JP2021085748A - レーダー装置、レーダー装置の製造方法及び送受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナにおける送受信の精度を向上させる。【解決手段】レーダー装置は、第１方向に向かって所定の長さを有し、前記第１方向と交わる第２方向において、アレイ状に配置される、複数のアンテナと、前記複数のアンテナに接続される、給電回路と、前記所定の長さとは異なる長さを有し、前記第２方向において前記複数のアンテナを挟んで配置される、ダミーアンテナと、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、レーダー装置、レーダー装置の製造方法及び送受信機に関する。

アンテナにおける電波の送受信の強度、方向性等を高めるため、複数のアンテナを並列して配置することが広く行われている。さらに精度を高めるために、λ/2間隔でアンテナを配置したり、仮想MIMO（Multiple-Input and Multiple-Output）の技術を用いたり、又は、小型化によるアンテナ実装面積の減少をしたりしている。この結果、複数のアンテナを近接配置することが求められる。このような配置をした上で、アンテナ同士の相互結合の影響を小さくすることは困難であり、これを解決すべく設置される複数のアンテナにおける放射パターンを制御するダミーアンテナをさらに設置することがある。

特開２００８−３０４４１７号公報

相互結合の観点においては疑似環境を生成することは可能であるが、例えば、ミリ波帯といった高周波の帯域においては、終端抵抗をチップと接続されている他のアンテナ等とそろえて50Ω等の値にすることが困難である。

そこで、本開示では、ダミーアンテナの終端条件を適切に設定し、アンテナにおける送受信の精度を向上させた、レーダー装置を提供する。

一実施形態によれば、レーダー装置は、第１方向に向かって所定の長さを有し、第１方向と交わる第２方向において、アレイ状に配置される、複数のアンテナと、複数のアンテナに接続される、給電回路と、所定の長さとは異なる長さを有し、第２方向において複数のアンテナを挟んで配置される、ダミーアンテナと、を備える。

ダミーアンテナは、給電回路と接続されず開放されていてもよい。給電回路に終端が接続せず、さらに、終端抵抗を有しない（オープンの状態の）ダミーアンテナを備えてもよい。

ダミーアンテナは、複数のアンテナの給電回路との接続部に対応する領域以外の領域において、同じ形状を有し、複数のアンテナの給電回路との接続部に対応する領域において、ダミーアンテナの第１方向に沿って異なる長さを有してもよい。このように、ダミーアンテナは、その終端部分において、アンテナと長さが異なってもよい。

ダミーアンテナの長さは、所定の長さよりも短くてもよい。また、ダミーアンテナの長さは、所定の長さよりも長くてもよい。ダミーアンテナの長さは、所定の長さと異なっていればよく、アンテナよりも長くても、短くてもよい。

ダミーアンテナは、所定の長さと比較して送受信する電波の１／２波長以上１波長未満の長さの差を有していてもよい。また、ダミーアンテナは、所定の長さと比較して送受信する電波の１／４波長以上１／２波長未満の長さの差を有していてもよい。また、ダミーアンテナは、所定の長さと比較して送受信する電波の１／８波長以上１／４波長未満の長さの差を有していてもよい。さらには、送受信する電波の１／８波長未満の長さの差を有していてもよい。

複数のアンテナは、第２方向において、隣接するアンテナと、送受信する電波の１／２波長の長さ離れて配置されてもよい。このように、隣接するアンテナ同士は、λ/2の距離離れて配置されていてもよい。

複数のアンテナは、第１方向において、隣接するアンテナと、送受信する電波の１／２波長の長さ離れて配置されていてもよい。このように、隣接するアンテナ同士は、λ/2の距離長さ方向にずれて配置されていてもよい。

複数のアンテナは、ｎ本あり、いずれかの側部に配置されるアンテナを第１アンテナとし、他方の側部に配置されるアンテナを第ｎアンテナとする場合に、第ｉアンテナ（１≦ｉ≦ｎ）は、第１アンテナに対して第１方向に向かって、送受信する電波の１／２波長×ｉの距離に配置されてもよい。このように、隣接するアンテナ同士は、階段状に第１方向に向かって進むように配置されてもよい。

