WO2005114785A1

WO2005114785A1 - アンテナ装置およびこれを用いたレーダ装置

Info

Publication number: WO2005114785A1
Application number: PCT/JP2005/006238
Authority: WO
Inventors: Tomohiro Nagai
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2005-12-01
Also published as: DE112005000876T5; JP4337876B2; US20070035461A1; US7453411B2; DE112005000876B4; JPWO2005114785A1

Abstract

　一次放射器（１）は、アンテナ装置の正面方向に平行な方向に延びる円筒形導波管で形成された伝送部（１２）と、前記正面方向に垂直な方向に延びる矩形ホーン形状の放射部（１１）とからなる。また、一次放射器（１）の伝送部（１２）の放射部（１１）が接続されていない側に端部は、伝送部（１２）と延びる方向の中心軸が一致する導波管（５）にロータリージョイント（４）により回転可能に接続されている。第１リフレクタ（２）は、オフセットパラボラリフレクタからなり、所定の指向性を得るように一次放射器（１）に対して所定の姿勢で、一次放射器（１）の上方に配置されている。第２リフレクタ（３）は、垂直方向が放物線で、水平方向が円環（トーラス）形であり、所定の指向性を得るように一次放射器（１）に対して所定の姿勢で、一次放射器（１）の下側に配置されている。

Description

明細書

アンテナ装置およびこれを用いたレーダ装置

技術分野

[0001] この発明は、機械的に一次放射器を回転させながら信号を放射してリフレクタにより所定方向に反射することでビーム形成を行うアンテナ装置、およびこれを用いてビーム送信方向の物標を探知するレーダ装置に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、車載用レーダ装置は、物標探知用のミリ波信号をビーム形成して探知方向に送信し、物標からの反射信号 (以下、「物標反射信号」と称す。）を受信して、探知領域の物標を探知するものである。このようなレーダ装置は、ミリ波信号を所定の放射面から放射する一次放射器と、該一次放射器から放射されたミリ波信号を探知方向に反射させたり、探知領域内からの物標反射信号を反射して一次放射器に導くリフレクタと、を備えている。また、レーダ装置では、所定の幅を有する探知領域内の物標を探知するために、ミリ波信号のビームを所定方向、例えば、水平方向に走査させなければならない。このため、従来のレーダ装置では、フェーズドアレイアンテナを用いて、送信するミリ波信号のビームを電気的に走査する電子スキャン方式や、一次放射器やリフレクタを回転'移動させることで、送信するミリ波信号のビームを機械的に走査するメカスキャン方式が用いられて、る。

[0003] 従来のメカスキャン方式を用いたレーダ装置は、特許文献 1に示すように、ビーム送信方向に垂直な方向を一次放射器の回転軸方向とし、この回転軸から外側に向けて円周面側に一次放射器が設置されており、さらに、一次放射器が設置された回転軸力も所定距離離間した位置の所定角度範囲に亘りリフレクタが設置されている。このリフレクタの形状は、所望の走査範囲に対してミリ波信号が送信されるように設計されている。このようなレーダ装置では、一次放射器から放射された信号をリフレクタで反射させることで、所定方向に指向性を有する送信ビームを形成する。そして、一次放射器を回転軸により回転させることで、一次放射器カゝら放射される電波の放射方向が回転し、リフレクタで反射方向が変化して所定の角度範囲内を走査する所定強度の送信ビームが形成される。

特許文献 1：特許第 2693497号

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] し力しながら、特許文献 1に示したような従来のメカスキャン方式を用いたレーダ装置のアンテナ装置では、リフレクタが一つし力設置することができないため、一つのァンテナ装置に対して一つ指向性し力持たせることができな力つた。このため、それぞれに異なる複数の探知領域を探知するレーダ装置を形成するには、それぞれの探知領域に対応した指向性を有するアンテナ装置を設置しなければならず、レーダ装置が大型化してしまう。

[0005] したがって、この発明の目的は、複数の指向性を有する小型のアンテナ装置とこれを備えたレーダ装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0006] この発明は、回転しながら回転軸方向とは異なる方向に信号を放射する一次放射器と、該一次放射器から放射された信号を反射してアンテナ装置のビーム送信方向に導き、該ビーム送信方向からの物標反射信号を反射して一次放射器に導くリフレタタとを備えたアンテナ装置において、一次放射器を、回転軸方向とビーム送信方向とが略一致する姿勢で配置したことを特徴として、る。

