JP2017142074A - Millimeter wave receiving structure - Google Patents
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Abstract
【課題】反射波の方向によって検知精度が低下しづらいミリ波受信構造を提供する。【解決手段】ミリ波受信構造において、ミリ波レーダ装置は、送信波を送信し、送信波が対象物に反射した反射波を受信する。カバー12は、ミリ波レーダ装置の反射波を透過させる。ミリ波レーダ装置の複数の受信アンテナ20は、所定の中心位置Cから等間隔に離れて配置される。カバー12の球面部12aは、中心位置Cを中心とする球面形状を有する。受信アンテナ20は、球面部を透過した反射波を受信する。【選択図】図4Provided is a millimeter wave receiving structure in which detection accuracy is hardly lowered depending on a direction of a reflected wave. In a millimeter wave receiving structure, a millimeter wave radar device transmits a transmission wave and receives a reflected wave obtained by reflecting the transmission wave on an object. The cover 12 transmits the reflected wave of the millimeter wave radar device. The plurality of receiving antennas 20 of the millimeter wave radar apparatus are arranged at equal intervals from a predetermined center position C. The spherical portion 12a of the cover 12 has a spherical shape with the center position C as the center. The receiving antenna 20 receives the reflected wave that has passed through the spherical portion. [Selection] Figure 4
Description
本発明は、車両周辺の対象物を検知するためのミリ波レーダ装置を備えるミリ波受信構造に関する。 The present invention relates to a millimeter wave receiving structure including a millimeter wave radar device for detecting an object around a vehicle.
特許文献1には、車両に設けられるミリ波レーダ装置と、ミリ波レーダ装置から離れて配置されるレーダ装置用カバーとが開示される。レーダ装置用カバーは、誘電体板を屈曲させて形成される凹凸を有し、カバー表面に沿う壁とカバー表面に垂直な壁の厚さとを異ならせている。これにより、カバー表面に沿う壁を透過するミリ波と、カバー表面に垂直な壁を透過するミリ波の位相のずれを抑えている。
特許文献2には、車両の周囲に存在する物標を認識するためのレーダ装置が開示される。特許文献2のレーダ装置は、レーダ波を送受信するレーダ部と、レーダ部の回路基板を保護するレドームとを有する。このレドームは、低損失でレーダ波を透過させる透過材で形成され、レーダ部のビーム方向に位置する部位を正面部として、レーダ波の波長の二分の一の値の厚さに設定されている。 Patent Document 2 discloses a radar device for recognizing a target existing around a vehicle. The radar apparatus of Patent Document 2 includes a radar unit that transmits and receives radar waves, and a radome that protects a circuit board of the radar unit. This radome is formed of a transmission material that transmits a radar wave with low loss, and is set to a thickness that is a half value of the wavelength of the radar wave with a portion located in the beam direction of the radar unit as a front part. .
ところで、近年のミリ波レーダ装置は検知可能な角度幅が広がっており、正面方向に対して大きく傾斜した反射波もカバーまたはレドームを透過して受信されるようになっている。しかしながら、特許文献1および2の技術によると、カバーまたはレドームを透過する反射波が正面方向に対して傾斜するにつれて、位相のずれが大きくなって検知精度が低下するおそれがある。
By the way, in recent millimeter wave radar devices, the detectable angular width is widened, and reflected waves greatly inclined with respect to the front direction are received through the cover or radome. However, according to the techniques of
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、反射波の向きによって検知精度が低下しづらいミリ波受信構造を提供する。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a millimeter wave receiving structure in which the detection accuracy is not easily lowered by the direction of the reflected wave.
上記課題を解決するために、本発明のある態様のミリ波受信構造は、送信波を送信し、送信波が対象物に反射した反射波を受信するミリ波レーダ装置と、ミリ波レーダ装置の反射波を透過させるカバーと、を備える。ミリ波レーダ装置は、所定の中心位置から等間隔に離れて配置される複数の受信アンテナを有する。カバーは、中心位置を中心とする球面形状を有する球面部を有する。受信アンテナは、球面部を透過した反射波を受信する。 In order to solve the above-described problems, a millimeter wave receiving structure according to an aspect of the present invention includes a millimeter wave radar device that transmits a transmission wave and receives a reflected wave reflected from an object, and a millimeter wave radar device. And a cover that transmits the reflected wave. The millimeter wave radar apparatus has a plurality of receiving antennas arranged at equal intervals from a predetermined center position. The cover has a spherical portion having a spherical shape with the center position as the center. The receiving antenna receives the reflected wave that has passed through the spherical portion.
この態様によると、複数の受信アンテナに受信される反射波は、球面部を透過する経路長を向きによらず等しくすることができる。これにより、複数の受信アンテナに受信される反射波においてカバーを透過する際の位相の変化量を等しくして、位相のずれによる検知精度の低下を抑えることができる。 According to this aspect, the reflected waves received by the plurality of receiving antennas can have the same path length through the spherical portion regardless of the direction. Thereby, in the reflected waves received by the plurality of receiving antennas, the amount of change in phase when passing through the cover can be made equal, and a decrease in detection accuracy due to a phase shift can be suppressed.
