電波反射装置、及び、光軸調整方法
【課題】レーダ装置の光軸を調整するための作業スペースを縮小する。
【解決手段】電波反射装置２は、レーダ装置１と対向させて配設され、レーダ装置１から送出された電波信号を反射するものであって、レーダ装置１から送出された電波信号を受信する受信アンテナ２１と、受信アンテナ２１によって受信された電波信号を、予め設定された遅延時間ΔＴだけ遅延させて、遅延信号を生成する遅延回路２２と、遅延回路によって生成された遅延信号を、レーダ装置１に向けて送出する送信アンテナ２３と、を備える。
【解決手段】電波反射装置２は、レーダ装置１と対向させて配設され、レーダ装置１から送出された電波信号を反射するものであって、レーダ装置１から送出された電波信号を受信する受信アンテナ２１と、受信アンテナ２１によって受信された電波信号を、予め設定された遅延時間ΔＴだけ遅延させて、遅延信号を生成する遅延回路２２と、遅延回路によって生成された遅延信号を、レーダ装置１に向けて送出する送信アンテナ２３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する際に、該レーダ装置と対向させて配設され、該レーダ装置から送出された電波信号を反射する電波反射装置に関する。また、本発明は、例えば、車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する光軸調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーダ装置を介して検出された相対位置及び相対速度は、対向車両等の物体との衝突判断等に利用されるため、レーダ装置の光軸（又は、電波軸）を予め設定した所定の向きに正しく向けて配設する必要がある。一方、レーダ装置の光軸を調整するためには、その検出原理から、レーダ装置と基準反射体との距離が充分に大きい（例えば、５ｍ以上離れている）必要がある（詳細は、図４等を用いて後述する）。また、基準反射体の周囲に、他の物体が存在しないことが要求される。
【０００３】
そこで、レーダ装置の光軸を調整するためには、広大な作業スペースが必要となるが、広大な作業スペースが確保できない場合がある。そこで、レーダ装置の光軸を調整するために必要な作業スペースを縮小するための種々の方法、装置等が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の検知軸調整方法では、基準反射体Ｒの更に前方に電磁波吸収体としての複数のタイヤＴを積み重ね、レーダ装置から電磁波を放射して基準反射体Ｒがレーダ装置の検知エリアの基準位置となるようにレーダ装置の物体検知軸Ａｒを調整する。そこで、電磁波を反射する物体が存在しない広い作業スペースを基準反射体Ｒの前方に確保する必要がなくなり、充分な広さの作業スペースが確保できない場合にも正確な調整作業を行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４０８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の検知軸調整方法では、電磁波吸収体を配設によって基準反射体の周囲に存在する他の物体の影響が軽減されるが、依然として、レーダ装置と基準反射体との距離が充分に離間している必要がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、レーダ装置の光軸を調整するための作業スペースを縮小することの可能な電波反射装置、及び、光軸調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有している。第１の発明は、車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する際に、該レーダ装置と対向させて配設され、該レーダ装置から送出された電波信号を反射する電波反射装置であって、前記レーダ装置から送出された電波信号を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナによって受信された電波信号を、予め設定された遅延時間だけ遅延させて、遅延信号を生成する遅延手段と、前記遅延手段によって生成された遅延信号を、前記レーダ装置に向けて送出する送信アンテナと、を備える。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記遅延手段が、前記遅延時間に応じた長さを有する遅延電線を備える。
【００１０】
第３の発明は、上記第２の発明において、前記遅延手段が、前記受信アンテナと前記遅延電線との間に介設され、前記受信アンテナによって受信された電波信号の周波数を低減し、低周波信号を生成する第１周波数変換器と、前記遅延電線と前記送信アンテナとの間に介設され、前記遅延電線によって遅延された低周波信号を、前記受信アンテナによって受信される電波信号に対応する高周波信号に変換する第２周波数変換器と、を備える。
【００１１】
第４の発明は、上記第３の発明において前記遅延手段が、前記レーダ装置から送出される電波信号の周波数に基づいて予め設定された周波数の正弦波を生成する発振器を備え、前記第１周波数変換器が、前記受信アンテナで受信された電波信号を、前記発振器で生成された正弦波と重畳することによって、前記低周波信号を生成し、前記第２周波数変換器が、前記遅延電線で遅延された前記低周波信号を、前記発振器で生成された正弦波と重畳することによって、前記高周波信号に変換する。
【００１２】
第５の発明は、上記第１の発明において、前記遅延時間が、前記レーダ装置によって検出可能な物体との最短距離に基づいて設定される。
【００１３】
第６の発明は、上記第１の発明において、前記遅延手段が、前記遅延時間に応じた長さを有する導波管を備える。
【００１４】
第７の発明は、上記第１の発明において、前記遅延手段が、前記受信アンテナによって受信された電波信号を増幅する第１増幅器を備える。
【００１５】
第８の発明は、上記第１の発明において、前記遅延手段が、前記遅延信号を増幅する第２増幅器を備える。
【００１６】
第９の発明は、上記第１の発明において、前記遅延手段が、前記レーダ装置から送出された電波信号に対応する周波数の信号を通過させると共に、前記レーダ装置から送出された電波信号に対応する周波数から離間した周波数の信号を遮断するフィルタを備える。
【００１７】
第１０の発明は、上記第１の発明において、前記レーダ装置が、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式のレーダ装置である。
【００１８】
第１１の発明は、車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する光軸調整方法であって、前記レーダ装置に、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の電波反射装置に向けて電波信号を送出させ、前記レーダ装置に、前記電波反射装置から送出される信号を反射信号として受信させ、該反射信号に基づいて前記レーダ装置の光軸を調整する。
【発明の効果】
【００１９】
上記第１の発明によれば、受信アンテナによって、レーダ装置から送出された電波信号が受信される。そして、遅延手段によって、受信された電波信号が、予め設定された遅延時間だけ遅延されて、遅延信号が生成される。更に、送信アンテナによって、生成された遅延信号が、前記レーダ装置に向けて送出される。従って、前記レーダ装置から受信された電波信号が、予め設定された遅延時間だけ遅延されて遅延信号が生成され、生成された遅延信号が前記レーダ装置に向けて送出されるため、該レーダ装置の光軸を調整するための作業スペースを縮小することができる。
【００２０】
すなわち、前記遅延時間を適正な値に設定することによって、前記レーダ装置にて受信される反射波を、前記レーダ装置から適正な距離（例えば、５ｍ）だけ離間した反射体からの反射波と略同一の特性（例えば、周波数特性等）を有する反射波とすることができるため、前記電波反射装置を前記レーダ装置から離間させる必要がなくなるのである。
【００２１】
例えば、前記レーダ装置が、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式のレーダ装置である場合には、送信波と受信波とのビート信号がノイズ（ＤＣノイズ等）に埋もれないために（＝正確な検出をするために）、該ビート信号が、所定の周波数以上である必要がある。そこで、前記遅延時間を適正な値に設定することによって、送信波と受信波とのビート信号の周波数を適正な値とすることができる（図７参照）ので、前記電波反射装置を前記レーダ装置から離間させる必要がなくなるのである。
【００２２】
上記第２の発明によれば、前記遅延時間に応じた長さを有する遅延電線によって、前記レーダ装置から受信された電波信号が前記遅延時間だけ遅延されるため、簡素な構成で、前記遅延信号を生成することができる。
【００２３】
上記第３の発明によれば、前記受信アンテナと前記遅延電線との間に介設された第１周波数変換器によって、前記受信アンテナによって受信された電波信号の周波数が低減されて、低周波信号が生成される。また、前記遅延電線と前記送信アンテナとの間に介設された第２周波数変換器によって、前記遅延電線によって遅延された低周波信号が、前記受信アンテナによって受信される電波信号に対応する高周波信号に変換される。そこで、前記遅延電線によって遅延される信号の周波数を低減することができるので、前記レーダ装置から受信された電波信号を遅延することに伴う信号の減衰を抑制することができる。従って、前記レーダ装置の光軸調整を正確に行うことができる。
【００２４】
すなわち、高周波信号を前記遅延電線によって遅延する場合には、表皮効果によって前記遅延電線を伝搬することに伴う信号の減衰が大きい。従って、前記遅延電線によって遅延する信号の周波数を低減することによって、前記遅延電線を伝搬することに伴う信号の減衰を抑制することができるのである。
【００２５】
上記第４の発明によれば、発振器によって、前記レーダ装置から送出される電波信号の周波数に基づいて予め設定された周波数の正弦波が生成される。また、前記第１周波数変換器によって、前記受信アンテナで受信された電波信号が、前記発振器で生成された正弦波と重畳されて、前記低周波信号が生成される。更に、前記第２周波数変換器によって、前記遅延電線で遅延された前記低周波信号が、前記発振器で生成された正弦波と重畳されて、前記高周波信号に変換される。従って、簡素な構成で、周波数を変換することができる。
【００２６】
上記第５の発明によれば、前記遅延時間が、前記レーダ装置によって検出可能な物体との最短距離に基づいて設定されるため、前記遅延時間を適正な値に設定することができる。従って、前記レーダ装置の光軸調整を、狭い作業スペースで正確に行うことができる。
【００２７】
