WO2019039517A1 - レーダ装置 - Google Patents

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WO2019039517A1
WO2019039517A1 PCT/JP2018/031026 JP2018031026W WO2019039517A1 WO 2019039517 A1 WO2019039517 A1 WO 2019039517A1 JP 2018031026 W JP2018031026 W JP 2018031026W WO 2019039517 A1 WO2019039517 A1 WO 2019039517A1
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band
transmission
unit
frequency
filter
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一正 櫻井
俊哉 境
和司 川口
旭 近藤
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株式会社デンソー
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    • G01S2013/93275—Sensor installation details in the bumper area

Definitions

  • the present disclosure relates to a radar device.
  • Patent Document 1 describes a technology that enables high-speed beam scanning by controlling feed power to a plurality of antennas using variable impedance adjustment means.
  • One aspect of the present disclosure is to provide a technology capable of scanning transmission radio waves while reducing the number of antennas used.
  • a radar device includes an antenna unit, a dielectric member, a filter unit, and a feed unit.
  • the antenna unit is configured to emit radio waves based on the supplied power.
  • the dielectric member is a plate-like member provided to transmit radio waves (hereinafter, referred to as “radiated radio waves”) radiated from the antenna unit.
  • the filter unit includes a plurality of band transmission parts provided in the dielectric member. The plurality of band transmission parts are arranged along the scanning direction. The plurality of band transmission units are configured to transmit radio waves of different specific transmission frequency bands.
  • the feeding unit is configured to feed the power to the antenna unit.
  • the feeding unit is configured to sequentially switch the frequency of the radio wave radiated from the antenna unit to the frequency in each of the set radiation bands, with the specific frequency band included in each of the transmission frequency bands as the setting radiation band. It is done.
  • the radio wave in the filter section favorably transmits through the band transmission part in which the frequency of the radio wave is included in the corresponding transmission frequency band among the plurality of band transmission parts. Transmission of the radiated radio wave is suppressed or blocked in the band transmission portion in which the frequency of the radiated radio wave is not included in the corresponding transmission frequency band.
  • the band transmitting unit which allows the radio wave to be favorably transmitted in the filter unit is switched. Thereby, radio waves radiated to the outside through the filter unit are scanned in the scanning direction.
  • the radar apparatus of such a configuration it is possible to scan the transmission radio wave while suppressing the number of antennas to be used.
  • the radar device 1 of the first embodiment includes a radar body 10, a dielectric plate 21 and a filter unit 20.
  • the radar device 1 is mounted, for example, in a vehicle (not shown) so that radio waves can be emitted to the front of the vehicle.
  • the radar device 1 is a so-called millimeter wave radar configured to detect a target around the vehicle by transmitting and receiving radio waves in the millimeter wave band, for example.
  • the z direction is a direction parallel to the road surface on which the vehicle travels and straight forward in the vehicle.
  • the y direction is a direction perpendicular to the road surface on which the vehicle travels and above the vehicle.
  • the x direction is a direction parallel to the road surface on which the vehicle travels and to the right with respect to the direction in which the vehicle travels forward.
  • FIG. 1 shows a state in which the radar device 1 mounted on a vehicle is viewed from the front of the vehicle.
  • the radar body 10 When the radar device 1 is viewed from the front of the vehicle, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the radar body 10 is located behind the dielectric plate 21 and the filter unit 20. Radio waves are emitted from the radar main body 10 as described later. The radio wave emitted from the radar body is transmitted through the dielectric plate 21 and the filter unit 20 and is emitted forward of the vehicle.
  • radio waves radiated from the radar main body 10 do not pass through the entire filter unit 20 uniformly.
  • the region through which the radio wave in the filter unit 20 passes changes in accordance with the frequency of the radio wave.
  • scanning of the radio wave radiated forward through the filter unit 20 is achieved.
  • the scanning direction of the transmission radio wave in the radar device 1 of the present embodiment is, for example, the x direction.
  • the radar body 10 includes an antenna unit 11, a transmission / reception processing unit 16, and a cover member 17.
  • the antenna unit 11 includes an antenna substrate 12, a transmitting antenna 13, and a receiving antenna 14.
  • the antenna substrate 12 is formed of, for example, a dielectric such as resin.
  • the transmitting antenna 13 and the receiving antenna 14 are provided on the antenna substrate 12.
  • the transmitting antenna 13 and the receiving antenna 14 are, for example, microstrip array antennas.
  • the transmission antenna 13 is configured to emit radio waves based on transmission power supplied from a power supply unit 16a described later.
  • the receiving antenna 14 is configured to receive radio waves incident from the outside.
  • the transmission directivity of the transmission antenna 13 alone and the reception directivity of the reception antenna 14 alone have characteristics shown by thin solid lines in FIG. 6 as “the case where there is no filter portion”.
  • the transmitting antenna 13 and the receiving antenna 14 may be provided anywhere.
  • the relative positional relationship between the transmitting antenna 13 and the reception dark rotation 14 may be any positional relationship.
  • each of the antennas 13 and 14 is a microstrip array antenna, and each of the antennas 13 and 14 may be any antenna.
  • the cover member 17 is a bottomed cylindrical member for covering the antenna unit 11.
  • the antenna unit 11 is not viewed from the outside of the radar main body 10 by being covered by the cover member 17.
  • the cover member 17 is formed of, for example, a dielectric such as a resin. Therefore, the radio wave emitted from the antenna unit 11 is transmitted forward through the cover member 17. A radio wave incident on the radar main body 10 from the outside of the radar main body 10 passes through the cover member 17 and reaches the antenna unit 11.
  • the dielectric plate 21 is a plate-like dielectric member.
  • the dielectric plate 21 is provided in front of the radar main body 10 so that the radio wave emitted from the antenna unit 11 is transmitted to the front of the vehicle through the dielectric plate 21.
  • the dielectric plate 21 is disposed so that the plate surface is parallel to the xy plane, that is, the plate surface is perpendicular to the z direction.
  • the plate surface of the dielectric plate 21 and the plate surface of the antenna substrate 12 provided with the antennas 13 and 14 are substantially parallel.
  • the filter unit 20 is provided on the surface of the dielectric plate 21 opposite to the surface facing the radar body 10, that is, the surface on the front side of the vehicle.
  • the filter unit 20 may be provided, for example, on the surface of the dielectric plate 21 facing the radar main body 10. Also, for example, the filter unit 20 may be embedded in the dielectric plate 21.
  • the filter unit 20 includes the first band transmitting unit 30, the second band transmitting unit 40, and the third band transmitting unit 50.
  • the first band transmitting portion 30, the second band transmitting portion 40, and the third band transmitting portion 50 are arranged to be adjacent in this order along the scanning direction.
  • the orthogonal direction orthogonal to the scanning direction that is, the y direction is also referred to as the vertical direction.
  • the first band transmission unit 30 favorably transmits radio waves of the frequency of the first transmission frequency band centered on the predetermined first transmission center frequency f1, and transmits the radio waves of frequencies other than the first transmission frequency band. Inhibit or block transmission.
  • good transmission means that power of a degree that can satisfy the specification required of the radar device 1 is transmitted. For example, if it is specified in the specification that transmission of power of P [dB] or more is required, transmission of power of P [dB] or more means "good transmission”.
  • the second band transmission unit 40 favorably transmits radio waves of the frequency of the second transmission frequency band centered on the predetermined second transmission center frequency f2, and transmits the amount of radio waves of frequencies other than the second transmission frequency band. Inhibit or block transmission.
  • the second transmission center frequency f2 is different from the first transmission center frequency f1 and higher than the first transmission center frequency f1.
  • the third band transmission unit 50 allows the radio wave of the frequency of the third transmission frequency band centered on the predetermined third transmission center frequency f3 to be favorably transmitted, and the transmission amount of radio waves of frequencies other than the third transmission frequency band Inhibit or block transmission.
  • the third transmission center frequency f3 is different from the second transmission center frequency f2 and higher than the second transmission center frequency f2.
  • the first transmission center frequency f1 may be, for example, 24 GHz in the present embodiment. Further, the first transmission frequency band may be, for example, a band of a first transmission center frequency f1 ⁇ 0.05 GHz.
  • the second transmission center frequency f2 may be, for example, 24.15 GHz in the present embodiment.
  • the second transmission frequency band may be, for example, a band of the second transmission center frequency f2 ⁇ 0.05 GHz.
  • the third transmission center frequency f3 may be, for example, 24.3 GHz in the present embodiment.
  • the third transmission frequency band may be, for example, a band of a third transmission center frequency f3 ⁇ 0.05 GHz.
  • the second band transmitting unit 40 favorably transmits radio waves in the second transmission frequency band of the second transmission center frequency f2 ⁇ 0.05 GHz of 24.15 GHz, and is other than the second transmission frequency band.
