JPH06168400A - 自動車用レーダ - Google Patents
自動車用レーダInfo
- Publication number
- JPH06168400A JPH06168400A JP4320250A JP32025092A JPH06168400A JP H06168400 A JPH06168400 A JP H06168400A JP 4320250 A JP4320250 A JP 4320250A JP 32025092 A JP32025092 A JP 32025092A JP H06168400 A JPH06168400 A JP H06168400A
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- vehicle
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アンテナ取付け高さを自由に選定することが
でき、路面や不要反射物からの反射の影響を少なくす
る。 【構成】 レーダ装置４は車両１の前端のバンパ部分に
装着される。アンテナの利得は垂直指向性パターン７を
有する。垂直指向性パターン７は、陸橋やトンネル天井
等の不要反射物を検出して誤動作することを防止するた
め、仰角θに関して、ｃｏｓｅｃ2θに比例する利得特
性を有する。これによって、一定の高さｈからの対象物
６は、距離Ｒによらずに一定の受信強度で検出すること
ができ、道路２上を走行する前方の車両３との車間距離
などを有効に検出することができる。
でき、路面や不要反射物からの反射の影響を少なくす
る。 【構成】 レーダ装置４は車両１の前端のバンパ部分に
装着される。アンテナの利得は垂直指向性パターン７を
有する。垂直指向性パターン７は、陸橋やトンネル天井
等の不要反射物を検出して誤動作することを防止するた
め、仰角θに関して、ｃｏｓｅｃ2θに比例する利得特
性を有する。これによって、一定の高さｈからの対象物
６は、距離Ｒによらずに一定の受信強度で検出すること
ができ、道路２上を走行する前方の車両３との車間距離
などを有効に検出することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載して前方監
視を行うための自動車用レーダに関する。
視を行うための自動車用レーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から衝突防止などのために、前方監
視用のレーダが車両に搭載されて用いられる。そのよう
な自動車用レーダは、ミリ波帯の電波を用いて前方の車
両や障害物との距離や相対速度を計測し、衝突警報装置
や車間距離制御装置として活用される。自動車用レーダ
を用いることによって、雨や雪のような視界不良時であ
っても、車両の走行における安全性を高めることができ
る。
視用のレーダが車両に搭載されて用いられる。そのよう
な自動車用レーダは、ミリ波帯の電波を用いて前方の車
両や障害物との距離や相対速度を計測し、衝突警報装置
や車間距離制御装置として活用される。自動車用レーダ
を用いることによって、雨や雪のような視界不良時であ
っても、車両の走行における安全性を高めることができ
る。
【０００３】自動車用レーダでは、アンテナを車両の前
端に配置する。典型的な先行技術では、周波数２４ＧＨ
ｚでペンシルビーム幅４°の指向性を有するパラボラア
ンテナを、ラジエータ中央部に取付けている。ラジエー
タ前面の通気性を確保するため、パラボラ面は隙間を持
つ細長い帯板で形成される。
端に配置する。典型的な先行技術では、周波数２４ＧＨ
ｚでペンシルビーム幅４°の指向性を有するパラボラア
ンテナを、ラジエータ中央部に取付けている。ラジエー
タ前面の通気性を確保するため、パラボラ面は隙間を持
つ細長い帯板で形成される。
【０００４】上述の先行技術では、自動車用レーダのア
ンテナをラジエータの前面に取付けているので、走行し
ている路面からは比較的高い位置となる。そのため、指
向性パターンを前方に向けておけば、路面からの反射
や、陸橋やトンネル天井等からの不要反射の影響は小さ
い。しかしながら、近年は空気抵抗を減らすことを目標
とした自動車のデザイン等の変化によって、フロントグ
リルが狭くなり、ラジエータに供給する空気も下側から
取入れる構造となり、ラジエータ前面の面積が小さくバ
ンパ部分の面積が大きくなっている。このため前方監視
のための自動車用レーダは、バンパ内に装着する可能性
も高くなってきている。
ンテナをラジエータの前面に取付けているので、走行し
ている路面からは比較的高い位置となる。そのため、指
向性パターンを前方に向けておけば、路面からの反射
や、陸橋やトンネル天井等からの不要反射の影響は小さ
い。しかしながら、近年は空気抵抗を減らすことを目標
とした自動車のデザイン等の変化によって、フロントグ
リルが狭くなり、ラジエータに供給する空気も下側から
取入れる構造となり、ラジエータ前面の面積が小さくバ
