JP4532509B2

JP4532509B2 - 車載電波レーダ装置

Info

Publication number: JP4532509B2
Application number: JP2007008039A
Authority: JP
Inventors: 弘杉本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2027-01-17
Also published as: JP2008175622A

Description

この発明は、車に取付けられ、レーダビームを放射し、被検出物体により反射されたレーダビームを受けて、この車から被検出物体までの距離等を検出する車載電波レーダ装置に関する。

従来、シールドカバーを用いて、内部の回路基板をシールドし、前記回路基板と電気的に接続され、外部装置と接続可能なコネクタのピンの外周面に貫通コンデンサの内周面を接続させ、前記貫通コンデンサの外周面を前記シールドカバーに接続させたフィルタコネクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このフィルタコネクタは、前記ピンを通過するノイズを前記貫通コンデンサにより前記シールドカバーへ伝達することで、前記ピンから空間へ放射されるノイズを抑制する。

特開平５−３２６０７３号公報

しかしながら、このコネクタフィルタの場合、高価な貫通コンデンサを用いているので、全体として、コストが非常に高くなってしまうという問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、コストの上昇を抑制しつつ、コネクタのピンから放射されるノイズが筐体内の回路基板全体に広がることを抑制する車載電波レーダ装置を提供するものである。

この発明に係る車載電波レーダ装置は、車に取付けられ、レーダビームを放射し、被検出物体により反射された前記レーダビームを受けて、前記車から前記被検出物体までの距離および前記車と前記被検出物体との相対速度の少なくとも一方を検出する車載電波レーダ装置において、導電性の筐体と、前記筐体の内部に設けられ、少なくとも表層に形成されたグランドプレーンを有した回路基板と、ピンが前記回路基板に接続され、前記筐体の外部に設けられた外部装置と電気的に接続可能なコネクタと、前記筐体の内部に前記筐体と接続して設けられ、前記グランドプレーンと接続し、前記筐体と協同して、前記筐体内のコネクタを内包するコネクタ内包空間を形成した導電性の仕切り板とを備え、前記筐体と前記仕切り板とにより、前記ピンから空間へ放射されたノイズが前記コネクタ内包空間の外へ放出されるのを抑制し、前記回路基板は複数層の前記グランドプレーンを有した多層基板であり、前記コネクタと接続された前記回路基板内の信号パターンは、前記グランドプレーンの間に挟まれている。

この発明に係る車載電波レーダ装置によれば、コストの上昇を抑制しつつ、コネクタかのピンから放射されるノイズが筐体内の回路基板全体に広がることを抑制することができる。

以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る車載電波レーダ装置１のブロック図、図２は図１の車載電波レーダ装置１の断面図、図３は図１の信号処理回路基板３と仕切り板７との関係を示す平面図である。
実施の形態１に係る車載電波レーダ装置１は、導電性の筐体２と、この筐体２の内部に設けられた回路基板である、信号処理回路基板３およびＲＦ送受信回路基板４と、ピン５ａが信号処理回路基板３に接続され、筐体２の外部に設けられた外部装置（図示せず）と電気的に接続可能なコネクタ５と、筐体２の内部に筐体２と電気的に接続して設けられ、信号処理回路基板３のグランドプレーン６と電気的に接続し、筐体２とともに筐体２内部のコネクタ５を内包するコネクタ内包空間２ａを形成した導電性の仕切り板７とを備えている。

信号処理回路基板３上には、コネクタ５に接続されたインターフェース８と、このインターフェース８に接続され、コネクタ５からの信号を処理する信号処理回路９と、この信号処理回路９の制御により、デジタルの信号を送信する周波数制御データ格納メモリ１０とが搭載されている。
また、信号処理回路基板３上には、周波数制御データ格納メモリ１０からの信号をデジタルからアナログに変換するＤ／Ａ変換器１１と、後述するＩＦアンプ２２からの信号をアナログからデジタルに変換し、信号処理回路９に送信するＡ／Ｄ変換器１２とが搭載されている。
グランドプレーン６は、仕切り板７と当接するように、信号処理回路基板３の両面に設けられている。なお、このグランドプレーン６は、コネクタ５の複数あるピン５ａの中のグランド線とも接続されている。
アナログの信号が流れる電気回路は、微小な信号を扱っており、ノイズに対する耐性が低い。