  • the transmission amount of radio waves in the band is relatively suppressed.
  • the other first band transmitting unit 30 and the third band transmitting unit 50 are also provided with frequency specification having the same tendency as the frequency characteristics of the second band transmitting unit 40 shown in FIG. 5.
  • the frequency characteristics of each of the band transmitting sections 30, 40 and 50 shown in FIG. 5 are an example.
  • the frequency characteristics of each band-passing portion 30, 40, 50 may have any characteristics.
  • the frequency characteristics of each band transmission unit 30, 40, 50 may have, for example, a characteristic that meets the specifications required for each band transmission unit 30, 40, 50.
  • the first band transmitting unit 30 includes a plurality of filter cells 31. Specifically, in the vertical direction, the plurality of filter cells 31 are periodically arranged at regular intervals. Also in the scanning direction, the plurality of filter cells 31 are periodically arranged at constant intervals. In the first band transmitting unit 30 illustrated in FIG. 3, six filter cell groups each including nine filter cells 31 periodically arranged in the vertical direction are arranged in the scanning direction.
  • the number of filter cells 31 shown in FIG. 3 is an example, and any number of filter cells 31 may be arranged in the vertical direction and in the scanning direction. Also, the relative positional relationship in the vertical direction of two filter cell groups adjacent in the scanning direction may be any positional relationship.
  • FIG. 3 shows an example in which the vertical positional relationship between two filter cell groups adjacent in the scanning direction is exactly the same. On the other hand, for example, the positions of two filter cell groups adjacent in the scanning direction may be shifted in the vertical direction.
  • the filter cell 31 includes a conductor pattern 32.
  • the conductor pattern 32 is an annular (in detail, rectangular annular) microstrip line provided on the dielectric plate 21.
  • the main component of the conductor pattern 32 is copper.
  • the length in the vertical direction of the conductor pattern 32 is a predetermined pattern length Lv shorter than the arrangement period Tv1 in the vertical direction.
  • the length in the scanning direction of the conductor pattern 32 is a predetermined pattern width Lh shorter than the arrangement period Th in the scanning direction.
  • the line width of the conductor pattern 32 is a predetermined line width Lw.
  • the conductor pattern 32 is not completely closed in a ring shape, and a partial section in the entire circumference of the ring is interrupted.
  • the length of the interrupted section is a predetermined slit length Ls.
  • the conductor patterns 32 are periodically arranged in the vertical direction at the arrangement period Tv1, and periodically arranged in the scanning direction at the arrangement period Th.
  • the transmission characteristics of the first band transmission portion 30, that is, the electric characteristics including the first transmission center frequency f1 and the first transmission frequency band, are, for example, the arrangement period Tv1 in the vertical direction, the dimensional shape of each portion of the conductor pattern 32 itself, the dielectric It depends on various parameters such as the relative permittivity of the body plate 21.
  • One of the parameters that greatly affects the transmission characteristics of the first band transmission portion 30 is the arrangement period Tv1 in the vertical direction.
  • the first transmission center frequency f1 is lower. As the vertical arrangement period Tv1 is smaller, the first transmission center frequency f1 is higher.
  • each filter cell 31 in the first band transmitting portion 30 of the present embodiment may be, for example, as follows. That is, the pattern length Lv of the conductor pattern 32 is 11.71 mm, the pattern width Lh of the conductor pattern 32 is 2.5 mm, the line width Lw of the conductor pattern 32 is 0.5 mm, and the slit length Ls of the conductor pattern 32 is 0.5 mm.
  • the arrangement period Tv1 in the vertical direction may be 12.8 mm, and the arrangement period Th in the scanning direction may be 3 mm.
  • each of these dimensions is an example.
  • the first transmission center frequency f1 of the first band transmitting portion 30 is set to 24 GHz, for example.
  • a plurality of filter cells 41 are periodically arranged in the vertical direction and in the scanning direction.
  • a plurality of filter cells 51 are periodically arranged in the vertical direction and the scanning direction, as in the first band transmission unit 30.
  • the second band transmitting unit 40 and the third band transmitting unit 50 are different from the first band transmitting unit 30 mainly in the arrangement period in the vertical direction.
  • the filter cells 41 of the second band transmitting portion 40 and the filter cells 51 of the third band transmitting portion 50 are both configured the same as the first band transmitting portion 30 except for the arrangement period in the vertical direction. That is, both of the filter cells 41 of the second band transmitting unit 40 and the filter cells 51 of the third band transmitting unit 50 have the conductor pattern 32 shown in FIG.
  • the conductor patterns 32 themselves in the individual filter cells 31, 41, 51 are the same in each of the band-passing parts 30, 40, 50. Further, the arrangement period Th of the conductor patterns 32 in the scanning direction is the same for all of the band-passing portions 30, 40, 50.
  • the arrangement period Tv2 of the filter cells 41 in the vertical direction (that is, the arrangement period of the conductor pattern 32 in the vertical direction) is greater than the arrangement period Tv1 in the vertical direction of the first band transmission portion 30.
  • the arrangement period Tv2 in the vertical direction of the conductor patterns 32 in the second band transmitting portion 40 may be 12.71 mm, for example.
  • the second transmission center frequency f2 of the second band transmitting portion 40 is set to 24.15 GHz, for example.
  • the arrangement period Tv3 in the vertical direction of the conductor pattern 32 is shorter than the arrangement period Tv2 in the vertical direction in the second band transmission unit 40.
  • the arrangement period Tv3 in the vertical direction of the conductor pattern 32 in the third band transmission unit 50 may be 12.63 mm, for example.
  • the third transmission center frequency f3 of the third band transmission unit 50 is set to 24.3 GHz, for example.
  • the pattern length Lv of the conductor pattern 32 may be about the same as the wavelength corresponding to the transmission center frequency. More specifically, in the present embodiment, the pattern length Lv of the conductor pattern 32 may be set to a length slightly shorter than the wavelength corresponding to the transmission center frequency.
  • the arrangement periods Tv1, Tv2 and Tv3 in the vertical direction may also be about the same length as the wavelength corresponding to the transmission center frequency. More specifically, in the present embodiment, the arrangement periods Tv1, Tv2 and Tv3 in the vertical direction may each be set to a length slightly longer than the wavelength corresponding to the transmission center frequency.
  • the transmission / reception processing unit 16 includes a power supply unit 16a.
  • the feeding unit 16 a is configured to emit radio waves from the transmission antenna 13 by feeding power for transmission to the transmission antenna 13.
  • the power supply unit 16 a supplies the transmission power for detection for detecting a target around the vehicle to the transmission antenna 13.
  • a radio wave for target detection hereinafter also referred to as a search wave
  • the transmission / reception processing unit 16 further includes a signal processing circuit.
  • the signal processing circuit processes the reception signal received by the reception antenna 14 to calculate information on the target on which the search wave is reflected.
  • the transmission / reception processing unit 16 feeds the transmission power for detection from the feeding unit 16 a to the transmission antenna 13 to cause the transmission antenna 13 to emit a search wave, and the reflection wave of the search wave is received by the reception antenna 14.
  • information on the target reflected from the search wave is acquired.
  • the information on the target may be, for example, the distance from a predetermined reference position on the vehicle to the target, the orientation of the target viewed from the reference position, and the like.
  • the transmission / reception processing unit 16 of the present embodiment transmits / receives a survey wave by, for example, a Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) method, and detects a target.
  • FMCW Frequency Modulated Continuous Wave
  • the feeding unit 16a does not transmit only a search wave of a fixed frequency or a search wave whose frequency is increased or decreased around the fixed frequency.
  • the feeding unit 16a sequentially switches and transmits probing waves in different setting radiation bands.
  • the plurality of setting radiation bands are bands included in each transmission frequency band in the filter unit 20, respectively. That is, in the present embodiment, the plurality of setting radiation bands include a first setting radiation band, a second setting radiation band, and a third setting radiation band.
  • the feeding unit 16a of the present embodiment for example, the frequency (for example, the first set frequency Fs1) in the first setting radiation band, the frequency (for example, the first setting radiation band) It switches to three types of 2 setting frequency Fs2) and the frequency (for example, 3rd setting frequency Fs3) in a 3rd setting radiation
  • the first set radiation band is included in the first transmission frequency band of the first band transmitting unit 30 in the filter unit 20.
  • the second set radiation band is included in the second transmission frequency band of the second band transmission unit 40 in the filter unit 20.
  • the third set radiation band is included in the third transmission frequency band of the third band transmission unit 50 in the filter unit 20.
