JP7167633B2

JP7167633B2 - Antenna system for radar sensor and radar sensor

Info

Publication number: JP7167633B2
Application number: JP2018205940A
Authority: JP
Inventors: 祐太郎三木; 傑山岸; 貴徳福永
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2022-11-09
Anticipated expiration: 2038-10-31
Also published as: JP2020072404A

Description

本開示は、レーダセンサ用アンテナシステム及びレーダセンサに関する。 The present disclosure relates to antenna systems for radar sensors and radar sensors.

レーダセンサ（電波センサともいう）は、送信アンテナから送信された電波の反射波を受信アンテナで受信することで、対象物を検知する。特許文献１は、第１アンテナ及び第２アンテナから電波を送信する送信部を備えた電波センサを開示している。特許文献１において、第１アンテナは、横断歩道の開始部分のエリアであって、横断歩道の全部を含まないエリアである第１エリアに照射範囲を制限して電波を送信する。第２アンテナは、横断歩道のうち、第１エリアよりも電波センサから離れた部分を含む第２エリアに照射範囲を制限して電波を照射する。 A radar sensor (also called a radio wave sensor) detects an object by receiving a reflected wave of a radio wave transmitted from a transmitting antenna with a receiving antenna. Patent Literature 1 discloses a radio wave sensor including a transmitter that transmits radio waves from a first antenna and a second antenna. In Patent Literature 1, a first antenna transmits radio waves while limiting the irradiation range to a first area, which is an area at the start of a pedestrian crossing and does not include the entire pedestrian crossing. The second antenna radiates radio waves while limiting the irradiation range to a second area including a portion of the pedestrian crossing that is farther from the radio wave sensor than the first area.

特開２０１５－１４８５７８号公報JP 2015-148578 A

電波センサを用いて対象物を検知する場合には、遠方と近方との両方を検知することが望まれることがある。ここで、検知エリアの幅が、遠方と近方とで同じであると仮定した場合、遠方については、送信アンテナの放射角は狭くてもよいが、距離が遠いため、大きなアンテナ利得が必要である。一方、近方については、放射角は広い必要があるが、距離が近いため、小さなアンテナ利得でよい。このように、遠方と近方とでは、相反するアンテナ性能が要求される。 When detecting an object using a radio wave sensor, it is sometimes desired to detect both distant and near objects. Here, assuming that the width of the detection area is the same for far and near distances, the radiation angle of the transmitting antenna may be narrow for far distances, but a large antenna gain is required due to the long distance. be. On the other hand, for short distances, a wide radiation angle is required, but a small antenna gain is sufficient because the distance is short. In this way, contradictory antenna performance is required for distant and near distances.

このため、１つの送信アンテナを用いるだけでは、遠方と近方の両方のエリアにおいて、必要な検知感度を確保することが困難である。そこで、特許文献１のように、近方用の第１アンテナと遠方用の第２アンテナとを用いる手法がある。 Therefore, it is difficult to ensure the required detection sensitivity in both the distant and near areas by using only one transmitting antenna. Therefore, there is a method of using a first antenna for near distance and a second antenna for far distance, as in Patent Document 1.

近方用アンテナと遠方用アンテナとを使い分ける場合、遠方アンテナの放射角は狭角としておき、近方アンテナは遠方アンテナよりも放射角を大きくしてビーム幅を広くすることができる。この場合、近方の広角範囲への電波放射を強くすることができる。 When the near antenna and the far antenna are separately used, the radiation angle of the far antenna can be narrowed, and the beam width of the near antenna can be widened by making the radiation angle larger than that of the far antenna. In this case, it is possible to intensify radio wave radiation in a near wide-angle range.

ところが、単に、近方用アンテナと遠方用アンテナとで放射角の広狭を異ならせるだけでは、両アンテナの正面方向においては、両アンテナの放射範囲がオーバラップする。オーバラップしている範囲では、近方用アンテナでも遠方用アンテナでも対象物を検知できるが、検知はいずれかのアンテナで行うことができれば足りる。本発明者らは、このオーバラップをできるだけ少なくすることで、電波の放射範囲をさらに拡張できることを見出した。 However, if the radiation angles of the near-field antenna and the far-field antenna are simply made different, the radiation ranges of both antennas overlap in the front direction. In the overlapping range, an object can be detected by both the near-field antenna and the far-field antenna. The inventors have found that by minimizing this overlap, the radiation range of radio waves can be further extended.

本開示のある側面は、レーダセンサ用アンテナシステムに関する。レーダセンサ用アンテナシステムは、第１ビーム幅を持ち、第１方向へ電波を放射する第１送信アンテナと、前記第１ビーム幅よりも広いビーム幅を持ち、前記第１方向の両側の第２方向における放射強度が、前記第１方向への放射強度よりも強いビームパターンを形成する第２送信アンテナと、を備える。 One aspect of the present disclosure relates to antenna systems for radar sensors. A radar sensor antenna system includes a first transmitting antenna that has a first beam width and radiates radio waves in a first direction; and a second transmit antenna forming a beam pattern having a radiation intensity in a direction that is greater than the radiation intensity in the first direction.

本開示の他の側面は、レーダセンサに関する。レーダセンサは、第１ビーム幅を持ち、第１方向へ電波を放射する第１送信アンテナと、前記第１ビーム幅よりも広いビーム幅を持ち、前記第１方向の両側の第２方向における放射強度が、前記第１方向への放射強度よりも強いビームパターンを形成する第２送信アンテナと、前記第１送信アンテナ又は前記第２送信アンテナから放射された電波の反射波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナによって受信した前記反射波に基づき、対象物を検知する検知回路と、を備える。 Another aspect of the present disclosure relates to radar sensors. A radar sensor has a first transmitting antenna that has a first beam width and radiates radio waves in a first direction, and a beam width that is wider than the first beam width and radiates in second directions on both sides of the first direction. a second transmitting antenna that forms a beam pattern whose intensity is stronger than the radiation intensity in the first direction; and a receiving antenna that receives reflected waves of radio waves radiated from the first transmitting antenna or the second transmitting antenna. and a detection circuit for detecting an object based on the reflected wave received by the receiving antenna.

本開示によれば、第１送信アンテナと第２送信アンテナとの放射範囲のオーバラップを少なくして、電波の放射範囲を拡張することができる。 According to the present disclosure, it is possible to reduce the overlap of the radiation ranges of the first transmitting antenna and the second transmitting antenna, thereby extending the radio wave radiation range.

図１は、レーダセンサが設置された交差点の平面図である。FIG. 1 is a plan view of an intersection where radar sensors are installed. 図２は、レーダセンサの構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a radar sensor. 図３は、アンテナシステムの平面図である。FIG. 3 is a plan view of the antenna system. 図４は、レーダセンサのビームパターンを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a beam pattern of a radar sensor. 図５Ａは、第２送信アンテナの拡大平面図である。FIG. 5A is an enlarged plan view of the second transmitting antenna. 図５Ｂは、第１送信アンテナ及び第２送信アンテナの水平面指向性（俯角０°）を示す図である。FIG. 5B is a diagram showing the horizontal plane directivity (depression angle of 0°) of the first transmitting antenna and the second transmitting antenna. 図５Ｃは、第１送信アンテナ及び第２送信アンテナの水平面指向性（俯角０°）の参考例を示す図である。FIG. 5C is a diagram showing a reference example of horizontal plane directivity (depression angle of 0°) of the first transmitting antenna and the second transmitting antenna. 図５Ｄは、第１送信アンテナの垂直面指向性（方位０°）を示す図である。FIG. 5D is a diagram showing the vertical plane directivity (azimuth 0°) of the first transmitting antenna. 図６Ａは、俯角０°の水平面指向性を示す図である。図６Ｂは、俯角１０°の水平面指向性を示す図である。FIG. 6A is a diagram showing horizontal plane directivity at a depression angle of 0°. FIG. 6B is a diagram showing horizontal plane directivity at a depression angle of 10°. 図７Ａは、俯角２０°の水平面指向性を示す図である。図７Ｂは、俯角３０°の水平面指向性を示す図である。FIG. 7A is a diagram showing horizontal plane directivity at a depression angle of 20°. FIG. 7B is a diagram showing horizontal plane directivity at a depression angle of 30°. 図８Ａは、方位＋２０°の垂直面指向性を示す図である。図８Ｂは、方位＋４０°の垂直面指向性を示す図である。FIG. 8A is a diagram showing vertical plane directivity at azimuth +20°. FIG. 8B is a diagram showing vertical plane directivity at azimuth +40°. 図９Ａは、方位＋６０°の垂直面指向性を示す図である。図９Ｂは、方位＋８０°の垂直面指向性を示す図である。FIG. 9A is a diagram showing vertical plane directivity at azimuth +60°. FIG. 9B is a diagram showing vertical plane directivity at azimuth +80°. 図１０Ａは、方位－３０°の垂直面指向性を示す図である。図１０Ｂは、方位＋３０°の垂直面指向性を示す図である。FIG. 10A is a diagram showing vertical plane directivity at azimuth −30°. FIG. 10B is a diagram showing vertical plane directivity at azimuth +30°. 図１１は、第１送信アンテナによる受信強度を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing reception strength by the first transmitting antenna. 図１２は、同相給電の第２送信アンテナによる受信強度を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the reception intensity of the second transmission antenna fed in-phase. 図１３は、逆相給電の第２送信アンテナによる受信強度を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the reception intensity of the second transmitting antenna for reverse-phase feeding. 図１４は、レーダセンサが搭載された車両の側面図である。FIG. 14 is a side view of a vehicle equipped with a radar sensor.

