WO2024053229A1 - レーダ装置用カバー - Google Patents

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WO2024053229A1
WO2024053229A1 PCT/JP2023/024959 JP2023024959W WO2024053229A1 WO 2024053229 A1 WO2024053229 A1 WO 2024053229A1 JP 2023024959 W JP2023024959 W JP 2023024959W WO 2024053229 A1 WO2024053229 A1 WO 2024053229A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
radar device
cover
array antenna
section
radar
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/024959
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
ウンベルト パオレッティ
Original Assignee
日立Astemo株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立Astemo株式会社 filed Critical 日立Astemo株式会社
Publication of WO2024053229A1 publication Critical patent/WO2024053229A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome

Definitions

  • the present disclosure relates to a radar device cover.
  • Patent Document 1 listed below discloses a radar device that includes an antenna surface and a cover portion and detects objects using radar waves.
  • the antenna surface includes at least one array antenna arranged on a collinear arrangement line.
  • the cover part covers the front side of the array antenna with the antenna surface as a boundary and a side from which radar waves are radiated as the front side of the antenna.
  • Each of the at least one array antenna includes at least one unit antenna arranged such that a plurality of antenna elements that radiate radar waves of the same phase are arranged in the same direction as the arrangement straight line.
  • the unit antennas are arranged in a direction perpendicular to the arrangement straight line and along the antenna plane.
  • the cover portion is configured such that the incident angle of the radar wave is equal to or less than the Brewster angle (Patent Document 1, abstract, etc.).
  • the cover that covers the array antenna has a flat portion and a curved portion.
  • radar waves are emitted from an array antenna covered by a cover, and mutually parallel radar waves reflected from an object are transmitted through the cover and received by the array antenna.
  • the angle of arrival (AoA) of the radar waves is estimated based on the phase difference between mutually parallel radar waves transmitted through the cover and received. Therefore, when the curvature of the curved part of the cover increases, the phase difference between parallel radio waves passing through the curved part and the phase difference between parallel radar waves passing through the flat part will be different, resulting in incorrect arrival angles. may be estimated.
  • the present disclosure is a cover for a radar device including an outer cover arranged to cover an array antenna of a radar device and having a flat part and a curved part, which enables more accurate estimation of the angle of arrival by the radar device.
  • One aspect of the present disclosure is a cover for a radar device including an outer cover disposed to cover an array antenna of a radar device and having a flat part and a curved part, the cover being arranged to cover an array antenna of a radar device, the cover including an outer cover having a flat part and a curved part.
  • a path adjusting section disposed on a path of radar waves that pass through the curved section and reach the array antenna among the radar waves, and at least one of a thickness and a dielectric constant of the path adjusting section transmits through the curved section;
  • the cover for the radar device is changed so as to reduce an error in estimating the angle of arrival of the radar wave reaching the array antenna.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a radar device showing Embodiment 1 of a radar device cover of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the path adjustment section of the radar device cover of FIG. 1;
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method of estimating the angle of arrival by the radar device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an error in estimating the angle of arrival in a conventional radar device.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a cover for explaining an error in estimating the angle of arrival in a conventional radar device.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view illustrating the operation of the radar device cover of Embodiment 1 shown in FIG. 2.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a path adjustment section showing Embodiment 2 of the radar device cover of the present disclosure.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a path adjustment section showing Embodiment 3 of the radar device cover of the present disclosure.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a path adjustment section showing Embodiment 4 of the radar device cover of the present disclosure.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a path adjustment section showing Embodiment 5 of the radar device cover of the present disclosure.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a path adjustment section showing Embodiment 6 of the radar device cover of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a sectional view of a radar device showing Embodiment 1 of a radar device cover according to the present disclosure.
  • the radar device cover C1 of this embodiment includes an outer cover 140 arranged to cover the array antenna 120 of the radar device 100.
  • the radar waves are transmitted through the curved portion 142 of the outer cover 140 and reach the array antenna 120. It is characterized in that it includes a path adjustment section PA1 disposed on the path P of the arriving radar waves.
  • the radar device 100 is, for example, a medium range radar (MRR) mounted on a car.
  • the radar device 100 is, for example, a millimeter wave radar device with a wide detection range (Field of View: FoV).
  • FoV Field of View
  • FIG. 1 the boundary and angular range of the FoV of the radar device 100 are shown by two-dot chain lines.
  • the radar device 100 includes, for example, a case 110, an array antenna 120, a radome 130, and an outer cover 140. That is, the radar device cover C1 of this embodiment is used for, for example, the radar device 100 and includes an outer cover 140 that constitutes a part of the radar device 100.
  • the case 110 supports the array antenna 120, has a radome 130 fixed thereon that covers the array antenna 120, and constitutes a part of the casing of the radar device 100.
  • an antenna substrate 111 is fixed to the surface of the case 110.
  • the antenna board 111 is provided with, for example, an array antenna 120, and includes a ground plane, a transmitting/receiving circuit, a signal processing section, and the like (not shown).
  • the array antenna 120 includes, for example, a plurality of antenna elements arranged vertically and horizontally at predetermined intervals. For example, each row of antenna elements of the array antenna 120 constitutes one channel.
  • the radar device 100 includes, for example, a transmitting array antenna 120 that radiates radar waves, and a receiving array antenna 120 that receives the radar waves radiated from the transmitting array antenna 120 and reflected by an object. There is.
  • the radome 130 is arranged to cover the array antenna 120 and is fixed to the case 110.
  • the material of the radome 130 is, for example, a dielectric material that transmits radar waves with low loss.
  • the radome 130 constitutes a housing of the radar device 100 together with the case 110, and accommodates and protects the antenna board 111 provided with the array antenna 120, a transmitting/receiving circuit, a signal processing section, and the like.
  • the outer cover 140 is arranged, for example, on the outside of the radome 130 and is arranged to cover the radome 130, the array antenna 120, and the case 110.
  • the material of the outer cover 140 is, for example, a dielectric material that transmits radar waves with low loss, similar to the radome 130.
  • the outer cover 140 is attached to the body of an automobile, for example.
  • the outer cover 140 may form part of a vehicle, such as a vehicle emblem, bumper, or body.
  • the outer cover 140 has a flat portion 141 and a curved portion 142.
  • the flat portion 141 is a planar portion of the outer cover 140
  • the curved portion 142 is a curved portion of the outer cover 140.
  • the flat portion 141 is, for example, a flat portion having the same thickness as a whole.
  • the curved portion 142 is, for example, a curved portion that is convex to the outside of the outer cover 140 on the opposite side to the inside of the outer cover 140 where the array antenna 120 is arranged.
  • the outer cover 140 has a first plane part 141a and a second plane part 141b.
  • the first plane portion 141a is arranged, for example, to face the array antenna 120, and is parallel to the antenna surface on which the array antenna 120 is arranged.
  • the thickness T1b of the second plane part 141b is smaller than the thickness T1a of the first plane part 141a, for example.
  • the second plane part 141b is arranged around the first plane part 141a via the curved part 142, and is inclined with respect to the first plane part 141a.
  • the path adjustment unit PA1 adjusts the path P of the radar waves that pass through the curved portion 142 of the outer cover 140 and reach the array antenna 120, among the radar waves radiated from the array antenna 120 and reflected by an object.
  • the path adjustment unit PA1 adjusts the path P of the radar waves that pass through the curved portion 142 of the outer cover 140 and reach the array antenna 120, among the radar waves radiated from the array antenna 120 and reflected by an object.
  • the path adjustment unit PA1 adjusts the path P of the radar waves that pass through the curved portion 142 of the outer cover 140 and reach the array antenna 120, among the radar waves radiated from the array antenna 120 and reflected by an object.
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view of the path adjustment part PA1 of the radar device cover C1 of FIG. 1.