  • the transmission power of the first set frequency Fs1 (for example, 24 GHz) is supplied from the feeding unit 13a and the radio wave of the first set frequency Fs1 is radiated from the transmission antenna 13, the radio wave is transmitted It permeate
  • the transmission amount of radio waves is relatively suppressed or the transmission of radio waves is blocked.
  • the directivity of the radio wave from the radar device 1 in this case has a large gain in the direction in which the first band transmitting portion 30 exists as viewed from the transmitting antenna 13 as exemplified by a broken line in FIG. On the other hand, the gain in other directions becomes smaller.
  • the radio wave of the second set frequency Fs 2 is radiated from the transmitting antenna 13
  • the radio wave is , And pass well through the second band transmitting portion 40.
  • the transmission amount of radio waves is relatively suppressed or the transmission of radio waves is blocked.
  • the directivity of the radio wave from the radar device 1 in this case has a large gain in the direction in which the second band transmitting portion 40 exists from the transmitting antenna 13 as exemplified by a thick solid line in FIG. While the gain in other directions is smaller.
  • the radio wave of the third set frequency Fs3 is radiated from the transmission antenna 13
  • the radio wave is , And pass through the third band transmitting portion 50 well.
  • the transmission amount of radio waves is relatively suppressed or the transmission of radio waves is blocked.
  • the directivity of the radio wave from the radar device 1 in this case has a large gain in the direction in which the third band transmitting portion 50 exists from the transmitting antenna 13 as exemplified by the alternate long and short dash line in FIG. While the gain in other directions is smaller.
  • the radar device 1 by sequentially switching the frequency of the transmission radio wave from the transmission antenna 13 to the frequency in the first setting radiation band, the frequency in the second setting radiation band, and the frequency in the third setting radiation band.
  • the radio wave radiated forward is scanned in the scanning direction as shown in FIG.
  • the power supply unit 13a achieves scanning in the scanning direction of the transmission radio wave by repeatedly switching the above three types of frequencies.
  • the transmission / reception processing unit 16 determines the arrival angle of the reflected wave based on the frequency of the radio wave received by the receiving antenna 14 when scanning the transmission radio wave as described above, and detects the azimuth in which the target exists Do.
  • the frequency of the radio wave transmitted from the transmission antenna 13 may be switched in any way.
  • the frequency of the radio wave to be transmitted may be switched stepwise in the order of the first set frequency Fs1, the second set frequency Fs2, and the third set frequency Fs3.
  • the frequency of the radio wave to be transmitted may be continuously changed within a certain frequency range including the first set frequency Fs1, the second set frequency Fs2, and the third set frequency Fs3, and the continuous change thereof May be repeated.
  • the filter unit 20 is disposed in front of the radar body 10.
  • the radio wave radiated from the antenna unit 11 of the filter unit 20 includes the radio wave radiated from the antenna unit 11 in the transmission frequency band in the filter unit 20. Good transmission through the band transmission part.
  • transmission of radio waves radiated from the antenna unit 11 is suppressed or blocked in the band transmission unit in the filter unit 20 in which the frequency of radio waves radiated from the antenna unit 11 is not included in the transmission frequency band.
  • the band transmitting unit through which the radio wave is favorably transmitted in the filter unit 20 is switched. Thereby, radio waves radiated to the outside through the filter unit 20 are scanned in the scanning direction.
  • the radar device 1 of the first embodiment it is possible to scan transmission radio waves by switching the frequency of transmission radio waves while suppressing the number of antennas to be used.
  • Each of the band transmitting sections 30, 40, 50 in the filter section 20 is provided with a plurality of annular conductor patterns 32 periodically arranged in the vertical direction. While the filter unit 20 is thus configured in a simple manner, it achieves that only radio waves of a specific frequency band are favorably transmitted and suppression of the transmission of the other radio waves.
  • the transmission frequency bands of the band transmitting sections 30, 40 and 50 in the filter section 20 are set to different bands by adjusting the arrangement period of the conductor pattern 32 in the vertical direction. Therefore, it is possible to easily set each transmission frequency band of each band transmission section 30, 40, 50 to a desired band.
  • the filter unit may be configured in any manner, for example, as shown in FIG.
  • the filter unit 70 of the second embodiment shown in FIG. 8 is different from the filter unit 20 of the first embodiment in the number of band transmitting units arranged in the scanning direction.
  • the filter unit 70 includes five band-passing parts 81, 82, 83, 84, 85 having different transmission frequency bands, and these are adjacent in this order along the scanning direction. It is arranged.
  • the first band transmitting unit 81 includes a plurality of filter cells 91 periodically arranged in the vertical direction and in the scanning direction, and includes a first transmission frequency band centered on a first transmission center frequency f11.
  • the second band transmission unit 82 includes a plurality of filter cells 92 periodically arranged in the vertical direction and in the scanning direction, and includes a second transmission frequency band centered on the second transmission center frequency f12.
  • the third band transmitting unit 83 includes a plurality of filter cells 93 periodically arranged in the vertical direction and in the scanning direction, and includes a third transmission frequency band centered on the third transmission center frequency f13.
  • the fourth band transmission unit 84 includes a plurality of filter cells 94 periodically arranged in the vertical direction and the scanning direction, and includes a fourth transmission frequency band centered on the fourth transmission center frequency f14.
  • the fifth band transmitting unit 85 includes a plurality of filter cells 95 periodically arranged in the vertical direction and the scanning direction, and includes a fifth transmission frequency band centered on the fifth transmission center frequency f15.
  • the transmission center frequencies f11 to f15 have a magnitude relationship of f11 ⁇ f12 ⁇ f13 ⁇ f14 ⁇ f15.
  • Each of the filter cells 91 to 95 in each of the band transmission parts 81 to 85 includes the conductor pattern 32 shown in FIG. 4 as in the case of the filter cells 31 to 33 of the first embodiment. Further, as in the first embodiment, the arrangement period of the filter cells 91 to 95 in the vertical direction is different in each of the band transmission parts 81 to 85. That is, the arrangement cycle of the filter cells 91 in the vertical direction in the first band transmitting portion 81 is the longest, and the filter cells 92 in the second band transmitting portion 82, the filter cells 93 in the third band transmitting portion 83, and the fourth band transmitting portion 84. In the order of the filter cells 94, the arrangement period in the vertical direction gradually becomes shorter, and the arrangement period in the vertical direction of the filter cells 95 in the fifth band transmitting portion 85 is the shortest.
  • the transmission frequency from the transmission antenna 13 is sequentially switched to the frequency in each transmission frequency band in the same manner as in the first embodiment, in the scanning direction. It becomes possible to scan.
  • the transmission frequency may be sequentially and repeatedly switched in the order of f11 ⁇ f12 ⁇ f13 ⁇ f14 ⁇ f15 ⁇ f11 ⁇ f12 ⁇ .
  • the scanning resolution in the scanning direction can be further enhanced.
  • the radar device 150 of the third embodiment shown in FIG. 9 mainly differs from the radar device 1 of the first embodiment in the portion where the filter unit 20 is provided.
  • the dielectric plate 21 is provided separately from the radar main body 10, and the filter unit 20 is provided on the dielectric plate 21.
  • the radar device 150 of the third embodiment does not include the dielectric plate 21, and the filter unit 20 is provided on the cover member 17 of the radar body 10.
  • the cover member 17 is configured such that the surface facing the front of the vehicle, that is, the surface visible when the radar body 10 is viewed from the front of the vehicle, has a planar shape.
  • the filter unit 20 is provided in the planar region.
  • the radar device 160 according to the fourth embodiment shown in FIG. 10 mainly differs from the radar device 1 according to the first embodiment in the portion where the filter unit 20 is provided.
  • the radar device 160 of the fourth embodiment is mounted on a vehicle 200.
  • the radar device is mounted on a vehicle as in the first to third embodiments.
  • a bumper 161 is provided on the front end side of the vehicle 200.
  • the filter unit 20 is provided on the bumper 161.
  • the filter unit 20 is provided on the inner side surface of the bumper 161 on the outer side facing the vehicle outside and the inner side facing the vehicle inside.
  • the radar main body 10 is provided at such a position that radio waves radiated from the antenna unit 11 pass through the filter unit 20 and are radiated forward of the vehicle. That is, although the portion where the filter unit 20 is provided is different from that of the first embodiment, the relative positional relationship between the filter unit 20 and the radar main body 10 is substantially the same as that of the radar device 1 of the first embodiment. .
  • the filter cell including the annular conductive pattern 32 is shown, but the shape of the conductive pattern 32 in the filter cell may be another shape.
  • a filter cell 100 shown in FIG. 11 may be used.
  • the filter cell 100 includes a linear conductor pattern 101 formed to extend in the vertical direction.
  • a filter cell 110 shown in FIG. 12 may be used.
  • the filter cell 110 includes a conductor pattern 111 in the form of a rectangular patch.