すなわち、例えば、前記レーダ装置が、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式のレーダ装置である場合には、送信波と受信波とのビート信号がノイズ（ＤＣノイズ等）に埋もれないために（＝正確な検出をするために）、該ビート信号が、所定の周波数以上である必要がある。そこで、前記レーダ装置によって検出可能な物体との最短距離に基づいて前記遅延時間を設定することによって、送信波と受信波とのビート信号の周波数を適正な値とすることができる（図７参照）のである。
【００２８】
上記第６の発明によれば、前記遅延時間に応じた長さを有する導波管によって、前記レーダ装置から受信された電波信号が前記遅延時間だけ遅延されるため、前記レーダ装置から受信された電波信号を遅延することに伴う信号の減衰を抑制することができる。従って、前記レーダ装置の光軸調整を更に正確に行うことができる。
【００２９】
上記第７の発明によれば、第１増幅器によって、前記レーダ装置から受信された電波信号が増幅されるため、前記レーダ装置から受信された電波信号を遅延することに伴う信号の減衰を補完することができる。従って、前記レーダ装置の光軸調整を正確に行うことができる。
【００３０】
上記第８の発明によれば、第２増幅器によって、前記遅延信号が増幅されるため、前記レーダ装置から受信された電波信号を遅延することに伴う信号の減衰を補完することができる。従って、前記レーダ装置の光軸調整を、狭い作業スペースで更に正確に行うことができる。
【００３１】
上記第９の発明によれば、フィルタによって、前記レーダ装置から送出された電波信号に対応する周波数の信号が通過されると共に、前記レーダ装置から送出された電波信号に対応する周波数から離間した周波数の信号が遮断される。従って、遅延信号を生成する際に、該遅延信号に混入するノイズを除去することができるので、前記レーダ装置の光軸調整を、狭い作業スペースで更に正確に行うことができる。
【００３２】
上記第１０の発明によれば、前記レーダ装置が、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置であるため、簡素な構成で物体の相対位置、及び、相対速度を検出することができるレーダ装置において、その光軸調整を、狭い作業スペースで更に正確に行うことができる。
【００３３】
上記第１１の発明によれば、前記レーダ装置によって、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の電波反射装置に向けて電波信号が送出される。また、前記レーダ装置によって、前記電波反射装置から送出される信号が反射信号として受信される。更に、この反射信号に基づいて前記レーダ装置の光軸が調整される。従って、前記レーダ装置の光軸を調整するための作業スペースを縮小することができる。
【００３４】
すなわち、前記電波反射装置において、前記レーダ装置から受信された電波信号が、予め設定された遅延時間だけ遅延されて遅延信号が生成され、生成された遅延信号が前記レーダ装置に向けて送出されるため、該レーダ装置の光軸を調整するための作業スペースを縮小することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】レーダ装置によって検出される相対位置及び相対速度の一例を示す平面図
【図２】レーダ装置が、距離Ｒ０及び相対速度Ｖｄ０を検出する方法の一例を説明するグラフ
【図３】レーダ装置の光軸を調整する光軸調整方法の一例を示す平面図
【図４】電波反射装置に換えて反射板が配設されている場合に、レーダ装置によって検出される検出信号の一例を示すグラフ
【図５】電波反射装置の構成の一例を示すブロック図
【図６】図５に示す遅延回路の一例を示すブロック図
【図７】図３に示すレーダ装置によって検出される検出信号の一例を示すグラフ
【図８】レーダ装置において対向車両ＶＲ２の相対位置を規定する角θを検出する方法の一例を示す概念図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照して本発明に係る電波反射装置の実施形態について説明する。本発明に係る電波反射装置は、車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する際に、該レーダ装置と対向させて配設され、該レーダ装置から送出された電波信号を反射する電波反射装置である。まず、図１、図２を用いて、車両に搭載されたレーダ装置の検出方法の一例について説明する。
【００３７】
図１は、レーダ装置によって検出される相対位置及び相対速度の一例を示す平面図である。レーダ装置１は、図の上側へ走行している自車両ＶＲ１に搭載されており、その検出範囲内に、対向車両ＶＲ２が存在している。対向車両ＶＲ２は、自車両ＶＲ１の進行方向（図の上向き）に対して、角θだけ右側の位置を、ベクトルＶの向き（図の左下向き）に走行している。
【００３８】
レーダ装置１から送出された電波信号は、直線ＷＬに沿って空気中を伝搬して、対向車両ＶＲ２の捕捉点ＤＰで反射する。そして、反射波が、再度、直線ＷＬに沿って空気中を伝搬して、レーダ装置１で検出される。この場合に、レーダ装置１で検出される対向車両ＶＲ２（捕捉点ＤＰ）の相対位置を規定する距離Ｒ０は、図に示すように、レーダ装置１と、捕捉点ＤＰとの間の距離である。なお、レーダ装置１で検出される対向車両ＶＲ２（捕捉点ＤＰ）の相対位置を規定する角θは、図８を用いて後述する方法で検出される。
【００３９】
また、レーダ装置１で検出される対向車両ＶＲ２（捕捉点ＤＰ）の相対速度Ｖｄ０は、次の（１）式で規定される。
Ｖｄ０＝Ｖ×ｃｏｓφ （１）
ここで、速度Ｖは、自車両ＶＲ１に対する対向車両ＶＲ２の相対速度であり、角φは、対向車両ＶＲ２の進行方向（速度ベクトルＶの向き）と、直線ＷＬとのなす角である。
【００４０】
図２は、レーダ装置１が、距離Ｒ０及び相対速度Ｖｄ０を検出する方法の一例を説明するグラフである。本実施形態では、レーダ装置１が、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式のレーダ装置である場合について説明する。図２（ａ）は、レーダ装置１によって送信及び受信される信号の周波数の一例を示すグラフであり、横軸は時間Ｔであって、縦軸は周波数Ｆである。図２（ｂ）は、受信信号及び送信信号によって生成されるビート信号の周波数の一例を示すグラフＧ２０であり、横軸は時間Ｔであって、縦軸はビート信号の周波数ＦＢである。
【００４１】
図２（ａ）において実線で示すグラフＧ０は、レーダ装置１から送出される送信波の一例を示すグラフである。図に示すように、レーダ装置１から送出される送信波は、周波数Ｆが直線状に増加及び減少を繰り返す変調波である。図２（ａ）において破線で示すグラフＧ１０は、物体（ここでは、対向車両ＶＲ２：図１参照）によって反射された反射波の一例を示すグラフである。図に示すように、反射波（＝受信波）は、距離Ｒ０だけ離間した位置にある物体（ここでは、対向車両ＶＲ２：図１参照）から反射された場合には、送信波に対して、２Ｒ０／ｃ(ここで、光速ｃ)だけ遅延するため、両者を混合すると、ビート波が生じる。そのビート波の周波数Ｆｒは、次の（２）式で求められる。
【００４２】
Ｆｒ０＝２Ｒ０／ｃ×ａ （２）
ただし、変調度ａは、単位時間当たりの周波数の変化量である周波数変調度の絶対値であって、三角波で上下に変調する周波数差Ｆｍ、及び、その周波数差だけ掃引するのに要する時間Ｔｍを用いて、次の（３）式で与えられる。
【００４３】
ａ＝Ｆｍ／Ｔｍ （３）
一方、物体（ここでは、対向車両ＶＲ２：図１参照）が、レーダ装置１（自車両ＶＲ１）に対して相対的に移動している場合には、上記（２）式で示す距離Ｒ０による周波数ズレに加えて、ドップラー効果によって周波数シフトＦｖが生じ、周波数シフトＦｖは次の（４）式で与えられる。
【００４４】
Ｆｖ０＝２Ｖｄ０／ｃ×Ｆｃ （４）
ただし、Ｖｄ０：相対速度、Ｆｃ：送信波の中心周波数である。従って、三角波で周波数変調された送信波と受信波とを混合することによって、（２）式及び（４）式で、それぞれ、表される距離Ｒ０と相対速度Ｖｄ０とによるビート波を生じる。
【００４５】
例えば、三角波の上り勾配のとき（図２の時間Ｔ２〜時間Ｔ３の期間）のビート周波数Ｆｕ０は、次の（５）式で与えられる。
Ｆｕ０＝Ｆｒ０−Ｆｖ０ （５）
一方、三角波の下り勾配のとき（図２の時間Ｔ０〜時間Ｔ１の期間）のビート周波数Ｆｄ０は、次の（６）式で与えられる。
Ｆｄ０＝Ｆｒ０＋Ｆｖ０ （６）
【００４６】
上記（２）〜（６）式を、距離Ｒ０及び相対速度Ｖｄ０について解くことによって、次の（７）式、（８）式が求められる。
Ｒ０＝（Ｆｄ０＋Ｆｕ０）／４／ａ×ｃ （７）
Ｖｄ０＝（Ｆｄ０−Ｆｕ０）／４／Ｆｃ×ｃ （８）
そこで、レーダ装置１は、三角波による周波数変調の上り勾配と下り勾配との、それぞれのビート波の周波数Ｆｕ０、Ｆｄ０を検出することによって、それぞれ、（７）式及び（８）式を用いて、距離Ｒ０及び相対速度Ｖｄ０を求めることができる。
【００４７】
また、受信信号及び送信信号によって生成されるビート波の周波数Ｆｕ０、Ｆｄ０は、ビート波をＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）法等を用いて周波数解析することによって求められる。図２（ｃ）は、受信信号及び送信信号によって生成されるビート信号の周波数特性の一例を示すグラフＧ３０であり、横軸はビート信号の周波数ＦＢであって、縦軸は信号強度である。
【００４８】
図２（ｃ）に示すように、ビート周波数Ｆｕ０及びＦｄ０は、それぞれ、ビート信号の周波数特性におけるピークＰｕ０、Ｐｄ０の周波数として検出される。なお、図２（ｃ）に示すように、ビート信号には、いわゆるＤＣ（直流）ノイズと呼ばれる、低周波のノイズ信号Ｄ０が含まれている。
【００４９】
このように、レーダ装置１が、ＦＭＣＷ方式のレーダで装置であるため、簡素な構成で物体（ここでは、対向車両ＶＲ２）との距離Ｒ０、及び、相対速度Ｖｄ０を検出することができる。また、本実施形態においては、レーダ装置１が、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置である場合について説明するが、レーダ装置１が、他の方式（例えば、パルス方式等）のレーダ装置である形態でも良い。
【００５０】
図３は、レーダ装置１の光軸を調整する光軸調整方法の一例を示す平面図である。図３（ａ）は側面図であり、図３（ｂ）は平面図である。図に示すように、レーダ装置１からは、上下方向の拡がり角θ１、左右方向の拡がり角θ２の電波信号が前方（図の右側）に照射される。すなわち、レーダ装置１の検出範囲ＤＡは、上下方向に拡がり角θ１、左右方向に拡がり角θ２で規定されるレーダ装置１を頂点とする楕円錐状の領域である。図の一点鎖線で示すレーダ装置１の光軸は、拡がり角θ１、θ２の中心軸である。
【００５１】
また、図に示すように、本発明に係る光軸調整方法を行う場合には、レーダ装置１の前方に、レーダ装置１と対向する位置に、本発明に係る電波反射装置２が配設される。なお、電波反射装置２は、レーダ装置１から送出された電波信号を反射する装置である。ここでは、電波反射装置２が、レーダ装置１から距離Ｒ１の位置に配設されている。また、電波反射装置２の高さ方向の位置、及び、左右方向の位置は、レーダ装置１の光軸の基準位置と一致する位置に予め調整されて、配設されている。すなわち、図の一点鎖線で示すレーダ装置１の光軸上に、電波反射装置２が配設される。