ＲＦ送受信回路基板４上には、Ｄ／Ａ変換器１１からの信号が入力される電圧制御発振器１３と、この電圧制御発振器１３から出力される信号を分岐するパワーデバイダ１４と、このパワーデバイダ１４から出力される信号を増幅させる送信アンプ１５と、この送信アンプ１５からの信号をレーダビームとして放射する送信アンテナ１６とが搭載されている。
また、ＲＦ送受信回路基板４上には、被検出物体１７から反射されたレーダビームを受信する受信アンテナ１８と、この受信アンテナ１８からの信号を増幅する受信アンプ１９と、この受信アンプ１９からの信号と、パワーデバイダ１４により分岐された電圧制御発振器１３からの信号とを比較する受信ミキサ２０と、この受信ミキサ２０からの信号にフィルタをかけるフィルタ２１と、このフィルタ２１からの信号を増幅させるＩＦアンプ２２とが搭載されている。
送信アンテナ１６および受信アンテナ１８に対向した筐体２の面には、送信アンテナ１６および受信アンテナ１８を保護するレドーム２３が設けられている。

コネクタ５は、筐体２の側面にネジ２４を介して固定されており、Ｌ字形状をしたコネクタ５のピン５ａはロウ材である半田を介して信号処理回路基板３に垂直に接続されている。
ピン５ａは、筐体２と仕切り板７とにより囲まれており、この筐体２および仕切り板７は、信号処理回路基板３のグランドプレーン６と電気的に接続されているので、ピン５ａから空間へ放射されたノイズは、筐体２および仕切り板７により形成されるコネクタ内包空間２ａの外へ放出されることが抑制され、信号処理回路９および周波数制御データ格納メモリ１０等へノイズが伝達されるのを抑制することができる。

以上説明したように、実施の形態１に係る車載電波レーダ装置１によれば、ピン５ａを覆う筐体２および仕切り板７により、ピン５ａから空間へ放出されたノイズがコネクタ内包空間２ａの外へ放出されることが抑制されるので、高価な貫通コンデンサを用いずに、コネクタ内包空間２ａの外側であって筐体２内部の空間にある信号処理回路基板３およびＲＦ送受信回路基板４へノイズが影響することを抑制することができる。

なお、上記実施の形態１では、コネクタ５のピン５ａがＬ字形状をして、信号処理回路基板３に接続された車載電波レーダ装置１について説明したが、図４に示すように、コネクタ５のピン５ａがまっすぐで、信号処理回路基板３に接続された車載電波レーダ装置１であってもよい。

実施の形態２．
図５は実施の形態２に係る車載電波レーダ装置１の断面図、図６は図５の信号処理回路基板３を示す平面図である。
筐体２の内部には、信号処理回路基板３がネジ２５により筐体２に固定されている。この信号処理回路基板３は、図示しないＲＦ送受信回路基板４に接続されている。
信号処理回路基板３の一方の面にはコネクタ５が設けられ、このコネクタ５のピン５ａは信号処理回路基板３に貫通して、接続されている。
ピン５ａと接続する信号処理回路基板３の両面には、導電性の接続パターン２９が設けられ、ピン５ａと接続パターン２９とが半田を介して電気的に接続されている。
また、信号処理回路基板３のコネクタ５が取付けられた面と同じ面には、面実装型のセラミックコンデンサ２６が設けられている。
仕切り板７と当接する信号処理回路基板３の両面には、グランドプレーン６が設けられており、グランドプレーン６は、仕切り板７と電気的に接続されている。
仕切り板７は、筐体２と電気的に接続されており、筐体２とともにコネクタ内包空間２ａを形成する。
セラミックコンデンサ２６は、一端部が接続パターン２９を介してピン５ａと電気的に接続され、他端部がグランドプレーン６を介して仕切り板７と電気的に接続されている。
ピン５ａ、セラミックコンデンサ２６および仕切り板７は、それぞれが近接して配置されている。
その他の構成は実施の形態１と同様である。

実施の形態２に係る車載電波レーダ装置１によれば、ピン５ａと仕切り板７との間にセラミックコンデンサ２６が電気的に接続されているので、ピン５ａを伝達するノイズがセラミックコンデンサ２６を介して仕切り板７に伝わるので、信号処理回路基板３の全体にノイズが伝達されることを抑制することができる。

また、コンデンサは、セラミックコンデンサ２６であるので、貫通コンデンサより単価が安く、それぞれのピン５ａに設けても、コストの上昇を抑制することができる。

また、セラミックコンデンサ２６が信号処理回路基板３におけるコネクタ５と同一面に設けられ、この面がコネクタ５を半田付けするために半田を付着させる面とは逆の面であるので、先にセラミックコンデンサ２６を取付け、後でコネクタ５を取付けることができる。その結果、セラミックコンデンサ２６とコネクタ５との距離を近づけることができ、ピン５ａを伝達するノイズを仕切り板７に向かって一層伝えることができる。

