WO2024048671A1 - レーダ装置および車載センシングシステム - Google Patents

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WO2024048671A1
WO2024048671A1 PCT/JP2023/031595 JP2023031595W WO2024048671A1 WO 2024048671 A1 WO2024048671 A1 WO 2024048671A1 JP 2023031595 W JP2023031595 W JP 2023031595W WO 2024048671 A1 WO2024048671 A1 WO 2024048671A1
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radome
vehicle
radio wave
substrate
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敦 勝田
安弘 岡田
勇大 高橋
博己 横山
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ソニーグループ株式会社
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems

Definitions

  • the present disclosure relates to a radar device and a vehicle-mounted sensing system.
  • a radome is used to protect the antenna of a radar device from external shocks and dirt.
  • a radio wave radiating section is provided on one surface of a substrate having an antenna structure, and a radome is arranged to face this surface.
  • the radio waves radiated from the radiator propagate within the radome in a substantially vertical direction, pass through the interface between the radome and the external air layer, and are radiated to the outside.
  • Patent Document 1 describes an invention of a radar device in which an EMI shield is arranged between a substrate having an antenna structure and a radome.
  • an EMI shield is arranged between a substrate having an antenna structure and a radome.
  • leakage of interference waves from the radome cannot be suppressed.
  • the present disclosure is intended to solve the above problems, and aims to provide a radar device that can suppress leakage of interference waves from a radome, and an in-vehicle sensing system equipped with the radar device. shall be.
  • a radar device includes a metal member having a substrate on which a radio wave emitting portion is provided on a first surface, and a metal member disposed opposite to the first surface of the substrate.
  • the device includes a radome and a radio wave absorbing member that is disposed between the substrate and the radome, has an opening formed in a portion corresponding to the radiation portion, and includes an insulator that absorbs radio waves.
  • the in-vehicle sensing system includes a substrate having an antenna structure in which a radio wave radiating portion is provided on a first surface, a radome disposed opposite to the first surface of the substrate, and a substrate and a radome. and a radio wave absorbing member including an insulator that absorbs radio waves, and an opening is formed in a portion corresponding to the radiating part, and an object recognition system based on the output of the radar device.
  • the object recognition processing device includes an object recognition processing device that performs processing, and a vehicle control device that controls the vehicle based on the recognition result of the object recognition processing device.
  • FIG. 1 is a diagram showing the appearance of an antenna of a radar device according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a top view of the metal member according to the first embodiment.
  • FIG. 3A is a sectional view taken along line AA in FIG. 3A.
  • FIG. 3 is a top view of the radio wave absorbing member according to the first embodiment.
  • FIG. 4A is a sectional view taken along line AA in FIG. 4A.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the radar device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing the results of electromagnetic field analysis of the radar device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing the directivity of the radar device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of a radar device according to the prior art. It is a figure which shows the result of the electromagnetic field analysis of the radar apparatus based on prior art.
  • FIG. 2 is a diagram showing the directivity of a radar device according to the prior art.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a radar device according to a second embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a radar device according to a third embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a radar device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a top view of a radio wave absorbing member according to Embodiment 4.
  • FIG. 12A is a sectional view taken along line AA in FIG. 12A.
  • FIG. 12A is a sectional view taken along line AA in FIG. 12A.
  • FIG. 7 is a top view of a buffer member according to Embodiment 4.
  • FIG. 13A is a sectional view taken along line AA in FIG. 13A.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a radar device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a radar device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a radar device according to a seventh embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a radar device according to an eighth embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a first variation of a radar device according to an eighth embodiment.
  • FIG. 7 is a sectional view of a second variation of the radar device according to Embodiment 8.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a first variation of a radar device according to an eighth embodiment.
  • FIG. 9 is an exploded view of an antenna of a radar device according to a ninth embodiment.
  • 21 is a sectional view taken along line AA in FIG. 20.
  • FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of a dielectric substrate according to a ninth embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a vehicle control system.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a sensing area.
  • FIG. 1 is a diagram showing the appearance of an antenna 1 of a radar device according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.
  • the antenna 1 includes a flat metal member (substrate) 2 having an antenna structure, a radome 3 placed opposite to a first surface 2a of the metal member 2, and placed between the metal member 2 and the radome 3. and a radio wave absorbing member 4.
  • FIG. 3A is a top view of the metal member 2.
  • FIG. 3B is a sectional view taken along line AA in FIG. 3A.
  • a radiation section 5 that emits radio waves is provided on the first surface 2a of the metal member 2.
  • the type of radio waves radiated from the radiator 5 is not particularly limited, one example is millimeter waves used in vehicle-mounted radars and the like.
  • a circuit board 6 on which electronic components and the like are arranged is arranged on the second surface 2b of the metal member 2.
  • FIG. 4A is a top view of the radio wave absorbing member 4.
  • FIG. 4B is a sectional view taken along line AA in FIG. 4A.
  • the radio wave absorbing member 4 is made of a material containing an insulator that absorbs radio waves.
  • An opening 4c is formed in a portion of the radio wave absorbing member 4 that corresponds to the radiating portion 5 of the metal member 2.
  • the thickness d2 of the portion of the radome 3 other than the portion facing the radiation portion 5 is formed to be less than half the internal wavelength ⁇ g of the radio waves traveling inside the radome 3, that is, d2 ⁇ g/2. There is.
  • the thickness d3 of the radio wave absorbing member 4 is formed to be thick enough so that the radio waves propagating within the radio wave absorbing member 4 are absorbed by dielectric loss or magnetic loss. Specifically, the thickness d3 of the radio wave absorbing member 4 is formed such that the intensity of radio waves leaking from the radio wave absorbing member 4 is equal to or less than a predetermined threshold value.
  • the radiation part 5 is provided to protrude above the first surface 2a of the metal member 2. Further, a portion of the radome 3 facing the radiation portion 5 is provided to protrude toward the first surface 2a of the metal member 2. The radiation portion 5 and the portion of the radome 3 that faces the radiation portion 5 are fitted into the opening 4c of the radio wave absorbing member 4. Further, the first surface 5a of the radiation section 5 and the second surface 3b of the radome 3 are arranged so as to be in contact with each other.
  • the radiation portion 5 has a shape that widens as it moves away from the first surface 2a of the metal member 2.
  • the portion of the radome 3 that faces the radiation portion 5 also has a shape that widens as it moves away from the first surface 2a of the metal member 2.
  • the angle ⁇ between the radiation portion 5 and the first surface 2a of the metal member 2 is determined based on the aperture and directivity required of the antenna 1.
  • radio waves are radiated from the radiator 5.
  • Most of the radio waves emitted from the radiator 5 propagate in the Z direction through a portion of the thickness d1 inside the radome 3, as shown by the solid arrow in the figure, and between the first surface 3a of the radome 3 and the outside.
  • the light passes through the interface with the air layer and is emitted to the outside of the radome 3, that is, upward in the figure.
  • radio waves propagating in the Z direction through the portion of thickness d1 inside the radome 3 are transmitted through the interface between the first surface 3a of the radome 3 and the external air layer, and are radiated to the outside of the radome 3.
  • some radio waves are reflected at the boundary surface and propagate in the -Z direction.
  • the optical path difference between the reflected wave propagating in the -Z direction and the reflected wave reflected at the interface between the radiation section 5 and the radome 3 is an integral multiple of the tube wavelength ⁇ g. Therefore, by canceling out these two reflected waves, disturbance of the radio waves radiated from the antenna 1 is suppressed.
  • a portion of the radio waves radiated from the radiator 5 enters a portion of the radome 3 having a thickness of d2, as indicated by the dotted arrow in the figure. If this radio wave propagates inside the radome 3, it causes interference waves to leak out from the radome 3.
  • the thickness d2 of the portion of the radome 3 other than the portion facing the radiation portion 5 is formed so that it is less than half the internal wavelength ⁇ g of the radio waves propagating within the radome 3, that is, d2 ⁇ g/2. has been done.
  • the thickness d3 of the radio wave absorbing member 4 is formed to be thick enough so that the radio waves propagating within the radio wave absorbing member 4 are absorbed by dielectric loss or magnetic loss. As a result, almost all of the radio waves that have entered the radio wave absorbing member 4 are absorbed during the process of propagating within the radio wave absorbing member 4. Therefore, leakage of interference waves from the radome 3 is suppressed.
  • FIG. 6A is a diagram showing the results of electromagnetic field analysis of the antenna 1 of the radar device according to the first embodiment.
  • FIG. 6B is a diagram showing the directivity of the antenna 1 created based on the result of the electromagnetic field analysis of FIG. 6A. It can be seen that the directivity of the antenna 1 is flattened by suppressing interference waves from leaking out from within the radome 3.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the structure of an antenna 1201 of a radar device according to the prior art. Unlike the antenna 1 according to the first embodiment, no radio wave absorbing member is disposed between the metal member 1202 and the radome 1203. In this case, a part of the radio waves radiated from the radiator 1205 leaks out as interference waves while propagating inside the radome 1203, as indicated by dotted arrows in the figure.
  • FIG. 8A is a diagram showing the results of electromagnetic field analysis of the antenna 1201 of a radar device according to the prior art.
  • FIG. 8B is a diagram showing the directivity of the antenna 1201 created based on the result of the electromagnetic field analysis of FIG. 8A. Due to the influence of interference waves leaking out while propagating inside the radome 1203, the directivity of the antenna 1201 is no longer flat, and it can be seen that there are ripples.
  • the radar device includes a metal member 2 having an antenna structure in which a radio wave radiating section 5 is provided on the first surface 2a, and a first surface 2a of the metal member 2.
  • the radome 3 is disposed facing the metal member 2 and the radome 3, and an opening 4c is formed in a portion corresponding to the radiation part 5.
  • the member 4 is provided. Thereby, leakage of interference waves from the radome 3 is suppressed.
  • the directivity of the antenna 1 becomes flat. For example, when performing distance measurement using a combination of multiple antennas, if the directivity of the antennas is not flat, a distance measurement error will occur due to the difference in gain at each angle of each antenna. In the radar device according to the above, it is possible to suppress the occurrence of such distance measurement errors.
  • the strength of the antenna 1 can be kept high. Further, since the structures of the metal member 2, radome 3, and radio wave absorbing member 4 are simple, processing and assembly are easy.
  • the thickness d2 of the portion of the radome 3 other than the portion facing the radiation portion 5 is formed so that it is less than half the tube wavelength ⁇ g of the radio waves traveling inside the radome 3, that is, d2 ⁇ g/2. There is. This suppresses the propagation of radio waves that cause interference waves within the radome 3.
  • the thickness d3 of the radio wave absorbing member 4 is formed to be thick enough so that the radio waves propagating within the radio wave absorbing member 4 are absorbed by dielectric loss or magnetic loss. Specifically, the thickness d3 of the radio wave absorbing member 4 is formed such that the intensity of radio waves leaking from the radio wave absorbing member 4 is equal to or less than a predetermined threshold value. Thereby, the radio wave absorption member 4 effectively absorbs the radio waves.
  • the radiation part 5 is provided to protrude onto the first surface 2a of the metal member 2, and the portion of the radome 3 facing the radiation part 5 is provided to protrude toward the first surface 2a of the metal member 2. It is being The radiation portion 5 and the portion of the radome 3 that faces the radiation portion 5 are fitted into the opening 4c of the radio wave absorbing member 4. This facilitates positioning of the metal member 2 and the radome 3 during assembly.
  • the radio wave absorbing member 4 and the radome 3 are arranged so as to be in contact with each other, so that damage to the radome 3 is suppressed when an external force is applied to the radome 3.
  • a circuit board 6 is provided on the second surface 2b of the metal member 2, and all electronic components necessary for the operation of the antenna 1 are arranged on the circuit board 6. Further, no electronic components are placed on the first surface 2a of the metal member 2.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the antenna 201 of the radar device according to Embodiment 2 of the present disclosure.
  • a recess 203c is formed in the first surface 203a of the radome 203 of the antenna 201. This recess 203c allows the directivity of radio waves radiated from the antenna 201 to be controlled.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of an antenna 301 of a radar device according to Embodiment 3 of the present disclosure.
  • a convex portion 303d is formed on the first surface 303a of the radome 303 of the antenna 301. This convex portion 303d allows the directivity of the radio waves radiated from the antenna 301 to be made wide-angle.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an antenna 401 of a radar device according to Embodiment 4 of the present disclosure.
  • the antenna 401 includes a metal member 2 having an antenna structure and a radome 3 disposed opposite to the first surface 2a of the metal member 2. Further, a radio wave absorbing member 404 and a buffering member 407 are arranged between the metal member 2 and the radome 3.
  • FIG. 12A is a top view of the radio wave absorbing member 404.
  • FIG. 12B is a sectional view taken along line AA in FIG. 12A.
  • the radio wave absorbing member 404 is arranged in a ring shape only around the periphery of the radiation section 5 . Thereby, compared to Embodiment 1, the amount of radio wave absorbing member used can be reduced, so manufacturing costs can be reduced.
  • FIG. 13A is a top view of the buffer member 407.
  • FIG. 13B is a sectional view taken along line AA in FIG. 13A.
  • a buffer member 407 is arranged between the metal member 2 and the radome 3 except for the part where the radio wave absorbing member 404 is arranged. Thereby, the strength of the antenna 401 can be maintained while reducing the amount of radio wave absorbing member used. However, if the strength is sufficient even without using the buffer member 407, the portion of the buffer member 407 in the figure may remain hollow.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of an antenna 501 of a radar device according to Embodiment 5 of the present disclosure.
  • the radio wave absorbing members 504 are arranged in a plurality of rings around the periphery of the radiation section 5.
  • a buffer member 507 is arranged between the metal member 2 and the radome 3 except for the part where the radio wave absorbing member 504 is arranged.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of an antenna 601 of a radar device according to Embodiment 6 of the present disclosure.
  • the radio wave absorbing member 604 disposed between the metal member 2 and the radome 3 is composed of multiple layers of radio wave absorbing members 604a and 604b made of different materials. By using a combination of multiple layers of radio wave absorbing members made of different materials in this way, it becomes easy to adjust the characteristics of the radio wave absorbing members.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of an antenna 701 of a radar device according to Embodiment 7 of the present disclosure.
  • the radio wave absorbing member 704 disposed between the metal member 2 and the radome 3 is composed of multiple layers of radio wave absorbing members 704a and 704b made of different materials, and one of the radio wave absorbing members 704b has an air layer ( cavity) or a buffer member.
