JPH1079616A - 車載用レーダアンテナ - Google Patents
車載用レーダアンテナInfo
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- JPH1079616A JPH1079616A JP8233416A JP23341696A JPH1079616A JP H1079616 A JPH1079616 A JP H1079616A JP 8233416 A JP8233416 A JP 8233416A JP 23341696 A JP23341696 A JP 23341696A JP H1079616 A JPH1079616 A JP H1079616A
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- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
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- H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
- H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
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- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
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- G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
- G01S2013/9327—Sensor installation details
- G01S2013/93271—Sensor installation details in the front of the vehicles
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- G01S2013/93275—Sensor installation details in the bumper area
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- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 数十ＧＨｚの高周波帯のレーダ用電磁波を効
率よく透過させるとともに、送受信を行うアンテナ素子
を風や雨から十分に保護するレーダ用ドームを通常のプ
ラスチック加工技術により製造できるようにする。 【解決手段】 誘電材料により形成され、車両の進行方
向に向け電磁波を送受信するアンテナ素子に被せられる
ドームの表面に対して電磁波の入射角度がほぼブルース
ター角に等しくなるように設定し、かつ電磁波が透過す
る近傍のドームの厚さを０．５×ｎλｇ（λｇ：誘電材
料中の電磁波の管内波長、ｎ：自然数）になるように設
定する。 【効果】 自動車用レーダ装置に割当が見込まれている
５０〜１００ＧＨｚの電磁波を実用的に十分に透過させ
ることができる装置を小型かつ軽量に形成することがで
きる。
率よく透過させるとともに、送受信を行うアンテナ素子
を風や雨から十分に保護するレーダ用ドームを通常のプ
ラスチック加工技術により製造できるようにする。 【解決手段】 誘電材料により形成され、車両の進行方
向に向け電磁波を送受信するアンテナ素子に被せられる
ドームの表面に対して電磁波の入射角度がほぼブルース
ター角に等しくなるように設定し、かつ電磁波が透過す
る近傍のドームの厚さを０．５×ｎλｇ（λｇ：誘電材
料中の電磁波の管内波長、ｎ：自然数）になるように設
定する。 【効果】 自動車用レーダ装置に割当が見込まれている
５０〜１００ＧＨｚの電磁波を実用的に十分に透過させ
ることができる装置を小型かつ軽量に形成することがで
きる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、自動車用レーダ装
置に利用する。本発明は、数十ＧＨｚ帯の電磁波を利用
して、前方の障害物までの距離の情報を測定するための
レーダ装置に利用するに適する。
置に利用する。本発明は、数十ＧＨｚ帯の電磁波を利用
して、前方の障害物までの距離の情報を測定するための
レーダ装置に利用するに適する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用レーダ装置は、電磁波を進行方
向前方（およびその周辺角度）に対して送信し、障害物
からの反射波を受信して、送信から受信までの経過時間
により障害物までの距離に関する情報を測定するもので
ある。例えば、前方を走行する車両との間の車間距離を
定常的に計測していて、車間距離が小さくなったときに
自動的に警報を発生して運転者に注意を促すために利用
される。また、将来実用化される技術として、前方を走
行する車両との車間距離が短くなったときには、走行速
度に応じて安全な車間距離を自動的に維持するような自
動操縦装置も研究されている。
向前方（およびその周辺角度）に対して送信し、障害物
からの反射波を受信して、送信から受信までの経過時間
により障害物までの距離に関する情報を測定するもので
ある。例えば、前方を走行する車両との間の車間距離を
定常的に計測していて、車間距離が小さくなったときに
自動的に警報を発生して運転者に注意を促すために利用
される。また、将来実用化される技術として、前方を走
行する車両との車間距離が短くなったときには、走行速
度に応じて安全な車間距離を自動的に維持するような自
動操縦装置も研究されている。
【０００３】このためのレーダ装置に使用する電磁波と
して、日本国では周波数約６０ＧＨｚ（波長５ｍｍ）
が、欧米では約７７ＧＨｚ（波長約４ｍｍ）が割り当て
られることが見込まれている。したがって、アンテナ装
置の放射素子はその長さが２〜３ｍｍであり、アンテナ