[0007] この構成では、一次放射器カゝら放射される信号の放射方向の中心がアンテナ装置のビーム送信方向に対して所定角を有し、平行ではない。この放射された信号は、リフレクタにより反射されてビーム形成されて、ビーム送信方向に伝搬される。この際、一次放射器の回転軸方向とビーム送信方向とが略平行であるので、リフレクタは一次放射器の回動軸の円周面力外部方向の全周のどの位置にも配置することが可能となる。

[0008] また、この発明のアンテナ装置は、一次放射器を、該一次放射器の放射方向と回転軸方向とが 30° 以上の角を成す姿勢で配置したことを特徴としている。

[0009] この構成では、一次放射器の放射方向と回転軸方向とが所定角以上を成すので、一次放射器の放射面に対向して配置されるリフレクタの配置位置および形状が設定しゃすい。すなわち、放射方向と回転軸方向との成す角が小さいと、一次放射器の放射面力放射される信号の放射方向は回転軸方向に対して平行に近づく。このため、一次放射器を回転させても、一次放射器力もの信号の放射方向に殆ど変化がない。一方、放射方向と回転軸方向との成す角が大きいすなわち垂直に近づくと、一次放射器による放射方向の変化が大きくなる。この結果、後述するリフレクタを複数備える場合に、これらのリフレクタが設置可能な範囲が広くなる。

[0010] また、この発明のアンテナ装置は、リフレクタを複数備えたことを特徴としている。

[0011] この構成では、リフレクタを複数備えることで、一次放射器の一回転中にそれぞれのリフレクタで形成されるビームが送信される。

[0012] また、この発明のアンテナ装置は、複数のリフレクタをそれぞれに異なる形状としたことを特徴としている。

[0013] この構成では、複数のリフレクタの形状が異なることで、一次放射器の一回転中にそれぞれのリフレクタで形成されるビームの指向性を異ならせることが可能となる。

[0014] また、この発明のアンテナ装置は、複数のリフレクタを、一次放射器に対してそれぞれに異なるような姿勢で配置したことを特徴としている。

[0015] この構成では、複数のリフレクタの姿勢が異なることで、ビームの指向性が異なり、一次放射器の一回転中に異なるビームの送受信が可能となる。

[0016] また、この発明のアンテナ装置は、一次放射器とリフレクタとを内部に設置する筐体を備えたことを特徴として！/ヽる。

[0017] この構成では、筐体を備えることで、アンテナ装置の各部が外部環境力も保護される。

[0018] また、この発明のアンテナ装置は、リフレクタと筐体とを一体形成したことを特徴としている。

[0019] この構成では、リフレクタと筐体とがー体形成であることによりアンテナ装置の構成要素が減少する。

[0020] また、この発明のレーダ装置は、前述のアンテナ装置と、一次放射器から放射する信号を生成するとともに、この信号と一次放射器に導かれた物標反射信号とを用いて探知信号を生成する探知信号生成手段と、を備えたことを特徴として、る。 [0021] この構成では、前述のアンテナ装置を用いることで、所望のビーム指向性を有して所望の探知領域を探知するレーダ装置が形成される。特に、アンテナ装置のリフレタタを複数備え、且つ、これらリフレタタカも反射される信号によるビームの指向性が異なるように、リフレクタの形状および姿勢を設定することで、単一のアンテナ装置だけで、複数の探知領域を探知するレーダ装置が形成される。

発明の効果

[0022] この発明によれば、一次放射器力放射される信号の放射方向の中心がアンテナ装置のビーム送信方向に対して所定角を有し、平行ではなぐ且つ、一次放射器の回転軸方向とビーム送信方向とが略平行であるので、リフレクタは一次放射器の回転軸の円周面力も外部方向の全周のどの位置にも配置することができる。これにより、それぞれに異なるビーム指向性を有する複数のリフレクタを配置することが容易となる。

[0023] また、この発明によれば、一次放射器の放射方向と回転軸方向とが所定角以上を成すので、一次放射器の放射面に対向して配置されるリフレクタの配置位置および形状が設定しやすい。これにより、それぞれに異なるビーム指向性を有する複数のリフレクタを配置する場合に、これらのリフレクタの設置可能な範囲が広くなり、さらにリフレクタの配置が容易となる。

