説明

レーダ装置

【課題】所定の偏波面とは異なる角度の偏波面の電波がアレーアンテナに向かって送信された場合に所定の偏波面とは異なる角度の偏波面の電波が対象物から反射した電波と干渉することを抑制するとともに、検知角度を広範囲にしても小型化を図ることができるレーダ装置を得る。
【解決手段】第1の直線4上に並べられた複数の送信用アンテナ素子5aから構成された送信用アンテナ素子群5および第1の直線4に沿って並べられた複数の受信用アンテナ素子6aから構成された受信用アンテナ素子群6を有した、所定の偏波面の電波を送受信するアレーアンテナ1と、アレーアンテナ1に離間し対向して設けられ、アレーアンテナ1の偏波面に直交した方向のスリット2aが偏波面に平行して複数個形成された導電体から構成されたフィルタ2とを備え、フィルタ2は、アレーアンテナ1の偏波面と異なる電波が通過することを規制する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、所定の偏波面の電波を送受信するアレーアンテナを備えたレーダ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、所定の偏波面の電波を送受信するアンテナと、電波の偏波面を90度回転させる偏波面回動手段とを備えたレーダ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
このレーダ装置を備えた車両が上り線にある場合には、レーダ装置は所定の偏波面の電波を送受信し、また、この車両が下り線にある場合には、レーダ装置は所定の偏波面から90度回転した偏波面の電波を送受信することで、対向した車両から送信される電波が対象物から反射した電波に干渉することを防いでいる。
【0003】
しかしながら、このものの場合、例えば、対向した車両のレーダ装置等から、所定の偏波面から90度回転した偏波面とは異なる角度の偏波面の電波がアンテナに向かって送信された場合には、対向した車両のレーダ装置からの電波が対象物から反射した電波に干渉してしまうという問題点があった。
【0004】
また、従来、互いに平行に設けられた複数の直線導体を有した平面反射鏡と、この平面反射鏡に対向して配置された放物面反射鏡と、この放物面反射鏡の中央部に設けられ、平面反射鏡へ電波を放射する一次放射器と、放物面反射鏡を駆動させるアクチュエータとを備えたカセグレイン式のレーダ装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
このレーダ装置では、一次放射器から放射された所定の偏波面の電波は平面反射鏡の直線導体で反射されて放物面反射鏡へ向かい、さらに、この電波は、放物面反射鏡で反射されるときに、この放物面反射鏡に設けられた偏向ねじり反射手段によって偏波面が90度変えられて、平面反射鏡の直線導体を通過して空中に放射される。アクチュエータを用いて放物面反射鏡を駆動して反射される電波の方向を変えることで、機械式スキャンを行うことができる。
平面反射鏡および放物面反射鏡で反射されることで電波の偏波面の方向が変換されるので、送信および受信での電波の偏波面が選択される。その結果、所定の偏波面とは異なる電波による干渉が抑制される。
【0005】
【特許文献1】特開平11−248837号公報
【特許文献2】特開2001−217646号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、このものの場合、対向した車両のレーダ装置等から、所定の偏波面から90度回転した偏波面とは異なる角度の偏波面の電波がアンテナに向かって送信された場合であっても、対向した車両のレーダ装置からの電波が対象物から反射した電波に干渉することを抑制するものの、広範囲の検知角度を得るには、放物面反射鏡の可動範囲を大きくしなければならず、レーダ装置が大型化してしまうという問題点があった。
【0007】
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、所定の偏波面とは異なる角度の偏波面の電波がアレーアンテナに向かって送信された場合であっても、所定の偏波面とは異なる角度の偏波面の電波が対象物から反射した電波と干渉することを抑制するとともに、検知角度を広範囲にしても小型化を図ることができるレーダ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この発明に係るレーダ装置は、第1の直線上に並べられた複数の送信用アンテナ素子から構成された送信用アンテナ素子群および前記第1の直線に沿って並べられた複数の受信用アンテナ素子から構成された受信用アンテナ素子群を有した、所定の偏波面の電波を送受信するアレーアンテナと、前記アレーアンテナに離間し対向して設けられ、前記アレーアンテナの前記偏波面に直交した方向のスリットが前記偏波面に平行して複数個形成された導電体から構成されたフィルタとを備え、前記フィルタは、前記アレーアンテナの前記偏波面と異なる電波が通過することを規制する。
【発明の効果】
【0009】
この発明に係るレーダ装置によれば、フィルタがアレーアンテナの偏波面と異なる電波の通過を規制するので、所定の偏波面とは異なる角度の偏波面の電波がアレーアンテナに向かって送信された場合に、所定の偏波面とは異なる角度の偏波面の電波が対象物から反射した電波と干渉することを抑制するとともに、検知角度を広範囲にしても小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