【００５２】
そして、レーダ装置１に、電波反射装置２に向けて電波信号を送出させ、レーダ装置１に、電波反射装置２から送出される信号を反射信号として受信させ、この反射信号に基づいてレーダ装置１の光軸を調整する。すなわち、光軸の基準位置に配設された電波反射装置２からの反射信号が最大となる、又は、位相特性の中心が光軸方向と一致するように、レーダ装置１の送出する電波信号の向きを調整するのである。
【００５３】
図４は、図３に示す電波反射装置２の位置に電波反射装置２に換えて、レーダ装置１（自車両ＶＲ１）に対して固定された反射板が配設されている場合に、レーダ装置１によって検出される検出信号の一例を示すグラフである。図４（ａ）は、レーダ装置１によって送信及び受信される信号の周波数の一例を示すグラフであり、横軸は時間Ｔであって、縦軸は周波数Ｆである。図４（ｂ）は、受信信号及び送信信号によって生成されるビート信号の周波数の一例を示すグラフＧ２１であり、横軸は時間Ｔであって、縦軸はビート信号の周波数ＦＢである。
【００５４】
図４（ａ）において実線で示すグラフＧ０は、レーダ装置１から送出される送信波の一例を示すグラフである。図４（ａ）において破線で示すグラフＧ１１は、反射板によって反射された反射波の一例を示すグラフである。図に示すように、反射波（＝受信波）は、レーダ装置１から距離Ｒ１だけ離間した位置にある反射板（図３参照）で反射された場合には、送信波に対して、２Ｒ１／ｃ(ここで、光速ｃ)だけ遅延するため、両者を混合すると、ビート波が生じる。そのビート波の周波数Ｆｒ１は、次の（９）式で求められる。
【００５５】
Ｆｒ１＝２Ｒ１／ｃ×ａ （９）
ただし、変調度ａは、単位時間当たりの周波数の変化量である周波数変調度の絶対値であって、三角波で上下に変調する周波数差Ｆｍ、及び、その周波数差だけ掃引するのに要する時間Ｔｍを用いて、次の（１０）式（便宜上、上記（３）式を再掲）で与えられる。
【００５６】
ａ＝Ｆｍ／Ｔｍ （１０）
一方、反射板は、レーダ装置１（自車両ＶＲ１）に対して固定されているため、ドップラー効果による周波数シフトは発生しない。従って、三角波で周波数変調された送信波と受信波とを混合することによって、上記（９）式で表される距離Ｒ１によるビート波を生じる。
【００５７】
また、三角波の上り勾配のときのビート周波数Ｆｕ１、三角波の下り勾配のときのビート周波数Ｆｄ１は、次の（１１）式で与えられる。
Ｆｕ１＝Ｆｄ１＝Ｆｒ１ （１１）
そこで、レーダ装置１は、三角波による周波数変調の上り勾配と下り勾配との、それぞれのビート波の周波数Ｆｕ１、Ｆｄ１を検出することによって、距離Ｒ１を求めることができる。
【００５８】
図４（ｃ）は、受信信号及び送信信号によって生成されるビート信号の周波数特性の一例を示すグラフＧ３１であり、横軸はビート信号の周波数ＦＢであって、縦軸は信号強度である。図４（ｃ）に示すように、ビート周波数Ｆｕ１及びＦｄ１は、それぞれ、ビート信号の周波数特性におけるピークＰｕ１、Ｐｄ１に対応している。しかしながら、図４（ｃ）に示すように、ビート信号には、いわゆるＤＣ（直流）ノイズと呼ばれる、低周波のノイズ信号Ｄ０が含まれており、ノイズ信号Ｄ０の影響を受けてピークＰｕ１、Ｐｄ１を検出することができない。
【００５９】
すなわち、距離Ｒ１が、検出可能な最短距離（例えば、５ｍ）より小さい（例えば、２ｍである）ため、ビート周波数Ｆｕ１及びＦｄ１が小さく（＝低周波数であり）、ノイズ信号Ｄ０が存在することに起因して、ピークＰｕ１、Ｐｄ１を検出することができない。このため、従来は、レーダ装置１の光軸を調整するためには、広大な作業スペースが必要であった。すなわち、従来は、レーダ装置１と反射体との距離が充分に大きい（例えば、５ｍ以上離れている）必要があったのである。
【００６０】
次に、図５、図６を用いて本発明に係る電波反射装置２の構成の一例を説明する。図５は、電波反射装置２の構成の一例を示すブロック図である。図に示すように、電波反射装置２は、受信アンテナ２１、遅延回路２２、及び、送信アンテナ２３を備えている。受信アンテナ２１は、レーダ装置１から送出された電波信号を受信するアンテナであって、受信された電波信号を遅延回路２２へ出力する。
【００６１】
遅延回路２２（遅延手段に相当する）は、受信アンテナ２３によって受信された電波信号を、予め設定された遅延時間ΔＴだけ遅延させて、遅延信号を生成する回路である。遅延回路２２によって生成された遅延信号は、送信アンテナ２３へ出力される。送信アンテナ２３は、遅延回路２２によって生成された遅延信号を、レーダ装置１に向けて送出するアンテナである。なお、遅延時間ΔＴは、図７を用いて後述するように、レーダ装置１によって検出可能な物体との最短距離（例えば、５ｍ）に基づいて設定される。
【００６２】
図６は、図５に示す遅延回路２２の一例を示すブロック図である。遅延回路２２は、発振回路２２１、第１周波数変換器２２２、遅延電線２２３、及び、第２周波数変換器２２４を備えている。発振回路２２１（発振器に相当する）は、レーダ装置１から送出される電波信号の周波数（例えば、中心周波数Ｆｃ＝７６ＧＨｚ：図４参照）に基づいて予め設定された周波数（例えば、７５ＧＨｚ）の正弦波を生成する回路である。生成された正弦波は、第１周波数変換器２２２及び第２周波数変換器２２４へ出力される。
【００６３】
第１周波数変換器２２２は、受信アンテナ２１と遅延電線２２３との間に介設され、受信アンテナ２１によって受信された電波信号の周波数を低減し、低周波信号を生成する。具体的には、第１周波数変換器２２２は、受信アンテナ２１で受信された電波信号を、発振回路２２１で生成された正弦波と重畳することによって、低周波信号を生成する。ここでは、受信アンテナ２１よって受信された電波信号の中心周波数Ｆｃが７６ＧＨｚであり、発振回路２２１で生成される正弦波の周波数が７５ＧＨｚであるため、第１周波数変換器２２２によって、１ＧＨｚ（＝７６ＧＨｚ−７５ＧＨｚ）の低周波信号が生成される。
【００６４】
遅延電線２２３は、同軸ケーブル等からなる電線であって、第１周波数変換器２２２から出力される低周波信号を、予め設定された遅延時間ΔＴだけ遅延させて、遅延信号を生成するものである。ここで、遅延電線２２３は、遅延時間ΔＴに応じた長さを有している。遅延電線２２３によって生成された遅延信号は、第２周波数変換器２２４へ出力される。
【００６５】
第２周波数変換器２２４は、遅延電線２２３と送信アンテナ２３との間に介設され、遅延電線２２３によって遅延された低周波信号を、受信アンテナ２１によって受信される電波信号に対応する高周波信号に変換する。具体的には、第２周波数変換器２２４は、遅延電線２２３で遅延された低周波信号を、発振回路２２１で生成された正弦波と重畳することによって、高周波信号に変換する。ここでは、遅延電線２２３によって遅延された低周波信号の周波数が１ＧＨｚであり、発振回路２２１で生成される正弦波の周波数が７５ＧＨｚであるため、第２周波数変換器２２４によって、７６ＧＨｚ（＝１ＧＨｚ＋７５ＧＨｚ）の高周波信号が生成される。
【００６６】
このようにして、遅延時間ΔＴに応じた長さを有する遅延電線２２３によって、レーダ装置１から受信された電波信号が遅延時間ΔＴだけ遅延されるため、簡素な構成で、遅延信号を生成することができる。
【００６７】
また、高周波信号を遅延電線２２３によって遅延する場合には、表皮効果によって遅延電線２２３を伝搬することに伴う信号の減衰が大きい。そこで、第１周波数変換器２２２によって、遅延電線２２３において遅延する信号の周波数を低減することができるので、遅延電線２２３を伝搬することに伴う信号の減衰を抑制することができる。
【００６８】
更に、第１周波数変換器２２２によって、受信アンテナ２１で受信された電波信号が、発振回路２２１で生成された正弦波と重畳されて、低周波信号が生成され、第２周波数変換器２２４によって、遅延電線２２３で遅延された低周波信号が、発振回路２２１で生成された正弦波と重畳されて、高周波信号に変換されるため、簡素な構成で、周波数を変換することができる。
【００６９】
本実施形態では、電波反射装置２（遅延回路２２）が、レーダ装置１から受信された電波信号を遅延時間ΔＴだけ遅延させる遅延電線２２３を備える場合について説明するが、電波反射装置２が、遅延電線２２３に換えて、レーダ装置１から受信された電波信号を遅延時間ΔＴだけ遅延させる導波管を備える形態でも良い。この場合には、レーダ装置１から受信された電波信号を遅延することに伴う信号の減衰を抑制することができるため、発振回路２２１、第１周波数変換器２２２、及び、第２周波数変換器２２４の配設を省略することが可能となる。
【００７０】
また、本実施形態では、第１周波数変換器２２２からの低周波信号が遅延電線２２３に出力される場合について説明したが、低周波信号を増幅する増幅器（第１増幅器に相当する）が、第１周波数変換器２２２と遅延電線２２３との間に介設されている形態でも良い。この場合には、遅延電線２２３において信号を遅延させる（＝遅延電線２２３を信号が伝搬する）ことに伴う信号の減衰を補完することができるため、レーダ装置１の光軸調整を更に正確に行うことができる。なお、第１周波数変換器２２２と遅延電線２２３との間に介設される増幅器に換えて（又は、加えて）、遅延電線２２３と第２周波数変換器２２４との間に増幅器（第２増幅器に相当する）が介設されている形態でも良い。
【００７１】
更に、本実施形態では、第１周波数変換器２２２からの低周波信号が遅延電線２２３に出力される場合について説明したが、低周波信号を通過させ、高周波信号を遮断するローパスフィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）、又は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ：Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）（フィルタに相当する）が、第１周波数変換器２２２と遅延電線２２３との間に介設されている形態でも良い。この場合には、遅延信号を生成する際に、該遅延信号に混入するノイズを除去することができるため、レーダ装置１の光軸調整を更に正確に行うことができる。なお、第１周波数変換器２２２と遅延電線２２３との間に介設されるローパスフィルタ（又は、バンドパスフィルタ）に換えて（又は、加えて）、遅延電線２２３と第２周波数変換器２２４との間にローパスフィルタ（又は、バンドパスフィルタ）が介設されている形態でも良い。
【００７２】
図７は、図３に示すレーダ装置１によって検出される検出信号の一例を示すグラフである。図７（ａ）は、レーダ装置１によって送信及び受信される信号の周波数の一例を示すグラフであり、横軸は時間Ｔであって、縦軸は周波数Ｆである。図７（ｂ）は、受信信号及び送信信号によって生成されるビート信号の周波数の一例を示すグラフＧ２２であり、横軸は時間Ｔであって、縦軸はビート信号の周波数ＦＢである。
