WO2023089712A1 - 車室用レーダ装置及び車両 - Google Patents

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WO2023089712A1
WO2023089712A1 PCT/JP2021/042350 JP2021042350W WO2023089712A1 WO 2023089712 A1 WO2023089712 A1 WO 2023089712A1 JP 2021042350 W JP2021042350 W JP 2021042350W WO 2023089712 A1 WO2023089712 A1 WO 2023089712A1
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WO
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antenna element
vehicle interior
vehicle
radar device
transmitting antenna
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Application number
PCT/JP2021/042350
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English (en)
French (fr)
Inventor
靖憲 星原
匠 武井
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver

Definitions

  • the present disclosure relates to a vehicle interior radar device and a vehicle.
  • a radar device can measure the size, position, etc. of an object based on the time difference between each receiving antenna when a radio wave is radiated from a transmitting antenna and the reflected waves are received by a plurality of receiving antennas. .
  • the transmitting and receiving antennas of a vehicle interior radar device are covered with interior materials of the vehicle interior for reasons such as improving the appearance and protecting the radar device.
  • the transmitting antenna and receiving antenna are covered with the interior parts of the vehicle, depending on the shape of the interior parts, errors may occur in the time difference when receiving reflected waves with multiple receiving antennas. may not be obtained.
  • the present disclosure is intended to solve the above problems, and aims to provide a passenger compartment radar device and a vehicle that can suppress the influence of interior materials on measurement accuracy.
  • a vehicle interior radar device includes a signal generation unit that generates a transmission signal, and a transmission antenna that radiates the transmission signal generated by the signal generation unit toward the vehicle interior as radio waves.
  • a receiving antenna having a first receiving antenna element and a second receiving antenna element for receiving a reflected wave of a radio wave radiated from a transmitting antenna; and an interior member exposed to the interior of the vehicle.
  • the It is characterized in that it has plate-shaped flat portions arranged thereon.
  • the passenger compartment radar device and vehicle of the present disclosure it is possible to suppress the influence of the interior members on the measurement accuracy.
  • FIG. 1 is a side view showing the configuration of a vehicle according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 is an enlarged view showing the configuration of a vehicle interior radar device according to Embodiment 1;
  • FIG. FIG. 2 is a diagram of the configuration of the radar unit according to Embodiment 1, as viewed from a direction perpendicular to the surface of the substrate;
  • FIG. 2 is a side sectional view showing the configuration of the radar unit according to Embodiment 1;
  • 4 is a cross-sectional view seen from above showing reflected waves received by the receiving antenna according to the first embodiment;
  • FIG. FIG. 2 is a side cross-sectional view showing radio waves radiated from the transmission antenna according to Embodiment 1 toward the vehicle compartment;
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a roof material according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 is a side view showing the configuration of a vehicle 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. A vehicle 1 according to Embodiment 1 includes a vehicle body 2 and a vehicle interior radar device 100 . Inside the vehicle body 2, a vehicle compartment R is formed in which a driver 3 and an occupant 4 who is a non-driver board. and a belt SB. In the following description, the driver 3 and the passenger 4 who is a non-driver are collectively referred to simply as "passenger".
  • the front direction (the left direction in FIG.
  • the front-rear direction is also called the Z-axis direction
  • the left-right direction is also called the X-axis direction or the vehicle width direction.
  • the vertical direction in FIG. 1 is also referred to as the Y-axis direction or vehicle height direction.
  • the seat SE includes a front seat S1 including a driver's seat on which the driver 3 sits, and a rear seat S2 arranged behind the front seat S1 in the vehicle 1.
  • the front seat S1 includes a front right seat S1R and a front left seat S1L, and one of the front right seat S1R and the front left seat S1L constitutes a driver's seat.
  • the front right seat S1R and the front left seat S1L each have, for example, a seat plate S11 that supports a seated passenger and a backrest S12 that restricts the rearward movement of the seated passenger.
  • the rear seat S2 has a seat plate S21 that supports a seated passenger and a backrest S22 that restricts the rearward movement of the seated passenger.
  • the seat belts SB are provided corresponding to each of the front right seat S1R, the front left seat S1L, and the rear seat S2. It is detected whether it is in a wearing state where it is worn or a non-wearing state where it is not worn.
  • a plurality of seat belts may be provided corresponding to one seat. As many seat belts SB as the number of persons may be provided.
  • FIG. 2 is an enlarged view of part A in FIG. 1 showing the configuration of the vehicle interior radar device according to the first embodiment.
  • the vehicle interior radar device 100 has a base member 120 , a radar unit 110 supported by the base member 120 , a roof member 130 , and a radar cover 140 covering the radar unit 110 .
  • the roof material 130 is arranged in the upper part of the vehicle interior R so as to be exposed to the vehicle interior R, and in the upper part of the vehicle interior R, the inside of the vehicle interior R and the exterior of the vehicle interior R are separated.
  • the base member 120 is arranged, for example, in the front upper portion of the vehicle interior R, and constitutes a lighting unit (vehicle component) together with a light emitting portion (not shown) that illuminates the vehicle interior R by emitting light. Further, for example, the base member 120 has an exposed portion 121 exposed to the vehicle interior R and a support portion 122 that supports the radar unit 110. The exposed portion 121 of the base member 120 and the roof member 130 An opening K is formed therebetween.
  • the radar unit 110 is arranged at a position facing the opening K while being supported by the support portion 122 .
  • the radar unit 110 is arranged in the central portion of the vehicle 1 in the X-axis direction. Further, for example, the radar unit 110 is arranged in the upper part of the passenger compartment R above the front seat S1.
  • the radar unit 110 radiates radio waves toward the vehicle interior R, and acquires information within the vehicle interior R based on the received reflected waves. Details of the radar unit 110 will be described later.
  • the radar cover 140 has a flat plate portion 141 that is formed in a flat plate shape and exposed to the vehicle interior R, and is made of hard synthetic resin, for example. Further, for example, the radar cover 140 is arranged between the radar unit 110 and the vehicle compartment R so as to block the opening K. As shown in FIG.
  • the above-described light emitting section, base member 120, radar unit 110, and radar cover 140 may be unitized as a lighting unit.
  • Radar cover 140 constitutes an interior member in the first embodiment. Details of the radar cover 140 will be described later.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the radar unit 110 according to the first embodiment, viewed from a direction perpendicular to the surface 111a of the substrate 111 (W1 direction shown in FIG. 2), and FIG. 3 is a view of the configuration of the unit 110 as seen from a direction parallel to the surface 111a of the substrate 111 (W2 direction shown in FIG. 2); FIG.
  • the radar unit 110 has a substrate 111 , a radar circuit section 112 , a transmitting antenna 113 , a receiving antenna 114 , an interface section 116 and a housing 115 .
  • the board 111 is made of, for example, a flat printed wiring board, and supports the radar circuit section 112, the transmitting antenna 113, the receiving antenna 114, and the interface section .
  • the surface of the substrate 111 on the compartment R side is referred to as the surface 111a
  • the surface of the substrate 111 opposite to the compartment R is referred to as the back surface.
  • the substrate 111 is arranged in the front upper part of the vehicle compartment R, and arranged so that the surface 111a faces the rear lower part of the vehicle compartment R. As shown in FIG.
  • the radar circuit unit 112 performs processing for radiating radio waves toward the vehicle interior R and processing for acquiring information within the vehicle interior R based on the received reflected waves. Specifically, the radar circuit unit 112 generates a transmission signal and outputs it to the transmission antenna 113 . Further, the radar circuit unit 112 acquires information on the inside of the vehicle interior R by performing signal processing on the received input signal. Specifically, the radar circuit unit 112 measures the position of an object in the vehicle interior R by signal processing the received input signal. For example, the radar circuit unit 112 measures the direction in which the occupant in the vehicle compartment R is located, the size of the occupant, and the moving speed of the occupant. In Embodiment 1, the direction in which the object (passenger) is located, the size of the object, and the moving speed of the object are collectively referred to as the position of the object (passenger).