[0024] また、この発明によれば、リフレクタを複数備えることで、一次放射器の一回転中にそれぞれのリフレクタで形成されるビームが送信される。これにより、それぞれに異なるビーム指向性を有する複数のリフレクタを用いれば、一次放射器の一回転中に異なる指向性を有する複数のビームを送信することができる。

[0025] また、この発明によれば、複数のリフレクタの形状をそれぞれ異ならせることで、それぞれのリフレクタで形成されるビームの指向性を異ならせることが可能となり、一つの一次放射器を用いて指向性の異なる複数のビームを送信するアンテナ装置を構成することができる。

[0026] また、この発明によれば、複数のリフレクタの一次放射器に対する姿勢がそれぞれに異なることで、ビームの指向性が異なり、一次放射器の一回転中にそれぞれの指向性のビームの送受信が可能となり、一つの一次放射器を用いて指向性の異なる複数のビームを送信するアンテナ装置を構成することができる。

[0027] また、この発明によれば、筐体を備えることで、アンテナ装置の各構成要素が、外部環境カゝら保護されるので、前述の一つの一次放射器で複数の異なる指向性を有するという効果を奏するとともに、耐久性に優れるアンテナ装置を構成することができる。

[0028] また、この発明によれば、リフレクタと筐体とがー体形成であることにより、アンテナ装置の構成要素が減少する。これにより、一つの一次放射器で複数の異なる指向性を有し、さらに耐久性に優れるという効果を奏するとともに、製造が容易で、安価なァンテナ装置を構成することができる。

[0029] また、この発明によれば、前述のアンテナ装置を用いることで、所望のビーム指向性を有して所望の探知領域を探知するレーダ装置を形成することができる。特に、ァンテナ装置のリフレクタを複数備え、且つ、これらリフレタタカも反射される信号によるビームの指向性が異なるように、リフレクタの形状および姿勢を設定することで、単一の一次放射器を備える単一のアンテナ装置だけで、複数の探知領域を探知するレーダ装置を構成することができる。これにより、複数のビーム指向性を有する、すなわち、複数の探知領域が探知可能なレーダ装置を比較的小型に形成することができる図面の簡単な説明

[0030] [図 1]第 1の実施形態に係るアンテナ装置の外観図である。

[図 2]第 1の実施形態に係るアンテナ装置の側面図である。

[図 3]—次放射器 1の放射面が第 1リフレクタ 2側を向いている場合の一次放射器 1の回転角度とアンテナ装置の指向性との関係を示す図である。

[図 4]一次放射器 1の放射面が第 2リフレクタ 3側を向いている場合の一次放射器 1の回転角度とアンテナ装置の指向性との関係を示す図である。

[図 5]—次放射器とリフレクタの相対位置関係を示す側面図である。

[図 6]各種放射器の形状を示す図である。

[図 7]第 2の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す側面図である。

[図 8]第 3の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す側面図である。

[図 9]第 4の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す外観図である。 [図 10]第 5の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す側面図である。