  • the path adjustment part PA1 includes a curved part 142 whose thickness T2 gradually decreases from the first plane part 141a to the second plane part 141b of the outer cover 140. More specifically, in the radar device cover C1 of this embodiment, the path adjustment part PA1 is configured by a curved part 142 in which the thickness T2 of the outer cover 140 changes.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method for estimating the angle of arrival ⁇ by the radar device 100 of FIG. 1.
  • the radar device 100 estimates the angle of arrival ⁇ using the following method, for example.
  • the angle of arrival ⁇ is defined as the angle at which the radar waves radiated from the array antenna 120 and reflected by the object O reach the array antenna 120 with respect to the direction perpendicular to the sensor surface on which the plurality of antenna elements 121 of the array antenna 120 are arranged. This is the angle to reach.
  • each antenna element 121 is arranged at equal intervals d.
  • the difference in path length of the radar waves reaching the rightmost antenna element 121 and the antenna element 121 to the left thereof is d ⁇ sin ⁇ .
  • the path length differences between the radar waves reaching the rightmost antenna element 121 and the radar waves reaching the second and third antenna elements 121 from the right are 2d ⁇ sin ⁇ and 3d ⁇ sin ⁇ , respectively.
  • the wave number in the air of the radar wave received by the antenna element 121 is k 0 and the wavelength is ⁇ .
  • the phase difference ⁇ of the radar waves between the rightmost antenna element 121 and the antenna element 121 adjacent to the left thereof is expressed by the following equation (1).
  • the angle of arrival ⁇ is expressed by the following equation (2) using the phase difference ⁇ .
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the estimation error of the angle of arrival ⁇ in the conventional radar device 900.
  • the mutually parallel radar waves reflected by the object O are transmitted through the curved portion 942 of the cover 940 having a uniform thickness, and are transmitted to two antenna elements 921, 921 adjacent to each other at a distance of d.
  • the phase difference ⁇ of the radar waves reaching these antenna elements 921, 921 is expressed by the following equation (3).
  • ⁇ 2 is the difference in path length from the object O to the cover 940 of mutually parallel radar waves radiated from the antenna elements 921 and 921 and reflected by the object O.
  • t 1 and t 2 are respectively the path lengths of the radar waves transmitted through the curved portion 942 having a uniform thickness
  • l 1 and l 2 are respectively the path lengths of the radar waves transmitted through the curved portion 942 having a uniform thickness. This is the path length of the radar wave from the cover 940 to the antenna elements 921, 921.
  • k is the wave number of the radar wave in the cover 940
  • k0 is the wave number of the radar wave in the air.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a cover 940 illustrating the estimation error ⁇ of the angle of arrival ⁇ in the conventional radar device 900.
  • the horizontal and vertical axes in FIG. 5 each indicate the distance from the center of the antenna surface on which the array antenna is provided.
  • mutually parallel radar waves RW1 and RW2 reflected by the object O pass through a curved portion 942 having a uniform thickness and reach adjacent antenna elements 921 and 921.
  • an estimation error ⁇ of about 3.9 degrees occurs in the angle of arrival ⁇ , and the angle of arrival ⁇ is between the actual direction Da of the object O and the direction De of the object O estimated by the conventional radar device 900.
  • an estimation error ⁇ of about 3.9 degrees occurs.
  • the radar device cover C1 of the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is arranged to cover the array antenna 120 of the radar device 100, and includes an outer cover 140 having a flat portion 141 and a curved portion 142. . Further, the radar device cover C1 of the present embodiment is arranged on the path of the radar waves that are transmitted through the curved portion 142 and reach the array antenna 120 among the radar waves that are radiated from the array antenna 120 and reflected by the object O.
  • the route adjustment unit PA1 is provided with a route adjustment unit PA1. At least one of the thickness T2 and the dielectric constant of the path adjustment part PA1 is changed so as to reduce the estimation error ⁇ of the arrival angle ⁇ of the radar wave passing through the curved part 142 and reaching the array antenna 120. .
  • the radar device cover C1 of the present embodiment has an angle of arrival ⁇ that occurs when the thickness and dielectric constant of the curved portion 942 of the cover 940 are uniform, as shown in FIGS. 4 and 5. It is possible to reduce the estimation error ⁇ and enable the radar device 100 to more accurately estimate the angle of arrival ⁇ .
  • the flat portion 141 of the outer cover 140 includes a first flat portion 141a disposed opposite to the array antenna 120, and a second flat portion 141a of the first flat portion 141a.
  • the second flat portion 141b has a small thickness T1b and is arranged around the first flat portion 141a via a curved portion 142.
  • the path adjustment section PA1 includes a curved section 142 whose thickness T2 gradually decreases from the first plane section 141a toward the second plane section 141b.
  • FIG. 6 is an enlarged sectional view illustrating the function of the radar device cover C1 shown in FIG. 2. Note that the horizontal and vertical axes in FIG. 6 each indicate the distance from the center of the antenna surface on which the array antenna 120 is provided. As shown in FIG. 6, the mutually parallel radar waves RW1 and RW2 reflected by the object O pass through the curved part 142 where the thickness of the outer cover 140 changes, and reach the adjacent antenna elements 121 and 121. . In this case, the estimation error ⁇ of the angle of arrival ⁇ is reduced to about 0.5 degrees, and the estimation of the angle of arrival ⁇ between the actual direction Da of the object O and the direction De of the object O estimated by the radar device 100 is The error ⁇ is reduced to about 0.5 degree.
  • the bending section 142 as the path adjustment section PA1 makes the phase difference ⁇ calculated by the above equation (3) as close as possible to the phase difference ⁇ calculated by the above equation (1). It is preferable to change the thickness T2.
  • the phase difference ⁇ determined by the above equation (3) is the phase difference ⁇ when the radar wave reflected by the object O passes through the path adjustment unit PA1 and reaches the antenna element 121.
  • the phase difference ⁇ determined by the above equation (1) is calculated when the radar wave reflected by the object O is transmitted through the flat part 141 of the outer cover 140 and the flat part of the radome 130, or when the outer cover 140 and the radome 130 are This is the phase difference ⁇ when there is no such difference.
  • the radar waves reflected by the object O pass through the flat part 141 of the outer cover 140 and reach the array antenna 120, and when the radar waves pass through the path adjustment part PA1 and reach the array antenna 120. It becomes possible to approximate the estimated value of the arrival angle ⁇ based on equation (2).
  • the path length difference ⁇ PL between the path length PL1 of the radar wave reaching one antenna element 121 and the path length PL2 of the radar wave reaching the other antenna element 121 is expressed by the following equation (4). Ru.
  • the radar device cover C1 of this embodiment is designed to bring the path length difference ⁇ PL in the above formula (4) closer to the path length difference d ⁇ sin ⁇ between adjacent antenna elements 121 shown in FIG. 3 as shown in FIG.
  • the thickness T2 of the curved portion 142 serving as the path adjustment portion PA1 is changed.
  • the curvature of the curved portion 142 is made small as necessary to reduce the reflection of radar waves by the outer cover 140 and to prevent the transmittance of radar waves by the outer cover 140 from decreasing. consideration is necessary.
  • the thickness at which the radar waves reflected by the object O transmit through the flat part 141 of the outer cover 140 facing the array antenna 120 increases as the distance from the center of the antenna surface where the array antenna is provided increases. Increase with increase. Therefore, the curved portion 142 and the smaller thickness improve transmission of radar waves.
  • the radar device cover C1 that enables the radar device 100 to more accurately estimate the angle of arrival ⁇ .
  • the flat portion 141 of the outer cover 140 may be curved or rounded, for example, within a range that does not increase the estimation error ⁇ of the angle of arrival ⁇ .
  • the shape of the outer cover 140 changes smoothly with respect to the wavelength of the radar wave.
