JPH1172554A

JPH1172554A - 車載用ミリ波レーダ装置

Info

Publication number: JPH1172554A
Application number: JP9232905A
Authority: JP
Inventors: Shoji Kondo; 昭治近藤
Original assignee: KANTO DENSHI OYO KAIHATSU KK
Current assignee: KANTO DENSHI OYO KAIHATSU KK
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1999-03-16

Abstract

(57)【要約】走査機構が簡単で、信頼性に優れた安価な車載用ミリ
波レーダ装置を実現する。【課題】【解決手段】車輌に固定されたアンテナ１０から反射
板１２へビームＢＩを入射し、反射板１２を回転軸１１
の廻りに回転させることによって走査用ビームＢＯの水
平方向角度をかえて走査する。また反射板は、垂直断面
でみると湾曲させてあり、これによりビームＢＩは垂直
方向にだけ拡大され地表から所要の高さまでを水平走査
のみで探索できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車載用ミリ波レー
ダ装置に係り、特に障害物等の検知に好適な車載用ミリ
波レーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車に搭載して障害物等の検知を行う
ためのミリ波帯を用いたレーダ装置が開発されている
が、このミリ波レーダ装置では、自動車の進行方向前方
の監視が目的の場合には、例えば±３０°といった範囲
でビーム走査を行う必要がある。これは走行方向と反対
方向の後続車の検知の場合も同様である。また、片側複
数車線の道路で並走している車両の監視も行うようにす
ると、ほぼ全方向の監視が必要になる。

【０００３】レーダ装置に於てビーム走査を行う技術と
しては、特にマイクロ波帯で用いられるロータリージョ
イントが周知である（例えば「レーダ技術」電子情報通
信学会、1990,7,第７刷P.169参照）。図２はロータリー
ジョイントの構造説明図で、送受信機に接続される部分
Ａとアンテナに接続される部分Ｅは方形導波管（または
同軸ケーブル）、チョーク接合部Ｃの上下部分Ｂ、Ｄは
円形導波管で、方形導波管Ａと円形導波管Ｂとの接続
部、及び円形導波管Ｄと方形導波管Ｅとの接続部ではそ
れぞれモード変換が行われる。チョーク接合部Ｃは２つ
の円形導波管が重なる部分で、この重なりの長さを１／
４波長とすることによって、空間的に外部とつながって
いても円形導波管Ｂの先端の円形管壁が切れた部分が電
磁的に短絡された状態とし、かつ２つの円形導波管Ｂ、
Ｄの間にギャップｇ（通常１／１０波長以下）を設ける
ことでアンテナ側を非接触回転可能な構造としている。
こうして図示しない駆動系によって導波管Ｄとそれより
上側のアンテナに接続された部分をアンテナとともに回
転させて、ビーム走査を行う。

【０００４】ロータリージョイントを用いないでビーム
走査を行うようにした別の給電方式としてビーム給電方
式がある（宮憲一「衛星通信技術」、電子通信学会昭和
56.7、第３版，PP.142-143参照）。これは、複数のビー
ム給電反射鏡を用いてフィーダ系を構成し、それらビー
ム給電反射鏡とアンテナを回転させるようにしている。

【０００５】上記の技術はいづれもアンテナの回転を伴
うが、アンテナは固定しておき、反射板のみを回転させ
て走査を行う技術もある。図３は、ヘリコプタに搭載さ
れ、地表面からの９８ＧＨZの輻射波を計測する放射計
システムの概略を示す図である（W.J.WILSON et.al,"Mi
llimeter- Wave Imaging Sensor",IEEE Tran.Microwave
Theory and Techniques,Vol.MTT-34,NO.10,Oct.1986参
照）。図３において、地上からの輻射派は、ヘリコプタ
に対して回転可動に支持された反射板３３で反射され、
ヘリコプタに対して固定されたオフセットパラボラアン
テナ３２で再度反射され、その焦点位置に受信フィーダ
をもつミリ波放射計３１で受信される。この構成で、ヘ
リコプタの飛行方向に平行な軸３４（図３の点線）のま
わりに反射板３３を回転させることで、地上の飛行方向
と直角な方向の±２２．５°の範囲の走査を行ってい
る。この往復周期は３０ｍｓ（約３３ＨZ）である。ま
た、反射板中心の、飛行方向と直角な軸（図３の点３７
を通り紙面に垂直な軸）のまわりに反射板３３を回転さ
せることで、地上の飛行方向の幅０．４°の範囲の走査
を行う。

