが望ましい。従って、遠方になるほ
どビーム幅を狭くし、近い対象を検出するときはビーム
幅をより拡げるのがよいが、1つの反射板ではそれは不
可能である。そこで図10のように各反射板12A〜1
2Dの曲率をそれぞれ変えておき、垂直方向ビーム幅の
異なる放射ビームを放射できるようにすることで、遠近
に拘らず高感度で妨害物等の検出が可能になる。なお、
図10ではアンテナ10C、10Dをなくして2つのア
ンテナ10A、10Bだけにすれば、走行方向だけの走
査となる。また例えばアンテナ10A、10Cと反射板
12A、12Cを除去して2種類のビーム幅で交互にR
方向とその反対方向を走査するようにしてもよい。さら
に、距離がほぼ一定のところにある測定対象のみを目標
としている場合には、アンテナ10B、10Dと、同じ
曲率の反射板12B、12Dとで走査すれば、図7の場
合の半分の回転速度で同じ走査速度を実現でき、かつ2
つの方向を同時並列に走査できる。また、図10の構成
は、図8のようにビームを反射板へ垂直方向で入射する
場合も同様に実現でき、2アンテナ2反射板の例が図1
1に示されている。
FIG. 10 shows four antennas 10A to 10D.
And four reflectors 12A fixed to one rotating shaft 11
FIGS. 7A and 7B are vertical cross-sectional views showing a configuration example in the case of having the antennas 10 to 12D. The antenna 10A and the reflector 12A, the antenna 10B and the reflector 12B, the antenna 10C and the reflector 12C, and the antenna 10D and the reflector 12D have the configuration of FIG. In each case, a beam incident from an oblique direction is emitted in a substantially horizontal direction. If the beam width in the vertical direction is increased by using the reflecting surface as a curved surface, the energy returned by reflection when the beam width is expanded beyond the target will be reduced, so that the beam width is almost the same as the height to be detected. Is desirable. Therefore, it is preferable to narrow the beam width as the distance increases, and to widen the beam width when detecting a near object. However, it is impossible with a single reflector. Therefore, as shown in FIG.
By changing the curvature of each 2D so as to emit radiation beams having different beam widths in the vertical direction, it becomes possible to detect an obstacle or the like with high sensitivity regardless of distance. In addition,
In FIG. 10, if the antennas 10C and 10D are eliminated and only the two antennas 10A and 10B are used, scanning is performed only in the traveling direction. In addition, for example, the antennas 10A and 10C and the reflectors 12A and 12C are removed, and R
The scanning may be performed in the direction and the opposite direction. Further, when the target is only the measurement target whose distance is almost constant, scanning with the antennas 10B and 10D and the reflectors 12B and 12D having the same curvature can provide a half rotation speed as compared with the case of FIG. Can achieve the same scanning speed, and 2
One direction can be scanned in parallel. Also, the configuration of FIG. 10 can be realized similarly when the beam is incident on the reflector in the vertical direction as shown in FIG.
It is shown in FIG.

【0027】図12は、図8の構成を2個組合わせて、
1つの回転軸11で回転するようにしたもので、反射板
12Aと12Bの曲率は異なっているとする。この構成
では、反射板は2個しか取り付けられず、従って2つの
ビーム幅による走査しか実現できないが、全水平方向を
均等に走査できる利点がある。即ち、図10、11の構
成では、例えば図10のアンテナ10Bから入射ビーム
は常に反射板12Bまたは12Dに十分な有効面積で入
射していないから、走査方向が限られる。水平方向ビー
ム幅は通常きわめて小さいから、1つの回転軸廻りに多
面の反射板を取り付けることもできるが、それに応じて
アンテナも多数必要となり、複雑なシステムになってし
まい、事実上は全水平方向を均等に走査する構成は難し
いからである。
FIG. 12 shows a combination of the two configurations of FIG.
The reflectors 12A and 12B have different curvatures because they rotate on one rotation shaft 11. In this configuration, only two reflectors are mounted, and thus only scanning with two beam widths can be realized, but there is an advantage that scanning can be performed uniformly in all horizontal directions. That is, in the configurations of FIGS. 10 and 11, for example, the incident beam from the antenna 10B of FIG. 10 is not always incident on the reflector 12B or 12D with a sufficient effective area, so that the scanning direction is limited. Since the horizontal beam width is usually very small, multiple reflectors can be mounted around one axis of rotation, but a correspondingly large number of antennas are required, resulting in a complicated system, and in effect, all horizontal directions. Is difficult to scan evenly.