  • FIG. 7 is an enlarged sectional view of the path adjustment part PA2 showing Embodiment 2 of the cover for a radar device according to the present disclosure, and is an enlarged sectional view corresponding to FIG. 2 of Embodiment 1.
  • the radar device cover C2 is arranged to cover the array antenna 120 of the radar device 100, and has a flat portion 141 and a curved portion 142, similar to the radar device cover C1 of the first embodiment described above.
  • An outer cover 140 is provided.
  • the radar device cover C2 of the present embodiment includes a path adjustment portion PA2 similarly to the radar device cover C1 of the first embodiment described above.
  • the path adjustment unit PA2 is arranged on the path of the radar waves that are transmitted through the curved part 142 and reach the array antenna 120, among the radar waves that are radiated from the array antenna 120 and reflected by the object O. Further, both the thickness T2 and the dielectric constant of the path adjustment portion PA2 are changed so as to reduce the estimation error ⁇ of the arrival angle ⁇ of the radar wave passing through the curved portion 142 and reaching the array antenna 120.
  • the curved portion 142 has a first plane portion 141a disposed opposite to the array antenna 120 and a thickness T1a of the first plane portion 141a.
  • a second plane part 141b having a thickness T1b smaller than that of the second plane part 141b and arranged around the first plane part 141a with a curved part 142 interposed therebetween.
  • the path adjustment section PA2 includes a curved section 142 whose thickness T2 gradually decreases from the first plane section 141a to the second plane section 141b.
  • the path adjustment part PA2 is provided on the surface of the curved part 142, and is made of a dielectric whose dielectric constant changes from the first plane part 141a to the second plane part 141b.
  • Layer 143 is included. The dielectric constant of the dielectric layer 143 changes so as to compensate for the error in the path length of the radar wave that passes through the curved portion 142 and reaches the array antenna 120, and to reduce the estimation error ⁇ of the arrival angle ⁇ of the radar wave. are doing.
  • the radar device cover C2 of the present embodiment has a path length difference ⁇ PL of the above equation (4) between the adjacent ones shown in FIG.
  • the thickness T2 of the curved portion 142 as the path adjustment portion PA1 shown in FIG. 7 is changed so as to approach the path length difference d ⁇ sin ⁇ between the antenna elements 121.
  • the radar device cover C2 of the present embodiment is arranged so that the path length difference ⁇ PL in the above formula (4) approaches the path length difference d ⁇ sin ⁇ between the adjacent antenna elements 121 shown in FIG.
  • the radar device cover C2 of this embodiment not only has the same effect as the radar device cover C1 of the first embodiment described above, but also has the dielectric layer 143 reduce the angle of arrival ⁇ .
  • the error in the estimated value can be further reduced.
  • the dielectric constant of the dielectric layer 143 changes not only from the first plane part 141a to the second plane part 141b, but also in the direction along the thickness of the dielectric layer 143 or the surface of the outer cover 140. You may do so. Thereby, the transmittance of radar waves can be improved and reflection of radar waves can be reduced.
  • FIG. 8 is an enlarged sectional view of the path adjustment part PA3 showing the third embodiment of the cover for a radar device according to the present disclosure, and is an enlarged sectional view corresponding to FIG. 2 of the first embodiment.
  • the radar device cover C3 is arranged to cover the array antenna 120 of the radar device 100, and has a flat portion 141 and a curved portion 142, similar to the radar device cover C1 of the first embodiment described above.
  • An outer cover 140 is provided.
  • the radar device cover C3 of the present embodiment includes a path adjustment portion PA3 similarly to the radar device cover C1 of the first embodiment described above.
  • the path adjustment unit PA3 is arranged on the path of the radar waves that are transmitted through the curved part 142 and reach the array antenna 120, among the radar waves radiated from the array antenna 120 and reflected by the object O. Further, although the thickness T2 of the curved portion 142 as the path adjustment portion PA3 is constant, the dielectric constant of the path adjustment portion PA3 is determined by the angle of arrival ⁇ of the radar wave passing through the curved portion 142 and reaching the array antenna 120. It changes so as to reduce the estimation error ⁇ .
  • the planar portion 141 includes a first planar portion 141a disposed facing the array antenna 120, and a curved portion around the first planar portion 141a. 142.
  • the thickness T1a of the first plane part 141a is equal to the thickness T1b of the second plane part 141b, for example.
  • the path adjustment section PA3 includes a dielectric layer 143 that is provided on the surface of the curved section 142 and whose dielectric constant changes from the first plane section 141a to the second plane section 141b.
  • the radar device cover C3 of the present embodiment reduces the estimation error ⁇ of the arrival angle ⁇ , and reduces the arrival angle by the radar device 100, similarly to the radar device cover C1 of the first embodiment described above.
  • a more accurate estimation of the angle ⁇ may be possible.
  • the thickness T1b of the second plane portion 141b does not necessarily have to be uniform, and may decrease as the distance from the curved portion 142 increases, for example.
  • the material of the dielectric layer 143 does not need to be uniform, and may non-uniformly contain small pores, gas, liquid, or particulates smaller than the wavelength of the radar wave. This makes it possible to change the dielectric constant of the dielectric layer 143 from the first plane part 141a to the second plane part 141b.
  • FIG. 9 is an enlarged sectional view of the path adjustment part PA4 showing Embodiment 4 of the cover for a radar device according to the present disclosure. More specifically, FIG. 9 shows that among the radar waves radiated from the array antenna 120 of the radar device 100 shown in FIG. 120 is an enlarged cross-sectional view of the radome 130 on the path P of radar waves reaching the radar wave 120.
  • FIG. 9 shows that among the radar waves radiated from the array antenna 120 of the radar device 100 shown in FIG. 120 is an enlarged cross-sectional view of the radome 130 on the path P of radar waves reaching the radar wave 120.
  • the radar device cover C4 of this embodiment includes an outer cover 140 like the radar device cover C1 of the above-described first embodiment shown in FIG. It also has more.
  • the radome 130 includes a central portion 131 facing the array antenna 120, an edge portion 133 provided around the central portion 131, and a portion provided between the central portion 131 and the edge portion 133. and an intermediate portion 132.
  • the thickness Te of the edge portion 133 is smaller than the thickness Tc of the center portion 131.
  • the path adjustment part PA4 includes the intermediate part 132 of the radome 130.
  • the thickness Tm of the intermediate portion 132 as the path adjustment portion PA4 is changed so as to reduce the estimation error ⁇ of the arrival angle ⁇ of the radar wave that passes through the curved portion 142 of the outer cover 140 and reaches the array antenna 120.
  • the thickness Tm of the intermediate portion 132 as the path adjustment portion PA4 gradually decreases from the central portion 131 toward the edge portion 133.
  • the radar device cover C4 of this embodiment further includes the radome 130 that covers the array antenna 120 inside the outer cover 140.
  • the radome 130 includes a central portion 131 facing the array antenna 120, an edge portion 133 provided around the central portion 131 and having a thickness Te smaller than the central portion 131, and a portion between the central portion 131 and the edge portion 133. and an intermediate portion 132 provided therebetween.
  • the path adjustment portion PA4 includes an intermediate portion 132 whose thickness Tm gradually decreases from the center portion 131 toward the edge portions 133.
  • the radar device cover C4 of the present embodiment can achieve the same effects as the radar device cover C1 of the first embodiment described above. Therefore, according to the present embodiment, the radar device cover includes an outer cover 140 that is arranged to cover the array antenna 120 of the radar device 100 and has a planar plane portion 141 and a curved portion 142 that is curved in a curved shape. It is possible to provide a radar device cover C4 that enables the radar device 100 to more accurately estimate the angle of arrival ⁇ .