  • the radar circuit unit 112 may be configured by a dedicated processing circuit, or may be configured by a processor, memory, etc., and is configured so that the processor executes a program stored in the memory to realize its functions. may be Note that the radar circuit unit 112 constitutes the signal generation unit in the first embodiment. Details of the processing performed by the radar circuit unit 112 will be described later.
  • the transmitting antenna 113 is arranged on the surface 111a of the substrate 111 and has a plurality of transmitting antenna elements including a first transmitting antenna element 113a and a second transmitting antenna element 113b.
  • each transmitting antenna element is composed of a printed wiring formed in a plane on the surface 111a of the substrate 111 .
  • the first transmitting antenna element 113a and the second transmitting antenna element 113b are arranged with a gap therebetween along the W2 direction that intersects the X-axis direction.
  • the first transmitting antenna element 113a and the second transmitting antenna element 113b are arranged with a gap therebetween along an imaginary straight line L1 that is orthogonal to the X-axis direction and parallel to the surface 111a of the substrate 111. It is In other words, the first transmitting antenna element 113a and the second transmitting antenna element 113b are arranged with a gap in the Y-axis direction and the Z-axis direction.
  • a transmission signal generated by the radar circuit unit 112 is alternately output to the first transmission antenna element 113a and the second transmission antenna element 113b at a predetermined cycle.
  • the first transmitting antenna element 113a and the second transmitting antenna element 113b alternately radiate the transmission signal generated by the radar circuit unit 112 toward the vehicle compartment R as radio waves at predetermined intervals.
  • the first transmitting antenna element 113a and the second transmitting antenna element 113b radiate the transmission signal generated by the radar circuit unit 112 alternately at a predetermined cycle from the front upper part to the rear lower part of the vehicle compartment R as radio waves. .
  • the receiving antenna 114 is arranged on the surface 111 a of the substrate 111 .
  • the surface 111a of the substrate 111 is a plane on which the receiving antenna is arranged.
  • the receive antenna 114 has a plurality of receive antenna elements including a first receive antenna element 114a and a second receive antenna element 114b.
  • the receive antenna 114 has a first receive antenna element 114a, a second receive antenna element 114b, a third receive antenna element 114c and a fourth receive antenna element 114d.
  • each receiving antenna element is composed of a printed wiring formed in a plane on the surface 111 a of the substrate 111 .
  • a plurality of receiving antenna elements are arranged with a predetermined gap d between each other along the X-axis direction.
  • the first receiving antenna element 114a, the second receiving antenna element 114b, the third receiving antenna element 114c, and the fourth receiving antenna element 114d are separated from each other by a predetermined gap d along the imaginary straight line L2 parallel to the X-axis direction. existing and located.
  • the first receiving antenna element 114a, the second receiving antenna element 114b, the third receiving antenna element 114c, and the fourth receiving antenna element 114d are arranged so that an imaginary straight line L2 connecting the respective centers is parallel to the X-axis direction.
  • the receiving antenna 114 receives a reflected wave of the radio wave emitted from the transmitting antenna 113 reflected by an object in the vehicle compartment R.
  • the interface section 116 supplies power to each section of the substrate 111 and inputs/outputs signals to/from devices external to the radar unit 110 .
  • the interface unit 116 inputs a signal output from an external device to the radar circuit unit 112, and outputs a signal output from the radar circuit unit 112 to the external device.
  • the housing 115 is formed in a box shape having a top plate 115a facing the surface 111a of the substrate 111, and accommodates the substrate 111, the radar circuit section 112, the transmitting antenna 113 and the receiving antenna 114.
  • the housing 115 protects the internal configuration and prevents the user of the vehicle 1 from touching the internal configuration and from altering the internal configuration by the user of the vehicle 1 .
  • the housing 115 is made of hard synthetic resin and holds the substrate 111 on the base member 120 .
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the reflected wave received by the receiving antenna 114 according to Embodiment 1, viewed from the direction W2 in FIG. 2 parallel to the surface 111a of the substrate 111.
  • FIG. A reflected wave RW is generated when the radio wave radiated from the transmitting antenna 113 is reflected by the object.
  • FIG. 5 an example will be described in which a reflected wave RW is generated by an object located at a position (upper left in FIG. 5) having an angle ⁇ with respect to a direction orthogonal to the surface 111a of the substrate 111.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the reflected wave received by the receiving antenna 114 according to Embodiment 1, viewed from the direction W2 in FIG. 2 parallel to the surface 111a of the substrate 111.
  • FIG. A reflected wave RW is generated when the radio wave radiated from the transmitting antenna 113 is reflected by the object.
  • FIG. 5 an example will be described in which a
  • the receiving antenna 114 receives the reflected wave RW by the first receiving antenna element 114a to the fourth receiving antenna element 114d.
  • the radar circuit unit 112 obtains the value of ⁇ based on the phase difference ⁇ to measure the direction in which the object is positioned in the X direction and the size of the object, and the movement of the object based on these changes over time. Measure speed.
  • radio waves are alternately radiated from the transmitting antenna element 113a and the transmitting antenna element 113b at predetermined intervals.
  • the transmitting antenna element 113a and the transmitting antenna element 113b are arranged with a gap in the W2 direction intersecting the X-axis direction in which the first to fourth receiving antenna elements 114a to 114d are arranged. Therefore, the first receiving antenna element 114a to the fourth receiving antenna element 114d receive radio waves alternately radiated by the transmitting antenna element 113a and the transmitting antenna element 113b. , the size of the object, and the moving speed of the object.
  • the radar circuit section 112 constitutes a position measuring section that measures the position of the object based on the reflected wave RW.
  • radio waves radiated from transmitting antenna 113 are also referred to as transmission radio waves.
  • the radiation range SH is a range used for measuring the position of an object, etc. by the vehicle interior radar device 100 within the range in which transmission radio waves are radiated.
  • the vehicle interior radar device 100 uses a transmission radio wave radiated in a radiation range SH that at least partially overlaps with the range in which the occupant can exist. Measure the position of the occupants.
  • the passenger compartment radar device 100 measures the position of the occupant, etc., using the transmission radio waves radiated in the radiation range SH set based on the position of the seat SE.
  • the vehicle interior radar device 100 is such that the right boundary SK (see FIG. 6) of the radiation range SH is to the right (outside) of the center of the front right seat S1R in the X axis direction. ), and the left boundary SK (see FIG. 6) of the radiation range SH radiates to the radiation range SH set so as to be positioned to the left (outside) of the center of the front left seat S1L in the X-axis direction. Uses transmitted radio waves to measure the position of an object, etc.
  • the vehicle interior radar device 100 has a boundary SK (see FIG. 2) on the W2 direction side (upper side) of the radiation range SH, and The boundary SK (see FIG.
  • the radiation range SH on the side opposite to the W2 direction (W3 direction side, lower side) of the radiation range SH (see FIG. 2) is located on the opposite side to the W2 direction of at least a portion of the seat plate S11 of the front seat S1.
  • Reflection and refraction of the transmitted radio wave occur at the interface between areas where the electrical properties are discontinuous on the propagation path of the transmitted radio wave. For example, when the top plate 115a of the housing 115 and the radar cover 140 are present between the transmission antenna 113 and the object of measurement, the transmitted radio waves It reflects and refracts at the surface.
  • the wavelength of the transmitted radio wave in vacuum is ⁇ 0
  • the dielectric constant of the top plate 115a is ⁇ 1
  • the dielectric constant of the radar cover 140 is ⁇ 2.
  • ⁇ 2 ⁇ 0/ ⁇ 2 (4) Since ⁇ 1 and ⁇ 2 are values greater than 1, the transmitted radio waves in the top plate 115a and the transmitted radio waves in the radar cover 140 are similar to the transmitted radio waves in a vacuum according to the relative dielectric constant. The wavelength is shorter than radio waves.
  • the phase advance of the transmission radio wave is faster in the region with the higher dielectric constant.
  • the dielectric constant also changes depending on the temperature. Under the influence of the heat generated by the parts arranged on the substrate 111 such as the radar circuit unit 112, the temperature outside the vehicle 1, the air conditioning of the vehicle room R, etc., the inside of the housing 115, the housing 115 and the radar cover 140 In many cases, the air temperature in the interior and the vehicle interior R are different from each other. Therefore, the wavelengths of the transmission radio waves passing through the housing 115, between the housing 115 and the radar cover 140, and in the vehicle compartment R have different values.
