JPWO2006103761A1 - レーダー装置 - Google Patents

Abstract

信号処理回路基板２は、レーダー１で受信した電波を閾値を用いて検出処理する信号処理回路を搭載する。筐体３は、レーダー１に対応する位置に電気的開口３３を有し、レーダー１が電気的開口３３に対向するようにレーダー１及び信号処理回路基板２を内蔵する。遮蔽板５は、平板状の導電性材料からなり、レーダー１と筐体３の電気的開口３３との間に設けられ、レーダー１に対応する位置に複数の単位開口５２からなる開口５１を有する。単位開口５２は（遮蔽すべき電波の半波長）＞（単位開口５２の最大寸法ｒ）＞（レーダー１の送出する電波の半波長）とされる。開口５１の開口率ｓは（（レーダー１の送信波電力量）−（レーダー１の送信波減衰電力量））＞（レーダー１の閾値）＞（遮蔽板５での反射波電力量）となるように設定される。

Description

本発明は、レーダー装置に関し、特に、例えばミリ波を用いて障害物を検出する障害物検出センサー等に用いられるレーダー装置であって、不要な電波の放射を低減してＥＭＩを低減したレーダー装置に関する。

ミリ波を送受信するレーダー装置は、物体（障害物）検出センサーとして用いられることがある（特許文献１参照）。この場合、送受信される電波（電磁波）としては、例えば７６ＧＨｚの周波数の電波が用いられる（法律により割り当てられている）。

このようなレーダー装置（物体検出センサー）は、当該電波（ミリ波）を送受信するレーダーと信号処理回路基板とこれらを収容した筐体とからなる。筐体には、当該電波を送受信するために、開口（電気的開口）が設けられる。電気的開口は、レーダーの正面に設けられ、当該電波の送受信を妨害しないようにするために、レーダーの面積以上の大きさとされる。なお、電気的開口は、筐体の内部と外気とを遮断するために、当該電波に対して透明な、即ち電波が許容減衰量の範囲内で透過可能なレドームで覆われる。
特開２００４−１３６７８５号公報

電子装置については、全般に、ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）の低減のため、電子装置から外部に放射される不要な電波が法的に規制されている。これらの規制は国や地域によって異なり、種々の規制が存在する。一方、物体検出センサーとして用いられるレーダー装置は、前述のように、本質的に電気的開口を有する。このために、筐体内部の信号処理回路から発生した電波が、不要な電波として当該電気的開口から装置の外部に放出される可能性がある。

例えば、日本における当該規制の１つであるＶＣＣＩ（Voluntary Control Council for Information Technology Equipment）は、３０ＫＨｚ〜１ＧＨｚの電波の放射を規制している。この場合、規制の対象となる範囲の電波の最少半波長は、λ／２＝１５０ｍｍである。一方、物体検出センサーとして用いられるレーダー装置において、通常、電気的開口の最大寸法（例えば、長方形の場合は対角線の長さ）は１５ｃｍよりも小さい。従って、信号処理回路から発生した電波は、概ね外部に放射されることはないと言えるので、特別な対策を施す必要は無い。

ところが、アメリカにおける当該規制の１つであるＦＣＣ（Federal Communications Commission）は、信号処理回路の（内部）動作周波数の第５高調波や４０ＧＨｚ以下といった高周波数帯域の電波の放射を規制している。この場合、規制の対象となる範囲の電波の半波長が、電気的開口の最大寸法よりも十分に短い。従って、信号処理回路から発生した電波が外部に放射されてしまうので、信号処理回路基板から輻射される電波を遮蔽する（又は減衰させる）必要がある。

本発明は、本来の電波の送受信に影響を与えること無く、電気的開口からの不要な電波の放射を低減してＥＭＩを低減したレーダー装置を提供することを目的とする。

本発明のレーダー装置は、予め定められた周波数の電波を送信し受信するレーダーと、前記レーダーによる電波の送受信を制御し、前記レーダーで受信した電波を予め定められた閾値を用いて検出処理する信号処理回路を搭載する信号処理回路基板と、前記レーダーに対応する位置に電気的開口を有し、前記レーダーが電気的開口に対向するように前記レーダー及び信号処理回路基板を内蔵する筐体と、平板状の導電性材料からなり、前記レーダーと前記筐体の電気的開口との間に設けられ、前記レーダーに対応する位置に複数の単位開口からなる開口を有する遮蔽板とを備える。前記単位開口が（遮蔽すべき電波の半波長）＞（前記単位開口の最大寸法）＞（前記レーダーの送出する電波の半波長）とされる。前記開口の開口率が（（前記レーダーの送信波電力量）−（前記レーダーの送信波減衰電力量））＞（前記レーダーの前記閾値）＞（前記遮蔽板での反射波電力量）となるように設定される。この場合、前記遮蔽すべき電波は、好ましくは、前記信号処理回路の動作周波数の高次高調波である。

好ましくは、本発明のレーダー装置においては、前記遮蔽板が、前記レーダーから予め定められた距離だけ離れた位置に、前記レーダーに対して平行に設けられる。

好ましくは、本発明のレーダー装置においては、前記遮蔽板が、前記レーダーから予め定められた距離だけ離れた位置に、前記レーダーに対して予め定められた角度だけ傾いて設けられる。

好ましくは、本発明のレーダー装置においては、前記遮蔽板が、前記開口の開口率をｓ、送信波電力量をＰｓ、前記レーダーと遮蔽板との距離をｙ、前記レーダーに対する遮蔽板の傾きをθ、前記レーダーの幅をｈとした場合、（前記レーダーの前記閾値）＞Ｐｓ×ｓ（1−ｙｓｉｎ2θ／ｈ）を満たすように設けられる。

好ましくは、本発明のレーダー装置においては、前記遮蔽板が、ｓ² Ｐｓ＞（前記レーダーの前記閾値）＞Ｐｓ×ｓ（1−ｙｓｉｎ2θ／ｈ）を満たすように設けられる。

好ましくは、本発明のレーダー装置においては、前記遮蔽板の開口の単位開口の最大寸法が、前記単位開口を前記レーダーに平行な平面へ投影した場合における当該投影像の最大寸法からなる。また、好ましくは、本発明のレーダー装置においては、前記遮蔽板の開口の開口率が、前記開口を前記レーダーに平行な平面へ投影した場合における当該投影像の開口率である。

