JPH11160426A - 車載レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 前方監視車載レーダは車体の前面に搭載する
が、ラジエータ前面に搭載すると空気の流れを阻止する
ため、エンジンの冷却に影響を与える問題があった。
又、バンパーの下では地面に近くなるため、地面がレー
ダ特性に及ぼす影響が大きく、搭載するスペースが確保
できない問題があった。 【解決手段】 ナンバープレートの裏面に車載レーダを
装着することで、車載搭載を可能にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は自動車の前面に搭
載され、車の安全走行に用いられるレーダ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】降雨時や降雪時、霧の中での走行は視界
不良のため危険である。前方車両や障害物の距離や相対
速度などの情報を提供し、危険の差し迫ったときには警
報を発生するシステムはドライバーに安心感を与えるも
のである。また、事故防止のためにも適切な警報は非常
に有効である。今後の自動車技術の動向としてインテリ
ジェント化が進み、悪天候でもドライバの視界をサポー
トする車載用障害物検知センサは予防安全に関する重要
な技術である。車載用障害物検知センサとしては、超音
波や光を用いたものがすでに実用化されている。ミリ波
を用いたセンサは他の形式と比べて以下のような特徴を
持つ。 （１）雨、霧、雪といった悪天候に左右されない。 （２）光に比べ、物体の形状、色の影響を受けにくい。 （３）超音波に比べ、大気の乱流の影響を受けない。 （４）ミリ波を用いるとマイクロ波を用いたセンサに比
べレーダ装置で小形化できる。 このような特徴を有するため、車載用としてのミリ波を
用いたレーダ装置は今後大いに普及することが予想され
る。

【０００３】特に衝突防止を目的とした前方監視車載レ
ーダに関する検討が多く進められている。その運用例を
図９に示す。図において１は自車線、２は中央分離帯、
３は車両、４は検出する前方車両、５は車載レーダ、６
は車載レーダより送信される送信波、７は受信波（反射
波）である。まず、車載レーダ５を車両３に搭載し、電
波を送信する。この電波は車両３の前方に車両が存在し
ている場合は、この前方車両４で反射する。この反射し
た電波を車載レーダにて受信する。送信波６と受信波７
を信号処理することにより、前方車両４の相対速度と距
離を検出することができる。その概要を次に示す。

【０００４】通常、三角波によりＦＭ変調された送信信
号が送信アンテナから送信される。受信波である反射波
は、周波数軸において自車両と前方車両との相対速度に
応じたドップラーシフトの影響を受け、また、時間軸に
おいては送信信号を基準とする自車両と前方車両の距離
に応じた遅延時間分の遅れを受けた信号とした受信され
る。受信信号はミキサで送信周波数とミキシングされ、
三角波形のアップとダウンに相当するビート信号が出力
される。この周波数成分より前方車両と自車両との距離
と相対速度を知ることができ、衝突の防止あるいは回避
する車載レーダ装置として作用する。

【０００５】車載レーダを搭載した例として、例えば、
Ａ．Ｇ．Ｓｔｏｖｅ，”８０ＧＨｚｒａｄａｒ ｆｏｒ
ｃａｒｓ”，Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌ
ａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，ＵＫ，Ｃ３８９／０３４ＩＭ
ｅｃｈＥ１９９２，ｐｐ．１１５−１２１がある。その
ようすを図１０に示す。８は車体、９はライト、１０は
バンパー、１１ａはナンバープレート、３０はラジエー
タである。一般的な自動車の前面部にはライト、バンパ
ー、ラジエータ、ナンバープレート等が密に構成されて
いる。車載レーダの縦横の寸法は１００ｍｍ×２００ｍ
ｍ程度で厚さが１００ｍｍ程度のものが報告されてい
る。あるいは、縦横の寸法が若干小さくなって、厚さが
１５０ｍｍ程度のものも報告されている。図１０では、
ラジエータ前面に車載レーダを搭載した例を示してい
る。自動車の前面には限られたスペースしかなく、ま
た、車種によって形状が異なるため、ラジエータ前面に
搭載することが一般的である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特に近
年の車は空気抵抗を低減した流線形の車両形状が多い。
図１０ではかなりラジエータ部の大きな車の例を示して
いるが、最近の多くの車では、ラジエータ部の面積はか
なり小さい場合が多い。前面部に新規にレーダ装置を取
り付けることはスペース的にかなり困難になりつつあ
る。また、図１０に示したようにラジエータ前面に搭載
するのは実用上難しい。ラジエータは空気を十分取り入
れ冷却する必要があるのに対し、前面に搭載することで
かなり空気の流れを阻止してしまう。車の機能上ラジエ
ータ前面に取り付けることは難しい。