装置の大きさはそれがホーン形状であっても板形状であ
っても、電磁波の進行方向に垂直な面の対角線長さは数
ｍｍである。このようなアンテナ装置を複数並列的に使
用して利得を向上しても、大型の反射鏡を使用する場合
にもその対角線（さしわたし）の長さは数ｃｍにすぎな
い。
して、日本国では周波数約６０ＧＨｚ（波長５ｍｍ）
が、欧米では約７７ＧＨｚ（波長約４ｍｍ）が割り当て
られることが見込まれている。したがって、アンテナ装
置の放射素子はその長さが２〜３ｍｍであり、アンテナ
装置の大きさはそれがホーン形状であっても板形状であ
っても、電磁波の進行方向に垂直な面の対角線長さは数
ｍｍである。このようなアンテナ装置を複数並列的に使
用して利得を向上しても、大型の反射鏡を使用する場合
にもその対角線（さしわたし）の長さは数ｃｍにすぎな
い。
【０００４】車載用レーダ装置では、このような小型の
アンテナ素子を車両の進行方向に向けて設置することが
必要であり、アンテナ素子は風、雨、雪、その他空気中
の微粒子などから保護することが欠かせない。このため
に電磁波を透過する誘電材料によるドームが被せられ
る。
アンテナ素子を車両の進行方向に向けて設置することが
必要であり、アンテナ素子は風、雨、雪、その他空気中
の微粒子などから保護することが欠かせない。このため
に電磁波を透過する誘電材料によるドームが被せられ
る。
【０００５】ここで、この明細書では放射素子および反
射素子を含み電磁波を送信もしくは受信する金属、誘電
体、あるいは半導体により形成された物理的な構造物を
アンテナ素子と定義する。
射素子を含み電磁波を送信もしくは受信する金属、誘電
体、あるいは半導体により形成された物理的な構造物を
アンテナ素子と定義する。
【０００６】アンテナ素子に被せられるドームとして
は、特開昭５８−１７１０４号公報、特開平４−１０５
７０５号公報、特開平４−２８８７０４号公報に開示さ
れたものが知られている。これらは、それぞれ電磁波の
透過特性を良くするとともに、風雨などがアンテナ素子
に直接侵入して、電磁波の特性に影響を与えることがな
いように防護を施すためのものである。
は、特開昭５８−１７１０４号公報、特開平４−１０５
７０５号公報、特開平４−２８８７０４号公報に開示さ
れたものが知られている。これらは、それぞれ電磁波の
透過特性を良くするとともに、風雨などがアンテナ素子
に直接侵入して、電磁波の特性に影響を与えることがな
いように防護を施すためのものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
技術は、電磁波の周波数として数百ＭＨｚ程度あるいは
それ以下の周波数を考慮したものであって、上記のよう
に数十ＧＨｚ帯を利用周波数とするものではない。現実
に数十ＧＨｚ帯の周波数により実験を行うと、上記のよ
うな従来技術では配慮されていない高周波特性を考慮し
て設計を行うことが必要であることがわかった。例え
ば、上記従来例技術による誘電体ドームの厚さがかりに
３ｍｍ程度であったとすると、それを波長が短くなるに
比例して薄く設計したのでは十分の１ｍｍあるいは百分
の１ｍｍの厚さになってしまい機械的強度はなく実現性
のない形状になる。
技術は、電磁波の周波数として数百ＭＨｚ程度あるいは
それ以下の周波数を考慮したものであって、上記のよう
に数十ＧＨｚ帯を利用周波数とするものではない。現実
に数十ＧＨｚ帯の周波数により実験を行うと、上記のよ
うな従来技術では配慮されていない高周波特性を考慮し
て設計を行うことが必要であることがわかった。例え
ば、上記従来例技術による誘電体ドームの厚さがかりに
３ｍｍ程度であったとすると、それを波長が短くなるに
比例して薄く設計したのでは十分の１ｍｍあるいは百分
の１ｍｍの厚さになってしまい機械的強度はなく実現性
のない形状になる。
【０００８】本願発明者らは、車載用のレーダ装置に割
り当てられる周波数帯で誘電材料について各種の特性測
定を行った。そして、レーダドームとして適当な機械的
強度のある厚さであって、しかも、電磁波を実用的な程
度に十分に透過することができる誘電材料およびその構
造を追求した。
り当てられる周波数帯で誘電材料について各種の特性測
定を行った。そして、レーダドームとして適当な機械的
強度のある厚さであって、しかも、電磁波を実用的な程
度に十分に透過することができる誘電材料およびその構
造を追求した。
【０００９】また、従来技術ではアンテナの電磁波通路
に被せる構造物をドームとしたが、アンテナ素子および
このアンテナ素子に電磁波を供給する送信回路、あるい
はこのアンテナ素子から電磁波の供給を受ける受信回路
は、この周波数帯ではきわめて小型になる。したがっ
て、アンテナドームにより形成される誘電材料（プラス
チック）の箱の内部に、アンテナ素子あるいは送受信回
路が実装できる構造も可能となる。
に被せる構造物をドームとしたが、アンテナ素子および
このアンテナ素子に電磁波を供給する送信回路、あるい
はこのアンテナ素子から電磁波の供給を受ける受信回路
は、この周波数帯ではきわめて小型になる。したがっ
て、アンテナドームにより形成される誘電材料（プラス
チック）の箱の内部に、アンテナ素子あるいは送受信回
路が実装できる構造も可能となる。
【００１０】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、周波数が数十ＧＨｚ（波長が数ｍｍ）の高周波
帯のレーダ用電磁波を透過させ、しかもアンテナ素子を
風や雨から十分に保護することができ、通常のプラスチ
ック加工技術により製造することができる車載用レーダ
アンテナ装置を提供することを目的とする。本発明は、
車載用に適する実用的な小型の構造を有するアンテナ装
置を提供することを目的とする。
あって、周波数が数十ＧＨｚ（波長が数ｍｍ）の高周波
帯のレーダ用電磁波を透過させ、しかもアンテナ素子を
風や雨から十分に保護することができ、通常のプラスチ
ック加工技術により製造することができる車載用レーダ
アンテナ装置を提供することを目的とする。本発明は、
車載用に適する実用的な小型の構造を有するアンテナ装