ンパ部分の面積が大きくなっている。このため前方監視
のための自動車用レーダは、バンパ内に装着する可能性
も高くなってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】自動車用レーダをバン
パ内に搭載する場合は、路面から低い位置にアンテナが
取付けられる。このため路面の反射の影響が大きくな
り、誤動作を防ぐためにはアンテナの指向性ビームを上
向きにして取付けることが考えられる。しかしながら、
アンテナの指向性ビームを上向きにすると、陸橋やトン
ネル天井などからの影響が大きくなり、検出不要な反射
物からの反射波を検知して誤動作する確立が高くなる。
パ内に搭載する場合は、路面から低い位置にアンテナが
取付けられる。このため路面の反射の影響が大きくな
り、誤動作を防ぐためにはアンテナの指向性ビームを上
向きにして取付けることが考えられる。しかしながら、
アンテナの指向性ビームを上向きにすると、陸橋やトン
ネル天井などからの影響が大きくなり、検出不要な反射
物からの反射波を検知して誤動作する確立が高くなる。
【０００６】本発明の目的は、アンテナの指向性を改善
することによって、アンテナの取付け高さの選定自由度
を増加させ、路面から一定の高さの範囲内にある対象物
のみを検出することができ、誤動作を少なくすることが
できる自動車用レーダを提供することである。
することによって、アンテナの取付け高さの選定自由度
を増加させ、路面から一定の高さの範囲内にある対象物
のみを検出することができ、誤動作を少なくすることが
できる自動車用レーダを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、車両の前方に
アンテナから電波を放射し、反射波を受信して前方監視
を行う自動車用レーダにおいて、アンテナの垂直面内の
指向性は、下方への利得が上方への利得に比べて小さ
く、上方への利得が仰角θに関してｃｏｓｅｃ2θに比
例して変化する非対称パターンを有することを特徴とす
る自動車用レーダである。
アンテナから電波を放射し、反射波を受信して前方監視
を行う自動車用レーダにおいて、アンテナの垂直面内の
指向性は、下方への利得が上方への利得に比べて小さ
く、上方への利得が仰角θに関してｃｏｓｅｃ2θに比
例して変化する非対称パターンを有することを特徴とす
る自動車用レーダである。
【０００８】
【作用】本発明に従えば、車両の前方監視を行うための
自動車用レーダのアンテナの垂直面内での指向性は、下
方への利得が上方への利得に比べて小さい非対称パター
ンを有する。これによって、アンテナの取付け高さが路
面から低い位置であっても、路面の反射の影響を小さく
することができる。アンテナの上方への利得は、仰角θ
に関してｃｏｓｅｃ2θに比例して変化するようにして
あるので、路面から一定の高さの範囲内で対象物から反
射してくる受信レベルを距離にかかわらず一定にし、か
つ路面から一定の高さ以上に設けてある陸橋やトンネル
の天井等からの不要反射の影響を少なくして誤動作を防
ぐことができる。
自動車用レーダのアンテナの垂直面内での指向性は、下
方への利得が上方への利得に比べて小さい非対称パター
ンを有する。これによって、アンテナの取付け高さが路
面から低い位置であっても、路面の反射の影響を小さく
することができる。アンテナの上方への利得は、仰角θ
に関してｃｏｓｅｃ2θに比例して変化するようにして
あるので、路面から一定の高さの範囲内で対象物から反
射してくる受信レベルを距離にかかわらず一定にし、か
つ路面から一定の高さ以上に設けてある陸橋やトンネル
の天井等からの不要反射の影響を少なくして誤動作を防
ぐことができる。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の自動車用レーダ
を使用している状態を示す。車両１は道路２を走行中で
あり、その進行方向の前方には車両３が走行している。
車両１の前端のバンパには、レーダ装置４が取付けら
れ、その計測結果は表示装置５によって運転者に対して
表示される。レーダ装置４の計測結果は、車間距離制御
装置や衝突防止装置などの入力として用いることもでき
る。
を使用している状態を示す。車両１は道路２を走行中で
あり、その進行方向の前方には車両３が走行している。
車両１の前端のバンパには、レーダ装置４が取付けら
れ、その計測結果は表示装置５によって運転者に対して
表示される。レーダ装置４の計測結果は、車間距離制御
装置や衝突防止装置などの入力として用いることもでき
る。
【００１０】レーダ装置４は、前方への距離がＲで道路
２からの高さがｈである対象物６を、高さｈが一定であ
る限り距離Ｒが異なっても等しい受信レベルで検出する
ため、非対称な垂直指向性パターン７を有する。垂直指
向性パターン７では、道路２の路面に平行な方向への利
得が最も大きく、上方への利得が仰角θについてｃｏｓ
