JP2010002350A - Radar system - Google Patents

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Takuya Tsujita
卓也 辻田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To support various purposes by a single radar system. <P>SOLUTION: The radar system includes an antenna for radiating beams and a dielectric lens for refracting a traveling direction of the incident beams as radiated by the antenna and emitting the refracted beams. The dielectric lens is provided at a predetermined distance from the antenna in a direction of the beams radiated by the antenna. In addition, the radar system collects information on travel of a vehicle for the vehicle on which the antenna and the dielectric lens are mounted, and controls the distance between the antenna and the lens based on the collected information. For example, when vehicle speed is faster than a predetermined threshold, the distance is made to be the same as a focal distance to sharpen a beam width. Meanwhile, when the vehicle speed is slower than the predetermined threshold, the distance is made to be longer than the focal distance to widen the beam width. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーダ装置に関する。   The present invention relates to a radar apparatus.

従来より、車両走行時に障害物を検知する手法の一つとして、レーダ装置を用いる手法がある。例えば、ミリ波を用いる手法では、車両に搭載されたレーダ装置が、ミリ波を輻射するとともに障害物から反射された電磁波を受信する。そして、レーダ装置は、輻射したミリ波と受信した電磁波との周波数差に基づいて、障害物を検知する。なお、レーダ装置を用いる手法の中には、ビームを輻射するアンテナとレンズや反射鏡とを組み合わせる手法がある（例えば、特許文献１〜２など）。   Conventionally, there is a technique using a radar device as one of techniques for detecting an obstacle when the vehicle is traveling. For example, in a method using millimeter waves, a radar device mounted on a vehicle radiates millimeter waves and receives electromagnetic waves reflected from an obstacle. The radar apparatus detects an obstacle based on the frequency difference between the radiated millimeter wave and the received electromagnetic wave. Among the methods using a radar apparatus, there is a method of combining an antenna that radiates a beam with a lens or a reflecting mirror (for example, Patent Documents 1 and 2).

ところで、レーダ装置は、遠距離検知用レーダと近距離検知用レーダとに分けられる。遠距離検知用レーダは、高速走行時における車速・車間自動制御機能（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control）や衝突被害軽減機能（ＰＣＳ：Pre−Crash Safety）などに利用されるので、図７に示すように、検知距離が長くなければならない。一方、近距離検知用レーダは、低速走行時の渋滞追従機能などに利用されるので、図７に示すように、検知距離は短くてもよいが、近距離の検知幅は広くなければならない。   By the way, the radar apparatus is divided into a long-range detection radar and a short-range detection radar. As shown in FIG. 7, the long-range detection radar is used for a vehicle speed / inter-vehicle automatic control function (ACC: Adaptive Cruise Control) and a collision damage reduction function (PCS: Pre-Crash Safety) during high-speed driving. , The detection distance must be long. On the other hand, the short-range detection radar is used for a traffic jam tracking function during low-speed traveling, and therefore the detection distance may be short as shown in FIG. 7, but the short-range detection width must be wide.

このため、遠距離検知用レーダは、水平方向のビーム幅をシャープに絞るように設計され、近距離検知用レーダは、水平方向のビーム幅を広角にするように設計される。例えば、遠距離検知用レーダは、図８の（Ａ）に示すようなパッチ配列のパッチアンテナとして設計され、近距離検知用レーダは、図８の（Ｂ）に示すようなパッチ配列のパッチアンテナとして設計される。   For this reason, the long distance detection radar is designed to sharply narrow the horizontal beam width, and the short distance detection radar is designed to widen the horizontal beam width. For example, a long-range detection radar is designed as a patch antenna having a patch arrangement as shown in FIG. 8A, and a short-range detection radar is a patch antenna having a patch arrangement as shown in FIG. Designed as

特開２０００−１７４５４８号公報JP 2000-174548 A 特開２０００−２４４２３７号公報JP 2000-244237 A

ところで、上述した従来の技術では、各種用途ごとにレーダ装置を準備しなければならないという課題があった。すなわち、上述したように、必要とされるビーム指向性は車両の走行状況に応じて異なるが、従来の技術では、遠距離検知用レーダであるか近距離検知用レーダであるかがパッチ配列によって一意に決まってしまう。このため、各種用途ごとにレーダ装置を準備しなければならない。   By the way, in the above-described conventional technique, there is a problem that a radar apparatus must be prepared for each of various uses. That is, as described above, the required beam directivity differs depending on the traveling state of the vehicle, but in the conventional technology, whether it is a long-range detection radar or a short-range detection radar depends on the patch arrangement. It will be decided uniquely. For this reason, a radar apparatus must be prepared for each application.

なお、かかる課題は、レーダ装置を車両に搭載する場合に限られず、例えば、ホームセキュリティなどに用いられる侵入監視用レーダ装置などにも、同様に存在する。また、かかる課題は、ミリ波を用いる手法に限られず、ミリ波以外の電波や光、あるいは超音波などを用いる手法にも、同様に存在する。   Such a problem is not limited to the case where the radar device is mounted on a vehicle, and similarly exists in, for example, an intrusion monitoring radar device used for home security and the like. Such a problem is not limited to the method using millimeter waves, and similarly exists in methods using radio waves or light other than millimeter waves, or ultrasonic waves.

