車載用レーダ装置
【課題】対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出するコストを低減した車載用レーダ装置を得る。
【解決手段】送信部から送信され対象物より反射された電波を、水平方向に複数配列された第１の受信アンテナ素子と、第１の受信アンテナ素子と同一平面状に第１の受信アンテナ素子とは別に鉛直方向に複数配列された第２の受信アンテナ素子とにより受信し、受信した信号と送信部から分配された信号とをミキサにより混合し、ダウンコンバートされた信号を受信アンプにより増幅する受信部と、受信部からの受信信号に基づき、所定範囲内に存在する対象物の距離，相対速度，方位を検出する信号処理部とを備える車載用レーダ装置において、受信部を構成するミキサの後段に、第１又は第２の受信アンテナ素子と同数の回路切替部を備え、回路切替部により第１の受信アンテナ素子への接続と、第２の受信アンテナ素子への接続とを切り替える。
【解決手段】送信部から送信され対象物より反射された電波を、水平方向に複数配列された第１の受信アンテナ素子と、第１の受信アンテナ素子と同一平面状に第１の受信アンテナ素子とは別に鉛直方向に複数配列された第２の受信アンテナ素子とにより受信し、受信した信号と送信部から分配された信号とをミキサにより混合し、ダウンコンバートされた信号を受信アンプにより増幅する受信部と、受信部からの受信信号に基づき、所定範囲内に存在する対象物の距離，相対速度，方位を検出する信号処理部とを備える車載用レーダ装置において、受信部を構成するミキサの後段に、第１又は第２の受信アンテナ素子と同数の回路切替部を備え、回路切替部により第１の受信アンテナ素子への接続と、第２の受信アンテナ素子への接続とを切り替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用レーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車載用レーダ装置は、先行車等を認識するために利用されることが多く、その場合、道路標識や案内板等のような路面に対する鉛直方向の位置が高いために障害物とはなり得ない物体を先行車と識別する必要がある。この問題を解決するために、例えば、特許文献１に記載されているような、複数の素子アンテナが水平方向に配列されたアレーアンテナを有する受信アンテナと、この受信アンテナのアンテナパターンの水平方向の走査を電気的に行うことにより、この受信アンテナで受信した受信信号から水平方向の所定方位範囲内に存在する目標物の認識を行う信号処理部とを備えたレーダ装置において、素子アンテナの少なくとも一部が鉛直方向にずれて配置され、信号処理部は鉛直方向にずれた素子アンテナからの受信信号を用いて目標物の鉛直方向方位をモノパルス方式で検出することを特徴とするレーダ装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４３３４１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しなしながら、前記従来のレーダ装置には以下のような課題がある。まず、前記従来のレーダ装置において、各素子アンテナからミキサ、信号処理部へと入力される構造（特許文献の図１）とした場合、ミキサをはじめとする受信回路の数が全素子アンテナと同数必要であり、レーダ装置に必要な部品点数が多くなり、価格も高コストとなる。
【０００５】
次に、特許文献の図３では、ミキサの前段に挿入したスイッチにより各素子アンテナの切り替えを行うことでミキサをはじめとする受信回路の数を減らした構成で、水平、鉛直方向方位の検出を実現している。しかしながら、特許文献の図３では、素子アンテナが８個（上側の素子アンテナ４個、下側の素子アンテナ４個）、スイッチが全素子アンテナと同数の８個、ミキサが６個の構成となっている。また、特許文献の図３に則した最も簡単な構成では、素子アンテナが４個（上側の素子アンテナ２個、下側の素子アンテナ２個）、スイッチは４個、ミキサが４個必要となる。すなわち、素子アンテナ数が必要最小限となる構成においても、スイッチ、ミキサの素子数がアンテナ素子と同数必要となり、コスト削減効果が大きくない。とりわけ高周波用部品であるスイッチ、ミキサの素子数が多い構成となるため高コストとなる。
【０００６】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、高周波用ではなくＩＦ帯用スイッチを用いることによるスイッチより後段の受信回路数の削減、又は、高周波用スイッチを用いることでミキサを含めた受信回路数の削減等を行い、又は、前記スイッチに素子アンテナの切り替えを行う機能だけではなく、接続切替時の不要信号を抑制する機能も兼ねることにより、低コスト又は／及び高精度に、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出する車載用レーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係わる車載レーダ装置は、対象物に向けて送信アンテナから電波を送信する送信部と、前記送信部から送信され対象物より反射された電波を、水平方向に複数配列された第１の受信アンテナ素子と、前記第１の受信アンテナ素子と同一平面状に前記第１の受信アンテナ素子とは別に鉛直方向に複数配列された第２の受信アンテナ素子とにより受信し、受信した信号と前記送信部から分配された信号とをミキサにより混合し、ダウンコンバートされた信号を受信アンプにより増幅する受信部と、前記受信部からの受信信号に基づき、所定範囲内に存在する対象物の距離，相対速度，方位を検出する信号処理部とを備えた車載用レーダ装置において、前記受信部を構成する前記ミキサの後段に、前記第１又は第２の受信アンテナ素子と同数の回路切替部を備え、前記回路切替部により前記第１の受信アンテナ素子への接続と、前記第２の受信アンテナ素子への接続とを切り替えるようにしたものである。
【０００８】
また、本発明に係わる車載レーダ装置は、対象物に向けて送信アンテナから電波を送信する送信部と、前記送信部から送信され対象物より反射された電波を、水平方向に複数配列された第１の受信アンテナ素子と、前記第１の受信アンテナ素子と同一平面状に前記第１の受信アンテナ素子とは別に鉛直方向に複数配列された第２の受信アンテナ素子とにより受信し、受信した信号と前記送信部から分配された信号とをミキサにより混合し、ダウンコンバートされた信号を受信アンプにより増幅する受信部と、前記受信部からの受信信号に基づき、所定範囲内に存在する対象物の距離，相対速度，方位を検出する信号処理部とを備える車載用レーダ装置において、前記受信部を構成する前記ミキサの前段に、前記第１又は第２の受信アンテナ素子と同数の検出方向切替手段を備え、前記検出方向切替手段により前記第１の受信アンテナ素子への接続と、前記第２の受信アンテナ素子への接続とを切り替えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の車載用レーダ装置によれば、回路切替部が、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサへの接続と、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサへの接続とを、切り替える機能を備えることで、ミキサより後段の受信回路を削減した車載用レーダ装置が得られ、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出できる。さらに、回路切替部を高周波部品ではなくＩＦ帯部品とするため、従来の車載用レーダ装置よりもコストを低減することができる。
【００１０】
また、本発明の車載用レーダ装置によれば、受信部を構成するミキサの前段に、第１又は第２の受信アンテナ素子と同数の検出方向切替手段を備え、前記検出方向切替手段により前記第１の受信アンテナ素子への接続と、前記第２の受信アンテナ素子への接続とを切り替えるようにしたので、ミキサを含めた受信回路を削減し、従来の車載用レーダ装置よりもコストを低減した車載用レーダ装置であって、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置に用いるアンテナ部の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置の回路切替部１、２の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置に用いる検出方向切替手段１、２のタイミングチャートを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る車載用レーダ装置の送信部、信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る検出方向切替手段１を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る送信スイッチ素子、検出方向切替手段１、２のタイミングチャートを示す図である。
【００１２】
【図９】本発明の実施の形態３に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る検出方向切替手段１の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る接続切替手段１の構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る検出方向切替手段１、２と接続切替手段１〜４のタイミングチャートを示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る送信スイッチ素子、検出方向切替手段１、２、接続切替手段１〜４のタイミングチャートを示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態５に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係る接続切替手段１の構成を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る接続切替手段１〜４のタイミングチャートを示す図である。
【００１３】
【図１７】本発明の実施の形態６に係る送信スイッチ素子、接続切替手段１〜４のタイミングチャートを示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態７に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の実施の形態７に係る検出方向切替手段１、２、接続切替手段２、４のタイミングチャートを示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態８に係る送信スイッチ素子、検出方向切替手段１、２、接続切替手段２、４のタイミングチャートを示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態９に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】本発明の実施の形態１０に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２３】本発明の実施の形態１０に係る送信スイッチ素子、検出方向切替手段１、２、接続切替手段１、２のタイミングチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の車載レーダ装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、実施の形態１の車載用レーダ装置は、発振器１０２、分配器１０３、送信アンテナ１０４、受信アンテナ１０８、ミキサ１０９、回路切替部１１０、受信アンプ１１１、信号処理部１１２等から構成される。そして、以下で述べる各構成要素の動作タイミング等は信号処理部１１２によって制御される。
【００１５】
発振器１０２が信号処理部１１２の制御信号S１により必要な送信信号を発生させ、分配器１０３において、送信アンテナ１０４方向と、ミキサ１０９方向に電力（送信信号）を分配する。送信信号は、送信アンテナ１０４から空間に電波として放射される。ここで、発振器１０２から送信アンテナ１０４において電波を放射するまでを送信部１０１とする。その後、自車前方の対象物１０６にて反射された電波は、受信アンテナ１０８にて受信され、受信信号としてミキサ１０９に入力される。ミキサ１０９では、前記受信信号が分配器１０３で分配された前記送信信号と混合され、ベースバンドの信号にダウンコンバートされ、出力される。
【００１６】
そして、前記受信信号は回路切替部１１０を介して受信アンプ１１１に入力される。回路切替部（検出方向切替手段）１１０については図３を用いて詳細を後述する。受信アンプ１１１によって増幅された受信信号は、信号処理部１１２に入力され、所定範囲内に存在する対象物の距離，相対速度，方位が検出される。この車載用レーダ装置における距離と相対速度の検出方式については、一般的なＦＭ−ＣＷレーダと同様であるので詳細な説明は割愛する。以下では、対象物の検出については、方位検出に特化して説明を進めることとする。なお、方位検出方式については後述する通りである。
【００１７】
図２は、本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置に用いるアンテナ部１０５の構成を示す図である。本発明の車載用レーダ装置を構成するアンテナ部１０５は、例えば、図２に示すように、１つの送信アンテナ１０４と、水平方向に２つ配列された第１の受信アンテナ素子２０１と、鉛直方向に２つ配列された第２の受信アンテナ素子２０２とが同一平面状に配置される。車載用レーダ装置に用いるアンテナ部１０５は自車前方の検出する対象物に対向して、例えば平面状のアンテナ部が地面にほぼ垂直に自車前部に配置される。
【００１８】
図３は、本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。送信部１０１については、図１と同様であるので、図３から省略した。本発明の車載用レーダ装置は、例えば図３に示すように、第１の受信アンテナ素子１（３０１）、第１の受信アンテナ素子２（３０３）、第２の受信アンテナ素子１（３０２）、第２の受信アンテナ素子２（３０４）、ミキサ１〜４（３０５〜３０８）、回路切替部１、２（３０９，３１０）、受信アンプ１、２（３１１，３１２）等から構成されている。回路切替部１、２（３０９，３１０）を備えることにより、ミキサより後段の回路を（一部共用することにより）一部削減することができる。図示していないが、前記後段の回路には一般的に、ＬＮＡ（低ノイズアンプ）やＶＧＡ（可変ゲインアンプ）、そしてＬＰＦ（ローパスフィルタ）等、多くの回路部品が使用されるため、回路削減によるコスト低減効果が大きいことは言うまでもない。
【００１９】
