車載用電波式レーダ装置及びその製造方法
【課題】外筐体に設けられる外部接続コネクタと内部回路とを接続する伝送線を磁気シールドしつつ、外部接続コネクタを内部回路の位置に規制されることなく、自由に設置できるようにする。
【解決手段】外筐体６０は、外筐体本体６１と、その内周面に施されているシールド層６２とを有して構成されている。内部回路からの伝送線７３は、外筐体６０のシールド層６２の外周側を、このシールド層６２に沿って所望の位置迄伸び、そこに外部接続コネクタ７０が設けられている。
【解決手段】外筐体６０は、外筐体本体６１と、その内周面に施されているシールド層６２とを有して構成されている。内部回路からの伝送線７３は、外筐体６０のシールド層６２の外周側を、このシールド層６２に沿って所望の位置迄伸び、そこに外部接続コネクタ７０が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、レーダ装置やカーナビゲーション装置等、車両に搭載され、外部との間で信号を受送信する車載用信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミリ波帯域の電波を用いた電波式レーダ装置は、雨、霧等が存在する悪天候下でも電波ビームの減衰量が小さく、車載用として必要とする最大検知距離を確保できるため、前方車との車間距離や相対速度を計測するセンサとして商品化されつつある。このような車載用レーダ装置は、外部へ電磁ノイズが漏れるのを防ぐため、外部からの電磁ノイズの侵入を防ぐために、各種磁気シールドを施すことが考えられている。
【０００３】
例えば、特開平７−６６７４６号公報に記載の装置では、外筐体の内面と内部回路との間に、導電材で形成された直筒を配し、その中に信号線等を設けることで、内部回路と外筐体内面との間の空間内の遮断周波数を高めると共に、信号線等から発生する電磁ノイズを遮蔽するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、仮に、信号線が外筐体に設けられた外部接続コネクタと内部回路とを接続するものである場合、導電材で形成された直筒でこの信号線を覆っているため、外筐体上であって内部回路から最短距離の位置にコネクタを設ける必要があり、コネクタの設置に位置的な制約を受けてしまうという問題点がある。このような制約は、サイズや配置に関して、極めて厳しい制約を受ける車載用装置にとって、好ましいことではない。例えば、車両のある凹部に車載用装置を設置しようとするときに、車載用装置のある箇所に外部接続コネクタを設けると、このコネクタに外部接続ケーブルを接続できないという問題や、この外部接続ケーブルが仮に接続できたとしても、このケーブルが邪魔になって凹部に車載用装置を設置できないという問題が起こり得る。また、仮に、適当な長さの筒を適宜屈曲させて、これを磁気シールド用の直筒の換わりに使用すれば、コネクタを自由な位置に設けられることになるが、この場合には、外筐体内に、比較的長く且つ屈曲した筒の配置スペースを確保する必要が生じて、装置全体の大型化を招いてしまう。
【０００５】
また、以上の従来技術では、直筒の内部回路側の端部開口から、信号線から発した電磁ノイズが漏れ、十分な磁気シールを行うことができないという問題点もある。
【０００６】
そこで、本出願に係る発明は、このような従来の問題点に着目し、外筐体に設けられる外部接続部と内部回路とを接続する伝送線を磁気シールドしつつ、装置を大型化させることなく、外部接続部を自由な位置に設置することができる車載用信号処理装置を提供することを第１の目的とする。
【０００７】
さらに、本出願に係る発明は、十分な磁気シールドを行うことができる車載用信号処理装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するための第１の目的を達成するための車載用信号処理装置は、
車両に搭載され、信号及び／又は電力を含む伝送対象を外部との間で受信及び／又は送信する車載用信号処理装置において、
前記伝送対象が入力する、及び／又は前記伝送対象を出力する内部回路と、
前記内部回路を覆い、内周側に導電性を有するシールド層が施されている外筐体と、
前記外部との間で前記伝送対象を送受信するため、前記外筐体に取り付けられ且つ該外筐体の外側に臨んでいる外部接続部と、
前記内部回路と前記外部接続部とを電気的に接続する伝送線と、
を備え、
前記伝送線は、前記外部接続部を基点として、前記外筐体の外周面と前記シールド層との間を、該外筐体の内周面が広がっている方向又は該外筐体の外周面が広がっている方向に伸びてから、該シールド層を貫通して、前記内部回路に接続されている、ことを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記第２の目的を達成するための車載用信号処理装置は、
車両に搭載され、信号及び／又は電力を含む伝送対象を外部との間で受信及び／又は送信する車載用信号処理装置において、
前記伝送対象が入力する、及び／又は前記伝送対象を出力する内部回路を有する内部回路基板と、
前記内部回路基板を支える基板支持台と、
前記内部回路基板及び前記基板支持台を覆い、内周側に導電性を有するシールド層が施されている外筐体と、
前記外部との間で前記伝送対象を送受信するため、前記シールド層を外周側から内周側へ貫通して、前記内部回路と電気的に接続されている伝送線と、
を備え、
前記基板支持台は、前記伝送線による前記シールド層の貫通位置と前記内部回路基板との間の該伝送線の外周を覆い、且つ導電材で形成された筒状のシールド部を有し、
前記内部回路基板は、前記筒状のシールド部に接触して、前記筒状のシールド部の端部開口を塞ぎ、
前記内部回路基板は、導電層と前記伝送線を通ってきたノイズを除去するノイズ除去手段とを有し、該ノイズ除去手段は、前記シールド層からの前記伝送線が前記導電層を貫通する直前又は直後の位置に設けられている、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本願に係る発明によれば、外部接続部から内部回路までの信号線を、外筐体のシールド層の外周側に沿わせて、目的の位置まで導いているので、外部接続部は内部回路の位置に規制されることなく、自由な位置に設けることができる。
【００１１】
また、本願に係る他の発明によれば、外筐体のシールド層から内部回路までの間の伝送線を、内部回路が設けられている基板の導電層と外部筐体のシールド層と基板支持台のシールド部で覆うと共に、基板の導電層の直前又は直後にノイズ除去手段を設けたので、この伝送線にノイズがのっていても、このノイズにより内部回路を含めた各種回路への影響を効率よく且つ確実に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る車載用信号処理装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１３】
本実施形態の車載用信号処理装置は、図８に示すように、車載用レーダ装置１で、自車両２の前端部に取り付けて、先行車等の物体５までの相対距離や相対速度や方位角度等を計測するものである。
【００１４】
この車載用レーダ装置１は、図１に示すように、送信アンテナ１１と、二つの受信アンテナ１２ａ，１２ｂと、各アンテナ１１，１２ａ，１２ｂの電波放射側を覆うレドーム６５と、送信アンテナ１１に送信信号を与えると共に受信アンテナ１２ａ，１２ｂからの受信信号を受け付ける高周波回路２１と、受信信号に基づいて各種演算処理を行う信号処理回路４１と、高周波回路２１と信号処理回路４１との間のインタフェース回路２１と、角速度センサ５５と、伝送線中のノイズを除去するフィルタ回路（ノイズ除去手段）５４と、これらの各回路等に電力を供給する電源回路５１と、各回路等を覆う外筐体６０と、外部接続コネクタ（外部接続部）７０と、を備えている。
【００１５】
高周波回路２１は、信号処理回路４１からの互いに異なる周波数f1,f2の２種類の変調信号に基づいて、２種類の送信信号f1,f2を時差を付けて出力する発信器２５と、この送信信号f1,f2を増幅して送信アンテナ１１等に送る送信側アンプ２６ａ，２６ｂと、各受信アンテナ１２ａ，１２ｂからの受信信号を増幅する受信側アンプ２７ａ，２７ｂと、各受信側アンプ２７ａ，２７ｂの出力に送信側アンプ２６ｂの出力をミキシングするミキサ２８ａ，２８ｂと、各ミキサ２８ａ，２８ｂからの信号の和信号及び差信号を生成する和・差信号生成回路２９と、を有している。
【００１６】