ｅｃ2 に比例し、下方への利得は上方へよりも小さくな
るような変化を示す。これによって、道路２の路面の反
射の影響を少なくし、上方からの不要反射による誤動作
も減少させることができる。
２からの高さがｈである対象物６を、高さｈが一定であ
る限り距離Ｒが異なっても等しい受信レベルで検出する
ため、非対称な垂直指向性パターン７を有する。垂直指
向性パターン７では、道路２の路面に平行な方向への利
得が最も大きく、上方への利得が仰角θについてｃｏｓ
ｅｃ2 に比例し、下方への利得は上方へよりも小さくな
るような変化を示す。これによって、道路２の路面の反
射の影響を少なくし、上方からの不要反射による誤動作
も減少させることができる。
【００１１】図２は、レーダ装置４のさらに具体的な構
成を示す。レーダ装置４の中央付近には送受信機１０が
設けられる。送受信機１０を中間にして、水平方向の一
方には送信用アンテナ１１が設けられる。送信用アンテ
ナ１１は、送受信機１０から送信電力が与えられる一次
放射器１２と、一次放射器１２から放射された電波を反
射する円筒パラボラ反射鏡１３とを有する。送受信機１
０の他方水平方向の他方側には受信用アンテナ１４が設
けられる。受信用アンテナ１４は、入射器１５と円筒パ
ラボラ反射鏡１６とを有する。受信用アンテナ１４近傍
に戻ってきた反射波は、円筒パラボラ反射鏡１６によっ
て反射されその焦点位置付近の入射器１５に集められ
る。入射器１５に集められた受信信号は送受信機１０の
受信機側に入力される。このような送信用アンテナ１１
および受信用アンテナ１４は、前述のような非対称の垂
直指向性パターン７を有するとともに、水平方向には対
称な水平指向性パターン１７を有する。
成を示す。レーダ装置４の中央付近には送受信機１０が
設けられる。送受信機１０を中間にして、水平方向の一
方には送信用アンテナ１１が設けられる。送信用アンテ
ナ１１は、送受信機１０から送信電力が与えられる一次
放射器１２と、一次放射器１２から放射された電波を反
射する円筒パラボラ反射鏡１３とを有する。送受信機１
０の他方水平方向の他方側には受信用アンテナ１４が設
けられる。受信用アンテナ１４は、入射器１５と円筒パ
ラボラ反射鏡１６とを有する。受信用アンテナ１４近傍
に戻ってきた反射波は、円筒パラボラ反射鏡１６によっ
て反射されその焦点位置付近の入射器１５に集められ
る。入射器１５に集められた受信信号は送受信機１０の
受信機側に入力される。このような送信用アンテナ１１
および受信用アンテナ１４は、前述のような非対称の垂
直指向性パターン７を有するとともに、水平方向には対
称な水平指向性パターン１７を有する。
【００１２】図３は本発明の原理的なものを示し、垂直
面内の指向性が前述のようなｃｏｓｅｃ2θ特性が必要
とされる航空監視レーダ（以下「ＡＳＲ」と略称する）
の概略的な使用状態を示す。本発明は、航空機用レーダ
の非対称ビームの応用技術である。ＡＳＲ２０では、大
地２１から一定の高さＨで飛行する航空機２２からの反
射波の強度が、距離Ｌによらず一定であることが望まし
い。Ｌ、Ｈおよびθの関係は、次の第１式で表される。
面内の指向性が前述のようなｃｏｓｅｃ2θ特性が必要
とされる航空監視レーダ（以下「ＡＳＲ」と略称する）
の概略的な使用状態を示す。本発明は、航空機用レーダ
の非対称ビームの応用技術である。ＡＳＲ２０では、大
地２１から一定の高さＨで飛行する航空機２２からの反
射波の強度が、距離Ｌによらず一定であることが望まし
い。Ｌ、Ｈおよびθの関係は、次の第１式で表される。
【００１３】 Ｌ＝Ｈ×ｃｏｓｅｃθ …（１） また、一般的なレーダの受信最大有効電力を表すレーダ
方程式として、次の第２式が知られている。
方程式として、次の第２式が知られている。
【００１４】
【数１】
【００１５】ここで、Ｐｒは対象物の単位面積あたりの
受信最大有効電力、Ｐｔは放射電力、λは波長、Ｇはア
ンテナの絶対利得を表す。このアンテナの絶対利得Ｇ
は、この場合は仰角θの関数となるので、次の第３式の
ように表される。
受信最大有効電力、Ｐｔは放射電力、λは波長、Ｇはア
ンテナの絶対利得を表す。このアンテナの絶対利得Ｇ
は、この場合は仰角θの関数となるので、次の第３式の
ように表される。
【００１６】 Ｇ＝Ｇ（θ） …（３） 上述の第１式および第３式を第２式に代入して整理する
と、次の第４式が導かれる。
と、次の第４式が導かれる。
【００１７】
【数２】
【００１８】第４式から、Ｇ（θ）が、次の第５式で表
わされれば、受信最大有効電力Ｐｒは、高さＨが一定で
あれば仰角θによらないで一定となることが判る。
わされれば、受信最大有効電力Ｐｒは、高さＨが一定で
あれば仰角θによらないで一定となることが判る。
【００１９】 Ｇ（θ）＝Ｋ×ｃｏｓｅｃ2θ …（５） ここでＫは、次の第６式で表される定数である。
【００２０】
【数３】
【００２１】すなわち、第５式のように利得Ｇ（θ）の
指向性がｃｏｓｅｃ2 θに比例することは、同一高さＨ