【００７３】
図７（ａ）において実線で示すグラフＧ０は、レーダ装置１から送出される送信波の一例を示すグラフである。図７（ａ）において太い破線で示すグラフＧ１２は、図５、図６に示す電波反射装置２によって反射された反射波の一例を示すグラフである。図７（ａ）において細い破線で示すグラフＧ１１は、図４（ａ）に示す反射板によって反射された反射波の一例を示すグラフである。図に示すように、反射波（＝受信波）は、距離Ｒ１だけレーダ装置１から離間した位置にある電波反射装置２（図３参照）で反射された場合には、送信波に対して、（２Ｒ１／ｃ＋ΔＴ）(ここで、光速ｃ)だけ遅延するため、両者を混合すると、ビート波が生じる。そのビート波の周波数Ｆｒ２は、次の（１２）式で求められる。
【００７４】
Ｆｒ２＝（２Ｒ１／ｃ＋ΔＴ）×ａ （１２）
ただし、変調度ａは、単位時間当たりの周波数の変化量である周波数変調度の絶対値であって、三角波で上下に変調する周波数差Ｆｍ、及び、その周波数差だけ掃引するのに要する時間Ｔｍを用いて、次の（１３）式（便宜上、上記（３）式を再掲）で与えられる。
【００７５】
ａ＝Ｆｍ／Ｔｍ （１３）
一方、電波反射装置２は、レーダ装置１（自車両ＶＲ１）に対して固定されているため、ドップラー効果による周波数シフトは発生しない。従って、三角波で周波数変調された送信波と受信波とを混合することによって、上記（１２）式で表される距離Ｒ１及び遅延時間ΔＴによるビート波を生じる。
【００７６】
また、三角波の上り勾配のときのビート周波数Ｆｕ２、三角波の下り勾配のときのビート周波数Ｆｄ２は、次の（１４）式で与えられる。
Ｆｕ２＝Ｆｄ２＝Ｆｒ２ （１４）
そこで、レーダ装置１は、三角波による周波数変調の上り勾配と下り勾配との、それぞれのビート波の周波数Ｆｕ２、Ｆｄ２を検出することによって、距離Ｒ１を求めることができる。
【００７７】
図７（ｃ）は、受信信号及び送信信号によって生成されるビート信号の周波数特性の一例を示すグラフＧ３２であり、横軸はビート信号の周波数ＦＢであって、縦軸は信号強度である。図７（ｃ）に示すように、ビート周波数Ｆｕ２及びＦｄ２は、それぞれ、ビート信号の周波数特性におけるピークＰｕ２、Ｐｄ２に対応している。また、図４に示す場合とは異なり、ピークＰｕ１、Ｐｄ１の周波数Ｆｕ２及びＦｄ２が充分に高いので、ノイズ信号Ｄ０によって、その検出が妨げられることはない。
【００７８】
すなわち、距離Ｒ１が、検出可能な最短距離（例えば、５ｍ）より小さい（例えば、２ｍである）場合であっても、電波反射装置２によって信号が遅延時間ΔＴだけ遅延されるため、ビート周波数Ｆｕ１及びＦｄ１が充分大きく、ノイズ信号Ｄ０によってピークＰｕ１、Ｐｄ１の検出が妨げられることはない。従って、反射板に換えて電波反射装置２を用いることによって、レーダ装置１の光軸を調整するため必要な作業スペースを狭くすることができる。
【００７９】
ここで、遅延時間ΔＴは、レーダ装置１によって検出可能な物体との最短距離ＲＭ（例えば、５ｍ）に基づいて設定される。例えば、光軸調整時にレーダ装置１で検出されるビート波の周波数Ｆｒ２（上記（１２）式参照）が、最短距離ＲＭだけ離間した物体を検出する場合にレーダ装置１で検出されるビート波の周波数Ｆｒ以上となるように設定すれば良い。すなわち、次の（１５）式を満たすべく、遅延時間ΔＴを設定すれば良い。
（２Ｒ１／ｃ＋ΔＴ）≧２ＲＭ／ｃ （１５）
例えば、光軸調整時のレーダ装置１と電波反射装置２との距離Ｒ１が２ｍであり、レーダ装置１によって検出可能な物体との最短距離ＲＭが５ｍである場合には、次の（１６）式を満たすべく、遅延時間ΔＴを設定すれば良い。
ΔＴ≧２×（ＲＭ−Ｒ１）／ｃ＝０．０２μｓｅｃ （１６）
【００８０】
このように、遅延時間ΔＴを、レーダ装置１によって検出可能な物体との最短距離ＲＭ（例えば、５ｍ）に基づいて設定することによって、遅延時間ΔＴを適正な値に設定することができる。すなわち、レーダ装置１によって検出可能な物体との最短距離ＲＭに基づいて遅延時間ΔＴを設定することによって、図７に示すように、送信波と受信波とのビート信号の周波数（ビート周波数Ｆｕ２及びＦｄ２）を適正な値とすることができるのである。
【００８１】
図８は、レーダ装置１において対向車両ＶＲ２の相対位置を規定する角θ（図１参照）を検出する方法の一例を示す概念図である。図に示すように、レーダ装置１には、特性が略同一である受信アンテナ１１１、１１２が、図３に示す光軸と直交する方向に間隔Δｄ１だけ離間した状態で並べて配設されている。すなわち、受信アンテナ１１１、１１２は、略鉛直方向（又は、略水平方向）に並べて配設されている。ここでは、図１に示す角θを検出する場合について説明するため、受信アンテナ１１１、１１２は、略水平方向に並べて配設されている。
【００８２】
受信アンテナ１１１、１１２には、図の一点鎖線で示す光軸から角θをなす左側上方から対向車両ＶＲ２からの反射波が入射される。この場合には、受信アンテナ１１２に入射される反射波は、受信アンテナ１１１に入射される反射波に対して距離Δｄ２だけ遅れて入射される。ここで、距離Δｄ２は、受信アンテナ１１１、１１２の間隔Δｄ１を用いて次の（１７）式で表される。
Δｄ２＝Δｄ１×ｓｉｎθ （１７）
【００８３】
また、受信アンテナ１１２に入射される反射波は、受信アンテナ１１１に入射される反射波に対して、上記距離Δｄ２及び反射波の波長λを用いて、次の（１８）式で表される位相差Δψだけ遅延して入射される。
Δψ＝２π×Δｄ２／λ （１８）
【００８４】
上記（１７）式を（１８）式に代入することによって、次の（１９）式が得られる。
Δψ＝２π×Δｄ１×ｓｉｎθ／λ （１９）
そこで、受信アンテナ１１２に入射される反射波の、受信アンテナ１１１に入射される反射波に対する位相差Δψを検出することによって、上記（１９）式を用いて角θを求めることができる。なお、この方式は、位相比較モノパルス方式と呼ばれている。
【００８５】
なお、本発明に係る電波反射装置２及びレーダ装置１の光軸調整方法は、上記実施形態に限定されず、下記の形態でも良い。
（Ａ）本実施形態においては、遅延手段が、遅延回路２２からなる場合について説明したが、遅延手段が、回路以外の形態によって実現されている形態でも良い。例えば、遅延手段が導波管等である形態でも良い。また、遅延手段が、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算処理装置がソフトウェアを実行することによって、機能的に実現される形態でも良い。
【００８６】
（Ｂ）本実施形態においては、レーダ装置１が、車両ＶＲ１の前方にある物体（ここでは、対向車両ＶＲ２）を検出する場合について説明したが、レーダ装置１が、車両ＶＲ１の周囲にある物体を検出する形態であれば良い。例えば、レーダ装置１が、車両ＶＲ１の後方にある物体を検出する形態でも良いし、レーダ装置１が、車両ＶＲ１の側方にある物体を検出する形態でも良い。
【００８７】
（Ｃ）本実施形態においては、レーダ装置１がＦＭＣＷ方式のレーダ装置である場合について説明したが、レーダ装置１がその他の方式（例えば、パルス方式等）のレーダ装置である形態でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、例えば、車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する際に、該レーダ装置と対向させて配設され、該レーダ装置から送出された電波信号を反射する電波反射装置に適用することができる。また、本発明は、例えば、車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する光軸調整方法に適用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１ レーダ装置
１１１、１１２ 受信アンテナ
２ 電波反射装置
２１ 受信アンテナ
２２ 遅延回路（遅延手段）
２２１ 発振回路（発振器）
２２２ 第１周波数変換器
２２３ 遅延電線
２２４ 第２周波数変換器
２３ 送信アンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する際に、該レーダ装置と対向させて配設され、該レーダ装置から送出された電波信号を反射する電波反射装置に関する。また、本発明は、例えば、車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する光軸調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーダ装置を介して検出された相対位置及び相対速度は、対向車両等の物体との衝突判断等に利用されるため、レーダ装置の光軸（又は、電波軸）を予め設定した所定の向きに正しく向けて配設する必要がある。一方、レーダ装置の光軸を調整するためには、その検出原理から、レーダ装置と基準反射体との距離が充分に大きい（例えば、５ｍ以上離れている）必要がある（詳細は、図４等を用いて後述する）。また、基準反射体の周囲に、他の物体が存在しないことが要求される。
【０００３】
そこで、レーダ装置の光軸を調整するためには、広大な作業スペースが必要となるが、広大な作業スペースが確保できない場合がある。そこで、レーダ装置の光軸を調整するために必要な作業スペースを縮小するための種々の方法、装置等が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の検知軸調整方法では、基準反射体Ｒの更に前方に電磁波吸収体としての複数のタイヤＴを積み重ね、レーダ装置から電磁波を放射して基準反射体Ｒがレーダ装置の検知エリアの基準位置となるようにレーダ装置の物体検知軸Ａｒを調整する。そこで、電磁波を反射する物体が存在しない広い作業スペースを基準反射体Ｒの前方に確保する必要がなくなり、充分な広さの作業スペースが確保できない場合にも正確な調整作業を行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４０８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の検知軸調整方法では、電磁波吸収体を配設によって基準反射体の周囲に存在する他の物体の影響が軽減されるが、依然として、レーダ装置と基準反射体との距離が充分に離間している必要がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、レーダ装置の光軸を調整するための作業スペースを縮小することの可能な電波反射装置、及び、光軸調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有している。第１の発明は、車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する際に、該レーダ装置と対向させて配設され、該レーダ装置から送出された電波信号を反射する電波反射装置であって、前記レーダ装置から送出された電波信号を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナによって受信された電波信号を、予め設定された遅延時間だけ遅延させて、遅延信号を生成する遅延手段と、前記遅延手段によって生成された遅延信号を、前記レーダ装置に向けて送出する送信アンテナと、を備える。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記遅延手段が、前記遅延時間に応じた長さを有する遅延電線を備える。