信号処理回路４１は、高周波回路２１からインタフェース回路３１を介して入力した和信号（sum）及び差信号（diff）、さらに角速度センサ４８からの角速度信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４４と、ディジタル信号に変換された和信号及び差信号等にＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を施すＦＦＴ回路４５と、ＦＦＴ回路４５からの信号に基づいて物体までの距離や相対速度や方位角度を求める計測演算部４６と、高周波回路２１に送る変調信号f1,f2を生成する変調器４７と、を有している。
【００１７】
ここで、本実施形態における車載用レーダ装置による距離計測等の原理について簡単に説明する。
【００１８】
発信器２５は、変調器４７からの変調信号に基づいて、二つの周波数f1,f2の信号を時間的に切換ながら、送信側アンプ２６ａを介して送信アンテナ１１に送る。送信アンテナ１１は、発信器２５からの２種類の送信信号f1,f2に対応した２種類の高周波電波信号を出力する。自車両の前方物体５からの反射波は、各受信アンテナ１２ａ，１２ｂで受信され、各受信アンテナ１２ａ，１２ｂからの受信信号がミキサ２８ａ，２８ｂを介して和・差信号生成回路２９に入力する。この和・差信号生成回路２９は、二つの受信信号の和信号（sum）及び差信号（diff）を求めて、これをインタフェース回路３１を介して信号処理回路４１へ送る。和信号（sum）及び差信号（diff）は、信号処理回路４１のＡ／Ｄ変換器４４でディジタル信号に変換された後、ＦＦＴ回路４５で、周波数軸上で解析され、図９の下段に示すような周波数スペクトラムに変換される。計測演算部４６では、例えば、和信号の周波数スペクトラムで、信号強度が最大となる位置の周波数から物体（ターゲット）の相対速度を求める。さらに、和信号の周波数スペクトラムで、送信周波数のそれぞれに対応するピーク信号を検出して、図９の上段に示すように、そのピーク信号の位相差から相対距離を求める。また、和信号と差信号との比率から、物体の方位角度を求める。
【００１９】
計測演算部４６で求められた物体の相対距離等は、フィルタ回路５４、伝送線７３を構成する信号線７３ｂ、外部接続コネクタ７０及び外部接続ケーブル８５等を介して、車両制御装置や警報発生装置等の外部装置８６に送られる。また、これらの外部装置８６からは、動作開始指令や自車両速度等が、外部接続ケーブル８５、外部接続コネクタ７０、伝送線７３を構成する信号線７３ｂ、フィルタ回路５４等を介して、計測演算部４６に入力する。また、車両電源８７からの電力は、外部接続ケーブル８５、外部接続コネクタ７０、伝送線７３を構成する電源線７３ａ、フィルタ回路５４を介して、電源回路５１に入力する。
【００２０】
外筐体６０は、図２及び図３に示すように、ほぼ直方体形状で、一つの面に相当する箇所が開口６９しており、そこから対抗面の方向に凹み、この凹んだ空間が収納室６３を形成している。この外筐体６０は、絶縁性を有する樹脂で形成されている外筐体本体６１と、その内周面の全体に施されている導電性のシールド層６２と、を有して構成されている。この外筐体６０の外周壁の外周面には、外部接続コネクタ７０が設けられ、外筐体６０の底壁６４の内周面には、内部回路接続コネクタ７５が設けられ、外筐体６０の底壁６４には、呼吸弁吸気９０が設けられている。外部接続コネクタ７０のコネクタピン７１と内部回路接続コネクタ７５のコネクタピン７６とは、伝送線７３で接続されている。この伝送線７３は、外部接続コネクタ７０のコネクタピン７１から、外筐体本体６１の外周壁内を通り、さらに、外筐体本体６１の底壁６４を通って、内部回路接続コネクタ７５のコネクタピン７６に接続されている。なお、ここでは、外筐体本体６１を絶縁性の樹脂で形成したが、これは、主として、伝送線７３とシールド層６２との間の絶縁を確保するためであるから、絶縁性を有する被覆材で伝送線７３を覆う場合には、外筐体本体６１は導線材で形成してもよい。したがって、外筐体６０の全体を導電性を有する金属で形成し、その中に、被覆材で覆われた伝送線７３を通すようにしてもよい。また、伝送線７３は、外筐体本体６１の外周面に沿って設けても、外筐体本体６１の内周面に沿って設けてもよく、要は、施工性のよいルートに設けるとよい。
【００２１】
呼吸弁９０は、図７に示すように、貫通孔が形成されている弁本体９１と、貫通孔内への塵や埃の侵入を抑えるために複数の微小通気孔が形成されている弁蓋９２と、貫通孔の中間辺りに設けられている防水呼吸膜９３と、を有して構成されている。防水呼吸膜９３は、水分子よりも微細な多数の通気孔が形成されている膜、つまり空気を通すが水を通さない膜である。このため、外筐体６０の内外圧力差が生じることはない。
【００２２】
以上で説明した外筐体６０の収納室６３内に、図２〜図４に示すように、インタフェース基板３０、信号処理回路基板４０、電源回路基板５０、これらの基板３０，４０，５０を支える基板支持台８０が収納されている。各基板３０，４０，５０は、いずれも、導電材で形成されたＧＮＤ電位層３２，４２，５２と、このＧＮＤ電位層３２，４２，５２を両側から挟み込む二枚の絶縁層３３ａ，３３ｂ，４３ａ，４３ｂ，５３ａ，５３ｂと、絶縁層絶縁層３３ａ，３３ｂ，４３ａ，４３ｂ，５３ａ，５３ｂ上に形成されている各種回路と、を有して構成されている。基板支持台８０は、導電性を有する金属で形成され、外筐体６０の底壁６４の内周面上に置かれる支持プレート部８１と、支持プレート部８１のほぼ四隅に形成されている基板連結ロッド８２，８２，…と、支持プレート部８１のほぼ中央に形成されている筒状のシールド部８３と、を有している。支持プレート部８１のほぼ中央は貫通しており、この貫通孔の内縁に沿って筒状のシールド部８３が形成されている。各基板３０，４０，５０には、基板連結ロッド８２，８２，…が貫通しており、基板相互間にスペーサ８５が配されている。
【００２３】
インタフェース基板３０の絶縁層３３ａ，３３ｂには、前述したインタフェース回路３１が形成され、信号処理回路基板４０の絶縁層４３ａ，４３ｂには、信号処理回路４１が形成され、電源回路基板５０の絶縁層５３ａ，５３ｂには、電源回路５１及びフィルタ回路５４が形成されていと共に角速度センサ５５が設けられている。フィルタ回路５４は、図５に示すように、電源回路基板５０の二枚の絶縁層５３ａ，５３ｂのうち、外筐体６０の底壁６４に対して遠い側の絶縁層５３ａ上に形成されている。このフィルタ回路５４からは、この絶縁層５３ａ及びＧＮＤ層５２、さらにもう一方の絶縁層５３ｂを貫通した伝送ピン７８が設けられている。
【００２４】
電源回路基板５０、信号処理回路基板４０及びインタフェース基板３０が取り付けられた基板支持台８０は、前述したように、外筐体６０の収納室６３内に収められる。この過程で、図４及び図５に示すように、外筐体６０の内部回路接続コネクタ７５のコネクタピン７６に、電源回路基板５０の伝送ピン７８が、中継コネクタ７７を介して接続される。この結果、外部接続コネクタ７０のコネクタピン７１と電源回路基板５０の伝送ピン７８とは、伝送線７３、内部回路接続コネクタ７５のコネクタピン７６及び中継コネクタ７７を介して接続される。このように、本実施形態では、回路基板５０にコネクタとしての伝送ピン７８を設け、外筐体６０に内部回路接続コネクタ７５を設けたので、回路基板５０を外筐体６０内に収める際に、簡単に、外筐体６０を通ってきた伝送線７３と回路基板５０とを電気的に接続することができる。さらに、回路基板５０にコネクタとしての伝送ピン７８を設けたので、この回路基板５０を外筐体６０内に収納せずとも、この回路基板５０を含む各回路の動作試験を間単に行うことができる。
【００２５】
