JP2019066260A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることができるレーダ装置を提供する。【解決手段】アンテナ基板１０と、回路基板２０と、筐体部３０と、接合部３１とを備える。回路基板２０は、アンテナ基板１０を制御する。筐体部３０は、アンテナ基板１０と回路基板２０とを収容する。接合部３１は、筐体部３０と車両の端面部材１０１とを接合する。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、レーダ装置に関する。

従来、車両などに搭載され、かかる車両から送信した送信波が物標に当たって反射した反射波を受信し、得られた信号から物標を検出するレーダ装置がある。

かかるレーダ装置では、レドームで基板の前面を覆うことで、基板の物理的な損傷や、基板への埃や液体等の付着を抑制している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４―１９７８１１号公報

しかしながら、従来技術では、小型化を図るという点で更なる改善の余地があった。これは、自動車のフロントグリルのように設置スペースが限られるためである。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型化を図ることができるレーダ装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、アンテナ基板と、回路基板と、筐体部と、接合部とを備える。回路基板は、前記アンテナ基盤を制御する。前記筐体部は、前記アンテナ基板と前記回路基板とを収容する。前記接合部は、前記筐体部と車両の端面部材とを接合する。

本発明によれば、小型化を図ることができる。

図１は、レーダ装置の搭載例を示す図である。 図２は、レーダ装置の分解斜視図である。 図３Ａは、レーダ装置の取り付けの一例を示す図（その１）である。 図３Ｂは、レーダ装置の取り付けの一例を示す図（その２）である。 図４Ａは、調整部の概要を示す図（その１）である。 図４Ｂは、調整部の概要を示す図（その２）である。 図４Ｃは、調整部の変形例を示す図（その１）である。 図４Ｄは、調整部の変形例を示す図（その２）である。 図４Ｅは、調整部の変形例を示す図（その３）である。 図５は、シート部の具体例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、実施形態に係るレーダ装置を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

まず、図１を用いて実施形態に係るレーダ装置１の搭載例について説明する。図１は、レーダ装置１の搭載例を示す図である。図１に示すように、レーダ装置１は、車両Ｃのフロントグリル内に設けられ、例えば、車両Ｃの前方の障害物等を検知する。

より詳細には、レーダ装置１は、フロントグリルの内部であり、車両Ｃのエンブレム１０１の後方に設置される。すなわち、エンブレム１０１によってレーダ装置１が車両Ｃの外部から見えないようにすることができる。

ここで、フロントグリルには、飛び石や砂、水などが入り込む場合がある。そのため、飛び石等の物理的な衝撃や、水等の浸水によりレーダ装置が破損する恐れがある。このため、従来、レーダ装置の内部を保護するために、レーダ装置にはレドームが設けられる。

しかしながら、従来技術では、レドームを備える分だけ、レーダ装置の小型化を図るうえで足かせとなっていた。また、レーダ装置で送受信する送信波および受信波（以下、総称して電波という）がレドームで減衰し、かかる電波の指向性が低下し、レーダ装置の検知性能が低下する問題もある。

そこで、実施形態に係るレーダ装置１では、車両Ｃの端面部材（例えば、エンブレム１０１）に接合する接合部を設けることとした。つまり、レーダ装置１の内部を保護する機能を車両Ｃの端面部材で代用することで、レドームの構成を省略することとした。

次に、図２を用いてレーダ装置１の基本的な構成について説明する。図２は、レーダ装置１の分解斜視図である。なお、図２では、説明を簡単にするために、鉛直方向上向きを正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示す場合がある。

図２に示すように、レーダ装置１は、アンテナ基板１０と、回路基板２０と、筐体部３０と、コネクタ部４０とを備える。アンテナ基板１０は、送信アンテナや受信アンテナを有する基板である。送信アンテナは、送信波を送信するアンテナであり、受信アンテナは、送信波の反射波を受信するアンテナである。かかる送信アンテナおよび受信アンテナのそれぞれは、導体パターンがプリントされたいわゆるパッチアンテナである。

回路基板２０は、アンテナ基板１０等を制御する回路が実装された基板である。例えば、回路基板２０は、アンテナ基板１０から送信される送信波を生成するドライバ回路や、送信波が物標で反射した反射波を解析し、車両Ｃに対する物標の相対位置や相対速度を導出する制御回路等を含む。

筐体部３０は、アンテナ基板１０および回路基板２０を収容する。また、筐体部３０は、例えば、所定の強度を有するプラスチック樹脂である。なお、レーダ装置１では、筐体部３０が端面部材に取り付けられる。

コネクタ部４０は、アンテナ基板１０や回路基板２０の電源配線や、信号配線等が接続される。かかる電源配線は、例えば、車両Ｃのバッテリに接続される。また、かかる信号配線は、例えば、レーダ装置１の検知結果に基づいてＰＣＳ（Pre-crash Safety System）やＡＥＢ(Advanced Emergency Braking System)などの車両制御を行う車両制御装置に接続される。