[図 11]第 6の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す側面図である。

[図 12]第 7の実施形態に係るレーダ装置の概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

[0031] 1一一次放射器

11一放射部

12—伝送部

2, 3, 7, 8, 9, 10—リフレクタ

4一ロータリージョイント

5—導波管

6—モータ

100—アンテナ装置

200—サーキユレータ

300—ミキサ

400—力プラ

401—無反射終端器

500-VCO

600-LNA

発明を実施するための最良の形態

[0032] 本発明の第 1の実施形態に係るアンテナ装置について図 1〜図 6を参照して説明する。

[0033] 図 1は本実施形態のアンテナ装置の外観図である。

また、図 2は本実施形態のアンテナ装置の側面図であり、（a)は一次放射器 1がリフレクタ 2側を向いた状態を示し、 (b)は一次放射器 1がリフレクタ 3側を向いた状態を示す。なお、図中の点線矢印はミリ波信号の放射方向、およびこのミリ波信号力もなる送信ビームの送信方向を示し、太実線矢印はアンテナ装置の正面方向を示す。図 1、図 2に示すように、アンテナ装置は、一次放射器 1、第 1リフレクタ 2、第 2リフレクタ 3、ロータリージョイント 4、導波管 5、モータ 6を備える。 [0034] 一次放射器 1は、アンテナ装置の正面方向に平行な方向に延びる所定径の円筒形導波管で形成された伝送部 12と、前記正面方向に垂直な方向に延びる矩形ホーン形状の放射部 11とからなる。放射部 11は、矩形ホーン形状の開口面積の大きい側の端面を放射面とし、開口面積の小さい側の端面を伝送部 12への接続面としている。そして、放射部 11は伝送部 12の一方端力も所定距離の位置に接続されている。この際、放射部 11の延びる方向と伝送部 12の延びる方向とが垂直となるように、放射部 11と伝送部 12とが接続されている。これにより、一次放射器 1の放射部 11の延びる方向はアンテナ装置の正面方向に垂直な方向となり、一次放射器 1の放射面はアンテナ装置の正面方向に垂直な方向に垂直な面となる。この結果、一次放射器 1 力放射される信号の放射方向の中心は、アンテナ装置の正面方向に垂直な方向となる。なお、伝送部 12は、同軸線路や円形誘電体線路で構成しても構わない。

[0035] また、一次放射器 1の伝送部 12の放射部 11が接続されていない側に端部は、伝送部 12と延びる方向の中心軸が一致する導波管 5にロータリージョイント 4により回転可能に接続されており、伝送部 12の放射部 11が接続される側の端部には、伝送部 1 2の中心軸を回転軸 Aとして一次放射器 1を回転させるモータ 6が設置されて、る。これにより、一次放射器 1は、アンテナ装置の正面方向（前記回転軸 Aに平行な方向）に対して垂直な方向で、且つ回転角度に応じた方向を中心として信号を放射する。すなわち、一次放射器 1を回転させることで、アンテナ装置の正面方向に垂直な面の全周方向に信号を放射することが可能となる。

[0036] 第 1リフレクタ 2は、所定の焦点距離の回転放物面力所定の直径の円を部分的に切り出した形状の、いわゆるオフセットパラボラリフレタタカもなり、所定の指向性を得るように一次放射器 1に対して所定の姿勢で、一次放射器 1の上方に配置されて、る。具体的には、一次放射器 1の放射部 11が伝送部 12に対して鉛直上方向に配置された場合に、第 1リフレクタ 2の反射により形成されるビームの指向性がアンテナ装置の真正面 (正面方向で且つ水平方向の角度が 0° )で最も強くなるような姿勢で、第 1リフレクタ 2が設置されて、る。

[0037] 第 2リフレクタ 3は、垂直方向が放物線で、水平方向が円環（トーラス)形であり、所定の指向性を得るように一次放射器 1に対して所定の姿勢で、一次放射器 1の下側に配置されている。具体的には、一次放射器 1の放射部 11が伝送部 12に対して鉛直下方向に配置された場合に、第 2リフレクタ 3の反射により形成されるビームの指向性がアンテナ装置の真正面 (正面方向で且つ水平方向の角度が 0° )で最も強くなるような姿勢で、第 2リフレクタ 3が設置されている。

[0038] このようなアンテナ装置では、導波管 5を介して探知用のミリ波信号が伝送されると、ミリ波信号は一次放射器 1の伝送部 12に伝送されて、放射部 11の放射面から、ァンテナ装置の正面方向に垂直な方向を放射方向の中心として放射される。ここで、一次放射器 1の放射面が第 1リフレクタ 2側を向いていれば、一次放射器 1の放射面力も放射されたミリ波信号は、第 1リフレクタ 2により反射される。第 1リフレクタ 2は、反射により、アンテナ装置の正面方向に、水平方向に狭い角度範囲で強い指向性を有するビームを形成する形状に形成されているので、第 1リフレクタ 2で反射されたミリ波信号のビームはアンテナ正面方向の狭範囲内の領域に送信される。

[0039] この第 1リフレクタ 2により形成されるビームによるアンテナ正面方向の探知領域に物標が存在すると、送信されたミリ波信号が物標に反射して、アンテナ装置方向に伝送される。この物標反射信号は、第 1リフレクタ 2により反射されて一次放射器 1の放射面で集中して受信される。この物標反射信号は、一次放射器 1の放射部 11、伝送部 12を伝送し、導波管 5に導かれ、導波管 5から外部回路に出力される。