第１の受信アンテナ素子１（３０１）で受信され、ミキサ１（３０５）を経由した受信信号は、回路切替部１（３０９）のポートＡに入力される。一方、第２の受信アンテナ素子１（３０２）で受信され、ミキサ２（３０６）を経由した受信信号は、回路切替部１（３０９）のポートＢに入力される。そして、回路切替部１（３０９）のポートＣから出力された受信信号は受信アンプ１（３１１）を経由し、信号処理部１１２に入力される。同様に、第１の受信アンテナ素子２（３０３）で受信され、ミキサ３（３０７）を経由した受信信号は、回路切替部２（３１０）のポートＡに入力される。一方、第２の受信アンテナ素子２（３０４）で受信され、ミキサ４（３０８）を経由した受信信号は、回路切替部２（３１０）のポートＢに入力される。そして、回路切替部２（３１０）のポートＣから出力された受信信号は受信アンプ２（３１２）を経由し、信号処理部１１２に入力される。
【００２０】
さて、この車載用レーダ装置では、方位検出方式として、位相を用いて対象物の方位を計測する方式のＤＢＦ（ディジタルビームフォーミング）処理等を信号処理部１１２において行う。ＤＢＦ処理とは、送信アンテナから送信され、対象物で反射した電波を複数の受信アンテナで同時に受信し、その受信信号を用いて、様々なアンテナパターンをディジタル信号処理により形成するものである。このＤＢＦ処理では、形成したビームにより特定されるレーダ波の到来方向毎に、受信強度と位相が検出される。
【００２１】
すなわち、第１の受信アンテナ素子１（３０１）で受信され、ミキサ１（３０５）を経由した受信信号と、第１の受信アンテナ素子２（３０３）で受信され、ミキサ３（３０７）を経由した受信信号とを信号処理部１１２においてＤＢＦ処理により合成し、算出される前記受信信号間の位相差により、対象物１０６の方位を検出する。この場合、第１の受信アンテナ素子１、２（３０１，３０３）は水平方向に配列されているので、対象物１０６の水平方向方位が検出される。同様に、鉛直方向に配列された第２の受信アンテナ素子１、２（３０２，３０４）で受信され、ミキサ２、４（３０６，３０８）を経由した受信信号をＤＢＦ処理することにより、対象物１０６の鉛直方向方位が検出される。
【００２２】
実施の形態１では、図３に示した、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２により、回路切替部１、２（３０９，３１０）の接続状態がＡ−Ｃ導通である期間（以下、水平方向検出期間）は、信号処理部において、対象物１０６の水平方向方位が検出される。一方、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２により、回路切替部１、２（３０９，３１０）の接続状態がＢ−Ｃ導通である期間（以下、鉛直方向検出期間）は、信号処理部１１２において、対象物１０６の鉛直方向方位が検出される。なお、対象物１０６の距離と相対速度の検出については、水平方向検出期間又は鉛直方向検出期間に検出しても良いし、水平方向検出期間に検出したものと鉛直方向検出期間に検出したものを比較する等して検出しても良い。
【００２３】
図４は、本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置の回路切替部１、２（３０９，３１０）の構成を示すブロック図である。回路切替部１、２（３０９、３１０）は、それぞれ検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）で構成され、ミキサ１〜４（３０５〜３０８）を経由した信号ラインの終端回路１〜４（４０３〜４０６）と、受信アンプ１、２（３１１，３１２）、との間に、それぞれに近接して配置される。終端回路１〜４（４０３〜４０６）は、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の接続状態がＡ−Ｃ導通⇔Ｂ−Ｃ導通（水平方向検出期間⇔鉛直方向検出期間）と切り替わる際の、急激なインピーダンス変化による伝導ノイズや放射ノイズ、そしてミキサ１〜４（３０５〜３０８）への信号の反射等を防ぐ役割を担う。また、終端回路に近接して配置することで、信号ラインが短くなり、信号ラインに重畳する外来ノイズへの耐性が上がる、前記インピーダンス変化による伝導ノイズや放射ノイズを抑制する等の効果をもたらす。
【００２４】
図５は、本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置に用いる検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）のタイミングチャートを示す図である。本発明の車載用レーダ装置を構成する検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）は、例えば、図５に示すように、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２がＨの場合は、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）共に、接続状態をＡ−Ｃ導通に切り替える。一方、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２がＬの場合は、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）共に、接続状態をＢ−Ｃ導通に切り替える。前述の通り、前者の場合は対象物の水平方向方位が、後者の場合は対象物の鉛直方向方位が検出される。
【００２５】
以上のようにして、回路切替部（検出方向切替手段）が、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサへの接続と、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサへの接続とを切り替える機能を備えることで、ミキサより後段の受信回路を１部削減した車載用レーダ装置であって、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出できる。なお、回路切替部を高周波部品ではなくＩＦ帯部品とするため、従来の車載用レーダ装置よりもコストを低減することができる。
【００２６】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係る車載用レーダ装置の送信部１０１、信号処理部１１２の構成を示すブロック図である。実施の形態２に係る車載用レーダ装置のアンテナ部１０５の構成は図２と、受信部１０７の構成は図４と同様であるので図面を省略する。図６に示した車載用レーダ装置の送信部１０１は、図１で示した構成に、分配器１０３と送信アンテナ１０４との間に、送信スイッチ素子６０１を新たに備えたものである。送信スイッチ素子６０１は、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ４により、分配器１０３から分配された送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る。すなわち、実施の形態２に係る車載用レーダ装置は、実施の形態１に係る車載用レーダ装置をパルスレーダとして動作させるものである。
【００２７】
パルスレーダでは、パルス状の電波を送信し、実際の物体で反射されたパルス波を受信し、その往復時間で距離を算出し、送信波と受信波のビート周波数（ドップラ周波数）から相対速度を算出する。したがって、パルスの往復時間を直接計測するので、ＦＭ―ＣＷレーダにおいて多く発生する偽像の発生確率を大幅に低減できる。また、パルスレーダでは、車載用レーダ装置において問題となる、送信信号が回路内の漏洩により直接受信回路に入力されることで、ミキサから出力される送信信号に同期した不要信号を、ミキサより後段にスイッチを設ける等の対策により、遮断することができる。実施の形態２では、図４の検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）が、水平方向検出と鉛直方向検出を切り替える機能と、不要信号を遮断する機能とを兼ね備える。
【００２８】
図７は、実施の形態２に係る検出方向切替手段１（４０１）を示す図である。図７では、検出方向切替手段１（４０１）のみ図示したが、検出方向切替手段２（４０２）も同様である。この実施の形態２では、図４の検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）として、ＳＰ３Ｔ（単極３投）のスイッチ素子を使用することにより、接続状態を３状態設ける。接続状態がＡ−Ｄ導通の場合は水平方向検出期間、Ｂ−Ｄ導通の場合は鉛直方向検出期間となり、Ｃ−Ｄ導通の場合は後段の電位を接地回路７０１と同電位、すなわちグラウンド電位とする（以下、非検出期間）。そして、少なくとも送信期間では、前記検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）は、ミキサ１（３０５）を経由した信号ライン及びミキサ２（３０６）を経由した信号ラインと、後段の回路とを遮断する（接続状態をＣ−Ｄ導通とする）ことで、前記不要信号を遮断する。
【００２９】
図８は、実施の形態２に係る送信スイッチ素子６０１、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）のタイミングチャートを示す図である。実施の形態２に係る送信スイッチ素子６０１は、例えば図８に示すように、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ４がＨの場合は、送信スイッチ素子６０１は導通（送信期間１〜３）となり、制御信号Ｓ４がＬの場合は遮断となる。
【００３０】
信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２、Ｓ３は、制御信号Ｓ４がＨの期間及び遅れ期間はＬとなる。前記以外の期間では、制御信号Ｓ２、Ｓ３は互いに反転した信号となる。なお、前記遅れ期間は、自車のごく近傍からの反射波を遮断する等のために所定時間に設定される。そして、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）は、（Ｓ２、Ｓ３）＝（Ｌ、Ｌ）の場合はＣ−Ｄ導通（非検出期間）、（Ｓ２、Ｓ３）＝（Ｈ、Ｌ）の場合はＡ−Ｄ導通（水平方向検出期間）、（Ｓ２、Ｓ３）＝（Ｌ、Ｈ）の場合はＢ−Ｄ導通（鉛直方向検出期間）と接続状態を切り替える。このように検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）を制御することにより、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）は水平方位検出期間と鉛直方位検出期間を切り替える機能に加えて、非検出期間では、信号処理部１１２に入力される送信信号に同期した不要信号を遮断する機能を兼ね備えることができる。
【００３１】
以上のようにして、送信部に送信スイッチ素子を備え、検出方向切替手段が、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサへの接続と、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサへの接続とを切り替える機能と、少なくとも送信期間では、信号処理部へ入力する送信信号に同期した不要信号を遮断する機能とを兼ね備えることにより、送信スイッチ素子の追加でパルスレーダとして機能し、安価な構成で、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出できる。
【００３２】
実施の形態３．
図９は本発明の実施の形態３に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。送信部１０１の構成は図１と、アンテナ部１０５の構成は図２と同様であるので図面を省略する。図９に示した、実施の形態３に係る車載用レーダ装置は、図４に示した回路切替部１（３０９）に、接続切替手段１、２（９０１，９０２）を、回路切替部２（３１０）に接続切替手段３、４（９０３，９０４）をそれぞれ新たに備えたものである。
【００３３】
図１０は、実施の形態３に係る検出方向切替手段１（４０１）の構成を示す図である。検出方向切替手段１（４０１）として、ＳＰＤＴ（単極双投）のスイッチ素子を使用し、接続状態がＡ−Ｃ導通（水平方向切替期間）となる場合、実際には、Ｂ−Ｃ間を通して後段の回路に流れる漏れ信号も存在する。すなわち、水平方向検出期間に、（図３を参照して）第２の受信アンテナ素子１（３０２）で受信した信号が第１の受信アンテナ素子１（３０１）で受信した信号に重畳し、水平方向方位の検出精度が劣化する恐れがある。同様に、鉛直方向検出期間に、第１の受信アンテナ素子１（３０１）で受信した信号が第２の受信アンテナ素子１（３０２）で受信した信号に重畳し、鉛直方向方位の検出精度が劣化する場合もある。この実施の形態３では、新たに備えた接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）により、前記漏れ信号を抑制する。
【００３４】
図１１は、実施の形態３に係る接続切替手段１（９０１）の構成を示す図である。ここでは、図示したように、接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）をＳＰＤＴ（単極双投）のスイッチ素子とする。ポートＡには、第１の受信アンテナ素子１（３０１）が接続されたミキサ１（３０５）が接続される。そして、ポートＢには、接続状態がＢ−Ｃ導通となったときに後段の電位をグラウンド電位に固定するための接地回路１１０１が接続される。この接地回路１１０１により、接続状態がＡ−Ｃ導通⇔Ｂ−Ｃ導通と切り替わる際に、急激にインピーダンスを変化させることがなく、伝導ノイズや放射ノイズの発生等を防ぐことができる。
【００３５】
図１２は、実施の形態３に係る検出方向切替手段１、２（４０１、４０２）と接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）のタイミングチャートを示す図である。検出方向切替手段１、２（４０１、４０２）の動作については実施の形態１と同様であるので説明を省略する。まず、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ５、Ｓ７は、制御信号Ｓ２に同相同期しており、制御信号Ｓ２がＨの場合、制御信号Ｓ５、Ｓ７はＨとなる。この場合は、接続切替手段１、３（９０１、９０３）共に接続状態をＡ−Ｃ導通とする。一方、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２がＬの場合、制御信号Ｓ５、Ｓ７はＬとなる。この場合は接続切替手段１、３（９０１、９０３）共に接続状態をＢ−Ｃ導通とする。
【００３６】
