JP3302849B2 - 車載用レーダーモジュール - Google Patents

車載用レーダーモジュール

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車載用レーダ装置を構
成するレーダーモジュールに関するものであり、特に、
車線変更の際に後続車両による追突を警戒する目的など
で利用される後方警戒用レーダー装置を構成する車載用
レーダーモジュールに関するものである。
【０００２】
【従来技術】車載用レーダー装置は、衝突防止のための
警報装置や表示装置などと組合せて利用されており、レ
ーザ方式と電波方式とが開発の中心になっている。レー
ザ方式は、自動車特有の過酷な環境、すなわち、雨、
雪、霜のもとで伝播距離が減少し検知性能が大幅に低下
するという問題がある。電波方式では、干渉対策、方位
分解能の向上などの問題はあるが、雨、雪、などのもと
でもそれほど検知性能が低下しないという利点がある。
【０００３】電波方式の車載レーダー装置では、渋滞時
のように車間距離の小さな状態での追突事故や、車庫入
れ時の接触事故なども警告対象としている関係上、数十
センチメートル程度もの近距離検出能力が要求されてお
り、この点でパルスレーダーの形式よりもＦＭレーダー
やＡＭレーダーの形式が適しており、特に装置相互間の
干渉が少ないという点でＦＭレーダーの形式が適してい
る。また、最遠監視距離は高々１５０ｍ程度であるた
め、レーダーモジュール、特にアンテナの小型化などの
点で高周波のミリ波帯の電波の使用が望ましい。このよ
うなミリ波帯のＦＭレーダーシステムが、本出願人の先
願に係わる特願平 3ー42979 号の明細書などに開示され
ている。
【０００４】車載用レーダー装置では、車両の前方の監
視だけでなく、車線の変更時などは後続車両による追突
事故を回避するために後方の監視も重要となる。後方の
監視の対象領域は、自車両の後方の左右の隣接車線であ
るため、斜め後方を監視するためのアンテナを車両の後
部に設置することが必要になる。従って、典型的な放射
ビームのパターンは、図４に示すようになものとなる。
【０００５】図４を参照すれば、車両前方の監視に関し
ては、相当程度の遠方まで到達できる狭い幅のビームが
必要で、そのような狭い幅のビームで自車両が走行中の
車線の幅をカバーするには、複数のビームＦ１〜Ｆ４が
必要になる。従って、このような複数のビームＦ１〜Ｆ
４を放射するための同一の比較的鋭い指向性を持った複
数個のアンテナが必要になる。車両後方の監視に関して
は、隣接車線をなるべく広くカバーするために前方のも
のに比べて広い幅の複数のビームＢ１〜Ｂ４が必要にな
り、これらのビームを放射するために比較的緩慢な指向
性を持った複数ののアンテナが必要になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来、考えられてきた
後方警戒用レーダーモジュールでは、図４に例示したよ
うに、前方警戒用と同様の発想に従って同一指向性のア
ンテナを複数個設置している。しかしながら、前方監視
の対象空間は自車両の走行車線内であるのに対して、後
方監視の対象空間は自車両の走行車線を除く隣接車線で
あるため、前方警戒の場合と同様のアンテナ構成を採用
することには問題がある。すなわち、車両の直ぐ斜め後
方を広い範囲にわたって監視するには広い指向性のアン
テナが適している。しかしながら、この広い指向性のア
ンテナを後方の遠方の監視にも利用しようとすると、過
大な放射電力が必要になったり、隣接車線内でなく自車
線内の後続車両を検出してしまうなどの問題がある。従
って、本発明の目的は、近傍と遠方の双方について監視
範囲の拡大が可能な後方警戒に適した構成の車載用レー
ダーモジュールを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の車載用レーダー
モジュールは、図１に示すように、自車両の後方かつ近
傍の隣接車線内に広い幅の電波ビーム（ＷＲ，ＷＬ）を
放射する近傍警戒用アンテナと、自車両の後方かつ遠方
の隣接車線内に狭い幅の電波ビーム（ＮＲ，ＮＬ）を放
射する遠方警戒用アンテナとを備えている。
【０００８】
【作用】近傍警戒用アンテナから放射される電波ビーム
（ＷＲ，ＷＬ）は、自車両の直ぐ斜め後方の隣接車線内
の広い範囲にわたって後続車両を監視する。この電波ビ
ームは、その放射電力が広い範囲に分散されるために遠
方にまでは到達しないが近傍の監視範囲は拡大される。
遠方警戒用アンテナから放射される電波ビーム（ＮＲ，
ＮＬ）は、自車両の斜め後方でしかも遠方の隣接車線内
の後続車両を監視する。遠方監視用アンテナの鋭い指向
性によってその放射ビームが狭い幅に絞られているため
遠方にまで到達し、遠方の監視移動が拡大される。以
下、本発明を実施例と共に更に詳細に説明する。
【０００９】
