JP2003243920A

JP2003243920A - レドーム

Info

Publication number: JP2003243920A
Application number: JP2002040572A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Oba; 徹也大庭
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2003-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】グランドクラッタ及び低地対象物等の不要な
エコーを低減または除去するレドームを得る。【構成】レドームが、アンテナで送受される電波がそ
の周波数において低損失で透過する透過レドーム部と、
前記アンテナで送受される電波が減衰される減衰レドー
ム部とから構成される。このレドームは、アンテナを使
用する装置、たとえば車両に搭載される車両用レーダ装
置の送受信アンテナをカバーするように設けられ、不必
要な電波を減衰レドーム部により減衰させ、アンテナ使
用装置をより小型化、軽量化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術的分野】本発明はアンテナをカバー
するレドームに関するものであり、例えば自動車などの
車両に設置され車両の目的物、障害物を検知するのに使
用される車両用レーダの送受信アンテナをカバーするの
に用いられるレドームに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両の自動運転や衝突防止を目的として
用いられる車載用ミリ波レーダ装置において、その送受
信アンテナの放射パターン及びレーダアンテナの車両へ
の取り付け状況によっては、路面からの電波の反射を受
信してしまうといったグランドクラッタの影響により目
標物からのエコーを検出しにくくなるといった問題が生
じる。

【０００３】このような車載用レーダ装置におけるグラ
ンドクラッタへの対策が特開２００１−２０１５５７号
公報に提案されている。そのレーダの一部断面斜視図を
図５に示す。図５において電波を送受信するレーダアン
テナ１は、レーダアンテナ1を固定するためのケーシン
グ２の中に収納されており、さらに送受信アンテナ1を
石はねや雨雪等から保護するためのレドーム（カバー）
３がレーダアンテナ１の前面の電波伝搬部に取り付けら
れている。またレーダ５は金属ブラケット６により車両
に設置される。そして金属ブラケット６の下部に、すな
わちレーダ５の前面下部に遮蔽部材4が突出するように
設けられている。その遮蔽部材４によりレーダアンテナ
１から路面へ放射されるサイドローブが反射・減衰され
るため、このサイドローブによるグランドクラッタの低
減を実現できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述従来装置
では、レドームと別に遮蔽部材が必要であり、レーダ装
置などのアンテナを使用した装置が全体として大型化、
重量化してしまう上に、送受信アンテナの前方下部に突
出した遮蔽部材により反射した電波が所望の放射パター
ンを乱してしまうという影響も無視できない。本発明は
このような課題を解決しようとするものであり、特定方
向からのエコーを低減、除去できるレドームを提案する
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるレドーム
は、アンテナをカバーするレドームであって、透過レド
ーム部と減衰レドーム部とを有し、前記透過レドーム部
は前記アンテナで送受される電波がその周波数において
低損失で透過する材料で、また前記減衰レドーム部は前
記アンテナで送受される電波を減衰させる材料でそれぞ
れ構成されていることを特徴とする。

【０００６】また、本発明によるレドームは、前記アン
テナの電波伝搬部をカバーしていることを特徴とする。
また、本発明によるレドームは、前記透過レドーム部と
減衰レドーム部とがともに樹脂で作られており、互いに
一体に成形されていることを特徴とする。

【０００７】また、本発明によるレドームは、前記透過
レドーム部が単層半波長板で構成されていることを特徴
とする。また、本発明によるレドームは、前記透過レド
ーム部がポリフェニレンサルファイド樹脂で構成された
ことを特徴とする。

【０００８】また、本発明によるレドームは、前記減衰
レドーム部が前記アンテナで送受される電波を減衰させ
るコア層を有することを特徴とする。また、本発明によ
るレドームは、前記減衰レドーム部が、前記コア層を表
皮層で挟んだサンドウイッチ構造であることを特徴とす
る。また、本発明によるレドームは、前記コア層がポリ
アミド樹脂で構成されたことを特徴とする。また、本発
明によるレドームは、前記表皮層が前記透過レドーム部
と同じ材料の樹脂で構成されていることを特徴とする。