また、本実施形態では、外筐体６０のシールド層６２と電源回路基板５０のＧＮＤ層５２との間に位置する伝送線、つまり、内部回路接続コネクタ７５のコネクタピン７６、中継コネクタ７７、及び電源回路基板５０の伝送ピン７８の先端部は、その外周側が基板支持台８０の筒状のシールド部８３に覆われ、両端側がそれぞれ外筐体６０のシールド層６２、電源回路基板５０のＧＮＤ層５２に覆われる。また、外部接続コネクタ７０と内部回路接続コネクタ７５との間の伝送線７３は、前述したように、外筐体６０のシールド層６２の外周側に位置している。つまり、本実施形態では、外部接続コネクタ７０と電源回路基板５０とを接続する伝送線７３，７６，７７，７８は、全ての部分で、外筐体６０のシールド層６２や基板支持台８０のシールド部８３等により、各種回路との間を電磁気的に仕切られる。さらに、内部回路接続コネクタ７５から電源回路基板５０に伸びている伝送線７６，７７，７８は、電源回路基板５０のＧＮＤ層５２を貫通した直後に設けられているフィルタ回路５４に接続される。したがって、外部接続コネクタ７０から電源回路基板５０までの間の伝送線から電磁ノイズが発生したとしても、この電磁ノイズは、外筐体のシールド層６２や筒状のシールド部８３等の導電体で遮蔽される上に、電源回路基板５０のＧＮＤ層５２を伝送線が出た直後にフィルタ回路５４が設けられているので、各種回路５１，４１，３１に対する電磁ノイズの影響を抑えることができる。なお、ここでは、電源回路基板５０のＧＮＤ層５２とシールド部８３とは、両者の間に絶縁層５３ｂが介在しているため、導電材相互間に隙間が存在するものの、この隙間、具体的には、絶縁層５３ｂの厚さ分の隙間は、伝送線を通っている信号の波長の半分未満であるため、この隙間から電磁ノイズが漏れ出ることはない。また、本実施形態では、伝送線が電源回路基板５０のＧＮＤ層５２を貫通した直後の位置にフィルタ回路５４を設けたが、ＧＮＤ層５２を貫通する直前の位置にフィルタ回路５４を設けても同様の効果を得ることができる。ここで、ＧＮＤ層５２を貫通した直後の位置、または貫通する直前の位置とは、ＧＮＤ層５２とフィルタ回路５４との間に、他の処理回路を存在させることなく、ＧＮＤ層５２からの距離をできる限り短くした位置のことである。
【００２６】
また、本実施形態では、外筐体６０のシールド層６２の外周側を這わせる伝送線７３の長さやそのルートを調整することで、外筐体６０の任意の位置に外部接続コネクタ７０を設けることができる。しかも、伝送線７３は、シールド層６２の外周側の外筐体本体６１内を通っているので、外筐体６０の収納室６３がこの伝送線７３により狭められることがなく、外筐体内６０の収納室６３を有効利用することができる。
【００２７】
外筐体６０の開口６９は、図７に示すように、アンテナ支持台２３により塞がれる。このアンテナ支持台２３は、収納室が形成されている支持台本体２４ａと、支持台本体２４ａの開口を塞ぐ蓋２４ｂとを有して構成されている。支持台本体２４ａ及び蓋２４ｂは、いずれも導電性を有する金属で形成されている。支持台本体２４ａの収納室内には、高周波回路基板２０が設けられている。この高周波回路基板２０は、絶縁層２２と、この絶縁層２２上に形成されている前述の高周波回路２１とを有している。この高周波回路２１とインタフェース回路３０や電源回路５０等の他の回路とは、高周波回路２１から伸びている貫通式コネクタピン７９で電気的に接続されている。支持台本体２４ａの収納室の底壁に相当する部分の外周面には、送受信アンテナ１１，１２ａ，１２ｂが設けられている。この送受信アンテナ１１，１２ａ，１２ｂは、レドーム６５により覆われる。このレドーム６５は、Ｏリング６８を介して、固定用プレート６６及びネジ６７により外筐体６０に連結される。なお、このレドーム６５は、電波透過時の電波減衰率が極めて小さい樹脂で形成されている。また、ここでは、アンテナ支持台２３の全ての導電性を有する金属で形成したが、例えば、絶縁性を有する樹脂で基本的な形状を形成し、その外周を導電性を有する金属等で覆うようにしてもよい。
【００２８】
図４に示すように、導電性を有するアンテナ支持台２３、インタフェース回路基板３０のＧＮＤ層３２、信号処理回路基板４０のＧＮＤ層４２、電源回路基板５０のＧＮＤ層５２は、いずれも、導電性を有する外筐体６０のシールド層６２と、電気的に接続されている。具体的には、アンテナ支持台２３は、図７に示すように、外筐体６０の開口６９の縁部のシールド層６２と直接接することで、シールド層６２と電気的に接続されている。また、インタフェース回路基板３０のＧＮＤ層３２、信号処理回路基板４０のＧＮＤ層４２、電源回路基板５０のＧＮＤ層５２は、図４及び図６に示すように、基板支持台８０の基板連結ロッド８２に接し、この基板連結ロッド８２が形成されている基板支持台８０の支持プレート部８１が外筐体６０のシールド層６２と接触することで、このシールド層６２と電気的に接続されている。したがって、各回路基板３０，４０，５０のＧＮＤ層３２，４２，５２は、いずれも同電位（ＧＮＤ電位）に成る。
【００２９】
高周波の電波を発信する送信アンテナ１１及び高周波の電波を受信する受信アンテナ１２ａ，１２ｂは、導電性を有するアンテナ支持台２３で、他の回路２１，３１，４１，５１と電磁気的に遮断されているため、各回路に対して、これらのアンテナによる磁気的な影響を回避することができる。また、高周波回路２１は、前述したように、導電性を有するアンテナ支持台２３に覆われ、インタフェース回路基板３０のＧＮＤ層３２とアンテナ支持台２３との間の回路は、インタフェース回路基板３０のＧＮＤ層３２とアンテナ支持台２３と外筐体６０のシールド層６２とにより覆われ、インタフェース回路基板３０のＧＮＤ層３２と信号処理回路基板４０のＧＮＤ層４２との間の回路は、インタフェース回路基板３０のＧＮＤ層３２と信号処理回路基板４０のＧＮＤ層４２と外筐体６０のシールド層６２とにより覆われ、信号処理回路基板４０のＧＮＤ層４２と電源回路基板５０のＧＮＤ層５２との間の回路は、信号処理回路基板４０のＧＮＤ層４２と電源回路基板５０のＧＮＤ層５２と外筐体６０のシールド層６２とにより覆われているので、回路相互間での磁気的な影響を極めて効率よく且つ効果的に抑えることができる。
【００３０】
なお、以上の実施形態では、信号線と電源線を含めたものを伝送線として扱って、これを磁気シールドしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、信号線のみ、また電源線のみを本実施形態と同様に、磁気シールドしてもよい。
【００３１】
また、以上の実施形態では、外部接続部が外部接続コネクタである場合の例であるが、この外部接続コネクタを設けず、外部接続ケーブルを外部接続部として直接外筐体に設けた場合にも、このケーブルからの伝送線を本実施形態と同様に、磁気シールドするとよい。
【００３２】
また、以上の実施形態は、本発明を車載用レーダ装置に適用したものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、信号や電力等の伝送対象を扱う車載装置であれば、いかなるものに、本発明を適用してもよく、例えば、カーナビゲーション装置、ETC（Electronic Toll Collection）装置等に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る一実施形態における車載用レーダ装置の回路ブロック図である。
【図２】本発明に係る一実施形態における車載用レーダ装置の分解断面図である。
【図３】本発明に係る一実施形態における車載用レーダ装置の分解斜視図である。
【図４】本発明に係る一実施形態における車載用レーダ装置の導電材相互の接続を示す説明図である。
【図５】本発明に係る一実施形態における電源回路基板と伝送線との接続を示す説明図である。
【図６】本発明に係る一実施形態における電源回路基板及び基板支持台を外筐体内に収納した際の断面図である。
【図７】本発明に係る一実施形態における車載用レーダ装置の断面図（内部の回路を省略）である。
【図８】本発明に係る一実施形態における車載用レーダ装置の取付け位置を示す説明図である。
【図９】本発明に係る一実施形態における車載用レーダ装置による距離計測及び速度計測の原理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…車載用レーダ装置、２…自車両、５…物体、１１…送信アンテナ、１２ａ，１２ｂ…受信アンテナ、２０…高周波回路基板、２１…高周波回路、２２，３３ａ，３３ｂ，４３ａ，４３ｂ，５３ａ，５３ｂ…絶縁層、３０…インタフェース回路基板、３１…インタフェース回路、３２，４２，５２…ＧＮＤ層（基板の導電層）、４０…信号処理回路基板、４１…信号処理回路、５０…電源回路基板（内部回路基板）、５１…電源回路、５４…フィルタ回路（ノイズ除去手段）、６０…外筐体、６１…外筐体本体、６２…シールド層、７０…外部接続コネクタ（外部接続部）、７３…伝送線、７５…内部回路コネクタ、７７…中継コネクタ、８０…基板支持台、８３…シールド部、８５…外部接続ケーブル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、レーダ装置やカーナビゲーション装置等、車両に搭載され、外部との間で信号を受送信する車載用信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミリ波帯域の電波を用いた電波式レーダ装置は、雨、霧等が存在する悪天候下でも電波ビームの減衰量が小さく、車載用として必要とする最大検知距離を確保できるため、前方車との車間距離や相対速度を計測するセンサとして商品化されつつある。このような車載用レーダ装置は、外部へ電磁ノイズが漏れるのを防ぐため、外部からの電磁ノイズの侵入を防ぐために、各種磁気シールドを施すことが考えられている。