本発明によれば、反射波の向きによって検知精度が低下しづらいミリ波受信構造を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a millimeter wave receiving structure in which the detection accuracy is not easily lowered depending on the direction of the reflected wave.
図1は、実施例のミリ波受信構造1について説明するための図である。ミリ波受信構造1はミリ波レーダ装置10およびカバー12を備える。ミリ波レーダ装置10は、車体に固定され、車両前方に向かって送信波を出力し、対象物に反射された反射波を受信する。ミリ波レーダ装置10は、電子スキャン方式を用いて複数の受信アンテナで反射波を受信する。ミリ波レーダ装置10の送信波は、時間軸に沿って周波数変調したミリ波帯の連続波である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a millimeter
ミリ波レーダ装置10の検知結果は不図示の制御手段に送出され、車両周辺の物体を検知する。ミリ波レーダ装置10の検知結果は、たとえば先行車との追突の可能性を検出し、減速をアシストするプリクラッシュセーフティシステムや、先行車両と自車両との車間距離を適切な間隔に維持するアダプティブクルーズコントロールに用いられる。
The detection result of the millimeter
カバー12は、車両前端に設けられるフロントグリル14に固定される。なお、ミリ波レーダ装置10もフロントグリル14に固定されてよい。カバー12は、車両前端の中央に設けられるミリ波透過用エンブレムであってよい。ミリ波レーダ装置10は、カバー12を通った反射波を受信する。
The
図2は、電子スキャン方式のミリ波レーダ装置10の動作を説明する図である。ミリ波レーダ装置10は、第1受信アンテナ20aおよび第2受信アンテナ20b(これらを区別しない場合「受信アンテナ20」という)を有する。ミリ波レーダ装置10の送信アンテナは受信アンテナ20の近傍に設けられる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the electronic scan type millimeter
送信アンテナから送信された送信波は、対象物22に当たって反射され、その反射波が複数の受信アンテナ20にそれぞれ受信される。第1受信アンテナ20aには第1反射波24aが受信され、第2受信アンテナ20bには第2反射波24bが受信される。第1反射波24aおよび第2反射波24bは、実質的に平行である。
The transmission wave transmitted from the transmission antenna strikes the
第1受信アンテナ20aおよび第2受信アンテナ20bは離れて位置するため、第1反射波24aおよび第2反射波24bがそれぞれ受信されるまでにずれが生じ、そのずれが位相差Lとなって表れる。この第1反射波24aおよび第2反射波24bの位相差Lは、第1反射波24aおよび第2反射波24bの方向に応じて変化するため、対象物22の方向が検出できる。図2に示す例ではカバー12の作用が含まれていないため、カバー12の作用を新たな図を参照して説明する。
Since the first receiving
図3は、カバー12を介して受信するミリ波レーダ装置10の動作について説明する図である。第1受信アンテナ20aおよび第2受信アンテナ20bは、カバー12を介して第1反射波24aおよび第2反射波24bをそれぞれ受信する。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the millimeter
第1反射波24aおよび第2反射波24bは、カバー12を通る間に波長の短縮が生じて位相ずれとなって表れる。この位相の変化量は、反射波が通るカバー12の経路長に依存する。図3に示すように、第1反射波24aの経路長L2が相対的に短く、第2反射波24bの経路長L1が相対的に長くなるように設定されると、反射波が通るカバー12の経路長の差が検知誤差となる位相のずれとして表れる。
The first
そこで、実施例のカバー12は、複数の受信アンテナ20が受信する反射波の経路長を等しくなるように構成することで、検知精度の低下を抑える。
Therefore, the
図4は、実施例のカバー12と受信アンテナ20の位置について説明するための図である。図4(a)に示すように、第1受信アンテナ20aおよび第2受信アンテナ20bは、ミリ波レーダ装置10の取付部10aに設けられ、同一平面上に配置される。
FIG. 4 is a diagram for explaining the positions of the
第1受信アンテナ20aおよび第2受信アンテナ20bは、所定の中心位置Cから同じ間隔Dだけ離れている。つまり、複数の受信アンテナ20は、中心位置Cから等間隔に離れて位置する。
The first receiving
カバー12は、球面形状に形成された球面部12aを有し、中心位置Cを中心として配置される。なお、カバー12は球面部12aに加えて、フロントグリル14に連結するための取付部や、フロントグリル14と同形状のグリル部を一体に有してよい。球面部12aは、略半球形状に形成され、ミリ波レーダ装置10の送受信波を低損失で透過させる透過材で形成される。
The
受信アンテナ20は、球面部12aを通る反射波を受信する。第1反射波24aは、経路長L3の球面部12aを通って第1受信アンテナ20aに受信され、第2反射波24bは、経路長L4の球面部12aを通って第2受信アンテナ20bに受信される。経路長L3および経路長L4は、中心位置Cを中心として球面部12aおよび受信アンテナ20が配置されるため、等しくなる。
The receiving antenna 20 receives a reflected wave that passes through the
図4(b)に模式的に球体として示される球面部12aは、受信アンテナ20を囲み、受信アンテナ20の中心位置Cを中心として配置される。ここで、受信アンテナ20および中心位置Cを通り、互いに平行な3本の第1ライン26a、第2ライン26b、第3ライン26cは、等間隔dに位置する。第1ライン26aが球面部12aと重なる間隔L5は、第2ライン26bが球面部12aと重なる間隔L6と同じになる。
A
このように、カバー12の球面部12aが複数の受信アンテナ20の中心位置Cを中心に配置することで、受信されるそれぞれの反射波における球面部12aの経路長を反射波の向きによらず同じにして、検知精度の低下を抑えることができる。
In this way, the