  • the route adjustment unit PA4 is preferably formed at a position close to the FoV boundary of the radar device 100 from the viewpoint of reducing the estimation error ⁇ of the angle of arrival ⁇ due to the path length difference.
  • FIG. 10 is an enlarged sectional view of a path adjustment part PA5 showing a fifth embodiment of a cover for a radar device according to the present disclosure. More specifically, FIG. 10 shows that among the radar waves radiated from the array antenna 120 of the radar device 100 shown in FIG. 120 is an enlarged cross-sectional view of the radome 130 on the path P of radar waves reaching the radar wave 120.
  • FIG. 10 shows that among the radar waves radiated from the array antenna 120 of the radar device 100 shown in FIG. 120 is an enlarged cross-sectional view of the radome 130 on the path P of radar waves reaching the radar wave 120.
  • the path adjustment unit PA5 estimates the arrival angle ⁇ of the radar wave that passes through the curved portion 142 of the outer cover 140 and reaches the array antenna 120, with both the thickness and the dielectric constant. It changes so as to reduce the error ⁇ . More specifically, the thickness Tm of the path adjustment portion PA5 gradually decreases from the center portion 131 to the edge portion 133 of the radome 130, similar to the path adjustment portion PA4 of the fourth embodiment shown in FIG. It includes an intermediate section 132.
  • the path adjustment part PA5 includes a dielectric layer 134 provided on the surface of the intermediate part 132 and having a dielectric constant that changes from the central part 131 toward the edge part 133.
  • the dielectric layer 134 has, for example, the same configuration as the dielectric layer 143 of the radar device cover C2 of the second embodiment shown in FIG.
  • the radar device cover C5 of the present embodiment can not only achieve the same effect as the radar device cover C4 of the fourth embodiment described above, but also improve the angle of arrival by the dielectric layer 134.
  • the error in the estimated value of ⁇ can be further reduced.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the path adjustment part PA6 showing Embodiment 6 of the cover for a radar device according to the present disclosure. More specifically, FIG. 11 shows that among the radar waves radiated from the array antenna 120 of the radar device 100 shown in FIG. 120 is an enlarged cross-sectional view of the radome 130 on the path P of radar waves reaching the radar wave 120.
  • FIG. 11 shows that among the radar waves radiated from the array antenna 120 of the radar device 100 shown in FIG. 120 is an enlarged cross-sectional view of the radome 130 on the path P of radar waves reaching the radar wave 120.
  • the radar device cover C6 of this embodiment further includes a radome 130 that covers the array antenna 120 inside the outer cover 140.
  • the radome 130 includes a central portion 131 facing the array antenna 120, an edge portion 133 provided around the central portion 131, and an intermediate portion 132 provided between the central portion 131 and the edge portion 133. have. Note that the central portion 131, intermediate portion 132, and edge portion 133 have the same thickness T, as shown in FIG.
  • the path adjustment unit PA6 adjusts the estimation error ⁇ of the arrival angle ⁇ of the radar wave that passes through the curved portion 142 of the outer cover 140 and reaches the array antenna 120 when only the dielectric constant is used.
  • the path adjustment section PA6 includes a dielectric layer 134 that is provided on the surface of the intermediate section 132 of the radome 130 and has a dielectric constant that changes from the central section 131 of the radome 130 toward the edge section 133.