そこで、本発明は、上記した従来の技術の課題を解決するためになされたものであり、１台のレーダ装置で各種用途に対応することが可能なレーダ装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a radar apparatus that can cope with various uses with a single radar apparatus.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、レーダ装置は、ビームを輻射するビーム輻射手段と、前記ビーム輻射手段によってビームが輻射される方向に当該ビーム輻射手段と所定の距離を挟んで設置され、当該ビーム輻射手段によって輻射されることで入射されたビームの進行方向を屈折して屈折後のビームを出射する屈折手段と、前記ビーム輻射手段と前記屈折手段とが搭載された車両について、当該車両の走行に関する情報を収集する走行情報収集手段と、前記走行情報収集手段によって収集された情報に基づいて、前記ビーム輻射手段と前記屈折手段との間の前記距離を調整する距離調整手段と、を備える。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the radar apparatus is installed with a beam radiating means for radiating a beam and a predetermined distance from the beam radiating means in a direction in which the beam is radiated by the beam radiating means. The refraction means for refracting the traveling direction of the incident beam by being radiated by the beam radiation means to emit the refracted beam, and the vehicle on which the beam radiation means and the refraction means are mounted, Travel information collecting means for collecting information relating to travel of the vehicle, and distance adjusting means for adjusting the distance between the beam radiation means and the refraction means based on the information collected by the travel information collecting means; .

１台のレーダ装置で各種用途に対応することが可能になる。   A single radar device can be used for various purposes.

以下に添付図面を参照して、本発明に係るレーダ装置の実施例を詳細に説明する。以下では、実施例１における車載用レーダ装置の概要、構成、処理手順および効果を順に説明する。   Exemplary embodiments of a radar apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Below, the outline | summary, a structure, a process sequence, and effect of the vehicle-mounted radar apparatus in Example 1 are demonstrated in order.

［実施例１における車載用レーダ装置の概要］
まず、図１を用いて、実施例１における車載用レーダ装置の概要を説明する。図１は、実施例１における車載用レーダ装置の概要を説明するための図である。なお、図１に示す『Ｘ』、『Ｙ』および『Ｚ』を説明すると、『Ｚ』の矢印方向は垂直方向を示し、『Ｘ』の矢印方向は水平方向を示す。すなわち、図１の（Ａ）のものは、車両を上からみていることを示す。また、図１の（Ａ）に示す白抜きの矢印方向（『Ｙ』方向）が車両の進行方向であり、車載用レーダ装置は、図１の（Ａ）に示すように、車両の前部に搭載されている。なお、図１の（Ｂ）および（Ｃ）は、図１の（Ａ）に示す車載用レーダ装置を拡大して示したものであり、車載用レーダ装置が、ＲＦ部（Radio Frequency部）、アンテナ、誘電体レンズ、モータを備えている。 [Outline of On-vehicle Radar Device in Embodiment 1]
First, the outline | summary of the vehicle-mounted radar apparatus in Example 1 is demonstrated using FIG. FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the on-vehicle radar device according to the first embodiment. 1 will be described. An arrow direction of “Z” indicates a vertical direction, and an arrow direction of “X” indicates a horizontal direction. That is, the thing of (A) of FIG. 1 shows having seen the vehicle from the top. Further, the direction of the white arrow ("Y" direction) shown in FIG. 1 (A) is the traveling direction of the vehicle, and the in-vehicle radar device has a front portion of the vehicle as shown in FIG. 1 (A). It is mounted on. 1B and 1C are enlarged views of the in-vehicle radar device shown in FIG. 1A. The in-vehicle radar device includes an RF unit (Radio Frequency unit), An antenna, a dielectric lens, and a motor are provided.

実施例１における車載用レーダ装置は、図１に示すように、ビームを輻射するアンテナ（ビーム輻射手段とも称する）と、入射されたビームの進行方向を屈折して屈折後のビームを出射する誘電体レンズ（屈折手段とも称する）とを備える。また、誘電体レンズは、図１に示すように、アンテナによってビームが輻射される方向にアンテナと所定の距離を挟んで設置される。このため、アンテナによって輻射されたビームは、誘電体レンズに入射される。   As shown in FIG. 1, the on-vehicle radar device according to the first embodiment includes an antenna that radiates a beam (also referred to as beam radiating means), and a dielectric that refracts the traveling direction of the incident beam and emits the refracted beam. A body lens (also referred to as refracting means). In addition, as shown in FIG. 1, the dielectric lens is installed with a predetermined distance from the antenna in the direction in which the beam is radiated by the antenna. For this reason, the beam radiated by the antenna is incident on the dielectric lens.

また、実施例１における車載用レーダ装置は、図１に示すように、アンテナを移動させることで、アンテナと誘電体レンズとの間の距離を調整するモータ（距離調整手段とも称する）を備える。ここで、モータは、車載用レーダ装置が収集した車両の走行に関する情報に基づいて、アンテナと誘電体レンズとの間の距離を調整する。例えば、実施例１において、車載用レーダ装置は、車両速度情報に基づいてアンテナと誘電体レンズとの間の距離を調整する。   Further, as shown in FIG. 1, the in-vehicle radar device according to the first embodiment includes a motor (also referred to as a distance adjusting unit) that adjusts the distance between the antenna and the dielectric lens by moving the antenna. Here, the motor adjusts the distance between the antenna and the dielectric lens based on the information on the traveling of the vehicle collected by the in-vehicle radar device. For example, in the first embodiment, the on-vehicle radar device adjusts the distance between the antenna and the dielectric lens based on the vehicle speed information.