【０００６】反射板の回転を用いた別のシステム例とし
ては、地球観測衛星ニンバス７号に搭載されたマイクロ
波放射計アンテナがある（「アンテナハンドブック」、
オーム社PP.331〜332参照）。これは、衛星本体の上方
へ６．６、１０．６９、１８．０、２１．０及び３７．
０ＧＨZの５周波（いずれも直交偏波使用）のビームを
共用一次放射器で放射し、これを傾いた反射鏡で衛星本
体下方に対して４２°の方向へビームを向けるようにし
ている。そして反射鏡を衛星本体上下方向の軸まわりに
±２５゜の範囲で回転することでビーム走査を行う。こ
の他のミリ波帯でのビーム走査方法として、ビーム走査
幅が数度程度を対象としたものには、一次放射器あるい
はカセグレンアンテナの副反射鏡を動かす方法、厚さに
テーパをつけたくさび型誘電体を誘電体レンズの前で回
転させる方法などが知られている（N.C.Curie et.al,"P
rinciples and Applications of Millimeter Wave Rada
r", PP.551-554,Artech House,1987参照）。

【０００７】さらに反射板の回転と類似の技術として、
レーザ光源を用いたコピー機あるいはＦＡＸ機の走査機
構がある。図４はその概略構成を示したもので、断面が
正多角形の柱状の筒４１の外側面に、断面の辺の数に相
当する数の鏡面４２、４２・・・を設置し、筒４１の中
心軸４３を中心として筒を一定速度で回転させる。レー
ザ光源４４からのレーザ光はいずれか１枚の鏡面にスポ
ット状に入射するようにしておく。筒４１の回転につれ
て、その鏡面に対する光の入射角が変化するので、鏡面
からの反射光の進行方向は、筒４１が図示の矢印４１Ａ
方向に回転するときは手前の方向に変化する。これによ
り、鏡面で反射されたレーザ光を受け止めるための受光
面４５上の横方向走査が行われる。この走査は１つの鏡
面で１つの横方向走査となる。さらに中心軸４３の傾き
を徐々に変化させることにより、受光面４５上の縦方向
走査が行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】車載用のレーダ装置と
しては、その構造が小型、軽量である必要があり、さら
にその測量距離も自動車の場合には高々数１００ｍと短
い。これらの条件から一般には波長１ｃｍ以下のミリ波
が用いられるが、このような短い波長の場合には導波管
や同軸管等の導波系も波長程度のサイズになる。このた
めにロータリージョイントのような構造、あるいはビー
ム給電方式のような構造を十分な精度で実現するのは容
易ではなくなる。

【０００９】一方、ヘリコプタやニンバス７号衛星等に
用いられている反射体を単純に回転させて走査を行う方
法は、より車載用ミリ波レーダ装置に適した方法である
が、これらはいづれも自動車等の地上の移動体の衝突防
止等を目的として開発されたものではない。このため
に、走査範囲（距離、角度）、走査速度、送受信電力あ
るいは反射波受信後の処理方法等が異なっている。ま
た、自動車用のレーダ装置としては、点ビームを用いて
上下左右方向を二次元的に走査する必要はなく、左右方
向のみの走査を行い、上下方向は地上から例えば高さ２
ｍ位までの間の障害物や他車等の存在を検出ができれば
よい場合が殆どである。従来の反射板回転により走査を
行う技術では、こうした点も考慮されていなかった。

【００１０】本発明の目的は、その走査機構が簡単で耐
久性に優れ、軽量、安価に構成可能で、かつ路上の障害
物検知等に適した、車載用ミリ波レーダ装置を提供する
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、車輛に固定されてミリ波ビームを放射
し、また入射したミリ波ビームを受信するためのビーム
放射／受信手段と、該手段から放射されたミリ波ビーム
を反射して走査方向へ放射し、また該走査方向から戻っ
てきたミリ波ビームを反射して前記ビーム放射／受信手
段へ送ると共に、車輛に対して回転可動に取り付けられ
た反射板と、該反射板を回転駆動するための反射板駆動
手段と、を備えたことを特徴とする車載用ミリ波レーダ
装置を開示する。