  • the radar device cover C6 of this embodiment can achieve the same effects as the fourth embodiment described above. Therefore, according to the present embodiment, the radar device cover includes an outer cover 140 that is arranged to cover the array antenna 120 of the radar device 100 and has a planar plane portion 141 and a curved portion 142 that is curved in a curved shape. It is possible to provide a radar device cover C6 that enables the radar device 100 to more accurately estimate the angle of arrival ⁇ .

Abstract

本開示は、レーダ装置のアレイアンテナを覆うように配置され、平面状の平面部と曲面状に湾曲した湾曲部とを有するレーダ装置用カバーであって、レーダ装置による到来角のより正確な推定を可能にするレーダ装置用カバーを提供する。レーダ装置用カバーＣ１は、アレイアンテナから放射されて物体に反射されたレーダ波のうち湾曲部１４２を透過してアレイアンテナへ到達するレーダ波の経路に配置される経路調整部ＰＡ１を備える。経路調整部ＰＡ１の厚さと誘電率の少なくとも一方が、湾曲部１４２を透過してアレイアンテナへ到達するレーダ波の到来角の推定誤差を減少させるように変化している。

Description

レーダ装置用カバー
　本開示は、レーダ装置用カバーに関する。
　従来からレーダ装置に関する発明が知られている。たとえば、下記特許文献１は、アンテナ面とカバー部とを備え、レーダ波を用いて物体を検知するレーダ装置を開示している。上記アンテナ面は、同一直線である配置直線上に配置された少なくとも１つのアレイアンテナを備える。カバー部は、上記アンテナ面を境界としてレーダ波が放射される側をアンテナ前方として、アレイアンテナのアンテナ前方を覆う。
　上記少なくとも１つのアレイアンテナはそれぞれ、同じ位相のレーダ波を放射する複数のアンテナ素子が配置直線と同一方向となるように配置された少なくとも１つの単位アンテナを備える。単位アンテナは、配置直線とアンテナ面に沿って直交する方向に配列される。そして、カバー部は、レーダ波の入射角がブリュースター角以下となるように構成される（特許文献１、要約等）。
米国特許第１１１４３７４１号明細書
　上記のようなレーダ装置において、アレイアンテナを覆うカバーは、平面状の平面部と、曲面状に湾曲した湾曲部とを有している。このようなレーダ装置では、カバーによって覆われたアレイアンテナからレーダ波が放射され、物体から反射された互いに平行なレーダ波がカバーを透過してアレイアンテナによって受信される。
　そして、カバーを透過して受信される互いに平行なレーダ波の位相差に基づいて、レーダ波の到来角（Angle of Arrival：ＡｏＡ）が推定される。そのため、カバーの湾曲部の曲率が大きくなると、湾曲部を透過する互いに平行な電波の位相差と、平面部を透過する互いに平行なレーダ波の位相差と、が異なることで、誤った到来角が推定されるおそれがある。
　本開示は、レーダ装置のアレイアンテナを覆うように配置され、平面部と湾曲部とを有する外側カバーを備えるレーダ装置用カバーであって、レーダ装置による到来角のより正確な推定を可能にするレーダ装置用カバーを提供する。
　本開示の一態様は、レーダ装置のアレイアンテナを覆うように配置され、平面部と湾曲部を有する外側カバーを備えるレーダ装置用カバーであって、前記アレイアンテナから放射されて物体に反射されたレーダ波のうち前記湾曲部を透過して前記アレイアンテナへ到達するレーダ波の経路に配置される経路調整部を備え、前記経路調整部の厚さと誘電率の少なくとも一方が、前記湾曲部を透過して前記アレイアンテナへ到達する前記レーダ波の到来角の推定誤差を減少させるように変化している、レーダ装置用カバーである。
　本開示の上記一態様によれば、レーダ装置による到来角のより正確な推定を可能にするレーダ装置用カバーを提供することができる。
本開示のレーダ装置用カバーの実施形態１を示すレーダ装置の断面図。 図１のレーダ装置用カバーの経路調整部の拡大断面図。 図１のレーダ装置による到来角の推定方法を説明する模式図。 従来のレーダ装置における到来角の推定誤差を説明する模式図。 従来のレーダ装置における到来角の推定誤差を説明するカバーの拡大断面図。 図２に示す実施形態１のレーダ装置用カバーの作用を説明する拡大断面図。 本開示のレーダ装置用カバーの実施形態２を示す経路調整部の拡大断面図。 本開示のレーダ装置用カバーの実施形態３を示す経路調整部の拡大断面図。 本開示のレーダ装置用カバーの実施形態４を示す経路調整部の拡大断面図。 本開示のレーダ装置用カバーの実施形態５を示す経路調整部の拡大断面図。 本開示のレーダ装置用カバーの実施形態６を示す経路調整部の拡大断面図。
　以下、図面を参照して本開示に係るレーダ装置用カバーの実施形態を説明する。
［実施形態１］
　図１は、本開示に係るレーダ装置用カバーの実施形態１を示すレーダ装置の断面図である。本実施形態のレーダ装置用カバーＣ１は、レーダ装置１００のアレイアンテナ１２０を覆うように配置される外側カバー１４０を備えている。詳細については後述するが、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ１は、アレイアンテナ１２０から放射されて物体に反射されたレーダ波のうち、外側カバー１４０の湾曲部１４２を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の経路Ｐに配置される経路調整部ＰＡ１を備えることを特徴とする。
　レーダ装置１００は、たとえば、自動車に搭載される中距離レーダ（ＭＲＲ）である。レーダ装置１００は、たとえば、検出範囲（Field of View：ＦｏＶ）の広いミリ波レーダ装置である。図１では、レーダ装置１００のＦｏＶの境界と角度範囲を二点鎖線で示している。レーダ装置１００は、たとえば、ケース１１０と、アレイアンテナ１２０と、レドーム１３０と、外側カバー１４０と、を備えている。すなわち、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ１は、たとえば、レーダ装置１００に用いられ、レーダ装置１００の一部を構成する外側カバー１４０を備えている。
　ケース１１０は、たとえば、アレイアンテナ１２０を支持するとともに、アレイアンテナ１２０を覆うレドーム１３０が固定され、レーダ装置１００の筐体の一部を構成する。また、ケース１１０の表面には、たとえば、アンテナ基板１１１が固定されている。アンテナ基板１１１は、たとえば、アレイアンテナ１２０が設けられ、図示を省略するグランド面、送受信回路、および信号処理部などを備えている。
　アレイアンテナ１２０は、たとえば、縦横に所定の間隔をあけて配置された複数のアンテナ素子を備えている。アレイアンテナ１２０の複数のアンテナ素子は、たとえば、各列のアンテナ素子が一つのチャンネルを構成している。レーダ装置１００は、たとえば、レーダ波を放射する送信用のアレイアンテナ１２０と、送信用のアレイアンテナ１２０から放射されて物体に反射されたレーダ波を受信する受信用のアレイアンテナ１２０とを備えている。
　レドーム１３０は、たとえば、アレイアンテナ１２０を覆うように配置され、ケース１１０に固定されている。レドーム１３０の材質は、たとえば、レーダ波を低損失で透過させる誘電体である。レドーム１３０は、たとえば、ケース１１０とともにレーダ装置１００の筐体を構成し、アレイアンテナ１２０、送受信回路、信号処理部などが設けられたアンテナ基板１１１を収容して保護する。
　外側カバー１４０は、たとえば、レドーム１３０の外側に配置され、レドーム１３０、アレイアンテナ１２０、およびケース１１０を覆うように配置されている。外側カバー１４０の材質は、たとえば、レドーム１３０と同様に、レーダ波を低損失で透過させる誘電体である。外側カバー１４０は、たとえば、自動車の車体に取り付けられる。外側カバー１４０は、たとえば、自動車のエンブレム、バンパー、または、ボディーなど、自動車の一部を構成していてもよい。
　外側カバー１４０は、平面部１４１と湾曲部１４２を有している。平面部１４１は、外側カバー１４０の平面状の部分であり、湾曲部１４２は、外側カバー１４０の曲面状に湾曲した部分である。また、平面部１４１は、たとえば、全体が同じ厚さを有する平板状の部分である。また、湾曲部１４２は、たとえば、アレイアンテナ１２０が配置される外側カバー１４０の内側とは反対側の外側カバー１４０の外側へ凸の曲面状の部分である。
　図１に示す例において、外側カバー１４０は、第１平面部１４１ａと、第２平面部１４１ｂとを有している。第１平面部１４１ａは、たとえば、アレイアンテナ１２０に対向して配置され、アレイアンテナ１２０が配置されるアンテナ面と平行になっている。第２平面部１４１ｂの厚さＴ１ｂは、たとえば、第１平面部１４１ａの厚さＴ１ａよりも小さい。第２平面部１４１ｂは、第１平面部１４１ａの周囲に湾曲部１４２を介して配置され、第１平面部１４１ａに対して傾斜している。