  • the wavelength of the reflected wave RW changes as it passes through regions with different dielectric constants. Reflection and refraction of radio waves occur. If the top plate 115a and the flat plate portion 141 are inclined with respect to the imaginary straight line L2, the distance between each receiving antenna element of the first receiving antenna element 114a to the fourth receiving antenna element 114d and the top plate 115a , and the distance between each receiving antenna element and the flat plate portion 141 is different for each receiving antenna element. Since it differs for each element, the measurement accuracy of the target object by the vehicle interior radar device 100 may be lowered.
  • the top plate 115a and the flat plate portion 141 according to Embodiment 1 are arranged so as to be parallel to the surface 111a of the substrate 111 in the radiation range SH.
  • the housing 115 and the radar cover 140 are formed so as to be parallel to the surface 111a of the substrate 111 in the radiation range SH, and the housing 115 is formed so as to be parallel to the surface 111a of the substrate 111.
  • a portion of the radar cover 140 formed parallel to the surface 111 a of the substrate 111 constitutes a flat plate portion 141 .
  • the distances between each receiving antenna element and the top plate 115a and the flat plate portion 141 become uniform, and the noise generated between each receiving antenna element and the top plate 115a and the flat plate portion 141 becomes uniform. This suppresses the difference in the influence of each receiving antenna element due to the reflected wave.
  • the top plate 115a and the flat plate portion 141 are preferably as smooth as possible on the front surface and the back surface in the W1 direction in order to suppress irregular reflection of the transmitted radio wave and the reflected wave RW. It is desirable to form an integral part seamless in the W2 direction, and to have unevenness heights on the front and back surfaces of 1/10 or less of the wavelength.
  • the vehicle interior radar device 100 measures the position of the object, etc. based on the phase difference of the reflected wave RW caused by the propagation distance of the reflected wave RW from the object to each receiving antenna element. do. Therefore, in the vehicle interior radar device 100, the change in wavelength occurring on the propagation path from the transmission radio wave radiated from the transmission antenna 113 to the reception of the reflected wave RW by the reception antenna 114 is If each transmitting antenna element of the transmitting antenna element 113b and each receiving antenna element are different, an error will occur in the measurement results such as the position of the object.
  • the top plate 115a and the flat plate portion 141 are arranged parallel to the surface 111a of the substrate 111 in the radiation range SH, so that the vehicle interior radar device 100 can be positioned within the housing 115. , between the housing 115 and the radar cover 140, and in each region of the vehicle compartment R, the difference in the propagation distance of the transmitted radio wave for each transmitting antenna element and the difference in the propagation distance of the reflected wave RW for each receiving antenna element are suppressed. Thus, in each of these regions, for example, the influence of the wavelength change due to the temperature difference in each region on the measurement accuracy is suppressed.
  • the vehicle interior radar device 100 has the same antenna element characteristics of the transmitting antenna element and the receiving antenna element, so that the radiation range SH of the transmitting radio wave and the receiving antenna 114 are suitable for measuring the object. and the receiving range, which is the range of the reflected wave RW to be used, overlaps.
  • the top plate 115a and the flat plate portion 141 are formed so that their materials are uniform and their thicknesses are uniform in the direction along the surface 111a of the substrate 111 in the radiation range SH.
  • the vehicle interior radar device 100 is configured to operate between the transmission antenna element 113a and the transmission antenna element 113b and between the first reception antenna element 113a and the transmission antenna element 113b. This suppresses the difference in phase lead between the transmitted radio wave and the reflected wave RW between the antenna element 114a to the fourth receiving antenna element 114d.
  • the distance between the transmitting antenna 113 and the flat plate portion 141 the greater the number of reflections per unit time between the transmitting antenna 113 and the flat plate portion 141, which increases the measurement accuracy of the object by the vehicle interior radar device 100. may decrease. Therefore, in the flat plate portion 141, the distance m between the front surface 114S (the surface on the vehicle interior R side) of the transmission antenna 113 and the reception antenna 114 and the back surface of the flat plate portion 141 (the surface on the opposite side to the vehicle interior R) is , is arranged so as to be at least twice the wavelength of the transmission radio wave.
  • twice the wavelength of the transmission radio wave may be twice the average wavelength of the transmission radio wave, or the median wavelength of the transmission radio wave. or twice the maximum wavelength of the transmission radio wave.
  • the top plate 115a and the flat plate portion 141 are arranged so as to be parallel to the surface 111a of the substrate 111 in the radiation range SH.
  • the vehicle interior radar device 100 can be arranged in the housing 115, between the housing 115 and the radar cover 140, between the transmitting antenna element 113a and the transmitting antenna element 113b in each area of the vehicle room R, and between the first receiving antenna elements 113a and 113b.
  • Influence of the top plate 115a and the flat plate portion 141 on the measurement accuracy when measuring the position of the object by suppressing the difference in the propagation distance of the transmitted radio wave and the reflected wave RW between the antenna element 114a to the fourth receiving antenna element 114d can be suppressed.
  • the vehicle interior radar device 100 is formed so that the radiation range SH is uniform in the direction along the surface 111a of the substrate 111 .
  • the vehicle interior radar device 100 is configured to operate between the transmission antenna element 113a and the transmission antenna element 113b and between the first reception antenna element 113a and the transmission antenna element 113b.
  • Influence of the top plate 115a and the flat plate portion 141 on the measurement accuracy when measuring the position of the object by suppressing the difference in the phase advance of the transmitted radio wave and the reflected wave RW between the antenna element 114a to the fourth receiving antenna element 114d can be suppressed.
  • the top plate 115a and the flat plate portion 141 according to Embodiment 1 are made of a uniform material in the radiation range SH.
  • the vehicle interior radar device 100 is configured to operate between the transmission antenna element 113a and the transmission antenna element 113b and between the first reception antenna element 113a and the transmission antenna element 113b. Influence of the top plate 115a and the flat plate portion 141 on the measurement accuracy when measuring the position of the object by suppressing the difference in the phase advance of the transmitted radio wave and the reflected wave RW between the antenna element 114a to the fourth receiving antenna element 114d can be suppressed.
  • the top plate 115a and the flat plate portion 141 according to Embodiment 1 are formed so as to be parallel to the surface 111a of the substrate 111 in the radiation range SH, which is the range of the transmission radio wave used for measuring the position of the object. but not limited to.
  • the top plate and the flat plate portion need only be arranged parallel to the direction in which at least the first receiving antenna element and the second receiving antenna element are arranged, that is, parallel to the imaginary straight line L2.
  • the portion may be formed in a curved plate shape having a curved surface that curves in the radiation range SH when viewed in the direction of the imaginary straight line L2, or may be arranged so as to be inclined with respect to the surface of the substrate. good.
  • the vehicle interior radar device 100 includes a plurality of transmitting antenna elements arranged along the W2 direction and a plurality of receiving antenna elements arranged along the X-axis direction. It is not limited to this.
  • the plurality of transmitting antenna elements and the plurality of receiving antenna elements may be arranged along directions that intersect with each other. and a plurality of receiving antenna elements arranged along the W2 direction.
  • the vehicle interior radar device 100 according to Embodiment 1 includes two transmitting antenna elements and four receiving antenna elements, it is not limited to this.
  • the vehicle interior radar device may be provided with the number of transmitting antenna elements and receiving antenna elements according to the required radar resolution, and may be provided with only one transmitting antenna element, or may be provided with four antenna elements. It may be provided with the receiving antenna elements described above, or may be provided with a plurality of receiving antenna elements arranged in a matrix along the X direction and the W2 direction.
  • the housing 115 and the radar cover 140 according to Embodiment 1 are made of hard synthetic resin, but the present invention is not limited to this.
  • the housing and the radar cover may be made of a non-metallic material with low conductivity at least in the radiation range SH.
  • the radar cover may be made of a material other than synthetic resin, such as glass.
  • the transmitting antenna 113 and the receiving antenna 114 according to Embodiment 1 are arranged on the surface 111a, which is the same continuous surface of the substrate 111, the present invention is not limited to this.