具体的に例を挙げて説明すると、実施例１における車載用レーダ装置は、図１の（Ｂ）に示すように、『４０ｋｍ／ｈ以上』であるとの車両速度情報を収集すると、アンテナを含む構成部であるＲＦ部をモータでスライドさせることで、アンテナと誘電体レンズとの間の距離（ｄ１）を焦点距離（ｆ）とする。   Specifically, as shown in FIG. 1B, the vehicle-mounted radar device according to the first embodiment collects the vehicle speed information of “40 km / h or more” and, as shown in FIG. The RF part, which is a constituent part, is slid with a motor so that the distance (d1) between the antenna and the dielectric lens is the focal length (f).

すると、図１の（Ｂ）に示すように、ビームの平面波の位相がレンズ透過後揃うので、アンテナから輻射されたビームは、水平方向のビーム幅がシャープに絞られた遠距離検知用のビームとなる。   Then, as shown in FIG. 1B, since the phases of the plane waves of the beam are aligned after passing through the lens, the beam radiated from the antenna is a beam for long-distance detection whose beam width in the horizontal direction is sharply narrowed. It becomes.

一方、実施例１における車載用レーダ装置は、図１の（Ｃ）に示すように、『４０ｋｍ／ｈ未満』であるとの車両速度情報を収集すると、ＲＦ部をモータでスライドさせることで、アンテナと誘電体レンズとの間の距離（ｄ２）を焦点距離（ｆ）よりも長くする。   On the other hand, as shown in FIG. 1C, the in-vehicle radar device according to the first embodiment collects vehicle speed information that is “less than 40 km / h”, and by sliding the RF unit with a motor, The distance (d2) between the antenna and the dielectric lens is made longer than the focal length (f).

すると、図１の（Ｃ）に示すように、ビームの平面波の位相がレンズ透過後ずれるので、メインローブのショルダ部分が大きくなり、アンテナから輻射されたビームは、水平方向のビーム幅が広角な近距離検知用のビームとなる。   Then, as shown in FIG. 1C, since the phase of the plane wave of the beam is shifted after passing through the lens, the shoulder portion of the main lobe becomes large, and the beam radiated from the antenna has a wide beam width in the horizontal direction. It becomes a beam for short distance detection.

このように、実施例１における車載用レーダ装置によれば、１台のレーダ装置で各種走行状況に対応することが可能になる。すなわち、走行情報に基づいてアンテナと誘電体レンズとの間の距離を調整することで、ビーム指向性を任意に調整することが可能になるので、１台のレーダ装置で各種走行状況に対応することが可能になる。また、アンテナを含むＲＦ部をモータによって前後に微小にスライドさせる手法であるので、簡易な構成で実現することも可能になる。   Thus, according to the in-vehicle radar device in the first embodiment, it is possible to cope with various traveling situations with a single radar device. That is, by adjusting the distance between the antenna and the dielectric lens based on the traveling information, it becomes possible to arbitrarily adjust the beam directivity, so that one radar device can cope with various traveling situations. It becomes possible. In addition, since the RF unit including the antenna is slightly slid back and forth by the motor, it can be realized with a simple configuration.

［実施例１における車載用レーダ装置の構成］
次に、図２を用いて、実施例１における車載用レーダ装置の構成を説明する。図２は、実施例１における車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。なお、図２においては、車載用レーダ装置の他に、車載用レーダ装置との間で情報の送受信を行う車両制御用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）や、その周辺の部についても示す。また、図２に示す接続は、電気的接続を示すものである。 [Configuration of On-vehicle Radar Device in Embodiment 1]
Next, the configuration of the in-vehicle radar device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the in-vehicle radar device according to the first embodiment. In addition to the in-vehicle radar device, FIG. 2 also shows a vehicle control ECU (Electronic Control Unit) that transmits / receives information to / from the in-vehicle radar device, and its peripheral parts. Moreover, the connection shown in FIG. 2 shows an electrical connection.

図２に示すように、車載用レーダ装置１０は、変調器１１と、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）１２と、方向性結合器１３と、送信アンテナ１４と、受信アンテナ１５と、レンズ１６と、ミキサー１７と、Ａ／Ｄ変換器１８と、物体検出部１９と、モータ駆動回路２０と、モータ２１と、エンコーダ２２とを備える。   As shown in FIG. 2, the on-vehicle radar device 10 includes a modulator 11, a VCO (Voltage Controlled Oscillator) 12, a directional coupler 13, a transmitting antenna 14, a receiving antenna 15, a lens 16, and a mixer. 17, an A / D converter 18, an object detection unit 19, a motor drive circuit 20, a motor 21, and an encoder 22.

変調器１１は、変調用の三角波信号を生成し、ＶＣＯ１２に入力する。ＶＣＯ１２は、変調器１１から入力された三角波信号をミリ波帯に変調し、方向性結合器１３に入力する。方向性結合器１３は、ＶＣＯ１２から入力されたミリ波を送信アンテナ１４に入力する。ミキサー１７は、送信アンテナ１４から送信されたミリ波の周波数と、受信アンテナ１５によって受信された電磁波の周波数とを検出して復調し、Ａ／Ｄ変換器１８に入力する。   The modulator 11 generates a triangular wave signal for modulation and inputs it to the VCO 12. The VCO 12 modulates the triangular wave signal input from the modulator 11 into a millimeter wave band and inputs the modulated signal to the directional coupler 13. The directional coupler 13 inputs the millimeter wave input from the VCO 12 to the transmission antenna 14. The mixer 17 detects and demodulates the frequency of the millimeter wave transmitted from the transmitting antenna 14 and the frequency of the electromagnetic wave received by the receiving antenna 15, and inputs it to the A / D converter 18.