【実施例】図２は本発明の一実施例の車載用ＦＭレーダ
ーモジュールの構成を示す平面図である。このＦＭレー
ダーモジュールは、本出願人の先願に係わる特願平 4ー
345408号に開示したものと同様に、非放射性誘電体線路
を主体に構成されている。図２は非放射性誘電体線路の
構成要素の一つである上部導体板を除去した平面図を示
しており、１０ａは下部導体板、１１はＦＭ信号発生
器、１２は遠方警戒用アンテナ、１３は近傍警戒用アン
テナ、１４ａ〜１４ｄは上下の導体板と共に誘非放射性
誘電体線路を構成する誘電体ロッド、１５はアイソレー
タ、１６，１７はミキサーである。
【００１０】ＦＭ信号発生器１１は、ガンダイオードと
ビームリード型のバラクターダイオードとの組合せなど
によって構成され、バラクターダイオードのバイアス電
圧の変化に応じて周波数が時間的に変化するミリ波帯の
ＦＭ信号を発生する。ＦＭ信号発生器１１が発生したＦ
Ｍ信号は、誘電体ロッド１４ａと上下の導体板とで構成
される非放射性誘電体線路とアイソレータ１５とを通過
し、誘電体ロッド１４ｂと上下の導体板とで構成される
非放射性誘電体線路に伝播し、誘電体ロッド１４ｂの途
中に挿入されている透過型のミキサー１６を通過して遠
方警戒用アンテナ１２に供給され、ここから車両外部に
放射される。
【００１１】誘電体ロッド１４ｂと上下の導体板とで構
成される非放射性誘電体線路と、誘電体ロッド１４ｃと
上下の導体板とで構成される非放射性誘電体線路との間
に電力結合器（カップラー）が形成されている。このた
め、アイソレータ１５を通過したＦＭ信号の一部はこの
電力結合器を通って誘電体ロッド１４ｃと上下の導体板
とで構成される非放射性誘電体線路に伝播し、誘電体ロ
ッド１４ｃの途中に挿入されている透過型のミキサー１
７を通過して近傍警戒用アンテナ１３に供給され、ここ
から車両の外部に放射される。
【００１２】遠方監視用アンテナ１２は、誘電体ロッド
１４ｂと透過型ミキサー１６とを通して延長される非放
射性誘電体線路の先端部から上下の導体板の外部に突出
する誘電体板１２ａと、この誘電体板１２ａの突出先端
部分を受け入れる角錐形状のホーンが内部に形成された
金属ブロック１２ｂと、この金属ブロック１２ｂ内のホ
ーンに対向する放物面が形成された反射鏡１２ｃとから
構成されている。誘電体板１２ａの先端部から放射され
たＦＭ信号は、金属ブロック１２ｂ内の角錐形状のホー
ンを通って反射鏡１２ｃの放物面に到達し、ここで収束
を伴う反射を受けて車両の斜め後部に（図２中、紙面と
垂直の方向）放射される。この結果、図１に例示したよ
うに、比較的鋭い指向性のビームＮＲとなって車両の後
方かつ遠方の隣接車線内に放射される。
【００１３】近傍監視用アンテナ１３は、誘電体ロッド
１４ｃと透過型ミキサー１７とを通して延長される非放
射性誘電体線路の先端部から上下の導体板の外部に突出
する誘電体板１３ａと、この誘電体板１３ａの突出先端
部分を受け入れる角錐形状のホーンが内部に形成された
金属ブロック１３ｂとから構成されている。誘電体板１
２ａの先端部から放射されたＦＭ信号は、金属ブロック
１２ｂ内の角錐形状のホーンを通って車両の斜め後部に
放射される。この近傍監視用アンテナ１３は、上述した
遠方警戒用アンテナ１２とは異なり収束性の反射鏡を備
えていないので放射されるビームの幅は大きくなる。こ
の結果、図１に例示したように、比較的広い幅のビーム
ＷＲとなって車両の後方かつ近傍の隣接車線内に放射さ
れる。
【００１４】各アンテナ１２や１３から隣接車線内に放
射されたＦＭ信号は、隣接車線内に後続車両などの反射
物体が存在すればこれにより反射され、上述した放射の
場合と逆の経路を辿って各アンテナの誘電体板１２ａや
１３ａに入射する。各アンテナに入射した反射ＦＭ信号
は、ミキサー１６や１７において各アンテナに供給され
るＦＭ信号と混合され、低周波のビート信号を発生す
る。このビート信号の周波数は受信された反射波の伝播
遅延時間、従って、反射波を生じさせた後続車などの物
体までの距離に関する情報を含んでいる。このビート信
号は先端部のみが図示されている同軸線路１８、１９を
通して、図示しない制御・警戒部に送出される。
【００１５】図示しない制御・警戒部は、図２のＦＭレ
ーダーモジュールで代表される後方警戒用や前方警戒用
の多数のＦＭレーダーモジュールの動作を集中的に制御
すると共に、各ＦＭレーダーモジュールから受けたビー
ト信号に基づき後続車両や先行車両までの距離を算定す
る。制御・警戒部は、算定した距離の時間的な変化状況
を車両の走行状況と共に管理すると共に、管理中の各種
情報に基づき危険が予想される場合には、警報音やメッ
セージなどによる警報を発する。このような制御・警戒
部は、出願公開済みの本出願人の先願の明細書等によっ
て既に公知であるから、これ以上の説明は省略する。
【００１６】また、上述した非放射性誘電体線路を利用