好ましくは、本発明のレーダー装置においては、前記遮蔽板は、前記レーダーから予め定められた距離だけ離れた位置に、その中央で線対称となるように折り曲げられて設けられる。この場合、更に、好ましくは、前記遮蔽板が折り曲げられることなく前記レーダーから第１の位置に前記レーダーに対して第１の角度だけ傾いて設けられる場合と比較して、前記折り曲げられた遮蔽板は、前記第１の位置より前記レーダーに近い第２の位置に、前記第１の角度で設けられる。

好ましくは、本発明のレーダー装置は、更に、前記遮蔽板の前記レーダーに対向する面における少なくとも前記開口に設けられる電波吸収体を備える。この場合、前記電波吸収体は、更に、好ましくは、前記レーダーから送信され前記遮蔽板により反射された電波（ノイズとして受信してしまう電波）を吸収する。

好ましくは、本発明のレーダー装置は、更に、前記遮蔽板の前記レーダーに対向する面における少なくとも前記開口に設けられ、前記遮蔽板において反射する電波に行路差を生じさせる物質層を備える。この場合、前記行路差を生じさせる物質層は、更に、好ましくは、前記レーダーから送信された電波の波長の１／４の厚さとされる。

好ましくは、本発明のレーダー装置においては、前記遮蔽板に前記複数の単位開口を形成するために当該遮蔽板を打ち抜いた切片を、前記遮蔽板から切り離すことなく、前記遮蔽板の前記レーダーに対向する面の側に折り曲げる。この場合、前記切片は、更に、好ましくは、前記遮蔽板において反射する電波が前記レーダーからより外れる方向に反射するように折り曲げられる。

本発明のレーダー装置においては、レーダーと電気的開口との間に遮蔽板が設けられる。この遮蔽板の開口は、（遮蔽すべき電波の半波長）＞（前記単位開口の最大寸法）＞（前記レーダーの送出する電波の半波長）とされる単位開口を備え、（（前記レーダーの送信波電力量）−（前記レーダーの送信波減衰電力量））＞（前記レーダーの前記閾値）＞（前記遮蔽板での反射波電力量）となる開口率を備える。

従って、遮蔽すべき電波は、単位開口の最大寸法より大きいので、単位開口を通過できない。これにより、信号処理回路から輻射される電波を遮蔽する（又は減衰させる）ことができ、当該電波が外部に放射されてしまうことを防止することができる。一方、レーダーの送出する電波は、単位開口の最大寸法より小さいので、単位開口を通過できる。これにより、遮蔽板を設けたとしても、これが本来の電波の送受信を妨害することを防止することができる。

また、レーダーの送信波電力量とレーダーの送信波減衰電力量との差分がレーダーの閾値よりも大きく、かつ、遮蔽板での反射波電力量がレーダーの閾値よりも小さいので、遮蔽板による減衰があっても、受信した電波を検出することができる。これにより、遮蔽板を設けたとしても、物体（障害物）で反射した電波を、受信して当該物体を検出することができる。

以上のように、本発明によれば、本質的に電気的開口を有するレーダー装置において、信号処理回路から発生した電波が不要な電波として当該電気的開口から装置の外部に放出されることを防止することができると共に、レーダー装置の本来の電波の送受信に与える影響をできる限り小さくすることができる。例えば、遮蔽すべき電波が信号処理回路の動作周波数の高次（例えば第５）高調波である場合や、４０ＧＨｚ以下といった高周波数帯域の電波である場合、レーダー装置の内部からこのような不要な電波が漏れることを防止することができる。

また、本発明のレーダー装置においては、遮蔽板がレーダーに対して平行に設けられるので、レーダーから遮蔽板までの距離を短くし、当該方向の寸法を小さくすることができ、レーダー装置を小型化することができる。

また、本発明のレーダー装置においては、遮蔽板が所定の位置に所定の角度だけ傾いて設けられるので、遮蔽板で反射した電波の一部がレーダーに受信されない方向に進む。即ち、反射波の進行方向をレーダー外に向けると同時に、反射波にレーダーへの入射角を持たせることにより、反射波をレーダーで受信する電力（後述する不要反射波電力量）を大幅に減衰させることができる。これにより、遮蔽板により本来の電波の送受信を妨害すること無く、より効率良く信号処理回路から発生した電波が装置の外部に放出されることを防止することができる。

また、本発明のレーダー装置においては、遮蔽板が（前記レーダーの前記閾値）＞Ｐｓ×ｓ（1−ｙｓｉｎ2θ／ｈ）を満たすように設けられるので、閾値を考慮して、遮蔽板とレーダーとの関係を最適に設定することができる。

また、本発明のレーダー装置においては、遮蔽板がｓ² Ｐｓ＞（前記レーダーの前記閾値）＞Ｐｓ×ｓ（1−ｙｓｉｎ2θ／ｈ）を満たすように設けられるので、遮蔽板の開口の開口率及び閾値を考慮して、遮蔽板とレーダーとの関係を最適に設定することができる。

また、本発明のレーダー装置においては、単位開口の最大寸法が単位開口をレーダーに平行な平面へ投影した場合における当該投影像の最大寸法からなるので、単位開口を前述の式を満たす適切なものとすることができる。また、本発明のレーダー装置においては、遮蔽板の開口の開口率が、開口をレーダーに平行な平面へ投影した場合における当該投影像の開口率からなるので、開口率を前述の式を満たす適切なものとすることができる。

また、本発明のレーダー装置においては、遮蔽板が所定の位置にその中央で線対称となるように折り曲げられて設けられるので、遮蔽板のレーダーに対する傾きの角度をより小さくすることができ、レーダーから遮蔽板までの距離を短くし、レーダー装置の当該方向の寸法を小さくして小型化することができる。更に、折り曲げられた遮蔽板は、よりレーダーに近い位置に設けられるので、レーダーから遮蔽板までの距離を短くし、レーダー装置の当該方向の寸法を小さくして小型化することができる。

また、本発明のレーダー装置は、更に、電波吸収体を備えるので、遮蔽板により反射された（であろう）電波（ノイズとして受信してしまう（であろう）電波）を遮蔽板において吸収することができる。更に、電波吸収体により、レーダーから送信され遮蔽板により反射された電波を吸収することができる。

