JP2000515242A - 車両に使用されるレーダセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも１つの送信用アンテナエレメント（３）および少なくとも１つの受信用アンテナエレメント（４１，４２，４３）から共通の発振器（５）への接続線路をできるだけ短く実現することができるように、受信用アンテナエレメント（４１，４２，４３）は送信用アンテナエレメント（３）の放射ダイアグラム（７）の外側に配置されており、その際送信用アンテナエレメント（３）および受信用アンテナエレメント（４１，４２，４３）は異なった方向に配向されている。受信用アンテナエレメント（４１，４２，４３）に反射されるレーダビーム（９）および／または送信用アンテナエレメント（３）から出射するレーダビーム（７）を所望の方向に転向する手段（１０）が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 車両に使用されるレーダセンサ 従来の技術 本発明は、レーダビームを放射するための少なくとも１つのアンテナエレメン トと、これとは場所的に離れている、１つまたは複数の物体において反射された レーダビームを受信するための少なくとも１つのアンテナエレメントとを有して いる、車両に使用されるレーダセンサに関する。 レーダセンサは、車両に有利には、連続する車両間の距離および相対速度を測 定するために使用することができる。この種の距離レーダシステムは、文献にお いて、通例、オートナマス／インテリジェント・クルーズ・コントロール（Auto nomous/Intelligent Cruise Control＝ＡＩＣＣ／ＩＣＣ）または適応型クルー ズ・コントロール（Adaptive Cruise Control＝ＡＣＣ）と称される。このシス テムは、衝突警告信号を発生するか、または先行する車両との最小許容距離が下 回った場合、自動的に制御しながら、車両のブレーキまたは車両駆動部に作用す る。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第０５６９４２７号公報に、複数の送信用アン テナエレメントおよび複数の受信用アンテナエレメントが相互に離れて配置され ているレーダセンサが公知である。送信用アンテナエレメントは、マルチビーム の送信ダイアグラムを発生し、かつ送信用アンテナエレメントの前方に配置され ている、一連の受信用アンテナエレメントが１つまたは複数の物体において反射 されたレーダビーム（レーダエコー）を受信する。その際受信用アンテナエレメ ントは送信用アンテナエレメントの放射領域内に配置されておりかつ送信用アン テナエレメントと同じ方向に配向されている。コスト低減の理由からレーダ送信 機もレーダ受信機も同一の発振器によって給電されるようにすべきであれば、公 知のアンテナ装置では比較的長い高周波リード線路が必要になる。というのは、 受信用アンテナエレメントの出力側は、長い迂回線路を介して、送信用アンテナ エレメントの入力側近傍に配置されている１つの共通の発振器にガイドされなけ ればならないことになるからである。しかし長い線路は、それらが比較的高い損 失を有しているという欠点を有している。 それ故に本発明の課題は、送信用アンテナエレメントに発振器の搬送波信号を 供給するためにも、同じ発振器搬送波信号によって受信用アンテナエレメントの 出力信号を変調するためにも、できるだけ短い線路ですむようにした、冒頭に述 べた形式のレーダセンサを提供することである。 発明の利点 本発明によればこの課題は、請求項１の特徴部分に記載の構成により、少なく とも１つの受信用アンテナエレメントが少なくとも１つの送信用アンテナエレメ ントの放射ダイアグラムの外側に配置されており、その際送信用アンテナエレメ ントおよび受信用アンテナエレメントは異なった方向に配向されており、かつ受 信用アンテナエレメントに反射されるレーダビームおよび／または送信用アンテ ナエレメントから出射するレーダビームを所望の方向に転向する手段が設けられ ていることによって解決される。送信用アンテナエレメントおよび受信用アンテ ナエレメントのこの配置構成によって、共通の発振器に対して非常に短い接続線 路しか必要とされない。送信用アンテナエレメントおよび受信用アンテナエレメ ントの分離によって、送信機能並びに受信機能を有するアンテナを備えたレーダ センサでは送信信号を受信信号から分離する損失を伴う構成素子（例えばサーキ ュレータ、リングハイブリッド）の使用が回避される。 従属請求項に記載のように、受信用アンテナエレメントが、送信用アンテナエ レメントに対して直交して配向されておりかつ反射されたレーダビームを受信用 アンテナエレメントに転向する転向ミラーが設けられているようにすれば有利で ある。反射されたレーダビーム（レーダエコー）の受信のために、少なくとも３ つの受信用アンテナエレメントを使用すると有利であ る。また、放射されかつ反射されたレーダビームの集束のために１つまたは複数 の疑似光学レンズを設けると有利である。具体例において、２つの疑似光学レン ズが１平面内に相並んで配置されており、その際該２つのレンズの１つの焦点面 に少なくとも１つの送信用アンテナエレメントが配置されておりかつ転向ミラー は別の疑似光学レンズの焦点面に、それが該レンズによって集束される、反射さ れたレーダビームを少なくとも１つの受信用アンテナエレメントに転向するよう に配向されている。 実施例の説明 次に図示の実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。 図示の装置は、それが例えば距離レーダ装置として車両に使用することができ るような、レーダセンサを示している。レーダセンサ全体はコンパクトなケーシ ング１に収容されている。このケーシング１内に、マイクロ波回路２が存在して いる。この回路は有利には、プレーナ線路技術において実現されている送信およ び受信回路である。このマイクロ波回路２は一方において送信アンテナ３に結合 されておりかつ他方において受信アンテナ４に結合されている。