したＦＭレーダーモジュールを構成する、ＦＭ信号発生
回路１１、アンテナ１２，１３、アイソレータ１５、カ
ップラー、透過型のミキサー１６，１７などの個々の構
成要素については、必要に応じて、出願公開済みの特願
平 4ー345408号、特願平 4ー345409号、特願平 4ー3454
10号の明細書等を参照されたい。
【００１７】以上、遠方監視用と近傍監視用のそれぞれ
のアンテナの手前に透過型のミキサーを配置する構成を
例示した。この構成によれば、どちらのミキサーからビ
ート信号が出力されるかによって、遠方と近傍のどちら
に反射波を生じさせた後続車両が出現したのかが直ちに
判明する。しかしながら、図３の他の実施例に示すよう
に、誘電体ロッド１４ｂの根元側に遠近共用の１個のミ
キサー２０を挿入し、このミキサー２０が発生したビー
ト信号を同軸線路２１を通して取り出す構成とすれば、
遠近の監視を単一のミキサーで行うことができる。
【００１８】また、ＦＭレーダーモジュールの場合を例
にとって本発明を説明した。しかしながら、ＡＭレーダ
ーやパルスレーダーなど他の形式のレーダーモジュール
に本発明を適用してもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の車
載用レーダーモジュールは、近傍警戒用アンテナと、遠
方警戒用アンテナとを備える構成であるから、近傍につ
いても遠方についても警戒範囲が拡大されるという効果
が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーダーモジュールから放射される電
波ビームのパターンを例示する概念図である。
【図２】本発明の一実施例に係わる車載用ＦＭレーダー
モジュールの構成を示す平面図である。
【図３】本発明の他の実施例に係わる車載用ＦＭレーダ
ーモジュールの構成を示す平面図である。
【図４】従来技術のレーダーモジュールから放射される
電波ビームのパターンを例示する概念図である。
【符号の説明】
WR,WL 近傍警戒用アンテナから車両の後方に放射され
る電波ビーム NR,NL 遠方警戒用アンテナから車両の後方に放射され
る電波ビーム F1〜F4 車両の前方に放射される電波ビーム 11 ＦＭ信号発生回路 12 遠方警戒用アンテナ 13 近傍警戒用アンテナ 14a〜14d 非放射性誘電体線路を形成する誘電体ロッド 15 アイソレータ 16,17,20 透過型のミキサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−162397（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−308225（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−174824（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−216654（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−214008（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−175389（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−287181（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】後方の隣接車線内の車両を警戒するための
    後方警戒機能を備えた車載用レーダー装置を構成する車
    載用レーダーモジュールであって、 自車両の後方かつ近傍の隣接車線内に広い幅のＦＭ信号
    のビームを放射する近傍警戒用送受共用アンテナと、 自車両の後方かつ遠方の隣接車線内に狭い幅のＦＭ信号
    のビームを放射する遠方警戒用送受共用アンテナと、 周波数が時間と共に変化するＦＭ信号を発生し出力する
    ＦＭ信号発生器と、 このＦＭ信号発生器から出力されたＦＭ信号を、前記近
    傍警戒用送受共用アンテナと遠方警戒用送受共用アンテ
    ナとに供給する電力結合器を含む伝送線路と、 前記各送受共用アンテナが受信したＦＭ信号と前記ＦＭ
    信号発生器から出力されるＦＭ信号とを混合してビート
    信号を発生し出力するミキサーとを備えたことを特徴と
    する車載用ＦＭレーダーモジュール。
  2. 【請求項２】請求項１において前記伝送線路は非放射性
    誘電体線路であり、前記ミキサーは前記電力結合器と前
    記各送受共用アンテナのそれぞれとの間の線路の途中に
    挿入されたことを特徴とする車載用ＦＭレーダーモジュ
    ール。
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