で飛行する航空機２２からの反射波の強度が、距離Ｌに
よらないで一定となる条件である。
指向性がｃｏｓｅｃ2 θに比例することは、同一高さＨ
で飛行する航空機２２からの反射波の強度が、距離Ｌに
よらないで一定となる条件である。
【００２２】上述のような垂直面内の指向性の非対称パ
ターンは、図４に示すような構成によって実現される。
すなわち一次放射器１２に対して、円筒パラボラ反射鏡
１３の反射面の形状を非対称化することによって、ｃｏ
ｓｅｃ2 θに従って変化するパターンが実現される。あ
るいは一次放射器１２の位置をずらして、対応して円筒
パラボラ反射鏡１３の形状を非対称化してｃｏｓｅｃ2
θパターンを実現することもできる。
ターンは、図４に示すような構成によって実現される。
すなわち一次放射器１２に対して、円筒パラボラ反射鏡
１３の反射面の形状を非対称化することによって、ｃｏ
ｓｅｃ2 θに従って変化するパターンが実現される。あ
るいは一次放射器１２の位置をずらして、対応して円筒
パラボラ反射鏡１３の形状を非対称化してｃｏｓｅｃ2
θパターンを実現することもできる。
【００２３】図５は、図２に示す送受信機１０の内部構
成を示す。送受信機１０内には、送信機２５、受信機２
６が含まれる。送信機２５と送信用アンテナ１１との間
には、方向性結合器２７が設けられる。受信用アンテナ
１４と受信機２６との間には方向性結合器２８が設けら
れる。送信機２５からの送信用信号２９ｓは、方向性結
合器２７を通過して送信用アンテナ１１に導かれる。受
信用アンテナ１４に受信した受信用信号２９ｒは、方向
性結合器２８を介して受信機２６に入力される。送信用
信号２９ｓが、非常に幅の狭いパルスであって、対象物
からの後方散乱波を送信波から時間的に分離して時間差
から対象物までの距離を求めるパルスレーダ法では、送
信用アンテナ１１を受信にも使用し、方向性結合器２７
および２８を介して、合成用信号２９ｔを受信機２７に
入力し、受信感度を向上させることができる。
成を示す。送受信機１０内には、送信機２５、受信機２
６が含まれる。送信機２５と送信用アンテナ１１との間
には、方向性結合器２７が設けられる。受信用アンテナ
１４と受信機２６との間には方向性結合器２８が設けら
れる。送信機２５からの送信用信号２９ｓは、方向性結
合器２７を通過して送信用アンテナ１１に導かれる。受
信用アンテナ１４に受信した受信用信号２９ｒは、方向
性結合器２８を介して受信機２６に入力される。送信用
信号２９ｓが、非常に幅の狭いパルスであって、対象物
からの後方散乱波を送信波から時間的に分離して時間差
から対象物までの距離を求めるパルスレーダ法では、送
信用アンテナ１１を受信にも使用し、方向性結合器２７
および２８を介して、合成用信号２９ｔを受信機２７に
入力し、受信感度を向上させることができる。
【００２４】図６は、ＦＭレーダ法で距離を求める方法
を示す。ＦＭレーダ法では、送信波３１を、周期ＴでＦ
まで周波数変移するようにのこぎり歯状に周波数変調す
る。送信波３２が、ｔの時間だけ遅れて受信されると、
その周波数の偏差はｆとなり、図（ｂ）で示すような、
ビート周波数ｆのビート信号３３が得られる。このと
き、対象物までの距離Ｌは次の第７式によって与えられ
る。
を示す。ＦＭレーダ法では、送信波３１を、周期ＴでＦ
まで周波数変移するようにのこぎり歯状に周波数変調す
る。送信波３２が、ｔの時間だけ遅れて受信されると、
その周波数の偏差はｆとなり、図（ｂ）で示すような、
ビート周波数ｆのビート信号３３が得られる。このと
き、対象物までの距離Ｌは次の第７式によって与えられ
る。
【００２５】
【数４】
【００２６】ここで、ｃは電波の伝搬速度を表す。図５
に示す構成によれば、このようなＦＭレーダ法も実現す
ることができる。
に示す構成によれば、このようなＦＭレーダ法も実現す
ることができる。
【００２７】本実施例では、アンテナとして送信用およ
び受信用にともに円筒パラボラ反射鏡を用いているけれ
ども、他の形状の反射鏡であってもよいことは勿論であ
る。
び受信用にともに円筒パラボラ反射鏡を用いているけれ
ども、他の形状の反射鏡であってもよいことは勿論であ
る。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、自動車用
レーダのアンテナの垂直面内の指向性を、下方への利得
が上方への利得に比べて小さいような非対称パターンと
したので、アンテナが路面から低い位置に取付けられて
いても、路面の反射の影響を少なくすることができる。
また、アンテナの上方での利得が仰角θに関してｃｏｓ
ｅｃ2θに比例して変化するようにしているので、一定
の高さの対象物からの反射波の強度は、対象物への距離
にかかわらず一定であり、対象物との間の距離や相対速
度の計測を正確に行うことができる。
レーダのアンテナの垂直面内の指向性を、下方への利得
が上方への利得に比べて小さいような非対称パターンと
したので、アンテナが路面から低い位置に取付けられて