【００１０】
第３の発明は、上記第２の発明において、前記遅延手段が、前記受信アンテナと前記遅延電線との間に介設され、前記受信アンテナによって受信された電波信号の周波数を低減し、低周波信号を生成する第１周波数変換器と、前記遅延電線と前記送信アンテナとの間に介設され、前記遅延電線によって遅延された低周波信号を、前記受信アンテナによって受信される電波信号に対応する高周波信号に変換する第２周波数変換器と、を備える。
【００１１】
第４の発明は、上記第３の発明において前記遅延手段が、前記レーダ装置から送出される電波信号の周波数に基づいて予め設定された周波数の正弦波を生成する発振器を備え、前記第１周波数変換器が、前記受信アンテナで受信された電波信号を、前記発振器で生成された正弦波と重畳することによって、前記低周波信号を生成し、前記第２周波数変換器が、前記遅延電線で遅延された前記低周波信号を、前記発振器で生成された正弦波と重畳することによって、前記高周波信号に変換する。
【００１２】
第５の発明は、上記第１の発明において、前記遅延時間が、前記レーダ装置によって検出可能な物体との最短距離に基づいて設定される。
【００１３】
第６の発明は、上記第１の発明において、前記遅延手段が、前記遅延時間に応じた長さを有する導波管を備える。
【００１４】
第７の発明は、上記第１の発明において、前記遅延手段が、前記受信アンテナによって受信された電波信号を増幅する第１増幅器を備える。
【００１５】
第８の発明は、上記第１の発明において、前記遅延手段が、前記遅延信号を増幅する第２増幅器を備える。
【００１６】
第９の発明は、上記第１の発明において、前記遅延手段が、前記レーダ装置から送出された電波信号に対応する周波数の信号を通過させると共に、前記レーダ装置から送出された電波信号に対応する周波数から離間した周波数の信号を遮断するフィルタを備える。
【００１７】
第１０の発明は、上記第１の発明において、前記レーダ装置が、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式のレーダ装置である。
【００１８】
第１１の発明は、車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する光軸調整方法であって、前記レーダ装置に、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の電波反射装置に向けて電波信号を送出させ、前記レーダ装置に、前記電波反射装置から送出される信号を反射信号として受信させ、該反射信号に基づいて前記レーダ装置の光軸を調整する。
【発明の効果】
【００１９】
上記第１の発明によれば、受信アンテナによって、レーダ装置から送出された電波信号が受信される。そして、遅延手段によって、受信された電波信号が、予め設定された遅延時間だけ遅延されて、遅延信号が生成される。更に、送信アンテナによって、生成された遅延信号が、前記レーダ装置に向けて送出される。従って、前記レーダ装置から受信された電波信号が、予め設定された遅延時間だけ遅延されて遅延信号が生成され、生成された遅延信号が前記レーダ装置に向けて送出されるため、該レーダ装置の光軸を調整するための作業スペースを縮小することができる。
【００２０】
すなわち、前記遅延時間を適正な値に設定することによって、前記レーダ装置にて受信される反射波を、前記レーダ装置から適正な距離（例えば、５ｍ）だけ離間した反射体からの反射波と略同一の特性（例えば、周波数特性等）を有する反射波とすることができるため、前記電波反射装置を前記レーダ装置から離間させる必要がなくなるのである。
【００２１】
例えば、前記レーダ装置が、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式のレーダ装置である場合には、送信波と受信波とのビート信号がノイズ（ＤＣノイズ等）に埋もれないために（＝正確な検出をするために）、該ビート信号が、所定の周波数以上である必要がある。そこで、前記遅延時間を適正な値に設定することによって、送信波と受信波とのビート信号の周波数を適正な値とすることができる（図７参照）ので、前記電波反射装置を前記レーダ装置から離間させる必要がなくなるのである。
【００２２】
上記第２の発明によれば、前記遅延時間に応じた長さを有する遅延電線によって、前記レーダ装置から受信された電波信号が前記遅延時間だけ遅延されるため、簡素な構成で、前記遅延信号を生成することができる。
【００２３】
上記第３の発明によれば、前記受信アンテナと前記遅延電線との間に介設された第１周波数変換器によって、前記受信アンテナによって受信された電波信号の周波数が低減されて、低周波信号が生成される。また、前記遅延電線と前記送信アンテナとの間に介設された第２周波数変換器によって、前記遅延電線によって遅延された低周波信号が、前記受信アンテナによって受信される電波信号に対応する高周波信号に変換される。そこで、前記遅延電線によって遅延される信号の周波数を低減することができるので、前記レーダ装置から受信された電波信号を遅延することに伴う信号の減衰を抑制することができる。従って、前記レーダ装置の光軸調整を正確に行うことができる。
【００２４】
すなわち、高周波信号を前記遅延電線によって遅延する場合には、表皮効果によって前記遅延電線を伝搬することに伴う信号の減衰が大きい。従って、前記遅延電線によって遅延する信号の周波数を低減することによって、前記遅延電線を伝搬することに伴う信号の減衰を抑制することができるのである。
【００２５】
上記第４の発明によれば、発振器によって、前記レーダ装置から送出される電波信号の周波数に基づいて予め設定された周波数の正弦波が生成される。また、前記第１周波数変換器によって、前記受信アンテナで受信された電波信号が、前記発振器で生成された正弦波と重畳されて、前記低周波信号が生成される。更に、前記第２周波数変換器によって、前記遅延電線で遅延された前記低周波信号が、前記発振器で生成された正弦波と重畳されて、前記高周波信号に変換される。従って、簡素な構成で、周波数を変換することができる。
【００２６】
上記第５の発明によれば、前記遅延時間が、前記レーダ装置によって検出可能な物体との最短距離に基づいて設定されるため、前記遅延時間を適正な値に設定することができる。従って、前記レーダ装置の光軸調整を、狭い作業スペースで正確に行うことができる。
【００２７】
すなわち、例えば、前記レーダ装置が、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式のレーダ装置である場合には、送信波と受信波とのビート信号がノイズ（ＤＣノイズ等）に埋もれないために（＝正確な検出をするために）、該ビート信号が、所定の周波数以上である必要がある。そこで、前記レーダ装置によって検出可能な物体との最短距離に基づいて前記遅延時間を設定することによって、送信波と受信波とのビート信号の周波数を適正な値とすることができる（図７参照）のである。
【００２８】
上記第６の発明によれば、前記遅延時間に応じた長さを有する導波管によって、前記レーダ装置から受信された電波信号が前記遅延時間だけ遅延されるため、前記レーダ装置から受信された電波信号を遅延することに伴う信号の減衰を抑制することができる。従って、前記レーダ装置の光軸調整を更に正確に行うことができる。
【００２９】
上記第７の発明によれば、第１増幅器によって、前記レーダ装置から受信された電波信号が増幅されるため、前記レーダ装置から受信された電波信号を遅延することに伴う信号の減衰を補完することができる。従って、前記レーダ装置の光軸調整を正確に行うことができる。
【００３０】
上記第８の発明によれば、第２増幅器によって、前記遅延信号が増幅されるため、前記レーダ装置から受信された電波信号を遅延することに伴う信号の減衰を補完することができる。従って、前記レーダ装置の光軸調整を、狭い作業スペースで更に正確に行うことができる。
【００３１】
上記第９の発明によれば、フィルタによって、前記レーダ装置から送出された電波信号に対応する周波数の信号が通過されると共に、前記レーダ装置から送出された電波信号に対応する周波数から離間した周波数の信号が遮断される。従って、遅延信号を生成する際に、該遅延信号に混入するノイズを除去することができるので、前記レーダ装置の光軸調整を、狭い作業スペースで更に正確に行うことができる。
【００３２】
上記第１０の発明によれば、前記レーダ装置が、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置であるため、簡素な構成で物体の相対位置、及び、相対速度を検出することができるレーダ装置において、その光軸調整を、狭い作業スペースで更に正確に行うことができる。
【００３３】
上記第１１の発明によれば、前記レーダ装置によって、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の電波反射装置に向けて電波信号が送出される。また、前記レーダ装置によって、前記電波反射装置から送出される信号が反射信号として受信される。更に、この反射信号に基づいて前記レーダ装置の光軸が調整される。従って、前記レーダ装置の光軸を調整するための作業スペースを縮小することができる。
【００３４】
すなわち、前記電波反射装置において、前記レーダ装置から受信された電波信号が、予め設定された遅延時間だけ遅延されて遅延信号が生成され、生成された遅延信号が前記レーダ装置に向けて送出されるため、該レーダ装置の光軸を調整するための作業スペースを縮小することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】レーダ装置によって検出される相対位置及び相対速度の一例を示す平面図
【図２】レーダ装置が、距離Ｒ０及び相対速度Ｖｄ０を検出する方法の一例を説明するグラフ
【図３】レーダ装置の光軸を調整する光軸調整方法の一例を示す平面図
【図４】電波反射装置に換えて反射板が配設されている場合に、レーダ装置によって検出される検出信号の一例を示すグラフ
【図５】電波反射装置の構成の一例を示すブロック図
【図６】図５に示す遅延回路の一例を示すブロック図
【図７】図３に示すレーダ装置によって検出される検出信号の一例を示すグラフ
【図８】レーダ装置において対向車両ＶＲ２の相対位置を規定する角θを検出する方法の一例を示す概念図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照して本発明に係る電波反射装置の実施形態について説明する。本発明に係る電波反射装置は、車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する際に、該レーダ装置と対向させて配設され、該レーダ装置から送出された電波信号を反射する電波反射装置である。まず、図１、図２を用いて、車両に搭載されたレーダ装置の検出方法の一例について説明する。