【００１２】また、本発明は、前記反射板が、前記走査
方向に向かって形成されるミリ波ビームが垂直方向に広
くかつ水平方向に狭くなるようにその反射面が成形され
ていることを特徴とする車載用ミリ波レーダ装置を開示
する。

【００１３】また、本発明は、前記ビーム放射／受信手
段を複数個設けると共に、前記反射板駆動手段は前記反
射板を同一方向に連続的に回転駆動することを特徴とす
る車載用ミリ波レーダ装置を開示する。

【００１４】また、本発明は、前記反射板を複数個設
け、該複数の反射板を同一の回転軸に取り付けると共
に、前記反射板駆動手段は前記回転軸を同一方向に連続
的に回転駆動することを特徴とする車載用ミリ波レーダ
装置を開示する。

【００１５】また、本発明は、前記反射板を、その反射
面の曲率がすべて同じではない複数個の反射板から構成
して同一の回転軸に取り付けると共に、前記反射板駆動
手段は前記回転軸を同一方向に連続的に回転駆動するこ
とを特徴とする車載用ミリ波レーダ装置を開示する。

【００１６】さらに、本発明は、上記のような走査機構
及びアンテナ系から成る手段を、送信系と受信系に分け
て設けたことを特徴とする車載用ミリ波レーダ装置を開
示する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は、本発明になる車載用ミリ波レーダ装置の
走査機構の一例を示すもので、図１（ａ）はアンテナ１
０及び反射板１２の垂直方向中央部を水平面で切ったと
きの断面図、図１（ｂ）はアンテナ１０及び反射板１２
の水平方向中央部を垂直面で切ったときの断面図、そし
てＲは車両の進行方向とする。アンテナ１０としては、
図ではパラボラアンテナの断面を示しているが、これは
別の形状のアンテナ、例えばホーンリフレクタアンテナ
でもよい。反射板１２は鉄、アルミ等の金属板、あるい
はプラスチック等の軽量な素材で構成し、必要があれば
機械的変形を防止するための補強を施しておく。ビーム
ＢＩが入射し反射する面には、十分な電波の反射率が得
られるように、導電率の高い物質の層を形成しておく。
これは例えば金のメッキ、スパッタ、あるいは金箔のは
りつけにより、その厚さは使用する電波の波長に対する
表皮効果を考慮したものでミリ波では数ミクロン程度あ
ればよい。また、反射板１２の形状としては、ここでは
その水平断面は図１（ａ）に示したように直線状であ
り、その垂直断面は通常は直線としてよいが、必要に応
じて図１（ｂ）に示したように反射面が凸となるように
湾曲したものを用いることができる。本実施の形態を始
め、以下の実施の形態ではすべて反射板は図１（ｂ）に
示すように湾曲しているものとして説明する。

【００１８】図１（ａ）において、反射板１２はその中
央部に設けた回転軸１１（紙面に垂直）によりある角度
の範囲内で回転可動に取り付けられていて、反射板１２
として示した位置と反射板１２’として示した位置との
間で、図示を省略した駆動機構により回動する。この回
動により、反射板１２の位置にあるときにはアンテナ１
０からの入射ビームＢＩは放射ビームＢＯの方向に、反
射板１２’の位置にあるときには放射ビームＢＯ’の方
向に出射され、反射板水平断面が直線上であることか
ら、そのビーム幅は水平方向には変化しない。但し図１
（ａ）では、ビームＢＩ、ＢＯ等はビームの中心軸のみ
を示している。この水平方向の幾何的な関係は単純であ
り、アンテナ１０からの車体進行方向Ｒに対する入射角
を９０°−θ、ビーム走査範囲を車体進行方向Ｒを中心
に±γとするには、図１（ａ）の反射板１２の回転角度
ψを