マイクロ波回路 ２は、アンテナとは別個に、独自のケーシングに収容されていても構わない。 図示の実施例において、例えばホーン形放射器の形 の唯一の送信用アンテナエレメント３が設けられている。受信用アンテナ４は、 図示の実施例において、３つのプレーナ形アンテナエレメント４１，４２および ４３から成っている。図面からわかる実施例とは異なって、送信側において、複 数のアンテナエレメントを設けかつ受信側において３つより僅かなまたは３つよ り多くのアンテナエレメントを設けることもできる。更に、送信用アンテナエレ メントおよび／または受信用アンテナエレメントは、ホーンとしてまたはプレー ナ形アンテナストラクチャとしてまたはロッド放射器形誘電体アンテナとして実 現されていてもよい。 マイクロ波回路は実質的に、発振器５，有利にはガン発振器と、存在する受信 用アンテナエレメント４１，４２および４３のそれぞれに対する混合器６（図に は１つの混合器が象徴的に示されているにすぎない）とを含んでいる。混合器は 発振器５の搬送波周波数によって、所属のアンテナエレメント４１，４２および ４３の出力信号を中間周波信号ａに逓減混合する。マイクロ波回路２は、中間周 波信号を信号処理するための別の回路エレメントを含んでいることができる。し かし、これらは本発明の対象ではないので、ここでは詳しく説明しない。発振器 ５は、受信された反射されたレーダビームを変調するために用いられるのみなら ず、付加的に送信信号源としても用いられる。発振器５に対する入力信号ｍは、 発振器５によって生成され る搬送波信号が変調可能であることを示している。 図には、送信用アンテナエレメント３が、受信用アンテナエレメント４１，４ ２および４３とは場所的に離れて配置されていることが示されている。即ち、受 信用アンテナエレメント４１，４２および４３は、送信されるレーダビームのビ ーム路の外側に送信用アンテナエレメント３の側方に取り付けられている。送信 用アンテナエレメント３および受信用アンテナエレメント４１，４２および４３ が異なった方向において有利には相互に直交するように配向されていることによ って、共通の発振器５から送信用アンテナエレメント３の入力側への接続線路お よび受信用アンテナエレメント４１，４２および４３の出力側から、共通の発振 器５によって制御される混合器６への接続線路を極めて短く抑えることができる 。短い接続線路のために、マイクロ波回路２における損失を僅かに抑えることが できる。 実施例によれば、送信用アンテナエレメント３は、レーダビーム７が転向なし に直接放射されるように、配向されている。送信用アンテナエレメント３がその 焦点に配置されている疑似光学レンズ８は、放射されたレーダビーム７の適当な 集束作用をする。受信用アンテナエレメント４１，４２および４３は反射された レーダビーム９の入射方向に配向されていないので、ケーシング１内には転向ミ ラー１０が設けられている 。このミラーは、レーダエコー９が受信用アンテナエレメント４１，４２および ４３にできるだけ完全に転向されるように考慮する。第２の疑似光学レンズ１１ はレーダエコー９を転向ミラー１０に集束する。転向ミラー１０の適当な形状（ 例えば平面、凸面、凹面）によって、レンズ１１によって捕捉される、受信用ア ンテナエレメント４１，４２および４３に対するレーダエコーを最適化すること ができる。転向ミラー１０はケーシング１の角に安定して固定することができる 。 送信用アンテナ４と受信用アンテナ３との場所的な交換も可能である。送信用 アンテナ３と受信用アンテナ４との配置が図示の例とは異なっている場合、場合 によっては付加的に転向ミラーが必要である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車両に使用されるレーダセンサであって、レーダビームを放射するための 少なくとも１つのアンテナエレメントと、該アンテナエレメントとは場所的に離 れている、１つまたは複数の物体から反射されるレーダビームを受信するための 少なくとも１つのアンテナエレメントとを有している形式のものにおいて、 前記少なくとも１つの受信用アンテナエレメント（４１，４２，４３）は前記少 なくとも１つの送信用アンテナエレメント（３）の放射ダイヤグラム（７）の外 側に配置されており、その際前記送信用アンテナエレメント（３）および前記受 信用アンテナエレメント（４１，４２，４３）は異なった方向に配向されており 、かつ前記反射されたレーダビーム（９）を前記受信用アンテナエレメント（４ １，４２，４３）におよび／または前記送信用アンテナエレメント（３）から出 射するレーダビーム（７）を所望の方向に転向する手段（１０）が設けられてい る ことを特徴とするレーダセンサ。 ２．前記少なくとも１つの受信用アンテナエレメント（４１，４２，４３）は 、所望の放射方向に直接配向されている前記少なくとも１つの送信用アンテナエ レメント（３）に対して直交して配向されておりかつ転向ミラー（１０）が前記 反射されたレーダビーム（ ９）を前記少なくとも１つの受信用アンテナエレメント（４１，４２，４３）に 転向する 請求項１記載のレーダセンサ。 ３．前記放射されかつ反射されたレーダビーム（７，９）の集束のために１つ または複数の擬似光学レンズ（８，１１）が設けられている 請求項１または２記載のレーダセンサ。 ４．前記レーダビーム（７）の放射のために、１つの送信用アンテナエレメン ト（３）が設けられておりかつ前記反射されたレーザビーム（９）の受信のため に少なくとも３つの受信用アンテナエレメント（４１，４２，４３）が設けられ ている 請求項１または２記載のレーダセンサ。 ５．２つの疑似光学レンズ（８，１１）が１平面内に相並んで配置されており 、かつ該２つのレンズ（８，１１）の１つ（８）の焦点面に前記少なくとも１つ の送信用アンテナエレメント（３）が配置されておりかつ前記転向ミラー（１０ ）は別の疑似光学レンズ（１１）の焦点面に、それが該レンズ（１１）によって 集束される、反射されたレーダビームを前記少なくとも１つの受信用アンテナエ レメント（４１，４２，４３）に転向するように配向されている 請求項１から４までのいずれか１項記載のレーダセンサ。