また、本発明のレーダー装置は、更に、遮蔽板において反射する電波に行路差を生じさせる物質層を備えるので、当該行路差により生じる当該電波の相互の干渉によりこれを減衰させることができる。更に、行路差を生じさせる物質層により、レーダーから送信された遮蔽板により反射された電波（ノイズとして受信してしまう電波）を干渉により減衰させることができる。

また、本発明のレーダー装置においては、複数の単位開口を形成するために当該遮蔽板を打ち抜いた切片を折り曲げるので、レーダーに入射する不要な電波をより少なくすることができる。更に、前記切片は電波が前記レーダーからより外れる方向に反射するように折り曲げられるので、レーダーに入射する不要な電波をより少なくすることができる。

本発明のレーダー装置の構成を示す構成図であり、図１（Ａ）は本発明のレーダー装置の一例を示し、図１（Ｂ）は本発明のレーダー装置の他の一例を示す。 図１のレーダー装置の構成を示す斜視図である。 図１のレーダー装置の構成を示す側面図である。 遮蔽板の構成を示す構成図である。 本発明のレーダー装置の構成の更に他の一例を示す構成図である。 図５のレーダー装置の構成を示す構成図である。 図５のレーダー装置の構成を示す構成図である。 図５のレーダー装置の構成を示す構成図である。 図５のレーダー装置の構成を示す構成図である。 本発明のレーダー装置の構成の更に他の一例を示す構成図である。 本発明のレーダー装置の構成の更に他の一例を示す構成図である。

符号の説明

１ レーダー
２ 信号処理回路基板
３ 筐体
４ レドーム（保護板又はカバー）
５ 遮蔽板（電波遮蔽板）
３３ 電気的開口
５１ 開口
５２ 単位開口

図１（Ａ）、図２及び図３は、レーダー装置構成図であって、本発明のレーダー装置の構成の一例を示す。図１（Ａ）は本発明のレーダー装置の一部断面の概略構成を示し、図２は本発明のレーダー装置の分解斜視図を示し、図３は本発明のレーダー装置の分解側面図を示す。図４は遮蔽板の構成を示す構成図である。

本発明のレーダー装置は、図１〜図４に示すように、ミリ波を用いたレーダー１、信号処理回路基板２、筐体３、レドーム（保護板又はカバー）４、遮蔽板（電波遮蔽板）５を備える。本発明のレーダー装置は、例えば物体（又は障害物）検出センサーとして用いられる。

この例のレーダー装置（障害物検出センサー）は、数１０ｍ先に設置された検出対象である障害物に設けられたリフレクター（反射板）に向けてレーダー１からミリ波を送信し、リフレクターで反射したミリ波をレーダー１で受信し、送信及び受信の時間差を計測する。例えば、リフレクターと当該レーダー１との間に障害物が出現すると、障害物でミリ波が反射するので、送信波と受信波の時間差が変化する。これを利用して、障害物の存在（及びその位置）を検出することができる。この検出において、不要反射波やノイズ（雑音）を除去するために、検出処理のための閾値が設定され、障害物の誤検出が防止される。

レーダー１は、周知の構成の送信機及び受信機を備え、予め定められた周波数の電波（電磁波）を送信し、その反射波を受信する。この例では、レーダー１は、例えば障害物検出センサーにおいて多用される７６ＧＨｚの周波数の電波（送信波）を送信し、この電波が障害物で反射して戻ってきた電波（受信波）を受信する。即ち、ミリ波レーダーである。レーダー１が受信した電波は信号処理回路に送られ処理される。

信号処理回路基板２は、ミリ波レーダー１用の周知の信号処理回路（図示せず）を搭載する。信号処理回路は、レーダー１による電波の送受信を制御し、また、レーダー１で受信した電波を予め定められた閾値（レーダー１の閾値）を用いて検出処理する。即ち、閾値よりも電力量が小さい受信波はノイズとして無視され、閾値よりも電力量が大きい受信波は障害物の検出信号として抽出され処理される。閾値は、後述するように、本発明に従って定められる。

信号処理回路は、遮蔽すべき電波の発生源となる。信号処理回路の動作周波数が数十MHｚ帯の場合は高次高調波でも１ＧＨｚ程度までであるので問題とならない。しかし、信号処理回路の動作周波数は、一般に高くなる傾向にあり、動作周波数が数百MHｚ帯になると高次高調波は数ＧＨｚ帯となる。この場合、後述するレドーム４のみでは電気的開口３３からレーダー装置の外部へ、信号処理回路から発生する不要な電波が放出されてしまう。

筐体３は、直方体の外形を有し、電波を反射する材料即ち導電性材料、例えばアルミニウム又はステンレス等の金属（剛体）からなる。筐体３は、実際には、図２に示すように、その本体３０と、これと分離可能な正面板３１及び背面板３２とからなる。正面板３１は、図１に示すように、レドーム４及び遮蔽板５と共に、本体３０にネジ３４によりネジ止めされる。背面板３２も本体３０にネジ止めされる。なお、図２に示すように、レーダー１は信号処理回路基板２に取り付けられ、信号処理回路基板２は筐体３の本体３０の中央部に図示しない取付手段により取り付けられる。

筐体３は、レーダー１からの電波を筐体３の外部に送信するために、直方体の１面（正面板３１）のレーダー１（の正面）に対応する位置に電気的開口３３を有する。電気的開口３３は、正面板３１の一部（中央）に設けられる。筐体３は、レーダー１が電気的開口３３に対向するように、レーダー１及び信号処理回路基板２を内蔵する。なお、電気的開口３３は、レーダー１からの電波に対して透明、即ち電波が許容減衰量の範囲内で透過可能であれば良い。レーダー１に対応する位置とは、平行に直進したレーダー１からの電波が例えば正面板３１（又は、遮蔽板５等）の平面上に作る領域である。

筐体３は、塵等がレーダー装置の内部に侵入するのを防止する等のために、電気的開口３３を覆う（塞ぐ）平面状（例えば、長方形状）のレドーム４を備える。レドーム４は、例えばポリカーボネート等からなり、レーダー１からの電波に対して透明である。レドーム４は、レーダー１の正面に正対する位置に設けられるが、実際には、筐体３の正面板３１に内部から取り付けられる。このため、レドーム４は、図１（Ａ）においては、側面で表される正面板３１に隠れて見えない（以下同じ）。なお、同様の理由で、図１（Ａ）においては、正面板３１の電気的開口３３も見えないが、後述するように、電気的開口３３は遮蔽板５の開口５１と同じ大きさであると考えて良い（以下同じ）。