置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、アンテナ素子
に被せられたドーム表面に対する電磁波の入射角、電磁
波が透過する近傍の厚さを特定し、ドームを構成する材
料の性質にしたがって工業的に最適な電磁波の透過性を
得ることができるアンテナ装置を提供することを特徴と
する。
に被せられたドーム表面に対する電磁波の入射角、電磁
波が透過する近傍の厚さを特定し、ドームを構成する材
料の性質にしたがって工業的に最適な電磁波の透過性を
得ることができるアンテナ装置を提供することを特徴と
する。
【００１２】すなわち、本発明の第一の観点は、車両に
取付けられその進行方向に向けて電磁波を送信およびま
たは受信するアンテナ素子と、誘電材料により形成され
このアンテナ素子に被せられたドームとを備えた車載用
レーダアンテナにおいて、前記ドーム表面に対する電磁
波の入射角度（θ）がブルースター角（Brewster Angl
e) に近似するように、望ましくはブルースター角±５
°以内に、さらに望ましくはブルースター角±２°以内
に設定されたことを特徴とする。ここで、送信およびま
たは受信する電磁波の周波数は５０〜１００ＧＨｚ（波
長６ｍｍ〜３ｍｍ）を対象とする。この周波数の電磁波
はブルースター角に近くなると透過特性が急激に良くな
る。
取付けられその進行方向に向けて電磁波を送信およびま
たは受信するアンテナ素子と、誘電材料により形成され
このアンテナ素子に被せられたドームとを備えた車載用
レーダアンテナにおいて、前記ドーム表面に対する電磁
波の入射角度（θ）がブルースター角（Brewster Angl
e) に近似するように、望ましくはブルースター角±５
°以内に、さらに望ましくはブルースター角±２°以内
に設定されたことを特徴とする。ここで、送信およびま
たは受信する電磁波の周波数は５０〜１００ＧＨｚ（波
長６ｍｍ〜３ｍｍ）を対象とする。この周波数の電磁波
はブルースター角に近くなると透過特性が急激に良くな
る。
【００１３】アンテナ素子に被せられたドーム表面に電
磁波を受けたときにその反射率が零に近いほど透過性は
よくなる。電磁波の入射角度を反射率が零の近傍になる
ブルースター角に設定すれば、入射した電磁波を最も効
果的に透過させることができる。このブルースター角は
誘電材料の材質によって異なるが、例えばアクリル樹脂
を用いた場合にそのブルースター角は５８度となる。使
用しようとする誘電材料のブルースター角をあらかじめ
別の測定により求めておき、その角度になるようにアン
テナ素子を設置すれば、プラスチック成形によって実用
的に十分なレーダ用ドームを形成することができる。現
実の装置ではその入射角をちょうどブルースター角にす
ることはむつかしいから、望ましくはブルースター角±
５°以内に、さらに望ましくはブルースター角±２°以
内に設定することがよい。
磁波を受けたときにその反射率が零に近いほど透過性は
よくなる。電磁波の入射角度を反射率が零の近傍になる
ブルースター角に設定すれば、入射した電磁波を最も効
果的に透過させることができる。このブルースター角は
誘電材料の材質によって異なるが、例えばアクリル樹脂
を用いた場合にそのブルースター角は５８度となる。使
用しようとする誘電材料のブルースター角をあらかじめ
別の測定により求めておき、その角度になるようにアン
テナ素子を設置すれば、プラスチック成形によって実用
的に十分なレーダ用ドームを形成することができる。現
実の装置ではその入射角をちょうどブルースター角にす
ることはむつかしいから、望ましくはブルースター角±
５°以内に、さらに望ましくはブルースター角±２°以
内に設定することがよい。
【００１４】車載用レーダ装置に使用する電磁波の周波
数は、上述のように日本国で約６０ＧＨｚ、欧米で約７
７ＧＨｚが見込まれている。したがって５０〜１００Ｇ
Ｈｚをレーダ用電磁波の対象にしておけば、各国の割り
当て周波数に対しほぼ対応することができる。
数は、上述のように日本国で約６０ＧＨｚ、欧米で約７
７ＧＨｚが見込まれている。したがって５０〜１００Ｇ
Ｈｚをレーダ用電磁波の対象にしておけば、各国の割り
当て周波数に対しほぼ対応することができる。
【００１５】本発明の第二の観点は、車両に取付けられ
その進行方向に向けて電磁波を送信およびまたは受信す
るアンテナ素子と、誘電材料により形成されこのアンテ
ナ素子に被せられたドームとを備えた車載用レーダアン
テナにおいて、電磁波が透過する近傍の前記ドームの厚
さは、前記誘電材料中の電磁波の管内波長をλｇとする
とき、 ０.5 ×ｎλｇ （ただしｎは自然数） に設定されたことを特徴とする。送信およびまたは受信
する電磁波の周波数は５０〜１００ＧＨｚ（波長６ｍｍ
〜３ｍｍ）を対象とする。
その進行方向に向けて電磁波を送信およびまたは受信す
るアンテナ素子と、誘電材料により形成されこのアンテ
ナ素子に被せられたドームとを備えた車載用レーダアン
テナにおいて、電磁波が透過する近傍の前記ドームの厚
さは、前記誘電材料中の電磁波の管内波長をλｇとする
とき、 ０.5 ×ｎλｇ （ただしｎは自然数） に設定されたことを特徴とする。送信およびまたは受信
する電磁波の周波数は５０〜１００ＧＨｚ（波長６ｍｍ
〜３ｍｍ）を対象とする。
【００１６】さらに詳しく説明すると、アンテナ素子に
被せられるドームを透過する電磁波の透過率をくわしく
調べると、一般に、厚さを横軸に透過率を縦軸にとった
特性は右下がりであってほぼ一定周期で変動することが
わかった。この特性を実測した例が図６である。これ
は、透過する電磁波の波長がドームの厚さとコンパラブ
ルな値になっているときに、厚さと透過率との関係を二
つの原因に分解してみると理解しやすい。
被せられるドームを透過する電磁波の透過率をくわしく
調べると、一般に、厚さを横軸に透過率を縦軸にとった
特性は右下がりであってほぼ一定周期で変動することが
わかった。この特性を実測した例が図６である。これ
は、透過する電磁波の波長がドームの厚さとコンパラブ
ルな値になっているときに、厚さと透過率との関係を二
つの原因に分解してみると理解しやすい。
【００１７】すなわち、その第一の原因は、ドームを構