  • a filter cell 120 shown in FIG. 13 may be used.
  • the filter cell 120 includes a conductor pattern 121 having a rectangular shape as a whole.
  • An annular slit 122 is formed inside the conductor pattern 121. That is, in the filter cell 120 of FIG. 13, the conductor pattern 32 is removed from the filter cell 31 of the first embodiment, and the conductor is disposed in the entire region where the conductor pattern 32 was not present.
  • a filter cell 130 shown in FIG. 14 may be used.
  • the filter cell 130 includes a conductor pattern 131 having a rectangular shape as a whole.
  • a linear slit 132 is formed inside the conductor pattern 131. That is, in the filter cell 130 of FIG. 14, the conductor pattern 101 is removed from the filter cell 100 of FIG. 11, and the conductor is disposed in the entire region where the conductor pattern 101 was not present.
  • the transmission center frequencies f1, f2 and f3 are 24 GHz, 24.15 GH and 24.3 GHz, respectively, and transmission center frequencies ⁇ 0 corresponding to the transmission frequency bands, respectively. Being .05 GHz is an example.
  • Each transmission center frequency of each band transmission section may have any value, and each transmission frequency band of each band transmission section may have any bandwidth. Also, the transmission center frequency may not necessarily be at the center of the transmission frequency band.
  • the frequency characteristic of the band transmission part is a characteristic having a tendency as shown in FIG. 5, that is, there is one central frequency at which the transmitted power is maximum, and the transmitted power decreases with distance from the central frequency It is an example that it is the characteristic which is going to be carried out.
  • the band transmitting portion may have a transmission power characteristic different from that of FIG. That is, the band transmission part can transmit radio waves of a desired transmission frequency band to be transmitted favorably, and transmission of radio waves of frequencies other than the transmission frequency band is suppressed or blocked more than transmission frequency bands. It may be configured.
  • two adjacent transmission frequency bands may be completely separated, may be closely continuous, or may partially overlap.
  • the two band-passing parts adjacent in the scanning direction may not be closely adjacent to each other, or may be separated from each other.
  • an auxiliary band transmitting portion having a transmission frequency band slightly lower than that of the first band transmitting portion 30 is provided between the first band transmitting portion 30 and the second band transmitting portion 40. May be The purpose is to make the electrical boundary between the first band transmitting portion 30 and the second band transmitting portion 40 clearer.
  • an auxiliary band transmission unit may be provided between the second band transmission unit 40 and the third band transmission unit 50, with a transmission frequency band slightly higher than that of the third band transmission unit 50. The purpose is to make the electrical boundary between the second band transmitting portion 40 and the third band transmitting portion 50 clearer.
  • the number of band transmitting parts in the filter part is three in the first embodiment and five in the second embodiment, but these are merely examples. Other than three and five band passers may be provided.
  • the plurality of band transmission units may be arranged in any manner. That is, the relative positional relationship between the plurality of band transmission parts may be any positional relationship.
  • the scanning direction may be any direction.
  • the scanning direction may be determined, for example, according to the transmission frequency bands of the plurality of band transmission units in the filter unit and / or the arrangement position of the plurality of band transmission units.
  • the positions of the first band transmitting unit 30 and the third band transmitting unit 50 may be interchanged.
  • the scanning direction is opposite to the scanning direction of the first embodiment.
  • different scanning directions and / or different scanning orders may be achieved by changing the switching order of the frequencies of radio waves radiated from the transmitting antenna.
  • the frequency of the radio wave may be switched in the order of f3 ⁇ f2 ⁇ f1.
  • the scanning direction is opposite to the scanning direction of the first embodiment.
