特許 7146003 レーダ装置に取り付けられる構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-22

(45)【発行日】2022-10-03

(54)【発明の名称】レーダ装置に取り付けられる構造体

(51)【国際特許分類】

   H01Q 15/08 20060101AFI20220926BHJP

   G01S 7/03 20060101ALI20220926BHJP

   G01S 13/931 20200101ALI20220926BHJP

   H01Q 1/32 20060101ALI20220926BHJP

   H01Q 1/42 20060101ALI20220926BHJP

【ＦＩ】

H01Q15/08

G01S7/03 230

G01S13/931

H01Q1/32 Z

H01Q1/42

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021035630

(22)【出願日】2021-03-05

(62)【分割の表示】P 2018042449の分割

【原出願日】2018-03-08

(65)【公開番号】P2021101553

(43)【公開日】2021-07-08

【審査請求日】2021-03-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】391045897

【氏名又は名称】古河ＡＳ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114292

【弁理士】

【氏名又は名称】来間 清志

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(72)【発明者】

【氏名】長田 真幸

(72)【発明者】

【氏名】井上 大輔

(72)【発明者】

【氏名】大谷 栄介

【審査官】佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００９７７３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－２１１１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２７１３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２５８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－０００８２０３（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／０３

Ｇ０１Ｓ １３／９３１

Ｈ０１Ｑ １／００－ １／５２

Ｈ０１Ｑ １５／００－ １５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物を検出可能なレーダ装置の近傍に取り付けられる構造体において、
前記レーダ装置は、第１方向に伸延するとともに、前記第１方向に直交する第２方向に並設される複数の受信アンテナを有し、車両に搭載され、
前記構造体は誘電体によって構成されるとともに、前記レーダ装置の近傍に配置され、入射される電磁波の角度成分であって、前記第１方向と、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向とによって形成される面に平行な角度成分を変化させる入射面を有し、前記レーダ装置を前記車両のボディまたはバンパに固定する、
ことを特徴とする構造体。

【請求項2】

前記構造体の前記入射面は、前記第１方向および前記第２方向によって形成される面に対して、所定の傾きを有するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の構造体。

【請求項3】

前記構造体は、前記第１方向および前記第２方向に垂直な断面が、多角形状を有することを特徴とする請求項２に記載の構造体。

【請求項4】

前記構造体は、前記第１方向および前記第２方向に垂直な断面が、三角形状を有することを特徴とする請求項３に記載の構造体。

【請求項5】

前記構造体は、前記第１方向および前記第２方向に垂直な断面が、菱形形状を有することを特徴とする請求項３に記載の構造体。

【請求項6】

前記構造体は、前記入射面の裏側面に、鋸歯形状、楕円形状、または、多角形状の凸部または凹部を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の構造体。

【請求項7】

前記レーダ装置は、車両に搭載され、
前記構造体は、前記第３方向において、前記レーダ装置よりも車体側に配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の構造体。

【請求項8】

前記レーダ装置は、車両に搭載され、
前記構造体は、前記第３方向において、前記レーダ装置と同列に配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の構造体。

【請求項9】

前記レーダ装置は、車両に搭載され、
前記構造体は、前記第３方向において、少なくとも一部が前記レーダ装置よりも前記車両のバンパに近接して配されるとともに、当該一部は、前記レーダ装置の水平および仰角方向の視野外に配される、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の構造体。

【請求項10】

前記構造体は前記レーダ装置に設けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーダ装置に取り付けられる構造体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、車両の周辺に存在する対象物（例えば、他の車両、歩行者、障害物等）を検出可能なレーダ装置が多く使われるようになってきた。

【0003】

ところで、このようなレーダ装置では、車体の一部（例えば、バンパ、ボディ等）で反射された反射波の影響によって、対象物が存在する位置（角度）に関する特性としての角度特性が劣化する場合がある。

【0004】

特許文献１には、レーダ装置とバンパの間に誘電体部材を設け、誘電体部材の厚さを調整することで、バンパによる損失を低減する技術が開示されている。

【0005】

また、特許文献２には、バンパの形状を傾斜させ、バンパからの反射波を所望の放射パターン面外に追いやることで、反射波の影響を低減する技術が開示されている。

【0006】

また、特許文献３には、送信波の一部が車両外側の道路構造物に到達し、道路構造物から帰来する道路構造物到達波により生じる誤検知を防止する誤検知防止手段としてのブラケットをレーダ装置に備えることで、縁石などの道路構造物が対象物であると誤検知することを防止する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００６－１４０９５６号公報

【文献】特開２０１７－０５８１９６号公報

【文献】特開２０１２－２２５７３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、特許文献１に開示された技術では、バンパの透過率を調整するための誘電体の厚さを正確に設定することが困難という問題点がある。

【0009】

また、特許文献２に開示された技術では、バンパの形状や車体形状は車種ごとに違うことから、車種毎に設計する必要が生じるため、設計が煩雑になるという問題点がある。

【0010】

さらに、特許文献３に開示された技術では、レーダ装置の放射パターン内に不要な電磁波を散逸させていることから、特定の角度においてレーダ装置の検出特性が劣化するという問題点がある。