次に、図３Ａおよび図３Ｂを用いて実施形態に係るレーダ装置１を取り付ける場合の具体例について説明する。図３Ａおよび図３Ｂは、レーダ装置１の取り付け例を示す図であり、レーダ装置１の断面模式図である。

図３Ａに示すように、レーダ装置１は、車両Ｃの端面部材であるエンブレム１０１に直接取り付けられる。すなわち、筐体部３０と端面部材であるエンブレム１０１との間にレドームを設けることなく、筐体部３０とエンブレム１０１を直接接合する。具体的には、筐体部３０は、アンテナ基板１０の出射面１０ａ側の周縁部に凸部３１が形成される。なお、凸部３１は、接合部の一例である。凸部３１は、エンブレム１０１に設けられる凹部１０１ａに接合する。

したがって、図３Ｂに示すように、筐体部３０の内部空間を密閉した状態で筐体部３０とエンブレム１０１とを接合することができる。これにより、エンブレム１０１によって筐体部３０内部を物理的な衝撃から保護するとともに、筐体部３０内部への埃や水等の進入を抑制することが可能となる。

なお、この際、凸部３１と凹部１０１ａとを接着剤や両面テープ等の接着部材を用いて固定することにしてもよい。これにより、筐体部３０とエンブレム１０１とをより強固に接合することが可能となる。また、かかる接着部材が、凸部３１および凹部１０１ａ間の空間を隙間なく埋める充填剤としても機能するので、筐体部３０の内部空間の密閉度を高めることが可能となる。

このように、レーダ装置１は、レドームの機能をエンブレム１０１が担う。これにより、レドームを省略する分だけ、レーダ装置１の小型化を図ることができる。また、レドームの分だけ、製造コストを抑えることも可能である。

さらに、レーダ装置１では、レドームを必要としないため、アンテナ基板１０の出射面１０ａ側に存在する部材は、エンブレム１０１のみとなる。すなわち、レドームによる電波の減衰および指向性の低下がなくなるので、レーダ装置１の検知性能の低下を抑制することができる。

また、凸部３１は、筐体部３０の強度を補強するためのリブとしても機能する。つまり、凸部３１は、筐体部３０とエンブレム１０１とを接合させる機能に加え、筐体部３０の強度を補強する機能を備える。すなわち、凸部３１を筐体部３０に設けることで、筐体部３０の歪み等を抑制することができる。

なお、上記の例では、凸部３１を筐体部３０に設け、凹部１０１ａをエンブレム１０１に設けることとしたが、凹部１０１ａを筐体部３０に設け、凸部３１をエンブレム１０１に設けることとしてもよい。

また、上記の例では、凸部３１および凹部１０１ａがそれぞれ矩形状の凹凸である場合について示したが、これらは一例であり、その形状は任意に変更可能である。

上述したように、実施形態に係るレーダ装置１は、アンテナ基板１０と、回路基板２０と、筐体部３０と、凸部３１（接合部の一例）とを備える。回路基板２０は、アンテナ基板１０を制御する。筐体部３０は、アンテナ基板１０と回路基板２０とを収容する。接合部は、筐体部３０と車両Ｃの端面部材とを接合する。したがって、実施形態に係るレーダ装置１によれば、小型化を図ることができる。

ところで、一般的にレーダ装置は、車両の前側方や後方にも取り付けられる。特に、レーダ装置を車両の前側方の端面部材（バンパ）に取り付ける場合、電波の出射軸ａｘを調整する必要が生じる。しかしながら、取り付け位置毎にレーダ装置を設計・製造すると、コストがかかるため好ましくない。

そこで、第１〜第４の変形例に係るレーダ装置１Ａ〜１Ｄでは、筐体部３０内でアンテナ基板１０の取り付け角度を調整する調整部５０を備える。以下、この点の詳細について図４Ａ〜４Ｅを用いて説明する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、以下の説明では、端面部材が車両Ｃの前側方のバンパ１０２である場合を例に挙げて説明する。

まず、図４Ａおよび図４Ｂを用いて調整部５０の概要について説明する。図４Ａおよび図４Ｂは、調整部５０の概要を示す図である。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、レーダ装置１Ａは、取り付け位置に応じて送信波の出射軸ａｘを調整する調整部５０ａ１および調整部５０ａ２を備える。

例えば、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、調整部５０ａ１、５０ａ２は、アンテナ基板１０および回路基板２０を筐体部３０へ固定するネジである。かかる場合に、調整部５０ａ１、５０ａ２は、アンテナ基板１０および回路基板２０を固定する分の長さよりも長いネジが用いられる。