  • the air layer as one of the multiple layers of the radio wave absorbing member in this way, the degree of freedom in adjusting the characteristics of the radio wave absorbing member is improved.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of an antenna 801 of a radar device according to Embodiment 8 of the present disclosure.
  • the metal member 802 is provided with a plurality of radiating parts 805. Even if a plurality of radiating sections 805 are provided in this way, the radio waves radiated from each radiating section 805 are suppressed from propagating through the portion of thickness d2 inside the radome 803, so that each radiating section 805 can mutually communicate with each other. Combining is suppressed.
  • FIGS. 18 and 19 show variations of antennas having multiple radiating parts.
  • FIG. 20 is an exploded view of an antenna 901 of a radar device according to Embodiment 9 of the present disclosure.
  • FIG. 21 is a sectional view taken along line AA in FIG. 20.
  • the antenna 901 includes a flat dielectric substrate (substrate) 902 having an antenna structure, a radome 903 disposed opposite to a first surface 902a of the dielectric substrate 902, and the dielectric substrate 902 and the radome 903. It includes a radio wave absorbing member 904 disposed therebetween and a casing 920 that accommodates a dielectric substrate 902.
  • the antenna 901 according to the ninth embodiment has a "back surface feeding structure" in which power is fed from the back surface of the dielectric substrate 902, that is, the second surface 902b, and the feeding line that feeds power to the antenna structure is It is provided on the back surface 902b of the dielectric substrate 902.
  • a radiation section 905 that emits or receives radio waves is provided on the surface of the dielectric substrate 902, that is, on the first surface 902a.
  • a circuit board 906 on which electronic components and the like are arranged is arranged on the back surface 902b of the dielectric substrate 902.
  • a heat dissipation member 921 is provided at the lower part of the casing 920 that houses the dielectric substrate 902, that is, on the side facing the back surface 902b of the dielectric substrate 902.
  • the feed line for feeding power to the antenna structure is provided on the back surface 902b of the dielectric substrate 902, and the circuit board 906 on which electronic components etc. are arranged is also arranged on the back surface 902b. Only the radiation portion 905 is arranged on the surface 902a. Thereby, unnecessary radiation from the surface 902a of the dielectric substrate 902 can be suppressed. Furthermore, by arranging the circuit board 906 and the heat dissipating member 921 together on the back surface 902b of the dielectric substrate 902, it is possible to secure a sufficient space for arranging the radio wave absorbing member 904 on the front surface 902a of the dielectric substrate 902. .
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing the detailed structure of the dielectric substrate 902.
  • the dielectric substrate 902 includes a feed line (feed line) 910, a waveguide 913 that transmits the signal fed from the feed line 910 from the back surface 902b side to the front surface 902a side of the dielectric substrate 902, and the waveguide 913. It includes a power feeding section 908 that feeds the transmitted signal to the radiating section 905 by proximity coupling, and a radiating section 905 that radiates radio waves based on the signal fed from the feeding section 908.
  • the dielectric substrate 902 includes a plurality of layers L1 to L7.
  • the surface of the layer L1 corresponds to the surface 902a of the dielectric substrate 902.
  • the surface of the layer L7 corresponds to the back surface 902b of the dielectric substrate 902.
  • Layer L1 and layer L7 include, for example, a fluorine substrate or a glass polyimide substrate.
  • Layers L2, L3, L4, L5, and L6 include, for example, a high frequency material such as a glass epoxy substrate.
  • a power supply section 908 is provided between layers L1 and L2.
  • the power supply unit 908 is, for example, a plate-shaped conductive member.
  • the conductive member is, for example, a metal such as copper, aluminum, or gold.
  • the power feeding section 908 feeds the signal supplied from the waveguide 913 to the radiating section 905 by close coupling.
  • ground plates 909b which are conductive members
  • ground plates 909c which are conductive members
  • a ground plate 909a which is a conductive member, is provided between layers L6 and L7.
  • the ground plate 909a functions as a ground line for the power supply line 910.
  • the feed line 910 is a microstrip line.
  • the ground line (ground plate 909a) and the left ground plate 909b may be connected or coupled via one or more vias via the layer L6.
  • a via 914a is provided that penetrates between layers L3-L5 and electrically connects the left ground plates 909b and 909c.
  • a via 914b is provided that penetrates between the layers L3-L5 and electrically connects the right ground plates 909b and 909c.
  • a part of the upper side of the region sandwiched by the vias 914a and 914b is covered by the left ground plate 909c and the right ground plate 909c, and the remaining part is an opening 916.
  • a portion of the lower side of the region sandwiched by the vias 914a and 914b is covered by the left ground plate 909b and the right ground plate 909b, and the remaining portion is an opening 915.
  • a waveguide 913 (in-substrate waveguide) is configured by the vias 914a, the vias 914b, the left ground plate 909c, the right ground plate 909c, the left ground plate 909b, and the right ground plate 909b.
  • opening 915 and the opening 916 corresponds to the input part of the waveguide 913, and the other corresponds to the output part of the waveguide 913.
  • the aperture 915 corresponds to an input part
  • the aperture 916 corresponds to an output part.
  • opening 916 corresponds to an input section
  • opening 915 corresponds to an output section.
  • a radiation section 905 is provided on the surface of the layer L1.
  • a signal line 912 of a power supply line 910 is provided on the lower surface (back surface) of the layer L7.
  • a feed line 910 is configured by the signal line 912, the ground plate 909a, and the layer L7 (dielectric layer).
  • a power supply circuit 911 that supplies a high frequency signal (in the ninth embodiment, a millimeter wave band signal) is connected to the power supply line 910.
  • the power supply circuit 911 is configured by, for example, an integrated circuit.
  • the feed line 910 is a microstrip line, but other lines such as a coplanar line are also possible.
  • the power supply line 910 transmits a millimeter wave band signal supplied from a power supply circuit 911.
  • An end 912a of the signal line 912 faces the opening 915 via the layer L7 and the layer L6.
  • a signal transmitted through the feed line 910 is input from the end 912a of the signal line 912 to the waveguide 913 through the opening 915.
  • a back surface feeding structure a structure in which power is fed from the surface opposite to the surface on which the radiation section 905 is arranged.
  • a protruding radiating portion is provided on the first surface of a flat substrate.
  • the antenna structure of the radar device may be, for example, a slot antenna, a microstrip antenna, a horn antenna, or the like. Therefore, for example, the radiation section may be a space provided on the first surface of a flat substrate.
  • a frequency selective surface (FSS) and a metasurface may be arranged on the first surface of the radome.
  • FIG. 23 is a block diagram showing a configuration example of a vehicle control system 11, which is an example of a mobile device control system to which the present technology is applied.
  • the antenna of the radar device according to the embodiment or modification described above can also be used, for example, as an antenna when the communication unit 22 performs wireless communication.
  • the vehicle control system 11 is provided in the vehicle 100 and performs processing related to travel support and automatic driving of the vehicle 100.
  • the vehicle control system 11 includes a vehicle control ECU (Electronic Control Unit) 21, a communication unit 22, a map information storage unit 23, a position information acquisition unit 24, an external recognition sensor 25, an in-vehicle sensor 26, a vehicle sensor 27, a storage unit 28, and a driving unit. It includes a support/automatic driving control section 29, a DMS (Driver Monitoring System) 30, an HMI (Human Machine Interface) 31, and a vehicle control section 32.
  • vehicle control ECU Electronic Control Unit
  • communication unit 22 includes a communication unit 22, a map information storage unit 23, a position information acquisition unit 24, an external recognition sensor 25, an in-vehicle sensor 26, a vehicle sensor 27, a storage unit 28, and a driving unit.
  • a position information acquisition unit includes a position information acquisition unit 24, an external recognition sensor 25, an in-vehicle sensor 26, a vehicle sensor 27, a storage unit 28, and a driving unit. It includes a support/automatic driving control section 29, a DMS (Driver Monitoring System) 30, an HMI (Human Machine Interface) 31, and
  • Vehicle control ECU 21, communication unit 22, map information storage unit 23, position information acquisition unit 24, external recognition sensor 25, interior sensor 26, vehicle sensor 27, storage unit 28, driving support/automatic driving control unit 29, driver monitoring system ( DMS) 30, human machine interface (HMI) 31, and vehicle control unit 32 are connected to each other via a communication network 41 so that they can communicate with each other.
  • the communication network 41 is, for example, an in-vehicle network compliant with digital two-way communication standards such as CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), LAN (Local Area Network), FlexRay (registered trademark), and Ethernet (registered trademark). It consists of communication networks, buses, etc.
  • the communication network 41 may be used depending on the type of data to be transmitted.
  • CAN may be applied to data related to vehicle control
  • Ethernet may be applied to large-capacity data.
  • each part of the vehicle control system 11 uses wireless communication that assumes communication over a relatively short distance, such as near field communication (NFC) or Bluetooth (registered trademark), without going through the communication network 41. In some cases, the connection may be made directly using the .
  • NFC near field communication
  • Bluetooth registered trademark
  • the vehicle control ECU 21 is composed of various processors such as a CPU (Central Processing Unit) and an MPU (Micro Processing Unit).
  • the vehicle control ECU 21 controls the entire or part of the functions of the vehicle control system 11.
  • the communication unit 22 communicates with various devices inside and outside the vehicle, other vehicles, servers, base stations, etc., and transmits and receives various data. At this time, the communication unit 22 can perform communication using a plurality of communication methods.
  • the communication unit 22 communicates with an external network via a base station or an access point using a wireless communication method such as 5G (fifth generation mobile communication system), LTE (Long Term Evolution), or DSRC (Dedicated Short Range Communications). Communicate with servers (hereinafter referred to as external servers) located in the external server.
  • the external network with which the communication unit 22 communicates is, for example, the Internet, a cloud network, or a network unique to the operator.
  • the communication method that the communication unit 22 performs with the external network is not particularly limited as long as it is a wireless communication method that allows digital two-way communication at a communication speed of a predetermined rate or higher and over a predetermined distance or longer.
  • the communication unit 22 can communicate with a terminal located near the own vehicle using P2P (Peer To Peer) technology.
  • Terminals that exist near your vehicle include, for example, terminals worn by moving objects that move at relatively low speeds such as pedestrians and bicycles, terminals that are installed at fixed locations in stores, or MTC (Machine Type Communication) terminal.
  • the communication unit 22 can also perform V2X communication.
  • V2X communication includes, for example, vehicle-to-vehicle communication with other vehicles, vehicle-to-infrastructure communication with roadside equipment, and vehicle-to-home communication. , and communications between one's own vehicle and others, such as vehicle-to-pedestrian communications with terminals, etc. carried by pedestrians.
  • the communication unit 22 can receive, for example, a program for updating software that controls the operation of the vehicle control system 11 from the outside (over the air).
  • the communication unit 22 can further receive map information, traffic information, information about the surroundings of the vehicle 100, etc. from the outside. Further, for example, the communication unit 22 can transmit information regarding the vehicle 100, information around the vehicle 100, etc. to the outside.
  • the information regarding the vehicle 100 that the communication unit 22 transmits to the outside includes, for example, data indicating the state of the vehicle 100, recognition results by the recognition unit 73, and the like. Further, for example, the communication unit 22 performs communication compatible with a vehicle emergency notification system such as e-call.
  • the communication unit 22 receives electromagnetic waves transmitted by a road traffic information communication system (VICS (Vehicle Information and Communication System) (registered trademark)) such as a radio beacon, an optical beacon, and FM multiplex broadcasting.
  • VICS Vehicle Information and Communication System
  • the communication unit 22 can communicate with each device in the vehicle using, for example, wireless communication.
  • the communication unit 22 performs wireless communication with devices in the vehicle using a communication method such as wireless LAN, Bluetooth, NFC, or WUSB (Wireless USB) that allows digital two-way communication at a communication speed higher than a predetermined communication speed. Can be done.
  • the communication unit 22 is not limited to this, and can also communicate with each device in the vehicle using wired communication.
  • the communication unit 22 can communicate with each device in the vehicle through wired communication via a cable connected to a connection terminal (not shown).
  • the communication unit 22 performs digital two-way communication at a predetermined communication speed or higher through wired communication, such as USB (Universal Serial Bus), HDMI (High-Definition Multimedia Interface) (registered trademark), and MHL (Mobile High-definition Link). It is possible to communicate with each device in the car using a communication method that allows for communication.
  • USB Universal Serial Bus
  • HDMI High-Definition Multimedia Interface
  • MHL Mobile High-definition Link
  • the in-vehicle equipment refers to, for example, equipment that is not connected to the communication network 41 inside the car.
  • in-vehicle devices include mobile devices and wearable devices carried by passengers such as drivers, information devices brought into the vehicle and temporarily installed, and the like.
  • the map information storage unit 23 stores one or both of a map acquired from the outside and a map created by the vehicle 100.
  • the map information storage unit 23 stores three-dimensional high-precision maps, global maps that are less accurate than high-precision maps, and cover a wide area, and the like.
  • Examples of high-precision maps include dynamic maps, point cloud maps, vector maps, etc.
  • the dynamic map is, for example, a map consisting of four layers of dynamic information, semi-dynamic information, semi-static information, and static information, and is provided to the vehicle 100 from an external server or the like.
  • a point cloud map is a map composed of point clouds (point cloud data).
  • a vector map is a map that is compatible with ADAS (Advanced Driver Assistance System) and AD (Autonomous Driving) by associating traffic information such as lanes and traffic light positions with a point cloud map.
  • the point cloud map and vector map may be provided, for example, from an external server, or may be used as a map for matching with a local map, which will be described later, based on sensing results from the camera 51, radar 52, LiDAR 53, etc. It may be created by the vehicle 100 and stored in the map information storage section 23. Furthermore, when a high-definition map is provided from an external server, etc., in order to reduce communication capacity, map data of, for example, several hundred meters square regarding the planned route that the vehicle 100 will travel from now on is obtained from the external server, etc. .
  • the position information acquisition unit 24 receives a GNSS signal from a GNSS (Global Navigation Satellite System) satellite and acquires the position information of the vehicle 100.
  • the acquired position information is supplied to the driving support/automatic driving control section 29.
  • the location information acquisition unit 24 is not limited to the method using GNSS signals, and may acquire location information using a beacon, for example.
  • the external recognition sensor 25 includes various sensors used to recognize the external situation of the vehicle 100, and supplies sensor data from each sensor to each part of the vehicle control system 11.
  • the type and number of sensors included in the external recognition sensor 25 are arbitrary.