【0011】

本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、レーダ装置の検出特性に影響を与えることなく、レーダの角度特性を改善することが可能なレーダ装置に取り付けられる構造体を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するために、本発明は、対象物を検出可能なレーダ装置の近傍に取り付けられる構造体において、前記レーダ装置は、第１方向に伸延するとともに、前記第１方向に直交する第２方向に並設される複数の受信アンテナを有し、車両に搭載され、前記構造体は誘電体によって構成されるとともに、前記レーダ装置の近傍に配置され、入射される電磁波の角度成分であって、前記第１方向と、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向とによって形成される面に平行な角度成分を変化させる入射面を有し、前記レーダ装置を前記車両のボディまたはバンパに固定する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、レーダ装置の検出特性に影響を与えることなく、レーダの角
度特性を改善することが可能となる。

【0013】

また、前記構造体の前記入射面は、前記第１方向および前記第２方向によって形成される面に対して、所定の傾きを有するように形成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、簡単な構成によって、角度特性を改善することができる。

【0014】

また、本発明は、前記構造体は、前記第１方向および前記第２方向に垂直な断面が、多角形状を有することを特徴とする。
このような構成によれば、簡単な構成によって、角度特性を改善することができる。

【0015】

また、本発明は、前記構造体は、前記第１方向および前記第２方向に垂直な断面が、三角形状を有することを特徴とする。
このような構成によれば、簡単な構成によって、角度特性を改善することができる。

【0016】

また、本発明は、前記構造体は、前記第１方向および前記第２方向に垂直な断面が、菱形形状を有することを特徴とする。
このような構成によれば、簡単な構成によって、角度特性を改善することができる。

【0017】

また、本発明は、前記構造体は、前記入射面の裏側面に、鋸歯形状、楕円形状、または、多角形状の凸部または凹部を有することを特徴とする。
このような構成によれば、構造体を通過した電磁波を乱反射することで、角度特性をより改善することができる。

【0018】

また、本発明は、前記レーダ装置は、車両に搭載され、前記構造体は、前記レーダ装置の近傍において、前記レーダ装置の水平、または、仰角方向の視野外に配される、ことを特徴とする。
このような構成によれば、より効率よく、角度特性をより改善することができる。

【0019】

また、本発明は、前記レーダ装置は、車両に搭載され、前記構造体は、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向において、前記レーダ装置よりも車体側に配置される、ことを特徴とする。
このような構成によれば、より効率よく、角度特性をより改善することができる。

【0020】

また、本発明は、前記レーダ装置は、車両に搭載され、前記構造体は、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向において、前記レーダ装置と同列に配置される、ことを特徴とする。
このような構成によれば、より効率よく、角度特性をより改善することができる。

【0021】

また、本発明は、前記レーダ装置は、車両に搭載され、前記構造体は、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向において、少なくとも一部が前記レーダ装置よりも前記車両のバンパに近接して配されるとともに、該一部は、前記レーダ装置の水平および仰角方向の視野外に配される、ことを特徴とする。
このような構成によれば、より効率よく、角度特性をより改善することができる。

【0022】

また、本発明は、前記レーダ装置は、車両に搭載され、前記構造体は、前記レーダ装置を前記車両のボディまたはバンパに固定する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、構造体を確実に固定することで、振動等によって特性が変化することを防止できる。

【0023】

また、本発明は、前記構造体は前記レーダ装置に設けられる、ことを特徴とする
このような構成によれば、レーダ装置周辺の固定具の構成を簡略化することができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、レーダ装置の検出特性に影響を与えることなく、レーダの角度特性を改善することが可能なレーダ装置に取り付けられる構造体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の実施形態に係る車両の構成例を示す図である。