【００３７】
図１は、レーダ装置によって検出される相対位置及び相対速度の一例を示す平面図である。レーダ装置１は、図の上側へ走行している自車両ＶＲ１に搭載されており、その検出範囲内に、対向車両ＶＲ２が存在している。対向車両ＶＲ２は、自車両ＶＲ１の進行方向（図の上向き）に対して、角θだけ右側の位置を、ベクトルＶの向き（図の左下向き）に走行している。
【００３８】
レーダ装置１から送出された電波信号は、直線ＷＬに沿って空気中を伝搬して、対向車両ＶＲ２の捕捉点ＤＰで反射する。そして、反射波が、再度、直線ＷＬに沿って空気中を伝搬して、レーダ装置１で検出される。この場合に、レーダ装置１で検出される対向車両ＶＲ２（捕捉点ＤＰ）の相対位置を規定する距離Ｒ０は、図に示すように、レーダ装置１と、捕捉点ＤＰとの間の距離である。なお、レーダ装置１で検出される対向車両ＶＲ２（捕捉点ＤＰ）の相対位置を規定する角θは、図８を用いて後述する方法で検出される。
【００３９】
また、レーダ装置１で検出される対向車両ＶＲ２（捕捉点ＤＰ）の相対速度Ｖｄ０は、次の（１）式で規定される。
Ｖｄ０＝Ｖ×ｃｏｓφ （１）
ここで、速度Ｖは、自車両ＶＲ１に対する対向車両ＶＲ２の相対速度であり、角φは、対向車両ＶＲ２の進行方向（速度ベクトルＶの向き）と、直線ＷＬとのなす角である。
【００４０】
図２は、レーダ装置１が、距離Ｒ０及び相対速度Ｖｄ０を検出する方法の一例を説明するグラフである。本実施形態では、レーダ装置１が、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式のレーダ装置である場合について説明する。図２（ａ）は、レーダ装置１によって送信及び受信される信号の周波数の一例を示すグラフであり、横軸は時間Ｔであって、縦軸は周波数Ｆである。図２（ｂ）は、受信信号及び送信信号によって生成されるビート信号の周波数の一例を示すグラフＧ２０であり、横軸は時間Ｔであって、縦軸はビート信号の周波数ＦＢである。
【００４１】
図２（ａ）において実線で示すグラフＧ０は、レーダ装置１から送出される送信波の一例を示すグラフである。図に示すように、レーダ装置１から送出される送信波は、周波数Ｆが直線状に増加及び減少を繰り返す変調波である。図２（ａ）において破線で示すグラフＧ１０は、物体（ここでは、対向車両ＶＲ２：図１参照）によって反射された反射波の一例を示すグラフである。図に示すように、反射波（＝受信波）は、距離Ｒ０だけ離間した位置にある物体（ここでは、対向車両ＶＲ２：図１参照）から反射された場合には、送信波に対して、２Ｒ０／ｃ(ここで、光速ｃ)だけ遅延するため、両者を混合すると、ビート波が生じる。そのビート波の周波数Ｆｒは、次の（２）式で求められる。
【００４２】
Ｆｒ０＝２Ｒ０／ｃ×ａ （２）
ただし、変調度ａは、単位時間当たりの周波数の変化量である周波数変調度の絶対値であって、三角波で上下に変調する周波数差Ｆｍ、及び、その周波数差だけ掃引するのに要する時間Ｔｍを用いて、次の（３）式で与えられる。
【００４３】
ａ＝Ｆｍ／Ｔｍ （３）
一方、物体（ここでは、対向車両ＶＲ２：図１参照）が、レーダ装置１（自車両ＶＲ１）に対して相対的に移動している場合には、上記（２）式で示す距離Ｒ０による周波数ズレに加えて、ドップラー効果によって周波数シフトＦｖが生じ、周波数シフトＦｖは次の（４）式で与えられる。
【００４４】
Ｆｖ０＝２Ｖｄ０／ｃ×Ｆｃ （４）
ただし、Ｖｄ０：相対速度、Ｆｃ：送信波の中心周波数である。従って、三角波で周波数変調された送信波と受信波とを混合することによって、（２）式及び（４）式で、それぞれ、表される距離Ｒ０と相対速度Ｖｄ０とによるビート波を生じる。
【００４５】
例えば、三角波の上り勾配のとき（図２の時間Ｔ２〜時間Ｔ３の期間）のビート周波数Ｆｕ０は、次の（５）式で与えられる。
Ｆｕ０＝Ｆｒ０−Ｆｖ０ （５）
一方、三角波の下り勾配のとき（図２の時間Ｔ０〜時間Ｔ１の期間）のビート周波数Ｆｄ０は、次の（６）式で与えられる。
Ｆｄ０＝Ｆｒ０＋Ｆｖ０ （６）
【００４６】
上記（２）〜（６）式を、距離Ｒ０及び相対速度Ｖｄ０について解くことによって、次の（７）式、（８）式が求められる。
Ｒ０＝（Ｆｄ０＋Ｆｕ０）／４／ａ×ｃ （７）
Ｖｄ０＝（Ｆｄ０−Ｆｕ０）／４／Ｆｃ×ｃ （８）
そこで、レーダ装置１は、三角波による周波数変調の上り勾配と下り勾配との、それぞれのビート波の周波数Ｆｕ０、Ｆｄ０を検出することによって、それぞれ、（７）式及び（８）式を用いて、距離Ｒ０及び相対速度Ｖｄ０を求めることができる。
【００４７】
また、受信信号及び送信信号によって生成されるビート波の周波数Ｆｕ０、Ｆｄ０は、ビート波をＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）法等を用いて周波数解析することによって求められる。図２（ｃ）は、受信信号及び送信信号によって生成されるビート信号の周波数特性の一例を示すグラフＧ３０であり、横軸はビート信号の周波数ＦＢであって、縦軸は信号強度である。
【００４８】
図２（ｃ）に示すように、ビート周波数Ｆｕ０及びＦｄ０は、それぞれ、ビート信号の周波数特性におけるピークＰｕ０、Ｐｄ０の周波数として検出される。なお、図２（ｃ）に示すように、ビート信号には、いわゆるＤＣ（直流）ノイズと呼ばれる、低周波のノイズ信号Ｄ０が含まれている。
【００４９】
このように、レーダ装置１が、ＦＭＣＷ方式のレーダで装置であるため、簡素な構成で物体（ここでは、対向車両ＶＲ２）との距離Ｒ０、及び、相対速度Ｖｄ０を検出することができる。また、本実施形態においては、レーダ装置１が、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置である場合について説明するが、レーダ装置１が、他の方式（例えば、パルス方式等）のレーダ装置である形態でも良い。
【００５０】
図３は、レーダ装置１の光軸を調整する光軸調整方法の一例を示す平面図である。図３（ａ）は側面図であり、図３（ｂ）は平面図である。図に示すように、レーダ装置１からは、上下方向の拡がり角θ１、左右方向の拡がり角θ２の電波信号が前方（図の右側）に照射される。すなわち、レーダ装置１の検出範囲ＤＡは、上下方向に拡がり角θ１、左右方向に拡がり角θ２で規定されるレーダ装置１を頂点とする楕円錐状の領域である。図の一点鎖線で示すレーダ装置１の光軸は、拡がり角θ１、θ２の中心軸である。
【００５１】
また、図に示すように、本発明に係る光軸調整方法を行う場合には、レーダ装置１の前方に、レーダ装置１と対向する位置に、本発明に係る電波反射装置２が配設される。なお、電波反射装置２は、レーダ装置１から送出された電波信号を反射する装置である。ここでは、電波反射装置２が、レーダ装置１から距離Ｒ１の位置に配設されている。また、電波反射装置２の高さ方向の位置、及び、左右方向の位置は、レーダ装置１の光軸の基準位置と一致する位置に予め調整されて、配設されている。すなわち、図の一点鎖線で示すレーダ装置１の光軸上に、電波反射装置２が配設される。
【００５２】
そして、レーダ装置１に、電波反射装置２に向けて電波信号を送出させ、レーダ装置１に、電波反射装置２から送出される信号を反射信号として受信させ、この反射信号に基づいてレーダ装置１の光軸を調整する。すなわち、光軸の基準位置に配設された電波反射装置２からの反射信号が最大となる、又は、位相特性の中心が光軸方向と一致するように、レーダ装置１の送出する電波信号の向きを調整するのである。
【００５３】
図４は、図３に示す電波反射装置２の位置に電波反射装置２に換えて、レーダ装置１（自車両ＶＲ１）に対して固定された反射板が配設されている場合に、レーダ装置１によって検出される検出信号の一例を示すグラフである。図４（ａ）は、レーダ装置１によって送信及び受信される信号の周波数の一例を示すグラフであり、横軸は時間Ｔであって、縦軸は周波数Ｆである。図４（ｂ）は、受信信号及び送信信号によって生成されるビート信号の周波数の一例を示すグラフＧ２１であり、横軸は時間Ｔであって、縦軸はビート信号の周波数ＦＢである。
【００５４】
図４（ａ）において実線で示すグラフＧ０は、レーダ装置１から送出される送信波の一例を示すグラフである。図４（ａ）において破線で示すグラフＧ１１は、反射板によって反射された反射波の一例を示すグラフである。図に示すように、反射波（＝受信波）は、レーダ装置１から距離Ｒ１だけ離間した位置にある反射板（図３参照）で反射された場合には、送信波に対して、２Ｒ１／ｃ(ここで、光速ｃ)だけ遅延するため、両者を混合すると、ビート波が生じる。そのビート波の周波数Ｆｒ１は、次の（９）式で求められる。
【００５５】
Ｆｒ１＝２Ｒ１／ｃ×ａ （９）
ただし、変調度ａは、単位時間当たりの周波数の変化量である周波数変調度の絶対値であって、三角波で上下に変調する周波数差Ｆｍ、及び、その周波数差だけ掃引するのに要する時間Ｔｍを用いて、次の（１０）式（便宜上、上記（３）式を再掲）で与えられる。
【００５６】
ａ＝Ｆｍ／Ｔｍ （１０）
一方、反射板は、レーダ装置１（自車両ＶＲ１）に対して固定されているため、ドップラー効果による周波数シフトは発生しない。従って、三角波で周波数変調された送信波と受信波とを混合することによって、上記（９）式で表される距離Ｒ１によるビート波を生じる。
【００５７】
また、三角波の上り勾配のときのビート周波数Ｆｕ１、三角波の下り勾配のときのビート周波数Ｆｄ１は、次の（１１）式で与えられる。
Ｆｕ１＝Ｆｄ１＝Ｆｒ１ （１１）
そこで、レーダ装置１は、三角波による周波数変調の上り勾配と下り勾配との、それぞれのビート波の周波数Ｆｕ１、Ｆｄ１を検出することによって、距離Ｒ１を求めることができる。
【００５８】
図４（ｃ）は、受信信号及び送信信号によって生成されるビート信号の周波数特性の一例を示すグラフＧ３１であり、横軸はビート信号の周波数ＦＢであって、縦軸は信号強度である。図４（ｃ）に示すように、ビート周波数Ｆｕ１及びＦｄ１は、それぞれ、ビート信号の周波数特性におけるピークＰｕ１、Ｐｄ１に対応している。しかしながら、図４（ｃ）に示すように、ビート信号には、いわゆるＤＣ（直流）ノイズと呼ばれる、低周波のノイズ信号Ｄ０が含まれており、ノイズ信号Ｄ０の影響を受けてピークＰｕ１、Ｐｄ１を検出することができない。
【００５９】
すなわち、距離Ｒ１が、検出可能な最短距離（例えば、５ｍ）より小さい（例えば、２ｍである）ため、ビート周波数Ｆｕ１及びＦｄ１が小さく（＝低周波数であり）、ノイズ信号Ｄ０が存在することに起因して、ピークＰｕ１、Ｐｄ１を検出することができない。このため、従来は、レーダ装置１の光軸を調整するためには、広大な作業スペースが必要であった。すなわち、従来は、レーダ装置１と反射体との距離が充分に大きい（例えば、５ｍ以上離れている）必要があったのである。
【００６０】