  • the external recognition sensor 25 includes a camera 51, a radar 52, a LiDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging) 53, and an ultrasonic sensor 54.
  • the configuration is not limited to this, and the external recognition sensor 25 may include one or more types of sensors among the camera 51, the radar 52, the LiDAR 53, and the ultrasonic sensor 54.
  • the number of cameras 51, radar 52, LiDAR 53, and ultrasonic sensors 54 is not particularly limited as long as it can be realistically installed in vehicle 100.
  • the types of sensors included in the external recognition sensor 25 are not limited to this example, and the external recognition sensor 25 may include other types of sensors. Examples of sensing areas of each sensor included in the external recognition sensor 25 will be described later.
  • the photographing method of the camera 51 is not particularly limited.
  • cameras with various shooting methods such as a ToF (Time Of Flight) camera, a stereo camera, a monocular camera, and an infrared camera that can perform distance measurement can be applied to the camera 51 as necessary.
  • the camera 51 is not limited to this, and the camera 51 may simply be used to acquire photographed images, regardless of distance measurement.
  • the external recognition sensor 25 can include an environment sensor for detecting the environment for the vehicle 100.
  • the environmental sensor is a sensor for detecting the environment such as weather, meteorology, brightness, etc., and can include various sensors such as a raindrop sensor, a fog sensor, a sunlight sensor, a snow sensor, and an illuminance sensor.
  • the external recognition sensor 25 includes a microphone used to detect sounds around the vehicle 100 and the position of a sound source.
  • the in-vehicle sensor 26 includes various sensors for detecting information inside the vehicle, and supplies sensor data from each sensor to each part of the vehicle control system 11.
  • the types and number of various sensors included in the in-vehicle sensor 26 are not particularly limited as long as they can be realistically installed in the vehicle 100.
  • the in-vehicle sensor 26 can include one or more types of sensors among a camera, radar, seating sensor, steering wheel sensor, microphone, and biological sensor.
  • the camera included in the in-vehicle sensor 26 it is possible to use cameras of various photographing methods capable of distance measurement, such as a ToF camera, a stereo camera, a monocular camera, and an infrared camera.
  • the present invention is not limited to this, and the camera included in the in-vehicle sensor 26 may simply be used to acquire photographed images, regardless of distance measurement.
  • a biosensor included in the in-vehicle sensor 26 is provided, for example, on a seat, a steering wheel, or the like, and detects various biometric information of a passenger such as a driver.
  • the vehicle sensor 27 includes various sensors for detecting the state of the vehicle 100, and supplies sensor data from each sensor to each part of the vehicle control system 11.
  • the types and number of various sensors included in the vehicle sensor 27 are not particularly limited as long as they can be realistically installed in the vehicle 100.
  • the vehicle sensor 27 includes a speed sensor, an acceleration sensor, an angular velocity sensor (gyro sensor), and an inertial measurement unit (IMU) that integrates these.
  • the vehicle sensor 27 includes a steering angle sensor that detects the steering angle of the steering wheel, a yaw rate sensor, an accelerator sensor that detects the amount of operation of the accelerator pedal, and a brake sensor that detects the amount of operation of the brake pedal.
  • the vehicle sensor 27 includes a rotation sensor that detects the rotation speed of an engine or motor, an air pressure sensor that detects tire air pressure, a slip rate sensor that detects tire slip rate, and a wheel speed sensor that detects wheel rotation speed. Equipped with a sensor.
  • the vehicle sensor 27 includes a battery sensor that detects the remaining battery power and temperature, and an impact sensor that detects an external impact.
  • the storage unit 28 includes at least one of a nonvolatile storage medium and a volatile storage medium, and stores data and programs.
  • the storage unit 28 is used, for example, as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and the storage medium includes a magnetic storage device such as an HDD (Hard Disc Drive), a semiconductor storage device, an optical storage device, And magneto-optical storage devices can be applied.
  • the storage unit 28 stores various programs and data used by each part of the vehicle control system 11.
  • the storage unit 28 includes an EDR (Event Data Recorder) and a DSSAD (Data Storage System for Automated Driving), and stores information on the vehicle 100 before and after an event such as an accident, and information acquired by the in-vehicle sensor 26.
  • EDR Event Data Recorder
  • DSSAD Data Storage System for Automated Driving
  • the driving support/automatic driving control unit 29 controls driving support and automatic driving of the vehicle 100.
  • the driving support/automatic driving control section 29 includes an analysis section 61, an action planning section 62, and an operation control section 63.
  • the analysis unit 61 performs analysis processing of the vehicle 100 and the surrounding situation.
  • the analysis section 61 includes a self-position estimation section 71, a sensor fusion section 72, and a recognition section 73.
  • the self-position estimating section 71 estimates the self-position of the vehicle 100 based on sensor data from the external recognition sensor 25 and the high-precision map stored in the map information storage section 23. For example, the self-position estimating unit 71 estimates the self-position of the vehicle 100 by generating a local map based on sensor data from the external recognition sensor 25 and matching the local map with a high-precision map. The position of the vehicle 100 is, for example, based on the center of the rear wheels versus the axle.
  • the local map is, for example, a three-dimensional high-precision map created using technology such as SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), an occupancy grid map, or the like.
  • the three-dimensional high-precision map is, for example, the above-mentioned point cloud map.
  • the occupancy grid map is a map that divides the three-dimensional or two-dimensional space around the vehicle 100 into grids (grids) of a predetermined size and shows the occupancy state of objects in each grid.
  • the occupancy state of an object is indicated by, for example, the presence or absence of the object or the probability of its existence.
  • the local map is also used, for example, in the detection process and recognition process of the external situation of the vehicle 100 by the recognition unit 73.
  • the self-position estimation unit 71 may estimate the self-position of the vehicle 100 based on the position information acquired by the position information acquisition unit 24 and sensor data from the vehicle sensor 27.
  • the sensor fusion unit 72 performs sensor fusion processing to obtain new information by combining a plurality of different types of sensor data (for example, image data supplied from the camera 51 and sensor data supplied from the radar 52). .
  • Methods for combining different types of sensor data include integration, fusion, and federation.
  • the recognition unit 73 executes a detection process for detecting a situation outside the vehicle 100 and a recognition process for recognizing a situation outside the vehicle 100.
  • the recognition unit 73 performs detection processing and recognition processing of the external situation of the vehicle 100 based on information from the external recognition sensor 25, information from the self-position estimation unit 71, information from the sensor fusion unit 72, etc. .
  • the recognition unit 73 performs detection processing and recognition processing of objects around the vehicle 100.
  • Object detection processing is, for example, processing for detecting the presence or absence, size, shape, position, movement, etc. of an object.
  • the object recognition process is, for example, a process of recognizing attributes such as the type of an object or identifying a specific object.
  • detection processing and recognition processing are not necessarily clearly separated, and may overlap.
  • the recognition unit 73 detects objects around the vehicle 100 by performing clustering, which classifies a point cloud based on sensor data from the radar 52, LiDAR 53, etc. into point clouds. As a result, the presence, size, shape, and position of objects around the vehicle 100 are detected.
  • the recognition unit 73 detects the movement of objects around the vehicle 100 by performing tracking that follows the movement of a group of points classified by clustering. As a result, the speed and traveling direction (moving vector) of objects around the vehicle 100 are detected.
  • the recognition unit 73 detects or recognizes vehicles, people, bicycles, obstacles, structures, roads, traffic lights, traffic signs, road markings, etc. based on the image data supplied from the camera 51. Further, the recognition unit 73 may recognize the types of objects around the vehicle 100 by performing recognition processing such as semantic segmentation.
  • the recognition unit 73 uses the map stored in the map information storage unit 23, the self-position estimation result by the self-position estimating unit 71, and the recognition result of objects around the vehicle 100 by the recognition unit 73 to: Recognition processing of traffic rules around the vehicle 100 can be performed. Through this processing, the recognition unit 73 can recognize the positions and states of traffic lights, the contents of traffic signs and road markings, the contents of traffic regulations, the lanes in which the vehicle can travel, and the like.
  • the recognition unit 73 can perform recognition processing of the environment around the vehicle 100.
  • the surrounding environment to be recognized by the recognition unit 73 includes weather, temperature, humidity, brightness, road surface conditions, and the like.
  • the action planning unit 62 creates an action plan for the vehicle 100.
  • the action planning unit 62 creates an action plan by performing route planning and route following processing.
  • global path planning is a process of planning a rough route from the start to the goal. This route planning is called trajectory planning, and involves generating a trajectory (local path planning) that can safely and smoothly proceed near the vehicle 100 in consideration of the motion characteristics of the vehicle 100 on the planned route. It also includes the processing to be performed.
  • Route following is a process of planning actions to safely and accurately travel the route planned by route planning within the planned time.
  • the action planning unit 62 can calculate the target speed and target angular velocity of the vehicle 100, for example, based on the result of this route following process.
  • the motion control section 63 controls the motion of the vehicle 100 in order to realize the action plan created by the action planning section 62.
  • the operation control unit 63 controls a steering control unit 81, a brake control unit 82, and a drive control unit 83 included in the vehicle control unit 32, which will be described later, so that the vehicle 100 follows the trajectory calculated by the trajectory plan. Acceleration/deceleration control and direction control are performed so that the vehicle moves forward.
  • the operation control unit 63 performs cooperative control aimed at realizing ADAS functions such as collision avoidance or shock mitigation, follow-up driving, vehicle speed maintenance driving, self-vehicle collision warning, and lane departure warning for self-vehicle.
  • the operation control unit 63 performs cooperative control for the purpose of automatic driving, etc., in which the vehicle autonomously travels without depending on the driver's operation.
  • the DMS 30 performs driver authentication processing, driver state recognition processing, etc. based on sensor data from the in-vehicle sensor 26, input data input to the HMI 31, which will be described later, and the like.
  • the driver's condition to be recognized includes, for example, physical condition, alertness level, concentration level, fatigue level, line of sight, drunkenness level, driving operation, posture, etc.
  • the DMS 30 may perform the authentication process of a passenger other than the driver and the recognition process of the state of the passenger. Further, for example, the DMS 30 may perform recognition processing of the situation inside the vehicle based on sensor data from the in-vehicle sensor 26.
  • the conditions inside the vehicle that are subject to recognition include, for example, temperature, humidity, brightness, and odor.
  • the HMI 31 inputs various data and instructions, and presents various data to the driver and the like.
  • the HMI 31 includes an input device for a person to input data.
  • the HMI 31 generates input signals based on data, instructions, etc. input by an input device, and supplies them to each part of the vehicle control system 11 .
  • the HMI 31 includes operators such as a touch panel, buttons, switches, and levers as input devices.
  • the present invention is not limited to this, and the HMI 31 may further include an input device capable of inputting information by a method other than manual operation using voice, gesture, or the like.
  • the HMI 31 may use, as an input device, an externally connected device such as a remote control device using infrared rays or radio waves, or a mobile device or wearable device that supports operation of the vehicle control system 11.
  • the HMI 31 generates visual information, auditory information, and tactile information for the passenger or the outside of the vehicle. Further, the HMI 31 performs output control to control the output, output content, output timing, output method, etc. of each generated information.
  • the HMI 31 generates and outputs, as visual information, information shown by images and lights, such as an operation screen, a status display of the vehicle 100, a warning display, and a monitor image showing the situation around the vehicle 100.
  • the HMI 31 generates and outputs, as auditory information, information indicated by sounds such as audio guidance, warning sounds, and warning messages.
  • the HMI 31 generates and outputs, as tactile information, information given to the passenger's tactile sense by, for example, force, vibration, movement, or the like.
  • an output device for the HMI 31 to output visual information for example, a display device that presents visual information by displaying an image or a projector device that presents visual information by projecting an image can be applied.
  • display devices that display visual information within the passenger's field of vision include, for example, a head-up display, a transparent display, and a wearable device with an AR (Augmented Reality) function. It may be a device.
  • the HMI 31 can also use a display device included in a navigation device, an instrument panel, a CMS (Camera Monitoring System), an electronic mirror, a lamp, etc. provided in the vehicle 100 as an output device that outputs visual information.
  • an output device through which the HMI 31 outputs auditory information for example, an audio speaker, headphones, or earphones can be used.
  • a haptics element using haptics technology can be applied as an output device from which the HMI 31 outputs tactile information.
  • the haptic element is provided at a portion of the vehicle 100 that comes into contact with a passenger, such as a steering wheel or a seat.
  • the vehicle control unit 32 controls each part of the vehicle 100.
  • the vehicle control section 32 includes a steering control section 81 , a brake control section 82 , a drive control section 83 , a body system control section 84 , a light control section 85 , and a horn control section 86 .
  • the steering control unit 81 detects and controls the state of the steering system of the vehicle 100.
  • the steering system includes, for example, a steering mechanism including a steering wheel, an electric power steering, and the like.
  • the steering control unit 81 includes, for example, a steering ECU that controls the steering system, an actuator that drives the steering system, and the like.
  • the brake control unit 82 detects and controls the state of the brake system of the vehicle 100.
  • the brake system includes, for example, a brake mechanism including a brake pedal, an ABS (Antilock Brake System), a regenerative brake mechanism, and the like.
  • the brake control unit 82 includes, for example, a brake ECU that controls the brake system, an actuator that drives the brake system, and the like.
  • the drive control unit 83 detects and controls the state of the drive system of the vehicle 100.
  • the drive system includes, for example, an accelerator pedal, a drive force generation device such as an internal combustion engine or a drive motor, and a drive force transmission mechanism for transmitting the drive force to the wheels.
  • the drive control unit 83 includes, for example, a drive ECU that controls the drive system, an actuator that drives the drive system, and the like.
  • the body system control unit 84 detects and controls the state of the body system of the vehicle 100.
  • the body system includes, for example, a keyless entry system, a smart key system, a power window device, a power seat, an air conditioner, an air bag, a seat belt, a shift lever, and the like.
  • the body system control unit 84 includes, for example, a body system ECU that controls the body system, an actuator that drives the body system, and the like.
  • the light control unit 85 detects and controls the states of various lights on the vehicle 100. Examples of lights to be controlled include headlights, backlights, fog lights, turn signals, brake lights, projections, and bumper displays.
  • the light control unit 85 includes a light ECU that controls the lights, an actuator that drives the lights, and the like.
  • the horn control unit 86 detects and controls the state of the car horn of the vehicle 100.
  • the horn control unit 86 includes, for example, a horn ECU that controls the car horn, an actuator that drives the car horn, and the like.