【図2】図１に示すレーダ装置の構成例を示す斜視図である。

【図3】図２に示すレーダ装置のビーム形状を示す図である。

【図4】本発明の実施形態におけるレーダ装置、バンパ、ボディ、構造体の位置関係を示す図である。

【図5】図４に示すレーダ装置と構造体の位置関係を示す図である。

【図6】図４に示すレーダ装置に内蔵される回路基板の一例を示す図である。

【図7】特許文献２におけるレーダ装置、バンパ、ボディの位置関係を示す図である。

【図8】図７に示すレーダ装置によって推定される角度と、実際の角度の対応関係を示す図である。

【図9】図７に示すレーダ装置のボディの角度θと角度誤差との関係を示す図である。

【図10】図７に示すレーダ装置のボディの角度θと最小傾きとの関係を示す図である。

【図11】視野中心方向と直交する面に平行にボディを配置するとともに、バンパを傾けて配置した場合の構成例を示す図である。

【図12】図１１に示すレーダ装置のボディの角度θと角度誤差との関係を示す図である。

【図13】図１１に示すレーダ装置のボディの角度θと最小傾きとの関係を示す図である。

【図14】図７に示すボディ３の角度θを０度から１５度の間で変化させた場合の最小傾きと角度誤差の関係を示す図である。

【図15】図７の動作を説明するための図である。

【図16】図７の動作を説明するための図である。

【図17】本発明の効果を説明するための図である。

【図18】本発明の変形実施形態を説明するための図である。

【図19】本発明の変形実施形態を説明するための図である。

【図20】本発明の変形実施形態を説明するための図である。

【図21】本発明の変形実施形態を説明するための図である。

【図22】本発明の変形実施形態を説明するための図である。

【図23】本発明の変形実施形態を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

次に、本発明の実施形態について説明する。

【0027】

（Ａ）本発明の実施形態の説明
図１は、本発明の実施形態に係る車両を示す図である。図１（Ａ）はレーダ装置１０－１，１０－２が取り付けられた車両１を上方向から見た図であり、図１（Ｂ）は車両１を左方向から見た図である。図１（Ａ）に示すように、２台のレーダ装置１０－１，１０－２は、車両１の後部のバンパ２内の両側に配置されている。レーダ装置１０－１，１０－２は、車両１の後方に向かって電磁波をそれぞれ送信し、後続車両等の対象物によって反射された反射波を受信し、対象物までの距離、角度、速度等を検出する。例えば、Ｅ１，Ｅ２の範囲がレーダの受信視野範囲となる。また、図１（Ｂ）に示すように、レーダ装置１０－１，１０－２は、樹脂等によって構成されるバンパ２の内側に配置される。本案では、受信信号の角度特性に係るため、レーダ装置の受信特性に着目する。

【0028】

図２は、図１に示すレーダ装置１０－１，１０－２の斜視図である。レーダ装置１０－１，１０－２はそれぞれ、平面状の基板を内包し直方体をベースとした形で形成されている。なお、レーダ装置１０－１，１０－２は同様または類似した構成を有しているので、以下では、これらをレーダ装置１０として説明する。また、レーダ装置１０－１，１０－２の受信視野Ｅ１，Ｅ２は、受信視野Ｅとして説明する。図２に示すように、レーダ装置１０は、視野側の面である検出面１１と、検出面１１の裏側に配置される裏側面１２とを有している。図２において、Ｘ方向はレーダ装置１０の左右方向に対応し、Ｙ方向はレーダ装置１０の前後方向に対応し、Ｚ方向はレーダ装置１０の上下方向に対応している。また、図２において、破線は、レーダ装置１０から遠方を仮定した受信視野Ｅの形状を模式的に示している。受信視野Ｅは、車両の水平方向であるＸＹ面方向には幅が広く、車両の上下方向であるＹＺ面方向には幅が狭い形状を有している。なお、レーダ装置１０のＸＹ面の視野角は２βであり、ＹＺ面の視野角は２αである。また、ここで視野中心方向はＡである。なお、βはαの約５～７倍程度とされている。もちろん、これ以外の値であってもよい。

【0029】

図３は、図２に示すレーダ装置１０の受信ビームパターンの一例を示す図である。図３の横軸は図２に示すＹＺ面上における視野中心方向Ａからの角度（図２の上下方向への角度）を示し、縦軸はアンテナ利得（ｄＢｉ）を示している。ここで、ビームパターンの幅として十分強度を持たない程度指標としてアンテナ無指向である０ｄＢｉ程度を指標とした場合に、受信メインビームの利得が０ｄＢｉ以下となる角度を２αとすると、図３の例では、ビームパターンは、マイナス９度～プラス９度の範囲のビームとなっていることから、図２に示す２αは略１８度である。例えば、地面上、路面上、床上いずれも水平面内の対象物を検出する際には、水平面に比べて仰角面内において対象物の存在角度が限定されるため、必ずしも広いビームは必要なく、仰角面内において上記のような幅、あるいは、その前後程度の幅をもつビームパターンが適用可能である。

【0030】

図４は、本発明の実施形態のレーダ装置１０、バンパ２、ボディ３、および、構造体Ｒの位置関係を模式的に示す図である。レーダ装置１０は、バンパ２およびボディ３によって挟まれた空間内に配置される。図４の例では、バンパ２はレーダ装置１０の検出面１１に相対する位置関係を有し、ボディ３はレーダ装置１０の裏側面１２に相対する位置関係を有している。図４の例では、バンパ２はレーダ装置１０の視野中心方向Ａと直交している。また、ボディ３は視野中心方向Ａと直交している。

【0031】

ボディ３とレーダ装置１０の間には、構造体Ｒが配置されている。構造体Ｒは、比誘電率が１以上の樹脂によって構成される。なお、樹脂の種類としては、熱可逆性樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテフタレート、塩化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、アクリル、ポリアミド、ポリカーボネート、四フッ化エチレン、エチレン酸ビコポリマー等）または熱硬化性樹脂（フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等）のいずれでもよい。

【0032】

また、構造体Ｒは、図４の例では、断面が直角三角形であり、図４の上側の頂点の角度はθとされている。なお、θの角度としては、後述するように、少なくとも３度以上、好ましくは５度以上に設定することが望ましいと考えられる。もちろん、これ以外の角度であってもよい。構造体Ｒの上辺は、レーダ装置１０の受信アンテナ２２－１～２２－４の上辺よりも上に位置するように構成され、構造体Ｒの下辺は、レーダ装置１０の受信アンテナ２２－１～２２－４の下辺よりも下に位置するように構成されている。バンパ２は樹脂部材によって構成され、また、ボディ３は金属部材によって構成される。また、レーダ装置１０は、図示しない取り付け部材によってボディ３に取り付けられる。さらに、ボディ３は、例えば、ボディ３やバンパ２とレーダ装置１０の接続機構であるブラケット等の接続部品であってもよく、以下の説明において同様の効果を示す。