  • the transmitting antenna and the receiving antenna only need to be arranged on a plane arranged so that the positions in the direction perpendicular to the plane are substantially the same. , they may be arranged on different substrate surfaces, or may be arranged on a surface different from the substrate surface on which the radar circuit unit is arranged. It may be arranged on the surface of a substrate or the like arranged on the constituent IC.
  • the vehicle interior radar device 100 has a housing 115 that houses the substrate 111, the radar circuit unit 112, the transmitting antenna 113, and the receiving antenna 114, but is not limited to this.
  • the vehicle interior radar device may have only an interior member disposed between the transmission antenna and the reception antenna and the vehicle interior.
  • the substrate 111 according to Embodiment 1 is arranged in the front upper part of the vehicle compartment R, and is arranged so that the surface 111a faces the rear lower part of the vehicle compartment R, and the first transmitting antenna element 113a and the second transmitting antenna element 113a
  • the transmission antenna element 113b is configured to radiate the transmission signal generated by the radar circuit unit 112 as radio waves from the front upper part of the vehicle compartment R toward the rear lower part, but is not limited to this.
  • the transmission antenna may be configured to radiate the transmission signal generated by the signal generation unit toward the vehicle interior as radio waves.
  • the transmission signal generated by the signal generation unit may be radiated as radio waves from either the left or right front portion of the passenger compartment toward the left or right rear portion.
  • the top plate 115a and the flat plate portion 141 according to Embodiment 1 are formed of a uniform material in the radiation range SH, but are not limited to this.
  • the top plate and the flat plate portion need only be made of a uniform material at least in the direction in which the plurality of receiving antenna elements are arranged, and for example, the material may not be uniform in the thickness direction.
  • a roof material made of a composite material composed of layers of multiple types of members made of different materials is used as the transmitting antenna and the receiving antenna in the direction perpendicular to the surface of the substrate. You may arrange
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the roof material according to Embodiment 1.
  • the roof material 130 is formed of a composite material in which both sides of a lightweight foam material 131 are sandwiched between roof fabrics 132, which are design materials such as felt and non-woven fabric, and the foam material 131 and the roof fabric 132 are adhered with an adhesive g.
  • roof fabrics 132 which are design materials such as felt and non-woven fabric
  • the foam material 131 and the roof fabric 132 are adhered with an adhesive g.
  • the members to be arranged are made of a uniform material even in the thickness direction.
  • the receiving antenna 114 has the first receiving antenna element 114a, the second receiving antenna element 114b, the third receiving antenna element 114c, and the fourth receiving antenna element 114d, but is limited to this. not.
  • the receiving antenna may have at least the first receiving antenna element and the second receiving antenna element, and may have only the first receiving antenna element and the second receiving antenna element, or may have three or five receiving antenna elements. It may have more than one receive antenna element.
  • the vehicle interior radar device 100 can be used to improve measurement accuracy when measuring an object in the vehicle interior using radar.

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Abstract