【0028】以上で、種々の構成例を示したが、とくに
遠方にある対象物検出時には、送受兼用のアンテナシス
テムでは送受の分離がむつかしくなる場合がある。この
場合には、送信系と受信系についてそれぞれ別に前記し
た走査機構を設定し、送・受両機構の回転の同期をとる
ようにすればよい。また、アンテナからのビームはほぼ
点ビームになるように、十分絞られているとしたが、こ
のアンテナからのビームが十分絞られていない場合に
は、これを絞るようにし、かつ垂直方向にはビームが広
がるように反射板の曲面を成形する。このためには、結
果的に反射面が凸ではなく凹になることもありうるし、
また垂直方向の一次元的な湾曲だけでなく、水平方向も
含めた二次元的な湾曲面になる場合も生じる。さらに、
アンテナとして、垂直方向にある程度広がり、水平方向
には十分絞られたビームを放射するものを用いれば、反
射板としては平面状でもよい。要はアンテナ(もしくは
一次放射器)の特性と反射板の反射面の形状の組み合わ
せで、水平方向に狭く垂直方向にある程度広がったビー
ムを形成して走査しながら放射できればよい。また、垂
直方向のビーム幅について特別の考慮を必要としない場
合には、ペンシルビームのアンテナと平面反射板との組
み合わせを用いてもよい。
Various examples of the configuration have been described above. In particular, when a distant object is detected, there is a case where the separation of the transmission and the reception becomes difficult in the transmission / reception antenna system. In this case, the above-described scanning mechanisms may be separately set for the transmission system and the reception system so as to synchronize the rotations of the transmission and reception mechanisms. Also, the beam from the antenna is assumed to be sufficiently narrowed to be almost a point beam, but if the beam from this antenna is not sufficiently narrowed, the beam should be narrowed down and in the vertical direction. The curved surface of the reflector is formed so that the beam spreads. For this purpose, the reflecting surface may be concave instead of convex,
Further, not only a one-dimensional curved surface in the vertical direction but also a two-dimensional curved surface including the horizontal direction may occur. further,
If an antenna that emits a beam that spreads to some extent in the vertical direction and is sufficiently narrowed in the horizontal direction is used, the reflector may be planar. The point is that it is only necessary to form a beam that is narrow in the horizontal direction and spread to some extent in the vertical direction and radiate while scanning, based on a combination of the characteristics of the antenna (or the primary radiator) and the shape of the reflecting surface of the reflector. If no special consideration is required for the beam width in the vertical direction, a combination of a pencil beam antenna and a plane reflector may be used.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、固定アンテナで絞られ
たビームを放射し、反射板を回転させることにより水平
走査を行うから、その構造が簡単で信頼性に優れた経済
的な車載用ミリ波レーダ装置を実現できる。さらに、反
射板の反射面を適度に湾曲させることで、垂直方向の走
査は行わなくても地表から所定の高さの範囲にある障害
物等を効率よくかつ確実に検出できるという効果があ
る。
According to the present invention, since the horizontal scanning is performed by radiating the beam narrowed by the fixed antenna and rotating the reflecting plate, the structure is simple and highly reliable, and is economically mounted on a vehicle. A millimeter wave radar device can be realized. Further, by appropriately bending the reflection surface of the reflection plate, there is an effect that an obstacle or the like within a predetermined height range from the ground surface can be efficiently and reliably detected without performing vertical scanning.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるミリ波レーダ装置の走査機構の一
構成例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a scanning mechanism of a millimeter wave radar device according to the present invention.

【図2】従来のロータリージョイントの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional rotary joint.

【図3】ヘリコプタ搭載用ミリ波放射計の走査機構を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a scanning mechanism of the millimeter wave radiometer for helicopter mounting.

【図4】コピー機等のレーザ走査機構の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a laser scanning mechanism such as a copying machine.

【図5】ビーム幅と到達距離との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a beam width and a reaching distance.