【０００３】
例えば、特開平７−６６７４６号公報に記載の装置では、外筐体の内面と内部回路との間に、導電材で形成された直筒を配し、その中に信号線等を設けることで、内部回路と外筐体内面との間の空間内の遮断周波数を高めると共に、信号線等から発生する電磁ノイズを遮蔽するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、仮に、信号線が外筐体に設けられた外部接続コネクタと内部回路とを接続するものである場合、導電材で形成された直筒でこの信号線を覆っているため、外筐体上であって内部回路から最短距離の位置にコネクタを設ける必要があり、コネクタの設置に位置的な制約を受けてしまうという問題点がある。このような制約は、サイズや配置に関して、極めて厳しい制約を受ける車載用装置にとって、好ましいことではない。例えば、車両のある凹部に車載用装置を設置しようとするときに、車載用装置のある箇所に外部接続コネクタを設けると、このコネクタに外部接続ケーブルを接続できないという問題や、この外部接続ケーブルが仮に接続できたとしても、このケーブルが邪魔になって凹部に車載用装置を設置できないという問題が起こり得る。また、仮に、適当な長さの筒を適宜屈曲させて、これを磁気シールド用の直筒の換わりに使用すれば、コネクタを自由な位置に設けられることになるが、この場合には、外筐体内に、比較的長く且つ屈曲した筒の配置スペースを確保する必要が生じて、装置全体の大型化を招いてしまう。
【０００５】
また、以上の従来技術では、直筒の内部回路側の端部開口から、信号線から発した電磁ノイズが漏れ、十分な磁気シールを行うことができないという問題点もある。
【０００６】
そこで、本出願に係る発明は、このような従来の問題点に着目し、外筐体に設けられる外部接続部と内部回路とを接続する伝送線を磁気シールドしつつ、装置を大型化させることなく、外部接続部を自由な位置に設置することができる車載用信号処理装置を提供することを第１の目的とする。
【０００７】
さらに、本出願に係る発明は、十分な磁気シールドを行うことができる車載用信号処理装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するための第１の目的を達成するための車載用信号処理装置は、
車両に搭載され、信号及び／又は電力を含む伝送対象を外部との間で受信及び／又は送信する車載用信号処理装置において、
前記伝送対象が入力する、及び／又は前記伝送対象を出力する内部回路と、
前記内部回路を覆い、内周側に導電性を有するシールド層が施されている外筐体と、
前記外部との間で前記伝送対象を送受信するため、前記外筐体に取り付けられ且つ該外筐体の外側に臨んでいる外部接続部と、
前記内部回路と前記外部接続部とを電気的に接続する伝送線と、
を備え、
前記伝送線は、前記外部接続部を基点として、前記外筐体の外周面と前記シールド層との間を、該外筐体の内周面が広がっている方向又は該外筐体の外周面が広がっている方向に伸びてから、該シールド層を貫通して、前記内部回路に接続されている、ことを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記第２の目的を達成するための車載用信号処理装置は、
車両に搭載され、信号及び／又は電力を含む伝送対象を外部との間で受信及び／又は送信する車載用信号処理装置において、
前記伝送対象が入力する、及び／又は前記伝送対象を出力する内部回路を有する内部回路基板と、
前記内部回路基板を支える基板支持台と、
前記内部回路基板及び前記基板支持台を覆い、内周側に導電性を有するシールド層が施されている外筐体と、
前記外部との間で前記伝送対象を送受信するため、前記シールド層を外周側から内周側へ貫通して、前記内部回路と電気的に接続されている伝送線と、
を備え、
前記基板支持台は、前記伝送線による前記シールド層の貫通位置と前記内部回路基板との間の該伝送線の外周を覆い、且つ導電材で形成された筒状のシールド部を有し、
前記内部回路基板は、前記筒状のシールド部に接触して、前記筒状のシールド部の端部開口を塞ぎ、
前記内部回路基板は、導電層と前記伝送線を通ってきたノイズを除去するノイズ除去手段とを有し、該ノイズ除去手段は、前記シールド層からの前記伝送線が前記導電層を貫通する直前又は直後の位置に設けられている、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本願に係る発明によれば、外部接続部から内部回路までの信号線を、外筐体のシールド層の外周側に沿わせて、目的の位置まで導いているので、外部接続部は内部回路の位置に規制されることなく、自由な位置に設けることができる。
【００１１】
また、本願に係る他の発明によれば、外筐体のシールド層から内部回路までの間の伝送線を、内部回路が設けられている基板の導電層と外部筐体のシールド層と基板支持台のシールド部で覆うと共に、基板の導電層の直前又は直後にノイズ除去手段を設けたので、この伝送線にノイズがのっていても、このノイズにより内部回路を含めた各種回路への影響を効率よく且つ確実に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る車載用信号処理装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１３】
本実施形態の車載用信号処理装置は、図８に示すように、車載用レーダ装置１で、自車両２の前端部に取り付けて、先行車等の物体５までの相対距離や相対速度や方位角度等を計測するものである。
【００１４】
この車載用レーダ装置１は、図１に示すように、送信アンテナ１１と、二つの受信アンテナ１２ａ，１２ｂと、各アンテナ１１，１２ａ，１２ｂの電波放射側を覆うレドーム６５と、送信アンテナ１１に送信信号を与えると共に受信アンテナ１２ａ，１２ｂからの受信信号を受け付ける高周波回路２１と、受信信号に基づいて各種演算処理を行う信号処理回路４１と、高周波回路２１と信号処理回路４１との間のインタフェース回路２１と、角速度センサ５５と、伝送線中のノイズを除去するフィルタ回路（ノイズ除去手段）５４と、これらの各回路等に電力を供給する電源回路５１と、各回路等を覆う外筐体６０と、外部接続コネクタ（外部接続部）７０と、を備えている。
【００１５】
高周波回路２１は、信号処理回路４１からの互いに異なる周波数f1,f2の２種類の変調信号に基づいて、２種類の送信信号f1,f2を時差を付けて出力する発信器２５と、この送信信号f1,f2を増幅して送信アンテナ１１等に送る送信側アンプ２６ａ，２６ｂと、各受信アンテナ１２ａ，１２ｂからの受信信号を増幅する受信側アンプ２７ａ，２７ｂと、各受信側アンプ２７ａ，２７ｂの出力に送信側アンプ２６ｂの出力をミキシングするミキサ２８ａ，２８ｂと、各ミキサ２８ａ，２８ｂからの信号の和信号及び差信号を生成する和・差信号生成回路２９と、を有している。
【００１６】
信号処理回路４１は、高周波回路２１からインタフェース回路３１を介して入力した和信号（sum）及び差信号（diff）、さらに角速度センサ４８からの角速度信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４４と、ディジタル信号に変換された和信号及び差信号等にＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を施すＦＦＴ回路４５と、ＦＦＴ回路４５からの信号に基づいて物体までの距離や相対速度や方位角度を求める計測演算部４６と、高周波回路２１に送る変調信号f1,f2を生成する変調器４７と、を有している。
【００１７】
ここで、本実施形態における車載用レーダ装置による距離計測等の原理について簡単に説明する。
【００１８】