車室用レーダ装置（１００）は、送信信号を生成する信号生成部（１１２）と、信号生成部（１１２）が生成した送信信号を、車室（Ｒ）に向けて電波として放射する送信アンテナ（１１３）と、互いに間隙を存して配置され、送信アンテナ（１１３）から放射された電波の反射波を受信する第１受信アンテナ素子（１１４ａ）及び第２受信アンテナ素子（１１４ｂ）を有する受信アンテナ（１１４）と、車室（Ｒ）に露出する内装部材（１４０）と、を備え、内装部材（１４０）は、受信アンテナ（１１４）が配置されている平面（１１１ａ）に直交する方向（Ｗ１）において、送信アンテナ（１１３）及び受信アンテナ（１１４）と車室（Ｒ）との間に配置され、第１受信アンテナ素子（１１４ａ）と第２受信アンテナ素子（１１４ｂ）とを結ぶ仮想直線（Ｌ２）と平行になるように配置された板状の平板部（１４１）を有する。

Description

車室用レーダ装置及び車両
　本開示は、車室用レーダ装置及び車両に関する。
　従来、車両に設けられたレーダによって、車室内の乗員を検知する乗員検知装置が知られている（特許文献１参照）。また、一般に、レーダ装置は、電波を送信アンテナから放射し、反射波を複数の受信アンテナで受信した際の受信アンテナ毎の時間差に基づいて、対象物の大きさや位置等を測定することができる。
特開２０１７－１８１２２５号公報
　車室用のレーダ装置は、外観を良好とするため及びレーダ装置を保護するため等の理由から送信アンテナ及び受信アンテナが車室の内装部材で覆われる場合がある。送信アンテナ及び受信アンテナが車室の内装部材で覆われる場合、内装部材の形状によっては複数の受信アンテナで反射波を受信する際の時間差に誤差が生じることがあり、レーダ装置の十分な測定精度が得られない場合がある。
　本開示は、上記課題を解決するものであり、内装部材による測定精度への影響を抑制することが可能な車室用レーダ装置及び車両を提供することを目的とする。
　本開示に係る車室用レーダ装置は、送信信号を生成する信号生成部と、信号生成部が生成した送信信号を、車室に向けて電波として放射する送信アンテナと、互いに間隙を存して配置され、送信アンテナから放射された電波の反射波を受信する第１受信アンテナ素子及び第２受信アンテナ素子を有する受信アンテナと、車室に露出する内装部材と、を備え、内装部材は、受信アンテナが配置されている平面に直交する方向において、送信アンテナ及び受信アンテナと車室との間に配置され、第１受信アンテナ素子と第２受信アンテナ素子とを結ぶ仮想直線と平行になるように配置された板状の平板部を有することを特徴とするようにしたものである。
　本開示の車室用レーダ装置及び車両によれば、内装部材による測定精度への影響を抑制することができる。
実施の形態１に係る車両の構成を示す側面図である。 実施の形態１に係る車室用レーダ装置の構成を示す拡大図である。 実施の形態１に係るレーダユニットの構成を示す基板の面に直交する方向から視た図である。 実施の形態１に係るレーダユニットの構成を示す、側方から視た断面図である。 実施の形態１に係る受信アンテナが受信する反射波を示す上方から視た断面図である。 実施の形態１に係る送信アンテナから車室に向けて放射される電波を示す、側方から視た断面図である。 実施の形態１に係るルーフ材の例を示す断面図である。
　以下、本開示に係る実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
　先ず、図１を参照して、実施の形態１に係る車両１の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る車両１の構成を示す側面図である。実施の形態１に係る車両１は、車両本体２と、車室用レーダ装置１００と、を備えている。車両本体２の内部には、運転者３及び非運転者である乗員４が搭乗するための車室Ｒが形成されており、車両本体２は、車室Ｒに配置された座席ＳＥと、シートベルトＳＢと、を有している。なお、以下の記載において、運転者３及び非運転者である乗員４をまとめて、単に「乗員」ともいう。また、座席ＳＥに着席した運転者３が向いている正面方向（図１に示す左方向）を前方とし、これを基準に前後左右方向を定義する。また、実施の形態１において、前後方向をＺ軸方向、左右方向をＸ軸方向または車幅方向ともいう。また、実施の形態１において、図１の上下方向をＹ軸方向または車高方向ともいう。
　例えば、座席ＳＥは、運転者３が着席する運転座席を含む前部座席Ｓ１と、前部座席Ｓ１よりも車両１の後方に配置された後部座席Ｓ２と、を含む。また、例えば、前部座席Ｓ１は、前部右座席Ｓ１Ｒ及び前部左座席Ｓ１Ｌを含み、前部右座席Ｓ１Ｒ及び前部左座席Ｓ１Ｌの一方が運転座席を構成する。また、前部右座席Ｓ１Ｒ及び前部左座席Ｓ１Ｌは、例えば、それぞれ着席する乗員を支持する座板Ｓ１１と、着席する乗員の後方への移動を制限する背もたれＳ１２と、を有している。同様に、後部座席Ｓ２は、着席する乗員を支持する座板Ｓ２１と、着席する乗員の後方への移動を制限する背もたれＳ２２と、を有している。
　シートベルトＳＢは、前部右座席Ｓ１Ｒ、前部左座席Ｓ１Ｌ及び後部座席Ｓ２のそれぞれに対応して設けられており、不図示のシートベルト装着検知センサによって、各シートベルトＳＢについて乗員に装着されている装着状態と装着されていない非装着状態とのいずれであるかが検知される。なお、１つの座席に対応して複数のシートベルトが設けられていてもよく、例えば、後部座席Ｓ２が複数の乗員の着席が可能な座席である場合、後部座席Ｓ２に対応して着席可能な人数分の数のシートベルトＳＢが設けられていてもよい。
　次に、図２を参照して、車室用レーダ装置１００の構成について説明する。図２は、実施の形態１に係る車室用レーダ装置の構成を示す図１のＡの部分の拡大図である。例えば、車室用レーダ装置１００は、ベース部材１２０と、ベース部材１２０に支持されたレーダユニット１１０と、ルーフ材１３０と、レーダユニット１１０を覆うレーダカバー１４０と、を有している。
　ルーフ材１３０は、車室Ｒの上部に、車室Ｒに露出するように配置されており、車室Ｒの上部において、車室Ｒ内と車室Ｒ外とを区画する。ベース部材１２０は、例えば、車室Ｒの前方上部に配置されており、発光して車室Ｒを照明する図示しない発光部とともに照明ユニット（車両コンポーネント）を構成する。また、例えば、ベース部材１２０は、車室Ｒに露出する露出部１２１と、レーダユニット１１０を支持する支持部１２２と、を有しており、ベース部材１２０の露出部１２１とルーフ材１３０との間に、開口Ｋが形成されている。
　レーダユニット１１０は、支持部１２２に支持された状態で、開口Ｋに臨む位置に配置されている。例えば、レーダユニット１１０は、Ｘ軸方向における車両１の中央部に配置されている。また、例えば、レーダユニット１１０は、前部座席Ｓ１の上方の、車室Ｒの上部に配置されている。レーダユニット１１０は、車室Ｒに向けて電波を放射し、受信した反射波に基づいて、車室Ｒ内の情報を取得する。レーダユニット１１０の詳細は後述する。
　レーダカバー１４０は、平板状に形成されて車室Ｒに露出する平板部１４１を有しており、例えば、硬質の合成樹脂によって形成されている。また、例えば、レーダカバー１４０は、レーダユニット１１０と車室Ｒとの間に、開口Ｋを塞ぐように配置されている。例えば、上述した発光部、ベース部材１２０、レーダユニット１１０及びレーダカバー１４０は、照明ユニットとしてユニット化されていてもよい。なお、レーダカバー１４０は、実施の形態１における内装部材を構成する。レーダカバー１４０の詳細については、後述する。
　次に、図２乃至図４を参照して、レーダユニットの構成について説明する。図３は、実施の形態１に係るレーダユニット１１０の構成を示す基板１１１の表面１１１ａに直交する方向（図２に示すＷ１方向）から視た図、図４は、実施の形態１に係るレーダユニット１１０の構成を示す基板１１１の表面１１１ａに平行な方向（図２に示すＷ２方向）から視た図である。レーダユニット１１０は、基板１１１と、レーダ回路部１１２と、送信アンテナ１１３と、受信アンテナ１１４と、インターフェース部１１６と、筐体１１５と、を有する。
　基板１１１は、例えば、平板状のプリント配線板からなり、レーダ回路部１１２、送信アンテナ１１３、受信アンテナ１１４及びインターフェース部１１６を支持する。なお、実施の形態１において、基板１１１の車室Ｒ側の面を表面１１１ａ、基板１１１の車室Ｒ側とは反対側の面を裏面という。例えば、基板１１１は、車室Ｒの前方上部に配置されて、表面１１１ａが車室Ｒの後方下部を向くように配置されている。