ダミーアンテナは、第１方向に向かって、少なくとも、第ｉアンテナから、送受信する電波の１／２波長×（−１）の位置と、第ｎアンテナから、送受信する電波の１／２波長の位置とに、複数配置されてもよい。ダミーアンテナは、例えば、アンテナの両サイドを挟むように少なくとも２本配置されてもよい。アンテナが第１方向に向かって上記のように階段状に配置される場合は、ダミーアンテナも、その階段状の列にそろえて配置されてもよい。

一実施形態に係るレーダー装置の製造方法は、第１方向に向かって所定の長さを有し、第１方向と交わる第２方向においてアレイ状に配置される、複数のアンテナと、複数のアンテナに接続される、給電回路と、第２方向において複数のアンテナを挟んで配置される、ダミーアンテナと、を備える、レーダー装置において、ダミーアンテナの長さを、削ることにより、所定の長さと異なる長さにしてもよい。このように、ダミーアンテナを削ることによりレーダー装置のアンテナ部が製造されてもよい。

ダミーアンテナの長さは、所定の単位長さごとに調整されてもよい。この所定の長さは、複数のアンテナが送受信する電波の波長、１／２波長、１／４波長、又は、１／８波長であってもよい。このように調整することにより、上記のレーダー装置を製造することが可能となる。

一実施形態に係る送受信機は、所定の長さを有する、複数のアンテナと、複数のアンテナに接続される、給電回路と、所定の長さとは異なる長さを有する、ダミーアンテナと、を備えてもよい。上記の各形態は、レーダー装置ではなく、他の電波等の送受信機に用いられてもよい。

一実施形態に係るレーダー装置を模式的に示す図。 一実施形態に係るレーダー装置を模式的に示す図。 一実施形態に係るレーダー装置を模式的に示す図。 一実施形態に係るレーダー装置を模式的に示す図。 一実施形態に係るレーダー装置を模式的に示す図。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図。

以下、図面を参照して本開示における実施形態の説明をする。図面は、説明のために用いるものであり、実際の装置における各部の構成の形状、サイズ、又は、他の構成とのサイズの比等が図に示されている通りである必要はない。また、図面は、簡略化して書かれているため、図に書かれている以外にも実装上必要な構成は、適切に備えるものとする。また、本明細書において、同形状、同サイズ、同じ長さ、等の表現は、例えば、厳密に同じ形状、同じサイズ、同じ長さを有している必要はなく、有意ではない個体差等を含んでもよい概念である。

図１は、一実施形態に係るレーダー装置を模式的に示す図である。レーダー装置１は、アンテナチップ１０（又はアンテナ基板）と、電源チップ２０（又は給電チップ）と、を備える。なお、これらの構成は、便宜上別々に示されているが、同じチップ上にアンテナと電源が備えられていてもよい。レーダー装置１は、例えば、ミリ波帯の電波を送受信して、ターゲットとの距離を測定する。

アンテナチップ１０には、アンテナ１００と、ダミーアンテナ１１０と、が備えられる。例えば、図１においては、第１方向に沿って長手方向が延伸する４本のアンテナ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄと、これらのアンテナと同形状、同サイズのダミーアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂと、が配置されている。複数のアンテナ１００と、それを挟むように備えられるダミーアンテナ１１０は、例えば、第１方向と交わる方向である第２方向においてアレイ状に備えられる。なお、アンテナ１００は、４本が配置されているが、一例として示したものであり、この数に限られるわけではなく、さらに少なく、又は、さらに多くのアンテナが配置されていてもよい。

複数のアンテナ１００は、例えば、同形状、同サイズを有する。アンテナ１００の第１方向に延伸する長手方向のサイズを、長さと記載する。すなわち、複数のアンテナ１００は、少なくとも所定の長さを有するアンテナである。