［１．実施形態の概要］ [1. Outline of Embodiment]

（１）実施形態のレーダセンサ用アンテナシステムは、第１ビーム幅を持ち、第１方向へ電波を放射する第１送信アンテナと、前記第１ビーム幅よりも広いビーム幅を持ち、前記第１方向の両側の第２方向における放射強度が、前記第１方向への放射強度よりも強いビームパターンを形成する第２送信アンテナと、を備える。このレーダセンサ用アンテナシステムによれば、第１送信アンテナと第２送信アンテナとの放射範囲のオーバラップを少なくして、電波の放射範囲を拡張することができる。 (1) An antenna system for a radar sensor according to an embodiment includes a first transmission antenna that has a first beam width and radiates radio waves in a first direction; a second transmit antenna forming a beam pattern in which the radiation intensity in a second direction on either side of the direction is greater than the radiation intensity in the first direction. According to this radar sensor antenna system, it is possible to reduce the overlap of the radiation ranges of the first transmitting antenna and the second transmitting antenna, thereby extending the radio wave radiation range.

（２）前記第１送信アンテナの垂直面指向性はヌルフィルされているのが好ましい。この場合、第１方向は、俯角の浅い範囲(遠方)から俯角の深い範囲(近方)までを第１送信アンテナでカバーできる。この結果、第２送信アンテナの第１方向への放射強度を弱くして、第２方向の放射強度を十分に大きくすることができる。 (2) Preferably, the vertical plane directivity of the first transmitting antenna is null-filled. In this case, in the first direction, the first transmitting antenna can cover a range from a shallow depression angle range (distant) to a deep depression angle range (near range). As a result, it is possible to weaken the radiation intensity of the second transmitting antenna in the first direction and sufficiently increase the radiation intensity in the second direction.

（３）前記第２送信アンテナは、１又は複数の第１素子と、１又は複数の第２素子と、を備え、前記第２送信アンテナによって形成される前記ビームパターンは、前記第１素子に対する給電を前記第２素子に対する給電とは逆相にすることによって形成されるのが好ましい。前記ビームパターンを容易に形成することができる。 (3) The second transmitting antenna includes one or more first elements and one or more second elements, and the beam pattern formed by the second transmitting antenna is for the first elements Preferably, the feed is formed by being in phase with the feed to the second element. The beam pattern can be easily formed.

（４）第２方向を適切な方向に設定するため、前記第１素子と前記第２素子との間隔は、０．４５λ以上、０．７５λ以下（λ：電波の波長）であるのが好ましい。 (4) In order to set the second direction in an appropriate direction, the distance between the first element and the second element is preferably 0.45λ or more and 0.75λ or less (λ: wavelength of radio waves). .

（５）前記第１素子及び前記第２素子への電力分配比が異なるのが好ましい。この場合、第２送信アンテナによって形成されるビームパターンをヌルフィルにすることができる。 (5) It is preferable that power distribution ratios to the first element and the second element are different. In this case, the beam pattern formed by the second transmit antenna can be null-filled.

（６）前記第１素子へ分配される電力は、前記第２素子へ分配される電力の１．２倍以上、３倍以下である。この場合、適切なヌルフィルが得られる。 (6) The power distributed to the first element is 1.2 times or more and 3 times or less the power distributed to the second element. In this case, a proper null fill is obtained.

（７）前記第１素子及び前記第２素子の近傍に配置された無給電素子を更に備えるのが好ましい。この場合、無給電素子により第２方向の方位を調整することができる。 (7) It is preferable to further include a parasitic element arranged near the first element and the second element. In this case, the azimuth in the second direction can be adjusted by the parasitic element.

（８）前記無給電素子は、前記第１素子及び前記第２素子の間に配置されているのが好ましい。この場合、省スペース化に有利である。 (8) It is preferable that the parasitic element is arranged between the first element and the second element. In this case, it is advantageous for space saving.

（９）実施形態に係るレーダセンサは、第１ビーム幅を持ち、第１方向へ電波を放射する第１送信アンテナと、前記第１ビーム幅よりも広いビーム幅を持ち、前記第１方向の両側の第２方向における放射強度が、前記第１方向への放射強度よりも強いビームパターンを形成する第２送信アンテナと、前記第１送信アンテナ又は前記第２送信アンテナから放射された電波の反射波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナによって受信した前記反射波に基づき、対象物を検知する検知回路と、を備える。 (9) A radar sensor according to an embodiment includes a first transmission antenna that has a first beam width and emits radio waves in a first direction, and a beam width that is wider than the first beam width and has a A second transmitting antenna forming a beam pattern in which the radiation intensity in the second direction on both sides is stronger than the radiation intensity in the first direction, and the reflection of radio waves radiated from the first transmitting antenna or the second transmitting antenna. A receiving antenna for receiving waves, and a detection circuit for detecting an object based on the reflected waves received by the receiving antenna.

（１０）第１送信アンテナからの電波の放射と前記第２送信アンテナからの電波の放射とを切り替える切替器を更に備えるのが好ましい。この場合、受信アンテナとして第１送信アンテナ用と第２送信アンテナ用とを設ける必要がなくなる。 (10) It is preferable to further include a switch for switching between radiation of radio waves from the first transmitting antenna and radiation of radio waves from the second transmitting antenna. In this case, it is not necessary to provide the receiving antennas for the first transmitting antenna and the second transmitting antenna.

［２実施形態の詳細］ [2 Details of Embodiment]

［２．１レーダセンサの設置環境］ [2.1 Radar sensor installation environment]

図１は、レーダセンサ１０の用途の一例として、横断歩道１００において、歩行者又は自転車等を対象物として検知するレーダセンサ１０を示している。横断歩道１００を横断する歩行者・自転車の存在を感知することで、交差点を通行する車両のドライバーに注意喚起を行うことができる。ドライバーへの注意喚起により、交差点での事故の減少が期待される。 FIG. 1 shows a radar sensor 10 for detecting pedestrians, bicycles, etc. as objects in a pedestrian crossing 100 as an example of the application of the radar sensor 10 . By detecting the presence of pedestrians and bicycles crossing the pedestrian crossing 100, it is possible to warn drivers of vehicles passing through the intersection. Calling attention to drivers is expected to reduce accidents at intersections.