次に、図５、図６を用いて本発明に係る電波反射装置２の構成の一例を説明する。図５は、電波反射装置２の構成の一例を示すブロック図である。図に示すように、電波反射装置２は、受信アンテナ２１、遅延回路２２、及び、送信アンテナ２３を備えている。受信アンテナ２１は、レーダ装置１から送出された電波信号を受信するアンテナであって、受信された電波信号を遅延回路２２へ出力する。
【００６１】
遅延回路２２（遅延手段に相当する）は、受信アンテナ２３によって受信された電波信号を、予め設定された遅延時間ΔＴだけ遅延させて、遅延信号を生成する回路である。遅延回路２２によって生成された遅延信号は、送信アンテナ２３へ出力される。送信アンテナ２３は、遅延回路２２によって生成された遅延信号を、レーダ装置１に向けて送出するアンテナである。なお、遅延時間ΔＴは、図７を用いて後述するように、レーダ装置１によって検出可能な物体との最短距離（例えば、５ｍ）に基づいて設定される。
【００６２】
図６は、図５に示す遅延回路２２の一例を示すブロック図である。遅延回路２２は、発振回路２２１、第１周波数変換器２２２、遅延電線２２３、及び、第２周波数変換器２２４を備えている。発振回路２２１（発振器に相当する）は、レーダ装置１から送出される電波信号の周波数（例えば、中心周波数Ｆｃ＝７６ＧＨｚ：図４参照）に基づいて予め設定された周波数（例えば、７５ＧＨｚ）の正弦波を生成する回路である。生成された正弦波は、第１周波数変換器２２２及び第２周波数変換器２２４へ出力される。
【００６３】
第１周波数変換器２２２は、受信アンテナ２１と遅延電線２２３との間に介設され、受信アンテナ２１によって受信された電波信号の周波数を低減し、低周波信号を生成する。具体的には、第１周波数変換器２２２は、受信アンテナ２１で受信された電波信号を、発振回路２２１で生成された正弦波と重畳することによって、低周波信号を生成する。ここでは、受信アンテナ２１よって受信された電波信号の中心周波数Ｆｃが７６ＧＨｚであり、発振回路２２１で生成される正弦波の周波数が７５ＧＨｚであるため、第１周波数変換器２２２によって、１ＧＨｚ（＝７６ＧＨｚ−７５ＧＨｚ）の低周波信号が生成される。
【００６４】
遅延電線２２３は、同軸ケーブル等からなる電線であって、第１周波数変換器２２２から出力される低周波信号を、予め設定された遅延時間ΔＴだけ遅延させて、遅延信号を生成するものである。ここで、遅延電線２２３は、遅延時間ΔＴに応じた長さを有している。遅延電線２２３によって生成された遅延信号は、第２周波数変換器２２４へ出力される。
【００６５】
第２周波数変換器２２４は、遅延電線２２３と送信アンテナ２３との間に介設され、遅延電線２２３によって遅延された低周波信号を、受信アンテナ２１によって受信される電波信号に対応する高周波信号に変換する。具体的には、第２周波数変換器２２４は、遅延電線２２３で遅延された低周波信号を、発振回路２２１で生成された正弦波と重畳することによって、高周波信号に変換する。ここでは、遅延電線２２３によって遅延された低周波信号の周波数が１ＧＨｚであり、発振回路２２１で生成される正弦波の周波数が７５ＧＨｚであるため、第２周波数変換器２２４によって、７６ＧＨｚ（＝１ＧＨｚ＋７５ＧＨｚ）の高周波信号が生成される。
【００６６】
このようにして、遅延時間ΔＴに応じた長さを有する遅延電線２２３によって、レーダ装置１から受信された電波信号が遅延時間ΔＴだけ遅延されるため、簡素な構成で、遅延信号を生成することができる。
【００６７】
また、高周波信号を遅延電線２２３によって遅延する場合には、表皮効果によって遅延電線２２３を伝搬することに伴う信号の減衰が大きい。そこで、第１周波数変換器２２２によって、遅延電線２２３において遅延する信号の周波数を低減することができるので、遅延電線２２３を伝搬することに伴う信号の減衰を抑制することができる。
【００６８】
更に、第１周波数変換器２２２によって、受信アンテナ２１で受信された電波信号が、発振回路２２１で生成された正弦波と重畳されて、低周波信号が生成され、第２周波数変換器２２４によって、遅延電線２２３で遅延された低周波信号が、発振回路２２１で生成された正弦波と重畳されて、高周波信号に変換されるため、簡素な構成で、周波数を変換することができる。
【００６９】
本実施形態では、電波反射装置２（遅延回路２２）が、レーダ装置１から受信された電波信号を遅延時間ΔＴだけ遅延させる遅延電線２２３を備える場合について説明するが、電波反射装置２が、遅延電線２２３に換えて、レーダ装置１から受信された電波信号を遅延時間ΔＴだけ遅延させる導波管を備える形態でも良い。この場合には、レーダ装置１から受信された電波信号を遅延することに伴う信号の減衰を抑制することができるため、発振回路２２１、第１周波数変換器２２２、及び、第２周波数変換器２２４の配設を省略することが可能となる。
【００７０】
また、本実施形態では、第１周波数変換器２２２からの低周波信号が遅延電線２２３に出力される場合について説明したが、低周波信号を増幅する増幅器（第１増幅器に相当する）が、第１周波数変換器２２２と遅延電線２２３との間に介設されている形態でも良い。この場合には、遅延電線２２３において信号を遅延させる（＝遅延電線２２３を信号が伝搬する）ことに伴う信号の減衰を補完することができるため、レーダ装置１の光軸調整を更に正確に行うことができる。なお、第１周波数変換器２２２と遅延電線２２３との間に介設される増幅器に換えて（又は、加えて）、遅延電線２２３と第２周波数変換器２２４との間に増幅器（第２増幅器に相当する）が介設されている形態でも良い。
【００７１】
更に、本実施形態では、第１周波数変換器２２２からの低周波信号が遅延電線２２３に出力される場合について説明したが、低周波信号を通過させ、高周波信号を遮断するローパスフィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）、又は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ：Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）（フィルタに相当する）が、第１周波数変換器２２２と遅延電線２２３との間に介設されている形態でも良い。この場合には、遅延信号を生成する際に、該遅延信号に混入するノイズを除去することができるため、レーダ装置１の光軸調整を更に正確に行うことができる。なお、第１周波数変換器２２２と遅延電線２２３との間に介設されるローパスフィルタ（又は、バンドパスフィルタ）に換えて（又は、加えて）、遅延電線２２３と第２周波数変換器２２４との間にローパスフィルタ（又は、バンドパスフィルタ）が介設されている形態でも良い。
【００７２】
図７は、図３に示すレーダ装置１によって検出される検出信号の一例を示すグラフである。図７（ａ）は、レーダ装置１によって送信及び受信される信号の周波数の一例を示すグラフであり、横軸は時間Ｔであって、縦軸は周波数Ｆである。図７（ｂ）は、受信信号及び送信信号によって生成されるビート信号の周波数の一例を示すグラフＧ２２であり、横軸は時間Ｔであって、縦軸はビート信号の周波数ＦＢである。
【００７３】
図７（ａ）において実線で示すグラフＧ０は、レーダ装置１から送出される送信波の一例を示すグラフである。図７（ａ）において太い破線で示すグラフＧ１２は、図５、図６に示す電波反射装置２によって反射された反射波の一例を示すグラフである。図７（ａ）において細い破線で示すグラフＧ１１は、図４（ａ）に示す反射板によって反射された反射波の一例を示すグラフである。図に示すように、反射波（＝受信波）は、距離Ｒ１だけレーダ装置１から離間した位置にある電波反射装置２（図３参照）で反射された場合には、送信波に対して、（２Ｒ１／ｃ＋ΔＴ）(ここで、光速ｃ)だけ遅延するため、両者を混合すると、ビート波が生じる。そのビート波の周波数Ｆｒ２は、次の（１２）式で求められる。
【００７４】
Ｆｒ２＝（２Ｒ１／ｃ＋ΔＴ）×ａ （１２）
ただし、変調度ａは、単位時間当たりの周波数の変化量である周波数変調度の絶対値であって、三角波で上下に変調する周波数差Ｆｍ、及び、その周波数差だけ掃引するのに要する時間Ｔｍを用いて、次の（１３）式（便宜上、上記（３）式を再掲）で与えられる。
【００７５】
ａ＝Ｆｍ／Ｔｍ （１３）
一方、電波反射装置２は、レーダ装置１（自車両ＶＲ１）に対して固定されているため、ドップラー効果による周波数シフトは発生しない。従って、三角波で周波数変調された送信波と受信波とを混合することによって、上記（１２）式で表される距離Ｒ１及び遅延時間ΔＴによるビート波を生じる。
【００７６】
また、三角波の上り勾配のときのビート周波数Ｆｕ２、三角波の下り勾配のときのビート周波数Ｆｄ２は、次の（１４）式で与えられる。
Ｆｕ２＝Ｆｄ２＝Ｆｒ２ （１４）
そこで、レーダ装置１は、三角波による周波数変調の上り勾配と下り勾配との、それぞれのビート波の周波数Ｆｕ２、Ｆｄ２を検出することによって、距離Ｒ１を求めることができる。
【００７７】
図７（ｃ）は、受信信号及び送信信号によって生成されるビート信号の周波数特性の一例を示すグラフＧ３２であり、横軸はビート信号の周波数ＦＢであって、縦軸は信号強度である。図７（ｃ）に示すように、ビート周波数Ｆｕ２及びＦｄ２は、それぞれ、ビート信号の周波数特性におけるピークＰｕ２、Ｐｄ２に対応している。また、図４に示す場合とは異なり、ピークＰｕ１、Ｐｄ１の周波数Ｆｕ２及びＦｄ２が充分に高いので、ノイズ信号Ｄ０によって、その検出が妨げられることはない。
【００７８】
すなわち、距離Ｒ１が、検出可能な最短距離（例えば、５ｍ）より小さい（例えば、２ｍである）場合であっても、電波反射装置２によって信号が遅延時間ΔＴだけ遅延されるため、ビート周波数Ｆｕ１及びＦｄ１が充分大きく、ノイズ信号Ｄ０によってピークＰｕ１、Ｐｄ１の検出が妨げられることはない。従って、反射板に換えて電波反射装置２を用いることによって、レーダ装置１の光軸を調整するため必要な作業スペースを狭くすることができる。
【００７９】
ここで、遅延時間ΔＴは、レーダ装置１によって検出可能な物体との最短距離ＲＭ（例えば、５ｍ）に基づいて設定される。例えば、光軸調整時にレーダ装置１で検出されるビート波の周波数Ｆｒ２（上記（１２）式参照）が、最短距離ＲＭだけ離間した物体を検出する場合にレーダ装置１で検出されるビート波の周波数Ｆｒ以上となるように設定すれば良い。すなわち、次の（１５）式を満たすべく、遅延時間ΔＴを設定すれば良い。
（２Ｒ１／ｃ＋ΔＴ）≧２ＲＭ／ｃ （１５）
例えば、光軸調整時のレーダ装置１と電波反射装置２との距離Ｒ１が２ｍであり、レーダ装置１によって検出可能な物体との最短距離ＲＭが５ｍである場合には、次の（１６）式を満たすべく、遅延時間ΔＴを設定すれば良い。
ΔＴ≧２×（ＲＭ−Ｒ１）／ｃ＝０．０２μｓｅｃ （１６）
【００８０】
このように、遅延時間ΔＴを、レーダ装置１によって検出可能な物体との最短距離ＲＭ（例えば、５ｍ）に基づいて設定することによって、遅延時間ΔＴを適正な値に設定することができる。すなわち、レーダ装置１によって検出可能な物体との最短距離ＲＭに基づいて遅延時間ΔＴを設定することによって、図７に示すように、送信波と受信波とのビート信号の周波数（ビート周波数Ｆｕ２及びＦｄ２）を適正な値とすることができるのである。