次に、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ６、Ｓ８は制御信号Ｓ２に逆相同期しており、制御信号Ｓ２がＨの場合、制御信号Ｓ６、Ｓ８はＬとなる。この場合は接続切替手段２、４（９０２，９０４）共に接続状態をＢ−Ｃ導通とする。一方、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２がＬの場合、制御信号Ｓ６、Ｓ８はＨとなる。この場合は接続切替手段２、４（９０２，９０４）共に接続状態をＡ−Ｃ導通とする。したがって、水平方向検出期間では、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）及び接続切替手段２、４（９０２、９０４）により、第２の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部１１２への漏れ込みが抑制される。同様に、鉛直方向検出期間では、検出方向切替手段１、２（４０１、４０２）及び接続切替手段１、３（９０１，９０３）により、第１の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部１１２への漏れ込みが抑制される。
【００３７】
以上のようにして、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサと検出方向切替手段との間と、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサと検出方向切替手段との間とのそれぞれに配置された接続切替手段が、水平方向方位検出時は第２の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部への漏れ込みを、鉛直方向方位検出時は第１の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部への漏れ込みを、それぞれ抑制する機能を備えることにより、安価な構成で、且つ、実施の形態１の図４に係る車載用レーダ装置よりも高精度に、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出することができる。
【００３８】
実施の形態４．
図１３は、本発明の実施の形態４に係る送信スイッチ素子６０１、検出方向切替手段１、２（４０１、４０２）、接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）のタイミングチャートを示す図である。送信スイッチ素子６０１の動作は実施の形態２と同様であるので説明を省略する。また、実施の形態４に係る車載用レーダ装置の構成は、実施の形態３と同様（送信部１０１は図６と同様、アンテナ部１０５は図２と同様、受信部と信号処理部１１２は図９と同様）であるので図面を省略する。
信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２は、Ｓ４の立ち下がりに同期させる。制御信号Ｓ２がＨの期間は、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の接続状態はＡ−Ｃ導通、制御信号Ｓ２がＬの期間は、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の接続状態はＢ−Ｃ導通となる。
【００３９】
制御信号Ｓ５、７は、制御信号Ｓ２においてＳ４がＨの期間及び遅れ期間（非検出期間）をＬとした信号となる。そして、制御信号Ｓ５、Ｓ７がＨの期間は、接続切替手段１、３（９０１，９０３）の接続状態がＡ−Ｃ導通となり、さらに、この期間では検出方向切替手段１、２（４０１、４０２）の接続状態もＡ−Ｃ導通となる。したがって、制御信号Ｓ５、Ｓ７がＨの期間は、水平方向検出期間となる。また、制御信号Ｓ６、８は、制御信号Ｓ５、Ｓ７を非検出期間、遅らせた信号となる。そして、制御信号Ｓ６、Ｓ８がＨの期間は、接続切替手段２、４（９０２，９０４）の接続状態がＡ−Ｃ導通となり、さらに、この期間では検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の接続状態もＢ−Ｃ導通となる。したがって、制御信号Ｓ６、Ｓ８がＨの期間は、鉛直方向検出期間となる。
このように接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）を制御することにより、接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）は、実施の形態３で挙げた漏れ信号を抑制する機能に加えて、非検出期間では信号処理部１１２に入力される送信信号に同期した不要信号を遮断する機能を兼ね備えることができる。
【００４０】
以上のようにして、送信部に送信スイッチ素子を備え、接続切替手段が、水平方向方位検出時は第２の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部への漏れ込みを、鉛直方向方位検出時は第１の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部への漏れ込みを、それぞれ抑制する機能と、少なくとも送信期間では、信号処理部へ入力する送信信号に同期した不要信号を遮断する機能とを兼ね備えることにより、実施の形態３に係る車載用レーダ装置から送信スイッチ素子の追加でパルスレーダとして機能し、実施の形態２に係る車載用レーダ装置よりも高精度に、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出することができる。
【００４１】
実施の形態５．
図１４は、本発明の実施の形態５に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。図１４に示した回路切替部１、２（３０９，３１０）は、実施の形態３に係る図９の構成から検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）を省略した構成となる。また、送信部１０１の構成は図１と、アンテナ部１０５の構成は図２と同様であるので図面を省略する。図１５は、実施の形態５に係る接続切替手段１（９０１）の構成を示す図である。ここでは、図示したように、接続切替手段１（９０１）をＳＰＳＴ（単極単投）のスイッチ素子とする。また、図示していないが、接続切替手段２〜４（９０２〜９０４）も同様の構成とする。ポートＡには、第１の受信アンテナ素子１（３０１）が接続されたミキサ１（３０５）が接続される。ポートＣには、受信アンプ１（３１１）が接続される。
【００４２】
図１６は、実施の形態５に係る接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）のタイミングチャートを示す図である。動作としては、実施の形態３の図１２に示したタイミングチャートから検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の動作を省略したものと同様となる。信号処理部１１２からの制御信号Ｓ５、Ｓ７とＳ６、Ｓ８は逆相同期しており、制御信号Ｓ５、Ｓ７がＨの期間、すなわち、接続切替手段１、３（９０１，９０３）の接続状態がＡ−Ｃ導通となる期間は、制御信号Ｓ６、Ｓ８がＬ、すなわち、接続切替手段２、４（９０２，９０４）の接続状態がＡ−Ｃ遮断となり、水平方向検出期間となる。一方、制御信号Ｓ５、Ｓ７がＬの期間、すなわち、接続切替手段１、３（９０１，９０３）の接続状態がＡ−Ｃ遮断となる期間は、制御信号Ｓ６、Ｓ８がＨ、すなわち、接続切替手段２、４（９０２，９０４）の接続状態がＡ−Ｃ導通となり、鉛直方向検出期間となる。
【００４３】
以上のようにして、接続切替手段が、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサと後段の回路と、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサと後段の回路とを、それぞれ接続遮断する切り替え機能を備えることで、実施の形態３の車載用レーダ装置よりも安価な構成で、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出することができる。
【００４４】
実施の形態６．
図１７は、本発明の実施の形態６に係る送信スイッチ素子６０１、接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）のタイミングチャートを示す図である。この実施の形態６における動作は、実施の形態４（図１３）の動作において、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の動作を省略したものと同様である。ただし、この実施の形態６では、接続切替手段としてＳＰＳＴのスイッチ素子を用いるので、実施の形態４での接続切替手段の接続状態であったＢ−Ｃ導通が、Ａ−Ｃ遮断に変更となる。また、実施の形態６に係る車載用レーダ装置の構成は、実施の形態５と同様（送信部１０１は図６と同様、アンテナ部は図２と同様、受信部１０７は図１４、図１５と同様、信号処理部１１２は図１４と同様）であるので図面を省略する。
【００４５】
送信期間１においては、接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）はそれぞれＡ−Ｃ遮断とし、送信信号に同期した不要信号の信号処理部１１２への入力を遮断する。受信期間１においては、接続切替手段１、３（９０１，９０３）はＡ−Ｃ導通、接続切替手段２、４（９０２，９０４）はＡ−Ｃ遮断となり、第１のアンテナ素子１、２（３０１，３０３）で受信された受信信号が信号処理部１１２に入力され、対象物の水平方向方位が検出される。また、受信期間２においては、接続切替手段１、３（９０１，９０３）はＡ−Ｃ遮断、接続切替手段２、４（９０２，９０４）はＡ−Ｃ導通となり、第２のアンテナ素子１、２（３０２，３０４）で受信された受信信号が信号処理部１１２に入力され、対象物の鉛直方向方位が検出される。
【００４６】
以上のようにして、送信部に送信スイッチ素子を備え、接続切替手段が、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサと後段の回路と、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサと後段の回路とを、それぞれ接続遮断する切り替え機能と、少なくとも送信期間では、信号処理部へ入力する送信信号に同期した不要信号を遮断する機能とを兼ね備えることにより、実施の形態５に係る車載用レーダ装置に送信スイッチ素子を追加してパルスレーダとして機能させ、実施の形態４に係る車載用レーダ装置よりも安価な構成で、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出することができる。
【００４７】
実施の形態７．
図１８は、本発明の実施の形態７に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。図１８に示した回路切替部１、２（３０９，３１０）は、実施の形態３に係る図９の構成から、接続切替手段１、３（９０１，９０３）を省略した構成となる。また、送信部１０１の構成は図１と、アンテナ部１０５の構成は図２と同様であるので図面を省略する。なお、接続切替手段２、４（９０２，９０４）は、図１１に示したようなＳＰＤＴ（単極双投）のスイッチ素子であるものとして説明を進める。
【００４８】
図１９は、本発明の実施の形態７に係る検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）、接続切替手段２、４（９０２，９０４）のタイミングチャートを示す図である。実施の形態３に係る図１２において、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ５、Ｓ７、接続切替手段１、３（９０１，９０３）を無くした図であると考えればよい。実施の形態１、３と同様に、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２がＨの期間は水平方向検出期間、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２がＬの場合は鉛直方向検出期間となる。
【００４９】
前者の場合、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の接続状態はＡ―Ｃ導通であり、接続切替手段２、４（９０２，９０４）の接続状態はＢ―Ｃ導通であるため、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）及び、接続切替手段２、４（９０２，９０４）により、第２の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部１１２への漏れ込みが抑制される。また、実施の形態３に係る図９の構成から接続切替手段１、３（９０１，９０３）を省略した構成としているため、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサを経由した信号ラインの損失が低減される。
【００５０】
後者の場合、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）のみにより、第１の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部１１２への漏れ込みが抑制される。すなわち、鉛直方向方位よりも高精度に、水平方向方位検出を行うことができる。車載用レーダ装置の製造工程における鉛直方向の軸調整等、高い検出精度を要求されない場合には、この実施の形態７に係る車載用レーダ装置は非常に有用な構成であると言える。
【００５１】
以上のようにして、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサの後段に配置された接続切替手段が、水平方向方位検出時は第２の受信アンテナ素子で受信した信号の信号処理部への漏れ込みを抑制する機能を備え、さらに、実施の形態３に係る車載用レーダ装置から第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサの後段に配置された接続切替手段を削減し、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサを経由した信号ラインの損失を低減することにより、実施の形態３に係る車載用レーダ装置よりも安価な構成で、対象物の水平方向方位を鉛直方向方位よりも高精度に検出することができる。
【００５２】
実施の形態８．
図２０は、本発明の実施の形態８に係る送信スイッチ素子６０１、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）、接続切替手段２、４（９０２，９０４）のタイミングチャートを示す図である。実施の形態８における動作は、実施の形態４（図１３）の動作において、接続切替手段１、３（９０１，９０３）の動作を省略したものと同様である。また、実施の形態８に係る車載用レーダ装置の構成は、実施の形態７と同様（送信部１０１は図６と同様、アンテナ部は図２と同様、受信部と信号処理部１１２は図１８と同様）であるので図面を省略する。
【００５３】