[0040] ここで、第 1リフレクタ 2によるミリ波信号の反射で形成されるビームの特性、すなわち指向性は、第 1リフレクタ 2の反射面と一次放射器 1の放射面との相対姿勢により変化するので、一次放射器 1が回転すると指向性が変化する。

[0041] 図 3は、一次放射器 1の放射面が第 1リフレクタ 2側を向いている場合の一次放射器 1の回転角度とアンテナ装置の指向性との関係を示す図であり、 (a)〜（d)では一次放射器 1の回転角度、すなわち、第 1リフレクタ 2の反射面と一次放射器 1の放射面との相対姿勢が異なる。なお、図の横軸に記された角度は、アンテナ装置の真正面方向を 0° として、この方向を基準方向として水平方向に成す角を示す。また、図中の一次放射器回転角度は一次放射器 1が真上方向を向いた場合を 0° とし、この基準方向に対して成す角を示したものである。また、使用したミリ波信号の周波数は車載用レーダ装置に用いられる 76GHzである。 [0042] 図 3から分力るように、一次放射器 1を回転させることにより、アンテナ利得の最大ピークの水平方向の角度が変化する。これにより、水平方向に走査するビームを形成することができる。具体的には、図 3の場合、正面方向（0° 方向）のアンテナ利得が 35dBiで水平方向に ± 7° 程度まで走査が可能なアンテナ装置を形成することができる。これにより、正面方向に約 150mの位置までで、水平方向の走査角 ± 7° の範囲の物標を探知することができる。

[0043] 一方、一次放射器 1の放射面が第 2リフレクタ 3側を向いていれば、一次放射器 1の放射面から放射されたミリ波信号は、第 2リフレクタ 3により反射される。第 2リフレクタ 3 は、反射により、アンテナ装置の正面方向に、第 1リフレクタ 2によるビームよりも水平方向に広 1ヽ角度範囲の指向性を有するビームを形成する形状に形成されて!ヽるので、第 2リフレクタ 3で反射されたミリ波信号のビームはアンテナ正面方向の広範囲の領域に送信される。

[0044] この第 2リフレクタ 3により形成されるビームによるアンテナ正面方向の探知領域に物標が存在すると、送信されたミリ波信号が物標に反射して、アンテナ装置方向に伝送される。この物標反射信号は、第 2リフレクタ 3により反射されて一次放射器 1の放射面で集中して受信される。この物標反射信号は、一次放射器 1の放射部 11、伝送部 12を伝送し、導波管 5に導かれ、導波管 5から外部回路に出力される。

[0045] ここで、第 2リフレクタ 3によるミリ波信号の反射で形成されるビームの特性、すなわち指向性は、第 2リフレクタ 3の反射面と一次放射器 1の放射面との相対姿勢により変化するので、一次放射器 1が回転すると指向性が変化する。

[0046] 図 4は、一次放射器 1の放射面が第 2リフレクタ 3側を向いている場合の一次放射器 1の回転角度とアンテナ装置の指向性との関係を示す図であり、 (a)〜（d)では一次放射器 1の回転角度、すなわち、第 2リフレクタ 3の反射面と一次放射器 1の放射面との相対姿勢が異なる。なお、図の横軸に記された角度は、アンテナ装置の真正面方向を 0° として、この方向を基準方向として水平方向に成す角を示す。また、図中の一次放射器回転角度は一次放射器 1が真下方向を向いた場合を 0° とし、この基準方向に対して成す角を示したものである。また、使用したミリ波信号の周波数は車載用レーダ装置に用いられる 76GHzである。 [0047] 図 4から分力るように、一次放射器 1を回転させることにより、アンテナ利得の最大ピークの水平方向の角度が、第 1リフレクタ 2の場合よりも大きく変化する。これにより、水平方向により広範囲に走査するビームを形成することができる。具体的には、図 4 の場合、正面方向（0° 方向）のアンテナ利得が 22dBiで水平方向に ±40° 程度まで走査が可能なアンテナ装置を形成することができる。これにより、正面方向に約 40 mの位置までで、水平方向の走査角 ±40° の範囲の物標を探知することができる。