図１には、交差点に設けられた４つの横断歩道１００の範囲において歩行者等を検知するため、４つのレーダセンサ１０が設けられている。以下では、一例として、図１における交差点の左上角に設けられたレーダセンサ１０に着目して説明する。レーダセンサ１０は、対象物を検知すべき所定の検知エリア２００を持つ。実施形態において、検知エリア２００は、レーダセンサ１０の位置を基準として、左右方向（図１のＸ方向）において±６．５ｍ程度の幅を持つ。また、検知エリア２００は、レーダセンサ１０の正面方向（図１のＹ方向）へ２ｍ程度の位置から４０ｍ程度の位置までの長さを持つ。すなわち、検知エリア２００は、レーダセンサ１０の正面方向に２ｍ離れた位置から正面方向に向かって延びている。換言すると、レーダセンサ１０は、検知エリア２００の２ｍ背面側に位置している。そして、検知エリア２００は、前後方向幅Ｌ１が、３８ｍ程度である。さらに、検知エリア２００は、レーダセンサ１０の左右両方向に広がる幅を持ち、左右方向幅Ｌ２が１３ｍ程度である。また、検知エリア２００は、歩行者高さの中央値に相当する地上高１ｍの高さに設定される。レーダセンサ１０は、検知エリア２００よりも３ｍ上に設置されるものとする。すなわち、レーダセンサ１０は、地上高４ｍに設置される。なお、ここで説明した検知エリア２００に関する数値は、単なる一例である。 In FIG. 1, four radar sensors 10 are provided to detect pedestrians and the like in the range of four crosswalks 100 provided at an intersection. As an example, the radar sensor 10 provided at the upper left corner of the intersection in FIG. 1 will be described below. The radar sensor 10 has a predetermined detection area 200 for detecting an object. In the embodiment, the detection area 200 has a width of about ±6.5 m in the horizontal direction (X direction in FIG. 1) with the position of the radar sensor 10 as a reference. Moreover, the detection area 200 has a length from a position of about 2 m to a position of about 40 m in the front direction of the radar sensor 10 (the Y direction in FIG. 1). That is, the detection area 200 extends in the front direction from a position 2 m away from the radar sensor 10 in the front direction. In other words, the radar sensor 10 is positioned 2 m behind the detection area 200 . The detection area 200 has a front-rear width L1 of about 38 m. Furthermore, the detection area 200 has a width extending in both the left and right directions of the radar sensor 10, and the width L2 in the left and right direction is about 13 m. Also, the detection area 200 is set to a height of 1 m above the ground, which corresponds to the median height of pedestrians. It is assumed that the radar sensor 10 is installed 3 m above the detection area 200 . That is, the radar sensor 10 is installed at a height of 4 m above the ground. In addition, the numerical value regarding the detection area 200 demonstrated here is a mere example.

実施形態において、検知エリア２００は、横断歩道１００を横断する歩行者等を検知できるように、横断歩道１００全体を含む。検知エリア２００は、さらに、横断歩道１００直近の待機エリア１１１，１１２をも含んでいる。待機エリア１１１，１１２は、歩行者等が横断歩道１００を横断する前に待機するエリアである。待機エリア１１１，１１２は、横断歩道１００直近の歩道上に位置する。図１に示す検知エリア２００は、図１のＹ方向を横断方向とする横断歩道１００を含むとともに、横断方向両側の待機エリア１１１，１１２をも含むように設定されている。 In an embodiment, the detection area 200 includes the entire pedestrian crossing 100 such that pedestrians and the like crossing the pedestrian crossing 100 can be detected. The detection area 200 also includes waiting areas 111 and 112 in the immediate vicinity of the pedestrian crossing 100 . The waiting areas 111 and 112 are areas where pedestrians and the like wait before crossing the pedestrian crossing 100 . The waiting areas 111 and 112 are located on the sidewalks near the pedestrian crossing 100 . A detection area 200 shown in FIG. 1 is set so as to include the pedestrian crossing 100 whose crossing direction is the Y direction in FIG.

横断歩道１００を横断しようとする歩行者等は、横断歩道１００を横断する前に、待機エリア１１１において待機又は待機エリア１１１，１１２を通過する。このたため、ドライバーへの注意喚起という観点からは、待機エリア１１１，１１２に存在する歩行者等の確実な検知が望まれる。図１のように、レーダセンサ１０が、横断歩道１００の横断方向両側の一方側に配置されている場合、両待機エリア１１１，１１２のうちの一方の待機エリア１１１は、レーダセンサ１０の近方に位置する。また、他方の待機エリア１１２は、レーダセンサ１０から離れた遠方に位置する。遠方の待機エリア１１２に存在する歩行者等を検知するには、アンテナビーム幅は狭くてもよいが、大きなアンテナ利得が得られるよう正面方向（Ｙ方向）の放射強度が強い必要がある。しかし、アンテナビーム幅が狭いと、レーダセンサ１０の近方の待機エリア１１１に存在する歩行者等を確実に検知が困難になる。このため、レーダセンサ１０近方の歩行者等の確実な検知には、できるだけ広角のビーム幅が望まれる。 Pedestrians and the like who are going to cross the pedestrian crossing 100 wait in the waiting area 111 or pass through the waiting areas 111 and 112 before crossing the pedestrian crossing 100 . Therefore, from the viewpoint of alerting the driver, reliable detection of pedestrians and the like existing in the waiting areas 111 and 112 is desired. As shown in FIG. 1, when the radar sensor 10 is arranged on one side of both sides in the crossing direction of the pedestrian crossing 100, one waiting area 111 of the two waiting areas 111 and 112 is near the radar sensor 10. Located in The other standby area 112 is located far away from the radar sensor 10 . In order to detect a pedestrian or the like existing in the distant waiting area 112, the antenna beam width may be narrow, but the radiation intensity in the front direction (Y direction) must be strong so as to obtain a large antenna gain. However, when the antenna beam width is narrow, it becomes difficult to reliably detect pedestrians and the like existing in the standby area 111 near the radar sensor 10 . For this reason, a beam width as wide as possible is desired for reliable detection of a pedestrian or the like near the radar sensor 10 .

［２．２レーダセンサ及びレーダセンサ用アンテナシステムの構成］ [2.2 Configuration of radar sensor and antenna system for radar sensor]

図２に示すレーダセンサ１０は、アンテナシステム２０（図３参照）を備える。アンテナシステム２０は、第１送信アンテナ５０及び第２送信アンテナ４０を備えている。第１送信アンテナ５０は遠方用アンテナであり、主に、検知エリア２００における遠方範囲における対象物検知を担う。第２送信アンテナ４０は、近方用アンテナであり、検知エリア２００における近方範囲における対象物検知を担う。 The radar sensor 10 shown in FIG. 2 comprises an antenna system 20 (see FIG. 3). Antenna system 20 comprises a first transmit antenna 50 and a second transmit antenna 40 . The first transmitting antenna 50 is a long-distance antenna and is mainly responsible for object detection in the long-distance range in the detection area 200 . The second transmitting antenna 40 is a near-field antenna and is responsible for object detection in the near-field range in the detection area 200 .

実施形態のアンテナシステム２０は、受信アンテナ６０を備えている。受信アンテナ６０は、第１送信アンテナ５０又は第２送信アンテナ４０から放射された電波の反射波を受信する。 The antenna system 20 of the embodiment includes a receiving antenna 60 . The receiving antenna 60 receives reflected waves of radio waves radiated from the first transmitting antenna 50 or the second transmitting antenna 40 .

図３に示すように、受信アンテナ６０は、アレー毎の位相差を検知できるように、複数（１×１２）の素子６１を有するアレーアンテナを４系統有して構成されている。実施形態において、受信アンテナ６０は、第１送信アンテナ５０及び第２送信アンテナ４０のいずれから送信された電波の反射波でも受信する。受信アンテナ６０として、第１送信アンテナ５０用と第２送信アンテナ４０用の２種類設ける必要がないため、コストの観点において有利である。 As shown in FIG. 3, the receiving antenna 60 has four systems of array antennas each having a plurality of (1×12) elements 61 so that the phase difference can be detected for each array. In the embodiment, the receiving antenna 60 receives reflected waves of radio waves transmitted from either the first transmitting antenna 50 or the second transmitting antenna 40 . Since it is not necessary to provide two types of reception antennas 60, one for the first transmission antenna 50 and the other for the second transmission antenna 40, this is advantageous in terms of cost.

図２に戻り、レーダセンサ１０は、アンテナシステム２０に接続された信号処理回路７０を備える。信号処理回路７０は、対象物の検知のための信号処理をする検知回路７１を備える。検知回路７１は、受信アンテナ６０によって受信された信号を処理する。検知回路７１は、例えば、検知された対象物までの距離及び方位を算出する。対象物までの距離は、送信アンテナ４０，５０から電波を送信した時刻から受信した時刻までの時間に基づいて算出される。対象物の方位は、受信アンテナ６０に含まれる複数系統（４系統）のアレーアンテナが受信した信号の位相差を用いて、推定される。 Returning to FIG. 2, radar sensor 10 includes signal processing circuitry 70 coupled to antenna system 20 . The signal processing circuit 70 includes a detection circuit 71 that performs signal processing for detecting an object. Sensing circuit 71 processes the signal received by receiving antenna 60 . The detection circuit 71 calculates, for example, the distance and bearing to the detected object. The distance to the object is calculated based on the time from when the radio waves are transmitted from the transmitting antennas 40 and 50 to when they are received. The azimuth of the object is estimated using the phase difference of the signals received by the multiple (four) array antennas included in the receiving antenna 60 .