送信期間１においては、接続切替手段２、４（９０２，９０４）はＢ−Ｃ導通、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）もＢ−Ｃ導通となり、送信信号に同期した不要信号の信号処理部１１２への入力を遮断する。受信期間１においては、接続切替手段２、４（９０２，９０４）はＢ−Ｃ導通、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）はＡ−Ｃ導通となり、第１のアンテナ素子１、２（３０１，３０３）で受信された受信信号が信号処理部１１２に入力され、対象物の水平方向方位が検出される。また、受信期間２においては、接続切替手段２、４（９０２，９０４）はＡ−Ｃ導通、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）はＢ−Ｃ導通となり、第２のアンテナ素子１、２（３０２，３０４）で受信された受信信号が信号処理部１１２に入力され、対象物の鉛直方向方位が検出される。
【００５４】
受信期間１では、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）及び接続切替手段２、４（９０２，９０４）により、第２の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部１１２への漏れ込みが抑制される。受信期間２では、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）のみにより、第１の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部１１２への漏れ込みが抑制される。
【００５５】
以上のようにして、送信部に送信スイッチ素子を備え、接続切替手段が、水平方向検出期間では、第２の受信アンテナ素子で受信した信号の信号処理部への漏れ込みを抑制する機能と、少なくとも送信期間に、信号処理部へ入力される送信信号に同期した不要信号を遮断する機能とを兼ね備え、検出方向切替手段は、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサを経由した信号ラインへの接続と、接続切替手段への接続とを切り替える機能と、少なくとも送信期間に、信号処理部へ入力される送信信号に同期した不要信号を遮断する機能とを兼ね備えることにより、実施の形態７に係る車載用レーダ装置に送信スイッチ素子を追加して、パルスレーダとして機能させ、実施の形態４に係る車載用レーダ装置よりも安価な構成で、対象物の水平方向方位を鉛直方向方位よりも高精度に検出することができる。
【００５６】
実施の形態９．
図２１は、本発明の実施の形態９に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る図４に示した構成の検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）を、受信アンテナ素子とミキサの間に配置した構成となる。このような構成とすることにより、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）より後段の回路を（一部共用にすることにより）一部削減することができる。特に、高周波部品であるミキサを削減することによるコスト低減効果は大きい。また、実施の形態１でも述べたが、ミキサより後段の回路には一般的に、ＬＮＡ（低ノイズアンプ）やＶＧＡ（可変ゲインアンプ）、そしてＬＰＦ（ローパスフィルタ）等、多くの回路部品が使用されるため、回路削減によるコスト低減効果が大きいことは言うまでもない。なお、送信部１０１の構成は図１と、アンテナ部１０５の構成は図２と同様であるので図面を省略する。
【００５７】
この実施の形態９に係る検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の動作については、実施の形態１の図５と同様である。信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２により、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の接続状態をＡ−Ｃ導通⇔Ｂ−Ｃ導通と切り替えることにより、水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出する。
【００５８】
以上のようにして、検出方向切替手段が、第１の受信アンテナ素子が接続された信号ラインと、第２の受信アンテナ素子が接続された信号ラインとを切り替える機能を備えることで、ミキサを含めた受信回路を削減し、従来の車載用レーダ装置よりもコストを低減した車載用レーダ装置であって、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出できる。
【００５９】
実施の形態１０．
図２２は、本発明の実施の形態１０に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。実施の形態９に係る図２１に示した構成に、ミキサ１、２（３０５，３０６）と受信アンプ１、２（３１１，３１２）の間に、接続切替手段１、２（９０１，９０２）を備えたものである。接続切替手段１、２（９０１，９０２）は、図１５に示したようなＳＰＳＴ（単極単投）のスイッチ素子とする。また、送信部１０１の構成は、図６の構成と、アンテナ部の構成は図２と同様であるので図面を省略する。
【００６０】
図２３は、実施の形態１０に係る送信スイッチ素子６０１、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）、接続切替手段１、２（９０１，９０２）のタイミングチャートを示す図である。非検出期間（送信期間＋遅れ時間）においては、接続切替手段１、２（９０１，９０２）の接続状態は共にＡ−Ｃ遮断となり、送信信号に同期した不要信号の信号処理部１１２への漏れ込みを遮断する。受信期間１においては、接続切替手段１、２（９０１，９０２）の接続状態はＡ−Ｃ導通、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の接続状態はＡ−Ｃ導通となり、第１のアンテナ素子１、２（３０１，３０３）で受信された受信信号が信号処理部１１２に入力され、対象物の水平方向方位が検出される。また、受信期間２においては、接続切替手段１、２（９０１，９０２）はＡ―Ｃ導通、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）はＢ―Ｃ導通となり、第２のアンテナ素子１、２（３０２，３０４）で受信された受信信号が信号処理部１１２に入力され、対象物の鉛直方向方位が検出される。なお、ここでは、接続切替手段１、２（９０１，９０２）に、ＳＰＳＴ（単極単投）のスイッチ素子を使用することを前提としたが、図１１に示したようなＳＰＤＴ（単極双投）のスイッチ素子を使用しても構わない。
【００６１】
以上のようにして、送信部に送信スイッチ素子を備え、検出方向切替手段が、第１の受信アンテナ素子が接続された信号ラインへの接続と、第２の受信アンテナ素子が接続された信号ラインへの接続とを切り替える機能を備え、接続切替手段が、少なくとも送信期間に信号処理部へ入力する送信信号に同期した不要信号を遮断する機能を備えることにより、実施の形態９の車載用レーダ装置に送信スイッチ素子を追加してパルスレーダとして機能させ、安価な構成で、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１０１ 送信部 １０２ 発振器
１０３ 分配器 １０４ 送信アンテナ
１０５ アンテナ部 １０７ 受信部
１０８ 受信アンテナ １０９ ミキサ
１１０ 回路切替部 １１１ 受信アンプ
１１２ 信号処理部
２０１ 第１の受信アンテナ素子 ２０２ 第２の受信アンテナ素子
３０１ 第１の受信アンテナ素子１ ３０２ 第２の受信アンテナ素子１
【００６３】
３０３ 第１の受信アンテナ素子２ ３０４ 第２の受信アンテナ素子２
３０５ ミキサ１ ３０６ ミキサ２
３０７ ミキサ３ ３０８ ミキサ４
３０９ 回路切替部１ ３１０ 回路切替部２
３１１ 受信アンプ１ ３１２ 受信アンプ２
４０１ 検出方向切換手段１ ４０２ 検出方向切換手段２
４０３ 終端回路１ ４０４ 終端回路２
４０５ 終端回路３ ４０６ 終端回路４
【００６４】
６０１ 送信スイッチ素子 ７０１ 接地回路
９０１ 接続切換手段１ ９０２ 接続切換手段２
９０３ 接続切替手段３ ９０４ 接続切替手段４
１１０１ 接地回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用レーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車載用レーダ装置は、先行車等を認識するために利用されることが多く、その場合、道路標識や案内板等のような路面に対する鉛直方向の位置が高いために障害物とはなり得ない物体を先行車と識別する必要がある。この問題を解決するために、例えば、特許文献１に記載されているような、複数の素子アンテナが水平方向に配列されたアレーアンテナを有する受信アンテナと、この受信アンテナのアンテナパターンの水平方向の走査を電気的に行うことにより、この受信アンテナで受信した受信信号から水平方向の所定方位範囲内に存在する目標物の認識を行う信号処理部とを備えたレーダ装置において、素子アンテナの少なくとも一部が鉛直方向にずれて配置され、信号処理部は鉛直方向にずれた素子アンテナからの受信信号を用いて目標物の鉛直方向方位をモノパルス方式で検出することを特徴とするレーダ装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４３３４１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しなしながら、前記従来のレーダ装置には以下のような課題がある。まず、前記従来のレーダ装置において、各素子アンテナからミキサ、信号処理部へと入力される構造（特許文献の図１）とした場合、ミキサをはじめとする受信回路の数が全素子アンテナと同数必要であり、レーダ装置に必要な部品点数が多くなり、価格も高コストとなる。
【０００５】
次に、特許文献の図３では、ミキサの前段に挿入したスイッチにより各素子アンテナの切り替えを行うことでミキサをはじめとする受信回路の数を減らした構成で、水平、鉛直方向方位の検出を実現している。しかしながら、特許文献の図３では、素子アンテナが８個（上側の素子アンテナ４個、下側の素子アンテナ４個）、スイッチが全素子アンテナと同数の８個、ミキサが６個の構成となっている。また、特許文献の図３に則した最も簡単な構成では、素子アンテナが４個（上側の素子アンテナ２個、下側の素子アンテナ２個）、スイッチは４個、ミキサが４個必要となる。すなわち、素子アンテナ数が必要最小限となる構成においても、スイッチ、ミキサの素子数がアンテナ素子と同数必要となり、コスト削減効果が大きくない。とりわけ高周波用部品であるスイッチ、ミキサの素子数が多い構成となるため高コストとなる。
【０００６】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、高周波用ではなくＩＦ帯用スイッチを用いることによるスイッチより後段の受信回路数の削減、又は、高周波用スイッチを用いることでミキサを含めた受信回路数の削減等を行い、又は、前記スイッチに素子アンテナの切り替えを行う機能だけではなく、接続切替時の不要信号を抑制する機能も兼ねることにより、低コスト又は／及び高精度に、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出する車載用レーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係わる車載レーダ装置は、対象物に向けて送信アンテナから電波を送信する送信部と、前記送信部から送信され対象物より反射された電波を、水平方向に複数配列された第１の受信アンテナ素子と、前記第１の受信アンテナ素子と同一平面状に前記第１の受信アンテナ素子とは別に鉛直方向に複数配列された第２の受信アンテナ素子とにより受信し、受信した信号と前記送信部から分配された信号とをミキサにより混合し、ダウンコンバートされた信号を受信アンプにより増幅する受信部と、前記受信部からの受信信号に基づき、所定範囲内に存在する対象物の距離，相対速度，方位を検出する信号処理部とを備えた車載用レーダ装置において、前記受信部を構成する前記ミキサの後段に、前記第１又は第２の受信アンテナ素子と同数の回路切替部を備え、前記回路切替部により前記第１の受信アンテナ素子への接続と、前記第２の受信アンテナ素子への接続とを切り替えるようにしたものである。
【０００８】
また、本発明に係わる車載レーダ装置は、対象物に向けて送信アンテナから電波を送信する送信部と、前記送信部から送信され対象物より反射された電波を、水平方向に複数配列された第１の受信アンテナ素子と、前記第１の受信アンテナ素子と同一平面状に前記第１の受信アンテナ素子とは別に鉛直方向に複数配列された第２の受信アンテナ素子とにより受信し、受信した信号と前記送信部から分配された信号とをミキサにより混合し、ダウンコンバートされた信号を受信アンプにより増幅する受信部と、前記受信部からの受信信号に基づき、所定範囲内に存在する対象物の距離，相対速度，方位を検出する信号処理部とを備える車載用レーダ装置において、前記受信部を構成する前記ミキサの前段に、前記第１又は第２の受信アンテナ素子と同数の検出方向切替手段を備え、前記検出方向切替手段により前記第１の受信アンテナ素子への接続と、前記第２の受信アンテナ素子への接続とを切り替えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の車載用レーダ装置によれば、回路切替部が、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサへの接続と、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサへの接続とを、切り替える機能を備えることで、ミキサより後段の受信回路を削減した車載用レーダ装置が得られ、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出できる。さらに、回路切替部を高周波部品ではなくＩＦ帯部品とするため、従来の車載用レーダ装置よりもコストを低減することができる。
【００１０】
また、本発明の車載用レーダ装置によれば、受信部を構成するミキサの前段に、第１又は第２の受信アンテナ素子と同数の検出方向切替手段を備え、前記検出方向切替手段により前記第１の受信アンテナ素子への接続と、前記第２の受信アンテナ素子への接続とを切り替えるようにしたので、ミキサを含めた受信回路を削減し、従来の車載用レーダ装置よりもコストを低減した車載用レーダ装置であって、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置に用いるアンテナ部の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置の回路切替部１、２の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置に用いる検出方向切替手段１、２のタイミングチャートを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る車載用レーダ装置の送信部、信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る検出方向切替手段１を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る送信スイッチ素子、検出方向切替手段１、２のタイミングチャートを示す図である。