　経路調整部ＰＡ１は、前述のように、アレイアンテナ１２０から放射されて物体に反射されたレーダ波のうち、外側カバー１４０の湾曲部１４２を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の経路Ｐに配置される。経路調整部ＰＡ１の厚さと誘電率の少なくとも一方は、外側カバー１４０を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の到来角の推定誤差を減少させるように変化している。
　図２は、図１のレーダ装置用カバーＣ１の経路調整部ＰＡ１の拡大断面図である。本実施形態のレーダ装置用カバーＣ１において、経路調整部ＰＡ１は、外側カバー１４０の第１平面部１４１ａから第２平面部１４１ｂへ向けて厚さＴ２が漸減する湾曲部１４２を含む。より具体的には、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ１において、経路調整部ＰＡ１は、外側カバー１４０の厚さＴ２が変化する湾曲部１４２によって構成されている。
　図３は、図１のレーダ装置１００による到来角αの推定方法を説明する模式図である。レーダ装置１００は、たとえば、以下の方法によって到来角αを推定する。なお、到来角αは、アレイアンテナ１２０の複数のアンテナ素子１２１が配置されたセンサ面に垂直な方向に対し、アレイアンテナ１２０から放射されて物体Ｏに反射されたレーダ波が、アレイアンテナ１２０へ到達する角度である。
　図３に示すように、各々のアンテナ素子１２１が等しい間隔ｄで配置されているとする。この場合、レドーム１３０および外側カバー１４０がなければ、右端のアンテナ素子１２１とその左隣のアンテナ素子１２１に到達するレーダ波の経路長の差は、ｄ・ｓｉｎαとなる。同様に、右端のアンテナ素子１２１に到達するレーダ波と、右から二番目、三番目のアンテナ素子１２１に到達するレーダ波の経路長の差は、それぞれ、２ｄ・ｓｉｎα、３ｄ・ｓｉｎαとなる。
　ここで、アンテナ素子１２１が受信するレーダ波の空気中の波数をｋ０、波長をλとする。この場合、右端のアンテナ素子１２１と、その左隣のアンテナ素子１２１との間のレーダ波の位相差Δφは、以下の式（１）で表される。また、到来角αは、位相差Δφを用いて、以下の式（２）によって表される。
　Δφ＝ｋ０・ｄ・ｓｉｎα＝（２πｄ／λ）・ｓｉｎα　　（１）
　α＝ｓｉｎ－１｛（λ／２πｄ）・Δφ｝
　　＝ｓｉｎ－１（Δφ／π）　　　　　　　　　　　　　　（２）
　図４は、従来のレーダ装置９００における到来角αの推定誤差を説明する模式図である。図４に示すように、物体Ｏに反射された互いに平行なレーダ波が、均一な厚さを有するカバー９４０の湾曲部９４２を透過して、間隔ｄで隣り合う二つのアンテナ素子９２１，９２１に到達する場合、これらのアンテナ素子９２１，９２１に到達するレーダ波の位相差Δφは、以下の式（３）によって表される。
　Δφ＝ｋ・（ｔ２－ｔ１）＋ｋ０・（ｌ２－ｌ１＋δ２）　　　（３）
　なお、上記式（３）において、δ２は、アンテナ素子９２１，９２１から放射されて物体Ｏによって反射された互いに平行なレーダ波の、物体Ｏからカバー９４０までの経路長の差である。また、ｔ１およびｔ２は、それぞれ、厚さが均一な湾曲部９４２を透過する上記レーダ波の経路長であり、ｌ１およびｌ２は、それぞれ、厚さが均一な湾曲部９４２を透過した上記レーダ波のカバー９４０からアンテナ素子９２１，９２１までの経路長である。また、ｋは、上記レーダ波のカバー９４０中の波数であり、ｋ０は、上記レーダ波の空気中の波数である。
　このように、物体Ｏに反射した互いに平行なレーダ波が、図３に示す隣り合うアンテナ素子１２１，１２１に到達するときのレーダ波の経路長の差と、図４に示す隣り合うアンテナ素子９２１，９２１に到達するときのレーダ波の経路長の差との間に、誤差が生じる。この経路長の誤差に起因して、上記式（１）と上記式（３）に示す位相差Δφの間に誤差が生じ、その結果、上記式（２）によって推定される到来角αに誤差が生じる。
　図５は、従来のレーダ装置９００における到来角αの推定誤差Δθを説明するカバー９４０の拡大断面図である。なお、図５の横軸と、縦軸は、それぞれ、アレイアンテナが設けられたアンテナ面の中心からの距離を示している。図５に示すように、物体Ｏに反射された互いに平行なレーダ波ＲＷ１，ＲＷ２は、厚さが均一な湾曲部９４２を透過して、隣り合うアンテナ素子９２１，９２１に到達する。この場合、到来角αに約３．９度の推定誤差Δθが生じ、実際の物体Ｏの方向Ｄａと、従来のレーダ装置９００によって推定される物体Ｏの方向Ｄｅとの間に到来角αと同様に約３．９度の推定誤差Δθが生じる。
　これに対し、図１および図２に示す本実施形態のレーダ装置用カバーＣ１は、レーダ装置１００のアレイアンテナ１２０を覆うように配置され、平面部１４１と湾曲部１４２を有する外側カバー１４０を備える。さらに、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ１は、アレイアンテナ１２０から放射されて物体Ｏに反射されたレーダ波のうち、湾曲部１４２を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の経路に配置される経路調整部ＰＡ１を備えている。そして、経路調整部ＰＡ１の厚さＴ２と誘電率の少なくとも一方が、湾曲部１４２を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の到来角αの推定誤差Δθを減少させるように変化している。
　このような構成により、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ１は、図４および図５に示すように、カバー９４０の湾曲部９４２の厚さおよび誘電率が均一である場合に発生する到来角αの推定誤差Δθを低減させ、レーダ装置１００による到来角αのより正確な推定を可能にすることができる。
　より具体的には、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ１において、外側カバー１４０の平面部１４１は、アレイアンテナ１２０に対向して配置される第１平面部１４１ａと、その第１平面部１４１ａよりも厚さＴ１ｂが小さく、第１平面部１４１ａの周囲に湾曲部１４２を介して配置される第２平面部１４１ｂと、を有している。そして、経路調整部ＰＡ１は、図２に示すように、第１平面部１４１ａから第２平面部１４１ｂへ向けて厚さＴ２が漸減する湾曲部１４２を含む。
　図６は、図２に示すレーダ装置用カバーＣ１の作用を説明する拡大断面図である。なお、図６の横軸と、縦軸は、それぞれ、アレイアンテナ１２０が設けられたアンテナ面の中心からの距離を示している。図６に示すように、物体Ｏに反射された互いに平行なレーダ波ＲＷ１，ＲＷ２は、外側カバー１４０の厚さが変化する湾曲部１４２を透過して、隣り合うアンテナ素子１２１，１２１に到達する。この場合、到来角αの推定誤差Δθは約０．５度に低減され、実際の物体Ｏの方向Ｄａと、レーダ装置１００によって推定される物体Ｏの方向Ｄｅとの間の到来角αの推定誤差Δθが約０．５度に低減される。
　より具体的には、経路調整部ＰＡ１としての湾曲部１４２は、たとえば、上記の式（３）で求められる位相差Δφを、上記式（１）で求められる位相差Δφに可能な限り近付けるように、厚さＴ２を変化させることが好ましい。上記の式（３）で求められる位相差Δφは、物体Ｏに反射されたレーダ波が経路調整部ＰＡ１を透過してアンテナ素子１２１に到達する場合の位相差Δφである。上記式（１）で求められる位相差Δφは、物体Ｏに反射されたレーダ波が、外側カバー１４０の平面部１４１およびレドーム１３０の平面部を透過する場合、または、外側カバー１４０およびレドーム１３０がない場合の位相差Δφである。これにより、物体Ｏに反射されたレーダ波が、外側カバー１４０の平面部１４１を透過してアレイアンテナ１２０に到達する場合と、経路調整部ＰＡ１を透過してアレイアンテナ１２０に到達する場合の上記式（２）に基づく到来角αの推定値を近付けることが可能になる。
　たとえば、図４に示す従来のレーダ装置９００のカバー９４０と同様に、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ１においても、物体Ｏに反射された互いに平行なレーダ波は、外側カバー１４０の湾曲部１４２を透過して、隣り合うアンテナ素子１２１に到達する。この場合、一方のアンテナ素子１２１に到達するレーダ波の経路長ＰＬ１と、他方のアンテナ素子１２１に到達するレーダ波の経路長ＰＬ２との経路長差ΔＰＬは、以下の式（４）で表される。
　ΔＰＬ＝ＰＬ２―ＰＬ１
　　　　＝（δ２＋ｔ２＋ｌ２）－（ｔ１＋ｌ１）　　　（４）
　本実施形態のレーダ装置用カバーＣ１は、上記式（４）の経路長差ΔＰＬを、図３に示す隣り合うアンテナ素子１２１の間の経路長差ｄ・ｓｉｎαに近付けるように、図２に示す経路調整部ＰＡ１としての湾曲部１４２の厚さＴ２が変化している。このような構成により、前述のように、上記の式（３）で求められる位相差Δφを、上記式（１）で求められる位相差Δφに近付けることができ、到来角αの推定誤差Δθを減少させることができる。