アンテナは、送信アンテナ１４および受信アンテナ１５を備える。送信アンテナ１４は、方向性結合器１３から入力されたビームを輻射する。受信アンテナ１５は、電磁波を受信し、ミキサー１７に入力する。レンズ１６は、送信アンテナ１４によって輻射されることで入射されたビームの進行方向を屈折して屈折後のビームを出射する。なお、送信アンテナ１４および受信アンテナ１５を備えるアンテナは、図１に示したアンテナに対応し、レンズ１６は、図１に示した誘電体レンズに対応する。また、送信アンテナ１４および受信アンテナ１５と、変調器１１とＶＣＯ１２と方向性結合器１３とミキサー１７とは、図１に示したＲＦ部に対応する。   The antenna includes a transmission antenna 14 and a reception antenna 15. The transmission antenna 14 radiates the beam input from the directional coupler 13. The receiving antenna 15 receives electromagnetic waves and inputs them to the mixer 17. The lens 16 refracts the traveling direction of the incident beam by being radiated by the transmitting antenna 14 and emits the refracted beam. An antenna including the transmission antenna 14 and the reception antenna 15 corresponds to the antenna shown in FIG. 1, and the lens 16 corresponds to the dielectric lens shown in FIG. Further, the transmitting antenna 14 and the receiving antenna 15, the modulator 11, the VCO 12, the directional coupler 13, and the mixer 17 correspond to the RF unit shown in FIG.

モータ駆動回路２０は、物体検出部１９から送信される制御情報に基づいて、モータ２１を駆動する。モータ２１は、モータ駆動回路２０によって駆動されることで回転する。この時、モータ２１は、ＲＦ部（送信アンテナ１４、受信アンテナ１５、変調器１１、ＶＣＯ１２、方向性結合器１３およびミキサー１７を含んで構成されるＲＦ部）が前後に微小にスライドするように回転する。すると、図２に示すアンテナとレンズ１６との間の距離が調整される。エンコーダ２２は、モータ２１の回転位置を検出し、物体検出部１９に検出結果を入力する。   The motor drive circuit 20 drives the motor 21 based on the control information transmitted from the object detection unit 19. The motor 21 is rotated by being driven by the motor drive circuit 20. At this time, the motor 21 is configured so that the RF unit (the RF unit including the transmission antenna 14, the reception antenna 15, the modulator 11, the VCO 12, the directional coupler 13, and the mixer 17) slides slightly back and forth. Rotate. Then, the distance between the antenna shown in FIG. 2 and the lens 16 is adjusted. The encoder 22 detects the rotational position of the motor 21 and inputs the detection result to the object detection unit 19.

Ａ／Ｄ変換器１８は、ミキサー１７から入力された復調信号をデジタル信号に変換し、物体検出部１９に入力する。物体検出部１９は、Ａ／Ｄ変換器１８から入力されたデジタル信号や、エンコーダ２２から入力された検出結果を用いて、障害物として検知した物体の位置や相対速度、角度などを検出し、車両制御用ＥＣＵ２３に検出した情報を送信する。また、物体検出部１９は、車両制御用ＥＣＵ２３から送信された情報に基づいて、変調器１１やモータ駆動回路２０に制御情報を送信する。   The A / D converter 18 converts the demodulated signal input from the mixer 17 into a digital signal and inputs the digital signal to the object detection unit 19. The object detection unit 19 detects the position, relative speed, angle, and the like of an object detected as an obstacle using the digital signal input from the A / D converter 18 and the detection result input from the encoder 22. The detected information is transmitted to the vehicle control ECU 23. In addition, the object detection unit 19 transmits control information to the modulator 11 and the motor drive circuit 20 based on the information transmitted from the vehicle control ECU 23.

車両制御用ＥＣＵ２３は、図２に示すように、物体検出部１９や、ステアリングセンサ２７、ヨーレートセンサ２８、車速センサ２９などから送信された情報を受信する。また、車両制御用ＥＣＵ２３は、図２に示すように、物体検出部１９や、ブレーキ２４、スロットル２５、警報器２６などに対して、車両を制御する情報を送信する。   As shown in FIG. 2, the vehicle control ECU 23 receives information transmitted from the object detection unit 19, the steering sensor 27, the yaw rate sensor 28, the vehicle speed sensor 29, and the like. Further, as shown in FIG. 2, the vehicle control ECU 23 transmits information for controlling the vehicle to the object detection unit 19, the brake 24, the throttle 25, the alarm device 26, and the like.