【図6】図1の反射板の駆動機構の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a driving mechanism of the reflection plate of FIG. 1;

【図7】本発明によるミリ波レーダ装置の走査機構の他
の構成例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing another configuration example of the scanning mechanism of the millimeter wave radar device according to the present invention.

【図8】本発明によるミリ波レーダ装置の走査機構の他
の構成例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing another configuration example of the scanning mechanism of the millimeter wave radar device according to the present invention.

【図9】本発明によるミリ波レーダ装置の走査機構の他
の構成例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing another configuration example of the scanning mechanism of the millimeter wave radar device according to the present invention.

【図10】本発明によるミリ波レーダ装置の走査機構の
他の構成例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing another configuration example of the scanning mechanism of the millimeter wave radar device according to the present invention.

【図11】本発明によるミリ波レーダ装置の走査機構の
他の構成例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing another configuration example of the scanning mechanism of the millimeter wave radar device according to the present invention.

【図12】本発明によるミリ波レーダ装置の走査機構の
他の構成例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing another configuration example of the scanning mechanism of the millimeter wave radar device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、10A〜10D アンテナ 11 回転軸 12、12A〜12D 反射板 10, 10A to 10D Antenna 11 Rotation axis 12, 12A to 12D Reflector

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車輛に固定されてミリ波ビームを放射
し、また入射したミリ波ビームを受信するためのビーム
放射/受信手段と、 該手段から放射されたミリ波ビームを反射して走査方向
へ放射し、また該走査方向から戻ってきたミリ波ビーム
を反射して前記ビーム放射/受信手段へ送ると共に、車
輛に対して回転可動に取り付けられた反射板と、 該反射板を回転駆動するための反射板駆動手段と、 を備えたことを特徴とする車載用ミリ波レーダ装置。
1. A beam emission / reception means for emitting a millimeter wave beam fixed to a vehicle and receiving an incident millimeter wave beam, and reflecting the millimeter wave beam emitted from the means to scan in a scanning direction. And a millimeter-wave beam returned from the scanning direction is reflected and sent to the beam emitting / receiving means, and a reflector mounted rotatably with respect to the vehicle, and the reflector is driven to rotate. And a reflector driving means for the vehicle.
【請求項2】 前記反射板は、前記走査方向に向かって
形成されるミリ波ビームが垂直方向に広くかつ水平方向
に狭くなるようにその反射面が成形されていることを特
徴とする請求項1に記載の車載用ミリ波レーダ装置。
2. The reflector according to claim 1, wherein a reflecting surface of the reflecting plate is formed such that a millimeter wave beam formed in the scanning direction is wide in a vertical direction and narrow in a horizontal direction. 2. The in-vehicle millimeter-wave radar device according to 1.
【請求項3】 前記ビーム放射/受信手段を複数個設け
ると共に、前記反射板駆動手段は前記反射板を同一方向
に連続的に回転駆動することを特徴とする請求項1また
は2に記載の車載用ミリ波レーダ装置。
3. The on-vehicle vehicle according to claim 1, wherein a plurality of said beam radiating / receiving means are provided, and said reflector driving means continuously drives said reflector to rotate in the same direction. Millimeter wave radar equipment.
【請求項4】 前記反射板を複数個設け、該複数の反射
板を同一の回転軸に取り付けると共に、前記反射板駆動
手段は前記回転軸を同一方向に連続的に回転駆動するこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の車載用ミリ波
レーダ装置。
4. A method according to claim 1, wherein a plurality of said reflectors are provided, said plurality of reflectors are attached to the same rotating shaft, and said reflector driving means continuously rotates said rotating shaft in the same direction. The in-vehicle millimeter-wave radar device according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項5】 前記反射板を、その反射面の曲率がすべ
て同じではない複数個の反射板から構成して同一の回転
軸に取り付けると共に、前記反射板駆動手段は前記回転
軸を同一方向に連続的に回転駆動することを特徴とする
請求項2記載の車載用ミリ波レーダ装置。