【０００７】また、ミリ波を用いることで小形化を図る
ことはできるが、まだまだ車両の前面部に車両にフィッ
トする形で搭載するまでには至っていない。今後、さら
に小形化が進むが、アンテナビーム幅の関係から小形化
にも限度がある。すなわち、自車線と隣接車線との区別
をするためには、ある一定以下のビーム幅にする必要が
ある。車線幅よりビーム幅は数度以下でなければならな
い。アンテナ寸法とビーム幅は反比例するため、所望の
ビーム幅を得るためには、それに対応したアンテナ寸法
が必要になり、小形化には限界がある。

【０００８】さらに、比較的大きい車載レーダをラジエ
ータ前面部に搭載することは美観上好ましくない。

【０００９】また、バンパーの下部に搭載することも考
えられるが、バンパーの下部ではレーダ装置の位置が地
面高すれすれになる。凹凸のある路面では車載レーダを
損傷することになる。また、地面高すれすれでは地面で
の反射の影響が大きくなるため、レーダ特性に影響を及
ぼすことになる。

【００１０】そこで、美観上問題がなく、自動車の機能
を低下させない車載レーダを取り付ける搭載スペースを
確保することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、第１の発明による車載レーダ装置は、車載レーダ
をナンバープレートの裏面に取り付けるようにしたもの
である。

【００１２】また、第２の発明による車載レーダ装置
は、ナンバープレートを誘電体で構成するようにしたも
のである。

【００１３】また、第３の発明による車載レーダ装置
は、ナンバープレートを車載レーダのアンテナを保護す
るレドームとして用いるようにしたものである。

【００１４】また、第４の発明による車載レーダ装置
は、ミリ波帯レーダを用いることにしたものである。

【００１５】また、第５の発明による車載レーダ装置
は、ナンバープレート裏面に車載レーダとレーザレーダ
を搭載し、両者を組合わせて使用するようにしたもので
ある。

【００１６】また、第６の発明による車載レーダ装置
は、ナンバープレート裏面の車載レーダをバンパーの内
部に挿入し、ナンバープレートの突出を小さくしたもの
である。

【００１７】また、第７の発明による車載レーダ装置
は、車載レーダをライトの中部に挿入し、ライトの鏡面
とアンテナの鏡面を共有するようにしたものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１を示す概略構成図である。図において、５
は車載レーダ、８は車体、９はライト、１０はバンパ
ー、１１ａはナンバープレートである。ナンバープレー
トは車の機能としてはナンバーを表示するものである。
よって、その裏面に何かを構成してもその機能が低減す
ることはない。そこで、図では、ナンバープレートの裏
面に車載レーダを搭載した例を示している。ナンバープ
レートの寸法は約１５０ｍｍ×３００ｍｍ程度であり、
車載レーダを搭載するには十分の大きさである。また、
ナンバープレートの裏面に搭載するため、美観上も問題
はない。図では、平面状のアンテナを用いた例を示した
が、鏡面状アンテナ、レンズアンテナ等の他の形状のア
ンテナでもこの発明は有効である。

【００１９】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２を示す概略構成図である。図において、１１ｂは誘
電体のナンバープレート、１２はナンバープレートを保
持するサポート、１３はアンテナ、１４は送受信機、１
５は信号処理部、１６はアンテナを保護するレドーム、
１７は送信アンテナあるいは受信アンテナのアンテナビ
ームである。ナンバープレートは一般的に金属で構成さ
れる場合が多い。一部ナンバーの表示部が発光性のもの
があり、金属以外のものも用いられている。車載レーダ
はナンバープレートの裏面に搭載されるため、金属であ
れば、電波は通過することができない。そこで、金属以
外の誘電体をナンバープレートとして用いる。この誘電
体材料及びその厚さは特に限定されたものではなく、低
損失で、強度、耐環境性に優れたものであればよい。ま
た、ナンバープレート全体を誘電体とする必要はなく、
レーダ装置の前面だけとしてもよく、その面積は制限さ
れない。

【００２０】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３を示す概略構成図である。図において、１０はバン
パー、１１ｂは誘電体のナンバープレート、１８は金属
きょう体である。実施の形態２では、アンテナ前面にア
ンテナ１３を保護するレドーム１６を装着することで耐
環境性を向上させている。さらにその前面に誘電体から
なるナンバープレート１１ｂを構成している。レドー
ム、ナンバープレート両者共に低損失で、強度、耐環境
性の優れた誘電体材料が好ましい。そこで、このナンバ
ープレート１１ｂをレドーム１６と共用化することで、
新たなレドームが不要になる。ナンバープレートとアン
テナを一体化することで、小形、薄形に構成することが
可能になる。