複数のアンテナ１００は、例えば、互いに送受信する電波の半波長λ/2以上離れて配置される。λ/2以上離れて配置されることにより、電波のグレーティングローブを可視領域から抑制し、指向性を精度よく向上させることができる。例えば、図１においては、λ/2の距離が離れて配置される。なお、ここで、電波の波長は、空気中を伝わる場合の波長であってもよいし、アンテナチップ１０内の誘電体の影響を受けた電波の波長であってもよい。ここでは、例えば、誘電体内における電波の波長であるとする。

ダミーアンテナ１１０は、例えば、アンテナ１００と同形状のアンテナであり、複数のアンテナ１００を両側から挟むように配置される。例えば、図１においては、ダミーアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂの２つのアンテナ１００と同形状、同サイズのアンテナが、アンテナ１００のアレイの両側において、挟むように配置される。

ダミーアンテナ１１０は、それぞれ隣接するアンテナ１００からλ/2以上離れて配置される。この距離も上記と同様に、例えば、ダミーアンテナ１１０からの電波の反射に起因するアンテナ１００の指向性の乱れを抑制するためである。例えば、指向性の乱れは、ダミーアンテナ１１０の反射波と、アンテナ１００の放射波との干渉により発生する。

ダミーアンテナ１１０は、アンテナ１００と同形状、同サイズではあるが、一方でその第１方向における長さは、アンテナ１００とは異なるものとなっている。例えば、図１においては、ダミーアンテナ１１０は、所定の長さよりも短い構成となっている。

電源チップ２０は、アンテナチップ１０にアンテナから電波を送信するための電力を供給する。さらに、電源チップ２０は、アンテナにおいて受信された電波に基づく信号を、アンテナから受信する。電源チップ２０は、給電回路２２を備える。

給電回路２２は、複数のアンテナ１００と電気的に接続され、アンテナ１００に電力を供給し、又は、アンテナからの電力を受信する回路である。それぞれのアンテナ１００は、その終端において、給電回路２２と接続され、給電回路２２から供給された電力（信号）に基づいて電波を発信する。また、給電回路２２は、アンテナ１００において電流、電圧等に変換されたアンテナ１００により受信された電波を、アンテナ１００から受信してもよい。一方、ダミーアンテナ１１０は、給電回路２２等の回路とは接続されず、開放された状態で備えられる。

ダミーアンテナ１１０は、理想的には、例えば、アンテナ１００の給電回路への接続と同様の50Ωの終端抵抗を有するのが望ましいが、ミリ波帯においては、50Ωの終端抵抗を設置することが困難である。そこで、本実施形態のように、ダミーアンテナ１１０の長さを、その終端部分においてアンテナ１００の長さとは異なる長さにすることにより、ダミーアンテナ内での反射する電波とアンテナ１００における電波の干渉を抑制しつつも、アンテナ１００間と同様の相互結合をダミーアンテナ１１０とアンテナ１００との間に発生させる。

以上のように、本実施形態によれば、ダミーアンテナの終端部分の長さを調整することによりダミーアンテナ内での電波の反射を制御し、かつ、アンテナとダミーアンテナ間の相互結合をアンテナ同士の相互結合と近い状態とすることができる。この結果、複数のアンテナがアレイ状に配置された送受信機において、両側に備えられるアンテナと、内側に備えられるアンテナにおける電波の送受信状態をそろえるとともに、ダミーアンテナ自体による反射波に起因するグレーティングローブ等の発生を抑えた構成とすることが可能となる。この結果、それぞれのアンテナ１００における送受信する電波のパターンの差を小さくすることが可能となる。

以下、アンテナ１００とダミーアンテナ１１０の配置例等について説明する。

上述した図１のように、ダミーアンテナ１１０は、複数のアンテナ１００と一体としたアンテナとして見えるように、第１方向に沿ってアレイ状に並べられてもよい。この場合、ダミーアンテナ１１０の長さは、例えば、アンテナ１００の長さよりも長さlだけ終端が短くなるように形成され、配置される。