【００１２】
【図９】本発明の実施の形態３に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る検出方向切替手段１の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る接続切替手段１の構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る検出方向切替手段１、２と接続切替手段１〜４のタイミングチャートを示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る送信スイッチ素子、検出方向切替手段１、２、接続切替手段１〜４のタイミングチャートを示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態５に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係る接続切替手段１の構成を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る接続切替手段１〜４のタイミングチャートを示す図である。
【００１３】
【図１７】本発明の実施の形態６に係る送信スイッチ素子、接続切替手段１〜４のタイミングチャートを示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態７に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の実施の形態７に係る検出方向切替手段１、２、接続切替手段２、４のタイミングチャートを示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態８に係る送信スイッチ素子、検出方向切替手段１、２、接続切替手段２、４のタイミングチャートを示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態９に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】本発明の実施の形態１０に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２３】本発明の実施の形態１０に係る送信スイッチ素子、検出方向切替手段１、２、接続切替手段１、２のタイミングチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の車載レーダ装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、実施の形態１の車載用レーダ装置は、発振器１０２、分配器１０３、送信アンテナ１０４、受信アンテナ１０８、ミキサ１０９、回路切替部１１０、受信アンプ１１１、信号処理部１１２等から構成される。そして、以下で述べる各構成要素の動作タイミング等は信号処理部１１２によって制御される。
【００１５】
発振器１０２が信号処理部１１２の制御信号S１により必要な送信信号を発生させ、分配器１０３において、送信アンテナ１０４方向と、ミキサ１０９方向に電力（送信信号）を分配する。送信信号は、送信アンテナ１０４から空間に電波として放射される。ここで、発振器１０２から送信アンテナ１０４において電波を放射するまでを送信部１０１とする。その後、自車前方の対象物１０６にて反射された電波は、受信アンテナ１０８にて受信され、受信信号としてミキサ１０９に入力される。ミキサ１０９では、前記受信信号が分配器１０３で分配された前記送信信号と混合され、ベースバンドの信号にダウンコンバートされ、出力される。
【００１６】
そして、前記受信信号は回路切替部１１０を介して受信アンプ１１１に入力される。回路切替部（検出方向切替手段）１１０については図３を用いて詳細を後述する。受信アンプ１１１によって増幅された受信信号は、信号処理部１１２に入力され、所定範囲内に存在する対象物の距離，相対速度，方位が検出される。この車載用レーダ装置における距離と相対速度の検出方式については、一般的なＦＭ−ＣＷレーダと同様であるので詳細な説明は割愛する。以下では、対象物の検出については、方位検出に特化して説明を進めることとする。なお、方位検出方式については後述する通りである。
【００１７】
図２は、本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置に用いるアンテナ部１０５の構成を示す図である。本発明の車載用レーダ装置を構成するアンテナ部１０５は、例えば、図２に示すように、１つの送信アンテナ１０４と、水平方向に２つ配列された第１の受信アンテナ素子２０１と、鉛直方向に２つ配列された第２の受信アンテナ素子２０２とが同一平面状に配置される。車載用レーダ装置に用いるアンテナ部１０５は自車前方の検出する対象物に対向して、例えば平面状のアンテナ部が地面にほぼ垂直に自車前部に配置される。
【００１８】
図３は、本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。送信部１０１については、図１と同様であるので、図３から省略した。本発明の車載用レーダ装置は、例えば図３に示すように、第１の受信アンテナ素子１（３０１）、第１の受信アンテナ素子２（３０３）、第２の受信アンテナ素子１（３０２）、第２の受信アンテナ素子２（３０４）、ミキサ１〜４（３０５〜３０８）、回路切替部１、２（３０９，３１０）、受信アンプ１、２（３１１，３１２）等から構成されている。回路切替部１、２（３０９，３１０）を備えることにより、ミキサより後段の回路を（一部共用することにより）一部削減することができる。図示していないが、前記後段の回路には一般的に、ＬＮＡ（低ノイズアンプ）やＶＧＡ（可変ゲインアンプ）、そしてＬＰＦ（ローパスフィルタ）等、多くの回路部品が使用されるため、回路削減によるコスト低減効果が大きいことは言うまでもない。
【００１９】
第１の受信アンテナ素子１（３０１）で受信され、ミキサ１（３０５）を経由した受信信号は、回路切替部１（３０９）のポートＡに入力される。一方、第２の受信アンテナ素子１（３０２）で受信され、ミキサ２（３０６）を経由した受信信号は、回路切替部１（３０９）のポートＢに入力される。そして、回路切替部１（３０９）のポートＣから出力された受信信号は受信アンプ１（３１１）を経由し、信号処理部１１２に入力される。同様に、第１の受信アンテナ素子２（３０３）で受信され、ミキサ３（３０７）を経由した受信信号は、回路切替部２（３１０）のポートＡに入力される。一方、第２の受信アンテナ素子２（３０４）で受信され、ミキサ４（３０８）を経由した受信信号は、回路切替部２（３１０）のポートＢに入力される。そして、回路切替部２（３１０）のポートＣから出力された受信信号は受信アンプ２（３１２）を経由し、信号処理部１１２に入力される。
【００２０】
さて、この車載用レーダ装置では、方位検出方式として、位相を用いて対象物の方位を計測する方式のＤＢＦ（ディジタルビームフォーミング）処理等を信号処理部１１２において行う。ＤＢＦ処理とは、送信アンテナから送信され、対象物で反射した電波を複数の受信アンテナで同時に受信し、その受信信号を用いて、様々なアンテナパターンをディジタル信号処理により形成するものである。このＤＢＦ処理では、形成したビームにより特定されるレーダ波の到来方向毎に、受信強度と位相が検出される。
【００２１】
すなわち、第１の受信アンテナ素子１（３０１）で受信され、ミキサ１（３０５）を経由した受信信号と、第１の受信アンテナ素子２（３０３）で受信され、ミキサ３（３０７）を経由した受信信号とを信号処理部１１２においてＤＢＦ処理により合成し、算出される前記受信信号間の位相差により、対象物１０６の方位を検出する。この場合、第１の受信アンテナ素子１、２（３０１，３０３）は水平方向に配列されているので、対象物１０６の水平方向方位が検出される。同様に、鉛直方向に配列された第２の受信アンテナ素子１、２（３０２，３０４）で受信され、ミキサ２、４（３０６，３０８）を経由した受信信号をＤＢＦ処理することにより、対象物１０６の鉛直方向方位が検出される。
【００２２】
実施の形態１では、図３に示した、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２により、回路切替部１、２（３０９，３１０）の接続状態がＡ−Ｃ導通である期間（以下、水平方向検出期間）は、信号処理部において、対象物１０６の水平方向方位が検出される。一方、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２により、回路切替部１、２（３０９，３１０）の接続状態がＢ−Ｃ導通である期間（以下、鉛直方向検出期間）は、信号処理部１１２において、対象物１０６の鉛直方向方位が検出される。なお、対象物１０６の距離と相対速度の検出については、水平方向検出期間又は鉛直方向検出期間に検出しても良いし、水平方向検出期間に検出したものと鉛直方向検出期間に検出したものを比較する等して検出しても良い。
【００２３】
図４は、本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置の回路切替部１、２（３０９，３１０）の構成を示すブロック図である。回路切替部１、２（３０９、３１０）は、それぞれ検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）で構成され、ミキサ１〜４（３０５〜３０８）を経由した信号ラインの終端回路１〜４（４０３〜４０６）と、受信アンプ１、２（３１１，３１２）、との間に、それぞれに近接して配置される。終端回路１〜４（４０３〜４０６）は、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の接続状態がＡ−Ｃ導通⇔Ｂ−Ｃ導通（水平方向検出期間⇔鉛直方向検出期間）と切り替わる際の、急激なインピーダンス変化による伝導ノイズや放射ノイズ、そしてミキサ１〜４（３０５〜３０８）への信号の反射等を防ぐ役割を担う。また、終端回路に近接して配置することで、信号ラインが短くなり、信号ラインに重畳する外来ノイズへの耐性が上がる、前記インピーダンス変化による伝導ノイズや放射ノイズを抑制する等の効果をもたらす。
【００２４】
図５は、本発明の実施の形態１に係る車載用レーダ装置に用いる検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）のタイミングチャートを示す図である。本発明の車載用レーダ装置を構成する検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）は、例えば、図５に示すように、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２がＨの場合は、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）共に、接続状態をＡ−Ｃ導通に切り替える。一方、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２がＬの場合は、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）共に、接続状態をＢ−Ｃ導通に切り替える。前述の通り、前者の場合は対象物の水平方向方位が、後者の場合は対象物の鉛直方向方位が検出される。
【００２５】
以上のようにして、回路切替部（検出方向切替手段）が、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサへの接続と、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサへの接続とを切り替える機能を備えることで、ミキサより後段の受信回路を１部削減した車載用レーダ装置であって、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出できる。なお、回路切替部を高周波部品ではなくＩＦ帯部品とするため、従来の車載用レーダ装置よりもコストを低減することができる。
【００２６】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係る車載用レーダ装置の送信部１０１、信号処理部１１２の構成を示すブロック図である。実施の形態２に係る車載用レーダ装置のアンテナ部１０５の構成は図２と、受信部１０７の構成は図４と同様であるので図面を省略する。図６に示した車載用レーダ装置の送信部１０１は、図１で示した構成に、分配器１０３と送信アンテナ１０４との間に、送信スイッチ素子６０１を新たに備えたものである。送信スイッチ素子６０１は、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ４により、分配器１０３から分配された送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る。すなわち、実施の形態２に係る車載用レーダ装置は、実施の形態１に係る車載用レーダ装置をパルスレーダとして動作させるものである。
【００２７】
パルスレーダでは、パルス状の電波を送信し、実際の物体で反射されたパルス波を受信し、その往復時間で距離を算出し、送信波と受信波のビート周波数（ドップラ周波数）から相対速度を算出する。したがって、パルスの往復時間を直接計測するので、ＦＭ―ＣＷレーダにおいて多く発生する偽像の発生確率を大幅に低減できる。また、パルスレーダでは、車載用レーダ装置において問題となる、送信信号が回路内の漏洩により直接受信回路に入力されることで、ミキサから出力される送信信号に同期した不要信号を、ミキサより後段にスイッチを設ける等の対策により、遮断することができる。実施の形態２では、図４の検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）が、水平方向検出と鉛直方向検出を切り替える機能と、不要信号を遮断する機能とを兼ね備える。
【００２８】
図７は、実施の形態２に係る検出方向切替手段１（４０１）を示す図である。図７では、検出方向切替手段１（４０１）のみ図示したが、検出方向切替手段２（４０２）も同様である。この実施の形態２では、図４の検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）として、ＳＰ３Ｔ（単極３投）のスイッチ素子を使用することにより、接続状態を３状態設ける。接続状態がＡ−Ｄ導通の場合は水平方向検出期間、Ｂ−Ｄ導通の場合は鉛直方向検出期間となり、Ｃ−Ｄ導通の場合は後段の電位を接地回路７０１と同電位、すなわちグラウンド電位とする（以下、非検出期間）。そして、少なくとも送信期間では、前記検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）は、ミキサ１（３０５）を経由した信号ライン及びミキサ２（３０６）を経由した信号ラインと、後段の回路とを遮断する（接続状態をＣ−Ｄ導通とする）ことで、前記不要信号を遮断する。