【0033】

図５は、レーダ装置１０と、構造体Ｒの関係を示す図である。図５に示すように、構造体Ｒは、レーダ装置１０の後方に配置されている。すなわち、Ｙ軸方向において、レーダ装置１０よりもボディ３側に配置されている。また、レーダ装置１０のＸ方向の幅は、Ｗ１とされ、構造体ＲのＸ方向の幅はＷ２とされている。図５の例では、Ｗ２＞Ｗ１とされている。

【0034】

図６は、レーダ装置１０に内蔵されている回路基板を模式的に示す図である。回路基板２０は、図２に示すレーダ装置１０の筐体に内蔵され、レーダ装置１０の検出面１１側には、送信アンテナ２１－１～２１－２および受信アンテナ２２－１～２２－４が形成されている。なお、送信アンテナ２１－１～２１－２および受信アンテナ２２－１～２２－４は、例えば、銅等の導体層によって構成される。受信アンテナ２２－１～２２－４は、Ｚ軸方向に伸延する４つの受信アンテナ２２－１～２２－４がＸ軸方向に所定の間隔を隔てて並置されている。また、送信アンテナ２１－１～２１－２は、Ｚ軸方向の下側に、例えば、受信アンテナ２２－１および受信アンテナ２２－４と同じ位置に配置されている。なお、図６は一例であって、本発明が図６に示す以外のアンテナの配置であってもよいことはいうまでもない。

【0035】

レーダ装置１０は、受信アンテナ２２－１～２２－２を用いて、例えば、モノパルス方式、フーリエ変換方式、または、相関行列の固有展開等の、到来角推定等によって、対象物の角度を測定する。より詳細には、レーダ装置１０は、ある角度方向に対象物が存在する場合、受信アンテナ２２－１～２２－２の受信信号から、上記各種到来角推定法に基づいて、識別値を算出する。レーダ装置１０は、各方式によって得られた識別値から理論上の角度値を導出することができる。このようにして得られた理論上の角度値を推定角度値とした場合、レーダ装置１０の所望の角度範囲における角度測定能力は、例えば、横軸を対象物存在角度、縦軸を推定角度値とする角度テーブルによって定義することができる。この角度テーブルでは、対象物存在角度と推定角度が１対１に対応し、完全に線形であることが望ましい。しかし、実際には多少のずれが存在するため、レーダ装置１０は、角度テーブルを用いて補正を行うことでずれを除去する。なお、本案では上記角度測定を略視野中心方向Ａを含むＸＹ面における対象物に対して行う。

【0036】

ところで、本実施形態では、構造体Ｒによって、角度特性が変動しないようにしているが、構造体Ｒを有しない場合、角度特性が変動する。特許文献２では、ボディ３等の角度を持たせることで、角度特性の変動を抑制している。そこで、以下では、特許文献２の内容について説明した後に、本実施形態の構造体Ｒの機能について説明する。

【0037】

図７は、特許文献２における、レーダ装置１０とバンパ２およびボディ３の位置関係を模式的に示す図である。図７では、バンパ２はレーダ装置１０の視野中心方向Ａと直交している。また、ボディ３は視野中心方向Ａと直交する平面Ｐ（破線で示す平面）から角度θ傾いた状態とされている。

【0038】

ところで、レーダ装置１０をプラスチックカバーや金属体からなる構造体（車両１）に設置すると、図８に示すように角度特性が変動することがある。より詳細に、図８の横軸は対象物の実際の角度θを示し、縦軸はレーダ装置１０が検出した角度θ’を示す。また、実線は車両１への取り付け前の特性を示し、破線は車両１への取り付け後の特性を示す。取り付け前の特性を示す実線は、傾きが略１であり、略直線の特性を有している。一方、取り付け後の特性を示す破線では、実線から乖離する部分が所々に存在するとともに、直線ではなく実線を中心として蛇行する曲線となっている。このため、レーダ装置１０を車両１に取り付けた場合、レーダ装置１０が推定する角度値が変動し、この変動分が角度誤差を生じる結果となる。

【0039】

そこで、このような誤差を示す指標としての「角度誤差」と「最小傾き」を求める。ここでは、角度誤差を所定の角度範囲（例えば、－６０度～＋６０度の範囲）における角度誤差値の平均値とする。また、最小傾きとしてはここでは所定の角度範囲（例えば、－６０度～＋６０度の範囲）における角度テーブルの傾きの最小値を取得する。角度誤差はできるだけ小さい方が好ましいが、場合によっては補正によって除去することができる。しかしながら、角度テーブルの単調増加性、線形性が確保できない場合には、補正が実行できず、角度不定となる領域が発生し得る。より詳細には、図８に楕円で囲んだ領域のように、リップルによって単調増加性が確保できない場合、角度が一意に定まらず、アンビギュイティといわれる角度不定となる領域が発生する。角度不定の領域が生じないためには、角度テーブルが完全な線形、すなわち傾き１を最良として、所望の角度範囲にて角度テーブルの傾きが負とならないことが必要である。すなわち、傾きが負の値である場合には、リップルが生じていることを示すため、「最小傾き」は正の値であることが望ましい。