　なお、レーダ装置用カバーＣ１では、外側カバー１４０によるレーダ波の反射を小さくし、また外側カバー１４０によるレーダ波の透過率を低下させないように、必要に応じて湾曲部１４２の曲率を小さくするなどの配慮が必要である。一般に、物体Ｏで反射されたレーダ波が、アレイアンテナ１２０に対向する外側カバー１４０の平面部１４１を透過する厚みは、アレイアンテナが設けられたアンテナ面の中心から遠ざかるほど、レーダ波の角度の増加に伴って増加する。そのため、湾曲部１４２およびより小さい厚さによってレーダ波の透過率が向上する。
　以上のように、本実施形態によれば、レーダ装置１００による到来角αのより正確な推定を可能にするレーダ装置用カバーＣ１を提供することができる。なお、外側カバー１４０の平面部１４１は、たとえば、到来角αの推定誤差Δθを増大させない範囲で湾曲したり、丸みを帯びたりしてもよい。また、到来角αの推定誤差Δθを減少させるためには、外側カバー１４０の形状は、レーダ波の波長に対して滑らかに変化していることが好ましい。
［実施形態２］
　次に、図１および図７を参照して、本開示に係るレーダ装置用カバーの実施形態２を説明する。図７は、本開示に係るレーダ装置用カバーの実施形態２を示す経路調整部ＰＡ２の拡大断面図であり、実施形態１の図２に相当する拡大断面図である。
　本実施形態の係るレーダ装置用カバーＣ２は、前述の実施形態１のレーダ装置用カバーＣ１と同様に、レーダ装置１００のアレイアンテナ１２０を覆うように配置され、平面部１４１と湾曲部１４２を有する外側カバー１４０を備える。また、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ２は、前述の実施形態１のレーダ装置用カバーＣ１と同様に、経路調整部ＰＡ２を備える。
　経路調整部ＰＡ２は、アレイアンテナ１２０から放射されて物体Ｏに反射されたレーダ波のうち、湾曲部１４２を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の経路に配置される。また、経路調整部ＰＡ２の厚さＴ２と誘電率の両方が、湾曲部１４２を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の到来角αの推定誤差Δθを減少させるように変化している。
　より具体的には、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ２においても、湾曲部１４２は、アレイアンテナ１２０に対向して配置される第１平面部１４１ａと、その第１平面部１４１ａの厚さＴ１ａよりも厚さＴ１ｂが小さく第１平面部１４１ａの周囲に湾曲部１４２を介して配置される第２平面部１４１ｂと、を有している。そして、経路調整部ＰＡ２は、第１平面部１４１ａから第２平面部１４１ｂへ向けて厚さＴ２が漸減する湾曲部１４２を含む。
　さらに、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ２において、経路調整部ＰＡ２は、湾曲部１４２の表面に設けられて、第１平面部１４１ａから第２平面部１４１ｂへ向けて誘電率が変化する誘電体層１４３を含む。誘電体層１４３の誘電率は、湾曲部１４２を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の経路長の誤差を補償し、そのレーダ波の到来角αの推定誤差Δθを減少させるように変化している。
　より具体的には、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ２は、前述の実施形態１のレーダ装置用カバーＣ１と同様に、上記式（４）の経路長差ΔＰＬを、図３に示す隣り合うアンテナ素子１２１の間の経路長差ｄ・ｓｉｎαに近付けるように、図７に示す経路調整部ＰＡ１としての湾曲部１４２の厚さＴ２が変化している。さらに、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ２は、上記式（４）の経路長差ΔＰＬを、図３に示す隣り合うアンテナ素子１２１の間の経路長差ｄ・ｓｉｎαに近付けるように、図７に示す経路調整部ＰＡ２としての誘電体層１４３の誘電率が変化している。
　このような構成により、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ２によれば、前述の実施形態１のレーダ装置用カバーＣ１と同様の効果を奏するだけでなく、誘電体層１４３によって、到来角αの推定値の誤差をさらに減少させることができる。なお、誘電体層１４３の誘電率は、第１平面部１４１ａから第２平面部１４１ｂへ向けて変化するだけでなく、誘電体層１４３の厚さ方向または外側カバー１４０の表面に沿う方向に変化していてもよい。これにより、レーダ波の透過性を向上させ、レーダ波の反射を低減することができる。
［実施形態３］
　次に、図１および図８を参照して、本開示に係るレーダ装置用カバーの実施形態３を説明する。図８は、本開示に係るレーダ装置用カバーの実施形態３を示す経路調整部ＰＡ３の拡大断面図であり、実施形態１の図２に相当する拡大断面図である。
　本実施形態の係るレーダ装置用カバーＣ３は、前述の実施形態１のレーダ装置用カバーＣ１と同様に、レーダ装置１００のアレイアンテナ１２０を覆うように配置され、平面部１４１と湾曲部１４２を有する外側カバー１４０を備える。また、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ３は、前述の実施形態１のレーダ装置用カバーＣ１と同様に、経路調整部ＰＡ３を備える。
　経路調整部ＰＡ３は、アレイアンテナ１２０から放射されて物体Ｏに反射されたレーダ波のうち、湾曲部１４２を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の経路に配置される。また、経路調整部ＰＡ３としての湾曲部１４２の厚さＴ２は一定であるが、経路調整部ＰＡ３の誘電率が、湾曲部１４２を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の到来角αの推定誤差Δθを減少させるように変化している。
　より具体的には、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ３において、平面部１４１は、アレイアンテナ１２０に対向して配置される第１平面部１４１ａと、その第１平面部１４１ａの周囲に湾曲部１４２を介して配置される第２平面部１４１ｂと、を有している。本実施形態のレーダ装置用カバーＣ３において、第１平面部１４１ａの厚さＴ１ａは、たとえば、第２平面部１４１ｂの厚さＴ１ｂと等しい。また、経路調整部ＰＡ３は、湾曲部１４２の表面に設けられて、第１平面部１４１ａから第２平面部１４１ｂへ向けて誘電率が変化する誘電体層１４３を含む。
　このような構成により、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ３によれば、前述の実施形態１のレーダ装置用カバーＣ１と同様に、到来角αの推定誤差Δθを低減させ、レーダ装置１００による到来角αのより正確な推定を可能にすることができる。なお、第２平面部１４１ｂの厚さＴ１ｂは、必ずしも均一でなくてもよく、たとえば、湾曲部１４２から離れるほど減少していてもよい。
　また、誘電体層１４３の材料は、均一である必要はなく、レーダ波の波長よりも小さい小孔、気体、液体、または微粒子を不均一に含むことができる。これにより、誘電体層１４３の誘電率を、第１平面部１４１ａから第２平面部１４１ｂへ向けて変化させることが可能になる。
［実施形態４］
　次に、図１および図９を参照して、本開示に係るレーダ装置用カバーの実施形態４を説明する。図９は、本開示に係るレーダ装置用カバーの実施形態４を示す経路調整部ＰＡ４の拡大断面図である。より詳細には、図９は、図１に示すレーダ装置１００のアレイアンテナ１２０から放射されて物体Ｏに反射されたレーダ波のうち、外側カバー１４０の右側の湾曲部１４２を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の経路Ｐ上のレドーム１３０の拡大断面図である。
　本実施形態のレーダ装置用カバーＣ４は、図１に示す前述の実施形態１のレーダ装置用カバーＣ１と同様に外側カバー１４０を備えるとともに、外側カバー１４０の内側でアレイアンテナ１２０を覆うレドーム１３０をさらに備えている。レドーム１３０は、図２に示すように、アレイアンテナ１２０に対向する中央部１３１と、その中央部１３１の周囲に設けられる端縁部１３３と、中央部１３１と端縁部１３３との間に設けられる中間部１３２と、を有している。端縁部１３３の厚さＴｅは、中央部１３１の厚さＴｃよりも小さい。
　本実施形態のレーダ装置用カバーＣ４において、経路調整部ＰＡ４は、レドーム１３０の中間部１３２を含む。経路調整部ＰＡ４としての中間部１３２の厚さＴｍは、外側カバー１４０の湾曲部１４２を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の到来角αの推定誤差Δθを減少させるように変化している。より具体的には、経路調整部ＰＡ４としての中間部１３２の厚さＴｍは、中央部１３１から端縁部１３３へ向けて漸減する。