【００２１】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４を示す概略構成図である。図において、１９はミリ
波帯アンテナ、２０はミリ波帯送受信機、２１はミリ波
帯アンテナビームである。ミリ波帯は３０ＧＨｚ以上の
周波数帯である。従来の実施例でも述べたようにミリ波
帯は他の周波数にはない優れた特性を有している。前方
の車両を検出するためには、アンテナビーム幅を１つの
車線程度にする必要がある。ビーム幅が広いと隣接車線
の車両との区別がつきにくくなる。ビーム幅よりアンテ
ナ寸法は波長が決まれば一義的に決まる。すなわち、ビ
ーム幅を狭くするためには波長比で、アンテナ寸法を大
きくしなければならない。高周波数であるミリ波を用い
ると、波長が小さくなるためアンテナ寸法を小さくした
ままで、所望のビーム幅を得ることができる。車線幅よ
りビーム幅は数度以下にする必要があり、ミリ波帯では
容易に実現できるが、マイクロ波帯では大型化し実用的
な寸法にならない。また、ミリ波帯は伝搬損失が大きい
という特徴がある。このため伝搬距離はせいぜい数１０
０ｍ以内である。探知距離には制限があるが、一方、干
渉低減には極めて有効である。普及すれば多くの車両に
車載レーダが搭載されるため、干渉対策が必要である、
ミリ波を用いることで伝搬距離が小さくなるため、自ず
と干渉波が低減される特徴がある。

【００２２】実施の形態５．図５はこの発明の実施の形
態５を示す概略構成図である。図において、５は車載レ
ーダ、２２はレーザレーダである。レーザレーダは霧、
雨などの天候に左右され、また、汚れ等にも弱い。しか
し、一方で分解能に優れており、高速スキャンも可能で
あるため多目標の検出が容易である。ミリ波帯車載レー
ダに比べるとさらに小形化が可能である。そこで、レー
ザレーダとミリ波帯車載レーダを組合せ、ナンバープレ
ートの裏面の搭載する。ナンバープレートの寸法に比
べ、両者ともに小さいため、搭載は可能である。両者の
特性を補間し合うことで、天候に左右されず、高分解能
特性が得られる。これにより誤検出が低下し、信頼性が
向上する。ここでは、レーザレーダとの複合の例を示し
たが、超音波等他のセンサとの複合も可能である。

【００２３】実施の形態６．図６はこの発明の実施の形
態６を示す概略構成図である。図において、１０はバン
パー、１１ｂは誘電体のナンバープレート、１９はミリ
波帯アンテナ、２０はミリ波帯送受信機、２１はアンテ
ナビームである。実施の形態２ではナンバープレート裏
面とバンパー表面の間に、車載レーダ５を搭載したた
め、最低でもバンパー表面から数センチ以上は突出して
いた。車載レーダをナンバープレート裏面のバンパー内
部に挿入することで、突出部が少なくなる。美観上優れ
ると共に、小形・薄形化を図ることができる。ナンバー
プレートとバンパーを一体化することも可能になる。さ
らに、衝突が生じた場合にはレーダが突出していると損
傷することになるが、バンパー内部に挿入することで、
軽い衝突であればレーダの損傷を防ぐことができる。

【００２４】実施の形態７．図７はこの発明の実施の形
態７を示す概略構成図である。ライト９の中に車載レー
ダを複合させた構成である。また、図８はその詳細図で
ある断面図を示している。図において、２３は主鏡、２
４は副鏡、２５はホーンアンテナ、２６は電球、２７は
電波の放射の向き、２８は光の放射の向き、２９は送受
信機及び信号処理部を含むレーダ部である。ライトは電
球とそれを反射させる反射鏡とから構成される。この反
射鏡を電波も反射させる形状とすることで、反射鏡を共
有化することができる。電波の場合、鏡面の裏面から放
射させるために、まず、ホーンアンテナから電波を送信
し、副鏡で一度反射させた後、主鏡で反射させアンテナ
ビームを構成する。図ではカセグレン形式の例を示し
た。他の形式、例えば、グレゴリアン形式あるいはニュ
ートン形式でもよい。この副鏡の裏面に電球を取り付け
ることで、スペースの効率化を図ることができる。光は
電球から放射された光が直接放射するものと、主鏡で反
射した後放射されるものがある。そのようすを電波の放
射の向きを実線、光の放射の向きを点線で示している。
この図はあくまでも電波が放射する例を示したが、受信
の場合は向きが逆になる。このような構成とすること
で、ライトと車載レーダを共有でき、搭載スペースを確
保できる。また、ここでは、ホーンアンテナを一つと
し、送受信共用化を図った例を示したが、送受信のホー
ンアンテナを分離させてもよい。また、複数のホーンア
ンテナを設け、マルチビームとすることも可能である。
また、ここでは、ホーンアンテナを用いた例を示した
が、マイクロストリップアンテナ、スロットアンテナ、
ダイポールアンテナ、ノッチアンテナ等他のアンテナで
もこの発明は有効である。さらに、反射鏡を用いる例を
示したが、レンズを用いても同様な効果が得られる。