【0040】

図９は、図７におけるボディ３の傾き角度θと、角度誤差の関係を示す図である。この図９に示すように、角度θが０度の場合には、約１．３度の誤差が存在するが、角度θが５度の場合には約１．１度の誤差となり、角度θが１０度および１５度の場合には角度誤差は約１．０度となる。

【0041】

図１０は、図７におけるボディ３の傾き角度θと、最小傾きの関係を示す図である。この図１０に示すように、レーダ装置１０のみの場合（車両１への取り付け前の場合）には最小傾きは約０．８である。一方、車両１への取り付け後であって、角度θが０度の場合には、約－０．５の最小傾きとなり、角度θが５度では約０．４の最小傾きとなり、角度θが１０度では約０．６の最小傾きとなり、角度θが１５度では約０．７の最小傾きとなる。

【0042】

図９および図１０に示す結果から、ボディ３の角度θを５度程度とすると、０度の場合に比較して角度誤差が減少するとともに、最小傾きが正の値となる。このため、図７に示すように、レーダ装置１０の視野中心方向Ａに直交する平面Ｐに対して、ボディ３が所定の角度θだけ傾くようにすることで、角度誤差を低減するとともに、最小傾きを正の値にすることができる。特に、最小傾きを正の値にできることから、アンビギュイティといわれる角度不定となる領域が発生することを防止できる。ボディ３での反射を介した不要な受信波を低減することで、角度特性を改善できる。

【0043】

図１１は、比較のために、ボディ３は視野中心方向Ａと直交する平面Ｐと平行とし、バンパ２を視野中心方向Ａと直交する平面Ｐから角度θ傾けた状態を示している。図１２は、図１１における角度θと、角度誤差の関係を示す図である。図１２の例では、角度θが５度の場合には角度誤差は約０．８度であり、角度θが１０度および１５度の場合には約０．９度および約０．７度の誤差となり、これは、図７に比較すると誤差が若干少ない。しかしながら、図１３に示す最小傾きの測定結果では、最小傾きは０度、５度、および、１０度の場合には負であり、１５度の場合に略０となっている。このため、アンビギュイティに関係する重要な特性である最小傾きに注目した場合、図１１に示すバンパ２を傾けた場合よりも、図７に示すボディ３を傾けた場合の方が、特性がよいことが分かる。

【0044】

図１４は、図７に示すボディ３の角度θを０度から１５度の間で変化させた場合の最小傾きと角度誤差の関係を示す図である。図１４に示すように、角度θが３度の場合に傾きが正となり、角度θが５度になると特性の改善が顕著となる。このため、ボディ３の角度θについては、少なくとも３度以上、好ましくは５度以上に設定することが望ましいと考えられる。

【0045】

以上では、ボディ３の角度θと最小傾きおよび角度誤差との関係から、角度θを決定するようにしたが、図２および図３に示すビームパターンとの関係から角度θを決定するようにしてもよい。具体的には、狭い面内において強度が十分落ちる角度、例えば、利得０ｄＢｉ程度を指標とした場合に、受信メインビームが０ｄＢｉ以下となる角度を２αと定義する。この場合、幾何光学的解釈によれば、ボディ３にα／２以上の傾きを設けることで、バンパ２を介した後、視野中心方向に入ることを避けることができる。より具体的には、例えば、図３のビームパターンでは、０ｄＢｉになるのは－９度から＋９度の範囲であることから２α＝１８度である。このため、ボディ３の角度θを略４．５度（＝α／２＝９／２）に設定することで、バンパ２からの反射波が視野中心方向に入ることを避けることができる。また、より望ましくはメインローブだけでなくサイドローブ等含めてさらに強度が十分に落ちる角度まで避けることが好ましい。一方、図１１のようなバンパ２を傾ける構成においても幾何光学的解釈によると、本来上記角度以上傾けることで、改善が想定されるが、図１１と図１３の比較のとおり、より光学解釈が適用できるのが金属部材における傾き装荷である。これはレーダ装置１０すなわち波源から電磁波経路上はバンパ２よりボディ３の方が距離を有していることも一因として考えられる。