信号処理回路７０は、切替器７２を備える。切替器７２は、第１送信アンテナ５０からの電波の放射と第２送信アンテナ４０からの電波の放射とを切り替える。高周波源回路７３から出力された高周波は、切替器７２によって、第１送信アンテナ５０及び第２送信アンテナ４０のいずれか一方に択一的に与えられる。第１送信アンテナ５０又は第２送信アンテナ４０に与えられた高周波は、電波といて放射される。なお、電波の周波数は、例えば、２４ＧＨｚ程度とすることができる。 The signal processing circuit 70 has a switch 72 . The switch 72 switches between radiation of radio waves from the first transmitting antenna 50 and radiation of radio waves from the second transmitting antenna 40 . The high frequency output from the high frequency source circuit 73 is selectively applied to either one of the first transmitting antenna 50 and the second transmitting antenna 40 by the switch 72 . The high frequency applied to the first transmitting antenna 50 or the second transmitting antenna 40 is radiated as radio waves. Note that the frequency of the radio waves can be set to, for example, about 24 GHz.

切替器７２による第１送信アンテナ５０と第２送信アンテナ４０との切替は、コントローラ７４によって制御される。コントローラ７４は、比較的短い時間間隔で、高速に、切替が行われるように切替器７２を制御する。これにより、レーダセンサ１０は、近方範囲及び遠方範囲を含む検知エリア２００全体を実質的に常時監視することができる。 Switching between the first transmitting antenna 50 and the second transmitting antenna 40 by the switch 72 is controlled by the controller 74 . The controller 74 controls the switch 72 so that switching is performed at high speed at relatively short time intervals. This allows the radar sensor 10 to substantially constantly monitor the entire detection area 200 including the near range and the far range.

図３に示すアンテナシステム２０は、誘電体からなる基板２１と、基板２１の上に配置された素子４１Ａ，４１Ｂ，５１，６１と、を備えている。実施形態において、複数の素子４１Ａ，４１Ｂ，５１，６１それぞれは、パッチアンテナ素子である。アンテナシステム２０は、基板２１の面内方向に直交する方向（図３の紙面を背面から正面に貫通する方向）が、レーダセンサ１０の正面方向（Ｙ方向）になるように設置される。なお、レーダセンサ１０の正面方向は、Ｙ方向に完全に一致している必要はなく、ほぼＹ方向であれば足りる。レーダセンサ１０の正面方向は、例えば、Ｙ方向から地面に向かう方向（Ｚ方向）に傾斜していてもよい。 The antenna system 20 shown in FIG. 3 includes a dielectric substrate 21 and elements 41 A, 41 B, 51 and 61 arranged on the substrate 21 . In embodiments, each of the plurality of elements 41A, 41B, 51, 61 is a patch antenna element. The antenna system 20 is installed so that the direction orthogonal to the in-plane direction of the substrate 21 (the direction penetrating the plane of FIG. 3 from the back to the front) is the front direction (Y direction) of the radar sensor 10 . It should be noted that the front direction of the radar sensor 10 does not need to completely match the Y direction, and it is sufficient if it is approximately the Y direction. The front direction of the radar sensor 10 may be inclined, for example, from the Y direction toward the ground (Z direction).

第１送信アンテナ５０は、複数（４×１２）の素子５１を有するアレーアンテナである。基板２１には、複数の素子５１それぞれに対して延びる給電線５３が形成されている。給電線５３は、第１送信アンテナ５０において、チルト又はヌルフィルなどの所望の垂直面指向性が得られるように、線路長が設定されている。実施形態においては、給電線５３の線路長の設定により、図５Ｄに示すように、第１送信アンテナ５０の垂直面指向性がヌルフィルされている。これにより、第１送信アンテナ５０は、正面方向である第１方向Ｄ１については、俯角の浅い範囲（遠方）から俯角の深い範囲（近方）までの範囲をカバーできる。 The first transmitting antenna 50 is an array antenna having a plurality of (4×12) elements 51 . Feeder lines 53 extending to the plurality of elements 51 are formed on the substrate 21 . The line length of the feeder line 53 is set so that a desired vertical plane directivity such as tilt or null fill is obtained in the first transmitting antenna 50 . In the embodiment, by setting the line length of the feeder line 53, the vertical plane directivity of the first transmitting antenna 50 is null-filled as shown in FIG. 5D. As a result, the first transmitting antenna 50 can cover a range from a shallow depression angle range (distant) to a deep depression angle range (near) in the first direction D1, which is the front direction.

図４に模式的に示すように、第１送信アンテナ５０は、ビームパターン８１を形成する。第１ビームパターン８１は、レーダセンサ１０の正面方向（Ｙ方向）である第１方向Ｄ１への指向性を有する。第１ビームパターン８１は、検知エリア２００の遠方において十分な検知感度が得られる程度の大きなアンテナ利得が得られるように、比較的強い放射強度を持つ。ただし、第１ビームパターン８１は、後述の第２ビームパターン８２に比べて、狭角の第１のビーム幅を持つ。 As schematically shown in FIG. 4, the first transmitting antenna 50 forms a beam pattern 81 . The first beam pattern 81 has directivity in the first direction D1, which is the front direction (Y direction) of the radar sensor 10 . The first beam pattern 81 has a relatively strong radiation intensity so as to obtain a large antenna gain sufficient to obtain sufficient detection sensitivity far from the detection area 200 . However, the first beam pattern 81 has a narrower first beam width than the second beam pattern 82 described later.

第２送信アンテナ４０は、近方用アンテナであり、主に、検知エリア２００の近方エリアに電波を放射する。図５Ａにも示すように、第２送信アンテナ４０は、複数（２列）の素子列４０Ａ，４０Ｂを有するアレーアンテナである。第１素子列４０Ａは、複数の第１素子４１Ａが１列に配置されて構成されている。第２素子列４０Ｂは、複数の第２素子４１Ｂが１列に配置されて構成されている。 The second transmitting antenna 40 is a near-field antenna and mainly radiates radio waves to the near-field area of the detection area 200 . As also shown in FIG. 5A, the second transmitting antenna 40 is an array antenna having multiple (two) element rows 40A and 40B. The first element row 40A is configured by arranging a plurality of first elements 41A in one row. The second element row 40B is configured by arranging a plurality of second elements 41B in one row.

基板２１には、複数の素子４１Ａ，４１Ｂそれぞれに接続される給電線４３が形成されている。第２送信アンテナ４０において、複数の素子４１Ａ，４１Ｂと給電線４３とは、第１素子列４０Ａと第２素子列４０Ｂとの間に位置し列方向（図５Ａの上下方向）に延びる仮想的な中心線Ｃに対して左右対称に形成されている。左右対称配置により、アンテナ指向性を左右対称にすることができる。 The substrate 21 is formed with feeder lines 43 that are connected to the plurality of elements 41A and 41B. In the second transmitting antenna 40, the plurality of elements 41A and 41B and the feeder line 43 are virtual antennas positioned between the first element row 40A and the second element row 40B and extending in the row direction (vertical direction in FIG. 5A). symmetrical with respect to the central line C. The bilaterally symmetrical arrangement allows the antenna directivity to be bilaterally symmetrical.

給電線４３は、給電点４５から第１素子列４０Ａへ延びる第１給電線４３Ａと、給電点４５から第２素子列４０Ｂへ延びる第２給電線４３Ｂと、を有している。第１給電線４３Ａは、第２送信アンテナ４０において、チルト又はヌルフィルなどの所望の垂直面指向性が得られるように、線路長が設定されている。第２給電線４３Ｂは、第１素子列４０Ａの第１給電線４３Ａと、中心線Ｃに対して左右対称となるように、線路長が設定されている。 The feeding line 43 has a first feeding line 43A extending from the feeding point 45 to the first element row 40A and a second feeding line 43B extending from the feeding point 45 to the second element row 40B. The line length of the first feeding line 43A is set so that the desired vertical plane directivity such as tilt or null fill is obtained in the second transmitting antenna 40 . The line length of the second feeder line 43B is set so as to be bilaterally symmetrical with respect to the center line C of the first feeder line 43A of the first element row 40A.