[0048] 以上のように、本実施形態の構成を用いることにより、一つの一次放射器を用いて複数の指向性を有するアンテナ装置を形成することができる。これにより、例えば、前述の例のように、真正面方向を含む狭い範囲で遠くの物標と、より広範囲で付近の物標とを、一次放射器の一回転中に検知することができる。

[0049] なお、前述の説明では、一次放射器の放射方向（放射部の延びる方向）が回転軸 A方向（アンテナ装置の正面方向）に対して垂直な場合について説明した力図 5に示すように、放射方向と回転軸 A方向との成す角が、角度の殆どない鋭角でない角、例えば 30° 以上で 90° 未満であってもよい。図 5は一次放射器とリフレクタの相対位置関係を示す側面図である。なお、図中の点線矢印はミリ波信号の放射方向、およびこのミリ波信号力もなる送信ビームの送信方向を示し、太実線矢印はアンテナ装置の正面方向を示す。これにより、リフレクタの焦点距離、奥行き、直径の設計自由度が増し、一次放射器およびリフレクタのレイアウト自由度が向上する。この結果、所望のアンテナ特性を有するアンテナ装置を容易に形成することができる。

[0050] また、前述の説明では、リフレクタの形状を回転放物面やトーラス形状に形成したが、所望の特性を得られる形状であれば前述の構成に用いることができる。このようなリフレクタの伊 [Jとしては、

(1)所望の指向性が得られる鏡面修正されたもの

(2)トーラス形状と回転放物面とを合成したもの

(3)複数の回転放物面を合成したもの

等が考えられる。そして、これらのリフレクタは、ダイカスト、切肖 ij、鍛造、榭脂メツキや蒸着、ワイヤ編み、印刷等の工法で形成することができる。

[0051] また、前述の説明では、一次放射器の放射部の形状を矩形ホーン形状にしたが、図 6に示すような各種形状の放射器を用いてもょヽ。

図 6は各種放射器の形状を示すものであり、（a)は円形ホーン形状放射器、（b)は誘電体ロッド型放射器、（c)パッチアンテナ、（d)スロットアンテナを示す。

このような構成の一次放射器を用いても前述の効果を奏することができる。

[0052] 次に、第 2の実施形態に係るアンテナ装置について図 7を参照して説明する。

図 7は、本実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す側面図である。なお、図中の点線矢印はミリ波信号の放射方向、およびこのミリ波信号力もなる送信ビームの送信方向を示し、太実線矢印はアンテナ装置の正面方向を示す。

図 7に示すように、本実施形態のアンテナ装置は、一次放射器 1の上下に同形状の第 1リフレクタ 2と第 3リフレクタ 7とが、一次放射器 1に存在する焦点に対して点対称に配置されたものであり、他の構成は第 1の実施形態に示したものと同じである。これにより、第 1リフレクタ 2の反射面はアンテナ正面方向を向き、第 3リフレクタ 7の反射面はアンテナ背面方向を向く。ここで、本実施形態では、前記焦点は、一次放射器 1の放射部 11の延びる方向の中心線と伝送部 12の延びる方向の中心線との交点に等しい。このような構造とすることで、一次放射器 1の上側の第 1リフレクタ 2はアンテナ正面方向にビームを形成し、一次放射器 1の下側の第 3リフレクタ 7はアンテナ背面方向にビームを形成する。これにより、一次放射器 1がー回転する間に前方と後方とにビームが形成されて、探知が可能となり、前方探知と後方探知とを一つのアンテナ装置で実現することができる。

[0053] なお、前述の説明では、二つのリフレクタの形状を同じにした力異なる形状のリフレクタを用いてもよい。この場合、各リフレクタの一次放射器に対する姿勢は、所望のアンテナ特性 (指向性)が得られるようにすればよ！、。

また、前述の説明では、一次放射器の上側のリフレクタが正面方向にビームを送信し、下側のリフレクタが背面方向にビームを送信する姿勢で配置されている力上側のリフレクタが背面方向にビームを送信し、下佃 jのリフレクタが正面方向にビームを送信する姿勢に配置してもよい。

[0054] 次に、第 3の実施形態に係るアンテナ装置について図 8を参照して説明する。

図 8は本実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す側面図である。なお、図中の点線矢印はミリ波信号の放射方向、およびこのミリ波信号力もなる送信ビームの送信方向を示し、太実線矢印はアンテナ装置の正面方向を示す。