  • FIG. 24 is a diagram showing an example of sensing areas by the camera 51, radar 52, LiDAR 53, ultrasonic sensor 54, etc. of the external recognition sensor 25 in FIG. 23. Note that FIG. 24 schematically shows the vehicle 100 viewed from above, with the left end side being the front end (front) side of the vehicle 100, and the right end side being the rear end (rear) side of the vehicle 100.
  • the sensing region 101F and the sensing region 101B are examples of sensing regions of the ultrasonic sensor 54.
  • the sensing region 101F covers the area around the front end of the vehicle 100 by a plurality of ultrasonic sensors 54.
  • Sensing region 101B covers the vicinity of the rear end of vehicle 100 by a plurality of ultrasonic sensors 54.
  • the sensing results in the sensing region 101F and the sensing region 101B are used, for example, for parking assistance for the vehicle 100.
  • the sensing regions 102F and 102B are examples of sensing regions of the short-range or medium-range radar 52.
  • Sensing area 102F covers the front of vehicle 100 to a position farther than sensing area 101F.
  • Sensing area 102B covers the rear of vehicle 100 to a position farther than sensing area 101B.
  • the sensing region 102L covers the rear periphery of the left side surface of the vehicle 100.
  • the sensing region 102R covers the rear periphery of the right side of the vehicle 100.
  • the sensing results in the sensing region 102F are used, for example, to detect vehicles, pedestrians, etc. that are present in front of the vehicle 100.
  • the sensing results in the sensing region 102B are used, for example, for a rear collision prevention function of the vehicle 100.
  • the sensing results in sensing region 102L and sensing region 102R are used, for example, to detect objects in blind spots on the sides of vehicle 100.
  • the sensing area 103F to the sensing area 103B are examples of sensing areas by the camera 51. Sensing area 103F covers a position farther forward than sensing area 102F in front of vehicle 100. Sensing area 103B covers the rear of vehicle 100 to a position farther than sensing area 102B. Sensing region 103L covers the periphery of the left side of vehicle 100. Sensing region 103R covers the periphery of the right side of vehicle 100.
  • the sensing results in the sensing region 103F can be used, for example, for recognition of traffic lights and traffic signs, lane departure prevention support systems, and automatic headlight control systems.
  • the sensing results in sensing region 103B can be used, for example, in parking assistance and surround view systems.
  • the sensing results in the sensing region 103L and the sensing region 103R can be used, for example, in a surround view system.
  • the sensing area 104 shows an example of the sensing area of the LiDAR 53. Sensing area 104 covers the front of vehicle 100 to a position farther than sensing area 103F. On the other hand, the sensing region 104 has a narrower range in the left-right direction than the sensing region 103F.
  • the sensing results in the sensing area 104 are used, for example, to detect objects such as surrounding vehicles.
  • the sensing area 105 is an example of the sensing area of the long-distance radar 52. Sensing area 105 covers a position farther forward than sensing area 104 in front of vehicle 100. On the other hand, the sensing region 105 has a narrower range in the left-right direction than the sensing region 104.
  • the sensing results in the sensing area 105 are used, for example, for ACC (Adaptive Cruise Control), emergency braking, collision avoidance, and the like.
  • ACC Adaptive Cruise Control
  • emergency braking braking
  • collision avoidance collision avoidance
  • the sensing areas of the cameras 51, radar 52, LiDAR 53, and ultrasonic sensors 54 included in the external recognition sensor 25 may have various configurations other than those shown in FIG. 24.
  • the ultrasonic sensor 54 may also sense the side of the vehicle 100, or the LiDAR 53 may sense the rear of the vehicle 100.
  • the installation position of each sensor is not limited to each example mentioned above. Further, the number of each sensor may be one or more than one. (Conclusion)
  • the present disclosure can also have the following configuration.
  • a substrate having an antenna structure in which a radio wave radiating section is provided on a first surface; a radome disposed opposite the first surface of the substrate;
  • a radar device comprising: a radio wave absorbing member that is disposed between the substrate and the radome, has an opening formed in a portion corresponding to the radiation section, and includes an insulator that absorbs radio waves.
  • the thickness of the portion of the radome other than the portion facing the radiation portion is less than half the internal wavelength of radio waves transmitted within the radome.
  • [Item 7] (Actual 2, Actual 3) The radar device according to any one of items 1 to 6, wherein a concave portion or a convex portion is formed on the first surface of the radome.
  • [Item 8] (Actual 4, Actual 5) 7.
  • [Item 9] (Actual 4, Actual 5) The radar device according to item 8, wherein the radio wave absorbing member is arranged in one or more ring shapes on the periphery of the radiation section.
  • [Item 10] (Actual 4, Actual 5) The radar device according to item 9, wherein a buffer member is arranged between the substrate and the radome except for the part where the radio wave absorbing member is arranged.
  • [Item 11] (Actual 6, Actual 7) The radar device according to any one of items 1 to 9, wherein the radio wave absorbing member includes a plurality of layers of radio wave absorbing members made of different materials.
  • the radio wave absorbing member includes a plurality of layers of radio wave absorbing members made of different materials.
  • the radar device according to item 11 (Real 7) The radar device according to item 11, wherein one of the plurality of layers of radio wave absorbing members made of different materials is an air layer.
  • [Item 13] (Real 8) The radar device according to any one of items 1 to 12, wherein a plurality of the radiating parts are provided on the first surface of the substrate.
  • [Item 14] (Actual 1 to Actual 9) The radar device according to any one of items 1 to 13, wherein the insulator included in the radio wave absorbing member is polyethylene carbonate.
  • [Item 15] (Modified example) 15. The radar device according to any one of items 1 to 14, wherein the antenna structure is a slot antenna, a microstrip antenna, or a horn antenna.
  • [Item 16] (Modified example) The radar device according to any one of items 1 to 15, wherein a frequency selection plate and a metasurface are arranged on the first surface of the radome.
  • [Item 17] (Actual 1 to Actual 9) 17. The radar device according to any one of items 1 to 16, wherein the radio waves radiated from the radiation section are millimeter waves.
  • [Item 18] (Actual 1 to Actual 9) The radar device according to any one of items 1 to 17, wherein the radar device is a vehicle-mounted radar device. [Item 19] 19. The radar device according to any one of items 1 to 18, wherein the radiation section is a space provided on the first surface of the substrate. [Item 20] (Actual 1 to Actual 9) The radar device according to item 1, wherein the substrate is a metal member. [Item 21] (Real 9) 21. The radar device according to any one of items 1 to 20, wherein a second surface of the substrate opposite to the first surface is provided with a feed line for feeding power to the antenna structure. [Item 22] (Real 9) The radar device according to item 20, wherein electronic components are arranged on the second surface of the substrate.