すなわち、実施例１における車載用レーダ装置１０においては、車速センサ２９が、車載用レーダ装置１０が搭載されている車両について、車両速度情報を収集する。車速センサ２９は、収集した車両速度情報を車両制御用ＥＣＵ２３に送信する。すると、車両制御用ＥＣＵ２３は、車速センサ２９から送信された車両速度情報を物体検出部１９に送信する。物体検出部１９は、車両制御用ＥＣＵ２３から送信された車両速度情報に基づいて、ＲＦ部のスライド量を導出し、導出したスライド量をモータ駆動回路２０に入力する制御情報に置き換えて、モータ駆動回路２０に入力する。すると、モータ駆動回路２０は、物体検出部１９から入力された制御情報に基づいてモータ２１を駆動し、モータ２１が、ＲＦ部を前後に微小にスライドさせる。   That is, in the in-vehicle radar device 10 according to the first embodiment, the vehicle speed sensor 29 collects vehicle speed information for a vehicle on which the in-vehicle radar device 10 is mounted. The vehicle speed sensor 29 transmits the collected vehicle speed information to the vehicle control ECU 23. Then, the vehicle control ECU 23 transmits the vehicle speed information transmitted from the vehicle speed sensor 29 to the object detection unit 19. The object detection unit 19 derives the slide amount of the RF unit based on the vehicle speed information transmitted from the vehicle control ECU 23 and replaces the derived slide amount with control information input to the motor drive circuit 20 to drive the motor. Input to the circuit 20. Then, the motor drive circuit 20 drives the motor 21 based on the control information input from the object detection unit 19, and the motor 21 slightly slides the RF unit back and forth.

例えば、物体検出部１９は、車両制御用ＥＣＵ２３から送信された車両速度情報が、『４０ｋｍ／ｈ以上』であるか否かを判定し、『４０ｋｍ／ｈ未満』であると判定した場合には、低速走行状況に対応するスライド量を導出する。すなわち、アンテナと誘電体レンズとの間の距離（ｄ２）が焦点距離（ｆ）よりも長くなるようなスライド量を導出する。そして、物体検出部１９は、導出したスライド量をモータ駆動回路２０用の制御情報に適宜置き換え、モータ駆動回路２０に入力する。一方、物体検出部１９は、車両制御用ＥＣＵ２３から送信された車両速度情報が、『４０ｋｍ／ｈ以上』であると判定した場合には、高速走行状況に対応するスライド量を導出する。すなわち、アンテナと誘電体レンズとの間の距離（ｄ１）が焦点距離（ｆ）となるようなスライド量を導出する。そして、物体検出部１９は、導出したスライド量をモータ駆動回路２０用の制御情報に適宜置き換え、モータ駆動回路２０に入力する。   For example, when the object detection unit 19 determines whether or not the vehicle speed information transmitted from the vehicle control ECU 23 is “40 km / h or more” and determines that it is “less than 40 km / h”. The slide amount corresponding to the low-speed driving situation is derived. That is, the slide amount is derived so that the distance (d2) between the antenna and the dielectric lens is longer than the focal length (f). Then, the object detection unit 19 appropriately replaces the derived slide amount with control information for the motor drive circuit 20 and inputs the information to the motor drive circuit 20. On the other hand, when it is determined that the vehicle speed information transmitted from the vehicle control ECU 23 is “40 km / h or more”, the object detection unit 19 derives a slide amount corresponding to the high-speed driving situation. That is, the sliding amount is derived so that the distance (d1) between the antenna and the dielectric lens becomes the focal length (f). Then, the object detection unit 19 appropriately replaces the derived slide amount with control information for the motor drive circuit 20 and inputs the information to the motor drive circuit 20.

［実施例１における車載用レーダ装置の処理手順］
続いて、図３を用いて、実施例１における車載用レーダ装置によるスキャン処理手順について説明する。図３は、実施例１における車載用レーダ装置によるスキャン処理手順を示すフローチャートである。 [Processing Procedure of Car-mounted Radar Device in Embodiment 1]
Subsequently, a scan processing procedure by the in-vehicle radar device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart illustrating a scan processing procedure performed by the in-vehicle radar device according to the first embodiment.

図３に示すように、実施例１における車載用レーダ装置は、アンテナと誘電体レンズとの間の距離（ｄ１）が焦点距離（ｆ）である状態を初期状態として、スキャンを開始する（ステップＳ１０１）。ここで、スキャンは、例えば、車両においてエンジンが動作を開始したことなどを契機として、開始される。なお、初期状態の距離は焦点距離（ｆ）に限られるものではなく、前回位置から開始されるなど、いずれでもよい。   As shown in FIG. 3, the in-vehicle radar device according to the first embodiment starts scanning with the state where the distance (d1) between the antenna and the dielectric lens is the focal length (f) as an initial state (step) S101). Here, the scan is started when, for example, the engine starts operating in the vehicle. Note that the distance in the initial state is not limited to the focal length (f), and may be any one such as starting from the previous position.

続いて、車載用レーダ装置は、車両の走行が停止されたか否か（例えば、エンジンが停止されたか否かなど）を判定し（ステップＳ１０２）、停止されていないと判定した場合に（ステップＳ１０２否定）、続いて、車両速度情報が『４０ｋｍ／ｈ以上』であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。   Subsequently, the in-vehicle radar device determines whether or not traveling of the vehicle is stopped (for example, whether or not the engine is stopped) (step S102), and determines that the vehicle is not stopped (step S102). Next, it is determined whether or not the vehicle speed information is “40 km / h or more” (step S103).