【0046】

以上を、図１５および図１６を参照して詳細に説明する。図１５はＸＹ面におけるレーダ装置１０を示す。レーダ装置１０は、ＸＹ面において広い視野角２βを有している。図１５（Ａ）に示すように、ＸＹ面において検知中心方向Ａから角度をもった対象物からの到来波において、ボディ３およびバンパ２がない場合、レーダ装置１０は視野角内の主要な受信波アのみを受信する。しかし、図１５（Ｂ）に示すように、ボディ３およびバンパ２が存在することにより、ボディ３とバンパ２の反射を介した不要な受信反射波イも視野角内に入ってくる場合があり、視野角内の主要な受信波に干渉し、角度特性に影響を及ぼす。一方、図１６にＹＺ面におけるレーダ装置１０を示す。レーダ装置１０は、ＹＺ面においてはＸＹ面内より狭い視野角２αを有している。金属部材であるボディ３がレーダ装置１０の視野中心方向Ａに直交する平面Ｐの状態とそれに対して角度θの傾きを有する状態とを比較する。ＹＺ面において検知中心方向Ａの対象物からの到来波において、図１５同様に主要な受信波をアとし、不要な受信反射波をイとする。すなわち、ＹＺ面内においては、ア、イとも平面Ｐに直交する方向から到来するものとしている。平面Ｐの状態の場合、不要な受信反射波イは主要な受信波アと同方向からレーダ装置１０に入射して干渉し、角度特性に影響を及ぼす。一方、ボディ３が角度θの傾きを有する状態では、不要な受信反射波イ’の反射方向を視野中心方向Ａに対して２θ傾かせ、レーダ装置１０への入射において視野角中心から外す、あるいは視野角の範囲外とすることで不要な受信波の受信を低減し、主要な受信波アとの干渉を低減できる。これによりアンビギュイティを解消する等の角度特性の改善ができる。ＹＺ面における視野角２αはＸＹ面内の視野角２βより狭いため、ＸＹ面内においてボディ３に傾きを設けるよりも小さい角度θで、不要な受信反射波を視野角の範囲外に反射することができる。

【0047】

ところで、以上に説明した、特許文献２の技術では、バンパ２またはボディ３の角度を適切に制御する必要がある。しかしながら、バンパ２およびボディ３は、レーダ装置１０が搭載される車両の製造者によって設計されることから、当該角度を所望の角度に設定することは困難である。

【0048】

そこで、本実施形態では、図４および図５に示すような、誘電体によって構成される構造体Ｒを、レーダ装置１０とボディ３の間に配置することで、角度誤差を低減するようにしている。

【0049】

すなわち、誘電体によって構成される構造体Ｒによって、図４の上側に破線の矢印で示すように、不要な受信反射波イ’の反射方向を視野中心方向Ａに対して２θ傾かせ、レーダ装置１０への入射において視野角中心から外す、あるいは視野角の範囲外とすることで不要な受信波の受信を低減し、主要な受信波アとの干渉を低減できる。これによりアンビギュイティを解消する等の角度特性の改善ができる。また、図４の下側に破線の矢印で示すように、構造体Ｒを透過した電磁波は、ボディ３で反射され、構造体Ｒに再度入射されるが、構造体Ｒから出射される際に俯角方向に屈折され、視野角中心から外す、あるいは視野角の範囲外とすることができる。

【0050】

なお、構造体ＲのＺ軸方向の長さは、受信アンテナ２２－１～２２－４をカバーできる長さに設定すればよい。不要な受信反射波を、受信アンテナ２２－１～２２－４の視野角中心から外す、あるいは視野角の範囲外とすることができればよいからである。

【0051】

図１７は、本発明の実施形態の効果を示す図である。図１７の横軸は、レーダ装置１０の単体の場合、バンパ２およびボディ３を有する場合、バンパ２、ボディ３、および、構造体Ｒを有する場合のそれぞれを示し、左側の縦軸は車両に取り付けた際の理想角度からの傾きの標準偏差を示し、右側の縦軸は車両に搭載した影響による検出誤差の平均値（ｄｅｇ）を示している。また、図中実線は左側の横軸である傾きの標準偏差を示し、図中破線は車両に搭載した影響による検出誤差の平均値を示している。図１７に示すように、車両に搭載することで、バンパ２およびボディ３の影響によって、検出誤差が増加するが、構造体Ｒを設けることで、角度特性の劣化を低減できる。

【0052】

以上に説明したように、本発明の実施形態によれば、誘電体によって構成されるとともに、入射される電磁波の角度成分であって、Ｙ軸方向とＺ軸方向とによって形成される面に平行な角度成分を変化させる入射面を有する構造体Ｒを、レーダ装置１０とボディ３の間に配置するようにしたので、不要な受信反射波を、構造体Ｒにより仰角方向に角度を与えて反射する、または、仰角方向に角度を与えて透過することで、受信アンテナ２２－１～２２－４の視野角中心から外す、あるいは視野角の範囲外とし、角度特性の劣化を低減できる。特に、構造体Ｒが樹脂より構成されることで、条件により入射される電磁波の９割程を透過する事になる。この場合、構造体Ｒを透過した一部の電磁波はボディ３によりレーダ装置１０の方向に反射されることになるが、この際、構造体Ｒ内を屈折して電磁波が進むことで透過した電磁波に関しても仰角方向に角度をずらすことができるため、不要な受信反射波を仰角方向について受信アンテナ２２－１～２２－４からより大きく離隔することができ、角度特性の劣化をより低減できる。

【0053】

すなわち、本発明の実施形態では、構造体Ｒを配置しない場合には、バンパ２によって反射された電磁波は、平行に配置されているボディ３との間で反射を繰り返すことになるが、構造体Ｒを配置することで、仰角方向（または俯角方向）に、電磁波を反射または屈折させることで、反射が繰り返されることを防止できる。また、誘電体は、誘電体損失を有するので、電磁波が透過する際に熱エネルギに変換して減衰させることができる。