5. The reflecting plate is constituted by a plurality of reflecting plates whose reflecting surfaces are not all the same in curvature and mounted on the same rotating shaft, and the reflecting plate driving means moves the rotating shaft in the same direction. 3. The in-vehicle millimeter-wave radar device according to claim 2, wherein the vehicle is driven to rotate continuously.
【請求項6】 車輛に固定されてミリ波ビームを放射す
るためのビーム放射手段と、 該手段から放射されたミリ波ビームを反射して走査方向
へ放射するための、車輛に対して回転可動に取り付けら
れた第1の反射板と、 前記走査方向から戻ってきたミリ波ビームを反射するた
めの、車輛に対して回転可動に取り付けられた第2の反
射板と、 車輛に固定されて前記第2の反射板から戻ってきたミリ
波ビームを受信するための受信手段と、 前記第1及び第2の反射板を同期して回転駆動するため
の反射板駆動手段と、を備えたことを特徴とする車載用
ミリ波レーダ装置。
6. A beam emitting means fixed to a vehicle for emitting a millimeter-wave beam, and rotatable with respect to the vehicle for reflecting the millimeter-wave beam emitted from the means and emitting the beam in a scanning direction. A first reflector mounted on the vehicle, a second reflector rotatably mounted on the vehicle for reflecting the millimeter wave beam returned from the scanning direction, and a second reflector fixed to the vehicle. Receiving means for receiving the millimeter-wave beam returned from the second reflector, and reflector driving means for synchronously rotating the first and second reflectors. Features Millimeter-wave radar equipment for vehicles.
【請求項7】 前記第1及び第2の反射板は、前記走査
方向に向かって形成されるミリ波ビームが垂直方向に広
くかつ水平方向に狭くなるようにその反射面が成形され
ていることを特徴とする請求項6に記載の車載用ミリ波
レーダ装置。
7. A reflection surface of the first and second reflection plates is formed such that a millimeter wave beam formed in the scanning direction is wide in a vertical direction and narrow in a horizontal direction. The in-vehicle millimeter-wave radar device according to claim 6, wherein:
【請求項8】 前記ビーム放射手段及び前記受信手段を
それぞれ同じ個数の複数個づつ設けると共に、前記反射
板駆動手段は前記反射板を同一方向に連続的に回転駆動
することを特徴とする請求項6または7に記載の車載用
ミリ波レーダ装置。
8. The apparatus according to claim 1, wherein each of said plurality of beam radiating means and said plurality of receiving means is provided in the same number, and said reflector driving means continuously drives said reflector in the same direction. The vehicle-mounted millimeter-wave radar device according to 6 or 7.
【請求項9】 前記第1の反射板を複数個設けて第1の
回転軸に取り付け、前記第2の反射板を前記第1の反射
板と同じ個数設けて第2の回転軸に取り付けると共に、
前記反射板駆動手段は、前記第1及び第2の回転軸を同
期して同一方向に連続的に回転駆動することを特徴とす
る請求項6または7に記載の車載用ミリ波レーダ装置。
9. A method in which a plurality of said first reflectors are provided and attached to a first rotating shaft, and said second reflectors are provided in the same number as said first reflectors and attached to a second rotating shaft. ,
8. The in-vehicle millimeter-wave radar device according to claim 6, wherein the reflector driving unit drives the first and second rotating shafts to rotate continuously in the same direction in synchronization with each other. 9.
【請求項10】 前記第1の反射板をその反射面の曲率
が全て同じではない複数個の反射板から構成して第1の
回転軸に取り付け、前記第2の反射板を前記第1の反射
板と同数でかつその各々の反射面の曲率が前記第1の反
射板の各々と等しいところの複数個の反射板から構成し
て第2の回転軸に取り付けると共に、前記反射板駆動手
段は、前記第1及び第2の回転軸を同期して同一方向に
連続的に回転駆動することを特徴とする請求項7記載の
車載用ミリ波レーダ装置。
10. The first reflector is composed of a plurality of reflectors whose reflection surfaces are not all the same in curvature, and is attached to a first rotation shaft, and the second reflector is attached to the first reflector. A plurality of reflectors having the same number as the reflectors and the curvature of each of the reflection surfaces being equal to each of the first reflectors are attached to the second rotating shaft, and the reflector driving means is 8. The in-vehicle millimeter-wave radar device according to claim 7, wherein said first and second rotating shafts are continuously and rotationally driven in the same direction in synchronization with each other.
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