  • the frequency of the radio wave may be switched in the order of f 1 ⁇ f 3 ⁇ f 2. In this case, the scan direction changes in one scan.
  • the filter unit may be provided anywhere.
  • the filter unit may be provided, for example, at a position where radio waves radiated from the antenna unit to the detection range are incident.
  • the filter section is provided on the dielectric plate 21, the cover member 17 of the radar main body 10, and the bumper 161 of the vehicle 200.
  • the filter section is provided in other places It is also good.
  • the radar apparatus may be mounted anywhere or any number of vehicles.
  • the radar apparatus may be mounted on the side of the vehicle and configured to detect a target on the side of the vehicle, or mounted on the rear end of the vehicle to target the rear of the vehicle (for example, a following vehicle ) May be configured to be detected.
  • a plurality of components achieve the plurality of functions achieved by one component in the above embodiment, and a plurality of components achieve one function achieved by one component
  • a plurality of functions achieved by a plurality of components may be achieved by one component, or a single function achieved by a plurality of components may be achieved by one component.
  • part of the configuration of the above embodiment may be omitted.
  • at least a part of the components included in any one of the above embodiments may be added to or replaced with another one of the embodiments.

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Abstract

本開示の１つの局面におけるレーダ装置は、アンテナ部と、アンテナ部へ電力を給電する給電部と、アンテナ部からの放射電波が透過するように設けられた誘電体部材（２１）と、誘電体部材（２１）に設けられたフィルタ部（２０）とを備える。フィルタ部（２０）は、走査方向に沿って配列された複数の帯域透過部（３０，４０，５０）を備える。複数の帯域透過部（３０、４０、５０）はそれぞれ異なる透過周波数帯域の電波を透過させる。給電部は、アンテナ部から放射される電波の周波数を、複数の透過周波数帯域のそれぞれに含まれる設定放射帯域内の周波数に順次切り替える。

Description

レーダ装置 関連出願の相互参照
　本国際出願は、２０１７年８月２４日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１７－１６１２６６号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１７－１６１２６６号の全内容を本国際出願に参照により援用する。
　本開示は、レーダ装置に関する。
　レーダ装置において、ビームを電子的に走査させる技術が種々提案されている。下記の特許文献１には、複数のアンテナへの給電電力を可変インピーダンス調整手段を用いて制御することによって、高速なビーム走査を可能とする技術が記載されている。
特開２００６－３２９６５８号公報
　しかし、発明者の詳細な検討の結果、以下の課題が見出された。即ち、特許文献１に記載されている技術を用いてビームを電子的に走査させるためには、複数のアンテナが必要となるため、レーダ装置の大型化を招く。
　本開示の１つの局面は、使用するアンテナの数を抑えつつ送信電波を走査させることが可能な技術を提供することにある。
　本開示の１つの局面におけるレーダ装置は、アンテナ部と、誘電体部材と、フィルタ部と、給電部とを備える。
　前記アンテナ部は、給電される電力に基づいて電波を放射するように構成されている。前記誘電体部材は、前記アンテナ部から放射された電波（以下、「放射電波」と称する）が透過するように設けられた板状の部材である。前記フィルタ部は、前記誘電体部材に設けられた複数の複数の帯域透過部を備える。前記複数の帯域透過部は、走査方向に沿って配列されている。前記複数の帯域透過部は、それぞれ異なる特定の透過周波数帯域の電波を透過させるように構成されている。前記給電部は、前記アンテナ部へ前記電力を給電するように構成されている。前記給電部は、各前記透過周波数帯域に含まれる特定の周波数帯域をそれぞれ設定放射帯域として、前記アンテナ部から放射される電波の周波数を、各前記設定放射帯域内の周波数に順次切り替えるように構成されている。
　このような構成のレーダ装置では、放射電波は、フィルタ部において、複数の帯域透過部のうちの、対応する透過周波数帯域に放射電波の周波数が含まれる帯域透過部を良好に透過する。対応する透過周波数帯域に放射電波の周波数が含まれない帯域透過部においては、放射電波の透過が抑制又は阻止される。
　そのため、アンテナ部から放射される電波の周波数が各設定放射帯域内の周波数に順次切り替わることで、フィルタ部において電波が良好に透過する帯域透過部が切り替わる。これにより、フィルタ部を介して外部へ放射される電波が走査方向へ走査される。
　したがって、このような構成のレーダ装置によれば、使用するアンテナの数を抑えつつ送信電波を走査させることが可能となる。
第１実施形態のレーダ装置の正面図である。 図１のレーダ装置のＩＩ－ＩＩ断面図である。 第１実施形態のフィルタ部の構成を示す説明図である。 第１実施形態の導体パターンの構成を示す説明図である。 第１実施形態の帯域透過部の透過特性を示す説明図である。 第１実施形態のフィルタ部における周波数毎の指向性利得を示す説明図である。 第１実施形態のレーダ装置から放射される電波が周波数に応じて走査されることを示す説明図である。 第２実施形態のフィルタ部の構成を示す説明図である。 第３実施形態のレーダ装置の断面図である。 第４実施形態のレーダ装置の断面図である。 導体パターンの他の例を示す説明図である。 導体パターンの他の例を示す説明図である。 導体パターンの他の例を示す説明図である。 導体パターンの他の例を示す説明図である。
　以下、本開示の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　［１．第１実施形態］
　（１－１）レーダ装置の全体構成
　図１及び図２に示すように、第１実施形態のレーダ装置１は、レーダ本体１０と、誘電体板２１と、フィルタ部２０とを備える。レーダ装置１は、例えば、不図示の車両において、当該車両の前方へ電波を放射できるように搭載されている。レーダ装置１は、例えばミリ波帯の電波を送受信することにより車両周囲の物標を検知するように構成されたいわゆるミリ波レーダである。
　図１において、ｚ方向は、車両が走行する路面に平行且つ車両が前方へ直進する方向である。ｙ方向は、車両が走行する路面に垂直且つ車両上側の方向である。ｘ方向は、車両が走行する路面に平行且つ前方直進方向に対して右側の方向である。図１は、車両に搭載されているレーダ装置１を車両の前方から見た状態を示している。
　車両の前方からレーダ装置１を見た場合、図１及び図２に示すように、レーダ本体１０は、誘電体板２１及びフィルタ部２０の後方に位置する。レーダ本体１０からは後述するように電波が放射される。レーダ本体から放射された電波は、誘電体板２１及びフィルタ部２０を透過して、車両前方へ放射される。
　ただし後述するように、レーダ本体１０から放射される電波は、フィルタ部２０全体を一様に透過しない。フィルタ部２０における電波が透過する領域は、電波の周波数に応じて変化する。電波の周波数が変化することにより、フィルタ部２０を介して前方へ放射される電波の走査が達成される。本実施形態のレーダ装置１における送信電波の走査方向は、例えばｘ方向である。
　レーダ本体１０は、アンテナ部１１と、送受信処理部１６と、カバー部材１７とを備える。
　アンテナ部１１は、アンテナ基板１２と、送信アンテナ１３と、受信アンテナ１４とを備える。アンテナ基板１２は、例えば樹脂などの誘電体によって形成されている。送信アンテナ１３及び受信アンテナ１４は、アンテナ基板１２上に設けられている。送信アンテナ１３及び受信アンテナ１４は、例えば、マイクロストリップアレーアンテナである。
　送信アンテナ１３は、後述する給電部１６ａから給電される送信用の電力に基づいて電波を放射するように構成されている。受信アンテナ１４は、外部から入射された電波を受信するように構成されている。送信アンテナ１３単体での送信指向性、及び受信アンテナ１４単体での受信指向性は、図６に「フィルタ部がない場合」として細い実線で示しているような特性を備える。