【０００９】また、本発明によるレドームは、アンテナ
の電波伝搬部をカバーするレドームであって、透過レド
ーム部と減衰レドーム部とで構成され、前記透過レドー
ム部は前記アンテナで送受される電波がその周波数にお
いて低損失で透過する樹脂材料で構成され、また前記減
衰レドーム部は前記アンテナで送受される電波を減衰さ
せる樹脂で構成されたコア層と、樹脂材料で構成され互
いに対向して相互間に前記コア層を挟む表皮層を有して
いることを特徴とする。

【００１０】また、本発明によるレドームは、前記透過
レドーム部と、コア層と、表皮層とが個別に成形された
後に、互いに接合されたことを特徴とする。また、本発
明によるレドームは、前記透過レドーム部と、前記各表
皮層とが一体に成形され、その後前記各表皮層の間に前
記コア層が成形されたことを特徴とする。また、本発明
によるレドームは、前記コア層が成形された後、前記表
皮層が前記コア層の表裏に位置しまた前記透過レドーム
部が前記コア層の一端に位置するように一体に成形され
たことを特徴とする。

【００１１】さらに、本発明によるレドームは、車両に
搭載される車両用レーダ装置の送受信アンテナをカバー
するものであって、前記透過レドーム部が前記送受信ア
ンテナのメインビームの方向に位置し、前記減衰レドー
ム部が路面へのメインビームの一部角度方向またはサイ
ドローブの方向に位置して設置されることを特徴とす
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】実施の形態１．本発明の実施の形
態について説明する。図１は本発明によるレドームを車
載用レーダシステムに応用したレーダセンサを模式的に
示した一部断面斜視図である。この実施の形態１のレー
ダセンサは例えばミリ波レーダとして構成される。図１
において、電波を送受信するレーダアンテナ８は、ケー
シング９の内部に収納されており、レーダアンテナ８の
前面にはレーダアンテナ８の開口部、すなわち電波伝搬
部を覆い、レーダアンテナ８を石はねや雨雪等から保護
するための本発明によるレドーム（カバー）１０を設置
してある。なお、図中矢印は、電波放射方向を示す。

【００１３】この実施の形態１において、ケーシング９
はレーダアンテナ８の電波開口の前面に開口部９ａを有
し、レドーム９はその開口部９ａを塞ぐように設置さ
れ、レーダアンテナ８の電波伝搬部を覆っている。な
お、図１では、レーダアンテナ８として、例えばホーン
型のアンテナを使用し、そのホーンの開口がケーシング
９の開口部９ａに向くようにケーシング９内に設置した
ものを例示しているが、図５に示す平面アンテナをはじ
めとした様々なアンテナを使用することももちろん可能
である。

【００１４】図２は本発明によるレドームを用いたレー
ダ装置、すなわちレーダセンサを車両へ搭載した状況を
模式的に示した断面図である。θは水平方向Ｈと低位置
障害物１４の方向のなす角度である。なお、Ｖは鉛直方
向を示す。図２においてレーダセンサ７はブラケット等
により車両11に固定される。レーダセンサ７は、レーダ
センサ７を構成するレーダアンテナ８によって放射され
る電波が、レーダセンサ７を構成するレドーム１０を介
してレーダセンサ７の検知エリア内に存在する検知すべ
き障害物１２からのエコーをレーダセンサ８を用いて受
信することにより、レーダセンサ７の検知エリア内に存
在する検知すべき障害物１２を検出する。車両の自動運
転に用いられる場合には、レーダセンサ７は目標物の検
出に用いられる。

【００１５】図３は本発明によるレーダ装置に用いられ
るレドーム１０を簡易的に示した断面図である。図３に
おいて、レドーム１０は透過レドーム部１５と減衰レド
ーム部１６とから構成されており、それぞれレーダアン
テナ８の電波伝搬部を覆うように設置される。透過レド
ーム部１５および減衰レドーム部１６はともに樹脂で構
成されていて、互いに一体に接合されている。