長さlは、例えば、送受信する電波の波長λよりも短くてもよい。これは、ダミーアンテナ１１０の終端における電波の反射を考える場合、1波長よりも長い範囲で長さを変えても理論上は1波長内で長さを変える場合と大きく変化することがないためである。

例えば、lは、λ/8単位で調整されてもよい。例えば、lは、λ/8、λ/4、3λ/8、λ/2、5λ/8、3λ/4、7λ/8のいずれかとしてもよい。また、例えば、λ/4単位で調整され、lは、λ/4、λ/2、3λ/4、λのいずれかとしてもよい。複数あるダミーアンテナ１１０は、同じ長さだけアンテナ１００と長さが異なってもよいし、ダミーアンテナ１１０ごとに異なる長さだけアンテナ１００と長さが異なってもよい。

この長さの調整は、アンテナの形状、配置等により異なるものであってもよい。例えば、アンテナ１００の形状が図１とは異なるものとなった場合に、lの値を異なるものへと調整してもよい。このように、実際に配置されているアンテナ１００の形状、大きさ等に基づいて、長さlは、変更してもよい。

図１のように、ダミーアンテナ１１０がアンテナ１００よりも短い場合には、アンテナ１００を形成するタイミングにおいてダミーアンテナ１１０も同形状、同サイズで形成しておき、形成後に、ダミーアンテナ１１０の終端を削ることにより長さの調整を行ってもよい。例えば、この削るタイミングにおいて、λ/8ずつダミーアンテナ１１０を削りつつ送受信電波を計測し、最適な長さに調節してもよい。例えば、ダミーアンテナ１１０を所定の長さで生成し、その後λ/8ずつけずり、λまで削った中で最適であった長さを抽出する。この抽出した長さ分さらに削ることにより、長さを調整してもよい。

また、同型の製品を製作する場合には、上記のようにλまで削って最適な長さを取得し、その長さに基づいて同型の製品の製作においてダミーアンテナ１１０を削ることにより長さを調節してもよい。

図２は、ダミーアンテナ１１０の別の例を示す図である。ダミーアンテナ１１０は、アンテナ１００よりもその終端部において、長さlだけ長くてもよい。この場合も同様に、ダミーアンテナにおける電波の反射を最適化することが可能である。

例えば、アンテナ１００の形成時に、ダミーアンテナ１１０をアンテナ１００の所定の長さに対してλ分長く形成し、上記と同様にλ/8ずつ削り、最適な長さlを取得してもよい。これには限られず、アンテナ１００の所定の長さに対してλよりも十分長く形成し、これを削ることにより調整してもよい。

なお、図１、図２及び以下の図においても同様に、長さの調整の単位は、λ/8でなくともよく、例えば、λ/16、λ/32といったさらに細かい単位で行ってもよい。また、削りつつ実際に電波の送受信をするとしたが、これには限られず、シミュレータ等で仮想的に長さを変化させて調整して、その後実機に適用してもよい。

図３は、ダミーアンテナ１１０の配置の別の例を示す図である。ダミーアンテナ１１０は、アンテナアレイを挟むように、複数方ずつ備えられてもよい。図３においては、ダミーアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂに加え、さらに、ダミーアンテナ１１０Ｃ、１１０Ｄがそれぞれダミーアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂの外側に備えられる。このように、４以上のダミーアンテナ１１０が備えられてもよい。

このように複数方ずつ各サイドにダミーアンテナ１１０を備えることにより、アンテナ１００それぞれにおける電波の送受信状態をさらにそろえることが可能となる。例えば、図１においては、アンテナ１００Ａ、１００Ｄは、同じようにダミーアンテナ１１０及びアンテナ１００Ｂ、アンテナ１００Ｃからの影響を受けるので、同じような相互結合の補正がされた電波の送受信を行うことができる一方、アンテナ１００Ｂ、１００Ｃとはその特性が異なってしまう。