車両速度情報が『４０ｋｍ／ｈ未満』であると判定された場合には（ステップＳ１０３否定）、車載用レーダ装置は、アンテナと誘電体レンズとの間の距離（ｄ２）が焦点距離（ｆ）よりも長くなるようにＲＦ部をスライドさせ、スキャンする（ステップＳ１０４）。   When it is determined that the vehicle speed information is “less than 40 km / h” (No in step S103), the on-vehicle radar device has a distance (d2) between the antenna and the dielectric lens of the focal length (f). The RF unit is slid so as to be longer than the original, and scanning is performed (step S104).

一方、車両速度情報が『４０ｋｍ／ｈ以上』であると判定された場合には（ステップＳ１０３肯定）、車載用レーダ装置は、アンテナと誘電体レンズとの間の距離（ｄ１）が焦点距離（ｆ）となるようにＲＦ部をスライドさせ（もしくは維持して）、スキャンする（ステップＳ１０５）。   On the other hand, when it is determined that the vehicle speed information is “40 km / h or more” (Yes in step S103), the in-vehicle radar device has a distance (d1) between the antenna and the dielectric lens of the focal length ( The RF unit is slid (or maintained) so as to be f), and scanning is performed (step S105).

その後、車載用レーダ装置は、例えば１秒間待機してから（ステップＳ１０６）、再び、車両の走行が停止されたか否かの判定（ステップＳ１０２）に戻る。   Thereafter, the in-vehicle radar device waits for, for example, 1 second (step S106), and then returns to the determination (step S102) whether or not the vehicle has stopped traveling.

なお、ステップＳ１０２において、車両の走行が停止されたと判定された場合には（ステップＳ１０２肯定）、車載用レーダ装置は、処理を終了する。なお、この時、ＲＦ部をスライドさせ、アンテナと誘電体レンズとの間の距離（ｄ１）が焦点距離（ｆ）となるように終了制御をすれば、次回スキャン開始時の初期状態に戻すことができる。   If it is determined in step S102 that the vehicle has stopped running (Yes in step S102), the in-vehicle radar device ends the process. At this time, if the RF unit is slid and the end control is performed so that the distance (d1) between the antenna and the dielectric lens becomes the focal length (f), the initial state at the start of the next scan is restored. Can do.

［実施例１の効果］
上述してきたように、実施例１における車載用レーダ装置によれば、１台のレーダ装置で各種走行状況に対応することが可能になる。すなわち、走行情報に基づいてアンテナと誘電体レンズとの間の距離を調整することで、ビーム指向性を任意に調整することが可能になるので、１台のレーダ装置で各種走行状況に対応することが可能になる。また、アンテナを含むＲＦ部をモータによって前後に微小にスライドさせる手法であるので、簡易な構成で実現することも可能になる。 [Effect of Example 1]
As described above, according to the in-vehicle radar device in the first embodiment, it is possible to cope with various traveling situations with one radar device. That is, by adjusting the distance between the antenna and the dielectric lens based on the traveling information, it becomes possible to arbitrarily adjust the beam directivity, so that one radar device can cope with various traveling situations. It becomes possible. In addition, since the RF unit including the antenna is slightly slid back and forth by the motor, it can be realized with a simple configuration.

また、各種用途ごとにレーダ装置を製造する必要がなくなり、製造工程が一種類で済む。結果として、レーダ装置量産時のコストを低下することが可能になり、ミリ波レーダの普及に大きく貢献する。さらに、顧客から要求されるアプリケーションに応じて、必要なビーム指向性を任意に簡単に調整することが可能になる。   Further, it is not necessary to manufacture a radar device for each application, and only one type of manufacturing process is required. As a result, it is possible to reduce the cost of mass production of radar devices, which greatly contributes to the spread of millimeter wave radar. Furthermore, the required beam directivity can be arbitrarily and easily adjusted according to the application requested by the customer.

［他の実施例］
さて、これまで本発明に係るレーダ装置の実施例１について説明してきたが、本発明は上述した実施例１以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。 [Other embodiments]
Although the first embodiment of the radar apparatus according to the present invention has been described so far, the present invention may be implemented in various different forms other than the first embodiment described above.

［走行情報］
上述した実施例では、走行情報として車両速度情報を想定していたが、本発明はこれに限られるものではない。 [Running information]
In the above-described embodiment, vehicle speed information is assumed as travel information, but the present invention is not limited to this.

例えば、図４に示すように、走行情報は、カーブ半径であってもよい。この場合、図４の（Ａ）に示すように、車両がコーナリングを行う際には、ビーム幅が広角であることが望まれるとすると、ＲＦ部のスライド量とカーブ半径との関係は、例えば、図４の（Ｂ）に示すようになる。すなわち、カーブ半径が大きくなればなるほど、アンテナを大きく後方へスライドさせ、ビーム幅をより広角にする、といった関係になる。このため、車載用レーダ装置は、ヨーレートセンサ等カーブ半径を検出する部から送信されることでカーブ半径情報を収集し、収集したカーブ半径情報に基づいて、ＲＦ部のスライド量をモータによって制御する。なお、走行情報は、ステアリング舵角であってもよい。この場合も同様に、車両がコーナリングを行う際には、ビーム幅が広角であることが望まれるとすると、ＲＦ部のスライド量とステアリング舵角との関係は、ステアリングを大きくきればきるほど、アンテナを大きく後方へスライドさせ、ビーム幅をより広角にする、といった関係になる。このため、車載用レーダ装置は、ステアリングセンサから送信されたステアリング舵角に基づいて、ＲＦ部のスライド量をモータによって制御する。   For example, as illustrated in FIG. 4, the traveling information may be a curve radius. In this case, as shown in FIG. 4A, when it is desired that the beam width be wide when the vehicle corners, the relationship between the slide amount of the RF section and the curve radius is, for example, As shown in FIG. In other words, the larger the curve radius, the larger the antenna is slid rearward and the wider the beam width. For this reason, the in-vehicle radar device collects curve radius information by being transmitted from a curve radius detection unit such as a yaw rate sensor, and controls the slide amount of the RF unit by a motor based on the collected curve radius information. . The travel information may be a steering angle. Similarly, in this case, when it is desired that the beam width is a wide angle when the vehicle corners, the relationship between the slide amount of the RF unit and the steering angle becomes larger as the steering becomes larger. The relationship is such that the antenna is greatly slid rearward to make the beam width wider. For this reason, the on-vehicle radar device controls the slide amount of the RF unit by the motor based on the steering angle transmitted from the steering sensor.