実施形態において、給電点４５は、中心線Ｃよりも、第１素子列４０Ａ側にλ／４（λ：波長）ほど偏った位置に設けられている。給電点４５がλ／４の偏りを持つことにより、第１素子列４０Ａに対する給電は、第２素子列４０Ｂに対する給電の逆相給電となる。すなわち、左右対称形状の給電線４３における給電点４５のλ／４の偏りにより、第１給電線４３Ａの線路長は、第２給電線４３Ｂの線路長に対して、λ／２（＝１８０°）ほど短くなる。この結果、第１素子列４０Ａへの給電位相と、第２素子列４０Ｂへの給電位相と、の差は、１８０°（逆相）となる。 In the embodiment, the feeding point 45 is provided at a position shifted from the center line C toward the first element row 40A by about λ/4 (λ: wavelength). Since the feeding point 45 has a bias of λ/4, feeding to the first element row 40A is opposite phase feeding to feeding to the second element row 40B. That is, the line length of the first feed line 43A is λ/2 (=180° ). As a result, the difference between the feeding phase to the first element row 40A and the feeding phase to the second element row 40B is 180° (opposite phase).

逆相給電により、第２送信アンテナ４０は、図４に示す第２ビームパターン８２を形成する。第２ビームパターン８２は、第１ビームパターン８１に比べてビーム幅が広い。しかも、第２ビームパターン８２は、正面方向Ｄ１の両側の第２方向Ｄ２，Ｄ２における放射強度が、第１方向への放射強度８４よりも強い特性を持つ。なお、第２方向Ｄ２，Ｄ２は、正面方向Ｄ１を０°としたとき、±９０°未満の角度である。 By reverse phase feeding, the second transmitting antenna 40 forms the second beam pattern 82 shown in FIG. The second beam pattern 82 has a wider beam width than the first beam pattern 81 . Moreover, the second beam pattern 82 has a characteristic that the radiation intensity in the second directions D2, D2 on both sides of the front direction D1 is higher than the radiation intensity 84 in the first direction. The second directions D2, D2 are angles of less than ±90° when the front direction D1 is 0°.

ここで、図４には、第２送信アンテナ４０の第１素子列４０Ａ及び第２素子列４０Ｂに同相給電した場合の仮想ビームパターン８３が参考のため模式的に描かれている。仮想ビームパターン８３は、第１ビームパターン８１に比べて、正面方向Ｄ１への放射強度は弱いが、ビーム幅は広角である。したがって、仮想ビームパターン８３は、近方用アンテナにおけるビームパターンとしての必要な特性（放射強度は弱いが広角）を、一応有している。 Here, FIG. 4 schematically illustrates a virtual beam pattern 83 when in-phase power is supplied to the first element array 40A and the second element array 40B of the second transmitting antenna 40 for reference. The virtual beam pattern 83 has a weaker radiation intensity in the front direction D1 than the first beam pattern 81, but has a wide-angle beam width. Therefore, the virtual beam pattern 83 has the necessary characteristics (radiation intensity is weak but wide angle) as a beam pattern for a near-field antenna.

実施形態の第２ビームパターン８２は、仮想ビームパターン８３に比べて、正面方向Ｄ１の放射強度８４が弱くなっている代わりに、左右方向（水平方向）のビーム幅が広くなっている。したがって、第２ビームパターン８２は、仮想ビームパターン８３よりも、近方用アンテナとしてより優れたものとなっている。なお、第２ビームパターン８２では、正面方向Ｄ１の放射強度８４が弱くなっているが、正面方向Ｄ１については、ヌルフィルされた垂直面指向性を有する第１送信アンテナ５０によりカバーされるため問題がない。 Compared to the virtual beam pattern 83, the second beam pattern 82 of the embodiment has a weaker radiation intensity 84 in the front direction D1 but a wider beam width in the left-right direction (horizontal direction). Therefore, the second beam pattern 82 is a better near field antenna than the virtual beam pattern 83 . In the second beam pattern 82, the radiation intensity 84 in the front direction D1 is weak, but the front direction D1 is covered by the first transmitting antenna 50 having the null-filled vertical plane directivity, so there is no problem. do not have.

第２ビームパターン８２は、仮想ビームパターン８３よりも、第１ビームパターン８１とオーバラップする範囲が小さくなっている。これにより、オーバラップしていた範囲の電波のエネルギーが、他の範囲（特に、第２方向Ｄ２，Ｄ２の範囲）へ振り向けられている。この結果、第２ビームパターン８２は、仮想ビームパターン８３よりも広角になっている。 The second beam pattern 82 has a smaller range of overlap with the first beam pattern 81 than the virtual beam pattern 83 does. As a result, the energy of radio waves in the overlapping range is redirected to another range (particularly, the range in the second directions D2, D2). As a result, the second beam pattern 82 has a wider angle than the virtual beam pattern 83 .

実施形態において、第２ビームパターン８２は、第１素子列４０Ａと第２素子列４０Ｂとに対する逆相給電により得られている。すなわち、逆相給電により、正面方向においては、第１素子列４０Ａ及び第２素子列４０Ｂそれぞれから放射された電波の打ち消しが生じて、結果として放射強度が弱くなる。弱くなった分のエネルギーが、左右両側に振り向けられることで、ビーム幅がより広角になる。この結果、第２送信アンテナ４０を近方用アンテナとして用いることで、近方の検知エリアを左右に広く確保することができる。 In the embodiment, the second beam pattern 82 is obtained by anti-phase feeding to the first element row 40A and the second element row 40B. That is, due to the reverse phase feeding, the radio waves radiated from the first element row 40A and the second element row 40B are canceled in the front direction, resulting in a weakened radiation intensity. The weakened energy is directed to the left and right sides, making the beam width wider. As a result, by using the second transmitting antenna 40 as a near-field antenna, it is possible to secure a wide detection area in the left and right directions.

第２ビームパターン８２において、放射強度が強い部分８５，８６が形成される第２方向Ｄ２，Ｄ２は、例えば、正面方向Ｄ１から±３３°方向付近であるのが好ましい。第２方向Ｄ２，Ｄ２を±３３°方向付近とすることで、第１ビームパターン８１とのオーバラップを少なくして、ビーム幅を十分に広角にすることができる。 In the second beam pattern 82, the second directions D2 and D2 in which the portions 85 and 86 with high radiation intensity are formed are preferably, for example, around ±33° from the front direction D1. By setting the second directions D2, D2 in the vicinity of the ±33° directions, the overlap with the first beam pattern 81 can be reduced, and the beam width can be made sufficiently wide.

図５Ｂに示すように、実施形態においては、第２ビームパターン８２おいて、正面方向Ｄ１（０°方向）側の３ｄＢ角（図５Ｂにおいて符号Ｓの位置）は、第１ビームパターン８１のメインローブの内側に位置している。また、第２ビームパターン８２は、正面方向Ｄ１（０°方向）側の６ｄＢ角が、第１ビームパターン８１のメインローブの内側に位置するように形成されてもよい。第２ビームパターン８２の３ｄＢ角又は６ｄＢ角が、第１ビームパターン８１のメインローブ内に位置することにより、第１送信アンテナ５０及び第２送信アンテナ４０は、狭角範囲及び広角範囲における適切な役割分担をすることができる。なお、図５Ｃは、参考的に、第１ビームパターン８１と仮想ビームパターン８３の水平面指向性を参考的に示している。 As shown in FIG. 5B, in the embodiment, in the second beam pattern 82, the 3 dB angle (the position of symbol S in FIG. 5B) on the front direction D1 (0° direction) side is the main located inside the robe. Also, the second beam pattern 82 may be formed such that the 6 dB angle on the front direction D1 (0° direction) side is positioned inside the main lobe of the first beam pattern 81 . A 3 dB angle or a 6 dB angle of the second beam pattern 82 is located within the main lobe of the first beam pattern 81, so that the first and second transmitting antennas 50 and 40 are properly positioned at narrow and wide angle ranges. Able to divide roles. Note that FIG. 5C shows the horizontal directivity of the first beam pattern 81 and the virtual beam pattern 83 for reference.

第２送信アンテナ４０において所望の方向における利得を高めたい場合、例えば、第２送信アンテナ４０における第１素子列４０Ａと第２素子列４０Ｂとの間隔Ｅ（図５Ａ参照）の調整により行える。レーダセンサ１０の検知能力を高めるには近方アンテナの±６０°の利得を高めるのが望ましい。そのためには、間隔Ｅを、０．４５λ以上、０．７５λ以下とすればよい。間隔Ｅのより好ましい下限は、０．５λであり、さらに好ましい下限は、０．６λである。間隔Ｅのより好ましい上限は、０．７λである。一例として、間隔Ｅは、例えば、０．６８５λとすることができる。この場合、電波の周波数が２４．１５ＧＨｚであれば、間隔Ｅは、８．５ｍｍとなる。 If it is desired to increase the gain in a desired direction in the second transmitting antenna 40, it can be done, for example, by adjusting the spacing E (see FIG. 5A) between the first element row 40A and the second element row 40B in the second transmitting antenna 40. To increase the detection capability of the radar sensor 10, it is desirable to increase the ±60° gain of the near-field antenna. For that purpose, the interval E should be set to 0.45λ or more and 0.75λ or less. A more preferable lower limit of the interval E is 0.5λ, and a further preferable lower limit is 0.6λ. A more preferable upper limit of the interval E is 0.7λ. As an example, the interval E can be 0.685λ, for example. In this case, if the radio frequency is 24.15 GHz, the interval E is 8.5 mm.