ダミーアンテナ１１０を複数本ずつ備えることにより、アンテナ１００間における相互結合の影響を、ダミーアンテナ１１０により補正する精度が向上し、送受信する電波のフォーミングをより精度よく補正することが可能となる。なお、図３において、２本ずつ、計４本のダミーアンテナ１１０が備えられるが、これには限られず、さらに多くのダミーアンテナ１１０が備えられてもよい。例えば、アンテナ１００における相互結合を十分カバーできるように、片側にアンテナ１００の半数、或いは、半数よりも多くのダミーアンテナ１１０を備えてもよい。

２よりも多くダミーアンテナ１１０を配置する場合、全てのダミーアンテナ１１０の長さを同じ長さにそろえてもよい。これには限られず、ダミーアンテナ１１０長さを、異なる長さに調整してもよい。異なる長さにする場合、例えば、図３におけるダミーアンテナ１１０Ａ、１１０Ｂの長さを同じにし、ダミーアンテナ１１０Ｃ、１１０Ｄの長さを同じにしてもよい。

図４は、ダミーアンテナ１１０の配置の別の例を示す図である。複数のアンテナ１００は、第１方向に沿ってずれて配置されている。このような場合も、上記と同様の手段によりダミーアンテナ１１０を配置することができる。例えば、図４に示すように、それぞれのアンテナ１００は、第１方向においてλ/2の距離ずつ給電回路２２の方から離れるように階段状に配置されていてもよい。

ダミーアンテナ１１０は、第１方向において両サイドからλ/2離れた距離に、アンテナ１００と階段状になるように配置される。そして、その終端部が長さlだけアンテナ１００よりも短く、又は、長くなっている。このように、アンテナ１００の配置が異なる場合であっても、同様に所定の長さとは異なる長さを有するダミーアンテナ１１０を配置することが可能である。

ダミーアンテナ１１０は、アンテナアレイの並び方に矛盾しないように配置される。そして、終端部を調整することにより、アンテナ１００とは異なる長さを有するように生成される。このように、アンテナ１００の並び方が単純なアレイ状ではない場合にも、上述の実施形態は適用することが可能である。この場合も、ダミーアンテナ１１０における反射波を、終端の長さを変化させることにより適切に最適化することができる。この結果、それぞれのアンテナ１００における送受信する電波のパターンの差を小さくすることが可能となる。

図５は、ダミーアンテナ１１０の配置の別の例を示す図である。複数のアンテナ１００は、第１方向に沿って、交互に所定の距離ずれて配置されている。このような場合も、上記同様の手段によりダミーアンテナ１１０を配置することができる。例えば、図５に示すように、それぞれのアンテナ１００は、第１方向においてλ/2の距離ずつ交互に給電回路２２から遠ざかり、近づくように配置されてもよい。

ダミーアンテナ１１０は、第１方向において両サイドに配置されるアンテナ１００からアンテナ１００の間隔と同じ間隔で離れて配置される。アンテナ１００間の距離は、例えばλ/2であってもよい。ダミーアンテナ１１０の終端長は、上述した各形態と同様に、アンテナ１００よりも長さlだけ短いものである。

図５においても図４と同様に、ダミーアンテナ１１０は、アンテナアレイの並び方に矛盾しないように配置され、終端長が調整される。

また、図５のように、給電回路２２と接続する終端と逆側において、二股に分かれているようなアンテナでも同様にダミーアンテナ１１０を配置することが可能である。この場合、ダミーアンテナ１１０は、上記と同様に、アンテナ１００と、その終端長を除いて、同じ形状、同じサイズを有する。