また、例えば、図５に示すように、走行情報は、時刻であってもよい。この場合、図５の（Ａ）に示すように、車両が朝や昼に走行する際には、ビーム幅がシャープであることが望まれ、夜に走行する際には、ビーム幅が広角であることが望まれるとすると、ＲＦ部のスライド量と時刻との関係は、例えば、図５の（Ｂ）に示すようになる。このため、車載用レーダ装置は、車両にて計測されている時刻に基づいて、ＲＦ部のスライド量をモータによって制御する。これにより、例えば、朝や昼に比べて車両が低速で走行するため、遠距離の物体を検出する必要性が低い夜には広角で物体を検出することができる。   For example, as shown in FIG. 5, the travel information may be time. In this case, as shown in FIG. 5A, it is desirable that the beam width is sharp when the vehicle travels in the morning or noon, and when the vehicle travels at night, the beam width is a wide angle. If it is desired to exist, the relationship between the slide amount of the RF unit and the time is as shown in FIG. For this reason, the vehicle-mounted radar device controls the slide amount of the RF unit by the motor based on the time measured by the vehicle. Thereby, for example, since the vehicle travels at a lower speed than in the morning or noon, it is possible to detect an object at a wide angle at night when it is less necessary to detect an object at a long distance.

また、例えば、図６に示すように、走行情報は、振動センサであってもよい。この場合、図６の（Ａ）に示すように、振動が大きいでこぼこ道を走行する際などには、ビーム幅が広角であることが望まれるとすると、ＲＦ部のスライド量と振動量との関係は、例えば、図６の（Ｂ）に示すようになる。このため、車載用レーダ装置は、振動センサから送信された振動量に基づいて、ＲＦ部のスライド量をモータによって制御する。これにより、例えば、車両に伝わる振動が大きく、低速で走行するため、遠距離の物体を検出する必要性が低い場合には、広角で物体を検出することができる。   For example, as illustrated in FIG. 6, the travel information may be a vibration sensor. In this case, as shown in FIG. 6A, when traveling on a bumpy road with large vibrations, if it is desired that the beam width be wide, the relationship between the sliding amount of the RF unit and the vibration amount The relationship is as shown in FIG. 6B, for example. For this reason, the on-vehicle radar device controls the slide amount of the RF unit by the motor based on the vibration amount transmitted from the vibration sensor. Thereby, for example, since the vibration transmitted to the vehicle is large and the vehicle travels at a low speed, the object can be detected at a wide angle when the necessity of detecting an object at a long distance is low.

［レーダ］
また、上述した実施例では、アンテナが送受信するビームとしてミリ波を想定していたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ミリ波以外の電波や光、超音波などにも、本発明を同様に適用することができる。 [Radar]
In the above-described embodiment, a millimeter wave is assumed as a beam transmitted and received by the antenna, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be similarly applied to radio waves other than millimeter waves, light, and ultrasonic waves.

［レンズ］
また、上述した実施例では、ビームを屈折する手段として平凸型の誘電体レンズを想定していたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、両凸型の誘電体レンズや、レンズ形状の誘電体レドームなどにも、本発明を同様に適用することができる。 [lens]
In the above-described embodiments, a plano-convex type dielectric lens is assumed as means for refracting the beam, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be similarly applied to a biconvex dielectric lens or a lens-shaped dielectric radome.

また、上述した実施例では、ＲＦ部をスライドさせることで、アンテナと誘電体レンズとの間の距離を調整することを想定していたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、誘電体レンズをスライドさせることで、アンテナと誘電体レンズとの間の距離を調整してもよい。   In the above-described embodiment, it is assumed that the distance between the antenna and the dielectric lens is adjusted by sliding the RF unit, but the present invention is not limited to this. For example, the distance between the antenna and the dielectric lens may be adjusted by sliding the dielectric lens.

［車両への搭載］
また、上述した実施例では、車両の前部に搭載し、車両の前方を走査範囲とする車載用レーダ装置を想定していたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、車両の後方、前側方、車両周辺などを走査範囲とする車載用レーダ装置にも、本発明を同様に適用することができ、走査範囲に限定されるものではない。 [Installation in vehicle]
In the above-described embodiment, an in-vehicle radar device mounted on the front portion of the vehicle and having a scanning range in front of the vehicle is assumed, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be similarly applied to an in-vehicle radar device whose scanning range is the rear, front side, or vehicle periphery of the vehicle, and is not limited to the scanning range.