成する誘電材料の中でその誘電材料の誘電率のうち虚数
成分の影響により、透過する電磁波がそのエネルギを失
うことによる。この第一の原因は誘電材料を特定する
と、透過する電磁波が失うエネルギは、その電磁波が透
過する距離に比例することになる。これが上述の特性が
傾向として右下がりになる原因である。
成する誘電材料の中でその誘電材料の誘電率のうち虚数
成分の影響により、透過する電磁波がそのエネルギを失
うことによる。この第一の原因は誘電材料を特定する
と、透過する電磁波が失うエネルギは、その電磁波が透
過する距離に比例することになる。これが上述の特性が
傾向として右下がりになる原因である。
【００１８】その第二の原因は、ドームを構成する誘電
材料の誘電率は空気の誘電率より大きいから、ドームを
かりに板形状とするとその板の両表面でそれぞれ電磁波
の反射が繰り返し生じることによる。この両表面で生じ
る反射回数が複数回のものについては、その電磁波の進
行方向が同一になり、その相互位相にしたがって干渉す
ることになる。その結果、電磁波の透過率特性は、ドー
ムの厚さに応じて正弦波特性を有することになる。誘電
材料の中での電磁波の波長（ここでは管内波長という）
はその材料の性質にしたがって短縮されるから、その透
過率特性は管内波長の半分の整数倍で変化することにな
る。
材料の誘電率は空気の誘電率より大きいから、ドームを
かりに板形状とするとその板の両表面でそれぞれ電磁波
の反射が繰り返し生じることによる。この両表面で生じ
る反射回数が複数回のものについては、その電磁波の進
行方向が同一になり、その相互位相にしたがって干渉す
ることになる。その結果、電磁波の透過率特性は、ドー
ムの厚さに応じて正弦波特性を有することになる。誘電
材料の中での電磁波の波長（ここでは管内波長という）
はその材料の性質にしたがって短縮されるから、その透
過率特性は管内波長の半分の整数倍で変化することにな
る。
【００１９】この第一の原因と第二の原因とが重なって
図６に例示するような特性が得られる。したがって、レ
ーダドームの厚さを工業的に選定するには、上述のよう
に第二の原因による干渉による透過率の変化が極大とな
る厚さであって、機械的強度を保つことができる最小の
厚さを選択すればよいことになる。
図６に例示するような特性が得られる。したがって、レ
ーダドームの厚さを工業的に選定するには、上述のよう
に第二の原因による干渉による透過率の変化が極大とな
る厚さであって、機械的強度を保つことができる最小の
厚さを選択すればよいことになる。
【００２０】このような特性をそれぞれの誘電材料につ
いてあらかじめ別の測定により求めておき、その厚さの
変化に対する透過率の変化を示す特性曲線から機械的強
度を考慮してドームの厚さを設定する。これにより、レ
ーダ用ドームとして適当な機械的強度を維持できる厚さ
をもたせ、かつ電磁波を実用的な程度に十分に透過させ
ることができるレーダ用ドームを得ることができる。
いてあらかじめ別の測定により求めておき、その厚さの
変化に対する透過率の変化を示す特性曲線から機械的強
度を考慮してドームの厚さを設定する。これにより、レ
ーダ用ドームとして適当な機械的強度を維持できる厚さ
をもたせ、かつ電磁波を実用的な程度に十分に透過させ
ることができるレーダ用ドームを得ることができる。
【００２１】この透過率に関する測定は、使用周波数で
行うことが最善であるが、必ずしも使用周波数で行わな
くとも、やや低い周波数例えば数ＧＨｚ程度の周波数、
つまり取扱いの容易な周波数で測定し、それを５０ＧＨ
ｚ以上の使用周波数に拡張して理解することができる。
行うことが最善であるが、必ずしも使用周波数で行わな
くとも、やや低い周波数例えば数ＧＨｚ程度の周波数、
つまり取扱いの容易な周波数で測定し、それを５０ＧＨ
ｚ以上の使用周波数に拡張して理解することができる。
【００２２】本発明の第三の観点は、車両に取付けられ
その進行方向に向けて電磁波を送信およびまたは受信す
るアンテナ素子と、誘電材料により形成されこのアンテ
ナ素子に被せられたドームとを備えた車載用レーダアン
テナにおいて、前記ドームは誘電材料により形成された
構造であり、これを箱構造とすることにより前記アンテ
ナ素子の全部がこの箱構造の内部に実装され、この箱構
造に車体に対する取付け具が設けられたことを特徴とす
る。送信およびまたは受信する電磁波の周波数は５０〜
１００ＧＨｚ（波長６ｍｍ〜３ｍｍ）を対象とし、前記
アンテナ素子の全部に加えて送信回路およびまたは受信
回路の少なくとも一部を前記箱構造の内部に実装するこ
ともできる。
その進行方向に向けて電磁波を送信およびまたは受信す
るアンテナ素子と、誘電材料により形成されこのアンテ
ナ素子に被せられたドームとを備えた車載用レーダアン
テナにおいて、前記ドームは誘電材料により形成された
構造であり、これを箱構造とすることにより前記アンテ
ナ素子の全部がこの箱構造の内部に実装され、この箱構
造に車体に対する取付け具が設けられたことを特徴とす
る。送信およびまたは受信する電磁波の周波数は５０〜
１００ＧＨｚ（波長６ｍｍ〜３ｍｍ）を対象とし、前記
アンテナ素子の全部に加えて送信回路およびまたは受信
回路の少なくとも一部を前記箱構造の内部に実装するこ
ともできる。
【００２３】車載用レーダ装置に割り当てられる電磁波
の周波数が５０〜１００ＧＨｚの範囲にあるから、上述
のように放射素子の長さは数ｍｍ以下であり、したがっ
てホーンの大きさはその対角線の長さを数ｃｍ程度に形
成することが可能である。そこで、誘電材料により成形
するドームを車体に対する取付け具を設けた箱構造にし
て、この箱構造の内部にアンテナ素子を実装し、さら
に、送信回路および受信回路を実装すれば、装置のすべ
てを一つの箱体に収容することができ、小型化をはかる
とともに、安価に製造することができる。
の周波数が５０〜１００ＧＨｚの範囲にあるから、上述
のように放射素子の長さは数ｍｍ以下であり、したがっ
てホーンの大きさはその対角線の長さを数ｃｍ程度に形
成することが可能である。そこで、誘電材料により成形
するドームを車体に対する取付け具を設けた箱構造にし
て、この箱構造の内部にアンテナ素子を実装し、さら