【数１】ψ＝π／４−（θ＋γ）／２とし、反射板１２’の位置における回転角度をψ＋γと
すればよいことは容易に求められる。ただし放射ビーム
ＢＯ’がアンテナ１０にかからない範囲で放射ビームの
角度γが選定可能である。そしてアンテナ１０からの入
射ビームのビーム幅（半値幅）をできるだけ絞ることに
より、この走査範囲内で水平方向のサーチの精度を上げ
ることができる。なお、図１（ａ）では、回転軸１１が
反射板垂直方向中央部で反射板を直接支持しているもの
としており、これは図１（ｂ）で見ると反射板１２の垂
直断面中央部の点Ｃで示した位置を通りかつ垂直方向に
回転軸１１が取り付けられていることに相当する。しか
し、回転軸１１を図１（ｂ）の点Ｃ’を通る垂直な軸と
してこの軸と反射板１２とを別の支持体で連結して回転
させることもできる。この場合は（数１）の関係に修正
が必要になるが、図１（ｂ）の点Ｃ、Ｃ’間の距離が小
さいときは大きな差は生じない。

【００１９】一方、反射板の垂直断面を湾曲させた構造
とした場合には、図１（ｂ）に示したようにビーム幅α
の入射ビームは、垂直方向でみるとビーム幅β（＞α）
の放射ビームとして放射される。ただし図１（ｂ）で
は、各ビームはその半値幅の境界線でもって示してい
る。放射ビームのビーム幅βは反射板の曲率で定まるこ
とはいうまでもない。垂直方向ビーム幅β（度）で放射
されたビームがそのビーム焦点Ｆから距離Ｌ（ｍ）だけ
進んだとき、高さｈ（ｍ）の半値幅を持つビームとなっ
たとすると、

【数２】ｈ（ｍ）＝Ｌ（ｍ）・（π／１８０）・β（度）ここでＬは焦点Ｆからの距離としたが、焦点Ｆと反射板
との距離は通常小さいので、Ｌは反射板からの距離とし
て考えてもよい。図５は、（数１）の数値例を示してお
り、Ｌ＝１００ｍ以上の走査はβ＝１°の放射ビームで
ほぼ高さ１．７ｍ程度までカバーでき、このような場合
には特に反射板を湾曲させなくてもよいが、Ｌ＝１０ｍ
のような近接位置の場合には、β＝１°の放射ビームで
はその高さ（半値幅）は約１７ｃｍとなり、垂直方向高
さが２ｍ位の範囲にあるもの、例えば車高の高い車両の
上部にアンテナを取り付けた場合に、近距離の低車高の
車両の検出を目的とするときには、垂直方向の走査も必
要になってくる。しかし図１（ｂ）に示したように、垂
直方向に湾曲した反射板によりビーム幅を垂直方向に、
例えばβ＝１０°となるように拡げれば、Ｌ＝１０ｍの
ときでも高さ１．７ｍのビームとなって、垂直方向の走
査なしでも十分な走査が可能になる。

【００２０】次に、図１では省略した反射板回転のため
の駆動機構について述べる。図６は、反射板を往復運動
により所定の角度範囲で回転走査させる駆動系の例を示
すもので、往復駆動機構６１により、アーム６２は往復
運動方向のみ可動なように支持部６３により支持されて
往復運動を行う。アーム６２の先端には、その一端が反
射板１２に固定されたロータリージョイント６５に接続
されたアーム６４のもう一方の端部が、ロータリージョ
イント６６により接続されていて、往復駆動機構６１に
よるアーム６２の往復運動により反射板１２はその回転
軸１１の廻りに往復回動する。また、別の駆動系の例と
しては、図１（ａ）で反射板１２をその回転軸１１の廻
りに一方向に連続的に回転させてもよい。これは回転軸
１１を図示しないモータで直接または伝達機構を介して
回転させればよい。