【0054】

（Ｂ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、図４の例では、直角三角形状を有する構造体Ｒを用いるようにしたが、例えば、図１８に示すように、受信アンテナ２２－１～２２－４の略中間位置に頂点を備える二等辺三角形の断面を有する構造体Ｒを用いるようにしてもよい。なお、構造体Ｒは、前述の場合と同様に樹脂によって構成される。このような構造体Ｒによれば、中央から上側に入射された電磁波に対しては、図１８に破線で示すように仰角方向に反射し、中央から下側に入射された電磁波に対しては、図１８に破線で示すように俯角方向に反射するようにしたので、角度特性の劣化を低減することができる。なお、角度θについては、前述のように、少なくとも３度以上、好ましくは５度以上に設定することが望ましい。また、図１８の例では、構造体Ｒは、受信アンテナ２２－１～２２－４のＺ軸方向の長さの中間位置に頂点を有するようにしたが、受信アンテナ２２－１～２２－４と、送信アンテナ２１－１～２１－２の中間位置に頂点を有するようにしてもよい。そのような構成によれば、送信アンテナ２１－１～２１－２から送信される電磁波を俯角方向に反射することで、受信アンテナ２２－１～２２－４への入射を低減することができる。

【0055】

また、図４に示す実施形態では、構造体Ｒは、断面が直角三角形の構成としたが、例えば、図１９に示すような構成としてもよい。すなわち、図１９では、Ｚ軸の右側に対して角度θを有し、左側に対して角度θ２を有する断面形状を有する構造体Ｒを用いている。なお、構造体Ｒは、前述の場合と同様に樹脂によって構成される。また、角度θについては、前述のように、少なくとも３度以上、好ましくは５度以上に設定することが望ましい。また、θ２については、ボディ３によって反射された反射波を、視野角中心から外す、あるいは視野角の範囲外とする観点からは、少なくとも３度以上、好ましくは５度以上に設定することが望ましい。このような構造体Ｒを用いることで、Ｙ軸の右側から入射される電磁波に対しては、図４と同様に仰角方向に反射される。また、構造体Ｒを右から左に通過する電磁波については、通過する際に仰角方向に角度を持たせるとともに、通過後の電磁波についてはボディ３で反射されて、構造体Ｒに左から右へ入射されるが、このとき、仰角方向に反射されるので、受信アンテナ２２－１～２２－４に受信されることを防止できる。

【0056】

また、図２０に示すように、構造体Ｒの背面に、鋸歯形状の突起を設けるようにしてもよい。図２０の例では、構造体Ｒの表側面（図２０の右側の面）は、視野中心方向Ａと直交する平面Ｐ（図７参照）から、所定の角度θ傾きを有するように構成される。なお、角度θについては、前述のように、少なくとも３度以上、好ましくは５度以上に設定することが望ましい。また、裏側面（図２０の左側の面）には、鋸歯形状の複数の突起が形成され、フレネルレンズを構成している。このような構造体Ｒによれば、Ｙ軸の右側から入射される電磁波に対しては、図４と同様に仰角方向の視野角外に反射させることができる。また、構造体Ｒを右から左に通過する電磁波については、通過する際に仰角方向に乱反射させるとともに、通過後の電磁波についてはボディ３で反射されて、構造体Ｒに左から右へ入射されるが、このとき、仰角方向に乱反射されるので、受信アンテナ２２－１～２２－４に受信されることを防止できる。

【0057】

また、図２１に示すように、構造体Ｒの背面に、楕円状の突起を設けるようにしてもよい。図２０の例では、構造体Ｒの表側面（図２０の右側の面）は、視野中心方向Ａと直交する平面Ｐ（図７参照）から、所定の角度θ傾きを有するように構成される。なお、角度θについては、前述のように、少なくとも３度以上、好ましくは５度以上に設定することが望ましい。また、裏側面（図２０の左側の面）には、断面が楕円形状を有する２つの突起が形成されている。このような構造体Ｒによれば、Ｙ軸の右側から入射される電磁波に対しては、図４と同様に仰角方向の視野角外に反射させることができる。また、構造体Ｒを右から左に通過する電磁波については、通過する際に仰角方向に角度を持たせるとともに、通過後はボディ３で反射されて、構造体Ｒに左から右へ入射されるが、このとき、仰角方向に反射されるので、受信アンテナ２２－１～２２－４に受信されることを防止できる。なお、図２１では、楕円形状の突起を２つ設けるようにしたが、１つだけ設けるようにしたり、あるいは、３つ以上設けるようにしたりしてもよい。なお、前述したように、鋸歯形状および楕円形状以外にも、例えば、複数の多角形状の凸部または凹部を設けるようにしてもよい。換言すると、構造体Ｒの裏面の凸部または凹部は、フレネルレンズを構成することから、任意の形状の突起部が周期的に配置されるようにすればよい。