実施の形態３．
図７は実施の形態３に係る車載電波レーダ装置１の断面図である。
コネクタ５のピン５ａは、信号ピン２８ａおよびグランドピン２８ｂから構成され、信号ピン２８ａは信号処理回路基板３上の接続パターン２９と接続され、グランドピン２８ｂは後述する当接グランドプレーン６ａおよび内層グランドプレーン６ｂと接続されている。
信号処理回路基板３は５層の金属パターンから構成された５層基板である。
信号処理回路基板３の両面にある最も外側の層であって、仕切り板７と当接する近傍では、仕切り板７と当接し電気的に接続された当接グランドプレーン６ａが設けられている。
信号処理回路基板３の真ん中の層には、コネクタ５の信号ピン２８ａと接続された信号パターン３０が設けられ、この信号パターン３０の両面と当接グランドプレーン６ａとの間には、グランドピン２８ｂを介して当接グランドプレーン６ａと接続された内層グランドプレーン６ｂが設けられている。
信号処理回路基板３においてコネクタ５と同一の面であって、当接グランドプレーン６ａと接続パターン２９との間には、セラミックコンデンサ２６が接続されている。
なお、図７中の黒丸は、電気的に接続されていることを示している。
その他の構成は実施の形態２と同様である。

実施の形態３に係る車載電波レーダ装置１によれば、信号処理回路基板３が５層基板であり、信号処理回路基板３の内部に設けられ、仕切り板７と電気的に接続された２層の内層グランドプレーン６ｂにより、コネクタ５の信号ピン２８ａと電気的に接続された信号パターン３０が挟まれているので、信号ピン２８ａから放射されたノイズが、信号パターン３０へ伝わるのを抑制することができる。

実施の形態４．
図８は実施の形態４に係る車載電波レーダ装置１の信号処理回路基板３を示す平面図である。
信号処理回路基板３のグランドプレーン６における仕切り板７と当接する領域には、変形可能な半田である導電体２７が盛られている。
導電体２７は、仕切り板７の当接面に沿って、連続的に設けられており、仕切り板７をグランドプレーン６に当接させる際に、仕切り板７の端面の形状に合わせて変形可能である。
その他の構成は、実施の形態３と同様である。

実施の形態４に係る車載電波レーダ装置１によれば、仕切り板７と信号処理回路基板３のグランドプレーン６との間に導電体２７が設けられているので、仕切り板７をグランドプレーン６に当接させる際に、仕切り板７とグランドプレーン６との電気的接続が向上する。その結果、コネクタ５のピン５ａから伝達され、信号パターン３０を伝達するノイズを筐体２へ一層伝えることができる。

また、導電体２７として半田を用いて、仕切り板７とグランドプレーン６との電気的接続を向上させるので、簡単に信号パターン３０を通過するノイズを筐体２へ伝えることができる。

実施の形態５．
図９は実施の形態５に係る車載電波レーダ装置１の信号処理回路基板３を示す平面図である。
信号処理回路基板３のグランドプレーン６における仕切り板７と当接する領域には、長方形形状をした半田である複数の導電部２７ａが所定の間隔をおいて配置されている。
その他の構成は実施の形態４と同様である。
導電部２７ａが間隔をおいて配置されているので、仕切り板７をグランドプレーン６に当接させる際に、仕切り板７の端面の形状に合わせて一層変形可能である。
なお、隣接した導電部２７ａの間隔は、コネクタ内包空間２ａの外への放出を抑制したいノイズの周波数の波長から算出すればよい。

実施の形態５に係る車載電波レーダ装置１によれば、複数の導電部２７ａが間隔をおいて信号処理回路基板３のグランドプレーン６上に設けられているので、仕切り板７とグランドプレーン６との電気的接続を一層向上させることができる。その結果、コネクタ５のピン５ａから伝達され、信号パターン３０を伝達するノイズを筐体２へ一層伝達させることができる。

また、導電部２７ａが、長方形形状をしているので、仕切り板７との当接により容易に変形し、仕切り板７とグランドプレーン６との電気的接続を一層向上させることができる。

実施の形態６．
図１０は実施の形態６に係る車載電波レーダ装置１の信号処理回路基板３を示す平面図である。
信号処理回路基板３のグランドプレーン６における仕切り板７と当接する領域には、丸形状をした半田である複数の導電部２７ｂが所定の間隔をおいて配置されている。
その他の構成は実施の形態５と同様である。
丸形状をした導電部２７ｂが間隔をおいて配置されているので、導電部２７ｂは、仕切り板７による当接により一層変形しやすく、仕切り板７の端面の形状に合わせて一層変形可能である。

実施の形態６に係る車載電波レーダ装置１によれば、丸形状の複数の導電部２７ｂが間隔をおいて信号処理回路基板３のグランドプレーン６上に設けられているので、仕切り板７とグランドプレーン６との電気的接続を一層向上させることができる。その結果、コネクタ５からのピン５ａから伝達され、信号パターン３０を伝達するノイズを筐体２へ一層伝えることができる。