【００２９】
図８は、実施の形態２に係る送信スイッチ素子６０１、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）のタイミングチャートを示す図である。実施の形態２に係る送信スイッチ素子６０１は、例えば図８に示すように、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ４がＨの場合は、送信スイッチ素子６０１は導通（送信期間１〜３）となり、制御信号Ｓ４がＬの場合は遮断となる。
【００３０】
信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２、Ｓ３は、制御信号Ｓ４がＨの期間及び遅れ期間はＬとなる。前記以外の期間では、制御信号Ｓ２、Ｓ３は互いに反転した信号となる。なお、前記遅れ期間は、自車のごく近傍からの反射波を遮断する等のために所定時間に設定される。そして、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）は、（Ｓ２、Ｓ３）＝（Ｌ、Ｌ）の場合はＣ−Ｄ導通（非検出期間）、（Ｓ２、Ｓ３）＝（Ｈ、Ｌ）の場合はＡ−Ｄ導通（水平方向検出期間）、（Ｓ２、Ｓ３）＝（Ｌ、Ｈ）の場合はＢ−Ｄ導通（鉛直方向検出期間）と接続状態を切り替える。このように検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）を制御することにより、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）は水平方位検出期間と鉛直方位検出期間を切り替える機能に加えて、非検出期間では、信号処理部１１２に入力される送信信号に同期した不要信号を遮断する機能を兼ね備えることができる。
【００３１】
以上のようにして、送信部に送信スイッチ素子を備え、検出方向切替手段が、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサへの接続と、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサへの接続とを切り替える機能と、少なくとも送信期間では、信号処理部へ入力する送信信号に同期した不要信号を遮断する機能とを兼ね備えることにより、送信スイッチ素子の追加でパルスレーダとして機能し、安価な構成で、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出できる。
【００３２】
実施の形態３．
図９は本発明の実施の形態３に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。送信部１０１の構成は図１と、アンテナ部１０５の構成は図２と同様であるので図面を省略する。図９に示した、実施の形態３に係る車載用レーダ装置は、図４に示した回路切替部１（３０９）に、接続切替手段１、２（９０１，９０２）を、回路切替部２（３１０）に接続切替手段３、４（９０３，９０４）をそれぞれ新たに備えたものである。
【００３３】
図１０は、実施の形態３に係る検出方向切替手段１（４０１）の構成を示す図である。検出方向切替手段１（４０１）として、ＳＰＤＴ（単極双投）のスイッチ素子を使用し、接続状態がＡ−Ｃ導通（水平方向切替期間）となる場合、実際には、Ｂ−Ｃ間を通して後段の回路に流れる漏れ信号も存在する。すなわち、水平方向検出期間に、（図３を参照して）第２の受信アンテナ素子１（３０２）で受信した信号が第１の受信アンテナ素子１（３０１）で受信した信号に重畳し、水平方向方位の検出精度が劣化する恐れがある。同様に、鉛直方向検出期間に、第１の受信アンテナ素子１（３０１）で受信した信号が第２の受信アンテナ素子１（３０２）で受信した信号に重畳し、鉛直方向方位の検出精度が劣化する場合もある。この実施の形態３では、新たに備えた接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）により、前記漏れ信号を抑制する。
【００３４】
図１１は、実施の形態３に係る接続切替手段１（９０１）の構成を示す図である。ここでは、図示したように、接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）をＳＰＤＴ（単極双投）のスイッチ素子とする。ポートＡには、第１の受信アンテナ素子１（３０１）が接続されたミキサ１（３０５）が接続される。そして、ポートＢには、接続状態がＢ−Ｃ導通となったときに後段の電位をグラウンド電位に固定するための接地回路１１０１が接続される。この接地回路１１０１により、接続状態がＡ−Ｃ導通⇔Ｂ−Ｃ導通と切り替わる際に、急激にインピーダンスを変化させることがなく、伝導ノイズや放射ノイズの発生等を防ぐことができる。
【００３５】
図１２は、実施の形態３に係る検出方向切替手段１、２（４０１、４０２）と接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）のタイミングチャートを示す図である。検出方向切替手段１、２（４０１、４０２）の動作については実施の形態１と同様であるので説明を省略する。まず、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ５、Ｓ７は、制御信号Ｓ２に同相同期しており、制御信号Ｓ２がＨの場合、制御信号Ｓ５、Ｓ７はＨとなる。この場合は、接続切替手段１、３（９０１、９０３）共に接続状態をＡ−Ｃ導通とする。一方、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２がＬの場合、制御信号Ｓ５、Ｓ７はＬとなる。この場合は接続切替手段１、３（９０１、９０３）共に接続状態をＢ−Ｃ導通とする。
【００３６】
次に、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ６、Ｓ８は制御信号Ｓ２に逆相同期しており、制御信号Ｓ２がＨの場合、制御信号Ｓ６、Ｓ８はＬとなる。この場合は接続切替手段２、４（９０２，９０４）共に接続状態をＢ−Ｃ導通とする。一方、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２がＬの場合、制御信号Ｓ６、Ｓ８はＨとなる。この場合は接続切替手段２、４（９０２，９０４）共に接続状態をＡ−Ｃ導通とする。したがって、水平方向検出期間では、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）及び接続切替手段２、４（９０２、９０４）により、第２の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部１１２への漏れ込みが抑制される。同様に、鉛直方向検出期間では、検出方向切替手段１、２（４０１、４０２）及び接続切替手段１、３（９０１，９０３）により、第１の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部１１２への漏れ込みが抑制される。
【００３７】
以上のようにして、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサと検出方向切替手段との間と、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサと検出方向切替手段との間とのそれぞれに配置された接続切替手段が、水平方向方位検出時は第２の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部への漏れ込みを、鉛直方向方位検出時は第１の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部への漏れ込みを、それぞれ抑制する機能を備えることにより、安価な構成で、且つ、実施の形態１の図４に係る車載用レーダ装置よりも高精度に、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出することができる。
【００３８】
実施の形態４．
図１３は、本発明の実施の形態４に係る送信スイッチ素子６０１、検出方向切替手段１、２（４０１、４０２）、接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）のタイミングチャートを示す図である。送信スイッチ素子６０１の動作は実施の形態２と同様であるので説明を省略する。また、実施の形態４に係る車載用レーダ装置の構成は、実施の形態３と同様（送信部１０１は図６と同様、アンテナ部１０５は図２と同様、受信部と信号処理部１１２は図９と同様）であるので図面を省略する。
信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２は、Ｓ４の立ち下がりに同期させる。制御信号Ｓ２がＨの期間は、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の接続状態はＡ−Ｃ導通、制御信号Ｓ２がＬの期間は、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の接続状態はＢ−Ｃ導通となる。
【００３９】
制御信号Ｓ５、７は、制御信号Ｓ２においてＳ４がＨの期間及び遅れ期間（非検出期間）をＬとした信号となる。そして、制御信号Ｓ５、Ｓ７がＨの期間は、接続切替手段１、３（９０１，９０３）の接続状態がＡ−Ｃ導通となり、さらに、この期間では検出方向切替手段１、２（４０１、４０２）の接続状態もＡ−Ｃ導通となる。したがって、制御信号Ｓ５、Ｓ７がＨの期間は、水平方向検出期間となる。また、制御信号Ｓ６、８は、制御信号Ｓ５、Ｓ７を非検出期間、遅らせた信号となる。そして、制御信号Ｓ６、Ｓ８がＨの期間は、接続切替手段２、４（９０２，９０４）の接続状態がＡ−Ｃ導通となり、さらに、この期間では検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の接続状態もＢ−Ｃ導通となる。したがって、制御信号Ｓ６、Ｓ８がＨの期間は、鉛直方向検出期間となる。
このように接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）を制御することにより、接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）は、実施の形態３で挙げた漏れ信号を抑制する機能に加えて、非検出期間では信号処理部１１２に入力される送信信号に同期した不要信号を遮断する機能を兼ね備えることができる。
【００４０】
以上のようにして、送信部に送信スイッチ素子を備え、接続切替手段が、水平方向方位検出時は第２の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部への漏れ込みを、鉛直方向方位検出時は第１の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部への漏れ込みを、それぞれ抑制する機能と、少なくとも送信期間では、信号処理部へ入力する送信信号に同期した不要信号を遮断する機能とを兼ね備えることにより、実施の形態３に係る車載用レーダ装置から送信スイッチ素子の追加でパルスレーダとして機能し、実施の形態２に係る車載用レーダ装置よりも高精度に、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出することができる。
【００４１】
実施の形態５．
図１４は、本発明の実施の形態５に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。図１４に示した回路切替部１、２（３０９，３１０）は、実施の形態３に係る図９の構成から検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）を省略した構成となる。また、送信部１０１の構成は図１と、アンテナ部１０５の構成は図２と同様であるので図面を省略する。図１５は、実施の形態５に係る接続切替手段１（９０１）の構成を示す図である。ここでは、図示したように、接続切替手段１（９０１）をＳＰＳＴ（単極単投）のスイッチ素子とする。また、図示していないが、接続切替手段２〜４（９０２〜９０４）も同様の構成とする。ポートＡには、第１の受信アンテナ素子１（３０１）が接続されたミキサ１（３０５）が接続される。ポートＣには、受信アンプ１（３１１）が接続される。
【００４２】
図１６は、実施の形態５に係る接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）のタイミングチャートを示す図である。動作としては、実施の形態３の図１２に示したタイミングチャートから検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の動作を省略したものと同様となる。信号処理部１１２からの制御信号Ｓ５、Ｓ７とＳ６、Ｓ８は逆相同期しており、制御信号Ｓ５、Ｓ７がＨの期間、すなわち、接続切替手段１、３（９０１，９０３）の接続状態がＡ−Ｃ導通となる期間は、制御信号Ｓ６、Ｓ８がＬ、すなわち、接続切替手段２、４（９０２，９０４）の接続状態がＡ−Ｃ遮断となり、水平方向検出期間となる。一方、制御信号Ｓ５、Ｓ７がＬの期間、すなわち、接続切替手段１、３（９０１，９０３）の接続状態がＡ−Ｃ遮断となる期間は、制御信号Ｓ６、Ｓ８がＨ、すなわち、接続切替手段２、４（９０２，９０４）の接続状態がＡ−Ｃ導通となり、鉛直方向検出期間となる。
【００４３】
以上のようにして、接続切替手段が、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサと後段の回路と、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサと後段の回路とを、それぞれ接続遮断する切り替え機能を備えることで、実施の形態３の車載用レーダ装置よりも安価な構成で、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出することができる。
【００４４】
実施の形態６．
図１７は、本発明の実施の形態６に係る送信スイッチ素子６０１、接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）のタイミングチャートを示す図である。この実施の形態６における動作は、実施の形態４（図１３）の動作において、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の動作を省略したものと同様である。ただし、この実施の形態６では、接続切替手段としてＳＰＳＴのスイッチ素子を用いるので、実施の形態４での接続切替手段の接続状態であったＢ−Ｃ導通が、Ａ−Ｃ遮断に変更となる。また、実施の形態６に係る車載用レーダ装置の構成は、実施の形態５と同様（送信部１０１は図６と同様、アンテナ部は図２と同様、受信部１０７は図１４、図１５と同様、信号処理部１１２は図１４と同様）であるので図面を省略する。