図 8に示すアンテナ装置は、一次放射器 1の上方向に第 1リフレクタ 2が配置され、下方向に、第 1リフレクタ 2に対して一次放射器 1の回転軸 Aを基準に線対称の位置に、第 4リフレクタ 8が配置されたものである。そして、第 1リフレクタ 2は反射により形成するビームの方向を正面方向の斜め下方向とし、第 4リフレクタ 8は反射により形成するビームの方向を正面方向の斜め上方向としたものである。他の構成は、第 1の実施形態に示したアンテナ装置と同じである。このような構成とすることで、正面上方向、正面下方向に略同時にビームを送信するアンテナ装置を形成することができる。これにより、前方探知と垂直 (上下)探知とを一つのアンテナ装置で実現することができる

[0055] なお、前述の説明では、第 1リフレクタ 2と第 4リフレクタ 8とが略同形状であるが、それぞれに異なる形状のリフレクタを用いてもょ、。

[0056] 次に、第 4の実施形態に係るアンテナ装置について図 9を参照して説明する。

図 9は本実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す外観図である。図 9に示すアンテナ装置は、一次放射器 1の上方向に第 1リフレクタ 2を配置し、下方向に第 4リフレクタ 8を配置し、右側方に第 5リフレクタ 9を配置し、左側方に第 6リフレクタ 10を配置したものであり、第 5、第 6リフレクタ 9, 10はアンテナ装置の正面方向に所定の指向性を有するものである。そして、他の構成は第 1の実施形態に示したァンテナ装置と同じである。このような構成とすることで、第 1、第 4リフレクタ 2, 8がアンテナ正面方向で水平方向を走査するビームを形成し、第 5、第 6リフレクタ 9, 10がァンテナ正面方向で垂直方向に走査するビームを形成する。これにより、一次放射器の一回転中に水平方向の走査と垂直方向の走査とが可能なアンテナ装置を実現することがでさる。

[0057] なお、本実施形態では、リフレクタを 4枚使用した例を示した力リフレクタの使用枚数は、所望の特性を得るために 3枚や 4枚を超える複数枚数であってもよ、。

さらに、本実施形態では、全てのリフレクタが正面方向にビームを形成する姿勢で設置されているが、第 2の実施形態に示したように、複数のリフレクタを正面用と背面用とに分けて設置してもよい。例えば、一次放射器 1の上方と右側方とに配置されたリフレクタを正面用とし、一次放射器の下方と左側方とに配置されたリフレクタを背面用とすることで、一次放射器の一回転中に正面方向の水平走査と垂直走査、背面方向の水平走査と垂直走査とを可能にするアンテナ装置を実現することができる。

[0058] 次に、第 5の実施形態に係るアンテナ装置について図 10を参照して説明する。

図 10は本実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す側面図である。なお、図中の点線矢印はミリ波信号の放射方向、およびこのミリ波信号力もなる送信ビームの送信方向を示し、太実線矢印はアンテナ装置の正面方向を示す。

図 10に示すように、本実施形態のアンテナ装置は、一次放射器の回転軸 A方向が水平方向に対して所定角を成すように一次放射器を配置したものであり、他の構成は第 3の実施形態に示したアンテナ装置と同じである。このような構成とすることで、一次放射器とリフレクタとの相対姿勢、すなわちアンテナ装置の各構成要素のレイァゥトの自由度が向上する。なお、この構成は、第 3の実施形態に限らず前述の各実施形態に適用することができる。

[0059] 次に、第 6の実施形態に係るアンテナ装置について図 11を参照して説明する。

図 11は本実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す側面図である。なお、図中の太実線矢印はアンテナ装置の正面方向を示す。

図 11に示すように、本実施形態に係るアンテナ装置は、一次放射器 1、第 1リフレタタ 2、第 2リフレクタ 3、ロータリージョイント 4、導波管 5、モータ 6を内蔵する筐体 20を備えるものであり、他の構成は第 1の実施形態に示すアンテナ装置と同じである。筐体 20は、前記各構成要素を上下方向および左右方向から覆う側壁部 21と、アンテナ装置の背面方向を覆う裏蓋 22と、アンテナ装置の正面方向を覆うレドーム 23とから構成される。そして、筐体 20の側壁部 21は第 1リフレクタ 2および第 2リフレクタ 3と一体形成されている。