なお、上記実施の形態４ないし上記実施の形態６では、変形可能な導電体２７を半田とし、また、導電体２７を構成する複数の導電部２７ａ、２７ｂを半田とした車載電波レーダ装置１について説明したが、勿論このものに限らず、その他の変形可能なロウ材であってもよい。

また、上記実施の形態２ないし上記実施の形態６では、コンデンサを面実装型のセラミックコンデンサ２６とした車載電波レーダ装置１について説明したが、勿論このものに限らず、貫通型以外であればよく、例えば、リード型のコンデンサを備えた車載電波レーダ装置１であってもよい。また、セラミックコンデンサ２６とは限らず、例えば、電解コンデンサ等の他の材料により構成されたコンデンサを備えた車載電波レーダ装置１であってもよい。

実施の形態１に係る車載電波レーダ装置のブロック図である。図１の車載電波レーダ装置の断面図である。図１の信号処理回路基板と仕切り板との関係を示す平面図である。実施の形態１の他の例における車載電波レーダ装置の断面図である。実施の形態２に係る車載電波レーダ装置の断面図である。図５の信号処理回路基板を示す平面図である。実施の形態３に係る車載電波レーダ装置１の断面図である。実施の形態４に係る車載電波レーダ装置の信号処理回路基板を示す平面図である。実施の形態５に係る車載電波レーダ装置の信号処理回路基板を示す平面図である。実施の形態６に係る車載電波レーダ装置の信号処理回路基板を示す平面図である。

符号の説明

１車載電波レーダ装置、２筐体、２ａコネクタ内包空間、３信号処理回路基板、４ＲＦ送受信回路基板、５コネクタ、５ａピン、６グランドプレーン、６ａ当接グランドプレーン、６ｂ内層グランドプレーン、７仕切り板、８インターフェース、９信号処理回路、１０周波数制御データ格納メモリ、１１Ｄ／Ａ変換器、１２Ａ／Ｄ変換器、１３電圧制御発振器、１４パワーデバイダ、１５送信アンプ、１６送信アンテナ、１７被検出物体、１８受信アンテナ、１９受信アンプ、２０受信ミキサ、２１フィルタ、２２ＩＦアンプ、２３レドーム、２４ネジ、２５ネジ、２６セラミックコンデンサ、２７導電体、２７ａ導電部、２７ｂ導電部、２８ａ信号ピン、２８ｂグランドピン、２９接続パターン、３０信号パターン。

Claims

車に取付けられ、レーダビームを放射し、被検出物体により反射された前記レーダビームを受けて、前記車から前記被検出物体までの距離および前記車と前記被検出物体との相対速度の少なくとも一方を検出する車載電波レーダ装置において、
導電性の筐体と、
前記筐体の内部に設けられ、少なくとも表層に形成されたグランドプレーンを有した回路基板と、
ピンが前記回路基板に接続され、前記筐体の外部に設けられた外部装置と電気的に接続可能なコネクタと、
前記筐体の内部に前記筐体と接続して設けられ、前記グランドプレーンと接続し、前記筐体と協同して、前記筐体内のコネクタを内包するコネクタ内包空間を形成した導電性の仕切り板とを備え、
前記筐体と前記仕切り板とにより、前記ピンから空間へ放射されたノイズが前記コネクタ内包空間の外へ放出されるのを抑制し、
前記回路基板は複数層の前記グランドプレーンを有した多層基板であり、前記コネクタと接続された前記回路基板内の信号パターンは、前記グランドプレーンの間に挟まれていることを特徴とする車載電波レーダ装置。
前記回路基板上であって、前記ピンと前記グランドプレーンとの間には、前記ピンから前記グランドプレーンに向かってノイズが伝わるコンデンサが接続されていることを特徴とする請求項１に記載の車載電波レーダ装置。
前記コンデンサは、セラミックコンデンサであることを特徴とする請求項２に記載の車載電波レーダ装置。
前記仕切り板は、変形可能な導電体を介して、前記グランドプレーンと接続されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の車載電波レーダ装置。
前記導電体は、半田であることを特徴とする請求項４に記載の車載電波レーダ装置。
前記導電体は、複数の導電部が所定の間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の車載電波レーダ装置。
前記導電部は、矩形形状であることを特徴とする請求項６に記載の車載電波レーダ装置。
前記導電部は、丸形状であることを特徴とする請求項６に記載の車載電波レーダ装置。
前記コンデンサは、前記回路基板において、前記コネクタをロウ付けするためにロウ材を付着させる面とは反対側の面に設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３の何れか１項に記載の車載電波レーダ装置。