【００４５】
送信期間１においては、接続切替手段１〜４（９０１〜９０４）はそれぞれＡ−Ｃ遮断とし、送信信号に同期した不要信号の信号処理部１１２への入力を遮断する。受信期間１においては、接続切替手段１、３（９０１，９０３）はＡ−Ｃ導通、接続切替手段２、４（９０２，９０４）はＡ−Ｃ遮断となり、第１のアンテナ素子１、２（３０１，３０３）で受信された受信信号が信号処理部１１２に入力され、対象物の水平方向方位が検出される。また、受信期間２においては、接続切替手段１、３（９０１，９０３）はＡ−Ｃ遮断、接続切替手段２、４（９０２，９０４）はＡ−Ｃ導通となり、第２のアンテナ素子１、２（３０２，３０４）で受信された受信信号が信号処理部１１２に入力され、対象物の鉛直方向方位が検出される。
【００４６】
以上のようにして、送信部に送信スイッチ素子を備え、接続切替手段が、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサと後段の回路と、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサと後段の回路とを、それぞれ接続遮断する切り替え機能と、少なくとも送信期間では、信号処理部へ入力する送信信号に同期した不要信号を遮断する機能とを兼ね備えることにより、実施の形態５に係る車載用レーダ装置に送信スイッチ素子を追加してパルスレーダとして機能させ、実施の形態４に係る車載用レーダ装置よりも安価な構成で、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出することができる。
【００４７】
実施の形態７．
図１８は、本発明の実施の形態７に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。図１８に示した回路切替部１、２（３０９，３１０）は、実施の形態３に係る図９の構成から、接続切替手段１、３（９０１，９０３）を省略した構成となる。また、送信部１０１の構成は図１と、アンテナ部１０５の構成は図２と同様であるので図面を省略する。なお、接続切替手段２、４（９０２，９０４）は、図１１に示したようなＳＰＤＴ（単極双投）のスイッチ素子であるものとして説明を進める。
【００４８】
図１９は、本発明の実施の形態７に係る検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）、接続切替手段２、４（９０２，９０４）のタイミングチャートを示す図である。実施の形態３に係る図１２において、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ５、Ｓ７、接続切替手段１、３（９０１，９０３）を無くした図であると考えればよい。実施の形態１、３と同様に、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２がＨの期間は水平方向検出期間、信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２がＬの場合は鉛直方向検出期間となる。
【００４９】
前者の場合、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の接続状態はＡ―Ｃ導通であり、接続切替手段２、４（９０２，９０４）の接続状態はＢ―Ｃ導通であるため、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）及び、接続切替手段２、４（９０２，９０４）により、第２の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部１１２への漏れ込みが抑制される。また、実施の形態３に係る図９の構成から接続切替手段１、３（９０１，９０３）を省略した構成としているため、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサを経由した信号ラインの損失が低減される。
【００５０】
後者の場合、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）のみにより、第１の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部１１２への漏れ込みが抑制される。すなわち、鉛直方向方位よりも高精度に、水平方向方位検出を行うことができる。車載用レーダ装置の製造工程における鉛直方向の軸調整等、高い検出精度を要求されない場合には、この実施の形態７に係る車載用レーダ装置は非常に有用な構成であると言える。
【００５１】
以上のようにして、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサの後段に配置された接続切替手段が、水平方向方位検出時は第２の受信アンテナ素子で受信した信号の信号処理部への漏れ込みを抑制する機能を備え、さらに、実施の形態３に係る車載用レーダ装置から第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサの後段に配置された接続切替手段を削減し、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサを経由した信号ラインの損失を低減することにより、実施の形態３に係る車載用レーダ装置よりも安価な構成で、対象物の水平方向方位を鉛直方向方位よりも高精度に検出することができる。
【００５２】
実施の形態８．
図２０は、本発明の実施の形態８に係る送信スイッチ素子６０１、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）、接続切替手段２、４（９０２，９０４）のタイミングチャートを示す図である。実施の形態８における動作は、実施の形態４（図１３）の動作において、接続切替手段１、３（９０１，９０３）の動作を省略したものと同様である。また、実施の形態８に係る車載用レーダ装置の構成は、実施の形態７と同様（送信部１０１は図６と同様、アンテナ部は図２と同様、受信部と信号処理部１１２は図１８と同様）であるので図面を省略する。
【００５３】
送信期間１においては、接続切替手段２、４（９０２，９０４）はＢ−Ｃ導通、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）もＢ−Ｃ導通となり、送信信号に同期した不要信号の信号処理部１１２への入力を遮断する。受信期間１においては、接続切替手段２、４（９０２，９０４）はＢ−Ｃ導通、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）はＡ−Ｃ導通となり、第１のアンテナ素子１、２（３０１，３０３）で受信された受信信号が信号処理部１１２に入力され、対象物の水平方向方位が検出される。また、受信期間２においては、接続切替手段２、４（９０２，９０４）はＡ−Ｃ導通、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）はＢ−Ｃ導通となり、第２のアンテナ素子１、２（３０２，３０４）で受信された受信信号が信号処理部１１２に入力され、対象物の鉛直方向方位が検出される。
【００５４】
受信期間１では、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）及び接続切替手段２、４（９０２，９０４）により、第２の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部１１２への漏れ込みが抑制される。受信期間２では、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）のみにより、第１の受信アンテナ素子を経由した信号の信号処理部１１２への漏れ込みが抑制される。
【００５５】
以上のようにして、送信部に送信スイッチ素子を備え、接続切替手段が、水平方向検出期間では、第２の受信アンテナ素子で受信した信号の信号処理部への漏れ込みを抑制する機能と、少なくとも送信期間に、信号処理部へ入力される送信信号に同期した不要信号を遮断する機能とを兼ね備え、検出方向切替手段は、第１の受信アンテナ素子が接続されたミキサを経由した信号ラインへの接続と、接続切替手段への接続とを切り替える機能と、少なくとも送信期間に、信号処理部へ入力される送信信号に同期した不要信号を遮断する機能とを兼ね備えることにより、実施の形態７に係る車載用レーダ装置に送信スイッチ素子を追加して、パルスレーダとして機能させ、実施の形態４に係る車載用レーダ装置よりも安価な構成で、対象物の水平方向方位を鉛直方向方位よりも高精度に検出することができる。
【００５６】
実施の形態９．
図２１は、本発明の実施の形態９に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る図４に示した構成の検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）を、受信アンテナ素子とミキサの間に配置した構成となる。このような構成とすることにより、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）より後段の回路を（一部共用にすることにより）一部削減することができる。特に、高周波部品であるミキサを削減することによるコスト低減効果は大きい。また、実施の形態１でも述べたが、ミキサより後段の回路には一般的に、ＬＮＡ（低ノイズアンプ）やＶＧＡ（可変ゲインアンプ）、そしてＬＰＦ（ローパスフィルタ）等、多くの回路部品が使用されるため、回路削減によるコスト低減効果が大きいことは言うまでもない。なお、送信部１０１の構成は図１と、アンテナ部１０５の構成は図２と同様であるので図面を省略する。
【００５７】
この実施の形態９に係る検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の動作については、実施の形態１の図５と同様である。信号処理部１１２からの制御信号Ｓ２により、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の接続状態をＡ−Ｃ導通⇔Ｂ−Ｃ導通と切り替えることにより、水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出する。
【００５８】
以上のようにして、検出方向切替手段が、第１の受信アンテナ素子が接続された信号ラインと、第２の受信アンテナ素子が接続された信号ラインとを切り替える機能を備えることで、ミキサを含めた受信回路を削減し、従来の車載用レーダ装置よりもコストを低減した車載用レーダ装置であって、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出できる。
【００５９】
実施の形態１０．
図２２は、本発明の実施の形態１０に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図である。実施の形態９に係る図２１に示した構成に、ミキサ１、２（３０５，３０６）と受信アンプ１、２（３１１，３１２）の間に、接続切替手段１、２（９０１，９０２）を備えたものである。接続切替手段１、２（９０１，９０２）は、図１５に示したようなＳＰＳＴ（単極単投）のスイッチ素子とする。また、送信部１０１の構成は、図６の構成と、アンテナ部の構成は図２と同様であるので図面を省略する。
【００６０】
図２３は、実施の形態１０に係る送信スイッチ素子６０１、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）、接続切替手段１、２（９０１，９０２）のタイミングチャートを示す図である。非検出期間（送信期間＋遅れ時間）においては、接続切替手段１、２（９０１，９０２）の接続状態は共にＡ−Ｃ遮断となり、送信信号に同期した不要信号の信号処理部１１２への漏れ込みを遮断する。受信期間１においては、接続切替手段１、２（９０１，９０２）の接続状態はＡ−Ｃ導通、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）の接続状態はＡ−Ｃ導通となり、第１のアンテナ素子１、２（３０１，３０３）で受信された受信信号が信号処理部１１２に入力され、対象物の水平方向方位が検出される。また、受信期間２においては、接続切替手段１、２（９０１，９０２）はＡ―Ｃ導通、検出方向切替手段１、２（４０１，４０２）はＢ―Ｃ導通となり、第２のアンテナ素子１、２（３０２，３０４）で受信された受信信号が信号処理部１１２に入力され、対象物の鉛直方向方位が検出される。なお、ここでは、接続切替手段１、２（９０１，９０２）に、ＳＰＳＴ（単極単投）のスイッチ素子を使用することを前提としたが、図１１に示したようなＳＰＤＴ（単極双投）のスイッチ素子を使用しても構わない。
【００６１】
以上のようにして、送信部に送信スイッチ素子を備え、検出方向切替手段が、第１の受信アンテナ素子が接続された信号ラインへの接続と、第２の受信アンテナ素子が接続された信号ラインへの接続とを切り替える機能を備え、接続切替手段が、少なくとも送信期間に信号処理部へ入力する送信信号に同期した不要信号を遮断する機能を備えることにより、実施の形態９の車載用レーダ装置に送信スイッチ素子を追加してパルスレーダとして機能させ、安価な構成で、対象物の水平方向方位と鉛直方向方位の両方を検出することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１０１ 送信部 １０２ 発振器
１０３ 分配器 １０４ 送信アンテナ
１０５ アンテナ部 １０７ 受信部
１０８ 受信アンテナ １０９ ミキサ
１１０ 回路切替部 １１１ 受信アンプ
１１２ 信号処理部
２０１ 第１の受信アンテナ素子 ２０２ 第２の受信アンテナ素子
３０１ 第１の受信アンテナ素子１ ３０２ 第２の受信アンテナ素子１
【００６３】
３０３ 第１の受信アンテナ素子２ ３０４ 第２の受信アンテナ素子２
３０５ ミキサ１ ３０６ ミキサ２
３０７ ミキサ３ ３０８ ミキサ４
３０９ 回路切替部１ ３１０ 回路切替部２
３１１ 受信アンプ１ ３１２ 受信アンプ２
４０１ 検出方向切換手段１ ４０２ 検出方向切換手段２
４０３ 終端回路１ ４０４ 終端回路２
４０５ 終端回路３ ４０６ 終端回路４
【００６４】
６０１ 送信スイッチ素子 ７０１ 接地回路
９０１ 接続切換手段１ ９０２ 接続切換手段２
９０３ 接続切替手段３ ９０４ 接続切替手段４
１１０１ 接地回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に向けて送信アンテナから電波を送信する送信部と、
前記送信部から送信され対象物より反射された電波を、水平方向に複数配列された第１の受信アンテナ素子と、前記第１の受信アンテナ素子と同一平面状に前記第１の受信アンテナ素子とは別に鉛直方向に複数配列された第２の受信アンテナ素子とにより受信し、受信した信号と前記送信部から分配された信号とをミキサにより混合し、ダウンコンバートされた信号を受信アンプにより増幅する受信部と、