【００２１】次に、以上のような回転駆動機構の機械的
特性を考える。車両が自動車の場合を想定すると、一般
道では例えば車速５０ｋｍ／ｈｒのとき秒速は約１４ｍ
／ｓｅｃ、車速が１００ｋｍ／ｈｒになると秒速は約２
８ｍ／ｓｅｃになる。障害物の検知の処理方法にもよる
が、例えば車両が１ｍ進む間に少なくとも１回の走査を
行うためには、図６のように往復運動の場合、図１
（ａ）の反射板１２が反射板１２’の位置へ移るのが車
速５０ｋｍ／ｈｒで少なくとも１／１４ｓｅｃになる。
図１（ａ）の反射板１２が往復運動をし、その１回の往
復を１サイクルとすれば、車速５０ｋｍ／ｈｒのときは
少なくとも１サイクルを１／７ｓｅｃ、つまり７サイク
ル／ｓｅｃで往復させる必要がある。車速１００ｋｍ／
ｈｒになると１４サイクル／ｓｅｃになる。このような
高速の往復運動を実現するには、回転方向反転時に大き
な力を必要とする。これに対処するためには、反射板の
面積を小さくするのは波長により自ら制約されているの
で、反射板自体をできるだけ軽量にするとともに、風圧
を避けるためにプラスチック等のカバーを設ける等の手
段が望ましい。このカバー設置は、雨、雪等を除ける上
でも望ましい。また往復駆動機構６１としては、モータ
とクランク機構でもよいが、スピーカのボイスコイルの
ように電磁石を用いて往復運動を実現することもでき
る。また、反射板の回転軸１１を一方向へ連続的に回転
させる場合は、走行１ｍの間に少なくとも１回の走査を
行うには、時速５０ｋｍ／ｈｒ走行時で１４回転／ｓｅ
ｃ＝８４０ｒｐｍ、時速１００ｋｍ／ｈｒ走行時には２
８回転／ｓｅｃ＝１６８０ｒｐｍとなり、かなりの高速
回転を必要とする。この機構では、往復運動の場合のよ
うな回転方向反転時の大きな力を必要とせず、駆動系も
単純である。但し信号処理系では、放射ビームが図１
（ａ）の２γの角度範囲にあるときだけゲートを通して
ビームの放射とその反射してきた電波の受信を行うよう
に制御する必要があり、この２γを１回走査する時間は
反射板１回転の時間の２γ／２πに短縮される。

【００２２】なお、いずれの駆動系を用いる場合でも、
信号の処理系では放射ビームがどの方向を向いているか
を常に把握している必要があるが、これは回転軸１１に
ロータリーエンコーダを取り付けるなどの従来技術によ
り容易に実現できる。

【００２３】図７は、本発明になる車載用ミリ波レーダ
装置の走査機構の別の構成例を示すものである。本構成
例及び以後に示す構成例では、反射板自体の構造やその
駆動機構については、必要なとき以外はとくに述べない
が、これらは図１と同様であるものとする。図１に示し
た構成例の場合、入射ビームは水平面に沿って入射して
おり、従ってアンテナが走行方向Ｒの走査を妨げないよ
うに走行方向に対して９０°−θの方向から入射してい
る。このため、水平走査範囲がアンテナにかからないと
いう条件で制約されている。ところが反射板の入射ビー
ムに対する有効反射面積は、反射板の法線方向が入射ビ
ーム方向から離れるに従って減少していくから、図１
（ａ）の角度θをあまり小さくすることはできず、従っ
て水平走査範囲はかなり限定されてくる。図７の構成例
はこの問題を解決する１つの方法であって、図７（ａ）
に示したようにアンテナ１０を車両進行方向Ｒ正面に、
かつ同図（ｂ）に示したように水平方向より下から斜め
上方に角度δでもって入射ビームＢＩが反射板１２へ入
射するように構成したものである。入射ビームＢＩ（の
中心軸）が反射板１２に入射する点Ｃの反射板１２の法
線方向は、図１（ｂ）では水平方向であったが、ここで
はこの法線方向ＣＮは水平よりやや下向きに角度δ／２
となる方向とし、放射ビームＢＯがほぼ水平となるよう
にする。また、放射ビームＢＯのビーム幅は反射板１２
の湾曲面により拡大されるが、そのビーム幅内にはアン
テナ１０が入らないようにする。回転軸１１は、図７
（ｂ）の点Ｃを通る垂直な軸とすれば、放射ビームＢＯ
（の中心軸）はほぼ同一平面図（水平面）内で回転す
る。なお、図７ではビームは下から斜め上方へ向かって
反射板に入射するものとしているがこれを上から斜め下
方へ向かって反射板に入射するようにしても同様である
ことはいうまでもない。