発信器２５は、変調器４７からの変調信号に基づいて、二つの周波数f1,f2の信号を時間的に切換ながら、送信側アンプ２６ａを介して送信アンテナ１１に送る。送信アンテナ１１は、発信器２５からの２種類の送信信号f1,f2に対応した２種類の高周波電波信号を出力する。自車両の前方物体５からの反射波は、各受信アンテナ１２ａ，１２ｂで受信され、各受信アンテナ１２ａ，１２ｂからの受信信号がミキサ２８ａ，２８ｂを介して和・差信号生成回路２９に入力する。この和・差信号生成回路２９は、二つの受信信号の和信号（sum）及び差信号（diff）を求めて、これをインタフェース回路３１を介して信号処理回路４１へ送る。和信号（sum）及び差信号（diff）は、信号処理回路４１のＡ／Ｄ変換器４４でディジタル信号に変換された後、ＦＦＴ回路４５で、周波数軸上で解析され、図９の下段に示すような周波数スペクトラムに変換される。計測演算部４６では、例えば、和信号の周波数スペクトラムで、信号強度が最大となる位置の周波数から物体（ターゲット）の相対速度を求める。さらに、和信号の周波数スペクトラムで、送信周波数のそれぞれに対応するピーク信号を検出して、図９の上段に示すように、そのピーク信号の位相差から相対距離を求める。また、和信号と差信号との比率から、物体の方位角度を求める。
【００１９】
計測演算部４６で求められた物体の相対距離等は、フィルタ回路５４、伝送線７３を構成する信号線７３ｂ、外部接続コネクタ７０及び外部接続ケーブル８５等を介して、車両制御装置や警報発生装置等の外部装置８６に送られる。また、これらの外部装置８６からは、動作開始指令や自車両速度等が、外部接続ケーブル８５、外部接続コネクタ７０、伝送線７３を構成する信号線７３ｂ、フィルタ回路５４等を介して、計測演算部４６に入力する。また、車両電源８７からの電力は、外部接続ケーブル８５、外部接続コネクタ７０、伝送線７３を構成する電源線７３ａ、フィルタ回路５４を介して、電源回路５１に入力する。
【００２０】
外筐体６０は、図２及び図３に示すように、ほぼ直方体形状で、一つの面に相当する箇所が開口６９しており、そこから対抗面の方向に凹み、この凹んだ空間が収納室６３を形成している。この外筐体６０は、絶縁性を有する樹脂で形成されている外筐体本体６１と、その内周面の全体に施されている導電性のシールド層６２と、を有して構成されている。この外筐体６０の外周壁の外周面には、外部接続コネクタ７０が設けられ、外筐体６０の底壁６４の内周面には、内部回路接続コネクタ７５が設けられ、外筐体６０の底壁６４には、呼吸弁吸気９０が設けられている。外部接続コネクタ７０のコネクタピン７１と内部回路接続コネクタ７５のコネクタピン７６とは、伝送線７３で接続されている。この伝送線７３は、外部接続コネクタ７０のコネクタピン７１から、外筐体本体６１の外周壁内を通り、さらに、外筐体本体６１の底壁６４を通って、内部回路接続コネクタ７５のコネクタピン７６に接続されている。なお、ここでは、外筐体本体６１を絶縁性の樹脂で形成したが、これは、主として、伝送線７３とシールド層６２との間の絶縁を確保するためであるから、絶縁性を有する被覆材で伝送線７３を覆う場合には、外筐体本体６１は導線材で形成してもよい。したがって、外筐体６０の全体を導電性を有する金属で形成し、その中に、被覆材で覆われた伝送線７３を通すようにしてもよい。また、伝送線７３は、外筐体本体６１の外周面に沿って設けても、外筐体本体６１の内周面に沿って設けてもよく、要は、施工性のよいルートに設けるとよい。
【００２１】
呼吸弁９０は、図７に示すように、貫通孔が形成されている弁本体９１と、貫通孔内への塵や埃の侵入を抑えるために複数の微小通気孔が形成されている弁蓋９２と、貫通孔の中間辺りに設けられている防水呼吸膜９３と、を有して構成されている。防水呼吸膜９３は、水分子よりも微細な多数の通気孔が形成されている膜、つまり空気を通すが水を通さない膜である。このため、外筐体６０の内外圧力差が生じることはない。
【００２２】
以上で説明した外筐体６０の収納室６３内に、図２〜図４に示すように、インタフェース基板３０、信号処理回路基板４０、電源回路基板５０、これらの基板３０，４０，５０を支える基板支持台８０が収納されている。各基板３０，４０，５０は、いずれも、導電材で形成されたＧＮＤ電位層３２，４２，５２と、このＧＮＤ電位層３２，４２，５２を両側から挟み込む二枚の絶縁層３３ａ，３３ｂ，４３ａ，４３ｂ，５３ａ，５３ｂと、絶縁層絶縁層３３ａ，３３ｂ，４３ａ，４３ｂ，５３ａ，５３ｂ上に形成されている各種回路と、を有して構成されている。基板支持台８０は、導電性を有する金属で形成され、外筐体６０の底壁６４の内周面上に置かれる支持プレート部８１と、支持プレート部８１のほぼ四隅に形成されている基板連結ロッド８２，８２，…と、支持プレート部８１のほぼ中央に形成されている筒状のシールド部８３と、を有している。支持プレート部８１のほぼ中央は貫通しており、この貫通孔の内縁に沿って筒状のシールド部８３が形成されている。各基板３０，４０，５０には、基板連結ロッド８２，８２，…が貫通しており、基板相互間にスペーサ８５が配されている。
【００２３】
インタフェース基板３０の絶縁層３３ａ，３３ｂには、前述したインタフェース回路３１が形成され、信号処理回路基板４０の絶縁層４３ａ，４３ｂには、信号処理回路４１が形成され、電源回路基板５０の絶縁層５３ａ，５３ｂには、電源回路５１及びフィルタ回路５４が形成されていと共に角速度センサ５５が設けられている。フィルタ回路５４は、図５に示すように、電源回路基板５０の二枚の絶縁層５３ａ，５３ｂのうち、外筐体６０の底壁６４に対して遠い側の絶縁層５３ａ上に形成されている。このフィルタ回路５４からは、この絶縁層５３ａ及びＧＮＤ層５２、さらにもう一方の絶縁層５３ｂを貫通した伝送ピン７８が設けられている。
【００２４】
電源回路基板５０、信号処理回路基板４０及びインタフェース基板３０が取り付けられた基板支持台８０は、前述したように、外筐体６０の収納室６３内に収められる。この過程で、図４及び図５に示すように、外筐体６０の内部回路接続コネクタ７５のコネクタピン７６に、電源回路基板５０の伝送ピン７８が、中継コネクタ７７を介して接続される。この結果、外部接続コネクタ７０のコネクタピン７１と電源回路基板５０の伝送ピン７８とは、伝送線７３、内部回路接続コネクタ７５のコネクタピン７６及び中継コネクタ７７を介して接続される。このように、本実施形態では、回路基板５０にコネクタとしての伝送ピン７８を設け、外筐体６０に内部回路接続コネクタ７５を設けたので、回路基板５０を外筐体６０内に収める際に、簡単に、外筐体６０を通ってきた伝送線７３と回路基板５０とを電気的に接続することができる。さらに、回路基板５０にコネクタとしての伝送ピン７８を設けたので、この回路基板５０を外筐体６０内に収納せずとも、この回路基板５０を含む各回路の動作試験を間単に行うことができる。
【００２５】
また、本実施形態では、外筐体６０のシールド層６２と電源回路基板５０のＧＮＤ層５２との間に位置する伝送線、つまり、内部回路接続コネクタ７５のコネクタピン７６、中継コネクタ７７、及び電源回路基板５０の伝送ピン７８の先端部は、その外周側が基板支持台８０の筒状のシールド部８３に覆われ、両端側がそれぞれ外筐体６０のシールド層６２、電源回路基板５０のＧＮＤ層５２に覆われる。また、外部接続コネクタ７０と内部回路接続コネクタ７５との間の伝送線７３は、前述したように、外筐体６０のシールド層６２の外周側に位置している。つまり、本実施形態では、外部接続コネクタ７０と電源回路基板５０とを接続する伝送線７３，７６，７７，７８は、全ての部分で、外筐体６０のシールド層６２や基板支持台８０のシールド部８３等により、各種回路との間を電磁気的に仕切られる。さらに、内部回路接続コネクタ７５から電源回路基板５０に伸びている伝送線７６，７７，７８は、電源回路基板５０のＧＮＤ層５２を貫通した直後に設けられているフィルタ回路５４に接続される。したがって、外部接続コネクタ７０から電源回路基板５０までの間の伝送線から電磁ノイズが発生したとしても、この電磁ノイズは、外筐体のシールド層６２や筒状のシールド部８３等の導電体で遮蔽される上に、電源回路基板５０のＧＮＤ層５２を伝送線が出た直後にフィルタ回路５４が設けられているので、各種回路５１，４１，３１に対する電磁ノイズの影響を抑えることができる。なお、ここでは、電源回路基板５０のＧＮＤ層５２とシールド部８３とは、両者の間に絶縁層５３ｂが介在しているため、導電材相互間に隙間が存在するものの、この隙間、具体的には、絶縁層５３ｂの厚さ分の隙間は、伝送線を通っている信号の波長の半分未満であるため、この隙間から電磁ノイズが漏れ出ることはない。また、本実施形態では、伝送線が電源回路基板５０のＧＮＤ層５２を貫通した直後の位置にフィルタ回路５４を設けたが、ＧＮＤ層５２を貫通する直前の位置にフィルタ回路５４を設けても同様の効果を得ることができる。ここで、ＧＮＤ層５２を貫通した直後の位置、または貫通する直前の位置とは、ＧＮＤ層５２とフィルタ回路５４との間に、他の処理回路を存在させることなく、ＧＮＤ層５２からの距離をできる限り短くした位置のことである。
【００２６】