　レーダ回路部１１２は、車室Ｒに向けて電波を放射するための処理、及び受信した反射波に基づいて車室Ｒ内の情報を取得するための処理を行う。具体的には、レーダ回路部１１２は、送信信号を生成して送信アンテナ１１３に出力する。また、レーダ回路部１１２は、受信入力信号を信号処理することによって、車室Ｒ内の情報を取得する。具体的には、レーダ回路部１１２は、受信入力信号を信号処理することによって、車室Ｒ内の対象物の位置等を測定する。例えば、レーダ回路部１１２は、車室Ｒ内にいる乗員が位置する方向、乗員の大きさ、乗員の移動速度を測定する。なお、実施の形態１において、対象物（乗員）が位置する方向、対象物の大きさ、対象物の移動速度をまとめて、対象物（乗員）の位置等ともいう。
　レーダ回路部１１２は、専用の処理回路によって構成されていてもよいし、プロセッサ及びメモリ等によって構成されて、メモリに格納されたプログラムをプロセッサが実行することによって機能が実現されるように構成されていてもよい。なお、レーダ回路部１１２は、実施の形態１における信号生成部を構成する。レーダ回路部１１２が行う処理の詳細については、後述する。
　送信アンテナ１１３は、基板１１１の表面１１１ａに配置されており、第１送信アンテナ素子１１３ａ及び第２送信アンテナ素子１１３ｂを含む、複数の送信アンテナ素子を有する。例えば、各送信アンテナ素子は、基板１１１の表面１１１ａに平面状に形成されたプリント配線からなる。また、例えば、第１送信アンテナ素子１１３ａ及び第２送信アンテナ素子１１３ｂは、Ｘ軸方向と交差するＷ２方向に沿って互いに間隙を存して配置されている。
　具体的には、第１送信アンテナ素子１１３ａ及び第２送信アンテナ素子１１３ｂは、Ｘ軸方向と直交し、かつ基板１１１の表面１１１ａに平行な仮想直線Ｌ１に沿って、互いに間隙を存して配置されている。言い換えると、第１送信アンテナ素子１１３ａ及び第２送信アンテナ素子１１３ｂは、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に互いに間隙を存して配置されている。レーダ回路部１１２によって生成された送信信号は、所定の周期で第１送信アンテナ素子１１３ａ及び第２送信アンテナ素子１１３ｂに交互に出力される。第１送信アンテナ素子１１３ａ及び第２送信アンテナ素子１１３ｂは、レーダ回路部１１２が生成した送信信号を、所定の周期で交互に車室Ｒに向けて電波として放射する。例えば、第１送信アンテナ素子１１３ａ及び第２送信アンテナ素子１１３ｂは、レーダ回路部１１２が生成した送信信号を、所定の周期で交互に車室Ｒの前方上部から後方下部に向けて電波として放射する。
　受信アンテナ１１４は、基板１１１の表面１１１ａに配置されている。言い換えると、基板１１１の表面１１１ａは、受信アンテナが配置されている平面である。受信アンテナ１１４は、第１受信アンテナ素子１１４ａ及び第２受信アンテナ素子１１４ｂを含む、複数の受信アンテナ素子を有する。例えば、受信アンテナ１１４は、第１受信アンテナ素子１１４ａ、第２受信アンテナ素子１１４ｂ、第３受信アンテナ素子１１４ｃ及び第４受信アンテナ素子１１４ｄを有する。また、例えば、各受信アンテナ素子は、基板１１１の表面１１１ａに平面状に形成されたプリント配線からなる。また、例えば、複数の受信アンテナ素子は、Ｘ軸方向に沿って互いに所定の間隙ｄを存して配置されている。
　言い換えると、第１受信アンテナ素子１１４ａ、第２受信アンテナ素子１１４ｂ、第３受信アンテナ素子１１４ｃ、第４受信アンテナ素子１１４ｄは、Ｘ軸方向と平行な仮想直線Ｌ２に沿って互いに所定の間隙ｄを存して配置されている。また、言い換えると、例えば、基板１１１の表面１１１ａに直交する方向であるＷ１方向から視て、第１受信アンテナ素子１１４ａ、第２受信アンテナ素子１１４ｂ、第３受信アンテナ素子１１４ｃ及び第４受信アンテナ素子１１４ｄのそれぞれの中心を結ぶ仮想直線Ｌ２がＸ軸方向と平行になるように配置されている。受信アンテナ１１４は、送信アンテナ１１３から放出された電波が、車室Ｒの対象物によって反射した反射波を受信する。
　インターフェース部１１６は、基板１１１の各部に電力を供給すると共に、レーダユニット１１０の外部の装置との間で信号の入出力を行う。例えば、インターフェース部１１６は、外部の装置から出力された信号をレーダ回路部１１２に入力し、レーダ回路部１１２が出力した信号を外部の装置へ出力する。
　筐体１１５は、基板１１１の表面１１１ａに対向する天板１１５ａを有する箱状に形成されており、基板１１１、レーダ回路部１１２、送信アンテナ１１３及び受信アンテナ１１４を収納している。筐体１１５は、内部の構成を保護すると共に、車両１の使用者が内部の構成に触れることや、車両１の使用者によって内部の構成が改変されることを抑制している。例えば、筐体１１５は、硬質の合成樹脂によって形成されて、基板１１１をベース部材１２０に保持させている。
　次に、図５を参照して、受信アンテナ１１４が受信する反射波に基づいて、対象物の位置等を測定する構成ついて説明する。図５は、実施の形態１に係る受信アンテナ１１４が受信する反射波を示す、基板１１１の表面１１１ａに平行な図２のＷ２方向から視た断面図である。送信アンテナ１１３から放射された電波が対象物によって反射されると、反射波ＲＷが生成される。図５においては、基板１１１の表面１１１ａに直交する方向に対する角度がθとなる位置（図５の左上方）に位置する対象物によって反射波ＲＷが生成された場合を例に説明する。
　受信アンテナ１１４は、第１受信アンテナ素子１１４ａ～第４受信アンテナ素子１１４ｄによって反射波ＲＷを受信する。対象物から第１受信アンテナ素子１１４ａ～第４受信アンテナ素子１１４ｄまでの反射波ＲＷの伝搬距離は、各アンテナ素子で異なる。例えば、隣り合うアンテナ間距離をｄ［ｍ］とすると、隣り合うアンテナ間の伝搬距離の差Ｌ［ｍ］は、次式（１）で表される。

　Ｌ＝ｄ・ｓｉｎθ　　　・・・（１）
　式（１）より伝搬距離の差Ｌ［ｍ］による反射波ＲＷの位相差をΔΦ［ｄｅｇ］とすると、位相差ΔΦは、次式（２）で表される。

　ΔΦ＝２πｄ・ｓｉｎθ／λ　　　・・・（２）

レーダ回路部１１２は、位相差ΔΦに基づいてθの値を求めることにより、Ｘ方向における対象物が位置する方向、対象物の大きさを測定し、これらの時間変化に基づいて対象物の移動速度を測定する。
　上述したように、送信アンテナ素子１１３ａ及び送信アンテナ素子１１３ｂからは、所定の周期で交互に電波が放射される。また、送信アンテナ素子１１３ａ及び送信アンテナ素子１１３ｂは、第１受信アンテナ素子１１４ａ～第４受信アンテナ素子１１４ｄが並べられたＸ軸方向と交差するＷ２方向に互いに間隙を存して配置されている。このため、第１受信アンテナ素子１１４ａ～第４受信アンテナ素子１１４ｄは、送信アンテナ素子１１３ａ及び送信アンテナ素子１１３ｂが交互に放射した電波を受信することで、Ｗ２方向においても、対象物が位置する方向、対象物の大きさ、対象物の移動速度を測定することが可能となっている。また、レーダ回路部１１２は、実施の形態１において、反射波ＲＷに基づいて対象物の位置を測定する位置測定部を構成する。
　次に、図２及び図６を参照して、送信アンテナ１１３から放射された電波及び送信アンテナ１１３から放射された電波に基づく反射波ＲＷが周囲の部材から受ける影響について説明する。なお、実施の形態１において、送信アンテナ１１３から放射された電波を送信電波ともいう。
　放射範囲ＳＨは、送信電波が放射される範囲のうち車室用レーダ装置１００による対象物の位置等の測定に使用される範囲である。例えば、車室用レーダ装置１００は、車室Ｒ内の乗員の位置等の測定を行う場合、乗員が存在可能な範囲と少なくとも一部が重なる放射範囲ＳＨに放射した送信電波を使用して、乗員の位置等を測定する。また、例えば、車室用レーダ装置１００は、座席ＳＥの位置に基づいて設定された放射範囲ＳＨに放射した送信電波を使用して、乗員の位置等を測定する。
　具体的には、Ｘ方向においては、車室用レーダ装置１００は、放射範囲ＳＨの右側の境界ＳＫ（図６参照）が、前部右座席Ｓ１ＲのＸ軸方向の中心部よりも右側（外側）、かつ放射範囲ＳＨの左側の境界ＳＫ（図６参照）が、前部左座席Ｓ１ＬのＸ軸方向の中心部よりも左側（外側）に位置するように設定された放射範囲ＳＨに放射した送信電波を使用して、対象物の位置等を測定する。また、Ｗ２方向においては、車室用レーダ装置１００は、放射範囲ＳＨのＷ２方向側（上側）の境界ＳＫ（図２参照）が、座席ＳＥの上端部よりもＷ２方向側（上側）、かつ放射範囲ＳＨのＷ２方向とは反対側（Ｗ３方向側、下側）の境界ＳＫ（図２参照）が、前部座席Ｓ１の座板Ｓ１１の少なくとも一部よりもＷ２方向とは反対側に位置するように設定された放射範囲ＳＨに放射した送信電波を使用して、対象物の位置等を測定する。
　送信電波の伝搬経路上において、電気的性質が不連続となる領域間の境界面では、送信電波の反射及び屈折が発生する。例えば、送信アンテナ１１３と測定の対象物との間に、筐体１１５の天板１１５ａとレーダカバー１４０とが存在する場合、送信電波は、天板１１５ａの裏面及び表面、レーダカバー１４０の裏面及び表面において、反射及び屈折する。