例えば、調整部５０ａ１、５０ａ２をそれぞれ締める向きに回すと、アンテナ基板１０のみが回路基板２０へ近づく向き（Ｘ軸負方向側）に摺動する。また、調整部５０ａ１、５０ａ２をそれぞれ緩める向きに回すと、アンテナ基板１０のみが回路基板２０から遠ざかる向き（Ｘ軸正方向側）に摺動する。その後、調整部５０ａ１、５０ａ２が回転しないように調整部５０ａ１、５０ａ２を固定する。

つまり、調整部５０ａ１、５０ａ２をそれぞれ調整することで、バンパ１０２に対する出射軸ａｘを任意に変更することが可能となる。したがって、図４Ａおよび図４Ｂに示すバンパ１０２と、出射面１０ａの出射軸ａｘとが成す取付角θを任意に調整することが可能である。なお、図４Ａおよび図４Ｂに示す例では、取付角θ１が取付角θ２よりも小さい場合について例示している。

このように、レーダ装置１Ａは、調整部５０ａ１、５０ａ２によってアンテナ基板１０の取付角θを調整することが可能である。したがって、レーダ装置１Ａの汎用性を向上させることが可能となる。つまり、レーダ装置１Ａを取り付け位置毎に設計・製造する必要がないため、コストを削減することが可能となる。

また、調整部５０ａ１，５０ａ２は、アンテナ基板１０から端面部材（エンブレム１０１およびバンパ１０２を含む）までの距離を調整することも可能である。これにより、取り付け位置によらずアンテナ基板１０と端面部材との距離に基づく電波の影響を一律にすることが可能となる。したがって、アンテナ基板１０を端面部材までの距離に基づく電波の影響を排除するように設計すればよいことになる。つまり、レーダ装置１Ａの検知性能を損なうことなく、汎用性を向上させることが可能である。

また、上記の例では、調整部５０ａ１、５０ａ２がアンテナ基板１０および回路基板２０を固定するネジを兼ねる。これにより、部品点数を増加させることなく、上記の効果を奏することができる。

なお、図４Ａの例では、調整部５０（５０ａ１、５０ａ２）が２つである場合について示したが、調整部５０は、１つであっても３つ以上であってもよい。

次に、図４Ｃ〜図４Ｅを用いて調整部５０の変形例について説明する。図４Ｃ〜図４Ｅは、調整部５０の変形例を示す図である。図４Ｃに示すように、レーダ装置１Ｂは、上記の調整部５０ａ１、５０ａ２に代えて調整部５０ｂを備える。かかる調整部５０ｂは、例えば、アンテナ基板１０と回路基板２０との間に設けられ、アンテナ基板１０の取り付け角度や取り付け位置を調整するスペーサとして機能する。

調整部５０ｂは、例えば、厚みが異なる板状の部材であり、例えば、車種や、取り付け位置毎に異なる厚みに設計される。また、かかる場合、アンテナ基板１０は、調整部５０ｂを介して回路基板２０に固定することができる。

このように、レーダ装置１Ｂでは、調整部５０ｂによってアンテナ基板１０の取り付け位置および取り付け角度を調整する。これにより、検知性能を損なうことなくアンテナ基板１０や回路基板２０の汎用性を向上させることが可能となる。

また、調整部５０は、アンテナ基板１０とバンパ１０２との間に設けられることにしてもよい。具体的には、図４Ｄに示すように、第３の変形例に係る調整部５０ｃは、例えば、バンパ１０２に固定される。また、かかる調整部５０ｃを介してアンテナ基板１０がバンパ１０２側に固定される。

この場合も、アンテナ基板１０とバンパ１０２との距離および角度を同じにすることが可能であるため、上記の効果を奏することが可能となる。ところで、電波の減衰は、電波が通過する各部材の誘電率の差が大きいほど大きくなる。

図４Ｄに示す例では、電波が通過する部材は、調整部５０ｃとバンパ１０２である。このため、例えば、調整部５０ｃとして誘電率がバンパ１０２の材質に近い材料を用いることが好ましい。

これにより、電波が調整部５０ｃとバンパ１０２との境界を通過する際に、電波の減衰を抑えることができるため、レーダ装置１Ｃによる物標の検知性能を向上させることが可能となる。

次に、図４Ｅを用いて第４の変形例に係る調整部５０ｄについて説明する。なお、図４Ｅでは、筐体部３０ａの一部（例えば、筐体部３０ａ内部の上面）および調整部５０ｄのみを示し、アンテナ基板１０等の記載を省略して示す。

図４Ｅに示すように、筐体部３０ａは、支持部材３０ｂを備え、支持部材３０ｂに対して調整部５０ｄが取り付けられる。調整部５０ｄは、調節機構５０ｄ１と、固定面５０ｄ２を備える。