【００２４】図７の構成によると、水平方向の走査範囲
を図１よりも広くとることができるが、図７（ｂ）の入
射ビームの水平からのずれの角度δが小さいときは垂直
方向のビームの拡大には制約が生じる。そこで上記の角
度δを大きくとれば、垂直方向のビーム拡大もほぼ自由
に行えるようになる。図８は、図７にてδ＝９０°とし
たときの構成例を垂直断面図で示しており、反射板１２
の中央位置における接線は水平方向と４５°の角度をな
すようにしておけば、入射ビームＢＩは垂直上方へ向か
って反射板１２へ入射し、水平方向へと放射される。反
射板１２は車両に固定されたモータ８１により、垂直な
回転軸１１により回動される。この構成では、回転軸１
１の全回転角３６０°にわたって有効反射面積は一定
で、かつ１つの反射板と１つのアンテナの組み合わせで
３６０°の水平走査が可能になる利点がある。なお、回
転軸１１をある角度範囲で往復回動させれば、その範囲
内のみの水平走査になることはうまでもない。また、図
８の構成は上下をすべて逆にしてもよいことはいうまで
もない。

【００２５】次に図１または図７に示した構成例の変形
例を説明する。図９は、図７に示した構成例をベースと
して、車両の走行方向Ｒに向かって±γの範囲と、走行
方向Ｒとは逆の後方に向かって±γの範囲を、１つの反
射板１２とその駆動機構を用いて実現したものである。
この構成ではアンテナ１０Ａ、１０Ｂの２つのアンテナ
を、その垂直断面が図７（ｂ）となるように取り付け、
反射板１２は連続的に回転させる。各アンテナ１０Ａ、
１０Ｂにはミリ波の送受信部９１Ａ、９１Ｂがそれぞれ
取り付けられている。制御部９４は、インターフェース
９３経由で取り込んだロータリーエンコーダ９２の示す
反射板１２の回転角を取り込み、反射板１２の反射面で
反射されるビームが進行方向Ｒに対して±γ以内にある
ときは、切り換え器９５経由で送受信部９１Ａからミリ
波が出力され、アンテナ１０Ａから放射されるように
し、かつアンテナ１０Ａで受信され、送受信部９１Ａで
検出された反射信号が切り換え器９５経由で処理部９６
へ送られるようにする。また、反射板１２の反射面で反
射されるビームが進行方向Ｒとは逆方向に対して±γ以
内にあるときは、切り換え器９５経由で送受信部９１Ｂ
からミリ波が出力され、アンテナ１０Ｂから放射される
ようにし、かつアンテナ１０Ｂで受信され、送受信部９
１Ｂで検出された反射信号が切り換え器９５経由で処理
部９６へ送られるようにする。このように、図７の構成
方法でもより広い範囲の水平方向走査を実現できる。ま
た図１の構成方法でも同様な構成が可能であるが、この
場合には、放射ビームが複数のアンテナのどれかにかか
る方向だけは避けるようにするか、アンテナにかかった
ときはその位置（角度）を基準として放射ビームの方向
を検出するようにしてもよい。

【００２６】図１０は、４個のアンテナ１０Ａ〜１０Ｄ
と、１つの回転軸１１に固定された４個の反射板１２Ａ
〜１２Ｄを有する場合の構成例を示す垂直断面図で、ア
ンテナ１０Ａと反射板１２Ａ、アンテナ１０Ｂと反射板
１２Ｂ、アンテナ１０Ｃと反射板１２Ｃ、及びアンテナ
１０Ｄと反射板１２Ｄとはそれぞれ図７の構成と同様の
ものであって、それぞれに於て斜め方向から入射したビ
ームがほぼ水平方向に放射される。反射面を曲面として
ビームの垂直方向幅を拡げると、対象物以上にビーム幅
が拡がったときは反射して帰ってくるエネルギーが小さ
くなるから、検出対象としている高さとほぼ同じくらい
のビーム幅となるのが望ましい。従って、遠方になるほ
どビーム幅を狭くし、近い対象を検出するときはビーム
幅をより拡げるのがよいが、１つの反射板ではそれは不
可能である。そこで図１０のように各反射板１２Ａ〜１
２Ｄの曲率をそれぞれ変えておき、垂直方向ビーム幅の
異なる放射ビームを放射できるようにすることで、遠近
に拘らず高感度で妨害物等の検出が可能になる。なお、
図１０ではアンテナ１０Ｃ、１０Ｄをなくして２つのア
ンテナ１０Ａ、１０Ｂだけにすれば、走行方向だけの走
査となる。また例えばアンテナ１０Ａ、１０Ｃと反射板
１２Ａ、１２Ｃを除去して２種類のビーム幅で交互にＲ
方向とその反対方向を走査するようにしてもよい。さら
に、距離がほぼ一定のところにある測定対象のみを目標
としている場合には、アンテナ１０Ｂ、１０Ｄと、同じ
曲率の反射板１２Ｂ、１２Ｄとで走査すれば、図７の場
合の半分の回転速度で同じ走査速度を実現でき、かつ２
つの方向を同時並列に走査できる。また、図１０の構成
は、図８のようにビームを反射板へ垂直方向で入射する
場合も同様に実現でき、２アンテナ２反射板の例が図１
１に示されている。