遮蔽板５は、所定の厚さの平板状（例えば、長方形状）の外形を有し（剛体からなり）、電波を反射する材料即ち導電性材料、例えばアルミニウム又はステンレス等の金属からなる。この例では、図１に示すように、遮蔽板５は、レーダー１の正面に正対する位置に、レーダー１に平行に（筐体３の底部に垂直に）配置される。この結果、図２及び図３に示すように、レーダー１（又はその送受信面）、遮蔽板５、レドーム４、筐体３の正面板３１（電気的開口３３）は、相互に平行とされる。実際は、この平行な状態を保ちつつ、図１（Ａ）に示すように組み立てられる。

遮蔽板５はレドーム４の内側（レーダー１側）に設けられる。遮蔽板５は、レーダー１の正面に正対する位置に設けられるが、実際には、筐体３の正面板３１に（レドーム４を介して）内部から取り付けられる。このため、遮蔽板５は、実際には図１（Ａ）では側面で表される正面板３１に隠れて見えないが、説明の便宜のために、その位置をずらして表示している（図１（Ｂ）、図５、図１０において同じ）。なお、遮蔽板５をレドーム４の外側（正面板３１側）に設けるようにしても良い。

遮蔽板５は、レーダー１と筐体３の電気的開口３３との間に設けられ、図４（Ａ）に示すように、レーダー１に対応する位置に複数の単位開口からなる開口５１を有する。従って、遮蔽板５は、本発明により適切な開口５１を設けることにより、レーダー装置の外部に放出されるべきではない電波（妨害電波と言うこととする）を反射する（遮蔽する）が、レーダー１からの本来の電波（ミリ波）は通過させる（ある程度減衰する）。このために、遮蔽板５は、単一の開口ではなく、図４（Ａ）に示すように、複数の単位開口５２を例えば行列状に規則的に配置した開口５１を有する構造とされる。その上で、遮蔽板５は、図４（Ｂ）に示す単位開口５２の大きさ（最大寸法）ｒと開口５１の開口率ｓとで２重に特性を制御される。

なお、レーダー１の送信する電波は、図１（Ａ）（のみ）に点線で示すように、基本的には、その送信面から垂直の方向に平行に直進する。しかし、実際には、当該電波は僅かな広がりを持つ。従って、実際には、図１（Ａ）及び図４（Ａ）に示すように、筐体３の電気的開口３３及び遮蔽板５の開口５１は、共にレーダー１に対応する位置よりも十分に広い領域（面積）を持つようにされる。例えば、電気的開口３３及び開口５１は同一形状とされる。

また、図４（Ａ）に示すように、遮蔽板５の４角と長辺の中央には、合計で６個のネジ穴５３が設けられる。筐体３の正面板３１を本体３０に取り付けるためのネジ３４がネジ穴５３を貫通することにより、前述のように、遮蔽板５が本体３０にネジ止めされる。ネジ３４がネジ穴５３を貫通する様子は、図８のみに示し、図１、図５及び図１０においては省略している。レドーム４も同様にしてネジ止めされる。

遮蔽板５において、図４に示すように、単位開口５２は、（遮蔽すべき電波の半波長）＞（単位開口５２の最大寸法ｒ（ｍｍ））＞（レーダー１の送出する電波の半波長）とされる。遮蔽すべき電波は、前述のように、この例では、信号処理回路の動作周波数の高次高調波、特に５次の高調波、又は、４０ＧＨｚ以下の周波数の電波である。レーダー１の送出する電波（送信波）は、前述のように、この例では７６ＧＨｚの周波数の電波である。

従って、この例の場合、単位開口５２は、単位開口５２の最大寸法をｒとすると、３．７５ｍｍ＞単位開口５２の最大寸法ｒ＞２ｍｍを満足するようにされる。単位開口５２の形状は、円形、正方形、長方形、六角形等の多角形のいずれであっても良い。最大寸法ｒとは、単位開口５２が円形の場合にはその直径（図４（Ｂ）参照）、単位開口５２が多角形の場合には最長の対角線である。

なお、図９からも判るように、この例の場合、単位開口５２は、遮蔽板５の表面及び裏面に垂直に、かつ、レーダー１からの電波の進行方向に平行に形成される。従って、形成された単位開口５２の最大寸法ｒが、そのまま最大寸法となる。図９を参照して後述するように、単位開口５２をハニカム構造及びメタルパンチング加工等のいずれによって形成しても、単位開口５２は、通常、遮蔽板５の表面及び裏面に垂直に形成される。これに加えて、単位開口５２は、この例の場合にはレーダー１からの電波の進行方向に平行に形成されるが、図５の例の場合には当該進行方向に斜めに形成される。

また、例えばＦＣＣの規制に従うとすると、前述のように、信号処理回路基板２から出力される遮蔽すべき電波の周波数は４０ＧＨｚ以下であり、その半波長はλ／２＝３．７５ｍｍ以上である。従って、４０ＧＨｚ以下の電波は、単位開口５２の最大寸法ｒよりも大きいので、単位開口５２を通過伝播することができない。即ち、４０ＧＨｚ以下の電波を遮蔽することができる。一方、レーダー１の送信波（ミリ波）の周波数は７６ＧＨｚであり、その半波長はλ／２＝２ｍｍである。従って、当該レーダー１の送信波は、単位開口５２の最大寸法ｒよりも小さいので、単位開口５２を通過伝播することができる。

また、遮蔽板５において、開口５１の開口率ｓ（％）が、（（レーダー１の送信波電力量）−（レーダー１の送信波減衰電力量））＞（レーダー１の閾値）＞（遮蔽板５での不要反射波電力量）となるように設定される。これは以下の理由による。なお、開口率ｓは、開口５１の領域における（複数の単位開口５２の面積の合計）／（開口５１の面積）の比を％（百分率）で表したものである。

最初に、送信及び受信の電力量について考える。レーダー１の受信波の電力量が信号処理回路における信号検出の閾値よりも小さければ、信号が検出できない。受信波の電力量は、概略的には、送信波電力量と送信波の減衰電力量との差分に等しい。従って、（送信波電力量）−（送信波減衰電力量）＞（閾値）でなければならない。ここで、送信波減衰電力量としては、主として遮蔽板５における往路及び復路の２回の減衰が支配的であると考えることができる。また、遮蔽板５での反射波が信号処理回路における信号検出の閾値よりも大きければ、目標である物体（障害物）での反射波に加えて、遮蔽板５での反射波が全て物体での反射として検出されてしまう。従って、（閾値）＞（遮蔽板５での反射波電力量）とすることにより、反射波をノイズとして除去しなければ、正しい信号が検出できない。