【００１６】図３に示すように、レドーム１０は、その
上方部分を透過レドーム部１５とし、その下方部分を減
衰レドーム部１６としている。透過レドーム部１５は、
レーダアンテナ８のメインビームの方向に位置するよう
に設置され、レーダアンテナ８より放射されたメインビ
ームが透過レドーム部１５を低損失で透過することによ
り、レーダセンサ７の検知エリア内に存在する検知すべ
き障害物１２を検出し易くなっている。また逆にレドー
ム１０の下方部分の減衰レドーム部１６は、レーダアン
テナ８から路面方向へのメインビームの一部角度方向ま
たはサイドローブの方向に位置するように設置され、レ
ーダアンテナ８より放射されたその方向の電波をレドー
ム部１６内にて減衰させることにより大地(路面)１３か
らのグランドクラッタ及び低位置障害物１４からの不要
なエコーを検知しにくくしている。

【００１７】図４は本発明によるレドームの構成を詳細
に示した断面図である。図４に示すように、透過レドー
ム部１５は単層板として構成され、減衰レドーム部１６
は中央のコア層１７を、表皮層１８で挟んだ対称サンド
ウイッチ構造となっている。図４において、レドーム１
０を構成する透過レドーム部１５の厚さをd₁、鉛直方向
長さをl₁、誘電率をε₁、誘電体損をtanδ₁とし、また
レドーム１０を構成する減衰レドーム部１６の鉛直方向
長さをl₂、減衰レドーム部１６を構成するコア層17の厚
さをd_2C、誘電率をε_2C、誘電体損をtanδ_2C、減衰レド
ーム部16を構成する表皮層18の厚さをd_2S、誘電率をε
_2S、誘電体損をtanδ_2Sであるとする。

【００１８】透過レドーム部１５は単層の均一媒質で半
波長板として構成され、この透過レドーム部１５を構成
する媒質には、低損失（tanδ＜0.015）で機械的・化学
的強度に優れた媒質を選択する。具体的には、例えば耐
熱性、難燃性、耐薬品性、寸法安定性、機械特性などに
優れたエンジニアリング樹脂であるポリフェニレンサル
ファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）が使用される。透過レドー
ム部１５の厚みd₁を数式（1）に従って決定することに
より、透過レドーム部１５を介してレーダアンテナ８に
より送受される電波は、低損失で外部へ透過し、かつ透
過レドーム部１５におけるレーダアンテナ８への反射を
抑制することができる。

【数式１】ここでNは自然数、λ₀は電波の自由空間波長、ε₁は透
過レドーム部媒質の比誘電率、θ₀は電波のレドームへ
の入射角度である。

【００１９】透過レドーム部１５を形成する媒質として
例えば東ソー製ＧＳ４０（ε_c=3.9、tanδ=0.0014）
のような特性を持つ媒質を採用した場合、その厚みをd₁
=3.15[mm]とすることにより、透過レドーム部１５を介
してレーダアンテナ８により送受される電波は、低損失
で外部へ透過し、かつ透過レドーム部１５におけるレー
ダアンテナ８への反射を抑制することができる。なお、
透過レドーム部１５を形成する材料として、ポリプロピ
レン樹脂（ＰＰ樹脂）を使用することも可能である。こ
の樹脂の特性はε₁= 2.4、tanδ=0.002である。

【００２０】減衰レドーム部１６は、単層の均質媒質で
形成されたコア層１７と、このコア層１７と異なる均質
媒質で形成された２層の表皮層１８により構成され、コ
ア層１７を２層の表皮層18が挟み込んでなる対称サンド
イッチ構造を有しており、コア層１７を伝搬する電波に
対して高損失を与える媒質で形成することにより、電波
の減衰レドーム部１６を介した方向における放射を低減
させることができる。

【００２１】減衰レドーム部１６のコア層１７の厚みd
_2cは、数式（2）により決定する。

【数式２】ここでε_2Cはコア層１７の媒質の比誘電率である。

【００２２】減衰レドーム部１６の表皮層１８の厚みd
_2sは、減衰レドーム部１６全体の厚みが透過レドーム部
１５の厚みと一致するように数式（3）により求める。

【数式３】ただし、表皮層18の厚みd_2sは、以下に示す数式(４)、
数式（５）を満たす程度の薄い膜で、機械的・化学的に
強度の高い媒質・構造とすることによりレーダアンテナ
８への減衰レドーム部１６における反射を抑制すること
ができる。