【００２７】図１２は、図８の構成を２個組合わせて、
１つの回転軸１１で回転するようにしたもので、反射板
１２Ａと１２Ｂの曲率は異なっているとする。この構成
では、反射板は２個しか取り付けられず、従って２つの
ビーム幅による走査しか実現できないが、全水平方向を
均等に走査できる利点がある。即ち、図１０、１１の構
成では、例えば図１０のアンテナ１０Ｂから入射ビーム
は常に反射板１２Ｂまたは１２Ｄに十分な有効面積で入
射していないから、走査方向が限られる。水平方向ビー
ム幅は通常きわめて小さいから、１つの回転軸廻りに多
面の反射板を取り付けることもできるが、それに応じて
アンテナも多数必要となり、複雑なシステムになってし
まい、事実上は全水平方向を均等に走査する構成は難し
いからである。

【００２８】以上で、種々の構成例を示したが、とくに
遠方にある対象物検出時には、送受兼用のアンテナシス
テムでは送受の分離がむつかしくなる場合がある。この
場合には、送信系と受信系についてそれぞれ別に前記し
た走査機構を設定し、送・受両機構の回転の同期をとる
ようにすればよい。また、アンテナからのビームはほぼ
点ビームになるように、十分絞られているとしたが、こ
のアンテナからのビームが十分絞られていない場合に
は、これを絞るようにし、かつ垂直方向にはビームが広
がるように反射板の曲面を成形する。このためには、結
果的に反射面が凸ではなく凹になることもありうるし、
また垂直方向の一次元的な湾曲だけでなく、水平方向も
含めた二次元的な湾曲面になる場合も生じる。さらに、
アンテナとして、垂直方向にある程度広がり、水平方向
には十分絞られたビームを放射するものを用いれば、反
射板としては平面状でもよい。要はアンテナ（もしくは
一次放射器）の特性と反射板の反射面の形状の組み合わ
せで、水平方向に狭く垂直方向にある程度広がったビー
ムを形成して走査しながら放射できればよい。また、垂
直方向のビーム幅について特別の考慮を必要としない場
合には、ペンシルビームのアンテナと平面反射板との組
み合わせを用いてもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、固定アンテナで絞られ
たビームを放射し、反射板を回転させることにより水平
走査を行うから、その構造が簡単で信頼性に優れた経済
的な車載用ミリ波レーダ装置を実現できる。さらに、反
射板の反射面を適度に湾曲させることで、垂直方向の走
査は行わなくても地表から所定の高さの範囲にある障害
物等を効率よくかつ確実に検出できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるミリ波レーダ装置の走査機構の一
構成例を示す図である。