次に、これらと開口率ｓとの関係について考える。本発明者の検討によれば、送信波及び受信波の電力量は、各々、遮蔽板５を通過伝播するときに遮蔽板５の前後において、開口率ｓにほぼ比例して減少する。即ち、レーダー１の送信波は遮蔽板５を通過伝播する際に減衰し、障害物のリフレクターで反射した後、再び遮蔽板５を通過伝播する際に減衰し、レーダー１で受信される。即ち、送信波電力量をＰｓ（ｍＷ）、受信波電力量をＰｒ（ｍＷ）、遮蔽板５の開口５１の開口率をｓ（%）とすると、
Ｐｓ×ｓ² ≒Ｐｒ、ｓ² ≒Ｐｒ／Ｐｓ
の関係が成り立つ。後者の式から、ｓ² は送信波電力量と受信波電力量の比を表すことが判る。更に、閾値をａ（ｍＷ）、送信波減衰電力量をｂ（ｍＷ）、不要反射波電力量（反射波電力量）をｃ（ｍＷ）とすると、
ｂ≒Ｐｓ−Ｐｒ≒Ｐｓ−ｓ²Ｐｓ＝（１−ｓ² ）Ｐｓ、
となる。ここで、本発明者の検討によれば、障害物の検出可能条件は、
Ｐｓ−ｂ≒Ｐｒ＞ａ＞ｃ、
でなければならない。従って、
ｓ² Ｐｓ＞ａ＞ｃ
という関係が成り立つ。

これらの関係式に基づいて、開口率ｓと閾値ａの関係について検討すると、以下のようになる。即ち、ｓ＞７０％の場合にはａ≒Ｐｓ／2程度に設定することが望ましいことが判る。即ち、開口率ｓが７０％より大きい場合、閾値ａは送信波電力量Ｐｓの約１／2に設定することが望ましいことが判る。同様に、ｓ＞６０%の場合にはａ≒Ｐｓ／3程度に設定することが望ましく、ｓ＞５０％の場合にはａ≒Ｐｓ／4程度に設定することが望ましいことが判る。

また、開口率ｓと不要反射波電力量ｃの関係について検討すると、以下のようになる。即ち、ｓ≒７０％の場合にはｃ＜Ｐｓ／2に抑えなければならないことが判る。即ち、開口率ｓが７０％程度である場合、不要反射波電力量ｃは送信波電力量Ｐｓの１／2より小さく設定すべきことが判る。同様に、ｓ≒６０％のときｃ＜Ｐｓ／3に抑えなければならず、ｓ≒５０％のときｃ＜Ｐｓ／4に抑えなければならないことが判る。

また、遮蔽板５の加工の容易性について検討すると、以下の通りである。例えば、開口率ｓ≒７０％程度であると、開口５１において、単位開口５２の周囲の面積（導電性材料の存在する面積）が極めて小さくなる。この場合、遮蔽板５は、例えば周知のハニカム構造等とされる。これにより、開口率ｓを実現しつつ、必要な遮蔽板５の強度を確保することができる。このため、ｓ≒７０％程度の場合、加工が面倒で、製造コストが増してしまう。一方、ｓ≒５０％程度であると、素材である導電性材料の板（例えば金属板）をパンチで打ち抜く通常の加工（メタルパンチング加工）により、必要な強度の遮蔽板５を作製することができる。このため、加工（及び組立）が容易で、製造コストも抑えられる。

以上のように、本発明によれば、送信波電力量Ｐｓと開口率ｓと閾値ａとの関係を定めることができ、開口率ｓと不要反射波電力量ｃとの関係を定めることができる。また、開口５１の開口率ｓを、（送信波電力量Ｐｓ−送信波減衰電力量ｂ）≒Ｐｒ＞閾値ａ＞反射波電力量ｃとなるように設定することができる。更に、これらを適切な値に設定することにより、妨害電波を遮蔽しつつ、本来の電波の減衰量を抑制することができる。このように、本発明は、単位開口５２の最大寸法ｒと開口率ｓとで遮蔽板５の特性を制御することにより、妨害電波を反射（遮蔽）すると共に本来の電波の減衰量を抑制して、障害物での反射波を正確に検出処理できるようにしている。

ところで、ミリ波帯域の電波を使用する電子装置を技術基準適合証明のみで（即ち、特別の資格無しで）運用するためには、送信波の電力量が１０ｍＷ（ミリワット）以下と言う小さい値でなければならない。これに伴って、受信波電力量Ｐｒも小さくなるので、閾値ａも小さいことが望ましい。このためには、前述の検討によれば、不要反射波電力量ｃが小さい方が望ましい。この場合、遮蔽板５はハニカム構造等をとることになり加工コストの増大を招く。

一方、本発明によれば、遮蔽板５による反射波電力量が閾値を越えないようにすることができるが、前述の検討から判るように、不要反射波電力量ｃはかなり小さくなければならない。しかし、実際には、遮蔽板５による反射波の影響がかなり大きい（反射波の値が大きい）。このため、障害物の検出に支障のないようにしなければならない。そこで、何らかの手段により、不要反射波電力量ｃを小さくすることが望ましい。

図１（Ｂ）は、レーダー装置構成図であって、本発明のレーダー装置の構成の他の一例を示す。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に対応する。この例は、電波吸収体６又は電波に行路差を生じさせる物質層６’により、不要反射波電力量ｃを小さくしている。この例は、電波吸収体６（及び前記物質層６’）以外は、図１〜図４の例と同様である。

この例のレーダー装置は、図１（Ｂ）に示すように、電波吸収体６を備える。この例では、電波吸収体６は、遮蔽板５のレーダー１に対向する面に設けられる。電波吸収体６は、当該レーダー１に対向する面における少なくとも開口５１に設けられれば良い。電波吸収体６は周知の電波吸収材料からなる。電波吸収体６は、例えば、レーダー１から送信され遮蔽板５により反射された電波（ノイズとして受信してしまう電波）を吸収する材質からなる。これにより、遮蔽板５によって反射してしまう電波を吸収することができ、不要反射波電力量ｃを小さくすることができる。従って、開口率ｓを小さくすることができ、結果として、遮蔽板５の加工にメタルパンチング加工を採用することが可能となる。