以上のように、説明した態様において、ダミーアンテナ１１０の終端長を調整することにより、複数のアンテナ１００におけるパターン歪みを緩和することが可能となる。これは、ダミーアンテナ１１０の反射波の位相を調整することに基づく。上記の各態様は、例えば、シミュレーションで大体の長さlを取得しておき、実機でさらに精密な検査を行うことにより長さlを決定するとしてもよい。改善効果の得られる終端超のダミーアンテナを複数設置することにより、さらにパターン歪みを抑制することが可能となる。

なお、上述の実施形態においては、レーダー装置のアンテナとして説明したが、これは、レーダー装置だけではなく、一般的な電波、光等の送受信機にも用いてもよい。また、アンテナの形状も、図面におけるものには限られず、同様のアレイ状の構成とする種々のアンテナに応用することが可能である。

本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。

図６は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システム７０００の概略的な構成例を示すブロック図である。車両制御システム７０００は、通信ネットワーク７０１０を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図６に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。

各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図６では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。

駆動系制御ユニット７１００は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット７１００は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Antilock Brake System）又はＥＳＣ（Electronic Stability Control）等の制御装置としての機能を有してもよい。

駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング装置又はブレーキ装置等を制御する。

ボディ系制御ユニット７２００は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット７２００は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット７２００には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット７２００は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。

バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ装置から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ装置に備えられた冷却装置等の制御を行う。

車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Time Of Flight）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。

環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、超音波センサ、レーダー装置及びＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）装置のうちの少なくとも一つであってよい。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし装置として備えられてもよいし、複数のセンサないし装置が統合された装置として備えられてもよい。

ここで、図７は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部のうちの少なくとも一つの位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部７９１０及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として車両７９００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部７９１２，７９１４は、主として車両７９００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部７９１６は、主として車両７９００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。

なお、図７には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ，ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。

車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２２，７９２４，７９２６，７９２８，７９３０は、例えば超音波センサ又はレーダー装置であってよい。車両７９００のフロントノーズ、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２６，７９３０は、例えばＬＩＤＡＲ装置であってよい。これらの車外情報検出部７９２０〜７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。

図６に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダー装置又はＬＩＤＡＲ装置である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。

また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。

車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。

統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る装置によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外線又はその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル装置の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。

記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいてもよい。また、記憶部７６９０は、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。

汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（登録商標）（Global System of Mobile communications）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、ＬＴＥ（登録商標）（Long Term Evolution）若しくはＬＴＥ−Ａ（LTE−Advanced）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク（例えば、インターネット、クラウドネットワーク又は事業者固有のネットワーク）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Peer To Peer）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ（Machine Type Communication）端末）と接続してもよい。

専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Wireless Access in Vehicle Environment）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、典型的には、車車間（Vehicle to Vehicle）通信、路車間（Vehicle to Infrastructure）通信、車両と家との間（Vehicle to Home）の通信及び歩車間（Vehicle to Pedestrian）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。

測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。なお、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。

ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。なお、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。

車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インタフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）又はＷＵＳＢ（Wireless USB）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface、又はＭＨＬ（Mobile High-definition Link）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション装置を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。

車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインタフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。

統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行ってもよい。

マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を作成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。

音声画像出力部７６７０は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図６の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。表示部７７２０は、ＡＲ（Augmented Reality）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。

なお、図６に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。

以上説明した車両制御システム７０００において、図１から図５を用いて説明した本実施形態に係るレーダー装置１は、図６に示した応用例の測位部７６４０に適用することができる。例えば、測位部７６４０において、図１から図５に示したレーダー装置１を備え、統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０等において、給電回路２２からの信号の送受信を行ってもよい。このように実装することにより、移動体における測位装置として、本実施形態のレーダー装置１を用いることができる。

前述した実施形態は、以下のような形態としてもよい。

（１）
第１方向に向かって所定の長さを有し、前記第１方向と交わる第２方向において、アレイ状に配置される、複数のアンテナと、
前記複数のアンテナに接続される、給電回路と、
前記所定の長さとは異なる長さを有し、前記第２方向において前記複数のアンテナを挟んで配置される、ダミーアンテナと、
を備える、レーダー装置。