  • a substrate having an antenna structure in which a radio wave radiating section is provided on a first surface; a radome disposed opposite the first surface of the substrate; a radar device, comprising: a radio wave absorbing member disposed between the substrate and the radome, having an opening formed in a portion corresponding to the radiation portion, and including an insulator that absorbs radio waves;
  • An in-vehicle sensing system comprising: an object recognition processing device that performs object recognition processing based on an output of the radar device; and a vehicle control device that controls a vehicle based on a recognition result of the object recognition processing device.

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Abstract

［課題］レドームから干渉波が漏れ出すことを抑制することができるレーダ装置、および当該レーダ装置を備える車載センシングシステムを提供する。 ［解決手段］本開示のレーダ装置は、第１の面上に電波の放射部が設けられるアンテナ構造を有する基板と、基板の第１の面に対向して配置されるレドームと、基板とレドームとの間に配置され、放射部に対応する部分に開口が形成されるとともに、電波を吸収する絶縁体を含む電波吸収部材とを備える。

Description

レーダ装置および車載センシングシステム
　本開示は、レーダ装置および車載センシングシステムに関する。
　レーダ装置のアンテナを外部からの衝撃や汚れ等から保護するために、レドームが用いられる。例えば、アンテナ構造を有する基板の一方の面上に電波の放射部を設け、この面と対向するようにレドームを配置する。この際、理想的には、放射部から放射される電波は、レドーム内をほぼ垂直方向に伝搬し、レドームと外部の空気層との境界面を透過して外部に向けて放射される。
　しかしながら、実際には、レドーム内を意図しない方向に伝搬する電波が存在し、この電波がレドームから干渉波として漏れ出してしまうことがある。このような干渉波は、アンテナの指向性を悪化させる原因となる。
　特許文献１には、アンテナ構造を有する基板とレドームとの間にＥＭＩシールドを配置するレーダ装置の発明が記載されている。しかしながら、ＥＭＩシールドによっては、レドームから干渉波が漏れ出すことを抑制することはできない。
特表２０１７－５０１３７１号公報
　本開示は、上記のような課題を解決するためのものであり、レドームから干渉波が漏れ出すことを抑制することができるレーダ装置、および当該レーダ装置を備える車載センシングシステムを提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本開示に係るレーダ装置は、第１の面上に電波の放射部が設けられる基板を有する金属部材と、基板の第１の面に対向して配置されるレドームと、基板とレドームとの間に配置され、放射部に対応する部分に開口が形成されるとともに、電波を吸収する絶縁体を含む電波吸収部材とを備える。
　また、本開示に係る車載センシングシステムは、第１の面上に電波の放射部が設けられるアンテナ構造を有する基板と、基板の第１の面に対向して配置されるレドームと、基板とレドームとの間に配置され、放射部に対応する部分に開口が形成されるとともに、電波を吸収する絶縁体を含む電波吸収部材とを備える、レーダ装置、レーダ装置の出力に基づいて、物体の認識処理を行う物体認識処理装置、および物体認識処理装置の認識結果に基づいて、車両の制御を行う車両制御装置を備える。
実施の形態１に係るレーダ装置のアンテナの外観を示す図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 実施の形態１に係る金属部材の上面図である。 図３ＡのＡ－Ａ断面図である。 実施の形態１に係る電波吸収部材の上面図である。 図４ＡのＡ－Ａ断面図である。 実施の形態１に係るレーダ装置の作用を説明する図である。 実施の形態１に係るレーダ装置の電磁界解析の結果を示す図である。 実施の形態１に係るレーダ装置の指向性を示す図である。 従来技術に係るレーダ装置の作用を説明する図である。 従来技術に係るレーダ装置の電磁界解析の結果を示す図である。 従来技術に係るレーダ装置の指向性を示す図である。 実施の形態２に係るレーダ装置の断面図である。 実施の形態３に係るレーダ装置の断面図である。 実施の形態４に係るレーダ装置の断面図である。 実施の形態４に係る電波吸収部材の上面図である。 図１２ＡのＡ－Ａ断面図である。 実施の形態４に係る緩衝部材の上面図である。 図１３ＡのＡ－Ａ断面図である。 実施の形態５に係るレーダ装置の断面図である。 実施の形態６に係るレーダ装置の断面図である。 実施の形態７に係るレーダ装置の断面図である。 実施の形態８に係るレーダ装置の断面図である。 実施の形態８に係るレーダ装置の第１のバリエーションの断面図である。 実施の形態８に係るレーダ装置の第２のバリエーションの断面図である。 実施の形態９に係るレーダ装置のアンテナの分解図である。 図２０のＡ－Ａ断面図である。 実施の形態９に係る誘電体基板の断面図である。 車両制御システムの構成例を示すブロック図である。 センシング領域の例を示す図である。
　以下では、図面を参照しながら、本開示の実施の形態について説明する。図面において、同一または対応する要素には同じ参照符号を付して、詳細な説明は適宜省略する。
　［実施の形態１］
　図１は、本開示の実施の形態１に係るレーダ装置のアンテナ１の外観を示す図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。アンテナ１は、アンテナ構造を有する平板状の金属部材（基板）２と、金属部材２の第１の面２ａに対向して配置されるレドーム３と、金属部材２とレドーム３との間に配置される電波吸収部材４とを備えている。
　図３Ａは、金属部材２の上面図である。図３Ｂは、図３ＡのＡ－Ａ断面図である。金属部材２の第１の面２ａ上には、電波を放射する放射部５が設けられている。放射部５から放射される電波の種類は特に限定されるものではないが、一例として、車載レーダ等で用いられるミリ波である。金属部材２の第２の面２ｂ上には、電子部品等が配置される回路
基板６が配置されている。
　図４Ａは、電波吸収部材４の上面図である。図４Ｂは、図４ＡのＡ－Ａ断面図である。電波吸収部材４は、電波を吸収する絶縁体を含む材料によって形成されている。電波吸収部材４に含まれる絶縁体の材料としては、例えば、ポリエチレンカーボネート（ＰＴＣ：Polyethylene Carbonate）等を用いることができる。電波吸収部材４における金属部材２の放射部５に対応する部分には、開口４ｃが形成されている。
　図２に示されるように、レドーム３における放射部５と対向する部分の厚さｄ１は、レドーム３内を伝搬する電波の管内波長λｇの半分の整数倍、すなわちｄ１＝ｎ・λｇ／２（ｎは正の整数）となるように形成されている。一方、レドーム３における放射部５と対向する部分以外の厚さｄ２は、レドーム３内を電波する電波の管内波長λｇの半分未満の厚さ、すなわちｄ２＜λｇ／２となるように形成されている。
　電波吸収部材４の厚さｄ３は、電波吸収部材４内を伝搬する電波が誘電損失または磁性損失によって吸収されるのに十分な厚さに形成されている。詳細には、電波吸収部材４の厚さｄ３は、電波吸収部材４から漏れ出す電波の強度が所定の閾値以下となるような厚さに形成されている。
　放射部５は、金属部材２の第１の面２ａ上に突出して設けられている。また、レドーム３における放射部５と対向する部分は、金属部材２の第１の面２ａに向けて突出して設けられている。そして、放射部５およびレドーム３における放射部５と対向する部分は、電波吸収部材４の開口４ｃに嵌合する。また、放射部５の第１の面５ａと、レドーム３の第２の面３ｂとは、接触するように配置されている。
　放射部５は、金属部材２の第１の面２ａから離れるに従って広がる形状を有している。同様に、レドーム３における放射部５と対向する部分も、金属部材２の第１の面２ａから離れるに従って広がる形状を有している。放射部５と金属部材２の第１の面２ａとの間のなす角θは、アンテナ１に要求される開口および指向性に基づいて決定される。
　次に、本実施の形態１に係るレーダ装置のアンテナ１の作用について、図５を参照して説明する。
　アンテナ１の基板６に電力が供給されると、放射部５から電波が放射される。放射部５から放射される電波のほとんどは、図中に実線矢印で示されるように、レドーム３内の厚さｄ１の部分をＺ方向に伝搬し、レドーム３の第１の面３ａと外部の空気層との境界面を透過してレドーム３の外部、すなわち図中の上方に向けて放射される。
　先述したように、レドーム３における放射部５と対向する部分の厚さｄ１は、レドーム３内を伝搬する電波の管内波長λｇの半分の整数倍、すなわちｄ１＝ｎ・λｇ／２（ｎは正の整数）となるように形成されている。そのため、レドーム３内を伝搬する電波の管内波長λｇと、レドーム３の厚さｄ１の部分の遮断波長λｃ１＝２・ｄ１との間には、λｇ≧λｃ１の関係が成立する。これにより、レドーム３内の厚さｄ１の部分をＺ方向に伝搬する電波は、レドーム３内でほとんど減衰することがない。したがって、アンテナ１から放射される電波の損失が抑制される。
　レドーム３内の厚さｄ１の部分をＺ方向に伝搬する電波のほとんどは、レドーム３の第１の面３ａと外部の空気層との境界面を透過し、レドーム３の外部に放射される。ただし、一部の電波は境界面で反射されて－Ｚ方向に伝搬する。しかしながら、この－Ｚ方向に伝搬する反射波と、放射部５とレドーム３との境界面で反射された反射波との光路差は、管内波長λｇの整数倍である。したがって、これら２つの反射波が打ち消し合うことにより、アンテナ１から放射される電波の乱れが抑制される。
　一方、放射部５から放射される電波の一部は、図中に点線矢印で示されるように、レドーム３内の厚さｄ２の部分に進入する。この電波がレドーム３内を伝搬してしまうと、レドーム３から干渉波が漏れ出す原因となる。しかしながら、先述したように、レドーム３における放射部５と対向する部分以外の厚さｄ２は、レドーム３内を伝搬する電波の管内波長λｇの半分未満、すなわちｄ２＜λｇ／２となるように形成されている。そのため、レドーム３内を伝搬する電波の管内波長λｇと、レドーム３の厚さｄ２の部分の遮断波長λｃ２＝２・ｄ２との間には、λｇ≦λｃ２の関係が成立する。これにより、レドーム３内の厚さｄ２の部分に進入した電波、すなわち干渉波の原因となる電波の伝搬が抑制される。
　レドーム３内の厚さｄ２の部分に進入した電波のほとんどは、レドーム３の第１の面３ａと外部の空気層との境界面で反射され、電波吸収部材４内に進入する。先述したように、電波吸収部材４の厚さｄ３は、電波吸収部材４内を伝搬する電波が誘電損失または磁性損失によって吸収されるのに十分な厚さに形成されている。これにより、電波吸収部材４内に進入した電波は、電波吸収部材４内を伝搬する過程でほとんどすべて吸収される。したがって、レドーム３から干渉波が漏れ出すことが抑制される。
　図６Ａは、本実施の形態１に係るレーダ装置のアンテナ１の電磁界解析の結果を示す図である。また、図６Ｂは、図６Ａの電磁界解析の結果に基づいて作成したアンテナ１の指向性を示す図である。レドーム３内から干渉波が漏れ出すことが抑制されることにより、アンテナ１の指向性がフラットになっている様子が見て取れる。
　図７は、従来技術に係るレーダ装置のアンテナ１２０１の構造の一例を示す図である。本実施の形態１に係るアンテナ１とは異なり、金属部材１２０２とレドーム１２０３との間に電波吸収部材が配置されていない。この場合、放射部１２０５から放射される電波の一部は、図中に点線矢印で示されるように、レドーム１２０３内を伝搬しながら干渉波として漏れ出すことになる。
　図８Ａは、従来技術に係るレーダ装置のアンテナ１２０１の電磁界解析の結果を示す図である。また、図８Ｂは、図８Ａの電磁界解析の結果に基づいて作成したアンテナ１２０１の指向性を示す図である。レドーム１２０３内を伝搬しながら漏れ出す干渉波の影響により、アンテナ１２０１の指向性がフラットでなくなり、リップルが乗っている様子が見て取れる。
　以上説明したように、本実施の形態１に係るレーダ装置は、第１の面２ａ上に電波の放射部５が設けられるアンテナ構造を有する金属部材２と、金属部材２の第１の面２ａに対向して配置されるレドーム３と、金属部材２とレドーム３との間に配置され、放射部５に対応する部分に開口４ｃが形成されるとともに、電波を吸収する絶縁体を含む電波吸収部材４とを備えている。これにより、レドーム３から干渉波が漏れ出すことが抑制される。
　レドーム３から干渉波が漏れ出すことが抑制されることにより、アンテナ１の指向性がフラットになる。例えば、複数のアンテナを組み合わせて測距を行う際に、アンテナの指向性がフラットでない場合には、各アンテナの角度ごとの利得差によって測距誤差が発生してしまうが、本実施の形態１に係るレーダ装置では、このような測距誤差の発生を抑制することができる。
　また、金属部材２とレドーム３との間に空間が形成されないため、アンテナ１の強度を高く保つことができる。また、金属部材２、レドーム３、および電波吸収部材４の各構造がシンプルであるため、加工および組み立てが容易である。
　また、レドーム３における放射部５と対向する部分以外の厚さｄ２は、レドーム３内を電波する電波の管内波長λｇの半分未満の厚さ、すなわちｄ２＜λｇ／２となるように形成されている。これにより、レドーム３内における干渉波の原因となる電波の伝搬が抑制される。
　また、レドーム３における放射部５と対向する部分の厚さｄ１は、レドーム３内を伝搬する電波の管内波長λｇの半分の整数倍、すなわちｄ１＝ｎ・λｇ／２（ｎは正の整数）となるように形成されている。これにより、アンテナ１から放射される電波の損失および乱れが抑制される。
　また、電波吸収部材４の厚さｄ３は、電波吸収部材４内を伝搬する電波が誘電損失または磁性損失によって吸収されるのに十分な厚さに形成されている。詳細には、電波吸収部材４の厚さｄ３は、電波吸収部材４から漏れ出す電波の強度が所定の閾値以下となるような厚さに形成されている。これにより、電波吸収部材４による電波の吸収が効果的に行われる。
　また、放射部５は、金属部材２の第１の面２ａ上に突出して設けられ、レドーム３における放射部５と対向する部分は、金属部材２の第１の面２ａに向けて突出して設けられている。そして、放射部５およびレドーム３における放射部５と対向する部分は、電波吸収部材４の開口４ｃに嵌合する。これにより、組み立て時における金属部材２およびレドーム３の位置決めが容易になる。
　また、電波吸収部材４とレドーム３とは接触するように配置されており、レドーム３に外力が加わった際に、レドーム３が破損することが抑制される。　
　さらに、金属部材２の第２の面２ｂ上に回路基板６が設けられ、アンテナ１の動作に必要な電子部品はすべて回路基板６に配置される。そして、金属部材２の第１の面２ａ上には、電子部品が配置されない。このような構造を採用することにより、金属部材２の第１の面２ａとレドーム３との間に電波吸収部材４を配置することが容易になる。
　［実施の形態２］
　図９は、本開示の実施の形態２に係るレーダ装置のアンテナ２０１の断面図である。アンテナ２０１のレドーム２０３の第１の面２０３ａには、凹部２０３ｃが形成されている。この凹部２０３ｃにより、アンテナ２０１から放射される電波の指向性を操作することができる。
　［実施の形態３］
　図１０は、本開示の実施の形態３に係るレーダ装置のアンテナ３０１の断面図である。アンテナ３０１のレドーム３０３の第１の面３０３ａには、凸部３０３ｄが形成されている。この凸部３０３ｄにより、アンテナ３０１から放射される電波の指向性を広角にすることができる。
　［実施の形態４］
　図１１は、本開示の実施の形態４に係るレーダ装置のアンテナ４０１の断面図である。アンテナ４０１は、アンテナ構造を有する金属部材２と、金属部材２の第１の面２ａに対向して配置されるレドーム３とを備えている。また、金属部材２とレドーム３との間には、電波吸収部材４０４と、緩衝部材４０７とが配置されている。
　図１２Ａは、電波吸収部材４０４の上面図である。図１２Ｂは、図１２ＡのＡ－Ａ断面図である。電波吸収部材４０４は、放射部５の周縁にのみリング状に配置されている。これにより、実施の形態１と比較して、電波吸収部材の使用量を減らすことができるため、製造コストを削減することができる。