また、本実施形態では、外筐体６０のシールド層６２の外周側を這わせる伝送線７３の長さやそのルートを調整することで、外筐体６０の任意の位置に外部接続コネクタ７０を設けることができる。しかも、伝送線７３は、シールド層６２の外周側の外筐体本体６１内を通っているので、外筐体６０の収納室６３がこの伝送線７３により狭められることがなく、外筐体内６０の収納室６３を有効利用することができる。
【００２７】
外筐体６０の開口６９は、図７に示すように、アンテナ支持台２３により塞がれる。このアンテナ支持台２３は、収納室が形成されている支持台本体２４ａと、支持台本体２４ａの開口を塞ぐ蓋２４ｂとを有して構成されている。支持台本体２４ａ及び蓋２４ｂは、いずれも導電性を有する金属で形成されている。支持台本体２４ａの収納室内には、高周波回路基板２０が設けられている。この高周波回路基板２０は、絶縁層２２と、この絶縁層２２上に形成されている前述の高周波回路２１とを有している。この高周波回路２１とインタフェース回路３０や電源回路５０等の他の回路とは、高周波回路２１から伸びている貫通式コネクタピン７９で電気的に接続されている。支持台本体２４ａの収納室の底壁に相当する部分の外周面には、送受信アンテナ１１，１２ａ，１２ｂが設けられている。この送受信アンテナ１１，１２ａ，１２ｂは、レドーム６５により覆われる。このレドーム６５は、Ｏリング６８を介して、固定用プレート６６及びネジ６７により外筐体６０に連結される。なお、このレドーム６５は、電波透過時の電波減衰率が極めて小さい樹脂で形成されている。また、ここでは、アンテナ支持台２３の全ての導電性を有する金属で形成したが、例えば、絶縁性を有する樹脂で基本的な形状を形成し、その外周を導電性を有する金属等で覆うようにしてもよい。
【００２８】
図４に示すように、導電性を有するアンテナ支持台２３、インタフェース回路基板３０のＧＮＤ層３２、信号処理回路基板４０のＧＮＤ層４２、電源回路基板５０のＧＮＤ層５２は、いずれも、導電性を有する外筐体６０のシールド層６２と、電気的に接続されている。具体的には、アンテナ支持台２３は、図７に示すように、外筐体６０の開口６９の縁部のシールド層６２と直接接することで、シールド層６２と電気的に接続されている。また、インタフェース回路基板３０のＧＮＤ層３２、信号処理回路基板４０のＧＮＤ層４２、電源回路基板５０のＧＮＤ層５２は、図４及び図６に示すように、基板支持台８０の基板連結ロッド８２に接し、この基板連結ロッド８２が形成されている基板支持台８０の支持プレート部８１が外筐体６０のシールド層６２と接触することで、このシールド層６２と電気的に接続されている。したがって、各回路基板３０，４０，５０のＧＮＤ層３２，４２，５２は、いずれも同電位（ＧＮＤ電位）に成る。
【００２９】
高周波の電波を発信する送信アンテナ１１及び高周波の電波を受信する受信アンテナ１２ａ，１２ｂは、導電性を有するアンテナ支持台２３で、他の回路２１，３１，４１，５１と電磁気的に遮断されているため、各回路に対して、これらのアンテナによる磁気的な影響を回避することができる。また、高周波回路２１は、前述したように、導電性を有するアンテナ支持台２３に覆われ、インタフェース回路基板３０のＧＮＤ層３２とアンテナ支持台２３との間の回路は、インタフェース回路基板３０のＧＮＤ層３２とアンテナ支持台２３と外筐体６０のシールド層６２とにより覆われ、インタフェース回路基板３０のＧＮＤ層３２と信号処理回路基板４０のＧＮＤ層４２との間の回路は、インタフェース回路基板３０のＧＮＤ層３２と信号処理回路基板４０のＧＮＤ層４２と外筐体６０のシールド層６２とにより覆われ、信号処理回路基板４０のＧＮＤ層４２と電源回路基板５０のＧＮＤ層５２との間の回路は、信号処理回路基板４０のＧＮＤ層４２と電源回路基板５０のＧＮＤ層５２と外筐体６０のシールド層６２とにより覆われているので、回路相互間での磁気的な影響を極めて効率よく且つ効果的に抑えることができる。
【００３０】
なお、以上の実施形態では、信号線と電源線を含めたものを伝送線として扱って、これを磁気シールドしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、信号線のみ、また電源線のみを本実施形態と同様に、磁気シールドしてもよい。
【００３１】
また、以上の実施形態では、外部接続部が外部接続コネクタである場合の例であるが、この外部接続コネクタを設けず、外部接続ケーブルを外部接続部として直接外筐体に設けた場合にも、このケーブルからの伝送線を本実施形態と同様に、磁気シールドするとよい。
【００３２】
また、以上の実施形態は、本発明を車載用レーダ装置に適用したものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、信号や電力等の伝送対象を扱う車載装置であれば、いかなるものに、本発明を適用してもよく、例えば、カーナビゲーション装置、ETC（Electronic Toll Collection）装置等に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る一実施形態における車載用レーダ装置の回路ブロック図である。
【図２】本発明に係る一実施形態における車載用レーダ装置の分解断面図である。
【図３】本発明に係る一実施形態における車載用レーダ装置の分解斜視図である。
【図４】本発明に係る一実施形態における車載用レーダ装置の導電材相互の接続を示す説明図である。
【図５】本発明に係る一実施形態における電源回路基板と伝送線との接続を示す説明図である。
【図６】本発明に係る一実施形態における電源回路基板及び基板支持台を外筐体内に収納した際の断面図である。
【図７】本発明に係る一実施形態における車載用レーダ装置の断面図（内部の回路を省略）である。
【図８】本発明に係る一実施形態における車載用レーダ装置の取付け位置を示す説明図である。
【図９】本発明に係る一実施形態における車載用レーダ装置による距離計測及び速度計測の原理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…車載用レーダ装置、２…自車両、５…物体、１１…送信アンテナ、１２ａ，１２ｂ…受信アンテナ、２０…高周波回路基板、２１…高周波回路、２２，３３ａ，３３ｂ，４３ａ，４３ｂ，５３ａ，５３ｂ…絶縁層、３０…インタフェース回路基板、３１…インタフェース回路、３２，４２，５２…ＧＮＤ層（基板の導電層）、４０…信号処理回路基板、４１…信号処理回路、５０…電源回路基板（内部回路基板）、５１…電源回路、５４…フィルタ回路（ノイズ除去手段）、６０…外筐体、６１…外筐体本体、６２…シールド層、７０…外部接続コネクタ（外部接続部）、７３…伝送線、７５…内部回路コネクタ、７７…中継コネクタ、８０…基板支持台、８３…シールド部、８５…外部接続ケーブル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、信号及び／又は電力を含む伝送対象を外部との間で受信及び／又は送信する車載用信号処理装置において、
前記伝送対象が入力する、及び／又は前記伝送対象を出力する内部回路と、
前記内部回路を覆い、内周側に導電性を有するシールド層が施されている外筐体と、
前記外部との間で前記伝送対象を送受信するため、前記外筐体に取り付けられ且つ該外筐体の外側に臨んでいる外部接続部と、
前記内部回路と前記外部接続部とを電気的に接続する伝送線と、
を備え、
前記伝送線は、前記外部接続部を基点として、前記外筐体の外周面と前記シールド層との間を、該外筐体の内周面が広がっている方向又は該外筐体の外周面が広がっている方向に伸びてから、該シールド層を貫通して、前記内部回路に接続されている、
ことを特徴とする車載用信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載用信号処理装置において、
前記内部回路を有する内部回路基板と、
前記外筐体内に配され、前記内部回路基板を支える基板支持台と、
を備え、
前記基板支持台は、前記伝送線による前記シールド層の貫通位置と前記内部回路基板との間の該伝送線の外周を覆い、且つ導電材で形成された筒状のシールド部を有し、
前記内部回路基板は、前記筒状のシールド部に接触して、前記筒状のシールド部の端部開口を塞ぎ、
前記内部回路基板は、導電層と前記伝送線を通ってきたノイズを除去するノイズ除去手段とを有し、該ノイズ除去手段は、前記シールド層からの前記伝送線が前記導電層を貫通する直前又は直後の位置に設けられている、
ことを特徴とする車載用信号処理装置。
【請求項３】
車両に搭載され、信号及び／又は電力を含む伝送対象を外部との間で受信及び／又は送信する車載用信号処理装置において、