に、送信回路および受信回路を実装すれば、装置のすべ
てを一つの箱体に収容することができ、小型化をはかる
とともに、安価に製造することができる。
【００２４】
【００２５】
【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
【００２６】（第一実施例）図１は本発明第一実施例車
載用レーダアンテナの要部の構成を示すブロック図、図
２は本発明第一実施例車載用レーダアンテナの外観形状
を示す斜視図、図３は本発明第一実施例車載用レーダア
ンテナが車両に取付けられた状態を示す斜視図である。
載用レーダアンテナの要部の構成を示すブロック図、図
２は本発明第一実施例車載用レーダアンテナの外観形状
を示す斜視図、図３は本発明第一実施例車載用レーダア
ンテナが車両に取付けられた状態を示す斜視図である。
【００２７】本発明第一実施例車載用レーダアンテナ
は、車両に取付けられその進行方向に向けて電磁波を送
信する送信アンテナ素子１ａと、障害物からの反射波を
受信する受信アンテナ素子１ｂと、誘電材料により形成
され送信アンテナ素子１ａおよび受信アンテナ素子１ｂ
に被せられたドーム２とが備えられる。
は、車両に取付けられその進行方向に向けて電磁波を送
信する送信アンテナ素子１ａと、障害物からの反射波を
受信する受信アンテナ素子１ｂと、誘電材料により形成
され送信アンテナ素子１ａおよび受信アンテナ素子１ｂ
に被せられたドーム２とが備えられる。
【００２８】ドーム２の表面に対する送信波および受信
波の入射角θはほぼブルースター角に等しく設定され、
電磁波が透過する近傍のドーム２の厚さｔは、誘電材料
中の電磁波の管内波長をλｇとするとき、 ０.5 ×ｎλｇ （ただしｎは自然数） に設定され、ドーム２は誘電材料により箱構造に形成さ
れる。送信アンテナ素子１ａおよび受信アンテナ素子１
ｂはこの箱構造の内部に実装され、この箱構造には車体
に取付けるための取付け穴３ａを有する取付け具３が設
けられる。
波の入射角θはほぼブルースター角に等しく設定され、
電磁波が透過する近傍のドーム２の厚さｔは、誘電材料
中の電磁波の管内波長をλｇとするとき、 ０.5 ×ｎλｇ （ただしｎは自然数） に設定され、ドーム２は誘電材料により箱構造に形成さ
れる。送信アンテナ素子１ａおよび受信アンテナ素子１
ｂはこの箱構造の内部に実装され、この箱構造には車体
に取付けるための取付け穴３ａを有する取付け具３が設
けられる。
【００２９】送信アンテナ素子１ａにはアッテネータ４
およびミキサ５が接続され、アッテネータ４には発振器
６が接続される。また、受信アンテナ素子１ｂにはミキ
サ５が接続され、このミキサ５には増幅器７が接続され
る。
およびミキサ５が接続され、アッテネータ４には発振器
６が接続される。また、受信アンテナ素子１ｂにはミキ
サ５が接続され、このミキサ５には増幅器７が接続され
る。
【００３０】ドーム２にはレーダ装置筐体１１がパッキ
ン１２を介して固定ねじ１３により機械的に結合され、
このレーダ装置筐体１１内には、増幅器７からの出力を
入力としＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換器１４および電流
値の判定を行う電流値判定回路１５と、Ａ／Ｄ変換器１
４の出力を受けて高速フーリエ変換を行うＦＦＴ回路１
６と、このＦＦＴ回路１６および電流値判定回路１５の
出力を入力し車間距離の演算を行うコンピュータ装置１
７と、このコンピュータ装置１７の制御にしたがってア
ッテネータ４および増幅器７に制御信号を送出する発振
器出力制御回路１８とにより構成されたレーダ装置本体
が収容される。
ン１２を介して固定ねじ１３により機械的に結合され、
このレーダ装置筐体１１内には、増幅器７からの出力を
入力としＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換器１４および電流
値の判定を行う電流値判定回路１５と、Ａ／Ｄ変換器１
４の出力を受けて高速フーリエ変換を行うＦＦＴ回路１
６と、このＦＦＴ回路１６および電流値判定回路１５の
出力を入力し車間距離の演算を行うコンピュータ装置１
７と、このコンピュータ装置１７の制御にしたがってア
ッテネータ４および増幅器７に制御信号を送出する発振
器出力制御回路１８とにより構成されたレーダ装置本体
が収容される。
【００３１】レーダ装置筐体１１の後端部開口にはパッ
キン１９を介して取付けねじ２０により裏蓋２１が固定
され内部が密閉される。
キン１９を介して取付けねじ２０により裏蓋２１が固定
され内部が密閉される。
【００３２】運転席には、車間距離警報ランプ２２およ
び汚れ警報ランプ２３が備えられた表示器２４が配置さ
れ、コンピュータ装置１７の警報出力にしたがって点灯
し警報を発生する。
び汚れ警報ランプ２３が備えられた表示器２４が配置さ
れ、コンピュータ装置１７の警報出力にしたがって点灯
し警報を発生する。
【００３３】このように構成された本発明第一実施例車
載用レーダ装置１０は、図３に示すように、バンパ２５
に取付け具３を用いて車両の進行方向に向けて固定され
る。
載用レーダ装置１０は、図３に示すように、バンパ２５
に取付け具３を用いて車両の進行方向に向けて固定され
る。
【００３４】電磁波のドーム表面に対する入射角θは使
用する誘電材料についてあらかじめそのブルースター角
が測定され設定される。ここで、電磁波の入射角度θを
設定するために行われる測定について説明する。本発明
は車載用レーダ装置に割り当てられる周波数が５０〜１
００ＧＨｚ（波長６ｍｍ〜３ｍｍ）の電磁波であること
を条件とするが、この例では日本国に割り当てが見込ま
れている６０ＧＨｚの電磁波を用いての測定について説
明する。図４は入射角度設定のための反射係数測定装置
の要部の構成を示す図である。この測定は、電磁波吸収
体３１の前面に誘電材料としてアクリル樹脂製の試料３
２を配置し、この試料３２に送信器３３が発生する６０
ＧＨｚの電磁波を仰角θn を変えて送信アンテナ３４か
ら発信し、そのそれぞれの仰角θn についての反射波を
受信アンテナ３５を介して受信器３６が受信することに
より行われた。試料３２として厚さｔが１．１１ｍｍ、