また、レーダー装置が、電波吸収体６に代えて、遮蔽板５において反射する電波に行路差を生じさせる物質層６’を備えるようにしても良い。当該行路差を生じさせる物質層６’は、遮蔽板５のレーダー１に対向する面における少なくとも開口５１に設けられる。当該行路差を生じさせる物質層６’の厚さｄ（図１（Ｂ）参照）は、例えば、レーダー１から送信された電波の波長λの１／４とされる。これにより、遮蔽板５において反射した送信波にその半波長（λ／２）に相当する行路差を生じさせ（位相をずらし）、相互の干渉によりレーダー１から送信され遮蔽板５により反射された電波（ノイズとして受信してしまう電波）を減衰させることができる。従って、不要反射波電力量ｃを小さくして開口率ｓを小さくすることができ、結果として、遮蔽板５の加工にメタルパンチング加工を採用することが可能となる。

図５乃至図９は、レーダー装置構成図であって、本発明のレーダー装置の構成の他の一例を示す。図５、図６及び図７は、各々、図１（Ａ）、図２及び図３に対応する。図８及び図９は遮蔽板５の傾きを示す説明図である。この例は、遮蔽板５をレーダー１に対して角度θ’（図９参照）だけ傾けることにより、不要反射波電力量ｃを小さくしている。

この例のレーダー装置においては、図５〜図９に示すように、遮蔽板５が、レーダー１から予め定められた距離だけ離れた位置ｙ（ｍｍ）に、レーダー１に対して予め定められた角度θ’だけ傾いて設けられる。この例は、遮蔽板５の傾き以外は、図１〜図４の例と同様である。

遮蔽板５の位置ｙ及び角度θ’を図８及び図９に示す。即ち、位置（距離）ｙは、レーダー１（の送信面）と遮蔽板５との間における当該電波の最長の行路である。角度θ’は、レーダー１（の送信面）と遮蔽板５とのなす角度、又は、レーダー１から電波が送信される方向と遮蔽板５とのなす角度である。平面Pは、レーダー１（の送信面）と平行な面であり、また、後述するように、遮蔽板５を投影するために想定される投影面である。角度θは、図９から判るように、（９０−θ’）であり、当該最長の行路と遮蔽板５とのなす角度である。前述のように、レーダー１の送信する電波は、その送信面から垂直の方向に平行に直進する（図１（Ａ））。従って、位置ｙは、レーダー１の幅（高さ）をｈとした場合、その上端における電波の行路の長さである。レーダー１の幅ｈは、レーダー１の送信面の幅であると考えてよい。

なお、遮蔽板５は、図５〜図９に示すように、紙面において左側に傾くように設けているが、この逆であっても良い。即ち、遮蔽板５は、図５〜図９とは逆に、紙面において右側に傾くように設けても良い。

この例では、遮蔽板５がレーダー１に対して角度θ’だけ傾けられる。これにより、反射波の進行方向をレーダー１外に向けると同時に、反射波にレーダー１への入射角を持たせることにより、反射波をレーダー１で受信する電力を大幅に減衰させる。即ち、レーダー１から送信され遮蔽板５により反射された電波（ノイズとして受信してしまう電波）が、遮蔽板５で反射した後にレーダー１に入射する割合を減少させることができる。これにより、単位開口５２の最大寸法ｒと開口率ｓとにより妨害電波を反射（遮蔽）しかつ本来の電波の減衰量を抑制することに加えて、レーダー１から送信され遮蔽板５により反射された電波がレーダー１に入射する割合を抑制することができる。

この例の場合、送信波の電力量が１０ｍＷ以下であったとしても、レーダー１から送信され遮蔽板５により反射された電波（ノイズとして受信してしまう電波）の割合を抑制できるので、検出の閾値ａも小さく（Ｐｓ／4程度に）設定することができる。これにより、開口率ｓも小さく（５０％程度に）でき、加工コストの安いメタルパンチング加工の遮蔽板５を採用することができる。

ここで、前述の式に基づいて、位置ｙ及び角度θと閾値ａとの関係について検討すると、以下のようになる。即ち、送信波電力量をＰｓ、レーダー１と遮蔽板５との距離をｙ、レーダー１に対する遮蔽板５の傾きをθ’、θ＝（９０−θ’）、レーダー１の幅をｈ、不要反射波減衰量（送信波のうち、遮蔽板５で反射しレーダー１外に逸れる電波の電力量）をｄ（ｍＷ）とした場合、
ｄ≒Ｐｓ×ｓ×ｙｓｉｎ（π−2θ）／ｈ＝Ｐｓ×ｓ×ｙｓｉｎ2θ／ｈ
であるから、不要反射波電力量ｃ（ｍＷ）は、
ｃ≒Ｐｓ×ｓ−ｄ、つまり、ｃ≒Ｐｓ×ｓ（1−ｙｓｉｎ2θ／ｈ）
となる。従って、不要反射波電力量ｃ＜閾値となるよう、θとｙを調整すればよい。即ち、遮蔽板５は、（レーダー１の閾値）＞Ｐｓ×ｓ（1−ｙｓｉｎ2θ／ｈ）を満たすように設けられる。これにより、レーダー１の閾値を考慮して、遮蔽板５とレーダー１との関係を最適なものとすることができる。

更に、前述の式に基づいて、位置ｙ及び角度θと開口率ｓ及び閾値ａとの関係について検討すると、以下のようになる。即ち、開口５１の開口率をｓとした場合、遮蔽板５は、ｓ² Ｐｓ＞（レーダー１の閾値）＞Ｐｓ×ｓ（1−ｙｓｉｎ2θ／ｈ）を満たすように設けられる。これにより、遮蔽板５の開口５１の開口率ｓとレーダー１の閾値を考慮して、遮蔽板５とレーダー１との関係を最適なものとすることができる。