【数式４】ここでφ_2Sは以下の数式（5）で表される。

【数式５】よって、上述したような構成の減衰レドーム部１６を介
してレーダアンテナ８により送受される電波は、減衰レ
ドーム部１６の内部で誘電体損として減衰する為、外部
への放射を低減させることができ、かつレーダアンテナ
８への減衰レドーム部１６における反射を抑制すること
ができる。

【００２３】この減衰レドーム部１６における垂直入射
電波の電力透過係数|T|²は数式（6）にて与えられる。

【数式６】

【００２４】減衰レドーム部１６のコア層１７を形成す
る媒質としては、耐熱性、難燃性、耐薬品性、寸法安定
性、機械特性などに優れたエンジニアリング樹脂である
例えばポリアミド樹脂（ＰＡ樹脂）を使用する。具体的
には、例えば三菱エンジニアリングプラスチック株式会
社製ＰＡ樹脂１０１２C２（ε_2c=15、tanδ=0.1）の
ような特性を持つ材料を採用した場合、その厚みをd_2c=
1.61[mm]とすれば、電波の減衰レドーム部１６を介した
電力透過を-4.5[dB](数式(6)より導出)に抑えることが
できる。なお、他に同程度のtanδが見込める媒質を使
用することもできる。

【００２５】減衰レドーム部１６の表皮層18を形成する
媒質としては、レドーム１０及びレーダセンサ７の外観
を損なわないようにするため、透過レドーム層１５を形
成する媒質と同一の例えば東ソー製ＧＳ４０（ε_2c=
3.9、tanδ=0.0014）を採用し、透過レドーム部１５と
減衰レドーム部１６の表皮層１８を一体構造とする。そ
して、数式（3）より決定する減衰レドーム部１６の表
皮層18の厚みd_2S=0.77[mm] は数式（4）を満足するた
め、レーダアンテナ８への減衰レドーム部１６における
反射を抑制することができる。

【００２６】なお、透過レドーム部１５の鉛直方向長さ
をl₁、減衰レドーム部１６の鉛直方向長さをl₂はそれぞ
れレーダアンテナ８固有の垂直方向放射パターンおよび
レーダセンサ７の垂直方向における所望検知覆域との相
関により決定する。

【００２７】次に、レドーム１０の形成方法について説
明する。この形成方法では、射出成形などの成形技術が
用いられる。具体的な第１の方法は、透過レドーム部１
５、減衰レドーム部１６のコア層１７、表皮層１８をそ
れぞれ個別に射出成形などで形成した後、これらの部品
を接着剤により一体化する。この方法は各部品を個別に
作るので、製作が容易である。この方法において、接着
剤は電波伝搬に対して無視できる程度に薄く塗布する。

【００２８】具体的な第２の方法は、透過レドーム部１
５とその下部で互いに間隔を置いて対向する２つの表皮
層１８とを一体に射出成形などで成形し、２つの表皮層
１８の間の間隔に、コア層１７を形成する媒質を注入
し、一体に固化させる方法である。

【００２９】具体的な第３の方法は、コア層１７を先に
射出成形などで成形し、その後、このコア層１７の表裏
両面の表皮層１８とコア層１７の上部の透過レドーム部
１５とを一体に射出成形などで成形する方法である。第
２、第３の方法では、各部品の接合のための接着工程が
不要で、工程を簡略化できる。

【００３０】その他の実施の形態本発明におけるレドームは、レーダ装置と外界とを物理
的或いは化学的或いは視覚的に隔絶するための如何なる
覆い（カバー）であってもよい。本発明を用いて低減・
除去すべき対象は、グランドクラッタに限らず各種レー
ダ装置に対してターゲット検出の障害となり得るいかな
るクラッタ（シークラッタ等）であってもよい。前記レ
ドーム減衰部１６は、レドーム１０の下方部分に限らず
放射電波を減衰させようとする方向に対応した他のいか
なるレドーム部分に形成してもよい。本発明におけるレ
ドーム形状は、平面とは限らず、アンテナ或いはレーダ
装置の一部或いは全体を曲面で覆う形状であっても良
い。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、この発明によるレドーム
は、透過レドーム部と減衰レドーム部を有するものであ
り、特別な遮蔽部材をレドームと別に設置する必要がな
く、アンテナを使用する装置をより小型、軽量に構成で
きる。また、透過レドーム部および減衰レドーム部を樹
脂で構成するものでは、レドームをより軽量にでき、ま
たより簡単に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレドームを用いたレーダ装置の
実施の形態１の一部断面斜視図。