３．０３ｍｍ、５．０３ｍｍの誘電材料を用いた。
用する誘電材料についてあらかじめそのブルースター角
が測定され設定される。ここで、電磁波の入射角度θを
設定するために行われる測定について説明する。本発明
は車載用レーダ装置に割り当てられる周波数が５０〜１
００ＧＨｚ（波長６ｍｍ〜３ｍｍ）の電磁波であること
を条件とするが、この例では日本国に割り当てが見込ま
れている６０ＧＨｚの電磁波を用いての測定について説
明する。図４は入射角度設定のための反射係数測定装置
の要部の構成を示す図である。この測定は、電磁波吸収
体３１の前面に誘電材料としてアクリル樹脂製の試料３
２を配置し、この試料３２に送信器３３が発生する６０
ＧＨｚの電磁波を仰角θn を変えて送信アンテナ３４か
ら発信し、そのそれぞれの仰角θn についての反射波を
受信アンテナ３５を介して受信器３６が受信することに
より行われた。試料３２として厚さｔが１．１１ｍｍ、
３．０３ｍｍ、５．０３ｍｍの誘電材料を用いた。
【００３５】この測定により得られた仰角θn に対する
反射係数Ｒの関係を図５に示す。これによると試料の厚
さｔがそのいずれであっても、仰角θn が約５８度のと
ころで反射係数Ｒは最も低い値が示されている。反射係
数Ｒが低いということは、その角度（θn ＝５８度）で
送信された電磁波が試料３２内を透過する量が最も多い
ことを示すものである。したがって図１に示す電磁波の
入射角度θをほぼその材料固有のブルースター角に設定
することによって入射効率を最大にすることができる。
反射係数Ｒの関係を図５に示す。これによると試料の厚
さｔがそのいずれであっても、仰角θn が約５８度のと
ころで反射係数Ｒは最も低い値が示されている。反射係
数Ｒが低いということは、その角度（θn ＝５８度）で
送信された電磁波が試料３２内を透過する量が最も多い
ことを示すものである。したがって図１に示す電磁波の
入射角度θをほぼその材料固有のブルースター角に設定
することによって入射効率を最大にすることができる。
【００３６】なお、反射係数Ｒは次式によって求められ
る。
る。
【００３７】
【数１】 代表的な誘電材料の周波数が６０ＧＨｚでの比誘電率ε
r および厚さｔと仰角θn を表１および表２に示す。
r および厚さｔと仰角θn を表１および表２に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】 次に、ドーム２の厚さｔの設定について説明する。厚さ
ｔの設定には誘電材料の透過率Ｔを求める必要がある。
透過率Ｔは次式によって求められる。
ｔの設定には誘電材料の透過率Ｔを求める必要がある。
透過率Ｔは次式によって求められる。
【００４０】
【数２】 図６は誘電材料の厚さｔと周波数６０ＧＨｚの電磁波の
透過率Ｔとの関係を示す図である。ここにはアクリル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂およびテフロン
樹脂の例が示されている。これによると誘電材料の厚さ
ｔと透過率Ｔとの関係は、厚さｔが増加するにしたがっ
て比例的に透過率Ｔが低下するのではなく、例えば、ア
クリル樹脂の場合では厚さｔが２．３ｍｍのときの透過
率Ｔが８７％であるのに、厚さｔが３．１ｍｍでは透過
率Ｔは９５％となり、さらに３．９ｍｍでは８５．５％
に低下するが、４．６ｍｍでは９３％に上昇する。
透過率Ｔとの関係を示す図である。ここにはアクリル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂およびテフロン
樹脂の例が示されている。これによると誘電材料の厚さ
ｔと透過率Ｔとの関係は、厚さｔが増加するにしたがっ
て比例的に透過率Ｔが低下するのではなく、例えば、ア
クリル樹脂の場合では厚さｔが２．３ｍｍのときの透過
率Ｔが８７％であるのに、厚さｔが３．１ｍｍでは透過
率Ｔは９５％となり、さらに３．９ｍｍでは８５．５％
に低下するが、４．６ｍｍでは９３％に上昇する。
【００４１】この特性を利用して機械的強度を満足させ
るとともに、高い透過率Ｔが得られる厚さｔを選択する
ことができる。例えば、アクリル樹脂を用いた場合に厚
さｔ＝４．６ｍｍを設定すれば９３％の透過率Ｔを得る
ことができる。
るとともに、高い透過率Ｔが得られる厚さｔを選択する
ことができる。例えば、アクリル樹脂を用いた場合に厚
さｔ＝４．６ｍｍを設定すれば９３％の透過率Ｔを得る
ことができる。
【００４２】なお、この図６に例示する特性の定性的な
説明については、上記〔課題を解決するための手段〕の
欄で詳しく説明したのでこれを参照されたい。
説明については、上記〔課題を解決するための手段〕の
欄で詳しく説明したのでこれを参照されたい。
【００４３】（第二実施例）図７は本発明第二実施例車
載用レーダアンテナの外観形状を示す斜視図である。
載用レーダアンテナの外観形状を示す斜視図である。
【００４４】本発明第二実施例車載用アンテナ素子は、
図１に示す第一実施例における送信アンテナ素子１ａ、
受信アンテナ素子１ｂ、アッテネータ４、ミキサ５、発
振器６および増幅器７を含むアンテナ素子と、Ａ／Ｄ変
換器１４、電流値判定回路１５、ＦＦＴ回路１６、コン
ピュータ装置１７および発振器出力制御回路１８を含む
レーダ装置本体とが一つの箱構造として成形された筐体
４０内に収容される。筐体４０には取付け穴４１ａを有
する取付け具４１が形成され、その後部にはパッキン１
９を介して裏蓋２１が取付けねじ２０により固定され
る。
図１に示す第一実施例における送信アンテナ素子１ａ、
受信アンテナ素子１ｂ、アッテネータ４、ミキサ５、発
振器６および増幅器７を含むアンテナ素子と、Ａ／Ｄ変
換器１４、電流値判定回路１５、ＦＦＴ回路１６、コン
ピュータ装置１７および発振器出力制御回路１８を含む
レーダ装置本体とが一つの箱構造として成形された筐体
４０内に収容される。筐体４０には取付け穴４１ａを有
する取付け具４１が形成され、その後部にはパッキン１
９を介して裏蓋２１が取付けねじ２０により固定され
る。
【００４５】このように構成された本発明発明第二実施
例車載用レーダアンテナのドーム表面に対する電磁波の