　周波数が一定である場合、真空中の送信電波の波長をλ０、天板１１５ａの比誘電率をε１、レーダカバー１４０の比誘電率をε２とすると、天板１１５ａ中の送信電波の波長λ１、及びレーダカバー１４０中の送信電波の波長λ２は、以下の式（３）及び式（４）で求められる。

　λ１＝λ０／√ε１　　　・・・（３）
　λ２＝λ０／√ε２　　　・・・（４）

　ε１及びε２は、１よりも大きい値になるため、天板１１５ａ中の送信電波、及びレーダカバー１４０中の送信電波は、比誘電率に応じて真空中の送信電波に近似する空気中の送信電波よりも波長が小さくなる。例えば、送信電波は、比誘電率が互いに異なる２つの領域を所定の距離伝搬した際、比誘電率が高い領域の方が送信電波の位相進みが速くなる。なお、比誘電率は、温度によっても変化する。レーダ回路部１１２等の基板１１１に配置された部品による発熱、車両１外の気温の寒暖、車室Ｒの空調等の影響を受けて、筐体１１５内、筐体１１５とレーダカバー１４０との間、車室Ｒは、それぞれ気温が異なる場合が多い。このため、筐体１１５内、筐体１１５とレーダカバー１４０との間及び車室Ｒを送信電波が通過する際の波長は、それぞれ異なる値となる。
　なお、反射波ＲＷにおいても、送信電波と同様に比誘電率が異なる領域を通過する際に波長が変化し、伝搬経路上において、電気的性質が不連続となる領域間の境界面では、送信電波の反射及び屈折が発生する。仮に、天板１１５ａ及び平板部１４１が、仮想直線Ｌ２に対して傾斜している場合、第１受信アンテナ素子１１４ａ～第４受信アンテナ素子１１４ｄの各受信アンテナ素子と天板１１５ａとの間の距離、及び各受信アンテナ素子と平板部１４１との間の距離が受信アンテナ素子毎に異なるため、各受信アンテナ素子と天板１１５ａ及び平板部１４１との間で発生する反射波による影響は、受信アンテナ素子毎に異なることになり、車室用レーダ装置１００による対象物の測定精度が低下する場合がある。
　このため、実施の形態１に係る天板１１５ａ及び平板部１４１は、放射範囲ＳＨにおいて、基板１１１の表面１１１ａに平行になるように配置されている。言い換えると、筐体１１５及びレーダカバー１４０は、放射範囲ＳＨにおいては、基板１１１の表面１１１ａと平行になるように形成されており、筐体１１５の、当該基板１１１の表面１１１ａに平行となるように形成された部分が天板１１５ａを構成し、レーダカバー１４０の、当該基板１１１の表面１１１ａに平行となるように形成された部分が平板部１４１を構成する。
　これにより、車室用レーダ装置１００は、各受信アンテナ素子と天板１１５ａ及び平板部１４１との間の距離が均一になり、各受信アンテナ素子と天板１１５ａ及び平板部１４１との間で発生する反射波による受信アンテナ素子毎の影響の差を抑制している。なお、天板１１５ａ及び平板部１４１は、送信電波及び反射波ＲＷの乱反射を抑制するため、Ｗ１方向における表面及び裏面においてできるだけ平滑であることが望ましく、例えば、天板１１５ａ及び平板部１４１は、Ｗ２方向に継ぎ目がない一体の部品として形成される共に、表面及び裏面における凹凸の高さが波長の１０分の１以下であることが望ましい。
　また、上述したように、車室用レーダ装置１００は、対象物から各受信アンテナ素子までの反射波ＲＷの伝搬距離に起因する反射波ＲＷの位相差に基づいて、対象物の位置等を測定する。このため、車室用レーダ装置１００は、送信電波が送信アンテナ１１３から放射されて反射波ＲＷが受信アンテナ１１４によって受信されるまでの伝搬経路上において発生する波長の変化が、送信アンテナ素子１１３ａ及び送信アンテナ素子１１３ｂの各送信アンテナ素子、並びに各受信アンテナ素子で異なる場合、対象物の位置等の測定結果に誤差が生じる。
　実施の形態１においては、天板１１５ａ及び平板部１４１が放射範囲ＳＨにおいて、基板１１１の表面１１１ａに平行になるように配置されていることにより、車室用レーダ装置１００は、筐体１１５内、筐体１１５とレーダカバー１４０との間、車室Ｒの各領域における、送信アンテナ素子毎の送信電波の伝搬距離の差、及び受信アンテナ素子毎の反射波ＲＷの伝搬距離の差を抑制することで、これら各領域において、例えば上記各領域の気温の違いによる波長の変化の測定精度への影響を抑制している。なお、実施の形態１において、車室用レーダ装置１００は、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子とのアンテナ素子特性を揃えることにより、送信電波の放射範囲ＳＨと、受信アンテナ１１４が対象物の測定に使用する反射波ＲＷの範囲である受信範囲と、が重なるように構成されている。
　また、天板１１５ａ及び平板部１４１は、放射範囲ＳＨにおいて、材質が均一になるように、かつ厚さが基板１１１の表面１１１ａに沿う方向に均一になるように形成されている。これにより、車室用レーダ装置１００は、筐体１１５の天板１１５ａ及びレーダカバー１４０を送信電波及び反射波ＲＷが通過する際における、送信アンテナ素子１１３ａ及び送信アンテナ素子１１３ｂ間、並びに第１受信アンテナ素子１１４ａ～第４受信アンテナ素子１１４ｄ間の送信電波及び反射波ＲＷの位相進みの差を抑制している。
　また、上述したように、電気的性質が不連続となる領域間の境界面では、送信電波及び反射波ＲＷの反射が発生する。このため、送信アンテナ１１３と平板部１４１との距離が小さいほど送信アンテナ１１３と平板部１４１との間での単位時間当たりの反射回数が増大し、車室用レーダ装置１００による対象物の測定精度が低下する場合がある。このため、平板部１４１は、送信アンテナ１１３及び受信アンテナ１１４の表面１１４Ｓ（車室Ｒ側の面）と、平板部１４１の裏面（車室Ｒとは反対側の面）と、の距離ｍが、送信電波の波長の２倍以上となるように配置されている。これにより、車室用レーダ装置１００は、平板部１４１による送信電波の反射の影響を抑制している。なお、送信アンテナが波長が変化するように送信電波を放射する場合、送信電波の波長の２倍とは、送信電波の平均波長の２倍であってもよいし、送信電波の波長の中央値の２倍であってもよいし、送信電波の最大波長の２倍であってもよい。
　このように、実施の形態１に係る車室用レーダ装置１００は、天板１１５ａ及び平板部１４１が、放射範囲ＳＨにおいて、基板１１１の表面１１１ａに平行になるように配置されている。これにより、車室用レーダ装置１００は、筐体１１５内、筐体１１５とレーダカバー１４０との間、車室Ｒの各領域における、送信アンテナ素子１１３ａ及び送信アンテナ素子１１３ｂ間、並びに第１受信アンテナ素子１１４ａ～第４受信アンテナ素子１１４ｄ間の送信電波及び反射波ＲＷの伝搬距離の差を抑制し、対象物の位置等を測定する際の天板１１５ａ及び平板部１４１による測定精度への影響を抑制することができる。
　また、実施の形態１に係る車室用レーダ装置１００は、放射範囲ＳＨにおいて、基板１１１の表面１１１ａに沿う方向に均一になるように形成されている。これにより、車室用レーダ装置１００は、筐体１１５の天板１１５ａ及びレーダカバー１４０を送信電波及び反射波ＲＷが通過する際における、送信アンテナ素子１１３ａ及び送信アンテナ素子１１３ｂ間、並びに第１受信アンテナ素子１１４ａ～第４受信アンテナ素子１１４ｄ間の送信電波及び反射波ＲＷの位相進みの差を抑制し、対象物の位置等を測定する際の天板１１５ａ及び平板部１４１による測定精度への影響を抑制することができる。
　また、実施の形態１に係る天板１１５ａ及び平板部１４１は、放射範囲ＳＨにおいて、均一な材質で形成されている。これにより、車室用レーダ装置１００は、筐体１１５の天板１１５ａ及びレーダカバー１４０を送信電波及び反射波ＲＷが通過する際における、送信アンテナ素子１１３ａ及び送信アンテナ素子１１３ｂ間、並びに第１受信アンテナ素子１１４ａ～第４受信アンテナ素子１１４ｄ間の送信電波及び反射波ＲＷの位相進みの差を抑制し、対象物の位置等を測定する際の天板１１５ａ及び平板部１４１による測定精度への影響を抑制することができる。
　なお、実施の形態１に係る天板１１５ａ及び平板部１４１は、対象物の位置等の測定に使用される送信電波の範囲である放射範囲ＳＨにおいて基板１１１の表面１１１ａに平行となるように形成されているが、これに限定されない。天板及び平板部は、少なくとも第１受信アンテナ素子及び第２受信アンテナ素子が並べられた方向と平行、即ち仮想直線Ｌ２と平行になるように配置されていればよく、例えば、天板及び平板部は、仮想直線Ｌ２方向に視て、放射範囲ＳＨにおいて湾曲する曲面を有する曲板状に形成されたものであってもよいし、基板の表面に対して傾斜するように配置されていてもよい。
　また、実施の形態１に係る車室用レーダ装置１００は、Ｗ２方向に沿って配置された複数の送信アンテナ素子及びＸ軸方向に沿って配置された複数の受信アンテナ素子を備えているが、これに限定されない。複数の送信アンテナ素子及び複数の受信アンテナ素子は、互いに交差する方向に沿って配置されていればよく、例えば、車室用レーダ装置は、Ｘ軸方向に沿って配置された複数の送信アンテナ素子と、Ｗ２方向に沿って配置された複数の受信アンテナ素子を備えるものであってもよい。