ミリ波レーダ装置10は、電子スキャン方式を用いることで検知可能な角度幅が広がっている。また、受信アンテナ20の受信強度は、正面方向に対する反射波の傾斜が大きくなるにつれて低くなる。仮にカバーが平板状である場合、正面方向に対する反射波の傾斜が大きくなるにつれてカバーを透過する経路長が長くなって、反射波の減衰量が大きくなって受信アンテナの受信強度が低下する。これに対し、球面部12aを透過させることで広角側の反射波の経路長が長くなることを抑え、検知精度の低下を抑えることができる。
The millimeter
図5は、変形例のカバー112の球面部112aについて説明するための図である。変形例の球面部112aは、厚さTの球面形状に形成されるものの、図4(a)に示す球面部12aと比べて、中心位置Cを中心としていない点で異なる。なお、球面部112aの中心は、複数の受信アンテナ20の間に設定され、複数の受信アンテナ20の中心の近くに位置する。
FIG. 5 is a view for explaining the
第1受信アンテナ20aに受信される反射波28aは経路長L7の球面部112aを通り、第2受信アンテナ20bに受信される反射波28bは経路長L8の球面部112aを通る。球面部112aは、中心位置Cを中心としないため、反射波の方向が変わると経路長L7と経路長L8の差が変化する。経路長L7と経路長L8は、球面部112aの曲率、球面部112aの厚さT、受信アンテナ20の間隔D1にもとづいて算出される。
The reflected wave 28a received by the
変形例のカバー112は、下記式1を満たすように球面部112aの曲率および球面部112aの厚さTが設定される。
Th>|L8−L7|max/2πλ 式1
Thは、許容される位相差の閾値であり、|L8−L7|maxは、経路長(位相)の差の最大値であり、λはミリ波レーダ装置10の送受信波の波長である。
In the
Th> | L8−L7 | max /
Th is a threshold value of an allowable phase difference, | L8−L7 | max is a maximum value of a path length (phase) difference, and λ is a wavelength of a transmission / reception wave of the millimeter
このように、経路長L7と経路長L8の最大位相差が式1を満たすように所定の許容閾値以下となるように、球面部112aの曲率および球面部112aの厚さを設定することで、ミリ波レーダ装置10の検知誤差を所望の範囲内に収めることができる。
In this way, by setting the curvature of the
以上、本発明を各実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素およびプロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、そのような変形例を述べる。 In the above, this invention was demonstrated based on each embodiment. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are exemplifications, and various modifications can be made to each component and process combination, and such modifications are also within the scope of the present invention. Such modifications will be described below.
実施例では、ミリ波レーダ装置10の前方に設けられ、車両前方の対象物を検出する態様を示したが、この態様に限られない。例えば、ミリ波レーダ装置10は車両の前後にそれぞれ設けられ、車両前方および車両後方に送信波を出力して反射された反射波を受信する。
In the embodiment, the aspect in which the object is provided in front of the millimeter
実施例では、ミリ波レーダ装置10の受信アンテナ20が2つである態様を示したが、この態様に限られず、3つ以上であってよい。いずれにしても受信アンテナ20は、中心位置Cから等間隔に配置される。
In the embodiment, an aspect in which the number of receiving antennas 20 of the millimeter
1 ミリ波受信構造、 10 ミリ波レーダ装置、 10a 取付部、 12 カバー、 12a 球面部、 14 フロントグリル、 20 受信アンテナ、 20a 第1受信アンテナ、 20b 第2受信アンテナ、 22 対象物、 24a 第1反射波、 24b 第2反射波。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ミリ波レーダ装置の反射波を透過させるカバーと、を備え、
前記ミリ波レーダ装置は、所定の中心位置から等間隔に離れて配置される複数の受信アンテナを有し、
前記カバーは、前記中心位置を中心とする球面形状を有する球面部を有し、
前記受信アンテナは、前記球面部を透過した反射波を受信することを特徴とするミリ波受信構造。 A millimeter wave radar device for transmitting a transmission wave and receiving a reflected wave reflected by the object,
A cover that transmits the reflected wave of the millimeter wave radar device,
The millimeter wave radar device has a plurality of receiving antennas arranged at equal intervals from a predetermined center position,
The cover has a spherical portion having a spherical shape centered on the center position,
The millimeter wave receiving structure according to claim 1, wherein the receiving antenna receives a reflected wave transmitted through the spherical portion.
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