［車載用以外の用途］
また、上述した実施例では、レーダ装置を車両に搭載する車載用レーダ装置を想定していたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ホームセキュリティなどに用いられる侵入監視用レーダ装置などにも、本発明を同様に適用することができる。この場合は、レーダ装置は、走行情報を収集する替わりに、例えば、周辺環境について情報を収集し、収集した周辺環境の情報に基づいて、アンテナとレンズとの間の距離を調整する。 [Applications other than automotive use]
In the above-described embodiment, an in-vehicle radar device in which the radar device is mounted on a vehicle is assumed, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be similarly applied to an intrusion monitoring radar device used for home security and the like. In this case, instead of collecting the traveling information, the radar apparatus collects information about the surrounding environment, for example, and adjusts the distance between the antenna and the lens based on the collected information on the surrounding environment.

［システム構成等］
また、処理手順（図３など）、具体的名称、各種データやパラメータを含む情報（車両速度情報、待機時間など）については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。また、図示したレーダ装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示（図２など）の如く構成されていることを要しない。 [System configuration, etc.]
Further, the processing procedure (such as FIG. 3), specific name, information including various data and parameters (vehicle speed information, standby time, etc.) can be arbitrarily changed unless otherwise specified. Each component of the illustrated radar apparatus is functionally conceptual, and does not necessarily need to be physically configured as illustrated (FIG. 2 and the like).

以上のように、本発明に係るレーダ装置は、ビームを輻射して物体を検知することに有用であり、特に、１台のレーダ装置で各種用途に対応することに適する。   As described above, the radar apparatus according to the present invention is useful for detecting an object by radiating a beam, and particularly suitable for various applications with a single radar apparatus.

実施例１における車載用レーダ装置の概要を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline | summary of the vehicle-mounted radar apparatus in Example 1. FIG. 実施例１における車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an in-vehicle radar device according to a first embodiment. 実施例１における車載用レーダ装置によるスキャン処理手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a scan processing procedure by the in-vehicle radar device according to the first embodiment. ステアリング舵角に基づくスライド量調整を説明するための図である。It is a figure for demonstrating slide amount adjustment based on a steering angle. 時刻に基づくスライド量調整を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the slide amount adjustment based on time. 振動量に基づくスライド量調整を説明するための図である。It is a figure for demonstrating slide amount adjustment based on the amount of vibration. 従来技術を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a prior art. 従来技術を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 車載用レーダ装置
１１ 変調器
１２ ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）
１３ 方向性結合器
１４ 送信アンテナ
１５ 受信アンテナ
１６ レンズ
１７ ミキサー
１８ Ａ／Ｄ変換器
１９ 物体検出部
２０ モータ駆動回路
２１ モータ
２２ エンコーダ
２３ 車両制御用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
２４ ブレーキ
２５ スロットル
２６ 警報器
２７ ステアリングセンサ
２８ ヨーレートセンサ
２９ 車速センサ 10 On-vehicle radar system 11 Modulator 12 VCO (Voltage Controlled Oscillator)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Directional coupler 14 Transmission antenna 15 Reception antenna 16 Lens 17 Mixer 18 A / D converter 19 Object detection part 20 Motor drive circuit 21 Motor 22 Encoder 23 Vehicle control ECU (Electronic Control Unit)
24 Brake 25 Throttle 26 Alarm 27 Steering sensor 28 Yaw rate sensor 29 Vehicle speed sensor

Claims (5)

ビームを輻射するビーム輻射手段と、
前記ビーム輻射手段によってビームが輻射される方向に当該ビーム輻射手段と所定の距離を挟んで設置され、当該ビーム輻射手段によって輻射されることで入射されたビームの進行方向を屈折して屈折後のビームを出射する屈折手段と、
前記ビーム輻射手段と前記屈折手段とが搭載された車両について、当該車両の走行に関する情報を収集する走行情報収集手段と、
前記走行情報収集手段によって収集された情報に基づいて、前記ビーム輻射手段と前記屈折手段との間の前記距離を調整する距離調整手段と、
を備えたことを特徴とするレーダ装置。 Beam radiation means for radiating a beam;
The beam is radiated by the beam radiating means and is radiated by the beam radiating means to refract the traveling direction of the incident beam. A refraction means for emitting the beam;
About a vehicle on which the beam radiating means and the refraction means are mounted, traveling information collecting means for collecting information related to traveling of the vehicle,
Distance adjusting means for adjusting the distance between the beam radiating means and the refraction means based on the information collected by the travel information collecting means;
A radar apparatus comprising: 前記走行情報収集手段は、前記車両の走行に関する情報として、車両速度情報を収集することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 1, wherein the traveling information collection unit collects vehicle speed information as information relating to traveling of the vehicle. 前記走行情報収集手段は、前記車両の走行に関する情報として、カーブ半径情報を収集することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 1, wherein the traveling information collection unit collects curve radius information as information relating to traveling of the vehicle. 前記走行情報収集手段は、前記車両の走行に関する情報として、時刻情報を収集することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 1, wherein the traveling information collection unit collects time information as information related to traveling of the vehicle. 前記距離調整手段は、前記ビーム輻射手段または前記屈折手段をモータで移動させることで、前記距離を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 1, wherein the distance adjustment unit adjusts the distance by moving the beam radiation unit or the refraction unit with a motor.
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