【００８１】
図８は、レーダ装置１において対向車両ＶＲ２の相対位置を規定する角θ（図１参照）を検出する方法の一例を示す概念図である。図に示すように、レーダ装置１には、特性が略同一である受信アンテナ１１１、１１２が、図３に示す光軸と直交する方向に間隔Δｄ１だけ離間した状態で並べて配設されている。すなわち、受信アンテナ１１１、１１２は、略鉛直方向（又は、略水平方向）に並べて配設されている。ここでは、図１に示す角θを検出する場合について説明するため、受信アンテナ１１１、１１２は、略水平方向に並べて配設されている。
【００８２】
受信アンテナ１１１、１１２には、図の一点鎖線で示す光軸から角θをなす左側上方から対向車両ＶＲ２からの反射波が入射される。この場合には、受信アンテナ１１２に入射される反射波は、受信アンテナ１１１に入射される反射波に対して距離Δｄ２だけ遅れて入射される。ここで、距離Δｄ２は、受信アンテナ１１１、１１２の間隔Δｄ１を用いて次の（１７）式で表される。
Δｄ２＝Δｄ１×ｓｉｎθ （１７）
【００８３】
また、受信アンテナ１１２に入射される反射波は、受信アンテナ１１１に入射される反射波に対して、上記距離Δｄ２及び反射波の波長λを用いて、次の（１８）式で表される位相差Δψだけ遅延して入射される。
Δψ＝２π×Δｄ２／λ （１８）
【００８４】
上記（１７）式を（１８）式に代入することによって、次の（１９）式が得られる。
Δψ＝２π×Δｄ１×ｓｉｎθ／λ （１９）
そこで、受信アンテナ１１２に入射される反射波の、受信アンテナ１１１に入射される反射波に対する位相差Δψを検出することによって、上記（１９）式を用いて角θを求めることができる。なお、この方式は、位相比較モノパルス方式と呼ばれている。
【００８５】
なお、本発明に係る電波反射装置２及びレーダ装置１の光軸調整方法は、上記実施形態に限定されず、下記の形態でも良い。
（Ａ）本実施形態においては、遅延手段が、遅延回路２２からなる場合について説明したが、遅延手段が、回路以外の形態によって実現されている形態でも良い。例えば、遅延手段が導波管等である形態でも良い。また、遅延手段が、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算処理装置がソフトウェアを実行することによって、機能的に実現される形態でも良い。
【００８６】
（Ｂ）本実施形態においては、レーダ装置１が、車両ＶＲ１の前方にある物体（ここでは、対向車両ＶＲ２）を検出する場合について説明したが、レーダ装置１が、車両ＶＲ１の周囲にある物体を検出する形態であれば良い。例えば、レーダ装置１が、車両ＶＲ１の後方にある物体を検出する形態でも良いし、レーダ装置１が、車両ＶＲ１の側方にある物体を検出する形態でも良い。
【００８７】
（Ｃ）本実施形態においては、レーダ装置１がＦＭＣＷ方式のレーダ装置である場合について説明したが、レーダ装置１がその他の方式（例えば、パルス方式等）のレーダ装置である形態でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、例えば、車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する際に、該レーダ装置と対向させて配設され、該レーダ装置から送出された電波信号を反射する電波反射装置に適用することができる。また、本発明は、例えば、車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する光軸調整方法に適用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１ レーダ装置
１１１、１１２ 受信アンテナ
２ 電波反射装置
２１ 受信アンテナ
２２ 遅延回路（遅延手段）
２２１ 発振回路（発振器）
２２２ 第１周波数変換器
２２３ 遅延電線
２２４ 第２周波数変換器
２３ 送信アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する際に、該レーダ装置と対向させて配設され、該レーダ装置から送出された電波信号を反射する電波反射装置であって、
前記レーダ装置から送出された電波信号を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナによって受信された電波信号を、予め設定された遅延時間だけ遅延させて、遅延信号を生成する遅延手段と、
前記遅延手段によって生成された遅延信号を、前記レーダ装置に向けて送出する送信アンテナと、を備える電波反射装置。
【請求項２】
前記遅延手段は、前記遅延時間に応じた長さを有する遅延電線を備える、請求項１に記載の電波反射装置。
【請求項３】
前記遅延手段は、
前記受信アンテナと前記遅延電線との間に介設され、前記受信アンテナによって受信された電波信号の周波数を低減し、低周波信号を生成する第１周波数変換器と、
前記遅延電線と前記送信アンテナとの間に介設され、前記遅延電線によって遅延された低周波信号を、前記受信アンテナによって受信される電波信号に対応する高周波信号に変換する第２周波数変換器と、を備える、請求項２に記載の電波反射装置。
【請求項４】
前記遅延手段は、
前記レーダ装置から送出される電波信号の周波数に基づいて予め設定された周波数の正弦波を生成する発振器を備え、
前記第１周波数変換器は、前記受信アンテナで受信された電波信号を、前記発振器で生成された正弦波と重畳することによって、前記低周波信号を生成し、
前記第２周波数変換器は、前記遅延電線で遅延された前記低周波信号を、前記発振器で生成された正弦波と重畳することによって、前記高周波信号に変換する、請求項３に記載の電波反射装置。
【請求項５】
前記遅延時間は、前記レーダ装置によって検出可能な物体との最短距離に基づいて設定される、請求項１に記載の電波反射装置。
【請求項６】
前記遅延手段は、前記遅延時間に応じた長さを有する導波管を備える、請求項１に記載の電波反射装置。
【請求項７】
前記遅延手段は、前記受信アンテナによって受信された電波信号を増幅する第１増幅器を備える、請求項１に記載の電波反射装置。
【請求項８】
前記遅延手段は、前記遅延信号を増幅する第２増幅器を備える、請求項１に記載の電波反射装置。
【請求項９】
前記遅延手段は、前記レーダ装置から送出された電波信号に対応する周波数の信号を通過させると共に、前記レーダ装置から送出された電波信号に対応する周波数から離間した周波数の信号を遮断するフィルタを備える、請求項１に記載の電波反射装置。
【請求項１０】
前記レーダ装置は、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式のレーダ装置である、請求項１に記載の電波反射装置。
【請求項１１】
車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する光軸調整方法であって、
前記レーダ装置に、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の電波反射装置に向けて電波信号を送出させ、
前記レーダ装置に、前記電波反射装置から送出される信号を反射信号として受信させ、
該反射信号に基づいて前記レーダ装置の光軸を調整する、光軸調整方法。
【請求項１】
車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する際に、該レーダ装置と対向させて配設され、該レーダ装置から送出された電波信号を反射する電波反射装置であって、
前記レーダ装置から送出された電波信号を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナによって受信された電波信号を、予め設定された遅延時間だけ遅延させて、遅延信号を生成する遅延手段と、
前記遅延手段によって生成された遅延信号を、前記レーダ装置に向けて送出する送信アンテナと、を備える電波反射装置。
【請求項２】
前記遅延手段は、前記遅延時間に応じた長さを有する遅延電線を備える、請求項１に記載の電波反射装置。
【請求項３】
前記遅延手段は、
前記受信アンテナと前記遅延電線との間に介設され、前記受信アンテナによって受信された電波信号の周波数を低減し、低周波信号を生成する第１周波数変換器と、
前記遅延電線と前記送信アンテナとの間に介設され、前記遅延電線によって遅延された低周波信号を、前記受信アンテナによって受信される電波信号に対応する高周波信号に変換する第２周波数変換器と、を備える、請求項２に記載の電波反射装置。
【請求項４】
前記遅延手段は、
前記レーダ装置から送出される電波信号の周波数に基づいて予め設定された周波数の正弦波を生成する発振器を備え、
前記第１周波数変換器は、前記受信アンテナで受信された電波信号を、前記発振器で生成された正弦波と重畳することによって、前記低周波信号を生成し、
前記第２周波数変換器は、前記遅延電線で遅延された前記低周波信号を、前記発振器で生成された正弦波と重畳することによって、前記高周波信号に変換する、請求項３に記載の電波反射装置。
【請求項５】
前記遅延時間は、前記レーダ装置によって検出可能な物体との最短距離に基づいて設定される、請求項１に記載の電波反射装置。
【請求項６】
前記遅延手段は、前記遅延時間に応じた長さを有する導波管を備える、請求項１に記載の電波反射装置。
【請求項７】
前記遅延手段は、前記受信アンテナによって受信された電波信号を増幅する第１増幅器を備える、請求項１に記載の電波反射装置。
【請求項８】
前記遅延手段は、前記遅延信号を増幅する第２増幅器を備える、請求項１に記載の電波反射装置。
【請求項９】
前記遅延手段は、前記レーダ装置から送出された電波信号に対応する周波数の信号を通過させると共に、前記レーダ装置から送出された電波信号に対応する周波数から離間した周波数の信号を遮断するフィルタを備える、請求項１に記載の電波反射装置。
【請求項１０】
前記レーダ装置は、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式のレーダ装置である、請求項１に記載の電波反射装置。
【請求項１１】
車両に搭載されたレーダ装置の光軸を調整する光軸調整方法であって、
前記レーダ装置に、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の電波反射装置に向けて電波信号を送出させ、
前記レーダ装置に、前記電波反射装置から送出される信号を反射信号として受信させ、
該反射信号に基づいて前記レーダ装置の光軸を調整する、光軸調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１８５７２０（Ｐ２０１０−１８５７２０Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８８６６（Ｐ２００９−２８８６６）
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]