図５Ａに示す第２送信アンテナ４０は、素子４１Ａ，４１Ｂの近傍に配置された無給電素子４２を備える。無給電素子４２は、複数の素子４１Ａ，４１Ｂそれぞれの近傍に設けられている。無給電素子４２は、第２ビームパターン８２において、放射強度が強い部分７５，７６が形成される第２方向Ｄ２，Ｄ２を調整する。無給電素子４２を各素子４１Ａ，４１Ｂの左右方向（水平方向）両側のいずれか一方又は両方に設けると、第２方向Ｄ２，Ｄ２を、正面方向Ｄ１である第１方向（Ｙ方向）から離れる方向Ｔへずらすことができる。第２方向Ｄ２，Ｄ２を方向Ｔへずらすことで、第２ビームパターン８２をより広角にすることができる。 The second transmitting antenna 40 shown in FIG. 5A comprises a parasitic element 42 arranged near the elements 41A and 41B. The parasitic element 42 is provided near each of the plurality of elements 41A and 41B. The parasitic element 42 adjusts the second directions D2 and D2 in which the portions 75 and 76 with high radiation intensity are formed in the second beam pattern 82 . When the parasitic element 42 is provided on either one or both of the left and right direction (horizontal direction) sides of each of the elements 41A and 41B, the second directions D2 and D2 are separated from the first direction (Y direction) which is the front direction D1. It can be shifted in direction T. By shifting the second directions D2, D2 to the direction T, the angle of the second beam pattern 82 can be made wider.

無給電素子４２は、図示のように、第１素子列４０Ａと第２素子列４０Ｂとの間の範囲（各列４０Ａ，４０Ｂの左右方向（水平方向）の間の範囲）に配置すると、基板２１上の領域を有効活用できる（このような配置を内側配置という）。内側配置によれば、アンテナシステム２０の小型化が容易になる。方向Ｄ２，Ｄ２を方向Ｔへずらすには、無給電素子４２を、第１素子列４０Ａ及び第２素子列４０Ｂの左右方向両外側に配置してもよい（このような配置を外側配置という）。しかし、この外側配置は、より多くのスペースを必要とし、アンテナシステム２０の小型化には不利である。無給電素子４２は、素子４１Ａ，４１Ｂと給電線４３Ａ，４３Ｂとの間に位置する必要があることから、無給電素子４２の外側配置をするには、給電線４３Ａ，４３Ｂを素子４１Ａ，４１Ｂから大きく離す必要があり、第２送信アンテナ４０にとって必要なスペースが増大する。これに対して、内側配置であれば、素子列４０Ａ，４０Ｂの間の空間を、無給電素子４２の配置スペースとして有効活用することができる。 As shown in the drawing, the parasitic element 42 is arranged in the range between the first element row 40A and the second element row 40B (the range between the left-right direction (horizontal direction) of each row 40A and 40B). 21 can be effectively used (such arrangement is called inner arrangement). Internal placement facilitates miniaturization of the antenna system 20 . In order to shift the directions D2 and D2 to the direction T, the parasitic elements 42 may be arranged on both left and right outer sides of the first element row 40A and the second element row 40B (such arrangement is called outer arrangement). . However, this outer placement requires more space and is disadvantageous for miniaturization of the antenna system 20 . Since the parasitic element 42 needs to be positioned between the elements 41A, 41B and the feeding lines 43A, 43B, the feeding lines 43A, 43B must , increasing the space required for the second transmit antenna 40 . On the other hand, with the inner arrangement, the space between the element rows 40A and 40B can be effectively used as the arrangement space for the parasitic element 42. FIG.

図４に示す第２ビームパターン８２において、正面方向Ｄ１にある放射強度が弱い部分８４は、ヌル（ゼロ）であってもよいし、図示のように、非ヌル（ヌルフィル）であってもよい。正面方向Ｄ１の部分８４をヌルにした場合には、第１ビームパターン８１とのオーバラップを小さくでき好ましい。また、正面方向Ｄ１の部分７８をヌルフィルにすることで、第２ビームパターン８２のビーム幅内（一方の方向Ｄ２から他方の方向Ｄ２までの範囲）において、第２送信アンテナ４０では対象物を検知できない領域が発生するのを回避できる。 In the second beam pattern 82 shown in FIG. 4, the weak radiation intensity portion 84 in the front direction D1 may be null (zero) or may be non-null (null fill) as shown. . If the portion 84 in the front direction D1 is null, the overlap with the first beam pattern 81 can be reduced, which is preferable. In addition, by null-filling the portion 78 in the front direction D1, the second transmitting antenna 40 detects the object within the beam width of the second beam pattern 82 (range from one direction D2 to the other direction D2). It is possible to avoid the occurrence of areas where it is not possible.

第２ビームパターン８２において、正面方向Ｄ１の部分８４をヌルフィルにするには、例えば、第１素子列４０Ａ及び第２素子列４０Ｂへの電力分配比を異ならせればよい。仮に、電力分配比が等しい場合には、正面方向Ｄ１においては、逆相給電による打ち消し効果により完全なヌルになるおそれがあるが、第１素子列４０Ａ及び第２素子列４０Ｂへの電力分配比が異なることで、完全なヌルになることを回避できる。この結果、部分８４がヌルフィルになる。 In order to null-fill the portion 84 in the front direction D1 in the second beam pattern 82, for example, the power distribution ratio to the first element array 40A and the second element array 40B may be made different. If the power distribution ratios are equal, there is a risk of a complete null in the front direction D1 due to the canceling effect of the reverse-phase power supply. are different to avoid being completely null. This results in portion 84 being null-filled.

第１素子列４０Ａ及び第２素子列４０Ｂへの電力分配比を異ならせるには、いずれか一方の素子列へ分配される電力を、他方の素子列へ分配される電力よりも大きくすればよい。ここでは、一例として、第１素子列４０Ａへ、より多くの電力が分配されるものとするが、第２素子列４０Ｂへ、より多くの電力が分配されてもよい。 In order to make the power distribution ratios of the first element row 40A and the second element row 40B different, the power distributed to one of the element rows should be made larger than the power distributed to the other element row. . Here, as an example, more power is distributed to the first element row 40A, but more power may be distributed to the second element row 40B.

第１素子列４０Ａへ、より多くの電力が分配される場合、第１素子列４０Ａへ分配される電力は、第２素子列４０Ｂへ分配される電力の１．２倍以上であるのが好ましく、より好ましくは１．３倍以上、さらに好ましくは１．４倍以上である。分配比をある程度十分に大きくすることで、ヌルフィルを十分に形成することができる。 When more power is distributed to the first element row 40A, the power distributed to the first element row 40A is preferably 1.2 times or more the power distributed to the second element row 40B. , more preferably 1.3 times or more, still more preferably 1.4 times or more. Null fill can be sufficiently formed by increasing the distribution ratio sufficiently to some extent.

第１素子列４０Ａへ分配される電力は、第２素子列４０Ｂへ分配される電力の３倍以下であるのが好ましく、より好ましくは２．５倍以下、さらに好ましくは２倍以下である。分配比が大きすぎると、利得の低下が生じるため、分配比は適切な大きさに抑えるのが好ましい。 The power distributed to the first element row 40A is preferably 3 times or less, more preferably 2.5 times or less, still more preferably 2 times or less than the power distributed to the second element row 40B. If the distribution ratio is too large, the gain will decrease, so it is preferable to keep the distribution ratio at an appropriate level.

一例として、第１素子列４０Ａへ分配される電力は、第２素子列４０Ｂへ分配される電力の１．５倍とすることができる。この場合、１０％程度のヌルフィルが可能である。 As an example, the power distributed to the first element row 40A can be 1.5 times the power distributed to the second element row 40B. In this case, a null fill of about 10% is possible.