【0058】

また、図２２に示すように、断面が菱形形状を有する構造体Ｒを用いるようにしてもよい。図２２の例では、構造体Ｒの上端が受信アンテナ２２－１～２２－４の上端よりも上に位置し、構造体Ｒの下端が受信アンテナ２２－１～２２－４の下端よりも下に位置するように構成されている。また、構造体ＲのＺ軸方向の真ん中の頂点は、受信アンテナ２２－１～２２－４のＺ軸方向の中央に位置するように構成されている。このような構造体Ｒによれば、中央から上側に入射された電磁波に対しては、図２２に破線で示すように仰角方向に反射し、中央から下側に入射された電磁波に対しては、図２２に破線で示すように俯角方向に反射する。また、構造体Ｒを透過した電磁波については、ボディ３で反射された後、構造体Ｒに再度入射されるが、その際に、構造体Ｒの中央の頂点よりも上側の電磁波については仰角方向に反射され、構造体Ｒの中央の頂点よりも下側の電磁波については俯角方向に反射される。これにより、角度特性の劣化を低減することができる。なお、角度θについては、前述のように、少なくとも３度以上、好ましくは５度以上に設定することが望ましい。また、図２２の例では、構造体Ｒの下端は、受信アンテナ２２－１～２２－４の中間位置に頂点を有するようにしたが、受信アンテナ２２－１～２２－４と、送信アンテナ２１－１～２１－２の中間位置に頂点を有するようにしてもよい。そのような構成によれば、送信アンテナ２１－１～２１－２から送信される電磁波を俯角方向に反射することで、受信アンテナ２２－１～２２－４への入射を低減することができる。なお、図２２に示す構造体Ｒの裏面に対して、図２０および図２１に示す鋸歯形状または楕円形状の突起部を設けるようにしてもよい。なお、同様に、図１８に示す構造体Ｒの裏面に対して、図２０および図２１に示す鋸歯形状または楕円形状の突起部を設けるようにしてもよい。

【0059】

また、図４および図５に示す実施形態では、構造体Ｒは、レーダ装置１０の後方に配置するようにしたが、図２３に示すように、２つの構造体Ｒ１，Ｒ２を、レーダ装置１０の側面に配置するようにしてもよい。より詳細には、構造体Ｒ１，Ｒ２は、前述の場合と同様に、樹脂によって構成され、図４と同様の断面が直角三角形の形状を有している。また、構造体Ｒ１，Ｒ２は、一端がレーダ装置１０の筐体側面に取り付けられ、他端が車両のバンパ２またはボディ３に取り付けられる。また、構造体Ｒ１，Ｒ２は、バンパ２またはボディ３に取り付けられる他端がＹ軸方向に前方に傾くように配置されている。この結果、構造体Ｒ１，Ｒ２は、Ｚ軸方向から見ると逆Ｖ字形状を有している。このような構造体Ｒ１，Ｒ２によれば、角度誤差を低減するとともに、車両への取り付けを容易にすることができる。

【0060】

なお、図２３の例では、構造体Ｒ１，Ｒ２は、レーダ装置１０の筐体の側面に設けるようにしたが、筐体の背面側に設けるようにしてもよい。また、レーダ装置１０の筐体ではなく、レドーム（筐体の蓋に該当する部分）に設けるようにしてもよい。また、構造体Ｒ１，Ｒ２の断面形状は、直角三角形ではなく、例えば、図１８～図２２に示す構造としてもよい。さらに、構造体Ｒ１，Ｒ２を独立した構成とするのではなく、レーダ装置１０と一体的に構成するようにしてもよい。さらに、構造体Ｒ，Ｒ１，Ｒ２を、レーダ装置１０の近傍であって、レーダ装置１０の水平方向または仰角方向の視野外に配置するようにしてもよい。

【0061】

また、以上の各実施形態では、レーダ装置１０を取り付ける対象物として、車両１を例に挙げて説明したが、これ以外の対象物に取り付けるようにしてもよい。具体的には、船舶、飛行機、電柱および建造物等の構造体に取り付けるようにしてもよい。

【0062】

また、以上の各実施形態では、構造体Ｒは、断面が三角形状を有するようにしたが、本発明は、三角形状に限定されるものではなく、受信アンテナ２２－１～２２－４が配置される面に対して、構造体Ｒの入射面が傾きを有する形状であれば、四角形以上の多角形であってもよい。

【0063】

また、以上の実施形態では、構造体Ｒを構成する誘電体としては、樹脂を用いるようにしたが、例えば、電磁波を吸収して熱に変換する特性を有する誘電体を用いるようにしてもよい。このような特性を有する誘電体としては、例えば、抵抗性の誘電体および誘電性の誘電体がある。前者としては、具体的には、酸化インジウムスズを蒸着した誘電体があり、後者としては、例えば、発泡ポリエチレンにグラファイト（カーボン粒子）や、ゴムにカーボン粒子を含有させた誘電体がある。これらを用いることで、電磁波が構造体Ｒを通過する際に電磁波を減衰させることができるので、不要な電磁波を減衰させることで、角度特性の劣化をより低減できる。

【符号の説明】

【0064】

１ 車両
２ バンパ
３ ボディ
１１ 検出面
１２ 裏側面
２０ 回路基板
２１－１～２１－２ 送信アンテナ
２２－１～２２－４ 受信アンテナ

【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】