【００２５】

【発明の効果】第１の発明によれば、車載レーダをナン
バープレートの裏面に取り付けることで搭載スペースを
確保できる効果がある。

【００２６】また、第２の発明によれば、ナンバープレ
ートを誘電体とすることで、電波の通過をよくできる効
果がある。

【００２７】また、第３の発明によれば、ナンバープレ
ートをレドームとして用いることで、構成を簡単化でき
る効果がある。

【００２８】また、第４の発明によれば、ミリ波帯を使
用することで小形化を図れ、さらに高利得特性が得られ
る効果がある。

【００２９】また、第５の発明によれば、レーザレーダ
を組合せて使用することで車両検出の精度、信頼性が向
上する効果がある。

【００３０】また、第６の発明によれば、車載レーダを
バンパーの中に搭載することで、突出部を無くし、美観
上優れる効果がある。

【００３１】また、第７の発明によれば、車載レーダを
ライトの内部に挿入し、ライトの鏡面とアンテナの鏡面
を共有することで、搭載スペースを確保できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による車載レーダの実施の形態１を
示す概略構成図である。

【図２】 この発明による車載レーダの実施の形態２を
示す概略構成図である。

【図３】 この発明による車載レーダの実施の形態３を
示す概略構成図である。

【図４】 この発明による車載レーダの実施の形態４を
示す概略構成図である。

【図５】 この発明による車載レーダの実施の形態５を
示す概略構成図である。

【図６】 この発明による車載レーダの実施の形態６を
示す概略構成図である。

【図７】 この発明による車載レーダの実施の形態７を
示す概略構成図である。

【図８】 この発明による車載レーダの実施の形態７を
示す詳細図である。

【図９】 前方監視用車載レーダの運用例を示す概略構
成図である。

【図１０】 従来の車載レーダの例を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 自車線、２ 中央分離帯、３ 車両、４ 検出する
前方車両、５ 車載レーダ、６ 送信波、７ 受信波
（反射波）、８ 車体、９ ライト、１０ バンパー、
１１ａ ナンバープレート、１１ｂ ナンバープレート
（誘電体）、１２サポート、１３ アンテナ、１４ 送
受信機、１５ 信号処理部、１６ レドーム、１７ ア
ンテナビーム、１８ 金属きょう体、１９ ミリ波帯ア
ンテナ、２０ ミリ波帯送受信機、２１ ミリ波帯アン
テナビーム、２２ レーザレーダ、２３ 主鏡、２４
副鏡、２５ ホーンアンテナ、２６ 電球、２７ 電波
の向き、２８ 光の向き、２９ 送受信機、３０ ラジ
エータ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信信号及び受信信号を送信あるいは受
   信するアンテナと、上記アンテナと接続された送受信機
   と、上記送信信号と受信信号を処理する手段を具備する
   ことで物体を検知するレーダ装置において、自動車の前
   面あるいは背面のナンバープレート裏面に上記レーダ装
   置を取り付けたことを特徴とする車載レーダ装置。
2. 【請求項２】 誘電体材料からなるナンバープレートを
   用いたことを特徴とする請求項１に記載の車載レーダ装
   置。
3. 【請求項３】 ナンバープレートを上記アンテナを保護
   するレドームとして用いたことを特徴とする請求項１〜
   ２のいずれかに記載の車載レーダ装置。
4. 【請求項４】 上記レーダ装置の送受信周波数としてミ
   リ波帯を使用したことを特徴とする請求項１〜３のいず
   れかに記載の車載レーダ装置。
5. 【請求項５】 上記レーダ装置と、レーザを送受信する
   手段を具備することで物体を検知するレーザレーダ装置
   とを併用し、自動車の前面あるいは背面のナンバープレ
   ート裏面に上記レーダ装置及びレーザレーダ装置を取り
   付けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
   の車載レーダ装置。
6. 【請求項６】 上記レーダ装置をナンバープレート裏面
   のバンパー内部に挿入したことを特徴とする請求項１〜
   ５のいずれかに記載の車載レーダ装置。
7. 【請求項７】 自動車の前面あるいは背面に具備された
   光を照射する電球と、上記電球を反射させ、ある方向に
   集光させる反射鏡とで構成されるライトと、電波を放射
   する１個あるいは複数個の放射素子と、上記放射素子か
   ら放射された電波を反射させ、ある方向にビームを形成
   する反射鏡で構成させるアンテナと、上記アンテナから
   送信あるいは受信する送信信号及び受信信号を処理する
   手段を具備することで物体を検知するレーダ装置であっ
   て、上記ライトの反射鏡と上記アンテナの反射鏡を共用
   させたことを特徴とする車載レーダ装置。