　なお、送信アンテナ１３及び受信アンテナ１４はそれぞれどこに設けられてもよい。送信アンテナ１３及び受信暗転１４の相対的な位置関係はどのような位置関係であってもよい。また、各アンテナ１３，１４がマイクロストリップアレーアンテナであることは一例であって、各アンテナ１３，１４はどのようなアンテナであってもよい。
　カバー部材１７は、アンテナ部１１を覆うための、有底筒状の部材である。アンテナ部１１は、カバー部材１７によって覆われていることにより、レーダ本体１０の外部から視認されない。
　カバー部材１７は、例えば樹脂などの誘電体によって形成されている。そのため、アンテナ部１１から放射された電波はカバー部材１７を透過して前方へ放射される。レーダ本体１０の外部からレーダ本体１０に入射される電波は、カバー部材１７を透過してアンテナ部１１へ到達する。
　誘電体板２１は、板状の誘電体部材である。誘電体板２１は、アンテナ部１１から放射された電波が当該誘電体板２１を透過して車両前方へ放射されるように、レーダ本体１０の前方に設けられている。誘電体板２１は、車両において、例えば、板面がｘｙ面に平行、即ちｚ方向に対して板面が垂直となるように配置されている。誘電体板２１の板面と、各アンテナ１３，１４が設けられたアンテナ基板１２の板面とは、略平行である。
　フィルタ部２０は、誘電体板２１の両面のうちのレーダ本体１０に対向する面とは反対側の面、即ち車両前方側の面に設けられている。なお、フィルタ部２０は、例えば、誘電体板２１の両面のうちのレーダ本体１０に対向する面に設けられていてもよい。また例えば、フィルタ部２０は、誘電体板２１の内部に埋設されていてもよい。
　（１－２）フィルタ部２０の構成
　フィルタ部２０は、より詳しくは、図３に示すように、第１帯域透過部３０と、第２帯域透過部４０と、第３帯域透過部５０とを備える。第１帯域透過部３０と、第２帯域透過部４０と、第３帯域透過部５０とは、走査方向に沿ってこの順に隣接するように配列されている。なお、以下の説明では、誘電体板２１の板面に平行な方向のうちの走査方向と直交する直交方向、即ちｙ方向を、垂直方向とも称する。
　第１帯域透過部３０は、所定の第１透過中心周波数ｆ１を中心とする第１透過周波数帯域の周波数の電波を良好に透過させ、第１透過周波数帯域以外の周波数の電波については透過量を抑制あるいは透過を阻止させる。
　なお、ここでいう「良好に透過」とは、レーダ装置１に要求される仕様を満たし得る程度の電力が透過することを意味する。例えば、Ｐ［ｄＢ］以上の電力を透過させることが仕様上要求されている場合は、Ｐ［ｄＢ］以上の電力を透過させることが「良好に透過」させることを意味する。
　第２帯域透過部４０は、所定の第２透過中心周波数ｆ２を中心とする第２透過周波数帯域の周波数の電波を良好に透過させ、第２透過周波数帯域以外の周波数の電波については透過量を抑制あるいは透過を阻止させる。第２透過中心周波数ｆ２は、第１透過中心周波数ｆ１とは異なり且つ第１透過中心周波数ｆ１よりも高い。
　第３帯域透過部５０は、所定の第３透過中心周波数ｆ３を中心とする第３透過周波数帯域の周波数の電波を良好に透過させ、第３透過周波数帯域以外の周波数の電波については透過量を抑制あるいは透過を阻止させる。第３透過中心周波数ｆ３は、第２透過中心周波数ｆ２とは異なり且つ第２透過中心周波数ｆ２よりも高い。
　第１透過中心周波数ｆ１は、本実施形態では例えば２４ＧＨｚであってもよい。また、第１透過周波数帯域は、例えば、第１透過中心周波数ｆ１±０．０５ＧＨｚの帯域であってもよい。
　第２透過中心周波数ｆ２は、本実施形態では例えば２４．１５ＧＨｚであってもよい。また、第２透過周波数帯域は、例えば、第２透過中心周波数ｆ２±０．０５ＧＨｚの帯域であってもよい。
　第３透過中心周波数ｆ３は、本実施形態では例えば２４．３ＧＨｚであってもよい。また、第３透過周波数帯域は、例えば、第３透過中心周波数ｆ３±０．０５ＧＨｚの帯域であってもよい。
　第２帯域透過部４０の透過電力の周波数特性例を図５に示す。図５に示すように、第２帯域透過部４０は、２４．１５ＧＨｚの第２透過中心周波数ｆ２±０．０５ＧＨｚの第２透過周波数帯域の電波を良好に透過させ、第２透過周波数帯域以外の帯域の電波については相対的に透過量を抑制する。他の第１帯域透過部３０及び第３帯域透過部５０についても、図５に示した第２帯域透過部４０の周波数特性と同傾向の周波数特定を備えている。なお、図５に示す、各帯域透過部３０，４０，５０の周波数特性は、一例である。各帯域透過部３０，４０，５０の周波数特性はどのような特性を備えていてもよい。各帯域透過部３０，４０，５０の周波数特性は、例えば、各帯域透過部３０，４０，５０に要求される仕様を満たす特性を備えていてもよい。
　第１帯域透過部３０は、図３に示すように、複数のフィルタセル３１を備えている。具体的には、垂直方向において、複数のフィルタセル３１は、一定間隔で周期的に配列されている。走査方向においても、複数のフィルタセル３１は、一定間隔で周期的に配列されている。図３に例示されている第１帯域透過部３０においては、垂直方向に周期的に配列された９個のフィルタセル３１を備えるフィルタセル群が、走査方向に６列配列されている。
　なお、図３に示したフィルタセル３１の数は一例であり、垂直方向及び走査方向ともにフィルタセル３１のはいくつ配列されていてもよい。また、走査方向に隣接する２つのフィルタセル群の、垂直方向における相対的位置関係は、どのような位置関係であってもよい。図３には、走査方向に隣接する２つのフィルタセル群の垂直方向の位置関係がぴったり揃っている例が示されている。これに対し、例えば、走査方向に隣接する２つのフィルタセル群の位置が垂直方向にずれていてもよい。
　フィルタセル３１は、具体的には、図４に示すように、導体パターン３２を備えている。導体パターン３２は、誘電体板２１上に設けられた環状（詳しくは矩形環状）のマイクロストリップラインである。なお、導体パターン３２の主成分は銅である。
　導体パターン３２の垂直方向の長さは、垂直方向の配列周期Ｔｖ１より短い所定のパターン長Ｌｖである。導体パターン３２の走査方向の長さは、走査方向の配列周期Ｔｈより短い所定のパターン幅Ｌｈである。また、導体パターン３２の線幅は所定の線幅Ｌｗである。
　また、導体パターン３２は、環状に完全に閉じてはおらず、環状の全周における一部区間が途切れている。その途切れている区間の長さは、所定のスリット長Ｌｓである。
　第１帯域透過部３０においては、導体パターン３２が、垂直方向に配列周期Ｔｖ１で周期的に配列され、走査方向に配列周期Ｔｈで周期的に配列されている。
　第１帯域透過部３０の透過特性、即ち第１透過中心周波数ｆ１及び第１透過周波数帯域を含む電気的特性は、例えば、垂直方向の配列周期Ｔｖ１、導体パターン３２自体の各部の寸法形状、誘電体板２１の比誘電率などの、種々のパラメータに依存する。第１帯域透過部３０の透過特性に大きく影響するパラメータの１つは、垂直方向の配列周期Ｔｖ１である。
　垂直方向の配列周期Ｔｖ１が大きいほど、第１透過中心周波数ｆ１は低くなり、垂直方向の配列周期Ｔｖ１が小さいほど、第１透過中心周波数ｆ１は高くなる。
　本実施形態の第１帯域透過部３０における各フィルタセル３１の具体的寸法は、例えば次の通りであってもよい。即ち、導体パターン３２のパターン長Ｌｖは１１．７１ｍｍ、導体パターン３２のパターン幅Ｌｈは２．５ｍｍ、導体パターン３２の線幅Ｌｗは０．５ｍｍ、導体パターン３２のスリット長Ｌｓは０．５ｍｍ、垂直方向の配列周期Ｔｖ１は１２．８ｍｍ、走査方向の配列周期Ｔｈは３ｍｍ、であってもよい。もちろん、これら各寸法は一例である。このような寸法構造によって、第１帯域透過部３０の第１透過中心周波数ｆ１は、例えば２４ＧＨｚに設定されている。
　第２帯域透過部４０においても、第１帯域透過部３０と同様、複数のフィルタセル４１が垂直方向及び走査方向に周期的に配列されている。第３帯域透過部５０においても、第１帯域透過部３０と同様、複数のフィルタセル５１が垂直方向及び走査方向に周期的に配列されている。
　そして、第２帯域透過部４０及び第３帯域透過部５０が第１帯域透過部３０と異なるのは、主に、垂直方向の配列周期である。
　第２帯域透過部４０のフィルタセル４１及び第３帯域透過部５０のフィルタセル５１は、いずれも、垂直方向の配列周期を除き、第１帯域透過部３０と同じように構成されている。即ち、第２帯域透過部４０のフィルタセル４１及び第３帯域透過部５０のフィルタセル５１のいずれも、図４に示した導体パターン３２を備える。
　つまり、各帯域透過部３０，４０，５０のいずれも、個々のフィルタセル３１，４１，５１における導体パターン３２自体は同じである。また、走査方向における導体パターン３２の配列周期Ｔｈも、各帯域透過部３０，４０，５０のいずれも同じである。
　一方、第２帯域透過部４０において、各フィルタセル４１の垂直方向の配列周期（つまり導体パターン３２の垂直方向の配列周期）Ｔｖ２は、第１帯域透過部３０における垂直方向の配列周期Ｔｖ１よりも短い。具体的には、本実施形態では、第２帯域透過部４０における導体パターン３２の垂直方向の配列周期Ｔｖ２は、例えば１２．７１ｍｍであってもよい。このような寸法構造によって、第２帯域透過部４０の第２透過中心周波数ｆ２が例えば２４．１５ＧＨｚに設定されている。
　さらに、第３帯域透過部５０において、導体パターン３２の垂直方向の配列周期Ｔｖ３は、第２帯域透過部４０における垂直方向の配列周期Ｔｖ２よりも短い。具体的には、本実施形態では、第３帯域透過部５０における導体パターン３２の垂直方向の配列周期Ｔｖ３は、例えば１２．６３ｍｍであってもよい。このような寸法構造によって、第３帯域透過部５０の第３透過中心周波数ｆ３が例えば２４．３ＧＨｚに設定されている。
　なお、導体パターン３２のパターン長Ｌｖは、透過中心周波数に対応した波長と同程度の長さであってもよい。より具体的には、本実施形態では、導体パターン３２のパターン長Ｌｖは、透過中心周波数に対応した波長よりも若干短い長さに設定されていてもよい。
　また、垂直方向の配列周期Ｔｖ１、Ｔｖ２、Ｔｖ３も、それぞれ、透過中心周波数に対応した波長と同程度の長さであってもよい。より具体的には、本実施形態では、垂直方向の配列周期Ｔｖ１、Ｔｖ２、Ｔｖ３は、それぞれ、透過中心周波数に対応した波長よりも若干長い長さに設定されていてもよい。
　（１－３）送受信処理部１６の構成
　図２に戻り、送受信処理部１６の構成について具体的に説明する。