第１素子列４０Ａ及び第２素子列４０Ｂへの電力分配比を異ならせるには、例えば、給電点４５から延びる給電線４３Ａ，４３Ｂの幅Ｗ１，Ｗ２を異ならせればよい。図５Ａに示す例では、第１素子列４０Ａへ接続される給電線４３Ａは、給電点４５の近傍において、給電線幅が広く形成された第１調整部４６を有している。また、第２素子列４０Ｂへ接続される給電線４３Ｂは、給電点４５の近傍において、給電線幅が狭く形成された第２調整部４７を有している。給電点４５の近傍以外の範囲における給電線４３Ａ，４３Ｂの給電線幅をＷ３とすると、第１調整部４６の給電線幅Ｗ１は、Ｗ３よりも広い。また、第２調整部４７の給電線幅Ｗ２は、Ｗ３よりも狭い。第１調整部４６と第２調整部４７のインピーダンス比の逆数が、電力分配比となる。なお、第１調整部４６及び第２調整部４７それぞれのインピーダンス値は、給電線幅Ｗ１，Ｗ２によって決まる。 In order to differentiate the power distribution ratios to the first element array 40A and the second element array 40B, for example, the widths W1 and W2 of the feeder lines 43A and 43B extending from the feed point 45 may be varied. In the example shown in FIG. 5A, the feeder line 43A connected to the first element row 40A has a first adjusting portion 46 having a wider feeder line width in the vicinity of the feeder point 45 . In addition, the feeder line 43B connected to the second element row 40B has a second adjusting portion 47 formed with a narrow feeder line width in the vicinity of the feeder point 45 . Assuming that the feed line width of the feed lines 43A and 43B in the range other than the vicinity of the feed point 45 is W3, the feed line width W1 of the first adjusting portion 46 is wider than W3. Also, the feeder line width W2 of the second adjusting portion 47 is narrower than W3. The reciprocal of the impedance ratio between the first adjuster 46 and the second adjuster 47 is the power distribution ratio. Note that the impedance values of the first adjusting section 46 and the second adjusting section 47 are determined by the feed line widths W1 and W2.

例えば、第１素子列４０Ａへ分配される電力が、第２素子列４０Ｂへ分配される電力の１．５倍になるようにするには、第１調整部４６と第２調整部４７のインピーダンス比を、１．５：１とすればよい。 For example, in order to make the power distributed to the first element array 40A 1.5 times the power distributed to the second element array 40B, the impedance of the first adjustment section 46 and the second adjustment section 47 is A ratio of 1.5:1 may be used.

図６から図１０は、第２送信アンテナ（近方用送信アンテ）４０に逆相給電した場合を実施例とし、同相給電した場合を比較例とした場合の指向性についてのシミュレーション結果を示している。図６Ａは、俯角０°の水平面指向性を示し、図６Ｂは、俯角１０°（下方へ１０°）の水平面指向性を示している。図７Ａは、俯角２０°の水平面指向性を示し、図７Ｂは、俯角３０°の指向性を示している。比較例では、いずれの俯角においても、正面方向である第１方向Ｄ１（０deg）において利得が最大になっているのに対して、実施例では、第１方向Ｄ１において利得が小さくなっている。実施例では、±３３deg（第２方向Ｄ２に相当）において利得が最大となっている。また、間隔Ｅが８．５ｍｍに設定されていることにより、図６から図７では、比較例よりも実施例の方が全て±６０°の利得が高くなっている。 6 to 10 show the results of simulations of directivity in the case of an example in which opposite-phase power is fed to the second transmitting antenna (transmitting antenna for short distance) 40, and in the case of a comparative example in which common-phase power is fed. there is FIG. 6A shows the horizontal plane directivity at a depression angle of 0°, and FIG. 6B shows the horizontal plane directivity at a depression angle of 10° (10° downward). FIG. 7A shows horizontal plane directivity at a depression angle of 20°, and FIG. 7B shows directivity at a depression angle of 30°. In the comparative example, the gain is maximized in the first direction D1 (0 deg), which is the front direction, at any depression angle, whereas in the example, the gain is small in the first direction D1. In the embodiment, the gain is maximized at ±33 degrees (corresponding to the second direction D2). Moreover, since the interval E is set to 8.5 mm, the gain of ±60° is higher in the example than in the comparative example in FIGS. 6 and 7 .

図８Ａは、方位＋２０°の垂直面指向性を示し、図８Ｂは、方位＋４０°の垂直面指向性を示している。図９Ａは、方位６０°の垂直面指向性を示し、図９Ｂは、方位８０°の垂直面指向性を示している。図１０Ａは、方位－３０°の垂直面指向性を示しており、図１０Ｂは、方位＋３０°の垂直面指向性を示している。垂直面指向性については、実施例及び比較例はおおむね同様の指向性を有している。 8A shows the vertical plane directivity of +20° azimuth, and FIG. 8B shows the vertical plane directivity of +40° azimuth. FIG. 9A shows the vertical plane directivity with an azimuth of 60°, and FIG. 9B shows the vertical plane directivity with an azimuth of 80°. FIG. 10A shows the vertical plane directivity at azimuth −30°, and FIG. 10B shows the vertical plane directivity at azimuth +30°. Regarding vertical plane directivity, the practical example and the comparative example have generally the same directivity.

図１１から図１３は、レーダセンサ１０により放射された電波の受信強度［ｄＢ］のシミュレーション結果を示している。図１１～１３において、横軸は、レーダセンサ左右方向Ｘにおける位置を示し単位は［ｍ］であり、縦軸は、レーダセンサ正面方向Ｙにおける位置を示し、単位は［ｍ］である。レーダセンサ１０は、左右方向Ｘの７ｍの位置であって、正面方向０ｍの位置に存在する。図１１から図１３においては、比較的強い受信強度である１［ｄＢ］以上となった範囲を黒で示し、比較的弱いが対象物検知には十分である受信強度である－５［ｄＢ］から０［ｄＢ］となった範囲をグレーで示した。－６［ｄＢ］以下の範囲は、白色で示されている。 11 to 13 show simulation results of the reception intensity [dB] of radio waves radiated by the radar sensor 10. FIG. 11 to 13, the horizontal axis indicates the position in the left-right direction X of the radar sensor in units of [m], and the vertical axis indicates the position in the front direction Y of the radar sensor in units of [m]. The radar sensor 10 is located 7 m in the left-right direction X and 0 m in the front direction. In FIGS. 11 to 13, the range of 1 [dB] or more, which is a relatively strong reception intensity, is shown in black, and -5 [dB], which is a reception intensity that is relatively weak but sufficient for object detection, is shown in black. to 0 [dB] is shown in gray. The range below -6 [dB] is shown in white.

図１１は、第１送信アンテナ（遠方用送信アンテナ）５０単独によるレーダ受信強度を示している。図１１の黒及びグレーで示される範囲は、図４に示すビームパターン８１の形状とおおむね対応している。図１１によれば、正面方向Ｙへ３８ｍ程度の遠方まで比較的十分な受信強度が確保できていることがわかる。 FIG. 11 shows the radar reception intensity by the first transmitting antenna (transmitting antenna for long distance) 50 alone. The black and gray areas in FIG. 11 roughly correspond to the shape of the beam pattern 81 shown in FIG. According to FIG. 11, it can be seen that a relatively sufficient reception intensity can be secured up to a distance of about 38 m in the front direction Y. FIG.

図１２は、第２送信アンテナ（近方用送信アンテナ）４０に同相給電した場合の第２送信アンテナ４０単独によるレーダ受信強度を示している。図１２の黒及びグレーで示される範囲は、図４に示すビームパターン８３の形状とおおむね対応している。図１２によれば、比較的近方における広角の範囲で比較的十分な受信強度が確保できていることがわかる。ただし、図１２においては、受信強度が比較的高い範囲内に、図１１において受信強度が比較的高い範囲とのオーバラップ部分８８が存在する。 FIG. 12 shows the radar reception intensity by the second transmitting antenna 40 alone when in-phase power is fed to the second transmitting antenna (near transmitting antenna) 40 . The black and gray areas in FIG. 12 roughly correspond to the shape of the beam pattern 83 shown in FIG. According to FIG. 12, it can be seen that a relatively sufficient reception intensity is ensured in a wide-angle range at a relatively short distance. However, in FIG. 12, there is an overlapping portion 88 within the range of relatively high reception intensity with the range of relatively high reception intensity in FIG.