　以上のように、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ４は、外側カバー１４０の内側でアレイアンテナ１２０を覆うレドーム１３０をさらに備えている。レドーム１３０は、アレイアンテナ１２０に対向する中央部１３１と、その中央部１３１の周囲に設けられ中央部１３１よりも厚さＴｅが小さい端縁部１３３と、中央部１３１と端縁部１３３との間に設けられる中間部１３２と、を有している。そして、経路調整部ＰＡ４は、中央部１３１から端縁部１３３へ向けて厚さＴｍが漸減する中間部１３２を含む。
　このような構成により、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ４によれば、前述の実施形態１のレーダ装置用カバーＣ１と同様の効果を奏することができる。したがって、本実施形態によれば、レーダ装置１００のアレイアンテナ１２０を覆うように配置され、平面状の平面部１４１と曲面状に湾曲した湾曲部１４２とを有する外側カバー１４０を備えるレーダ装置用カバーＣ４であって、レーダ装置１００による到来角αのより正確な推定を可能にするレーダ装置用カバーＣ４を提供することができる。
　なお、経路調整部ＰＡ４は、経路長差による到来角αの推定誤差Δθを減少させる観点から、レーダ装置１００のＦｏＶの境界に近い位置に形成することが好ましい。
［実施形態５］
　次に、図１および図１０を参照して、本開示に係るレーダ装置用カバーの実施形態５を説明する。図１０は、本開示に係るレーダ装置用カバーの実施形態５を示す経路調整部ＰＡ５の拡大断面図である。より詳細には、図１０は、図１に示すレーダ装置１００のアレイアンテナ１２０から放射されて物体Ｏに反射されたレーダ波のうち、外側カバー１４０の右側の湾曲部１４２を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の経路Ｐ上のレドーム１３０の拡大断面図である。
　本実施形態のレーダ装置用カバーＣ５において、経路調整部ＰＡ５は、厚さと誘電率の双方が、外側カバー１４０の湾曲部１４２を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の到来角αの推定誤差Δθを減少させるように変化している。より具体的には、経路調整部ＰＡ５は、図９に示す前述の実施形態４の経路調整部ＰＡ４と同様に、レドーム１３０の中央部１３１から端縁部１３３へ向けて厚さＴｍが漸減する中間部１３２を含む。
　さらに、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ５において、経路調整部ＰＡ５は、中間部１３２の表面に設けられて中央部１３１から端縁部１３３へ向けて誘電率が変化する誘電体層１３４を含む。誘電体層１３４は、たとえば、図７に示す実施形態２のレーダ装置用カバーＣ２の誘電体層１４３と同様の構成を有する。
　このような構成により、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ５によれば、前述の実施形態４のレーダ装置用カバーＣ４と同様の効果を奏することができるだけでなく、誘電体層１３４によって、到来角αの推定値の誤差をさらに減少させることができる。
［実施形態６］
　次に、図１および図１１を参照して、本開示に係るレーダ装置用カバーの実施形態６を説明する。図１１は、本開示に係るレーダ装置用カバーの実施形態６を示す経路調整部ＰＡ６の拡大断面図である。より詳細には、図１１は、図１に示すレーダ装置１００のアレイアンテナ１２０から放射されて物体Ｏに反射されたレーダ波のうち、外側カバー１４０の右側の湾曲部１４２を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の経路Ｐ上のレドーム１３０の拡大断面図である。
　本実施形態のレーダ装置用カバーＣ６は、前述の外側カバー１４０に加えて、外側カバー１４０の内側でアレイアンテナ１２０を覆うレドーム１３０をさらに備えている。レドーム１３０は、アレイアンテナ１２０に対向する中央部１３１と、その中央部１３１の周囲に設けられる端縁部１３３と、中央部１３１と端縁部１３３との間に設けられる中間部１３２と、を有している。なお、中央部１３１、中間部１３２、および端縁部１３３は、図１１に示すように同一の厚さＴを有している。本実施形態のレーダ装置用カバーＣ６において、経路調整部ＰＡ６は、誘電率のみが、外側カバー１４０の湾曲部１４２を透過してアレイアンテナ１２０へ到達するレーダ波の到来角αの推定誤差Δθを減少させるように変化している。より具体的には、経路調整部ＰＡ６は、レドーム１３０の中間部１３２の表面に設けられてレドーム１３０の中央部１３１から端縁部１３３へ向けて誘電率が変化する誘電体層１３４を含む。
　このような構成により、本実施形態のレーダ装置用カバーＣ６によれば、前述の実施形態４と同様の効果を奏することができる。したがって、本実施形態によれば、レーダ装置１００のアレイアンテナ１２０を覆うように配置され、平面状の平面部１４１と曲面状に湾曲した湾曲部１４２とを有する外側カバー１４０を備えるレーダ装置用カバーＣ６であって、レーダ装置１００による到来角αのより正確な推定を可能にするレーダ装置用カバーＣ６を提供することができる。
　以上、図面を用いて本開示に係るレーダ装置用カバーの実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。
１００　　レーダ装置
１２０　　アレイアンテナ
１３０　　レドーム
１３１　　中央部
１３２　　中間部
１３３　　端縁部
１３４　　誘電体層
１４０　　外側カバー
１４１　　平面部
１４１ａ　第１平面部
１４１ｂ　第２平面部
１４２　　湾曲部
１４３　　誘電体層
Ｃ１　　　レーダ装置用カバー
Ｃ２　　　レーダ装置用カバー
Ｃ３　　　レーダ装置用カバー
Ｃ４　　　レーダ装置用カバー
Ｃ５　　　レーダ装置用カバー
Ｃ６　　　レーダ装置用カバー
Ｐ　　　　経路
ＰＡ１　　経路調整部
ＰＡ２　　経路調整部
ＰＡ３　　経路調整部
ＰＡ４　　経路調整部
ＰＡ５　　経路調整部
ＰＡ６　　経路調整部
Ｔ１ｂ　　厚さ
Ｔ２　　　厚さ
Ｔｍ　　　厚さ
α　　　　到来角
Δθ　　　推定誤差

Claims (7)

  1. 　レーダ装置のアレイアンテナを覆うように配置され、平面部と湾曲部を有する外側カバーを備えるレーダ装置用カバーであって、
    　前記アレイアンテナから放射されて物体に反射されたレーダ波のうち前記湾曲部を透過して前記アレイアンテナへ到達するレーダ波の経路に配置される経路調整部を備え、
    　前記経路調整部の厚さと誘電率の少なくとも一方が、前記湾曲部を透過して前記アレイアンテナへ到達する前記レーダ波の到来角の推定誤差を減少させるように変化している、
    　レーダ装置用カバー。
  2. 　前記平面部は、前記アレイアンテナに対向して配置される第１平面部と、該第１平面部よりも厚さが小さく前記第１平面部の周囲に前記湾曲部を介して配置される第２平面部と、を有し、
    　前記経路調整部は、前記第１平面部から前記第２平面部へ向けて前記厚さが漸減する前記湾曲部を含むことを特徴とする、
    　請求項１に記載のレーダ装置用カバー。
  3. 　前記経路調整部は、前記湾曲部の表面に設けられて前記第１平面部から前記第２平面部へ向けて前記誘電率が変化する誘電体層を含むことを特徴とする、
    　請求項２に記載のレーダ装置用カバー。
  4. 　前記平面部は、前記アレイアンテナに対向して配置される第１平面部と、該第１平面部の周囲に前記湾曲部を介して配置される第２平面部と、を有し、
    　前記経路調整部は、前記湾曲部の表面に設けられて前記第１平面部から前記第２平面部へ向けて前記誘電率が変化する誘電体層を含むことを特徴とする、
    　請求項１に記載のレーダ装置用カバー。
  5. 　前記外側カバーの内側で前記アレイアンテナを覆うレドームをさらに備え、
    　前記レドームは、前記アレイアンテナに対向する中央部と、該中央部の周囲に設けられ前記中央部よりも厚さが小さい端縁部と、前記中央部と前記端縁部との間に設けられる中間部と、を有し、
    　前記経路調整部は、前記中央部から前記端縁部へ向けて前記厚さが漸減する中間部を含むことを特徴とする、
    　請求項１に記載のレーダ装置用カバー。
  6. 　前記経路調整部は、前記中間部の表面に設けられて前記中央部から前記端縁部へ向けて前記誘電率が変化する誘電体層を含むことを特徴とする、
    　請求項５に記載のレーダ装置用カバー。
  7. 　前記外側カバーの内側で前記アレイアンテナを覆うレドームをさらに備え、
    　前記レドームは、前記アレイアンテナに対向する中央部と、該中央部の周囲に設けられる端縁部と、前記中央部と前記端縁部との間に設けられる中間部と、を有し、
    　前記経路調整部は、前記中間部の表面に設けられて前記中央部から前記端縁部へ向けて前記誘電率が変化する誘電体層を含むことを特徴とする、
    　請求項１に記載のレーダ装置用カバー。
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