　送受信処理部１６は、給電部１６ａを備える。給電部１６ａは、送信アンテナ１３へ送信用の電力を給電することにより送信アンテナ１３から電波を放射させるように構成されている。本実施形態では、給電部１６ａは、車両周囲の物標を検知するための検知用の送信電力を送信アンテナ１３へ給電する。送信アンテナ１３へ送信電力が給電されることにより、物標検知用の電波（以下、探査波とも称する）が送信アンテナ１３から放射される。
　送受信処理部１６は、さらに、信号処理回路を備える。信号処理回路は、受信アンテナ１４で受信された受信信号を処理することにより、探査波を反射させた物標に関する情報を算出する。
　即ち、送受信処理部１６は、給電部１６ａから送信アンテナ１３へ検知用の送信電力を給電することにより送信アンテナ１３から探査波を放射させ、その探査波の反射波が受信アンテナ１４にて受信された場合にその受信信号に基づいて、探査波を反射させた物標に関する情報を取得する。なお、物標に関する情報は、例えば、車両における所定の基準位置から物標までの距離、基準位置からみた物標の方位、などであってもよい。
　本実施形態の送受信処理部１６は、例えば、Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｗａｖｅ（ＦＭＣＷ）方式にて探査波の送受を行い、物標を検知する。
　給電部１６ａは、単に一定の周波数の探査波、あるいは一定の周波数を中心に周波数が増減される探査波を送信しない。給電部１６ａは、異なる複数の設定放射帯域の探査波を順次切り替えながら送信する。
　複数の設定放射帯域は、それぞれ、フィルタ部２０における各透過周波数帯域に含まれる帯域である。即ち、本実施形態では、複数の設定放射帯域は、第１設定放射帯域、第２設定放射帯域、及び第３設定放射帯域を含む。本実施形態の給電部１６ａは、送信アンテナ１３へ給電する電力の周波数を、例えば、第１設定放射帯域内の周波数（例えば第１設定周波数Ｆｓ１）、第２設定放射帯域内の周波数（例えば第２設定周波数Ｆｓ２）、及び第３設定放射帯域内の周波数（例えば第３設定周波数Ｆｓ３）の３種類に順次切り替える。
　第１設定放射帯域は、フィルタ部２０における第１帯域透過部３０の第１透過周波数帯域に含まれる。第２設定放射帯域は、フィルタ部２０における第２帯域透過部４０の第２透過周波数帯域に含まれる。第３設定放射帯域は、フィルタ部２０における第３帯域透過部５０の第３透過周波数帯域に含まれる。
　給電部１３ａから第１設定周波数Ｆｓ１（例えば２４ＧＨｚ）の送信電力が給電されてその第１設定周波数Ｆｓ１の電波が送信アンテナ１３から放射されている場合、その電波は、フィルタ部２０において、第１帯域透過部３０を良好に透過する。一方、第２帯域透過部４０及び第３帯域透過部５０においては相対的に電波の透過量が抑制されるかあるいは電波の透過が阻止される。
　そのため、この場合におけるレーダ装置１からの電波の指向性は、図６に破線で例示するように、送信アンテナ１３から見て第１帯域透過部３０が存在している方向への利得が大きくなる一方、それ以外の方向への利得は小さくなる。
　給電部１３ａからの給電電力の周波数が第２設定周波数Ｆｓ２（例えば２４．１５ＧＨｚ）に切り替わってその第２設定周波数Ｆｓ２の電波が送信アンテナ１３から放射されると、その電波は、フィルタ部２０において、第２帯域透過部４０を良好に透過する。一方、第１帯域透過部３０及び第３帯域透過部５０においては相対的に電波の透過量が抑制されるかあるいは電波の透過が阻止される。
　そのため、この場合におけるレーダ装置１からの電波の指向性は、図６に太い実線で例示するように、送信アンテナ１３から見て第２帯域透過部４０が存在している方向への利得が大きくなる一方、それ以外の方向への利得は小さくなる。
　給電部１３ａからの給電電力の周波数が第３設定周波数Ｆｓ３（例えば２４．３ＧＨｚ）に切り替わってその第３設定周波数Ｆｓ３の電波が送信アンテナ１３から放射されると、その電波は、フィルタ部２０において、第３帯域透過部５０を良好に透過する。一方、第１帯域透過部３０及び第２帯域透過部４０においては相対的に電波の透過量が抑制されるかあるいは電波の透過が阻止される。
　そのため、この場合におけるレーダ装置１からの電波の指向性は、図６に一点鎖線で例示するように、送信アンテナ１３から見て第３帯域透過部５０が存在している方向への利得が大きくなる一方、それ以外の方向への利得は小さくなる。
　したがって、送信アンテナ１３からの送信電波の周波数を、第１設定放射帯域内の周波数、第２設定放射帯域内の周波数、第３設定放射帯域内の周波数、と順次切り替えることで、レーダ装置１から前方へ放射される電波は、図７に示すように、走査方向へと走査される。給電部１３ａは、上記３種類の周波数の切り替えを繰り返し行うことで、送信電波の走査方向への走査を達成する。
　送受信処理部１６は、上記のように送信電波を走査させた場合に受信アンテナ１４で受信される電波の周波数に基づき、反射波の到来角度を判断し、物標が存在している方位を検知する。
　なお、送信アンテナ１３から送信される電波の周波数は、どのように切り替えられてもよい。例えば、送信される電波の周波数は、第１設定周波数Ｆｓ１、第２設定周波数Ｆｓ２、第３設定周波数Ｆｓ３、の順に段階的に切り替えられてもよい。また例えば、送信される電波の周波数は、第１設定周波数Ｆｓ１、第２設定周波数Ｆｓ２及び第３設定周波数Ｆｓ３を含む一定の周波数範囲内で連続的に変化されてもよく、その連続的な変化が繰り返し行われてもよい。
　（１－４）第１実施形態の効果
　以上説明した第１実施形態によれば、以下の（１ａ）～（１ｃ）の効果を奏する。
　（１ａ）本実施形態のレーダ装置１は、レーダ本体１０の前方にフィルタ部２０が配置される。アンテナ部１１から放射された電波は、フィルタ部２０において、フィルタ部２０における複数の帯域透過部３０，４０，５０のうちの、アンテナ部１１から放射された電波の周波数が透過周波数帯域に含まれる帯域透過部を良好に透過する。一方、アンテナ部１１から放射された電波は、フィルタ部２０における、アンテナ部１１から放射された電波の周波数が透過周波数帯域に含まれない帯域透過部においては、透過が抑制又は阻止される。
　そのため、アンテナ部１１から放射される電波の周波数が各設定放射帯域内の周波数に順次切り替わることで、フィルタ部２０において電波が良好に透過する帯域透過部が切り替わる。これにより、フィルタ部２０を介して外部へ放射される電波が走査方向へ走査される。
　したがって、第１実施形態のレーダ装置１によれば、使用するアンテナの数を抑えつつ、送信電波の周波数を切り替えることによって、送信電波を走査させることができる。
　（１ｂ）フィルタ部２０における各帯域透過部３０，４０，５０は、それぞれ、垂直方向に周期的に配列された複数の環状の導体パターン３２を備えている。フィルタ部２０は、このように簡素に構成されていながら、特定の周波数帯域の電波のみ良好に透過させてそれ以外の電波の透過を抑制させることを達成する。
　（１ｃ）フィルタ部２０における各帯域透過部３０，４０，５０の各透過周波数帯域は、導体パターン３２の垂直方向の配列周期が調整されることによって、それぞれ異なる帯域に設定される。そのため、各帯域透過部３０，４０，５０の各透過周波数帯域を容易に所望の帯域に設定することができる。
　［２．第２実施形態］
　第２実施形態では、フィルタ部の別の例を説明する。フィルタ部は、どのように構成されてもよく、例えば、図８に示すように構成されてもよい。図８に示す第２実施形態のフィルタ部７０は、第１実施形態のフィルタ部２０と比較して、走査方向に配列された帯域透過部の数が異なる。
　具体的には、第２実施形態のフィルタ部７０は、透過周波数帯域が異なる５つの帯域透過部８１，８２，８３，８４，８５を備え、これらが走査方向に沿ってこの順に隣接するように配列されている。
　第１帯域透過部８１は、垂直方向及び走査方向に周期的に配列された複数のフィルタセル９１を備え、第１透過中心周波数ｆ１１を中心とする第１透過周波数帯域を備える。第２帯域透過部８２は、垂直方向及び走査方向に周期的に配列された複数のフィルタセル９２を備え、第２透過中心周波数ｆ１２を中心とする第２透過周波数帯域を備える。第３帯域透過部８３は、垂直方向及び走査方向に周期的に配列された複数のフィルタセル９３を備え、第３透過中心周波数ｆ１３を中心とする第３透過周波数帯域を備える。第４帯域透過部８４は、垂直方向及び走査方向に周期的に配列された複数のフィルタセル９４を備え、第４透過中心周波数ｆ１４を中心とする第４透過周波数帯域を備える。第５帯域透過部８５は、垂直方向及び走査方向に周期的に配列された複数のフィルタセル９５を備え、第５透過中心周波数ｆ１５を中心とする第５透過周波数帯域を備える。各透過中心周波数ｆ１１～ｆ１５は、ｆ１１＜ｆ１２＜ｆ１３＜ｆ１４＜ｆ１５、という大小関係にある。
　各帯域透過部８１～８５における各フィルタセル９１～９５は、第１実施形態の各フィルタセル３１～３３と同様、図４に示した導体パターン３２を備える。そして、第１実施形態と同様、各フィルタセル９１～９５の垂直方向の配列周期は、各帯域透過部８１～８５のそれぞれで異なる。即ち、第１帯域透過部８１におけるフィルタセル９１の垂直方向の配列周期が最も長く、第２帯域透過部８２のフィルタセル９２、第３帯域透過部８３のフィルタセル９３、第４帯域透過部８４のフィルタセル９４、の順で段階的に垂直方向の配列周期が短くなっていき、第５帯域透過部８５におけるフィルタセル９５の垂直方向の配列周期が最も短い。
　このように構成されたフィルタ部７０に対し、送信アンテナ１３からの送信周波数を、第１実施形態と同様の要領で、各透過周波数帯域内の周波数に順次切り替えていくことで、走査方向への走査が可能となる。例えば、送信周波数をｆ１１→ｆ１２→ｆ１３→ｆ１４→ｆ１５→ｆ１１→ｆ１２→・・・という順で順次繰り返し切り替えるようにしてもよい。
　以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態と同様の効果を奏するのに加え、さらに、走査方向への走査分解能をより高めることができる。
　［３．第３実施形態］
　図９に示す第３実施形態のレーダ装置１５０は、第１実施形態のレーダ装置１と比較して、主に、フィルタ部２０が設けられている部位が異なる。第１実施形態では、レーダ本体１０とは別に誘電体板２１が設けられ、その誘電体板２１にフィルタ部２０が設けられた。これに対し、第３実施形態のレーダ装置１５０は、誘電体板２１は備えておらず、フィルタ部２０は、レーダ本体１０のカバー部材１７に設けられている。