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(a)はこの実施の形態に係るレーダ装置を示す斜視図、図1(b)は図1(a)のレーダ装置を示す平面図、図2は図1(a)のアレーアンテナ1とフィルタ2とを示す斜視図、図3は図2のアレーアンテナ1を示す正面図、図4は図2のフィルタ2を示す正面図である。
この実施の形態に係るレーダ装置は、誘電体等から構成されたケース8と、このケース8に内包された、所定の偏波面の電波を送受信するアレーアンテナ1と、このアレーアンテナ1に離間し対向してケース8に取り付けられた、導電体から構成されたフィルタ2とを備えている。
【0011】
アレーアンテナ1は、板形状の基部3と、この基部3に設けられた、垂直方向に延びた第1の直線4上に並べられた複数の送信用アンテナ素子5aから構成されたn列の送信用アンテナ素子群5と、基部3に設けられた、第1の直線4に沿って並べられた複数の受信用アンテナ素子6aから構成されたn列の受信用アンテナ素子群6と、それぞれの送信用アンテナ素子5aへ電波を伝送し、また、それぞれの受信用アンテナ素子6aからの電波を伝送する導波管(図示せず)とを備えている。
送信用アンテナ素子群5の中心およびそれぞれの受信用アンテナ素子群6の中心は、水平方向に延びた第2の直線7上に配置されている。
それぞれの送信用アンテナ素子5aおよびそれぞれの受信用アンテナ素子6aは、長手方向が水平面に対して45度傾斜して配置されている。
なお、水平面に対する送信用アンテナ素子5aおよび受信用アンテナ素子6aの長手方向の傾きは、45度に限らず、その他の傾きであってもよい。
アレーアンテナ1が送受信する電波の偏波面は、送信用アンテナ素子5aおよび受信用アンテナ素子6aの長手方向に直交した方向である。
【0012】
フィルタ2は、エッチング、プレス加工およびメッキ加工されることにより、アレーアンテナ1の偏波面に直交した方向のスリット2aが、平行して複数個、フィルタ2の周縁部まで延びて形成されている。
これにより、アレーアンテナ1の偏波面と異なる電波は、フィルタ2を通過することが規制される。
【0013】
次に、この実施の形態に係るレーダ装置の動作について説明する。
送信用アンテナ素子群5から電波が送信されると、この電波の偏波面がフィルタ2のスリット2aの方向に直交しているので、電波はそのままフィルタ2を透過してレーダ装置の外側へ放出される。
対象物から反射された電波は、偏波面がフィルタ2のスリット2aの方向に直交しているので、そのままフィルタ2を通過して受信用アンテナ素子群6に受信される。
一方、例えば、対向した車両のレーダ装置から、フィルタ2のスリット2aの方向に直交した所定の偏波面とは異なる角度の偏波面の電波がアレーアンテナ1に向かって送信された場合には、フィルタ2は、所定の偏波面とは異なる角度の偏波面の電波が通過することを規制するので、受信用アンテナ素子群6に所定の偏波面とは異なる角度の偏波面の電波が受信されることが抑制される。
【0014】
以上説明したように、この実施の形態に係るレーダ装置によれば、フィルタ2がアレーアンテナ1の偏波面と異なる電波の通過を規制するので、所定の電波面とは異なる角度の偏波面の電波がアレーアンテナ1に向かって送信された場合に、所定の偏波面とは異なる角度の偏波面の電波が対象物から反射した電波と干渉することを抑制することができる。
また、放物面反射鏡を有したカセグレイン式アンテナを備えたレーダ装置と比べて、構造を簡単にすることができるので、検知角度を広範囲にしても小型化することができ、車両へ簡単に搭載することができる。
【0015】
また、フィルタ2は、アレーアンテナ1を内包したケース8に取り付けられているので、レーダ装置から送受信される電波の偏波特性を安定させるために、アレーアンテナ1とフィルタ2との相対位置を簡単に調整することができ、また、アレーアンテナ1とフィルタ2とを固定することでレーダ装置から送受信される電波の偏波特性を長期的に安定させることができる。
【0016】
なお、この実施の形態では、アレーアンテナ1の偏波面に直交した方向のスリット2aが、周縁部まで延びて形成されたフィルタ2について説明したが、勿論このものに限らず、図5に示すように、アレーアンテナ1の偏波面に直交した方向のスリット2aが、アレーアンテナ1の偏波面に直交した方向に断続して形成されたフィルタ2であってもよい。
これにより、フィルタ2の強度を向上させることができる。
【0017】
また、この実施の形態では、ケース8にフィルタ2が取り付けられたレーダ装置について説明したが、勿論このものに限らない。
例えば、図6に示すように、ケース8の外側に離間して、レーダ装置が取り付けられる車両のバンパー付近に誘電体から構成された支持部材9を介してフィルタ2が取り付けられたレーダ装置であってもよい。
これにより、車両に取り付けられた支持部材に合わせて、レーダ装置から送受信される電波の偏波特性を調整することができ、また、支持部材にフィルタ2を固定することでレーダ装置から送受信される電波の偏波特性を長期的に安定させることができる。
また、車両に取り付けられる支持部材9とともにフィルタ2のデザインを変更するだけで、簡単に、レーダ装置を多種の車両に取り付けることができる。
【0018】
実施の形態2.