入射角θおよびドーム部の厚さｔは第一実施例同様に設
定される。
例車載用レーダアンテナのドーム表面に対する電磁波の
入射角θおよびドーム部の厚さｔは第一実施例同様に設
定される。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、通
常のプラスチック加工技術により、周波数が数十ＧＨｚ
の高周波帯のレーダ用電磁波を透過させることができる
とともに、そのアンテナ素子を風や雨から十分に保護す
るドームを製造することができる。さらに、低コストで
小型構造の実用的な装置を実現することができる。
常のプラスチック加工技術により、周波数が数十ＧＨｚ
の高周波帯のレーダ用電磁波を透過させることができる
とともに、そのアンテナ素子を風や雨から十分に保護す
るドームを製造することができる。さらに、低コストで
小型構造の実用的な装置を実現することができる。
【図１】本発明第一実施例車載用レーダアンテナの要部
の構成を示すブロック図。
の構成を示すブロック図。
【図２】本発明第一実施例車載用レーダアンテナの外観
形状を示す斜視図。
形状を示す斜視図。
【図３】本発明第一実施例車載用レーダアンテナが車両
に取り付けられた状態を示す斜視図。
に取り付けられた状態を示す斜視図。
【図４】本発明第一実施例における入射角度設定のため
の反射係数測定装置の要部の構成を示す図。
の反射係数測定装置の要部の構成を示す図。
【図５】本発明第一実施例における測定により得られた
仰角θn に対する反射係数の関係を示す図。
仰角θn に対する反射係数の関係を示す図。
【図６】本発明第一実施例における誘電材料の厚さｔと
透過率Ｔとの関係を示す図。
透過率Ｔとの関係を示す図。
【図７】本発明第二実施例車載用レーダアンテナの外観
形状を示す斜視図。
形状を示す斜視図。
１ａ 送信アンテナ素子 １ｂ 受信アンテナ素子 ２ ドーム ３ ４１ 取付け具 ３ａ ４１ａ 取付け穴 ４ アッテネータ ５ ミキサ ６ 発振器 ７ 増幅器 １０ 車載用レーダ装置 １１ レーダ装置筐体 １２、１９ パッキン １３ 固定ねじ １４ Ａ／Ｄ変換器 １５ 電流値判定回路 １６ ＦＦＴ回路 １７ コンピュータ装置 １８ 発振器出力制御回路 ２０ 取付けねじ ２１ 裏蓋 ２２ 車間距離警報ランプ ２３ 汚れ警報ランプ ２４ 表示器 ２５ バンパ ３１ 電磁波吸収体 ３２ 試料 ３３ 送信器 ３４ 送信アンテナ ３５ 受信アンテナ ３６ 受信器 ４０ 筐体
Claims (7)
- 【請求項１】 車両に取付けられその進行方向に向けて
電磁波を送信およびまたは受信するアンテナ素子と、誘
電材料により形成されこのアンテナ素子に被せられたド
ームとを備えた車載用レーダアンテナにおいて、 前記ドーム表面に対する電磁波の入射角度（θ）がブル
ースター角に対して±５°以内に設定されたことを特徴
とする車載用レーダアンテナ。 - 【請求項２】 電磁波の周波数は５０〜１００ＧＨｚ
（波長６ｍｍ〜３ｍｍ）である請求項１記載の車載用レ
ーダアンテナ。 - 【請求項３】 車両に取付けられその進行方向に向けて
電磁波を送信およびまたは受信するアンテナ素子と、誘
電材料により形成されこのアンテナ素子に被せられたド
ームとを備えた車載用レーダアンテナにおいて、 電磁波が透過する近傍の前記ドームの厚さは、前記誘電
材料中の電磁波の管内波長をλｇとするとき、 ０.5 ×ｎλｇ （ただしｎは自然数） に設定されたことを特徴とする車載用レーダアンテナ。 - 【請求項４】 電磁波の周波数は５０〜１００ＧＨｚ
（波長６ｍｍ〜３ｍｍ）である請求項３記載の車載用レ
ーダアンテナ。 - 【請求項５】 車両に取付けられその進行方向に向けて
電磁波を送信およびまたは受信するアンテナ素子と、誘
電材料により形成されこのアンテナ素子に被せられたド
ームとを備えた車載用レーダアンテナにおいて、 前記ドームは誘電材料により形成された箱構造であり、
前記アンテナ素子の全部がこの箱構造の内部に実装さ
れ、この箱構造に車体に対する取付け具が設けられたこ
とを特徴とする車載用レーダアンテナ。 - 【請求項６】 電磁波の周波数は５０〜１００ＧＨｚ
（波長６ｍｍ〜３ｍｍ）である請求項５記載の車載用レ
ーダアンテナ。 - 【請求項７】 前記アンテナ素子の全部に加えて送信回
路およびまたは受信回路の少なくとも一部が前記箱構造
の内部に実装された請求項６記載の車載用レーダアンテ
ナ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8233416A JPH1079616A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 車載用レーダアンテナ |
| EP97924365A EP0859425A4 (en) | 1996-09-03 | 1997-06-10 | RADAR ANTENNA EQUIPPED WITH A VEHICLE |
| PCT/JP1997/001979 WO1998010484A1 (fr) | 1996-09-03 | 1997-06-10 | Antenne radar equipant un vehicule |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8233416A JPH1079616A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 車載用レーダアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1079616A true JPH1079616A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=16954728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8233416A Pending JPH1079616A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 車載用レーダアンテナ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0859425A4 (ja) |