（２）
前記ダミーアンテナは、前記給電回路と接続されず開放されている、
（１）に記載のレーダー装置。

（３）
前記ダミーアンテナは、
前記複数のアンテナの前記給電回路との接続部に対応する領域以外の領域において、同じ形状を有し、
前記複数のアンテナの前記給電回路との接続部に対応する領域において、前記ダミーアンテナの第１方向に沿って異なる長さを有する、
（１）又は（２）に記載のレーダー装置。

（４）
前記ダミーアンテナの長さは、前記所定の長さよりも短い、
（１）から（３）のいずれかに記載のレーダー装置。

（５）
前記ダミーアンテナの長さは、前記所定の長さよりも長い、
（１）から（４）のいずれかに記載のレーダー装置。

（６）
前記ダミーアンテナは、前記所定の長さと比較して送受信する電波の１／２波長以上１波長未満の長さの差を有する、
（１）から（５）のいずれかに記載のレーダー装置。

（７）
前記ダミーアンテナは、前記所定の長さと比較して送受信する電波の１／４波長以上１／２波長未満の長さの差を有する、
（１）から（６）のいずれかに記載のレーダー装置。

（８）
前記ダミーアンテナは、前記所定の長さと比較して送受信する電波の１／８波長以上１／４波長未満の長さの差を有する、
（１）から（７）のいずれかに記載のレーダー装置。

（９）
前記複数のアンテナは、前記第２方向において、隣接する前記アンテナと、送受信する電波の１／２波長の長さ離れて配置される、
（１）から（８）のいずれかに記載のレーダー装置。

（１０）
前記複数のアンテナは、前記第１方向において、隣接する前記アンテナと、送受信する電波の１／２波長の長さ離れて配置される、
（１）から（９）のいずれかに記載のレーダー装置。

（１１）
前記複数のアンテナは、ｎ本あり、いずれかの側部に配置されるアンテナを第１アンテナとし、他方の側部に配置されるアンテナを第ｎアンテナとする場合に、第ｉアンテナ（１≦ｉ≦ｎ）は、前記第１アンテナに対して前記第１方向に向かって、送受信する電波の１／２波長×ｉの距離に配置される、
（１０）に記載のレーダー装置。

（１２）
前記ダミーアンテナは、前記第１方向に向かって、少なくとも、
前記第ｉアンテナから、送受信する電波の１／２波長×（−１）の位置と、
前記第ｎアンテナから、送受信する電波の１／２波長の位置と、
に複数配置される、
（１１）に記載のレーダー装置。

（１３）
第１方向に向かって所定の長さを有し、前記第１方向と交わる第２方向においてアレイ状に配置される、複数のアンテナと、
前記複数のアンテナに接続される、給電回路と、
前記第２方向において前記複数のアンテナを挟んで配置される、ダミーアンテナと、
を備える、レーダー装置において、
前記ダミーアンテナの長さを、削ることにより、前記所定の長さと異なる長さにする、
レーダー装置の製造方法。

（１４）
前記ダミーアンテナの長さは、所定の単位長さごとに調整される、
（１３）に記載のレーダー装置の製造方法。

（１５）
前記所定の単位長さは、前記複数のアンテナが送受信する電波の波長、１／２波長、１／４波長、又は、１／８波長である、
（１４）に記載のレーダー装置の製造方法。

（１６）
所定の長さを有する、複数のアンテナと、
前記複数のアンテナに接続される、給電回路と、
前記所定の長さとは異なる長さを有する、ダミーアンテナと、
を備える、送受信機。

本開示の態様は、前述した実施形態に限定されるものではなく、想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も前述の内容に限定されるものではない。各実施形態における構成要素は、適切に組み合わされて適用されてもよい。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。

１：レーダー装置、
１０：アンテナチップ、
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ：アンテナ、
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ：ダミーアンテナ、
２０：電源チップ、
２２：給電回路

Claims (16)