図7はこの実施の形態に係るレーダ装置のアレーアンテナ1とフィルタ2とを示す側面図である。
この実施の形態に係るレーダ装置は、フィルタ2の上部がアレーアンテナ1に近接する方向に、フィルタ2がアレーアンテナ1に対して角度θだけ傾斜している。
フィルタ2は、第2の直線7と平行となっている。
その他の構成は、実施の形態1と同様である。
【0019】
次に、送信用アンテナ素子群5から送信される、所定の偏波面とは異なる電波について説明する。
送信用アンテナ素子5aから送信された電波の一部分が他の送信用アンテナ素子5aに反射しまたは再放射されることにより、所定の偏波面とは異なる電波が送信用アンテナ素子群5から送信される。
また、送信用アンテナ素子5aから送信された電波の一部分が基部3に反射されることによって、所定の偏波面とは異なる電波が送信用アンテナ素子群5から送信される。
さらにまた、アレーアンテナ1の組立のずれによって、所定の偏波面とは異なる電波が送信用アンテナ素子群5から送信される。
したがって、送信用アンテナ素子群5から送信された電波は、大部分が所定の偏波面であるのでフィルタ2を透過するものの、一部分が所定の偏波面とは異なる偏波面であるのでフィルタ2によって反射される。
【0020】
次に、アレーアンテナ1に対するフィルタ2の角度θと、送信用アンテナ素子群5から送信された電波がフィルタ2によって反射されて受信用アンテナ素子群6に受信される反射特性との関係について説明する。
図8は図7のアレーアンテナ1に対するフィルタ2の角度θと、送信用アンテナ素子群5から送信された電波がフィルタ2によって反射されて受信用アンテナ素子群6に受信される反射特性との関係を示す図である。
フィルタ2の上部がアレーアンテナ1に近接する方向に、フィルタ2がアレーアンテナ1に対して角度θだけ傾斜することで、フィルタ2に反射された電波は、アレーアンテナ1より下方へ向かうので、アレーアンテナ1とフィルタ2とが平行となっている場合と比べて、フィルタ2に反射された電波が受信用アンテナ素子群6に受信されることが低減される。
【0021】
この実施の形態に係るレーダ装置によれば、フィルタ2の上部がアレーアンテナ1に近接する方向に、フィルタ2がアレーアンテナ1に対して傾斜しているので、送信用アンテナ素子群5から送信された、所定の偏波面とは異なる電波が、フィルタ2に反射しても、受信用アンテナ素子群6に受信されることが低減される。
また、送信用アンテナ素子群5からフィルタ2までの距離と、フィルタ2から受信用アンテナ素子群6までの距離とが一致しているので、距離の差を考慮して、電波の方位角度を演算処理する必要がない。
【0022】
なお、この実施の形態では、フィルタ2の上部がアレーアンテナ1に近接する方向に、フィルタ2がアレーアンテナ1に対して傾斜したレーダ装置について説明したが、勿論このものに限らない。
例えば、図9に示すように、フィルタ2の側端部がアレーアンテナ1の送信用アンテナ素子群5に近接する方向または離間する方向に、フィルタ2がアレーアンテナ1に対して傾斜したレーダ装置であってもよい。
このものの場合、送信用アンテナ素子群5からフィルタ2までの距離と、フィルタ2から受信用アンテナ素子群6までの距離とが異なるので、距離の差を考慮して、電波の方位角度を演算処理する。
【0023】
実施の形態3.