[0060] このような構成とすることで、アンテナ装置の各構成要素が外部環境力も保護されて、耐久性に優れるアンテナ装置を構成することができる。また、筐体とリフレクタとが一体形成されているので、アンテナ装置の構成要素が減少し、製造が容易で、安価なアンテナ装置を構成することができる。 [0061] なお、本実施形態では、リフレクタと筐体とがー体形成されたものを示したが、これらが個々に形成されたものを組み立ててもよい。

[0062] また、本実施形態では、アンテナ装置の各構成要素 (各機能部)を筐体に内蔵した力後述するレーダ装置としての各機能部を筐体内に配置してもよい。これにより、耐久性に優れるレーダ装置を実現することができる。

[0063] 次に、第 7の実施形態に係るレーダ装置について図 12を参照して説明する。

図 12は本実施形態に係るレーダ装置の概略構成を示すブロック図である。

[0064] 図 12に示すように、本実施形態のレーダ装置は、アンテナ装置 100、サーキユレ一タ 200、ミキサ 300、カプラ 400、無反射終端器 401、 VCO500、 LNA600を備える。そして、アンテナ装置 100には、前述の各実施形態に示したアンテナ装置を用いる。ここで、サーキユレータ 200、ミキサ 300、カプラ 400、無反射終端器 401、 VCO50 0、 LNA600が本発明の「探知信号生成手段」に相当する。

[0065] VCO500により生成されたミリ波信号は、カプラ 400、サーキユレータ 200を介して、アンテナ装置 100に伝送される。アンテナ装置 100は、前述のように物標探知領域に送信ビームを形成して、物標に反射した物標探知信号を受信する。アンテナ装置 100で受信された物標探知信号は、サーキユレータ 200を介してミキサ 300に入力される。ミキサ 300は、 VCO500からの信号の一部をカプラ 400を介してローカル信号として入力し、物標探知信号とローカル信号との差の周波数成分を IF信号として出力する。 LNA600はこの IF信号を増幅して後段の探知データ生成回路（図示せず）に出力する。

[0066] このように、前述のアンテナ装置を備えてレーダ装置を構成することで、一つの一次放射器で複数の指向性のビームが形成されるので、複数の探知領域を探知するレーダ装置を小型に構成することができる。

[0067] また、前述の説明のように、レーダ装置を構成する、サーキユレータ 200、ミキサ 30 0、カプラ 400、無反射終端器 401、 VCO500、 LNA600等の構成要素をアンテナ装置の筐体内に配置することで、小型で耐久性に優れるレーダ装置を実現することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 回転しながら回転軸方向とは異なる方向に信号を放射する一次放射器と、該一次放射器から放射された信号を反射してアンテナ装置のビーム送信方向に導き、該ビーム送信方向からの物標反射信号を反射して前記一次放射器に導くリフレクタとを備えたアンテナ装置において、

前記一次放射器は、前記回転軸方向と前記ビーム送信方向とが略一致する姿勢で配置されてヽることを特徴とするアンテナ装置。

[2] 前記一次放射器は、該一次放射器の放射方向と前記回転軸方向とが 30° 以上の角を成す姿勢で配置されて!、る請求項 1に記載のアンテナ装置。

[3] 前記リフレクタを複数備えた請求項 1または請求項 2に記載のアンテナ装置。

[4] 前記複数のリフレクタがそれぞれに異なる形状である請求項 3に記載のアンテナ装置。

[5] 前記複数のリフレクタは、前記一次放射器に対してそれぞれに異なる姿勢で配置されている請求項 3または請求項 4に記載のアンテナ装置。

[6] 前記一次放射器と前記リフレクタとが内部に設置された筐体を備える請求項 1〜5 の!、ずれかに記載のアンテナ装置。

[7] 前記リフレクタと前記筐体とがー体形成されてなる請求項 6に記載のアンテナ装置

[8] 請求項 1〜7に記載のアンテナ装置と、

前記一次放射器力放射する信号を生成するとともに、この信号と前記一次放射器に導かれた前記物標反射信号とを用いて探知信号を生成する探知信号生成手段と、を備えたことを特徴とするレーダ装置。