いても、路面の反射の影響を少なくすることができる。
また、アンテナの上方での利得が仰角θに関してｃｏｓ
ｅｃ2θに比例して変化するようにしているので、一定
の高さの対象物からの反射波の強度は、対象物への距離
にかかわらず一定であり、対象物との間の距離や相対速
度の計測を正確に行うことができる。
【図１】本発明の一実施例の垂直面内の概略的な指向特
性を示す断面図である。
性を示す断面図である。
【図２】図１に示すレーダ装置の指向特性を示す斜視図
である。
である。
【図３】空港監視指令レーダの指向特性を説明するため
の図である。
の図である。
【図４】図２に示す送信用アンテナ１１の断面図であ
る。
る。
【図５】図２に示す送受信機１０の概略的な電気的構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図６】図１に示す実施例のレーダ装置４の動作状態を
示すタイムチャートである。
示すタイムチャートである。
１，３ 車両 ２ 道路 ４ レーダ装置 ６ 対象物 ７ 垂直指向性パターン １０ 送受信機 １１ 送信用アンテナ １２ 一次放射器 １３，１６ 円筒パラボラ反射鏡 １４ 受信用アンテナ １５ 入射器 １７ 水平指向性パターン ２５ 送信機 ２６ 受信機 ２７，２８ 方向性結合器
Claims (1)
- 【請求項１】 車両の前方にアンテナから電波を放射
し、反射波を受信して前方監視を行う自動車用レーダに
おいて、 アンテナの垂直面内の指向性は、下方への利得が上方へ
の利得に比べて小さく、上方への利得が仰角θに関して
ｃｏｓｅｃ2θに比例して変化する非対称パターンを有
することを特徴とする自動車用レーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4320250A JPH06168400A (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 自動車用レーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4320250A JPH06168400A (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 自動車用レーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06168400A true JPH06168400A (ja) | 1994-06-14 |
Family
ID=18119409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4320250A Pending JPH06168400A (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 自動車用レーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06168400A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997028458A1 (en) * | 1996-01-31 | 1997-08-07 | Komatsu Ltd. | Vehicle with millimeter-wave radar |
| JP2000346936A (ja) * | 1999-06-07 | 2000-12-15 | Nissan Motor Co Ltd | 障害物検出装置 |
| JP2001034900A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-02-09 | Toshiba Corp | 航空機検出方法及びその装置 |
| US7148838B2 (en) | 2003-07-23 | 2006-12-12 | Fujitsu Ten Limited | Method for attaching radar for vehicle, radar for vehicle, and monitoring method |
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| CN116324508A (zh) * | 2020-08-17 | 2023-06-23 | 北京航迹科技有限公司 | 激光雷达系统的动态接收器增益控制 |
-
1992
- 1992-11-30 JP JP4320250A patent/JPH06168400A/ja active Pending
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| A02 | Decision of refusal |
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