前記伝送対象が入力する、及び／又は前記伝送対象を出力する内部回路を有する内部回路基板と、
前記内部回路基板を支える基板支持台と、
前記内部回路基板及び前記基板支持台を覆い、内周側に導電性を有するシールド層が施されている外筐体と、
前記外部との間で前記伝送対象を送受信するため、前記シールド層を外周側から内周側へ貫通して、前記内部回路と電気的に接続されている伝送線と、
を備え、
前記基板支持台は、前記伝送線による前記シールド層の貫通位置と前記内部回路基板との間の該伝送線の外周を覆い、且つ導電材で形成された筒状のシールド部を有し、
前記内部回路基板は、前記筒状のシールド部に接触して、前記筒状のシールド部の端部開口を塞ぎ、
前記内部回路基板は、導電層と前記伝送線を通ってきたノイズを除去するノイズ除去手段とを有し、該ノイズ除去手段は、前記シールド層からの前記伝送線が前記導電層を貫通する直前又は直後の位置に設けられている、
ことを特徴とする車載用信号処理装置。
【請求項４】
請求項２及び３のいずれか一項に記載の車載用信号処理装置において、
前記内部回路基板の前記導電層は、前記内部回路のグランド層を成し、前記外筐体の前記シールド層と電気的に接続されている、
ことを特徴とする車載用信号処理装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一項に記載の車載用信号処理装置において、
前記内部回路基板の前記導電層と、前記基板支持台の前記シールド部とは、隙間なく接触しているか、又は、隙間があっても、使用する信号の波長の半分未満の長さである、
ことを特徴とする車載用信号処理装置。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか一項に記載の車載用信号処理装置において、
前記筒状のシールド部内には、伝送線相互を接続するコネクタが少なくとも１つ設けられている、
ことを特徴とする車載用信号処理装置。
【請求項７】
請求項２から６のいずれか一項に記載の車載用信号処理装置において、
前記外筐体には、外周側から内周側へ貫通した貫通部分が形成され、
塵や埃の浸入を阻む大きさの多数の孔が形成されている塵浸入抑止手段と、水分子の浸入を阻む大きさの多数の微小孔が形成されている水浸入抑止手段と、を備えた呼吸弁が、前記貫通部分に設けられている、
ことを特徴とする車載用信号処理装置。
【請求項８】
請求項２から７のいずれか一項に記載の車載用信号処理装置と、
電波を発する送信アンテナと、
電波を受信する受信アンテナと、
前記送信アンテナに送信信号を送り、前記受信アンテナから受信信号を受信する高周波回路と、
前記高周波回路との間で信号又は電力を送信及び／又は受信する高周波関連回路を有する高周波関連回路基板と、
前記高周波回路を覆い、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを外周面に搭載し、前記高周波関連回路基板と該高周波回路と該送信アンテナ及び該受信アンテナとをそれぞれ電磁気的に遮蔽すべく、導電性材を有して形成されているアンテナ支持台と、
を備えていることを特徴とする車載用レーダ装置。
【請求項９】
請求項８に記載の車載用レーダ装置において、
前記高周波関連回路基板は、前記内部回路基板としての回路基板と他の回路基板とを有し、
前記他の回路基板は、グランド層としての導電層を有し、
前記内部回路基板の導電層と前記他の回路基板の導電層との間に存在する回路は、該内部回路基板の導電層と該他の回路の導電層と前記外筐体の前記シールド層とにより覆われ、
前記他の回路基板の導電層と前記アンテナ支持台との間に存在する回路は、該他の回路基板の導電層と該アンテナ支持台と前記外筐体の前記シールド層とにより覆われ、
前記アンテナ支持台の前記導電性材と前記他の回路基板の導電層と前記内部回路基板の導電層とは、電気的に接続されている、
ことを特徴とする車載用レーダ装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波信号を送受信する送受信部と、
前記送受信部が送受信する電波信号を処理する信号処理部と、
内部に前記信号処理部を収容し、内周面に導電性シールド層を有する絶縁性の外筐体と、
前記送受信部を保持し、前記外筐体の開口部を塞ぐように配置され、前記導電性シールド層と電気的に接続される導電性部材と、
を有する車載用電波式レーダ装置において、
前記送受信部のグランド及び前記信号処理部のグランドは、少なくとも前記導電性シールド層又は前記導電性部材に電気的に接続されている、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載用電波式レーダ装置において、
前記信号処理手段は、複数の回路基板が、共通の基板連結台によって積み重ねられて構成されている、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車載用電波式レーダ装置において、
前記基板連結台は、導電性を有し、
前記複数の回路基板は、前記基板連結台を介して、グランドが互いに接続されている、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車載用電波式レーダ装置において、
前記絶縁性の外筐体は、絶縁性の部材を導電性の部材で覆うことにより構成されている、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の車載用電波式レーダ装置において、
前記絶縁性の筐体は、外周面に、信号及び/又は電力を含む伝送対象をレーダ装置外部と入出力する外部接続コネクタを有する、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置。
【請求項６】
電波信号を送受信する送受信部を導電性部材に取り付け、
前記送受信部が送受信する電波信号を処理する信号処理部を、内周面に導電性シールド層を有する絶縁性の外筐体の内部に収容し、
前記導電性部材を、前記外筐体の開口部を塞ぐように配置するとともに、前記導電性シールド層と電気的に接続し、
前記送受信部のグランド及び前記信号処理部のグランドを、少なくとも前記導電性シールド層又は前記導電性部材に電気的に接続する、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の車載用電波式レーダ装置の製造方法において、
前記信号処理手段を、複数の回路基板を基板連結台によって積み重ねて構成する、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６に記載の車載用電波式レーダ装置の製造方法において、
前記信号処理手段を、複数の回路基板を導電性を有する基板連結台によって積み重ねて構成し、
前記複数の回路基板のグランドを互いに接続する、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置の製造方法。
【請求項９】
請求項６に記載の車載用電波式レーダ装置の製造方法において、
前記絶縁性の外筐体を、絶縁性の部材を導電性の部材で覆うことによって構成する、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置の製造方法。
【請求項１】
車両に搭載され、信号及び／又は電力を含む伝送対象を外部との間で受信及び／又は送信する車載用信号処理装置において、
前記伝送対象が入力する、及び／又は前記伝送対象を出力する内部回路と、
前記内部回路を覆い、内周側に導電性を有するシールド層が施されている外筐体と、
前記外部との間で前記伝送対象を送受信するため、前記外筐体に取り付けられ且つ該外筐体の外側に臨んでいる外部接続部と、
前記内部回路と前記外部接続部とを電気的に接続する伝送線と、
を備え、
前記伝送線は、前記外部接続部を基点として、前記外筐体の外周面と前記シールド層との間を、該外筐体の内周面が広がっている方向又は該外筐体の外周面が広がっている方向に伸びてから、該シールド層を貫通して、前記内部回路に接続されている、
ことを特徴とする車載用信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載用信号処理装置において、
前記内部回路を有する内部回路基板と、
前記外筐体内に配され、前記内部回路基板を支える基板支持台と、
を備え、
前記基板支持台は、前記伝送線による前記シールド層の貫通位置と前記内部回路基板との間の該伝送線の外周を覆い、且つ導電材で形成された筒状のシールド部を有し、
前記内部回路基板は、前記筒状のシールド部に接触して、前記筒状のシールド部の端部開口を塞ぎ、