1. 第１方向に向かって所定の長さを有し、前記第１方向と交わる第２方向において、アレイ状に配置される、複数のアンテナと、
   前記複数のアンテナに接続される、給電回路と、
   前記所定の長さとは異なる長さを有し、前記第２方向において前記複数のアンテナを挟んで配置される、ダミーアンテナと、
   を備える、レーダー装置。
2. 前記ダミーアンテナは、前記給電回路と接続されず開放されている、
   請求項１に記載のレーダー装置。
3. 前記ダミーアンテナは、
   前記複数のアンテナの前記給電回路との接続部に対応する領域以外の領域において、同じ形状を有し、
   前記複数のアンテナの前記給電回路との接続部に対応する領域において、前記ダミーアンテナの前記第１方向に沿って異なる長さを有する、
   請求項１又は請求項２に記載のレーダー装置。
4. 前記ダミーアンテナの長さは、前記所定の長さよりも短い、
   請求項１から請求項３のいずれかに記載のレーダー装置。
5. 前記ダミーアンテナの長さは、前記所定の長さよりも長い、
   請求項１から請求項４のいずれかに記載のレーダー装置。
6. 前記ダミーアンテナは、前記所定の長さと比較して送受信する電波の１／２波長以上１波長未満の長さの差を有する、
   請求項１から請求項５のいずれかに記載のレーダー装置。
7. 前記ダミーアンテナは、前記所定の長さと比較して送受信する電波の１／４波長以上１／２波長未満の長さの差を有する、
   請求項１から請求項６のいずれかに記載のレーダー装置。
8. 前記ダミーアンテナは、前記所定の長さと比較して送受信する電波の１／８波長以上１／４波長未満の長さの差を有する、
   請求項１から請求項７のいずれかに記載のレーダー装置。
9. 前記複数のアンテナは、前記第２方向において、隣接する前記アンテナと、送受信する電波の１／２波長の長さ離れて配置される、
   請求項１から請求項８のいずれかに記載のレーダー装置。
10. 前記複数のアンテナは、前記第１方向において、隣接する前記アンテナと、送受信する電波の１／２波長の長さ離れて配置される、
    請求項１から請求項９のいずれかに記載のレーダー装置。
11. 前記複数のアンテナは、ｎ本あり、いずれかの側部に配置されるアンテナを第１アンテナとし、他方の側部に配置されるアンテナを第ｎアンテナとする場合に、第ｉアンテナ（１≦ｉ≦ｎ）は、前記第１アンテナに対して前記第１方向に向かって、送受信する電波の１／２波長×ｉの距離に配置される、
    請求項１０に記載のレーダー装置。
12. 前記ダミーアンテナは、前記第１方向に向かって、少なくとも、
    前記第ｉアンテナから、送受信する電波の１／２波長×（−１）の位置と、
    前記第ｎアンテナから、送受信する電波の１／２波長の位置と、
    に複数配置される、
    請求項１１に記載のレーダー装置。
13. 第１方向に向かって所定の長さを有し、前記第１方向と交わる第２方向においてアレイ状に配置される、複数のアンテナと、
    前記複数のアンテナに接続される、給電回路と、
    前記第２方向において前記複数のアンテナを挟んで配置される、ダミーアンテナと、
    を備える、レーダー装置において、
    前記ダミーアンテナの長さを、削ることにより、前記所定の長さと異なる長さにする、
    レーダー装置の製造方法。
14. 前記ダミーアンテナの長さは、所定の単位長さごとに調整される、
    請求項１３に記載のレーダー装置の製造方法。
15. 前記所定の単位長さは、前記複数のアンテナが送受信する電波の波長、１／２波長、１／４波長、又は、１／８波長である、
    請求項１４に記載のレーダー装置の製造方法。
16. 所定の長さを有する、複数のアンテナと、
    前記複数のアンテナに接続される、給電回路と、
    前記所定の長さとは異なる長さを有する、ダミーアンテナと、
    を備える、送受信機。

Images