具体的には、この例では、遮蔽板５は、以下のように設定される。即ち、遮蔽板５は、ｓ² Ｐｓ＞ａ＞Ｐｓ×ｓ（1−ｙｓｉｎ2θ／ｈ）を満たす開口率ｓを有する開口５１を備え、レーダー１に対して傾きθ’をもって配置され、かつ、開口５１は３．７５ｍｍ＞単位開口の最大寸法ｒ＞２ｍｍの単位開口５２を複数個備える。更に、送信波電力量Ｐｓが８ｍW、開口率ｓが５０％、レーダー１の幅ｈが５０ｍｍ、閾値ａが１ｍＷとされ、この条件の下で、遮蔽板５の傾きθが４５度とされ、レーダー１と遮蔽板５との距離ｙが３８（ｍｍ）以上とされる。又は、遮蔽板５の傾きθを６０度とし、レーダー１と遮蔽板５との距離ｙを４４（ｍｍ）以上とすれば良い。これにより、この例のレーダー装置は、Ｐｓ＜１０ｍWを実現しつつ、レーダー１からの送受信波電力を確保し、不要反射波電力を閾値以下に制御し、信号処理回路基板２からの妨害電波が外部へ放射することを防止している。

なお、実際には、この例の場合、更に、以下の点が考慮される。即ち、図９に示すように、遮蔽板５をレーダー１に対して傾けることにより、レーダー１から見た単位開口５２の最大寸法ｒが小さく見える（ｒ’に見える）。そこで、この場合、遮蔽板５の傾きを考慮して、当該傾きの角度に応じた寸法だけ最大寸法ｒを大きくする必要がある。

即ち、この例では、遮蔽板５の開口５１の単位開口５２の最大寸法ｒが、単位開口５２をレーダー１（の送信面）に平行な平面Pへ投影した場合における当該投影像の最大寸法ｒ’からなる。換言すれば、当該投影像における最大寸法ｒ’が、（遮蔽すべき電波の半波長）＞（単位開口５２の最大寸法ｒ）及び（単位開口５２の当該投影像の最大寸法ｒ’）＞（レーダー１の送出する電波の半波長）を満たすようにされる。即ち、このような条件を満たすように、最大寸法ｒを大きくすれば良い。

更に、この例では、遮蔽板５の開口５１の開口率ｓが、開口５１をレーダー１に平行な平面Pへ投影した場合における当該投影像の開口率ｓからなる。換言すれば、当該投影像の開口率ｓが前述の式を満たすようにされる。即ち、このような条件を満たすように、開口率ｓを設定すれば良い。

なお、単位開口５２は、遮蔽板５の表面及び裏面に斜めに（角度θ又はθ’で交わるように）、かつ、レーダー１からの電波の進行方向に平行に形成する（加工する）ようにしても良い。この場合、図９からも判るように、形成された単位開口５２の最大寸法ｒが、そのまま最大寸法となる。このような遮蔽板５は、本発明により予め角度θを算出して、これを用いて遮蔽板５を加工することにより得られる。

図１０は、レーダー装置構成図であって、本発明のレーダー装置の構成の更に他の一例を示す。図１０は、図１（Ａ）又は図５に対応する。

この例のレーダー装置においては、図１０に示すように、遮蔽板５は、レーダー１から予め定められた距離だけ離れた位置に、その中央で線対称となるように折り曲げられて設けられる。これにより、レーダー１から外れる電波の量を２倍に増やすことができるため、レーダー１から遮蔽板５までの距離を短くでき、レーダー装置の当該方向の寸法を小さくして小型化することができる。

この場合、遮蔽板５が折り曲げられることなくレーダー１から第１の位置ｙにレーダー１に対して第１の角度θ’（図９参照）だけ傾いて設けられる場合と比較して、折り曲げられた遮蔽板５は、第１の位置ｙ（図８及び図９参照）よりレーダー１に近い第２の位置ｙ’（図示せず）に、同じ第１の角度θ’で設けられる。これにより、レーダー１から遮蔽板５までの距離を短くし、レーダー装置の当該方向の寸法を小さくして小型化することができる。

図１１は、レーダー装置構成図であって、本発明のレーダー装置の構成の他の一例を示す。図１１は、図４に示す遮蔽板５の一部を示し、図１１（Ａ）は遮蔽板５の平面の構成を示し、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のA−A’切断線に沿う断面の構成を示す。

この例のレーダー装置においては、図１１に示すように、遮蔽板５に複数の単位開口５２を形成するために当該遮蔽板５を打ち抜いた切片５４を、遮蔽板５から切り離すことなく、遮蔽板５のレーダー１に対向する面の側に折り曲げる。図１１（Ａ）において、図示の便宜のため、切片５４は点線で示している。この場合、単位開口５２の平面形状は、図１１に示すように、長方形（又は正方形）とされる。これにより、レーダーに入射する不要な電波をより少なくすることができる。

その上で、当該切片５４は、遮蔽板５において反射する電波がレーダー１からより外れる方向に反射するように折り曲げられる。即ち、図１１（Ｂ）に示すように、遮蔽板５の上方１／２については、切片５４を下方に折り曲げることにより、電波をより上方に反射して、レーダー１に入射する量を減らしている。遮蔽板５の下方１／２については、この逆とされる。これにより、更に、レーダーに入射する不要な電波をより少なくすることができる。

以上、本発明をその実施の態様に従って説明したが、本発明は、その主旨の範囲内において種々の変形が可能である。

例えば、不要反射波を減衰させるための手段を種々に組合せるようにしても良い。具体的には、図５〜図９のレーダー装置及び図１０のレーダー装置に、図１（Ｂ）に示すように、電波吸収体６又は電波に行路差を生じさせる物質層６’を設けるようにしても良い。また、図１〜図４のレーダー装置、図５〜図９のレーダー装置及び図１０のレーダー装置において、図１１に示すように、当該遮蔽板５を打ち抜いた切片５４を、遮蔽板５から切り離すことなく、遮蔽板５のレーダー１に対向する面の側に折り曲げるようにしても良い。なお、図１０のレーダー装置の場合、遮蔽板５の折り曲げの方向を考慮して、当該切片５４は、遮蔽板５において反射する電波がレーダー１からより外れる方向に反射するように折り曲げられる。

以上説明したように、本発明によれば、レーダー装置において、レーダーと電気的開口との間に複数の単位開口からなり所定の開口率を有する開口を備えた遮蔽板を備える。これにより、信号処理回路から発生した電波が不要な電波として当該電気的開口から装置の外部に放出されることを防止することができると共に、レーダー装置の本来の電波の送受信に与える影響をできる限り小さくすることができる。従って、遮蔽板という簡易な構成により、本来の電波の送受信に影響を与えること無く、電気的開口からの不要な電波の放射を低減して、レーダー装置のＥＭＩを低減することができる。この時、レーダーから遮蔽板までの距離を正確に定めることができるので、レーダー装置の当該方向の寸法を小さくすることができ、レーダー装置を小型化することができる。