調節機構５０ｄ１は、例えば、上下方向（Ｚ軸方向）に沿って回転することができる。また、固定面５０ｄ２には、アンテナ基板１０が固定される。すなわち、調節機構５０ｄ１の回転にあわせて固定面５０ｄ２が回転し、アンテナ基板１０の取り付け角度を調整することが可能である。

そして、かかる取り付け角度を任意に調整した後に、図示しないボルト等で調節機構５０ｄ１の回転軸を固定する。これにより、端面部材に対するアンテナ基板１０の相対角度を任意に調整することが可能となる。

なお、かかる場合に、例えば、アンテナ基板１０の出射面１０ａ側に突っ張りを設け、かかる突っ張りを端面部材に押し当てた状態で調節機構５０ｄ１の回転軸を固定するようにしてもよい。

つまり、かかる突っ張りによって端面部材に対するアンテナ基板１０の角度を規定するようにしてもよい。これにより、アンテナ基板１０の取り付け角度を容易に調整することが可能となる。

なお、ここでは、調節機構５０ｄ１がアンテナ基板１０の取り付け角度を調整する場合について説明したが、調節機構５０ｄ１は、アンテナ基板１０の取り付け角度に加えて端面部材からの距離を調整する調節機構であってもよい。

さらに、調節機構５０ｄ１をモータなどの動力によって摺動可能とすることにしてもよい。かかる場合に、例えば、回路基板２０は、アンテナ基板１０から端面部材までの距離を測距し、かかる距離に基づいて調節機構５０ｄ１を調整するようにしてもよい。

ところで、上述したように、取り付け位置によっては、筐体部３０と、端面部材とを密着して固定できず、隙間が生じる場合も想定される。かかる隙間から埃や水等が筐体部３０の内部に進入し、アンテナ基板１０や回路基板２０が損傷するおそれがある。

そのため、かかる埃や水等が浸入した場合であっても、アンテナ基板１０や回路基板２０が損傷するのを抑制するため、アンテナ基板１０や回路基板２０を覆うシート部６０を備えることにしてもよい。

図５は、シート部６０の具体例を示す図である。なお、ここでは、図４Ａに示した第１の変形例に係るレーダ装置１Ａを例に挙げてシート部６０について説明する。

図５に示すように、シート部６０は、例えば、アンテナ基板１０および回路基板２０全体を覆うように設けられる。また、シート部６０は、例えば、撥水性を有する樹脂である。

すなわち、仮に筐体部３０内部に水が浸入したとしても、シート部６０が水からアンテナ基板１０および回路基板２０を保護することができる。また、シート部６０でアンテナ基板１０および回路基板２０全体を覆うことで、埃や水からアンテナ基板１０および回路基板２０を保護することができる。

つまり、端面部材によって飛び石等からアンテナ基板１０および回路基板２０を保護し、かつ、シート部６０によって埃や水からアンテナ基板１０および回路基板２０を保護することができる。

なお、シート部６０の誘電率が空気の誘電率に近い部材を用いることが好ましい。これにより、シート部６０と空気との間の電波の減衰を抑制することができるため、検知性能を損なうことなく、上記の効果を奏する。

ところで、上述した実施形態では、アンテナ基板１０が端面部材と別々の構成である場合について説明したが、端面部材がアンテナ基板１０を兼ねるように構成してもよい。例えば、端面部材の筐体部３０側の主面にアンテナ基板１０の送信アンテナおよび受信アンテナの導体パターンをプリントすることで実現可能である。

なお、上述した端面部材（エンブレム１０１およびバンパ１０２等）には、ＡＢＳ樹脂などの素材が使用されており、既知技術である金属蒸着技術や透過塗料等を用いることで電波の透過度が高い部材を用いる。これにより、レーダ装置１によって照射された電波の端面部材による減衰を抑制することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１、１Ａ〜１Ｄ レーダ装置
１０ アンテナ基板
２０ 回路基板
３０ 筐体部
３１ 凸部（接合部の一例）
４０ コネクタ部
５０、５０ａ〜５０ｄ 調整部
６０ シート部
１０１ エンブレム（端面部材の一例）
１０２ バンパ（端面部材の一例）

Claims (4)

1. アンテナ基板と、
   前記アンテナ基板を制御する回路基板と、
   前記アンテナ基板と前記回路基板とを収容する筐体部と、
   前記筐体部と車両の端面部材とを接合する接合部と
   を備えることを特徴とするレーダ装置。
2. 前記アンテナ基板の取り付け角度を前記筐体部の内部で調整する調整部
   をさらに備えること
   を特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記調整部は、
   前記アンテナ基板から端面部材までの距離を調整し、
   前記アンテナ基板は、
   前記調整部によって調整される前記距離に基づいて設計されること
   を特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
4. 前記アンテナ基板を覆うシート部
   をさらに備えること
   を特徴とする請求項１、２または３に記載のレーダ装置。

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