　図１３Ａは、緩衝部材４０７の上面図である。図１３Ｂは、図１３ＡのＡ－Ａ断面図である。金属部材２とレドーム３との間における電波吸収部材４０４が配置される部分以外には、緩衝部材４０７が配置されている。これにより、電波吸収部材の使用量を減らしながら、アンテナ４０１の強度を維持することができる。ただし、緩衝部材４０７を用いなくても強度が十分である場合には、図中の緩衝部材４０７の部分は空洞のままであってもよい。
　［実施の形態５］
　図１４は、本開示の実施の形態５に係るレーダ装置のアンテナ５０１の断面図である。金属部材２とレドーム３との間において、電波吸収部材５０４は、放射部５の周縁に複数のリング状に配置されている。また、金属部材２とレドーム３との間における電波吸収部材５０４が配置される部分以外には、緩衝部材５０７が配置されている。これにより、電波吸収部材の使用量を減らしながら、アンテナ５０１の強度を維持することができる。ただし、緩衝部材５０７を用いなくても強度が十分である場合には、図中の緩衝部材５０７の部分は空洞のままであってもよい。
　［実施の形態６］
　図１５は、本開示の実施の形態６に係るレーダ装置のアンテナ６０１の断面図である。金属部材２とレドーム３との間に配置される電波吸収部材６０４は、材質の異なる複数層の電波吸収部材６０４ａ，６０４ｂから構成されている。このように材質の異なる複数層の電波吸収部材を組み合わせて用いることにより、電波吸収部材の特性の調整が容易になる。
　［実施の形態７］
　図１６は、本開示の実施の形態７に係るレーダ装置のアンテナ７０１の断面図である。金属部材２とレドーム３との間に配置される電波吸収部材７０４は、材質の異なる複数層の電波吸収部材７０４ａ，７０４ｂから構成されており、そのうちの１つの電波吸収部材７０４ｂは、空気層（空洞）もしくは緩衝部材である。このように複数層の電波吸収部材のうちの１つとして空気層を用いることにより、電波吸収部材の特性の調整の自由度が向上する。
　［実施の形態８］
　図１７は、本開示の実施の形態８に係るレーダ装置のアンテナ８０１の断面図である。金属部材８０２には、複数の放射部８０５が設けられている。このように複数の放射部８０５が設けられていても、各放射部８０５から放射される電波がレドーム８０３内の厚さｄ２の部分を伝搬することが抑制されるため、各放射部８０５が相互結合してしまうことが抑制される。図１８～図１９は、複数の放射部を有するアンテナのバリエーションである。
　［実施の形態９］
　図２０は、本開示の実施の形態９に係るレーダ装置のアンテナ９０１の分解図である。図２１は、図２０のＡ－Ａ断面図である。アンテナ９０１は、アンテナ構造を有する平板状の誘電体基板（基板）９０２と、誘電体基板９０２の第１の面９０２ａに対向して配置されるレドーム９０３と、誘電体基板９０２とレドーム９０３との間に配置される電波吸収部材９０４と、誘電体基板９０２を収容するケーシング９２０とを備えている。
　本実施の形態９に係るアンテナ９０１は、誘電体基板９０２の裏面、すなわち第２の面９０２ｂから給電が行われる「裏面給電構造」を有しており、アンテナ構造への給電を行う給電線路が誘電体基板９０２の裏面９０２ｂに設けられている。誘電体基板９０２の表面、すなわち第１の面９０２ａ上には、電波を放射または受信する放射部９０５が設けられている。誘電体基板９０２の裏面９０２ｂ上には、電子部品等が配置される回路基板９０６が配置されている。また、誘電体基板９０２を収容するケーシング９２０の下部、すなわち誘電体基板９０２の裏面９０２ｂと対向する側には、放熱部材９２１が設けられている。
　このように、アンテナ構造への給電を行う給電線路が誘電体基板９０２の裏面９０２ｂに設けられ、電子部品等が配置される回路基板９０６も裏面９０２ｂに配置されることにより、誘電体基板９０２の表面９０２ａには放射部９０５のみが配置される。これにより、誘電体基板９０２の表面９０２ａからの不要な輻射を抑制することができる。また、回路基板９０６や放熱部材９２１が誘電体基板９０２の裏面９０２ｂにまとめて配置されることにより、誘電体基板９０２の表面９０２ａに電波吸収部材９０４を配置するスペース
を十分に確保することができる。
　図２２は、誘電体基板９０２の詳細な構造を示す断面図である。誘電体基板９０２は、給電線路（給電線）９１０と、給電線路９１０から給電された信号を誘電体基板９０２の裏面９０２ｂ側から表面９０２ａ側に伝送する導波管９１３と、導波管９１３によって伝送された信号を近接結合によって放射部９０５に給電する給電部９０８と、給電部９０８から給電された信号に基づいて、電波を放射する放射部９０５とを備えている。
　誘電体基板９０２は、複数の層Ｌ１～Ｌ７を含んでいる。層Ｌ１の表面（基板上側の面）は、誘電体基板９０２の表面９０２ａに対応する。層Ｌ７の表面（基板下側の面）は、誘電体基板９０２の裏面９０２ｂに対応する。層Ｌ１および層Ｌ７は、例えば、フッ素基板またはガラスポリイミド基板等を含んでいる。層Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６は、例えば、ガラスエポキシ基板等の高周波材を含んでいる。
　層Ｌ１－Ｌ２間には、給電部９０８が設けられている。給電部９０８は、例えば、板状の導電部材である。導電部材は、例えば、銅、アルミニウム、または金などの金属である。給電部９０８は、導波管９１３から供給される信号を放射部９０５へ近接結合によって給電する。
　層Ｌ５－Ｌ６間には、導電部材であるグランド板９０９ｂが、基板面に平行な方向に開口部９１５の間隔だけ開けて、左右に設けられている。層Ｌ２－Ｌ３間には、導電部材であるグランド板９０９ｃが、基板面に平行な方向に、開口部９１６の間隔で、左右に設けられている。
　層Ｌ６－Ｌ７間には、導電部材であるグランド板９０９ａが設けられている。グランド板９０９ａは、給電線路９１０のグランドラインとして機能する。給電線路９１０はマイクロストリップラインである。グランドライン（グランド板９０９ａ）と、左側のグランド板９０９ｂとは、層Ｌ６を介して、１つまたは複数のビアで接続または結合されていてもよい。
　層Ｌ３－Ｌ５間を貫通して、左側のグランド板９０９ｂ、９０９ｃ間を電気的に接続するビア９１４ａが設けられている。層Ｌ３－Ｌ５間を貫通して、右側のグランド板９０９ｂ、９０９ｃ間を電気的に接続するビア９１４ｂが設けられている。
　ビア９１４ａおよびビア９１４ｂによって挟まれた領域の上側の一部は、左側のグランド板９０９ｃと右側のグランド板９０９ｃとによって覆われ、残りの一部が開口部９１６になっている。ビア９１４ａおよびビア９１４ｂによって挟まれた領域の下側の一部は、左側のグランド板９０９ｂと右側のグランド板９０９ｂとによって覆われ、残りの一部が開口部９１５になっている。
　図２２の紙面に横方向において、開口部９１５、９１６の位置は異なっているが、同じであってもよいし、一部が重なっていてもよい。ビア９１４ａ、ビア９１４ｂ、左側のグランド板９０９ｃ、右側のグランド板９０９ｃ、左側のグランド板９０９ｂ、および右側のグランド板９０９ｂによって、導波管９１３（基板内導波管）が構成される。
　開口部９１５および開口部９１６の一方は導波管９１３の入力部に相当し、他方は導波管９１３の出力部に相当する。具体的には、アンテナ９０１が送信に用いられる場合は、開口部９１５が入力部に相当し、開口部９１６が出力部に相当する。アンテナ９０１が受信に用いられる場合は、開口部９１６が入力部に相当し、開口部９１５が出力部に相当する。以降の説明では、主に開口部９１５が導波管９１３の入力部に相当し、開口部９１６が導波管９１３の出力部に相当する場合を想定する。
　層Ｌ１の表面には、放射部９０５が設けられている。層Ｌ７の下側の表面（裏面）には、給電線路９１０の信号ライン９１２が設けられている。信号ライン９１２と、グランド板９０９ａと、層Ｌ７（誘電体層）とによって、給電線路９１０が構成される。給電線路９１０には、高周波信号（本実施の形態９では、ミリ波帯の信号）を供給する電源回路９１１が接続されている。電源回路９１１は、例えば、集積回路によって構成されている。本実施の形態９では、給電線路９１０はマイクロストリップラインであるが、コプレーナラインなど、他のラインも可能である。
　給電線路９１０は、電源回路９１１から供給されるミリ波帯の信号を伝送する。信号ライン９１２の端部９１２ａは、層Ｌ７および層Ｌ６を介して、開口部９１５に対向している。給電線路９１０を伝送される信号は、信号ライン９１２の端部９１２ａから開口部９１５を介して導波管９１３に入力される。先述したように、放射部９０５が配置された面と反対側の面から給電する構造は、裏面給電構造と呼ばれる。
　［変形例］
　実施の形態１～９に係るレーダ装置のアンテナ構造は、平板状の基板の第１の面上に突出した放射部が設けられるものであった。このような構造以外にも、レーダ装置のアンテナ構造は、例えば、スロットアンテナ、マイクロストリップアンテナ、またはホーンアンテナ等であってもよい。したがって、例えば放射部は、平板状の基板の第１の面上に設けられた空間であってもよい。
　実施の形態１～９に係るレーダ装置において、レドームの第１の面上に周波数選択板（ＦＳＳ：Frequency Selective Surface）並びにメタサーフェス（Metasurface）を配置してもよい。これにより、レドームから放射される不要な妨害波を吸収・減衰させることができる。
　［応用例］
　以下に、本開示に係るレーダ装置のアンテナの応用例について説明する。レーダ装置のアンテナは、以下の任意の車載制御システム、装置、および方法等に対しても応用可能である。
　＜＜１．車両制御システムの構成例＞＞
　図２３は、本技術が適用される移動装置制御システムの一例である車両制御システム１１の構成例を示すブロック図である。上述した実施の形態または変形例に係るレーダ装置のアンテナは、例えば通信部２２が無線通信を行う場合のアンテナとして用いることもできる。
　車両制御システム１１は、車両１００に設けられ、車両１００の走行支援および自動運転に関わる処理を行う。
　車両制御システム１１は、車両制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２１、通信部２２、地図情報蓄積部２３、位置情報取得部２４、外部認識センサ２５、車内センサ２６、車両センサ２７、記憶部２８、走行支援・自動運転制御部２９、ＤＭＳ（Driver Monitoring System）３０、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３１、および、車両制御部３２を備える。
　車両制御ＥＣＵ２１、通信部２２、地図情報蓄積部２３、位置情報取得部２４、外部認識センサ２５、車内センサ２６、車両センサ２７、記憶部２８、走行支援・自動運転制御部２９、ドライバモニタリングシステム（ＤＭＳ）３０、ヒューマンマシーンインタフェース（ＨＭＩ）３１、および、車両制御部３２は、通信ネットワーク４１を介して相互に通信可能に接続されている。通信ネットワーク４１は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）、イーサネット（登録商標）といったディジタル双方向通信の規格に準拠した車載通信ネットワークやバス等により構成される。通信ネットワーク４１は、伝送されるデータの種類によって使い分けられてもよい。例えば、車両制御に関するデータに対してＣＡＮが適用され、大容量データに対してイーサネットが適用されるようにしてもよい。なお、車両制御システム１１の各部は、通信ネットワーク４１を介さずに、例えば近距離無線通信（ＮＦＣ（Near Field Communication））やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）といった比較的近距離での通信を想定した無線通信を用いて直接的に接続される場合もある。
　なお、以下、車両制御システム１１の各部が、通信ネットワーク４１を介して通信を行う場合、通信ネットワーク４１の記載を省略するものとする。例えば、車両制御ＥＣＵ２１と通信部２２が通信ネットワーク４１を介して通信を行う場合、単に車両制御ＥＣＵ２１と通信部２２とが通信を行うと記載する。
　車両制御ＥＣＵ２１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）といった各種のプロセッサにより構成される。車両制御ＥＣＵ２１は、車両制御システム１１全体または一部の機能の制御を行う。
　通信部２２は、車内および車外の様々な機器、他の車両、サーバ、基地局等と通信を行い、各種のデータの送受信を行う。このとき、通信部２２は、複数の通信方式を用いて通信を行うことができる。
　通信部２２が実行可能な車外との通信について、概略的に説明する。通信部２２は、例えば、５Ｇ（第５世代移動通信システム）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）等の無線通信方式により、基地局またはアクセスポイントを介して、外部ネットワーク上に存在するサーバ（以下、外部のサーバと呼ぶ）等と通信を行う。通信部２２が通信を行う外部ネットワークは、例えば、インターネット、クラウドネットワーク、または、事業者固有のネットワーク等である。通信部２２が外部ネットワークに対して行う通信方式は、所定以上の通信速度、かつ、所定以上の距離間でディジタル双方向通信が可能な無線通信方式であれば、特に限定されない。
　また例えば、通信部２２は、Ｐ２Ｐ（Peer To Peer）技術を用いて、自車の近傍に存在する端末と通信を行うことができる。自車の近傍に存在する端末は、例えば、歩行者や自転車等の比較的低速で移動する移動体が装着する端末、店舗等に位置が固定されて設置される端末、または、ＭＴＣ（Machine Type Communication）端末である。さらに、通信部２２は、Ｖ２Ｘ通信を行うこともできる。Ｖ２Ｘ通信とは、例えば、他の車両との間の車車間（Vehicle to Vehicle）通信、路側器等との間の路車間（Vehicle to Infrastructure）通信、家との間（Vehicle to Home）の通信、および、歩行者が所持する端末等との間の歩車間（Vehicle to Pedestrian）通信等の、自車と他との通信をいう。
　通信部２２は、例えば、車両制御システム１１の動作を制御するソフトウエアを更新するためのプログラムを外部から受信することができる（Over The Air)。通信部２２は、さらに、地図情報、交通情報、車両１００の周囲の情報等を外部から受信することができる。また例えば、通信部２２は、車両１００に関する情報や、車両１００の周囲の情報等を外部に送信することができる。通信部２２が外部に送信する車両１００に関する情報としては、例えば、車両１００の状態を示すデータ、認識部７３による認識結果等がある。さらに例えば、通信部２２は、ｅコール等の車両緊急通報システムに対応した通信を行う。
　例えば、通信部２２は、電波ビーコン、光ビーコン、ＦＭ多重放送等の道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）（登録商標））により送信される電磁波を受信する。
　通信部２２が実行可能な車内との通信について、概略的に説明する。通信部２２は、例えば無線通信を用いて、車内の各機器と通信を行うことができる。通信部２２は、例えば、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ、ＷＵＳＢ（Wireless USB）といった、無線通信により所定以上の通信速度でディジタル双方向通信が可能な通信方式により、車内の機器と無線通信を行うことができる。これに限らず、通信部２２は、有線通信を用いて車内の各機器と通信を行うこともできる。例えば、通信部２２は、図示しない接続端子に接続されるケーブルを介した有線通信により、車内の各機器と通信を行うことができる。通信部２２は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）（登録商標）、ＭＨＬ（Mobile High-definition Link）といった、有線通信により所定以上の通信速度でディジタル双方向通信が可能な通信方式により、車内の各機器と通信を行うことができる。
　ここで、車内の機器とは、例えば、車内において通信ネットワーク４１に接続されていない機器を指す。車内の機器としては、例えば、運転者等の搭乗者が所持するモバイル機器やウェアラブル機器、車内に持ち込まれ一時的に設置される情報機器等が想定される。
　地図情報蓄積部２３は、外部から取得した地図および車両１００で作成した地図の一方または両方を蓄積する。例えば、地図情報蓄積部２３は、３次元の高精度地図、高精度地図より精度が低く、広いエリアをカバーするグローバルマップ等を蓄積する。
　高精度地図は、例えば、ダイナミックマップ、ポイントクラウドマップ、ベクターマップ等である。ダイナミックマップは、例えば、動的情報、準動的情報、準静的情報、静的情報の４層からなる地図であり、外部のサーバ等から車両１００に提供される。ポイントクラウドマップは、ポイントクラウド（点群データ）により構成される地図である。ベクターマップは、例えば、車線や信号機の位置といった交通情報等をポイントクラウドマップに対応付け、ＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）やＡＤ（Autonomous Driving）に適合させた地図である。