また、本発明によれば、レーダー装置において、遮蔽板を所定の角度だけ傾けることにより、本来の受信波ではない遮蔽板での反射波を効率良く抑制することができる。この時、レーダーの閾値、遮蔽板の開口の開口率、遮蔽板の傾きや距離を適切に設定することができる。更に、この時、単位開口の最大寸法や遮蔽板の開口の開口率を投影像に基づいて正確に定めることにより、レーダー装置の当該方向の寸法を小さくすることができ、レーダー装置を小型化することができる。

また、本発明によれば、レーダー装置において、遮蔽板をその中央で線対称となるように折り曲げることにより、本来の受信波ではない遮蔽板での反射波を更に効率良く抑制することができ、これにより、レーダーから遮蔽板までの距離を短くでき、レーダー装置の当該方向の寸法を小さくして小型化することができる。

また、本発明のレーダー装置は、更に、電波吸収体又は電波に行路差を生じさせる物質層を備えるので、本来の受信波ではない遮蔽板での反射波を遮蔽板において吸収又は減衰させて、本来の受信波ではない遮蔽板での反射波の影響を小さくすることができる。

また、本発明によれば、レーダー装置において、単位開口を形成するために当該遮蔽板を打ち抜いた切片を折り曲げるので、遮蔽板における信号処理回路からの電波の反射の影響を小さくすることができる。

Claims (16)

1. 予め定められた周波数の電波を送信し受信するレーダーと、
   前記レーダーによる電波の送受信を制御し、前記レーダーで受信した電波を予め定められた閾値を用いて検出処理する信号処理回路を搭載する信号処理回路基板と、
   前記レーダーに対応する位置に電気的開口を有し、前記レーダーが電気的開口に対向するように前記レーダー及び信号処理回路基板を内蔵する筐体と、
   平板状の導電性材料からなり、前記レーダーと前記筐体の電気的開口との間に設けられ、前記レーダーに対応する位置に複数の単位開口からなる開口を有する遮蔽板とを備え、
   前記単位開口が（遮蔽すべき電波の半波長）＞（前記単位開口の最大寸法）＞（前記レーダーの送出する電波の半波長）とされ、
   前記開口の開口率が（（前記レーダーの送信波電力量）−（前記レーダーの送信波減衰電力量））＞（前記レーダーの前記閾値）＞（前記遮蔽板での反射波電力量）となるように設定される
   ことを特徴とするレーダー装置。
2. 前記遮蔽すべき電波は、前記信号処理回路の動作周波数の高次高調波である
   ことを特徴とする請求項１記載のレーダー装置。
3. 前記遮蔽板が、前記レーダーから予め定められた距離だけ離れた位置に、前記レーダーに対して平行に設けられる
   ことを特徴とする請求項１記載のレーダー装置。
4. 前記遮蔽板が、前記レーダーから予め定められた距離だけ離れた位置に、前記レーダーに対して予め定められた角度だけ傾いて設けられる
   ことを特徴とする請求項１記載のレーダー装置。
5. 前記遮蔽板が、前記開口の開口率をｓ、送信波電力量をＰｓ、前記レーダーと遮蔽板との距離をｙ、前記レーダーに対する遮蔽板の傾きをθ、前記レーダーの幅をｈとした場合、（前記レーダーの前記閾値）＞Ｐｓ×ｓ（1−ｙｓｉｎ2θ／ｈ）を満たすように設けられる
   ことを特徴とする請求項４記載のレーダー装置。
6. 前記遮蔽板が、ｓ² Ｐｓ＞（前記レーダーの前記閾値）＞Ｐｓ×ｓ（1−ｙｓｉｎ2θ／ｈ）を満たすように設けられる
   ことを特徴とする請求項５記載のレーダー装置。
7. 前記遮蔽板の開口の単位開口の最大寸法が、前記単位開口を前記レーダーに平行な平面へ投影した場合における当該投影像の最大寸法からなる
   ことを特徴とする請求項６記載のレーダー装置。
8. 前記遮蔽板の開口の開口率が、前記開口を前記レーダーに平行な平面へ投影した場合における当該投影像の開口率である
   ことを特徴とする請求項６記載のレーダー装置。
9. 前記遮蔽板は、前記レーダーから予め定められた距離だけ離れた位置に、その中央で線対称となるように折り曲げられて設けられる
   ことを特徴とする請求項１記載のレーダー装置。
10. 前記遮蔽板が折り曲げられることなく前記レーダーから第１の位置に前記レーダーに対して第１の角度だけ傾いて設けられる場合と比較して、前記折り曲げられた遮蔽板は、前記第１の位置より前記レーダーに近い第２の位置に、前記第１の角度で設けられる
    ことを特徴とする請求項９記載のレーダー装置。
11. 当該レーダー装置が、更に、
    前記遮蔽板の前記レーダーに対向する面における少なくとも前記開口に設けられる電波吸収体を備える
    ことを特徴とする請求項１記載のレーダー装置。
12. 前記電波吸収体は、前記レーダーから送信され前記遮蔽板により反射された電波を吸収するものである
    ことを特徴とする請求項１１記載のレーダー装置。
13. 当該レーダー装置が、更に、
    前記遮蔽板の前記レーダーに対向する面における少なくとも前記開口に設けられ、前記遮蔽板において反射する電波に行路差を生じさせる物質層を備える
    ことを特徴とする請求項１記載のレーダー装置。
14. 前記行路差を生じさせる物質層は、前記レーダーから送信された電波の波長の１／４の厚さとされる
    ことを特徴とする請求項１３記載のレーダー装置。
15. 前記遮蔽板に前記複数の単位開口を形成するために当該遮蔽板を打ち抜いた切片を、前記遮蔽板から切り離すことなく、前記遮蔽板の前記レーダーに対向する面の側に折り曲げる
    ことを特徴とする請求項１記載のレーダー装置。
16. 前記切片は、前記遮蔽板において反射する電波が前記レーダーからより外れる方向に反射するように折り曲げられる
    ことを特徴とする請求項１５記載のレーダー装置。
    

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