前記内部回路基板は、導電層と前記伝送線を通ってきたノイズを除去するノイズ除去手段とを有し、該ノイズ除去手段は、前記シールド層からの前記伝送線が前記導電層を貫通する直前又は直後の位置に設けられている、
ことを特徴とする車載用信号処理装置。
【請求項３】
車両に搭載され、信号及び／又は電力を含む伝送対象を外部との間で受信及び／又は送信する車載用信号処理装置において、
前記伝送対象が入力する、及び／又は前記伝送対象を出力する内部回路を有する内部回路基板と、
前記内部回路基板を支える基板支持台と、
前記内部回路基板及び前記基板支持台を覆い、内周側に導電性を有するシールド層が施されている外筐体と、
前記外部との間で前記伝送対象を送受信するため、前記シールド層を外周側から内周側へ貫通して、前記内部回路と電気的に接続されている伝送線と、
を備え、
前記基板支持台は、前記伝送線による前記シールド層の貫通位置と前記内部回路基板との間の該伝送線の外周を覆い、且つ導電材で形成された筒状のシールド部を有し、
前記内部回路基板は、前記筒状のシールド部に接触して、前記筒状のシールド部の端部開口を塞ぎ、
前記内部回路基板は、導電層と前記伝送線を通ってきたノイズを除去するノイズ除去手段とを有し、該ノイズ除去手段は、前記シールド層からの前記伝送線が前記導電層を貫通する直前又は直後の位置に設けられている、
ことを特徴とする車載用信号処理装置。
【請求項４】
請求項２及び３のいずれか一項に記載の車載用信号処理装置において、
前記内部回路基板の前記導電層は、前記内部回路のグランド層を成し、前記外筐体の前記シールド層と電気的に接続されている、
ことを特徴とする車載用信号処理装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一項に記載の車載用信号処理装置において、
前記内部回路基板の前記導電層と、前記基板支持台の前記シールド部とは、隙間なく接触しているか、又は、隙間があっても、使用する信号の波長の半分未満の長さである、
ことを特徴とする車載用信号処理装置。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか一項に記載の車載用信号処理装置において、
前記筒状のシールド部内には、伝送線相互を接続するコネクタが少なくとも１つ設けられている、
ことを特徴とする車載用信号処理装置。
【請求項７】
請求項２から６のいずれか一項に記載の車載用信号処理装置において、
前記外筐体には、外周側から内周側へ貫通した貫通部分が形成され、
塵や埃の浸入を阻む大きさの多数の孔が形成されている塵浸入抑止手段と、水分子の浸入を阻む大きさの多数の微小孔が形成されている水浸入抑止手段と、を備えた呼吸弁が、前記貫通部分に設けられている、
ことを特徴とする車載用信号処理装置。
【請求項８】
請求項２から７のいずれか一項に記載の車載用信号処理装置と、
電波を発する送信アンテナと、
電波を受信する受信アンテナと、
前記送信アンテナに送信信号を送り、前記受信アンテナから受信信号を受信する高周波回路と、
前記高周波回路との間で信号又は電力を送信及び／又は受信する高周波関連回路を有する高周波関連回路基板と、
前記高周波回路を覆い、前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを外周面に搭載し、前記高周波関連回路基板と該高周波回路と該送信アンテナ及び該受信アンテナとをそれぞれ電磁気的に遮蔽すべく、導電性材を有して形成されているアンテナ支持台と、
を備えていることを特徴とする車載用レーダ装置。
【請求項９】
請求項８に記載の車載用レーダ装置において、
前記高周波関連回路基板は、前記内部回路基板としての回路基板と他の回路基板とを有し、
前記他の回路基板は、グランド層としての導電層を有し、
前記内部回路基板の導電層と前記他の回路基板の導電層との間に存在する回路は、該内部回路基板の導電層と該他の回路の導電層と前記外筐体の前記シールド層とにより覆われ、
前記他の回路基板の導電層と前記アンテナ支持台との間に存在する回路は、該他の回路基板の導電層と該アンテナ支持台と前記外筐体の前記シールド層とにより覆われ、
前記アンテナ支持台の前記導電性材と前記他の回路基板の導電層と前記内部回路基板の導電層とは、電気的に接続されている、
ことを特徴とする車載用レーダ装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波信号を送受信する送受信部と、
前記送受信部が送受信する電波信号を処理する信号処理部と、
内部に前記信号処理部を収容し、内周面に導電性シールド層を有する絶縁性の外筐体と、
前記送受信部を保持し、前記外筐体の開口部を塞ぐように配置され、前記導電性シールド層と電気的に接続される導電性部材と、
を有する車載用電波式レーダ装置において、
前記送受信部のグランド及び前記信号処理部のグランドは、少なくとも前記導電性シールド層又は前記導電性部材に電気的に接続されている、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載用電波式レーダ装置において、
前記信号処理手段は、複数の回路基板が、共通の基板連結台によって積み重ねられて構成されている、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車載用電波式レーダ装置において、
前記基板連結台は、導電性を有し、
前記複数の回路基板は、前記基板連結台を介して、グランドが互いに接続されている、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車載用電波式レーダ装置において、
前記絶縁性の外筐体は、絶縁性の部材を導電性の部材で覆うことにより構成されている、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の車載用電波式レーダ装置において、
前記絶縁性の筐体は、外周面に、信号及び/又は電力を含む伝送対象をレーダ装置外部と入出力する外部接続コネクタを有する、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置。
【請求項６】
電波信号を送受信する送受信部を導電性部材に取り付け、
前記送受信部が送受信する電波信号を処理する信号処理部を、内周面に導電性シールド層を有する絶縁性の外筐体の内部に収容し、
前記導電性部材を、前記外筐体の開口部を塞ぐように配置するとともに、前記導電性シールド層と電気的に接続し、
前記送受信部のグランド及び前記信号処理部のグランドを、少なくとも前記導電性シールド層又は前記導電性部材に電気的に接続する、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の車載用電波式レーダ装置の製造方法において、
前記信号処理手段を、複数の回路基板を基板連結台によって積み重ねて構成する、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６に記載の車載用電波式レーダ装置の製造方法において、
前記信号処理手段を、複数の回路基板を導電性を有する基板連結台によって積み重ねて構成し、
前記複数の回路基板のグランドを互いに接続する、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置の製造方法。
【請求項９】
請求項６に記載の車載用電波式レーダ装置の製造方法において、
前記絶縁性の外筐体を、絶縁性の部材を導電性の部材で覆うことによって構成する、
ことを特徴とする車載用電波式レーダ装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−５３１５９（Ｐ２００６−５３１５９Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０１５８９（Ｐ２００５−３０１５８９）
【出願日】平成１７年１０月１７日（２００５．１０．１７）
【分割の表示】特願２００１−３５３２７２（Ｐ２００１−３５３２７２）の分割
【原出願日】平成１３年１１月１９日（２００１．１１．１９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１７日（２００５．１０．１７）
【分割の表示】特願２００１−３５３２７２（Ｐ２００１−３５３２７２）の分割
【原出願日】平成１３年１１月１９日（２００１．１１．１９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]