　また、実施の形態１に係る車室用レーダ装置１００は、２つ送信アンテナ素子及び４つの受信アンテナ素子を備えているが、これに限定されない。車室用レーダ装置は、求めるレーダの分解能に応じた数の送信アンテナ素子及び受信アンテナ素子を備えるものであればよく、１つのみの送信アンテナ素子を備えるものであってもよいし、４つ以上の受信アンテナ素子を備えるものであってもよいし、Ｘ方向及びＷ２方向に沿ってマトリクス状に配置された複数の受信アンテナ素子を備えるものであってもよい。
　また、送信電波及び反射波の伝搬経路上に導電率が高い部材、例えば、金属材料によって形成された部材が配置されていると、送信電波及び反射波は減衰又は遮蔽される。このような理由から、実施の形態１に係る筐体１１５及びレーダカバー１４０は、硬質の合成樹脂によって形成されているが、これに限定されない。筐体及びレーダカバーは、少なくとも放射範囲ＳＨにおいて導電率が低い非金属材料によって形成されていればよく、例えば、筐体の裏面側（車室とは反対側）が金属材料によって形成されていてもよいし、レーダカバーがガラス等の合成樹脂以外の材料によって形成されていてもよい。
　また、実施の形態１に係る送信アンテナ１１３及び受信アンテナ１１４は、基板１１１の連続する同一面である表面１１１ａ上に配置されているが、これに限定されない。送信アンテナ及び受信アンテナは、面に直交する方向における位置が略同一となるように配置された面にそれぞれ配置されていればよく、例えば、送信アンテナ及び受信アンテナは、レーダユニットの基板が複数枚の基板によって構成されている場合、それぞれ異なる基板の面に配置されていてもよいし、レーダ回路部が配置されている基板の面とは異なる面に配置されていてもよく、レーダ回路部を構成するＩＣ上に配置された基板等の面に配置されていてもよい。
　また、実施の形態１に係る車室用レーダ装置１００は、基板１１１、レーダ回路部１１２、送信アンテナ１１３及び受信アンテナ１１４を収納する筐体１１５を有しているが、これに限定されない。車室用レーダ装置は、送信アンテナ及び受信アンテナと車室との間に内装部材のみが配置されているものであってもよい。
　また、実施の形態１に係る基板１１１は、車室Ｒの前方上部に配置されて、表面１１１ａが車室Ｒの後方下部を向くように配置されており、第１送信アンテナ素子１１３ａ及び第２送信アンテナ素子１１３ｂは、レーダ回路部１１２が生成した送信信号を、車室Ｒの前方上部から後方下部に向けて電波として放射するように構成されているが、これに限定されない。送信アンテナは、信号生成部が生成した送信信号を車室に向けて電波として放射するように構成されていればよく、例えば、送信アンテナは、信号生成部が生成した送信信号を車室の上部から下部に向けて電波として放射するように構成されていてもよいし、信号生成部が生成した送信信号を車室の前部から後部に向けて電波として放射するように構成されていてもよいし、信号生成部が生成した送信信号を車室の左右何れか一方の前部から左右何れか他方の後部に向けて電波として放射するように構成されていてもよい。
　また、実施の形態１に係る天板１１５ａ及び平板部１４１は、放射範囲ＳＨにおいて、均一な材質で形成されているが、これに限定されない。天板及び平板部は、少なくとも複数の受信アンテナ素子が並べられている方向において、均一な材質で形成されていればよく、例えば、厚さ方向においては材質が均一でないものであってもよい。具体的には、レーダカバーの代わりに、それぞれ材質が異なる複数種類の部材を重ねて構成された複合材によって形成されたルーフ材が、基板の表面に直交する方向において、送信アンテナ及び受信アンテナと車室との間に配置されていてもよい。
　図７は、実施の形態１に係るルーフ材の例を示す断面図である。例えば、ルーフ材１３０は、軽量な発泡材料１３１の両面をフェルト、不織布等の意匠材であるルーフ生地１３２で挟み込み、発泡材料１３１とルーフ生地１３２とが接着剤ｇによって接着された複合材によって形成されている。なお、電気的性質が不連続となる領域間の境界面では、送信電波及び反射波の反射が発生するため、基板の表面に直交する方向において、送信アンテナ及び受信アンテナと車室との間に配置される部材は、厚さ方向においても均一な材質によって形成されている方がより好ましい。
　また、実施の形態１に係る受信アンテナ１１４は、第１受信アンテナ素子１１４ａ、第２受信アンテナ素子１１４ｂ、第３受信アンテナ素子１１４ｃ及び第４受信アンテナ素子１１４ｄを有しているが、これに限定されない。受信アンテナは、少なくとも第１受信アンテナ素子及び第２受信アンテナ素子を有するものであればよく、第１受信アンテナ素子及び第２受信アンテナ素子のみを有するものであってもよいし、３つ又は５つ以上の受信アンテナ素子を有するものであってもよい。
　なお、実施の形態の任意の構成要素の変形もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
　本開示に係る車室用レーダ装置１００は、車両の車室内の対象物をレーダによって測定する際の測定精度の向上に利用することができる。
　１　車両、１００　車室用レーダ装置、１１１ａ　平面、１１２　レーダ回路部（信号生成部）、１１３　送信アンテナ、１１３ａ　第１送信アンテナ素子、１１３ｂ　第２送信アンテナ素子、１１４　受信アンテナ、１１４ａ　第１受信アンテナ素子、１１４ｂ　第２受信アンテナ素子、１１５　筐体、１４０　レーダカバー（内装部材）、１４１　平板部、Ｌ２　仮想直線、Ｒ　車室、Ｗ１　方向、Ｗ２　方向、Ｘ　軸方向（車幅方向）、Ｙ　軸方向（車高方向）。

Claims (12)

  1. 　送信信号を生成する信号生成部と、
    　前記信号生成部が生成した送信信号を、車室に向けて電波として放射する送信アンテナと、
    　互いに間隙を存して配置され、前記送信アンテナから放射された電波の反射波を受信する第１受信アンテナ素子及び第２受信アンテナ素子を有する受信アンテナと、
    　前記車室に露出する内装部材と、を備え、
    　前記内装部材は、前記受信アンテナが配置されている平面に直交する方向において、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナと前記車室との間に配置され、前記第１受信アンテナ素子と前記第２受信アンテナ素子とを結ぶ仮想直線と平行になるように配置された板状の平板部を有する
    　ことを特徴とする車室用レーダ装置。
  2. 　前記平板部は、厚さが前記仮想直線方向に均一になるように形成されている
    　ことを特徴とする請求項１記載の車室用レーダ装置。
  3. 　前記送信アンテナは、前記平面に配置されており、
    　前記平板部は、前記平面と平行になるように配置されている
    　ことを特徴とする請求項２記載の車室用レーダ装置。
  4. 　前記送信アンテナは、前記信号生成部が生成した送信信号を、前記車室に向けて電波として放射する第１送信アンテナ素子及び第２送信アンテナ素子を有し、
    　前記第１送信アンテナ素子及び前記第２送信アンテナ素子は、前記仮想直線と交差する方向に沿って互いに間隙を存して配置されている
    　ことを特徴とする請求項３記載の車室用レーダ装置。
  5. 　前記第１送信アンテナ素子及び前記第２送信アンテナ素子は、車高方向に互いに間隙を存して配置されている
    　ことを特徴とする請求項４記載の車室用レーダ装置。
  6. 　前記第１受信アンテナ素子及び前記第２受信アンテナ素子は、前記仮想直線が車幅方向と平行になるように配置されている
    　ことを特徴とする請求項５記載の車室用レーダ装置。
  7. 　前記送信アンテナと前記平板部との距離は、前記送信アンテナから放射される電波の波長の２倍以上である
    　ことを特徴とする請求項６記載の車室用レーダ装置。
  8. 　前記平板部は、前記仮想直線に沿った方向に均一な材質によって形成されている
    　ことを特徴とする請求項７記載の車室用レーダ装置。
  9. 　前記平板部は、厚さ方向に均一な材質によって形成されている
    　ことを特徴とする請求項８記載の車室用レーダ装置。
  10. 　前記平板部は、非金属材料によって形成されている
    　ことを特徴とする請求項９記載の車室用レーダ装置。
  11. 　前記信号生成部と、前記送信アンテナと、前記受信アンテナと、を収容する筐体を備え、
    　前記平板部は、前記平面に直交する方向において、前記筐体と前記車室との間に配置されている
    　ことを特徴とする請求項１０記載の車室用レーダ装置。
  12. 　請求項１乃至１１のいずれか１項の車室用レーダ装置を備えた
    　ことを特徴とする車両。
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