図10はこの実施の形態に係るレーダ装置のアレーアンテナ1とフィルタ2とを示す斜視図である。
この実施の形態に係るレーダ装置は、フィルタ2がアレーアンテナ1に回動可能となっている。
偏波測定装置を用いて、アレーアンテナ1から送信されてフィルタ2を透過した電波を測定するとともに、フィルタ2を回動させることで、フィルタ2のスリット2aの方向が所定の偏波面に直交するように、フィルタ2の位置を調整することができる。
【0024】
この実施の形態に係るレーダ装置によれば、フィルタ2がアレーアンテナ1に対して回動可能となっているので、偏波測定装置を用いて、アレーアンテナ1から送信された電波を測定するとともに、フィルタ2を回動させることで、フィルタ2のスリット2aの方向が所定の偏波面に直交するように、フィルタ2の位置を簡単に調整することができる。
その結果、各部品の誤差および組立の誤差による偏波面の角度のずれを簡単に低減させることができ、複数個製造された場合の各レーダ装置間の個体差を低減させ、品質の安定を図ることができる。
【0025】
なお、この実施の形態では、フィルタ2がアレーアンテナ1に回動可能であるレーダ装置について説明したが、勿論このものに限らず、アレーアンテナ1がフィルタ2に回動可能であるレーダ装置であってもよい。
【0026】
また、上記各実施の形態では、垂直方向に延びた第1の直線4および水平方向に延びた第2の直線7について説明したが、勿論このものに限らない。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】図1(a)はこの発明の実施の形態1に係るレーダ装置を示す斜視図、図1(b)は図1(a)のレーダ装置を示す平面図である。
【図2】図1(a)のアレーアンテナとフィルタとを示す斜視図である。
【図3】図2のアレーアンテナを示す正面図である。
【図4】図2のフィルタを示す正面図である。
【図5】この発明の実施の形態1に係るレーダ装置のフィルタの他の例を示す正面図である。
【図6】図6(a)はこの発明の実施の形態1に係るレーダ装置の他の例を示す斜視図、図6(b)は図6(a)のレーダ装置を示す平面図である。
【図7】この発明の実施の形態2に係るレーダ装置のアレーアンテナとフィルタとを示す側面図である。
【図8】図7のアレーアンテナに対するフィルタの傾斜した角度と、反射特性との関係を示す図である。
【図9】図7のレーダ装置のアレーアンテナとフィルタとの他の例を示す平面図である。
【図10】この発明の実施の形態3に係るレーダ装置のアレーアンテナとフィルタとを示す斜視図である。
【符号の説明】
【0028】
1 アレーアンテナ、2 フィルタ、2a スリット、3 基部、4 第1の直線、5 送信用アンテナ素子群、5a 送信用アンテナ素子、6 受信用アンテナ素子群、6a 受信用アンテナ素子、7 第2の直線、8 ケース、9 支持部材。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の直線上に並べられた複数の送信用アンテナ素子から構成された送信用アンテナ素子群および前記第1の直線に沿って並べられた複数の受信用アンテナ素子から構成された受信用アンテナ素子群を有した、所定の偏波面の電波を送受信するアレーアンテナと、
前記アレーアンテナに離間し対向して設けられ、前記アレーアンテナの前記偏波面に直交した方向のスリットが前記偏波面に平行して複数個形成された導電体から構成されたフィルタとを備え、
前記フィルタは、前記アレーアンテナの前記偏波面と異なる電波が通過することを規制することを特徴とするレーダ装置。
【請求項2】
前記フィルタは、前記アレーアンテナに対して傾斜して配置されていることを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
【請求項3】
前記送信用アンテナ素子群の中心および前記受信用アンテナ素子群の中心は、第2の直線上に配置され、
前記フィルタは、前記第2の直線に対して平行であることを特徴とする請求項2に記載のレーダ装置。
【請求項4】
前記フィルタは、前記アレーアンテナを内包したケースに取り付けら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項に記載のレーダ装置。
【請求項5】
前記フィルタは、前記アレーアンテナを内包したケースの外側に離間して設けられた誘電体に取り付けら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項に記載のレーダ装置。
【請求項6】
前記フィルタおよび前記アレーアンテナの何れか一方は、前記スリットの方向が前記偏波面に直交するように、他方に回動可能であることを特徴とする請求項1ないし請求項5の何れか1項に記載のレーダ装置。
【請求項7】
前記スリットは、前記偏波面に直交した方向に断続して形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項6の何れか1項に記載のレーダ装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2010−50698(P2010−50698A)
【公開日】平成22年3月4日(2010.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−212717(P2008−212717)
【出願日】平成20年8月21日(2008.8.21)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】