図１３は、第２送信アンテナ（近方用送信アンテナ）４０に逆相給電した場合の第２送信アンテナ４０単独によるレーダ受信強度を示している。図１３の黒及びグレーで示される範囲は、図４に示すビームパターン８２とおおむね対応している。図１３では、図１２に存在していたオーバラップ部分８８における受信強度が比較的抑えられている。その代わりに、図１３では、オーバラップ部分８８の左右両側において、図１２よりも受信強度が高まった部分８５，８６が存在する。したがって、図１３では、受信強度が高い範囲がより広角な範囲になっていることがわかる。 FIG. 13 shows the radar reception intensity by the second transmitting antenna 40 alone when the second transmitting antenna (near transmitting antenna) 40 is fed with reverse phase power. The areas shown in black and gray in FIG. 13 generally correspond to the beam pattern 82 shown in FIG. In FIG. 13, the reception intensity in the overlapping portion 88 that existed in FIG. 12 is relatively suppressed. Instead, in FIG. 13, there are portions 85 and 86 where the reception strength is higher than in FIG. 12 on both left and right sides of the overlapping portion 88. Therefore, in FIG. 13, it can be seen that the range where the reception intensity is high is a wider angle range.

［３．付記］ [3. Note]

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be noted that the embodiments disclosed this time should be considered as examples in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above-described meaning, and is intended to include meanings equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope.

例えば、レーダセンサ１０の用途は、歩行者の検知に限られるものではなく、例えば、図１４に示すように、車両８０に搭載されて、車両８０の周囲の対象物を検知するために用いられてもよい。 For example, the application of the radar sensor 10 is not limited to pedestrian detection. For example, as shown in FIG. may

１０：レーダセンサ
２０：アンテナシステム
２１：基板
４０：第２送信アンテナ
４０Ａ：第１素子列
４０Ｂ：第２素子列
４１Ａ：第１素子
４１Ｂ：第２素子
４２：無給電素子
４３：給電線
４３Ａ：第１給電線
４３Ｂ：第２給電線
４５：給電点
４６：調整部
５０：第１送信アンテナ
５１：素子
５３：給電線
６０：受信アンテナ
６１：素子
７０：信号処理回路
７１：検知回路
７２：切替器
７３：高周波源回路
７４：コントローラ
８１：第１ビームパターン
８２：第２ビームパターン
８３：仮想ビームパターン
８０：車両
１００：横断歩道
１１１：待機エリア
１１２：待機エリア
２００：検知エリア
Ｃ：中心線
Ｄ１：第１方向
Ｄ２：第２方向
Ｌ１：方向幅
Ｌ２：左右方向幅
Ｔ：方向 10: Radar sensor 20: Antenna system 21: Substrate 40: Second transmitting antenna 40A: First element row 40B: Second element row 41A: First element 41B: Second element 42: Parasitic element 43: Feeder line 43A: First feeding line 43B: Second feeding line 45: Feeding point 46: Adjustment unit 50: First transmitting antenna 51: Element 53: Feeding line 60: Receiving antenna 61: Element 70: Signal processing circuit 71: Detection circuit 72: Switching Device 73: RF source circuit 74: Controller 81: First beam pattern 82: Second beam pattern 83: Virtual beam pattern 80: Vehicle 100: Pedestrian crossing 111: Waiting area 112: Waiting area 200: Detection area C: Center line D1 : First direction D2 : Second direction L1 : Directional width L2 : Horizontal direction width T : Direction

Claims

第１ビーム幅を持ち、第１方向へ電波を放射する第１送信アンテナと、
前記第１ビーム幅よりも広いビーム幅を持ち、前記第１方向の両側の第２方向における放射強度が、前記第１方向への放射強度よりも強いビームパターンを形成する第２送信アンテナと、
を備え、
前記第１送信アンテナの垂直面指向性はヌルフィルされている
レーダセンサ用アンテナシステム。 a first transmitting antenna having a first beam width and radiating radio waves in a first direction;
a second transmitting antenna that has a beam width wider than the first beam width and forms a beam pattern in which the radiation intensity in a second direction on both sides of the first direction is stronger than the radiation intensity in the first direction;
with
The vertical plane directivity of the first transmitting antenna is null-filled.
Antenna system for radar sensors.

前記第２送信アンテナは、１又は複数の第１素子と、１又は複数の第２素子と、を備え、
前記第２送信アンテナによって形成される前記ビームパターンは、前記第１素子に対する給電を前記第２素子に対する給電とは逆相給電にすることによって形成される
請求項１に記載のレーダセンサ用アンテナシステム。 The second transmitting antenna comprises one or more first elements and one or more second elements,
2. The radar sensor antenna system according to claim 1 , wherein said beam pattern formed by said second transmitting antenna is formed by feeding power to said first element in a phase opposite to power feeding to said second element. .

前記第１素子と前記第２素子との間隔は、０．４５λ以上、０．７５λ以下（λ：電波の波長）である
請求項２に記載のレーダセンサ用アンテナシステム。 3. The radar sensor antenna system according to claim 2 , wherein the distance between the first element and the second element is 0.45[lambda] or more and 0.75[lambda] or less ([lambda]: wavelength of radio wave).

前記第１素子及び前記第２素子への電力分配比が異なる
請求項２又は３に記載のレーダセンサ用アンテナシステム。 4. The radar sensor antenna system according to claim 2 , wherein power distribution ratios to said first element and said second element are different.

前記第１素子へ分配される電力は、前記第２素子へ分配される電力の１．２倍以上、３倍以下である
請求項４に記載のレーダセンサ用アンテナシステム。 The radar sensor antenna system according to claim 4 , wherein the power distributed to the first element is 1.2 times or more and 3 times or less the power distributed to the second element.

第１ビーム幅を持ち、第１方向へ電波を放射する第１送信アンテナと、
前記第１ビーム幅よりも広いビーム幅を持ち、前記第１方向の両側の第２方向における放射強度が、前記第１方向への放射強度よりも強いビームパターンを形成する第２送信アンテナと、を備え、
前記第２送信アンテナは、１又は複数の第１素子と、１又は複数の第２素子と、を備え、
前記第２送信アンテナによって形成される前記ビームパターンは、前記第１素子に対する給電を前記第２素子に対する給電とは逆相給電にすることによって形成され、
前記第１素子及び前記第２素子の近傍に配置された無給電素子を更に備える
レーダセンサ用アンテナシステム。 a first transmitting antenna having a first beam width and radiating radio waves in a first direction;
a second transmitting antenna that has a beam width wider than the first beam width and forms a beam pattern in which the radiation intensity in a second direction on both sides of the first direction is stronger than the radiation intensity in the first direction; with
The second transmitting antenna comprises one or more first elements and one or more second elements,
The beam pattern formed by the second transmitting antenna is formed by feeding power to the first element in reverse phase with power feeding to the second element,
Further comprising a parasitic element arranged near the first element and the second element
Antenna system for radar sensors.

前記無給電素子は、前記第１素子及び前記第２素子の間に配置されている
請求項６に記載のレーダセンサ用アンテナシステム。 The radar sensor antenna system according to claim 6 , wherein the parasitic element is arranged between the first element and the second element.

第１ビーム幅を持ち、第１方向へ電波を放射する第１送信アンテナと、
前記第１ビーム幅よりも広いビーム幅を持ち、前記第１方向の両側の第２方向における放射強度が、前記第１方向への放射強度よりも強いビームパターンを形成する第２送信アンテナと、
前記第１送信アンテナ又は前記第２送信アンテナから放射された電波の反射波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナによって受信した前記反射波に基づき、対象物を検知する検知回路と、
を備え、
前記第１送信アンテナの垂直面指向性はヌルフィルされている
レーダセンサ。 a first transmitting antenna having a first beam width and radiating radio waves in a first direction;
a second transmitting antenna that has a beam width wider than the first beam width and forms a beam pattern in which the radiation intensity in a second direction on both sides of the first direction is stronger than the radiation intensity in the first direction;
a receiving antenna that receives reflected waves of radio waves radiated from the first transmitting antenna or the second transmitting antenna;
a detection circuit for detecting an object based on the reflected wave received by the receiving antenna;
with
The vertical plane directivity of the first transmitting antenna is null-filled.
radar sensor.

前記第１送信アンテナからの電波の放射と前記第２送信アンテナからの電波の放射とを切り替える切替器を更に備える
請求項８に記載のレーダセンサ。 The radar sensor according to claim 8 , further comprising a switch for switching between radiation of radio waves from said first transmitting antenna and radiation of radio waves from said second transmitting antenna.