　ポイントクラウドマップおよびベクターマップは、例えば、外部のサーバ等から提供されてもよいし、カメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ５３等によるセンシング結果に基づいて、後述するローカルマップとのマッチングを行うための地図として車両１００で作成され、地図情報蓄積部２３に蓄積されてもよい。また、外部のサーバ等から高精度地図が提供される場合、通信容量を削減するため、車両１００がこれから走行する計画経路に関する、例えば数百メートル四方の地図データが外部のサーバ等から取得される。
　位置情報取得部２４は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からＧＮＳＳ信号を受信し、車両１００の位置情報を取得する。取得した位置情報は、走行支援・自動運転制御部２９に供給される。なお、位置情報取得部２４は、ＧＮＳＳ信号を用いた方式に限定されず、例えば、ビーコンを用いて位置情報を取得してもよい。
　外部認識センサ２５は、車両１００の外部の状況の認識に用いられる各種のセンサを備え、各センサからのセンサデータを車両制御システム１１の各部に供給する。外部認識センサ２５が備えるセンサの種類や数は任意である。
　例えば、外部認識センサ２５は、カメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）５３、および、超音波センサ５４を備える。これに限らず、外部認識センサ２５は、カメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ５３、および、超音波センサ５４のうち１種類以上のセンサを備える構成でもよい。カメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ５３、および、超音波センサ５４の数は、現実的に車両１００に設置可能な数であれば特に限定されない。また、外部認識センサ２５が備えるセンサの種類は、この例に限定されず、外部認識センサ２５は、他の種類のセンサを備えてもよい。外部認識センサ２５が備える各センサのセンシング領域の例は、後述する。
　なお、カメラ５１の撮影方式は、特に限定されない。例えば、測距が可能な撮影方式であるＴｏＦ（Time Of Flight）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラといった各種の撮影方式のカメラを、必要に応じてカメラ５１に適用することができる。これに限らず、カメラ５１は、測距に関わらずに、単に撮影画像を取得するためのものであってもよい。
　また、例えば、外部認識センサ２５は、車両１００に対する環境を検出するための環境センサを備えることができる。環境センサは、天候、気象、明るさ等の環境を検出するためのセンサであって、例えば、雨滴センサ、霧センサ、日照センサ、雪センサ、照度センサ等の各種センサを含むことができる。
　さらに、例えば、外部認識センサ２５は、車両１００の周囲の音や音源の位置の検出等に用いられるマイクロフォンを備える。
　車内センサ２６は、車内の情報を検出するための各種のセンサを備え、各センサからのセンサデータを車両制御システム１１の各部に供給する。車内センサ２６が備える各種センサの種類や数は、現実的に車両１００に設置可能な種類や数であれば特に限定されない。
　例えば、車内センサ２６は、カメラ、レーダ、着座センサ、ステアリングホイールセンサ、マイクロフォン、生体センサのうち１種類以上のセンサを備えることができる。車内センサ２６が備えるカメラとしては、例えば、ＴｏＦカメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラといった、測距可能な各種の撮影方式のカメラを用いることができる。これに限らず、車内センサ２６が備えるカメラは、測距に関わらずに、単に撮影画像を取得するためのものであってもよい。車内センサ２６が備える生体センサは、例えば、シートやステアリングホイール等に設けられ、運転者等の搭乗者の各種の生体情報を検出する。
　車両センサ２７は、車両１００の状態を検出するための各種のセンサを備え、各センサからのセンサデータを車両制御システム１１の各部に供給する。車両センサ２７が備える各種センサの種類や数は、現実的に車両１００に設置可能な種類や数であれば特に限定されない。
　例えば、車両センサ２７は、速度センサ、加速度センサ、角速度センサ（ジャイロセンサ）、および、それらを統合した慣性計測装置（ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit））を備える。例えば、車両センサ２７は、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ、ヨーレートセンサ、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ、および、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサを備える。例えば、車両センサ２７は、エンジンやモータの回転数を検出する回転センサ、タイヤの空気圧を検出する空気圧センサ、タイヤのスリップ率を検出するスリップ率センサ、および、車輪の回転速度を検出する車輪速センサを備える。例えば、車両センサ２７は、バッテリの残量および温度を検出するバッテリセンサ、並びに、外部からの衝撃を検出する衝撃センサを備える。
　記憶部２８は、不揮発性の記憶媒体および揮発性の記憶媒体のうち少なくとも一方を含み、データやプログラムを記憶する。記憶部２８は、例えばＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)およびＲＡＭ(Random Access Memory)として用いられ、記憶媒体としては、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）といった磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、および、光磁気記憶デバイスを適用することができる。記憶部２８は、車両制御システム１１の各部が用いる各種プログラムやデータを記憶する。例えば、記憶部２８は、ＥＤＲ（Event Data Recorder）やＤＳＳＡＤ（Data Storage System for Automated Driving）を備え、事故等のイベントの前後の車両１００の情報や車内センサ２６によって取得された情報を記憶する。　
　走行支援・自動運転制御部２９は、車両１００の走行支援および自動運転の制御を行う。例えば、走行支援・自動運転制御部２９は、分析部６１、行動計画部６２、および、動作制御部６３を備える。
　分析部６１は、車両１００および周囲の状況の分析処理を行う。分析部６１は、自己位置推定部７１、センサフュージョン部７２、および、認識部７３を備える。
　自己位置推定部７１は、外部認識センサ２５からのセンサデータ、および、地図情報蓄積部２３に蓄積されている高精度地図に基づいて、車両１００の自己位置を推定する。例えば、自己位置推定部７１は、外部認識センサ２５からのセンサデータに基づいてローカルマップを生成し、ローカルマップと高精度地図とのマッチングを行うことにより、車両１００の自己位置を推定する。車両１００の位置は、例えば、後輪対車軸の中心が基準とされる。
　ローカルマップは、例えば、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）等の技術を用いて作成される３次元の高精度地図、占有格子地図（Occupancy Grid Map）等である。３次元の高精度地図は、例えば、上述したポイントクラウドマップ等である。占有格子地図は、車両１００の周囲の３次元または２次元の空間を所定の大きさのグリッド（格子）に分割し、グリッド単位で物体の占有状態を示す地図である。物体の占有状態は、例えば、物体の有無や存在確率により示される。ローカルマップは、例えば、認識部７３による車両１００の外部の状況の検出処理および認識処理にも用いられる。
　なお、自己位置推定部７１は、位置情報取得部２４により取得される位置情報、および、車両センサ２７からのセンサデータに基づいて、車両１００の自己位置を推定してもよい。
　センサフュージョン部７２は、複数の異なる種類のセンサデータ（例えば、カメラ５１から供給される画像データ、および、レーダ５２から供給されるセンサデータ）を組み合わせて、新たな情報を得るセンサフュージョン処理を行う。異なる種類のセンサデータを組合せる方法としては、統合、融合、連合等がある。
　認識部７３は、車両１００の外部の状況の検出を行う検出処理、および、車両１００の外部の状況の認識を行う認識処理を実行する。
　例えば、認識部７３は、外部認識センサ２５からの情報、自己位置推定部７１からの情報、センサフュージョン部７２からの情報等に基づいて、車両１００の外部の状況の検出処理および認識処理を行う。
　具体的には、例えば、認識部７３は、車両１００の周囲の物体の検出処理および認識処理等を行う。物体の検出処理とは、例えば、物体の有無、大きさ、形、位置、動き等を検出する処理である。物体の認識処理とは、例えば、物体の種類等の属性を認識したり、特定の物体を識別したりする処理である。ただし、検出処理と認識処理とは、必ずしも明確に分かれるものではなく、重複する場合がある。
　例えば、認識部７３は、レーダ５２またはＬｉＤＡＲ５３等によるセンサデータに基づくポイントクラウドを点群の塊毎に分類するクラスタリングを行うことにより、車両１００の周囲の物体を検出する。これにより、車両１００の周囲の物体の有無、大きさ、形状、位置が検出される。
　例えば、認識部７３は、クラスタリングにより分類された点群の塊の動きを追従するトラッキングを行うことにより、車両１００の周囲の物体の動きを検出する。これにより、車両１００の周囲の物体の速度および進行方向（移動ベクトル）が検出される。
　例えば、認識部７３は、カメラ５１から供給される画像データに基づいて、車両、人、自転車、障害物、構造物、道路、信号機、交通標識、道路標示等を検出または認識する。また、認識部７３は、セマンティックセグメンテーション等の認識処理を行うことにより、車両１００の周囲の物体の種類を認識してもよい。
　例えば、認識部７３は、地図情報蓄積部２３に蓄積されている地図、自己位置推定部７１による自己位置の推定結果、および、認識部７３による車両１００の周囲の物体の認識結果に基づいて、車両１００の周囲の交通ルールの認識処理を行うことができる。認識部７３は、この処理により、信号機の位置および状態、交通標識および道路標示の内容、交通規制の内容、並びに、走行可能な車線等を認識することができる。
　例えば、認識部７３は、車両１００の周囲の環境の認識処理を行うことができる。認識部７３が認識対象とする周囲の環境としては、天候、気温、湿度、明るさ、および、路面の状態等が想定される。
　行動計画部６２は、車両１００の行動計画を作成する。例えば、行動計画部６２は、経路計画、経路追従の処理を行うことにより、行動計画を作成する。
　なお、経路計画（Global path planning）とは、スタートからゴールまでの大まかな経路を計画する処理である。この経路計画には、軌道計画と言われ、計画した経路において、車両１００の運動特性を考慮して、車両１００の近傍で安全かつ滑らかに進行することが可能な軌道生成（Local path planning）を行う処理も含まれる。
　経路追従とは、経路計画により計画された経路を計画された時間内で安全かつ正確に走行するための動作を計画する処理である。行動計画部６２は、例えば、この経路追従の処理の結果に基づき、車両１００の目標速度と目標角速度を計算することができる。
　動作制御部６３は、行動計画部６２により作成された行動計画を実現するために、車両１００の動作を制御する。
　例えば、動作制御部６３は、後述する車両制御部３２に含まれる、ステアリング制御部８１、ブレーキ制御部８２、および、駆動制御部８３を制御して、軌道計画により計算された軌道を車両１００が進行するように、加減速制御および方向制御を行う。例えば、動作制御部６３は、衝突回避または衝撃緩和、追従走行、車速維持走行、自車の衝突警告、自車のレーン逸脱警告等のＡＤＡＳの機能実現を目的とした協調制御を行う。例えば、動作制御部６３は、運転者の操作によらずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行う。
　ＤＭＳ３０は、車内センサ２６からのセンサデータ、および、後述するＨＭＩ３１に入力される入力データ等に基づいて、運転者の認証処理、および、運転者の状態の認識処理等を行う。認識対象となる運転者の状態としては、例えば、体調、覚醒度、集中度、疲労度、視線方向、酩酊度、運転操作、姿勢等が想定される。
　なお、ＤＭＳ３０が、運転者以外の搭乗者の認証処理、および、当該搭乗者の状態の認識処理を行うようにしてもよい。また、例えば、ＤＭＳ３０が、車内センサ２６からのセンサデータに基づいて、車内の状況の認識処理を行うようにしてもよい。認識対象となる車内の状況としては、例えば、気温、湿度、明るさ、臭い等が想定される。
　ＨＭＩ３１は、各種のデータや指示等の入力と、各種のデータの運転者等への提示を行う。
　ＨＭＩ３１によるデータの入力について、概略的に説明する。ＨＭＩ３１は、人がデータを入力するための入力デバイスを備える。ＨＭＩ３１は、入力デバイスにより入力されたデータや指示等に基づいて入力信号を生成し、車両制御システム１１の各部に供給する。ＨＭＩ３１は、入力デバイスとして、例えばタッチパネル、ボタン、スイッチ、および、レバーといった操作子を備える。これに限らず、ＨＭＩ３１は、音声やジェスチャ等により手動操作以外の方法で情報を入力可能な入力デバイスをさらに備えてもよい。さらに、ＨＭＩ３１は、例えば、赤外線または電波を利用したリモートコントロール装置や、車両制御システム１１の操作に対応したモバイル機器またはウェアラブル機器等の外部接続機器を入力デバイスとして用いてもよい。
　ＨＭＩ３１によるデータの提示について、概略的に説明する。ＨＭＩ３１は、搭乗者または車外に対する視覚情報、聴覚情報、および、触覚情報の生成を行う。また、ＨＭＩ３１は、生成された各情報の出力、出力内容、出力タイミングおよび出力方法等を制御する出力制御を行う。ＨＭＩ３１は、視覚情報として、例えば、操作画面、車両１００の状態表示、警告表示、車両１００の周囲の状況を示すモニタ画像等の画像や光により示される情報を生成および出力する。また、ＨＭＩ３１は、聴覚情報として、例えば、音声ガイダンス、警告音、警告メッセージ等の音により示される情報を生成および出力する。さらに、ＨＭＩ３１は、触覚情報として、例えば、力、振動、動き等により搭乗者の触覚に与えられる情報を生成および出力する。
　ＨＭＩ３１が視覚情報を出力する出力デバイスとしては、例えば、自身が画像を表示することで視覚情報を提示する表示装置や、画像を投影することで視覚情報を提示するプロジェクタ装置を適用することができる。なお、表示装置は、通常のディスプレイを有する表示装置以外にも、例えば、ヘッドアップディスプレイ、透過型ディスプレイ、ＡＲ（Augmented Reality）機能を備えるウエアラブルデバイスといった、搭乗者の視界内に視覚情報を表示する装置であってもよい。また、ＨＭＩ３１は、車両１００に設けられるナビゲーション装置、インストルメントパネル、ＣＭＳ（Camera Monitoring System）、電子ミラー、ランプ等が有する表示デバイスを、視覚情報を出力する出力デバイスとして用いることも可能である。
　ＨＭＩ３１が聴覚情報を出力する出力デバイスとしては、例えば、オーディオスピーカ、ヘッドホン、イヤホンを適用することができる。
　ＨＭＩ３１が触覚情報を出力する出力デバイスとしては、例えば、ハプティクス技術を用いたハプティクス素子を適用することができる。ハプティクス素子は、例えば、ステアリングホイール、シートといった、車両１００の搭乗者が接触する部分に設けられる。
　車両制御部３２は、車両１００の各部の制御を行う。車両制御部３２は、ステアリング制御部８１、ブレーキ制御部８２、駆動制御部８３、ボディ系制御部８４、ライト制御部８５、および、ホーン制御部８６を備える。
　ステアリング制御部８１は、車両１００のステアリングシステムの状態の検出および制御等を行う。ステアリングシステムは、例えば、ステアリングホイール等を備えるステアリング機構、電動パワーステアリング等を備える。ステアリング制御部８１は、例えば、ステアリングシステムの制御を行うステアリングＥＣＵ、ステアリングシステムの駆動を行うアクチュエータ等を備える。
　ブレーキ制御部８２は、車両１００のブレーキシステムの状態の検出および制御等を行う。ブレーキシステムは、例えば、ブレーキペダル等を含むブレーキ機構、ＡＢＳ（Antilock Brake System）、回生ブレーキ機構等を備える。ブレーキ制御部８２は、例えば、ブレーキシステムの制御を行うブレーキＥＣＵ、ブレーキシステムの駆動を行うアクチュエータ等を備える。
　駆動制御部８３は、車両１００の駆動システムの状態の検出および制御等を行う。駆動システムは、例えば、アクセルペダル、内燃機関または駆動用モータ等の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構等を備える。駆動制御部８３は、例えば、駆動システムの制御を行う駆動ＥＣＵ、駆動システムの駆動を行うアクチュエータ等を備える。
　ボディ系制御部８４は、車両１００のボディ系システムの状態の検出および制御等を行う。ボディ系システムは、例えば、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウインドウ装置、パワーシート、空調装置、エアバッグ、シートベルト、シフトレバー等を備える。ボディ系制御部８４は、例えば、ボディ系システムの制御を行うボディ系ＥＣＵ、ボディ系システムの駆動を行うアクチュエータ等を備える。