【図２】従来のロータリージョイントの説明図である。

【図３】ヘリコプタ搭載用ミリ波放射計の走査機構を示
す図である。

【図４】コピー機等のレーザ走査機構の説明図である。

【図５】ビーム幅と到達距離との関係を示す図である。

【図６】図１の反射板の駆動機構の例を示す図である。

【図７】本発明によるミリ波レーダ装置の走査機構の他
の構成例を示す図である。

【図８】本発明によるミリ波レーダ装置の走査機構の他
の構成例を示す図である。

【図９】本発明によるミリ波レーダ装置の走査機構の他
の構成例を示す図である。

【図１０】本発明によるミリ波レーダ装置の走査機構の
他の構成例を示す図である。

【図１１】本発明によるミリ波レーダ装置の走査機構の
他の構成例を示す図である。

【図１２】本発明によるミリ波レーダ装置の走査機構の
他の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１０、１０Ａ〜１０Ｄアンテナ１１回転軸１２、１２Ａ〜１２Ｄ反射板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車輛に固定されてミリ波ビームを放射
し、また入射したミリ波ビームを受信するためのビーム
放射／受信手段と、該手段から放射されたミリ波ビームを反射して走査方向
へ放射し、また該走査方向から戻ってきたミリ波ビーム
を反射して前記ビーム放射／受信手段へ送ると共に、車
輛に対して回転可動に取り付けられた反射板と、該反射板を回転駆動するための反射板駆動手段と、を備えたことを特徴とする車載用ミリ波レーダ装置。
【請求項２】前記反射板は、前記走査方向に向かって
形成されるミリ波ビームが垂直方向に広くかつ水平方向
に狭くなるようにその反射面が成形されていることを特
徴とする請求項１に記載の車載用ミリ波レーダ装置。
【請求項３】前記ビーム放射／受信手段を複数個設け
ると共に、前記反射板駆動手段は前記反射板を同一方向
に連続的に回転駆動することを特徴とする請求項１また
は２に記載の車載用ミリ波レーダ装置。
【請求項４】前記反射板を複数個設け、該複数の反射
板を同一の回転軸に取り付けると共に、前記反射板駆動
手段は前記回転軸を同一方向に連続的に回転駆動するこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の車載用ミリ波
レーダ装置。
【請求項５】前記反射板を、その反射面の曲率がすべ
て同じではない複数個の反射板から構成して同一の回転
軸に取り付けると共に、前記反射板駆動手段は前記回転
軸を同一方向に連続的に回転駆動することを特徴とする
請求項２記載の車載用ミリ波レーダ装置。
【請求項６】車輛に固定されてミリ波ビームを放射す
るためのビーム放射手段と、該手段から放射されたミリ波ビームを反射して走査方向
へ放射するための、車輛に対して回転可動に取り付けら
れた第１の反射板と、前記走査方向から戻ってきたミリ波ビームを反射するた
めの、車輛に対して回転可動に取り付けられた第２の反
射板と、車輛に固定されて前記第２の反射板から戻ってきたミリ
波ビームを受信するための受信手段と、前記第１及び第２の反射板を同期して回転駆動するため
の反射板駆動手段と、を備えたことを特徴とする車載用
ミリ波レーダ装置。
【請求項７】前記第１及び第２の反射板は、前記走査
方向に向かって形成されるミリ波ビームが垂直方向に広
くかつ水平方向に狭くなるようにその反射面が成形され
ていることを特徴とする請求項６に記載の車載用ミリ波
レーダ装置。
【請求項８】前記ビーム放射手段及び前記受信手段を
それぞれ同じ個数の複数個づつ設けると共に、前記反射
板駆動手段は前記反射板を同一方向に連続的に回転駆動
することを特徴とする請求項６または７に記載の車載用
ミリ波レーダ装置。
【請求項９】前記第１の反射板を複数個設けて第１の
回転軸に取り付け、前記第２の反射板を前記第１の反射
板と同じ個数設けて第２の回転軸に取り付けると共に、
前記反射板駆動手段は、前記第１及び第２の回転軸を同
期して同一方向に連続的に回転駆動することを特徴とす
る請求項６または７に記載の車載用ミリ波レーダ装置。
【請求項１０】前記第１の反射板をその反射面の曲率
が全て同じではない複数個の反射板から構成して第１の
回転軸に取り付け、前記第２の反射板を前記第１の反射
板と同数でかつその各々の反射面の曲率が前記第１の反
射板の各々と等しいところの複数個の反射板から構成し
て第２の回転軸に取り付けると共に、前記反射板駆動手
段は、前記第１及び第２の回転軸を同期して同一方向に
連続的に回転駆動することを特徴とする請求項７記載の
車載用ミリ波レーダ装置。