【図２】実施の形態１の車両搭載状況を模式的に示し
た断面図。

【図３】本発明のレドームを簡易的に示した断面図。

【図４】本発明のレドームの構成を詳細に示した断面
図。

【図５】従来のレーダ装置を示す断面斜視図。

【符号の説明】

７レーダ装置８レーダ
アンテナ９ケーシング１０レド
ーム１１車両１２
障害物１３大地（路面）１４低
位置障害物１５透過レドーム部１６減衰
レドーム部１７コア層１８
表皮層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】アンテナをカバーするレドームであっ
て、透過レドーム部と減衰レドーム部とを有し、前記透
過レドーム部は前記アンテナで送受される電波がその周
波数において低損失で透過する材料で、また前記減衰レ
ドーム部は上記アンテナで送受される電波を減衰させる
材料でそれぞれ構成されていることを特徴とするレドー
ム。
【請求項２】前記レドームが前記アンテナの電波伝搬
部をカバーしていることを特徴とする請求項１記載のレ
ドーム。
【請求項３】前記透過レドーム部と減衰レドーム部と
がともに樹脂で作られており、互いに一体に成形されて
いることを特徴とする請求項１または２記載のレドー
ム。
【請求項４】前記透過レドーム部が単層半波長板で構
成されていることを特徴とする請求項1から３のいずれ
かに記載のレドーム。
【請求項５】前記透過レドーム部がポリフェニレンサ
ルファイド樹脂で構成されたことを特徴とする請求項３
または４記載のレドーム。
【請求項６】前記減衰レドーム部が前記アンテナで送
受される電波を減衰させるコア層を有することを特徴と
する請求項１から３のいずれかに記載のレドーム。
【請求項７】前記減衰レドーム部が、前記コア層を表
皮層で挟んだサンドウイッチ構造であることを特徴とす
る請求項６記載のレドーム。
【請求項８】前記コア層がポリアミド樹脂で構成され
たことを特徴とする請求項６または７記載のレドーム。
【請求項９】前記表皮層が前記透過レドーム部と同じ
材料の樹脂で構成されていることを特徴とする請求項７
または８項記載のレドーム。
【請求項１０】アンテナの電波伝搬部をカバーするレ
ドームであって、透過レドーム部と減衰レドーム部とで
構成され、前記透過レドーム部は前記アンテナで送受さ
れる電波がその周波数において低損失で透過する樹脂材
料で構成され、また前記減衰レドーム部は上記アンテナ
で送受される電波を減衰させる樹脂樹脂で構成されたコ
ア層と、樹脂材料で構成され互いに対向して相互間に前
記コア層を挟む表皮層を有していることを特徴とするレ
ドーム。
【請求項１１】前記透過レドーム部と、コア層と、表
皮層とが個別に成形された後に、互いに接合されたこと
を特徴とする請求項１０記載のレドーム。
【請求項１２】前記透過レドーム部と、前記各表皮層
とが一体に成形され、その後前記各表皮層の間に前記コ
ア層が成形されたことを特徴とする請求項１０記載のレ
ドーム。
【請求項１３】前記コア層が成形された後、前記表皮
層が前記コア層の表裏に位置しまた前記透過レドーム部
が前記コア層の一端に位置するように一体に成形された
ことを特徴とする請求項９記載のレドーム。
【請求項１４】レドームが車両に搭載される車両用レ
ーダ装置の送受信アンテナをカバーするものであって、
前記透過レドーム部が前記送受信アンテナのメインビー
ムの方向に位置し、前記減衰レドーム部が路面へのメイ
ンローブの一部の角度方向またはサイドローブの方向に
位置して設置されることを特徴とする請求項１から１３
のいずれかに記載のレドーム。