　具体的には、カバー部材１７は、車両前方に対向する面側、即ち車両の前方からレーダ本体１０を見たときに見える面側が、平面状の形状に構成されている。フィルタ部２０は、その平面状の領域に設けられている。
　したがって、このように構成されたレーダ装置１５０によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏する。
　［４．第４実施形態］
　図１０示す第４実施形態のレーダ装置１６０は、第１実施形態のレーダ装置１と比較して、主に、フィルタ部２０が設けられている部位が異なる。
　第４実施形態のレーダ装置１６０は、車両２００に搭載されている。なお、レーダ装置が車両に搭載されていることは、上記各実施形態１～３についても同様である。車両２００の前端側には、バンパー１６１が設けられている。そして、本第４実施形態のレーダ装置１６０においては、フィルタ部２０は、バンパー１６１に設けられている。
　具体的には、フィルタ部２０は、バンパー１６１における車両外部に面する外側面及び車両内部に面する内側面のうちの、内側面に設けられている。
　レーダ本体１０は、アンテナ部１１から放射される電波がフィルタ部２０を透過して車両前方へ放射されるような位置に設けられている。つまり、フィルタ部２０が設けられる部位が第１実施形態とは異なっているものの、フィルタ部２０とレーダ本体１０との相対的位置関係は、概ね、第１実施形態のレーダ装置１と同じである。
　したがって、このように構成されたレーダ装置１５０によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏する。
　［５．他の実施形態］
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
　（５－１）第１実施形態では、環状形状の導体パターン３２を備えるフィルタセルを示したが、フィルタセルにおける導体パターン３２の形状は他の形状であってもよい。
　例えば、図１１に示すフィルタセル１００が用いられてもよい。フィルタセル１００は、垂直方向に延びるように形成された線状の導体パターン１０１を備えている。
　また例えば、図１２に示すフィルタセル１１０が用いられてもよい。フィルタセル１１０は、矩形パッチ状の導体パターン１１１を備えている。
　また例えば、図１３に示すフィルタセル１２０が用いられてもよい。フィルタセル１２０は、全体として矩形形状の導体パターン１２１を備えている。この導体パターン１２１の内部には環状のスリット１２２が形成されている。つまり、図１３のフィルタセル１２０は、第１実施形態のフィルタセル３１から導体パターン３２が取り除かれ、その導体パターン３２が存在していなかった領域全体に導体が配置されたものである。
　また例えば、図１４に示すフィルタセル１３０が用いられてもよい。フィルタセル１３０は、全体として矩形形状の導体パターン１３１を備えている。この導体パターン１３１の内部には線状のスリット１３２が形成されている。つまり、図１４のフィルタセル１３０は、図１１のフィルタセル１００から導体パターン１０１が取り除かれ、その導体パターン１０１が存在していなかった領域全体に導体が配置されたものである。
　（５－２）第１実施形態において、各透過中心周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３がそれぞれ２４ＧＨｚ、２４．１５ＧＨ、２４．３ＧＨｚであること、及び、各透過周波数帯域がそれぞれ対応する透過中心周波数±０．０５ＧＨｚであることは、一例である。各帯域透過部の各透過中心周波数はどのような値であってもよいし、各帯域透過部の各透過周波数帯域の帯域幅はどのような幅であってもよい。また、透過中心周波数は必ずしも透過周波数帯域の中心でなくてもよい。
　また、帯域透過部の周波数特性が図５に示したような傾向の特性であること、即ち、透過電力が最大となる中心周波数が１つ存在していてその中心周波数から離れるほど透過電力が低下していくような特性であることは、一例である。帯域透過部は、図５とは異なる透過電力特性を備えていてもよい。つまり、帯域透過部は、透過させるべき所望の透過周波数帯域の電波を良好に透過させることができて、透過周波数帯域以外の周波数の電波は透過周波数帯域よりも透過が抑制又は阻止されるように構成されていてもよい。
　また、隣接する２つの透過周波数帯域は、完全に離れていてもよいし、ぴったり連続していてもよいし、一部が重複していてもよい。
　（５－３）走査方向に隣接する２つの帯域透過部は、ぴったり隣接していなくてもよく、離間していてもよい。
　また、例えば第１実施形態において、第１帯域透過部３０と第２帯域透過部４０との間に、第１帯域透過部３０よりも透過周波数帯域が若干低い補助的な帯域透過部が設けられてもよい。その目的は、第１帯域透過部３０と第２帯域透過部４０との電気的な境界をより明確にするためである。同様に、第２帯域透過部４０と第３帯域透過部５０との間に、第３帯域透過部５０よりも透過周波数帯域が若干高い補助的な帯域透過部が設けられてもよい。その目的は、第２帯域透過部４０と第３帯域透過部５０との電気的な境界をより明確にするためである。
　（５－４）フィルタ部における帯域透過部の数について、第１実施形態では３つ、第２実施形態では５つであったが、これらは一例である。３つ及び５つ以外の数の帯域透過部が設けられてもよい。また、複数の帯域透過部はそれぞれどのように配列されてもよい。即ち、複数の帯域透過部の相対的な位置関係はどのような位置関係であってもよい。
　（５－５）走査方向はどのような方向であってもよい。走査方向は、例えば、フィルタ部における複数の帯域透過部の透過周波数帯域及び／又は複数の帯域透過部の配置位置に応じて決定されてもよい。例えば、上記第１実施形態のレーダ装置１において、第１帯域透過部３０と第３帯域透過部５０の位置を入れ替えてもよい。この場合、走査方向は、第１実施形態の走査方向とは逆になる。
　また例えば、送信アンテナから放射させる電波の周波数の切り替え順序を変えることによって、様々な走査方向及び／又は様々な走査順序を達成してもよい。例えば、第１実施形態のレーダ装置１において、電波の周波数をｆ３→ｆ２→ｆ１、の順に切り替えてもよい。この場合、走査方向は、第１実施形態の走査方向とは逆になる。また例えば、電波の周波数をｆ１→ｆ３→ｆ２、の順に切り替えてもよい。この場合、１回の走査において、走査方向が変化する。
　（５－６）フィルタ部は、どこに設けられてもよい。フィルタ部は、例えば、アンテナ部から検知範囲へ放射される電波が入射される位置に設けられてもよい。上記各実施形態では、フィルタ部が、誘電体板２１、レーダ本体１０のカバー部材１７、及び車両２００のバンパー１６１に設けられた例を示したが、これら以外の場所にフィルタ部が設けられてもよい。
　（５－７）車両において、レーダ装置は、どこに搭載されてもよいし、いくつ搭載されてもよい。例えば、レーダ装置は、車両の側面側に搭載されて車両側方の物標を検知するように構成されてもよいし、車両の後端側に搭載されて車両後方の物標（例えば後続車両）を検知するように構成されてもよい。
　（５－８）上記実施形態における１つの構成要素によって達成される複数の機能を、複数の構成要素によって達成したり、１つの構成要素によって達成される１つの機能を、複数の構成要素によって達成したりしてもよい。また、複数の構成要素によって達成される複数の機能を、１つの構成要素によって達成したり、複数の構成要素によって達成される１つの機能を、１つの構成要素によって達成したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態のうちのいずれか１つが備える構成要素の少なくとも一部を、他の１つの実施形態に対して付加又は置換してもよい。

Claims (7)

  1. 　給電される電力に基づいて電波を放射するように構成されたアンテナ部（１３）と、
    　前記アンテナ部から放射された電波が透過するように設けられた板状の誘電体部材（２１、１７、１６１）と、
    　前記誘電体部材に設けられたフィルタ部であって、走査方向に沿って配列された複数の帯域透過部（３０，４０，５０，８１～８５）を備え、前記複数の帯域透過部はそれぞれ異なる特定の透過周波数帯域の電波を透過させるように構成されているフィルタ部（２０、７０）と、
    　前記アンテナ部へ前記電力を給電するように構成された給電部であって、各前記透過周波数帯域に含まれる特定の周波数帯域をそれぞれ設定放射帯域として、前記アンテナ部から放射される電波の周波数を、各前記設定放射帯域内の周波数に順次切り替えるように構成された給電部（１６ａ）と、
    　を備えるレーダ装置（１、１５０、１６０）。
  2. 　請求項１に記載のレーダ装置であって、
    　前記複数の帯域透過部の各々は、前記走査方向と直交する直交方向に沿って周期的に配列された複数の導体パターン（３２、１０１、１１１、１２１、１３１）を備える、レーダ装置。
  3. 　請求項２に記載のレーダ装置であって、
    　前記複数の帯域透過部の各々における、前記複数の導体パターンの前記直交方向の配列周期は、当該帯域透過部の前記透過周波数帯域に対応した配列周期を備える、レーダ装置。
  4. 　請求項３に記載のレーダ装置であって、
    　各前記帯域透過部は、対応する前記透過周波数帯域が高いほど前記配列周期が短くなるように構成されている、レーダ装置。
  5. 　請求項２～請求項４のいずれか１項に記載のレーダ装置であって、
    　前記複数の導体パターンは、環状の形状の導体パターンを含む、レーダ装置。
  6. 　請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のレーダ装置であって、
    　さらに、前記アンテナ部を覆うように構成されたカバー部材（１７）を備え、
    　前記誘電体部材は前記カバー部材である、
    　レーダ装置（１５０）。
  7. 　請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のレーダ装置であって、
    　当該レーダ装置は、車両（２００）に搭載され、
    　前記車両は、バンパー（１６１）を備え、
    　前記誘電体部材は、前記バンパーである、
    　レーダ装置（１６０）。
     
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