| JP (1) | JPH1079616A (ja) |
| WO (1) | WO1998010484A1 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6120154A (en) * | 1998-03-04 | 2000-09-19 | Hino Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Reflector for vehicle |
| FR2808886A1 (fr) * | 2000-05-15 | 2001-11-16 | Hitachi Ltd | Radar a ondes radioelectriques monte sur vehicule |
| JP2002131413A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-09 | Honda Motor Co Ltd | 車載用レドーム |
| JP2007248167A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Honda Motor Co Ltd | 電波透過性部品 |
| JP2009019944A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-01-29 | Toto Ltd | 駆動装置 |
| JP2011191097A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Mitsubishi Space Software Kk | 誘電率特定装置、誘電率特定方法及び誘電率特定プログラム |
| JP2013076704A (ja) * | 2012-11-14 | 2013-04-25 | Toyota Motor Corp | 車載レーダー装置および車両のリアバンパー |
| JP2014500479A (ja) * | 2010-10-12 | 2014-01-09 | フューチャー テクノロジー（センサーズ）リミテッド | センサアセンブリ |
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| JP2016070916A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 日本電産エレシス株式会社 | 車載用レーダ装置および車両 |
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| DE102004035614A1 (de) * | 2004-07-22 | 2006-03-16 | Marconi Communications Gmbh | Verkleidung für eine Richtfunkantenne |
| SE538027C2 (sv) * | 2014-06-16 | 2016-02-16 | Atlas Copco Rock Drills Ab | Kommunikationsenhet i en åtminstone delvis fjärrstyrd gruvmaskin |
| DE102014213502A1 (de) * | 2014-07-11 | 2016-01-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Schutzelement für einen Radarsensor in einem Kraftfahrzeug |
| WO2020230694A1 (ja) * | 2019-05-16 | 2020-11-19 | ソニー株式会社 | 移動体 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS4946662A (ja) * | 1972-09-07 | 1974-05-04 | ||
| JPS50103234A (ja) * | 1974-01-11 | 1975-08-15 | ||
| DE2740555C2 (de) * | 1977-09-08 | 1982-10-28 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Antwortgerät für eine Mikrowellen-Informationsübertragungseinrichtung |
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| IT1241834B (it) * | 1990-11-22 | 1994-02-01 | Sma Segnalamento Marittimo Ed | Sensore radar veicolare per applicazioni a breve distanza |
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| JPH06343006A (ja) * | 1993-06-02 | 1994-12-13 | Hitachi Ltd | 車載アンテナ |
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-
1996
- 1996-09-03 JP JP8233416A patent/JPH1079616A/ja active Pending
-
1997
- 1997-06-10 EP EP97924365A patent/EP0859425A4/en not_active Withdrawn
- 1997-06-10 WO PCT/JP1997/001979 patent/WO1998010484A1/ja not_active Application Discontinuation
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