前記受信部からの受信信号に基づき、所定範囲内に存在する対象物の距離，相対速度，方位を検出する信号処理部とを備える車載用レーダ装置において、
前記受信部を構成する前記ミキサの後段に、前記第１又は第２の受信アンテナ素子と同数の回路切替部を備え、前記回路切替部により前記第１の受信アンテナ素子への接続と、前記第２の受信アンテナ素子への接続とを切り替えるようにしたことを特徴とする車載用レーダ装置。
【請求項２】
前記回路切替部は、前記第１の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインへの接続と、前記第２の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインへの接続とを、前記信号処理部からの制御信号により切り替える検出方向切替手段であって、
前記検出方向切替手段は、前記信号ラインの終端回路と前記ミキサの後段の回路との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の車載用レーダ装置。
【請求項３】
前記送信部は、送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る送信スイッチ素子を備え、
少なくとも前記オン時間の送信期間では、前記検出方向切替手段は前記信号ラインと前記前記ミキサの後段の回路との接続を遮断することを特徴とする請求項２記載の車載用レーダ装置。
【請求項４】
前記回路切替部は、
前記第１の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインへの接続と、前記ミキサの後段の電位をグラウンド電位に固定する接地回路への接続とを前記信号処理部からの制御信号により切り替える第１接続切替手段と、
前記第２の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインへの接続と、前記ミキサの後段の電位をグラウンド電位に固定する接地回路への接続とを前記信号処理部からの制御信号により切り替える第２接続切替手段と
前記第１の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサと前記第１接続切替手段を経由した信号ラインへの接続と、前記第２の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサと前記第２接続切替手段を経由した信号ラインへの接続とを前記信号処理部からの制御信号により切り替える検出方向切替手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の車載用レーダ装置。
【請求項５】
前記送信部は、送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る送信スイッチ素子を備え、
少なくとも前記オン時間の送信期間では、前記接続切替手段は前記第１の受信アンテナ素子又は前記第２の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインと前記検出方向切替手段との接続を遮断することを特徴とする請求項４記載の車載用レーダ装置。
【請求項６】
前記回路切替部は、
前記第１の受信アンテナ素子に接続された前記ミキサを経由した信号ラインと、前記第２の受信アンテナ素子に接続された前記ミキサを経由した信号ラインとにそれぞれ接続切替手段を備え、
前記接続切替手段は前記信号ラインの終端回路と、前記ミキサの後段の回路との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の車載用レーダ装置。
【請求項７】
前記送信部は、送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る送信スイッチ素子を備え、
少なくとも前記オン時間の送信期間では、前記接続切替手段は前記第１の受信アンテナ素子又は前記第２の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインと前記ミキサの後段の回路との接続を遮断することを特徴とする請求項６に記載の車載用レーダ装置。
【請求項８】
前記回路切替部は、
前記第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサを経由した信号ラインへの接続と、前記ミキサの後段の電位をグラウンド電位に固定する接地回路への接続とを前記信号処理部からの制御信号により切り替える接続切替手段と、
前記第１の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインへの接続と、前記第２の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサと前記接続切替手段を経由した信号ラインへの接続とを信号処理部からの制御信号により切り替える検出方向切替手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の車載用レーダ装置。
【請求項９】
前記送信部は、送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る送信スイッチ素子を備え、
少なくとも前記オン時間の送信期間では、前記接続切替手段は、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサを経由した信号ラインと前記検出方向切替手段とを遮断し、
前記検出方向切替手段は、前記接続切替手段の前記接地回路と前記ミキサの後段の回路とを導通させることを特徴とする請求項８記載の車載用レーダ装置。
【請求項１０】
対象物に向けて送信アンテナから電波を送信する送信部と、
前記送信部から送信され対象物より反射された電波を、水平方向に複数配列された第１の受信アンテナ素子と、前記第１の受信アンテナ素子と同一平面状に前記第１の受信アンテナ素子とは別に鉛直方向に複数配列された第２の受信アンテナ素子とにより受信し、受信した信号と前記送信部から分配された信号とをミキサにより混合し、ダウンコンバートされた信号を受信アンプにより増幅する受信部と、
前記受信部からの受信信号に基づき、所定範囲内に存在する対象物の距離，相対速度，方位を検出する信号処理部とを備える車載用レーダ装置において、
前記受信部を構成する前記ミキサの前段に、前記第１又は第２の受信アンテナ素子と同数の検出方向切替手段を備え、前記検出方向切替手段により前記第１の受信アンテナ素子への接続と、前記第２の受信アンテナ素子への接続とを切り替えるようにしたことを特徴とする車載用レーダ装置。
【請求項１１】
前記送信部は、送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る送信スイッチ素子を備え、
前記受信部は、前記ミキサの後段に接続切替手段を備え、前記接続切替手段は、少なくとも前記オン時間の送信期間では、前記ミキサを経由した信号ラインと前記ミキサの後段の回路とを遮断することを特徴とする請求項１０記載の車載用レーダ装置。
【請求項１】
対象物に向けて送信アンテナから電波を送信する送信部と、
前記送信部から送信され対象物より反射された電波を、水平方向に複数配列された第１の受信アンテナ素子と、前記第１の受信アンテナ素子と同一平面状に前記第１の受信アンテナ素子とは別に鉛直方向に複数配列された第２の受信アンテナ素子とにより受信し、受信した信号と前記送信部から分配された信号とをミキサにより混合し、ダウンコンバートされた信号を受信アンプにより増幅する受信部と、
前記受信部からの受信信号に基づき、所定範囲内に存在する対象物の距離，相対速度，方位を検出する信号処理部とを備える車載用レーダ装置において、
前記受信部を構成する前記ミキサの後段に、前記第１又は第２の受信アンテナ素子と同数の回路切替部を備え、前記回路切替部により前記第１の受信アンテナ素子への接続と、前記第２の受信アンテナ素子への接続とを切り替えるようにしたことを特徴とする車載用レーダ装置。
【請求項２】
前記回路切替部は、前記第１の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインへの接続と、前記第２の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインへの接続とを、前記信号処理部からの制御信号により切り替える検出方向切替手段であって、
前記検出方向切替手段は、前記信号ラインの終端回路と前記ミキサの後段の回路との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の車載用レーダ装置。
【請求項３】
前記送信部は、送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る送信スイッチ素子を備え、
少なくとも前記オン時間の送信期間では、前記検出方向切替手段は前記信号ラインと前記前記ミキサの後段の回路との接続を遮断することを特徴とする請求項２記載の車載用レーダ装置。
【請求項４】
前記回路切替部は、
前記第１の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインへの接続と、前記ミキサの後段の電位をグラウンド電位に固定する接地回路への接続とを前記信号処理部からの制御信号により切り替える第１接続切替手段と、
前記第２の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインへの接続と、前記ミキサの後段の電位をグラウンド電位に固定する接地回路への接続とを前記信号処理部からの制御信号により切り替える第２接続切替手段と
前記第１の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサと前記第１接続切替手段を経由した信号ラインへの接続と、前記第２の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサと前記第２接続切替手段を経由した信号ラインへの接続とを前記信号処理部からの制御信号により切り替える検出方向切替手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の車載用レーダ装置。
【請求項５】
前記送信部は、送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る送信スイッチ素子を備え、
少なくとも前記オン時間の送信期間では、前記接続切替手段は前記第１の受信アンテナ素子又は前記第２の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインと前記検出方向切替手段との接続を遮断することを特徴とする請求項４記載の車載用レーダ装置。
【請求項６】
前記回路切替部は、
前記第１の受信アンテナ素子に接続された前記ミキサを経由した信号ラインと、前記第２の受信アンテナ素子に接続された前記ミキサを経由した信号ラインとにそれぞれ接続切替手段を備え、
前記接続切替手段は前記信号ラインの終端回路と、前記ミキサの後段の回路との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の車載用レーダ装置。
【請求項７】
前記送信部は、送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る送信スイッチ素子を備え、
少なくとも前記オン時間の送信期間では、前記接続切替手段は前記第１の受信アンテナ素子又は前記第２の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインと前記ミキサの後段の回路との接続を遮断することを特徴とする請求項６に記載の車載用レーダ装置。
【請求項８】
前記回路切替部は、
前記第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサを経由した信号ラインへの接続と、前記ミキサの後段の電位をグラウンド電位に固定する接地回路への接続とを前記信号処理部からの制御信号により切り替える接続切替手段と、
前記第１の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサを経由した信号ラインへの接続と、前記第２の受信アンテナ素子が接続された前記ミキサと前記接続切替手段を経由した信号ラインへの接続とを信号処理部からの制御信号により切り替える検出方向切替手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の車載用レーダ装置。
【請求項９】
前記送信部は、送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る送信スイッチ素子を備え、
少なくとも前記オン時間の送信期間では、前記接続切替手段は、第２の受信アンテナ素子が接続されたミキサを経由した信号ラインと前記検出方向切替手段とを遮断し、
前記検出方向切替手段は、前記接続切替手段の前記接地回路と前記ミキサの後段の回路とを導通させることを特徴とする請求項８記載の車載用レーダ装置。
【請求項１０】
対象物に向けて送信アンテナから電波を送信する送信部と、
前記送信部から送信され対象物より反射された電波を、水平方向に複数配列された第１の受信アンテナ素子と、前記第１の受信アンテナ素子と同一平面状に前記第１の受信アンテナ素子とは別に鉛直方向に複数配列された第２の受信アンテナ素子とにより受信し、受信した信号と前記送信部から分配された信号とをミキサにより混合し、ダウンコンバートされた信号を受信アンプにより増幅する受信部と、
前記受信部からの受信信号に基づき、所定範囲内に存在する対象物の距離，相対速度，方位を検出する信号処理部とを備える車載用レーダ装置において、
前記受信部を構成する前記ミキサの前段に、前記第１又は第２の受信アンテナ素子と同数の検出方向切替手段を備え、前記検出方向切替手段により前記第１の受信アンテナ素子への接続と、前記第２の受信アンテナ素子への接続とを切り替えるようにしたことを特徴とする車載用レーダ装置。
【請求項１１】
前記送信部は、送信信号を所定のオン時間およびオフ時間で区切る送信スイッチ素子を備え、
前記受信部は、前記ミキサの後段に接続切替手段を備え、前記接続切替手段は、少なくとも前記オン時間の送信期間では、前記ミキサを経由した信号ラインと前記ミキサの後段の回路とを遮断することを特徴とする請求項１０記載の車載用レーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−２０２９２７（Ｐ２０１２−２０２９２７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６９９８８（Ｐ２０１１−６９９８８）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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