　ライト制御部８５は、車両１００の各種のライトの状態の検出および制御等を行う。制御対象となるライトとしては、例えば、ヘッドライト、バックライト、フォグライト、ターンシグナル、ブレーキライト、プロジェクション、バンパーの表示等が想定される。ライト制御部８５は、ライトの制御を行うライトＥＣＵ、ライトの駆動を行うアクチュエータ等を備える。
　ホーン制御部８６は、車両１００のカーホーンの状態の検出および制御等を行う。ホーン制御部８６は、例えば、カーホーンの制御を行うホーンＥＣＵ、カーホーンの駆動を行うアクチュエータ等を備える。
　図２４は、図２３の外部認識センサ２５のカメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ５３、および、超音波センサ５４等によるセンシング領域の例を示す図である。なお、図２４において、車両１００を上面から見た様子が模式的に示され、左端側が車両１００の前端（フロント）側であり、右端側が車両１００の後端（リア）側となっている。
　センシング領域１０１Ｆおよびセンシング領域１０１Ｂは、超音波センサ５４のセンシング領域の例を示している。センシング領域１０１Ｆは、複数の超音波センサ５４によって車両１００の前端周辺をカバーしている。センシング領域１０１Ｂは、複数の超音波センサ５４によって車両１００の後端周辺をカバーしている。
　センシング領域１０１Ｆおよびセンシング領域１０１Ｂにおけるセンシング結果は、例えば、車両１００の駐車支援等に用いられる。
　センシング領域１０２Ｆ乃至センシング領域１０２Ｂは、短距離または中距離用のレーダ５２のセンシング領域の例を示している。センシング領域１０２Ｆは、車両１００の前方において、センシング領域１０１Ｆより遠い位置までカバーしている。センシング領域１０２Ｂは、車両１００の後方において、センシング領域１０１Ｂより遠い位置までカバーしている。センシング領域１０２Ｌは、車両１００の左側面の後方の周辺をカバーしている。センシング領域１０２Ｒは、車両１００の右側面の後方の周辺をカバーしている。
　センシング領域１０２Ｆにおけるセンシング結果は、例えば、車両１００の前方に存在する車両や歩行者等の検出等に用いられる。センシング領域１０２Ｂにおけるセンシング結果は、例えば、車両１００の後方の衝突防止機能等に用いられる。センシング領域１０２Ｌおよびセンシング領域１０２Ｒにおけるセンシング結果は、例えば、車両１００の側方の死角における物体の検出等に用いられる。
　センシング領域１０３Ｆ乃至センシング領域１０３Ｂは、カメラ５１によるセンシング領域の例を示している。センシング領域１０３Ｆは、車両１００の前方において、センシング領域１０２Ｆより遠い位置までカバーしている。センシング領域１０３Ｂは、車両１００の後方において、センシング領域１０２Ｂより遠い位置までカバーしている。センシング領域１０３Ｌは、車両１００の左側面の周辺をカバーしている。センシング領域１０３Ｒは、車両１００の右側面の周辺をカバーしている。
　センシング領域１０３Ｆにおけるセンシング結果は、例えば、信号機や交通標識の認識、車線逸脱防止支援システム、自動ヘッドライト制御システムに用いることができる。センシング領域１０３Ｂにおけるセンシング結果は、例えば、駐車支援、および、サラウンドビューシステムに用いることができる。センシング領域１０３Ｌおよびセンシング領域１０３Ｒにおけるセンシング結果は、例えば、サラウンドビューシステムに用いることができる。
　センシング領域１０４は、ＬｉＤＡＲ５３のセンシング領域の例を示している。センシング領域１０４は、車両１００の前方において、センシング領域１０３Ｆより遠い位置までカバーしている。一方、センシング領域１０４は、センシング領域１０３Ｆより左右方向の範囲が狭くなっている。
　センシング領域１０４におけるセンシング結果は、例えば、周辺車両等の物体検出に用いられる。
　センシング領域１０５は、長距離用のレーダ５２のセンシング領域の例を示している。センシング領域１０５は、車両１００の前方において、センシング領域１０４より遠い位置までカバーしている。一方、センシング領域１０５は、センシング領域１０４より左右方向の範囲が狭くなっている。
　センシング領域１０５におけるセンシング結果は、例えば、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）、緊急ブレーキ、衝突回避等に用いられる。
　なお、外部認識センサ２５が含むカメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ５３、および、超音波センサ５４の各センサのセンシング領域は、図２４以外に各種の構成をとってもよい。具体的には、超音波センサ５４が車両１００の側方もセンシングするようにしてもよいし、ＬｉＤＡＲ５３が車両１００の後方をセンシングするようにしてもよい。また、各センサの設置位置は、上述した各例に限定されない。また、各センサの数は、１つでもよいし、複数であってもよい。
　（むすび）
　本開示の幾つかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は例として提示したものであり、開示の範囲を限定することは意図していない、これらの実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、開示の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施の形態やその変形は、開示の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された開示とその均等の範囲に含まれるものである。
　また、本明細書に記載された本開示の効果は例示に過ぎず、その他の効果があってもよい。
　なお、本開示は以下のような構成を取ることもできる。
［項目１］（実１～実９）
　第１の面上に電波の放射部が設けられるアンテナ構造を有する基板と、
　前記基板の前記第１の面に対向して配置されるレドームと、
　前記基板と前記レドームとの間に配置され、前記放射部に対応する部分に開口が形成されるとともに、電波を吸収する絶縁体を含む電波吸収部材と
を備える、レーダ装置。
［項目２］（実１～実９）
　前記レドームにおける前記放射部と対向する部分以外の厚さは、前記レドーム内を電波する電波の管内波長の半分未満である、項目１に記載のレーダ装置。
［項目３］（実１～実９）
　前記レドームにおける前記放射部と対向する部分の厚さは、前記レドーム内を伝搬する電波の管内波長の半分の整数倍である、項目１または２に記載のレーダ装置。
［項目４］（実１～実９）
　前記電波吸収部材の厚さは、該電波吸収部材から漏れ出す電波の強度が所定の閾値以下となるような厚さである、項目１～３のいずれかに記載のレーダ装置。
［項目５］（実１～実９）
　前記放射部は、前記基板の前記第１の面上に突出して設けられ、
　前記レドームにおける前記放射部と対向する部分は、前記基板の前記第１の面に向けて突出して設けられ、
　前記放射部および前記レドームにおける前記放射部と対向する部分は、前記電波吸収部材の前記開口に嵌合する、項目１～４のいずれかに記載のレーダ装置。
［項目６］（実１～実９）
　前記電波吸収部材と前記レドームとは、接触するように配置される、項目１～５のいずれかに記載のレーダ装置。
［項目７］（実２、実３）
　前記レドームの第１の面には、凹部または凸部が形成される、項目１～６のいずれかに記載のレーダ装置。
［項目８］（実４、実５）
　前記電波吸収部材は、前記放射部の周縁に配置される、項目１～６のいずれかに記載のレーダ装置。
［項目９］（実４、実５）
　前記電波吸収部材は、前記放射部の前記周縁に１つまたは複数のリング状に配置される、項目８に記載のレーダ装置。
［項目１０］（実４、実５）
　前記基板と前記レドームとの間における前記電波吸収部材が配置される部分以外には、緩衝部材が配置される、項目９に記載のレーダ装置。
［項目１１］（実６、実７）
　前記電波吸収部材は、材質の異なる複数層の電波吸収部材を含む、項目１～９のいずれかに記載のレーダ装置。
［項目１２］（実７）
　前記材質の異なる複数層の電波吸収部材のうちの１つは、空気層である、項目１１に記載のレーダ装置。
［項目１３］（実８）
　前記基板の前記第１の面上には、複数の前記放射部が設けられる、項目１～１２のいずれかに記載のレーダ装置。
［項目１４］（実１～実９）
　前記電波吸収部材に含まれる前記絶縁体は、ポリエチレンカーボネートである、項目１～１３のいずれかに記載のレーダ装置。
［項目１５］（変形例）
　前記アンテナ構造は、スロットアンテナ、マイクロストリップアンテナまたはホーンアンテナのいずれかである、項目１～１４のいずれかに記載のレーダ装置。
［項目１６］（変形例）
　前記レドームの第１の面上に周波数選択板並びにメタサーフェスが配置される、項目１～１５のいずれかに記載のレーダ装置。
［項目１７］（実１～実９）
　前記放射部から放射される電波はミリ波である、項目１～１６のいずれかに記載のレーダ装置。
［項目１８］（実１～実９）
　前記レーダ装置は、車載レーダ装置である、項目１～１７のいずれかに記載のレーダ装置。
［項目１９］
　前記放射部は、前記基板の前記第１の面上に設けられた空間である、項目１～１８のいずれかに記載のレーダ装置。
［項目２０］（実１～実９）
　前記基板は、金属部材である、項目１に記載のレーダ装置。
［項目２１］（実９）
　前記基板における前記第１の面と反対側の第２の面には、前記アンテナ構造への給電を行う給電線路が設けられる、項目１～２０のいずれかに記載のレーダ装置。
［項目２２］（実９）
　前記基板における前記第２の面上には、電子部品が配置される、項目２０に記載のレーダ装置。
［項目２３］（実９）
　前記基板の前記第１の面上には電子部品が配置されない、項目２１に記載のレーダ装置。
［項目２４］（実９）
　前記基板の前記第２の面に対向して放熱部材が設けられる。項目２１に記載のレーダ装置。
［項目２５］
　第１の面上に電波の放射部が設けられるアンテナ構造を有する基板と、
　前記基板の前記第１の面に対向して配置されるレドームと、
　前記基板と前記レドームとの間に配置され、前記放射部に対応する部分に開口が形成されるとともに、電波を吸収する絶縁体を含む電波吸収部材とを備える、レーダ装置、
　前記レーダ装置の出力に基づいて、物体の認識処理を行う物体認識処理装置、および
　前記物体認識処理装置の認識結果に基づいて、車両の制御を行う車両制御装置
を備える、車載センシングシステム。
１　アンテナ
２　金属部材（基板）
２ａ　第１の面
２ｂ　第２の面
３　レドーム
３ａ　第１の面
３ｂ　第２の面
４　電波吸収部材
４ａ　第１の面
４ｃ　開口
５　放射部
５ａ　第１の面
６　回路基板
１１　車両制御システム（車両センシングシステム）
２１　車両制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
２２　通信部
２３　地図情報蓄積部
２４　位置情報取得部
２５　外部認識センサ
２６　車内センサ
２７　車両センサ
２８　記憶部
２９　走行支援・自動運転制御部
３０　ドライバモニタリングシステム（ＤＭＳ）
３１　ヒューマンマシーンインタフェース（ＨＭＩ）
３２　車両制御部
４１　通信ネットワーク
５１　カメラ
５２　レーダ
５３　LiDAR
５４　超音波センサ
６１　分析部
６２　行動計画部
６３　動作制御部
７１　自己位置推定部
７２　センサフュージョン部
７３　認識部
８１　ステアリング制御部
８２　ブレーキ制御部
８３　駆動制御部
８４　ボディ系制御部
８５　ライト制御部
８６　ホーン制御部
１００　車両
２０１　アンテナ
２０３　レドーム
２０３ａ　第１の面
２０３ｃ　凹部
３０１　アンテナ
３０３　レドーム
３０３ａ　第１の面
３０３ｄ　凸部
４０１　アンテナ
４０４　電波吸収部材
４０４ｃ　開口
４０７　緩衝部材
５０１　アンテナ
５０４　電波吸収部材
５０７　緩衝部材
６０１　アンテナ
６０４　電波吸収部材
６０４ａ　電波吸収部材
６０４ｂ　電波吸収部材
７０１　アンテナ
７０４　電波吸収部材
７０４ａ　電波吸収部材
７０４ｂ　空気層もしくは緩衝部材
８０１　アンテナ
８０２　金属部材
８０３　レドーム
８０４　電波吸収部材
８０５　放射部
８０１Ｂ　アンテナ
８０５Ｂ　放射部
８０１Ｂ　アンテナ
８０５Ｂ　放射部
９０１　アンテナ
９０２　誘電体基板（基板）
９０２ａ　第１の面
９０２ｂ　第２の面
９０３　レドーム
９０４　電波吸収部材
９０５　放射部
９０６　回路基板
９０８　給電部
９０９ａ　グランド板
９０９ｂ　グランド板
９０９ｃ　グランド板
９１０　給電線路
９１１　電源回路
９１２　信号ライン
９１２ａ　端部
９１３　導波管
９１４ａ　ビア
９１４ｂ　ビア
９１５　開口部
９１６　開口部
９２０　ケーシング
９２１　放熱部材
１２０１　アンテナ
１２０２　金属部材
１２０３　レドーム
１２０３ａ　第１の面
１２０５　放射部
１２０６　基板
Ｌ１　層
Ｌ２　層
Ｌ３　層
Ｌ４　層
Ｌ５　層
Ｌ６　層
Ｌ７　層

Claims (25)

  1. 　第１の面上に電波の放射部が設けられるアンテナ構造を有する基板と、
    　前記基板の前記第１の面に対向して配置されるレドームと、
    　前記基板と前記レドームとの間に配置され、前記放射部に対応する部分に開口が形成されるとともに、電波を吸収する絶縁体を含む電波吸収部材とを備える、レーダ装置。
  2. 　前記レドームにおける前記放射部と対向する部分以外の厚さは、前記レドーム内を電波する電波の管内波長の半分未満である、請求項１に記載のレーダ装置。
  3. 　前記レドームにおける前記放射部と対向する部分の厚さは、前記レドーム内を伝搬する電波の管内波長の半分の整数倍である、請求項１に記載のレーダ装置。
  4. 　前記電波吸収部材の厚さは、該電波吸収部材から漏れ出す電波の強度が所定の閾値以下となるような厚さである、請求項１に記載のレーダ装置。
  5. 　前記放射部は、前記基板の前記第１の面上に突出して設けられ、
    　前記レドームにおける前記放射部と対向する部分は、前記基板の前記第１の面に向けて突出して設けられ、
    　前記放射部および前記レドームにおける前記放射部と対向する部分は、前記電波吸収部材の前記開口に嵌合する、請求項１に記載のレーダ装置。
  6. 　前記電波吸収部材と前記レドームとは、接触するように配置される、請求項１に記載のレーダ装置。
  7. 　前記レドームの第１の面には、凹部または凸部が形成される、請求項１に記載のレーダ装置。
  8. 　前記電波吸収部材は、前記放射部の周縁に配置される、請求項１に記載のレーダ装置。
  9. 　前記電波吸収部材は、前記放射部の前記周縁に１つまたは複数のリング状に配置される、請求項８に記載のレーダ装置。
  10. 　前記基板と前記レドームとの間における前記電波吸収部材が配置される部分以外には、緩衝部材が配置される、請求項９に記載のレーダ装置。
  11. 　前記電波吸収部材は、材質の異なる複数層の電波吸収部材を含む、請求項１に記載のレーダ装置。
  12. 　前記材質の異なる複数層の電波吸収部材のうちの１つは、空気層である、請求項１１に記載のレーダ装置。
  13. 　前記基板の前記第１の面上には、複数の前記放射部が設けられる、請求項１に記載のレーダ装置。
  14. 　前記電波吸収部材に含まれる前記絶縁体は、ポリエチレンカーボネートである、請求項１に記載のレーダ装置。
  15. 　前記アンテナ構造は、スロットアンテナ、マイクロストリップアンテナまたはホーンアンテナのいずれかである、請求項１に記載のレーダ装置。
  16. 　前記レドームの第１の面上に周波数選択板並びにメタサーフェスが配置される、請求項１に記載のレーダ装置。
  17. 　前記放射部から放射される電波はミリ波である、請求項１に記載のレーダ装置。
  18. 　前記レーダ装置は、車載レーダ装置である、請求項１に記載のレーダ装置。
  19. 　前記放射部は、前記基板の前記第１の面上に設けられた空間である、請求項１に記載のレーダ装置。
  20. 　前記基板は、金属部材である、請求項１に記載のレーダ装置。
  21. 　前記基板における前記第１の面と反対側の第２の面には、前記アンテナ構造への給電を行う給電線路が設けられる、請求項１に記載のレーダ装置。
  22. 　前記基板における前記第２の面上には、電子部品が配置される、請求項２１に記載のレーダ装置。
  23. 　前記基板の前記第１の面上には電子部品が配置されない、請求項２１に記載のレーダ装置。
  24. 　前記基板の前記第２の面に対向して放熱部材が設けられる、請求項２０に記載のレーダ装置。
  25. 　第１の面上に電波の放射部が設けられるアンテナ構造を有する基板と、
    　前記基板の前記第１の面に対向して配置されるレドームと、
    　前記基板と前記レドームとの間に配置され、前記放射部に対応する部分に開口が形成されるとともに、電波を吸収する絶縁体を含む電波吸収部材とを備える、レーダ装置、
    　前記レーダ装置の出力に基づいて、物体の認識処理を行う物体認識処理装置、および
    　前記物体認識処理装置の認識結果に基づいて、車両の制御を行う車両制御装置
    を備える、車載センシングシステム。
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